(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の周波数の画素クロックを出力することを可能とする。【解決手段】ＰＬＬ回路に含まれる第１ＶＣＯ２０５ｅの入力信号ｆ２をとり出して、ゲインコントロールアンプ２０５ｇと可変容量２０５ｈとを協働させることにより、所望の大きさ及び整定時間の入力信号ｆｋ’を生成する。これにより、第２ＶＣＯ２０５ｉから出力される画素クロックＰＣＬＫの周波数を自由に制御することが可能となる。また、これにより、感光体上に精度よく潜像を形成することができ、結果的にノイズや色ずれのない画像を形成することができる。【選択図】図７
2008292954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素クロックを生成する画素クロック生成装置であって、
電圧制御信号に基づいて所定の周波数の信号を発振する第１の電圧制御発振器を含むＰＬＬ回路と；
前記電圧制御信号の大きさを所定の割合で調整する調整回路と；
前記調整回路で大きさが調整された電圧制御信号に基づいて前記画素クロックを生成する第２の電圧制御発振器と；を備える画素クロック生成装置。
【請求項２】
前記調整回路の出力側には、可変容量が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の画素クロック生成装置。
【請求項３】
前記ＰＬＬ回路は、チャージポンプを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画素クロック生成装置。
【請求項４】
光ビームで被走査面を走査する光走査装置であって、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の画素クロック生成装置と；
前記画素クロック生成装置から出力される画素クロックに基づいて、前記光ビームの変調を行う処理装置と；を備える光走査装置。
【請求項５】
画像に関する情報から得られる潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置であって、
請求項４に記載の光走査装置と；
前記光走査装置により潜像が形成される感光体と；
前記感光体の被走査面に形成された潜像を顕像化する現像手段と；
前記現像手段により顕像化されたトナー像を前記記録媒体に定着させる転写手段と；を備える画像形成装置。
【請求項６】
多色画像に関する情報から得られる各色ごとの潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に重ね合わせて定着させることにより、多色画像を形成する画像形成装置であって、
請求項４に記載の光走査装置と；
前記光走査装置により各色に応じた潜像がそれぞれ形成される複数の感光体と；
前記複数の感光体の被走査面それぞれに形成された潜像を顕像化する現像手段と；
前記現像手段により顕像化された各色ごとのトナー像を前記記録媒体に重ね合わせて定着させる転写手段と；を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素クロック生成装置、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、画素クロックを生成する画素クロック生成装置、画素クロックに基づいて変調された光ビームで被走査面を走査する光走査装置、及び画像情報に基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来カールソンプロセスを用いて画像を形成する画像形成装置としては、例えば、回転する感光ドラムの表面を、光ビームで走査することにより、感光ドラム表面に潜像を形成し、この潜像を可視化して得られたトナー像を、記録媒体としての用紙上に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷によく用いられるようになり、近年では、一度に複数本の光ビームで感光ドラムを走査することによって、短時間に高密度な画像を形成することが可能な画像形成装置が提案されている。
【０００３】
この種の画像形成装置では、最終的に形成された画像にバンディングや濃度むらなどが生じることがないように、走査の際に感光ドラム上に形成されるドットの位置ずれの補正が行われるのが一般的である（例えば特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１に記載された補正方法では、走査線を所定の区間に分割し、各区間ごとに異なる画素クロックに基づいた走査が行われるため、ある区間の画素クロックの周波数と、次区間の画素クロックの周波数との差が大きい場合などには、最終的に形成される画像に縦線やモアレなどが現れるといった不都合がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１１７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、所望の周波数の画素クロックを出力することが可能な画素クロック生成装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の第２の目的は走査精度の向上を図ることが可能な光走査装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の第３の目的は、高精度な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１の観点からすると、画素クロックを生成する画素クロック生成装置であって、電圧制御信号に基づいて所定の周波数の信号を発振する第１の電圧制御発振器を含むＰＬＬ回路と；前記電圧制御信号の大きさを所定の割合で調整する調整回路と；前記調整回路で大きさが調整された電圧制御信号に基づいて前記画素クロックを生成する第２の電圧制御発振器と；を備える画素クロック生成装置である。
【０００９】
これによれば、調整回路を介して電圧制御信号の大きさを所定の割合で増減することで、出力される画素クロックを自由な時間に所望の周波数に変更することが可能となる。
【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、光ビームで被走査面を走査する光走査装置であって、本発明の画素クロック生成装置と；前記画素クロック生成装置から出力される画素クロックに基づいて、前記光ビームの変調を行う処理装置と；を備える光走査装置である。
【００１１】
これによれば、被走査面を走査する光ビームを所望の画素クロックに基づいて変調することができるため、結果的に被走査面を精度よく走査することが可能となる。
【００１２】
本発明は、第３の観点からすると、画像に関する情報から得られる潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に定着させることにより、画像を形成する画像形成装置であって、本発明の光走査装置と；前記光走査装置により潜像が形成される感光体と；前記感光体の被走査面に形成された潜像を顕像化する現像手段と；前記現像手段により顕像化されたトナー像を前記記録媒体に定着させる転写手段と；を備える画像形成装置である。
【００１３】
これによれば、画像形成装置は本発明の光走査装置を備えている。したがって、高精度な画像を形成することが可能となる。
【００１４】
本発明は、第４の観点からすると、多色画像に関する情報から得られる各色ごとの潜像に基づいて形成されたトナー像を、記録媒体に重ね合わせて定着させることにより、多色画像を形成する画像形成装置であって、本発明の光走査装置と；前記光走査装置により各色に応じた潜像がそれぞれ形成される複数の感光体と；前記複数の感光体の被走査面それぞれに形成された潜像を顕像化する現像手段と；前記現像手段により顕像化された各色ごとのトナー像を前記記録媒体に重ね合わせて定着させる転写手段と；を備える画像形成装置である。
【００１５】
これによれば、画像形成装置は本発明の光走査装置を備えている。したがって、高精度な多色画像を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置１０の概略構成が示されている。
【００１７】
画像形成装置１０は、例えば、黒、イエロー、マゼンダ、シアンのトナー像を普通紙（用紙）上に重ね合わせて転写することにより、多色画像を印刷するタンデム方式のカラープリンタである。この画像形成装置１０は、図１に示されるように、光走査装置１００、４本の感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、転写ベルト４０、給紙トレイ６０、給紙コロ５４、第１レジストローラ対５６、第２レジストローラ対５２、定着ローラ５０、排紙ローラ５８、及び上記構成部品を収容する直方体状のハウジング１２などを備えている。
【００１８】
ハウジング１２には、上面に印刷が終了した用紙が排出される排紙トレイ１２ａが形成され、その排紙トレイ１２ａの下方に光走査装置１００が配置されている。
【００１９】
光走査装置１００は、感光ドラム３０Ａに対しては、上位装置（パソコン等）から供給された画像情報に基づいて変調された黒色画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム３０Ｂに対してはシアン画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム３０Ｃに対してはマゼンダ画像成分の光ビームを走査し、感光ドラム３０Ｄに対してはイエロー画像成分の光ビームを走査する。なお、光走査装置１００の構成については後述する。
【００２０】
４本の感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、その表面に、光ビームが照射されると、その部分が導電性となる性質をもつ感光層が形成された円柱状の部材であり、光走査装置１００の下方にＸ軸に沿って等間隔に配置されている。
【００２１】
感光ドラム３０Ａは、ハウジング１２内部の−Ｘ側端部にＹ軸方向を長手方向として配置され、不図示の回転機構により図１における時計回り（図１の矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、図１における１２時（上側）の位置に帯電チャージャ３２Ａが配置され、２時の位置にトナーカートリッジ３３Ａが配置され、１０時の位置にクリーニングケース３１Ａが配置されている。
【００２２】
帯電チャージャ３２Ａは、長手方向をＹ軸方向として、感光ドラム３０Ａの表面に対し所定のクリアランスを介して配置され、感光ドラム３０Ａの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００２３】
トナーカートリッジ３３Ａは、黒色画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３０Ａとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ａの表面に供給する。
【００２４】
クリーニングケース３１Ａは、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状のクリーニングブレードを備え、該クリーニングブレードの一端が感光ドラム３０Ａの表面に接するように配置されている。感光ドラム３０Ａの表面に吸着されたトナーは、感光ドラム３０Ａの回転に伴いクリーニングブレードにより剥離され、クリーニングケース３１Ａの内部に回収される。
【００２５】
感光ドラム３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、感光ドラム３０Ａの＋Ｘ側に所定間隔隔てて順次配置され、不図示の回転機構により、図１における時計回り（矢印に示される方向）に回転されるようになっている。そして、その周囲には、前述の感光ドラム３０Ａと同様の位置関係で、帯電チャージャ３２Ｂ,３２Ｃ,３２Ｄ、トナーカートリッジ３３Ｂ,３３Ｃ,３３Ｄ及びクリーニングケース３１Ｂ,３１Ｃ,３１Ｄがそれぞれ配置されている。
【００２６】
帯電チャージャ３２Ｂ〜３２Ｄは、前述した帯電チャージャ３２Ａと同様に構成され、感光ドラム３０Ｂ〜３０Ｄの表面を所定の電圧で帯電させる。
【００２７】
トナーカートリッジ３３Ｂ〜３３Ｄは、それぞれシアン、マゼンダ、イエロー画像成分のトナーが充填されたカートリッジ本体と、感光ドラム３０Ｂ〜３０Ｄとは逆極性の電圧によって帯電された現像ローラなどを備え、カートリッジ本体に充填されたトナーを現像ローラを介して感光ドラム３０Ｂ〜３０Ｄの表面にそれぞれ供給する。
【００２８】
クリーニングケース３１Ｂ〜３１Ｄは、クリーニングケース３１Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００２９】
以下、感光ドラム３０Ａ、帯電チャージャ３２Ａ、トナーカートリッジ３３Ａ及びクリーニングケース３１Ａを合わせて第１ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｂ、帯電チャージャ３２Ｂ、トナーカートリッジ３３Ｂ及びクリーニングケース３１Ｂを合わせて第２ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｃ、帯電チャージャ３２Ｃ、トナーカートリッジ３３Ｃ及びクリーニングケース３１Ｃを合わせて第３ステーションと呼び、感光ドラム３０Ｄ、帯電チャージャ３２Ｄ、トナーカートリッジ３３Ｄ及びクリーニングケース３１Ｄを合わせて第４ステーションと呼ぶものとする。
【００３０】
転写ベルト４０は、無端環状の部材で、感光ドラム３０Ａの下方に配置された従動ローラ４０ａと、感光ドラム３０Ｄの下方に配置された従動ローラ４０ｃと、これらの従動ローラ４０ａ、４０ｃより少し低い位置に配置された駆動ローラ４０ｂに、上端面が感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの下端面に接するように巻回されている。そして、駆動ローラ４０ｂが図１における反時計回りに回転することにより、反時計回り（図１の矢印に示される方向）に回転される。また、転写ベルト４０の＋Ｘ側端部近傍には、上述した帯電チャージャ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄとは逆極性の電圧が印加された転写チャージャ４８が配置されている。
【００３１】
給紙トレイ６０は、転写ベルト４０の下方に配置されている。この給紙トレイ６０は略直方体状のトレイであり、内部に印刷対象としての複数枚の用紙６１が積み重ねられて収納されている。そして、給紙トレイ６０の上面の＋Ｘ側端部近傍には矩形状の給紙口か形成されている。
【００３２】
給紙コロ５４は、給紙トレイ６０から用紙６１を一枚ずつ取り出し、第１レジストローラ対５６を介して、転写ベルト４０と転写チャージャ４８によって形成される隙間に導出する。
【００３３】
定着ローラ５０は、一対の回転ローラから構成され、用紙６１を過熱するとともに加圧し、第２レジストローラ対５２を介して、排紙ローラ５８へ導出する。
【００３４】
排紙ローラ５８は一対の回転ローラから構成され、導出された用紙６１を排紙トレイ１２ａに順次スタックする。
【００３５】
次に、光走査装置１００の構成について説明する。この光走査装置１００は、図２及び図３を総合するとわかるように、感光ドラム３０Ａのほぼ上方（＋Ｚ側）に配置された６つの偏向面を有するポリゴンミラー１０４、このポリゴンミラー１０４の＋Ｘ方向に順次配置されたｆθレンズ１０５、及び反射ミラー１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄ、反射ミラー１０６Ｄの−Ｙ側に配置された同期センサ１２０、ｆθレンズ１０５の下方に配置されたトロイダルレンズ１０７Ａ、このトロイダルレンズ１０７Ａの＋Ｘ方向に順次配置された、トロイダルレンズ１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのほぼ上方にそれぞれ配置された反射ミラー１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、ポリゴンミラー１０４を基点としてＸ軸と所定の角度θをなす直線上に配置された、シリンダレンズ１０３、カップリングレンズ１０２、及び光源１０１などを備えている。
【００３６】
ここで、Ｚ軸を中心にＸＹ座標を角度θ回転することにより定まる座標系をｘｙｚ座標系とし、以下、光源１０１などの説明には当該座標系を用いるものとする。
【００３７】
前記光源１０１は、光ビームを射出する発光源が２次元配列された面発光型半導体レーザアレイである。この光源１０１は、一例として、図４に示されるように、ｙ軸に対して角度αをなす方向を行方向、ｚ軸に平行な方向を列方向とする４行４列のマトリクス状に配置された１６の発光源を有している。
【００３８】
以下説明の便宜上、１行目に配置された４つの発光源を第１発光源群Ｇ１、２行目に配置された４つの発光源を第２発光源群Ｇ２、３行目に配置された４つの発光源群を第３発光源群Ｇ３、４行目に配置された４つの発光源群を第４発光源群Ｇ４と呼ぶものとし、第１発光源群Ｇ１を構成する発光源を、１列目から順に発光源Ｇ１−１、発光源Ｇ１−２、発光源Ｇ１−３、発光源Ｇ１−４と呼び、第２発光源群Ｇ２を構成する発光源を、１列目から順に発光源Ｇ２−１、発光源Ｇ２−２、発光源Ｇ２−３、発光源Ｇ２−４と呼び、第３発光源群Ｇ３を構成する発光源を、１列目から順に発光源Ｇ３−１、発光源Ｇ３−２、発光源Ｇ３−３、発光源Ｇ３−４と呼び、第４発光源群Ｇ４を構成する発光源を、１列目から順に発光源Ｇ４−１、発光源Ｇ４−２、発光源Ｇ４−３、発光源Ｇ４−４と呼ぶものとする。
【００３９】
図２に戻り、前記カップリングレンズ１０２は、光源１０１の＋ｘ側に配置され、光源１０１に形成された発光源から射出される光ビームを略平行に整形する。
【００４０】
シリンダレンズ１０３は、副走査方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズであり、光源１０１から射出されカップリングレンズ１０２を透過した光ビームを、ポリゴンミラー１０４の偏向面に集光する。
【００４１】
前記ポリゴンミラー１０４は、高さの低い正六角柱状の部材であり、側面には６面の偏向面が形成されている。このポリゴンミラー１０４は、不図示の回転機構によりＺ軸に平行な軸回りに一定の角速度で回転されている。これにより、ポリゴンミラー１０４の偏向面に集光された光ビームは、ポリゴンミラー１０４の回転により、一定の角速度でＹ軸に沿って走査される。
【００４２】
前記ｆθレンズ１０５は、光ビームの入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１０４により、一定の角速度で偏向される光ビームの像面をＹ軸に対して等速移動させる。
【００４３】
前記反射ミラー１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄは、長手方向をＹ軸方向とし、ｆθレンズを経由した光ビームを折り返し、トロイダルレンズ１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄそれぞれに導光する。
【００４４】
前記トロイダルレンズ１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄは、長手方向をＹ軸方向として配置され、反射ミラー１０６Ｂ、１０６Ｃ、１０６Ｄによりそれぞれ折れ返された光ビームを、Ｙ軸方向を長手方向とする反射ミラー１０８Ａ、１０８Ｂ、１０８Ｃ、１０８Ｄを介して、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面にそれぞれ結像する。
【００４５】
前記同期センサ１２０は、受光した光ビームの強度に応じた信号を出力する。
【００４６】
上述のように構成された光走査装置１００の光ビームの光路は図５に示されるような光学的レイアウト図で示すことができる。以下、図５を参照して光走査装置１００の走査光学系の動作について説明する。各発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４からの複数の光ビームは、カップリングレンズ１０２により一旦交差され、シリンダレンズ１０３に入射する。シリンダレンズ１０３は、入射した発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４それぞれから射出される光ビームをポリゴンミラー１０４の偏向面の近傍に集光する。ポリゴンミラー１０４で偏向された光ビームは、光ビーム同士の間隔を広げつつ、ｆθレンズ１０５に入射する。
【００４７】
ｆθレンズ１０５に入射した発光源群Ｇ１〜Ｇ４からの光ビームはそれぞれ、反射ミラー１０６Ａ〜１０６Ｄで反射されトロイダルレンズ１０７Ａ〜１０７Ｄへ入射する。そして、各トロイダルレンズ１０７Ａ〜１０７Ｄにより感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面にそれぞれ集光される。
【００４８】
このようにして感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ上にそれぞれ形成された発光源群Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４からの光ビームの集光点は、ポリゴンミラー１０４が回転することにより、図２の矢印Ｂに示される方向に一括して移動（走査）される。これにより、各感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、一回の走査で４つの発光源による４ライン走査が行われる。
【００４９】
一方、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面の感光層は、帯電チャージャ３２Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３２Ｄにより所定の電圧で帯電されることにより、電荷が一定の電荷密度で分布している。そして、上述したように、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄがそれぞれ走査されると、光ビームが集光したところの感光層が導電性を有するようになり、その部分では電荷移動がおこり電位が零となる。したがって、図１の矢印の方向にそれぞれ回転している感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄに対し、画像情報に基づいて変調した光ビームを走査することにより、それぞれの感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面に、電荷の分布により規定される静電潜像を形成することができる。
【００５０】
感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面に静電潜像が形成されると、図１に示されるトナーカートリッジ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄの現像ローラにより、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄそれぞれの表面にトナーが供給される。このときトナーカートリッジ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄそれぞれの現像ローラは感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと逆極性の電圧により帯電しているため、現像ローラに付着したトナーは感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄと同極性に帯電されている。したがって、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面のうち電荷が分布している部分にはトナーが付着せず、走査された部分にのみトナーが付着することにより、感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの表面に静電潜像が可視化されたトナー像が形成される。そして、このトナー像は転写ベルト４０に転写される。
【００５１】
次に、上述のように構成された光走査装置１００の制御を行なう制御装置２００について図６を用いて説明する。制御装置２００は、図６に示されるように、画素クロック生成装置２０５、画像処理装置２０７、フレームメモリ２０８、ラインバッファ２１０１〜２１０１６、書込制御装置２１１及び光源駆動装置２１３などを有している。
【００５２】
前記画素クロック生成装置２０５は、図７に示されるように、ＰＬＬ(Phase Locked Loop)回路、ゲインコントロールアンプ２０５ｇ、可変容量２０５ｈ、及び第２ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）２０５ｉを含んで構成されている。
【００５３】
前記ＰＬＬ回路は周知のものであり、基準となる周波数の信号ｆＩＮを出力するクロック生成器２０５ａと、信号ｆＩＮを１／Ｍに分周する分周器２０５ｂと、ＰＬＬ回路で最終的に生成される信号ｆｏｕｔを１／Ｎに分周する分周器２０５ｆと、１／Ｍに分周された信号ｆＩＮ、及び１／Ｎに分周された信号ｆＯＵＴとを比較して、両信号の位相差に応じた信号ｆ１を出力する位相比較器２０５ｃと、位相比較器２０５ｃから出力される信号ｆ１を平滑するループフィルタ２０５ｄと、ループフィルタ２０５ｄによって平滑化された信号ｆ２に基づいて信号ｆＯＵＴを生成する第１ＶＣＯ２０５ｅとを備えている。そして、上記各部が協働することによって、クロック生成器２０５ａから出力される信号ｆＩＮに同期して信号ｆＯＵＴが（＝（Ｎ／ｍ×ｆＩＮ））安定的に生成される。
【００５４】
ゲインコントロールアンプ２０５ｇは、ループフィルタ２０５ｄの２次側に配置され、ループフィルタ２０５ｄによって平滑化された信号ｆ２に、例えば係数ｋを乗じて所望の大きさの信号ｆｋ（＝ｋ・ｆ）を出力する。なお、本実施形態では、信号ｆ２を±２％の範囲で増減させるものとする。
【００５５】
可変容量２０５ｈは、ゲインコントロールアンプ２０５ｇの出力側に接続されている。
【００５６】
第２ＶＣＯ２０５ｉは、ＰＬＬ回路に含まれる第１ＶＣＯ２０５ｅと同等のものであり、可変容量２０５ｈを経由した信号ｆＫ’に基づいて画素クロックＰＣＬＫを出力する。
【００５７】
図８には、クロック生成器２０５ａから出力される信号ｆＩＮと、ループフィルタ２０５ｄで平滑化された後の信号ｆ２と、第１ＶＣＯ２０５ｅから出力される信号ｆＯＵＴと、信号ｆ２がコントロールアンプ２０５ｇと可変容量２０５ｈを経由することで生成される信号ｆｋ’と、画素クロック信号ＰＣＬＫが示されている。なお、説明の便宜上、分周器２０５ｂ,２０５ｆの分周比は１とする。
【００５８】
上記のように構成された画素クロック生成装置２０５では、ＰＬＬ回路のクロック生成回路２０５ａからの信号ｆＩＮの周波数が、時刻ｔ１にｆｒ１からｆｒ２へ変更されると、ループフィルタ２０５ｄからの信号ｆ２は、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、周波数ｆｒ１に対応する大きさＬ１から、周波数ｆｒ２に対応する大きさＨ２に整定する。これよより、第１ＶＣＯ２０５ｅからの出力ｆＯＵＴの周波数は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に、信号ｆ２の大きさに応じて徐々に変化し、時刻ｔ２にｆｒ２となる。ＰＬＬ回路では、このように信号ｆＩＮに同期して信号ｆＯＵＴが安定的に生成される。なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間はループフィルタ２０５ｄの時定数によって決定される。
【００５９】
一方、ＰＬＬ回路のループフィルタ２０５ｄからの信号ｆ２はＰＬＬ回路から取り出された後、ゲインコントロールアンプ２０５ｇによってその値が増減され、可変容量２０５ｈを経由することで、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて、周波数ｆｒ１に対応する大きさＬｋから、周波数ｆｒ２に対応する大きさＨｋに整定する。第２ＶＣＯ２０５ｉから出力される画素クロックＰＣＬＫの周波数は、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間に、信号ｆｋ’の大きさに応じてｆｒ１’から徐々に変化し、時刻ｔ３にｆｒ２’となる。なお、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの時間は可変容量２０５ｈの設定容量に依存する時定数によって決定され、ゲインコントロールアンプ２０５ｇのゲインと、可変容量２０５ｈの容量をそれぞれ調整することで、画素クロックＰＣＬＫの周波数を、信号ｆＯＵＴよりも細かに調整することができる。
【００６０】
図６に戻り、フレームメモリ２０８は、上位装置２１４から供給されるラスター展開された画像データを一時的に格納する。
【００６１】
画像処理装置２０７は、フレームメモリ２０８に格納されたデータを読み出し、光源１０１の各発光源ごとの画素データを作成し、発光源それぞれに対応したラインバッファ２１０１〜２１０１６へ供給する。ここでは、ラインバッファ２１０１〜２１０４に第１発光源群Ｇ１の発光源に対応する画素データが格納され、ラインバッファ２１０５〜２１０８に第２発光源群Ｇ２の発光源に対応する画素データが格納され、ラインバッファ２１０９〜２１０１２に第３発光源群Ｇ３の発光源に対応する画素データが格納され、ラインバッファ２１０１３〜２１０１６に第４発光源群Ｇ４の発光源に対応する画素データが格納されるものとする。
【００６２】
書込制御装置２１１は、同期センサ１２０からの信号をトリガとして、発光源ごとの画素データを読み出し、画素クロック生成装置２０５から供給されるクロック信号ＰＣＬＫに重畳させ、発光源ごとにそれぞれ独立した変調データを生成する。
【００６３】
光源駆動装置２１３は、書込制御装置２１１から供給される画像情報に応じて、光源１０１に形成された発光源Ｇ１−１、Ｇ１−２、Ｇ１−３、Ｇ１−４、Ｇ２−１、Ｇ２−２、Ｇ２−３、Ｇ２−４、Ｇ３−１、Ｇ３−２、Ｇ３−３、Ｇ３−４、Ｇ４−１、Ｇ４−２、Ｇ４−３、Ｇ４−４をそれぞれ駆動する。
【００６４】
上記のように構成された制御装置２００を有する光走査装置１００では、上位装置２１４からの画像情報を受信すると、画像情報に基づく変調データにより光源１０１が駆動され、それぞれ４本の光ビームによる各感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの走査が行われる。
【００６５】
図９は、画素クロックＰＣＬＫとそれに対応して感光ドラム表面（被走査面）に形成されるドットを示す概念図である。図９に示されるように、被走査面の走査では、画素クロックＰＣＬＫの１周期に一つのドットＭが主走査方向に連続的に形成される。しかしながら、ｆθレンズ１０５等の光学素子では、素子の素材や、光ビームの入射角に起因して、被走査面上を移動する光ビームのスポットの移動速度の変動が生じる。
【００６６】
例えば、画素クロックＰＣＬＫの周波数が一定であっても、ｆθレンズ１０５をはじめとする光学素子の特性上、被走査面上のスポットの移動速度が徐々に速くなる場合がある。一例として図１０に示されるように、スポットの主走査方向への移動速度が、Ｖ１、Ｖ２…と徐々に大きくなる場合には、被走査面に形成されるドットＭ１、ドットＭ２、…の主走査方向の長さ、及び配置間隔は徐々に大きくなる。
【００６７】
このようなときに、従来はクロック生成器２０５ａからの信号ｆＩＮの周波数を、ある時点で大きく変更することにより、画素クロックＰＣＬＫの周波数を例えばｆｒ１から、ｆｒ１より大きな周波数のｆｒ２に変更していた。この場合には、図１１（Ａ）に示されるように、ドットＭ１からドットＭ３は、周波数がｆｒ１である画素クロックＰＣＬＫに基づいて形成され、ドットＭ４からドットＭ６は周期がｆｒ２である画素クロックＰＣＬＫに基づいて形成される。しかしながら、走査速度が徐々に変わっていく場合、すなわち被走査面上のスポットの移動速度が徐々にかわっていく場合に、周波数をある時点で切り替えたとしても、図１１（Ａ）に示されるように、ドットの大きさは不均一になり、また配置間隔も不均一になってしまう。
【００６８】
そこで、本実施形態の光走査装置１００は、走査速度が徐々に速くなる場合に、まず信号ｆＩＮの周波数を大きくし、次に、ゲインコントロールアンプ２０５ｇにより信号ｆ２の大きさを増加させるとともに、速度の増加の割合に応じて、例えば速度変化が急峻である場合には、可変容量２０５ｈの容量を小さくすることで時定数を小さくし、速度変化が緩やかである場合には、可変容量２０５ｈの容量を大きくすることで時定数を大きくして、第２ＶＣＯ２０５ｉへ入力される信号ｆｋ’の大きさを制御する。このように、信号ｆＩＮの周波数を変更し、それによって変化した信号ｆ２を、さらに細かく調整することで、図１１（Ｂ）に示されるように、第２ＶＣＯから出力される画素クロックＰＣＬＫの周波数はｆｒ１からｆｒ１．２、ｆｒ１．４、ｆｒ１．６、ｆｒ１．８、ｆｒ２と走査速度の変化度合いに応じて徐々に大きくなっていく。そして、これによりドットＭ１〜Ｍ６の主走査方向の長さと、配置間隔とが均一に揃えられる。
【００６９】
また、同一の周波数の画素クロックＰＣＬＫに基づく走査を行ったときに、被走査面上のスポットの移動速度が徐々に遅くなる場合には、被走査面に形成されるドットＭ１、ドットＭ２、…の主走査方向の長さ、及び配置間隔は徐々に小さくなる。この場合には、まず信号ｆＩＮの周波数を小さくし、次に、ゲインコントロールアンプ２０５ｇにより信号ｆ２の大きさを減少させるとともに、速度の増加の割合に応じて、例えば速度変化が急峻である場合には、可変容量２０５ｈの容量を小さくすることで時定数を小さくし、速度変化が緩やかである場合には、可変容量２０５ｈの容量を大きくすることで時定数を大きくして、第２ＶＣＯ２０５ｉへ入力される信号ｆｋ’の大きさを制御する。このように、信号ｆＩＮの周波数を変更し、それによって変化した信号ｆ２を、さらに細かく調整することで、画素クロックＰＣＬＫの周波数はｆｒ１からｆｒ１．２、ｆｒ１．４、ｆｒ１．６、ｆｒ１．８、ｆｒ２と走査速度の変化度合いに応じて徐々に小さくなっていく。そして、これによりドットＭ１〜Ｍ６の主走査方向の長さと、配置間隔とが均一に揃えられる。
【００７０】
なお、走査速度の変化の度合いが小さい場合には、信号ｆＩＮの周波数を変更することなく、ゲインコントロールアンプ２０５ｇにより信号ｆ２の大きさを増減するとともに、速度の増加の割合に応じて、可変容量２０５ｈの容量を変えて時定数を変化させることで、第２ＶＣＯ２０５ｉへ入力される信号ｆｋ’を微小に制御する。
【００７１】
例えば、図１２に示されるように、信号ｆＩＮの周波数が一定の場合に、時刻ｔ１において、信号ｆ２の大きさを所定の割合で大きくした場合には、信号ｆｋ’は可変容量２０５ｈによって遅れて立ち上がり時刻ｔ２で整定する。これによって、信号ｆＩＮの周波数を変えることなく、画素クロックＰＣＬＫの周波数を、ｔ１からｔ２までの間にｆｒ１’’からｆｒ２’’まで徐々に変化させることができる。
【００７２】
また、予め光走査装置１００の光学素子及び制御機器の特性がわかっている場合には、走査の開始から走査終了までの区間を分割し、各区間で大きさ及び配置間隔が均等なドットが形成されるように、ゲインコントロールアンプ２０５ｇの係数ｋ、及び可変容量２０５ｈの容量を予め設定しておいてもよい。例えば、次表は、走査の開始から走査終了までの区間を１０分割したときの、各区間におけるゲインコントロールアンプ２０５ｇの係数ｋの値を示すルックアップテーブルである。
【００７３】
このルックアップテーブルによると、区間１から区間２へ移行する際には、係数は０．９８０から０．９９３へ変更され、区間２から区間３へ移行する際には、係数は０．９９３から０．９９７へ変更され、区間３から区間４へ移行する際には、係数は０．９９７から１へ変更され、区間４から区間５へ移行する際には、係数は１から０．９９７へ変更され、区間５から区間６へ移行する際には、係数は０．９９７から０．９９３へ変更され、区間６から区間７へ移行する際には、係数は０．９９３から０．９８０へ変更される。これにより、区間１〜区間７では、連続的に画素クロックＰＣＬＫの周波数が遷移し、被走査面上には、長さ及び配置間隔が均一なドットが連続的に形成される。
【００７４】
【表１】
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【００７５】
上述したように、各感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄがそれぞれ走査されることで、第１〜４ステーションではそれぞれ各色画像成分のトナー像が形成される。これらのトナー像は転写ベルト４０上で重ね合わされ、図１に示されるように、給紙トレイ６０から取り出された用紙６１に、転写チャージャ４１によって転写された後に、定着ローラ５０により定着される。そして、画像が形成された用紙６１は、排紙ローラ５８により排紙され、順次排紙トレイ１２ａにスタックされる。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態にかかる画素クロック生成装置２０５は、第１ＶＣＯ２０５ｅを含むＰＬＬ回路と、第１ＶＣＯ２０５ｅへ入力される信号ｆ２の大きさを所定の割合で変更するゲインコントロールアンプ２０５ｇと、信号ｆ２の整定時間を変更する可変容量２０５ｈとを備えている。これにより、ゲインコントロールアンプ２０５ｇと可変容量２０５ｈとを介して、第２ＶＣＯ２０５ｉへの入力信号ｆｋ’の大きさ及び整定時間を自由に制御することが可能となり、結果的に第２ＶＣＯ２０５ｉから出力される画素クロックＰＣＬＫの周波数を自由に制御することが可能となる。
【００７７】
なお、画素クロック生成装置２０５のＰＬＬ回路は、一例として、図１３に示されるように、チャージポンプ２０５ｊを含む構成としてもよい。
【００７８】
また、本実施形態にかかる光走査装置１００によると、光ビームの走査により、被走査面（各感光ドラム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ）上に、主走査方向の大きさ及び配置間隔が均一なドットからなる潜像を精度よく形成することが可能となる。
【００７９】
なお、本実施形態では、ゲインコントロールアンプ２０５ｇの大きさを±２％程度で増減させたが、例えば、ポリゴンミラーに代えてメムスミラーを用いた偏向を行う場合などには、ゲインコントロールアンプ２０５ｇの係数の値を大きく増減させることで、同様に主走査方向の大きさ及び配置間隔が均一なドットからなる潜像を精度よく形成することが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態にかかる画像形成装置１０によると、精度よく形成された潜像に基づいて、用紙上に高精度な画像を形成することが可能となる。特に、６００ｄｐｉ〜１２００ｄｐｉ程度の解像度に対応する走査を行う場合には、用紙上に現れる縦線やモアレなどのブロックノイズ、及び色ずれの発生を効果的に回避することができる。
【００８１】
なお、上記実施形態では、一例として、各色に対応する４つのステーションを備えたタンデム方式の画像形成装置を用いた説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、単色の画像形成装置についても好適である。
【００８２】
また、上記実施形態では、本発明の光走査装置１００がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１０を示す図である。
【図２】光走査装置１００の斜視図である。
【図３】光走査装置１００の側面図である。
【図４】光源１０１の平面図である。
【図５】光走査装置１００の光学的なレイアウトを示す図である。
【図６】制御装置２００のブロック図である。
【図７】画素クロック生成装置２０５のブロック図である。
【図８】画素クロック生成装置２０５の動作を説明するための図（その１）である。
【図９】被走査面の走査を説明するための図（その１）である。
【図１０】被走査面の走査を説明するための図（その２）である。
【図１１】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は被走査面の走査を説明するための図（その３、その４）である。
【図１２】画素クロック生成装置２０５の動作を説明するための図（その２）である。
【図１３】変形例にかかる画素クロック生成装置２０５のブロック図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０…画像形成装置、１２…ハウジング、３０Ａ〜３０Ｄ…感光ドラム、４０…転写ベルト、５０…定着ローラ、１００…光走査装置、１０１…光源、１０２…カップリングレンズ、１０３…シリンダレンズ、１０４…ポリゴンミラー、１０５…ｆθレンズ、１０６Ａ〜１０６Ｄ…反射ミラー、１０７Ａ〜１０７Ｄ…トロイダルレンズ、１０８Ａ〜１０８Ｃ…反射ミラー、１２０…同期センサ、２００…制御装置、２０５…画素クロック生成装置、２０５ａ…クロック生成器、２０５ｂ,２０５ｆ…分周器、２０５ｃ…位相比較器、２０５ｄ…ループフィルタ、２０５ｅ…第１ＶＣＯ、２０５ｇ…ゲインコントロールアンプ、２０５ｈ…可変容量、２０５ｉ…第２ＶＣＯ、２０５ｊ…チャージポンプ、２０７…画像処理装置、２０８…フレームメモリ、２１０１〜２１０１６…ラインバッファ、２１１…書込制御装置、２１３…光源駆動装置、Ｇ１…第１発光源群、Ｇ２…第２発光源群、Ｇ３…第３発光源群、Ｇ４…第４発光源群、Ｇ１−１，１−２，Ｇ１−３，Ｇ１−４，Ｇ２−１，Ｇ２−２，Ｇ２−３，Ｇ２−４，Ｇ３−１，Ｇ３−２，Ｇ３−３，Ｇ３−４，Ｇ４−１，Ｇ４−２，Ｇ４−３，Ｇ４−４…発光源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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