JP2004102103A

JP2004102103A - Image forming apparatus and method for controlling scanning length thereof

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Publication number: JP2004102103A
Application number: JP2002266427A
Authority: JP
Inventors: Junichi Noguchi; 野口　淳市
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus which can suppress deterioration in images caused by difference in scanning lengths between each of multiple beams without increasing cost. <P>SOLUTION: The image forming apparatus detects the difference (Xb-Xa) in the scanning lengths on a photosensitive drum 11 between each of laser beams based on the outputs of each of BD sensors 36 and 37 and changes the number of the high-frequency clocks forming one pixel at a specific point on a line scanned by the corresponding laser beam based on the result of the detection. As a result, the scanning lengths Xa and Xb on the surface of the photosensitive drum 11 are electrically corrected, making it possible to make the scanning lengths Xa and Xb by the two laser beams equal to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のビームによりそれぞれ対応するラインを走査するマルチビーム走査光学系を有する画像形成装置およびその走査長制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、レーザ複写機、レーザファクシミリ、レーザプリンタなどの画像形成装置においては、レーザ光源から発光されたレーザ光を光スポットとして感光体などの被走査面上に集光して走査を行う走査光学系が用いられているが、近年、書込みの高速化を図るために、上記走査光学系に代わるものとして、複数のビームを用いてそれぞれに対応するラインの走査を同時に行うマルチビーム走査光学系が提案されている。
【０００３】
上記マルチビーム走査光学系においては、複数の例えば２つのレーザ光源が副走査方向に間隔をおいて配置されており、各レーザ光源からのレーザ光による被走査面上での走査長（書込み幅）をそれぞれ等しくするために、一方のレーザ光源から感光体までの光路長と他方のレーザ光源から感光体までの光路長とを等しくする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、光学的、機械的誤差に加え、温度上昇による光学系の変動やレーザの波長の変動に伴い、各レーザ光による被走査面上での走査長（書込み幅）がそれぞれ異なるので、各レーザ光による被走査面上での走査長に差が生じる。この走査長の差により、特に縦線揺らぎなどが発生し、画像の劣化に顕著に影響を与えるという問題がある。
【０００５】
このため、特開平１０−２６８２１４号公報には、各レーザ光間の画素ずれを少なくするために、画像中央部での形成画素が合うように各レーザ光の走査開始タイミングをずらす技術が記載されている。しかしながら、この特開平１０−２６８２１４号公報に記載の技術では、主走査中央部での画素ずれは低減するが、各レーザ光間での書込み幅の差が大きいときには、最も画素ずれが目立ち易い主走査開始位置と終了位置での画素ずれが大きいまま状態である。
【０００６】
また、特開２０００−１９９８６８号公報には、ビーム書込みクロックの周波数を微調することで、各ビーム間の走査長を合わせる技術が開示されている。このクロックの周波数を変化させる回路としては、一般的に周波数シンセサイザーなどがあるが、これは比較的高価であり、画像形成装置のコストアップを招く。
【０００７】
本発明の第１の目的は、コストアップを招くことなく、複数のビームのそれぞれによる走査長の差に起因する画像の劣化を抑制することができる画像形成装置およびその走査長制御方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の第２の目的は、複数のビームのそれぞれによる走査長の差およびライン間の画素の位置ずれに起因する画像の劣化を抑制することができる画像形成装置およびその走査長制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記第１の目的を達成するため、複数のビームによりそれぞれ対応するラインを走査するマルチビーム走査光学系を有する画像形成装置であって、前記複数のビームのそれぞれによる走査長の差を検出する走査長差検出手段と、所定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るメインクロックを前記複数のビームのそれぞれに対して書込みクロックとして発生し、前記複数のビームのそれぞれに対する書込み位置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可変制御するクロック発生手段と、前記走査長差検出手段の検出結果に基づき、前記複数のビームのうち、対応するビームのメインクロックを構成する高周波クロックの個数を変える書込み位置を制御することによって、前記対応するビームによる走査長を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記走査長差検出手段は、前記複数のビームのそれぞれの走査開始位置を検知する走査開始位置検知手段と、前記複数のビームのそれぞれの走査終了位置を検知する走査終了位置検知手段とを有し、前記走査開始位置検知手段で検知された前記複数のビームのそれぞれの走査開始位置と前記走査終了位置検知手段で検知された前記複数のビームのそれぞれの走査終了位置とに基づき前記複数のビームのそれぞれによる走査長の差を検出することを特徴とする。
【００１１】
また、基本クロックから前記高周波クロックを発生する高周波クロック発生手段を備え、前記高周波クロックは、前記基本クロックの整数倍のクロックからなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記第２の目的を達成するため、複数のビームによりそれぞれ対応するラインを走査するマルチビーム走査光学系および前記複数のビームのそれぞれの走査開始位置を検知する走査開始位置検知手段を有し、前記走査開始位置検知手段による前記複数のビームのそれぞれに対する検知結果に基づき前記複数のビームのそれぞれによる画像形成を開始する画像形成装置であって、前記複数のビームのそれぞれによる走査長間の差を検出する走査長差検出手段と、前記走査長差検出手段の検出結果に基づき、前記複数のビームのうち、対応するビームの画像形成開始のタイミングを制御する第１の補正手段と、前記走査長差検出手段の検出結果に基づき、前記複数のビームうち、対応するビームによる走査長を補正する第２の補正手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１の補正手段は、前記複数のビームのうち、対応するビームによる画像形成開始のタイミングを遅延させるよう制御することを特徴とする。
【００１４】
また、前記第１の補正手段は、前記走査開始位置検知手段による前記複数のビームのそれぞれに対する検知結果のうち、対応する検知結果を遅延させるよう制御することを特徴とする。
【００１５】
また、所定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るメインクロックを前記複数のビームのそれぞれに対して書込みクロックとして発生し、前記複数のビームのそれぞれに対する書込み位置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可変制御するクロック発生手段を備え、前記第２の補正手段は、前記走査長差検出手段の検出結果に基づき、前記複数のビームのうち、対応するビームのメインクロックを構成する高周波クロックの個数を変える書込み位置を制御することによって、前記対応するビームによる走査長を補正することを特徴とする。
【００１６】
また、前記複数のビームのそれぞれの走査終了位置を検知する走査終了位置検知手段を備え、前記走査長差検出手段は、前記走査開始位置検知手段で検知された前記複数のビームのそれぞれの走査開始位置と前記走査終了位置検知手段で検知された前記複数のビームのそれぞれの走査終了位置とに基づき前記複数のビームのそれぞれによる走査長の差を検出することを特徴とする。
【００１７】
また、基本クロックから前記高周波クロックを発生する高周波クロック発生手段を備え、前記高周波クロックは、前記基本クロックの整数倍のクロックからなることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、上記第１の目的を達成するため、複数のビームによりそれぞれ対応するラインを走査するマルチビーム走査光学系、および所定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るメインクロックを前記複数のビームのそれぞれに対して書込みクロックとして発生し、前記複数のビームのそれぞれに対する書込み位置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可変する高周波クロック発生手段を有する画像形成装置の走査長制御方法であって、前記複数のビームのそれぞれによる走査長の差を検出する走査長差検出工程と、前記走査長差検出工程の検出結果に基づき、前記複数のビームのうち、対応するビームのメインクロックを構成する高周波クロックの個数を変える書込み位置を制御することによって、前記対応するビームによる走査長を補正する補正工程とを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、上記第２の目的を達成するため、複数のビームによりそれぞれ対応するラインを走査するマルチビーム走査光学系および前記複数のビームのそれぞれの走査開始位置を検知する走査開始位置検知手段を有し、前記走査開始位置検知手段による前記複数のビームのそれぞれに対する検知結果に基づき前記複数のビームのそれぞれによる画像形成を開始する画像形成装置の走査長制御方法であって、前記複数のビームのそれぞれによる走査長間の差を検出する走査長差検出工程と、前記走査長差検出工程の検出結果に基づき前記複数のビームのうち、対応するビームの画像形成開始のタイミングを制御する第１の補正工程と、前記走査長差検出手段の検出結果に基づき、前記複数のビームうち、対応するビームによる走査長を補正する第２の補正工程とを備えることを特徴とする。
【００２０】
【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。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
次に、上記露光制御部１０の詳細な構成について図２および図３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、図３は図１の露光制御部１０の構成を模式的に示す側面図である。
【００２９】
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。なお、図示していないが、本実施形態においては、２つの半導体レーザが設けられており、それぞれに対してレーザ駆動装置および後述する変調部が設けられている。
【００３０】
半導体レーザ４３の内部には、レーザ光の一部を検出するフォトダイオードセンサ（ＰＤセンサ；図示せず）が設けられ、レーザ駆動装置３１は、ＰＤセンサ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。
【００３１】
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知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、他方の端部近傍には、ＢＤセンサ３７が設けられている。ＢＤセンサ３６の検知信号は、走査開始位置信号であり、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。ＢＤセンサ３７の検知信号は走査終了位置信号であり、ＢＤセンサ３６の走査開始位置信号とともに各レーザ光による走査時間の算出に用いられている。
【００３２】
本実施形態においては、上述したように、２つの半導体レーザ４３が設けられている。この場合、図３（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。
【００３３】
ここで、図３（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。
【００３４】
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３（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長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長をＸａ、光路長Ｌｂの場合のレーザ光の走査長をＸｂとすると、Ｘａ＜Ｘｂの関係式が成立する。
【００３５】
このような光学的、機械的誤差による光路長差に対して、温度上昇による光学系の変動やレーザの波長の変動に伴う光路長差があり、それぞれの光路長差が加算される場合もある。よって、光学的、機械的誤差による光路長差があってもなくても、温度上昇による光学系の変動やレーザの波長の変動に伴う光路長差が生れば、同様に、走査長Ｘａ，Ｘｂの間に差が生じることになる。
【００３６】
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。
【００３７】
そこで、本実施形態においては、各レーザ光による感光ドラム１１上での走査長の差を小さくするように走査長を補正するための手段が設けられている。この走査長補正の基本的な原理とそれを実現するための構成について説明する。
【００３８】
本実施形態の走査長補正では、各ＢＤセンサ３６，３７の出力に基づき各レーザ光による感光ドラム１１上の走査長の差（Ｘｂ−Ｘａ）を検出し、この検出結果に基づき対応するレーザ光で走査されるライン上の特定箇所で１画素を形成する高周波クロック数を変化させる。
【００３９】
まず、各レーザ光による感光ドラム１１上の走査長の差（Ｘｂ−Ｘａ）を検出する方法について図４を参照しながら説明する。図４は図２の各レーザ光に対する各ＢＤセンサ３６，３７の出力を示すタイミングチャートである。ここでは、２つの半導体レーザ４３の一方をＬＤ１、他方をＬＤ２とし、それぞれを点灯させたときのＢＤセンサ３６，３７の出力を示す。
【００４０】
ＬＤ１を点灯させて走査する場合、図４（ａ）に示すように、ＢＤセンサ３６の出力からＢＤセンサ３７の出力までの時間Ｔ１がＬＤ１の走査時間となる。同様に、ＬＤ２を点灯させたて走査する場合、図４（ｂ）に示すように、ＢＤセンサ３６の出力からＢＤセンサ３７の出力までの時間Ｔ２（＜Ｔ１）がＬＤ２の走査時間となる。ここで、ＢＤセンサ３６，３７間の距離をＬとすると、ＬＤ１の走査長とＬＤ２の走査長との差（Ｘｂ−Ｘａ）は、
Ｘｂ−Ｘａ≒｛（Ｔ１−Ｔ２）／Ｔ２｝×Ｌ　　　　　　　　…（１）
となる。（Ｔ１−Ｔ２≪Ｔ１、Ｔ２とする）
このように、各ＢＤセンサ３６，３７の出力からＬＤ１の走査長とＬＤ２の走査長との差（Ｘｂ−Ｘａ）を求めることができる。
【００４１】
次に、対応するレーザ光による感光ドラム１１面上の走査長を補正する方法について図５ないし図８を参照しながら説明する。図５は図２の変調部４８の構成を示すブロック図、図６は図５の分周回路６１の入出力信号のタイミングチャート、図７は図５の変調回路６２の入出力信号のタイミングチャート、図８は図５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。
【００４２】
本実施形態においては、上述したように、走査長Ｘａ，Ｘｂ間にはＸｂ＞Ｘａの関係があるとし、走査長Ｘａを描く半導体レーザに対応する変調部４８が走査長ＸａをＸｂに等しくするように補正する制御を行うものとする。この制御が可能な変調部４８は、図５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。
【００４３】
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６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。
【００４４】
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２^Ａのパルス幅データに変換される。ここで、
２^Ａ＝ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）
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７を参照）。
【００４５】
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する。ＰＷＭ信号はレーザ駆動装置３１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８（ａ），（ｄ）および（ｅ）を参照）。
【００４６】
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８（ｂ）を参照）。カウンタ回路６４は、そのカウント値が設定された値に達すると、所定の信号を出力回路６３に出力する（図８（ｂ）および（ｃ）を参照）。ここで、カウンタ回路６４に設定された値は、上記（１）式で求められた値に応じて決定された値である。
【００４７】
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８を参照）。
【００４８】
次に、上記出力回路６３の具体的な構成について図９を参照しながら説明する。図９は図５の出力回路６３の構成を示すブロック図である。
【００４９】
出力回路６３は、図９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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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８１ｈ〜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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
次に、出力回路６３の動作について図１０を参照しながら説明する。図１０は図９の出力回路６３の動作例を示すタイミングチャートである。
【００５６】
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、上記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８１ｈ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。
【００５７】
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個の高周波クロック（ＣＬＫ）で構成されたＰＷＭ信号が出力される。
【００５８】
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。
【００５９】
以上により、図１０に示すように、１周期（画像有効エリア）内の特定箇所（書込み位置）で１画素の構成数を９個の高周波クロック（ＣＬＫ）に、その他のときには、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面上の走査長Ｘａ，Ｘｂが電気的に補正され、２つのレーザ光による走査長Ｘａ，Ｘｂを互いに等しくすることが可能になる。
【００６０】
なお、本実施形態では、１画素を構成する幅を変化させる特定箇所を、カウンタ回路６４で決定しているが、例えば別のタイマー手段などで決定してもよい。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１ないし図１３を参照しながら説明する。図１１は本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の露光制御部の構成を示すブロック図、図１２は図１１の画像信号タイミング制御部の構成を示すブロック図、図１３は本発明の第２実施形態における走査長が補正される前と補正された後の画像をそれぞれ模式的に示す図である。
【００６２】
上記第１実施形態では、感光ドラム１１面上の走査長の差Ｘｂ−Ｘａを検出し、一方の主走査方向の特定箇所の１画素を形成する高周波クロックの数を増すことによって、各ビームの走査長の差を無くすように補正しているが、走査長差Ｘｂ−Ｘａの値が大きくなるほど、補正のための高周波クロック数に対する増加数が大きくなる。これは、一方のレーザ光で形成されるドットが周期的に大きいものがある割合が多くなる、すなわち他方のレーザ光で形成されるドットと大きさが違う割合が多くなるので、結果的に画像劣化を招くことになる。
【００６３】
そこで、本実施形態では、各レーザ光間の画素ずれを少なくするために、一方のレーザ光の走査長を補正するために増加させる高周波クロック数を制限し、かつ他方のレーザ光の書込みタイミングをずらす方法を採用する。この方法を実現するために、本実施形態においては、図１１に示すように、露光制御部１０に、主走査長差検知回路１０１と、画像信号タイミング制御部１０２とが設けられている。ここで、上記第１実施形態と同じブロックまたは部材には、同一の符号を付し、その説明は簡略化する。
【００６４】
主走査長差検知回路１０１は、ＢＤセンサ３６，３７の検知信号に基づき各レーザ光間の走査長差を検出し、この検出された走査長差の値に応じた補正量を変調部４８に送出する。この補正量は、カウンタ回路６４に対する設定値であり、走査長差が予め設定されている閾値を超えたときには、上記補正量として、画像劣化を招かない最大の値が送出される。
【００６５】
また、主走査長差検知回路１０１は、検出された走査長差および上記補正量に基づき、ＢＤセンサ３６の出力の取り込みを遅延させるためのＢＤディレイ量を決定し、画像信号タイミング制御部１０２に送出する。
【００６６】
画像信号タイミング制御部１０２は、図１２に示すように、セレクタ１０３、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ　Ｏｕｔ　ｍｅｍｏｒｙ）１０５，１０６およびＢＤディレイ回路１０４を有する。セレクタ１０３には画像信号が入力され、セレクタ１０３は、入力された画像信号を１ライン毎に切り替え、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ　Ｏｕｔｍｅｍｏｒｙ）１０５，１０６に入力する。ＢＤディレイ回路１０４は、主走査長差検知回路１０１から送られてくるＢＤディレイ量に応じて、ＢＤセンサ３６の出力の取り込みを遅延させる。ただし、取り込みが遅延されるＢＤセンサ３６の出力は、走査長が短い半導体レーザに対応するものであり、他方の半導体レーザに対するＢＤセンサ３６の出力の取り込みは遅延されない。この遅延されたまたは遅延されないＢＤセンサ３６の検知信号は、ＦＩＦＯ１０５，１０６に入力され、画像信号の読み出しタイミングに用いられる。そして、ＦＩＦＯ１０５，１０６からは、このタイミング信号（遅延されたまたは遅延されないＢＤセンサ３６の検知信号）に基づいて画像信号が出力される。ＦＩＦＯ１０５からの画像信号は、一方の半導体レーザに対する変調部へ、ＦＩＦＯ１０６からの画像信号は、他方の半導体レーザに対する変調部へ入力される。
【００６７】
ここで、半導体レーザ４３の一方をＬＤ１とし、他方をＬＤ２とし、感光ドラム１１上での各レーザ光による走査長の差を無くすために、ＬＤ１のレーザ光による走査長より短いＬＤ２のレーザ光による走査長を、高周波クロック数を制限しながら補正し、ＬＤ２の走査時にＢＤセンサ３６の出力の取り込みを遅延させる場合を考える。
【００６８】
例えば図１３に示すように、補正が行われない場合、ＬＤ１で感光ドラム１１上に画像１２１が形成され、ＬＤ２で感光ドラム１１上に画像１２２が形成されたとする。これに対し、走査長が短いＬＤ２に対し、その主走査方向の所定箇所の１画素を形成する高周波クロック数を増す補正を行うと、その補正後の画像として画像１２３が得られる。ここで、ＬＤ２とＬＤ１間の走査長差が大きいときには、この補正量（カウンタ回路６４に対する設定値）が最大値に設定され、この補正で画素ずれは低減されるが、画像終了端部では依然画素ずれが残ったままになる。そこで、上記高周波クロック数を増す補正に加えて、ＢＤセンサ３６の検知信号の取り込みを遅延させると、画素ずれ量が分散された画像１２４を得ることができる。
【００６９】
このように、本実施形態では、１ラインの所定箇所で１画素の幅を変化させることで走査長を補正するとともに、ＢＤセンサの出力の取り込みを遅延させることによって、各ビーム光による走査長の差および画素ずれ量を少なくすることができ、画質劣化を極力低減することができる。
【００７０】
なお、上記各実施形態では、２ビームでの構成について説明したが、３ビーム以上のマルチビームでも同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のビームのそれぞれによる走査長の差を検出し、この検出結果に基づき、複数のビームのうち、対応するビームのメインクロックを構成する高周波クロックの個数を変える書込み位置を制御することによって、対応するビームによる走査長を補正するので、コストアップを招くことなく、複数のビームのそれぞれによる走査長の差に起因する画像の劣化を抑制することができる。
【００７２】
また、本発明によれば、複数のビームのそれぞれによる走査長間の差を検出した結果に基づき、複数のビームのうち、対応するビームの画像形成開始のタイミングを制御し、複数のビームのそれぞれによる走査長間の差を検出した結果に基づき、複数のビームうち、対応するビームによる走査長を補正するので、複数のビームのそれぞれによる走査長の差およびライン間の画素の位置ずれに起因する画像の劣化を抑制することができる。
【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１の露光制御部１０の構成を模式的に示す側面図である。
【図４】図２の各レーザ光に対する各ＢＤセンサ３６，３７の出力を示すタイミングチャートである。
【図５】図２の変調部４８の構成を示すブロック図である。
【図６】図５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７】図５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８】図５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９】図５の出力回路６３の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の出力回路６３の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の露光制御部の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１の画像信号タイミング制御部の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２実施形態における走査長が補正される前と補正された後の画像をそれぞれ模式的に示す図である。
【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
４３　半導体レーザ
４８　変調部
６０　ＰＬＬ
６１　分周回路
６２　変調回路
６３　出力回路
６４　カウンタ回路
８０　変調制御部
８１ａ〜８１ｉ　フリップフロップ
８２ａ〜８２ｉ　２入力ＡＮＤ回路
８３，８４　２入力セレクタ回路
８６　９入力ＯＲ回路
８７　２入力ＯＲ回路
１０１　主走査長差検知回路
１０２　画像信号タイミング制御部
１０３　セレクタ
１０４　ＢＤディレイ回路
１０５，１０６　ＦＩＦＯ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus having a multi-beam scanning optical system that scans a corresponding line with a plurality of beams, and a scanning length control method thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Generally, in an image forming apparatus such as a laser copying machine, a laser facsimile, and a laser printer, a scanning optical system that performs scanning by condensing laser light emitted from a laser light source as a light spot on a surface to be scanned such as a photoconductor. In recent years, in order to speed up writing, a multi-beam scanning optical system that simultaneously scans corresponding lines using a plurality of beams has been proposed as an alternative to the above scanning optical system. Have been.
[0003]
In the above multi-beam scanning optical system, a plurality of, for example, two laser light sources are arranged at intervals in the sub-scanning direction, and a scanning length (writing width) on a surface to be scanned by laser light from each laser light source. Are required to be equal, the optical path length from one laser light source to the photoconductor must be equal to the optical path length from the other laser light source to the photoconductor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, usually, in addition to optical and mechanical errors, the scanning length (writing width) of each laser beam on the surface to be scanned is different due to the fluctuation of the optical system due to the temperature rise and the fluctuation of the laser wavelength. A difference occurs in the scanning length on the surface to be scanned by each laser beam. Due to the difference in the scanning lengths, there is a problem that, in particular, vertical line fluctuations occur, which significantly affects image deterioration.
[0005]
For this reason, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-268214 discloses a technique of shifting the scanning start timing of each laser beam so that pixels formed at the center of an image are aligned in order to reduce the pixel shift between the laser beams. ing. However, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-268214, although the pixel shift at the center of the main scanning is reduced, the pixel shift is most conspicuous when the writing width difference between the laser beams is large. In this state, the pixel shift between the scan start position and the end position remains large.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-199868 discloses a technique of adjusting the scanning length between beams by finely adjusting the frequency of a beam writing clock. As a circuit for changing the frequency of the clock, a frequency synthesizer or the like is generally used. However, this is relatively expensive and causes an increase in the cost of the image forming apparatus.
[0007]
A first object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing deterioration of an image due to a difference in scanning length between each of a plurality of beams without increasing cost, and a scanning length control method thereof. It is in.
[0008]
Further, a second object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a scanning length control method thereof capable of suppressing deterioration of an image due to a difference in scanning length between each of a plurality of beams and a displacement of pixels between lines. The purpose is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the present invention provides an image forming apparatus having a multi-beam scanning optical system for scanning a corresponding line with a plurality of beams, respectively, wherein a difference in scanning length between each of the plurality of beams is provided. A main clock composed of a plurality of high-frequency clocks having a predetermined frequency as a write clock for each of the plurality of beams, and writing each of the plurality of beams. A clock generating means for variably controlling the number of high-frequency clocks constituting the main clock according to a position; and forming a main clock of a corresponding beam among the plurality of beams based on a detection result of the scanning length difference detecting means. By controlling the write position to change the number of high frequency clocks to be Characterized in that it comprises a correcting means for correcting the scanning length by.
[0010]
Further, the scanning length difference detecting means includes a scanning start position detecting means for detecting a scanning start position of each of the plurality of beams, and a scanning end position detecting means for detecting a scanning end position of each of the plurality of beams. The plurality of beams based on the respective scan start positions of the plurality of beams detected by the scan start position detection unit and the respective scan end positions of the plurality of beams detected by the scan end position detection unit. The method is characterized in that a difference in scanning length due to each of the beams is detected.
[0011]
The high-frequency clock generating means for generating the high-frequency clock from the basic clock is provided, and the high-frequency clock is a clock that is an integral multiple of the basic clock.
[0012]
Further, in order to achieve the second object, the present invention provides a multi-beam scanning optical system that scans a corresponding line with a plurality of beams, and a scanning start position detecting unit that detects a scanning start position of each of the plurality of beams. Means for starting image formation with each of the plurality of beams based on a detection result for each of the plurality of beams by the scanning start position detecting means, wherein scanning with each of the plurality of beams is performed. Scanning length difference detection means for detecting a difference between lengths, and first correction means for controlling timing of starting image formation of a corresponding beam among the plurality of beams based on a detection result of the scanning length difference detection means And a second compensation for correcting a scanning length by a corresponding beam among the plurality of beams based on a detection result of the scanning length difference detecting means. Characterized in that it comprises a means.
[0013]
Further, the first correction means controls to delay the timing of starting image formation by a corresponding beam among the plurality of beams.
[0014]
Further, the first correction unit controls to delay the corresponding detection result among the detection results of the plurality of beams by the scanning start position detection unit.
[0015]
Further, a main clock composed of a plurality of high frequency clocks having a predetermined frequency is generated as a write clock for each of the plurality of beams, and the main clock is generated according to a write position for each of the plurality of beams. Clock generating means for variably controlling the number of high frequency clocks to be constituted, wherein the second correcting means sets a main clock of a corresponding beam among the plurality of beams based on a detection result of the scanning length difference detecting means. The scanning length by the corresponding beam is corrected by controlling a writing position for changing the number of high frequency clocks to be constituted.
[0016]
A scanning end position detecting unit that detects a scanning end position of each of the plurality of beams; wherein the scanning length difference detecting unit detects a scanning start position of each of the plurality of beams detected by the scanning start position detecting unit; A difference in scan length between each of the plurality of beams is detected based on a position and a scan end position of each of the plurality of beams detected by the scan end position detecting means.
[0017]
The high-frequency clock generating means for generating the high-frequency clock from the basic clock is provided, and the high-frequency clock is a clock that is an integral multiple of the basic clock.
[0018]
In order to achieve the first object, the present invention provides a multi-beam scanning optical system for scanning a corresponding line with a plurality of beams, and a main clock comprising a plurality of high-frequency clocks having a predetermined frequency. An image forming apparatus for generating a clock as a write clock for each of the plurality of beams, and varying the number of high-frequency clocks constituting the main clock in accordance with a write position for each of the plurality of beams. A scanning length difference detecting step of detecting a scanning length difference between each of the plurality of beams, based on a detection result of the scanning length difference detecting step, among the plurality of beams, The write position to change the number of high-frequency clocks that make up the main clock of the moving beam Accordingly, characterized in that it comprises a correction step of correcting the scanning length by the corresponding beam.
[0019]
Further, in order to achieve the second object, the present invention provides a multi-beam scanning optical system that scans a corresponding line with a plurality of beams, and a scanning start position detecting unit that detects a scanning start position of each of the plurality of beams. A scanning length control method for an image forming apparatus, comprising: means for starting image formation by each of the plurality of beams based on a detection result for each of the plurality of beams by the scanning start position detecting means. A scanning length difference detecting step of detecting a difference between the scanning lengths of the respective beams, and controlling a timing of starting image formation of a corresponding beam among the plurality of beams based on a detection result of the scanning length difference detecting step. And correcting the scanning length by the corresponding beam among the plurality of beams based on the correction step of (1) and the detection result of the scanning length difference detecting means. Characterized in that it comprises a second correction step of.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0022]
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus includes a document feeder 1 capable of stacking a plurality of documents, and a scanner unit 4 configured to be movable in the sub-scanning direction. The document feeder 1 conveys a plurality of loaded documents one by one from the top onto the platen glass 2. The scanner unit 4 has a lamp 3 for illuminating a document conveyed on the platen glass 2 and a reflection mirror 5 for guiding light reflected from the document on the platen glass 2 to a reflection mirror 6. . The reflecting mirror 6 guides the reflected light from the reflecting mirror 5 to the lens 8 in cooperation with the reflecting mirror 7, and the lens 8 forms an image of the reflected light on the image sensor unit 9. The image sensor unit 9 converts the formed light image into an electric signal, and after performing a predetermined process, the electric signal is input to the exposure control unit 10 as an image signal.
[0023]
The exposure controller 10 emits a laser beam based on the input image signal, and performs exposure scanning on the photosensitive drum 11 with the laser beam. The latent image corresponding to the laser beam is formed on the photosensitive drum 11 by the exposure scanning of the laser beam. The latent image formed on the photosensitive drum 11 is visualized as a toner image by the toner supplied from the developing device 13.
[0024]
Further, a sheet is fed from the cassette 14 or the cassette 15 at a timing synchronized with the start of the laser beam irradiation, and the sheet is conveyed to the transfer unit 16 via the conveyance path. The transfer unit 16 transfers the toner image on the photosensitive drum 11 onto the conveyed sheet. The sheet on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing unit 17.
[0025]
In the fixing unit 17, the toner image on the sheet is heated and fixed on the sheet. The sheet that has passed through the fixing unit 17 is discharged to the outside via a discharge roller pair 18.
[0026]
After the surface of the photosensitive drum 11 after the transfer of the toner image is cleaned by the cleaner 25, the charge is removed by the auxiliary charger 26. Then, after the residual charges on the surface of the photosensitive drum 11 are erased by the pre-exposure lamp 27 and a state is obtained in which the primary charger 28 obtains a good charge, the surface of the photosensitive drum 11 is charged by the primary charger 28. .
[0027]
By repeating the above series of steps, it is possible to form a plurality of images.
[0028]
Next, a detailed configuration of the exposure control unit 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view schematically illustrating the configuration of the exposure control unit 10 of FIG. 1, and FIG. 3 is a side view schematically illustrating the configuration of the exposure control unit 10 of FIG.
[0029]
The exposure control unit 10 includes a laser driving device 31 that drives the semiconductor laser 43, as shown in FIG. Although not shown, in the present embodiment, two semiconductor lasers are provided, and a laser driving device and a modulation unit described later are provided for each of them.
[0030]
A photodiode sensor (PD sensor; not shown) for detecting a part of the laser beam is provided inside the semiconductor laser 43, and the laser driving device 31 uses the detection signal of the PD sensor to control the APC of the semiconductor laser 43. (Auto Power Control) control is performed. The laser light emitted from the semiconductor laser 43 becomes almost parallel light by the collimator lens 35 and the stop 32, and enters the polygon mirror (rotating polygon mirror) 33 with a predetermined beam diameter. The polygon mirror 33 is rotated at a constant angular velocity in the direction indicated by the arrow in the drawing, and with this rotation, the laser light incident on the polygon mirror 33 is reflected as a deflection beam whose angle continuously changes. . The laser beam reflected as a deflected beam is condensed by the f-θ lens 34. At the same time, the f-θ lens 34 corrects the distortion so as to guarantee the temporal linearity of the scanning, so that the laser beam passing through the f-θ lens 34 At the same speed.
[0031]
In the vicinity of one end of the photosensitive drum 11, a beam detect (hereinafter, referred to as BD) sensor 36 for detecting a laser beam reflected from the polygon mirror 33 is provided, and near the other end, a BD sensor is provided. 37 are provided. The detection signal of the BD sensor 36 is a scanning start position signal, and is used as a synchronization signal for synchronizing the rotation of the polygon mirror 33 and the writing of data. The detection signal of the BD sensor 37 is a scan end position signal, and is used together with the scan start position signal of the BD sensor 36 to calculate the scan time by each laser beam.
[0032]
In the present embodiment, as described above, two semiconductor lasers 43 are provided. In this case, as shown in FIG. 3A, the two laser beams are deflected by the polygon mirror 33 rotating at a constant speed and are irradiated onto the photosensitive drum 11. That is, by scanning the photosensitive drum 11 in the main scanning direction with two laser beams, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 11. Here, the two laser beams are applied to the photosensitive drum 11 at a predetermined interval in the sub-scanning direction. With such a configuration, image formation can be performed with half the number of scans as compared with the case where the photosensitive drum 11 is scanned with one laser.
[0033]
Here, as shown in FIG. 3B, assuming that the optical path lengths of the respective laser beams from the polygon mirror 33 to the photosensitive drum 11 are La and Lb, the respective laser beams are spaced at a predetermined interval in the sub-scanning direction. Since the photosensitive drum 11 is irradiated in this state, the optical path lengths La and Lb are different. Here, it is assumed that the relational expression of La <Lb holds, and the difference is ΔL.
[0034]
The fact that the optical path lengths La and Lb of the respective laser beams from the polygon mirror 33 to the photosensitive drum 11 are different from each other means that the effective pixels of one scanning line in the main scanning direction on the photosensitive drum 11 as shown in FIG. The scanning length of the laser light for the range will be different for each laser light. Here, assuming that the scanning length of the laser beam in the case of the optical path length La is Xa and the scanning length of the laser beam in the case of the optical path length Lb is Xb, the relational expression of Xa <Xb is established.
[0035]
Such optical path length differences due to optical and mechanical errors include optical path length differences due to fluctuations in the optical system due to temperature rise and fluctuations in the wavelength of the laser, and the respective optical path length differences may be added. . Therefore, even if there is an optical path length difference due to an optical or mechanical error, if the optical path difference due to a change in the optical system due to a rise in temperature or a change in the wavelength of the laser occurs, the scanning lengths Xa and Xb are similarly determined. Will be different.
[0036]
When an image is formed in such a state, an image having jagged edges at every other line is obtained. In today's situation where the demand for high resolution for images is increasing, the jagged edges do not meet the high resolution requirements.
[0037]
Therefore, in the present embodiment, means for correcting the scanning length so as to reduce the difference in the scanning length on the photosensitive drum 11 by each laser beam is provided. The basic principle of this scan length correction and the configuration for realizing it will be described.
[0038]
In the scanning length correction of the present embodiment, a difference (Xb-Xa) between the scanning lengths of the laser beams on the photosensitive drum 11 is detected based on the outputs of the BD sensors 36 and 37, and the corresponding laser beam is detected based on the detection result. To change the number of high frequency clocks forming one pixel at a specific location on the line scanned.
[0039]
First, a method of detecting the difference (Xb-Xa) in the scanning length on the photosensitive drum 11 by each laser beam will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart showing the output of each of the BD sensors 36 and 37 with respect to each laser beam of FIG. Here, one of the two semiconductor lasers 43 is referred to as LD1 and the other is referred to as LD2, and the outputs of the BD sensors 36 and 37 when each is turned on are shown.
[0040]
When scanning with the LD1 turned on, as shown in FIG. 4A, the time T1 from the output of the BD sensor 36 to the output of the BD sensor 37 is the scanning time of the LD1. Similarly, when scanning with the LD2 turned on, as shown in FIG. 4B, the time T2 (<T1) from the output of the BD sensor 36 to the output of the BD sensor 37 is the scanning time of the LD2. Here, assuming that the distance between the BD sensors 36 and 37 is L, the difference (Xb-Xa) between the scanning length of LD1 and the scanning length of LD2 is
Xb-Xa {(T1-T2) / T2} × L (1)
It becomes. (T1-T2≪T1, T2)
In this manner, the difference (Xb-Xa) between the scanning length of LD1 and the scanning length of LD2 can be obtained from the outputs of the BD sensors 36 and 37.
[0041]
Next, a method for correcting the scanning length on the surface of the photosensitive drum 11 by the corresponding laser light will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the modulation section 48 of FIG. 2, FIG. 6 is a timing chart of input / output signals of the frequency divider 61 of FIG. 5, and FIG. 7 is a timing chart of input / output signals of the modulation circuit 62 of FIG. FIG. 8 is a timing chart of input / output signals of the counter circuit 64 and the output circuit 63 of FIG.
[0042]
In the present embodiment, as described above, it is assumed that there is a relationship of Xb> Xa between the scan lengths Xa and Xb, and the modulator 48 corresponding to the semiconductor laser that draws the scan length Xa makes the scan length Xa equal to Xb. The control for correction is performed as described above. As shown in FIG. 5, the controllable modulator 48 includes a PLL circuit 60, a frequency dividing circuit 61, a modulating circuit 62, an output circuit 63, and a counter circuit 64.
[0043]
The PLL circuit 60 receives a basic clock (basic CLK) as an input, and outputs a high-frequency clock that is n times the basic clock. This high frequency clock is input to the frequency dividing circuit 61 and the output circuit 63, respectively. The frequency dividing circuit 61 outputs a clock (main clock) obtained by dividing the input high frequency clock by 1 / x by counting the input high frequency clock once every x times (see FIG. 6). Here, x may be any positive number. Here, for convenience of explanation, it is assumed that a main clock having the same cycle as the basic clock input to PLL circuit 60 is divided by 1 / n. The clock output from the frequency dividing circuit 61 is input to the counter circuit 64.
[0044]
The modulation circuit 62 modulates input data in synchronization with a clock signal described later. Usually, in order to represent the gradation of the laser, the lighting time within a unit time is controlled by PWM modulation. Therefore, in the present embodiment, it is assumed that PWM modulation (particularly digital PWM modulation) is performed. explain. For example, to PWM modulation input data A bit, the input data is converted into pulse width data of 2 ^A. here,
2 ^A = n (2)
The constant is determined so that The modulation circuit 62 generates pulse width data from the input data, and outputs the pulse width data to the output circuit 63 (see FIG. 7).
[0045]
The output circuit 63 outputs a PWM signal synchronized with the high frequency clock output from the PLL circuit 60 and a clock signal synchronized with the high frequency clock according to the pulse width data output from the modulation circuit 62. The PWM signal is output to the laser driving device 31, and the clock signal is output to the image processing unit (not shown) and the modulation circuit 62 (see FIGS. 8A, 8D, and 8E).
[0046]
The counter circuit 64 counts the clock (clock obtained by dividing the high frequency clock by 1 / n) output from the frequency dividing circuit 61 (see FIG. 8B). When the count value reaches the set value, the counter circuit 64 outputs a predetermined signal to the output circuit 63 (see FIGS. 8B and 8C). Here, the value set in the counter circuit 64 is a value determined according to the value obtained by the above equation (1).
[0047]
When the counter circuit 64 outputs the predetermined signal to the output circuit 63, the output circuit 63 performs an operation different from a normal operation. In the normal operation, one cycle (of a PWM signal and a clock signal) is generated by n high-frequency clocks, but when the predetermined signal is input, a PWM signal having a cycle different from the above cycle is generated. , And outputs a clock signal (see FIG. 8).
[0048]
Next, a specific configuration of the output circuit 63 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the output circuit 63 of FIG.
[0049]
As shown in FIG. 9, the output circuit 63 includes a modulation control unit 80, nine D-type flip-flops 81a to 81i, nine two-input AND circuits 82a to 82i, and two two-input selector circuits 83 and 84. , A 9-input OR circuit 86, and a 2-input OR circuit 87.
[0050]
The modulation circuit 62 modulates the input image data into 8-bit pulse width data. Each bit of the pulse width data is input to one of the inputs of two-input AND circuits 82a to 82i. Here, the same data is input to two-input AND circuits 82h and 82i.
[0051]
The flip-flops 81a to 81i output the input of the D terminal to the Q terminal at the rise of the high frequency clock (CLK). The outputs of the flip-flops 81a to 81i are connected to the other of the inputs of the two-input AND circuits 82a to 82i. At the same time, the flip-flops 81a to 81i are cascaded such that the output of the flip-flop 81a is connected to the input of the flip-flop 81b, and the output of the flip-flop 81b is connected to the input of the flip-flop 81c. The output of the flip-flop 81h is also connected to a two-input selector circuit 83 and a two-input selector circuit 84. The output of the flip-flop 81i is also connected to the two-input selector circuit 83.
[0052]
The outputs of the two-input AND circuits 82a to 82i are respectively connected to a nine-input OR circuit 86, and the output of the nine-input OR circuit 86 is output as a PWM signal. The two-input selector circuit 83 selects the outputs of the flip-flops 81h to 81i according to the output of the modulation control unit 80, and is connected to one of the inputs of the two-input OR circuit 87. The other input of the two-input selector circuit 84 is connected to GND. The two-input selector circuit 84 controls whether the output of the flip-flop 81h is input to the flip-flop 81i based on the output of the modulation control unit 80.
[0053]
The modulation control unit 80 switches the selection operation of the two-input selector circuits 83 and 84 according to the output of the counter circuit 64.
[0054]
A timing signal is input to the other input of the two-input OR circuit 87, and an output of the two-input OR circuit 87 is input to the flip-flop 81a.
[0055]
Next, the operation of the output circuit 63 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a timing chart showing an operation example of the output circuit 63 of FIG.
[0056]
A timing signal is input to the two-input OR circuit 87 in synchronization with the high-frequency clock (CLK) input to the flip-flops 81a to 81i. This timing signal is a signal having a width of one clock of the high frequency clock. As a result, one of the outputs of the shift register of the ring constituted by the flip-flops 81a to 81i is always "1". The modulation control unit 80 receives the output of the counter circuit 64 and controls the two-input selector circuits 83 and 84 so as to control the size of the ring-shaped shift register (ie, the number of flip-flops forming the ring-shaped shift register). Switch the operation. When one pixel is composed of eight high-frequency clocks (CLK), the output of the flip-flop 81h is selected by the two-input selector circuit 83, and GND is selected by the two-input selector circuit 84. When one pixel is composed of nine high-frequency clocks (CLK), the output of the flip-flop 81i is selected by the two-input selector circuit 83, and the output of the flip-flop 81h is selected by the two-input selector circuit 84. By these switching, "1" is output once as the output of the flip-flops 81a to 81i for the high frequency clock (CLK) of 8/9.
[0057]
Pulse width data is set in the two-input AND circuits 82a to 82i, and the pulse width data changes for each pixel (= 8 / 9CLK). Then, in each of the two-input AND circuits 82 a to 82 i, an AND operation is performed on the set data and “1” once per 8/9 high-frequency clocks (CLK). The AND outputs of the two-input AND circuits 82a to 82i are ORed. As a result of this OR operation, a PWM signal composed of 8/9 high-frequency clocks (CLK) is output.
[0058]
Although not shown, the same configuration is used, an image clock pattern is input to a portion corresponding to image data, and outputs of specific portions (for example, 81a and 81e) of flip-flops 81a to 81i are JK flip-flops. By inputting to the circuit, a clock signal composed of 8/9 high frequency clocks (CLK) can be output similarly to the PWM signal.
[0059]
As described above, as shown in FIG. 10, the number of components of one pixel is set to nine high-frequency clocks (CLK) at a specific position (writing position) within one cycle (image effective area), and at other times, eight high-frequency clocks (CLK) are used. By controlling so as to be the clock (CLK), the scanning lengths Xa and Xb on the surface of the photosensitive drum 11 are electrically corrected, and the scanning lengths Xa and Xb by the two laser beams can be made equal to each other. .
[0060]
In the present embodiment, the specific portion where the width of one pixel is changed is determined by the counter circuit 64, but may be determined by another timer means, for example.
[0061]
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an exposure control unit of the image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention, FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the image signal timing control unit of FIG. 11, and FIG. It is a figure which shows typically the image before the scan length is corrected in 2nd Embodiment, and the image after the correction.
[0062]
In the first embodiment, the difference Xb-Xa in the scanning length on the surface of the photosensitive drum 11 is detected, and the number of high-frequency clocks that form one pixel at one specific location in one main scanning direction is increased. The correction is performed so as to eliminate the difference in the scanning length. However, the larger the value of the scanning length difference Xb-Xa is, the larger the increase number with respect to the number of high frequency clocks for correction is. This is because the proportion of dots formed by one laser beam that is periodically large is large, that is, the proportion of dots that are different in size from the dots formed by the other laser beam is large. This will lead to deterioration.
[0063]
Therefore, in the present embodiment, in order to reduce the pixel shift between the laser beams, the number of high-frequency clocks that are increased to correct the scanning length of one laser beam is limited, and the writing timing of the other laser beam is restricted. Use a shifting method. In order to realize this method, in the present embodiment, as shown in FIG. 11, the exposure control unit 10 is provided with a main scanning length difference detection circuit 101 and an image signal timing control unit 102. Here, the same blocks or members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified.
[0064]
The main scanning length difference detection circuit 101 detects a scanning length difference between the laser beams based on the detection signals of the BD sensors 36 and 37, and sends a correction amount corresponding to the detected value of the scanning length difference to the modulation unit 48. Send out. This correction amount is a set value for the counter circuit 64. When the scanning length difference exceeds a preset threshold value, the maximum value that does not cause image deterioration is sent as the correction amount.
[0065]
Further, the main scanning length difference detection circuit 101 determines a BD delay amount for delaying the capture of the output of the BD sensor 36 based on the detected scanning length difference and the correction amount, and sends the signal to the image signal timing control unit 102. Send out.
[0066]
As shown in FIG. 12, the image signal timing control unit 102 includes a selector 103, FIFOs (First In First Out memory) 105 and 106, and a BD delay circuit 104. An image signal is input to the selector 103, and the selector 103 switches the input image signal line by line and inputs the image signal to FIFOs (First In First Out memory) 105 and 106. The BD delay circuit 104 delays the capture of the output of the BD sensor 36 according to the BD delay amount sent from the main scanning length difference detection circuit 101. However, the output of the BD sensor 36 whose capture is delayed corresponds to the semiconductor laser whose scanning length is short, and the capture of the output of the BD sensor 36 to the other semiconductor laser is not delayed. The detection signal of the BD sensor 36 which is delayed or not delayed is input to the FIFOs 105 and 106, and is used for reading timing of an image signal. Then, an image signal is output from the FIFOs 105 and 106 based on the timing signal (the detection signal of the BD sensor 36 which is delayed or not delayed). The image signal from the FIFO 105 is input to a modulator for one semiconductor laser, and the image signal from the FIFO 106 is input to a modulator for the other semiconductor laser.
[0067]
Here, one of the semiconductor lasers 43 is referred to as LD1, and the other is referred to as LD2. In order to eliminate the difference in the scanning length of each laser beam on the photosensitive drum 11, the laser beam of LD2 shorter than the scanning length of the laser beam of LD1 is used. Consider a case where the scanning length is corrected while limiting the number of high-frequency clocks, and the capture of the output of the BD sensor 36 is delayed during scanning of the LD 2.
[0068]
For example, as shown in FIG. 13, when no correction is performed, it is assumed that an image 121 is formed on the photosensitive drum 11 by the LD 1 and an image 122 is formed on the photosensitive drum 11 by the LD 2. On the other hand, if the LD 2 having a short scanning length is corrected to increase the number of high frequency clocks forming one pixel at a predetermined position in the main scanning direction, an image 123 is obtained as a corrected image. Here, when the scanning length difference between LD2 and LD1 is large, this correction amount (set value for the counter circuit 64) is set to the maximum value, and the pixel shift is reduced by this correction, but it is still at the end of the image. Pixel shift remains. Therefore, if the capture of the detection signal of the BD sensor 36 is delayed in addition to the correction for increasing the number of high frequency clocks, the image 124 in which the pixel shift amount is dispersed can be obtained.
[0069]
As described above, in the present embodiment, the scanning length is corrected by changing the width of one pixel at a predetermined portion of one line, and the capture of the output of the BD sensor is delayed, thereby reducing the scanning length of each beam light. Differences and pixel shift amounts can be reduced, and image quality degradation can be reduced as much as possible.
[0070]
In each of the above embodiments, the configuration using two beams has been described, but it goes without saying that the same effect can be obtained with three or more beams.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a difference in scan length between each of a plurality of beams is detected, and based on the detection result, a high-frequency clock constituting a main clock of a corresponding beam among the plurality of beams is detected. By controlling the writing position for changing the number, the scanning length by the corresponding beam is corrected, so that it is possible to suppress the deterioration of the image due to the difference in the scanning length by each of the plurality of beams without increasing the cost. it can.
[0072]
Further, according to the present invention, based on a result of detecting a difference between scan lengths of each of the plurality of beams, a timing of starting image formation of a corresponding beam among the plurality of beams is controlled, and each of the plurality of beams is controlled. Of the plurality of beams, the scanning length of the corresponding beam is corrected based on the result of detection of the difference between the scanning lengths. Image deterioration can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view schematically showing a configuration of an exposure control unit 10 of FIG.
FIG. 3 is a side view schematically showing a configuration of an exposure control unit 10 of FIG.
FIG. 4 is a timing chart showing the output of each of the BD sensors 36 and 37 with respect to each laser beam of FIG.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a modulation unit 48 in FIG. 2;
6 is a timing chart of input / output signals of the frequency dividing circuit 61 in FIG.
FIG. 7 is a timing chart of input / output signals of the modulation circuit 62 of FIG. 5;
8 is a timing chart of input / output signals of the counter circuit 64 and the output circuit 63 of FIG.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an output circuit 63 of FIG. 5;
10 is a timing chart showing an operation example of the output circuit 63 of FIG.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an exposure control unit of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an image signal timing control unit in FIG. 11;
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating an image before and after a scan length is corrected in a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Exposure Control Unit 11 Photosensitive Drum 31 Laser Drive Device 33 Polygon Mirror 43 Semiconductor Laser 48 Modulation Unit 60 PLL
61 frequency dividing circuit 62 modulation circuit 63 output circuit 64 counter circuit 80 modulation control units 81a to 81i flip-flops 82a to 82i two-input AND circuits 83 and 84 two-input selector circuit 869 nine-input OR circuit 87 two-input OR circuit 101 main scanning length Difference detection circuit 102 Image signal timing control section 103 Selector 104 BD delay circuits 105 and 106 FIFO

Claims

An image forming apparatus having a multi-beam scanning optical system that scans a corresponding line with a plurality of beams,
Scanning length difference detecting means for detecting a difference in scanning length due to each of the plurality of beams,
A main clock including a plurality of high-frequency clocks having a predetermined frequency is generated as a write clock for each of the plurality of beams, and the main clock is configured according to a write position for each of the plurality of beams. Clock generation means for variably controlling the number of high-frequency clocks;
Based on the detection result of the scanning length difference detection means, by controlling the writing position for changing the number of high-frequency clocks constituting the main clock of the corresponding beam among the plurality of beams, the scanning length by the corresponding beam can be reduced. An image forming apparatus comprising: a correction unit configured to perform correction.

The scanning length difference detecting unit includes a scanning start position detecting unit that detects a scanning start position of each of the plurality of beams, and a scanning end position detecting unit that detects a scanning end position of each of the plurality of beams. The scanning start position of each of the plurality of beams detected by the scanning start position detection unit and the scanning end position of each of the plurality of beams detected by the scanning end position detection unit. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a difference between the scanning lengths is detected.

3. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a high-frequency clock generating unit that generates the high-frequency clock from a basic clock, wherein the high-frequency clock is a clock that is an integral multiple of the basic clock.

A multi-beam scanning optical system that scans a corresponding line with a plurality of beams, and a scanning start position detecting unit that detects a scanning start position of each of the plurality of beams, wherein the plurality of beams are detected by the scanning start position detecting unit. An image forming apparatus that starts image formation by each of the plurality of beams based on a detection result for each of
Scanning length difference detecting means for detecting a difference between scanning lengths due to each of the plurality of beams,
A first correction unit that controls a timing of starting image formation of a corresponding beam among the plurality of beams based on a detection result of the scanning length difference detection unit;
An image forming apparatus comprising: a second correction unit configured to correct a scanning length of a corresponding beam among the plurality of beams based on a detection result of the scanning length difference detection unit.

5. The image forming apparatus according to claim 4, wherein the first correction unit controls to delay a timing of starting image formation by a corresponding beam among the plurality of beams. 6.

The image forming apparatus according to claim 4, wherein the first correction unit controls to delay a corresponding detection result among detection results of the plurality of beams by the scanning start position detection unit. .

A main clock including a plurality of high-frequency clocks having a predetermined frequency is generated as a write clock for each of the plurality of beams, and the main clock is configured according to a write position for each of the plurality of beams. Clock generating means for variably controlling the number of high-frequency clocks,
The second correction unit, based on the detection result of the scanning length difference detection unit, by controlling the writing position to change the number of high-frequency clocks constituting the main clock of the corresponding beam among the plurality of beams, The image forming apparatus according to claim 4, wherein a scanning length by the corresponding beam is corrected.

Scan end position detection means for detecting the scan end position of each of the plurality of beams,
The scanning length difference detection means, the scanning start position of each of the plurality of beams detected by the scanning start position detection means and the scanning end position of each of the plurality of beams detected by the scanning end position detection means, The image forming apparatus according to claim 4, wherein a difference in scanning length between each of the plurality of beams is detected based on the difference.

5. The image forming apparatus according to claim 4, further comprising a high-frequency clock generating unit configured to generate the high-frequency clock from a basic clock, wherein the high-frequency clock is a clock that is an integral multiple of the basic clock.

A multi-beam scanning optical system that scans a corresponding line with a plurality of beams, and a main clock composed of a plurality of high-frequency clocks having a predetermined frequency is generated as a write clock for each of the plurality of beams, A scanning length control method for an image forming apparatus, comprising: a high-frequency clock generating unit configured to vary the number of high-frequency clocks included in the main clock according to a writing position for each of the plurality of beams.
A scanning length difference detecting step of detecting a difference in scanning length due to each of the plurality of beams,
Based on the detection result of the scanning length difference detection step, of the plurality of beams, by controlling a writing position for changing the number of high-frequency clocks constituting the main clock of the corresponding beam, the scanning length of the corresponding beam is controlled. A scan length control method for an image forming apparatus.

A multi-beam scanning optical system that scans a corresponding line with a plurality of beams, and a scanning start position detecting unit that detects a scanning start position of each of the plurality of beams, wherein the plurality of beams are detected by the scanning start position detecting unit. A scanning length control method of an image forming apparatus that starts image formation by each of the plurality of beams based on a detection result for each of the plurality of beams,
A scanning length difference detecting step of detecting a difference between scanning lengths by each of the plurality of beams,
A first correction step of controlling a timing of starting image formation of a corresponding beam among the plurality of beams based on a detection result of the scanning length difference detection step;
A second correcting step of correcting a scanning length of a corresponding beam among the plurality of beams based on a detection result of the scanning length difference detecting means.

12. The scanning length control method for an image forming apparatus according to claim 11, wherein in the first correction step, control is performed such that a timing of starting image formation by a corresponding beam among the plurality of beams is delayed.

12. The image forming apparatus according to claim 11, wherein, in the first correction step, of the detection results of the plurality of beams by the scanning start position detection unit, a corresponding detection result is controlled to be delayed. Scan length control method.

The image forming apparatus generates a main clock composed of a plurality of high-frequency clocks having a predetermined frequency as a write clock for each of the plurality of beams, and generates a main clock in accordance with a write position for each of the plurality of beams. Clock generating means for variably controlling the number of high-frequency clocks constituting the main clock,
In the second correction step, based on the detection result of the scanning length difference detection step, by controlling the writing position to change the number of high-frequency clocks constituting the main clock of the corresponding beam among the plurality of beams, The method according to claim 11, wherein the scanning length is corrected by the corresponding beam.