(57)【要約】【課題】書込基準クロック周波数設定値を複数の近似式を使い分けることにより、倍率調整の範囲が広くなった場合にも対応し、画像調整に対する誤差を小さくする。【解決手段】画像情報に基づいて変調されたレーザ光を感光体上に走査させるポリゴンミラー４と、ポリゴンミラー４の回転数を制御するポリゴンクロック発生手段１２と、レーザ光を所定の画素密度でオンオフさせるための書込基準クロック発生手段７とを有し、微調整倍率に応じて書込基準クロック周波数、およびポリゴンクロック周波数を変化させて倍率を調整する画像形成装置において、書込基準クロック周波数設定値、およびポリゴンクロック周波数設定値の算出に際し、複数の近似式を使い分ける倍率微調整方式を採用する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に基づいて変調されたレーザ光を感光体上に走査させるポリゴンミラーと、ポリゴンミラーの回転数を制御するポリゴンクロック発生手段と、レーザ光を所定の画素密度でオンオフさせるための書込基準クロック発生手段とを有し、微調整倍率に応じて書込基準クロック周波数、およびポリゴンクロック周波数を変化させて倍率を調整する画像形成装置において、書込基準クロック周波数設定値、およびポリゴンクロック周波数設定値の算出に際し、複数の近似式を使い分ける倍率微調整方式を採用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
主走査方向画像Ｎ倍、副走査方向画像Ｍ倍の調整で、書込基準クロックの周波数を１／（Ｍ×Ｎ）倍、ポリゴンクロック周波数を１／Ｍ倍するとき、Ｍ、Ｎの値に応じて、ＭとＮの差がＡ以内の範囲、ＭとＮの差がＡからＢの範囲というように場合分けを行い、それぞれの範囲内でＭとＮの和が等しいところでは、書込基準クロックの周波数を同一の設定と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】
主走査方向Ｎ倍、副走査方向Ｍ倍の調整で、書込基準クロックの周波数を１／（Ｍ×Ｎ）倍、ポリゴンクロック周波数を１／Ｍ倍するとき、書込基準クロックの周波数を、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／（Ｍ＋Ｎ）２と近似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４】
主走査方向Ｎ倍、副走査方向Ｍ倍の調整で、書込基準クロックの周波数を１／（Ｍ×Ｎ）倍、ポリゴンクロック周波数を１／Ｍ倍するとき、書込基準クロックの周波数を、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−Ｃ２｝と近似し、近似適用範囲によりＣ値を変更することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像を変倍する倍率制御機能を有するデジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置では、０．１％ステップ程度で画像の長さを細かいステップ調整する機能を有することが要求されている。このような細かいステップにて画像を微調整する技術として、画像形成装置のポリゴンクロック周波数と書き込み基準クロック周波数を制御する書き込み制御手段を利用することが周知となっている。
例えば、特許文献１では、画像形成装置のポリゴンクロック周波数と書き込み基準クロック周波数を連動させて変化させ、画像の主走査方向、副走査方向を独立に変化させる技術が提案されている。
また、特許文献１及び２では、画像を主走査方向および副走査方向を独立に±１％（０．１％ステップ）で調整した場合の、ポリゴンクロック周波数と書き込み基準クロック周波数の補正テーブルが示されている。このテーブルにて、画像を主走査方向に＋ｍ％、副走査方向に＋ｎ％としたときに書込クロック周波数を（ｍ＋ｎ）％遅くするといった近似が採用されている。
【特許文献１】特開平１０−７９８５０号公報
【特許文献２】特開平１０−１３６１７１号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
画像形成装置の出力画像倍率を微調整する方法として、微調整倍率に応じて書込基準クロック周波数、およびポリゴンクロック周波数を連動させて変化させて倍率を調整する方法が提案されている。画像を主走査方向Ｍ倍、副走査方向Ｎ倍の倍率調整は、ポリゴンクロック周波数を１／Ｎ倍とし、さらに書込基準クロック周波数を１／（Ｎ×Ｍ）と連動させて変化させることにより達成する。
例えば±１％の範囲を主走査、副走査各０．１％ステップで微調整する場合には、ポリゴンクロック周波数は、１／Ｎとするために２１通りの設定値を記憶しておけば良い。一方、書込基準クロック周波数は１／（Ｎ×Ｍ）となるため、主走査、副走査各２１ステップずつ必要であり、設定値は２１×２１＝４４１パターンが必要である。書込基準クロック周波数設定パターンの多様化を防ぐために、従来技術では、近似を用いてｍとｎの和が等しいところでは、同一の設定値とすることが提案されている。しかしこの設定方法は、Ｍ、Ｎがともに１倍に近い（微調整のため元のサイズに対してほとんど変わらない）とした近似を用いているため、倍率調整適用範囲が広くなってくると、狙いの画像調整率に対する誤差が大きくなってしまう。
また前述したように書込基準クロック周波数設定値の増大を防ぐために、従来技術では、主走査Ｍ倍（＋ｍ％）、副走査Ｎ倍（＋ｎ％）とする場合、書込基準クロック周波数を（ｍ＋ｎ）％遅く設定し、ＭとＮの和が等しいところでは、同一の設定値とすることが提案されている。この設定方法は、ｍ値、ｎ値が０％に近いと見なした近似を用いているため、倍率調整の範囲が広くなってくると、狙いの画像調整に対する誤差が大きくなってしまう。
また主走査方向Ｎ倍、副走査方向Ｍ倍の調整で、書込基準クロックの周波数を１／（Ｍ×Ｎ）倍する時の近似値として、従来技術では、主走査＋ｍ％、副走査＋ｎ％とする場合、書込基準クロック周波数を（ｍ＋ｎ）％遅く設定することが提案されている。しかし、ｍ値、ｎ値が０％に近いと見なした近似を用いているため、倍率調整の範囲が広くなってくると、狙いの画像調整に対する誤差が大きくなってしまう。
【０００４】
本発明では、書込基準クロック周波数設定値を複数の近似式を使い分けることにより、倍率調整の範囲が広くなった場合にも対応し、画像調整に対する誤差を小さくすることを目的とする。
また本発明では、Ｍ、Ｎの値に応じて、ＭとＮの差がＡ以内の範囲、ＭとＮの差がＡからＢの範囲というように場合分けを行い、それぞれの範囲内でＭとＮの和が等しいところでは、書込基準クロックの周波数を同一の設定とすることにより、倍率調整の範囲が広くなった場合にも画像調整に対する誤差を小さくするとともに、書込基準クロック周波数設定値の多様化を防ぐことを目的とする。
また本発明では、書込基準クロックの周波数の近似方法として、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／（Ｍ＋Ｎ）２と設定し、倍率調整の範囲が多少広くなっても、ＭとＮの差が十分に小さい範囲では画像調整誤差を小さくすることを目的とする。
また本発明では、書込基準クロックの周波数の近似方法として、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−Ｃ２｝（Ｃ：近似適用範囲により用いる定数）と設定し、ＭとＮの差の範囲が広くなっても、画像調整誤差を小さくすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、画像情報に基づいて変調されたレーザ光を感光体上に走査させるポリゴンミラーと、ポリゴンミラーの回転数を制御するポリゴンクロック発生手段と、レーザ光を所定の画素密度でオンオフさせるための書込基準クロック発生手段とを有し、微調整倍率に応じて書込基準クロック周波数、およびポリゴンクロック周波数を変化させて倍率を調整する画像形成装置において、書込基準クロック周波数設定値、およびポリゴンクロック周波数設定値の算出に際し、複数の近似式を使い分ける倍率微調整方式を採用する画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、主走査方向画像Ｎ倍、副走査方向画像Ｍ倍の調整で、書込基準クロックの周波数を１／（Ｍ×Ｎ）倍、ポリゴンクロック周波数を１／Ｍ倍するとき、Ｍ、Ｎの値に応じて、ＭとＮの差がＡ以内の範囲、ＭとＮの差がＡからＢの範囲というように場合分けを行い、それぞれの範囲内でＭとＮの和が等しいところでは、書込基準クロックの周波数を同一の設定とする請求項１に記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、主走査方向Ｎ倍、副走査方向Ｍ倍の調整で、書込基準クロックの周波数を１／（Ｍ×Ｎ）倍、ポリゴンクロック周波数を１／Ｍ倍するとき、書込基準クロックの周波数を、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／（Ｍ＋Ｎ）２と近似する請求項１に記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明は、主走査方向Ｎ倍、副走査方向Ｍ倍の調整で、書込基準クロックの周波数を１／（Ｍ×Ｎ）倍、ポリゴンクロック周波数を１／Ｍ倍するとき、書込基準クロックの周波数を、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−Ｃ２｝と近似し、近似適用範囲によりＣ値を変更する請求項１に記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機能ブロック図、図２はそのレーザ走査系の構成図である。図１、図２の構成をその動作と併せて説明する。
中央演算処理装置１からデジタル画像情報を読出し、図２に示すように、画像情報に基づいて変調されたレーザ光２を、ポリゴンミラー４の回転によって感光体３上に走査させて感光体３上に静電潜像を形成する。ポリゴンミラー４は、回転制御手段６により回転制御されるポリゴンモータ５の軸上に搭載されている。レーザ光２を所定の画素密度でオンオフさせる書込基準クロック発生手段としての機能を有する書込駆動制御手段７（書き込み基準クロック発生手段）は、この回転制御手段６を制御する。
中央演算処理装置１からの出力（制御信号）は、ＬＤ駆動部８を経てレーザダイオード９（ＬＤ）の出力を変調して、レーザ光２を前記画像情報に応じて発光させる。ポリゴンミラー４は複数面のミラーであり、これに回転を行わせる回転制御手段６は、書込駆動制御手段７からの回転数指令信号に応じたポリゴンクロックで制御されている。
書込みの光学系にてＬＤ９から出射されたレーザ光は、図示しないコリメートレンズで平行光に直され、ポリゴンミラー４で反射され、まず同期検知センサ１０によって検知される。検知されたこのレーザ光２に基づいて、書込駆動制御手段７が同期検知信号を発生させて、書込みのタイミングを決定する。
書込クロックは書込駆動制御手段７のＰＬＬを有する書込基準クロック発生手段で作られたクロックを使用しており、また、書込クロックを変化させた場合、書込み開始位置が変化するので感光体３の中央振分けで常に書込まれるように、書込駆動制御手段７によって書込み開始位置が制御されている。
操作パネル１１にて所望の倍率調整値、例えば０．１％ステップで＋１．０〜−１．０％の設定を行う。倍率微調整値データは、システム制御手段１２（ポリゴンクロック発生手段）を経て書込駆動制御手段７へ伝送され、倍率微調整値に基づいて、ポリゴンミラー４の回転数と、この回転数に連動するレーザ光２の書込クロックとを変化させるようになっている。
ポリゴンミラー４は複数面のミラーであり、この回転は、書込駆動制御手段７の回転数指令信号に応じたポリゴンクロックで制御されている。このポリゴンクロックはシステム制御手段１２からの微調整コマンドで変えられるように回路構成がなされている。すなわちシステム制御手段１２は、ポリゴンクロック発生手段としての機能を有している。
書込クロックは書込駆動制御手段６の書込クロック発生手段で作られ、可変できるように構成されている。書込クロックが変化すると、書込み開始位置が変化するので、書込駆動制御手段７は感光体３の中央振分けで常に書込まれるように書込み開始位置を制御している。
【０００７】
このような画像形成装置における倍率微調整方法を説明する。主走査方向（横）をＭ倍とする微調整を行う場合、書込駆動制御手段７が書込クロックだけを１／Ｍとすることで達成できる。一方、副走査方向（縦）Ｎ倍の微調整を行うために、微調整倍率Ｎに対応してポリゴンモータ５の回転数を１／Ｎとすると、ミラー１面当りの走査時間が変化するため、主走査倍率も１／Ｎと変化する。そこで書込駆動制御手段７はポリゴンモータ５の回転数と書込クロックとを連動して変化させることで副走査方向の微調整を実現する。それは次のように行われる。
説明に際し、調整前のポリゴンクロックをｆｐｍ０、書込基準クロックをｆｗ０と定義しておく。例えば副走査方向のみの倍率を基準に対して１％アップし１０１％にするために、ポリゴンミラー４の回転数をｆｐｍ＝ｆｐｍ０／１．０１にすると、主走査方向の倍率は１／１．０１＝９９．０１％と変化してしまう。
これをキャンセルするために書込クロックも変更し、ｆｗ＝ｆｗ０／１．０１にする必要がある。次に主走査方向を＋０．７％、さらに副走査方向で＋０．３％の倍率調整を行う場合、ポリゴンミラー４の回転数をｆｐｍ＝ｆｐｍ０／１．０３にすると、主走査方向の倍率は１／１．００３＝９９．７０％と変化してしまう。これをキャンセルするために書込クロックも変更し、ｆｗ０／１．０３にし、さらに１／１．０７倍しなければ、主走査方向に＋０．７％増とならないため、書込基準クロック周波数はｆｗ＝ｆｗ０／（１．０３×１．０７）＝となる。
以上のように、画像を主走査方向Ｍ倍、副走査方向Ｎ倍の倍率調整は、ポリゴンクロック周波数を１／Ｎ倍とし、さらに書込基準クロック周波数を１／（Ｎ×Ｍ）と連動させて変化させることにより達成する。
【０００８】
ここで、±１％の範囲を主走査、副走査各０．１％ステップで微調整する場合について説明する。ポリゴンクロック周波数は１／Ｎとするため、２１通りの設定値をとる。一方、書込基準クロック周波数は１／（Ｎ×Ｍ）となるため、主走査、副走査各２１ステップずつ必要であり、設定値は２１×２１＝４４１パターンが必要である。書込基準クロック周波数設定値に多くなってしまうと、システム制御手段１２、および設定値の計算が複雑になってしまう。
ここで（Ｍ−Ｎ）の値が小さい場合、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／（Ｍ＋Ｎ）２＝４／｛（Ｍ−Ｎ）２＋４（Ｍ×Ｎ）｝と見なせるとすると、Ｍ＋Ｎの値が同じ設定ならば、同一の書込基準クロック周波数を設定できるということになる。実際に（Ｍ−Ｎ）の値が±１％内では、理想の書込基準クロック周波数：ｆｗ＝１／（Ｎ×Ｍ）に対する４／（Ｍ＋Ｎ）２の誤差は０．０１％以内となっている。
ここで（Ｍ−Ｎ）の値が大きくなるに従い、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／（Ｍ＋Ｎ）２と見なしたときの誤差が無視できなくなる。そこで、（Ｍ−Ｎ）の値が１％以上となる場合には、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−Ｃ２｝と見なして、書込基準クロックの設定値を導出する。Ｃは近似の適用範囲により変更する値であり、
ＭとＮの差が１〜３％である場合：１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−０．０２２｝・・・（１）
ＭとＮの差がａ〜ｂ％である場合：１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−（（ａ−ｂ）／２×１／１００）２｝・・・（２）
等の近似式を採用することにより、倍率調整範囲を広げても誤差を小さくすることができる。
上記（１）及び（２）の２種の近似式：１／（Ｍ×Ｎ）≒４／（Ｍ＋Ｎ）２、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−Ｃ２｝を（Ｍ−Ｎ）の条件によって使い分ける。例えば図３に示すような近似式を採用し、
ＭとＮの差が１％以内である場合：１／（Ｍ×Ｎ）≒４／（Ｍ＋Ｎ）２
ＭとＮの差が１〜３％である場合：１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−０．０２２｝
（ＭとＮの差が３〜５％である場合）：１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−０．０４２｝
（ＭとＮの差がａ〜ｂ％である場合）：１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−（（ａ−ｂ）／２×１／１００）２｝
としたときの、１／（Ｍ×Ｎ）に対する誤差を図４、図５に示す。
また、調整値Ｍ、Ｎに対する書込基準クロックの変化の様子を模式的に示すと図６のようになる。０．１％ステップで＋１．０〜−１．０％の設定では、書込基準クロック周波数は６０種類となる。また、狙いの周波数に対する誤差は０．０１％以内となっており誤差も小さくなっている。
以上のように複数の近似式をＭ、Ｎの条件により使い分ける倍率微調整方式を採用することにより、書込基準クロック周波数設定値が多様化することなく、また、倍率調整範囲を広げても誤差を小さくすることが可能となる。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、書込基準クロック周波数設定値を複数の近似式を使い分けることにより、倍率調整の範囲が広くなった場合にも対応し、画像調整に対する誤差を小さくすることができる。
請求項２記載の発明によれば、主走査方向倍率Ｍ、副走査方向倍率Ｎの値に応じて、“ＭとＮの差がＡ以内の範囲”、“ＭとＮの差がＡからＢの範囲”というように場合分けを行い、それぞれの範囲内でＭとＮの和が等しいところでは、書込基準クロックの周波数を同一の設定とすることにより、倍率調整の範囲が広くなった場合にも画像調整に対する誤差を小さくできるとともに、書込基準クロック周波数設定値の多様化を防ぐことができる。
請求項３記載の発明によれば、書込基準クロックの周波数の近似方法として、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／（Ｍ＋Ｎ）２と設定することにより、倍率調整の範囲が多少広くなっても、ＭとＮの差が十分に小さい範囲では画像調整誤差を小さくすることができる。
請求項４記載の発明によれば、書込基準クロックの周波数の近似方法として、１／（Ｍ×Ｎ）≒４／｛（Ｍ＋Ｎ）２−Ｃ２｝を採用し、近似適用範囲に応じてＣの設定値を変更することにより、ＭとＮの差の範囲が広くなっても、画像調整誤差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機能ブロック図である。
【図２】そのレーザ走査系の構成図である。
【図３】倍率微調整方法における近似式を示す図である。
【図４】倍率の誤差を示す図である。
【図５】倍率の誤差を示す図である。
【図６】調整値Ｍ、Ｎに対する書込基準クロックの変化の様子を示す模式図である。
【符号の説明】
１  中央演算処理装置
３  感光体
４  ポリゴンミラー
５  ポリゴンモータ
７  書込駆動制御手段（書込基準クロック発生手段）
１２  システム制御手段（ポリゴンクロック発生手段）
【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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