(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像データについて前記画像データの各画素に対応するクロックパルスを有する画素クロックに応じて画素変調信号を生成し、当該画素変調信号に応じたレーザビームを像担持体に走査しつつ照射して前記像担持体上に潜像を形成し、前記潜像をトナー像に変換し、前記トナー像を転写部材に転写することで画像を形成する画像形成装置であって、
前記レーザビームの走査位置に応じて前記クロックパルスのパルス幅を可変に調整して生成するクロック調整部と、
前記クロックパルスについて、隣接する前記クロックパルス同士の間に前記レーザビームをオフにするオフ期間を定め、各画素の前記クロックパルス中の前記オフ期間を除いた有効パルス期間の範囲内で、前記画像データに対応するパルス幅であって所定強度のレーザビーム生成用の前記画素変調信号を生成する画素変調信号生成部と、
前記クロック調整部と前記画素変調信号生成部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記画像データに対応するパルス幅の前記画素変調信号を生成する際に、前記クロック調整部により調整された前記クロックパルスのパルス幅の範囲内において前記画素変調信号生成部により定められた前記有効パルス期間が不足する場合には、前記画素変調信号生成部が生成する前記画素変調信号の強度を変更する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
入力される画像データについて前記画像データの各画素に対応するクロックパルスを有する画素クロックに応じて画素変調信号を生成し、当該画素変調信号に応じたレーザビームを像担持体に走査しつつ照射して前記像担持体上に潜像を形成し、前記潜像をトナー像に変換し、前記トナー像を転写部材に転写することで画像を形成する画像形成装置であって、
前記レーザビームの走査位置に応じて前記クロックパルスのパルス幅を可変に調整して生成するクロック調整部と、
前記クロックパルスについて、隣接する前記クロックパルス同士の間に前記レーザビームをオフにするオフ期間を定め、各画素の前記クロックパルス中の前記オフ期間を除いた有効パルス期間の範囲内で、前記画像データに対応するパルス幅であって所定強度のレーザビーム生成用の前記画素変調信号を生成する画素変調信号生成部と、
前記クロック調整部と前記画素変調信号生成部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記画像データに対応するパルス幅の前記画素変調信号を生成する際に、前記クロック調整部により調整された前記クロックパルスのパルス幅の範囲内において前記画素変調信号生成部により定められた前記有効パルス期間が不足する場合には、前記オフ期間を減少させるように前記画素変調信号生成部を制御し、
前記オフ期間を減少させた状態でも前記有効パルス期間が不足する場合には、前記画素変調信号生成部が生成する前記画素変調信号の強度を変更する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記画素変調信号生成部は、前記画像データに含まれる中間調の画素に対応するパルス幅の前記画素変調信号を、前記有効パルス期間の範囲内でパルス幅変調により生成する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記クロック調整部により調整された前記クロックパルスのパルス幅の範囲内において前記画素変調信号生成部により定められた前記有効パルス期間が不足する場合には、前記画素変調信号生成部が生成する前記画素変調信号の強度を上昇させるように変更し、レーザビームの照度を上昇させるよう制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
入力される画像データについて前記画像データの各画素に対応するクロックパルスを有する画素クロックに応じて画素変調信号を生成し、当該画素変調信号に応じたレーザビームを像担持体に走査しつつ照射して前記像担持体上に潜像を形成し、前記潜像をトナー像に変換し、前記トナー像を転写部材に転写することで画像を形成する画像形成装置を制御する画像形成制御方法であって、
前記画像形成装置は、
前記レーザビームの走査位置に応じて前記クロックパルスのパルス幅を可変に調整して生成するクロック調整部と、
前記クロックパルスについて、隣接する前記クロックパルス同士の間に前記レーザビームをオフにするオフ期間を定め、各画素の前記クロックパルス中の前記オフ期間を除いた有効パルス期間の範囲内で、前記画像データに対応するパルス幅であって所定強度のレーザビーム生成用の前記画素変調信号を生成する画素変調信号生成部と、
前記クロック調整部と前記画素変調信号生成部を制御する制御部と、
を備えて構成され、
前記制御部は、前記画像データに対応するパルス幅の前記画素変調信号を生成する際に、前記クロック調整部により調整された前記クロックパルスのパルス幅の範囲内において前記画素変調信号生成部により定められた前記有効パルス期間が不足する場合には、前記画素変調信号生成部が生成する前記画素変調信号の強度を変更する、
ことを特徴とする画像形成制御方法。
【請求項６】
入力される画像データについて前記画像データの各画素に対応するクロックパルスを有する画素クロックに応じて画素変調信号を生成し、当該画素変調信号に応じたレーザビームを像担持体に走査しつつ照射して前記像担持体上に潜像を形成し、前記潜像をトナー像に変換し、前記トナー像を転写部材に転写することで画像を形成する画像形成装置を制御する画像形成制御方法であって、
前記画像形成装置は、
前記レーザビームの走査位置に応じて前記クロックパルスのパルス幅を可変に調整して生成するクロック調整部と、
前記クロックパルスについて、隣接する前記クロックパルス同士の間に前記レーザビームをオフにするオフ期間を定め、各画素の前記クロックパルス中の前記オフ期間を除いた有効パルス期間の範囲内で、前記画像データに対応するパルス幅であって所定強度のレーザビーム生成用の前記画素変調信号を生成する画素変調信号生成部と、
前記クロック調整部と前記画素変調信号生成部を制御する制御部と、
を備えて構成され、
前記制御部は、
前記画像データに対応するパルス幅の前記画素変調信号を生成する際に、前記クロック調整部により調整された前記クロックパルスのパルス幅の範囲内において前記画素変調信号生成部により定められた前記有効パルス期間が不足する場合には、前記オフ期間を減少させるように前記画素変調信号生成部を制御し、
前記オフ期間を減少させた状態でも前記有効パルス期間が不足する場合には、前記画素変調信号生成部が生成する前記画素変調信号の強度を変更する、
を有することを特徴とする画像形成制御方法。
【請求項７】
前記画素変調信号生成部は、前記画像データに含まれる中間調の画素に対応するパルス幅の前記画素変調信号を、前記有効パルス期間の範囲内でパルス幅変調により生成する、ことを特徴とする請求項５乃至請求項６のいずれか一項に記載の画像形成制御方法。
【請求項８】
前記制御部は、前記クロック調整部により調整された前記クロックパルスのパルス幅の範囲内において前記画素変調信号生成部により定められた前記有効パルス期間が不足する場合には、前記画素変調信号生成部が生成する前記画素変調信号の強度を上昇させるように変更し、レーザビームの照度を上昇させるよう制御する、
ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の画像形成制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置及び画像形成制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置として、画像データに応じた主走査方向の１ラインの画像形成を行うと共に、主走査方向の１ライン毎の画像形成を副走査方向に繰り返して１頁分の画像形成を行うものが知られている。
この画像データに応じた主走査方向の画像形成は、形成する画素の基準として、画像データの各画素に対応するクロックパルスを有する画素クロックを基準として、各画素の位置決めがなされている。
【０００３】
その一例として、電子写真方式の画像形成装置では、画像データに応じて変調したレーザビームを主走査方向に走査し、これと並行して、副走査方向に回転する像担持体上に、前記レーザビームによって画像を形成している。この場合に、上述したクロックパルスを基準にして、レーザビームを画像データで変調するようにしている。
【０００４】
ところで、この種の画像形成装置では、レーザダイオードが発生するレーザビームを、ポリゴンミラーで反射させて主走査方向の走査を実現している。ここで、ポリゴンミラーと像担持体の中間付近にｆθレンズを配置して、各速度一定で回転するポリゴンミラーで反射されたレーザビームが像担持体の表面で一定速度（線速度一定）になるように制御している。
【０００５】
しかし、このようなｆθレンズを配置したとしても、像担持体表面においてレーザビームの主走査速度を完全に一致させることは困難である。なお、レーザビームの主走査速度が一定でないということは、像担持体表面における１ドットの大きさが変化することを意味している。そして、このようなドットの大きさが変化は画像の歪を意味している。
【０００６】
そこで、像担持体表面での主走査速度に応じて上述した画素クロックのクロックパルスの周期を変更する技術が存在している。例えば、主走査速度が上昇する部分ではクロックパルスの周期を狭め、主走査速度が低下する部分ではクロックパルスの周期を広げることで、像担持体表面でのドットの大きさを均等にすることができる。
【０００７】
なお、これに関する技術としては、たとえば、以下の特許文献１や特許文献２などに記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2007-133085号公報
【特許文献２】特開2005-66827号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１では、ｆθレンズを使用せずに画素クロックの調整のみで、各ドットの位置を調整するようにしている。ところで、像担持体表面の主走査方向の中央点では画素クロックの周期は長く、主走査方向端部に近づくにしたがって短くなる。このため、主走査方向端部に近づくにしたがって、１ドット露光割り当て時間が減少し、１ドット露光量が低下する。また、ｆθレンズを用いていないので、ポリゴンミラーが反射したレーザビームは、主走査方向の中央点では像担持体面に直交するが、主走査方向端部に近づくにしたがって画素クロックの周波数の上昇とともに、像担持体面に対する角度が９０度より小さくなって行き、像担持体面での反射が増大して像担持体に対するレーザビーム照射光量が低下する。これらの光量低下を補うために、特許文献１では、画素クロックの周波数に応じた光量低下を補償するようにしている。
【００１０】
また、上記特許文献２では、主走査方向に電位むら特性の悪い像担持体であっても、また走査光学系の光量端部落ち現象があっても、走査位置に応じた領域毎に光量補正値によりレーザビームの光量を補正することで、安価で簡単な回路構成で均一な光量補正を実現して、高品位な画像を提供するようにしている。
【００１１】
ところで、ポリゴンミラーを使用している場合であってレーザビームの主走査速度が一定でない場合に、主走査方向位置に応じて画素クロックの周波数を調整することで、画素位置や画素の大きさを正しい状態に近づけるよう調整することは可能である。
しかし、そのように画素クロック周波数を調整し、クロックパルス周期が変更された場合であって、クロック周期を短くするように制御した場合には、１クロックパルスの範囲内で中間調の最大濃度を表現できなくなって画像の中間調の線形性が損なわれる場合があるという新たな問題が発生することが判明した。そして、今回判明した問題に対しては、上述した特許文献１、特許文献２、その他既存の技術でも対処することができないことも分かった。
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、主走査方向位置に応じて画素クロック周波数を調整した場合にも、画像の中間調の線形性が損なわれることのない画像形成装置と画像形成制御方法とを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
すなわち、課題を解決する手段としての本発明は以下に説明するようなものである。
（１）本発明は、入力される画像データについて前記画像データの各画素に対応するクロックパルスを有する画素クロックに応じて画素変調信号を生成し、当該画素変調信号に応じたレーザビームを像担持体に走査しつつ照射して前記像担持体上に潜像を形成し、前記潜像をトナー像に変換し、前記トナー像を転写部材に転写することで画像を形成する画像形成装置であって、前記レーザビームの走査位置に応じて前記クロックパルスのパルス幅を可変に調整して生成するクロック調整部と、前記クロックパルスについて、隣接する前記クロックパルス同士の間に前記レーザビームをオフにするオフ期間を定め、各画素の前記クロックパルス中の前記オフ期間を除いた有効パルス期間の範囲内で、前記画像データに対応するパルス幅であって所定強度のレーザビーム生成用の前記画素変調信号を生成する画素変調信号生成部と、前記クロック調整部と前記画素変調信号生成部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記画像データに対応するパルス幅の前記画素変調信号を生成する際に、前記クロック調整部により調整された前記クロックパルスのパルス幅の範囲内において前記画素変調信号生成部により定められた前記有効パルス期間が不足する場合には、前記画素変調信号生成部が生成する前記画素変調信号の強度を変更する、ことを特徴とする。
【００１４】
（２）本発明は、入力される画像データについて前記画像データの各画素に対応するク
ロックパルスを有する画素クロックに応じて画素変調信号を生成し、当該画素変調信号に
応じたレーザビームを像担持体に走査しつつ照射して前記像担持体上に潜像を形成し、前
記潜像をトナー像に変換し、前記トナー像を転写部材に転写することで画像を形成する画
像形成装置であって、前記レーザビームの走査位置に応じて前記クロックパルスのパルス
幅を可変に調整して生成するクロック調整部と、前記クロックパルスについて、隣接する
前記クロックパルス同士の間に前記レーザビームをオフにするオフ期間を定め、各画素の
前記クロックパルス中の前記オフ期間を除いた有効パルス期間の範囲内で、前記画像デー
タに対応するパルス幅であって所定強度のレーザビーム生成用の前記画素変調信号を生成
する画素変調信号生成部と、前記クロック調整部と前記画素変調信号生成部を制御する制
御部と、を備え、前記制御部は、前記画像データに対応するパルス幅の前記画素変調信号
を生成する際に、前記クロック調整部により調整された前記クロックパルスのパルス幅の
範囲内において前記画素変調信号生成部により定められた前記有効パルス期間が不足する
場合には、前記オフ期間を減少させるように前記画素変調信号生成部を制御し、前記オフ
期間を減少させた状態でも前記有効パルス期間が不足する場合には、前記画素変調信号生成部が生成する前記画素変調信号の強度を変更する、ことを特徴とする。
【００１５】
（３）上記（１）〜（２）において、前記画素変調信号生成部は、前記画像データに含まれる中間調の画素に対応するパルス幅の前記画素変調信号を、前記有効パルス期間の範囲内でパルス幅変調により生成する、ことを特徴とする。
（４）上記（１）〜（３）において、前記制御部は、前記クロック調整部により調整された前記クロックパルスのパルス幅の範囲内において前記画素変調信号生成部により定められた前記有効パルス期間が不足する場合には、前記画素変調信号生成部が生成する前記画素変調信号の強度を上昇させるように変更し、レーザビームの照度を上昇させるよう制御する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、以下のような効果を得ることができる。
（１）本発明では、入力される画像データについて画像データの各画素に対応するクロックパルスを有する画素クロックに応じて画素変調信号を生成し、当該画素変調信号に応じたレーザビームを像担持体に走査しつつ照射して像担持体上に潜像を形成し、潜像をトナー像に変換し、トナー像を転写部材に転写することで画像を形成する画像形成装置において、レーザビームの走査位置に応じてクロックパルスのパルス幅を可変に調整した状態で、画像データに対応するパルス幅の画素変調信号を生成する。ここで、クロック調整部により調整されたクロックパルスのパルス幅の範囲内において画素変調信号生成部により定められた有効パルス期間が不足する場合には、画素変調生信号成部が生成する画素変調信号の強度を変更する。これにより、主走査方向位置に応じて画素クロック周波数を調整した場合にも、画像の中間調の線形性が損なわれることがなくなる。
【００１７】
（２）本発明は、入力される画像データについて画像データの各画素に対応するクロックパルスを有する画素クロックに応じて画素変調信号を生成し、当該画素変調信号に応じたレーザビームを像担持体に走査しつつ照射して像担持体上に潜像を形成し、潜像をトナー像に変換し、トナー像を転写部材に転写することで画像を形成する画像形成装置において、レーザビームの走査位置に応じてクロックパルスのパルス幅を可変に調整した状態で、画像データに対応するパルス幅の画素変調信号を生成する。ここで、クロック調整部により調整されたクロックパルスのパルス幅の範囲内において画素変調信号生成部により定められた有効パルス期間が不足する場合には、オフ期間を減少させるように画素変調信号生成部を制御し、オフ期間を減少させた状態でも有効パルス期間が不足する場合には、画素変調信号生成部が生成する画素変調信号の強度を変更する。
【００１８】
これにより、オフ期間減少で対処可能であれば容易に有効パルス期間の不足を解消でき、更に、オフ期間減少で対処可能でなければ画素変調信号の強度変更により有効パルス期間不足に対処でき、主走査方向位置に応じて画素クロック周波数を調整した場合にも、画像の中間調の線形性が損なわれることがなくなる。
【００１９】
（３）本発明では、以上の（１）や（２）のように制御する際に、画像データに含まれる中間調の画素に対応するパルス幅の画素変調信号を、有効パルス期間の範囲内でパルス幅変調により生成することで、画像の中間調の線形性が損なわれることがなくなる。
（４）本発明では、以上の（１）〜（３）のように制御する際に、クロックパルスのパルス幅の範囲内において有効パルス期間が不足する場合には、画素変調信号の強度を上昇させるように変更してレーザビームの照度を上昇させることで、画像の中間調の線形性が損なわれることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す構成図である。
【図４】本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す構成図である。
【図５】本発明の実施形態の画像形成装置の状態を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施形態の画像形成装置の状態を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施形態の画像形成装置の状態を説明する説明図である。
【図８】本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の画像形成装置及び画像形成制御方法の実施形態を詳細に説明する。
〔画像形成装置の構成〕
ここで、実施形態の電子写真方式の画像形成装置１００の構成を、図１に基づいて詳細に説明する。なお、画像形成装置１００として既知であって、本実施形態の特徴的な動作や制御に直接に関係しない一般的な部分についての説明は省略してある。
【００２２】
〔画像形成装置の全体構成〕
図１に示す画像形成装置１００は、画像データに応じて画素変調信号を生成し、当該画素変調信号に応じたレーザビームを像担持体に走査しつつ照射して前記像担持体上に潜像を形成し、前記潜像をトナー像に変換し、前記トナー像を転写部材に転写することで画像を形成する。
【００２３】
また、図１に示す画像形成装置１００としては、ＣＭＹＫのカラー画像データに応じて、ＣＭＹＫ各色のトナー像を形成し、これらＣＭＹＫ各色のトナー像を重ね合わせて最終的にカラー画像形成を行う、カラー画像形成装置を具体例に示している。
なお、この画像形成装置１００は、各部を制御する制御部１０１、外部機器と通信する通信部１０２、設定データ等の各種データを記憶する記憶部１０３、操作者が各種操作入力を行うと共に各種表示を行う操作表示部１０４、用紙を供給する給紙部１０５、画像形成に合わせて用紙を搬送する搬送部１０７と、画像データの各画素に対応するクロックパルスを有する画素クロックを生成するクロック生成部１１０、レーザビームの走査位置に応じてクロックパルスのパルス幅を可変に調整して生成するクロック調整部１２０、画像データを記憶する画像データ記憶部１３０、画像データに対して画像処理を施す画像処理部１４０、画像データに基づいて用紙上に画像を形成するプリントエンジン１６０、用紙上の画像（トナー像）を用紙に定着せしめる定着部１８０、を備えて構成されている。
【００２４】
ここで、制御部１０１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備える。ここで、ＣＰＵは、ＲＡＭの所定領域をワークエリアとし、ＲＯＭに記憶されている各種プログラムを実行して、画像形成装置１００の各部を統括的に制御する。
【００２５】
操作表示部１０４は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを備え、入力される各種指示信号を制御部１０１に送信する。また、操作表示部１０４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の表示手段を備え、制御部１０１から入力される各種画像データを表示する。なお、この操作表示部は操作部と表示部が別であってもよいが、表示されたアイコンあるいはキー（以下、「キー」と呼ぶ）を押下するタッチパネルであってもよい。
【００２６】
画像処理部１４０は、画像データに対して、画像形成に必要なプリンタガンマ変換、誤差拡散処理、微小変倍処理などの出力系画像処理を施す。
プリントエンジン１６０は、電子写真方式の画像形成部であり、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の４色のカラー画像形成を行う場合には、記録部１６０Ｃ、記録部１６０Ｍ、記録部１６０Ｙ、記録部１６０Ｋ、を備えて構成されている。
【００２７】
ここで、記録部１６０Ｃは、隣接するクロックパルス同士の間にレーザビームをオフにするオフ期間を定め、各画素のクロックパルス中のオフ期間を除いた有効パルス期間の範囲内で、画像データに対応するパルス幅であって所定強度のレーザビーム生成用の画素変調信号を生成する画素変調信号生成部としてのＬＤ駆動部１６０１Ｃと、像担持体上でレーザビームを主走査方向に走査するポリゴンミラーを駆動するポリゴンモータ１６０２Ｃと、ＬＤ駆動部１６０１ＣからのＬＤ駆動信号（画素変調信号）を得てレーザビームを発生するレーザダイオード（以下、ＬＤ）１６０３Ｃと、レーザビームを像担持体表面で等線速で走査する各種レンズを有する光学系１６０４Ｃと、レーザビームにより像担持体に形成される潜像をトナー像に変換して用紙に転写するプロセスユニット１６０５Ｃと、主走査開始位置でレーザビームを検知して主走査開始位置の同期信号を得るスタートオブスキャンセンサ（以下、ＳＯＳセンサ）１６０７Ｃと、が配置されている。
【００２８】
なお、Ｃ以外のＭＹＫにも同様な構成の、記録部１６０Ｍ，記録部１６０Ｙ，記録部１６０Ｋが設けられている。
〔光学系の構成〕
図２は、記録部１６０（１６０Ｃ，１６０Ｍ，１６０Ｙ，１６０Ｋ）に含まれる光学系１６０４（１６０４Ｃ，１６０４Ｍ，１６０４Ｙ，１６０４Ｋ）近傍を、ＬＤ１６０３と像担持体１６０５３と共に斜視図として示している。
【００２９】
なお、ここでは、同様な構成の光学系１６０４Ｃ，１６０４Ｍ，１６０４Ｙ，１６０４Ｋについて、光学系１６０４として具体例を示している。
また、この図２では、生産性を向上させるために、複数のレーザビームを用いる場合を示すが、レーザビーム数はこれより少なくても良いし、逆に、レーザビーム数はこれより多くても良い。
【００３０】
図２において、光学系１６０４Ｃは、ＬＤ１６０３Ｃからのレーザビームを拡散光から平行光に補正するコリメータレンズ１６０４１Ｃと、レーザビームの縦横比を調整するシリンドリカルレンズ１６０４２Ｃ、ポリゴンモータ１６０２Ｃにより駆動されてレーザビームを主走査方向に走査する回転多面鏡としてのポリゴンミラー１６０４３Ｃ、光学的に走査角度と走査速度の補正を行うｆθレンズ１６０４５Ｃ、レーザビームの縦横比を補正するシリンドリカルレンズ１６０４６Ｃ、水平同期信号検出のために走査されたレーザビームをＳＯＳセンサ１６０７Ｃに反射させるミラー１６０４８Ｃと、を備えて構成されている。
【００３１】
そして、以上のようにして走査されるレーザビームが像担持体１６０５３Ｃ上に主走査方向に走査され、かつ、像担持体１６０５３Ｃの回転を副走査方向の走査とすることで、像担持体１６０５３Ｃ表面には画像データに基づいたレーザビームに応じた静電潜像が形成される。
【００３２】
なお、Ｃ以外のＭＹＫにも同様な構成の、光学系１６０４Ｍ，１６０４Ｙ，１６０４Ｋが設けられている。
〔プリントエンジンの構成〕
図３はプリントエンジン１６０とプロセスユニット１６０５（１６０５Ｃ，１６０５Ｍ，１６０５Ｙ，１６０５Ｋ）付近の断面構成を示す構成図である。
【００３３】
ここで、プロセスユニット１６０５Ｃは、像担持体１６０５３Ｃを帯電させる帯電部１６０５１Ｃと、像担持体１６０５３Ｃにレーザビームを照射すべくＬＤ１６０３Ｃや光学系１６０４Ｃを含むレーザ走査光学ユニット１６０５２Ｃと、レーザビームが照射される像担持体１６０５３Ｃと、レーザビームが照射されて像担持体１６０５３Ｃに形成された静電潜像を現像してトナー像とする現像部１６０５４Ｃと、像担持体１６０５３Ｃ表面のトナー像を中間転写体１６５０に転写する転写部１６０５５Ｃと、を有して構成される。
【００３４】
なお、Ｃ以外のＭＹＫにも同様な構成の、プロセスユニット１６０５Ｍ，１６０５Ｙ，１６０５Ｋが設けられている。
各色のプロセスユニット１６０５Ｃ，１６０５Ｍ，１６０５Ｙ，１６０５Ｋでそれぞれ形成された各色のトナー像は、中間転写体１６５０で重ね合わされてカラー画像とされる。そして、このカラー画像は転写部１６０５９にて、給紙部１０５から給紙されて搬送部１０７で搬送される用紙に転写される。そして、用紙に転写されたカラー画像は定着部１８０により、加熱と加圧とによって安定した状態にされる。
【００３５】
また、図１〜図３では、カラー画像形成を行う画像形成装置を具体例にしているが、本実施形態はモノクロの画像形成装置であっても構わない。
〔レーザ駆動部の構成〕
図４は、本実施形態のプリントエンジン１６０に含まれるＬＤ駆動部１６０１（１６０１Ｃ，１６０１Ｍ，１６０１Ｙ，１６０１Ｋ）の構成を示すブロック図である。
【００３６】
ＬＤ１６０３の光出力−順方向電流特性には、温度変化や経年劣化による変動がある。このため、レーザ駆動部１６０１では、一般的に、ＬＤの発振出力を常に安定にするための制御、即ちＡＰＣが行われている。
すなわち、最適なＬＤの駆動電流（所定強度のレーザビーム生成用の前記画素変調信号）を得る制御を行っている。なお、このＡＰＣは、ＬＤの光出力をフォトダイオード（以下、ＰＤ）で受光し、その受光出力に基づいて行われる。
【００３７】
具体的には、図４において、ＰＤに対してプルアップ抵抗Ｒが電源ＶＣＣ−グランド間で直列に接続されており、ＬＤの光出力がＰＤで光電変換され、その光電変換によって得られる電流がプルアップ抵抗Ｒで電圧（以下、モニター電圧又はＶｍｏｎと示す）に変換され、後述するコンパレータ１６０１−１に入力される。
【００３８】
ＬＤ駆動部１６０１は、２個のコンパレータ１６０１−１１〜１６０１−１２、２個のサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路１６０１−２１〜１６０１−２２、２個の電圧−電流（Ｖ−Ｉ）変換回路１６０１−３１〜１６０１−３２、演算回路１６０１−４、ＰＷＭ処理回路１６０１−５、スイッチ回路１６０１−６、電流加算器１６０１−７、および、駆動回路１６０１−８を有する構成となっている。
【００３９】
なお、このＬＤ駆動部１６０１（１６０１Ｃ，１６０１Ｍ，１６０１Ｙ，１６０１Ｋ）については、例えばドライバーＩＣとしてＩＣ化されて用いられても良い。
ここで、２個のコンパレータ１６０１−１１〜１６０１−１２の各々には、入力されるＰＤのモニター電圧Ｖｍｏｎが非反転（＋）入力として共通に与えられる。
【００４０】
コンパレータ１６０１−１１は、制御部１０１から与えられる基準電圧Ｖref1を反転（−）入力としてモニター電圧Ｖｍｏｎと比較し、その差分電圧を出力する。同様に、コンパレータ１６０１−１２は、制御部１０１から与えられる基準電圧Ｖref2を反転（−）入力としてモニター電圧Ｖｍｏｎと比較し、その差分電圧を出力する。
【００４１】
サンプルホールド回路１６０１−２１は、コンパレータ１６０１−１１から出力される差分電圧をサンプル＆ホールドする。同様に、サンプルホールド回路１６０１−２２は、コンパレータ１６０１−１２から出力される差分電圧をサンプル＆ホールドする。
電圧−電流変換回路１６０１−３１は、サンプルホールド回路１６０１−２１のホールド電圧を電流Ｉ１に変換し、演算回路１６０１−４およびスイッチ回路１６０１−６に供給する。同様に、電圧−電流変換回路１６０１−３２は、サンプルホールド回路１６０１−２２のホールド電圧を電流Ｉ２に変換し、演算回路１６０１−４に供給する。
【００４２】
スイッチ回路１６０１−６は、画像処理部１４０から入力される画像データＤＡＴＡに基づいてＰＷＭ処理回路１６０１−５で生成されたパルス幅信号に応じてオン／オフ（スイッチング）動作し、電圧−電流変換回路１６０１−３１から供給される電流Ｉ１に応じたスイッチング電流Ｉｓｗを、電流加算器１６０１−７の一方の加算入力として与える。
【００４３】
電流加算器１６０１−７は、演算回路１６０１−４から出力されるバイアス電流Ｉbiasをその他方の加算入力とし、その出力電流を駆動回路１６０１−８に供給する。
駆動回路１６０１−８は、電流加算器１６０１−７から供給される電流に応じた駆動電流を、出力端子２１を介してＬＤ１６０３のアノードに流し込むことによって当該ＬＤ１６０３を発光駆動する。
【００４４】
ここで、ＰＤ→コンパレータ１６０１−１１→サンプルホールド回路１６０１−２１→電圧−電流変換回路１６０１−３１→スイッチ回路１６０１−６→電流加算器１６０１−７→駆動回路１６０１−８→ＬＤのループが、レーザダイオードＬＤの発振出力を常に安定にするための制御を行うＡＰＣループとなる。
【００４５】
これに対して、ＰＤ→（コンパレータ１６０１−１１，コンパレータ１６０１−１２）→（サンプルホールド回路１６０１−２１，サンプルホールド回路１６０１−２２）→（電圧−電流変換回路１６０１−３１，電圧−電流変換回路１６０１−３２）→演算回路１６０１−４→電流加算器１６０１−７→駆動回路１６０１−８→ＬＤのループが、ＬＤに流すバイアス電流Ｉbiasを最適値に設定するための制御を行うバイアス設定用ループとなる。このバイアス設定用ループについて以下に説明する。
【００４６】
制御部１０１からは、１系統目の基準電圧Ｖref1と、基準電圧Ｖref1よりも低くかつ当該基準電圧Ｖref1とそれぞれ所定の比率の関係にある２系統目の基準電圧Ｖref2とがそれぞれ印加される。
演算回路１６０１−４は、電圧−電流変換回路１６０１−３１から与えられる各電流Ｉ１を用いてＬＤの光出力−順方向電流特性の傾きを求めるとともに、この傾きからＬＤのしきい値電流Ｉthを求め、このしきい値電流Ｉthの極近傍（理想的には、＝Ｉth）の電流値をＬＤのバイアス電流Ｉbiasの最適値として設定するバイアス設定手段として機能する。ここで設定されたバイアス電流Ｉbiasは、電流加算器１６０１−７および駆動回路１６０１−８を経由してＬＤにそのアノード側から駆動電流として流し込まれる。
【００４７】
すなわち、ＬＤの光出力−順方向電流特性において、発振領域の特性が直線でほぼ近似できることに着目し、演算回路１６０１−４ではこの直線性を利用して電流Ｉ１〜Ｉ2から発振領域の特性の傾きを求め、さらにこの傾きからＬＤのしきい値電流Ｉthを求めることにより、駆動対象のＬＤに最適なバイアス電流Ｉbiasの設定が行われる。以下、このバイアス電流Ｉbiasの制御をオートバイアスコントロールと呼ぶこととする。
【００４８】
ここで、上記構成のＬＤ駆動部１６０１において、ＡＰＣ動作時には、ＡＰＣループ側のサンプルホールド回路１６０１−２１があるタイミングでコンパレータ１６０１−１１の差分電圧をサンプリングし、以降そのサンプリングした値をホールドすることで、そのホールド電圧に対応した電流にて、画像データＤＡＴＡに応じたパルス幅信号基づくＬＤの駆動が行われる。また、このＡＰＣ動作でのサンプリングタイミングから僅かに遅れたタイミングでバイアス設定用ループ側でのサンプル＆ホールドが行われることになる。
【００４９】
上述したように、本実施形態に係るＬＤ駆動部１６０１では、本来のＡＰＣループ以外にバイアス設定用ループを設け、基準電圧Ｖref1〜Ｖref2に対応した電流Ｉ１〜Ｉ２を得てこれら電流Ｉ１〜Ｉ２からしきい値電流Ｉthを求め、このしきい値電流Ｉthを基準にバイアス電流Ｉbiasを設定するようにしたことで、ＬＤ個々のしきい値電流Ｉthのばらつきや駆動装置での設定電流のばらつき分を考慮することなく、しきい値電流Ｉthの極近傍にバイアス電流Ｉbiasを自動的に設定できる。これにより、ＬＤの発振遅れを抑えることができるため、ＬＤの高速動作が可能となる。
【００５０】
しかも、しきい値電流Ｉthは個々のＬＤの光出力−順方向電流特性の傾き（光出力の順方向電流に対する増加の割合）に依存しているので、当該特性が温度変化や経年変化によって変動したとしても、上述したオートバイアスコントロールによってその変動に対応することができるため、レーザダイオードの光出力−順方向電流特性の傾きの変化に常に追従した最適なバイアス電流Ｉbiasを自動的に設定できる。
【００５１】
〔隣接画素間のレーザ発光オフについて〕
ここで、像担持体１６０５３にレーザビームを照射した場合の隣接画素の影響について、図５を参照して説明する。
この場合、最大濃度のドットを主走査方向に連続して形成すべく最大の光量近傍でレーザビームを照射した場合、レーザビームを照射するドットの領域が隣接画素間で重なることは無いように設計したとしても、隣接画素間でレーザビームのオフ期間を設けなければ、レーザビームがほぼ連続して照射されるのに近い状態になる。この状態は、入力階調値が０−１５の場合であれば、入力階調値１５のときだけでなく、入力階調値１３−１５付近で発生することがある。これは、ＬＤの個体差によるレーザビームスポット形状の違い、静電潜像における電位変化の状況、現像によるトナー付着状況等、各種の条件が影響してくる。
【００５２】
従って、図５の「ＯＦＦ時間なし」で示すように、入力階調値が最大に近づくと、画像の中間調の線形性が失われることになる。そこで、隣接する画素間で、レーザビームが必ずオフになる期間を設けることで、図５の「ＯＦＦ時間あり」に示すように、入力階調値が最大に近づいても画像の中間調の線形性が保たれるようになる。
【００５３】
〔画素変調信号の強度変更の具体例（１）〕
以下、ＬＤ駆動電流の制御（画素変調信号の強度変更）の第一実施例について、図６を具体例にして説明する。
図６はＬＤ駆動信号ＬＤ駆動部１６０１（１６０１Ｃ，１６０１Ｍ，１６０１Ｙ，１６０１Ｋ）からＬＤ１６０３（１６０３Ｃ，１６０３Ｍ，１６０３Ｙ，１６０３Ｋ）に供給されるＬＤ駆動信号（画素変調信号）の１画素期間に相当する１パルス分を模式的に示す説明図である。
【００５４】
ここで、図６では、横軸は時間（パルス幅）を示しており、画素値が１−１５の場合に、横向き矢印に相当するパルス幅のＬＤ駆動信号（画素変調信号）が生成される。なお、１画素期間内は、階調線形性を保つため図５で説明したオフ期間が存在しており、１画素期間内のオフ期間を除いた期間が、画素値に応じたパルス幅として使用できる有効期間である。図６（ａ）に示す具体例は、有効パルス期間の範囲内で、画素値１−１５に対応することが可能であることを示している。
【００５５】
また、「発明が解決しようとする課題」の欄で説明した通り、像担持体１６０５３の表面における画素位置や画素の大きさを正しい状態に近づけるべく、主走査方向位置に応じて画素クロックの周波数を調整することがある。従って、画素クロックの周波数を上昇させた場合には、ＬＤ駆動信号の１パルス分の１画素期間が短くなり、連動して有効パルス期間も短くなる。図６（ｂ）に示す具体例は、短くなった有効パルス期間の範囲内でも、画素値１−１５に対応することが可能であることを示している。
【００５６】
そして、画素クロックの周波数を更に上昇させた場合には、ＬＤ駆動信号の１パルス分の１画素期間が更に短くなり、連動して有効パルス期間も更に短くなる。図６（ｃ）に示す具体例は、更に短くなった有効パルス期間の範囲内において、画素値１−１４は対応することが可能であるものの、画素値１５の場合は、有効パルス期間が不足した状態になっている。
【００５７】
このような場合には、制御部１０１から制御信号ＢＯＯＳＴ（図１、図４参照）をＬＤ駆動部１６０１に送信し、この制御信号ＢＯＯＳＴを受けた駆動回路１６０１−８が、上述した有効パルス期間の不足を補うように、ＬＤに供給する駆動電流を一時的に増加（画素変調信号の強度を上昇）させる。
【００５８】
例えば、図６（ｃ）では、有効パルス期間が不足した状態になる画素値１５の場合において、制御部１０１から制御信号ＢＯＯＳＴを受けた駆動回路１６０１−８がＬＤに供給するＬＤ駆動信号の電流を増加させて、ＬＤの発光強度が上昇する。すなわち、ＬＤからレーザビームが照射される像担持体１６０５３表面の領域では、照射位置の照度が上昇する。これにより、画素クロック周波数を調整して有効パルス期間が不足する状況でも、有効パルス期間の不足がレーザビームの照度上昇により補われるため、画像の中間調の線形性が損なわれることがなくなる。
【００５９】
〔画素変調信号の強度変更の具体例（２）〕
以下、ＬＤ駆動電流の制御（画素変調信号の強度変更）の第二実施例について、図７を具体例にして説明する。
図７は、図６と同様なＬＤ駆動信号（画素変調信号）の１画素期間に相当する１パルス分を模式的に示す説明図である。この図７では、横軸は時間（パルス幅）を示しており、画素値が１−１５の場合に、横向き矢印に相当するパルス幅のＬＤ駆動信号（画素変調信号）が生成される。なお、１画素期間内は、階調線形性を保つため図５で説明したオフ期間が存在しており、１画素期間内のオフ期間を除いた期間が、画素値に応じたパルス幅として使用できる有効期間である。
【００６０】
図７（ａ）に示す具体例は、有効パルス期間の範囲内で、画素値１−１５に対応することが可能であることを示している。
図７（ｂ）に示す具体例は、画素クロックの周波数を上昇させた場合であって、ＬＤ駆動信号の１パルス分の１画素期間が短くなり、連動して有効パルス期間も短くなっているが、有効パルス期間の範囲内で画素値１−１５に対応することが可能であることを示している。
【００６１】
図７（ｃ）に示す具体例は、画素クロックの周波数を更に上昇させたことでＬＤ駆動信号の１パルス分の１画素期間が更に短くなり、連動して更に短くなった有効パルス期間の範囲内において、画素値１−１４は対応することが可能であるものの、画素値１５の場合は有効パルス期間が不足した状態に陥る可能性がある。
【００６２】
このような場合には、制御部１０１から制御信号ＯＦＦ−ＣＯＮＴＲＯＬ（図８参照）をＬＤ駆動部１６０１に送信し、この制御信号ＯＦＦ−ＣＯＮＴＲＯＬを受けたＰＷＭ処理回路１６０１−５が、上述した有効パルス期間の不足を補うように、１画素期間内のオフ期間を一時的に減少させる。これにより、画素クロック周波数を調整して有効パルス期間が不足する状況
でも、オフ期間の現象により有効パルス期間が拡大するため、画像の中間調の線形性が損なわれることがなくなる。
【００６３】
図７（ｄ）に示す具体例は、画素クロックの周波数を図７（ｃ）より更に上昇させたことでＬＤ駆動信号の１パルス分の１画素期間が更に短くなり、連動して更に短くなった有効パルス期間の範囲内において、画素値１−１３は対応することが可能であるものの、画素値１４，１５の場合は有効パルス期間が不足した状態に陥る可能性がある。
【００６４】
このような場合には、制御部１０１から制御信号ＯＦＦ−ＣＯＮＴＲＯＬ（図８参照）をＬＤ駆動部１６０１に送信し、この制御信号ＯＦＦ−ＣＯＮＴＲＯＬを受けたＰＷＭ処理回路１６０１−５が、上述した有効パルス期間の不足を補うように、１画素期間内のオフ期間を一時的に減少させる。
【００６５】
これにより、画素値１４については、有効パルス期間が満足した状態になる。しかし、画素値１５については、有効パルス期間が不足する状況のままである。このような場合には、制御部１０１から制御信号ＢＯＯＳＴ（図１、図４参照）をＬＤ駆動部１６０１に送信し、この制御信号ＢＯＯＳＴを受けた駆動回路１６０１−８が、上述した有効パルス期間の不足を補うように、ＬＤに供給する駆動電流を一時的に増加（画素変調信号の強度を上昇）させる。
【００６６】
すなわち、図７（ｄ）では、有効パルス期間が不足した状態になる画素値１４の場合においては制御信号ＯＦＦ−ＣＯＮＴＲＯＬによりオフ期間を減らして有効パルス期間を増やし、有効パルス期間が更に不足した状態になる画素値１５の場合においては制御信号ＯＦＦ−ＣＯＮＴＲＯＬによりオフ期間を減らして有効パルス期間を増やすと共に、制御信号ＢＯＯＳＴによりＬＤ駆動信号の電流を増加させてＬＤの発光強度を上昇させる。すなわち、ＬＤからレーザビームが照射される像担持体１６０５３表面の領域では、照射位置の照度が上昇する。これにより、画素クロック周波数を調整して有効パルス期間が不足する状況でも、有効パルス期間の不足がレーザビームの照度上昇により補われるため、画像の中間調の線形性が損なわれることがなくなる。
【００６７】
なお、オフ期間減少で対処可能であれば容易に有効パルス期間の不足を解消でき、更に、オフ期間減少で対処可能でなければ画素変調信号の強度変更により有効パルス期間不足に対処でき、主走査方向位置に応じて画素クロック周波数を調整した場合にも、画像の中間調の線形性が損なわれることがなくなる。
【００６８】
なお、ＬＤのオフ期間（ＯＦＦ・ＯＮ時間）については、
・ＬＤの固有数値：τn（既知とする），
・ＬＤの駆動電流：Ｉop，
・ＬＤのしきい値電流：Ｉth，
・ＬＤ駆動部がＬＤに与えるバイアス電流：Ｉbias，
とした場合に、
ＬＤに電流が流れてから、実際に光が励起されるまでの時間：ｔdについて、
ｔd＝τn×ln(Ｉop-Ｉbias)／((Ｉop-Ｉbias)-(Ｉth-Ｉbias))
で表される。
【００６９】
そして、以上のパラメータは、図４又は図８に示すＬＤ駆動部１６０１で取得することが可能であるため、その時点でのＬＤのＯＦＦ・ＯＮ時間を調べて調整することができる。
なお、この調整はＬＤ駆動部１６０１内部でパラメータを調べて実行しても良いし、ＬＤ駆動部１６０１から得たパラメータを制御部１０１側で演算してＬＤ駆動部１６０１に指示を与えて実行しても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１００  画像形成装置
１０１  制御部
１０３  記憶部
１０４  操作表示部
１１０  クロック生成部
１２０  クロック調整部
１３０  画像データ記憶部
１４０  画像処理部
１６０  プリントエンジン
１８０  定着部
【図１】
0006536361.tif 000002
【図２】
0006536361.tif 000003
【図３】
0006536361.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006536361.tif 000007
【図７】
0006536361.tif 000008
【図８】
0006536361.tif 000009