JP2018114693A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像信号と基準信号を共通の信号線で制御部から対応する光走査装置へ送信する。【解決手段】画像形成装置１０は、複数の感光体７０８と、複数の光走査装置７０７と、制御部２０と、を備え、複数の光走査装置のそれぞれは、光源１００と、回転多面鏡１０２と、光源を駆動する光源駆動部１１と、回転多面鏡の回転を制御する回転制御部１４と、光ビームを受光して同期信号３３を出力する光検出器１０６と、を備え、制御部は、複数の光走査装置のそれぞれの回転制御部へ入力される基準信号３４を生成する基準信号生成部２３と、複数の光走査装置のそれぞれの光源駆動部へ入力される画像信号を生成する画像信号生成部２２と、を備え、回転制御部は、同期信号の位相が基準信号の位相と一致するように回転多面鏡の回転を制御し、複数の光走査装置のそれぞれは、対応する基準信号と対応する画像信号を送信するための共通の信号線５１で制御部に接続されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の回転多面鏡を有する画像形成装置に関する。

複数の回転多面鏡を使ってカラー画像を形成する複写機の色ずれを補正するためには、各色の画像を重ね合わせる時に、各色の画像を形成する画像形成部間の距離に応じて各色の光ビームの出射タイミングを調整する必要がある。出射タイミングを調整するためには、副走査方向における画像の書き出しタイミングだけではなく、各色の回転多面鏡の回転位相を制御する必要がある。そのため、基準信号生成部が回転多面鏡の回転基準となる基準信号を各色の回転制御部へ入力し、入力された基準信号に基づいて回転多面鏡の回転が制御される（特許文献１）。

特開平９−２３３２８１号公報

しかしながら、基準信号生成部により生成された基準信号を回転制御部へ入力するための追加の端子またはコネクタおよび信号線が必要になるという問題がある。

そこで、本発明は、画像信号と基準信号を共通の信号線で制御部から対応する光走査装置へ送信する画像形成装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の一実施例による記録媒体にカラー画像を形成する画像形成装置は、
複数の感光体と、
複数の光走査装置と、
制御部と、
を備え、
前記複数の光走査装置のそれぞれは、
光源と、
前記光源から出射された光ビームが前記複数の感光体のうちの対応する感光体の表面上を走査するように前記光ビームを偏向する回転多面鏡と、
前記光源を駆動する光源駆動部と、
前記回転多面鏡の回転を制御する回転制御部と、
前記回転多面鏡により偏向された前記光ビームを受光して同期信号を出力する光検出器と、
を備え、
前記制御部は、
前記複数の光走査装置のそれぞれの前記回転制御部へ入力する基準信号を生成する基準信号生成部と、
前記複数の光走査装置のそれぞれの前記光源駆動部へ入力する画像信号を生成する画像信号生成部と、
を備え、
前記回転制御部は、前記同期信号の位相が前記基準信号の位相と一致するように前記回転多面鏡の回転を制御し、
前記複数の光走査装置のそれぞれは、対応する基準信号と対応する画像信号を送信するための共通の信号線で前記制御部に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、画像信号と基準信号を共通の信号線で制御部から対応する光走査装置へ送信することができる。

画像形成装置の断面図。 本実施例の光走査装置の説明図。 本実施例のＬＳＵ制御部および画像制御部のブロック図。 ＡＰＣシーケンスを示すタイミング図。 信号分離部のブロック図。 比較例の光走査装置の説明図。 比較例のＬＳＵ制御部および画像制御部のブロック図。 回転多面鏡の停止状態から画像形成可能状態までの回転制御を示す流れ図。 マゼンタの光走査装置におけるＡＰＣシーケンスを示すタイミング図。 コントローラにより実行される色ずれ補正制御を示す流れ図。 色ずれ測定パターンを示す図。 中間転写ベルト上に重ね合わされる画像を示す図。 マゼンタの画像形成部の基準ＢＤ信号の位相制御を示すタイミング図。 基準ＢＤ信号とＢＤ信号を示すタイミング図。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。

（画像形成装置）
図１は、画像形成装置１０の断面図である。画像形成装置１０は、複数色のトナー（現像剤）を用いて記録媒体（以下、用紙という）にカラー画像を形成する電子写真方式のデジタルカラープリンタである。画像形成装置１０は、原稿の画像を読み取る画像読取ユニット７００と、用紙に画像を形成する画像形成ユニット７０１とを有する。

（（画像形成ユニット））
画像形成装置１０の画像形成ユニット７０１は、４つの画像形成部７０（７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋ）を有する。画像形成部７０Ｙは、イエロートナーを用いてイエロー画像を形成する。画像形成部７０Ｍは、マゼンタトナーを用いてマゼンタ画像を形成する。画像形成部７０Ｃは、シアントナーを用いてシアン画像を形成する。画像形成部７０Ｋは、ブラックトナーを用いてブラック画像を形成する。参照符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを示す。以下の説明において、特に必要でない場合、参照符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略することがある。４つの画像形成部７０は、トナーの色を除いて同一の構造を有する。

画像形成部７０は、感光体としての感光ドラム（像担持体）７０８を有する。感光ドラム７０８は、画像形成時に図１の矢印Ｒ１で示す方向に回転軸７を中心に回転する。感光ドラム７０８の周りには、帯電器７０９、光走査装置７０７、現像器７１０、一次転写装置７１２よびドラムクリーニング装置（不図示）が配置されている。感光ドラム７０８の下方には、中間転写体としての無端ベルト（以下、中間転写ベルトという）７１１が配置されている。中間転写ベルト７１１は、駆動ローラ７１３、テンションローラ７１５および二次転写対向ローラ７１４に張架されている。中間転写ベルト７１１は、画像形成時に図１の矢印Ｒ２で示す方向に回転する。中間転写ベルト７１１の水平部の上面には、感光ドラム７０８Ｙ、感光ドラム７０８Ｍ、感光ドラム７０８Ｃおよび感光ドラム７０８Ｋが中間転写ベルト７１１の回転方向Ｒ２に沿って順次配置されている。一次転写装置７１２は、中間転写ベルト７１１を介して感光ドラム７０８に対向して配置されている。二次転写ローラ７１６は、中間転写ベルト７１１を介して二次転写対向ローラ７１４に対向して配置されている。

画像形成部７０の下流で中間転写ベルト７１１の近傍には、中間転写ベルト７１１上に形成された色ずれ測定パターンを検出する光学センサとしてのパターン検出器７２６が設けられている。画像形成部７０の上流で中間転写ベルト７１１の近傍には、二次転写後に中間転写ベルト７１１上に残ったトナーを除去するベルトクリーニング装置７１７が設けられている。

画像形成装置１０の下部には、用紙Ｓを収容する給送カセット７１８が配置されている。用紙Ｓは、ピックアップローラ７１９により給送カセット７１８から給送される。ピックアップローラ７１９により給送された用紙は、搬送手段としての給送ローラ７２２ａと分離手段としてのリタードローラ７２２ｂからなる分離ローラ対７２２により最上位用紙が分離される。分離ローラ対７２２により給送された用紙は、複数の搬送ローラ対７２１，７２０により、回転が停止しているレジストレーションローラ対７２３へ搬送される。レジストレーションローラ対７２３へ搬送された用紙の先端は、レジストレーションローラ対７２３のニップに突き当たる。レジストレーションローラ対７２３のニップに突き当たった用紙がループに形成されると、用紙の搬送は、一旦停止される。ループの形成により、用紙の斜行は、補正される。レジストレーションローラ対７２３の回転が開始されると、用紙は、二次転写ローラ７１６へ搬送される。定着装置７２４は、用紙の搬送方向において二次転写ローラ７１６の下流に配置されている。画像が形成された用紙が積載される排出トレイ７２５は、用紙の搬送方向において定着装置７２４の下流に配置されている。

（（画像読取ユニット））
画像読取ユニット７００は、原稿台ガラス７０２、照明装置７０３、反射鏡７０４ａ、７０４ｂ、７０４ｃ、結像レンズ７０５および複数の受光部からなるイメージセンサ７０６（ＣＣＤなど）を有する。照明装置７０３は、原稿台ガラス７０２の上に載置された原稿を照明する。原稿により反射された光は、反射鏡７０４ａ、７０４ｂ、７０４ｃにより反射されて結像レンズ７０５へ導かれる。結像レンズ７０５は、反射光をイメージセンサ７０６に結像させる。イメージセンサ７０６は、光電変換素子である。イメージセンサ７０６は、原稿の画像情報を含む反射光を電気信号としての画像データ３０へ変換する。イメージセンサ７０６から出力される画像データ３０は、画像形成ユニット７０１に設けられたコントローラ（制御部）２０へ入力される。コントローラ２０は、画像データ３０に基づいてそれぞれの色のビデオ信号（以下、画像信号という）３１（３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ）を生成する。画像信号３１は、光走査装置７０７へ入力される。

（画像形成プロセス）
画像形成装置１０の画像形成プロセスを説明する。感光ドラム７０８Ｙ、７０８Ｍ、７０８Ｃ、７０８Ｋは、それぞれの回転軸７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを中心に矢印Ｒ１で示す方向に回転する。イエローの画像形成部７０Ｙにおいて、帯電器７０９Ｙは、感光ドラム７０８Ｙの表面を均一に帯電する。光走査装置７０７Ｙは、イエロー成分の画像信号３１Ｙに従って変調されたレーザ光（以下、光ビームという）を出射し、均一に帯電された感光ドラム７０８Ｙの表面上に静電潜像を形成する。現像器７１０Ｙは、イエロートナーにより静電潜像を現像してイエロートナー像にする。つぎに、マゼンタの画像形成部７０Ｍにおいて、帯電器７０９Ｍは、感光ドラム７０８Ｍの表面を均一に帯電する。マゼンタの光走査装置７０７Ｍは、イエローの光走査装置７０７Ｙによる副走査方向の静電潜像の書き込み開始タイミングから第一の所定時間経過後に、マゼンタ成分の画像信号３１Ｍに従って変調された光ビームの出射を開始する。光走査装置７０７Ｍは、均一に帯電された感光ドラム７０８Ｍの表面上に光ビームを主走査方向に走査して静電潜像を形成する。現像器７１０Ｍは、マゼンタトナーにより静電潜像を現像してマゼンタトナー像にする。

つぎに、シアンの画像形成部７０Ｃにおいて、帯電器７０９Ｃは、感光ドラム７０８Ｍの表面を均一に帯電する。シアンの光走査装置７０７Ｃは、マゼンタの光走査装置７０７Ｍによる副走査方向の静電潜像の書き込み開始タイミングから第二の所定時間経過後に、シアン成分の画像信号３１Ｃに従って変調された光ビームの出射を開始する。光走査装置７０７Ｃは、均一に帯電された感光ドラム７０８Ｃの表面上に光ビームを主走査方向に走査して静電潜像を形成する。現像器７１０Ｃは、シアントナーにより静電潜像を現像してシアントナー像にする。つぎに、ブラックの画像形成部７０Ｋにおいて、帯電器７０９Ｋは、感光ドラム７０８Ｋの表面を均一に帯電する。ブラックの光走査装置７０７Ｋは、シアンの光走査装置７０７Ｃによる副走査方向の静電潜像の書き込み開始タイミングから第三の所定時間経過後に、ブラック成分の画像信号３１Ｋに従って変調された光ビームの出射を開始する。光走査装置７０７Ｋは、均一に帯電された感光ドラム７０８Ｋの表面上に光ビームを主走査方向に走査して静電潜像を形成する。現像器７１０Ｋは、ブラックトナーにより静電潜像を現像してブラックトナー像にする。なお、本実施例において、第一の所定時間、第二の所定時間および第三の所定時間は、同じであるが、画像形成装置１０の構造や条件に従って異なる時間に設定されることもできる。

中間転写ベルト７１１は、矢印Ｒ２で示す方向に回転する。感光ドラム７０８Ｙ上のイエロートナー像は、感光ドラム７０８Ｙと一次転写装置７１２Ｙとの間の一次転写部で中間転写ベルト７１１上に転写される。つぎに、感光ドラム７０８Ｍ上のマゼンタトナー像は、感光ドラム７０８Ｍと一次転写装置７１２Ｍとの間の一次転写部で中間転写ベルト７１１上のイエロートナー像の上に重ねて転写される。つぎに、感光ドラム７０８Ｃ上のシアントナー像は、感光ドラム７０８Ｃと一次転写装置７１２Ｃとの間の一次転写部で中間転写ベルト７１１上のマゼンタトナー像の上に重ねて転写される。最後に、感光ドラム７０８Ｋのブラックトナー像は、感光ドラム７０８Ｋと一次転写装置７１２Ｋとの間の一次転写部で中間転写ベルト７１１上のシアントナー像の上に重ねて転写される。このようにして、中間転写ベルト７１１上にイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの四色のトナー像が順次に重ね合わせて転写される。

給送カセット７１８から給送された用紙は、レジストレーションローラ対７２３で待機する。レジストレーションローラ対７２３は、中間転写ベルト７１１上のトナー像と用紙の位置が合うようにタイミングを合わせて回転を開始する。用紙は、レジストレーションローラ対７２３によって二次転写ローラ７１６と二次転写対向ローラ７１４との間の二次転写部へ搬送される。中間転写ベルト７１１上の四色のトナー像は、二次転写ローラ７１６により一括して用紙上へ転写される。トナー像が転写された用紙は、画像定着手段としての定着装置７２４へ搬送される。定着装置７２４は、用紙を加熱および加圧してトナー像を用紙に定着させ、用紙上にフルカラーの画像を形成する。画像が形成された用紙は、排出トレイ７２５上へ排出される。

（光走査装置）
次に、光ビーム出射装置としての光走査装置７０７を説明する。図２は、本実施例の光走査装置７０７の説明図である。図２（ａ）は、光走査装置７０７の内部に配置された構成要素を模式的に示す平面図である。図２（ｂ）は、４つの光走査装置７０７Ｙ、７０７Ｍ、７０７Ｃ、７０７Ｋとコントローラ２０との電気的接続を示す図である。４つの光走査装置７０７Ｙ、７０７Ｍ、７０７Ｃ、７０７Ｋは、同じ構造を有する。光走査装置７０７は、半導体レーザチップ（以下、光源という）１００、コリメータレンズ１０１、回転多面鏡１０２、回転多面鏡１０２を回転させるモータ１０３、ｆθレンズ１０４および反射鏡１０５を備える。光走査装置７０７は、また、光検出器（Beam detector、以下、ＢＤという）１０６、受光部としてのフォトダイオード（以下、ＰＤという）１０７、光源１００を駆動する光源駆動部１１およびモータ１０３を駆動するモータ駆動部１２を備える。光走査装置７０７は、さらに、光源駆動部１１およびモータ駆動部１２を制御する光走査装置制御部（以下、ＬＳＵ制御部という）１３を備える。光源駆動部１１およびＬＳＵ制御部１３は、集積回路（ＩＣ）からなる。

光源１００は、両端面に形成された半透鏡から二方向にそれぞれ光ビームを出射する端面発光レーザである。光源１００は、コリメータレンズ１０１へ向かってフロント光としての光ビームを出射するとともにＰＤ１０７へ向かってリア光としての光ビームも出射する。フロント光は、感光ドラム７０８の表面へ導かれて、感光ドラム７０８の表面上に静電潜像を形成する。リア光は、フロント光の一定の割合の光量で出射され、光量を検出する検出手段としてのＰＤ１０７へ入射する。光源１００の自動光量制御（オートマチック・パワー・コントロール、以下、ＡＰＣという。）において、光電変換手段としてのＰＤ１０７は、リア光を受光すると、リア光を電気信号へ変換する。ＰＤ１０７は、電気信号を検出信号（以下、ＰＤ信号という）３２として光源駆動部１１へ出力する。光源駆動部１１は、ＰＤ信号３２に基づいて光源１００から出射される光ビームの光量を調整する。なお、本実施例の光源１００は、端面発光レーザに限定されるものではなく、垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）、外部共振器型垂直面発光レーザ （ＶＥＣＳＥＬ）などの面発光レーザであってもよい。また、光源１００は、単一の光ビームを出射するシングルビーム発生手段であってもよいし、複数の光ビームを出射するマルチビーム発生手段であってもよい。

光源１００は、対応する色成分の画像信号３１に従って光ビームを出射する。コリメータレンズ１０１は、光源１００から出射された光ビームをほぼ平行な光ビームへ変換する。偏向手段としての回転多面鏡１０２は、モータ１０３により図２（ａ）の矢印Ｒ３で示す方向に所定の速度で回転される。回転する回転多面鏡１０２の反射面上に結像した光ビームは、回転多面鏡１０２により偏向される。偏向された光ビームＭは、図２（ａ）の矢印Ｘで示す主走査方向へ走査される。回転多面鏡１０２により反射された光ビームは、ｆθレンズ１０４をとおり反射鏡１０５により反射されて、感光ドラム７０８上に主走査方向Ｘに等速で移動する光スポットとして結像される。

画像形成領域外で光源１００から出射された光ビームは、回転多面鏡１０２により反射され、ＢＤ１０６へ入射する。光検出手段としてのＢＤ１０６は、光ビームを受光すると、光ビームにより走査される感光ドラム７０８上の静電潜像の主走査方向の書き出し位置を一定にするための同期信号（以下、ＢＤ信号という）３３を出力する。ＢＤ信号３３は、ＬＳＵ制御部１３およびコントローラ２０の画像制御部２１へ入力される。ＬＳＵ制御部１３は、ＢＤ信号３３に基づいて光源駆動部１１へ制御信号３５を出力する。光源駆動部１１は、制御信号３５に基づいてＡＰＣを実行する。ＡＰＣの後、光源駆動部１１は、ＢＤ１０６がＢＤ信号３３を出力した時から所定の時間後に画像の書き出しが開始されるように、ＢＤ信号３３に基づいて光ビームの出射開始タイミングを決定する。これによって、主走査方向における画像の書き出し位置を一致させる。

光源駆動部１１は、ＬＳＵ制御部１３から出力される制御信号３５と画像制御部２１から出力される画像信号３１とに基づいて、光ビームが感光ドラム７０８の画像形成領域を走査するタイミングで光源１００を点滅駆動する。光源１００は、画像信号３１に従って変調された光ビームを出射する。光源１００から出射され、回転多面鏡１０２により偏向された光ビームの光スポットは、帯電器７０９により均一に帯電された感光ドラム７０８の表面上を、感光ドラム７０８の回転軸７に平行に直線状に等速で移動する。感光ドラム７０８の表面の電位は、光ビームの強度により電位が変位する。感光ドラム７０８が主走査方向Ｘに垂直な副走査方向Ｒ１へ回転されつつ、光ビームが感光ドラム７０８上を主走査方向Ｘに繰り返し走査されることにより、副走査方向Ｒ１に静電潜像が形成される。

光走査装置７０７は、コネクタすなわち端子４１、４２を有する。コントローラ２０は、コネクタすなわち端子４３、４４および画像制御部２１を有する。画像制御部２１は、集積回路（ＩＣ）からなる。ケーブルなどの信号線５１は、光走査装置７０７の端子４１とコントローラ２０の端子４３とを電気的に接続する。信号線５１は、コントローラ２０から光走査装置７０７へ画像信号３１と後述する基準信号としての基準ＢＤ信号３４を合成した合成信号３９を送信する。ケーブルなどの信号線５２は、光走査装置７０７の端子４２とコントローラ２０の端子４４とを電気的に接続する。信号線５２は、光走査装置７０７からコントローラ２０へＢＤ信号３３を送信する。画像制御部２１は、ＢＤ信号３３に基づいて画像信号３１を光源駆動部１１へ出力する。

図２（ｂ）に示すように、本実施例のコントローラ２０は、端子４３Ｙ、４３Ｍ、４３Ｃ、４３Ｋ、４４Ｙ、４４Ｍ、４４Ｃ、４４Ｋを有する。コントローラ２０は、信号線５１Ｙ、５２Ｙにより光走査装置７０７Ｙと、信号線５１Ｍ、５２Ｍにより光走査装置７０７Ｍと、信号線５１Ｃ、５２Ｃにより光走査装置７０７Ｃと、信号線５１Ｋ、５２Ｋにより光走査装置７０７Ｋと電気的に接続されている。

図３は、本実施例のＬＳＵ制御部１３および画像制御部２１のブロック図である。画像制御部２１は、画像処理部２２、基準ＢＤ信号生成部（基準信号生成部）２３および信号合成部２４を有する。画像信号生成部としての画像処理部２２は、イメージセンサ７０６またはＰＣなどの外部機器からの画像データ３０に基づいて画像信号３１を生成する。画像処理部２２は、ＢＤ１０６からのＢＤ信号３３に基づいて信号合成部２４への出力を開始する。基準ＢＤ信号生成部２３は、基準色（本実施例においてはイエロー）のＢＤ１０６からのＢＤ信号３３に基づいて回転多面鏡１０２の回転制御の基準信号としての基準ＢＤ信号３４を生成する。基準ＢＤ信号生成部２３は、基準ＢＤ信号３４を信号合成部２４へ出力する。信号合成部２４は、画像信号３１と基準ＢＤ信号３４を合成して合成信号３９を生成する。信号合成部２４は、信号線５１を介して合成信号３９を光源駆動部１１および信号分離部１６へ出力する。

ＬＳＵ制御部１３は、回転制御部１４、ＡＰＣ制御部１５および信号分離部１６を有する。回転制御部１４は、モータ１０３の回転の開始時に、モータ１０３に設けられた回転速度検出部としての周波数発生器（以下、ＦＧという）１０８から出力される回転速度信号（以下、ＦＧ信号という）３６に基づいてモータ１０３の回転を制御する。ＢＤ１０６からＢＤ信号３３が出力されると、回転制御部１４は、ＢＤ信号３３に基づいてモータ１０３の回転を制御する。回転制御部１４は、ＦＧ信号３６、ＢＤ信号３３または信号分離部１６からの基準ＢＤ信号３４に基づいて加速または減速信号（以下、加減速信号という）３７を生成する。回転制御部１４は、加減速信号３７をモータ駆動部１２へ出力する。モータ駆動部１２は、加減速信号３７に基づいてモータ１０３を駆動する。ＡＰＣ制御部１５は、ＢＤ１０６からＢＤ信号３３を受信すると、ＢＤ信号３３に基づいて制御信号３５および分離タイミング信号３８を生成する。ＡＰＣ制御部１５は、制御信号３５を光源駆動部１１へ出力し、ＡＰＣおよび画像形成開始タイミングを制御する。ＡＰＣ制御部１５は、画像信号３１と基準ＢＤ信号３４の合成信号３９から基準ＢＤ信号３４を抽出するための分離タイミング信号３８を信号分離部１６へ出力する。

ＢＤ信号３３に基づくモータ１０３の回転が安定すると、ＡＰＣ制御部１５は、ＡＰＣシーケンスを開始する。図４は、ＡＰＣシーケンスを示すタイミング図である。制御信号３５は、光源１００に光ビームを発光させない発光禁止区間（ＯＦＦ）を示す値「０」と、ＡＰＣが実行されるＡＰＣ区間（ＡＰＣ）を示す値「１」と、画像信号３１に従って光源１００を発光させるビデオ区間（ＶＤＯ）を示す値「２」とからなる。ＡＰＣ制御部１５は、ＢＤ信号３３を受信すると、制御信号３５を光源駆動部１１へ出力する。光源駆動部１１は、図４に示すように、ＢＤ信号３３から所定時間の経過後に合成信号３９の画像信号３１に従って光源１００を発光させるビデオ区間（ＶＤＯ）になるように光源１００を駆動させる。光源駆動部１１は、次のＢＤ信号の直前からＡＰＣ区間（ＡＰＣ）になるように光源１００を駆動する。光源駆動部１１は、ビデオ区間（ＶＤＯ）とＡＰＣ区間（ＡＰＣ）の間に、光源１００に光ビームを発光させない発光禁止区間（ＯＦＦ）になるように光源１００を駆動する。また、ＡＰＣ制御部１５は、ＡＰＣシーケンスにおけるＯＦＦ区間に分離タイミング信号３８を信号分離部１６へ出力する。

図５は、信号分離部１６のブロック図である。信号分離部１６には、合成信号３９と分離タイミング信号３８が入力される。分離タイミング信号３８がハイレベル（Ｈ）のとき、信号分離部１６は、合成信号３９から基準ＢＤ信号３４を抽出し、基準ＢＤ信号３４を出力する。一方、分離タイミング信号３８がローレベル（Ｌ）のとき、信号分離部１６は、合成信号３９の画像信号３１も基準ＢＤ信号３４も出力しない。このようにして、信号分離部１６は、画像信号３１を出力せずに合成信号３９から基準ＢＤ信号３４のみを回転制御部１４へ出力する。合成信号３９は、光源駆動部１１へも入力されるが、合成信号３９のうちの基準ＢＤ信号３４は、ＡＰＣ制御部１５から出力される制御信号３５により光源１００の発光が禁止されている発光禁止区間（ＯＦＦ）内で光源駆動部１１へ入力される。即ち、コントローラ２０は、光源１００がＢＤ１０６へ光ビームを出射した後で画像信号３１に従って変調された光ビームを出射する前に設けられる発光禁止区間中に、複数の光走査装置７０７のそれぞれへ基準ＢＤ信号３４を送信する。従って、光源駆動部１１は、基準ＢＤ信号３４に基づいて光源１００に光ビームを出射させることはない。

（比較例）
ここで、図６および図７を用いて、比較例の光走査装置１７０７を説明する。図６は、比較例の光走査装置１７０７の説明図である。図６（ａ）は、光走査装置１７０７の内部に配置された構成要素を模式的に示す平面図である。図６（ｂ）は、比較例の４つの光走査装置１７０７Ｙ、１７０７Ｍ、１７０７Ｃ、１７０７Ｋとコントローラ１０２０との電気的接続を示す図である。比較例の光走査装置１７０７において、図２に示す本実施例の光走査装置７０７と同様の構造には同様の参照符号を付して説明を省略する。比較例の光走査装置１７０７は、基準ＢＤ信号３４が入力される端子４５を有する。端子４５は、ＬＳＵ制御部１３に電気的に接続されている。比較例のコントローラ１０２０は、基準ＢＤ信号３４を出力する端子４６を有する。端子４６は、画像制御部１０２１に電気的に接続されている。ケーブルなどの信号線５３は、光走査装置１７０７の端子４５とコントローラ１０２０の端子４６とを電気的に接続する。画像制御部１０２１から出力される基準ＢＤ信号３４は、端子４６、信号線５３および端子４５を介してＬＳＵ制御部１３へ入力される。一方、画像制御部１０２１から出力される画像信号３１は、端子４３、信号線５１および端子４１を介して光源駆動部１１へ入力される。このように、比較例の光走査装置１７０７は、本実施例の光走査装置７０７に比べて端子４５を余分に有する。また、比較例のコントローラ１０２０は、本実施例のコントローラ１０２０に比べて端子４６を余分に有する。このため、信号線５３が余分に必要になる。

図６（ｂ）に示すように、比較例のコントローラ１０２０は、本実施例のコントローラ２０に比べて４つの端子４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｋを余分に必要とする。このため、４本の信号線５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋが余分に必要になる。

図７は、比較例のＬＳＵ制御部１０１３および画像制御部１０２１のブロック図である。比較例のＬＳＵ制御部１０１３は、本実施例のＬＳＵ制御部１３に設けられているような信号分離部１６が設けられていない。また、比較例の画像制御部１０２１は、本実施例の画像制御部２１に設けられているような信号合成部２４が設けられていない。そのため、画像信号３１と基準ＢＤ信号３４は、合成されずにそれぞれ独立した信号線５１および信号線５３により光走査装置１７０７へ送信される。よって、比較例の光走査装置１７０７とコントローラ１０２０は、本実施例に比べて、４つの端子４５Ｙ、４５Ｍ、４５Ｃ、４５Ｋ、４つの端子４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｋおよび４本の信号線５３Ｙ、５３Ｍ、５３Ｃ、５３Ｋを余分に必要とする。従って、本実施例の光走査装置７０７とコントローラ２０は、比較例に比べて端子の数および信号線の数を減少させることができる。よって、製造費用を低減することができる。

（回転多面鏡の起動制御）
次に、回転多面鏡１０２の起動制御を説明する。図８は、回転多面鏡１０２の停止状態から画像形成可能状態までの回転制御を示す流れ図である。回転多面鏡１０２の起動制御が開始されると、モータ駆動部１２は、ＦＧ１０８から出力されるＦＧ信号３６に基づいてモータ１０３の回転を制御する。ＬＳＵ制御部１３は、ＢＤサーチを開始する（Ｓ１）。光走査装置７０７は、画像形成前に、回転多面鏡１０２の回転を開始するが、どのようなタイミングで光源１００から光ビームを出射させればＢＤ１０６へ光ビームが入射するかわからない。そのため、回転多面鏡１０２が画像形成時の回転速度で安定して回転している状態で、所定時間にわたり光源１００を点灯させたままにする（レーザフル点灯）。このとき、光源駆動部１１へ送信される合成信号３９は、画像形成開始前であるので無視される。そして、ＢＤ１０６に入射する光ビームのタイミングをＢＤ信号３３から検出し、光ビームをＢＤ１０６へ入射させるために光源１００を点灯させるタイミングを決定する。これをＢＤサーチという。ＢＤサーチにおいて、ＬＳＵ制御部１３に設けられたＡＰＣ制御部１５は、制御信号３５を光源駆動部１１へ出力してＡＰＣを行う。同時に、回転制御部１４は、モータ駆動部１２により回転多面鏡１０２を回転させる。

ＬＳＵ制御部１３は、ＢＤ信号３３を受信したか否かを判断する（Ｓ２）。ＬＳＵ制御部１３は、ＢＤ１０６からＢＤ信号３３を受信すると（Ｓ２でＹＥＳ）、ＬＳＵ制御部１３は、回転多面鏡１０２の回転制御を、ＦＧ信号に基づくＦＧ回転制御からＢＤ信号３３に基づくＢＤ回転制御へ切り換える（Ｓ３）。回転制御部１４は、ＢＤ信号３３が予め定められた周期になるまで加減速信号３７をモータ駆動部１２へ出力する。モータ駆動部１２は、加減速信号３７に基づいてモータ１０３を加速および減速させることにより回転多面鏡１０２の回転速度を制御する。ＬＳＵ制御部１３は、ＢＤ信号３３の周期が所定の範囲(例えば、所定の周期±１％誤差)内で安定したか否かを判断する（Ｓ４）。ＬＳＵ制御部１３がＢＤ回転制御による回転多面鏡１０２の回転が安定したと判断すると（Ｓ４でＹＥＳ）、ＢＤ位相制御が開始される（Ｓ５）。

ＢＤ位相制御において、基準ＢＤ信号生成部２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋは、基準色としてのイエローの光走査装置７０７ＹのＢＤ信号３３Ｙを基準ＢＤ信号３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋとして出力する。基準ＢＤ信号３４は、信号合成部２４により画像信号３１と合成され合成信号３９として出力される。合成信号３９は、端子４３、信号線５１および端子４１を介してそれぞれの光走査装置７０７Ｙ、７０７Ｍ、７０７Ｃ、７０７Ｋへ出力される。光走査装置７０７の信号分離部１６は、合成信号３９から基準ＢＤ信号３４を分離する。画像形成開始前であるので、信号分離部１６により分離された基準ＢＤ信号３４は、そのまま回転制御部１４へ入力される。回転制御部１４は、ＢＤ信号３３に基づくＢＤ回転制御と、端子４３、信号線５１および端子４１を介して入力される基準ＢＤ信号３４に基づくＢＤ位相制御を行う。

図９は、マゼンタの光走査装置７０７ＭにおけるＡＰＣシーケンスを示すタイミング図である。他の色の光走査装置７０７Ｙ、７０７Ｃ、７０７Ｋも、マゼンタの光走査装置７０７Ｍと同様である。回転制御部１４は、図９に示すようにＢＤ信号３３Ｍの位相が基準ＢＤ信号３４Ｍ（基準色のイエローのＢＤ信号３３Ｙ）の位相と一致するように、加減速信号３７をモータ駆動部１２へ出力して回転多面鏡１０２Ｍの位相を回転多面鏡１０２Ｙの位相に一致させる。ＬＳＵ制御部１３は、 ＢＤ位相制御が安定したか否かを判断する（Ｓ６）。ＢＤ位相制御が安定すると(Ｓ６でＹＥＳ)、ＡＰＣ制御部１５は、図９に示すようにＡＰＣシーケンスを開始する（Ｓ７）。ＡＰＣ制御部１５は、制御信号３５を光源１００へ出力して光源１００を制御する。ＡＰＣ制御部１５は、ＢＤ信号３３を受信すると、ＢＤ信号３３から所定時間の経過後に画像信号３１に従って光源１００を駆動するように光源駆動部１１を制御する（ＶＤＯ）。光源駆動部１１は、次のＢＤ信号３３の直前からＡＰＣを行う（ＡＰＣ）。光源駆動部１１は、ビデオ区間（ＶＤＯ）とＡＰＣ区間（ＡＰＣ）の間に、光源１００に光ビームを発光させない発光禁止区間（ＯＦＦ）になるように光源１００を駆動する。発光禁止区間（ＯＦＦ）を設ける理由は、光ビームが回転多面鏡１０２の角で乱反射したり、光ビームが感光ドラム７０８上の露光禁止領域を走査したりすることを防止するためである。ＯＦＦ区間中に画像信号３１が画像制御部２１から出力されても、光源駆動部１１は、発光が禁止されているので光ビームが出射されることはない。画像形成装置１０は、画像形成可能な状態になり、回転多面鏡１０２の起動制御を終了する。

（色ずれ補正）
次に、画像形成装置１０における色ずれ補正を説明する。画像形成装置１０は、温度や湿度などの環境の変化、中間転写ベルト７１１や感光ドラム７０８の回転速度の変動、各駆動モータの速度誤差などにより、色ずれが発生する。そこで、画像形成装置１０の起動時および画像形成中に色ずれ補正制御を行う。図１０は、コントローラ２０により実行される色ずれ補正制御を示す流れ図である。画像形成装置１０が起動され、ＢＤ信号３３に基づくモータ１０３の回転が安定すると、コントローラ２０は、色ずれ補正制御を開始する。コントローラ２０は、画像形成部７０Ｙ、７０Ｍ、７０Ｃ、７０Ｋにより中間転写ベルト７１１上に色ずれ測定パターン９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋを形成する（Ｓ１１）。図１１は、色ずれ測定パターン９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋを示す図である。図１１（ａ）は、全ての色ずれ測定パターン９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋが等間隔にならんだ理想的な状態を示す図である。図１１（ａ）に示す理想的な状態では、色ずれが発生しない。図１１（ｂ）は、色ずれ測定パターン９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋが理想的な状態からずれた色ずれ状態を示す図である。図１１（ｂ）に示す色ずれ状態は、色ずれが発生する。コントローラ２０は、パターン検出器７２６により色ずれ測定パターン９０Ｙ、９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋを検出する（Ｓ１２）。

コントローラ２０は、パターン検出器７２６の検出結果に基づいて、基準色（ここでは、イエロー）の色ずれ測定パターン９０Ｙとその他の色の色ずれ測定パターン９０Ｍ、９０Ｃ、９０Ｋとの間の間隔ＹＭ、ＹＣ、ＹＫを算出する。コントローラ２０は、間隔ＹＭ、ＹＣ、ＹＫに基づいて、各色の画像形成位置を補正するための補正量を算出する（Ｓ１３）。補正対象色の画像を形成するために画像制御部２１から出力されるＢＤ信号３３のパルスを１個ずらすことにより基準色の画像に対して１ライン分の色ずれを補正することができる。コントローラ２０は、補正量に基づいて、補正対象色のＢＤ信号３３のパルス数をずらすことにより、１ライン単位で色ずれを補正する（Ｓ１４）。コントローラ２０は、入力されたジョブに従って画像形成を行う（Ｓ１５）。コントローラ２０は、ジョブが終了したか否かを判断する（Ｓ１６）。ジョブが終了していない場合（Ｓ１６でＮＯ）、コントローラ２０は、所定枚数の画像形成が終了したか否かを判断する（Ｓ１７）。本実施例においては、所定枚数の画像形成の終了のたびに色ずれ補正を行う。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、環境の変化、中間転写ベルト７１１や感光ドラム７０８の回転速度の変化などに従って、画像形成中に色ずれ補正を行ってもよい。所定枚数の画像形成が終了していない場合（Ｓ１７でＮＯ）、処理は、Ｓ１５へ戻る。所定枚数の画像形成が終了している場合（Ｓ１７でＹＥＳ）、処理は、Ｓ１１へ戻り、色ずれ補正を行う。一方、ジョブが終了した場合（Ｓ１６でＹＥＳ）、コントローラ２０は、色ずれ補正制御を終了する。

しかし、もし、基準ＢＤ信号３４により位相制御を行わない場合、各色の回転多面鏡１０２が任意の回転位相で回転するので、１ライン単位で色ずれを補正しても１ライン未満の色ずれを補正できず色ずれが残る。図１２は、中間転写ベルト７１１上に重ね合わされる画像９５（９５Ｙ、９５Ｍ、９５Ｃ、９５Ｋ）を示す図である。図１２（ａ）は、位相制御なしに中間転写ベルト７１１上に重ね合わされたイエロー画像９５Ｙ、マゼンタ画像９５Ｍ、シアン画像９５Ｃおよびブラック画像９５Ｋを示す図である。図１２（ａ）に示すように、位相制御が行われない場合、１ライン未満の色ずれが発生する。加えて、感光ドラム７０８Ｙ、７０８Ｍ、７０８Ｃ、７０８Ｋの回転軸７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの軸間距離（ドラム間距離）および用紙の搬送速度に応じた最適な位置に画像を形成するには、１ライン未満の画像形成位置の制御を行う必要がある。図１２（ｂ）は、位相制御の下で中間転写ベルト７１１上に重ね合わされたイエロー画像９５Ｙ、マゼンタ画像９５Ｍ、シアン画像９５Ｃおよびブラック画像９５Ｋを示す図である。基準ＢＤ信号３４により各色の回転多面鏡１０２の位相制御を行えば、図１２（ｂ）に示すように１ライン未満の色ずれまで補正することができる。

（位相制御）
次に、基準ＢＤ信号３４に基づく位相制御の一例を説明する。図１１（ｂ）に示すように、マゼンタの色ずれ測定パターン９０Ｍが理想的な位置に対して１と１／２ラインだけイエローの色ずれ測定パターン９０Ｙに近づいて形成されているとする。色ずれを補正するためには、マゼンタの画像を形成する位置を１と１／２ラインだけ遅らせる必要がある。図１３は、マゼンタの画像形成部７０Ｍの基準ＢＤ信号３４Ｍの位相制御を示すタイミング図である。色ずれ補正前のマゼンタの基準ＢＤ信号３４Ｍは、イエロー（基準色）の基準ＢＤ信号３４Ｙと位相が一致するように調整されている。図１３（ａ）は、補正前のマゼンタの基準ＢＤ信号３４Ｍとマゼンタの画像信号３１Ｍを示す図である。図１３（ｂ）に示すように、まず、マゼンタの画像の位置をライン単位で補正するためにマゼンタの画像信号３１Ｍの出力タイミングをＢＤ信号３３Ｍの１周期分だけ遅らせて出力する。図１３（ｃ）に示すように、マゼンタの画像を形成する位置を残りの１／２ラインだけ遅らせるために、基準ＢＤ信号生成部２３Ｍは、マゼンタの基準ＢＤ信号３４Ｍをイエローの基準ＢＤ信号３４Ｙに対してＢＤ信号３３Ｍの半周期分だけ位相を遅らせて生成する。回転制御部１４Ｍは、ＢＤ信号３３Ｍの位相が基準ＢＤ信号３４Ｍの位相と一致するように、モータ駆動部１２Ｍへ加減速信号３７Ｍを出力する。モータ駆動部１２Ｍは、加減速信号３７Ｍに基づいて回転多面鏡１０２Ｍの回転位相を変化させ、正確な位置にマゼンタの画像を形成させる。

図１４を用いて、回転制御部１４により実行される回転多面鏡１０２の回転位相の制御を説明する。図１４は、基準ＢＤ信号３４とＢＤ信号３３を示すタイミング図である。ＢＤ位相制御が開始されると、回転制御部１４は、基準ＢＤ信号３４の立ち下がりとＢＤ信号３３の立ち下がりの間の時間差を測定する。時間差がＢＤ信号３３の周期の半周期以内である場合、回転制御部１４は、ＢＤ信号３３が基準ＢＤ信号３４に対して後行していると判断して、回転多面鏡１０２の回転位相を早めるために、加速信号をモータ駆動部１２へ出力する。一方、時間差がＢＤ信号３３の周期の半周期より大きい場合、回転制御部１４は、ＢＤ信号３３が基準ＢＤ信号３４に対して先行していると判断して、回転多面鏡１０２の回転位相を遅らせるために、減速信号をモータ駆動部１２へ送信する。回転制御部１４は、ＢＤ信号３３の位相が基準ＢＤ信号３４の位相と一致するように加減速信号３７を繰り返しモータ駆動部１２へ出力して、ＢＤ信号３３と基準ＢＤ信号３４が安定して同位相になるようにする。ＢＤ信号３３の位相が基準ＢＤ信号３４の位相と一致するように回転制御部１４が回転多面鏡１０２の回転を制御することにより、複数の光走査装置７０７Ｙ、７０７Ｍ、７０７Ｃ、７０７Ｋのそれぞれの回転多面鏡の回転位相を互いに一致させることができる。

本実施例によれば、画像信号３１と基準ＢＤ信号３４を共通の信号線５１でコントローラ２０から対応する光走査装置７０７へ送信することができる。よって、基準ＢＤ信号生成部２３により生成された基準ＢＤ信号３４を回転制御部１４へ入力するための追加の端子またはコネクタおよび信号線を不要とすることができる。また、画像形成装置１０の製造コストを低減することができる。また、基準ＢＤ信号に対してＢＤ信号の位相が合うように回転多面鏡１０２の回転位相を変化させることができるので、１ライン未満の色ずれを補正することができる。

１０・・・画像形成装置
１１・・・光源駆動部
１４・・・回転制御部
２０・・・コントローラ（制御部）
２２・・・画像処理部（画像信号生成部）
２３・・・基準ＢＤ信号生成部（基準信号生成部）
３１・・・画像信号
３３・・・ＢＤ信号（同期信号）
３４・・・基準ＢＤ信号（基準信号）
５１・・・信号線
１００・・・光源
１０２・・・回転多面鏡
１０６・・・ＢＤ（光検出器）
７０７・・・光走査装置
７０８・・・感光ドラム（感光体）

Claims (5)

1. 記録媒体にカラー画像を形成する画像形成装置であって、
   複数の感光体と、
   複数の光走査装置と、
   制御部と、
   を備え、
   前記複数の光走査装置のそれぞれは、
   光源と、
   前記光源から出射された光ビームが前記複数の感光体のうちの対応する感光体の表面上を走査するように前記光ビームを偏向する回転多面鏡と、
   前記光源を駆動する光源駆動部と、
   前記回転多面鏡の回転を制御する回転制御部と、
   前記回転多面鏡により偏向された前記光ビームを受光して同期信号を出力する光検出器と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記複数の光走査装置のそれぞれの前記回転制御部へ入力する基準信号を生成する基準信号生成部と、
   前記複数の光走査装置のそれぞれの前記光源駆動部へ入力する画像信号を生成する画像信号生成部と、
   を備え、
   前記回転制御部は、前記同期信号の位相が前記基準信号の位相と一致するように前記回転多面鏡の回転を制御し、
   前記複数の光走査装置のそれぞれは、対応する基準信号と対応する画像信号を送信するための共通の信号線で前記制御部に接続されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の光走査装置のそれぞれは、前記画像信号に従って変調された前記光ビームの出射開始タイミングを、前記同期信号に基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記同期信号の位相が前記基準信号の位相と一致するように前記回転制御部が前記回転多面鏡の回転を制御することにより、前記複数の光走査装置のそれぞれの回転多面鏡の回転位相を互いに一致させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記基準信号と前記画像信号を合成して合成信号を生成する信号合成部を備え、
   前記複数の光走査装置のそれぞれは、前記共通の信号線で送信された前記合成信号を受信して前記合成信号から前記基準信号を分離する信号分離部を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記光源が前記光検出器へ前記光ビームを出射した後で前記画像信号に従って変調された前記光ビームを出射する前に設けられる前記光源からの光ビームの発光禁止区間中に、前記複数の光走査装置のそれぞれへ前記基準信号を送信することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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