JP2006205603A

JP2006205603A - 光書込装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2006205603A
Application number: JP2005022362A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Tokunaga; 篤郎徳永
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-31
Also published as: JP4554387B2

Abstract

【課題】本発明は、ＬＤ走査方式と発光素子アレイ方式に対応する光書込装置及び当該光書込装置を備えた画像形成装置に関する。
【解決手段】画像形成装置１は、ＬＤ走査方式のＬＤドライブユニット５と発光素子アレイ方式のＬＰＨ６が選択的に接続され、光書込処理部３にＬＰＨ６が接続されているときには、光書込処理部３の光変調処理・同期制御部３３が、ゲート制御部３５からのダミー同期信号に基づいて光変調データの伝送タイミングを生成して、当該伝送タイミングで光変調データをＬＰＨ６へ伝送し、ゲート制御部３５がＬＰＨ６にストローブ信号を出力し、また、ＬＤドライブユニット５が接続されているときには、光変調処理・同期制御部３３が、ＬＤドライブユニット５の備えている同期検知ユニット５３が走査光を検出して出力する同期信号に基づいて光変調データをＬＤドライブユニット５に伝送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光書込装置及び画像形成装置に関し、詳細には、ＬＤ走査方式と発光素子アレイ方式に対応する光書込装置及び当該光書込装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ及びファクシミリ装置等の画像形成装置においては、一様に帯電された感光体（被走査面）上に、光書込部で画像データにより変調された書込光を照射して、感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像の形成された感光体に現像部によりトナー（現像剤）を供給して感光体を現像する。画像形成装置は、この感光体上のトナー像（現像剤像）を転写部で記録紙に転写した後、定着部で記録紙上に転写したトナー画像を加熱・加圧して定着させて画像形成している。

このような画像形成装置の光書込部としては、光源としてのＬＤ（Laser Diode ）から出射されたレーザを回転駆動される偏向素子としてのポリゴンミラーで走査して被走査面上に照射するレーザビーム走査光学系を用いたＬＤ走査方式（特許文献１、特許文献２等参照）と、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を多数アレイ状に配列して個々の発光素子の光出力をそれぞれ被走査面上の異なる位置に結像する発光素子アレイ方式とが一般に用いられている。

ＬＤ走査方式は、消費電力が小さく、主要部品の低コスト化が進んでおり、一方、発光素子アレイ方式は、省スペースである。また、光書込装置に要求される機能としては、ＬＤ走査方式は、同期制御を必要とし、発光素子アレイ方式は、ストローブ制御・補正データ制御を必要とする。したがって、従来、光書込装置は、これら基本機能を実現するために、それぞれの方式によって、インタフェース（Ｉ／Ｆ）もそれぞれ異なるものとなっている。

すなわち、図７に示すように、光書込装置を備えた画像形成装置１００は、一般的に、スキャナ装置１０１、パーソナルコンピュータ１０２、ファクシミリ装置１０３、メモリ１０４（図１３参照）及び図示しないデジタルスチルカメラ等から画像データが画像Ｉ／Ｆ部を介して入力され、当該画像データに基づいて変調した光を光書込装置から感光体上に照射して静電潜像を形成する。

例えば、画像形成装置１００が、図８に示すように、ＬＤ走査方式の光書込装置１１０を備えているときには、ＬＤユニット１１１の発光素子であるＬＤ（Laser Diode ）１１２から画像データに基づいて変調したレーザ光を出射して、このレーザ光をＬＤユニット１１１のシリンドリカルレンズ１１３を通してミラー１１４に入射し、ミラー１１４で偏向素子であるポリゴンミラー１１５に反射して、ポリゴンミラー１１５で主走査方向に偏向して、ｆθレンズ１１６、折り返しミラー１１７等の主走査光学系１１８を介して被走査面である感光体１３０上に照射することで、感光体１３０上に静電潜像を形成する。また、光書込装置１１０は、レーザ光の感光体１３０上への主走査方向の延長線上であって非画像形成領域に同期反射ミラー１１９が配設されており、ポリゴンミラー１１５で走査されたレーザ光がこの同期反射ミラー１１９にも入射されて、同期反射ミラー１１９の反射するレーザ光の反射方向に同期検知ユニット１２０が配置されている。そして、この光書込装置１１０を備えた画像形成装置１００は、図９に示すように、時計方向に回転駆動される感光体１３０の周囲に、帯電部１３１、上記光書込装置１１０、現像部１３２、転写部１３３、クリーニング部１３４及び除電部１３５等を備えており、帯電部１３１で一様に帯電された感光体１３０上に、光書込装置１１０からレーザ光が照射されることで、感光体１３０上に静電潜像が形成される。画像形成装置１００は、感光体１３０上の静電潜像を現像部１３２で現像剤によって現像して現像剤像を形成し、感光体１３０上の現像剤像を給紙部から搬送されてくる転写紙に転写部１３３で転写して、転写紙上の現像剤像を図示しない定着部で定着させた後、排紙トレイ上に排出する。そして、転写の完了した感光体１３０は、クリーニング部１３４で残留する現像剤が除去された後、除電部１３５で除電され、帯電部１３１で一様に帯電されて、再度、画像形成に供される。

そして、同期検知ユニット１２０は、光受光部（同期検知センサ）と受光部からの信号を増幅して出力する増幅部を備えており、一般的に、レーザ光が受光部上を走査している間、増幅部のトランジスタがＬレベルの同期信号を出力する。そして、ＬＤユニット１１１は、同期検知ユニット１２０上を走査する間、ＬＤ１１２を点灯する機能を備えているとともに、この期間に同期検知ユニット１２０からの同期信号を受けて、ＬＤ発光開始タイミングを生成するカウンタの同期クロックの位相を制御する。一般的に、発振ブロックにおいて高速に駆動する源振クロックからカウンタにより同期クロックを形成し、同期信号によりカウンタのリセットを行うことで、同期クロックが、所定の期間、周期が伸び縮みすることで、位相制御を実現する。したがって、ＬＤ１１２が被走査面（感光体１３０）上を走査する場合に、走査方向の画像書込開始点を一定に保つことができ、各走査によるズレの小さい画像を形成することができる。

上記ＬＤユニット１１１は、図１０に示すように、ＬＤ１１２、フォトダイオード（ＰＤ）１４１、ヒートシンク１４２、電極１４３ａ、１４３ｂ及び図１０には図示されていないが上記シリンドリカルレンズ１１３等がキャップ１４４内に収納されており、キャップ１４４には、ＬＤ１１２から出射されたレーザ光を外部に放射する窓１４５が設けられている。そして、ＬＤ１１２は、クラッド層と活性層からなり、クラッド層に接続された電極１４３ａからの電荷によりフロントビームであるレーザ光を出射する。ＬＤ１１２は、このフロントビームと対になるバックビームをＰＤ１４１方向に出射し、ＰＤ１１２は、このバックビームが入射されると、当該バックビームの光量に対応する出力をモニタ出力として出力する。このモニタ出力に応じて、ＬＤ１１２の出力制御を行うことで、ＬＤユニット１１１から所定の光パワーで安定した光出力のレーザ光を出射することができる。

そして、光書込装置１１０は、データ転送において、その階調数に応じたデータバス幅が必要であり、データが２５６階調のビデオ信号であると、８ｂｉｔバスデータ信号を用いるので、ｎ個の制御対象があると、８×ｎというように、バス幅がｎ倍になる。また、データ伝送用の同期が必要であり、プリント基板の伝送パターンにおいても、ケーブルの伝送においても、スペースを必要とするだけでなく不用輻射対策も多く発生する。

また、図８に示したＬＤ走査方式の光走査装置１１０においては、ポリゴンミラー１１５の被走査面（感光体１３０の表面）に対する走査領域を示す有効走査率は、一般的に、６０％程度であるため、特に、光走査装置１１０での画素クロックは、その他の部分の画素クロックよりも倍程度高い周波数となり、光走査装置１１０での不要輻射対策をより難しいものとしている。

さらに、光走査装置１１０は、具体的には、図１１に示すように、書込ＬＤ前段処理部１５０とＬＤドライブユニット１５５を備えており、書込ＬＤ前段処理部１５０は、複数の処理ブロック、図１１では、２つの処理ブロック１５１、１５２と、複数、図１１では、２つのクロック発生器１５３、１５４を備えており、ＬＤユニット１５５は、ＬＤドライバ１５６とＬＤユニット１１１を備えている。

書込ＬＤ前段処理部１５０の前段の処理ブロック１５１には、画像データ（ＤＡＴＡ）とクロック信号が入力されるとともに、クロック発生器１５３からクロックａ信号が入力され、処理ブロック１５１はクロック信号の立ち上がりや立ち下がりで、データをラッチしてデータを確定する。次段の処理ブロック１５１は、前段の処理ブロック１５１で処理された画像データとクロック信号及びクロック発生器１５４からクロックｂ信号が入力されるとともに、同期検知ユニット１２０から同期信号が入力され、処理ブロック１５２はクロック信号の立ち上がりや立ち下がりで、データをラッチしてデータを確定して、データ処理を行うとともに、同期信号に基づいて画像データとクロックｂをＬＤドライブユニット１５５のＬＤドライバ１５６に出力する。

ＬＤドライバ１５６は、クロックｂに基づいて、画像データでＬＤユニット１１１を駆動し、ＬＤユニット１１１のＬＤ１１２からレーザ光を出射させる。

このように、光走査装置１１０は、図１２に示すように、データ転送の同期にクロック信号を用い、クロック信号の立ち下がりや立ち上がりのエッジでデータをラッチしてデータを確定しているため、クロック信号の伝送における不要輻射がデータ信号の伝送と比較して大きく、問題となる。すなわち、データ信号は、そのデータ値が変化した部分でしか信号レベルに変化がなく、例えば、８ｂｉｔデータにおいて、２ｈから４ｈに値が変化した場合、実際にデータ信号のレベルが変化するのは、３ｂｉｔ目が０から１（正論理でＬからＨ）だけであり、クロック信号と比較して周期的に変化する割合が低くなるだけでなく、たとえ、０ｈ→ｆｈ→０ｈ→ｆｈ→・・・と繰り返す状態であっても、立ち上がりや立ち下がり、または、その両エッジに同期しているので、同期用クロック信号の１／２の周波数になることによっても、不要輻射に対して有利な条件となるからである。

そして、画像形成装置１００は、上述のように、ＬＤ走査方式の光走査装置１１０を備えている場合、具体的には、図１３に示すように、光走査装置１１０は、メモリ制御部１６１、密度変換処理・スムージング処理部１６２、光変調処理・同期制御部１６３、ゲート制御部１６４及び上記ＬＤドライブユニット１５５等を備えており、メモリ制御部１６１、密度変換処理・スムージング処理部１６２及び光変調処理・同期制御部１６３は、それぞれレジスタ１６１ｒ、１６２ｒ、１６３ｒを備えている。

また、光書込装置１１０は、そのメモリ制御部１６１に、画像形成装置１００の画像処理部１７０から画像データが入力されるとともに、そのゲート制御部１６４に、各種制御信号であるゲート信号が入力され、さらに、画像形成装置１００のシステム制御部であるマイコン１８０から各種動作設定等の制御信号が各部のレジスタ１６１ｒ、１６２ｒ、１６３ｒに入力されるとともに、画像処理部１７０のレジスタ１７０ｒに入力される。そして、画像形成装置１００の画像処理部１７０には、上述のように、スキャナ装置１０１、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１０２、ファクシミリ装置１０３、メモリ１０４及び図示しないデジタルスチルカメラ等から画像データが画像Ｉ／Ｆ部を介して入力され、最終的に画像処理部１７０に入力される。

画像処理部１７０は、マイコン１８０による設定に応じて、入力される画像データに対して必要な画像処理を施して、光書込装置１１０のメモリ制御部１６１に伝送するとともに、必要な制御信号をゲート信号としてゲート制御部１６４に出力する。

光書込装置１１０のメモリ制御部１６１は、少なくとも１つ設けられており、ポリゴンミラー１１５への発光制御である同期処理と書込有効走査率のための速度変更処理に利用されて、ゲート制御部１６４からのゲート信号に基づいて画像データを密度変換処理・スムージング処理部１６２に転送する。

密度変換処理・スムージング処理部１６２は、マイコン１８０によるレジスタ１６２ｒへの設定に応じて画像データに必要な密度変換処理やスムージング処理を行って、ゲート制御部１６４からのゲート信号に基づいて画像データを光変調処理・同期制御部１６３に転送する。

光変調処理部２１０は、書き込みの階調が被走査面（感光体１３０の表面）への階調を形成するものであり、通常、スキャナ読取データの階調やパーソナルコンピュータ１０２からの階調と異なり、また、書き込みの階調が光の強度や照射時間に変換されるため、光変調処理が必要となることから、この光変調処理を実行して、同期検知ユニット１２０からの同期信号に同期してＬＤドライブ周期を実現するクロック（クロックＡ）でＬＤドライブユニット１５５のＬＤドライバ１５６にデータを転送する同期制御を行う。

ＬＤドライブユニット１５５は、ＬＤドライバ１５６が、光変調処理・同期制御部１６３からの画像データでＬＤユニット１１１を駆動して、ＬＤユニット１１１のＬＤからレーザ光を出射させるとともに、モニタ信号に基づいて出力光量を安定制御する。

一方、画像形成装置１００は、上述のように、発光素子アレー方式の光走査装置を備えている場合、具体的には、図１４に示すように、光走査装置２００は、ＬＤ走査方式の光走査装置１１０と同様のメモリ制御部１６１、密度変換処理・スムージング処理部１６２及びゲート制御部１６４を備えているとともに、光変調処理部２１０及びＬＰＨ２２０等を備えており、メモリ制御部１６１、密度変換処理・スムージング処理部１６２及び光変調処理部２１０は、それぞれレジスタ１６１ｒ、１６２ｒ、２１０ｒを備えている。

そして、ＬＰＨ２２０は、図１５及び図１６に示すように、基板２２１上に、要求される走査幅分並べられたＬＥＤアレー群２２２と、ＬＥＤアレー群２２２を駆動するＬＥＤドライバ群２２３とが搭載されているとともに、セルフォックレンズ等の等倍レンズ２２５と放熱板２２６等が搭載されている。ＬＰＨ２２０は、ＬＥＤドライバ群２２３によりＬＥＤアレー群２２２の各ＬＥＤが点灯駆動され、ＬＥＤアレー群２２２の各ＬＥＤから出射された光が等倍レンズ２２５を通して被走査面である感光体１３０の異なる走査位置に照射される。

また、ＬＰＨ２２０は、上記ＬＥＤアレー群２２２とＬＥＤドライバ群２２３の他に、図１４に示すように、ストローブ制御部２３１、データレジスタ群２３２及び光量補正レジスタ群２３３を備えており、データレジスタ群２３２には、光変調処理部２１０からデータが転送され、ストローブ制御部２３１には、ゲート制御部１６４からストローブ信号が入力される。

ＬＰＨ２２０は、データレジスタ群２３２が、光量補正レジスタ群２３３の補正データを用いて補正したデータをＬＥＤドライバ群２２３に送り、ストローブ制御部２３１が、ゲート制御部１６４からのストローブ信号をＬＥＤドライバ群２２３に送る。ＬＥＤドライバ群２２３は、ストローブ信号に従ってデータを各ＬＥＤアレー群２２２に送って、データに応じて各ＬＥＤアレー群２２２を点灯駆動する。

上述のように、ＬＤ走査方式の光書込装置１１０と発光素子アレイ方式の光書込装置２００とでは、ＬＤドライブユニット１５５とＬＰＨ２２０を除いて、前段の回路構成としては、異なる機能部分と同じ機能部分とがある。

光書込装置１１０、２００のデバイス構成は、コストを含めた要求仕様により多様化しており、その構成に基づいたデータや制御信号に適した伝送のインタフェースが採用されている。また、信号伝達の高速化に伴い、ＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility:電磁適合性）やＡＣタイミング対応が必要となり、製品開発工数の増加の原因となっている。

そして、従来、これらのＬＤ走査方式の光書込装置１１０と発光素子アレイ方式の光書込装置２００は、それぞれ別々に開発されている。

特開２００３−２８３４７５号公報特開２０００−１１８０３８号公報

上述のように、ＬＤ走査方式の光書込装置と発光素子アレイ方式の光書込装置は、ＬＤドライブユニットとＬＰＨを除いて、前段の回路構成としては、異なる機能部分もあるが、共通する機能部分があるにも関わらず、従来、別々に開発されてきたが、今日、光書込装置の複数化と画像形成装置内の省スペース化の要求によって光書込装置への画像データ伝送の装置内レイアウトの自由度が強く求められるようになってきている。

しかしながら、近年の高速化や高画像品質化により、ＬＤ走査方式の光書込装置と発光素子アレイ方式の光書込装置の共通部分に占める設計工数・コスト比率が高くなってきているとともに、ＥＭＣやＡＣタイミング対応が要望されてきており、構成デバイスの集約化と装置内レイアウトの自由度の向上が釣り合いのとれた状態で達成され、汎用性の高い光書込装置が要望されている。

そこで、本発明は、ＬＤ走査方式と発光素子アレイ方式のいずれの方式に対しても対応して、適切に駆動して安価に汎用性を向上させるとともに、ＥＭＣやＡＣタイミングに影響を低減させた光書込装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明の光書込装置は、光変調データに基づいて変調駆動される発光素子から出射される書込光を同期信号に基づく走査タイミングで偏向素子によって主走査方向に偏向させて走査光として被走査面上に照射させる走査型光書込手段と、ストローブ信号に基づいて転送される光変調データによって駆動される多数の発光素子から出射される書込光を被走査面上に照射させる発光素子アレー型光書込手段と、が選択的に接続され、当該選択的に接続された光書込手段に対して各種制御信号と光変調データを出力する光変調処理手段を備えた光書込装置であって、擬似的な同期信号としてダミー同期信号を生成して前記光変調処理手段に出力するダミー同期信号生成手段を設け、前記発光素子アレー型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、前記ダミー同期信号生成手段からの前記ダミー同期信号に基づいて前記光変調データの伝送タイミングを生成して、当該伝送タイミングで当該光変調データを当該発光素子アレー型光書込手段へ伝送し、前記走査型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、当該走査型光書込手段の備えている同期検知手段が前記走査光を検出して出力する前記同期信号に基づいて前記光変調データを当該走査型光書込手段に伝送することにより、上記目的を達成している。

請求項２記載の発明の光書込装置は、光変調データに基づいて変調駆動される発光素子から出射される書込光を同期信号に基づく走査タイミングで偏向素子によって主走査方向に偏向させて走査光として被走査面上に照射させる走査型光書込手段と、ストローブ信号に基づいて転送される光変調データによって駆動される多数の発光素子から出射される書込光を被走査面上に照射させる発光素子アレー型光書込手段と、が選択的に接続され、当該選択的に接続された光書込手段に対して各種制御信号と光変調データを出力する光変調処理手段を備えた光書込装置であって、擬似的な同期信号としてダミー同期信号を生成して前記光変調処理手段に出力するダミー同期信号生成手段と、前記ストローブ信号を生成するストローブ信号生成手段と、を設け、前記発光素子アレー型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、前記ダミー同期信号生成手段からの前記ダミー同期信号に基づいて前記光変調データの伝送タイミングを生成して、当該伝送タイミングで当該光変調データを当該発光素子アレー型光書込手段へ伝送し、前記ストローブ信号生成手段が当該発光素子アレー型光書込手段に前記ストローブ信号を出力し、前記走査型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、当該走査型光書込手段の備えている同期検知手段が前記走査光を検出して出力する前記同期信号に基づいて前記光変調データを当該走査型光書込手段に伝送することにより、上記目的を達成している。

請求項３記載の発明の光書込装置は、光変調データに基づいて変調駆動される発光素子から出射される書込光を同期信号に基づく走査タイミングで偏向素子によって主走査方向に偏向させて走査光として被走査面上に照射させる走査型光書込手段と、ストローブ信号に基づいて転送される光変調データによって駆動される多数の発光素子から出射される書込光を被走査面上に照射させる発光素子アレー型光書込手段と、が選択的に接続され、当該選択的に接続された光書込手段に対して各種制御信号と光変調データを出力する光変調処理手段を備えた光書込装置であって、擬似的な同期信号としてダミー同期信号を生成して前記光変調処理手段に出力するダミー同期信号生成手段と、前記ストローブ信号を生成するストローブ信号生成手段と、を設けるとともに、少なくとも当該ダミー同期信号生成手段を前記発光素子型光書込手段に設け、当該発光素子アレー型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、前記ダミー同期信号生成手段からの前記ダミー同期信号に基づいて前記光変調データの伝送タイミングを生成して、当該伝送タイミングで当該光変調データを当該発光素子アレー型光書込手段へ伝送し、前記ストローブ信号生成手段が当該発光素子アレー型光書込手段に前記ストローブ信号を出力し、前記走査型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、当該走査型光書込手段の備えている同期検知手段が前記走査光を検出して出力する前記同期信号に基づいて前記光変調データを当該走査型光書込手段に伝送することにより、上記目的を達成している。

請求項４記載の発明の画像形成装置は、光変調データに基づいて変調駆動される発光素子から出射される書込光を同期信号に基づく走査タイミングで偏向素子によって主走査方向に偏向させて走査光として被走査面上に照射させる走査型光書込手段と、ストローブ信号に基づいて転送される光変調データによって駆動される多数の発光素子から出射される書込光を被走査面上に照射させる発光素子アレー型光書込手段と、が選択的に装着され、当該選択的に装着された光書込手段を駆動する光書込装置を備え、前記被走査面上に照射される書込光によって形成される静電潜像を現像して画像形成する画像形成装置であって、前記光書込装置として、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光書込装置を備えていることにより、上記目的を達成している。

本発明の光書込装置によれば、走査型光書込手段と発光素子アレー型光書込手段が選択的に接続される光書込手段に対して各種制御信号と光変調データを出力する光変調処理手段が、発光素子アレー型光書込手段が接続されているときには、擬似的な同期信号としてダミー同期信号を生成して出力するダミー同期信号生成手段からのダミー同期信号に基づいて光変調データの伝送タイミングを生成して、当該伝送タイミングで当該光変調データを当該発光素子アレー型光書込手段へ伝送し、また、ストローブ信号を生成するストローブ信号生成手段が当該発光素子アレー型光書込手段にストローブ信号を出力し、走査型光書込手段が接続されているときには、当該走査型光書込手段の備えている同期検知手段が出力する同期信号に基づいて光変調データを当該走査型光書込手段に伝送するので、走査型光書込手段と発光素子アレイ型光書込手段のいずれに対しても、適切に駆動することができ、安価に汎用性を向上させることができるとともに、ＥＭＣやＡＣタイミングに影響を低減させることができる。

また、本発明の画像形成装置によれば、光書込手段を駆動する光書込装置として、走査型光書込手段と発光素子アレー型光書込手段のいずれをも駆動可能な光書込装置を備えているので、走査型光書込手段と発光素子アレイ型光書込手段のいずれの光書込装置が装着されても、適切に駆動することができ、安価に汎用性を向上させることができるとともに、ＥＭＣやＡＣタイミングに影響を低減させることができる。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１〜図６は、本発明の光書込装置及び画像形成装置の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の光書込装置及び画像形成装置の一実施例を適用した画像形成装置１のブロック構成図である。

図１において、画像形成装置１は、画像処理部２、書込処理部３、マイコン４等を備えており、ＬＤドライブユニット５とＬＰＨ６とが選択的に装着されて、光書込処理部３とインタフェース（Ｉ／Ｆ）を介して接続されることで、ＬＤ走査方式または発光素子アレイ方式の光書込部（光書込装置）７が搭載されることとなる。

ＬＤドライブユニット５は、ＬＤドライバ５１とＬＤユニット５２等を備え、ＬＤユニット５２は、上記従来のＬＤユニット１１１と同様である。すなわち、ＬＤユニット５２は、発光素子であるＬＤから画像データに基づいて変調したレーザ光をポリゴンミラー方向に出射して、ＬＤユニット５２からのレーザ光をポリゴンミラーで主走査方向に偏向して、ｆθレンズ、折り返しミラー等の主走査光学系を介して被走査面である感光体上に照射することで、感光体上に静電潜像を形成する。また、ＬＤユニット５２は、同期検知用の走査光を検知する同期検知ユニット５３が配設されており、レーザ光の感光体上への主走査方向の延長線上であって非画像形成領域に照射されるレーザ光が同期検知ユニット５３に入射される。同期検知ユニット５３は、光受光部である同期検知センサと同期検知センサからの信号を増幅して出力する増幅部を備えており、レーザ光が同期検知センサ上を走査している間、増幅部のトランジスタがＬレベルの同期信号を光書込処理部３の後述する光変調処理・同期制御部３３に出力する。また、ＬＤユニット５２は、ＬＤの出射するバックビームをＦＤ（Photo Diode ）で検出して、バックビームの光量に対応するモニタ信号をＬＤドライバ５１に出力する。

ＬＤドライバ５１は、光書込処理部３からの画像データでＬＤユニット５２を駆動して、ＬＤユニット５２のＬＤからレーザ光を出射させるとともに、モニタ信号に基づいて出力光量を安定制御する。

また、ＬＰＨ６は、図１５、図１６と同様の構成であり、ＬＥＤアレー群６１、ＬＥＤドライバ群６２、ストローブ制御部６３、データレジスタ群６４及び光量補正レジスタ群６５等を備えている。ＬＥＤアレー群６１は、要求される走査幅分並べられており、データレジスタ群６４が光量補正レジスタ群６５の補正データを用いて補正したデータをＬＥＤドライバ群６２に送る。ストローブ制御部６３は、後述するように、光書込処理部３のゲート制御部３５からのストローブ信号をＬＥＤドライバ群６２に送り、ＬＥＤドライバ群６２がストローブ信号に従ってデータを各ＬＥＤアレー群６１に送ってデータに応じて各ＬＥＤアレー群６１を点灯駆動する。

すなわち、ＬＰＨ６は、図２に示すように、複数（図２では８個）のＬＥＤアレー６１ａ〜６１ｈからなるＬＥＤアレー群６１に、ＬＥＤドライバ６２ａ〜６２ｈからなるＬＥＤドライバ群６２が接続されており、２つのＬＥＤドライバ６２ａ〜６２ｈを対として、それぞれにピンコネクタ６６ａ〜６６ｄが接続されている。そして、ＬＰＨ６は、図２では示されていないが、さらに８個のＬＥＤアレー６１ａ〜６１ｈからなるＬＥＤアレー群６１とそれに繋がるＬＥＤドライバ６２ａ〜６２ｈからなるＬＥＤドライバ群６２とピンコネクタ６６ａ〜６６ｄが設けられており、これらの左右のアレー群を切り換えて点灯制御する。

ＬＰＨ６には、各ピンコネクタ６６ａ〜６６ｄを介して、図３に示すような信号とデータが後述する光書込処理部３から送られてくる。すなわち、ＬＰＨ６には、光書込処理部３から、Ｈ／Ｌでドライバの左右のＬＥＤアレー群６１の選択を行うセレクト信号ＳＥＬＥＣＴ、データ転送を行うクロックＣＬＫ、データＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ８、データの先頭を示すロード信号ＬＯＡＤ及びストローブクロック（ストローブ信号）ＳＴＣＬＫが入力される。

そして、画像形成装置１には、スキャナ装置１０、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１、ファクシミリ装置１２、メモリ１３及び図示しないデジタルスチルカメラ等から画像データが画像Ｉ／Ｆ部を介して入力され、最終的に画像処理部２に入力される。

画像処理部２は、レジスタ２ｒを備えており、マイコン４によってレジスタ２ｒに設定される設定内容に応じて、入力される画像データに対して必要な画像処理を施して、光書込装置３に伝送するとともに、必要な制御信号をゲート信号として光書込処理部３に出力する。

光書込処理部３は、メモリ制御部３１、密度変換処理・スムージング処理部３２、光変調処理・同期制御部（光変調処理手段）３３、ゲート制御部３４及びゲート制御部３５等を備えており、図示しないインタフェース（Ｉ／Ｆ）を介して画像処理部２との間で、図４に示す制御信号（ゲート信号）及び画像データからなるデータの授受を行う。そして、メモリ制御部３１、密度変換処理・スムージング処理部３２及び光変調処理・同期制御部３３は、それぞれレジスタ３１ｒ、３２ｒ、３３ｒを備えており、画像形成装置１のシステム制御部であるマイコン４から各種動作設定等の制御信号が各部のレジスタ３１ｒ、３２ｒ、３３ｒに入力される。

すなわち、図４に示すように、画像処理部２からゲート信号として、同期信号ＸＤＥＴＰ、ラインシンククロックＸＬＤＳＹＮＣ０、１、プリンタスタート信号ＸＰＳＴＡ及びスタートシンククロックＸＰＳＴＡ＿ＳＹＮＣが光書込処理部３のゲート制御部３４に入力され、画像データとしてＶＡＣＣがメモリ制御部３１に入力される。そして、この画像データＶＡＣＣは、図４の下部に拡大して示すように、画像転送クロックＶＣＬＫに同期して画像データ主走査有効領域の間入力されるデータＶＤである。

ゲート制御部３４は、画像処理部２から入力される各種ゲート信号の制御を行って、メモリ制御部３１、密度変換処理・スムージング処理部３２及び光変調処理・同期制御部３３にゲート信号を出力する。

メモリ制御部３１は、少なくとも１つ設けられており、ＬＤドライブユニット５が装着されている場合には、ポリゴンミラーへの発光制御である同期処理と書込有効走査率のための速度変更処理に利用され、ＬＰＨ６が装着されている場合には、ＬＰＨ６へのストローブ動作を確保するための速度変更処理に利用され、ゲート制御部３４からのゲート信号に基づいて画像データを密度変換処理・スムージング処理部３２に転送する。

密度変換処理・スムージング処理部３２は、マイコン４によるレジスタ３２ｒへの設定に応じて必要な密度変換処理やスムージング処理を行って、ゲート制御部３４からのゲート信号に基づいて画像データを光変調処理・同期制御部３３に転送する。

光変調処理・同期制御部３３は、書き込みの階調が被走査面（感光体１３０の上面）への階調を形成するものであり、通常、スキャナ読取データの階調やパーソナルコンピュータ４からの階調と異なり、また、書き込みの階調が光の強度や照射時間に変換されるため、光変調処理が必要となることから、この光変調処理を実行する。また、光変調処理・同期制御部３３は、ＬＰＨ６が装着されているときには、ＬＰＨ６は要求される走査幅分ＬＥＤアレイ群６１が並べられているので、同期制御機能を必要としないが、ＬＤ走査方式のＬＤドライブユニット５が装着されているときには、同期検知ユニット５３からの同期信号に同期し、ＬＤドライブ周期を実現するクロック（クロックＡ）でＬＤドライブユニット５のＬＤドライバ５１にデータ（光変調データ）を転送する同期制御を行う。

すなわち、ＬＤ走査方式のＬＤドライブユニット５が装着されているときには、例えば、ＬＤドライブユニット５が２ビームであるときには、２つのＬＤがその取り付け状態から必然的に主走査方向に時間差が発生するため、図５に示すように、２つのレーザビームで感光体上に形成されるドットに遅延が発生する。また、ＬＤドライブユニット５が４ビームのＬＥＤアレイを２つ用いた８ビームであるときには、２つのＬＥＤがその取り付け状態から必然的に主走査方向に時間差が発生するため、図６に示すように、２つのレーザビームで感光体上に形成される８ラインの各ラインのドット間に遅延が発生する。そこで、光変調処理・同期制御部３３が、この遅延を補正するために同期制御を行う。

ゲート制御部（ダミー同期信号生成手段、ストローブ信号生成手段）３５は、レジスタ３５を備えており、レジスタ３５には、画像形成装置１のシステム制御部であるマイコン４から各種動作設定等の制御信号が設定される。ゲート制御部３５は、レジスタ３５に設定される制御信号に応じて、ダミー同期信号とストローブ信号を生成し、ＬＰＨ６が装着されているときに、ダミー同期信号を光変調処理・同期制御部３３に出力し、ストローブ信号をＬＰＨ６のストローブ制御部６３に出力する。

このダミー同期信号は、ＬＤドライブユニット５が装着されているときに、ＬＤドライブユニット５の同期検知ユニット５３の出力する同期信号と同等であるが、ＬＤドライブユニット５が装着されずにＬＰＨ６が装着されているときに、ＬＰＨ６を駆動するのに使用される信号であって同期信号とは異なる信号であり、ゲート制御部３５は、このダミー同期信号を内部クロックを利用して生成する。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の画像形成装置１は、光書込部として、ＬＤ走査方式のＬＤドライブユニット５と発光素子アレイ方式のＬＰＨ６のいずれが搭載されても、共通する機能部分である光書込処理部３を交換することなく、対応することができる。以下、ＬＤ走査方式のＬＤドライブユニット５が装着されている場合と、発光素子アレイ方式のＬＰＨ６が装着されている場合とについて、順次説明する。
＜ＬＤ走査方式のＬＤドライブユニット５の装着時＞
画像形成装置１は、光書込部としてＬＤ走査方式のＬＤドライブユニット５が装着されると、スキャナ装置１０、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１、ファクシミリ装置１２、メモリ１３及び図示しないデジタルスチルカメラ等から画像Ｉ／Ｆ部を介して入力された画像データが、最終的に画像処理部２に入力され、画像処理部２で必要な画像処理が施された後、光書込処理部３のメモリ部３１に転送されるとともに、画像処理部２から図４に示したような各種制御信号がゲート信号として、ゲート制御部３４に出力される。また、マイコン４からは、画像形成での各種設定状態を指定する制御信号が画像処理部２のレジスタ２ｒとメモリ制御部３１、密度変換処理・スムージング処理部３２、光変調処理・同期制御部３３及びゲート制御部３５の各レジスタ３１ｒ、３２ｒ、３３ｒ、３５ｒに設定入力される。

そして、画像形成装置１は、ＬＤドライブユニット５が装着されるときには、ＬＤユニット５２によるレーザ光の走査時に、同期検知ユニット５３から同期信号が光書込処理部３の光変調処理・同期制御部３３に入力される。

光書込処理部３のメモリ制御部３１は、画像処理部２から入力される各種ゲート信号の制御を行って、ポリゴンミラーへの発光制御である同期処理と書込有効走査率のための速度変更処理に利用され、ゲート制御部３４からのゲート信号に基づいて画像データを密度変換処理・スムージング処理部３２に転送する。密度変換処理・スムージング処理部３２は、マイコン４によるレジスタ３２ｒへの設定に応じて必要な密度変換処理やスムージング処理を行って、ゲート制御部３４からのゲート信号に基づいて画像データを光変調処理・同期制御部３３に転送し、光変調処理・同期制御部３３は、光変調処理を実行するとともに、同期検知ユニット５３からの同期信号に同期して、ＬＤドライブ周期を実現するクロック（クロックＡ）でＬＤドライブユニット５のＬＤドライバ５１にデータを転送する同期制御を行う。

そして、ＬＤドライバ５１は、光変調処理・同期制御部３３からの画像データでＬＤユニット５２を駆動し、ＬＤユニット５２のＬＤからレーザ光を出射させるとともに、モニタ信号に基づいて出力光量を安定制御する。

したがって、ＬＤ走査方式のＬＤドライブユニット５が装着されているときには、当該ＬＤドライブユニット５を適切に動作させることができる。
＜発光素子アレイ方式のＬＰＨ６の装着時＞
画像形成装置１は、光書込部としてＬＤ走査方式のＬＤドライブユニット５が装着されると、上記同様に、スキャナ装置１０、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１、ファクシミリ装置１２、メモリ１３及び図示しないデジタルスチルカメラ等からの画像データを、、画像処理部２で必要な画像処理を施した後、光書込処理部３のメモリ部３１に転送するとともに、画像処理部２から図４に示したような各種制御信号がゲート信号として、ゲート制御部３４を出力する。また、マイコン４から、画像形成での各種設定状態を指定する制御信号が画像処理部２のレジスタ２ｒとメモリ制御部３１、密度変換処理・スムージング処理部３２、光変調処理・同期制御部３３及びゲート制御部３５の各レジスタ３１ｒ、３２ｒ、３３ｒ、３５ｒに設定入力する。

光書込処理部３のメモリ制御部３１は、ＬＰＨ６へのストローブ動作を確保するための速度変更処理に利用され、ゲート制御部３４からのゲート信号に基づいて画像データを密度変換処理・スムージング処理部３２に転送する。密度変換処理・スムージング処理部３２は、マイコン４によるレジスタ３２ｒへの設定に応じて必要な密度変換処理やスムージング処理を行って、ゲート制御部３４からのゲート信号に基づいて画像データを光変調処理・同期制御部３３に転送する。

光変調処理・同期制御部３３は、光変調処理を実行するが、ＬＰＨ６が装着されているときには、ＬＰＨ６が要求される走査幅分ＬＥＤアレイ群６１が並べられているので、同期制御機能を必要としないため、同期処理を行わないで、画像データをデータレジスタ群に転送する。

ゲート制御部３５は、マイコン４によってレジスタ３５に設定される制御信号に応じて、ストローブ信号を生成して、ストローブ信号をＬＰＨ６のストローブ制御部６３に出力する。

そして、ＬＰＨ６は、データレジスタ群６４が光量補正レジスタ群６５の補正データを用いて補正したデータをＬＥＤドライバ群６２に送り、ストローブ制御部６３が、ゲート制御部３５からのストローブ信号をＬＥＤドライバ群６２に送って、ＬＥＤドライバ群６２がストローブ信号に従ってデータを各ＬＥＤアレー群６１に送ることで、データに応じて各ＬＥＤアレー群６１を点灯駆動する。

したがって、発光素子アレイ方式のＬＰＨ６が装着されているときには、何ら新たな部品を追加したり、動作変更を行うことなく、当該ＬＰＨ６を適切に動作させることができる。

このように、本実施例の画像形成装置１は、走査型光書込手段であるＬＤ走査方式のＬＤドライブユニット５と発光素子アレー型光書込手段である発光素子アレイ方式のＬＰＨ６が選択的に接続され、光書込処理部３にＬＰＨ６が接続されているときには、光書込処理部３の光変調処理・同期制御部３３が、ゲート制御部３５からのダミー同期信号に基づいて光変調データの伝送タイミングを生成して、当該伝送タイミングで（光変調）データをＬＰＨ６へ伝送し、また、ゲート制御部３５がＬＰＨ６にストローブ信号を出力し、ＬＤドライブユニット５が接続されているときには、光変調処理・同期制御部３３が、ＬＤドライブユニット５の備えている同期検知ユニット５３が走査光を検出して出力する同期信号に基づいて光変調データをＬＤドライブユニット５に伝送する。

したがって、ＬＤドライブユニット５とＬＰＨ６のいずれに対しても、適切に駆動することができ、安価に汎用性を向上させることができるとともに、ＥＭＣやＡＣタイミングに影響を低減させることができる。

また、上記実施例においては、ゲート制御部３５がダミー同期信号とストローブ信号を生成しているため、ＬＰＨ６として、多値のデータを取り扱うものを用いているが、ＬＰＨとして白黒２値を取り扱うものであってもよく、この場合、ストローブ信号を用いずに、ダミー同期信号に同期させて光変調データであるデータを光変調処理・同期制御部３３から当該白黒２値のＬＰＨ６のデータレジスタ群６４に転送して、ＬＥＤドライバ群６２が、ストローブ信号を用いることなく、ＬＥＤアレー群６１の発光制御を行う。

したがって、２値のＬＰＨ６の場合に、ゲート制御部３５がストローブ信号生成機能を備えていない場合であっても、適切にＬＰＨ６を駆動させることができる。

さらに、上記実施例においては、ゲート制御部３５が光書込処理部３に設けられている場合について説明したが、ゲート制御部３５のダミー同期信号生成機能とストローブ信号生成機能のうち、ダミー同期信号生成機能は、ＬＰＨ６に設けられていてもよい。

このようにすると、画像形成装置１にＬＰＨ６が装着された場合、ＬＰＨ６のダミー同期信号生成部から光書込処理部３の光変調処理・同期制御部３３にダミー同期信号を送って光変調処理・同期制御部３３でダミー同期信号に同期させて光変調データであるデータを光変調処理・同期制御部３３からＬＰＨ６のデータレジスタ群６４に転送して、ＬＥＤドライバ群６２が、ストローブ信号を用いることなく、ＬＥＤアレー群６１の発光制御を行うことができる。したがって、光書込処理部３の伝送上のノイズ低減効果を向上させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

開発効率を向上させて、ＬＤ走査方式と発光素子アレイ方式の両方式に対応する光書込装置及び当該光書込装置を用いた画像形成装置に適用することができる。

本発明の光書込装置及び画像形成装置の一実施例を適用した画像形成装置のブロック構成図。図１のＬＰＨの要部回路構成図。図２のＬＰＨの信号タイミング図。図１の光書込処理部と画像処理部との間の信号タイミング図。図１のＬＤユニットが２ビームである場合の感光体上でのドットの遅延状態の説明図。図１のＬＤユニットが８ビームである場合の感光体上でのドットの遅延状態の説明図。画像形成装置と周辺機器との接続状態を示す図。図７の画像形成装置の光書込装置がＬＤ走査方式である場合の光書込装置の斜視図。図７の感光体周辺部分の概略正面図。図８のＬＤユニットの分解斜視図。図７の画像形成装置の光書込装置がＬＤ走査方式の光書込走査装置である場合の回路ブロック概念図。図１１でのデータの転送タイミングを示す図。図７の画像形成装置の光書込装置がＬＤ走査方式の光書込走査装置である場合の具体的な回路ブロック図。図７の画像形成装置の光書込装置が発光素子アレー方式の光書込走査装置である場合の具体的な回路ブロック図。図１４のＬＰＨの裏面側斜視図。図１５の等倍レンズ部分の分解斜視図。

符号の説明

１画像形成装置
２画像処理部
２ｒレジスタ
３書込処理部
４マイコン
５ＬＤドライブユニット
６ＬＰＨ
７光書込部
１０スキャナ装置
１１パーソナルコンピュータ
１２ファクシミリ装置
１３メモリ
３１メモリ制御部
３１ｒレジスタ
３２密度変換処理・スムージング処理部
３２ｒレジスタ
３３光変調処理・同期制御部
３３ｒレジスタ
３４ゲート制御部
３５ゲート制御部
３５ｒレジスタ
５１ＬＤドライバ
５２ＬＤユニット
５３同期検知ユニット
６１ＬＥＤアレー群
６１ａ〜６１ｈＬＥＤアレー
６２ＬＥＤドライバ群
６２ａ〜６２ｈＬＥＤドライバ
６３ストローブ制御部
６４データレジスタ群
６５光量補正レジスタ群
６６ａ〜６６ｄピンコネクタ

Claims

光変調データに基づいて変調駆動される発光素子から出射される書込光を同期信号に基づく走査タイミングで偏向素子によって主走査方向に偏向させて走査光として被走査面上に照射させる走査型光書込手段と、ストローブ信号に基づいて転送される光変調データによって駆動される多数の発光素子から出射される書込光を被走査面上に照射させる発光素子アレー型光書込手段と、が選択的に接続され、当該選択的に接続された光書込手段に対して各種制御信号と光変調データを出力する光変調処理手段を備えた光書込装置であって、擬似的な同期信号としてダミー同期信号を生成して前記光変調処理手段に出力するダミー同期信号生成手段を設け、前記発光素子アレー型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、前記ダミー同期信号生成手段からの前記ダミー同期信号に基づいて前記光変調データの伝送タイミングを生成して、当該伝送タイミングで当該光変調データを当該発光素子アレー型光書込手段へ伝送し、前記走査型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、当該走査型光書込手段の備えている同期検知手段が前記走査光を検出して出力する前記同期信号に基づいて前記光変調データを当該走査型光書込手段に伝送することを特徴とする光書込装置。
光変調データに基づいて変調駆動される発光素子から出射される書込光を同期信号に基づく走査タイミングで偏向素子によって主走査方向に偏向させて走査光として被走査面上に照射させる走査型光書込手段と、ストローブ信号に基づいて転送される光変調データによって駆動される多数の発光素子から出射される書込光を被走査面上に照射させる発光素子アレー型光書込手段と、が選択的に接続され、当該選択的に接続された光書込手段に対して各種制御信号と光変調データを出力する光変調処理手段を備えた光書込装置であって、擬似的な同期信号としてダミー同期信号を生成して前記光変調処理手段に出力するダミー同期信号生成手段と、前記ストローブ信号を生成するストローブ信号生成手段と、を設け、前記発光素子アレー型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、前記ダミー同期信号生成手段からの前記ダミー同期信号に基づいて前記光変調データの伝送タイミングを生成して、当該伝送タイミングで当該光変調データを当該発光素子アレー型光書込手段へ伝送し、前記ストローブ信号生成手段が当該発光素子アレー型光書込手段に前記ストローブ信号を出力し、前記走査型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、当該走査型光書込手段の備えている同期検知手段が前記走査光を検出して出力する前記同期信号に基づいて前記光変調データを当該走査型光書込手段に伝送することを特徴とする光書込装置。
光変調データに基づいて変調駆動される発光素子から出射される書込光を同期信号に基づく走査タイミングで偏向素子によって主走査方向に偏向させて走査光として被走査面上に照射させる走査型光書込手段と、ストローブ信号に基づいて転送される光変調データによって駆動される多数の発光素子から出射される書込光を被走査面上に照射させる発光素子アレー型光書込手段と、が選択的に接続され、当該選択的に接続された光書込手段に対して各種制御信号と光変調データを出力する光変調処理手段を備えた光書込装置であって、擬似的な同期信号としてダミー同期信号を生成して前記光変調処理手段に出力するダミー同期信号生成手段と、前記ストローブ信号を生成するストローブ信号生成手段と、を設けるとともに、少なくとも当該ダミー同期信号生成手段を前記発光素子型光書込手段に設け、当該発光素子アレー型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、前記ダミー同期信号生成手段からの前記ダミー同期信号に基づいて前記光変調データの伝送タイミングを生成して、当該伝送タイミングで当該光変調データを当該発光素子アレー型光書込手段へ伝送し、前記ストローブ信号生成手段が当該発光素子アレー型光書込手段に前記ストローブ信号を出力し、前記走査型光書込手段が接続されているときには、前記光変調処理手段が、当該走査型光書込手段の備えている同期検知手段が前記走査光を検出して出力する前記同期信号に基づいて前記光変調データを当該走査型光書込手段に伝送することを特徴とする光書込装置。
光変調データに基づいて変調駆動される発光素子から出射される書込光を同期信号に基づく走査タイミングで偏向素子によって主走査方向に偏向させて走査光として被走査面上に照射させる走査型光書込手段と、ストローブ信号に基づいて転送される光変調データによって駆動される多数の発光素子から出射される書込光を被走査面上に照射させる発光素子アレー型光書込手段と、が選択的に装着され、当該選択的に装着された光書込手段を駆動する光書込装置を備え、前記被走査面上に照射される書込光によって形成される静電潜像を現像して画像形成する画像形成装置であって、前記光書込装置として、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光書込装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。