(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に応じて、レーザ光で感光体を主走査方向に一定でない走査速度で走査する走査手段と、
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記走査速度が速いほどサンプリング間隔が短くなるように前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段と、
を有し、
前記クロック信号生成手段は、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に基づき、前記サンプリングクロック信号の周期を前記走査方向の位置に応じて変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記カウント手段は、前記走査手段により前記レーザ光を走査する画素に関する値、又は走査しない画素に関する値をカウントすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クロック信号生成手段は、前記画像信号幅を変更した画像信号における各画素のカウント数が等しくなるように前記サンプリングクロック信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記走査速度は、主走査方向の中央部よりも端部の方が速い速度であり、
前記サンプリングクロック信号は、前記中央部よりも前記端部の方がサンプリング間隔が短いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記カウント手段により計数した画素に関する値に基づいて前記レーザ光の点灯比率を求める制御手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記レーザ光の点灯比率に基づき現像剤の消費量、又は現像剤の残量を推定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記主走査方向を複数の領域に分割して前記複数の領域ごとに前記点灯比率を求め、前記領域ごとの点灯比率を、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に基づいた補正係数で補正して全体の点灯比率を求め、前記全体の点灯比率を用いて前記現像剤の消費量、又は前記現像剤の残量を推定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像信号生成手段は、前記走査速度が速いほど前記画像信号幅が狭くなるように画像クロックを短くする、及び又は前記走査速度が遅いほど前記画像信号幅が広くなるように画像クロックを長くすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像信号生成手段は、前記走査速度が速いほど前記画像信号幅が狭くなるように画像データ片を抜粋する、及び又は前記走査速度が遅いほど前記画像信号幅が広くなるように画像データ片を挿入することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記サンプリングクロック信号の周期は、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に反比例して変化することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
画像信号に応じて、レーザ光で感光体を主走査方向に一定でない走査速度で走査する走査手段と、
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段と、
前記走査速度が速いほど大きい重み係数を用いて、前記カウント手段によりカウントされた結果を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記クロック信号生成手段は、一定の周期を有する前記サンプリングクロック信号を生成することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記カウント手段は、前記走査手段により前記レーザ光を走査する画素に関する値、又は走査しない画素に関する値をカウントすることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記主走査方向を複数の領域に分割して前記複数の領域ごとに点灯比率を求める制御手段を更に有し、
前記制御手段は、前記領域ごとの前記点灯比率を、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に基づいた補正係数で補正することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記重み係数は、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に反比例して変化することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
画像信号に応じてレーザ光で感光体を一定でない走査速度で走査する走査手段を有する画像形成装置における画素のカウント方法であって、
前記レーザ光の主走査方向の位置に応じた部分倍率に基づき、画像信号幅を前記主走査方向の位置に応じて変更した画像信号を生成する工程と、
前記画像信号幅を変更した画像信号に応じて、前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成する工程と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントする工程と
を有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
画像信号に応じてレーザ光で感光体を一定でない走査速度で走査する走査手段を有する画像形成装置における画素のカウント方法であって、
前記レーザ光の主走査方向の位置に応じた部分倍率に基づき、画像信号幅を前記主走査方向の位置に応じて変更した画像信号を生成する工程と、
前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成する工程と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント工程と、
前記カウント工程によりカウントされた結果を、前記部分倍率に基づいた重み係数を用いて補正する工程と
を有することを特徴とする方法。
【請求項１８】
画像信号に応じて、レーザ光で感光体を主走査方向に一定でない走査速度で走査する走査手段と、
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記走査速度が速いほどサンプリング間隔が短くなるように前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段により計数した画素に関する値に基づいて前記レーザ光の点灯比率を求める制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
画像信号に応じてレーザ光で感光体を一定でない走査速度で走査する走査手段を有する画像形成装置における画素のカウント方法であって、
前記レーザ光の主走査方向の位置に応じた部分倍率に基づき、画像信号幅を前記主走査方向の位置に応じて変更した画像信号を生成する工程と、
前記画像信号幅を変更した画像信号に応じて、前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成する工程と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントする工程と、
前記カウントする工程により計数した画素に関する値に基づいて前記レーザ光の点灯比率を求める工程と、
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プリンタ等の画像形成装置における消耗材の残量予測に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、感光体を露光するための光学走査ユニットを有している。光学走査ユニットは、画像データに基づいてレーザ光を出射し、そのレーザ光を回転多面鏡で反射し、走査レンズを透過させることで感光体へ照射し露光する。回転多面鏡を回転させることにより感光体の表面に形成したレーザ光のスポットを移動させる走査を行うことで、感光体に潜像を形成する。
【０００３】
走査レンズは所謂ｆθ特性を有するレンズである、ｆθ特性とは、回転多面鏡が等角速度で回転している時に感光体の表面のレーザ光のスポットが感光体の表面上を等速で移動するようにレーザ光を感光体の表面に結像させる光学的特性である。このようにｆθ特性を有する走査レンズを用いることにより、適切な露光を行うことができる。
【０００４】
このようなｆθ特性を有する走査レンズは、比較的大きくコストも高い。そのため、画像形成装置の小型化やコストダウンを目的として、走査レンズ自体を使用しない、もしくはｆθ特性を有していない走査レンズを使用することが考えられている。
【０００５】
特許文献１では、感光体の表面のレーザ光のスポットが感光体の表面上を等速で移動しない場合でも、感光体の表面上に形成するドットが一定の幅となるよう、一走査する間に画像クロック周波数を変更するように電気的な補正を行うことが開示されている。
【０００６】
また、画像信号を、所定の周波数にて画素ごとに画像信号の有無をカウント(ピクセルカウント)することによって画像濃度情報を取得し、現像剤の消費量の見積もり等に用いる技術が特許文献２に公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−１２５０６４号公報
【特許文献２】特開２００２−７２７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、主走査方向に一定でない走査速度で走査する画像形成装置において、従来のようなカウントの方法を用いると、実際に消費される現像剤の消費量とカウント値から求める現像剤の消費量とに誤差が発生して、消費量を推定する精度が低下してしまう可能性があった。
【０００９】
本発明は上記課題を鑑みて成されたもので、主走査方向に一定でない走査速度で走査する画像形成装置においても、現像剤の消費量を推定する精度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するために本発明は以下の構成を有する。
【００１１】
本発明の一側面によれば、画像信号に応じて、レーザ光で感光体を主走査方向に一定でない走査速度で走査する走査手段と、
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記走査速度が速いほどサンプリング間隔が短くなるように前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段とを有し、
前記クロック信号生成手段は、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に基づき、前記サンプリングクロック信号の周期を前記走査方向の位置に応じて変更する。
【００１２】
あるいは本発明のさらに他の側面によれば、本発明の画像形成装置は、画像信号に応じて、レーザ光で感光体を主走査方向に一定でない走査速度で走査する走査手段と、
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段と、前記走査速度が速いほど大きい重み係数を用いて、前記カウント手段によりカウントされた結果を補正する補正手段と、
を有する。
あるいは本発明のさらに他の側面によれば、本発明の画像形成装置は、画像信号に応じて、レーザ光で感光体を主走査方向に一定でない走査速度で走査する走査手段と、
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記走査速度が速いほどサンプリング間隔が短くなるように前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段により計数した画素に関する値に基づいて前記レーザ光の点灯比率を求める制御手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、主走査方向に一定でない走査速度で走査する画像形成装置においても、現像剤の消費量を推定する精度の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１の構成概略図
【図２】本発明の実施例１の光走査装置の断面図
【図３】本発明の実施例１の光走査装置の像高に対する部分倍率の特性グラフ
【図４】本発明の実施例１の画像形成に係る電気ブロック図
【図５】本発明の実施例１のピクセルカウントに係るブロック図
【図６】本発明の実施例１の同期信号、画像信号のタイミングチャート
【図７】本発明の実施例２の画像形成に係る電気ブロック図
【図８】本発明の実施例２のピクセルカウントに係るブロック図
【図９】本発明の実施例２の同期信号、画像信号のタイミングチャート
【図１０】本発明の実施例３の画像形成に係る電気ブロック図
【図１１】本発明の実施例３のピクセルカウントに係るブロック図
【図１２】本発明の実施例３の同期信号、画像信号のタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、本実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、本発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１６】
［実施例１］
＜画像形成装置の構成＞
図１は、画像形成装置９の構成概略図である。光走査手段である光走査部４００内のレーザ駆動部３００は、画像信号生成部１００から出力された画像信号、および制御部２００から出力される制御信号に基づき、走査光（レーザ光）２０８を発光（点灯）する。不図示の帯電手段により帯電された感光体（感光ドラム）４をレーザ光２０８で操作し、感光ドラム４の表面に潜像を形成する。走査光２０８は、例えばパルス幅変調した画像信号に基づいてオン／オフするよう変調されている。現像剤としてのトナーを格納する不図示の現像手段により、感光ドラム４上に形成された潜像にトナーを付着させ、トナー像が形成される。トナー像は、給紙ユニット８から給紙されレジローラ５で斜行を矯正された紙等の記録媒体に転写される。記録媒体に転写されたトナー像は、定着器６で記録媒体に熱定着され、排紙ローラ７を経て、機外に排出される。
【００１７】
図２は、本実施例に係る光走査部４００の断面図であり、図２（ａ）は主走査断面を、図２（ｂ）は副走査断面を示している。本実施例において、光源４０１から出射した光束は、開口絞り４０２によって楕円形状に整形されてカップリングレンズ４０３に入射する。カップリングレンズ４０３を通過した光束は、略平行光に変換されて、アナモフィックレンズ４０４に入射する。なお、略平行光とは、弱収束光及び弱発散光を含むものである。アナモフィックレンズ４０４は、主走査断面内において正の屈折力を有しており、入射する光束を主走査断面内においては収束光に変換している。また、アナモフィックレンズ４０４は、副走査断面内において偏向器４０５の偏向面４０５ａの近傍に光束を集光しており、主走査方向に長い線像を形成している。
【００１８】
そして、アナモフィックレンズ４０４を通過した光束は、偏向器（ポリゴンミラー）４０５の偏向面（反射面）４０５ａにて反射偏向され、結像光学素子としての結像レンズ４０６に入射する。反射面４０５ａで反射した光束は、レーザ光２０８として、結像レンズ４０６を透過し、感光ドラム４の表面に入射する。結像レンズ４０６は結像光学素子である。本実施例においては、単一の結像光学素子（結像レンズ４０６）のみで結像光学系が構成されている。結像レンズ４０６を通過した光束が入射する感光ドラム４の表面は、光束によって走査される被走査面４０７上である。結像レンズ４０６によって被走査面４０７上で光束が結像し、所定のスポット状の像（スポット）を形成する。光走査装置４００は、偏向器４０５を不図示の駆動部により矢印Ａ方向に一定速度で回転させ、被走査面４０７上を主走査方向に光走査することにより、被走査面４０７上に静電潜像を形成している。なお、主走査方向とは、感光ドラム４の表面に平行で且つ感光ドラム４の表面の移動方向に直交する方向である。副走査方向とは、主走査方向及び光束の光軸に直交する方向である。
【００１９】
ビームディテクト（以下ＢＤと称す）センサ４０９とＢＤレンズ４０８は、被走査面４０７上に静電潜像を書き込むタイミングを決定する同期用光学系である。同期用光学系は、偏向面４０５aで偏向反射された光束を、主走査及び副走査それぞれの方向に異なる屈折力を有するＢＤレンズ４０８を通過させることで、ＢＤセンサ４０９近傍に設置される不図示のＢＤスリット上において、主走査方向には集光状態、副走査方向には非集光状態としている。その後、ＢＤスリットを通過した光束は、フォトダイオードなどから構成されるＢＤセンサ４０９に入射することで、書き込みタイミングの検知に使用される。この際、ＢＤセンサ４０９上で、主走査方向には略集光状態、副走査方向には非集光状態とすることで、ＢＤセンサ４０９上に微少なゴミなどが付着しても、正確な同期タイミング制御を可能としている。
【００２０】
光源４０１としては、例えば半導体レーザを用いることができ、その発光部は１ビームでも複数ビームでもよい。本実施例では、開口絞り４０２として楕円絞りを採用しているが、これに限らず矩形絞り等を採用してもよい。また、本実施例においては、入射光学系を構成するカップリングレンズ４０３とアナモフィックレンズ４０４とを個別に設けているが、それぞれの光学的機能を統合した単一の光学素子により入射光学系を構成してもよい。なお、本実施例では、偏向器４０５として４つの偏向面を有する回転多面鏡（ポリゴンミラー）を採用しているが、偏向面の数を５面以上にしてもよい。
【００２１】
結像レンズ４０６は、入射面（第１面）４０６ａ及び出射面（第２面）４０６ｂの２つの光学面（レンズ面）を有しており、主走査断面内において、偏向面４０５ａにて偏向された光束が被走査面４０７上を所望の走査特性で走査するように構成されている。また、結像レンズ４０６は、副走査断面内においては、偏向面４０５ａの近傍と被走査面４０７の近傍とを共役の関係にすることで、面倒れ補償（偏向面４０５ａが倒れた際の被走査面４０７上での副走査方向の走査位置ずれを低減すること）を行っている。なお、本実施例に係る結像レンズ４０６は、射出成形によって形成されたプラスチックモールドレンズであるが、結像レンズ４０６としてガラスモールドレンズを採用してもよい。モールドレンズは、非球面形状の成形が容易であり、かつ大量生産に適しているため、結像レンズ４０６としてモールドレンズを採用することで、その生産性及び光学性能の向上を図ることができる。
【００２２】
結像レンズ４０６は、所謂ｆθ特性を有していない。つまり、偏向器４０５が等角速度で回転している時に、結像レンズ４０６を通過する光束のスポットを被走査面４０７上で等速に移動させるような走査特性有していない。このように、ｆθ特性を有していない結像レンズ４０６を用いることにより、結像レンズ４０６を偏向器４０５に近接して（距離Ｄ１が小さい位置に）配置することが可能となる。また、ｆθ特性を有していない結像レンズ４０６はｆθ特性を有する結像レンズよりも、主走査方向（幅ＬＷ）及び光軸方向（厚みＬＴ）に関して小さくできる。このようなことから、光走査装置４００の筐体４００ａ（図１参照）の小型化を実現している。また、ｆθ特性を有するレンズの場合、主走査断面で見た時のレンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化がある場合があり、そのような形状の制約がある場合、良好な結像性能を得られない可能性がある。これに対して、結像レンズ４０６はｆθ特性を有していないため、主走査断面で見た時のレンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化が少ない為、良好な結像性能を得ることができる。
【００２３】
＜結像レンズ４０６の特性＞
本実施例に係る結像レンズ４０６の走査特性は、以下の式（１）で表される。
Ｙ＝Ｋ／Ｂ・ｔａｎ(Ｂθ)  ・・・（１）
ただし、式（１）においては、偏向器４０５による走査角度（走査画角）をθ、走査角度θで偏向された光束の被走査面４０７上での主走査方向の集光位置（像高）をＹ［ｍｍ］、軸上像高における結像係数をＫ［ｍｍ］、結像レンズ４０６の走査特性を決定するための係数（以下、走査特性係数と称する）をＢとしている。走査角度θは、結像レンズ４０６の光軸方向、すなわち結像レンズ４０６から出射した光ビームが被走査面４０７と直交する方向を０としている。なお、本実施例において、軸上像高は、光軸上の像高（Ｙ＝０）を指し、走査角度θ＝０に対応する。また、軸外像高は、中心光軸（走査角度θ＝０の時）よりも外側の像高（Ｙ≠０）を指し、走査角度θ≠０に対応している。さらに、最軸外像高とは、走査角度θが最大（最大走査画角）となる時の像高を指す。ここで、結像係数Ｋは、結像レンズ４０６に平行光が入射する場合の走査特性（ｆθ特性）Ｙ＝ｆθにおけるｆに相当する係数である。すなわち、結像係数Ｋは、結像レンズ４０６に平行光以外の光束が入射する場合に、ｆθ特性と同様に集光位置Ｙと走査角度θとを比例関係にするための係数である。
【００２４】
走査特性係数について補足すると、Ｂ→０の時の式（１）は、Ｙ＝Ｋθとなるため、従来の光走査装置に用いられる結像レンズの走査特性Ｙ＝ｆθに相当する。また、Ｂ＝１の時の式（１）は、Ｙ＝Ｋｔａｎθとなるため、撮像装置（カメラ）などに用いられるレンズの射影特性Ｙ＝ｆｔａｎθに相当する。すなわち、式（１）において、走査特性係数Ｂを０≦Ｂ≦１の範囲で設定することで、射影特性Ｙ＝ｆｔａｎθとｆθ特性Ｙ＝ｆθとの間の走査特性を得ることができる。
【００２５】
ここで、式（１）を走査角度θで微分すると、次式（２）に示すように走査角度θに対する被走査面４０７上での光束の走査速度が得られる。
ｄＹ／ｄθ＝Ｋ／（ｃｏｓ2(Ｂθ)）  ・・・（２）
さらに、式（２）を軸上像高における速度ｄＹ／ｄθ＝Ｋで除すると、次式（３）に示すようになる。
（ｄＹ／ｄθ）／Ｋ−１＝１／（ｃｏｓ2(Ｂθ)）−１＝ｔａｎ2(Ｂθ)  ・・・（３）式（３）は、軸上像高の走査速度に対する各軸外像高の走査速度のずれ量(部分倍率)を表現したものである。本実施例に係る光走査装置４００は、Ｂ＝０の場合以外においては、軸上像高と軸外像高とで光束の走査速度が異なっていることになる。具体的には、被走査面上の走査速度は、主走査方向の中央部よりも端部の方が速い速度である。
【００２６】
図３は、本実施例に係る被走査面４０７上での走査位置を式（１）の特性（ただしＢ≠０）でフィッティングした際の、像高と部分倍率との関係を示している。本実施例においては、式（１）に示した走査特性を結像レンズ４０６に与えたことで、図３に示したように、軸上像高から軸外像高に向かうにつれて徐々に走査速度が速くなるため部分倍率が大きくなっている。部分倍率１３０％は、同じ時間だけ光照射した場合、被照射面４０７への主走査方向の照射長が、軸上像高を基準として１．３倍となることを意味している。従って、画像クロックの周期によって決めた一定の時間間隔で主走査方向の画素幅を決めてしまうと、軸上像高と軸外像高とで画素密度が異なってしまう。
【００２７】
また、像高Ｙが、軸上像高から離れて最軸外像高に近づくに連れて（像高Ｙの絶対値が大きくなる程）、徐々に走査速度が速くなる。これにより、被走査面４０７上の像高が軸上像高付近の時に単位長さ走査するのにかかる時間よりも、像高が最軸外像高付近の時に単位長さ走査するのにかかる時間の方が短くなる。これは、光源４０１の発光輝度が一定の場合、像高が軸上像高付近の時の単位長さ辺りの総露光量よりも、像高が最軸外像高付近の時の単位長さ辺りの総露光量の方が少なくなることを意味する。
【００２８】
このように、上述したようなｆθ特性を持たない光学構成を有する場合、主走査方向に関する部分倍率、及び単位長さ辺りの総露光量のばらつきが、良好な画質を維持する為に適切でない可能性がある。そこで本実施例では、良好な画質を得る為に、上述した部分倍率の補正と、単位長さ辺りの総露光量を補正する為の輝度補正を行う。
【００２９】
＜画像信号生成部、制御部、レーザ駆動部＞
図４は、本画像形成装置９の画像形成に係る電気ブロック図である。画像信号生成部１００は、不図示のホストコンピュータより印字情報を受け取り、ＶＤＯ信号１１０を生成する。制御部２００は、画像形成装置９の制御と、ＶＤＯ信号１１０の画素有無のカウントを行う。画像信号生成部１００は、後述の部分倍率特性情報に基づいて、ＶＤＯ信号の一画素分の画像信号幅を、主走査線上の位置に応じた幅へと変更して出力している。すなわち、ｆθレンズを持たずとも、主走査線上の画素幅が一定となるよう、ＶＤＯ信号は補正されている。レーザ駆動部３００には、メモリ３０４と、レーザドライバＩＣ３０１と、光源４０１である半導体レーザ（以下、レーザと称す）３０２が搭載されている。メモリ３０４には、部分倍率特性情報（あるいは部分倍率情報とも呼ぶ）が保存されているとともに、レーザ３０２に対する補正電流の情報が保存されている。部分倍率特性情報は、主走査方向に対して複数の像高における部分倍率情報が記憶されている。部分倍率情報の代わりに、走査速度の特性情報であっても良い。この情報は光走査装置４００を組み立て後に個々の装置において測定して記憶しても良いし、個別に測定せずに代表的な特性を記憶しても良い。以降、画像信号生成部１００、制御部２００、レーザ駆動部３００の動作について説明する。
【００３０】
ＣＰＵ２０１は、シリアル通信３１１を介してメモリ３０４から部分倍率特性情報を読み出し、画像信号生成部１００にあるＣＰＵ１０２に送出する。ＣＰＵ１０２は、この部分倍率特性情報を基に部分倍率補正情報を生成し、ＣＰＵバス１０３を介して画像変調部１０１に送る。また、同様にＣＰＵ１０２は、部分倍率補正情報をシリアル通信１１３、ＣＰＵ２０１及びＣＰＵバス２１１を介して制御部２００内のピクセルカウント部（すなわち画素計数部）２０２にも送信する。
【００３１】
画像信号生成部１００は、画像形成のための画像信号の出力の準備が整ったら、シリアル通信１１３を通じて、制御部２００に印字開始の指示をする。制御部２００は、半導体レーザ３０２及び偏向器４０５の駆動を開始して、印字の準備が整ったら、副走査同期信号であるＴＯＰ信号１１２と主走査同期信号であるＢＤ信号１１１とを画像信号生成部１００に送信する。画像信号生成部１００は、前記同期信号を受信したら、所定タイミングで画像信号であるＶＤＯ信号１１０をレーザ駆動部３００、および駆動部２００に送出する。ここで送出されるＶＤＯ信号１１０は、前述した部分倍率補正情報に基づき部分倍率補正された画像信号である。すなわち、ある主走査位置における部分倍率補正情報として１．２５倍という値が指示されたとするならば、ＶＤＯ信号としては画素幅を０．８倍とした画像信号を出力することになる。
【００３２】
レーザ駆動部３００内のレーザドライバＩＣ３０１は、制御部２００のレーザコントロール信号３１０とＶＤＯ信号１１０に基づきレーザ３０２の発光、消光を制御し、予め帯電した感光ドラム４の被走査面４０７に潜像を形成する。また同時に、レーザドライバＩＣ３０１は、制御部２００から出力される輝度補正信号３１２に基づいて、主走査内のレーザ発光輝度の補正を行っている。輝度補正信号３１２は、制御部２００が前述した部分倍率特性情報に基づいて生成され、主走査内の積算光量が一定となるようにレーザ３０２の光量を主走査内で調整する用途に使用する。本実施例においては、駆動部２００がレーザ３０２の光量に相当するアナログ値を輝度補正信号３１２としてレーザドライバＩＣ３０１に送信し、その輝度補正信号３１２を受けてレーザ駆動部３００が光量補正を行っているものの、レーザドライバＩＣ３０１がメモリ３０４に自ら保持している部分倍率特性情報に基づいて内部で直接輝度補正量を演算し、レーザ３０２の光量補正を行ってもよい。
【００３３】
また、ＶＤＯ信号１１０は、レーザ駆動部３００に送出されると共に駆動部２００内のピクセルカウント部２０２にも送出されている。ピクセルカウント部２０２は、ＶＤＯ信号１１０を参照することによって、画像信号に含まれる画素の有無をカウントする。
【００３４】
＜ピクセルカウント部の構成＞
ピクセルカウント部２０２の内部ブロック図を図５に示す。ＣＰＵ通信部２２５は、サンプルタイミング生成部２２１およびマスク生成部２２２に各種設定値を送信する。各種設定値とは、サンプルタイミング生成部２２１についてはＣＰＵバス２１１を介して受信した部分倍率補正情報であり、マスク生成部２２２については、ＴＯＰ信号１１２を基準とした副走査マスクの開始及び終了タイミングを示す情報、およびＢＤ信号１１１を基準にした主走査マスクの開始及び終了タイミングを示す情報である。本実施例においては、ピクセルカウント部２０２が実施するピクセルカウントは、上述した副走査マスクおよび主走査マスクに相当する領域を除外した画像領域内で実施される。以下の説明では、サンプルタイミング生成部２２１に送信する設定値を部分倍率補正情報２３１、マスク生成部２２２に送信する設定値を画像マスク設定２３２と表記する。
【００３５】
サンプルタイミング生成部２２１は、画素カウンタ２２３およびサンプル数カウンタ２２４に送信するサンプルタイミング信号（サンプリングクロック信号とも呼ぶ。）２３４を生成している。そのため、サンプルタイミング生成部２２１をクロック信号生成部とも呼ぶ。サンプルタイミング信号２３４は、ＢＤ信号１１１を主走査開始基準として、部分倍率補正情報２３１に基づいて主走査の部分倍率に反比例させるように出力周期を調整する。本実施例において、軸上像高における画像クロック周期を基準画像クロックと定めると、例えば、部分倍率が１００％となる走査位置におけるサンプルタイミング信号２３４の出力周期は基準画像クロック周期の１００／１００（すなわち同一）とし、部分倍率が１２５％となる走査位置におけるサンプルタイミング信号２３４の出力周期は基準画像クロック周期の１００／１２５（すなわち８０％）とする。すなわち、或る像高における部分倍率をｍ×１００（％）とすると、その像高におけるサンプルタイミング信号２３４の出力周期は１／ｍ×１００（％）とする。サンプルタイミング信号２３４の周期は、たとえばＢＤ信号を起点とする経過時間（像高に対応する）の関数として決定するように構成できる。つまり、サンプリングクロック信号は、中央部よりも端部の方がサンプリング間隔が短くなる。なお、サンプリングクロック信号は、連続的に変化させてもよいが、主走査線をいくつかの領域に区切り、領域ごとに設定しておいてもよい。また、サンプルタイミング信号の間隔をサンプリング間隔とも呼ぶ。
【００３６】
マスク生成部２２２は、ＴＯＰ信号１１２およびＢＤ信号１１１に基づき、事前に決められた画像マスク設定２３２に従い画像が描画される領域にてマスク信号２３３を「ＬＯＷ」レベルに変更する。サンプルタイミング信号２３４は、マスク信号２３３が「ＬＯＷ」レベルとなっている時間、すなわち画像描画中にのみ、画像領域内サンプルタイミング信号（以下、単にサンプルタイミング信号と呼ぶ）２３５として画素カウンタ２２３およびサンプル数カウンタ２２４へ伝搬される。
【００３７】
画素カウンタ２２３は、その内部にＶＤＯ信号１１０の有効画素をカウントするカウンタを有する。画素カウンタ２２３は、ＴＯＰ信号１１２すなわち副走査同期信号を受信すると保持している画素カウント値２３６を０にクリアする。サンプルタイミング信号２３５が「ＨＩＧＨ」レベルでありかつＶＤＯ信号１１０が「ＨＩＧＨ」レベルであるとき、画素カウンタ２２３は画素カウント値２３６を＋１だけ増やす。すなわち、サンプルタイミング信号２３５を同期信号として、ハイレベルのＶＤＯ信号１１０をカウントする。
【００３８】
サンプル数カウンタ２２４は、その内部に画像領域内サンプルタイミング信号２３５の受信回数をカウントするカウンタを有する。サンプル数カウンタ２２４は、ＴＯＰ信号１１２を受信すると保持しているサンプル数カウント値２３７を０にクリアする。サンプルタイミング信号２３５が「ＨＩＧＨ」レベルであるとき、サンプル数カウンタ２２４はサンプル数カウント値２３７を＋１だけ増やす。
【００３９】
画素カウント値２３６およびサンプル数カウント値２３７は、ＣＰＵ通信部２２５に送出され、ＣＰＵバス２１１を介してＣＰＵ２０１に送信される。画素カウント値２３６およびサンプル数カウント値２３７はＴＯＰ信号１１２を受信するたびにクリアするため、ＣＰＵ通信部２２５およびＣＰＵ２０１は画像１ページあたりのカウント値を画像形成ごとに毎回取得することが可能となる。ＣＰＵ２０１は、受信したサンプル数カウント値２３７に対する画素カウント値２３６の占める比率から、画像１ページに占めるレーザ点灯比率を求めることができる。また、レーザ点灯比率と不図示のトナー消費量予測テーブルを用いることにより、ＣＰＵ２０１がトナー消費量（現像剤の消費量）を予測することが可能となる。トナー消費量予測テーブルには、たとえば、レーザ点灯比率とページサイズとに対応付けてトナー消費量が記憶されている。レーザ点灯比率とトナー消費量との関係は、製品ごとの異なった値となる可能性があるため、事前に複数のレーザ点灯比率に対してトナー消費量の測定を行い、トナー消費量テーブルを作成しておくとよい。トナー消費量予測のためには、レーザ点灯比率と例えばページサイズとに対応するトナー消費量を読み出せばよい。もちろんこれは一例であって、図５の構成により得られた画素カウント値２３６を用いることで、トナーなどの色剤（現像剤）の消費量を推定する方法であれば、どのような方法を用いてもよい。なお、現像剤の消費量を推定するとは、言い換えると現像剤の残量を推定するともいえる。つまり、例えば現像器に１００％収容されている現像剤量から、画素カウント値２３６に応じた量を減じることで、現像器に終了されている現像剤の残量を推定することも可能である。
【００４０】
＜信号の説明＞
ＴＯＰ信号１１２、ＢＤ信号１１３、ＶＤＯ信号１１０と、画像領域内サンプルタイミング信号２３５との関係について、図６のタイムチャートを用いて詳細に説明する。図６（ａ）は、各種同期信号と画像信号のタイミングを示した図である。ＴＯＰ信号１１２の「ＨＩＧＨ」は、記録媒体の先端が所定の位置に到達したことをあらわす。画像信号生成部１００はＴＯＰ信号１１２の「ＨＩＧＨ」を受信したら、ＢＤ信号１１１に同期して、ＶＤＯ信号１１０を送出する。
【００４１】
図６（ｂ）は、ＢＤ信号１１１、ＶＤＯ信号１１０のタイミングを表した図である。画像信号生成部１００はＢＤ信号１１１の立ち上がりエッジを受信したら、記録媒体左端エッジから所望の位置に画像が印字できるよう所定タイミング後にＶＤＯ信号１１０を送出する。図６（ｂ）のＶＤＯ信号１１０は１主走査分の信号を表しており、軸上像高１５２をほぼ中心として、マスク信号の枠内の端部が最軸外像高１５１となる。図６（ｂ）では図示していないが、軸上像高１５２を中心として最軸外像高１５１と対称の位置も最軸外像高となる。ただし像高を示す値の符号は反転する。
【００４２】
図６（ｃ）、（ｄ）は、ＶＤＯ信号１１０，画像領域内サンプルタイミング信号２３５のタイミングを表した図である。本実施例では、動作を説明するための最適な例として、ＶＤＯ信号１１０は主走査方向に１ドット１スペースで、すなわち連続的に画素が並んでいる場合を図６（ｃ）で示している。しかし、それ以外の画像パターンであっても本実施例を適用できる。最軸外像高１５１付近の信号を図６（ｃ）、軸上像高１５２付近の信号を図６（ｄ）に示し、図６（ｃ）におけるＶＤＯ信号１１０の画像クロック周期をＴ１と表し、図６（ｄ）におけるＶＤＯ信号１１０の画像クロック周期をＴ２と表す。前述したように、最軸外像高１５１に比べて軸上像高１５２の方が被走査面４０７における走査速度が大きいため、画像クロック周期Ｔ１よりも画像クロック周期Ｔ２を長くすることで被走査面４０７における主走査画素幅が一定になるように補正する。ピクセルカウント部２０２は、部分倍率特性情報に基づいて、画像領域内サンプルタイミング信号２３５の出力周期を主走査内で変化させる。すると、ＶＤＯ信号１１０で１画素が出力されている期間につき画像領域内サンプルタイミング信号２３５が１回出力されるように構成することができるため、画像内において常に一定の間隔でピクセルカウントを実行することが可能となる。
【００４３】
なお前述したように、本実施例では１画素値の時間を像高に応じて変えているために、それに応じて露光される光量の像高に応じた変化を補正すべく、像高に応じて光源の発光輝度も変化させている。これにより、同一濃度の画素であれば像高に関わらず同一量のトナーを消費することとなる。これにより本実施例における画素カウント値に基づいたトナー消費量の精度の高い推定が可能となる。
【００４４】
本実施例では、主走査１画素につき１回だけ画素サンプリングを実行する構成を取っているものの、主走査１画素につき複数回の画素サンプリングを実行する構成を取ってもよい。その場合においても、本実施例と同様の手法により、画像領域内サンプルタイミング信号２３５の出力周期を主走査内で変更しながらピクセルカウントを実行する。走査１画素につき複数回の画素サンプリングを実行することで、より精度の高い結果を得ることができる。
【００４５】
なお、本実施例においては、説明を簡略化するために光源４０１の数を１つとして説明しているものの、画像形成装置９の構成によっては光源４０１を複数有してもよく、その場合、ＶＤＯ信号１１０は光源４０１の数に対応した本数だけ用意されることになる。ただし、全てのＶＤＯ信号１１０をピクセルカウント部２０２に入力すると、ピクセルカウント部２０２内の画素カウンタ２２３が複数必要となり、回路規模は増大する。そのため、画像形成装置９が必要とするピクセルカウントの精度を満足することができるのであれば、回路のコストアップを抑えるために、ピクセルカウントするＶＤＯ信号１１０の本数および画素カウンタ２２３の数を必要な数だけ間引いて画像形成装置９を構成したとしても、本実施例を実施することはできる。
【００４６】
以上のように構成することで、主走査内で部分倍率の補正による画素幅の補正を行う画像形成装置であっても、補正した画素幅に応じた主走査同期信号を発生させ、それを同期信号として画像信号に対してピクセルカウントを行い、光源の点灯比率すなわちレーザ点灯比率を求め、トナー消費量を予測する。予測したトナー消費量は例えば画像信号生成部１００に送信される。さらに、画像形成装置のホスト装置であるコンピュータなどに送信することもできる。これにより、ｆθレンズを持たず、像高に応じた主走査方向の画素幅の補正を行う画像形成装置においても、高精度でトナー消費量を推定することが可能となる。また、マスク信号２３３およびサンプルタイミング信号２３５をピクセルカウント部２０２で独自に生成していることから、例えばサンプルタイミング信号の周波数を画像クロックよりも長く設定してトナー推定の対象となる画素を間引いたり、あるいはマスク信号によりトナー推定のためのサンプリング領域を狭めたりなど、トナー推定の自由度が増す。さらに、周波数の高い画像クロック信号の分岐や長い距離の引き回しをおこなわずに済み、画像クロック信号への悪影響を及ぼすことがなく、ピクセルカウント部２０２内でサンプルタイミング信号を完結させることができるため、高周波信号による他の回路への影響も抑制することができる。
【００４７】
なお、本実施例および実施例２において、画素カウントに１加算する代わりに、ＶＤＯ信号の値を積算してもよい。このようにすれば、ＶＤＯ信号が多値画像データであっても消費トナーの推定が可能となる。この場合にはサンプルタイミング信号は、その１パルスのカウント値がたとえば最大濃度レベルに相当するものとして換算される。またカラー画像データの場合には、画素カウンタ２２３は色成分ごとに用意される。また、１ページの画素数は画像形成するページサイズおよび記録密度に応じてほぼ特定される。そこでサンプル数カウンタ２２４を省き、ページサイズと記録密度とに応じた１ページ当たりの画素数を予めＲＯＭ等に記憶しておき、その値をページあたりのサンプル数カウント値として用いることもできる。
【００４８】
本実施例においては、画像信号生成部１００は画像信号幅を調整することによって部分倍率補正を行っているものの、画素片挿抜によって部分倍率補正を行ってもよい。その場合であっても、ピクセルカウント部２０２の構成を変更することなく、ピクセルカウントを実施することが可能である。画像信号幅の調整は、たとえば、走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように画像データ片を抜粋し（すなわち間引き）、及び又は走査速度が遅いほど画像信号幅が広くなるように画像データ片を挿入することで行われる。
【００４９】
［実施例２］
本実施例では、ピクセルカウントの累積結果の算出に重みづけを行うことにより実施例１と同様の結果を得る構成について説明する。実施例１のピクセルカウント部２０２をピクセルカウント部７０２に変更している点が異なる。以下、本実施例の構成について説明する。実施例１と同様の構成については同一符号を付けて説明を省略する。
【００５０】
図７は、本実施例における本画像形成装置９の画像形成に係る電気ブロック図である。ピクセルカウント部７０２は、ＣＰＵバス２１１を介してＣＰＵ２０１から部分倍率特性情報を受け取ると共に、各種設定値を取得する点は、実施例１と変わらず、ピクセルカウント部７０２で実行する処理のみが異なる。ただしピクセルカウント部７０２は重みづけ演算部７２４を有している点において実施例１と相違する。
【００５１】
ピクセルカウント部７０２の内部ブロック図を図８に示す。実施例１と同様の処理については同一符号を付けて説明を省略する。重みづけ演算部７２４は、ＢＤ信号１１１を主走査開始基準として、主走査幅補正設定２３１に基づいて主走査の部分倍率に反比例させるように重みづけ係数７３３の値を変更する。例えば、部分倍率が１００％となる走査位置における重みづけ係数７３３の値を１とし、部分倍率が１２５％となる走査位置における重みづけ係数７３３の値を１．２５とする。重みはたとえば像高に応じて予め決められ、予め像高に関連づけて記憶されていて良い。
【００５２】
サンプルタイミング生成部７２１の動作は、実施例１におけるサンプルタイミング生成部２２１と異なり、画素サンプルタイミング信号７３１は一定の周期で出力されるものとする。ただし、ＶＤＯ信号１１０の画像クロック周期より短い間隔とする。本実施例においては、画素サンプルタイミング信号７３１の出力周期を画像クロック周期の１／１０程度と想定しているものの、より精度を高めるために本実施例よりも画素サンプルタイミング信号７３１の周期を短くしてもよいし、ピクセルカウント部７０２のコストを低減するために画素サンプルタイミング信号７３１の周期を本実施例よりも長くしてもよい。ただし、像高に応じた画素幅の変化を重みづけ係数により補正するために、画素サンプルタイミング信号７３１の周期は、軸上像高における画素幅よりも短く設定されることが望ましい。
【００５３】
サンプルタイミング信号７３１は、マスク信号２３３が「ＬＯＷ」レベルとなっている時間、すなわち画像描画中にのみ、画像領域内サンプルタイミング信号７３２として画素積算部７２２およびサンプル数積算部７２３へ伝搬される。画素積算部７２２は、画像領域内サンプルタイミング信号７３２が「ＨＩＧＨ」レベルでありかつＶＤＯ信号１１０が「ＨＩＧＨ」レベルであるとき、重みづけ演算部７２４が出力する重みづけ係数７３３を内部の画素積算値７３４に加算する。画素積算値７３４は、ＴＯＰ信号１１２を受信すると０にクリアされる。サンプル数積算部７２３は、画像領域内サンプルタイミング信号７３２が「ＨＩＧＨ」レベルであるとき、重みづけ演算部７２４が出力する重みづけ係数７３３を内部のサンプル総数積算値７３５に加算する。サンプル総数積算値７３５は、ＴＯＰ信号１１２を受信すると０にクリアされる。重みづけ係数７３３は、たとえばＢＤ信号を起点とする経過時間（像高に対応する）の関数として連続的に変化する値であってもよいが、主走査線をいくつかの領域に区切り、領域ごとに設定しておいてもよい。
【００５４】
画素積算値７３４およびサンプル総数積算値７３５は、ＣＰＵ通信部２２５に送出され、ＣＰＵバス２１１を介してＣＰＵ２０１に送信される。ＣＰＵ２０１はサンプル総数積算値７３５に対する画素積算値７３４の占める比率から、画像１ページに占めるレーザ点灯比率を求めることができる。トナー消費量の予測の仕方は実施例１と同様で良い。
【００５５】
ＶＤＯ信号１１０と、画像領域内サンプルタイミング信号７３２、および重みづけ係数７３３との関係を、図９のタイムチャートを用いて説明する。前述したように、ＶＤＯ信号１１０は、一主走査内で画像クロック周期が変化する。例として、異なる主走査位置におけるＶＤＯ信号１１０の画像クロック周期Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５を図９に示す。画像領域内サンプルタイミング信号７３２の周期Ｔ６は、前述した画像クロック周期Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、すなわち主走査内の画像クロック周期よりも短い周期で出力される。ここで、画像クロック周期Ｔ３の部分倍率を１２０％、画像クロック周期Ｔ４の部分倍率を１１０％、画像クロック周期Ｔ５の部分倍率を１００％とする。ＶＤＯ信号１１０は、部分倍率補正された画像信号として出力されるため、周期としては画像クロック周期Ｔ３が最も短くなり、画像クロック周期Ｔ５が最も長くなる。この場合、重みづけ係数７３３は部分倍率が１２０％となっているときに１．２０となり、同様に部分倍率が１１０％となるときに１．１０、部分倍率が１００％となるときに１．００となる。
【００５６】
前述したように、ＶＤＯ信号１１０は部分倍率補正されているため、画像クロック周期Ｔ５は画像クロック周期Ｔ３の１．２倍の周期で出力されているため、同一のサンプルタイミング周期でピクセルカウントを行うと、一画素に相当するサンプルカウント数が画像クロック周期Ｔ５の方が１．２倍多くなってしまう。そのため、前述した重みづけ係数７３３にてサンプルカウント値を補正し、一画素に相当するサンプルカウント数を一主走査内で均一に補正する。すると、ＶＤＯ信号１１０の画像クロック幅が主走査内で変動したとしても、変動に応じてカウントの積算値に補正がかかるため、最終的なレーザ点灯比率は実施例１と同等の結果として得ることができる。本実施例の構成を用いることによっても、実施例１と同様に画像信号に対してピクセルカウントを行い、レーザ点灯比率を求め、トナー消費量を予測することが可能となる。
【００５７】
［実施例３］
本実施例では、主走査方向に分割された複数領域ごとにピクセルカウントを行い、それぞれの領域におけるレーザ点灯比率を演算した後に所定の補正係数を乗じた上で複数領域の演算結果を平均化する構成について説明する。本実施例の結像レンズ４０６のように、ｆθ特性を持たないレンズにより集光された光束は、厳密には軸上像高と軸外像高にてスポット径が異なる。通常、一主走査内におけるスポット径の変化が画質に影響しないように画像形成装置９は設計されるものの、本実施例ではトナー消費量をより正確に見積もるために、前述したスポット形状の変化と現像特性に基づいて算出される重みづけ係数を、軸上像高あるいは軸外像高におけるレーザ点灯比率に掛け合わせることで、レーザ点灯比率算出値を補正する。図１０は、本実施例における本画像形成装置９の画像形成に係る電気ブロック図である。ピクセルカウント部１００２は、ＣＰＵバス２１１を介してＣＰＵ２０１から部分倍率特性情報を受け取ると共に、各種設定値を取得する点は、実施例１および実施例２と変わらない。しかしながら、レーザ点灯比率演算部１１２２と重みづけ係数乗算部１１２３とを有している点で相違している。
【００５８】
ピクセルカウント部１００２の内部ブロック図を図１１に示す。実施例１または実施例２と同様の処理については同一符号を付けて説明を省略する。マスク生成部１１２１は、ＣＰＵ通信部２２５から、部分倍率補正情報と、ＴＯＰ信号１１２を基準とした副走査マスクの開始終了タイミング情報およびＢＤ信号１１１を基準にした主走査マスク開始終了タイミング情報を受け取る。本実施例ではＣＰＵ通信部２２５から受け取る情報を、マスク生成情報１１５１と表記する。マスク生成部１１２１は、マスク生成情報を受け取ると、マスク信号１１３１、１１３２、１１３３、１１３４を出力する。上記４つのマスク信号は、実施例１および実施例２で使用したマスク信号２３３を、主走査方向に４分割してそれぞれ生成される信号である。マスク信号１１３１、１１３２、１１３３、１１３４は、それぞれサンプルタイミング信号７３１を所定のタイミングでマスクし、画像領域内サンプルタイミング信号１１３５、１１３６、１１３７、１１３８を生成する。生成された各画像領域内サンプルタイミング信号は、レーザ点灯比率演算部１１２２に送信される。画像領域内サンプルタイミング信号１１３５、１１３６、１１３７、１１３８は、マスクされ残った画像領域（ウィンドウ領域とも呼ぶ）内のサンプルタイミング信号である。
【００５９】
レーザ点灯比率演算部１１２２は、内部にレーザ点灯比率演算ユニットを４つ有している。それぞれのレーザ点灯比率演算ユニットは、実施例１における画素カウンタ２２３とサンプル数カウンタ２２４、および画素カウント値２３６をサンプル数カウント値２２７で除算することでレーザ点灯比率を求める不図示の除算ユニットで構成される。ただし、本実施例では、サンプルタイミング生成部７２１は実施例２と同様であり、ＶＤＯ信号の周波数に対して十分に高い周波数を有しており、ＶＤＯ信号の画素幅（すなわち像高）に応じた変調はされていない。
【００６０】
レーザ点灯比率演算部１１２２は、ＶＤＯ信号１１０、ＢＤ信号１１１、ＴＯＰ信号１１２、および画像領域内サンプルタイミング信号１１３５、１１３６、１１３７、１１３８を受け取り、内部で主走査方向に４分割されたそれぞれの画像領域におけるレーザ点灯比率を演算し、レーザ点灯比率演算結果１１３９、１１４０、１１４１、１１４２を重みづけ係数乗算部１１２３に送信する。
【００６１】
重みづけ係数乗算部１１２３は、ＣＰＵ通信部２２５から送信される重みづけ係数１１５２を受け取り、レーザ点灯比率演算部１１２２から受け取ったレーザ点灯比率演算結果１１３９、１１４０、１１４１、１１４２についてそれぞれに対応する重みづけ係数を乗じた値をレーザ点灯比率補正結果１１４３、１１４４、１１４５、１１４６として、平均演算部１１２４に送信する。重みづけ係数１１５２は、例えば主走査の部分倍率に基づいてウィンドウ領域ごとに予め定められ、記憶されている。重みづけ係数１１５２は、像高が軸上から外れるにつれて多くなる1画素あたりのサンプルタイミング信号のパルス数を、主走査線上にわたって一様にするための補正に用いられる。すなわち、平均演算部１１２４により主走査全体にわたる点灯比率が求められる。本例では、サンプルタイミング信号のパルスはウィンドウ領域ごとに計数されるので、たとえば各ウィンドウ領域のサンプルタイミング信号のパルス数が等しくなるように重みを付けてよい。たとえば本例のように４つの均等なウィンドウ領域に主走査線を分割するとすれば、中央側の２つウィンドウ領域それぞれのサンプルタイミング信号のパルス数に重みづけ係数を乗じて、端側の２つウィンドウ領域それぞれのサンプルタイミング信号のパルス数と等しくなるような重み係数を用いればよい。
【００６２】
平均演算部１１２４は、レーザ点灯比率補正結果１１４３、１１４４、１１４５、１１４６の平均値を演算し、その結果を最終レーザ点灯比率演算結果１１５３としてＣＰＵ通信部２２５に送信する。ＣＰＵ２０１はＣＰＵバス２１１を介して最終レーザ点灯比率演算結果１１５３を取得する。
【００６３】
ＶＤＯ信号１１０と、サンプルタイミング信号７３１および画像領域内サンプルタイミング信号１１３５、１１３６、１１３７、１１３８との関係について、図１２のタイムチャートを用いて説明する。サンプルタイミング信号７３１は、主走査内にて一定周期で出力され続ける信号である。サンプルタイミング信号７３１は、マスク信号１１３１、１１３２、１１３３、１１３４によりマスクされ、画像領域内サンプルタイミング信号１１３５、１１３６、１１３７、１１３８を生成する。マスク信号１３１、１１３２、１１３３、１１３４は、画像領域を主走査方向に４分割した各領域のいずれか一つの領域でのみ、「ＬＯＷ」を出力するため、画像領域内サンプルタイミング信号１１３５、１１３６、１１３７、１１３８は、画像領域を主走査方向に４分割した各領域において独立して出力される。ＶＤＯ信号１１０は、前述した画像領域内サンプルタイミング信号１１３５、１１３６、１１３７、１１３８によってピクセルカウントされることによって、分割された各々の４領域における個別のレーザ点灯比率演算結果１１３９、１１４０、１１４１、１１４２を導き出すことができる。その後は、前述した方法を用いて個別に重みづけ係数を乗じ、値を平均化処理することによって最終レーザ点灯比率演算結果１１５３を求めればよい。
【００６４】
なお、本実施例では、主走査方向の画像領域分割数を４つとしたピクセルカウント部１００２を構成した例を示したものの、画像領域分割数を別の値に変更したとしても本実施例と同様の処理を実施することができる。その場合は、点灯比率演算部１１２２内のレーザ点灯比率演算ユニットと、重みづけ係数乗算部１１２３に与える重みづけ係数１１５２の数を、画像領域分割数に応じて用意すればよい。
【００６５】
以上のように、ピクセルカウント部１００２を構成することによって、主走査内におけるスポット径の変化に合わせてよりトナーの消費量を予測することが可能となる。
【００６６】
［その他の実施例］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００６７】
また、上述した実施形態における結像レンズ４０６を、ｆθ特性を有する結像レンズに置き換えても、実施形態と同様の構成で部分倍率補正処理、およびピクセルカウント処理を実現することができる。ｆθ特性を有する結像レンズを用いた場合、レンズのｆθ特性のみによって走査速度が一定となるように補正できる必要はなく、レンズで補正しきれなった倍率誤差を画像信号生成部で補正すればよい。その場合においても、前述した実施形態における画像信号生成部、制御部、レーザ制御部の構成を変更することなく部分倍率補正およびピクセルカウントは実現可能である。また、主走査方向の一部はｆθ特性を有する結像レンズにより走査速度を補正し、一部以外の部分は倍率誤差を画像信号生成部で補正するというような構成にも適応可能である。
【符号の説明】
【００６８】
４・・・感光体、９・・・画像形成装置、１００・・・画像信号生成部、２２１・・・サンプルタイミング生成部、２２３・・・画素カウンタ、３０４・・・メモリ、４００・・・光走査装置
【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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