JP2008068459A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラインヘッドを用いて画像を形成する画像形成装置および画像形成方法において、処理を複雑にすることなく、また低コストで安定したビデオデータの送受信を行うことのできる技術を提供する。
【解決手段】ヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣに対して、潜像１ラインごとのリクエスト信号ＨＲＥＱを送信する。メインコントローラＭＣは、このリクエスト信号ＨＲＥＱを受信する度に１ライン分のビデオデータＶＤをヘッドコントローラＨＣに対し送出する。メインコントローラＭＣは、リクエスト信号に応えてビデオデータを出力すればよく、送出タイミングを細かく管理する必要がない。ヘッドコントローラＨＣは動作の進行に合わせてビデオデータを受信することができるので、大容量のメモリを必要としない。
【選択図】図３

Description

この発明は、複数の発光素子が列状に配列されたラインヘッドにより感光体表面を露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を顕像化することにより画像を形成する装置およびその方法に関するものである。

従来の電子写真方式の画像形成装置においては、ランプを光源とした収束光ビームまたはレーザ光によって感光体表面を走査露光することによって感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像剤（トナー）により顕像化することで画像を形成する。しかしながら、近年では、小型でありながら十分な光量を得られるＬＥＤ（発光ダイオード）や有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子などの発光素子が開発されてきており、これらの発光素子を露光光源として用いることで走査光学系を排し、装置の小型化およびプロセスの高速化を図る技術が研究されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、列状に並べた多数のＬＥＤ素子を有するプリントヘッドを感光体に対向配置し、一列をなす各ＬＥＤ素子を所定のタイミングで点灯させることによって１ドットライン分の潜像を形成する。この画像形成装置では、画像データを処理するＣＰＵから、プリントヘッドを駆動するＬＥＤ駆動手段に対しストローブ信号、シフトクロックおよびビデオデータなどの信号が送信され、これに基づきＬＥＤ駆動手段がプリントヘッドを構成するＬＥＤを点灯制御している。

特開２００２−２４８８０８号公報（図２）

上記従来技術では、ＣＰＵからＬＥＤ駆動手段に対して一方的にデータが送出されている。つまり、このＣＰＵは、ＬＥＤ駆動手段での処理状況に関わりなく自ら定めたタイミングでデータを送出している。したがって、装置全体およびＬＥＤ駆動手段の動作の進行に同期させて画像データをＬＥＤ駆動手段に与えるために、画像データを送出すべきタイミングについてはＣＰＵ側で管理しておく必要がある。そうしなければ、ＬＥＤ駆動手段側に画像データを一時的に保存しておくための大容量メモリを設ける必要があり、装置のコスト上昇を招くからである。このような管理を行うと、ＣＰＵにおける処理が極めて煩雑なものとなってしまう。

特に、複数の画像形成ステーションを並べて画像を形成する、いわゆるタンデム型の画像形成装置においては、各画像形成ステーションごとに画像形成のタイミングが異なるため、データの送出タイミングを個別に管理する必要があり、処理はさらに複雑になる。これを回避するために各画像形成ステーションのそれぞれにメモリを設けると、装置コストが大幅に上昇することになる。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ラインヘッドを用いて画像を形成する画像形成装置および画像形成方法において、処理を複雑にすることなく、また低コストで安定したビデオデータの送受信を行うことのできる技術を提供することを目的とする。

この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、所定の表面電位に帯電された感光体と、複数の発光素子が列状に配列されたラインヘッドを有し、前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、ビデオデータに基づいて前記ラインヘッドの点灯を制御する点灯制御手段と、画像信号に信号処理を施してトナー色に対応する前記ビデオデータを生成し、前記点灯制御手段に送信する信号処理手段とを備え、前記点灯制御手段および前記信号処理手段のそれぞれは、互いの間でデータの送受信を行うための通信部をそれぞれ備えており、前記点灯制御手段に設けられた点灯制御側通信部は、前記ビデオデータの送信を要求するリクエスト信号を前記信号処理手段に設けられた信号処理側通信部に対し送信する一方、前記信号処理側通信部は、前記リクエスト信号を受信すると、該リクエスト信号に応じて前記ビデオデータを前記点灯制御側通信部に対し送信することを特徴としている。

また、この発明にかかる画像形成方法は、信号処理手段により画像信号に信号処理を施して、複数の発光素子を列状に配列したラインヘッドを有する画像形成ステーションに対応するビデオデータを生成し、前記画像形成ステーションに設けた前記ラインヘッドの点灯を、点灯制御手段により前記ビデオデータに基づいて制御することで感光体表面に静電潜像を形成し、前記静電潜像をトナーにより顕像化することで画像を形成する画像形成方法であって、上記目的を達成するため、前記点灯制御手段から、前記ビデオデータの送信を要求するリクエスト信号を前記信号処理手段に対して送信し、前記信号処理手段から、前記リクエスト信号に応じた前記ビデオデータを前記信号処理手段に対して送信することによって、前記ビデオデータを前記点灯制御手段に供給することを特徴としている。

このように構成された発明では、信号処理手段からのビデオデータは、単に点灯制御手段からのリクエスト信号を受けたときにビデオデータを送信するように構成しておけばよいので、送出タイミングを管理しておく必要がなく、処理が簡単になる。また、点灯制御手段側では、ビデオデータが必要なときにリクエスト信号を出力することで信号処理手段から必要なデータを受け取ることができるので、データが一方的に送られてくる技術に比べ、受信データを記憶する大容量のメモリを設ける必要がなく、装置を小型にかつ低コストで構成することができる。また、まず点灯制御手段からリクエスト信号を出力し、それに応じて信号処理手段からビデオ信号が出力される、という双方向通信を行っているので、データを受け渡しを確実にしかも安定して行うことができる。

ここで、例えば、前記露光手段は、前記感光体表面に対し前記発光素子の配列方向と直交する方向に相対移動しながら前記発光素子の配列方向に沿ったライン潜像を繰り返し形成することにより前記静電潜像を形成し、前記点灯制御側通信部は、前記ライン潜像の１ライン単位で前記リクエスト信号を出力する一方、前記信号処理側通信部は、前記リクエスト信号を受信するとそれに応じて１ライン分の前記ビデオデータを出力するようにしてもよい。こうして１ラインごとにリクエスト信号を出力し、それに応じてビデオデータを出力するようにすることで、原理的には、点灯制御手段は少なくとも１ライン分のビデオデータを記憶する記憶容量があれば、各ライン潜像をビデオデータに忠実に形成することができる。

ただし、ラインヘッドでは、各発光素子の位置ばらつきや装置への組み付け時の位置ずれに起因して、ライン潜像の歪みやラインの方向ずれなどが生じる場合がある。そこで、前記点灯制御手段には、複数ライン分の前記ビデオデータを一時的に記憶するバッファ部と、前記バッファ部に記憶されたデータに対し、前記感光体上への前記ライン潜像の形成位置を調整するための補正処理を行う補正処理部とをさらに設けることが望ましい。こうすることでラインヘッドの位置ずれを補正して、より画質の優れた画像を形成することができる。また、バッファ部としては数ライン分のデータを記憶することができれば足り、大容量のメモリを設ける必要はない。

また、前記感光体、前記露光手段および前記現像手段を一体として有する画像形成ステーションを複数備える装置において、前記信号処理手段は、前記複数の画像形成ステーションのそれぞれに対応する前記ビデオデータを生成するとともに、該ビデオデータを多重化して前記信号処理側通信部から送信する一方、前記点灯制御手段は、前記複数の画像形成ステーションのそれぞれに対応する前記リクエスト信号を生成するとともに、該リクエスト信号を多重化して前記点灯制御側通信部から送信するようにしてもよい。このように、送受信データを多重化することにより、画像形成ステーションの数が多くなっても信号線数の増加を抑えることができる。特に、シリアル通信によってデータ伝送するようにすれば、信号線の数をきわめて少なくすることができる。

特に、各画像形成ステーションが所定方向に移動する転写媒体の移動方向に沿って並べられ、当該画像形成ステーションで顕像化したトナー像を互いに異なる転写位置で前記転写媒体に順次転写するように構成された装置において、本発明の効果が顕著である。このような、いわゆるタンデム型の画像形成装置では、転写位置の違いに起因して各画像形成ステーションにおいて画像形成のタイミングが少しずつずれているので、ビデオデータを必要とするタイミングも各画像形成ステーションごとに異なってくる。本発明によれば、信号処理手段ではこのようなタイミングの管理をする必要がない。また、各画像形成ステーションに対応するビデオデータを、当該画像形成ステーションの動作の進行に応じたタイミングで信号処理手段から点灯制御手段へ受け渡すことができるので、点灯制御手段および画像形成ステーションに大きなメモリを設ける必要がない。

また、前記点灯制御側通信部には、受信した多重化されたビデオデータを逆多重化して前記複数の画像形成ステーションのそれぞれに対応するビデオデータに展開する点灯制御側逆多重化処理部をさらに設けることが望ましい。また、前記信号処理側通信部には、受信した多重化されたリクエスト信号を逆多重化して前記複数の画像形成ステーションのそれぞれに対応するリクエスト信号に展開する信号処理側逆多重化処理部をさらに設けることが望ましい。こうすることにより、多重化されたデータから各画像形成ステーションのそれぞれに対応したデータを個別に取り出すことができる。

また、前記点灯制御側通信部から前記信号処理側通信部へのデータ送信、および前記信号処理側通信部から前記点灯制御側通信部へのデータ通信を、それぞれ１対ずつの差動信号線対によって行うようにしてもよい。差動信号線対を用いてデータ伝送を行うことにより高速での通信が可能となる。また、信号線からノイズを放射したりノイズの影響を受けるのを抑制することができる。

なお、本発明では、点灯制御手段側からリクエスト信号を出力し、それに応じて信号処理手段側からビデオデータを出力するという構成を採っているので、両者間の通信においては見かけ上は点灯制御手段がマスタ、信号処理手段がスレーブの関係となっている。しかしながら、通信用のクロックについてはマスタ側から供給することは好ましくない。というのは、信号処理手段側において、マスタたる点灯制御手段から供給されるクロックに基づいてデータ送信を行うようにすると、クロックの鈍りやジッタによって通信が不安定になりやすく、高速化に適さないからである。そこで、前記点灯制御側通信部および前記信号処理側通信部のそれぞれに基準クロック発生器を設け、それぞれは当該基準クロック発生器が発生する基準クロックに同期してデータを送信するようにすることが望ましい。こうすることで、いずれからの送信データについても、送信側に設けた基準クロックに基づいて送信されることとなるので、安定したデータ送信を行うことが可能となる。

図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置における画像形成ステーションの配置を示す図である。さらに、図３は図１の画像形成装置の電気的構成を示す図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能な画像形成装置である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がＣＰＵやメモリなどを有するメインコントローラＭＣに与えられると、このメインコントローラＭＣがエンジンコントローラＥＣに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラＥＣがエンジン部ＥＧおよびヘッドコントローラＨＣなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。

この実施形態にかかる画像形成装置が有するハウジング本体３内には、電源回路基板、メインコントローラＭＣ、エンジンコントローラＥＣおよびヘッドコントローラＨＣを内蔵する電装品ボックス５が設けられている。また、画像形成ユニット２、転写ベルトユニット８および給紙ユニット７もハウジング本体３内に配設されている。また、図１においてハウジング本体３内右側には、二次転写ユニット１２、定着ユニット１３およびシート案内部材１５が配設されている。なお、給紙ユニット７は、ハウジング本体３に対して着脱自在に構成されている。そして、該給紙ユニット７および転写ベルトユニット８については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。

画像形成ユニット２は、複数の異なる色の画像を形成する４個の画像形成ステーション２Ｙ（イエロー用）、２Ｍ（マゼンタ用）、２Ｃ（シアン用）および２Ｋ（ブラック用）を備えている。なお、図１においては、画像形成ユニット２の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号を付し、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。

各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム２１が設けられている。各感光体ドラム２１はそれぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印Ｄ21の方向に所定速度で回転駆動される。また、感光体ドラム２１の周囲には、その回転方向に沿って帯電部２３、ラインヘッド２９、現像部２５および感光体クリーナ２７が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋで形成されたトナー像を転写ベルトユニット８に設けた転写ベルト８１に重ね合わせてカラー画像を形成する。また、モノクロモード実行時は、画像形成ステーション２Ｋのみを動作させてブラック単色画像を形成する。

帯電部２３は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム２１の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム２１の回転動作に伴って従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部（図示省略）に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部２３と感光体ドラム２１が当接する帯電位置で感光体ドラム２１の表面を所定の表面電位に帯電させる。

ラインヘッド２９は、感光体ドラム２１の軸方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に配列された複数の発光素子を備えており、感光体ドラム２１に対向配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部２３により帯電された感光体ドラム２１の表面に向けて光を照射して該表面に静電潜像を形成する。

図４はラインヘッドの構造を示す図である。なお、以下の説明においては、図１の紙面奥から手前側に向かう方向をＸ方向とする。すなわち、Ｘ方向は、感光体ドラム２１の回転軸に平行な方向であり、かつ感光体２１ドラム表面の移動方向および転写ベルト８１の移動方向Ｄ81に直交する方向である。ラインヘッド２９では、露光光源となる複数のＬＥＤ（発光ダイオード）素子がＸ方向に配列されてなるＬＥＤアレイ２９３が、長尺のハウジング中に保持されている。ベース基板２９４上のＬＥＤアレイ２９３は、同じベース基板２９４上に形成されたドライバＩＣ２９５により駆動される。ヘッドコントローラＨＣからビデオ信号が与えられると、該ビデオ信号に基づきドライバＩＣ２９５が作動してＬＥＤアレイ２９３に設けられたＬＥＤ素子が点灯する。屈折率分布型ロッドレンズアレイ２９６は結像光学系を構成し、ＬＥＤ素子の前面に配置される屈折率分布型ロッドレンズ２９７を俵積みしている。ハウジングは、ベース基板２９４の周囲を覆い、感光体ドラム２１に面した側は開放する。このようにして、屈折率分布型ロッドレンズ２９７から感光体ドラム２１に光線を射出する。これによって、ビデオ信号に対応して感光体ドラム２１に静電潜像が形成される。

図１に戻って装置構成の説明を続ける。現像部２５は、その表面にトナーが担持する現像ローラ２５１を有する。そして、現像ローラ２５１と電気的に接続された現像バイアス発生部（図示省略）から現像ローラ２５１に印加される現像バイアスによって、現像ローラ２５１と感光体ドラム２１とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ２５１から感光体ドラム２１に移動してその表面に形成された静電潜像が顕像化される。

現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21に搬送された後、後に詳述する転写ベルト８１と各感光体ドラム２１が当接する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１に一次転写される。

また、感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21の一次転写位置ＴＲ1の下流側で且つ帯電部２３の上流側に、感光体ドラム２１の表面に当接して感光体クリーナ２７が設けられている。この感光体クリーナ２７は、感光体ドラムの表面に当接することで一次転写後に感光体ドラム２１の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。

転写ベルトユニット８は、駆動ローラ８２と、図１において駆動ローラ８２の左側に配設される従動ローラ８３（ブレード対向ローラ）と、これらのローラに張架され駆動ローラ８２の回転により図示矢印Ｄ81の方向（搬送方向）へ循環駆動される転写ベルト８１とを備えている。また、転写ベルトユニット８は、転写ベルト８１の内側に、カートリッジ装着時において各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋが有する感光体ドラム２１各々に対して一対一で対向配置される、４個の一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを備えている。これらの一次転写ローラは、それぞれ一次転写バイアス発生部（図示省略）と電気的に接続される。

カラーモード実行時は、図１および図２に示すように全ての一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃおよび８５Ｋを画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋ側に位置決めすることで、転写ベルト８１を画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋそれぞれが有する感光体ドラム２１に押し遣り当接させて、各感光体ドラム２１と転写ベルト８１との間に一次転写位置ＴＲ1を形成する。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｙ等に一次転写バイアスを印加することで、各感光体ドラム２１の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する一次転写位置ＴＲ1において転写ベルト８１表面に転写する。すなわち、カラーモードにおいては、各色の単色トナー像が転写ベルト８１上において互いに重ね合わされてカラー画像が形成される。

いわゆるタンデム方式の画像形成装置では、感光体ドラム２１から転写ベルト８１にトナー像が一次転写される一次転写位置は、各画像形成ステーションごとに異なった位置となる。この実施形態においては、イエロー用画像形成ステーション２Ｙ、マゼンタ用画像形成ステーション２Ｍ、シアン用画像形成ステーション２Ｃおよびブラック用画像形成ステーション２Ｋが転写ベルト８１の移動方向に沿ってこの順番に配置されている。したがって、イエロー一次転写位置ＴＲ1yとマゼンタ一次転写位置ＴＲ1mとは距離Ｌym、マゼンタ一次転写位置ＴＲ1mとシアン一次転写位置ＴＲ1cとは距離Ｌmc、シアン一次転写位置ＴＲ1cとブラック一次転写位置ＴＲ1kとは距離Ｌckだけ離隔している。

一方、モノクロモード実行時は、４個の一次転写ローラのうち、一次転写ローラ８５Ｙ、８５Ｍおよび８５Ｃをそれぞれが対向する画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｃから離間させるとともにブラック色に対応した一次転写ローラ８５Ｋのみを画像形成ステーション２Ｋに当接させることで、モノクロ用の画像形成ステーション２Ｋのみを転写ベルト８１に当接させる。その結果、一次転写ローラ８５Ｋと画像形成ステーション２Ｋとの間にのみ一次転写位置ＴＲ1kが形成される。そして、適当なタイミングで一次転写バイアス発生部から一次転写ローラ８５Ｋに一次転写バイアスを印加することで、画像形成ステーション２Ｋに設けられた感光体ドラム２１の表面上に形成されたブラックトナー像を、一次転写位置ＴＲ1kにおいて転写ベルト８１表面に転写してモノクロ画像を形成する。

さらに、転写ベルトユニット８は、ブラック用一次転写ローラ８５Ｋの下流側で且つ駆動ローラ８２の上流側に配設された下流ガイドローラ８６を備える。この下流ガイドローラ８６は、一次転写ローラ８５Ｋが画像形成ステーション２Ｋの感光体ドラム２１に当接して形成する一次転写位置ＴＲ1での一次転写ローラ８５Ｋとブラック用感光体ドラム２１（Ｋ）との共通接線上において、転写ベルト８１に当接するように構成されている。

また、下流ガイドローラ８６に巻き掛けられた転写ベルト８１の表面に対向してパッチセンサ８９が設けられている。パッチセンサ８９は例えば反射型フォトセンサからなり、転写ベルト８１表面の反射率の変化を光学的に検出することにより、必要に応じて転写ベルト８１上に形成されるパッチ画像の位置やその濃度などを検出する。

給紙ユニット７は、シートを積層保持可能である給紙カセット７７と、給紙カセット７７からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ７９とを有する給紙部を備えている。ピックアップローラ７９により給紙部から給紙されたシートは、レジストローラ対８０によって給紙タイミングが調整された後、シート案内部材１５に沿って、駆動ローラ８２と二次転写ローラ１２１とが当接する二次転写位置ＴＲ2に給紙される。

二次転写ローラ１２１は、転写ベルト８１に対して離当接自在に設けられ、二次転写ローラ駆動機構（図示省略）により離当接駆動される。定着ユニット１３は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ１３１と、この加熱ローラ１３１を押圧付勢する加圧部１３２とを有している。そして、その表面に画像が二次転写されたシートは、シート案内部材１５により、加熱ローラ１３１と加圧部１３２の加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。加圧部１３２は、２つのローラ１３２１，１３２２と、これらに張架される加圧ベルト１３２３とで構成されている。そして、加圧ベルト１３２３の表面のうち、２つのローラ１３２１，１３２２により張られたベルト張面を加熱ローラ１３１の周面に押し付けることで、加熱ローラ１３１と加圧ベルト１３２３とで形成するニップ部が広くとれるように構成されている。また、こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体３の上面部に設けられた排紙トレイ４に搬送される。

前記した駆動ローラ８２は、転写ベルト８１を図示矢印Ｄ81の方向に循環駆動するとともに、二次転写ローラ１２１のバックアップローラとしての機能も兼ねている。駆動ローラ８２の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０００ｋΩ・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する二次転写バイアス発生部から二次転写ローラ１２１を介して供給される二次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ８２に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、二次転写位置ＴＲ2へシートが進入する際の衝撃が転写ベルト８１に伝達されることに起因する画質の劣化を防止することができる。

また、この装置では、ブレード対向ローラ８３に対向してクリーナ部７１が配設されている。クリーナ部７１は、クリーナブレード７１１と廃トナーボックス７１３とを有する。クリーナブレード７１１は、その先端部を転写ベルト８１を介してブレード対向ローラ８３に当接することで、二次転写後に転写ベルト８１に残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス７１３に回収される。また、クリーナブレード７１１及び廃トナーボックス７１３は、ブレード対向ローラ８３と一体的に構成されている。

なお、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋの感光体ドラム２１、帯電部２３、現像部２５および感光体クリーナ２７を一体的にカートリッジとしてユニット化している。そして、このカートリッジが装置本体に対し着脱可能に構成されている。また、各カートリッジには、該カートリッジに関する情報を記憶するための不揮発性メモリがそれぞれ設けられている。そして、エンジンコントローラＥＣと各カートリッジとの間で無線通信が行われる。こうすることで、各カートリッジに関する情報がエンジンコントローラＥＣに伝達されるとともに、各メモリ内の情報が更新記憶される。これらの情報に基づき各カートリッジの使用履歴や消耗品の寿命が管理される。

また、この実施形態では、メインコントローラＭＣ、ヘッドコントローラＨＣおよび各ラインヘッド２９がそれぞれ別ブロックとして構成され、以下に説明するように、それらが互いにシリアル通信線を介して接続されている。ヘッドコントローラＨＣをメインコントローラＭＣまたはラインヘッド２９と一体に構成することも考えられるが、これらを別体に構成することで、次のような利点が生まれる。

まず、ラインヘッド２９からヘッドコントローラＨＣの機能を独立させることにより、ラインヘッド２９を大幅に小型化することが可能となり、エンジン部ＥＧおよび装置全体の小型化を図ることができる。また、ラインヘッドの構造に依存する処理機能をメインコントローラＭＣから切り離し専用ブロック化することにより、メインコントローラＭＣ側ではヘッドの構成を考慮することなく、より汎用性の高い信号処理のみを行うことができるようになる。また、メインコントローラＭＣとヘッドコントローラＨＣとの間の通信を規格化しておけば、異なる構成のヘッドを使用する場合にも、メインコントローラについては何ら変更することなく、使用するヘッドに対応するヘッドコントローラのみを用意すればよいこととなる。これにより、共通のメインコントローラＭＣを異なる構成のヘッドを有する装置に共通して使用することが可能となり、１つのコントローラを用いた多機種展開が容易になる。

上記のように構成された装置各部の連携動作について、再び図３を参照しながら説明する。外部装置からメインコントローラＭＣに画像形成指令が与えられると、メインコントローラＭＣは、ＵＡＲＴ（汎用非同期送受信）通信線を介してエンジンコントローラＥＣにエンジン部ＥＧを起動させるための制御信号を送信する。また、メインコントローラＭＣに設けられた画像処理部１００が、画像形成指令に含まれる画像データに対して所定の信号処理を行い、各トナー色ごとのビデオデータを生成する。

一方、制御信号を受けたエンジンコントローラＥＣは、エンジン部ＥＧ各部の初期化およびウォームアップを開始する。これらが完了して画像形成動作を実行可能な状態になると、エンジンコントローラＥＣは、各ラインヘッド２９を制御するヘッドコントローラＨＣに対し画像形成動作の開始のきっかけとなる同期信号ＶsyncをＵＡＲＴ通信線を介して出力する。また、ＵＡＲＴ通信線を介したエンジンコントローラＥＣとヘッドコントローラＨＣとの通信においては、この他にラインヘッド２９を制御するための種々の制御パラメータのやり取りが行われるが、その詳細については後述する。

ヘッドコントローラＨＣには、各ラインヘッドを制御するヘッド制御モジュール４００と、メインコントローラＭＣとのデータ通信を司るヘッド側通信モジュール３００とが設けられている。一方、メインコントローラＭＣにもメイン側通信モジュール２００が設けられている。ヘッド側通信モジュール３００からメイン側通信モジュール２００に向けては、１ページ分の画像の先頭を示す垂直リクエスト信号ＶＲＥＱと、該画像を構成するラインのうち１ライン分のビデオデータを要求する水平リクエスト信号ＨＲＥＱとが送信される。一方、メイン側通信モジュール２００からヘッド側通信モジュール３００に向けては、これらのリクエスト信号に応じてビデオデータＶＤが送信される。より詳しくは、画像の先頭を示す垂直リクエスト信号ＶＲＥＱを受信した後、水平リクエスト信号ＨＲＥＱを受信する度に、画像の先頭部分から１ライン分ずつビデオデータを順次出力する。

図５はメインコントローラとヘッドコントローラとの間の通信を示す図である。１ページの画像は、多数のドットをＸ方向（ラインヘッド２９の発光素子の配列方向）に沿って一列に並べたラインをこれと直交する方向、すなわち転写ベルト８１の移動方向Ｄ81に少しずつ位置を異ならせながら形成したものである。ヘッドコントローラＨＣから出力されるリクエスト信号ＶＲＥＱはページ先頭を示すものである。メインコントローラＭＣではリクエスト信号ＶＲＥＱの受信後に受信したリクエスト信号ＨＲＥＱが有効とされ、このリクエスト信号ＨＲＥＱを受信する度に１ライン分のビデオデータＶＤをヘッドコントローラＨＣに送信する。

この実施形態では、１ラインを構成するドット数は最大６８２８である。また、解像度は６００ｄｐｉ（dots per inch）であり、ドットピッチもこれに等しい。したがって、１ラインの最大長さはおよそ１１．４インチ（２８９ｍｍ）である。この長さは、日本工業規格Ａ３版用紙の短辺寸法に対応している。各ドットの画像データは８ビットで多階調表現されており、１ライン分のビデオデータＶＤは、予め定められた特定の値（ここでは５５ｈ）のヘッドデータと、それに続く８ビット×６８２８ドットの画像データ列とからなっている。ヘッドデータはデータ列の先頭を示すためのものであり、ビデオデータを受信するヘッドコントローラ側では、値００ｈが続いた後に受信されたヘッドデータによりデータの先頭であることを認識することができる。言い換えれば、垂直リクエスト信号ＶＲＥＱを受信してから最初に受信された００ｈ以外の値がヘッドデータとして決められているものと異なっていた場合には、通信エラーであると判断することができる。

こうして１ライン分のビデオデータを出力した後、続いてリクエスト信号ＨＲＥＱが与えられると、メインコントローラＭＣは次の１ライン分のデータを出力する。これを繰り返すことにより、１ページ分の画像に対応するビデオデータＶＤがメインコントローラＭＣからヘッドコントローラＨＣに受け渡される。形成すべき次のページの画像がある場合には、先のページのデータ通信の終了後、ヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣに対し再び垂直リクエスト信号ＶＲＥＱが送信される。

この実施形態では、上記した各信号、すなわちヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣへ送られるリクエスト信号ＶＲＥＱ、ＨＲＥＱおよびメインコントローラＭＣからヘッドコントローラＨＣへ送られるビデオデータＶＤが、ＹＭＣＫ各色に対応して４組存在する。以下では、必要に応じて各信号にハイフンおよび色を表す符号を付すことで色の区別をする。例えば、イエロー用の垂直同期信号、水平同期信号およびビデオデータはそれぞれＶＲＥＱ−Ｙ、ＨＲＥＱ−ＹおよびＶＤ−Ｙと表す。

図６は各色ごとの通信タイミングを示す図である。より具体的には、同図は２ページ分のカラー画像を連続して形成する場合におけるメインコントローラとヘッドコントローラとの間の信号のやり取りを示している。図２に示すように、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが転写ベルト８１上にトナー像を転写する一次転写位置ＴＲ1y、ＴＲ1m、ＴＲ1c、ＴＲ1kは互いに異なっている。したがって、各画像形成ステーションでそれぞれ形成されるトナー像を転写ベルト８１上の同一位置で互いに重ね合わせるためには、一次転写位置の違いを吸収すべくビデオデータを一時的に保存するバッファメモリをヘッドコントローラＨＣに設けるか、または一次転写位置間の距離に応じてビデオデータの送信タイミングをトナー色ごとに異ならせる必要がある。前者の場合には各トナー色ごとに大容量のメモリが必要となり装置コストが大幅に上昇してしまう。

この実施形態では、大容量のバッファメモリを必要としない後者の方法を採っている。すなわち、画像形成ステーションの配置に応じてビデオデータの送信タイミングに時間差を設けることにより、転写ベルト８１上におけるトナー像の形成位置が各トナー色間で一致するようにしている。より具体的には、ヘッドコントローラＨＣから出力するリクエスト信号ＶＲＥＱ、ＨＲＥＱを送信するタイミングを、トナー色ごとに異ならせている。例えば、イエロー用垂直リクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙとマゼンタ用垂直リクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｍとの間の時間差Ｔymは、転写ベルト８１の移動速度をＶtbとしたとき、
Ｔym＝Ｌym／Ｖtb
となるように、リクエスト信号の出力タイミングが調整される。これにより、イエロー用ビデオ信号ＶＤ−Ｙとマゼンタ用ビデオ信号ＶＤ−Ｍとの間にも同様の時間差が生まれ、結果的に両トナー色のトナー像の形成位置が転写ベルト８１上において同じになる。同様に、マゼンタ用ビデオ信号ＶＤ−Ｍとシアン用ビデオ信号ＶＤ−Ｃとの間、シアン用ビデオ信号ＶＤ−Ｃとブラック用ビデオ信号ＶＤ−Ｋとの間にも、それぞれ一次転写位置間の距離に応じた時間差Ｔmc、Ｔckが設けられる。

このとき、一次転写位置間の距離に応じた時間差を設定しているのはヘッドコントローラＨＣから出力されるリクエスト信号であり、メインコントローラＭＣは単に与えられたリクエスト信号によって要求されたタイミングでビデオ信号を出力するのみである。こうすることで、メインコントローラＭＣ側で一次転写位置間の距離を管理しておく必要がなくなり、メインコントローラＭＣはエンジン部ＥＧの構成に依存しない処理のみを行うことができる。

ところで、このような通信方式では、リクエスト信号ＶＲＥＱ、ＨＲＥＱおよびビデオデータＶＤの少なくとも３本の信号線が１色ごとに必要である。そして、色数が多くなるとそれにつれて信号線の本数も多くなってしまう。また、図６から明らかなように、２色以上の信号が同時に送受信されるタイミングが存在するため、共通バスラインを介したバス通信方式を採用することも難しい。

そこで、この実施形態では、次に説明するように、リクエスト信号を符号化している。これによって、各トナー色の垂直および水平リクエスト信号ＶＲＥＱおよびＨＲＥＱを時分割で多重化し、１組のシリアル信号線で４色分のリクエスト信号を送信できるようにしている。また、ビデオデータＶＤについても４色分を時分割で１つの信号に多重化することにより、１組のシリアル信号線で送信可能としている。したがって、この実施形態では、メインコントローラＭＣからヘッドコントローラＨＣに送信するための信号線と、ヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣに送信するための信号線とからなる１組の信号線によって、色数に関係なく必要なデータ通信を行うことが可能となっている。

このようにデータを多重化した場合、より高速でのデータ伝送が必要となる。この実施形態では、データ送信用のクロックを送信モジュール側で発生させるとともに、該クロック成分をデータに重畳して送信することによって、クロック送信線を省き信号線数をさらに削減しながら、より高速で安定したデータ通信を可能にしている。

以下、本実施形態におけるデータ通信方式について詳しく説明する。この実施形態では、ヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣへ送られる４色分のリクエスト信号、そしてメインコントローラＭＣからヘッドコントローラＨＣへ送られる４色分のビデオデータのいずれもが、３２ビットのシリアル信号として送受信されている。

図７はヘッドコントローラから送信されるデータの内容を示す図である。ヘッドコントローラＨＣから送信される３２ビットデータは、８ビットを単位とする４セクションのデータから成り、各セクションの各ビットには、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色の垂直リクエスト信号ＶＲＥＱ、水平リクエスト信号ＨＲＥＱのいずれかが割り当てられている。ヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣに送られるリクエスト信号は、１色につき垂直リクエスト信号ＶＲＥＱ、水平リクエスト信号ＨＲＥＱの２種類、４色分で計８種類である。これら８種類の信号を、１セクションを構成する８ビットのそれぞれに割り当てる。ここでは、上位ビットから順に、リクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙ、ＨＲＥＱ−Ｙ、ＶＲＥＱ−Ｍ、ＨＲＥＱ−Ｍ、ＶＲＥＱ−Ｃ、ＨＲＥＱ−Ｃ、ＶＲＥＱ−ＫおよびＨＲＥＱ−Ｋを割り当てるものとする。これを受信したメインコントローラＭＣでは、各ビット情報を取り出して時系列に沿って再配列することによって、シリアル信号に多重化されていた各色ごとのリクエスト信号を復元することができる。

図８はリクエスト信号の例を示すタイミングチャートである。また、図９は図８のパターンを符号化した結果を示す図である。これらの図を参照しながら、８種類のリクエスト信号を１つのシリアル信号として伝送する方法について説明する。なお、図８および図９に示すパターンは説明の便宜のために作成した仮想的なものであって、装置の動作において現実に生じうるパターンとは必ずしも一致しない。また、リクエスト信号を符号化するに際しては、Ｈレベルを値０で、Ｌレベルを値１で表すものとする。

ヘッドコントローラＨＣでは、送信すべきリクエスト信号を、１ワード分の転送周期の１／４、すなわち１セクション当たりの転送周期に相当するサンプリング周期でサンプリングして符号化する。時刻ｔ＝０を始点としたとき、第１サンプリング周期においては８種類のリクエスト信号が全てＨレベルであるため、この状態は「００００００００ｄ」すなわち「００ｈ」で表すことができる。ここで、符号ｄ、ｈはそれぞれ２進表記、１６進表記であることを表す。この値が第１ワードの第１セクション（ビット３１〜２４）の値となる。第２サンプリング周期も同様に、「００ｈ」と表すことができ、これが第２セクション（ビット２３〜１６）の値となる。

第３サンプリング周期ではイエロー色に対応する垂直リクエスト信号ＶＲＥＱ−ＹのみがＬレベルとなっているので、この状態を「１０００００００ｄ」すなわち「８０ｈ」で表すことができる。したがって、第３セクション（ビット１５〜８）の値は「８０ｈ」となる。第４サンプリング周期では再び全ての信号がＬレベルであるので、「００ｈ」により表すことができる。以上より、第１ないし第４サンプリング周期のサンプリング結果を１ワード（３２ビット長）で「００００８０００ｈ」と表すことができる。このようにして、この期間の各リクエスト信号を多重化し符号化することができる。

こうして符号化されたリクエスト信号は１ワード単位のシリアル信号としてヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣへ送信される。この信号を受信したメインコントローラＭＣでは、上記した符号化のルールを逆向きに適用することによって、受信データ「００００８０００ｈ」から、「イエロー用リクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙが第３サンプリング周期においてＬレベル、他はＨレベル」というサンプリング前の状態を復元することができる。以後の各サンプリング周期についても同様にすることができ、これにより、図８に示すリクエスト信号の変化パターンは、図９に示すデータ列として表されることになる。こうして、ヘッドコントローラＨＣは８種類のリクエスト信号を１つのシリアル信号に多重化して送信することができ、これを受信したメインコントローラＭＣでは元のリクエスト信号の変化を過不足なく復元することができる。

図１０はメインコントローラから送信されるデータの内容を示す図である。メインコントローラＭＣからヘッドコントローラＨＣに対しては、各色８ビットで表されたビデオデータが３２ビットのシリアル信号に時分割多重化されて送信されている。３２ビットデータは８ビットを単位とする４つのセクションから成っており、１つのセクションに１つのトナー色が割り当てられている。各セクションは、形成すべきドットが上寄せか下寄せか等の位置を表す情報（２ビット）、適用されるスクリーンの種類を示す情報（１ビット）および形成すべきドットの階調値を表す情報（５ビット）から構成されている。

こうして、８ビット×４色のビデオデータは３２ビットデータとしてヘッドコントローラＨＣにシリアル送信される。そして、これを受信したヘッドコントローラＨＣでは、受信データを１セクションごとに分割することにより、各色のビデオデータを復元することができる。なお、各セクションのうち、ヘッドコントローラＨＣからリクエスト信号が出力されていないトナー色に対応するセクションに対しては、ヌルデータまたは所定のダミーデータを挿入しておくものとする。つまり、この実施形態では、送信すべきビデオデータがない場合でも、予め定められた各トナー色へのセクションの割り当ては変化しない。すなわち、この実施形態では、ビデオデータを同期式時分割多重化する。

以上のように、この実施形態では、メインコントローラＭＣからヘッドコントローラＨＣへ送られる４色分のビデオデータ、およびヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣへ送られる４色分８種類のリクエスト信号を、いずれも１つのシリアル信号として送受信している。続いて、上記の通信方式を可能とするためのハードウェア構成について説明する。

図１１はメインコントローラとヘッドコントローラとの接続を示す図である。メインコントローラＭＣには、メイン側通信モジュール２００と電気的に接続された７ピンのプラグ２０１（以下「ホストプラグ」という）が設けられている。また、ヘッドコントローラＨＣにも、ヘッド側通信モジュール３００と電気的に接続された７ピンのプラグ３０１（以下「デバイスプラグ」という）が設けられている。そして、両プラグ間は、両端にそれぞれホストプラグ２０１、デバイスプラグ３０１と嵌合する７ピンのコネクタ７０１ａ、７０１ｂを備えた通信ケーブル７００によって接続されている。

信号伝送方式には高速伝送が可能なＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling；低電圧差動伝送）インターフェースが採用されており、メインコントローラＭＣからヘッドコントローラＨＣへの送信およびその逆方向の送信にはそれぞれ２本を１組とする差動信号線が使用される。２対の信号線対のうち１対は、メイン側通信モジュール２００に設けられた後述する送信用のＴＸ＋端子およびＴＸ−端子とヘッド側通信モジュール３００に設けられた受信用のＲＸ＋端子およびＲＸ−端子とをコネクタを介してそれぞれ電気的に接続する。また、もう１対は、メイン側通信モジュール２００に設けられた受信用のＲＸ＋端子およびＲＸ−端子とヘッド側通信モジュール３００に設けられた送信用のＴＸ＋端子およびＴＸ−端子とをそれぞれ電気的に接続する。すなわち、メイン側通信モジュール２００とヘッド側通信モジュール３００とはポイント・ツー・ポイント接続されている。各信号線対はそれぞれシールドされており、シールド導体およびＧＮＤ線も、信号線対を挟んでそれぞれコネクタ７０１ａ、７０１ｂに接続されている。これらのシールド導体およびＧＮＤ線は両通信モジュール内で接地されている。このように、この実施形態では、メインコントローラＭＣからヘッドコントローラＨＣへのデータ送信およびヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣへのデータ送信が、１組の通信ケーブルによって双方向に行われる。また、ＴＸ＋端子からＲＸ＋端子への配線と、ＴＸ−端子からＲＸ−端子への配線とは、通信ケーブル７００および基板上の配線パターンを含めて同じ長さとされており、高速でも安定した通信が行えるようになっている。

図１２はメインコントローラの構成を示す図である。メインコントローラＭＣは、外部装置から与えられる画像形成指令に含まれる画像データに必要な信号処理を行う画像処理部１００と、メイン側通信モジュール２００とを備えている。画像処理部１００には、ＲＧＢ画像データを各トナー色に対応したＣＭＹＫ画像データに展開する色変換処理ブロック１０１と、画像データを一時的に保存するための画像メモリ１０２とが設けられている。さらに、画像処理部１００には、画像データに対しスクリーン処理、ガンマ補正などの処理を行ってビデオデータＶＤを生成する画像処理ブロック１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｋがそれぞれのトナー色ごとに設けられている。各画像処理ブロック１０３Ｙ等は、垂直リクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙ等の入力をきっかけとして１ページ分の画像について信号処理を開始し、生成した１ラインごとのビデオデータを順次メイン側通信モジュール２００に出力する。

次に、メイン側通信モジュール２００の構成について説明する。メイン側通信モジュール２００は、画像処理部１００から出力される４色のビデオデータＶＤ−Ｙ、ＶＤ−Ｍ、ＶＤ−Ｃ、ＶＤ−Ｋを上記原理に基づき多重化しヘッドコントローラＨＣにシリアル送信する送信ブロック２１０と、上記原理に基づき多重化されてヘッドコントローラＨＣから送られてくる各色の垂直および水平リクエスト信号ＶＲＥＱ、ＨＲＥＱを受信しそれぞれ元の信号に復元して出力する受信ブロック２２０と、送受信のためのクロックを発生するクロック発生ブロック２３０とを備えている。

送信ブロック２１０には、各色のビデオデータＶＤを多重化するタイミングを揃えるたするためのＦＩＦＯバッファ２１１が設けられている。ＦＩＦＯバッファ２１１は、復元された各色の垂直リクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙ、ＶＲＥＱ−Ｍ、ＶＲＥＱ−Ｃ、ＶＲＥＱ−Ｋに応じて各色の画像処理ブロックから出力される各８ビットのビデオデータＶＤ−Ｙ、ＶＤ−Ｍ、ＶＤ−Ｃ、ＶＤ−Ｋをそれぞれ水平リクエスト信号ＨＲＥＱ−Ｙ、ＨＲＥＱ−Ｍ、ＨＲＥＱ−Ｃ、ＨＲＥＱ−Ｋでラッチしながら３２ビットパラレルデータとして出力する。ＦＩＦＯバッファ２１１から出力された３２ビットデータは、データ８ビットにつき２ビットの付加ビットを加えて１０ビットデータとする８ｂ／１０ｂエンコーダ２１２に入力され、都合４０ビットのデータに加工される。付加ビットデータとして例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号のような誤り訂正用コードを用いると、送信データの信頼性をより高めることができる。

こうして４０ビット化されたデータはＦＩＦＯバッファ２１３を経てシリアライザ２１４に入力され、シリアルデータとして送信バッファ２１５に送られる。送信バッファ２１５は、クロック発生ブロック２３０に設けられた基準クロック（ＲＥＦＣＬＫ）２３１に基づき送信クロック発生部２３２で生成される送信クロックをデータに埋め込んで、つまり送信クロックを送信データによって変調して、該変調信号を差動シリアル信号としてＴＸ＋、ＴＸ−端子から出力する。このように、この実施形態では４色分のビデオデータは１つのシリアル信号に多重化されており、また該シリアル信号はクロック成分を埋め込んだ差動信号として出力される。すなわち、この実施形態では、４色分のビデオデータが１対の差動信号線によって送信される。

図１３は信号線上のビデオデータを模式的に示す図である。この実施形態において、基準クロック（ＲＥＦＣＬＫ）の周波数は７５ＭＨｚであり、これを２分周したデータ送信クロック（ワードクロック）の周波数は３７．５ＭＨｚである。したがって、１ワードデータの送信周期は、基準クロック周期Ｔrefの２倍、約２６．７ｎｓｅｃであり、この中に４色分のタイムスロットが設けられている。データ（フレーム）長は４０ビットであるから、データ転送レートは１．５Ｇｂｐｓ（bits per second）となっている。４０ビットデータ（１フレーム）の内訳は、８ビットのビデオデータに２ビットの付加データを加えた１色（チャネル）当たり１０ビット×４チャネルである。なお、クロック成分はデータに埋め込まれており、図示したクロック信号が別途伝送されているわけではない。

図１２に戻って、受信ブロック２２０の構成および動作について説明する。前記したように、ヘッド側通信モジュール３００から送られてくる信号も、クロック成分が埋め込まれた差動信号である。この差動信号はＲＸ＋端子、ＲＸ−端子間に入力され、受信された４０ビットシリアルデータが受信バッファ２２１に入力される。なお、信号に埋め込まれたクロック成分は受信クロック復調部２３３によって復調され、復調されたクロックに基づきデータが受信される。

受信された４０ビットシリアルデータはデシリアライザ２２２によりパラレル化される。そして、１０ｂ／８ｂデコーダ２２３により付加ビットデータが除かれて３２ビットデータに直される。この際、必要に応じて誤り訂正が行われる。この３２ビットデータはバッファ２２４に入力され、別途設けられた出力クロック２３４に同期してディストリビュータ２２５に与えられる。

ディストリビュータ２２５では、３２ビットデータの各ビット情報を切り出し、時系列に沿って出力することによって、８種類のリクエスト信号を復元する。このうち、垂直リクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙ、ＶＲＥＱ−Ｍ、ＶＲＥＱ−ＣおよびＶＲＥＱ−Ｋは、画像処理の開始時期を知らせるべく画像処理ブロック１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃおよび１０３Ｋにそれぞれ与えられる。また、水平リクエスト信号ＨＲＥＱ−Ｙ、ＨＲＥＱ−Ｍ、ＨＲＥＱ−ＣおよびＨＲＥＱ−Ｋは、各画像処理ブロックから出力されるビデオデータＶＤを所定のタイミングで多重化させるべく、データラッチのタイミング信号としてＦＩＦＯバッファ２１１に与えられている。

図１４はヘッドコントローラの構成を示す図である。ヘッドコントローラＨＣは、ヘッド側通信モジュール３００とヘッド制御モジュール４００とを備えている。ヘッド側通信モジュール３００の構成はメイン側通信モジュール２００のそれと類似している。すなわち、ヘッド側通信モジュール３００は、メインコントローラＭＣから多重化されて送信されてくるビデオデータを受信し各色ごとのビデオデータに復元する受信ブロック３２０と、リクエスト信号を多重化してメインコントローラＭＣに送信する送信ブロック３１０と、クロック発生ブロック３３０とを備えている。メイン側通信モジュール２００から送信されてきたシリアル信号は、受信クロック復調部３３３で信号から復調されたクロックに基づいて受信され受信バッファ３２１に入力される。そして、デシリアライザ３２２により４０ビットパラレルデータに変換され、さらに１０ｂ／８ｂデコーダ３２３により付加ビットが除去され３２ビットパラレルデータに変換されてバッファ３２４に入力される。バッファ３２４に入力された３２ビットデータは、出力クロック３３４に同期してディストリビュータ３２５に与えられる。ディストリビュータ３２５は、データを１セクションごとに分割することで各色８ビットずつのビデオデータを復元しヘッド制御モジュール４００に出力する。すなわち、ヘッド側通信モジュール３００では、多重化されてメインコントローラＭＣから送られてくる４色ビデオデータを逆多重化処理し、各色ごとのビデオデータに展開する。

ヘッド制御モジュール４００は、画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋのそれぞれに設けられたラインヘッド２９を個別に制御するＹヘッド制御ブロック４１０Ｙ、Ｍヘッド制御ブロック４１０Ｍ、Ｃヘッド制御ブロック４１０ＣおよびＫヘッド制御ブロック４１０Ｋを備えている。色ごとに分割されたビデオデータは、それぞれ対応する色のヘッド制御ブロックに入力される。また、各ヘッド制御ブロックからは、それぞれ独立したタイミングで垂直リクエスト信号ＶＲＥＱおよび水平リクエスト信号ＨＲＥＱがヘッド側通信モジュール３００に入力されている。

ヘッド側通信モジュール３００の送信ブロック３１０では、各ヘッド制御ブロックから随時入力されるリクエスト信号を符号化し多重化してメイン側通信モジュール２００に出力する。送信ブロック３１０に設けられたマルチプレクサ３１１は、各ヘッド制御ブロックからそれぞれ出力される計８種類のリクエスト信号ＶＲＥＱ、ＨＲＥＱを、８ビット×４セクションの３２ビットデータとして出力する。この３２ビットデータに対し、８ｂ／１０ｂエンコーダが８ビットにつき２ビットの付加データを加え４０ビットデータに変換する。こうして得られた４０ビットデータはＦＩＦＯバッファ３１３を経てシリアライザ３１４に送られ、シリアル変換されたデータが送信バッファ３１５に送られる。

送信バッファ３１５は、クロック発生ブロック３３０に設けられた基準クロック（ＲＥＦＣＬＫ）３３１に同期して送信クロック発生部３３２で発生される送信クロックに基づき、クロック成分を埋め込んだ４０ビットシリアルデータを差動通信線に出力する。このようにして、８種類のリクエスト信号は１つのシリアル信号に多重化されて、１対の差動通信線によって送信される。

このように、この実施形態におけるメインコントローラＭＣとヘッドコントローラＨＣとの間の通信は、ＬＶＤＳ方式による双方向シリアル通信である。そして、各色のデータを多重化して１つのデータとしているので、双方からの送信データをそれぞれ１対ずつの差動信号線対のみで送信することができる。そのため、両コントローラ間を結ぶ信号線は最少で４本を必要とするのみであり、信号線を大幅に削減することができる。この実施形態ではＧＮＤ配線やシールド導体を含めた７線の信号ケーブルを用いているが、この種のケーブルは、コンピュータ周辺装置間の相互接続における標準規格の１つであるＳＡＴＡ（Serial Advanced Technology Attachment）規格でも採用されており、当該規格品として市場で安価に入手することができるものである。また、差動信号線を採用したことにより高速伝送が可能となっており、ノイズの影響も受けにくい。

また、メインコントローラＭＣから送信されるデータにはメインコントローラＭＣに設けた基準クロックに基づくクロック成分が埋め込まれている一方、ヘッドコントローラＨＣから送信されるデータにはヘッドコントローラＨＣに別途設けた基準クロックに基づくクロック成分が埋め込まれている。したがって、この通信においては常に送信側がマスタ、受信側がスレーブの関係となる。これにより次のような利点が得られる。

ラインヘッドを有する画像形成装置においては発光素子を高速で点灯制御するため、ドット形成位置を高精度に制御するためには点灯制御用のクロックはできるだけラインヘッドに近いところで発生させることが望ましい。そのため、この実施形態では、次に説明するように、各ヘッド制御ブロック内でこの点灯制御用クロックを発生させている。

また、メインコントローラＭＣから送信されるビデオデータについても、この点灯制御用クロックに同期して順次出力される必要がある。これを実現するために、ビデオデータ伝送用のクロックをヘッドコントローラＨＣ側から供給しメインコントローラＭＣをスレーブ動作させることが考えられる。しかしながら、こうした場合、高速のクロックが長く引き回されることによって波形が鈍りクロックが正しく伝送されなかったり、装置内に高周波ノイズが発生して装置の動作を不安定にさせるなどの問題が生じる。

この実施形態では、ヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣに供給するのはページごとおよびラインごとのリクエスト信号のみに留める一方、メインコントローラＭＣはリクエスト信号に応じて、自らが有する基準クロックから生成したクロック成分を重畳したビデオデータを出力する。このため、クロックの鈍りによるデータの転送エラーを少なくすることができる。特に、データ伝送に差動信号線を用いているので、波形の鈍りの影響やノイズ放射も少なく、高速にデータ伝送を行うことができる。

また、リクエスト信号の送信にもこのような伝送方式を採用することができるのは、リクエスト信号を符号化したためである。従来の技術のように、専用の信号線の電圧レベル変化によってリクエスト信号を伝える方式でより高速化しようとすると、波形の鈍りや複数のクロック同士の干渉によるタイミングのずれや、非定常的なノイズ放射が多くなってしまう。また、信号線にノイズが重畳されることによる誤動作も生じる。これに対し、本実施形態ではクロック成分を埋め込んだ信号によって符号化したリクエスト信号を伝送しているので、このような問題の発生は極めて少なくなる。

図１５はヘッド制御ブロックの構成を示す図である。ここではイエロー用のＹヘッド制御ブロック４１０Ｙについて説明するが、他の各ブロック４１０Ｍ、４１０Ｃ、４１０Ｋもその構造は同じである。Ｙヘッド制御ブロック４１０Ｙの主な機能は、第１に、エンジンコントローラＥＣから与えられる同期信号Ｖsyncに基づいて適切なタイミングでリクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙ、ＨＲＥＱ−Ｙを発生させ、各部の動作タイミングを制御すること、第２に、ヘッド側通信モジュール３００から与えられるＹビデオデータＶＤ−Ｙに対し、ラインヘッド２９の構造に起因して必要となる信号処理を施してラインヘッド２９に供給することである。

まず、第１の機能について説明する。Ｙヘッド制御ブロック４１０Ｙには、エンジンコントローラＥＣから与えられる同期信号Ｖsyncに基づきリクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙ、ＨＲＥＱ−Ｙを生成するリクエスト信号生成部４１６が設けられている。リクエスト信号生成部４１６は、同期信号Ｖsyncを受信すると内部タイマのカウントを開始し、所定の待機時間が経過するとページの先頭を示す垂直リクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙを出力する。なお、エンジンコントローラＥＣからの同期信号Ｖsyncは、各色のヘッド制御ブロックに対し同時に与えられるが、上記待機時間はトナー色ごとに個別に設定されている。この待機時間を一次転写位置の違いに応じてそれぞれ設定することによって、図６に示した各色ごとのデータ転送タイミングの違いを創出することができる。

垂直リクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙの出力に続いて、リクエスト信号生成部４１６は、１ページの画像を構成するライン数に相当する数の水平リクエスト信号ＨＲＥＱ−Ｙを一定の周期で繰り返し出力する。これらのリクエスト信号ＶＲＥＱ−Ｙ、ＨＲＥＱ−Ｙはヘッド側通信モジュール３００に送られ、他の色のリクエスト信号とともに多重化されてメインコントローラＭＣに送信される。

水平リクエスト信号ＨＲＥＱ−Ｙはさらに分割ＨＲＥＱ信号生成部４１７にも入力されており、分割ＨＲＥＱ信号生成部４１７は、入力されたリクエスト信号ＨＲＥＱ−Ｙを例えば１６倍に逓倍して分割ＨＲＥＱ信号を生成する。分割ＨＲＥＱ信号は、階調値制御部４１３、発光順序制御部４１４および制御信号生成部４１８に入力されており、光源となるＬＥＤは、この分割ＨＲＥＱ信号に基づき発光順序や発光期間が細かく点灯制御される。これにより多階調ドットを高い位置精度で形成することができ、結果として高い画像品質を得ることが可能となる。

次に第２の機能について説明する。この実施形態では、ラインヘッド２９の構造に依存する信号処理についてはメインコントローラＭＣでは行わず、ヘッド制御ブロック４１０Ｙで行うようにしている。こうすることで、例えば仕様の異なるラインヘッドを使用する場合でも、その仕様に合わせたヘッド制御ブロックのみを用意すればよく、メインコントローラでの処理内容には変更を加える必要がない。

ヘッド制御ブロック４１０Ｙで行うビデオデータに対する処理は、主にラインヘッドのアライメントや発光特性のばらつきに対する補正処理であり、レジスト補正、スキュー補正、光量補正および湾曲補正を含んでいる。

図１６はラインヘッドのアライメントを示す図である。図１６（ａ）に示すように、ラインヘッド２９に設けられたＬＥＤアレイ２９３は、１チップ当たり１９２個のＬＥＤ素子がＸ方向に一列に並べられてなるＬＥＤチップ２９３１が３７個、Ｘ方向に並べられたものである。このようなＬＥＤアレイ２９３、感光体ドラム２１、転写ベルト８１の間にＸ方向の相対的な位置ずれがあると、転写ベルト８１上に形成されるイエロートナー像の位置がＸ方向にずれてしまう。これを補正するのがレジスト補正である。レジスト補正は次のようにして行う。

ラインヘッド２９の発光素子は、図１６（ａ）に示すように７１０４ドット分用意されている。一方、前述したように１ラインの最大長さは６８２８ドット分である。したがって、全ての発光素子を露光に寄与させる必要はない。そこで、予め用意された７１０４ドットのうち、端部（斜線を付した部分）に位置する発光素子を点灯させず中央部の連続する６８２８ドットのみを点灯させて露光に寄与させるとともに、その点灯範囲を必要に応じてＸ方向にシフトさせることによって、Ｘ方向の位置ずれを補正することができる。

位置ずれ量（レジスト量）は、例えば装置の電源投入直後などに必要に応じて行うレジスト制御処理により求めることができる。レジスト制御では、Ｙ画像形成ステーション２Ｙを作動させて、予め定められた画像パターンを有するレジストマークを転写ベルト８１上に形成する。そして、このレジストマークをパッチセンサ８９によって読み取り、その位置を検出する。こうして検出された位置と、当該レジストマークの基準位置とのずれ量をレジスト量とする。このレジスト量はエンジンコントローラＥＣによって管理されており、ＵＡＲＴ通信によってエンジンコントローラＥＣから送られる制御パラメータの１つとしてヘッド制御ブロック４１０ＹのＵＡＲＴ通信制御部４１９に送信される。こうしてエンジンコントローラＥＣから与えられたレジスト量に応じて、レジスト補正部４１１が、ＬＥＤアレイ２９３の点灯範囲を決定する。

次にスキュー補正について説明する。図１６（ｂ）に示すように、ラインヘッド２９の配列方向が本来の方向（Ｘ方向）に対し傾斜している場合がある。この傾斜の大きさがスキュー量であり、スキュー量の大きさもレジストマークの読み取り結果から求めることができる。これを補正するスキュー補正は、スキュー量に応じてＬＥＤ素子の点灯タイミングをずらせることによって行う。この実施形態では、数ライン分のラインバッファを備えたスキュー補正部４１２が設けられており、制御パラメータの１つとしてエンジンコントローラＥＣから与えられるスキュー量に応じてスキュー補正部４１２が各ドットの点灯タイミングを調整する。

次に光量補正について説明する。上記したように、ラインヘッド２９は複数のチップを並べてなる。各チップ内ではＬＥＤ素子の発光量はよく揃っているが、チップ間では発光量のばらつきを生じることが避けられない。これを補正して各チップ間で発光量を揃える処理が光量補正である。各チップごとの光量については、ラインヘッド２９の製造段階で、ラインヘッド２９に設けられたＥＥＰＲＯＭ２９８に光量情報として予め書き込まれている。ヘッド制御ブロック４１０Ｙに設けられたＥＥＰＲＯＭ通信制御部４２１は、このＥＥＰＲＯＭ２９８に記憶された光量情報を読み出して、光量補正値制御部４１５に送信する。これに基づき光量補正値制御部４１５は光量補正値を設定し、ラインヘッド２９に設けられたドライバＩＣ２９５に送信する。ドライバＩＣ２９５では、光量補正値に基づき各チップの駆動電流量を調節することで、各チップ間の光量差を抑制する。

次に湾曲補正について説明する。図１６（ｃ）に示すように、ラインヘッド２９では各チップ間で若干の取り付け位置のばらつきがある。基準中心線からの各チップのずれ量がここでいう湾曲量である。チップの配列はラインヘッド２９の製造段階で固定されているので、予め測定された各チップの湾曲量は湾曲情報としてＥＥＰＲＯＭ２９８に書き込まれている。ＥＥＰＲＯＭ２９８から読み出された湾曲情報に基づき、湾曲量制御部４２０は各チップの湾曲量を求める。湾曲量の補正は、スキュー補正と同様に各チップごとの点灯タイミングを変化させることによって行われるので、湾曲量制御部４２０で求められた湾曲量はスキュー補正部４１２に送られ、スキュー補正部４１２では与えられたスキュー量および湾曲量を合算して各チップごとの補正量を決定する。

こうして補正されたビデオデータは階調値制御部４１３に入力され、階調値制御部４１３は多階調データを点灯強度および点灯期間の長短に変換してラインヘッド２９のドライバＩＣ２９５に送信する。ドライバＩＣ２９５には、光量補正値制御部４１５からの光量補正値および制御信号生成部４１８から与えられる点灯制御用のクロックに相当するヘッド制御信号も入力されており、これらの各信号に基づいてドライバＩＣ２９５がＬＥＤアレイ２９３を点灯駆動する。こうして、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに設けられたラインヘッド２９が画像形成指令に基づき適正に制御されて画像が形成される。

上記した本実施形態のラインヘッド２９は、列状に配列されたＬＥＤ素子を露光光源とするものである。しかしながら、以下に説明するように、同じメインコントローラＭＣおよびエンジンコントローラＥＣを用いて、有機ＥＬ素子を露光光源とするラインヘッドを使用した画像形成装置を構成することも可能である。露光光源として有機ＥＬ素子を使用する場合、その発光原理および構造がＬＥＤ素子とは異なることに起因して、ヘッドコントローラについては有機ＥＬ素子に適合したものを使用する必要がある。

図１７は有機ＥＬ素子を使用したラインヘッドの構成を示す図である。このラインヘッド２９０では、ＬＥＤ素子に代えて有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子を発光光源として使用している。すなわち、基材２９０１上にガラス基板２９０３が取り付けられており、ガラス基板２９０３の下面（基材２９０１に接する面）には有機ＥＬ発光素子２９０５が、Ｘ方向に少しずつ位置を異ならせて３列の列状に配置されている。すなわち、発光素子２９０５はいわゆる千鳥配列となっている。各発光素子２９０５の発光光はガラス基板２９０３を透過してガラス基板２９０３の上方に向け射出される。

また、ガラス基板２９０３の上面には遮光部材２９０７が設けられている。遮光部材２９０７には、各発光素子２９０５に対して一対一で複数の導光孔２９７１が穿設されている。また、かかる導光孔２９７１は、ガラス基板２９０３の法線と平行な線を中心軸として遮光部材２９０７を貫通する略円柱状の孔として穿設されている。よって、１つの発光素子２９０５から出た光は導光孔２９７１を介してマイクロレンズアレイ２９０９へ向うとともに、異なる発光素子２９０５から出た光ビーム同士の干渉が遮光部材２９０７により防止される。そして、遮光部材２９０７に穿設された導光孔２９７１を通過した光ビームは、マイクロレンズアレイ２９０９により、感光体ドラム２１の表面にスポットとして結像され、該光ビームにより感光体ドラム２１上に静電潜像を形成することとなる。

図１８は有機ＥＬ素子によるラインヘッドに適合したヘッド制御ブロックを示す図である。ここではイエロートナー色に対応したＹヘッド制御ブロック５１０Ｙについて説明するが、他の色に対応するヘッド制御ブロックも同一の構造を有している。また、図１５に示した、ＬＥＤ素子を使用したラインヘッドに適合したヘッド制御ブロックと同一の構成については同一符号を付して説明を省略する。

このラインヘッド２９０では、ＥＬ発光素子２９０５が千鳥配列されているので、これらにより形成されるドットを一列に整列させるための千鳥配列補正部５１３が設けられている。また、エンジンコントローラＥＣから与えられたスキュー量に関する情報は、スキュー情報制御部５１５に入力されており、ここから出力されるスキュー情報は、ＥＬ素子を発光させるためのコマンドデータを生成するコマンドデータ生成部５１７に入力される。また、１つのガラス基板２９０３上の複数のＥＬ発光素子は同一の製造プロセスで製造されるため、ＬＥＤ素子の場合のように湾曲することがなく、これを補正するための機能が省かれている。

また、ＥＬ素子によるラインヘッドでは、１つのヘッド内では発光量のばらつきは小さいが、個体間でのばらつきは比較的大きい。これを補正するための駆動電流値に関する電流情報がラインヘッド２９０に設けたＥＥＰＲＯＭ２９０８に記憶されている。さらに、電流値に関する情報はエンジンコントローラＥＣ側にも保存されており、それぞれに保存された電流情報から、電流値制御部５１８が駆動電流値を決定し、コマンドデータ生成部５１７に送る。発光データ生成部５１４は、補正されたビデオデータ、光量補正値制御部５１６から出力された光量補正値およびコマンドデータ生成部５１７から出力されたコマンドデータに基づき、ＥＬ素子を発光させるための発光データを生成してラインヘッド２９０に設けられたドライバＩＣ２９０６に送信する。ドライバＩＣ２９０６は、該発光データおよび制御信号生成部４１８から与えられるヘッド制御信号に基づいて有機ＥＬアレイを駆動する。

このように、この実施形態では、ラインヘッドの構成に適合したヘッドコントローラを使用することにより、メインコントローラＭＣ側での信号処理の内容はヘッドの構成に依存しないものとすることができる。このことはすなわち、ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子のいずれを使用する場合であっても、それぞれに適合したヘッドコントローラを用意することで、メインコントローラＭＣについては同一のものを使用することができることを意味している。

以上のように、この実施形態では、ヘッドの構成に依存しない信号処理を行うメインコントローラＭＣと、ヘッドの構成に固有の信号処理を行うヘッドコントローラＨＣと、実際に露光光源となるＬＥＤアレイ２９３を含むラインヘッド２９とをそれぞれ別体として構成している。こうすることにより、ラインヘッド２９を小型に構成することが可能となり、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを小型化することによって装置全体の小型化を図ることができる。また、ヘッドの構成に依存する処理をメインコントローラＭＣから切り離すことにより、仕様の異なるラインヘッドを同一仕様のコントローラで制御することができ、製品の開発コストを抑えるとともに、多機種展開を容易にすることができる。例えば、上記したように、ＬＥＤ素子を光源とするラインヘッド、有機ＥＬ素子を光源とするラインヘッドを同一のメインコントローラにより制御することができる。また、ラインヘッドの仕様が変更されたときには、ヘッドコントローラのみをラインヘッドに合わせて取り替えればよい。

また、この実施形態では、ビデオデータを要求するためヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣに送信するリクエスト信号ＶＲＥＱ、ＨＲＥＱを符号化している。そのため、ノイズの影響を受けずに高速でリクエスト信号を送信することができる。また、符号化したことにより、複数のリクエスト信号を多重化して１つの信号にまとめることが可能となり、１組の信号線で全てのリクエスト信号を送信することができる。そのため、色数が多い場合でも、信号線の増加を抑制することができる。

また、ヘッドコントローラＨＣからのリクエスト信号に同期させてメインコントローラＭＣからビデオデータを送信させるのではなく、ヘッドコントローラＨＣは単にビデオデータ送信のきっかけとして自らのタイミングでリクエスト信号ＶＲＥＱ、ＨＲＥＱを出力する一方、これを受けたメインコントローラＭＣも自らのタイミングで、すなわちリクエスト信号とは非同期でビデオデータを出力するようにしている。そのため、一次転写位置の違いに応じて各画像形成ステーションから別々のタイミングで、しかも並列的にリクエスト信号が出力されるタンデム型の画像形成装置においても、データ多重化しつつ、それぞれの色のビデオデータを必要なタイミングで送信することができる。また、ヘッドコントローラＨＣでは必要なタイミングで画像を構成する１ラインごとにリクエスト信号を出力するので、ヘッドコントローラＨＣ側ではデータを保存するための大容量のバッファやメモリを設ける必要がない。また、メインコントローラＭＣ側では、単に要求があったときにデータを送信するように構成されていればよく、各画像形成ステーションの構成や一次転写位置の差に起因する送信タイミングの管理をする必要がない。

また、この実施形態では、メインコントローラＭＣからヘッドコントローラＨＣへビデオデータＶＤを送信するに際し、メインコントローラＭＣ側に設けた基準クロックをビデオデータＶＤで変調して出力している。こうしてクロック成分を埋め込んだ信号としてビデオデータを送信することで、別途クロック信号を送信する必要がなくなり、信号線を削減することができるとともに、クロック波形の鈍りに起因する伝送エラーを抑制することができる。また、結果としてさらなる伝送速度の高速化を図ることができ、画像品質の高精細化、多色化の要求にも柔軟に対応することが可能となる。また、送信側のクロックを基準クロックとすることにより、高周波クロックを引き回すことに起因する問題の発生も抑制することができる。特に、差動伝送方式を採用したことにより、ノイズの影響を抑制しながら高速にデータを伝送することができる。

また、この実施形態では、ラインヘッドの構成、より具体的にはラインヘッドの製造ばらつきやその装置への組み付け時のばらつき等に起因して必要となる信号処理を、ヘッド制御ブロックに集約して実施するようにしている。そして、ラインヘッドの製造段階で決まっている発光光量のばらつきやチップの取り付け位置ずれ量についてはラインヘッドに設けたＥＥＰＲＯＭに記憶させておく一方、装置への組み付け時に生じるレジスト量やスキュー量についてはパッチセンサを備えてこれらの量を検出可能なエンジンコントローラＥＣで管理しておき、ヘッド制御ブロックがこれらの情報を読み出して必要な補正を行っている。これにより、ラインヘッドや装置の個体差はヘッド制御ブロックのみで吸収することができ、メインコントローラ側ではこれらの個体差を管理する必要がない。

以上説明したように、この実施形態においては、各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋに設けられた感光体ドラム２１、ラインヘッド２９および現像部２５が本発明の「感光体」、「露光手段」および「現像手段」としてそれぞれ機能している。また、転写ベルト８１が本発明の「転写媒体」として機能している。

また、この実施形態では、ヘッドコントローラＨＣおよびメインコントローラＭＣが、それぞれ本発明の「点灯制御手段」および「信号処理手段」として機能している。また、この実施形態においては、メイン側通信モジュール２００およびヘッド側通信モジュール３００が、それぞれ本発明の「信号処理側通信部」および「点灯制御側通信部」に相当している。また、ラインバッファを備えるスキュー補正部４１２およびレジスト補正部４１１が一体として本発明の「バッファ部」および「補正処理部」として機能している。

また、この実施形態では、メイン側通信モジュール２００に設けられた受信ブロック２２０およびヘッド側通信モジュール３００に設けられた受信ブロック３２０がそれぞれ本発明の「信号処理側逆多重化処理部」および「点灯制御側逆多重化処理部」として機能している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、メインコントローラＭＣとヘッドコントローラＨＣとの間でやり取りするデータのデータ長を３２ビットとしているが、データ長はこれに限定されるものではなく任意である。

また、例えば、上記実施形態におけるメインコントローラＭＣとヘッドコントローラＨＣとの通信では、８ビットにつき２ビットの付加ビットを加えることで３２ビットデータを４０ビットデータに変換した上でデータ送信を行っている。しかしながら、このようなデータ変換を行うか否かは本発明においては任意であり、付加ビットを加えずにデータを送信するようにしてもよい。また、誤り訂正についても任意であり、誤り訂正を行わなかったり、他の誤り訂正方法を採用してもよい。

また、上記実施形態のメインコントローラＭＣに設けた画像処理部１００では、画像処理前の画像データを画像メモリに保存しておき、ヘッドコントローラＨＣから要求があったときに、各画像処理ブロックがこれを読み出して必要な処理を加えた上でビデオデータとして出力する。しかしながら、これに限定されるものではなく、例えば、外部装置から画像データを受信したときに画像処理を行って該処理後の画像データを画像メモリに保存するようにしておき、ヘッドコントローラＨＣから要求があったときにこれを順次読み出して送出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ヘッドコントローラＨＣからメインコントローラＭＣに送信するデータとして、３２ビットデータを８ビットずつ４セクションに分割し、各ビットに８種類のリクエスト信号をそれぞれ割り当てるようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、さらに他の信号をいずれかのビットに割り当てるようにしてもよい。また、上記実施形態では１つのセクションのあるビットで値１が立ったとき、当該ビットに対応するリクエスト信号が出力されたものとみなしているが、より信頼性を高めるために、例えば何セクションか連続して値１が立ったときに初めてリクエスト信号が出力されたと判断するようにしてもよい。

また、上記実施形態におけるメインコントローラＭＣからヘッドコントローラＨＣへのビデオデータの送信には、３２ビットデータを８ビットごとに分割して各トナー色に割り当てるようにしているが、例えば、予め割り当てを決めておかず、ビデオデータにトナー色を示す符号を付加して送信することによって色を区別するようにしてもよい。

また、上記実施形態におけるメインコントローラＭＣとヘッドコントローラＨＣとの通信は、４色分のデータをそれぞれ任意のタイミングで送出することを最大の目的として構成されているため、モノクロモード実行時には他のトナー色のために割り当てられたデータ領域は全く使用されないこととなる。そこで、より効率的にデータ送信を行うために、モノクロモードに対しては上記したカラーモードのものとは別の通信プロトコルを適用するようにしてもよい。例えば、１データフレームを当該モノクロ色に割り当てるようにしてもよい。こうすれば、同じ通信時間でより大量のデータを送信することができ、通信時間を短縮したり、より高精細化されたビデオデータを送信することが可能となる。

さらに、上記実施形態では、ＹＭＣＫ４色のトナーを使用したカラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、色の種類や色数の異なる画像形成装置に対しても適用することができる。

本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。 図１の画像形成装置における画像形成ステーションの配置を示す図。 図１の画像形成装置の電気的構成を示す図。 ラインヘッドの構造を示す図。 メインコントローラとヘッドコントローラとの間の通信を示す図。 各色ごとの通信タイミングを示す図。 ヘッドコントローラから送信されるデータの内容を示す図。 リクエスト信号の例を示すタイミングチャート。 図８のパターンを符号化した結果を示す図。 メインコントローラから送信されるデータの内容を示す図。 メインコントローラとヘッドコントローラとの接続を示す図。 メインコントローラの構成を示す図。 信号線上のビデオデータを模式的に示す図。 ヘッドコントローラの構成を示す図。 ヘッド制御ブロックの構成を示す図。 ラインヘッドのアライメントを示す図。 有機ＥＬ素子を使用したラインヘッドの構成を示す図。 有機ＥＬ素子によるラインヘッドに適合したヘッド制御ブロックを示す図。

符号の説明

２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ…画像形成ステーション（画像形成ステーション）、 ２１…感光体ドラム（感光体）、 ２５…現像部（現像手段）、 ２９…ラインヘッド（露光手段）、 ８１…転写ベルト（転写媒体）、 ２００…メイン側通信モジュール（信号処理側通信部）、 ２２０…（メイン側）受信ブロック（信号処理側逆多重化処理部）、 ３００…ヘッド側通信モジュール（点灯制御側通信部）、 ３２０…（ヘッド側）受信ブロック（点灯制御側逆多重化処理部）、 ４１１…レジスト補正部（補正処理部）、 ４１２…スキュー補正部（バッファ部、補正処理部）、 ＨＣ…ヘッドコントローラ（点灯制御手段）、 ＭＣ…メインコントローラ（信号処理手段）

Claims (10)

1. 所定の表面電位に帯電された感光体と、
   複数の発光素子が列状に配列されたラインヘッドを有し、前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
   前記静電潜像をトナーにより顕像化する現像手段と、
   ビデオデータに基づいて前記ラインヘッドの点灯を制御する点灯制御手段と、
   画像信号に信号処理を施してトナー色に対応する前記ビデオデータを生成し、前記点灯制御手段に送信する信号処理手段と
   を備え、
   前記点灯制御手段および前記信号処理手段のそれぞれは、互いの間でデータの送受信を行うための通信部をそれぞれ備えており、
   前記点灯制御手段に設けられた点灯制御側通信部は、前記ビデオデータの送信を要求するリクエスト信号を前記信号処理手段に設けられた信号処理側通信部に対し送信する一方、前記信号処理側通信部は、前記リクエスト信号を受信すると、該リクエスト信号に応じて前記ビデオデータを前記点灯制御側通信部に対し送信する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記露光手段は、前記感光体表面に対し前記発光素子の配列方向と直交する方向に相対移動しながら前記発光素子の配列方向に沿ったライン潜像を繰り返し形成することにより前記静電潜像を形成し、
   前記点灯制御側通信部は、前記ライン潜像の１ライン単位で前記リクエスト信号を出力する一方、前記信号処理側通信部は、前記リクエスト信号を受信するとそれに応じて１ライン分の前記ビデオデータを出力する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記点灯制御手段は、
   複数ライン分の前記ビデオデータを一時的に記憶するバッファ部と、
   前記バッファ部に記憶されたデータに対し、前記感光体上への前記ライン潜像の形成位置を調整するための補正処理を行う補正処理部と
   をさらに備える請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記感光体、前記露光手段および前記現像手段を一体として有する画像形成ステーションを複数備え、
   前記信号処理手段は、前記複数の画像形成ステーションのそれぞれに対応する前記ビデオデータを生成するとともに、該ビデオデータを多重化して前記信号処理側通信部から送信する一方、
   前記点灯制御手段は、前記複数の画像形成ステーションのそれぞれに対応する前記リクエスト信号を生成するとともに、該リクエスト信号を多重化して前記点灯制御側通信部から送信する請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記各画像形成ステーションは、所定方向に移動する転写媒体の移動方向に沿って並べられ、当該画像形成ステーションで顕像化したトナー像を互いに異なる転写位置で前記転写媒体に順次転写するように構成された請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記点灯制御側通信部は、受信した多重化されたビデオデータを逆多重化して前記複数の画像形成ステーションのそれぞれに対応するビデオデータに展開する点灯制御側逆多重化処理部をさらに備える請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記信号処理側通信部は、受信した多重化されたリクエスト信号を逆多重化して前記複数の画像形成ステーションのそれぞれに対応するリクエスト信号に展開する信号処理側逆多重化処理部をさらに備える請求項４ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記点灯制御側通信部から前記信号処理側通信部へのデータ送信、および前記信号処理側通信部から前記点灯制御側通信部へのデータ通信を、それぞれ１対ずつの差動信号線対によって行う請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記点灯制御側通信部および前記信号処理側通信部のそれぞれは、基準クロック発生器を備えており、当該基準クロック発生器が発生する基準クロックに同期してデータを送信する請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 信号処理手段により画像信号に信号処理を施して、複数の発光素子を列状に配列したラインヘッドを有する画像形成ステーションに対応するビデオデータを生成し、前記画像形成ステーションに設けた前記ラインヘッドの点灯を、点灯制御手段により前記ビデオデータに基づいて制御することで感光体表面に静電潜像を形成し、前記静電潜像をトナーにより顕像化することで画像を形成する画像形成方法において、
    前記点灯制御手段から、前記ビデオデータの送信を要求するリクエスト信号を前記信号処理手段に対して送信し、
    前記信号処理手段から、前記リクエスト信号に応じた前記ビデオデータを前記信号処理手段に対して送信する
    ことによって、前記ビデオデータを前記点灯制御手段に供給することを特徴とする画像形成方法。

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