JP2017100440A - コントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子を駆動する駆動基板に対するコントローラの汎用性を向上させるための技術を提供する。
【解決手段】制御基板に実装されたコントローラの設定部３０４は、ＬＤを発光させるパターンを示すＰＷＭデータを画像データから生成してレーザ駆動基板へ送信する第１モード、またはＰＷＭデータの生成前の画像データをレーザ駆動基板へ送信する第２モードを設定する。データ変換部３０２は、第１モードが設定されている場合には、入力された画像データを、Ｎ個のＬＤにそれぞれ対応するＮ個のＰＷＭデータに変換して出力し、第２モードが設定されている場合には、入力された画像データを、走査ライン単位の画像データに変換して出力する。Ｐ／Ｓ変換部３０３は、データ変換部３０２から出力されるデータをパラレル形式からシリアル形式に変換し、制御データとしてレーザ駆動基板２１０へ送信する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置用のコントローラに関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、レーザ光源から出射された光ビーム（レーザ光）を回転多面鏡によって偏向し、偏向したレーザ光によって感光体を走査して感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、一般に、集積回路であるシステムコントローラが実装された制御基板で生成した画像データを、レーザ光源を駆動するレーザドライバが実装されたレーザ駆動基板に送信し、受信した画像データに基づいて、レーザドライバがレーザ光源を駆動する。

また、画像形成速度の高速化及び画像の高解像度化を実現するために、感光体上でそれぞれ異なるラインを並列に走査する複数の光ビームを出射する複数の発光素子を光源として備える、マルチビーム方式の画像形成装置が知られている。このようなマルチビーム方式の画像形成装置では、発光素子数の増加に伴って、システムコントローラとレーザドライバとの間の信号線数（プリント配線及びケーブルを含む。）が増加する問題がある。これに対して、特許文献１には、システムコントローラとレーザドライバとの間でデータのシリアル伝送を行う技術が示されており、シリアル伝送の使用により信号線数を低減できる。

特開２０１１−３１４５１号公報

画像形成装置には、製造コスト等に依存して、画像データをＰＷＭ信号へ変換する変換回路を備えるレーザ駆動基板あるいは変換回路を内蔵するレーザドライバが実装される場合と、そのような変換回路を備えていないレーザ駆動基板が実装される場合とがある。このため、システムコントローラ側でＰＷＭ信号を生成してレーザドライバへＰＷＭ信号をシリアル伝送するか否かに関して、画像形成装置に実装されるレーザ駆動基板あるいはレーザドライバの構成に合わせてシステムコントローラの設計を変更する必要がある。一方で、そのようなレーザ駆動基板あるいはレーザドライバの構成に依存しないシステムコントローラを実現することが望まれている。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、発光素子を駆動する駆動基板に対するコントローラの汎用性を向上させるための技術を提供することを目的とする。

本発明は、例えば、コントローラとして実現できる。本発明の一態様の係るコントローラは、光ビームを出射する発光素子を有するレーザ光源と、駆動データに基づいて前記レーザ光源を駆動するレーザドライバが実装された駆動基板を備える光走査装置と、ケーブルを介して前記駆動基板にデータを送信する制御基板と、を備える画像形成装置の前記制御基板に実装されるコントローラであって、画像データに基づいて発光素子を発光させるパターンを示す駆動データを生成して前記駆動基板へ送信する第１モード、または画像データを前記駆動データに変換することなく前記駆動基板へ送信する第２モードを動作モードとして設定する設定部であって、前記駆動データは、発光素子を点灯させるデータ及び発光素子を非点灯にさせるデータから構成される２値のデータであり、前記画像データは、濃度階調を表す多値のデータである、前記設定部と、前記第１モードが設定されている場合には、入力された画像データを前記レーザ光源が有する発光素子の数の駆動データに変換して前記駆動基板に出力し、前記第２モードが設定されている場合には、前記入力された画像データを、光ビームによる感光体の走査における走査ライン単位の画像データに変換して出力するデータ変換部と、前記データ変換部から出力されるデータを前記駆動基板へシリアル送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、発光素子を駆動する駆動基板に対するコントローラの汎用性を向上させることが可能になる。

画像形成装置のハードウェア構成例を示す断面図。 露光部のハードウェア構成例を示す図。 制御基板及びレーザ駆動基板の構成例を示す図。 制御基板及びレーザ駆動基板の構成例を示す図。 １画素の画像データ（濃度値）とＰＷＭデータとの関係の例を示す図。 図４に示すレーザ駆動基板の変形例を示す図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

＜画像形成装置の構成＞
図１は、一実施形態に係る画像形成装置１００のハードウェア構成例を示す断面図である。画像形成装置１００は、単色画像を形成する画像形成装置であってもよいが、ここでは、複数色のトナー（現像剤）を用いて多色画像を形成する画像形成装置を想定する。画像形成装置１００は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機（ＭＦＰ）、及びファクシミリ装置のいずれであってもよい。なお、参照符号の末尾のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ、対応する部材が対象とするトナーの色が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであることを示している。以下の説明では、色を区別する必要がない場合には、末尾のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省いた参照符号を使用する。

画像形成装置１００は、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色及びＫ色のトナーをそれぞれ用いて画像（トナー像）を形成する４つの画像形成部（画像形成ステーション）を備えている。各色に対応する画像形成部は、感光ドラム（感光体）１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋをそれぞれ備えている。感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋの周りには、帯電部１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋ、露光部（光走査装置）１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ、及び現像部１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋがそれぞれ配置されている。なお、感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋの周りには、更に、ドラムクリーニング部（図示せず）がそれぞれ配置されている。

感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋの下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト（中間転写体）１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と、従動ローラ１０９及び１１０とに掛け渡されている。画像形成中には、駆動ローラ１０８の回転に伴って、中間転写ベルト１０７の外周面は、図１に示す矢印の方向へ移動する。中間転写ベルト１０７を介して感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋに対向する位置には、一次転写バイアスブレード１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋが配置されている。画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上に形成されたトナー像をシート上に転写するための二次転写バイアスローラ１１２と、シート上に転写されたトナー像を当該シートに定着させるための定着部１１３とを更に備えている。なお、シートは、記録紙、記録材、記録媒体、用紙、転写材、転写紙等と称されてもよい。

次に、上述の構成を有する画像形成装置１００における、帯電プロセスから現像プロセスまでの画像形成プロセスについて説明する。なお、各色に対応する画像形成部のそれぞれで実行される画像形成プロセスは同様である。このため、以下では、Ｙ色に対応する画像形成部における画像形成プロセスを例にして説明し、Ｍ色、Ｃ色及びＫ色に対応する画像形成部における画像形成プロセスについては説明を省略する。

まず、Ｙ色に対応する画像形成部の帯電部１０３Ｙが、回転駆動される感光ドラム１０２Ｙの表面を帯電させる。露光部１０４Ｙは、複数のレーザ光（光ビーム）を出射して、帯電した感光ドラム１０２Ｙの表面を当該複数のレーザ光で走査することで、感光ドラム１０２Ｙの表面を露光する。これにより、回転する感光ドラム１０２Ｙ上に静電潜像が形成される。感光ドラム１０２Ｙ上に形成された静電潜像は、現像部１０５Ｙによって、Ｙ色のトナーで現像される。その結果、感光ドラム１０２Ｙ上にＹ色のトナー像が形成される。また、Ｍ色、Ｃ色及びＫ色に対応する画像形成部では、それぞれ、Ｙ色に対応する画像形成部と同様のプロセスで、感光ドラム１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ上にＭ色，Ｃ色，Ｋ色のトナー像がそれぞれ形成される。

以下、転写プロセス以降の画像形成プロセスについて説明する。転写プロセスでは、まず、一次転写バイアスブレード１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋが中間転写ベルト１０７に転写バイアスをそれぞれ印加する。これにより、感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ上に形成された４色（Ｙ色，Ｍ色，Ｃ色，Ｋ色）のトナー像が、それぞれ中間転写ベルト１０７に重ね合わせて転写される。

中間転写ベルト１０７上に重ね合わせて形成された、４色のトナーから成るトナー像は、中間転写ベルト１０７の外周面の移動に伴って、二次転写バイアスローラ１１２と中間転写ベルト１０７との間の二次転写ニップ部へ搬送される。中間転写ベルト１０７上に形成されたトナー像が二次転写ニップ部に搬送されるタイミングに合わせて、給紙カセット１１５からシートが二次転写ニップ部へ搬送される。二次転写ニップ部では、中間転写ベルト１０７上に形成されているトナー像が、二次転写バイアスローラ１１２によって印加される転写バイアスの作用によって、シート上に転写される（二次転写）。

その後、シート上に形成されたトナー像は、定着部１１３で加熱されることでシートに定着する。このようにして多色画像が形成されたシートは、排紙部１１６へ排紙される。

なお、中間転写ベルト１０７へのトナー像の転写が終了した後、感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋに残留するトナーが、上述のドラムクリーニング部（図示せず）によってそれぞれ除去される。このようにして一連の画像形成プロセスが終了すると、次のシートに対する画像形成プロセスが続けて開始される。

＜露光部の構成＞
図２は、本実施形態に係る露光部１０４の構成例を示す図である。露光部１０４（光走査装置）は、画像形成装置１００のシステムコントローラである制御基板２２０と接続されるレーザ駆動基板２１０、及び各種の光学部材２０２〜２０６（コリメータレンズ２０２、シリンドリカルレンズ２０３、ポリゴンミラー（回転多面鏡）２０４、及びｆθレンズ（走査レンズ）２０５，２０６）を備えている。レーザ駆動基板２１０は、レーザドライバ２００、レーザドライバ２００、レーザ光源２０１、及びビーム検出（ＢＤ）センサ２０７を備えている。

レーザドライバ２００は、レーザ光源２０１に供給する駆動電流によってレーザ光源２０１を駆動する。レーザ光源（以下、単に「光源」と称する。）２０１は、駆動電流に応じた光量のレーザ光（光ビーム）を発生させて出力（出射）する。レーザ光源２０１は、Ｎ個のレーザダイオード（ＬＤ）を発光素子として備えている。ここで、Ｎは２以上の整数である。即ち、画像形成装置１００は、複数のＬＤから出射される複数のレーザ光によって感光体１０２上を走査するマルチビーム方式を採用している。本実施形態では、図３及び図４に示すように、Ｎ＝４を想定する。

レーザドライバ２００は、レーザ光源２０１の各ＬＤに供給する駆動電流に対して画像データに基づくパルス幅変調（ＰＷＭ）を行うことで、各ＬＤを発光させる。本実施形態では、画像形成装置１００に実装されるレーザ駆動基板２１０の構成に依存して、制御基板２２０内の回路とレーザ駆動基板２１０内の回路とのいずれかによって画像データから生成されるＰＷＭ信号が、レーザドライバ２００に入力される。レーザドライバ２００は、入力されたＰＷＭ信号に従って、レーザ光源２０１の各ＬＤに駆動電流を供給する。

コリメータレンズ２０２は、光源２０１から出射されたレーザ光を、平行光に整形する。シリンドリカルレンズ２０３は、コリメータレンズ２０２を通過したレーザ光を、副走査方向（感光ドラム１０２の回転方向に対応する方向）へ集光する。シリンドリカルレンズ２０３を通過したレーザ光は、ポリゴンミラー２０４が備える複数の反射面のうちのいずれかの反射面に入射する。ポリゴンミラー２０４は、入射したレーザ光が連続的な角度で偏向されるように、図２に示す矢印の方向に回転しながら各反射面でレーザ光を反射させる。ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光は、ｆθレンズ２０５，２０６に順に入射する。ｆθレンズ２０５、２０６を通過することで、レーザ光は、感光ドラム１０２の表面を等速で走査する走査光となる。

露光部１０４は、ｆθレンズ２０５を通過したレーザ光の走査路における、当該レーザ光の走査開始側の位置に、反射ミラー（同期検知用ミラー）２０８を備える。反射ミラー２０８には、ｆθレンズの端部を通過したレーザ光が入射する。ＢＤセンサ２０７は、反射ミラー２０８からのレーザ光の反射方向に設けられ、レーザ光を検知するための光学センサとして用いられる。このように、ＢＤセンサ２０７は、ポリゴンミラー２０４によって偏向されたレーザ光の走査路上に配置されている。即ち、ＢＤセンサ２０７は、光源２０１から出射される複数のレーザ光が感光ドラム１０２の表面を走査する際の走査路上に設けられている。

＜コントロールユニットの動作モード＞
画像形成装置に実装されるレーザ駆動基板であって、図３及び図４にそれぞれ示す、構成が異なる２種類のレーザ駆動基板２１０は、画像形成装置及び光走査装置の仕様によって決定される。これら２種類のレーザ駆動基板２１０は、レーザ光による感光ドラム１０２の走査における走査ライン単位の画像データを、Ｎ個のＬＤにそれぞれ対応するＮ個のＰＷＭデータに変換する変換回路を備えているか否かの点で相違している。本実施形態の制御基板２２０は、これら２種類のレーザ駆動基板２１０のいずれに対しても汎用的に使用可能な構成を備えている。なお、図３及び図４では、光源２０１が４個のＬＤ（LD_A, LD_B, LD_C, LD_D）を備え、即ち、発光素子数Ｎ＝４である例を示している。

制御基板２２０は、画像形成装置１００に実装される。制御基板２２０に実装されたコントロールユニット３００は、制御基板２２０と接続されるレーザ駆動基板２１０の構成に整合した動作を行うための２つの動作モードを有し、設定されたいずれかの動作モードで動作する。第１モードは、画像データからＰＷＭデータを生成して、接続されたレーザ駆動基板へ送信する動作モードである。第２モードは、ＰＷＭデータの生成前の画像データを、接続されたレーザ駆動基板へ送信する動作モードである。ＰＷＭデータを生成するための変換回路を備えていないレーザ駆動基板が接続される場合には、コントロールユニット３００は第１モードに設定される。一方、ＰＷＭデータを生成するための変換回路を備えているレーザ駆動基板が接続される場合には、コントロールユニット３００は第２モードに設定される。なお、ＰＷＭデータは、ＬＤを発光させるパターンを示す駆動データに相当する。

コントロールユニット３００の動作モードの設定は、制御基板２２０及びレーザ駆動基板２１０が画像形成装置１００に組み込まれる際に、予め制御基板２２０に対して行われる。本実施形態では、第１モードまたは第２モードを示す設定値が予めメモリに格納され、メモリに格納されている設定値に従って動作モードが設定される例を示す。

＜第１モードの動作＞
図３は、本実施形態の画像形成装置１００のシステムコントローラである制御基板２２０と、制御基板２２０と接続される、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ対応するレーザ駆動基板２１０Ｙ，２１０Ｍ，２１０Ｃ，２１０Ｋの構成例を示す図である。レーザ駆動基板２１０Ｙ，２１０Ｍ，２１０Ｃ，２１０Ｋは、それぞれ異なる色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の画像形成のための複数の駆動基板に相当する。図３は、レーザ駆動基板２１０Ｙ，２１０Ｍ，２１０Ｃ，２１０Ｋの構成に合わせて、制御基板２２０が第１モードに設定されている場合の動作について示している。

制御基板２２０は、コントロールユニット３００（コントローラ）、シリアルパラレル（Ｓ／Ｐ）変換部３０７、及びＢＤ検知部３０８を備えている。また、コントロールユニット３００は、１つの集積回路（ＩＣ）で構成されており、画像処理部３０１、データ変換部３０２、パラレルシリアル（Ｐ／Ｓ）変換部３０３（送信部）、設定部３０４、ＲＯＭ３０５、及びＲＡＭ３０６を備えている。このように、少なくとも設定部３０４、データ変換部３０２、及びＰ／Ｓ変換部３０３は、１つのＩＣとして制御基板２２０に実装される。また、コントロールユニット３００は、Ｓ／Ｐ変換部３０７とＢＤ検知部３０８を内蔵していてもよい。

制御基板２２０において、画像処理部３０１とデータ変換部３０２とは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色に対応する４本のデータ送信線によって接続されている。また、データ変換部３０２とＰ／Ｓ変換部３０３とは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色ごとに、４個（Ｎ個）のＬＤに対応する４本（Ｎ本）のデータ送信線によって接続されており、４色で合計１６（＝４×Ｎ）本のデータ送信線によって接続されている。

制御基板２２０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色ごとに、４個（Ｎ個）のＬＤに対応する４本（Ｎ本）のケーブルによってレーザ駆動基板２１０と接続されている。制御基板２２０とレーザ駆動基板２１０Ｙとの関係を例にして具体的に説明すると、コントロールユニット３００は、制御基板２２０上に実装されたコネクタ３０９ａにプリント配線によって接続されている。コントロールユニット３００は、レーザ駆動基板２１０Ｙから出力されるＢＤ信号に関するデータを受け取る１つの端子と、レーザ駆動基板２１０Ｙに向けてデータを出力する複数の端子とを備える。本実施形態のコントロールユニット３００は、レーザ駆動基板２１０Ｙに向けてデータを出力する複数の端子として４つの端子（第１の端子、第２の端子、第３の端子、第４の端子）を備える。これら４つの端子は、制御基板２２０上に実装されたコネクタ３０９ａにプリント配線によって接続されている。コネクタ３０９ａは、レーザ駆動基板２１０ＹからＢＤ信号を受け取る１つの端子とレーザ駆動基板２１０Ｙに向けてデータを出力する４つの端子とを備える。コネクタ３０９ａは、上記のケーブルによって、レーザ駆動基板２１０Ｙに実装されたコネクタ３１０ａに接続されている。

レーザ駆動基板２１０は、レーザドライバ２００、光源２０１、及びＢＤセンサ２０７を備えている。なお、ＢＤセンサ２０７は、レーザ駆動基板２１０とは異なる基板に設けてもよいが、ＢＤセンサ２０７が生成するＢＤ信号あるいはＢＤ信号に関するデータはレーザ駆動基板２１０を介してコントールユニット３００に送信される。一方で、図３に示すレーザ駆動基板２１０は、レーザ光による感光ドラム１０２の走査における走査ライン単位の画像データを、Ｎ個のＬＤにそれぞれ対応するＮ個のＰＷＭデータに変換する変換回路（図４に示すデータ変換部３１２に相当。）を備えていない。

レーザ駆動基板２１０Ｙに実装されたコネクタ３１０ａは、ＢＤ信号を制御基板２２０に出力するための端子と、コントロールユニット３００から出力されたデータを受け取る４つの端子とを備える。ＢＤ信号を制御基板２２０に出力するための端子は、ＢＤセンサ２０７Ｙに接続されている。コントロールユニット３００から出力されたデータを受け取る４つの端子は、レーザドライバ２００Ｙの異なる４つの端子にプリント配線によってそれぞれ接続されている。なお、制御基板２２０上にはコネクタ３０９ａと同様のコネクタ３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄが実装されている。コネクタ３０９ｂは、コントロールユニット３００とレーザ駆動基板２１０Ｍとの間で信号の送受信をするために設けられている。コネクタ３０９ｃは、コントロールユニット３００とレーザ駆動基板２１０Ｃとの間で信号の送受信をするために設けられている。コネクタ３０９ｄは、コントロールユニット３００とレーザ駆動基板２１０Ｋとの間で信号の送受信をするために設けられている。図３では、コネクタ３０９ｂ，３０９ｃ，３０９ｄは、ＢＤ信号を受信する端子を備えることが図示されていないが、コネクタ３０９ａと同様に当該端子を備えている。

外部のＰＣ等から受信された画像データ、または画像形成装置１００が原稿読取部を備える場合に原稿読取部によって生成された画像データは、制御基板２２０内の画像処理部３０１に入力される。画像データは、例えばＰＤＬデータである。画像処理部３０１は、入力された画像データに対して所定の画像処理（色空間変換、ガンマ変換、ディザ処理等）を行い、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色ごとの画像データ（DATA_Y, DATA_M, DATA_C, DATA_K）を生成する。本実施形態では、色ごとに、１画素あたり５ビットで表現される濃度値が画像データとして生成されるものとする。画像処理部３０１は、生成した各色の画像データをデータ変換部３０２へ送信する。

データ変換部３０２は、設定部３０４から出力される設定データ（Setting Data）に従った動作モードで動作する。コントロールユニット３００の動作モードは、レーザ駆動基板２１０の構成に依存して予め決定され、第１モードまたは第２モードを示す設定値がＲＯＭ３０５に格納されている。設定部３０４は、ＲＯＭ３０５に格納されている設定値に従って動作モードを設定し、設定した動作モードを示す設定データをデータ変換部３０２へ出力する。図３では、第１モードを示す設定値がＲＯＭ３０５に格納されている。これにより、データ変換部３０２は、設定部３０４から出力される設定データに従って、第１モードの動作を実行する。なお、ＲＡＭ３０６は、設定部３０４によって一時的な記憶領域として使用される。

データ変換部３０２は、画像処理部３０１から受信したＹ色の画像データを、４個ＬＤにそれぞれ対応する４個のＰＷＭデータ（PWM DATA_YA, PWM DATA_YB, PWM DATA_YC, PWM DATA_YD）に変換して出力する。これら４個のＰＷＭデータは、４個ＬＤにそれぞれ対応する４個の出力ポート（YA1, YB1, YC1, YD1）からＰ／Ｓ変換部３０３の４個の入力ポート（YA2, YB2, YC2, YD2）へ送信される。

ここで、図５は、データ変換部３０２によって生成されるＰＷＭデータの一例を示している。図５における濃度値（濃度データ）は、濃度階調を示す多値のデータである。一方、ＰＷＭデータは、ＬＤを点灯させるデータ及び発光素子を非点灯にさせるデータから構成される２値のデータである。データ変換部３０２は、図５に示す変換パターンに従って、１画素当たり５ビットの画像データ（濃度値）を、１画素当たり４０ビットのパラレル形式のＰＷＭデータに変換する。更に、データ変換部３０２は、４０ビットのＰＷＭデータ（パラレルデータ）をパラレル伝送によりＰ／Ｓ変換部３０３へ送信する。

Ｐ／Ｓ変換部３０３は、データ変換部３０２から出力されるデータをパラレル形式からシリアル伝送用のシリアル形式へ変換し、変換後のデータを制御データとしてコネクタ３０９ａ及びケーブルを介してレーザ駆動基板２１０へ送信する。具体的には、Ｐ／Ｓ変換部３０３は、Ｙ色の４個のＰＷＭデータ（PWM DATA_YA, PWM DATA_YB, PWM DATA_YC, PWM DATA_YD）を、それぞれシリアル形式のＰＷＭ信号（PWM Signal_YA, PWM Signal_YB, PWM Signal_YC, PWM Signal_YD）に変換する。更に、Ｐ／Ｓ変換部３０３は、変換後のシリアルデータである４個のＰＷＭ信号を、４個の出力ポート（YA3, YB3, YC3, YD3）から、４本のケーブルを介して、レーザ駆動基板２１０Ｙへ送信する。

レーザ駆動基板２１０Ｙでは、４本のケーブルとコネクタ３１０ａを介してそれぞれ受信した４個のＰＷＭ信号に従って、レーザドライバ２００Ｙが、４個のＬＤ（LD_A, LD_B, LD_C, LD_D）を駆動する。これにより、感光ドラム１０２Ｙは、４個のＬＤから出射されるＮ本のレーザ光によって並列に走査され、感光ドラム１０２Ｙ上に静電潜像が形成される。なお、データ変換部３０２及びＰ／Ｓ変換部３０３は、Ｙ色以外のＭ色、Ｃ色及びＫ色についても、上述の動作と同様の動作を行う。また、レーザ駆動基板２１０Ｍ，２１０Ｃ，２１０Ｋも、レーザ駆動基板２１０Ｙと同様の動作を行う。

図３では、レーザ駆動基板２１０Ｙにのみ、ＢＤセンサ２０７Ｙが設けられているように図示しているが、実際には、各レーザ駆動基板あるいは各レーザ駆動基板とは異なる基板に色毎にＢＤセンサが設けられている。なお、露光部１０４の構成によっては、レーザ駆動基板２１０ＹにのみＢＤセンサ２０７Ｙが設けられてもよい。ＢＤセンサ２０７Ｙは、４個のＬＤのうちの１個のＬＤ（例えばLD_A）から出射されるレーザ光を検出するための信号を出力する。ＢＤセンサ２０７からの出力信号は、レーザ駆動基板２１０Ｙから制御基板２２０へシリアル伝送によって送信（シリアル送信）され、Ｓ／Ｐ変換部３０７へ入力される。Ｓ／Ｐ変換部３０７は、入力された信号をシリアル形式からパラレル形式へ変換してＢＤ検知部３０８へ出力する。ＢＤ検知部３０８は、入力された信号から、レーザ光の検出を示すビーム検出信号（ＢＤ信号）を抽出し、得られたＢＤ信号をデータ変換部３０２へ出力する。これにより、データ変換部３０２は、ＢＤ信号に同期して、４個のＰＷＭデータを生成する。

＜第２モードの動作＞
図４は、本実施形態の画像形成装置１００のシステムコントローラである制御基板２２０と、制御基板２２０と接続される、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ対応するレーザ駆動基板２１０Ｙ，２１０Ｍ，２１０Ｃ，２１０Ｋの構成例を示す図である。図４は、レーザ駆動基板２１０Ｙ，２１０Ｍ，２１０Ｃ，２１０Ｋの構成に合わせて、制御基板２２０が第２モードに設定されている場合の動作について示している。

制御基板２２０の構成は、第１モード及び第２モードのいずれについても同一である。図４では、第２モードで使用しないＳ／Ｐ変換部３０７及びＢＤ検知部３０８、並びに、データ変換部３０２とＰ／Ｓ変換部３０３との間のデータ送信線のうち第２モードで使用しないデータ送信線を表示していない。図４では、第２モードを示す設定値がＲＯＭ３０５に格納されている。設定部３０４は、ＲＯＭ３０５に格納されている設定値に従って、第２モードを動作モードとして設定し、設定した第２モードを示す設定データをデータ変換部３０２へ出力する。これにより、データ変換部３０２は、設定部３０４から出力される設定データに従って、第２モードの動作を実行する。

画像処理部３０１の動作は、図３を用いて説明した第１モードの動作と同様である。データ変換部３０２は、画像処理部３０１から受信したＹ色の画像データ（濃度データ）を、レーザ光による感光ドラム１０２の走査における走査ライン単位の画像データ（LINE DATA_Y）に変換して出力する。つまり、データ変換部３０２は、Ｙ色の画像データをＰＷＭデータに変換することなく、Ｐ／Ｓ変換部に出力する。その際、データ変換部３０２は、走査ライン単位の画像データを、第１モードと異なり、データ変換部３０２とＰ／Ｓ変換部３０３との間のＹ色用の４本のデータ送信線のうちの１本のデータ送信線を用いてＰ／Ｓ変換部３０３へ出力する。図４では、データ変換部３０２の特定の１個の出力ポート（YA1）と、Ｐ／Ｓ変換部３０３の対応する１個の入力ポート（YA2）との間の送信線が使用される例を示している。

Ｐ／Ｓ変換部３０３の動作は、図３を用いて説明した第１モードの動作と基本的に同様である。ただし、使用されている入出力ポートに対応する動作のみを行う。具体的には、Ｐ／Ｓ変換部３０３は、Ｙ色の走査ライン単位の画像データ（LINE DATA_Y）を、シリアル形式のデータに変換する。更に、Ｐ／Ｓ変換部３０３は、変換後のシリアルデータを、１個の出力ポート（YA3）から、当該出力ポートに接続された端子と１本のケーブルとを介して、レーザ駆動基板２１０Ｙへ送信する。つまり、コントロールユニット３００は、いずれの発光素子に対する画像データであるかに拘わらず、共通の端子（同一の出力端子）からレーザ駆動基板２１０Ｙに画像データを送信する。

レーザ駆動基板２１０Ｙでは、１本のケーブルを介して受信した走査ライン単位の画像データに基づいて、４個のＬＤ（LD_A, LD_B, LD_C, LD_D）が駆動される。図４のレーザ駆動基板２１０Ｙは、図３の構成と異なり、Ｓ／Ｐ変換部３１１Ｙ、データ変換部３１２Ｙ、Ｐ／Ｓ変換部３１３Ｙ、Ｓ／Ｐ変換部３１７Ｙ、ＢＤ検知部３１８Ｙを備えている。これらの回路（デバイス）は、図３では制御基板２２０側が有していた機能を、レーザ駆動基板２１０Ｙ側で実現するためのものである。なお、図４では、図面のスペースの関係上、レーザ駆動基板２１０上のコネクタを省略している。

Ｓ／Ｐ変換部３１１Ｙは、制御基板２２０から１本のケーブルを介して受信した走査ライン単位の画像データを、シリアル形式からパラレル形式に変換してデータ変換部３１２へ出力する。データ変換部３１２は、第１モードにおけるデータ変換部３０２と同様の動作により、Ｙ色の走査ライン単位の画像データを、４個のＬＤにそれぞれ対応する４個のＰＷＭデータ（PWM DATA_YA, PWM DATA_YB, PWM DATA_YC, PWM DATA_YD）に変換して出力する。

Ｐ／Ｓ変換部３１３Ｙは、第１モードにおけるＰ／Ｓ変換部３０３と同様の動作により、Ｙ色の４個のＰＷＭデータ（PWM DATA_YA, PWM DATA_YB, PWM DATA_YC, PWM DATA_YD）を、それぞれシリアル形式のＰＷＭ信号（PWM Signal_YA, PWM Signal_YB, PWM Signal_YC, PWM Signal_YD）に変換する。更に、Ｐ／Ｓ変換部３１３Ｙは、変換後のシリアルデータである４個のＰＷＭ信号を、レーザドライバ２００Ｙへ出力する。

レーザドライバ２００Ｙは、Ｐ／Ｓ変換部３１３Ｙから出力された４個のＰＷＭ信号に従って、４個のＬＤ（LD_A, LD_B, LD_C, LD_D）を駆動する。これにより、感光ドラム１０２Ｙは、４個のＬＤから出射されるＮ本のレーザ光によって並列に走査され、感光ドラム１０２Ｙ上に静電潜像が形成される。なお、データ変換部３０２及びＰ／Ｓ変換部３０３は、Ｙ色以外のＭ色、Ｃ色及びＫ色についても、上述の動作と同様の動作を行う。また、レーザ駆動基板２１０Ｍ，２１０Ｃ，２１０Ｋも、レーザ駆動基板２１０Ｙと同様の動作を行う。

図３の構成と同様、図４のレーザ駆動基板２１０Ｙは、ＢＤセンサ２０７Ｙを備えている。ＢＤセンサ２０７Ｙは、４個のＬＤのうちの１個のＬＤ（例えばLD_A）から出射されるレーザ光を検出するための信号を出力する。Ｓ／Ｐ変換部３１７は、ＢＤセンサ２０７Ｙからの出力信号を、シリアル形式からパラレル形式へ変換してＢＤ検知部３１８Ｙへ出力する。ＢＤ検知部３１８Ｙは、入力された信号からＢＤ信号を抽出し、得られたＢＤ信号をデータ変換部３１２Ｙへ出力するとともに、制御基板２２０へ送信する。

これにより、制御基板２２０のデータ変換部３０２は、レーザ駆動基板２１０Ｙから送信されるＢＤ信号に同期して、走査ライン単位の画像データの生成を行う。また、レーザ駆動基板２１０Ｙのデータ変換部３１２Ｙは、ＢＤ検知部３１８Ｙから出力されるＢＤ信号に同期して、４個のＰＷＭデータの生成を行う。

以上説明したように、本実施形態のコントロールユニット３００は、コントロールユニット３００の動作モードを設定する設定部３０４と、設定部によって設定される動作モードに従って動作するデータ変換部３０２と、シリアル伝送用のＰ／Ｓ変換部３０３とを備えている。設定部３０４は、ＬＤを発光させるパターンを示すＰＷＭデータを画像データから生成してレーザ駆動基板へ送信する第１モード、またはＰＷＭデータの生成前の画像データをレーザ駆動基板へ送信する第２モードを設定する。データ変換部３０２は、第１モードが設定されている場合には、入力された画像データを、Ｎ個のＬＤにそれぞれ対応するＮ個のＰＷＭデータに変換して出力する。一方、データ変換部３０２は、第２モードが設定されている場合には、入力された画像データを、走査ライン単位の画像データに変換して出力する。Ｐ／Ｓ変換部３０３は、データ変換部３０２から出力されるデータをパラレル形式からシリアル伝送用のシリアル形式へ変換し、変換後のデータを制御データとしてレーザ駆動基板２１０へ送信する。

コントロールユニット３００の動作モードは、制御基板２２０と接続されるレーザ駆動基板２１０の構成に合わせて設定可能である。このように、本実施形態によれば、画像形成装置１００に対して実装される、異なる構成を有するレーザ駆動基板に対して、共通の制御基板２２０を使用することが可能となる。したがって、レーザ駆動基板に対する制御基板２２０の汎用性を向上させることが可能である。

＜変形例＞
図６は、図４に示すレーザ駆動基板２１０の変形例である。図４では、レーザ駆動基板２１０Ｙに、レーザドライバ２００Ｙとは異なるユニットとしてＳ／Ｐ変換回路３１１Ｙ、データ変換部３１２Ｙ、Ｐ／Ｓ変換回路３１３Ｙが実装されていることを示している。しかし、図６に示すように、レーザ駆動基板２２０Ｙに実装されたレーザドライバ６００が、図４に示すＳ／Ｐ変換回路３１１Ｙ、データ変換部３１２Ｙ、Ｐ／Ｓ変換回路３１３Ｙをモジュールとして内蔵していてもよい。

また、図４及び図６において、レーザ駆動基板２１０が複数のＬＤを駆動することを示したが、図４及び図６のレーザ駆動基板２１０が駆動するＬＤの数は１つでもよい。

１００：画像形成装置、２１０：レーザ駆動基板、２２０：制御基板（システムコントローラ）、２００：レーザドライバ、３００：コントロールユニット、３０１：画像処理部、３０２：データ変換部、３０３：パラレルシリアル（Ｐ／Ｓ）変換部

Claims (11)

1. 光ビームを出射する発光素子を有するレーザ光源と、駆動データに基づいて前記レーザ光源を駆動するレーザドライバが実装された駆動基板を備える光走査装置と、ケーブルを介して前記駆動基板にデータを送信する制御基板と、を備える画像形成装置の前記制御基板に実装されるコントローラであって、
   画像データに基づいて発光素子を発光させるパターンを示す駆動データを生成して前記駆動基板へ送信する第１モード、または画像データを前記駆動データに変換することなく前記駆動基板へ送信する第２モードを動作モードとして設定する設定部であって、前記駆動データは、発光素子を点灯させるデータ及び発光素子を非点灯にさせるデータから構成される２値のデータであり、前記画像データは、濃度階調を表す多値のデータである、前記設定部と、
   前記第１モードが設定されている場合には、入力された画像データを前記レーザ光源が有する発光素子の数の駆動データに変換して前記駆動基板に出力し、前記第２モードが設定されている場合には、前記入力された画像データを、光ビームによる感光体の走査における走査ライン単位の画像データに変換して出力するデータ変換部と、
   前記データ変換部から出力されるデータを前記駆動基板へシリアル送信する送信部と、
   を備えることを特徴とするコントローラ。
2. 前記第１モードまたは前記第２モードを示す設定値が格納されたメモリを更に備え、
   前記設定部は、前記メモリに格納されている設定値に従って前記動作モードを設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
3. 前記走査ライン単位の画像データをＮ個の駆動データ（Ｎは２以上の整数）に変換する変換回路を備えていない駆動基板が前記制御基板に接続される場合には、前記第１モードを示す設定値が前記メモリに格納され、前記変換回路を備えている駆動基板が前記制御基板に接続される場合には、前記第２モードを示す設定値が前記メモリに格納される
   ことを特徴とする請求項２に記載のコントローラ。
4. 前記コントローラは前記感光体を走査する光ビームをそれぞれ出射するＮ個の発光素子を駆動する駆動基板と接続され、
   前記送信部は、
   前記第１モードが設定されている場合には、Ｎ個の駆動データを、対応するＮ本のケーブルを介して前記駆動基板へ送信し、
   前記第２モードが設定されている場合には、前記走査ライン単位の画像データを、１本のケーブルを介して前記駆動基板へ送信する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のコントローラ。
5. 前記データ変換部と前記送信部とは、Ｎ個の発光素子に対応するＮ本のデータ送信線によって接続されており、
   前記データ変換部は、
   前記第１モードが設定されている場合には、前記Ｎ個の駆動データを、対応するＮ本のデータ送信線を用いて前記送信部へ出力し、
   前記第２モードが設定されている場合には、前記走査ライン単位の画像データを、前記Ｎ本のデータ送信線のうちの１本のデータ送信線を用いて前記送信部へ出力する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のコントローラ。
6. 前記駆動基板は、Ｎ個の発光素子のうちの１つから出射される光ビームを検出するための信号を出力する光学センサを備え、
   前記第１モードが設定されている場合には、
   前記データ変換部は、前記光学センサから出力されて前記駆動基板から送信される信号に含まれる、光ビームの検出を示す検出信号に同期して、前記Ｎ個の駆動データを生成し、
   前記第２モードが設定されている場合には、
   前記データ変換部は、前記駆動基板から送信される前記検出信号に同期して、前記走査ライン単位の画像データを生成し、
   前記検出信号は、前記光学センサから出力される信号に基づいて前記駆動基板において生成されて前記制御基板へ送信され、前記走査ライン単位の画像データは、前記駆動基板の変換回路によって、前記検出信号に同期して前記Ｎ個の駆動データに変換される
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のコントローラ。
7. 前記コントローラは、前記設定部、前記データ変換部、及び前記送信部を含む、１つの集積回路である
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のコントローラ。
8. 前記制御基板は、それぞれ異なる色の画像形成のための複数の駆動基板と接続され、
   前記データ変換部は、前記第１モードが設定されている場合には、入力された色ごとの画像データを、前記複数の駆動基板のそれぞれに対応するＮ個の駆動データに変換して出力し、前記第２モードが設定されている場合には、前記入力された色ごとの画像データを、前記複数の駆動基板のそれぞれに対応する走査ライン単位の画像データに変換して出力し、
   前記送信部は、前記データ変換部から出力される、前記複数の駆動基板のそれぞれに対応するデータをパラレル形式からシリアル形式へ変換し、変換後のデータを対応する駆動基板へ送信する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のコントローラ。
9. 光ビームを出射する発光素子を有するレーザ光源と、前記レーザ光源を駆動するレーザドライバが実装された駆動基板を備える光走査装置と、ケーブルを介して前記駆動基板にデータを送信する制御基板と、を備える画像形成装置の前記制御基板に実装されるコントローラであって、
   前記駆動基板に対して駆動データを出力する第１モード、または前記駆動基板に対して濃度データを出力する第２モードを設定する設定部であって、前記駆動データは、発光素子を点灯させるデータ及び発光素子を非点灯にさせるデータから構成される２値のデータであり、前記濃度データは、濃度階調を表す多値のデータである、前記設定部と、
   前記第１モードにおいて、入力された画像データを前記駆動データに変換し、前記第２モードにおいて、入力された画像データを前記駆動基板に実装されたレーザ光源が有する複数の発光素子それぞれに対する前記濃度データに変換するデータ変換部と、
   前記第１モードにおいて前記駆動基板に前記データ変換部が変換した前記駆動データを送信し、前記第２モードにおいて前記データ変換部が変換した前記複数の発光素子それぞれに対する前記濃度データを同一の出力端子から前記駆動基板に送信する送信部と、
   を備えることを特徴とするコントローラ。
10. 前記コントローラは、前記設定部、前記データ変換部、及び前記送信部を含む、１つの集積回路である
    ことを特徴とする請求項９に記載のコントローラ。
11. 前記第１モードまたは前記第２モードを示す設定値が格納されたメモリを更に備え、
    前記設定部は、前記メモリに格納されている設定値に従って前記第１モードまたは第２モードを設定する
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載のコントローラ。

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