(57)【要約】【課題】像担持体の軸の正規位置からの傾きや光学系のゆがみなどによる走査倍率の不均一さを均一するようにすることができ、高解像度の画像を容易に得ることができるレーザ走査制御装置を提供する。【解決手段】画像形成装置では、１周期内で１画素を構成する高周波クロック数を変化させることなく、白画像データの微小画素を変化させることにより、対応する画素に微小画素を追加する。感光ドラム１１上の主走査ライン上の画像有効エリアが５つの領域に分けられている場合、走査開始位置の端部から中央部に至る従い、それぞれ領域における１画素が、高周波クロックの８／９／１０個分の周期で構成され、逆に、中央部から他方の端部に至る従い、それぞれ領域における１画素は、高周波クロックの１０／９／８個分の周期で構成される。【選択図】　　　図１１
2004098590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発光する光源を画素単位の画像データに応じて駆動し、該光源から発光されたレーザ光により像担持体上を主走査方向に走査するためのレーザ走査制御装置であって、
前記像担持体上の前記レーザ光により走査される主走査ライン上の所定の走査位置に対応する画像データに対して微小画素を挿入または削除することによって、前記主走査ラインの走査倍率を補正する補正手段を備えることを特徴とするレーザ走査制御装置。
【請求項２】
レーザ光を発光する複数の光源を対応する画素単位の画像データに応じて駆動し、該複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより像担持体上を主走査方向に同時に走査するためのレーザ走査制御装置であって、
前記像担持体上の前記複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ライン上の所定の走査位置に対応する画像データに対して微小画素を挿入または削除することによって、少なくとも１つのレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を補正する補正手段を備えることを特徴とするレーザ走査制御装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記微小画素の挿入または削除を、該微小画素が挿入または削除される画像データの幅を規定するメインクロックの周波数を変化させることなく、白画像データの微小画素を制御することにより行うことを特徴とする請求項１または２記載のレーザ走査制御装置。
【請求項４】
前記メインクロックは、基本クロック周波数の整数倍の周波数を有する複数個の高周波クロックから構成され、前記補正手段は、前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を制御することを特徴とする請求項３記載のレーザ走査制御装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記主走査ライン上の走査位置に応じて、倍率誤差が所定の誤差範囲に収まるように前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を制御することにより、前記レーザ光による主走査ラインの走査倍率を補正することを特徴とする請求項４記載のレーザ走査制御装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記主走査ライン上の走査位置に応じて、倍率誤差が所定の誤差範囲に収まりかつ倍率誤差を正方向または負方向に分散させるように前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を制御することにより、前記レーザ光による主走査ラインの走査倍率を補正することを特徴とする請求項４記載のレーザ走査制御装置。
【請求項７】
前記レーザ光による走査の開始信号に同期して前記メインクロックのカウントを開始し、そのカウント値を出力するカウンタを備え、
前記補正手段は、前記カウンタから出力されたカウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を変えるように制御することを特徴とする請求項４記載のレーザ走査制御装置。
【請求項８】
前記補正手段は、前記カウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を概ね連続的に変化させることを特徴とする特徴とする請求項７記載のレーザ走査制御装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記カウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を前記主走査ライン上の少なくとも１箇所以上の局所的な走査位置で変化させることを特徴とする請求項７記載のレーザ走査制御装置。
【請求項１０】
前記補正手段は、前記カウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を１箇所以上のランダムな走査位置で変化させることを特徴とする請求項７記載のレーザ走査制御装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、前記複数の光源のうち、１つの光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を基準として、他の光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの倍率が主走査倍率に一致するように、前記他の光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を補正することを特徴とする請求項２記載のレーザ走査制御装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、前記複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ラインの走査倍率が予め設定された走査倍率に一致するように、前記複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ラインの走査倍率を独立して補正することを特徴とする請求項２記載のレーザ走査制御装置。
【請求項１３】
レーザ光を発光する光源を画素単位の画像データに応じて駆動し、該光源から発光されたレーザ光により像担持体上を主走査方向に走査するためのレーザ走査制御方法であって、
前記像担持体上の前記レーザ光により走査される主走査ライン上の所定の走査位置に対応する画像データに対して微小画素を挿入または削除することによって、前記主走査ラインの走査倍率を補正する補正工程を備えることを特徴とするレーザ走査制御方法。
【請求項１４】
レーザ光を発光する複数の光源を対応する画素単位の画像データに応じて駆動し、該複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより像担持体上を主走査方向に同時に走査するためのレーザ走査制御方法であって、
前記像担持体上の前記複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ライン上の所定の走査位置に対応する画像データに対して微小画素を挿入または削除することによって、少なくとも１つのレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を補正する補正工程を備えることを特徴とするレーザ走査制御方法。
【請求項１５】
前記補正工程では、前記微小画素の挿入または削除を、該微小画素が挿入または削除される画像データの幅を規定するメインクロックの周波数を変化させることなく、白画像データの微小画素を制御することにより行うことを特徴とする請求項１３または１４記載のレーザ走査制御方法。
【請求項１６】
前記メインクロックは、基本クロック周波数の整数倍の周波数を有する複数個の高周波クロックから構成され、
前記補正工程では、前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を制御することを特徴とする請求項１５記載のレーザ走査制御方法。
【請求項１７】
前記補正工程では、前記主走査ライン上の走査位置に応じて、倍率誤差が所定の誤差範囲に収まるように前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を制御することにより、前記レーザ光による主走査ラインの走査倍率を補正することを特徴とする請求項１６記載のレーザ走査制御方法。
【請求項１８】
前記補正工程では、前記主走査ライン上の走査位置に応じて、倍率誤差が所定の誤差範囲に収まりかつ倍率誤差を正方向または負方向に分散させるように前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を制御することにより、前記レーザ光による主走査ラインの走査倍率を補正することを特徴とする請求項１６記載のレーザ走査制御方法。
【請求項１９】
前記高周波クロックを発生する高周波クロック発生工程と、
前記メインクロックを生成するメインクロック生成工程とを備え、
前記メインクロック生成工程では、前記補正工程の制御に応じた個数の高周波クロックからなるメインクロックを生成することを特徴とする請求項１６記載のレーザ走査制御方法。
【請求項２０】
前記レーザ光による走査の開始信号に同期して前記メインクロックのカウントを開始し、そのカウント値を出力するカウント工程を備え、
前記補正工程では、前記カウント工程で出力されたカウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数変化させることなく、白画像データの微小画素をを変えるように制御することを特徴とする請求項１７記載のレーザ走査制御方法。
【請求項２１】
前記補正工程では、前記カウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を概ね連続的に変化させることを特徴とする特徴とする請求項２０記載のレーザ走査制御方法。
【請求項２２】
前記補正手段は、前記カウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を前記主走査ライン上の少なくとも１箇所以上の局所的な走査位置で変化させることを特徴とする請求項２０記載のレーザ走査制御方法。
【請求項２３】
前記補正工程では、前記カウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を１箇所以上のランダムな走査位置で変化させることを特徴とする請求項２０記載のレーザ走査制御方法。
【請求項２４】
前記補正工程では、前記複数の光源のうち、１つの光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を基準として、他の光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの倍率が主走査倍率に一致するように、前記他の光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を補正することを特徴とする請求項１４記載のレーザ走査制御方法。
【請求項２５】
前記補正工程では、前記複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ラインの走査倍率が予め設定された走査倍率に一致するように、前記複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ラインの走査倍率を独立して補正することを特徴とする請求項１４記載のレーザ走査制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を発光する光源を画素単位の画像データに応じて駆動し、該光源から発光されたレーザ光により像担持体上を主走査方向に走査するためのレーザ走査制御装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、レーザ光により画像露光を行う電子写真装置においては、レーザ光が回転多面鏡（ポリゴンミラー）に照射され、この回転多面鏡でレーザ光が偏向されて反射され、この反射光により感光体上が露光走査されるように構成されている。
【０００３】
また、近年では、画像形成の高速化に伴い、複数個の光源を副走査方向に並べ、各光源のそれぞれのレーザ光を用いて露光走査する構成が採用されている。この複数のレーザ光を使用する場合も、副走査方向に並ぶ各光源から感光体表面までの主査方向に対する光路長が異なるので、各光源のレーザ光による主走査方向の走査長も異なる。また、この主走査方向の走査長の違いは、光学的、機械的な精度に依存するものであり、光学的、機械的な精度をより高くするための措置が講じられている。
【０００４】
そして、光学的、機械的な精度に依存することなく、複数の光源のレーザ光による主走査方向の走査長の同一にするための方法として、特開２０００−２３８３４２号公報、特開２０００−３５５１２２号公報などに提案されているものがある。特開２０００−２３８３４２号公報には、レーザ、光伝導体等の機械的公差に対して、廉価で簡単に、４つの色平面のサイズを制御するために、画素データストリームをレーザ書込み周波数で書込み、それを走査線に沿って走査されるレーザビームに変換する。レーザ走査装置は、レーザビームの画素データストリームに対しわずかな遅延を挿入または削除することにより、レーザ書込み周波数を調整する方法が提案されている。
【０００５】
また、特開２０００−３５５１２２号公報では、画像クロックの周波数ジッタを大きくすることなく低コストで精度よく主走査倍率を補正させるとともに、サブピクセルを付加した箇所における画像ずれを格段に低減させるために、光センサの検知結果により各画像形成部の走査幅を検出し、前記検出結果に基づいてサブピクセルを付加したクロック発生部でレーザスキャナが画像領域を走査中に画像クロックの一部の周期を可変させ、ＰＬＬ回路で周期が可変された画像クロックよりも単位時間あたりの周波数変化量が小さい画像クロックを出力することが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成装置の高解像度化に伴い、従来許容されていた複数のレーザ光の光路長の差が出力画像の高解像度化を妨げることになり、その光路長の差を無視することができなくなっている。特に、複数のレーザ光の光路長の差により、各レーザ光の走査間で走査倍率の差が発生することが問題である。複数のレーザ光の光路長の差に対して倍率差が少なくなるようなレンズ光学系の設計は難しく、この倍率差を少なくすることは、レンズ系による補正により殆ど行われていない。
【０００７】
また、特開２０００−２３８３４２号公報や特開２０００−３５５１２２号公報のように、画像データにスペースを挿入し、または画像クロックを変化させる方法では、それが画像に影響して、より高い品質の画像を得ることは難しい。
【０００８】
本発明の目的は、画像クロック変化させずに主走査ラインの主走査倍率することで、高解像度で、より高品質の画像を容易に得ることができるレーザ走査制御装置および方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を発光する光源を画素単位の画像データに応じて駆動し、該光源から発光されたレーザ光により像担持体上を主走査方向に走査するためのレーザ走査制御装置であって、前記像担持体上の前記レーザ光により走査される主走査ライン上の所定の走査位置に対応する画像データに対して微小画素を挿入または削除することによって、前記主走査ラインの走査倍率を補正する補正手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を発光する複数の光源を対応する画素単位の画像データに応じて駆動し、該複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより像担持体上を主走査方向に同時に走査するためのレーザ走査制御装置であって、前記像担持体上の前記複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ライン上の所定の走査位置に対応する画像データに対して微小画素を挿入または削除することによって、少なくとも１つのレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を補正する補正手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、上記レーザ走査制御装置において、前記補正手段は、前記微小画素の挿入または削除を、該微小画素が挿入または削除される画像データの幅を規定するメインクロックの周波数を制御することにより行うことを特徴とする。
【００１２】
また、上記レーザ走査制御装置において、前記メインクロックは、基本クロック周波数の整数倍の周波数を有する複数個の高周波クロックから構成され、前記補正手段は、前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、上記レーザ走査制御装置において、前記補正手段は、前記主走査ライン上の走査位置に応じて、倍率誤差が所定の誤差範囲に収まるように前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を制御することにより、前記レーザ光による主走査ラインの走査倍率を補正することを特徴とする。
【００１４】
また、上記レーザ走査制御装置において、前記補正手段は、前記主走査ライン上の走査位置に応じて、倍率誤差が所定の誤差範囲に収まりかつ倍率誤差を正方向または負方向に分散させるように前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を制御することにより、前記レーザ光による主走査ラインの走査倍率を補正することを特徴とする。
【００１５】
また、上記レーザ走査制御装置において、前記レーザ光による走査の開始信号に同期して前記メインクロックのカウントを開始し、そのカウント値を出力するカウンタを備え、前記補正手段は、前記カウンタから出力されたカウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を変えるように制御することを特徴とする。
【００１６】
また、上記レーザ走査制御装置において、前記補正手段は、前記カウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を概ね連続的に変化させることを特徴とする特徴とする。
【００１７】
また、上記レーザ走査制御装置において、前記補正手段は、前記カウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を前記主走査ライン上の少なくとも１箇所以上の局所的な走査位置で変化させることを特徴とする。
【００１８】
また、上記レーザ走査制御装置において、前記補正手段は、前記カウント値に応じて前記メインクロックを構成する高周波クロックの個数を変化させることなく、白画像データの微小画素を１箇所以上のランダムな走査位置で変化させることを特徴とする。
【００１９】
また、上記レーザ走査制御装置において、前記補正手段は、前記複数の光源のうち、１つの光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を基準として、他の光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの倍率が主走査倍率に一致するように、前記他の光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を補正することを特徴とする。
【００２０】
また、上記レーザ走査制御装置において、前記補正手段は、前記複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ラインの走査倍率が予め設定された走査倍率に一致するように、前記複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ラインの走査倍率を独立して補正することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を発光する光源を画素単位の画像データに応じて駆動し、該光源から発光されたレーザ光により像担持体上を主走査方向に走査するためのレーザ走査制御方法であって、前記像担持体上の前記レーザ光により走査される主走査ライン上の所定の走査位置に対応する画像データに対して微小画素を挿入または削除することによって、前記主走査ラインの走査倍率を補正する補正工程を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を発光する複数の光源を対応する画素単位の画像データに応じて駆動し、該複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより像担持体上を主走査方向に同時に走査するためのレーザ走査制御方法であって、前記像担持体上の前記複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ライン上の所定の走査位置に対応する画像データに対して微小画素を挿入または削除することによって、少なくとも１つのレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を補正する補正工程を備えることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るレーザ走査制御装置を用いた画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【００２５】
画像形成装置は、図１に示すように、複数枚の原稿を積載可能な原稿給紙装置１と、副走査方向に移動可能に構成されているスキャナユニット４とを備える。原稿給紙装置１は、積載されている複数枚の原稿をその先頭から１枚ずつ原稿台ガラス２上へ搬送する。スキャナユニット４は、原稿台ガラス２上に搬送された原稿を照明するためのランプ３と、原稿台ガラス２上の原稿からの反射光を反射ミラー６に導くための反射ミラー５とを搭載する。反射ミラー６は、反射ミラー７と協働して反射ミラー５からの反射光をレンズ８に導き、レンズ８は、上記反射光をイメージセンサ部９に結像する。イメージセンサ部９は、結像された光像を電気信号に変換し、この電気信号は所定の処理が施された後に、画像信号として露光制御部１０に入力される。
【００２６】
露光制御部１０は、入力された画像信号に基づきレーザ光を発光し、このレーザ光で感光ドラム１１上を露光走査する。このレーザ光の露光走査により、感光ドラム１１上には、レーザ光に応じた潜像が形成される。この感光ドラム１１上に形成された潜像は、現像器１３から供給されたトナーによりトナー像として可視像化される。
【００２７】
また、上記レーザ光の照射開始と同期したタイミングで、カセット１４またはカセット１５からシートが給紙され、このシートは搬送路を介して転写部１６へ向けて搬送される。この搬送されたシート上には、転写部１６により、感光ドラム１１上のトナー像が転写される。トナー像が転写されたシートは、定着部１７に搬送される。
【００２８】
定着部１７においては、シート上のトナー像が熱圧されてシート上に定着される。この定着部１７を通過したシートは、排紙ローラ対１８を経て外部に排出される。
【００２９】
トナー像の転写後の感光ドラム１１の表面は、クリーナ２５で清掃された後に、補助帯電器２６で除電される。そして、感光ドラム１１の表面の残留電荷が前露光ランプ２７で消去されて一次帯電器２８において良好な帯電が得られる状態にされた後に、一次帯電器２８で感光ドラム１１の表面が帯電される。
【００３０】
上記一連の工程を繰り返すことにより、複数枚の画像形成が可能になる。
【００３１】
次に、上記露光制御部１０の詳細な構成について図２を参照しながら説明する。図２は図１の露光制御部１０の構成を模式的に示す平面図である。
【００３２】
露光制御部１０は、図２に示すように、半導体レーザ４３を駆動するレーザ駆動装置３１を有する。半導体レーザ４３の内部には、レーザ光の一部を検出するＰＤセンサ（図示せず）が設けられ、レーザ駆動装置３１は、フォトダイオードセンサ（ＰＤセンサ；図示せず）の検出信号を用いて半導体レーザ４３のＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御を行う。半導体レーザ４３から発光されたレーザ光は、コリメータレンズ３５および絞り３２によりほぼ平行光となり、所定のビーム径でポリゴンミラー（回転多面鏡）３３に入射する。ポリゴンミラー３３は、図中の矢印が示す方向に等角速度で回転しており、この回転に伴い、ポリゴンミラー３３に入射したレーザ光は、連続的に角度を変える偏向ビームとなって反射される。偏向ビームとなって反射されたレーザ光は、ｆ−θレンズ３４により集光作用を受ける。同時に、ｆ−θレンズ３４は走査の時間的な直線性を保証するような歪曲収差の補正を行うので、ｆ−θレンズ３４を通過したレーザ光は、感光ドラム１１上に図の矢印の方向に等速で結合走査される。感光ドラム１１の一方の端部近傍には、ポリゴンミラー３３から反射されたレーザ光を検出するビームディテクト（以下、ＢＤという）センサ３６が設けられており、ＢＤセンサ３６の検出信号はポリゴンミラー３３の回転とデータの書き込みの同期をとるための同期信号として用いられる。
【００３３】
このようなレーザ駆動装置３１においては、１走査中のレーザ光の光量を一定に保持するために、１走査中の光検出区間でレーザ光の出力を検出して半導体レーザ４３の駆動電流を１走査の間保持するという駆動方式を採用している。
【００３４】
次に、上記レーザ駆動装置３１による半導体レーザ４３に対する具体的な制御方法について図３を参照しながら説明する。図３は図２のレーザ駆動装置３１の半導体レーザ４３に対する具体的な制御構成を示す回路図である。
【００３５】
レーザ駆動装置３１においては、図３に示すように、半導体レーザ４３として、１つのレーザ４３Ａと１つのフォトダイオード（以下、ＰＤという）センサ４３Ｂから構成されるレーザチップが用いられている。半導体レーザ４３の駆動電源には、バイアス電流源４１とパルス電流源４２の２つの電流源が用いられ、これにより、レーザ４３Ａの発光特性の改善が図られている。また、レーザ４３Ａの発光を安定化させるために、ＰＤセンサ４３Ｂからの出力信号を用いてバイアス電流源４１に帰還をかけることにより、バイアス電流量の自動制御が行われている。すなわち、シーケンスコントローラ４７からのフル点灯信号により論理素子４０がオン信号をスイッチ４９へ出力することにより、バイアス電流源４１とパルス電流源４２からの電流の和が半導体レーザ４３へ流れ、そのときのＰＤセンサ４３Ｂからの出力信号は、電流電圧変換器４４に入力されて電圧信号に変換される。この電圧信号は、増幅器４５で増幅された後に、ＡＰＣ回路４６に入力される。ＡＰＣ回路４６は、入力された電圧信号に応じた制御信号をバイアス電流源４１に供給する。この回路方式はＡＰＣ（Ａｕｔｏ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路方式といわれ、現在、レーザを駆動する回路方式としては一般的なものである。レーザ４３Ａは温度特性を有し、温度が高くなるほど一定の光量を得るための電流量は増加する。また、レーザ４３Ａは自己発熱するため、一定の電流を供給するだけでは一定の光量を得ることができず、これらは画像形成に重大な影響を及ぼす。このことを解決する方法として、１走査毎に前述したＡＰＣ回路方式を用いて、走査毎の発光特性が一定になるように、走査毎に流す電流量を制御する方法が採用されている。
【００３６】
このようにして一定光量に制御されたレーザ光は、画素変調部４８で変調されたデータでスイッチ４９をオン／オフすることによって、オン／オフされ、レーザ光に応じた潜像が感光ドラム１１上に形成される。
【００３７】
次に、変調部４８の構成について図４ないし図７を参照しながら説明する。図４は図３の変調部４８の構成を示すブロック図、図５は図４の変調部４８の分周回路６１の入出力信号のタイミングチャート、図６は図４の変調部４８の変調回路６２の入出力信号のタイミングチャート、図７は図４の変調部４８のカウンタ回路６４および出力回路６３の入出力信号のタイミングチャートである。
【００３８】
変調部４８は、図４に示すように、ＰＬＬ回路６０と、分周回路６１と、変調回路６２と、出力回路６３と、カウンタ回路６４とを有する。
【００３９】
ＰＬＬ回路６０は、基本クロック（基本ＣＬＫ）を入力とし、この基本クロックのｎ倍の高周波クロックを出力する。この高周波クロックは、分周回路６１、出力回路６３にそれぞれ入力される。分周回路６１は、入力された高周波クロックをｘ回に一度カウントすることにより、入力された高周波クロックを１／ｘ分周したクロック（メインクロック）を出力する（図５を参照）。ここで、ｘは正数であればいくつでもかまわない。また、ここでは、説明の便宜のため、１／ｎ分周しＰＬＬ回路６０に入力される基本クロックと同じ周期のメインクロックを出力すると仮定する。分周回路６１から出力されるクロックは、カウンタ回路６４に入力される。
【００４０】
変調回路６２は、後述するクロック信号に同期して、入力データを変調する。通常、レーザの階調性を表すために、単位時間内での点灯時間をＰＷＭ変調で制御することが行われているので、本実施形態では、ＰＷＭ変調（特にデジタルＰＷＭ変調）を行うものとして説明する。例えば、Ａビットの入力データをＰＷＭ変調する場合、この入力データは２Ａのパルス幅データに変換される。ここで、
２Ａ＝ｎ
となるように定数が決められている。この変調回路６２は、入力データからパルス幅データを生成し、このパルス幅データを出力回路６３に出力する（図６を参照）。出力回路６３は、変調回路６２から出力されたパルス幅データに応じて、ＰＬＬ回路６０から出力された高周波クロックに同期したＰＷＭ信号、高周波クロックに同期したクロック信号を出力し、ＰＷＭ信号は論理素子４０（図３）に、クロック信号は画像処理部（図示せず）および変調回路６２にそれぞれ出力される（図７（ａ），（ｄ）および（ｅ）を参照）。
【００４１】
カウンタ回路６４は、分周回路６１から出力されたクロック（高周波クロックを１／ｎ分周したクロック）をカウントする（図７（ｂ）を参照）。カウンタ回路６４は、そのカウント値が所定値に達すると、所定の信号を出力回路６３に出力する（図７（ｂ）および（ｃ）を参照）。
【００４２】
このカウンタ回路６４が上記所定の信号を出力回路６３に出力すると、出力回路６３は、通常と異なる動作を行う。通常動作においては、ｎ個の高周波クロックで（ＰＷＭ信号、クロック信号の）１つの周期を生成していたのに対し、上記所定の信号を入力した際には、上記周期と異なる周期のＰＷＭ信号、クロック信号を出力する（図７を参照）。
【００４３】
ＢＤセンサ３６からのＢＤ信号がカウンタ回路６４に入力されると、カウンタ回路６４のカウント動作は初期化されるように構成してもよい。ＢＤ信号がアクティブＬｏｗのとき、カウンタ回路６４が初期化され、分周回路６１からのクロックＬ６１によりカウント動作を行う。走査線が感光ドラム１１上を走査するのに従ってカウンタ回路６４がカウント動作を行うこととなり、感光ドラム１１上の走査線の走査位置に対応したカウント結果に従って、カウンタ出力Ｌ６４を出力回路６３に出力する。
【００４４】
次に、ｆ−θレンズの有無による感光ドラム１１上の走査速度の違いについて図８を参照しながら説明する。図８（ａ）はｆ−θレンズが無い場合、図８（ｂ）はｆ−θレンズが有る場合の感光ドラム上の走査速度を模式的に示すための図である。
【００４５】
ｆ−θレンズが無い場合においては、図８（ａ）に示すように、ポリゴンミラー３３が等速度運動をしているので、感光ドラム１１上がレーザ光によりポリゴンミラー３３の面から円弧を描くように走査される。この場合、ポリゴンミラー３３が等速度運動を行っているため、単位時間当りの回転速度θａ，θｂ，θｃ，θｄは、
θａ＝θｂ＝θｃ＝θｄ
となる。また、レーザ光は、感光ドラム１１に対し半径Ｒ１（＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒ５）の円弧を描くように走査する。その結果、θａで規定される円弧、θｂで規定される円弧、θｃで規定される円弧、θｄで規定される円弧はそれぞれ等しくなる。ここで、感光ドラム１１が円弧に対応して凹状の曲面を有する筒状体であれば、ポリゴンミラー３３の走査に対して、各画素区間は等間隔になるが、一般的には、感光ドラム１１は円筒状に構成されている。よって、感光ドラム１１上の１走査当りの走査線は、走査距離Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｘｄの和で表される距離の直線となる。
【００４６】
ここで、走査距離Ｘａは、感光ドラム１１に対して、Ｒ１，Ｒ２，θａで規定される距離である。同様に、走査距離Ｘｂは、Ｒ２，Ｒ３，θｂで規定される距離、走査距離Ｘｃは、Ｒ３，Ｒ４，θｃで規定される距離、走査距離Ｘｄは、Ｒ４，Ｒ５，θｄで規定される距離である。この場合、
Ｘａ＞Ｘｂ
Ｘｄ＞Ｘｃ
という関係が成立する。この結果から、感光ドラム１１上の走査速度は感光ドラム１１の一方の端部から中央部に向けて漸次小さくなり、そして、中央部から他方の端部に向けて漸次大きくなることが分かる。このような走査速度の分布においては、１走査ライン中の端部と中心部とでは、それぞれの１画素区間が異なる。すなわち、感光ドラム１１上の走査位置に応じて走査倍率が異なる。
【００４７】
これに対し、ｆ−θレンズが有る場合、図８（ｂ）に示すように、感光ドラム１１上の単位時間当りの走査距離Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｘｄの間においては、
Ｘａ＝Ｘｂ＝Ｘｃ＝Ｘｄ
という関係式が成立し、それぞれの走査距離Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｘｄは等しくなる。すなわち、ｆ−θレンズ３４により、１走査線上において、その端部と中心部とでの１画素区間が異なることはなくなる。
【００４８】
図８（ａ）（または図８（ｂ））に示す場合においては、図中の半径Ｒ３に沿って照射されたレーザ光は、感光ドラム１１に対しその回転軸に垂直に入射する。これに対し、組立て精度により、感光ドラム１１が、その回転軸が上記光路長Ｒ３の光路に沿って照射されたレーザ光に対して若干傾いた状態で組み込まれる場合がある。この場合について図９を参照しながら説明する。図９（ａ）はｆ−θレンズが無い場合、図９（ｂ）はｆ−θレンズが有る場合の回転軸が角度α（ｒａｄ）傾いた感光ドラム１１上の走査速度を模式的に示すための図である。
【００４９】
ここでは、感光ドラム１１の回転軸が角度α（ｒａｄ）傾いた状態で感光ドラム１１が組み込まれているものとし、レーザ光により、感光ドラム１１上の走査開始位置ｒ５から順次、位置ｒ４、ｒ３、ｒ２、ｒ１へと走査が行われるものとする。
【００５０】
ｆ−θレンズが無い場合、図９（ａ）に示すように、感光ドラム１１の回転軸の傾きのため、走査開始位置ｒ５から位置ｒ１へと走査されるに従ってレーザ光の光路長は長くなる。走査開始点ｒ５から位置ｒ４への走査距離をＹｄ、位置ｒ４から位置ｒ３への走査距離をＹｃ、位置ｒ３から位置ｒ２への走査距離をＹｂ、位置ｒ２から位置ｒ１への走査距離をＹａとした場合、
Ｙａ＞Ｘａ
Ｙｂ＞Ｘｂ
Ｙｃ＞Ｘｃ
Ｙｄ＞Ｘｄ
となる。
【００５１】
すなわち、光学系が正規の光学位置に配置されている場合に比して、レーザ走査開始点から走査終了点に向けて走査するに従い、走査倍率（１画素区間）が徐々に大きくなるという問題がある。以下、この現象を、走査線の片倍率ということにする。
【００５２】
そこで、本実施形態では、高価なｆ−θレンズを使わずに、１画素区間を均等間隔にするために、１走査線上の位置に応じて１画素を構成するクロック数を変化させることによって、走査線の片倍率を補正する。具体的には、感光ドラム１１の一方の端部から中央部に向けて漸次１画素を構成するクロック数を増加させ（クロック幅を広げ）、そして中央部から他方の端部に向けて漸次１画素を構成するクロック数を減少させる（クロック幅を狭める）ことによって、ｆ−θレンズなしに感光ドラム１１上での走査速度を均一にすることができる。また、感光ドラム１１の回転軸が角度α分傾いた場合などにおける走査線のずれに対しても、補正をすることが可能となる。また、後述するように、図９（ｂ）に示すようなｆ−θレンズ３４が設けられている光学系においても、感光ドラム１１の回転軸の傾きによる走査線の片倍率について補正することが可能となる。
【００５３】
次に、高価なｆ−θレンズを使わずに、１画素区間を均等間隔にするために、１走査線上の位置に応じて１画素を構成するクロック数を変化させるための変調部４８の出力回路６３の回路構成およびその動作について図１０および図１１を参照しながら説明する。図１０は図４の変調部４８の出力回路６３の構成を示すブロック図、図１１は感光ドラム１１上の画像有効エリアの画素を構成する高周波クロックの個数の分布を模式的に示す図である。
【００５４】
出力回路６３は、図１０に示すように、変調制御部７０と、１０個のＤタイプのフリップフロップ７１ａ〜７１ｊと、１０個の２入力ＡＮＤ回路７２ａ〜７２ｊと、３入力セレクタ回路７３と、２個の２入力セレクタ回路７４，７５と、９入力ＯＲ回路７６と、２入力ＯＲ回路７７とを含む。
【００５５】
変調回路６２は、入力された画像データを８ビットのパルス幅データに変調する。このパルス幅データの各ビットは２入力ＡＮＤ回路７２ａ〜７２ｊの入力の一方に入力される。ここで、各２入力ＡＮＤ回路７２ｉ，７２ｊには、２入力ＡＮＤ回路７２ｈに入力されるデータと同じデータが入力される。
【００５６】
フリップフロップ７１ａ〜７１ｊは、ＰＬＬ回路６０からの高周波クロック（ＣＬＫ）の立ち上がりでＤ端子の入力をＱ端子に出力する。Ｑ端子の出力は、各２入力ＡＮＤ回路７２ａ〜７２ｊの入力の他方に接続される。それと同時に各フリップフロップ７１ａ〜７１ｊは、フリップフロップ７１ａの出力がフリップフロップ７１ｂの入力に、フリップフロップ７１ｂの出力がフリップフロップ７１ｃの入力にというような縦続に接続されている。また、フリップフロップ７１ｈの出力は、３入力セレクタ回路７３および２入力セレクタ回路７４にも接続される。フリップフロップ７２ｉの出力は、３入力セレクタ回路７３および２入力セレクタ回路７５にも接続される。フリップフロップ７１ｊの出力は、３入力セレクタ回路７３にも接続される。
【００５７】
２入力ＡＮＤ回路７２ａ〜７２ｊの出力は９入力ＯＲ回路７６に入力され、９入力ＯＲ回路７６は、その出力をＰＷＭ信号として出力する。
【００５８】
３入力セレクタ回路７３は、変調制御部７０の出力によって、フリップフロップ７１ｈ，７１ｉ，７１ｊの出力を選択し、選択された出力は、２入力ＯＲ回路７７の入力の一方に入力される。２入力セレクタ回路７４，７５の他方の入力は、ＧＮＤに接続されている。
【００５９】
変調制御部７０は、カウンタ回路６４の出力に基づいてセレクタ回路７３〜７５のスイッチ動作を切り換える。すなわち、変調制御部７０の出力は、２入力セレクタ回路７４の場合、フリップフロップ７１ｈの出力をフリップフロップ７１ｉに入力させる否か、２入力セレクタ回路７５の場合、フリップフロップ７１ｉの出力をフリップフロップ７１ｊに入力させるか否かを制御する。
【００６０】
２入力ＯＲ回路７７の入力の他方には、高周波クロック１クロック分の幅のタイミング信号が入力され、その出力はフリップフロップ７１ａに入力される。
【００６１】
次に、出力回路６３の動作について説明する。
【００６２】
出力回路６３においては、フリップフロップ７１ａ〜７１ｊに入力される高周波クロックに同期して高周波クロック１クロック分の幅の信号がタイミング信号として２入力ＯＲ回路７７に入力される。これにより、フリップフロップ７１ａ〜７１ｊで構成されるリング状のシフトレジスタの出力の１つが常に“１”となる。変調制御部７０では、カウンタ回路６３の出力を受け、上記リング状のシフトレジスタの大きさを制御するように各セレクタ回路７３〜７５の切換動作を制御する。１画素を８個の高周波クロック（ＰＬＬ回路６０から出力されたクロック）で構成する場合は、３入力セレクタ回路７３で、フリップフロップ７１ｈの出力を選択し、２入力セレクタ回路７４，７５で、ＧＮＤを選択する。これにより、８個のフリップフロップ７１ａ〜７１ｉによるリング状のシフトレジスタが構成される。１画素を９個の高周波クロックで構成する場合は、３入力セレクタ回路７３で、フリップフロップ７１ｉの出力を選択し、２入力セレクタ回路７４で、フリップフロップ７１ｈの出力を選択し、２入力セレクタ回路７５で、ＧＮＤを選択する。これにより、９個のフリップフロップ７１ａ〜７１ｉによるリング状のシフトレジスタが構成される。１画素を１０個の高周波クロックで構成する場合は、３入力セレクタ回路７３で、フリップフロップ７１ｊの出力を選択し、２入力セレクタ回路７４で、フリップフロップ７１ｈの出力を選択し、２入力セレクタ回路７５で、フリップフロップ７１ｉの出力を選択する。これにより、１０個のフリップフロップ７１ａ〜７１ｊによるリング状のシフトレジスタが構成される。これらの切換えで、フリップフロップ７１ａ〜７１ｊの出力が８／９／１０個の高周波クロック信号に１回“１”が出力されるようになる。
【００６３】
２入力ＡＮＤ回路７２ａ〜７２ｊには、パルス幅データが設定されており、２入力ＡＮＤ回路７２ａ〜７２ｊは、１画素（＝８／９／１０個の高周波クロック（ＣＬＫ））毎にデータを変化させ、その設定されたデータと８／９／１０個の高周波クロック分の期間における１回の“１”をＡＮＤ演算し、各ＡＮＤ出力は９入力ＯＲ回路７６により、ＯＲ演算される。これにより、８／９／１０個の高周波クロックで構成されたＰＷＭ信号を出力することができる。
【００６４】
また、図示していないが、これと同じ構成を使用し、画像データに相当するところに画像クロックのパターンを入力することや、フリップフロップ７１ａ〜７１ｈの特定箇所（例えばフリップフロップ７１ａと７１ｅ）の出力をＪＫフリップフロップ回路に入力することで、ＰＷＭ信号と同様に８／９／１０個の高周波クロックで構成されたクロック信号を出力することができる。
【００６５】
これにより、図１１に示すように、１周期内で１画素を構成する高周波クロック数を変化させることにより、対応する画素に微小画素が追加され、ｆ−θレンズを使用せずに感光ドラム１１面上の走査スピードを均一にすることが可能になる。ここでは、主走査ライン上の画像有効エリアが５つの領域に分けられ、走査開始位置の端部から中央部に至る従い、それぞれ領域における１画素が、高周波クロックの８／９／１０個分の周期で構成される。すなわち、走査開始位置の端部の領域においては、画素が通常周期（８個の高周波クロック）で構成され、それに続く領域の画素は、上記通常周期の画素に対し１／８の微小画素が追加された画素（９個の高周波クロック）からなる。そして、中央部領域の画素は、上記通常周期の画素に対し２つの１／８の微小画素が追加された画素（１０個の高周波クロック）からなる。逆に、中央部から他方の端部に至る従い、それぞれ領域における１画素は、高周波クロックの１０／９／８個分の周期で構成されることになる。
【００６６】
なお、本実施形態では、説明を簡単化するために、１画素を８／９／１０個分の高周波クロックで構成する場合について述べたが、１画素をさらに多数個の高周波クロックで構成するようにしてもよい。また、本実施形態では、画像有効エリア内を５つの領域に分けて、それぞれの領域における１画素を構成する高周波クロックの数を異ならせるようにしたが、これに限定されるものではなく、１画素を構成する高周波クロックの個数をさらに増し、画像有効エリアをさらに多数の領域に分割することも可能である。これにより、滑らかなドット間隔の調整を行うことが可能となる。
【００６７】
次に、カウンタ回路６４の構成について図１２を参照しながら説明する。図１２は図４のカウンタ回路６４の構成を示すブロック図である。
【００６８】
カウンタ回路６４は、上述したように、感光ドラム１１上の走査線の走査位置に対応したカウント値に応じて、カウンタ出力Ｌ６４を出力回路６３に出力する。このカウンタ回路６４は、図１２に示すように、分周回路６１からの分周クロックＬ６１をカウントするアドレスカウンタ１２１を有する。このアドレスカウンタ１２１は、走査線上の走査位置に対応するカウント値Ｌ１２１としてルックアップテーブル（以下、ＬＵＴという）１２２に出力する。
【００６９】
ＬＵＴ１２２には、カウント値Ｌ１２１に対応付けえられた補正データが格納されており、この補正データがカウンタ回路６４の出力Ｌ６４として出力回路６３に出力される。例えば、図７に示すように、アドレスカウンタ１２１の出力（カウント値）が０であるとき、カウンタ出力Ｌ６４として１が出力される。この場合、出力回路６３からのクロック信号周期やＰＷＭ信号周期が通常の場合より高周波クロック１個分長い周期となるようにする。また、ＬＵＴ１２２に格納する補正データを適時選択することによって、さらに長い周期や短い周期にすることもできる。
【００７０】
従って、ＢＤ信号が入力されてから、分周クロックＬ６１をカウントし、ＬＵＴ１２２からカウント値Ｌ１２１に対応する補正データを順次読み出すことにより、感光ドラム１１上の任意の走査線位置に応じて、出力回路６３からのクロック信号周期やＰＷＭ信号周期を、高周波クロックの１クロック分の周期を単位として、任意に増減することができる。すなわち、任意の数の微小画素（高周波クロック１クロック分）を追加することができる。
【００７１】
そこで、ｆ−θレンズが無い光学系において、感光ドラム１１上のレーザ光の走査速度が一定でなくても、感光ドラム１１上の走査ドットの周期がほぼ均等になるような補正データを用意しておくことで、ほぼ均等な倍率での画像形成を行うことができる。すなわち、画像有効エリアの走査開始時には、出力回路６３からのクロック信号周期が短く、中央部へと走査するに従って、クロック信号周期が漸次長くなり、中央部から画像有効エリアの終了に近づくに従い、再び、クロック信号周期が短くなるようにする。
【００７２】
さらに、感光ドラム１１の回転軸が正規の位置に対し傾いている場合、当初、感光ドラム１１の回転軸が正規の位置に対し傾いていないことを前提とした補正データに対して、画像有効エリアの開始点から徐々に画素間隔が狭くなるように補正データの内容を変更しておくことにより、片倍率の補正を行うことができる。例えば、２つのＬＵＴ１２２を設け、一方のＬＵＴ（以下、ＬＵＴ１２２ａという）には、ｆ−θレンズを代替する補正データを格納し、他方のＬＵＴ（以下、ＬＵＴ１２２ｂという）には、感光ドラム１１の回転軸の傾きに対応する補正データを格納しておいてもよい。この場合、アドレスカウンタ１２１の出力はＬＵＴ１２２ａに入力され、ＬＵＴ１２２ａの出力は、ＬＵＴ１２２ｂのアドレスに入力される。これにより、ＬＵＴ１２２ｂの回転軸傾き補正データにより、ＬＵＴ１２２ａからの補正データが調整され、この調整後のデータすなわちＬＵＴ１２２ｂの出力がカウンタ出力Ｌ６４として出力回路６３に入力される。
【００７３】
本実施形態では、１画素を構成する幅を変化させる点を、カウンタ回路６４におけるカウンタ１２１とＬＵＴ１２２で決定しているが、例えば別のタイマ手段などで決定するようにしてもよい。また、ＬＵＴを用いずにカウンタや論理素子などからなるロジック回路でカウンタ出力Ｌ６４を生成するようにしてもよい。
【００７４】
上記では、ｆ−θレンズが無い光学系の場合を示したが、ｆ−θレンズを有する光学系においても、同様に、走査線の片倍率の補正を行うことができる。ここで、図９（ｂ）に示す、ｆ−θレンズ３４が設けられ、感光ドラム１１の回転軸が正規位置から角度α傾いている場合を例に説明する。この場合、感光ドラム１１上の走査距離Ｙａ，Ｙｂ，Ｙｃ，Ｙｄは、感光ドラム１１の回転軸が正規位置から傾いていない場合（図８（ｂ））においては走査距離がＸａ＝Ｘｂ＝Ｘｃ＝Ｘｄという関係であることに対し、Ｙａ＜Ｙｂ＜Ｙｃ＜Ｙｄという関係を有することになる。
【００７５】
感光ドラム１１の回転軸が正規位置から角度α傾いている場合、ｆ−θレンズ３４を介した走査線の片倍率を補正するために、ＬＵＴ１２２には回転軸傾き補正データが格納される。この補正データを画像有効エリアの開始点から徐々に画素間隔が狭くなるような補正データとすることによって、画像有効エリアの走査開始時には、出力回路６３からのクロック信号周期が正規のクロック信号周期であり、画像有効エリアの終了に近づくに従いクロック信号周期が短くなるように補正される。その結果、ｆ−θレンズを有する光学系においても、感光ドラム回転軸の傾き補正を行い、片倍率を適正に調整することが可能となる。また、ＬＵＴを用いずにカウンタやタイマなどで補正データを生成するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００７６】
なお、本実施形態では、通常画素（８個の高周波クロック）を基準にしてこの通常画素に対して微小画素を追加することにより、片倍率を調整する例を示したが、通常画素から微小画素を削除することにより、または、追加および削除を行うことにより、片倍率を調整することも可能であることはいうまでもない。
【００７７】
次に、変倍時における片倍率の補正について図１３を参照しながら説明する。図１３は主走査方向における倍率誤差の分布を模式的に示す図である。
【００７８】
ここでは、例えば図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、感光ドラム１１の回転軸が正規の位置より傾いている、光学系にゆがみがあるなどにより、画像有効エリアの開始点から徐々に倍率誤差が増加するような倍率誤差分布を示すケース１の場合を考える。
【００７９】
上記ケース１の場合に対して、画像有効エリアにおけるＡ区間〜Ｅ区間の各区間のそれぞれに応じた補正データが設定される。この補正データとして、例えば、図１３（ｄ）または図１３（ｅ）に示すケース２または３のような倍率補正結果が得られるような補正データを設定することが可能である。各走査位置に応じた補正データを用いることで片倍率の補正を行った結果、上記ケース２または３のように倍率誤差を低減させることが可能である。
【００８０】
ここで、ケース２の場合は、倍率誤差が所定の誤差範囲に収まるような補正データが設定されている。これに対し、ケース３の場合は、倍率誤差を正側、負側に振り分けるような補正データが設定されており、ケース２の補正時よりケース３の補正時の方が、視覚的に倍率のゆがみが目に付き難い場合がある。この場合、ジャギー感が無い、自然な画像を再現することが可能になる。そこで、ケース２またはケース３に対応する補正データを切り替え可能にすれば、ユーザは、印字画像の結果を比較し確認しながら、倍率補正に伴う画像の微細なみだれがない最適な印字条件を選択することができ、美しい再生画像を得ることができる。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１４ないし図１６を参照しながら説明する。図１４は本発明の第２実施形態に係るレーザ走査制御装置における２つのレーザ光による感光ドラムに対する走査状態を模式的に示す図、図１５は本発明の第２実施形態に係るレーザ走査制御装置の出力回路の構成を示すブロック図、図１６は本発明の第２実施形態に係るレーザ走査制御装置の走査ライン長補正動作のタイミングチャートである。
【００８２】
本実施形態においては、図１４（ａ）に示すように、２つのレーザ光が一定速度で回転するポリゴンミラー３３で偏向されて感光ドラム１１上に向けて照射される。すなわち、２つのレーザ光で感光ドラム１１を主走査方向に走査することにより、感光ドラム１１上に静電潜像が形成される。ここで、２つのレーザ光は、副走査方向に所定の間隔をあけた状態で感光ドラム１１に照射される。このような構成により、１つのレーザで感光ドラム１１上を走査した場合に比して、１／２の走査回数で、画像形成を行うことができる。
【００８３】
ここで、図１４（ｂ）に示すように、各レーザ光のポリゴンミラー３３から感光ドラム１１までの光路長をそれぞれＬａ、Ｌｂとすると、各レーザ光が副走査方向に所定の間隔をあけた状態で感光ドラム１１に照射されるので、各光路長Ｌａ、Ｌｂが異なる。ここでは、Ｌａ＜Ｌｂの関係式が成立するものとし、その差分はΔＬである。
【００８４】
各レーザ光のポリゴンミラー３３から感光ドラム１１までの光路長Ｌａ、Ｌｂがそれぞれ異なるということは、図１４（ｃ）に示すように、感光ドラム１１上の主走査方向の１走査ラインの有効画素範囲に対するレーザ光の走査距離がレーザ光毎に異なることになる。ここでは、光路長Ｌａの場合のレーザ光の走査距離をＸａ、光路長Ｌｂの場合のレーザ光の走査距離をＸｂとすると、Ｘａ＜Ｘｂの関係式が成立する。
【００８５】
このような状態で画像を形成すると、１ラインおきに画像端部がギザギザになる画像が得られる。画像に対する高解像度の要求がますます高くなる昨今の状況において、その端部のギザギザが高解像度要求を満たさないものとなる。このようなツインレーザ光学系の場合、感光ドラム１１の回転軸が正規の位置より傾いていると、各レーザ光による走査長の差をなくしてそれらを同一走査長に補正する必要があるとともに、片倍率の補正が必要になる。
【００８６】
そこで、本実施形態では、上記ツインレーザ光学系における感光ドラム１１面上での走査長に対する補正と片倍率の補正とを行う。
【００８７】
本実施形態では、基本的には、第１実施形態と同様に、１走査ライン上において局所的に１画素を形成するクロック数を変化させ、感光ドラム１１面上の走査長の差Ｘｂ−Ｘａで挿入する（１画素を形成するクロック数を変えた）クロック／データの数を変化させることにより、各レーザ光による走査長の差をなくしてそれらを同一走査長に補正し、また、感光ドラム１１の回転軸の傾きにより走査倍率が均一にならないこともあわせて補正する。ここで、上記補正を実現するための変調部４８の構成は、基本的に上述の第１実施形態と同じであるので、ここでは、異なる点のみを説明する。
【００８８】
具体的には、変調部４８の出力回路６３の構成が第１実施形態のものと異なる。本実施形態における出力回路６３は、図１５に示すように、変調制御部８０と、９つのＤタイプのフリップフロップ８１ａ〜８１ｉと、９つの２入力ＡＮＤ回路８２ａ〜８２ｉと、２つの２入力セレクタ回路８３，８４と、９入力ＯＲ回路８６と、２入力ＯＲ回路８７とを含む。
【００８９】
変調回路６２は、入力された画像データを８ビットのパルス幅データに変調する。このパルス幅データの各ビットは、２入力ＡＮＤ回路８２ａ〜８２ｉの入力の一方に入力される。ここで、２入力ＡＮＤ回路８２ｈおよび８２ｉには、同じデータが入力される。
【００９０】
フリップフロップ８１ａ〜８１ｉは、高周波クロック（ＣＬＫ）の立ち上がりでＤ端子の入力をＱ端子に出力する。各フリップフロップ８１ａ〜８１ｉの出力は、上記２入力ＡＮＤ回路８２ａ〜８２ｉの入力の他方に接続される。それと同時に各フリップフロップ８１ａ〜８１ｉは、フリップフロップ８１ａの出力がフリップフロップ８１ｂの入力に、フリップフロップ８１ｂの出力がフリップフロップ８１ｃの入力にというような縦続に接続されている。また、フリップフロップ８１ｈの出力は２入力セレクタ回路８３および２入力セレクタ回路８４にも接続される。フリップフロップ８１ｉの出力は、２入力セレクタ回路８３にも接続される。
【００９１】
２入力ＡＮＤ回路８２ａ〜８２ｉの出力は、それぞれ９入力ＯＲ回路８６に接続され、９入力ＯＲ回路８６の出力はＰＷＭ信号として出力される。２入力セレクタ回路８３は、変調制御部８０の出力に応じて、フリップフロップ８１ａ〜８１ｉの出力を選択し、２入力ＯＲ回路８７の入力の一方に接続される。２入力セレクタ回路８４の他方の入力はＧＮＤに接続されている。２入力セレクタ回路８４は、変調制御部８０の出力によって、フリップフロップ８１ｈの出力をフリップフロップ８１ｉに入力させるか否かを制御する。
【００９２】
変調制御部８０は、カウンタ回路６４の出力に応じて、２入力セレクタ回路８３，８４のセレクト動作を切り換える。
【００９３】
２入力ＯＲ回路８７の入力の他方には、タイミング信号が入力され、２入力ＯＲ回路８７の出力はフリップフロップ８１ａに入力される。
【００９４】
次に、出力回路６３の動作を説明する。
【００９５】
２入力ＯＲ回路８７には、フリップフロップ８１ａ〜８１ｉに入力される高周波クロック（ＣＬＫ）に同期してタイミング信号が入力される。このタイミング信号は、高周波クロックの１クロック分の幅の信号である。これにより、フリップフロップ８１ａ〜８１ｉで構成されるリングのシフトレジスタの出力の１つが常に“１”となる。変調制御部８０では、カウンタ回路６４の出力を受け、上リング状のシフトレジスタの大きさ（すなわちリング状シフトレジスタを構成するフリップフロップの数）を制御するように２入力セレクタ回路８３，８４の動作を切り換える。１画素を８個の高周波クロック（ＣＬＫ）で構成する場合は、２入力セレクタ回路８３によりフリップフロップ８１ｈの出力を選択し、２入力セレクタ回路８４によりＧＮＤを選択する。１画素を９個の高周波クロック（ＣＬＫ）で構成する場合は、２入力セレクタ回路８３によりフリップフロップ８１ｉの出力を選択し、２入力セレクタ回路８４によりフリップフロップ８１ｉの出力を選択する。これらの切換で、フリップフロップ８１ａ〜８１ｉの出力として、８／９の高周波クロック（ＣＬＫ）に１回“１”が出力されるようになる。
【００９６】
２入力ＡＮＤ回路８２ａ〜８２ｉにはパルス幅データが設定されており、そのパルス幅データは、１画素（＝８／９ＣＬＫ）毎に変化する。そして、各２入力ＡＮＤ回路８２ａ〜８２ｉにおいて、設定されたデータと８／９個の高周波クロック（ＣＬＫ）に１度の“１”とのＡＮＤ演算が行われ、９入力ＯＲ回路８６において、各２入力ＡＮＤ回路８２ａ〜８２ｉのＡＮＤ出力がＯＲ演算される。このＯＲ演算の結果として、８／９個の高周波（ＣＬＫ）で構成されたＰＷＭ信号が出力される。
【００９７】
なお、図示しないが、これと同じ構成を使用し、画像データに相当するところに画像クロックのパターンを入力したり、フリップフロップ８１ａ〜８１ｉの特定箇所（例えば８１ａと８１ｅ）の出力をＪＫフリップフロップ回路に入力することによって、ＰＷＭ信号と同様に８／９個の高周波クロック（ＣＬＫ）で構成されたクロック信号を出力することができる。
【００９８】
以上により、図１６に示すように、１周期内の特定箇所で１画素の構成数を９個の高周波クロック（ＣＬＫ）に、その他の時には８個の高周波クロック（ＣＬＫ）になるように制御することで、感光ドラム１１面上の走査距離Ｘａ，Ｘｂを電気的に補正し、２つのレーザ光による走査長を互いに等しくすることが可能になる。
【００９９】
ここで、第１実施形態の場合と同じように、感光ドラム１１の回転軸が正規の位置から角度α傾いているとすると、当初、感光ドラム１１の回転軸が正規の位置にあることを前提とした補正データに対して、画像有効エリアの開始点から徐々に走査ドットの間隔が狭くなるように補正データの内容を変更しておくことにより、片倍率の補正を行うことができる。
【０１００】
感光ドラム１１を走査する１走査ラインの特定箇所で１画素を形成するクロック数を変化させる際には、画像有効エリアの開始から終了に向けて、９個の高周波クロック（ＣＬＫ）で構成されたＰＷＭ信号とする位置の間隔を漸次狭くする。画像有効エリアの開始に近い位置では、９個の高周波クロック（ＣＬＫ）とする位置の間隔を狭くし、有効エリアの終了付近では、９個の高周波クロック（ＣＬＫ）とする位置の間隔を広くする。さらに、光路長Ｌａ，Ｌｂが異なることで、感光ドラム１１の回転軸の傾きによる倍率のずれを補正するように、レーザ光毎に、９個の高周波クロック（ＣＬＫ）とする位置の間隔を変えるようにしてもよい。すなわち、各レーザ光の光路長はＬａ＜Ｌｂという関係を有するので、感光ドラム１１の回転軸の傾きによる片倍率の不均一さは、光路長Ｌａに対して光路長Ｌｂの走査のほうが大きくなる。そのため、走査長Ｘａを走査長Ｘｂに合わせるようにしてもよい。
【０１０１】
また、１画素を形成するクロック数を変化させる主走査位置の間隔が均等になるように、カウンタ回路６４が周期的に動作し、セレクタ回路８３，８４を所定値に切り替えるようにしてもよい。これにより、クロック周波数を変化させる箇所が均等に分散されるので、視覚的に安定感が生まれるような印字画像を得ることが可能になる。
【０１０２】
また、ランダムな周期を生成するようなランダム周期発生タイマ手段をカウンタ回路６４内に設けることにより、１画素を構成する幅を変化させる点を空間的に分散させることが可能となる。これにより、目に付きやすいモワレを軽減することが可能となる。
【０１０３】
ここで、複数の光源のうち、１つの光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を基準として、他の光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの倍率が主走査倍率に一致するように、他の光源から発光されたレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を補正する構成と、複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ラインの走査倍率が予め設定された走査倍率に一致するように、複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ラインの走査倍率を独立して補正する構成が考えられるが、いずれの構成を用いてもよいことはいうまでもない。
【０１０４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、像担持体上のレーザ光により走査される主走査ライン上の所定の走査位置に対応する画像データに対して画像クロック変化させることなく微小画素を挿入または削除することによって、主走査ラインの走査倍率を補正するので、像担持体の軸の正規位置からの傾きや光学系のゆがみなどによる走査倍率の不均一さを均一するようにすることができ、高解像度の画像を容易に得ることができる。
【０１０５】
また、複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより像担持体上を主走査方向に同時に走査する場合、像担持体上の複数の光源から発光されたレーザ光のそれぞれにより走査される主走査ライン上の所定の走査位置に対応する画像データに対して微小画素を挿入または削除することによって、少なくとも１つのレーザ光により走査される主走査ラインの走査倍率を補正するので、像担持体の軸の正規位置からの傾きや光学系のゆがみなどによる走査倍率の不均一さを均一するようにすることができ、高解像度の画像を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ走査制御装置を用いた画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１の露光制御部１０の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のレーザ駆動装置３１の半導体レーザ４３に対する具体的な制御構成を示す回路図である。
【図４】図３の変調部４８の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の変調部４８の分周回路６１の入出力信号のタイミングチャートである。
【図６】図４の変調部４８の変調回路６２の入出力信号のタイミングチャートである。
【図７】図４の変調部４８のカウンタ回路６４および出力回路６３の入出力信号のタイミングチャートである。
【図８】（ａ）はｆ−θレンズが無い場合、（ｂ）はｆ−θレンズが有る場合の感光ドラム上の走査速度を模式的に示すための図である。
【図９】（ａ）はｆ−θレンズが無い場合、（ｂ）はｆ−θレンズが有る場合の回転軸が角度α（ｒａｄ）傾いた感光ドラム１１上の走査速度を模式的に示すための図である。
【図１０】図４の変調部４８の出力回路６３の構成を示すブロック図である。
【図１１】感光ドラム１１上の画像有効エリアの画素を構成する高周波クロックの個数の分布を模式的に示す図である。
【図１２】図４のカウンタ回路６４の構成を示すブロック図である。
【図１３】主走査方向における倍率誤差の分布を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るレーザ走査制御装置における２つのレーザ光による感光ドラムに対する走査状態を模式的に示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係るレーザ走査制御装置の出力回路の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第２実施形態に係るレーザ走査制御装置の走査ライン長補正動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０　露光制御部
１１　感光ドラム
３１　レーザ駆動装置
３３　ポリゴンミラー
３４　ｆ−θレンズ
４３　半導体レーザ
６０　ＰＬＬ回路
６１　分周回路
６２　変調回路
６３　出力回路
６４　カウンタ回路
７０　変調制御部
７１ａ〜７１ｊ，８１ａ〜８１ｊ　フリップフロップ
７２ａ〜７２ｉ，８２ａ〜８２ｉ　２入力ＡＮＤ回路
７３，７４，８３，８４　２入力セレクタ回路
７６，８６　９入力ＯＲ回路
７８，８７　フリップフロップ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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