JP2011136446A - 画像形成装置、画像形成方法および露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】露光ヘッドに配設された発光素子を良好なタイミングで発光させて良好な露光を実現可能とする。
【解決手段】固定周期の水平同期信号ＨＲＥＱに基づきデータ処理を行ってビデオデータを生成してビデオデータを送信する一方、露光ヘッド２３へのビデオデータの転送は可変周期の水平同期信号ＨＳＹＮＣを用いて行っている。このため、データ処理や送受信のタイミングにより複雑な不整合が発生するという従来技術の問題を発生させることなく、ＬＵＴ７６に記憶された情報に基づき露光ヘッド２３に配設された発光素子２３１の発光を制御することができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、露光ヘッドに配設された発光素子を発光させて露光を行う画像形成装置、画像形成方法および露光装置に関するものである。

有機ＥＬ素子やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子を所定方向に配設したラインヘッド（露光ヘッド）を用いた画像形成装置として、例えば特許文献１に記載された画像形成装置がある。この装置では、４本の感光体ドラムなどの潜像担持体がそれぞれ副走査方向に回転駆動される。そして、各感光体ドラムに対向してラインヘッドが配置されている。各ラインヘッドでは、複数の発光素子が副走査方向とほぼ直交する主走査方向に列状（２列千鳥状）に配列されており、水平同期信号に基づきビデオデータに応じたＯＮ／ＯＦＦ制御が実行される。これによりビデオデータに対応したライン潜像が感光体ドラムに形成される。このように感光体ドラムを回転させながらビデオデータに対応して発光素子を駆動制御してライン潜像を書き込む。これによって、感光体ドラム上に２次元潜像が形成される。そして、該２次元潜像がトナーにより現像されて画像が形成される。

特開２００６−３４７１０７号公報

ところで、このような露光を良好に行うためには、感光体ドラムの回転速度ムラを考慮する必要がある。そこで、上記特許文献１に記載の装置では、水平同期信号の発生タイミングを異ならせる、つまり可変周期により露光タイミングを制御している。これにより画質劣化の低減を図っている。

しかしながら、画像形成指令に含まれる画像情報に対するデータ処理（例えば色分解処理やスクリーン処理など）を可変周期で行うためには複雑な処理が要求され、データ処理や送受信のタイミングにより複雑な不整合が発生するという問題が発生することがあり、現状では事実上困難となっている。そこで、露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御するための水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）のタイミングを異ならせる技術を効果的に用いることができず、改良が望まれている。

この発明にかかるいくつかの態様は、露光ヘッドに配設された発光素子を良好なタイミングで発光させて良好な露光を実現可能とする技術の提供を目的とする。

この発明にかかる画像形成装置は、上記課題を解決するため、第１の方向に発光素子が配設された第１の露光ヘッドと、第１の露光ヘッドにより潜像が形成される第１の潜像担持体と、第１の方向に発光素子が配設された第２の露光ヘッドと、第２の露光ヘッドにより潜像が形成される第２の潜像担持体と、予め定められた周期の信号を発生させる第１の信号生成部、出力する時間間隔を異ならせて第１の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第２の信号生成部、及び出力する時間間隔を異ならせて第２の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第３の信号生成部を有する制御部と、を備え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、上記課題を解決するため、第１の信号生成部で発生する予め定められた周期の信号と、出力する時間間隔を異ならせて第２の信号生成部から出力される信号とに基づき第１の露光ヘッドで第１の方向に配設された発光素子の発光を制御し、第１の信号生成部で発生する予め定められた周期の信号と、出力する時間間隔を異ならせて第３の信号生成部から出力される信号とに基づき第２の露光ヘッドで第１の方向に配設された発光素子の発光を制御することを特徴としている。

また、この発明にかかる露光装置は、上記課題を解決するため、第１の方向に発光素子が配設された第１の露光ヘッドと、第１の方向に発光素子が配設された第２の露光ヘッドと、予め定められた周期の信号を発生させる第１の信号生成部、出力する時間間隔を異ならせて第１の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第２の信号生成部、及び出力する時間間隔を異ならせて第２の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第３の信号生成部を有する制御部とを備えることを特徴としている。

このように構成された発明（画像形成装置、画像形成方法および露光装置）では、第１の信号生成部で予め定められた周期（ピッチ）の信号が発生する。一方、第１の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号が第２の信号生成部から出力する時間間隔を異ならせて出力されるとともに、第２の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号が第３の信号生成部から出力する時間間隔を異ならせて出力される。このように固定周期の信号と可変周期の信号を組み合わせて露光ヘッドが制御されるため、発光素子を良好なタイミングで発光させて良好な露光を実現することができる。

ここで、制御部は、画像データを受信するデータ受信部を有し、データ受信部に受信された画像データを第１の信号生成部で発生される信号に基づいてデータ処理して第１の露光ヘッドおよび第２の露光ヘッドに出力する第１出力データ及び第２出力データを生成し、第２の信号生成部で発生される信号に基づき第１の露光ヘッドに第１出力データを出力するタイミングを調整し、第３の信号生成部で発生される信号に基づき第２の露光ヘッドに第２出力データを出力するタイミングを調整するように構成してもよい。このようにデータ処理を固定周期の信号により行うことでデータ処理を簡単に、しかも安定的に行うことができる。また、第２の信号生成部で発生される信号に基づき第１の露光ヘッドに第１データを出力するタイミングを調整し、第３の信号生成部で発生される信号に基づき第２の露光ヘッドに第２データを出力するタイミングを調整しているので、周期的なずれを確実に防止することができ、高品質な露光を行うことができる。

また、第１の信号生成部で発生される予め定められた信号を出力する時間間隔は、第２の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔よりも短く、かつ第３の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔よりも短くなるように構成してもよい。これにより１ライン１ライン途切れることなく、データを露光ヘッドに転送することができる。また、この場合、制御部は、第１の露光ヘッドに出力する第１出力データを記憶する３つ以上のバッファー領域を、バッファー領域への書き込みおよび読み出しを制御しながら第１の露光ヘッドに第１出力データを転送するように構成してもよい。また、この点に関しては、第２の露光ヘッドに対しても同様である。つまり、制御部は、第２の露光ヘッドに出力する第２出力データを記憶するバッファー領域とは異なる３つ以上第２バッファー領域を有し、第２バッファー領域への書き込みおよび読み出しを制御しながら第２の露光ヘッドに第２出力データを転送するように構成してもよい。このように構成することで第１出力データや第２出力データが途切れることなくバッファー領域に記憶させることができる。

さらに、第１の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔が、第１の露光ヘッドに第１出力データを転送するのに要する時間より長く、第２の露光ヘッドに第２出力データを転送するのに要する時間よりも長くなるように構成するのが望ましい。なぜならば、このように設定することで第１出力データおよび第２出力データをバッファー領域に確実に転送することができるからである。

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の装置の電気的構成を示すブロック図。 露光ヘッドの構造を示す斜視図。 感光体ドラムの周速と水平同期信号の周期との関係を示すグラフ。 タイミング調整回路の構成を示すブロック図。 タイミング調整回路の動作を示すタイミングチャート。

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の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、互いに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。そして、画像形成装置１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となっている。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（印刷情報）が画像処理部を有するメインコントローラーＭＣに与えられると、このメインコントローラーＭＣがエンジンコントローラー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ーＥＣがエンジン部ＥＧおよび制御ロジック部ＣＬ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ＲＭたるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。

各画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍ、２Ｃおよび２Ｋは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図１では、図を見やすくするために、画像形成ステーション２Ｃを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図１に付した符号を参照して画像形成ステーション２Ｃの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。

画像形成ステーション２Ｃには、シアン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。感光体ドラム２１は、その回転軸が主走査方向（図１の紙面に対して垂直な方向）に平行もしくは略平行となるように配置されており、図１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の回転位置や回転状態などを検出するために、本実施形態では、感光体ドラム２１の回転軸（図示省略）に感光体エンコーダー２１１（図２）が取り付けられており、感光体ドラム２１が所定の起点位置を通過する際に起点位置信号を出力する。したがって、感光体エンコーダー２１１から出力される起点位置信号に基づき感光体ドラム２１の周速や回転位置などを正確に求めることができる。

感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器２２と、感光体ドラム２１表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成する露光ヘッド２３と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像ユニット２４と、第１スクイーズ部２５と、第２スクイーズ部２６と、該トナー像を転写ユニット３の中間転写ベルト３１に一次転写する一次転写ユニットと、転写後の感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーニングユニットと、クリーナーブレードとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム２１の回転方向Ｄ21（図１では、時計回り）に沿って配設されている。

帯電器２２は感光体ドラム２１の表面に接触しないものであり、この帯電器２２には、従来周知慣用のコロナ帯電器を用いることができる。コロナ帯電器にスコロトロン帯電器を用いた場合には、スコロトロン帯電器のチャージワイヤにはワイヤ電流が流されるとともに、グリッドには直流（ＤＣ）のグリッド帯電バイアスが印加される。帯電器２２によるコロナ放電で感光体ドラム２１が帯電されることで、感光体ドラム２１の表面の電位が略均一の電位に設定される。

露光ヘッド２３は後述するように制御ロジック部ＣＬから与えられるビデオデータに基づき光ビームを発生させて光ビームにより感光体ドラム２１表面を露光して画像信号に対応する静電潜像を形成するものであり、複数の発光素子と、レンズアレイとを有している。

図３は露光ヘッドの構造を示す斜視図である。この露光ヘッド２３は、長手方向（第１の方向）ＬＧＤに配列された複数の発光素子２３１を備えており、露光ヘッド２３の幅方向ＬＴＤが副走査方向ＳＤに平行もしくは略平行となるように感光体ドラム２１に対向配置されている。この露光ヘッド２３の本体２３２の内部には、ガラス基板であるヘッド基板２３３が設けられるとともに、このヘッド基板２３３に複数の発光素子２３１が主走査方向ＭＤ（長手方向ＬＧＤ）に２行千鳥で並んで設けられている。また、発光素子２３１に対して、レンズアレイ２３４がヘッド基板２３３に対向して配置されている。したがって、発光素子２３１の発光面から射出した光ビームはレンズアレイ２３４に結像されて感光体ドラム２１表面にスポットが照射される。なお、同図中の符号Ｄ0aは、主走査方向ＭＤおよび副走査方向ＳＤに直交する方向であって発光素子２３１の光の射出方向（換言すれば、露光ヘッド２３から感光体ドラム２１に向かう方向）、つまり光軸方向を意味している。

上記のように構成された露光ヘッド２３により感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像に対して現像ユニット２４からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。なお、この画像形成装置１の現像ユニット２４では、キャリア液内にトナーを概略重量比２０％程度に分散させた液体現像剤を用いてトナー現像が行われる。この画像形成装置１では、従来一般的に使用されている、Isopar（商標：エクソン）をキャリア液とした低濃度（１〜２ｗｔ％）かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性の樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径１μｍの固形粒子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約２０%とした高粘度（３０〜１００００ｍＰａ・ｓ程度）の液体現像剤が用いられる。

第１スクイーズ部２５および第２スクイーズ部２６にはスクイーズローラーがそれぞれ設けられている。そして、各スクイーズローラーが感光体ドラム２１の表面と当接してトナー像の余剰キャリア液やカブリトナーを除去する。なお、本実施形態では２つのスクイーズ部２５、２６により余剰キャリア液やカブリトナーを除去しているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば１個のスクイーズ部を配置してもよい。

スクイーズ部２５、２６を通過してきたトナー像は一次転写ユニットにより中間転写ベルト３１に一次転写される。この中間転写ベルト３１は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー３２、３３、３４および３５に掛け渡されている。このうちローラー３２はベルト駆動モーターＭ３に機械的に接続されて、中間転写ベルト３１を図１の矢印方向Ｄ31に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、中間転写ベルト３１を掛け渡されたローラー３２ないし３５のうち、モーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー３２のみであり、他のローラー３３、３４および３５は駆動源を有しない従動ローラーである。

一次転写ユニットは一次転写バックアップローラー２７１を有しており、一次転写バックアップローラー２７１は中間転写ベルト３１を挟んで感光体ドラム２１と対向して配設されている。感光体ドラム２１と中間転写ベルト３１とが当接する一次転写位置ＴＲ1では、感光体ドラム２１上のトナー像が中間転写ベルト３１の外周面（一次転写位置ＴＲ1において下面）に転写される。こうして画像形成ステーション２Ｃにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写ベルト３１に転写される。同様に、他の画像形成ステーション２Ｙ、２Ｍおよび２Ｋでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写ベルト３１上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション２Ｋのみにおいて、中間転写ベルト３１へのトナー像転写が行われる。

こうして中間転写ベルト３１に転写されたトナー像は二次転写位置ＴＲ2に搬送される。この二次転写位置ＴＲ2では、中間転写ベルト３１を巻き掛けられたローラー３４に対して二次転写ローラー４が中間転写ベルト３１を挟んで対向配置されており、中間転写ベルト３１表面と転写ローラー４表面とが互いに当接して転写ニップＮＰを形成している。すなわち、ローラー３４は二次転写バックアップローラーとして機能している。二次転写ローラー４の回転シャフト４２１は、例えばバネのような弾性部材である押圧部４５によって弾性的に、かつ中間転写ベルト３１に対して近接・離間移動自在に支持されている。

二次転写位置ＴＲ2においては、中間転写ベルト３１上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー５１から搬送経路ＰＴに沿って搬送される記録材ＲＭに転写される。なお、この実施形態では、液体現像剤を用いてトナー像を形成する湿式現像方式でトナー像を形成しているので、良好な転写特性を得るために、転写ニップにおいては中間転写ベルト３１に対し記録材ＲＭが高い押圧力で押圧されることが望まれる。また、液体現像剤を介在させるため、記録材ＲＭが中間転写ベルト３１に貼り付きジャムとなる可能性が高い。そこで、この画像形成装置１では、把持部を有する二次転写ローラー４が用いられている。

二次転写ローラー４は、円筒の外周面の一部を切り欠いてなる凹部４１が設けられたローラー基材４２を有している。このローラー基材４２では、回転軸中心に方向Ｄ4に回転自在の回転シャフト４２１が二次転写バックアップローラー３４の回転軸と平行または略平行に配置されるとともに、押圧部４５により二次転写バックアップローラー３４側に付勢されて所定の荷重（この実施形態では６０ｋｇｆ）が付加されている。そして、図示を省略するモーターから回転駆動力が回転シャフト４２１に与えられると、二次転写ローラー４は回転方向Ｄ4に回転する。また、この二次転写ローラー４には、垂直同期センサー（図示省略）が設けられており、二次転写ローラー４が所定の基準位置を通過する際に垂直同期信号ＶＳＹＮＣが出力される。この実施形態では、こうして得られる垂直同期信号ＶＳＹＮＣに基づき画像形成（印字）を開始するが、中間転写ベルト３１の周回動作に基づき垂直同期信号ＶＳＹＮＣを発生させたり、基準クロックに基づきエンジンコントローラーＥＣ等で垂直同期信号ＶＳＹＮＣを発生させるように構成してもよい。

また、ローラー基材４２の外周面、つまり凹部４１の内部に相当する領域を除く表面領域にゴムや樹脂などの弾性層（図示省略）が形成されている。この弾性層はバックアップローラー３４に巻き掛けられた中間転写ベルト３１と対向して転写ニップＮＰを形成する。また、凹部４１の内部には、記録材ＲＭを把持するための把持部４４が配設されている。この把持部４４は、凹部４１の内底部からローラー基材４２の外周面に立設されたグリッパ支持部材と、グリッパ支持部材の先端部に対して接離自在に支持されたグリッパ部材とを有している。そして、グリッパ部材を駆動制御することで記録材ＲＭの把持や把持開放を行うことが可能となっている。

なお、トナー像が二次転写された記録材ＲＭは、二次転写ローラー４から搬送経路ＰＴ上に設けられた定着ユニット７へ送出される。定着ユニット７では、記録材ＲＭに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録材ＲＭへのトナー像の定着が行われる。

次に、上記のように構成された画像形成装置において露光ヘッド２３を制御する制御ロジック部ＣＬの構成および動作を中心に説明する。本実施形態にかかる画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令（印刷情報）が与えられると、メインコントローラーＭＣに設けられた画像処理部６１が画像形成指令に含まれる画像データに対してスクリーン処理などのデータ処理を行い、各トナー色ごとのビデオデータを生成する。そして、これらのビデオデータが画像処理部６１から制御ロジック部ＣＬのビデオデータ制御回路７１に転送される。

制御ロジック部ＣＬは、上記したビデオデータ制御回路７１以外に、ビデオデータを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）７２、固定水平同期信号生成部７３、感光体位置モニター回路７４、可変水平同期信号生成部７５、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）７６およびタイミング調整回路７７を備えている。なお、これらのうち感光体位置モニター回路７４、可変水平同期信号生成部７５およびＬＵＴ７６については、図２に示すように、各トナー色ごとに設けられている。

固定水平同期信号生成部７３は予め設定されている周期ｔ１の水平同期信号ＨＲＥＱを生成し（図６）、ビデオデータ制御回路７１およびタイミング調整回路７７に出力する。なお、この周期ｔ１の値については、後述するように可変水平同期信号生成部７５から出力される水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期が可変であることに関連して次式を満足するように設定される必要がある。

水平同期信号ＨＲＥＱが入力されるビデオデータ制御回路７１は、水平同期信号ＨＲＥＱに基づき画像処理部６１からのビデオデータの受信やデータの並び替えなどのデータ処理を1ライン分のデータ単位で行うとともに、データ処理後のビデオデータ（図６中のデータＷＲ＿ＤＡＴＡ）を水平同期信号ＨＲＥＱに同期してタイミング調整回路７７に1ライン分のデータ単位で転送する。

本実施形態では４つの感光体ドラム２１が設けられており、基本的に同一周期で回転するが、感光体ドラム２１の周速変動を調べると、例えば図４（ａ）に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色の間で振幅および位相は互いに独立している。したがって、いわゆるタンデム構成の画像形成装置において、このような振幅および位相の各色間でのずれをそのまま放置しておくと、周期的な色ずれが発生してしまう。

そこで、本実施形態においても、特許文献１と同様に、水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期変動を補正すべく、各色ごとに感光体位置モニター回路７４、可変水平同期信号生成部７５およびＬＵＴ７６が設けられている。そして、次のようにして感光体ドラム２１の周速変動をキャンセルするように、水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期を変化させる。すなわち、ＬＵＴ７６では、感光体ドラム２１の周速変動をキャンセルするために必要となる水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期が感光体ドラム２１の回転位置と関連付けながら記憶されている。そして、感光体エンコーダー２１１から出力される起点位置信号が感光体位置モニター回路７４に入力され、感光体位置モニター回路７４は感光体ドラム２１の回転位置を検出し、その検出結果を水平同期信号生成部７５に入力する。この水平同期信号生成部７５はＬＵＴ７６から検出結果（感光体ドラム２１の回転位置）に対応する周期を読み出し、当該周期で水平同期信号ＨＳＹＮＣをタイミング調整回路７７に出力する。例えば図４（ａ）に示すように４色間で感光体ドラム２１の周速変動が生じている場合、同図（ｂ）に示すように水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期が変更される。なお、同図（ｂ）中の直線は固定水平同期信号生成部７３から出力される水平同期信号ＨＲＥＱの周期変化を示しており、曲線ＨＳＹＮＣ（Ｙ）、ＨＳＹＮＣ（Ｍ）、ＨＳＹＮＣ（Ｃ）、ＨＳＹＮＣ（Ｋ）はそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の水平同期信号の周期変化を示している。つまり、水平同期信号ＨＲＥＱの周期は固定値ｔ１であり、しかも最も変動の激しい水平同期信号ＨＳＹＮＣ（同図に示す実施形態ではイエローの水平同期信号ＨＳＹＮＣ（Ｙ））が取り得る最小周期ｔmin以下に設定されており、上記数１を満足している（条件１）。これは次の理由からである。

本実施形態では、図４（ｂ）に示すように水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期は平均値ｔ0を中心に変動し、その最大変化量は２Ｄとなる。つまり、水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期は最小値ｔmin（＝ｔ0−Ｄ）から最大値ｔmax（＝ｔ0＋Ｄ）の範囲で変化する。これに対し、水平同期信号ＨＲＥＱの周期ｔ１は固定である。ここで、タイミング調整回路７７の主目的は各露光ヘッド２３に対してビデオデータを１ライン１ライン途切れることなく転送することであるため、タイミング調整回路７７ではビデオデータを送信する側よりも早いタイミングで当該ビデオデータを受信しておく必要がある。そこで、水平同期信号ＨＲＥＱの周期ｔ１が水平同期信号ＨＳＹＮＣの最小周期ｔminよりも短くなるように設定している（条件１）。

また、水平同期信号ＨＲＥＱの周期ｔ１については、上記条件１を満足すれば十分というわけではなく、次式で示す条件２も満足させる必要がある。

というのも、１ライン分の発光素子２３１の数をＮ［ｄｏｔｓ］とし、各発光素子２３１を発光制御するために必要なデータ幅をＢ［ｂｉｔｓ］、制御ロジック部ＣＬ内でのデータ転送に要する最低データ転送速度をＴ［ｂｙｔｅ／ｓｅｃ］とすれば、１ライン分のビデオデータを転送するのに、データ転送時間（Ｎ×Ｂ×Ｔ）が必要だからである。つまり、水平同期信号ごとに１ラインの潜像を形成するためには、１ライン分のビデオデータを転送するのに要するデータ転送時間（Ｎ×Ｂ×Ｔ）よりも水平同期信号ＨＲＥＱの周期ｔ１を長く設定しない場合、データ転送を良好に行うことができないからである。

このような条件１および条件２を満足させながら５種類の水平同期信号、つまり信号ＨＲＥＱ、ＨＳＹＮＣ（Ｙ）、ＨＳＹＮＣ（Ｍ）、ＨＳＹＮＣ（Ｃ）、ＨＳＹＮＣ（Ｋ）がタイミング調整回路７７に入力される。また、このタイミング調整回路７７には、水平同期信号以外にエンジンコントローラーＥＣから垂直同期信号ＶＳＹＮＣが入力されるとともに、ビデオデータ制御回路７１からビデオデータ（図６中のデータＷＲ＿ＤＡＴＡ）が入力されており、所定のタイミングで露光ヘッド２３にビデオデータを与えるように構成されている。この実施形態では、４色の露光ヘッド２３に対して対応する色のビデオデータを送信するために、タイミング調整回路７７は各色ごとに、図５に示すように書込みカウンター７７１、読出しカウンター７７２、書込み許可信号生成部７７３、ラインバッファー７７４を備えており、固定周期の水平同期信号ＨＲＥＱに基づいて送られてくるビデオデータを各色独立の可変周期の水平同期信号ＨＳＹＮＣに同期させながら各露光ヘッド２３に1ライン分のビデオデータを送信し、発光させている。

図５はタイミング調整回路の構成を示すブロック図であり、図６はタイミング調整回路の動作を示すタイミングチャートである。ここでは、４色のうちの１色について構成および動作について説明するが、残りの色の構成および動作についても同様である。書込みカウンター７７１は後述するようにして１行分のビデオデータＷＲ＿ＤＡＴＡをラインバッファー７７４に書き込んだ回数、つまり書込回数ＷＲ＿ＣＮＴをカウントするカウンターであり、画像形成（印字）の開始を知らせる垂直同期信号ＶＳＹＮＣが書込みカウンター７７１に入力されると、書込みカウンター７７１は書込回数ＷＲ＿ＣＮＴをゼロにリセットする。また、書込みカウンター７７１には固定水平同期信号生成部７３から水平同期信号ＨＲＥＱが入力されるごとに、書込みカウンター７７１は書込回数ＷＲ＿ＣＮＴを「１」だけインクリメントする。ただし、ラインバッファー７７４に対して書込みを許可する書込許可信号ＷＲ＿ＦＬＡＧがローのときにはカウント値を保持している。

読出しカウンター７７２はラインバッファー７７４から１行分のビデオデータＲＤ＿ＤＡＴＡを読み出した回数、つまり読出回数ＲＤ＿ＣＮＴをカウントするカウンターであり、画像形成（印字）の開始を知らせる垂直同期信号ＶＳＹＮＣが読出しカウンター７７２に入力されると、読出しカウンター７７２は読出回数ＲＤ＿ＣＮＴをゼロにリセットする。また、読出回数ＲＤ＿ＣＮＴには可変水平同期信号生成部７５から水平同期信号ＨＳＹＮＣが入力されるたびに、読出しカウンター７７２は読出回数ＲＤ＿ＣＮＴを「１」だけインクリメントする。なお、本実施形態では、ラインバッファー７７４は３行分のバッファー領域を有しているため、垂直同期信号ＶＳＹＮＣが入力された後に２回分の水平同期信号ＨＳＹＮＣが入力されても読出回数ＲＤ＿ＣＮＴのカウントアップは行われないように構成されている。

これらの書込回数ＷＲ＿ＣＮＴおよび読出回数ＲＤ＿ＣＮＴは書込み許可信号生成部７７３に入力され、これらに基づき書込み許可信号生成部７７３はラインバッファー７７４に対して書込みを許可する書込許可信号ＷＲ＿ＦＬＡＧをＯＮ／ＯＦＦ制御する。具体的には、書込み許可信号生成部７７３は書込回数ＷＲ＿ＣＮＴおよび読出回数ＲＤ＿ＣＮＴを比較し、
（書込回数ＷＲ＿ＣＮＴ）＝（読出回数ＲＤ＿ＣＮＴ）＋３
の条件が満足されるときには、書込許可信号ＷＲ＿ＦＬＡＧをハイからローに切り替える。そして、ビデオデータをビデオデータ制御回路７１から受信する側では、書込許可信号ＷＲ＿ＦＬＡＧがローに切り替わっている間、上記したように固定水平同期信号生成部７３から水平同期信号ＨＲＥＱが入力されたとしても、ビデオデータＷＲ＿ＤＡＴＡのラインバッファー７７４への書込は行われず、また書込みカウンター７７１は書込回数ＷＲ＿ＣＮＴのインクリメントを行わず、書込回数ＷＲ＿ＣＮＴを保持する。一方、書込許可信号ＷＲ＿ＦＬＡＧがハイに切り替わっている間、固定水平同期信号生成部７３から水平同期信号ＨＲＥＱが入力されるたびにビデオデータＷＲ＿ＤＡＴＡのラインバッファー７７４への書込が行われるとともに書込回数ＷＲ＿ＣＮＴのインクリメントが書込みカウンター７７１により行われる。

また、ビデオデータを露光ヘッド２３に送信する側では、垂直同期信号ＶＳＹＮＣが入力された後に２回は除き、可変水平同期信号生成部７５から水平同期信号ＨＳＹＮＣが入力されるたびに、ラインバッファー７７４から１行分のビデオデータＲＤ＿ＤＡＴＡを読出して露光ヘッド２３に送信する。

以上のように、本実施形態によれば、固定周期の水平同期信号ＨＲＥＱに基づきデータ処理を行ってビデオデータを生成してビデオデータを送信する一方、露光ヘッド２３へのビデオデータの転送は可変周期の水平同期信号ＨＳＹＮＣを用いて行っている。このため、データ処理や送受信のタイミングにより複雑な不整合が発生するという従来技術の問題を発生させることなく、ＬＵＴ７６に記憶された情報に基づき露光ヘッド２３に配設された発光素子２３１の発光を制御することができる。つまり、ＬＵＴ７６に記憶された情報に基づき感光体ドラム２１の周速変動をキャンセルするように周期が変更された水平同期信号ＨＳＹＮＣが生成され、この水平同期信号ＨＳＹＮＣに同期してビデオデータが露光ヘッド２３に転送されるため、周期的な色ずれを確実に防止することができ、高品質な画像を形成することができる。

また、上記条件１を満足するように構成しているので、１ライン１ライン途切れることなく、ビデオデータを露光ヘッド２３に転送することができる。また、条件２を満足するように構成しているので、ビデオデータを確実に転送することができる。

また、この実施形態では、各ラインバッファー７７４は３ライン分のビデオデータを保持できる容量を有しているため、ビデオデータ制御回路７１からのデータ書込みと、露光ヘッド２３にビデオデータを送信するためのデータ読込みのシーケンスとが互いに重複するのを確実に防止することができる。したがって、ビデオデータが化けるなどの不都合を発生させることなく、優れた信頼性で画像形成を実行することができる。なお、本実施形態において、ラインバッファー７７４の容量を３ライン分に設定しているが、その理由は以下のとおりである。

本実施形態では、ビデオデータ制御回路７１から各露光ヘッド２３に直接ビデオデータを転送するのではなく、タイミング調整回路７７のラインバッファー７７４に一時的に記憶した後、１ラインずつ転送している。しかも、図５および図６に示すように、ラインバッファー７７４へのビデオデータの書き込みは水平同期信号ＨＲＥＱで制御する一方、ラインバッファー７７４からのビデオデータの読み出しは水平同期信号ＨＳＹＮＣで制御しているが、これらの水平同期信号ＨＲＥＱ、ＨＳＹＮＣは非同期である。したがって、ラインバッファー７７４中の同一バッファー領域に対する書き込みと読み出しのタイミングが重複するのを回避するためには、最低限２ライン分のバッファー領域を準備すれば足りる。

しかしながら、本実施形態では、感光体ドラム２１の周速変動による影響を抑制するために水平同期信号ＨＳＹＮＣを変更し、しかも水平同期信号ＨＳＹＮＣがいずれの値となったとしても常に条件１が満足されるように構成している。したがって、２ライン分のバッファー領域のみしか準備していない場合には、ラインバッファー７７４へのビデオデータの書き込みを良好に行うことができない場合が発生する。例えば上記実施形態にかかる画像形成装置の一例として、水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期を８４．６６６［μｓｅｃ］を中心として±１％の範囲で可変する場合には、可変水平同期信号生成部７５で発生する水平同期信号ＨＳＹＮＣの周期は８３．８２〜８５．５２［μｓｅｃ］の範囲で変更設定される。また、露光ヘッド２３に対してラインバッファー７７４から最大１８３．２５［Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ］のデータ転送レートでビデオデータを転送する必要がある場合に、ビデオデータ制御回路７１からラインバッファー７７４へのデータ転送レートが１８３．２５［Ｍｂｉｔ／ｓｅｃ］未満であると、データが途切れてしまう。そのため、固定水平同期信号生成部７３は８３．８２［μｓｅｃ］よりも短い固定周期で水平同期信号ＨＲＥＱを発生する必要がある（条件１）。したがって、図６のタイミングチャートに示すように、水平同期信号ＨＳＹＮＣに同期してビデオデータを１ラインずつ露光ヘッド２３に転送するのを優先させるために２ライン分のバッファー領域を確保しつつ残りの１ラインのバッファー領域に水平同期信号ＨＲＥＱに同期してビデオデータを書き込む必要がある。その結果、ラインバッファー７７４は３ライン分のバッファー領域（図５中の「Ｌｉｎｅｂｕｆｆ＃１，＃２，＃３」）が用意されている。

このように、本実施形態では、固定水平同期信号生成部７３が本発明の「第１の信号生成部」として機能し、本発明の「予め定められた周期の信号」に相当する水平同期信号ＨＲＥＱを生成して出力する。また、可変水平同期信号生成部７５が本発明の「第２の信号生成部」や「第３の信号生成部」として機能し、本発明の「発光素子の発光を制御する信号」に相当する水平同期信号ＨＳＹＮＣを生成して出力する。また、制御ロジック部ＣＬが本発明の「制御部」に相当する。

なお、本発明は上記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に対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、４つの露光ヘッド２３を有する露光装置および該露光装置を装備する画像形成装置１に対して本発明を適用しているが、本発明は２つ以上の露光ヘッドを有する装置全般に対して適用することができる。

１…画像形成装置、 ２１…感光体ドラム（潜像担持体）、 ２３…露光ヘッド、 ７１…ビデオデータ制御回路、 ７３…固定水平同期信号生成部（第１の信号生成部）、 ７５…可変水平同期信号生成部（第２の信号生成部、第３の信号生成部）、 ７７…タイミング調整回路（制御部）、 ２３１…発光素子、 ７７４…ラインバッファー、 ＣＬ…制御ロジック部（制御部）、 ＨＲＥＱ…水平同期信号（予め定められた周期の信号）、 ＨＳＹＮＣ…水平同期信号（発光素子の発光を制御する信号）、 ＬＧＤ…長手方向（第１の方向）

Claims (8)

1. 第１の方向に発光素子が配設された第１の露光ヘッドと、
   前記第１の露光ヘッドにより潜像が形成される第１の潜像担持体と、
   前記第１の方向に発光素子が配設された第２の露光ヘッドと、
   前記第２の露光ヘッドにより潜像が形成される第２の潜像担持体と、
   予め定められた周期の信号を発生させる第１の信号生成部、出力する時間間隔を異ならせて前記第１の露光ヘッドに配設された前記発光素子の発光を制御する信号を出力する第２の信号生成部、及び出力する時間間隔を異ならせて前記第２の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第３の信号生成部を有する制御部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、画像データを受信するデータ受信部を有し、
   前記データ受信部に受信された画像データを前記第１の信号生成部で発生される信号に基づいてデータ処理して前記第１の露光ヘッドおよび前記第２の露光ヘッドに出力する第１出力データ及び第２出力データを生成し、前記第２の信号生成部で発生される信号に基づき前記第１の露光ヘッドに前記第１出力データを出力するタイミングを調整し、前記第３の信号生成部で発生される信号に基づき前記第２の露光ヘッドに前記第２出力データを出力するタイミングを調整する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の信号生成部で発生される予め定められた信号を出力する時間間隔は、前記第２の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔よりも短く、かつ前記第３の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔よりも短い請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記第１の露光ヘッドに出力する前記第１出力データを記憶する３つ以上のバッファー領域を、前記バッファー領域への書き込みおよび読み出しを制御しながら前記第１の露光ヘッドに前記第１出力データを転送する請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記第２の露光ヘッドに出力する前記第２出力データを記憶する前記バッファー領域とは異なる３つ以上第２バッファー領域を有し、前記第２バッファー領域への書き込みおよび読み出しを制御しながら前記第２の露光ヘッドに前記第２出力データを転送する請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔は、前記第１の露光ヘッドに前記第１出力データを転送するのに要する時間より長く、前記第２の露光ヘッドに前記第２出力データを転送するのに要する時間よりも長い請求項２ないし５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 第１の信号生成部で発生する予め定められた周期の信号と、出力する時間間隔を異ならせて第２の信号生成部から出力される信号とに基づき第１の露光ヘッドで第１の方向に配設された発光素子の発光を制御し、
   前記第１の信号生成部で発生する予め定められた周期の信号と、出力する時間間隔を異ならせて第３の信号生成部から出力される信号とに基づき第２の露光ヘッドで第１の方向に配設された発光素子の発光を制御することを特徴とする画像形成方法。
8. 第１の方向に発光素子が配設された第１の露光ヘッドと、
   前記第１の方向に発光素子が配設された第２の露光ヘッドと、
   予め定められた周期の信号を発生させる第１の信号生成部、出力する時間間隔を異ならせて前記第１の露光ヘッドに配設された前記発光素子の発光を制御する信号を出力する第２の信号生成部、及び出力する時間間隔を異ならせて前記第２の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第３の信号生成部を有する制御部と、
   を備えることを特徴とする露光装置。

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