JP6463082B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、主に電子写真プロセスを用いたカラーレーザプリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等の画像形成装置に関する。特に画像形成装置から放出される不要輻射を低減する技術に関するものである。

電子写真方式のカラー画像形成装置では、帯電された感光体上に光照射手段から光を照射（露光）して潜像を形成し、現像器により感光体上の潜像にトナーを付着させ、感光体上にトナー像を形成する。

通常、光照射手段は感光体のトナーを付着させる領域にだけ光を照射する。しかしながら、感光体のトナーを付着させない領域の電位を適正な電位に保ち、画像不良を抑制する目的で、光照射手段が感光体のトナーを付着させない領域にトナーが付着しない程度の微小な光量の光照射を行うことが知られている（特許文献１参照）。このような、トナーを付着させない領域に対する微小露光は、バックグラウンド露光と呼ばれている。

画像の濃淡を表現する為に光照射手段の光源の発光時間を画素毎に変えて露光量を変化させる場合、駆動電流を光源に流す時間間隔を制御（パルス幅変調）する。このような駆動電流のパルス幅変調によりバックグラウンド露光を行うために、微小な光量を得る為の微小な時間間隔だけ駆動電流を流す。図１９は、バックグラウンド露光を行う画素が連続した場合の画像データ及びビデオ信号を示す。図１９に示すように画素ごとに一画素以下の微小な光量に対応する微小な時間間隔の発光を行うようになっている。

ここで、バックグラウンド露光を行う画素が連続した場合、一定の周期で繰り返し光源に微小時間間隔の駆動電流が流れることになる。すると、光源の駆動回路やそれに電流を供給する電源ラインのケーブルに電流が流れ、電源ラインのインダクタンス成分によって高周波の雑音電圧が発生する。そして雑音電圧に含まれる周波数の高周波ノイズが電源ラインのケーブル等で共振を起こし、この電源ラインのケーブル等をアンテナとして高周波ノイズの電磁エネルギーの一部が空間中に電磁波として放射される。このようにして放射された電磁波は不要輻射（ノイズ）と呼ばれる。図２０（ａ）はバックグラウンド露光を連続して行う画像データを示し、図２０（ｂ）は、（ａ）の画像データにより光源を発光させた場合の不要輻射を示す。不要輻射は、光源の発光周期に起因する周波数で大きく発生しやすい。

特許文献１では、画像生成部において、画像形成露光用クロックとは別に、バックグラウンド露光用の微小発光を行う為のバックグラウンド露光用のクロック信号を設ける。そして、バックグラウンド露光用クロックの制御周波数を所定の周波数範囲内で周波数拡散させることで、バックグラウンド露光用の微小発光が周期的になることを避け、これにより不要輻射を低減している。

特開２０１２−５８７２１

しかしながら、特許文献１に示された構成では、不要輻射を低減するために、画像形成露光用クロック発生回路とは別に、バックグラウンド露光用のクロック発生回路が必要になる。このため、クロック発生回路を追加した分、コストアップする可能性がある。

上記課題に鑑みて、本発明は、より安価に不要輻射を低減してバックグラウンド露光を行うことを目的とする。

帯電された感光体に潜像を形成してトナーを付着させることで画像を形成する画像形成装置であって、形成する画像に対応する発光信号に基づいて発光し、帯電された前記感光体に光を照射して走査することで潜像を形成する光照射手段と、前記感光体に付着させるトナーの複数の濃度レベルに対応して予め設定された複数の発光パターンに関する情報を記憶し、前記複数の発光パターンに関する情報に基づいて前記発光信号を生成する信号生成手段と、を有し、前記信号生成手段は、前記発光パターンに関する情報に基づいて前記画像を構成する複数の画素に対応する前記発光信号を生成する画像形成装置において、前記信号生成手段は、画像部に潜像を形成するための第１発光量に応じた第１発光パターンに関する情報と、前記第１発光量より少ない第２発光量であり、非画像部の電位を制御するための第２発光量に応じた第２発光パターンに関する情報と、を記憶しており、前記光照射手段が、前記発光信号のうちの前記第２発光パターンに基づき生成された部分に基づいて走査している間のうち、前記光照射手段が走査方向に関して隣接して配置された第１の画素及び第２の画素を走査する場合、前記信号生成手段は、前記第１の画素に対応する部分においては前記光照射手段を発光させず、前記第２の画素に対応する部分においては、前記第１の画素において前記光照射手段を発光させなかったことに応じて、前記第２の画素における発光時間幅を所定の幅より長くし、複数の前記第２の画素に対応する部分に対して、前記光照射手段が発光を開始するタイミング、及び又は、前記光照射手段が発光を終了するタイミングを異ならせることを特徴とする。

本発明によれば、より安価に不要輻射を低減してバックグラウンド露光を行うことができる。

（ａ）レベル０のディザマトリクスを示す図、（ｂ）不要輻射ノイズを示す図 画像形成装置の概略図断面 感光ドラム表面電位の推移を示す図 感光ドラム表面電位の推移を示す図 感光ドラム表面電位の推移を示す図 出力画像を示す図 感光ドラム表面電位の推移を示す図 出力画像を示す図である。 印刷データの変換方法を示したブロック図 画像データとビデオ信号を示す図 画像データとビデオ信号を示す図 画像データとビデオ信号を示す図 非トナー像形成領域外の画素を示す図 バックグラウンド露光パターンを示す図 バックグラウンド露光パターンを示す図 バックグラウンド露光パターンを示す図 バックグラウンド露光パターンを示す図 （ａ）レベル０のディザマトリクスを示す図、（ｂ）不要輻射ノイズを示す図 従来例のバックグラウンド露光パターンを示した図 （ａ）従来例のバックグラウンド露光を連続して行う画像データを示す図、（ｂ）不要輻射ノイズを示す図 非トナー像形成領域外の画素を示す図 レベル０のディザマトリクスを示す図 多値ディザ処理の概略を示した図 レベル０のディザマトリクスを示す図 レーザ発光のタイミングを示す図 バックグランド露光パターンと不要輻射ノイズを示す図 輻射ノイズを示す図 光源ユニットとポリゴンミラーとの関係を示す概略斜視図 レーザ走査を説明する図。 （ａ）画像データとレーザ発光タイミングを説明する図、（ｂ）画像データとレーザ発光タイミングを説明する図 レーザ発光のタイミングを示す図 バックグランド露光パターンを説明する図 バックグランド露光パターン、輻射ノイズを説明する図 バックグランド露光パターンの一例と、対応する輻射ノイズを説明する図

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態は一例であって、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施形態１＞
［画像形成装置］
図２は本発明に関わる画像形成装置であるカラーレーザビームプリンタ２０１の構成を示す断面概略図である。本発明で用いた画像形成装置は、４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｂｋ：ブラック）の画像を重ね合わせてカラー画像を形成するために、４色の画像形成部を備えている。図３は、１つの画像形成部の拡大図である。各画像形成部は、感光体としての感光ドラム２１５（２１５ｙ、１５ｍ、２１５ｃ、２１５ｋ）の表面電位を一様にする帯電手段２１６（２１６ｙ、２１６ｍ、２１６ｃ、２１６ｋ）、帯電した感光ドラム２１５の表面に静電潜像を形成する光２１２（レーザビーム２１２ｙ、２１２ｍ、２１２ｃ、２１２ｋ）を照射する光照射ユニット（スキャナユニット２１０）、形成された静電潜像を可視化するために静電潜像に対してトナーを現像する現像手段２１７（２１７ｙ、２１７ｍ、２１７ｃ、２１７ｋ）、感光ドラム表面に現像したトナー像を中間転写ベルトに転写する転写手段２１８（２１８ｙ、２１８ｍ、２１８ｃ、２１８ｋ）を備える。

次にカラーレーザビームプリンタ２０１によるトナー像形成プロセスについて説明する。カラーレーザビームプリンタ２０１は、ホストコンピュータ２０２から印刷データ２０３を受け取る（入力される）と、画像処理部２０４で印刷データ２０３を展開し、画像形成するための画像データへ変換する。そして、画像処理部２０４はその画像データに基づいて露光する為のビデオ信号形式データである４色分の露光用のビデオ信号２０５を生成する。生成されたビデオ信号２０５は、画像処理部２０４から画像形成制御部２０６へと送られる。その後、ビデオ信号２０５は、画像形成制御部２０６を介してスキャナユニット２１０が備えるレーザ駆動部２１０ａへと送られる。

レーザ駆動部２１０ａはスキャナユニット２１０に設けられており、同じくスキャナユニット２１０にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色に対応して設けられた４つのレーザダイオード２１１のそれぞれに、ビデオ信号２０５に基づいて駆動電流を印加し駆動する（発光させる）。なお、画像処理部２０４は演算処理手段としてのＣＰＵ２０４ａを有し、画像形成制御部２０６は演算処理手段としてのＣＰＵ２０９を有している。レーザダイオードから出射されたレーザビーム２１２ｙ、２１２ｍ、２１２ｃ、２１２ｋ（以下、レーザビーム２１２）は、回転するポリゴンミラー（回転多面鏡）２０７で反射される。そしてポリゴンミラー２０７で反射されたレーザビーム２１２は、レンズ２１３ｙ、２１３ｍ、２１３ｃ、２１３ｋ（以下、レンズ２１３）を透過して、折り返しミラー２１４ｙ、２１４ｍ、２１４ｃ、２１４ｋ（以下、折り返しミラー２１４）で反射されることで各感光ドラム２１５上に照射される。

感光ドラム２１５の表面上でレーザビーム２１２は、レンズ２１３を透過したことにより所望のスポット形状で結像している。ポリゴンミラー２０７が回転することで、レーザビーム２１２のスポットが感光ドラムの回転軸方向（図２の紙面を貫く方向）に移動する（偏向）。その際、レーザビーム２１２が、ビデオ信号に基づいてオン（発光）、オフ（消灯）されることにより、画像データの主走査方向の１ライン分の走査（主走査）を行う。同時に、感光ドラム２１５が回転させて、レーザビーム２１２のスポットに対する感光ドラム２１５の表面の位置が副走査方向（感光ドラム２１５の周方向）にずらしていきながら、上述した１ライン走査を複数回繰り返す。これにより、感光ドラム２１５の表面上に主走査方向、副走査方向のそれぞれに幅をもった２次元の領域にレーザビーム２１２を照射し走査することができる。

各感光ドラム２１５を回転させながら、感光ドラム２１５を帯電ローラである帯電手段２１６により所望の電荷量に帯電し、レーザビーム２１２を照射して上述した走査を行うことで、感光ドラム２１５の表面電位を画像データに基づき選択的に下げる。これにより、各感光ドラム２１５の表面に画像データに対応した静電潜像を形成する。次に、現像ローラである現像手段２１７により各感光ドラム２１５の静電潜像にトナーを付着させる。具体的には、感光ドラム２１５の表面に静電潜像の電位に応じた濃度でトナーを付着させることで、感光ドラム２１５上にトナー像を形成する。このトナーの色は画像形成部毎に異なり、感光ドラム２１５Ｙにはイエロー、感光ドラム２１５Ｍにはマゼンタ、感光ドラム２１５Ｃにはシアン、感光ドラム２１５Ｋにはブラックのトナーをそれぞれ付着させてトナー像を形成する。各感光ドラム２１５上に形成されたトナー像は、一次転写部材である転写手段２１８に適当なバイアス電圧を印加することにより、無端状ベルト（以下、中間転写ベルト）２１９上に一次転写される。一次転写する際、中間転写ベルト２１９は駆動ローラ２０６により回転させられ、その表面が感光ドラム２１５の表面と略等速度で移動するよう制御されている。

一次転写は、中間転写ベルト２１９の表面に移動に同期して、各色のトナー像が中間転写ベルト２１９上で重なるように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で順次行われる。その結果、中間転写ベルト２１９上に各色のトナー像が重なったカラーのトナー像が形成される。カセット２２０内の記録紙２２１は給紙ローラ２２２によって給紙されたのち、中間転写ベルト２１９上に一次転写した画像に同期するように二次転写部２２３へと搬送されて二次転写を行なうことで記録紙上に画像が転写される。このとき、二次転写ローラに適当なバイアス電圧を印加して転写効率を高めている。二次転写された記録紙は定着器２２４にて熱と圧力により熱定着が行なわれ記録紙上に安定したカラー画像が定着されたのちに排紙部より排紙される。

［感光ドラムの表面電位］
次に、図４を用いてトナー像形成プロセスにおける感光ドラム２１５の表面電位の推移について説明をする。

はじめに、感光ドラム２１５の表面電位はほぼ０Ｖである（図４（ａ））。画像形成が開始されると、帯電ローラ２１６よって、感光ドラムの表面を所望の極性に均一に帯電（例えば表面電位ＶＤ＝−８００Ｖ）される（図４（ｂ））。次に、レーザビーム２１２で感光ドラム２１５を露光することにより、感光ドラム２１５の表面に静電潜像を形成させる（図４（ｃ））。静電潜像が形成された感光ドラムの表面電位は、レーザ光で感光ドラムが露光された部分のみ、感光ドラムの表面電位はＶＤから露光部電位ＶＬ（−２００Ｖ）に変化する。

静電潜像を可視化するための現像プロセスでは、感光ドラム２１５上に形成された静電潜像を、現像ローラ２１７に所定の電圧を印加して感光ドラム２１５上の静電潜像をトナーで現像し、感光ドラム２１５上に可視化されたトナー像を形成させる。その際、感光ドラム２１５上に現像されるトナー像は、現像手段に対向する位置で、感光ドラム２１５の表面の露光部に、トナーが感光ドラム２１５の表面電位がＶＤＣ（約−４００Ｖ）になるところまで付着する（図４（ｄ））。

その後、転写手段２１８により転写バイアスが印加され、感光ドラム２１５の表面に現像されたトナーが中間転写ベルト２１９に転写される。転写後の感光ドラム２１５の電位は−１００〜＋５００Ｖになる（図４（ｅ））。

一連の帯電、露光、現像、転写プロセス終了後は、感光ドラム２１５は再度帯電され、感光ドラムの表面電位は図４（ｂ）のように所望の電位に均一に帯電される。

このようなカラー画像形成装置で多色プリントをする場合について説明する。上流の画像形成部で中間転写ベルト上にトナー像が転写されると、中間転写ベルト上にはトナー像が形成されている部分と形成されていない部分とができる。中間転写ベルトの表面が移動して下流の画像形成部の感光ドラムと転写手段との間のニップ部に突入すると、ニップ部にある中間転写ベルトのトナーが形成されている部分と形成されていない部分とで、感光ドラムと中間転写ベルトの間の電流の流れ易さが異なる。その結果、中間転写ベルトから感光ドラムに流れる転写電流は、上流の画像形成部のトナーが形成された部分とトナーが形成されていない部分とにおいて差異が生じる。

この転写電流量の差により、図５に示すように、下流の画像形成部において、転写後の感光ドラムの表面電位にムラΔＶ１が残る（図５（ａ））。この表面電位ムラが解消されない状態で次のトナー像を形成すると、再び上述したトナー像形成プロセスを行った際に帯電により表面電位ムラを十分に埋められない場合、帯電後のドラム表面電位はＶＤに対してΔＶ２高い部分が残ってしまう（図５（ｂ））。このため、その後で静電潜像を形成しても、感光ドラム上の表面電位ムラが発生している箇所の露光後の感光ドラムの表面電位はＶＬではなく、局所的にＶＬより電位が高い部分が残る（図５（ｃ））。この状態で現像を行うと、感光ドラム２１５上の表面電位ムラが残った状態でトナーの現像が行われるため、現像後のトナー濃度にはムラが発生する。

その結果、図６に示すように画像が局所的に画像データとは対応せずにトナー濃度が薄い部分が存在する画像が形成される虞がある。ここで、６０１は出力画像、６０２は上流の画像形成部の形成画像（例えばイエローのベタパターン）、６０３は下流の画像形成部の形成画像（例えばブラックのハーフトーン画像）、６０４は下流の画像形成部の形成画像に発生する画像濃度ムラ部である。すなわち、下流の画像形成部での転写後の感光ドラムの表面電位にムラが生じたまま帯電を行っても、表面電位ムラが残ってしまった場合、次の現像した際の感光ドラム表面へのトナーの付着量が異なり、画像に濃度ムラが発生してしまう虞がある。

［バックグラウンド露光］
この画像濃度ムラを解決する手段としてバックグラウンド露光を行う。具体的には、図７に示すように転写後の表面電位のムラを解消するために、帯電バイアスの設定値を従来のバイアス設定値ＶＤに対してΔＶ３高く設定し、ＶＤ’＝−８５０Ｖとする。これにより、転写後の感光ドラムの表面電位ムラを帯電プロセスにおいてΔＶ４（ΔＶ４＜ΔＶ２）に低減することができる（図７（ｂ））。そして、転写後の帯電バイアスの出力値をＶＤ’＝−８５０Ｖと高くした分、帯電後の感光ドラムの表面電位は従来の感光ドラムの表面電位ＶＤ（−８００Ｖ）に比べてΔＶ３（−５０Ｖ）だけ高くなるため、所望の画像濃度を得るために、露光プロセスにおいて表面電位ΔＶ３を打ち消す。つまり、従来の露光量Ｌよりもより高い光量Ｌ１（Ｌ１＞Ｌ）で感光ドラム表面を露光する。具体的には、感光ドラム表面の印字領域（トナー像形成領域）に対応する領域に対して、露光量（総露光量）Ｌ１で露光するとともに、非印字領域（非トナー像形成領域）に対応する領域に対して、露光量Ｌ２（総露光量）で露光（バックグラウンド露光）する。露光量Ｌ１は、帯電された感光ドラム表面の電位を、露光することによってトナーを静電的に付着させる為の電位にする為の露光量である。当然ながら、露光量Ｌ２は露光量Ｌ１や従来の露光量Ｌよりも小さい（Ｌ１＞Ｌ＞Ｌ２）。露光量Ｌ２は、感光ドラム表面を光量Ｌ２で露光した場合、人間が目視できる（トナー像として認識できる）程のトナー付着が起こらない程度に感光ドラムの行面電位を下げる（およそΔＶ３分）光量である。

このバックグラウンド露光を行うことにより、露光後の非トナー像形成領域のドラム表面電位をＶＤ、トナー像形成領域のドラム表面電位をＶＬにすることができる。これにより、帯電バイアス後の感光ドラム表面電をＶＤ’＝−８５０Ｖと高くして感光ドラムの表面電位差ΔＶ３を打ち消すことができる（図７（ｃ））。この状態で現像を行うと、感光ドラムの電位ムラが小さい状態でトナーの現像が行われるため、トナー像の現像ムラが低減される（図７（Ｄ））。その結果、中間転写ベルトに転写後の画像は、図８に示すように下流ステーションでの形成画像に濃度ムラが発生しない画像を形成することができる。

また、バッグラウンド露光を行う目的は、上述した上流ステーションのトナー像に起因した転写後の感光ドラムの電位ムラの解消以外でもよい。例えば、装置構成上、帯電手段の帯電バイアスが固定の電圧の場合に、感光ドラムの耐久状態によらず露光前の電位を一定にする目的などでもよい。このように、バックグランド露光は、感光ドラムの非トナー像形成領域に対応する領域の露光後の表面電位を適正化するものであればよい。

［印刷データに基づいた露光］
次に、印刷データに基づいた露光について説明する。印刷データに基づいてスキャナユニット２１０により感光ドラム２１５を露光するためには、まずスキャナユニット２１０を発光させるためのビデオ信号（発光信号）を生成する必要がある。そこで、まず印刷データをビデオ信号へ変換する処理について、図９、２３を用いて説明する。

［印刷データからビデオ信号への変換処理］
印刷データ２０３をビデオ信号（発光信号）２０５へと変換する変換処理はビデオ信号２０５を生成する信号生成部としての画像処理部２０４によって行われる。この変換はＣＰＵ２０４ａによる演算されることにより行われる。

画像処理部２０４は、まず、ホストコンピュータから受信した印刷する画像９０１に対応するデータである印刷データ２０３を、画像形成装置の設定解像度に応じた最小画素単位に分割処理をして画像データ９０２に変換する。その後、生成した画像データ９０２に基づいて複数のレーザダイオード２１１を発光させる為、画像データ９０２を対応するビデオ信号２０５に変換する。画像データ９０２は、ビデオ信号２０５に基づいて発光するスキャナユニット２１０の発光パターンに対応する（関する）情報である。

画像処理部２０４は、印刷データ２０３を画像データ９０２に変換する際、印刷データ２０３を多値ディザ処理して階調を有する画像データ９０２に変換するディザマトリクス処理を行う。

多値ディザ処理について、図２３を用いて詳細説明をする。図２３（ａ）は、印刷データ２０３から変換した画像データ９０２の一部を示す図であり、画像データ９０２をディザマトリクス（画像データ片）ごとに太線で区切った状態を示している。図２３（ａ）では、一例として、縦４画素分、横４画素分の計１６個の画素からなる正方形の領域がディザマトリクスの最小単位となるように分割した場合を示している。このように、複数の画素の集合体である画像データ片（複数の画素の集合体の発光パターン）であるディザマトリクスを複数並べて配置したものを画像データである。

図２３（ｂ）は、ディザマトリクスの基本となる最小ディザマトリクス内の画素の成長順を示す図である。最小ディザマトリクスの１６個の画素（正方形の升）には、１から１６の成長順を示す番号が振られている。画素が成長するとは、注目画素内での発光時間を長くして、感光ドラムの注目画素に対応する部分に付着するトナーの濃度が高くなることを示す。また、レベル０〜１６とは、各ディザマトリクスの濃度レベルを示すもので、レベルが上がる程、ディザマトリクス内では成長した画素が多くなる。このため、そのレベルが上がる程、ディザマトリクスの画像濃度が高くなり、現像した場合に付着するトナーの濃度レベルが高い領域となる。

画像処理部２０４は、印刷データ２０３の画像の複数の濃度レベル（階調）に対応する複数のディザマトリクス（上記の例ではレベル０〜１６）を不図示のＲＯＭ（記憶手段）に記憶している。画像処理部２０４は、印刷データ２０３の各座標に対し、その座標の濃度レベル（階調）に対応したディザマトリクスを選択して配置することで、各座標に各座標の濃度レベルに応じたディザマトリクスが配置された画像データ９０２を生成する。図９、２３等に示したディザマトリクス、画像データは感光ドラムを露光するパターンに対応するもので、黒い領域は感光ドラム表面の光を照射する領域に対応し、白い領域は感光ドラムの表面の光を照射しない領域に対応する。

なお、図９で示した画像９０１及び画像データ９０２や、図２３（ａ）で示した画像データは一例であり、実際には任意の画像を印刷することが可能である。また、図２３（ｂ）で示した最小ディザマトリクス内の画素の成長のさせ方はこの限りではない。例えば、各画素内の濃度を成長させる割合を、１つレベルが上がった際に画素の濃度を、０％→１００％へと一気に成長させなくてもよい。つまり、１つレベルが上がると０％→５０％、更に１つレベルが上がると５０％→１００％というように複数の段階を経て成長させても良い。また、１つレベルが上がった際に、複数の画素を同時に成長させてもよい。

画像処理部２０４は、画像データ９０２に基づいてビデオ信号２０５を生成し、画像形成制御部２０６（図２参照）を介して、画像クロックＰｃｌｋに同期してレーザ駆動部２１０ａへ出力する。画像クロックＰｃｌｋは、画像処理部２０４に設けられたクロック発生手段２０４ｂにより生成されるクロック信号である。レーザ光による感光ドラム２１５の走査中（感光ドラム２１５上にレーザ光を照射してスポットを形成可能な期間）は、少なくとも画像クロックＰｃｌｋは固定の周波数（本実施形態では２０ＭＨｚ）で生成される。図９では簡単のため画像形成制御部２０６の図示を省略している。

ビデオ信号２０５は、露光手段（スキャナユニット２１０）の光源（レーザダイオード２１１）を発光させるための信号であり、この信号に基づいて光源を発光させることにより、画像データ９０２と同様のパターンで感光ドラムを露光させる。このため、ビデオ信号２０５は、感光ドラムに光を照射していく順に画像データ９０２の画素をシリアルに並べることにより生成される。ポリゴンミラー２０７を用いた露光手段の場合、感光ドラムに光を照射していく順とは、レーザビーム２１２の感光ドラム上でのスポットが移動していく順である。つまり、主走査方向に並んだ画素列を主走査ラインとした時に、以下のような順である。第１の主走査ラインを主走査方向で上流から下流に向う順に光を照射（一走査）した後、第１の主走査ラインの副走査方向下流側にある第２の主走査ラインを同様に主走査方向で上流から下流に向う順に光を照射するといった順である。

本実施形態におけるビデオ信号２０５は、レーザ駆動部２１０ａに、レーザダイオード２１１を発光させる為にレーザダイオードに通電させる“Ｈ”と、通電させない“Ｌ”という２つの状態（相）からなる信号である。このため、レーザダイオード２１１の発光パターン（ＯＮ、ＯＦＦの切り替えパターン）は、ビデオ信号２０５の“Ｈ”、“Ｌ”の切り換えのパターンに対応したものとなる。本実施形態ではビデオ信号２０５は差動信号である。

次に、図１０、図１１、図１２を用いて、ビデオ信号２０５と画像データ、発光パターン、画像クロックＰｃｌｋとの関係について説明する。

図１０に一例を示す。画像クロックＰｃｌｋがＰｃｌｋ＝２０ＭＨｚの場合には、レーザビーム２１２のスポットによる１画素の走査時間は１／Ｐｃｌｋ＝５０ｎｓｅｃとなる。図１０では、画像クロックＰｃｌｋの立ち上がりタイミングに同期して、１画素毎に“Ｈ”、“Ｌ”が設定されたビデオ信号２０５を出力した例を示している。

また、図１１には、画像クロックＰｃｌｋの立ち上がりタイミングに同期して、１画素の走査時間よりも短い時間で“Ｈ”、“Ｌ”を切り換えるビデオ信号２０５を出力した例を示している。なお、本実施形態では、画像クロックＰｃｌｋを逓倍することで“Ｈ”、“Ｌ”切り換え用のクロック信号である切換クロックを生成し、この切換クロックに同期して“Ｈ”、“Ｌ”を切り換える。画像クロックＰｃｌｋは固定の周波数のため、この切換クロックも固定の周波数である。つまり、ビデオ信号２０５の出力の“Ｈ”、“Ｌ”の切り換えタイミングは、この固定の周波数の切換クロックの立ち上がりか立ち下りのいずれかに同期したタイミングである。

このように、１画素の走査時間内での“Ｈ”状態の長さを任意に設定することで、１画素の走査時間内でのレーザ発光時間の割合（０％〜１００％）を制御することができる。そして、１画素の走査時間内でのレーザ発光時間の割合が大きい程、感光ドラム表面のその画素に対応する領域へ付着するトナーの濃度は高くなる。なお、レーザ発光時間は、切換クロックの１周期分の時間単位で制御することができる。例えば、切換クロックの周波数が画像クロックＰｃｌｋの３２倍の場合、１画素の１／３２の長さの画素片を最小単位としてレーザ発光時間の割合を制御可能である。

また、図１２には、１画素中の走査方向上流位置、中央位置、下流位置のいずれかの位置でレーザ発光させた例を示している。光スポットの１画素の走査時間をＴｃｌｋ（Ｔｃｌｋ＝１／Ｐｃｌｋ）、発光期間（“Ｈ”状態を維持する期間）をＷｅｘ、画像クロックの立ち上がりタイミングからレーザ発光が開始する（“Ｌ”状態から“Ｈ”状態に切り換わる）タイミングまでの期間をＴｅｘとする。１画素中の中央に発光させる場合のレーザ発光開始タイミングＴｅｘ＿ｃは、Ｔｅｘ＝Ｔｅｘ＿ｃ＝（Ｔｃｌｋ−Ｗｅｘ）／２とする。主走査方向上流側から発光させる場合のレーザ発光開始タイミングＴｅｘ＿ｕは、Ｔｅｘ＝Ｔｅｘ＿ｕ＝０とする。主走査方向下流側から発光させる場合にはＴｅｘ＝Ｔｅｘ＿Ｌ＝Ｔｃｌｋ−Ｗｅｘとする。これにより、１画素中のいずれの位置でもレーザ発光させることができる。

［バックグラウンド露光の方法］
本実施形態におけるバックグラウンド露光の方法について説明をする。バックグラウンド露光は、感光ドラムに人間が目視できる（トナー像として認識できる）程にトナーが付着しない程度に感光ドラムを露光するので、１画素の走査時間以下の発光時間で光源を発光させる。具体的には１画素中の約１０％程度の発光幅にすることで、感光ドラムの表面電位をＶＤ’からＶＤに下げて、現像前の感光ドラムの表面電位を、現像手段によってトナーが付着しない程度の電位にすることができる。このような、現像前の感光ドラムの表面電位を、現像手段によってトナーが付着しない程度の電位にするための露光を行う画素を、バックグラウンド露光を行う画素、若しくは微小露光画素と称す。なお、バックグラウンド露光における１画素内の適切な発光幅は、感光ドラムの表面電位ＶＤ’とＶＤの差分に関連し、その差分が大きい程、必要な発光幅が増える。

上述した印刷データ２０３をビデオ信号２０５に変換する過程で、印刷データ２０３の画像濃度が最も薄い、白地部である非トナー像形成領域の座標には、レベル０のディザマトリクスを配置する。本実施形態では、このレベル０のディザマトリクスを、バックグラウンド露光を行う画像データ片とした。バックグラウンド露光を行う画像データ片とは、感光ドラムに人間が目視できる（トナー像として認識できる）程にトナーが付着しない程度に感光ドラムを露光する発光幅（微小パルス幅）を持つ画素の集合である。換言すれば、レベル０のディザマトリクスは感光ドラムにトナーを付着させないレベルに対応して予め設定されたトナー非付着部用発光パターンに対応する。また、ビデオ信号２０５のトナー非付着部用発光パターンに対応する部分は、トナー非付着部用発光信号である。

スキャナユニット２１０が、ビデオ信号２０５のうちのレベル０のディザマトリクスを用いて生成された画像データ部分に対応する部分に基づいてレーザビーム発光し、感光ドラム２１５を走査することで、感光ドラム２１５にバックグラウンド露光を行う。

なお、印刷データ２０３の白地部以外のトナー像形成領域の座標には、レベル１以上のディザマトリクス（画像データ片）を配置する。レベル１以上のディザマトリクスは、感光ドラムに人間が目視できる（トナー像として認識できる）程にトナーを付着させる程度に感光ドラムを露光する発光幅を持つ画素を少なくとも１つ含む（図２３（ｂ）レベル１〜３１のディザマトリクスを参照）。

［バックグラウンド露光における課題］
しかしながら、例えば図２０（ａ）に示すように、レベル０のディザマトリクスの全ての画素を、一律に微小パルス幅の発光幅を持つ画素とした場合、微小パルス幅の発光幅を持つ画素が主走査方向に連続することになる。従って、レベル０のディザマトリクスを含む画像データをビデオ信号に変換してレーザ駆動部２１０ａに出力すると、レーザ駆動部２１０ａのレーザダイオード２１１に駆動電流を供給するレーザ駆動回路に、一定周期で繰り返し微小時間間隔の駆動電流が流れる。すると、レーザ駆動部のレーザ駆動回路やそれに電流を供給する電源ラインのケーブルに電流が流れ、ラインのインダクタンス成分によって高周波の雑音電圧が発生する。そして雑音電圧に含まれる周波数の高周波ノイズが電源ラインのケーブル等で共振を起こし、この電源ラインのケーブル等をアンテナとして高周波ノイズの電磁エネルギーの一部が空間中に電磁波になって放射され、不要輻射（ノイズ）となる。

［バックグラウンド露光の発光パターン］
そこで本実施形態では、微小パルス幅の発光幅を持つ画素が走査方向に連続した場合でも、レーザ駆動部２１０ａのレーザ駆動回路に周期的な電流が流れない（非周期的に電流が流れる）ようなバックグラウンド露光パターンとなるようにレベル０のディザマトリクスを設定している。レーザ駆動部２１０ａのレーザ駆動回路に周期的な電流が流れないようなバックグラウンド露光パターンとは、微小パルス幅の発光を行うタイミングが非周期的で、微小パルスの発光幅（発光期間）が一定にならないような発光パターンである。つまり、図１３に示すように、バックグラウンド露光を行う画素からなる非トナー像形成領域ＤＡにおいて、走査方向に関して隣り合う画素をそれぞれ第一画素Ｐ１と、第二画素Ｐ２とする。この場合、第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２をスキャナユニット２１０が走査する際、画像クロック基準点からのレーザ発光開始タイミング、及び又は、レーザ発光終了タイミングが異なるようにする。つまり、第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２は、画素内におけるレーザ発光開始タイミング、及び又は、レーザ発光終了タイミングが異なる。なお、走査方向とは、感光ドラムの表面上における走査光のスポットの移動方向であり、本実施形態においては、ポリゴンミラー２０７の回転によりレーザビーム２１２のスポットが移動する主走査方向である。

次に、バックグラウンド露光パターンの具体例を、走査方向で隣り合う第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２を用いて説明をする。

第一の発光パターンでは、第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２とで各画素内における画像クロックＰｃｌｋの基準点（立ち上がりタイミング）からの発光開始タイミング及び発光終了タイミングが異なる。図１４に示す一例では、第一画素Ｐ１では画素の走査方向上流側から発光させる、第二画素Ｐ２では画素の走査方向中央で発光させる。なお、第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２とで各画素内での発光幅（発光期間）は同じである。

第二の発光パターンでは、第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２とで、各画素内において発光幅（発光期間）を異なるようにしている。図１５に示す一例では、第一画素Ｐ１の発光幅（発光期間）は、第二画素Ｐ２のそれよりも長い。発光幅（発光期間）の最大値は、人間が目視できる（トナー像として認識できる）程のトナー付着が起こらない程度に感光ドラムの行面電位を下げる露光量の上限に対応する。

一画素の幅をＷｈ、第一画素の発光幅をＷ１、第二画素の発光幅をＷ２、人間が目視できる程のトナー付着が起こらない最大の発光幅をＷｍａｘ（＜Ｗｈ）とすると以下の〈１〉〜〈３〉の関係が成り立つ。
Ｗ１≠Ｗ２ ・・・〈１〉
且つ、Ｗｍａｘ≧Ｗ１ ・・・〈２〉
且つ、Ｗｍａｘ≧Ｗ２ ・・・〈３〉
更に、１画素中の１０％程度の発光幅が適切な発光幅である状況下であれば、更に以下の〈４〉のように設定することで適切な発光パターンを得ることができる。
２Ｗｈ×（１０／１００）≧Ｗ１＋Ｗ２ ・・・〈４〉
即ち、均して１０％の発光幅となるようにすればよい。

なお、第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２とで画像クロックＰｃｌｋの基準点（立ち上がりタイミング）からの発光開始タイミングは同じである。

バックグラウンド露光パターンとしては、上述の第一の発光パターン、第二の発光パターンを組み合わせた発光パターンでもよい。図１６に示す一例では、第一画素Ｐ１は、走査方向上流側から発光させ、且つ発光幅を長くし、第二画素Ｐ２は、走査方向中央で発光させ、且つ発光幅を第一画素Ｐ１の発光幅よりも短くして発光させるパターンであってもよい。

次に、レベル０のディザマトリクスについて説明する。上述したように、本実施形態のレベル０のディザマトリクスを、バックグラウンド露光を行う画素のみで構成された画像データに対応するものとしている。

図１（ａ）は、本実施形態のレベル０のディザマトリクスを示すものである。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したディザマトリクスを用いた場合の不要輻射ノイズの周波数と強度の関係を示すグラフである。なお、本実施形態では最小ディザマトリクスを、縦６画素分、横６画素分の計３６個の画素からなる正方形の領域としている。このレベル０のディザマトリクスでは、走査方向で隣り合う全ての画素が第一の発光パターン、第二の発光パターン、又は、第一、第二の発光パターンを組み合わせた発光パターンでとなるよう構成されている。つまり、レベル０のディザマトリクスに基づいて発光するバックグラウンドロ露光パターンでは、走査方向で隣り合う全ての画素同士が、画素における露光手段を発光開始させるタイミング、及び又は、発光終了させるタイミングが異なる。

図２０（ａ）は比較例のレベル０のディザマトリクスを示し、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示したディザマトリクスを用いた場合の不要輻射ノイズの周波数と強度の関係を示すグラフである。比較例のレベル０のディザマトリクスは、全ての画素を、一律で微小パルス幅の発光幅を持つ画素で構成している。このため、レーザ駆動部のレーザ駆動回路に、一定の周期で繰り返し微小時間間隔の駆動電流が流れ、レーザ駆動回路やそれに電流を供給する電源ラインのケーブルに電流が流れ、ラインのインダクタンス成分によって高周波の雑音電圧が周期的に発生する。その際、周期的に雑音電圧が発生するため、雑音電圧に含まれる周波数の高周波ノイズが電源ラインのケーブル等で共振を起こし、この電源ラインのケーブル等をアンテナとして高周波ノイズの電磁エネルギーの一部が空間中に電磁波になって放射されやすい。このため、不要輻射（ノイズ）が多く発生してしまう。具体的には、画像クロック周波数（この場合は２０ＭＨｚ）を基本周波数とした２０ＭＨｚの逓倍周波数の不要輻射ノイズが発生する。

一方で、図１（ａ）のようなディザマトリクスを使用することで、レーザ駆動部のレーザ駆動回路には微小時間間隔の駆動電流は非周期的に流れ、一定の周期で繰り返す微小時間間隔の駆動電流は流にくい（発生しにくい）。このため、雑音電圧が特定の周期で発生しにくく、特定の周波数（画像クロック周波数が２０ＭＨｚの場合は２０ＭＨｚの逓倍周波数）に集中して不要輻射ノイズが発生しにくい。このため、図１（ｂ）に示すように、不要輻射ノイズの発生周波数を分散させ、不要輻射ノイズのピーク値を低減することができる。

なお、本実施形態では、レベル０のディザマトリクスの少なくとも一部で、走査方向で隣り合う画素同士が第一の発光パターン、第二の発光パターン、又は、第一、第二の発光パターンを組み合わせた発光パターンで構成されていればよい。このような構成であれば、第一の発光パターン、第二の発光パターン、又は、第一、第二の発光パターンを組み合わせた発光パターンで構成された部分を走査するタイミングでの不要輻射ノイズのピーク値を少なくとも低減することができる。

また、本実施形態は、不要輻射ノイズの発生を抑制するバックグラウンド露光の発光パターンを含むディザマトリクスを記憶し、多値ディザ処理を行う。このため、画像形成露光用クロック発生回路とは別に固定の周波数でないバックグラウンド露光用のクロック発生回路を設けることなく、不要輻射ノイズの発生を抑制したバックグラウンド露光を行うことができる。

このように、本実施形態によれば、簡単な構成で不要輻射として発生する電磁波の電界強度（ピーク値）を低減することができる。

なお、本実施形態では、画像処理部２０４でディザ処理する際にバックグラウンド露光の発光パターンも生成する構成について記載をしたが、これに限られない。つまり、画像処理部２０４とは別に発光パターン生成部を設け、ここでバックグラウンド露光の発光パターンを生成し、画像クロックＰｃｌｋに同期してビデオ信号に重畳してレーザ駆動回路２１０ａへ出力する構成とする。更に、別の発光パターン生成部は、隣り合う画素同士の発光パターンが上述した第一の発光パターン、第二の発光パターン、又は、第一、第二の発光パターンを組み合わせた発光パターンで構成されたバックグラウンド露光の発光パターンを生成する。このような構成であっても、画像形成露光用クロック発生回路とは別に固定の周波数でないバックグラウンド露光用のクロック発生回路を設けることなく、上述した構成と同様の効果を得ることができる。

＜実施形態２＞
次に実施形態２について説明する。本実施形態では、実施形態１で説明した第二の発光パターンの変形例とも言える第三の発光パターンについて説明する。その他の構成については、実施形態１と同様であるため、同様の符号を付し説明は省略する。

本実施形態で説明する不要輻射ノイズのピーク値を低減するバックグラウンド露光の発光パターンは、第一画素Ｐ１もしくは第二画素Ｐ２のどちらか一方の画素を発光させない第三の発光パターンである。図１７に示す一例では、第一画素Ｐ１を発光させず（発光幅が０）、第二画素Ｐ２を微小露光画素として発光させる。一方の画素で発光を行わない分、他方の画素においては発光時間幅を長くして、バックグラウンド露光におけるレーザの総露光量を感光ドラムの表面電位をＶＤ’からＶＤに下げる露光量に合わせる。つまり発光させない画素を第一画素とした場合は、実施形態１で説明した〈１〉〜〈４〉の関係は以下のように書き換えられる。
Ｗ１＝０、Ｗ２＞０ ・・・〈１〉´
且つ、Ｗｍａｘ≧Ｗ１（＝０） ・・・〈２〉
且つ、Ｗｍａｘ≧Ｗ２ ・・・〈３〉
更に、１画素中の１０％程度の発光幅が適切な発光幅である状況下であれば、更に以下の〈４〉のように設定することで適切な発光パターンを得ることができる。
２Ｗｈ×（１０／１００）≧Ｗ２ ・・・〈４〉´
このような第三の発光パターンを、実施形態１で説明したレベル０のディザマトリクスの一部に用いる。つまり、レベル０のディザマトリクスでは、走査方向で隣り合う全ての画素が第一の発光パターン、第２の発光パターン、第１、第２の発光パターン、又は、第３の発光パターンを組み合わせた発光パターンで構成する。

このようにすることで、簡単な構成で不要輻射として発生する電磁波の電界強度（ピーク値）をより低減することができる。図１８（ａ）はこのような第三の発光パターンを行うためのレベル０のディザマトリクスを示す図である。

また、第３の発光パターンのみでレベル０のディザマトリクスを構成しても効果を得ることができる。つまり、図２０に示すような従来のバックグラウンド露光の発光パターンでは、画像クロック周波数を基本周波数とした逓倍周波数の不要輻射ノイズが発生する。一方、第三の発光パターンのみでレベル０のディザマトリクスを構成した場合は、図１８（ｂ）に示すように不要輻射ノイズの発生する周波数は、画像クロック周波数の半分の逓倍周波数へとシフトする。この為、より問題となりやすい高周波の不要輻射ノイズの発生を抑えることができる。

なお、第三の発光パターンにおいて、発光させる画素を第二画素とした場合、連続する第二画素同士で、発光幅や、画像クロック基準点からのレーザ発光開始タイミング、及び又は、レーザ発光終了タイミングを異ならせてもよい。この場合、更に、実施形態１と同様に、不要輻射ノイズの発生周波数を分散させ、不要輻射ノイズのピーク値を低減することができる。

＜実施形態３＞
次に実施形態２について説明する。実施形態１、２では、画像クロック周波数を基本周波数とした逓倍周波数の不要輻射ノイズの低減するための構成について説明したが、それよりも低い周波数の不要輻射ノイズを低減するための構成について説明する。

具体的には、第四の発光パターンについて説明し、その他の構成については、実施形態１と同様であるため、同様の符号を付し説明は省略する。

第四の発光パターンでは、図２１に示すように、非トナー像形成領域ＤＡのうち副走査方向に隣り合う第一画素Ｐ１と、第二画素Ｐ３で、画像クロックＰｃｌｋの基準点からのレーザ発光開始タイミング、レーザ発光終了タイミング、又は、発光幅が異なる。つまり、第四の発光パターンとは、実施形態１、２で走査方向（主走査方向）で隣り合う２つの画素に適用された第一、第二、第三の発光パターンを、走査方向に直交する方向（副走走査方向）に隣り合う２つの画素に適用したものである。図２２に示す一例では、第一画素Ｐ１では画素の走査方向中央で発光させるが、第二画素Ｐ３では発光させない。また、別の第一画素Ｐ１´では画素の走査方向中央で発光させ、別の第二画素Ｐ３´では画素の走査方向下流側で発光させる。また、別の第一画素Ｐ１´の発光幅よりも別の第二画素Ｐ３´の発光幅の方が長い。

このように、本実施形態では、副走査方向に隣接する画素においても、第一〜第三発光パターンに倣い、バックグラウンド露光の発光パターンが同一とならない第四の発光パターンを用いた。これにより、副走査方向で１ラインの周期で発生するバックグラウンド露光用の発光に対応する微小時間間隔の駆動電流の繰り返しに起因する不要輻射ノイズを分散させ、不要輻射ノイズのピーク値を低減することができる。

なお、第四の発光パターンは、第１〜第三の発光パターンと併用してもよい。この場合、より多くの周波数で不要輻射ノイズの発生周波数を分散させ、不要輻射ノイズのピーク値を低減することができる。

＜実施形態４＞
次に実施形態４について説明する。実施形態１〜３では、露光手段は、レーザビームをポリゴンミラーで偏向し、感光ドラム上でレーザビームスポットによる走査を行う構成であった。本実施形態では、露光手段として、主走査方向（感光ドラムの回転軸方向）に配列された複数の光源により、感光ドラム上を露光する所謂、固体露光構成について説明する。

露光手段は、独立して発光可能な主走査方向の画素数以上の複数の光源を備え、各光源から出射された光をそれぞれ感光ドラム上にレンズ等で結像させ、複数のビームスポットを形成する。ビームスポットは、感光ドラム上で主走査方向に並んで配置される。ビームスポットの間隔が主走査方向の画素間隔となる。感光ドラムが回転することにより、主走査方向に並んだ複数のビームスポットが感光ドラム表面に対して相対的に副走査方向に移動する。これにより、感光ドラムの表面上に主走査方向、副走査方向のそれぞれに幅をもった２次元の領域に光を照射し、走査することができる。

このような露光手段を画像データに基づいて走査する場合、各光源が光を照射していく画像データの画素を、光を照射する順にシリアルに並べたビデオ信号を生成し、画像クロックに同期して各光源の駆動部へ、出力する。この場合、各光源が光を照射する順とは、副走査方向上流から下流に向う順である。

本実施形態では、副走査方向で白地部（非トナー像形成領域）が連続した場合における不要輻射ノイズの発生周波数を分散させる。具体的には、図２４に示すように、レベル０のディザマトリクスを走査方向で隣り合う全ての画素が第一の発光パターン、第二の発光パターン、第三の発光パターン、又は、第１、第２の発光パターンを組み合わせた発光パターンで構成する。ここで、本実施形態における走査方向とは、感光ドラム表面上に形成される複数のビームスポットの配列方向に直交する副走査方向である。

このように、本実施形態によれば、露光手段が固体露光構成の場合であっても、不要輻射ノイズの発生周波数を分散させ、不要輻射ノイズのピーク値を低減することができる。

＜実施形態５＞
実施形態１〜４では、ある１色でのバックグラウンド露光に起因した不要輻射ノイズの低減について説明した。これに対し、本実施形態では、複数色でバックグラウンド露光を同時に行われた場合に不要輻射ノイズが増加することを抑制するための構成について説明する。その他の構成については、実施形態１と同様であるため、同様の符号を付し説明は省略する。

画像形成装置で連続印刷を実施した際の、各色のレーザの発光タイミングのシーケンスを図２５に示す。図のタイミングチャートでＬｏｗの区間が、画像印刷中の各色のレーザ発光タイミングであり、１枚目の画像印刷中ではイエロー画像形成１５０１Ｙ、マゼンタ画像形成１５０１Ｍ、シアン画像形成１５０１Ｃ、ブラック画像形成１５０１Ｋのタイミングで順次レーザ発光を開始する。２枚目以降も同様にイエロー画像形成１５０２Ｙ、マゼンタ画像形成１５０２Ｍ、シアン画像形成１５０２Ｃ、ブラック画像形成１５０２Ｋと順次レーザ発光を行う。従って、画像印刷中においては、複数色のレーザが同時に発光している期間がある。そして、印刷する画像によっては、複数色のレーザが同時にレベル０のディザマトリクスによる発光パターンで発光している期間が発生する場合がある。この場合、カラーレーザビームプリンタ２０１からは各色の不要輻射ノイズを合算した不要輻射ノイズが発生することになる。

図３４は、各色のレベル０のディザマトリクスの一例とそれに基づいて発光した場合の不要輻射ノイズのグラフであり、（ａ）、（ｅ）はイエロー、（ｂ）、（ｆ）はマゼンタ、（ｃ）、（ｇ）はシアン、（ｄ）、（ｈ）はブラックである。図３４に示すように、仮に各色のレベル０のディザマトリクスが同じ場合、各色のレーザ駆動回路部分からは、同じ周波数成分の不要輻射ノイズが発生することになる。このため、実施形態１〜４で示した方法により１色に関して不要輻射ノイズの発生周波数を分散させて、各周波数の不要輻射ノイズのピーク値を低くしていても、４色分を合算すると各周波数の不要輻射ノイズのピーク値が大きくなる虞がある。

本実施形態の各色のバックグランド露光パターンに対応するレベル０のディザマトリクスを図２６（ａ）〜（ｄ）に示す。図２６（ａ）はイエロー画像用のレベル０のディザマトリクス１０１である。図２６（ｂ）はマゼンタ画像用のレベル０のディザマトリクス１０２である。図２６（ｃ）はシアン画像用のレベル０のディザマトリクス１０３である。図２６（ｄ）はブラック画像用のレベル０のディザマトリクス１０４である。イエロー画像用のレベル０のディザマトリクス１０１を除いて、各色のレベル０のディザマトリクスは、実施形態１で説明したのと同様のものである。つまり。少なくとも一部で、走査方向で隣り合う画素同士が第一の発光パターン、第二の発光パターン、又は、第一、第二の発光パターンを組み合わせた発光パターンで構成されている。なお、実施形態１で説明したように、第一の発光パターンとは、隣接する第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２とで各画素内における画像クロックＰｃｌｋの基準点からの発光開始タイミング及び発光終了タイミングが異なるパターンである。また、第二の発光パターンは隣接する第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２とで、各画素内において発光幅（発光期間）が異なるパターンである。

なお、１色分のバックグランド露光だけであれば不要輻射ノイズのレベルが実用の範囲内に収まる場合には、いずれか１色（本実施形態ではイエロー）用のレベル０のディザマトリクスを、従来と同様のバックグランド露光パターンとなるように設定してもよい。より不要輻射ノイズを低減する必要がある場合は、全ての色用のバックグランド露光パターン（レベル０のディザマトリクス）を、実施形態１と同様にノイズ対策したバックグラウンド露光パターンとなるように設定してもよい。ノイズ対策したバックグラウンド露光パターンとは、少なくとも一部で、走査方向で隣り合う画素同士が第一の発光パターン、第二の発光パターン、又は、第一、第二の発光パターンを組み合わせた発光パターンで構成された発光パターンである。

その上で、更に本実施形態では、各色のレベル０のディザマトリクス１０１、１０２、１０３、１０４は互いに異なるパターンとしている。これは、各色のレベル０のディザマトリクスにもとづいて各色のレーザダイオード２１１が発生した場合に発生する不要輻射ノイズのピークが出る周波数が各色間で分散するようするためである。具体的には、各色間で発光パルスの発生周期が異なるようにしたり、同時に発光したりしないように、各色のレベル０のディザマトリクス１０１、１０２、１０３、１０４は互いに異なるパターンに設定している。

各色のレベル０のディザマトリクスに基づき各色のレーザダイオード２１１を発光させたときに発生する輻射ノイズを図２６（ｅ）〜（ｈ）に示す。図２６（ｅ）は、レベル０のディザマトリクス１０１に起因してイエローのレーザ駆動回路部から発生する輻射ノイズである。同様に、図２６（ｆ）は、レベル０のディザマトリクス１０２に起因して発生するノイズである。図２６（ｇ）は、レベル０のディザマトリクス１０３に起因して発生するノイズである。図２６（ｈ）は、レベル０のディザマトリクス１０４に起因して発生するノイズである。

バックグラウンド露光により発生する不要輻射ノイズは、主に主走査方向に配置した発光パターンの繰り返し周期や、各発光パターンの点灯、消灯周期の影響を受ける。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各レベル０のディザマトリクスは、それぞれ異なる発光パターンとしている。このため、各発光パターンでバックグランド露光を実施した際に発生する不要輻射ノイズを合算（合成）しても、最終的に発生するノイズの周波数や、ノイズのピークレベルが分散されたノイズとなる。

図２７は印刷中に画像形成装置から発生する不要輻射ノイズであり、各色のレーザ駆動回路からの各レベル０のディザマトリクスに起因する不要輻射ノイズを合成したものである。つまり、前述の各色のレベル０のディザマトリクスに起因する、図２６（ｅ）〜（ｈ）に示す各色のバックグランド露光パターン発光の不要輻射ノイズを合成したノイズが画像形成装置から発生することになる。ここで、各色のレベル０のディザマトリクス１０１、１０２、１０３、１０４は、それぞれに基づいて各レーザダイオード２１１を発光させた場合に発生する不要輻射ノイズの周波数が極力重ならないように各レベル０のディザマトリクスを設定している。このため、ピークノイズレベルを分散することができ、画像印刷時に画像形成装置から発生する不要輻射ノイズを低減することができる。

なお、本実施形態では、各色のディザマトリクスの単位を、主走査方向に４画素、副走査方向に４画素の４×４＝１６画素分としたがその大きさはこれに限定されない。また、各色のディザマトリクスの単位を必ずしも同じとしなくてもよく、例えば、イエローは４×４画素に対して、マゼンタは８×６画素、シアンは３×２画素、ブラックは１０×１２画素といったように、各色でディザマトリクスの単位のサイズを変えてもよい。

このように、本実施形態によれば、バックグランド露光の発光パターン（レベル０のディザマトリクス）を色毎に異なるパターンとすることで、カラーの画像形成を行う際に不要輻射として発生する電磁波の電界強度（ピーク値）を低減することができる。

＜実施形態６＞
実施形態１は１つの感光ドラムに対してレーザダイオード２１１から同時に２つのレーザ光を照射して露光する構成だった。本実施形態では、１つの感光ドラムに対してレーザダイオード２１１から同時に２つのレーザ光を照射して露光する構成でバックグラウンド露光を行う場合に不要輻射ノイズが増加することを抑制するための構成について説明する。その他の構成については、実施形態１と同様であるため、同様の符号を付し説明は省略する。

［レーザ発光制御］
本実施形態におけるレーザ発光素子の構成について説明をする。図２で説明したスキャナユニット２１０のレーザダイオード２１１は、不図示の４つの光源ユニット（半導体レーザ）２１１ｙ、２１１ｍ、２１１ｃ、２１１ｋを備えている。本実施形態では、各光源ユニットが２つの発光点（光源）を備える構成である。光源ユニット２１１ｙ、２１１ｍ、２１１ｃ、２１１ｋの構成は同様であるため、以降は光源ユニット２１１ｙに関して説明する。図２８は光源ユニット２１１ｙとポリゴンミラー２０７との関係を示す概略斜視図であり、簡単のためレンズ等は省略している。１つの光源ユニット２１１ｙは、独立して制御可能な複数のレーザ光（第１レーザ光２１２ｙａ、第２レーザ光２１２ｙｂ）を出射する。第１レーザ光２１２ｙａは、画像処理部２０４から出力される第１レーザ光２１２ｙａ用のビデオ信号２０５に基づいて発光し、第２レーザ光２１２ｙｂは、画像処理部２０４から出力される第２レーザ光２１２ｙｂ用のビデオ信号２０５に基づいて発光する。なお、本実施形態では、１つの光源ユニットから独立して発光制御可能な２つのレーザ光を出射する構成について説明をしたが、１つの光源ユニットから独立して発光制御可能な３つ以上のレーザ光を出射する構成であってもよい。

次に、印字画像生成部で生成される画像データに対するレーザの発光制御の関係について説明をする。図２９は画像処理部２０４で生成した画像データの一部である。第１レーザ光、第２レーザ光は、感光ドラム２１５上で少なくとも副走査方向に関してずれた位置に２つのレーザ光のスポット（像）を形成する。そして、ポリゴンミラー２０７の回転に伴い同時に主走査方向へその２つのスポットが移動していく。つまりポリゴンミラー１面による走査で、第１レーザ光及び第２レーザ光により２本の走査線を形成する。

このため、図２９に示す画像データにおいては、第１レーザ光を発光させるための部分と第２レーザ光を発光させるために部分は副走査方向に１ライン毎交互に配置される。具体的には、１ライン目の画像データを第１レーザ光で走査（１７０１）し、２ライン目の画像データを第２レーザ光で走査（１７０２）する。以降、３、４、５ライン目に対しては、第１レーザ光（１７０３）、第２レーザ光（１７０４）、第１レーザ光（１７０５）と交互にレーザ光を走査してドラム面上に画像データに基づいた潜像を形成する。画像処理部２０４は、上述した関係に基づいて、画像データから第１レーザ光用のビデオ信号２０５、第２レーザ光用のビデオ信号２０５をそれぞれ生成し、画像形成制御部２０６を介してレーザ駆動部２１０ａへ送信する。レーザ駆動部２１０ａは、第１レーザ光用のビデオ信号２０５及び第２レーザ光用のビデオ信号２０５に基づいて光源ユニット２１１ｙの２つの発光点を発光させる。

図３０（ａ）、（ｂ）は画像データとレーザ発光タイミングを説明する図である。本実施形態では、感光ドラム２１５上に同じタイミングで形成される第１レーザ光、第２レーザ光のスポット（像）は副走査方向だけでなく主走査方向（走査方向）にもずれた位置に形成される。このため、第１レーザ光、第２レーザ光は、図３０（ａ）に示すように、第１レーザ光の走査２６０１ａに対して、第２レーザ光の走査２６０１ｂが主走査方向で距離Ｄ１だけ走査方向で上流の位置を走査する。つまり、同じタイミングでは、第２レーザ光のスポットは、第１レーザ光のスポットよりも走査方向で距離Ｄ１だけ上流の位置にある。このため、画像データ上で副走査方向に隣接する画素２６０２ａ、２６０２ｂであっても、実際には画素２６０２ａのデータに基づいて第１レーザ光が発光するタイミングと画素２６０２ｂのデータに基づいて第２レーザ光が発光するタイミングは同時ではない。図３０（ｂ）は、第１レーザ光が画素２６０２ａのデータに基づいて発光可能な期間２６０３ａと第２レーザ光が画素２６０２ｂのデータに基づいて発光可能な期間２６０３ｂとを示すタイムチャートである。このように第１レーザ光が画素２６０２ａのデータに基づいて発光するタイミングから時間Ｔ１遅れて、第２レーザ光が画素２６０２ｂのデータに基づいて発光するタイミングが来る。

画像形成装置で連続印刷を実施した際の、各色のレーザの発光タイミングについて、図３１で説明をする。図３１のタイミングチャートでＬｏｗの区間が、画像印刷中の各色の各レーザ発光タイミングである。カラー画像形成中は、イエロー画像形成１５０１Ｙａ、１５０１Ｙｂ、マゼンタ画像形成１５０１Ｍａ、１５０１Ｍｂ、シアン画像形成１５０１Ｃａ、１５０１Ｃｂ、ブラック画像形成１５０１Ｋａ、１５０１Ｋｂを順次行う。これら各色の画像形成の期間、各光源ユニット２１１ｙ、２１１ｍ、２１１ｃ、２１１ｋで、２つのレーザ光で感光ドラムを走査することになる。２枚目以降でも同様にイエロー画像形成１５０２Ｙａ、１５０２Ｙｂ、マゼンタ画像形成１５０２Ｍａ、１５０２Ｍｂ、シアン画像形成１５０２Ｃａ、１５０２Ｃｂ、ブラック画像形成１５０２Ｋａ、１５０２Ｋｂを同様に行う。

［バックグランド露光用レーザ発光制御］
各色のバックグランド露光に使用する発光パターンを図３２に示す。パターン１９０１はイエロー画像用のレベル０のディザマトリクス、パターン１９０２はマゼンタ画像用のレベル０のディザマトリクス、パターン１９０３はシアン画像用のレベル０のディザマトリクス、パターン１９０４はブラック画像用のバックグランド露光パターンである。

パターン１９０１を例にとって説明すると、パターン１９０１は第１レーザの発光パターン１９０５と第２レーザの発光パターン１９０６とから構成されている。そして、第１レーザの発光パターン１９０５と第２レーザの発光パターン１９０６のそれぞれを、実施形態１で説明したのと同様の発光パターンとする。つまり。少なくとも一部で、走査方向で隣り合う画素同士が第一の発光パターン、第二の発光パターン、又は、第一、第二の発光パターンを組み合わせた発光パターンで構成した発光パターンである。なお、実施形態１で説明したように、第一の発光パターンとは、隣接する第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２とで各画素内における画像クロックＰｃｌｋの基準点からの発光開始タイミング及び発光終了タイミングが異なるパターンである。また、第二の発光パターンは隣接する第一画素Ｐ１と第二画素Ｐ２とで、各画素内において発光幅（発光期間）が異なるパターンである。

また、本実施形態では、第１レーザの発光パターン１９０５と第２レーザの発光パターン１９０６とを、異なる発光パターンにすることで、不要輻射ノイズのピークが出る周波数が分散するように設定している。具体的には、第１レーザ光と第２レーザ光の発光パルスの発生周期が異なるような発光パターンとなるようレベル０のディザマトリクスを設定している。また、第１レーザ光のスポットと第２レーザ光のスポットの走査方向の距離Ｄ１を考慮して、第１レーザと第２レーザとが同時に発光しないような発光パターンとなるようレベル０のディザマトリクスを設定している。他の色のパターンも１９０２、１９０３、１９０４もパターン１９０１と同様である。また、実施形態５と同様に、各色のバックグランド露光の発光パターンは互いに異なるパターンである。

発光パターン１９０１でレーザダイオード２１１を発光させたときに発生する不要輻射ノイズを図３３に示す。図３３（ａ）はパターン１９０１であり、図３３（ｄ）は発生する不要輻射ノイズである。図３３（ｄ）の不要輻射ノイズは、第１レーザの発光パターン１９０５から発生する図３３（ｂ）の不要輻射ノイズと、第２レーザの発光パターン１９０６から発生する図３３（ｃ）の不要輻射ノイズを合成したノイズである。第１レーザ、第２レーザの発光パターンに起因して発生する各不要輻射ノイズの周波数、ピークレベルが異なるため、結果として合成したノイズのノイズレベルを全体的に低減することができる。

他の色のバックグランド露光用発光パターンについても同様にして、図３２（ａ）〜（ｄ）に示すように、各色バックグランド露光の発光パターンを変え、かつ各色の第１レーザと第２レーザのバックグランド露光の発光パターンを変える。その結果、ピークノイズレベルを分散することができ、画像印刷時に画像形成装置から発生する特定の周波数の不要輻射ノイズを選択的に低減することができる。また、第１レーザと第２レーザが同時に発光しないように、第１レーザと第２レーザ用の発光パターンを互いに変えて、レーザ駆動回路に流れる電流ピークを低減することで、不要輻射ノイズを低減することができる。

このように、本実施形態によれば、第１レーザ用と第２レーザ用のバックグランド露光パターンを異なるパターンとした。これにより、１つの感光ドラムに複数のレーザビームで潜像を形成する構成でも、不要輻射として発生する電磁波の電界強度（ピーク値）を低減することができる。

２０１ カラーレーザビームプリンタ
２０３ 印刷データ
２０４ 画像処理部
２０５ ビデオ信号
２０７ ポリゴンミラー
２１０ スキャナユニット
２１２ レーザビーム
２１５ 感光ドラム
２１６ 帯電手段
２１７ 現像手段
９０２ 画像データ
ＤＡ 非トナー像形成領域
Ｐ１、Ｐ１´ 第一画素
Ｐ２、Ｐ３、Ｐ３´ 第二画素

Claims (14)

1. 帯電された感光体に潜像を形成してトナーを付着させることで画像を形成する画像形成装置であって、
   形成する画像に対応する発光信号に基づいて発光し、帯電された前記感光体に光を照射して走査することで潜像を形成する光照射手段と、
   前記感光体に付着させるトナーの複数の濃度レベルに対応して予め設定された複数の発光パターンに関する情報を記憶し、前記複数の発光パターンに関する情報に基づいて前記発光信号を生成する信号生成手段と、を有し、
   前記信号生成手段は、前記発光パターンに関する情報に基づいて前記画像を構成する複数の画素に対応する前記発光信号を生成する画像形成装置において、
   前記信号生成手段は、画像部に潜像を形成するための第１発光量に応じた第１発光パターンに関する情報と、前記第１発光量より少ない第２発光量であり、非画像部の電位を制御するための第２発光量に応じた第２発光パターンに関する情報と、を記憶しており、
   前記光照射手段が、前記発光信号のうちの前記第２発光パターンに基づき生成された部分に基づいて走査している間のうち、前記光照射手段が走査方向に関して隣接して配置された第１の画素及び第２の画素を走査する場合、前記信号生成手段は、前記第１の画素に対応する部分においては前記光照射手段を発光させず、前記第２の画素に対応する部分においては、前記第１の画素において前記光照射手段を発光させなかったことに応じて、前記第２の画素における発光時間幅を所定の幅より長くし、複数の前記第２の画素に対応する部分に対して、前記光照射手段が発光を開始するタイミング、及び又は、前記光照射手段が発光を終了するタイミングを異ならせることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の画素に対応する部分において発光を行わずとも、前記非画像部の電位を前記第２発光量に応じた電位に下げることができように、前記第２の画素における前記発光時間幅を長くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記光照射手段は前記感光体の表面上に照射した光のスポットを移動させる偏向手段を備え、
   前記走査方向とは前記偏向手段による前記光のスポットの移動方向に対応する方向であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記光照射手段は、帯電された複数の前記感光体にそれぞれ光を照射して走査を行い、前記信号生成手段は、複数の前記感光体に対応した複数の前記第２発光パターンに関する情報を記憶しており、前記複数の第２発光パターンは互いに異なる発光パターンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記光照射手段は、１つの前記感光体へ光を照射する複数の光源を備え、
   前記信号生成手段は、前記複数の光源をそれぞれ発光させるための複数の前記発光信号を生成し、
   前記第２発光パターンは、前記複数の発光信号に対応する複数の発光パターンを含み、前記複数の発光パターンは互いに異なる発光パターンであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記信号生成手段は形成する画像に対応する印刷データを受信し、前記印刷データの各座標に対して、前記予め設定された複数の発光パターンのうち該各座標の濃度レベルに対応した発光パターンを配置することで前記発光信号を生成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記信号生成手段はクロック信号に同期させて発光パターンを出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 帯電された感光体に潜像を形成してトナーを付着させることで画像を形成する画像形成装置であって
   形成する画像に対応する発光信号に基づいて発光し、帯電された前記感光体に光を照射して走査することで前記感光体を露光して潜像を形成する光照射手段と、
   前記光照射手段による前記感光体の露光量に応じて予め設定された複数の発光パターンに関する情報を記憶し、前記複数の発光パターンに関する情報に基づいて前記発光信号を生成する信号生成手段と、を有し、
   前記信号生成手段は、前記発光パターンに関する情報に基づいて前記画像を構成する複数の画素に対応する前記発光信号を生成する画像形成装置において、
   前記信号生成手段は、画像部に潜像を形成するための第１露光量に応じた第１発光パターンに関する情報と、前記第１露光量よりも小さい第２露光量であり、非画像部の電位を制御するための第２露光量に応じた第２発光パターンに関する情報と、を記憶しており、
   前記光照射手段が、前記発光信号のうちの前記第２発光パターンに基づき生成された部分に基づいて走査している間のうち、前記光照射手段が、走査方向に関して隣接して配置された第１の画素及び第２の画素を走査する場合、前記信号生成手段は、前記第１の画素に対応する部分においては前記光照射手段を発光させず、前記第２の画素に対応する部分においては、前記第１の画素において前記光照射手段を発光させなかったことに応じて、前記第２の画素における発光時間幅を所定の幅より長くし、複数の前記第２の画素に対応する部分に対して、前記光照射手段が発光を開始するタイミング、及び又は、前記光照射手段が発光を終了するタイミングを異ならせることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記第１の画素に対応する部分において発光を行わずとも、前記非画像部の電位を前記第２露光量に応じた電位に下げることができように、前記第２の画素における前記発光時間幅を長くすることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記光照射手段は前記感光体の表面上に照射した光のスポットを移動させる偏向手段を備え、
    前記走査方向とは前記偏向手段による前記光のスポットの移動方向に対応する方向であることを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
11. 前記光照射手段は、帯電された複数の前記感光体にそれぞれ光を照射して走査を行い、前記信号生成手段は、複数の前記感光体に対応した複数の前記第２発光パターンに関する情報を記憶しており、前記複数の第２発光パターンは互いに異なる発光パターンであることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記光照射手段は、１つの前記感光体へ光を照射する複数の光源を備え、
    前記信号生成手段は、前記複数の光源をそれぞれ発光させるための複数の前記発光信号を生成し、
    前記第２発光パターンは、前記複数の発光信号に対応する複数の発光パターンを含み、前記複数の発光パターンは互いに異なる発光パターンであることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 前記信号生成手段は形成する画像に対応する印刷データを受信し、前記印刷データの各座標に対して、前記予め設定された複数の発光パターンのうち該各座標の濃度レベルに対応した発光パターンを配置することで前記発光信号を生成することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
14. 前記信号生成手段はクロック信号に同期させて発光パターンを出力することを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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