JP2010201867A - 集積回路、光走査装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源数を減らしながらも、高速且つ良好な画像データを出力する。
【解決手段】画像形成装置１００が、入力された画像データに基づいて、当該画像データが描画されるよう光ビームを照射する光源１０１と、照射された光ビームを、複数の光ビームに分割するハーフミラープリズム１０３と、回転可能であって、分割された記光ビーム毎に反射させる角度が異なるポリゴンミラー１０４と、反射させた複数の光ビームのうち、ポリゴンミラー１０４の回転状況に基づいて、いずれか一つの光ビームを被走査面に導くミラー１０９及び走査レンズ１１０ａ、１１０ｂと、ポリゴンミラー１０４の回転方向の角度の違いに基づいて、出力する画像データの色を切り替える切替信号を生成する切替信号生成部７１４と、生成した切替信号に基づいて、光源１０１に対して出力する、色毎の画像データを切り替えるメモリリード制御部７２２と、を備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、光源を制御する集積回路、光走査装置、及び画像形成装置に関する。

従来から、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファックス装置等の画像形成装置は、レーザ光をポリゴンミラー等で反射させた後、感光体等の被走査面上で主走査方向に走査すると共に、被走査面を副走査方向に移動させて感光体上に１画像毎に書き込む制御を行っている。このような制御を行う画像形成装置を、レーザ光走査型画像形成装置と呼ぶ。

これらレーザ光走査型画像形成装置としては、画像形成装置自体のカラー化、高速化が進むにつれて、感光体を複数有するタンデム方式の画像形成装置が普及する傾向になる。

タンデム方式の場合、画像形成装置に搭載される感光体数に応じて光源数が増えるため、さらなる部品点数の増加、コストアップが生じる。

また、一般的に、画像形成装置の書込ユニットの故障の原因としては、半導体レーザの劣化がある。このため、光源数が多くなると、故障の確率が増え、リサイクル性が劣化するという問題が生じる。

そこで、以下に示す特許文献１においては、光源の数を抑止する技術が提案されている。特許文献１の記載では、光源からのレーザ光を分割し、分割されたレーザ光を、位相が異なるように重ねたポリゴンミラーに入射させることで、分割されたレーザ光それぞれで異なる被走査面を走査している。これにより、一つの光源で、複数の色の画像データを出力することで、光源の数を減少させることを可能としている。

特許文献１に記載された技術によると、一つの光源に対して複数の色の画像データを割り当てる必要がある。しかしながら、複数の画像データをどう制御するのかについては、記載されていない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一つの光源から分割された複数の光ビームに対して、複数の画像データを適切に割り当て制御を行う集積回路、光走査装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる集積回路は、入力された画像データに基づいて、当該画像データが描画されるよう光ビームを照射する光源と、前記光源から照射された前記光ビームを、複数の光ビームに分割する分割手段と、回転可能であって、分割された前記光ビーム毎に反射させる角度が異なる反射手段と、前記反射手段で反射させた複数の前記光ビームのうち、前記反射手段の回転状況に基づいて、いずれか一つの前記光ビームを被走査面に導く光学系と、を備える光走査装置を制御する集積回路であって、回転している前記反射手段の前記光ビームを反射させる角度の違いに基づいて、前記ビーム毎に割り当てられた色の画像データの出力を切り替える切替タイミング情報を生成する生成手段と、前記生成手段により生成された前記切替タイミング情報に基づいて、前記光源に出力する、前記色の画像データを切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる光走査装置は、入力された画像データに基づいて、当該画像データが描画されるよう光ビームを照射する光源を制御する光走査装置であって、前記光源から照射された前記光ビームを、複数の光ビームに分割する分割手段と、回転可能であって、分割された前記光ビーム毎に反射させる角度が異なる反射手段と、前記反射手段で反射させた複数の前記光ビームのうち、前記反射手段の回転状況に基づいて、いずれか一つの前記光ビームを被走査面に導く光学系と、回転している前記反射手段の前記光ビームを反射させる角度の違いに基づいて、前記ビーム毎に割り当てられた色の画像データの出力を切り替える切替タイミング情報を生成する生成手段と、前記生成手段により生成された前記切替タイミング情報に基づいて、前記光源に出力する、前記色の画像データを切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる画像形成装置は、入力された画像データに基づいて、当該画像データが描画されるよう光ビームを照射する光源と、前記光源から照射された前記光ビームを、複数の光ビームに分割する分割手段と、回転可能であって、分割された前記光ビーム毎に反射させる角度が異なる反射手段と、前記反射手段で反射させた複数の前記光ビームのうち、前記反射手段の回転状況に基づいて、いずれか一つの前記光ビームを被走査面に導く光学系と、回転している前記反射手段の前記光ビームを反射させる角度の違いに基づいて、前記ビーム毎に割り当てられた色の画像データの出力を切り替える切替タイミング情報を生成する生成手段と、前記生成手段により生成された前記切替タイミング情報に基づいて、前記光源に出力する、前記色の画像データを切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、光源を分割して光ビームを照射する際に、分割した光ビームに対して色毎の画像データを割り当てることができるので、光源数を減らしながらも、高速且つ良好な画像出力を可能という効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成装置の光学系の構成を示すブロック図である。 図２は、ハーフミラープリズムの副走査断面を示す概念図である。 図３は、２段のポリゴンミラーによる光走査を説明する第１の例を示す図である。 図４は、２段のポリゴンミラーによる光走査を説明する第２の例を示す図である。 図５は、上下２段のポリゴンミラーによる光走査の第１の例を示す概念図である。 図６は、上下２段のポリゴンミラーによる光走査の第２の例を示す概念図である。 図７は、光走査制御装置の構成を示すブロック図である。 図８は、光源の発光制御に用いる画像データの読み込み又は書き込みのタイミングを示すタイミングチャートである。 図９は、光走査制御装置における画像データの処理の流れを示すシーケンス図である。 図１０は、第２の実施の形態にかかる画像形成装置において、色毎の光源と接続された光走査制御装置のブロック構成を示した図である。 図１１は、色が異なる複数の画像データを一つの光源から出力する光走査制御装置に、プロッタ制御部を適用した場合の構成を示した図である。 図１２は、第３の実施の形態にかかる画像形成装置における、光走査制御装置のブロック構成を示した図である。 図１３は、パターン発生部の出力に基づいて、描画された補正パターンの例を示した図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる集積回路、光走査装置、及び画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置１００の光学系の構成を示すブロック図である。図１において、光源１０１としての半導体レーザ、カップリングレンズ１０２、ハーフミラープリズム１０３、ポリゴンミラー１０４、ｆθレンズ１０５、同期センサ１０６、第１感光体１０７ａ、第２感光体１０７ｂ、防塵ガラス１１１、ミラー１０９、第１走査レンズ１１０ａ、第２走査レンズ１１０ｂで構成されている。そして、これら光学系は、光走査制御装置１０８と接続されている。

なお、本実施の形態については、説明の簡素化のために光源１つの場合について説明するが、複数の光源や光束の構成であっても良い。例えば、光源が２つあり、一つの光源がＫ（黒色）とＣ（シアン）の色画像データを担当し、もう一つの光源がＹ（イエロー）とＭ（マゼンタ）を担当しても良い。

光源は、光走査制御装置１０８による制御により、入力された画像データに基づいて、当該画像データが描画されるよう光ビームを照射する。

光源１０１から出射した各２本の発散光束はカップリングレンズ１０２により、弱い収束光束、または平行光束、または弱い発散光束に変換される。カップリングレンズ１０２を出た光ビームは、ハーフミラープリズム１０３に入射する。ハーフミラープリズム１０３に入射した光ビームは上下段に分割される。つまり、ハーフミラープリズム１０３から出射されるビームは、上下段に分割された２本の光ビームとなる。その後、ポリゴンミラー１０４で反射され、等角速度偏向走査される上下段の反射光（光ビーム）は、防塵ガラス１１１を透過する。その後、等角速度走査される上下段の光束は、各々fθレンズ１０５を透過し等速走査に変換される。

走査開始側に備えられた同期センサ１０６は、光ビームの検出を行う。同期センサ１０６が光ビームを検出することで、光ビームによる走査開始タイミングを検出する。本実施の形態にかかる同期センサ１０６は、一つで分割された複数の光ビームを検出する。これにより複数のセンサを搭載することが不要となり、生産コストを削減することができる。

上下段の等速走査される光ビームは、ミラー１０９等の光学素子からなる走査結像を行う光学系により、互いに異なる被走査面を走査する。具体的には、分割された光ビームのうち一方は、ミラー１０９と第１走査レンズ１１０ａを介して、第１感光体１０７ａの走査を行い、分割された光ビームのうち他方は、ミラー１０９と第２走査レンズ１１０ｂを介して、第２感光体１０７ｂの走査を行う。

ハーフミラープリズム１０３は、光源から照射された光ビームを、複数の光ビームに分割する役割を果たす。図２は、ハーフミラープリズム１０３の副走査断面を示す概念図である。図２に示すように、ハーフミラープリズム１０３は、断面が三角形の部分２１１と、平行四辺形の部分２１２とで構成されている。三角形部分と平行四辺形部分の接着面２２１がハーフミラーとなっており、透過光２０１と反射光２０２を１：１の割合で分割する。また、平行四辺形部分２１２の接着面に対向する下側面２２２は全反射面であり、方向を変換する機能を有する。なお、本実施の形態では、光分割手段としてハーフミラープリズム１０３を用いた例を示すが、他の構成であっても良い。

ポリゴンミラー１０４は、４面の反射鏡が上下の２段のポリゴンミラー１０４ａ、１０４ｂで構成され、図１の回転軸１１２を軸として回転する。ポリゴンミラー１０４ａ、１０４ｂは、互いに回転方向の角度がずらしてある。これにより、ポリゴンミラー１０４は、分割された光ビーム毎に、異なる反射角度で反射させる。

２段のポリゴンミラー１０４ａ、１０４ｂは同形で、原理的には任意の多角形として形成される。一方の多角形の１辺の中心角をほぼ２等分する角度に他方の多角形の頂点が対応するように重畳する。それぞれの多角形の頂点から時計回りに隣接する相手側の多角形の頂点を見たとき、両頂点間のそれぞれに対する中心角をφ、φ’（ただし、０＜φ≦φ’）とすれば、両者が任意の頂点に対して対称配置であれば、φ＝φ’となる。

本実施の形態では、４面のポリゴンミラーを用いることとする。この場合、両頂点間の中心角を、φ＝φ’＝４５ｄｅｇとなる。このφ、およびφ’をずれ角と称する。

なお、上下段のポリゴンミラー１０４ａ、１０４ｂは、一体的に形成されても良いし、別体とし、組み付けても良い。一般に、ずれ角φは、両ポリゴンミラーが均等にずらしてある場合、ポリゴンミラーの面数をＭとすると、φ＝（２π／Ｍ）／２＝π／Ｍとなる。

そして、ポリゴンミラー１０４ａ、及び１０４ｂのそれぞれが、ハーフミラープリズム１０３で分割された各光ビームを反射させる。

そして、同期センサ１０６が、反射した光ビームのそれぞれが、走査開始位置に入射したか否かを検出する。そして、同期センサ１０６が、走査開始位置にきたことを検出した場合に、そのことを示す信号を、光走査制御装置１０８に出力する。これにより、光走査制御装置１０８が、光源１０１に対して、画像データを出力する制御を行う。

図３は、２段のポリゴンミラー１０４による光走査を説明する第１の例を示す図である。図３に示す符号３０１は、遮光部材を示す。図３に示すように、共通の光源からの上段の光ビームが被走査面である感光体１０７ａを走査している時に、下段の光ビームは被走査面上にビームが到達しないよう、好ましくは遮光部材３０１により遮光する。

図４は、２段のポリゴンミラー１０４による光走査を説明する第２の例を示す図である。また、共通の光源からの下段の光ビームが、感光体１０７ｂを走査している時に、上段のビームは被走査面に到達しないよう、好ましくは遮光部材３０１により遮光する。

そして、本実施の形態にかかる光走査制御装置１０８は、上段の光ビームが感光体１０７ａを走査開始するタイミングと、下段の光ビームが感光体１０７ｂを走査開始するタイミングと、に基づいて、それぞれの段に対応する色の画像データを用いた光源の変調駆動を行う。

具体的には、変調駆動を上段と下段でタイミングをずらし、上段に対応する感光体１０７ａを走査するときは、上段に対応する色（例えばブラック）の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行い、下段に対応する感光体１０７ｂを走査するときは下段に対応する色（例えばシアン）の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行う。

図５は、上下２段のポリゴンミラー１０４による光走査の第１の例を示す概念図である。図５に示すようにポリゴンミラー１０４は、上下段にそれぞれ４面ポリゴンミラーが同心で配置され、互いに回転方向の角度（φ）がずらしてある。本実施の形態では、当該角度φを４５ｄｅｇとする。上段の光ビームＡの走査開始時刻をｔ１とした場合、同時刻の下段の光ビームＢ(ｔ１)は、遮光部材３０１により遮光される。

図６は、上下２段のポリゴンミラー１０４による光走査の第２の例を示す概念図である。図６に示すように、下段の光ビームＢの走査開始時刻をｔ２とした場合、同時刻の上段の光ビームＡ(ｔ２)は、遮光部材３０１により遮光される。

つまり、一つの光源１０１を複数の光ビームに分割するため、分割された複数の光ビームが同時に被走査面に照射されると、同じ画像データが描画されることになる。そこで、本実施の形態においては、複数の光ビームのうち、被走査面に照射されるのは一つになるように、遮蔽部材３０１や、ポリゴンミラー１０４のずれ角（φ）を設けることとした。

さらに、本実施の形態では、ミラー１０９、走査レンズ１１０ａ、走査レンズ１１０ｂ及び後述する遮光部材３０１で構成された光学系が、ポリゴンミラー１０４の回転状況に基づいて、ポリゴンミラー１０４で反射させた、複数の光ビームのうち、上段又は下段のいずれか一つの光ビームを、被走査面（感光体１０７ａ又は感光体１０７ｂ）に導くよう構成されている。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００では、光ビームＡと光ビームＢとを別のタイミングで走査するが、光源１０１が同一である以上、光源１０１を発光させるための画像データの出力を、これら光ビームが走査するタイミングに合わせて、制御する必要がある。そこで、制御を行う光走査制御装置１０８について説明する。

図７は、光走査制御装置１０８の構成を示すブロック図である。本実施の形態にかかる光走査制御装置１０８は、説明の簡素化のために２色分のデータのタイミングを示すが、２色に限定するものではなく、４色等であってもよい。

図７に示すように、光走査制御装置１０８は、画像処理制御部７０１と、ＣＰＵ７０２と、プロッタ制御部７０３と、光源駆動部７０４とを備えている。ＣＰＵ７０２は、光走査制御装置１０８全体の制御を行う。

画像処理制御部７０１は、スキャナから入力された多値画像データに対して、色毎の画像データを生成する処理を行う。そして、画像処理制御部７０１は、色毎の画像データを、プロッタ制御部７０３に出力する。本実施の形態で、出力される画像データは、黒色（Ｋ）の画像データと、シアン（Ｃ）の画像データとする。

記憶部７１３は、色毎の画像データを複数記憶するトグルバッファとする。

切替信号生成部７１４は、ポリゴンミラー１０４の回転方向の上下段の角度の違いに基づいて、光ビーム毎の走査の切り替えを示す切替信号を生成する。本実施の形態では、４面ポリゴンミラー１０４が、上下段で４５ｄｅｇずれているので、切替信号生成部７１４は、ポリゴンミラー１０４が一周するために要する時間の１／８毎に、上段の光ビームと、下段の光ビームとが切り替えられるように、切替信号を生成する。

プロッタ制御部７０３は、クリア信号生成部７１１と、画像フォーマット変換部７１２と、記憶部７１３と、切替信号生成部７１４と、光源点灯信号発生部７１５と、を備える。

メモリライト制御部７２１は、画像処理制御部７０１から入力された画像データを色毎に、メモリライトデータとして記憶部７１３に書き込み処理を行う。

上段又は下段に割り当てられた光ビームが走査開始位置に来たことを同期センサ１０６が検出した場合、クリア信号生成部７１１は、当該同期センサ１０６から光ビームを検出したことを示す検出情報の入力を受け付ける。その後、クリア信号生成部７１１は、検出情報の入力を受け付けた場合に、当該する段（上段又は下段）についてのラインクリア信号を生成し、メモリリード制御部７２２に通知する。ラインクリア信号は、光ビームが被走査面の走査開始位置に入射したことを示す光ビーム特定情報となる。また段毎にラインクリア信号があるということは、ラインクリア信号が色毎に存在することを意味する。そして、クリア信号生成部７１１は、換言すれば、検出信号の入力を受け付ける受付手段、及びラインクリア信号を通知する通知手段としての役割を果たす。

本実施の形態にかかるクリア信号生成部７１１は、切替信号生成部７１４から入力される切替信号に基づいて、いずれの段のクリア信号を生成すればよいのか特定できる。すなわち、クリア信号生成部７１１は、入力された切替信号が“ＯＦＦ”であれば、上段（つまり黒色）のラインクリア信号を生成し、入力された切替信号が“ＯＮ”であれば、下段（つまりシアン）のラインクリア信号を生成する。

画像フォーマット変換部７１２は、メモリライト制御部７２１と、メモリリード制御部７２２と、を備える。

メモリリード制御部７２２は、切替信号、及びラインクリア信号に基づいて、光源１０１に対して出力する、色毎の画像データを切り替える。そして、メモリリード制御部７２２は、切り替えられた色毎の画像データを記憶部７１３から読み出し、一つの光源１０１に対して出力する。

本実施の形態にかかるメモリリード制御部７２２は、切替信号が“ＯＦＦ”で、上段（黒色）のラインクリア信号が入力された場合に、上段の光ビーム毎に割り当てられた、黒色の画像データを記憶部７１３から読み出し、一つの光源に対して出力する。また、メモリリード制御部７２２は、切替信号が“ＯＮ”で、下段（シアン）のラインクリア信号が入力された場合に、下段の光ビーム毎に割り当てられた、シアンの画像データを記憶部７１３から読み出し、一つの光源に対して出力する。つまり、複数の画像データを集約して、後段に出力していることになる。

光源点灯信号発生部７１５は、メモリリード制御部７２２から入力された画像データに基づいて光源点灯信号を生成し、光源駆動部７０４に対して出力する。

光源駆動部７０４は、入力された光源点灯信号に従って、光源１０１を制御する。

また、本実施の形態においては、プロッタ制御部７０３を集積回路とする。また、プロッタ制御部７０３を集積回路に制限するものではなく、画像処理制御部７０１まで含めた上で集積回路としても良い。また、プロッタ制御部７０３が備える記憶部７１３は、集積回路の内又は外のどちらに搭載されても良い。

図８は、光源１０１で発光制御に用いる画像データの読み込み又は書き込みのタイミングを示すタイミングチャートである。なお、図８に示す例では、説明の簡素化のために２色分のデータのタイミングを示すが、２色に限定するものではなく、４色等であってもよい。

まず、破線領域８０１に示すように、画像フォーマット変換部７１２が、画像処理制御部７０１に対して出力される画像要求信号が立った場合に、画像処理制御部７０１から、色（Ｋ１、Ｃ１）毎の画像データが、画像フォーマット変換部７１２に入力される。

そして、画像フォーマット変換部７１２の内部で生成されるメモリライト制御切替信号に基づいて、メモリライト制御部７２１が、記憶部７１３のトグルバッファのどの領域に書き込むのか特定し、特定された領域に対して、入力された画像データをメモリライトデータとして書き込み制御を行う。

そして、画像データの書き込み制御が終了した後、破線領域８０２に示すように、再び画像要求信号が立つことによる処理が行われる。この際、記憶部７１３のトグルバッファの、空いている方の領域に書き込み制御が行われる。

破線領域８０２の処理と平行して、破線領域８０３において、切替信号が“ＯＦＦ”になった直後、上段を示すラインクリア信号（Ｋ）が立つのをトリガーとして、メモリリード制御部７２２は、記憶部７１３画像データ（Ｋ１）を読み出し、光源１０１に対して出力する処理を行う。その後、切替信号が“ＯＮ”になった直後、下段を示すラインクリア信号（Ｃ）が立つのをトリガーとして、メモリリード制御部７２２は、記憶部７１３から画像データ（Ｃ１）を読み出し、光源１０１に対して出力する処理を行う。さらにその後、すでに、破線領域８０２により次に処理する画像データが記憶部７１３に記憶されているため、読み出し処理などを続けることができる。

これら処理のうち、画像要求から記憶部７１３に画像データを書き込むまでの処理は、ポリゴンミラー１０４が９０ｄｅｇ回転する時間内に終了するように制御されている。そして、各色の画像データを用いた光源１０１の走査は、ポリゴンミラー１０４が９０ｄｅｇ回転を一単位として行われるが、９０ｄｅｇ回転した頃にはすでに次に走査に用いる画像データが記憶部７１３に書き込みまで処理が終了しているため、連続して処理を行うことができる。

そして、本実施の形態では、さらにポリゴンミラー１０４が４５ｄｅｇ回転する時間間隔毎に、切替信号の“ＯＮ”と“ＯＦＦ”を切り替え、処理対象となる画像データの色を切り替えている。そして、切替信号の“ＯＮ”と“ＯＦＦ”とのそれぞれに対して、異なる色の画像データを割り当て、切替信号の“ＯＮ”と“ＯＦＦ”とのそれぞれの時間帯で、ラインクリア信号を発生させている。これにより、９０ｄｅｇ回転する時間内に、２つの色が異なる画像データを用いた、光源１０１の駆動制御を行うことができる。

このように、本実施の形態に係る光走査制御装置１０８では、２色のデータを各色のラインクリア信号に合わせて読み出し、１つのパスを時分割して、交互に黒（Ｋ）色の画像データと、シアン（Ｃ）の画像データを出力している。

つまり、光走査制御装置１０８では、複数段のポリゴンミラー１０４の回転方向の角度の違いに基づく切替信号で、９０ｄｅｇ回転するまでの時間を時分割し、時分割された時間毎に、一つの光源１０１に対して、異なる色の画像データの出力制御を行うことで、一つの光源１０１に対して、複数の画像データを割り当て制御することが可能となっている。

記憶部７１３においては、色毎のメモリとしてトグルバッファを備えている。例えば、黒色用のトグルバッファにおいて、そして黒色の画像データの奇数ラインのデータは、トグルバッファのうち一方の領域に格納（ライト）され、シアンの画像データの偶数ラインのデータは、トグルバッファのうち他方の領域に格納（ライト）される。

他の例として、シアン用のトグルバッファにおいて、そしてシアンの画像データの奇数ラインのデータは、トグルバッファのうち一方の領域に格納（ライト）され、シアンの画像データの偶数ラインのデータは、トグルバッファのうち他方の領域に格納（ライト）される。

そして、メモリライト制御部７２１などが、各色の画像データの偶数ラインをライトしている期間は、メモリライト制御部７２１が、記憶部７１３から、奇数ラインのデータをリードし、光源１０１に出力する。また、メモリライト制御部７２１などが、各色の画像データの奇数ラインをライトしている期間は、メモリライト制御部７２１が、記憶部７１３から、偶数ラインのデータをリードし、光源１０１に出力する。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００では、記憶部７１３に対する画像データの書き込み処理と、記憶部７１３からの画像データの読み込み処理を平行するとともに、記憶部７１３に対して読み込み領域と書き込み領域とを交互に切り替えることで、入力画像データの連続処理を可能としている。その上で、複数の色について上述した処理を行うとともに、書き込み制御する際に、時分割することで、一つの光源に対して、複数色の画像データを集約して出力することが可能となる。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００の例では、１ライン単位のリード、ライト制御のする場合について説明しているが、このような制御に制限するものではなく、例えば、複数ライン単位の制御を行っても良い。この場合においても原理は、上述したものと同様なので、説明を省略する。

次に本実施の形態にかかる光走査制御装置１０８における画像データの処理の流れについて説明する。図９は、光走査制御装置１０８における上述した処理フローを示すシーケンス図である。図９に示す例では、予め記憶部７１３に黒色の画像データ（Ｋ１）と、シアンの画像データ（Ｃ１）とが格納されているものとする。その後、画像処理制御部７０１に対して画像要求信号が入力されたものとする。

これにより、まず、メモリライト制御部７２１が、画像処理制御部７０１から、色毎の画像データ（Ｋ２、Ｃ２）の入力制御を行う（ステップＳ９０１）。その後、メモリライト制御部７２１が、記憶部７１３に対して、画像データの書き込み制御を行う（ステップＳ９０２）。当該処理は、色毎の画像データを、一ライン分書き込みが終了するまで継続して行う。

一方、切替信号生成部７１４は、所定の時間毎に切り替えた切替信号を出力する。当該処理においては、切替信号生成部７１４は、“ＯＦＦ”を示す切替信号を、クリア信号生成部７１１に対して送信する（ステップＳ９０３）とともに、メモリリード制御部７２２に対しても送信する（ステップＳ９０４）。

そして、クリア信号生成部７１１が、切替信号“ＯＦＦ”を入力された後、同期センサ１０６で光ビームを走査開始位置で検出したことを示す、検出情報の入力を受け付けた（ステップＳ９０５）場合、黒色の画像データが割り当てられた光ビームが走査開始位置にきたと判別する。

そこで、クリア信号生成部７１１は、上段のラインクリア信号（Ｋ）を、メモリリード制御部７２２に出力する（ステップＳ９０６）。

その後、メモリリード制御部７２２は、切替信号“ＯＦＦ”とラインクリア信号（Ｋ）の入力をトリガーとして、記憶部７１３から、すでに格納されている画像データ（Ｋ１）の読み込み処理を行う（ステップＳ９０７）。そして、メモリリード制御部７２２は、読み込み処理した画像データ（Ｋ１）を、光源１０１側（光源点灯信号発生部７１５）に出力する（ステップＳ９０８）。当該処理までの、ポリゴンミラー１０４が、４５ｄｅｇ回転するまでに行う。

そして、切替信号生成部７１４が、所定時間経過したと判定した場合（ステップＳ９０９）、“ＯＮ”を示す切替信号を、クリア信号生成部７１１に対して送信する（ステップＳ９１０）とともに、メモリリード制御部７２２に対しても送信する（ステップＳ９１１）。なお、所定時間とは、本実施の形態では、ポリゴンミラー１０４が４５ｄｅｇ回転するために掛かる時間とする。

そして、クリア信号生成部７１１が、切替信号“ＯＮ”を入力された後、同期センサ１０６で光ビームを走査開始位置で検出したことを示す、検出情報の入力を受け付けた（ステップＳ９１２）場合、シアンの画像データが割り当てられた光ビームが走査開始位置にきたと判別する。

そこで、クリア信号生成部７１１は、下段のラインクリア信号（Ｃ）を、メモリリード制御部７２２に出力する（ステップＳ９１３）。

その後、メモリリード制御部７２２は、切替信号“ＯＮ”とラインクリア信号（Ｃ）の入力をトリガーとして、記憶部７１３から、すでに格納されている画像データ（Ｃ１）の読み込み処理を行う（ステップＳ９１４）。そして、メモリリード制御部７２２は、読み込み処理した画像データ（Ｃ１）を、光源１０１側（光源点灯信号発生部７１５）に出力する（ステップＳ９１５）。当該処理までの、ポリゴンミラー１０４が、さらに４５ｄｅｇ回転するまでに行う。

そして、メモリライト制御部７２１は、他の構成がステップＳ９０３〜Ｓ９１５間での処理を行っている間に、次に処理の対象となる色毎の画像データ（Ｂ２，Ｃ２）の書き込み処理を終了する（ステップＳ９１６）。

上述した処理により、次に処理対象となる画像データの格納が終了するとともに、一つの光源１０１に対して、異なる色の画像データの出力が終了する。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００においては、光源数を減らしながらも、高速且つ良好な画像出力を可能としている。さらに、部品点数の低減に伴い、低コスト化と故障率の減少させることができる。

本実施の形態にかかる画像形成装置１００においては、ラインクリア信号と切り替え信号に基づいて、画像データの読出制御を行うことで、適切に光源を制御することが可能となる。これにより、適切な画像データを出力可能となり、色ずれなどを抑止できる。

（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態においては、光源１０１から出力された光ビームを分割する光学系を有する画像形成装置１００の例について説明した。しかしながら、このような光学系以外に色毎に光源を有する光学系を有する画像形成装置も存在する。これら光学系が異なる画像形成装置毎に、異なる集積回路を搭載するのではなく、両方の画像形成装置に対応した集積回路を搭載することも考えられる。

図１０は、第２の実施の形態にかかる画像形成装置において、色毎の光源と接続された光走査制御装置１００１のブロック構成を示した図である。光走査制御装置１００１は、複数の光源１０２１、１０２２と、色毎の光源と接続されているものとする。

プロッタ制御部１０１１の、切替信号生成部１０３１及びメモリリード制御部１０３４に時分割制御イネーブル制御機能を有し、色が異なる複数の画像データを時分割で一つの光源に対する集約を「する／しない」を選択可能な構成とする。これにより、集積回路（ASIC、LSI）を光学系システムに因らず搭載できるようになる。なお、時分割制御イネーブル制御機能は、プロッタ制御部１０１１を示す集積回路の外部端子として備えても良いし、レジスタ設定機能として備えても良い。

そして、光走査制御装置１００１は、第１の実施の形態の光走査制御装置１０８とは、光源駆動部７０４と処理が異なる光源駆動部１０１２と、プロッタ制御部７０３と処理が異なるプロッタ制御部１０１１とを備える点で異なる。以下の説明では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略している。

光源駆動部１０１２は、プロッタ制御部１０１１から入力された複数の光源点灯信号から、複数の光源１０２１、１０２２の駆動制御を行う。

プロッタ制御部１０１１は、第１の実施の形態のプロッタ制御部７０３とは、切替信号生成部７１４と処理が異なる切替信号生成部１０３１と、画像フォーマット変換部７１２と処理が異なる画像フォーマット変換部１０３３と、光源点灯信号発生部７１５と処理が異なる光源点灯信号発生部１０３２と、を備える点で異なる。

切替信号生成部１０３１は、外部から入力される切替不許可信号又は切替許可信号に基づいて、生成する切替信号を切り替える。つまり、切替不許可信号が入力された場合、切替信号生成部１０３１は、常に“ＯＦＦ”の切替信号を生成し、出力する。また、切替許可信号が入力された場合、切替信号生成部１０３１は、第１の実施の形態と同様に“ＯＮ”と“ＯＦＦ”とを定期的に切り替えた切替信号を生成し、出力する。図１０に示すように、色毎に光源を備えている場合、切替不許可信号が外部から入力される。このため、図１０で示す例では、切替信号生成部１０３１は、常に“ＯＦＦ”の切替信号を生成し、出力することになる。これにより、クリア信号生成部７１１は、常に“ＯＦＦ”の切替信号が入力されるため、出力可能な２種類のラインクリア信号のうち、一方のラインクリア信号のみ生成し、出力する。

画像フォーマット変換部１０３３は、第１の実施の形態の画像フォーマット変換部７１２とは、メモリリード制御部７２２と処理が異なるメモリリード制御部１０３４を備えている点で異なる。

メモリリード制御部１０３４は、外部から入力される切替不許可信号又は切替許可信号に基づいて、読み込む画像データを異ならせる。つまり、切替不許可信号が入力された場合、メモリリード制御部１０３４は、黒色とシアンの画像データを、メモリリードデータとして同時に読み出し、黒色の画像データ及びシアンの画像データを同時に光源点灯信号発生部１０３２に出力する。また、切替許可信号が入力された場合、メモリリード制御部１０３４は、第１の実施の形態と同様に、入力されるラインクリア信号と切替信号に基づいて、２色ある画像データのうちいずれか一方を読み込み処理し、光源点灯信号発生部１０３２に出力する。

切替信号生成部１０３１は、第１の実施の形態と同様に“ＯＮ”と“ＯＦＦ”とを定期的に切り替えた切替信号を生成し、出力する。図１０に示すように、色毎に光源を備えている場合、切替不許可信号が外部から入力される。このため、図１０で示す例では、切替信号生成部１０３１は、常に“ＯＦＦ”の切替信号を生成し、出力することになる。これにより、クリア信号生成部７１１は、常に“ＯＦＦ”の切替信号が入力されるため、出力可能な２種類のラインクリア信号のうち、一方のラインクリア信号のみ生成し、出力する。

光源点灯信号発生部１０３２は、メモリリード制御部１０３４により入力された画像データに基づいた光源点灯信号を出力する。複数の画像データが入力された場合には、それぞれ画像データに対応する複数の光源点灯信号を出力し、一つの画像データのみ入力された場合には、当該画像データに対応する光源点灯信号を一つのみ出力する。

また、プロッタ制御部１０１１に対して入力される切替不許可信号は、どのような信号でもよく、例えば信号線がグラウンドに接地されていても良い。

また、上述したプロッタ制御部１０１１は、複数の画像データを一つの光源に集約して出力場合にも適用できる。図１１は、色が異なる複数の画像データを一つの光源１０１から出力する光走査制御装置１１０１に、プロッタ制御部１０１１を適用した場合の構成を示した図である。

図１１に示すように、光走査制御装置１１０１にプロッタ制御部１０１１を搭載した場合に、プロッタ制御部１０１１に対して、切替許可信号が入力されるように設計する。

そして、切替許可信号が入力された切替信号生成部１０３１及びメモリリード制御部１０３４は、第１の実施の形態の切替信号生成部７１４及びメモリリード制御部７２２と同様の処理を行うことで、黒色の画像データと、シアンの画像データとを、ポリゴンミラー１０４の回転に基づいて一つの光源１０１に対して出力する。

また、本実施の形態においては、光源からの光ビームを２つに分割する場合について説明した。しかしながら、２つに分割することに制限するものではなく、３つ以上に分割しても良い。この場合についても、これに対応する段を有するポリゴンミラーと、３つの光ビームのうち、いずれか一つのみが被走査面を走査し、それ以外の光ビームが遮光するようにした上で、上述した処理と同様の制御を行えばよいものとして説明を省略する。

上述したように、プロッタ制御部１０１１の構成を有する集積回路は、入力される信号より、光源１０１からの光ビームを分割する画像形成装置、及び光ビームを分割しない画像形成装置のいずれに対しても搭載することが可能となる。これにより、発明者の設計負担を軽減できる。さらに、複数種類の画像形成装置に同一の集積回路を搭載することができるので、生産コストを軽減することが可能となる。

（第３の実施の形態）
通常の画像形成装置においては、位置ずれが生じないように、各色の光源毎に位置ずれ補正用パターンで走査することで、位置ずれを抑止していた。しかしながら、一つの光源１０１で複数の色の画像データを出力する場合、その点を考慮して位置ずれ補正用パターンを発生させる必要がある。そこで、第３の実施の形態においては、位置ずれ補正用パターンを発生可能な画像形成装置について説明する。

図１２は、第３の実施の形態にかかる画像形成装置における、光走査制御装置１２０１のブロック構成を示した図である。光走査制御装置１２０１は、第２の実施の形態の光走査制御装置１１０１とは、パターン発生部１２１３が追加された点で異なる。

パターン発生部１２１３は、クリア信号生成部７１１から入力されるラインクリア信号及び切替信号生成部１０３１から入力される切替信号に基づいて、色毎のラインクリア信号に応じて、色毎の補正パターンを一ライン毎に生成し、光源点灯信号発生部１０３２に対して出力する。

図１３は、パターン発生部１２１３の出力に基づいて、描画された補正パターンの例を示した図である。図１３に示すように、補正パターンとして、グレースケール等の濃度検出補正用パターン、及び水平線および斜め線等で構成される位置ずれ検出補正用パターンが描画される。描画パターンとしては、図１３に示した例に制限されるものではなく、既に公開されている技術文献など、あらゆるパターンが考えられる。

また、パターン発生部１２１３は、一つの光源１０１に対して、複数の色の補正パターンを出力することにのみならず、複数の光源に対してそれぞれ異なる色の補正パターンを出力することを切り換える機能を有していても良い。これにより、光源の分割有無という光学系が異なる画像形成装置のいずれに、プロッタ制御部１２１１を搭載した場合でも、パターン発生、パターン検出、及び（位置ずれ、濃度などの）補正が行えるため、開発工数を抑制することができる。

そして、本実施の形態においては、各種補正パターンも、切替信号に応じて出力制御されることで、複数の色の濃度検出パターンや位置ずれ防止パターンも、一つの光源で描画することが可能となる。

なお、上述した実施の形態の画像形成装置で実行される光走査制御プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

上述した実施の形態の画像形成装置で実行される光走査制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、上述した実施の形態の画像形成装置で実行される光走査制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、上述した実施の形態の画像形成装置で実行される光走査制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

上述した実施の形態の画像形成装置で実行される光走査制御プログラムは、上述した各部を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしては集積回路上に搭載されているものとする。また、ＣＰＵ（プロセッサ）が、ＲＯＭから光走査制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、上述した構成が主記憶装置上に生成されるようになっている。

１００ 画像形成装置
１０１、１０２１、１０２２ 光源
１０２ カップリングレンズ
１０３ ハーフミラープリズム
１０４ ポリゴンミラー
１０５ ｆθレンズ
１０６ 同期センサ
１０７ａ、１０７ｂ 感光体
１０８、１００１、１２０１ 光走査制御装置
１０９ ミラー
１１０ａ、１１０ｂ 走査レンズ
１１１ 防塵ガラス
７０１ 画像処理制御部
７０２ ＣＰＵ
７０３、１０１１、１２１１ プロッタ制御部
７０４、１０１２ 光源駆動部
７１１ クリア信号生成部
７１２、１０３３ 画像フォーマット変換部
７１３ 記憶部
７１４、１０３１ 切替信号生成部
７１５、１０３２ 光源点灯信号発生部
７２１ メモリライト制御部

特開２００６−２８４８２２号公報

Claims (9)

1. 入力された画像データに基づいて、当該画像データが描画されるよう光ビームを照射する光源と、前記光源から照射された前記光ビームを、複数の光ビームに分割する分割手段と、回転可能であって、分割された前記光ビーム毎に反射させる角度が異なる反射手段と、前記反射手段で反射させた複数の前記光ビームのうち、前記反射手段の回転状況に基づいて、いずれか一つの前記光ビームを被走査面に導く光学系と、を備える光走査装置を制御する集積回路であって、
   回転している前記反射手段の前記光ビームを反射させる角度の違いに基づいて、前記ビーム毎に割り当てられた色の画像データの出力を切り替える切替タイミング情報を生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成された前記切替タイミング情報に基づいて、前記光源に出力する、前記色の画像データを切り替える切替手段と、
   を備えることを特徴とする集積回路。
2. 前記光ビームが、前記被走査面の走査開始位置に入射したことを示す検出情報を、検出部から入力を受け付ける受付手段を、さらに備え、
   前記切替手段は、さらに、前記受付手段が前記検出情報の入力を受け付けたことをトリガーとして、切り替えた前記色毎の画像データの出力の開始制御を行うこと、
   を特徴とする請求項１に記載の集積回路。
3. 一つの前記検出部が、分割された複数の光ビームを検出し、
   前記受付手段が、一つの前記検出部から、前記複数の光ビームについての前記検出情報の入力を受け付けること、
   を特徴とする請求項２に記載の集積回路。
4. 前記受付手段が前記検出情報の入力を受け付けた場合に、いずれの前記光ビームが前記被走査面の走査開始位置に入射したのかを示す光ビーム特定情報を、前記切替手段に対して通知する通知手段をさらに備え、
   前記切替手段は、前記通知手段から通知された前記光ビーム特定情報で特定された、前記光ビームに割り当てられた前記色の画像データに切り替えること、
   を特徴とする請求項２又は３に記載の集積回路。
5. 入力された画像データを記憶手段に書き込む書込手段と、
   前記生成手段が生成した前記切替タイミング情報に基づいて、前記光ビームに対して出力される前記画像データを、前記記憶手段から読み出す読出手段と、をさらに備え、
   前記出力手段は、前記読出手段が読み出した前記画像データを出力すること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の集積回路。
6. 前記生成手段が生成した前記切替タイミング情報に基づいて、前記光源に対して出力する、色毎に異なる画像パターンを発生させるパターン発生手段を、
   さらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の集積回路。
7. 前記集積回路は、さらに、前記光走査装置に代わって、複数の光源を色毎に備える光走査装置に搭載された場合に、
   前記生成手段は、さらに、前記光源から照射する光ビームを分割しないことを示す信号が入力された場合に、前記切替タイミング情報を生成せず、
   前記出力手段は、さらに、前記信号が入力された場合に、色毎の画像データを、前記複数の光源のそれぞれに割り当てて出力すること、
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の集積回路。
8. 入力された画像データに基づいて、当該画像データが描画されるよう光ビームを照射する光源を制御する光走査装置であって、
   前記光源から照射された前記光ビームを、複数の光ビームに分割する分割手段と、
   回転可能であって、分割された前記光ビーム毎に反射させる角度が異なる反射手段と、
   前記反射手段で反射させた複数の前記光ビームのうち、前記反射手段の回転状況に基づいて、いずれか一つの前記光ビームを被走査面に導く光学系と、
   回転している前記反射手段の前記光ビームを反射させる角度の違いに基づいて、前記ビーム毎に割り当てられた色の画像データの出力を切り替える切替タイミング情報を生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成された前記切替タイミング情報に基づいて、前記光源に出力する、前記色の画像データを切り替える切替手段と、
   を備えることを特徴とする光走査装置。
9. 入力された画像データに基づいて、当該画像データが描画されるよう光ビームを照射する光源と、
   前記光源から照射された前記光ビームを、複数の光ビームに分割する分割手段と、
   回転可能であって、分割された前記光ビーム毎に反射させる角度が異なる反射手段と、
   前記反射手段で反射させた複数の前記光ビームのうち、前記反射手段の回転状況に基づいて、いずれか一つの前記光ビームを被走査面に導く光学系と、
   回転している前記反射手段の前記光ビームを反射させる角度の違いに基づいて、前記ビーム毎に割り当てられた色の画像データの出力を切り替える切替タイミング情報を生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成された前記切替タイミング情報に基づいて、前記光源に出力する、前記色の画像データを切り替える切替手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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