JP4521800B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データにより点灯制御されるＬＤ（レーザダイオード）等の光源が発する光ビームにより像担持体を走査し、画像の書き出しを行う複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、印刷機等の画像形成装置に関し、より詳細には、画像形成条件の設定変更等に従って変動する像担持体への書き出し開始位置を一定に保つ機能を有する書き出し制御手段を備えた前記画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタやデジタル複写機などの電子写真方式の画像形成装置において、画像データに応じて半導体レーザ（以下ＬＤ：レーザダイオードと記す）を点灯制御し、ＬＤが発する光ビームにより像担持体（感光体）面をラスター走査（主・副走査）し、画像の書き出しが行われる。このとき、主走査ライン毎に一定のタイミングで像担持体へ画像の書き出しを行う必要があり、そのために、画像書出し開始側の画像書込み領域外に光ビームを検出するセンサ（以下「同期検知センサ」と記す）を備えることが、一般的である。同期検知センサにより、ポリゴンミラー（光偏向器）によって主走査（ライン）方向に走査される光ビームの通過を検知し、発生する同期検知信号／ＤＥＴＰを基準として一定のタイミングで主走査方向の画像書出しを開始する。
従って、同期検知信号／ＤＥＴＰの立ち下がりエッジのタイミングが変化すると、その変化量だけ主走査方向に画像がずれることになり、例えば、構成色のイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの４色の画像を重ねて画像形成を行うフルカラー画像形成装置においては、各色の光ビームに対応する同期検知信号／ＤＥＴＰ＿Ｙ，／ＤＥＴＰ＿Ｍ，／ＤＥＴＰ＿Ｃ，／ＤＥＴＰ＿ＢＫのタイミングがそれぞれ異なると、主走査方向に画像ずれ（色ずれ）が生じ、画像品質が低下してしまう。当然、書込みクロックが速ければ速いほど、タイミングの変化量（時間変化量）に対する画像ずれ量が大きくなり、プリントスピードの向上が要求される装置ほど、大きな問題となる。
【０００３】
ところで、画像形成を行う際、環境変化、経時変化、プロセス線速の切り替え、解像度の切り替え、印字モード等に応じて、画像形成条件を最適化する必要があり、その中にＬＤの光量を可変制御することが含まれる。
ＬＤの光量を変化させると、その影響が同期検知センサの出力に現れる。一般的に使用されている同期検知センサでは、光ビームをＰＤ（フォトダイオード）で検知する。同期検知センサにおける検知動作を説明する図１を参照すると、同期検知センサでは、ＰＤの出力をあるスレッシュレベルで２値化して、同期検知信号／ＤＥＴＰとして出力している。従って、図１（１）の光量Ａでは、ＰＤ出力波形及びスレッシュレベルによる閾値処理後の同期検知信号／ＤＥＴＰが図示のようになる。他方、図１（２）の光量Ｂの場合（光量Ａに対して光量を下げた場合）、スレッシュレベルが固定でＰＤ出力波形の立ち下がりがなだらかになるため、同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミングがＴｂだけ遅れる。また、図１（３）の光量Ｃの場合（光量Ａに対して光量を上げた場合）、スレッシュレベルが固定でＰＤ出力波形の立ち下がりが急峻になるため、同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミングがＴｃだけ早くなる。
【０００４】
上記のように、光量を可変することにより、主走査方向の画像書出し位置が変化する。例えば、カラー画像を形成する場合、各色に対して光量設定値を変えることがあり、光量設定値を変えると、同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミングがそれぞれ異なり、画像ずれ（色ずれ）が生じることになる。なお、各色の光量設定値が同じように変えれば、主走査方向の画像書出し位置は変化するが、各色間の画像ずれ（色ずれ）は生じない。
しかし、ポリゴンミラーによって主走査方向に偏向される複数の光ビームの、少なくとも一つの光ビームが、他の光ビームに対して走査方向が逆となるような光ビーム走査装置を用いたカラー画像形成の書き出しの場合は、各色の光量設定値が同じように変化すると、走査方向が逆の色については、画像ずれ（色ずれ）が生じてしまう。
また、カラー画像の形成に限らず、複数の光ビームを用いて像担持体に画像の書き出しを行う他の方式においても、画像形成条件の変更により、光ビーム間に光量設定値の変化が生じた場合に、同様の画像ずれが生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、書き出しに使用するＬＤが発する光ビームの光量の変化を検知して、書き出し開始位置のバラツキを補正するという解決方法が提案されている。その１例（特開2001-18444、参照）では、光量検知センサによりＬＤが発する光ビームの光量を検知し、検知した光量に基づいて、同期検知センサの出力である同期検知信号／ＤＥＴＰの遅延時間に補正を掛け、書き出し開始位置の一定化を図るという方法を採用している。
しかしながら、この従来例では、光量検知センサによりＬＤが発する光ビームの光量を検知し、検知した光量に基づいて補正を行っており、光量検知センサにおける検知精度が重要な要素になるが、検知誤差等の影響が生じる可能性があるといったことやこの目的のためにセンサ及びその処理手段を新たに必要とするといった問題点がある。
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、画像形成条件に従って発光源の光量を可変制御し、光ビーム検出手段（同期検知センサ）の検出信号に基づいて画像の書き出し開始位置を制御する書き出し制御手段を備えた画像形成装置において、書き出し開始位置の一定化（単一光ビームに起きる変化、或いは複数光ビーム間の違い、いずれの場合も含む）を図るために、書き出し開始位置に所定量の調整を施す手段を、従来のように光量検知センサの検知出力を用いることなく、より安定した動作が可能で、簡素な手段により実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、設定光量に従い発光量が可変な発光源を画像データに応じて点灯制御し、該発光源が発する光ビームにより像担持体をライン走査することにより画像を書き出す画像書き出し手段と、像担持体に対し所定の配置をとって走査ライン上で前記光ビームを検出し同期検出信号を出力する光ビーム検出手段と、前記光ビーム検出手段の同期検出信号に対し前記発光源の設定光量に対応して予め定められた量の調整を施し、調整された同期検出信号に基づいて画像の書き出しを開始するタイミング信号を定め、該タイミング信号によって書き出しを制御する書き出し制御手段を備えた画像形成装置であって、前記書き出し制御手段は、前記光ビーム検出手段の同期検出信号のタイミングを１ドット未満の単位で補正する第１の補正部と、前記第１の補正部によって補正された信号のタイミングを１ドット単位で補正する第２の補正部により前記光ビーム検出手段の同期検出信号に調整を施し、第１の補正部からの出力によって前記発光源の点灯タイミングを定める信号を生成するとともに、第２の補正部からの出力によって画像の書き出しに用いる画像データの取り込みタイミングを定める信号を生成することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載された画像形成装置において、前記画像書き出し手段が複数光ビームにより１画像を書き出す手段であり、前記書き出し制御手段を光ビーム毎に備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載された画像形成装置において、前記画像書き出し手段が複数光ビームにより１画像を書き出す手段であり、前記書き出し制御手段は、基準に定めた光ビームの発光源の光量に対する差によって、他の光ビームの前記光ビーム検出手段の同期検出信号に調整を施すことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載された画像形成装置において、前記書き出し制御手段は、画像担持体上へ画像形成を実行し、主走査書き出し位置を調整した時に設定した光ビームの発光源の光量に対する差によって、前記光ビーム検出手段の同期検出信号に調整を施すことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載された画像形成装置において、前記光ビーム検出手段の同期検出信号に調整を施す際に用いる、前記発光源の設定光量に対応して予め定められた量を変更可能にしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項５に記載された画像形成装置において、前記発光源の設定光量に対応して予め定められた量を記載した複数種のテーブルを用意し、複数種の中から選択したテーブルを用いることにより、前記発光源の設定光量に対応して予め定められた量を変更可能にしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、請求項５又は６に記載された画像形成装置において、前記発光源の設定光量に対応して予め定められた量の変更を操作入力により行うことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置を添付する図面を参照して示す以下の実施例に基づき説明する。
「実施例１」
本発明は、画像データに応じて点灯制御される発光源が発する光ビームにより像担持体面をライン走査し、画像の書き出しを行う画像書き出し制御部にその特徴を有するが、先ず、本発明を適用した画像形成装置の概要を、図示の実施例を参照して説明する。
図２は、本実施例の４ドラム方式のカラー画像形成装置を示す。
図示のカラー画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の４色の画像を重ね合わせたカラー画像を形成するために４組の画像形成部と４組の光学ユニットを備えている。図２に示すように、各色の画像形成部はそれぞれ、感光体２９、現像ユニット３１、帯電器３０、転写器３２を備え、各色の光学ユニット２０はそれぞれ、ＬＤユニット１０、ポリゴンミラー２２、ｆθレンズ２３、ＢＴＬ（Barrel Toroidal Lens：バレル・トロイダル・レンズ）２４を備える。
ＬＤユニット１０からの光ビームが、色分解した画像情報に基づいて作動するＬＤ駆動部（図示せず）により、光のＯＮ，ＯＦＦ信号に変換される。各光ビームは，色分解された画像情報に基づいて、それぞれＯＮ，ＯＦＦを繰り返しながらポリゴンミラー２２により偏向されて、ｆθレンズ２３を通って感光体２９を照射する。感光体２９の回りには、画像形成部で通常の電子写真プロセスである帯電，露光，現像，転写を行う上記した手段により記録紙上に画像が形成される。図２に示す装置の動作としては、搬送用モータ３７によって駆動される転写ベルト３６によって矢印方向に搬送される記録紙上に１組目の画像形成部による転写が行われ、１色目の画像を形成し、次に２色目、３色目、４色目の順に画像を転写することにより、４色の画像が重ね合わさったカラー画像を記録紙上に形成することができる。
【００１６】
図３は、図２に示した画像形成装置における１色分の光学ユニット２０及び画像形成部を示す。他の色についても同様の構成である。光学ユニット２０内の光ビーム走査装置を説明すると、画像データに合わせて点灯するＬＤ（レーザダイオード）の光ビームは、コリメートレンズ（図示せず）により平行光束化され、シリンダレンズ（図示せず）を通り、ポリゴンモータ２２ｍによって回転するポリゴンミラー２２によって偏向され、ｆθレンズ２３を通り、ＢＴＬ（Barrel Toroidal Lens：バレル・トロイダル・レンズ）２４を通り、ミラー２５によって反射し、感光体２９上を走査する。ＢＴＬは、副走査方向のピント合わせ（集光機能と副走査方向の位置補正（面倒れ等））を行う。
画像形成部には、感光体２９の回りに、帯電器３０、現像ユニット３１、転写器３２、クリーニングユニット３３、除電器３４が備わっており、通常の電子写真プロセスである帯電，露光，現像，転写により記録紙上に画像が形成される。
【００１７】
図４は、図２に示した画像形成装置における１色分の画像書き出し制御部及び光学ユニットを示す。他の色についても同様の構成である。
本実施例の画像書き出し制御部は、画像形成条件として設定された発光源の光量値と画像書出し位置の可変量のテーブル（調整テーブル）を予め用意しておくことにより、光量センサを使用せずに、より安定した動作が可能で、簡素な手段で像担持体としての感光体への画像書き出し開始位置に所定量の調整を施し、書き出し開始位置の適正化を図るための機能を持つようにしたものである。
図４において、光学ユニット２０、感光体２９は、上記図２，３に関して説明した通りの構成をなす。但し、光学ユニット２０内には、画像書き出し制御に必要な要素として、主走査方向（図中に矢示）の画像書出し開始側の非画像領域に光ビームを検出する同期検知センサ（以下、単に「センサ」と記す）７を備え、ｆθレンズ２３を透過した走査光ビームがミラー７Mによって反射され、レンズ７Lによって集光させてセンサに入射するような構成となっている。 センサ７は、同期検知信号になる光ビーム走査同期信号の検出を行うためのセンサである（図１に関する説明、参照）。
画像書き出し制御部は、プリンタ制御部１９の制御下で動作する、書込みクロック発生部１４、位相同期クロック発生部１３、同期検出用点灯制御部１２、主走査書き出し開始位置補正部１５よりなる。画像書き出し制御部からの書き出し信号によりＬＤ駆動部１１は、画像信号に基づくＬＤユニット１０の発光を行う。
【００１８】
図４の画像書き出し制御部の動作を説明すると、ＬＤユニット１０から発する光ビームの走査により、センサ７から同期検知信号／ＤＥＴＰが出力され（図１、参照）、主走査書出し開始位置補正部１５及び同期検出用点灯制御部１２に送られる。基本的には、同期検知信号／ＤＥＴＰを基に主走査方向の画像書出し開始位置を決める仕組みを用いているから、主走査書出し開始位置補正部１５では、レーザを点灯制御するクロックＶＣＬＫを生成する位相同期クロック発生部１３に対し、同期検知信号／ＤＥＴＰに補正（調整）を施したタイミングで主走査同期信号／ＤＤＥＴＰを渡す、つまり、主走査方向の画像書出し開始位置が変えるために、同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミングを可変する主走査画像書出し開始位置補正機能を有する。
書出し開始位置補正部１５で生成した主走査同期信号／ＤＤＥＴＰと、レーザを変調させるためのクロックを生成する書込みクロック発生部１４からのクロックＷＣＬＫを、位相同期クロック発生部１３に送り、／ＤＤＥＴＰに同期したクロックＶＣＬＫを発生させ、レーザを点灯制御するＬＤ駆動部１１及び同期検出用点灯制御部１２に送る。
同期検出用点灯制御部１２は、最初の非同期状態で、同期検知信号／ＤＥＴＰを検出するために、ＬＤ強制点灯信号ＢＤをＯＮしてＬＤ１０を強制点灯させるが、同期検知信号／ＤＥＴＰを検出した後には、同期検知信号／ＤＥＴＰとクロックＶＣＬＫによって、フレア光が発生しない程度で確実に同期検知信号／ＤＥＴＰが検出できるタイミングで、ＬＤ１０を点灯させるＬＤ強制点灯信号ＢＤを生成し、ＬＤ駆動部１１に送ることにより、所期の点灯を行わせる。
ＬＤ駆動部１１では、同期検知信号／ＤＥＴＰを発生させるため、上記のようにＬＤ強制点灯信号ＢＤによりＬＤ１０を点灯させるが、他方、画像の書き出しは、位相同期クロック発生部１３で補正後のタイミングで発生するクロックＶＣＬＫに同期して、入力される画像信号に応じてＬＤ１０を点灯制御する。クロックＶＣＬＫに同期して駆動され、ＬＤユニット１０から出射する光ビームは、ポリゴンミラー２２により偏向され、ｆθレンズ２３を通り、感光体２９上を調整された所定の書き出し位置から画像の書き出し走査を行うことになる。なお、ポリゴンモータ駆動制御部１８は、プリンタ制御部１９の設定に従いポリゴンミラー２２を回転させるポリゴンモータ２２ｍを規定の回転数で回転制御する。
【００１９】
図５は、図４に示された書出し開始位置補正部１５の実施例を示す。
ここでは、同期検知信号／ＤＥＴＰを遅延させる遅延部１５ｄと、画像形成条件として選択された設定光量データによって、書出し開始位置をどの程度補正（調整）するかをプリンタ制御部１９からの補正データにより選択するセレクト部１５ｓを備える。
本実施例では、１／４ドット刻みで±１ドットまで補正する場合を示す。この場合の各補正データのタイミングチャートを図６に示す。
書出し位置を早める場合でも、同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミングを早めることはできないため、書出し開始位置を補正しない場合でも、同期検知信号／ＤＥＴＰを時間Ｔだけ遅延させた信号／ＤＥＴＰ（０）を生成し、この信号を基準として、遅進の各補正量を定める。補正データから対応する信号／ＤＥＴＰ（）をセレクトして、主走査同期信号／ＤＤＥＴＰとして出力することで、定められる書き出し開始位置に従い画像形成が行われる。
時間Ｔについては、本実施例では、±１ドットまで補正する場合を述べているが、時間Ｔ≧１ドット相当時間（Ｔ１×４）の関係が成り立つような時間Ｔを設定することになる。ここに、Ｔ１は、１／４ドットに相当する時間とする。
同期検知信号／ＤＥＴＰを遅延部１５ｄによって、Ｔ−（Ｔ１×４）、Ｔ−（Ｔ１×３）、Ｔ−（Ｔ１×２）、Ｔ−Ｔ１、Ｔ、Ｔ＋Ｔ１、Ｔ＋（Ｔ１×２）、Ｔ＋（Ｔ１×３）、Ｔ＋（Ｔ１×４）だけ遅延させた信号／ＤＥＴＰ（−４）、／ＤＥＴＰ（−３）、／ＤＥＴＰ（−２）、／ＤＥＴＰ（−１）、／ＤＥＴＰ（０）、／ＤＥＴＰ（＋１）、／ＤＥＴＰ（＋２）、／ＤＥＴＰ（＋３）、／ＤＥＴＰ（＋４）を生成する。これらの信号をセレクト部１５ｓに送り、セレクト部１５ｓでは、プリンタ制御部１９からの補正データによって１つを選択し、主走査同期信号／ＤＤＥＴＰとして出力し、この信号を用いて画像形成を行う。これにより、主走査方向の画像書出し位置が補正される。
【００２０】
図８は、設定光量データに対する同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミング変化の１例を示す図である。図８中の基準光量Ｐｏで各色の主走査方向の画像位置が合っているとする。光量Ｐｏに対して光量大にすると、同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミングが早まり、画像書出し位置が書出し開始側にずれる。逆に、光量Ｐｏに対して光量小にすると、同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミングが遅くなり、画像書出し位置が書出し終了側にずれる。このような特性を事前に測定して、設定光量に対するタイミング補正量のテーブルを予めプリンタ制御部内のメモリに記憶させておくことになる。テーブルに載せるタイミング補正量は、図５、図６で説明した信号／ＤＥＴＰ（−４）、／ＤＥＴＰ（−３）、／ＤＥＴＰ（−２）、／ＤＥＴＰ（−１）、／ＤＥＴＰ（０）、／ＤＥＴＰ（＋１）、／ＤＥＴＰ（＋２）、／ＤＥＴＰ（＋３）、／ＤＥＴＰ（＋４）の信号／ＤＥＴＰ（０）に対する遅延量に相当する。
図７は、書出し開始位置に補正を施す手順を含む画像形成動作のフローチャートを示す。なお、このフローは各色で同様に行われる。
このフローチャートに従い所期の補正を行うためには、予め、プリンタ制御部１９内のメモリに、以下に示す補正テーブルが記憶されていることとする。

上記テーブルにおいて、設定光量Ｐに範囲を持たせているが、補正量の最小単位が小さくなればなるほど、この範囲は狭くなる。ちなみに、前記基準光量Ｐｏは設定光量Ｅ≦Ｐ＜Ｆに含まれている。
本実施例のフローでは、先ず、ＬＤユニット１０を駆動するＬＤ駆動部１１に画像の書き込みに用いるＬＤの光量Ｐの設定を行う（Ｓ７１）。設定光量は画像形成条件としての印刷モード、解像度等によって異なる設定値をとることから、画像形成動作前に行うことになる。
次に、上記で例示したようにプリンタ制御部１９内のメモリに記憶されている補正テーブルから、設定された光量Ｐに対する補正データを読み出し、書出し開始位置補正部１５に送り、セレクト部１５ｓにセットされる（Ｓ７２）。例えば、設定光量ＰがＧ≦Ｐ＜Ｈであった場合、書出し開始位置補正部１５では補正データ＋２、つまり／ＤＥＴＰ（＋２）がセレクト部１５ｓで選択され、同期検知信号／ＤＥＴＰを補正し主走査同期信号／ＤＤＥＴＰとして出力され、これにより、主走査方向の書出し開始位置が補正される（Ｓ７３）。補正された主走査同期信号／ＤＤＥＴＰにより生成されるクロックＶＣＬＫに同期して、入力される画像信号に応じてＬＤ１０を点灯制御し、画像形成動作を開始する（Ｓ７４）。
【００２１】
本実施例において、補正量の最小単位を小さくする（上記の例では、１／４ドット刻みであったが、それを１／８ドット刻みにする）ことにより補正精度が上がり、補正誤差が小さくなり、画像ずれが軽減される。ただし、補正のレンジ（上記の例では±１ドット）を変えないで補正の精度を上げるようにすると、書出し開始位置補正部１５の遅延部１５ｄ及び補正テーブルは、その分、回路要素及び補正テーブルにおいて可変要素が増加することになる。
ところで、上記実施例のカラー画像形成装置において、各色毎に補正を行うとしたが、基準色、例えば、ブラックを基準とするならば、ブラックの光量に対する他の色の光量差から書出し位置を補正しても良い。この場合、基準となるブラックについては、書出し位置を補正しないので、遅延部１５ｄ及び補正テーブルを設ける必要が無く、構成を簡素化することができ、補正が必要な対象色が少なくなるので、その分だけ色ずれが起こりにくくなる。なお、補正を施す色については、設定光量の代わりに、ブラックの設定光量に対する差を補正テーブルに用いることとなる。又、基準となるブラックは、光量が変化しても書出し位置を補正しないので、絶対位置がずれることになるが、絶対位置が数ドットずれても画像上問題はない。
さらに、主走査方向の画像書出し位置調整機構として、像担持体上に実際に調整用のパターンを形成して行う方法（特許第２６４２３５１号、参照）等の他の調整方法を併用する場合には、他の画像書出し位置調整を行った時の光量を基準光量Ｐｏとして、そこからの補正を上記の方式で行うようにしても良い。この場合には、他の画像書出し位置調整法により行った調整時の光量を基準に補正テーブルを生成することになる。補正テーブルのみによる方式では、経時変化等により絶対値のずれが生じることがあっても、例示した方法のように絶対値を調整できる方法と併用する場合には、絶対値のずれに対しても、これを補償することが可能になる。
【００２２】
「実施例２」
本実施例は、実施例１に示した画像書き出し制御部の書き出し補正部に更に改良を施したものである。本実施例は、画像形成条件として設定された発光源の光量値と画像書出し位置の可変量の補正テーブルを予め用意する方式によった上記実施例１と同様の方式によるが、本実施例では、回路規模を大きくすることなく、補正レンジを大きく取ることを可能にすることを意図し、書き出し補正部を画素ドット単位と画素ドット単位未満の２段階の調整とし、それぞれを補正テーブルに従って個別に調整する方式によるようにしたものである。
図９は、本実施例の画像形成装置における画像書き出し制御部及び光学ユニットを示し、図４に示したと同様の構成部分を示す。
図９において、図４と異なる部分は、画像書き出し制御部にあるので、光学ユニット２０の構成については、先の説明を参照することとする。
画像書き出し制御部は、主走査書き出し開始位置補正部を画素ドット単位と画素ドット単位未満の２段階の構成としている。即ち、主走査書き出し開始位置補正部（１）１５１、主走査書き出し開始位置補正部（２）１５２を、プリンタ制御部１９の制御下で、書込みクロック発生部１４、位相同期クロック発生部１３、同期検出用点灯制御部１２と関連動作するように構成する。ＬＤ駆動部１１は、実施例１と同様に、画像信号に基づきＬＤユニット１０の発光を制御する。
【００２３】
図９の画像書き出し制御部の補正動作を説明すると、ＬＤユニット１０から発する光ビームの走査により、センサ７から同期検知信号／ＤＥＴＰが出力され、主走査書出し開始位置補正部（２）１５２に送られ、同期検知信号／ＤＥＴＰを基に、先ず画素ドット単位未満の主走査方向の画像書出し開始位置の補正を行う。次に、主走査書出し開始位置補正部（２）１５２からの補正した主走査同期信号／ＤＤＥＴＰに、さらに主走査書出し開始位置補正部（１）１５１で画素ドット単位の補正を施し、ここで画像信号の取り込みタイミング（主走査方向の画像書き出しタイミング）を決定する信号／ＬＧＡＴＥを生成する、という基本的な操作により、主走査画像書出し開始位置を補正する。
図１０は、書出し開始位置補正部（２）１５２の実施例を示す。
実施例１と同様、遅延部１５２ｄとセレクト部１５２ｓで構成されているが、本実施例の場合、画素ドット単位未満をここで受け持つことになるので、１／４ドットの刻みをとると、／ＤＥＴＰ（０）、／ＤＥＴＰ（１）、／ＤＥＴＰ（２）、／ＤＥＴＰ（３）の４種類からプリンタ制御部１９からの補正データ(2)（後述、参照）により選択することになる。なお、実施例２では、実施例１と同じ精度（１／４ドット）を出すための可変要素を４種類で済ませることができる。
この場合の各補正データのタイミングチャートを図１１に示す。Ｔ１は実施例１と同様、１／４ドット相当の時間である。
実施例２における位相同期クロック発生部１３及び同期検出用点灯制御部１２の動作は基本的に実施例１のそれぞれの動作と変わりがないので、重複する説明はせずに、実施例１の説明を参照することとする。ただし、次段の書出し開始位置補正部（１）１５１に対して、画素ドット単位未満の補正後のタイミング信号として、書出し開始位置補正部（２）１５２から主走査同期信号／ＤＤＥＴＰと、位相同期クロック発生部１３からクロックＶＣＬＫを入力し、画素ドット単位の補正につなげるようにする。
【００２４】
次いで、書出し開始位置補正部（１）１５１の構成及びその動作を説明する。
図１２は、書出し開始位置補正部（１）１５１の実施例を示すブロック図である。
図１２に示すように、書出し開始位置補正部（１）１５１は、主走査ライン同期信号発生部１５１ｓと、主走査ゲート信号発生部１５１ｇを備える。主走査ライン同期信号発生部１５１ｓは、主走査ゲート信号発生部１５１ｇ内の主走査カウンタを動作させるための信号／ＬＳＹＮＣを生成し、主走査ゲート信号発生部１５１ｇは、画像信号の取り込みタイミング（主走査方向の画像書き出しタイミング）を決定する信号／ＬＧＡＴＥを生成する。
主走査ゲート信号発生部１５１ｇは、主走査ライン同期信号発生部１５１ｓからの／ＬＳＹＮＣと位相同期クロック発生部１３で発生させたクロックＶＣＬＫで動作する主走査カウンタ１５１ｃと、主走査カウンタ１５１ｃのカウント値とプリンタ制御部１９からの補正データ(1)（後述の補正テーブル、参照）を比較するコンパレータ１５１ｍと、コンパレータ１５１ｍの比較結果から／ＬＧＡＴＥを生成するゲート信号生成部１５１ｎを備える。
【００２５】
図１４は、書出し開始位置補正部（１）１５１の動作に係わる信号のタイミングチャートを示す。
図１４に示すように、主走査ライン同期信号発生部１５１ｓからの／ＬＳＹＮＣによって主走査カウンタ１５１ｃがリセットされた後、位相同期クロック発生部１３で発生させたクロックＶＣＬＫでカウントアップしていき、カウント値がプリンタ制御部１９によって画像形成条件に従って設定された補正データ(1)（画素単位の補正データであり、この場合、“X”が設定されている）になったところで、コンパレータ１５１ｍからその比較結果の信号が出力される。ゲート信号生成部１５１ｎは、コンパレータ１５１ｍから“X”に達した時に出力される信号を受けた時に、／ＬＧＡＴＥを“Ｌ”（有効）にする。／ＬＧＡＴＥは、主走査方向の画像幅分だけ“Ｌ”となる信号である。
このようにして、画素単位の周期を持つクロックＶＣＬＫのカウント値で補正データを設定することにより、画像信号の取り込みを制御する／ＬＧＡＴＥのタイミングを補正するので、本実施例の画像書き出し制御部（図９）の前段には、／ＬＧＡＴＥにより画像信号の出力タイミングが制御される手段が必要であり、例えば、図１３に示すラインメモリにより実現できる。
図１３に示すラインメモリは、例えば、フレームメモリ、スキャナ等の外部装置から取り込まれた画像データを、／ＬＧＡＴＥが“Ｌ”の区間だけクロックＶＣＬＫに同期して、出力するように構成されている。したがって、／ＬＧＡＴＥの“Ｌ”出力タイミングで送り込まれる画像信号によりＬＤ駆動部１１がＬＤの点灯を行う。
このように、プリンタ制御部１９によって設定される補正データ(1),(2)を変えることで、／ＬＧＡＴＥのタイミングが画素ドット単位と画素ドット単位未満の２段階の補正量により調整される。
【００２６】
実施例２における書出し開始位置の補正手順を含む画像形成動作のフローは、図７に示した実施例１のフローと基本的に変わりがない。
ただし、実施例２の場合、このフローに従い所期の補正を行うためには、予め、プリンタ制御部１９内のメモリに、以下に例示する補正テーブルが記憶されていることが必要である。

上記テーブルによると、可変要素が７、即ち、補正データ(1)に対して３要素（−１，０，＋１）、補正データ(2)に対して４要素（０，＋１，＋２，＋３）で、実施例１（実施例１では補正データ（−４，−３，−２，−１，０，＋１，＋２，＋３，＋４）に対する９要素を要する）と同じ補正精度を得ることが可能になる。また、補正レンジの拡大を図ることも可能になる。
本補正テーブルも図８に示した特性から求めることになり、図８の基準光量Ｐｏは設定光量Ｅ≦Ｐ＜Ｆに含まれている。
本実施例のフローでは、先ず、ＬＤユニット１０を駆動するＬＤ駆動部１１に画像の書き込みに用いるＬＤの光量Ｐの設定を行う（Ｓ７１）。設定光量は画像形成条件としての印刷モード、解像度等によって異なる設定値をとることから、画像形成動作前に行うことになる。
次に、上記で例示したようにプリンタ制御部１９内のメモリに記憶されている補正テーブルから、設定された光量Ｐに対する補正データ(1)、補正データ(2)を読み出し、補正データ(1)については書出し開始位置補正部(1)１５１に、補正データ(2)については書出し開始位置補正部(2)１５２に送りセットする（Ｓ７２）。例えば、設定光量ＰがＣ≦Ｐ＜Ｄであった場合、書出し開始位置補正部(1)１５１では、補正データ−１、つまり、主走査ゲート信号／ＬＧＡＴＥを１ＶＣＬＫ分だけ早めるように補正し、書出し開始位置補正部(2)１５２では、補正データ＋２、つまり／ＤＥＴＰ（＋２）が選択され、主走査同期信号／ＤＤＥＴＰとして出力される。これにより、−１＋（１／４×２）＝−１／２ドット、つまり、１／２ドット分だけ主走査方向の書出し開始位置が早くなる方向に補正される（Ｓ７３）。／ＬＧＡＴＥのタイミングが画素ドット単位と画素ドット単位未満の２段階の補正量により調整され、／ＬＧＡＴＥにより入力される画像信号に応じてＬＤ１０を点灯制御し、画像形成動作を開始する（Ｓ７４）。
この例でも、補正量の最小単位を小さくすることで、補正テーブルは増加するが、その分、補正精度、補正誤差が小さくなり、画像ずれが軽減される。
【００２７】
「実施例３」
本実施例は、実施例１又は２に示した画像書き出し制御部の書き出し補正部に更に改良を施したものである。実施例１又は２では、図８の設定光量データに対する同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミング変化を示す特性を唯一としていたが、実際は特性に装置間でバラツキがあったり（例えば、光学ユニットにおけるセンサへの入射光量のばらつき等により生じる）、バラツキが経時変化として生じることがある。図１５は、その１例として、設定光量データに対する同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミング変化が異なる２種類の特性を示す。
そこで、本実施例は、例えば、光学ユニットのばらつきに対応して補正テーブルを複数用意し、その中から最適なテーブルを選択して用いるようにするものである。選択の方法として、画像出力結果から補正テーブルを選択することで、より画像ずれの少ないテーブルを選択することにより、ずれを軽減し、画像品質を向上させることが可能になる。当然、事前に多くの補正テーブルを作成しておけばおくほど好ましい。
【００２８】
「実施例４」
本実施例は、実施例３に示した画像書き出し制御部の書き出し補正部に係わる改良をさらに施したものである。
本実施例は、実施例３で複数用意するとした補正テーブルの中から最適なテーブルを選択するための操作手段を設けるようにしたもので、ユーザーによりその選択操作ができるようにするものである。
図１６は、本実施例の画像形成装置における画像書き出し制御部及び光学ユニットを示す。図示のように、プリンタ制御部１９に対して画像形成条件等の各種の設定を行う操作パネル１６に、かかる補正テーブルを選択するための操作手段としての機能を備えるようにする。
操作パネル１６にこのような補正テーブルの選択操作機能を備え、プリンタ制御部１９に事前に用意された複数種類の補正テーブルの中から最適なテーブルを、操作パネル１６から選択できるようにすることで、利用時に画像ずれが生じていることに気づいたユーザーが、容易にズレを無くすための調整を行うことができ、最適な画像状態を保つことが可能になる。
【００２９】
「実施例５」
画像書き出し制御部にその特徴を有する本発明を適用した画像形成装置の他の実施例を示す。
実施例１では、光学ユニット及び画像形成部をカラーの構成色毎にそれぞれ個別に持つカラー画像形成装置に適用した例を示したが、本実施例では、光学ユニットにおいて、光偏向器としてのポリゴンミラーを単一とし、各色に共通に用いるようにした方式のカラー画像形成装置に適用するものである。
図１７は、１ポリゴンミラー・４ドラム方式の画像形成装置を示す。
図１８は、図１７の光学ユニット２０を上方から見た図を示す。
本実施例の光学ユニットは、１つのポリゴンミラー２２を用いて、ポリゴンミラー面の上方と下方で異なる色の光ビームを偏向走査させ（図１７に示す）、さらに、ポリゴンミラーを中心に対向振分走査させる（図１８に示す）ことで、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）からなる４色分の光ビームをそれぞれの感光体２９Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ上を走査させる。各色の光ビームは、ポリゴンミラー２２によって偏向し、ｆθレンズ２３ＢＫＣ，ＭＹを通り、第１ミラー２５１Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ、第２ミラー２５２Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫで折り返され、ＢＴＬ（Barrel Toroidal Lens：バレル・トロイダル・レンズ）２４Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ、を通り、第３ミラー２５３Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫで折り返され、感光体２９Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ上を走査する。なお、図１７に示す装置において、画像形成部は、基本的に図２，３に示したと同一の構成により実施し得る。
また、図１８に示すように、ＬＤユニット１０ＢＫ及びＬＤユニット１０Ｙからの光ビームは、それぞれＣＹＬ（シリンダレンズ）２１ＢＫ，Ｙを通り、反射ミラー２８ＢＫ，Ｙによってポリゴンミラー２２の下方面に入射し、ポリゴンミラー２２が回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズ２３ＢＫＣ，ＭＹを通り、第１ミラー２５１ＢＫ，Ｙによって折り返される。ＬＤユニット１０Ｃ及びＬＤユニット１０Ｍからの光ビームは、それぞれＣＹＬ（シリンダレンズ）２１Ｃ，Ｍを通り、ポリゴンミラー２２の上方面に入射し、ポリゴンミラー２２が回転することにより光ビームを偏向し、ｆθレンズ２３ＢＫＣ，ＭＹを通り、第１ミラー２５１Ｃ，Ｍによって折り返される。
【００３０】
主走査方向の画像書き出し位置より前方にＣＹＭ（シリンダミラー）８ＢＫＣ，ＭＹ、センサ７ＢＫＣ，ＭＹを備えており、ｆθレンズ２３ＢＫＣ，ＭＹを通った光ビームがＣＹＭ（シリンダミラー）８ＢＫＣ，ＭＹによって反射集光させて、センサ７ＢＫＣ，ＭＹに入射するような構成となっている。センサ７ＢＫＣ，ＭＹは、同期検知信号を検出するための同期検知センサである。
また、ＬＤユニット１０ＢＫからの光ビームとＬＤユニット１０Ｃからの光ビームでは、共通のＣＹＭ（シリンダミラー）８ＢＫＣ、並びにセンサ７ＢＫＣを使用している。ＬＤユニット１０ＹとＬＤユニット１０Ｍについても同様である。
上記のように、同じセンサに２つの光ビームが入射することになるので、ここでは、先ず、光学系により検知信号の分離をおこなう。即ち、同じセンサを用いる各光ビームのポリゴンミラー２２への入射角を異なるようにすることで、それぞれの光ビームがセンサに入射するタイミングを変え、各光ビームに対応する同期検知信号として検出できるようにしている。なお、この走査系によると、図１８に示すように、走査方向がＢＫとＣに対し、ＹとＭが逆向きになる。
光学系により各色の同期検知信号のタイミングを変えた後、画像の書き出し制御に用いる信号を各色に対応させて生成する。このため、検知信号の処理回路で、センサ出力からＢＫとＣの同期検知信号、ＭとＹの同期検知信号を分離する。これは、図４又は図９に示す装置を例にすると、画像書き込み制御部の例えば、書き出し開始位置補正部１５又は書き出し開始位置補正部(2)１５２で同期検知信号／ＤＥＴＰ＿ＢＫと／ＤＥＴＰ＿Ｃ、／ＤＥＴＰ＿Ｍと／ＤＥＴＰ＿Ｙを分離する回路を備えるようにする。分離した各色の同期検知信号を用いて書き出し制御を行う制御部は、各色毎に図４又は図９に示したと同様の回路構成により実施することができる。
なお、図１７，１８の装置において、各色毎に別々の同期検知センサに入射するような構成としてもよく、そうした場合、図４又は図９と同一の画像書き込み制御部を備えることになる。
【００３１】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明に対応する効果
画像形成条件として設定された発光源の光量に対応して予め定めた量に従って、書き出し開始位置を調整するにあたり、画素ドット単位と画素ドット単位未満の２段階で個別に調整可能としたことにより、回路規模を大きくすることなく、調整レンジを大きく取ることができ、さらに、画像データの取り込みタイミングの制御によれば、かかる調整を簡単で確実な手段により実現することができる。
（２）請求項２の発明に対応する効果
上記（１）の効果に加えて、カラー画像の形成、或いは複数ビームによるモノクロ画像の形成において、各ビームの画像書き出し位置を所定の位置に調整することにより画像ズレ（色ズレ）の発生が低減され、画質の向上を図ることが可能になる。
（３）請求項３の発明に対応する効果
上記（１）の効果に加えて、カラー画像の形成、或いは複数ビームによるモノクロ画像の形成において、ビームの画像書き出し位置を基準ビームの位置と整合させることにより画像ズレ（色ズレ）の発生を無くし、画質の向上を図ることが可能になり、基準ビームに対するデータを必要としない分、構成を簡素化することができ、補正が必要な対象色が少なくなるので、その分だけ色ずれが起こり難くなる。
（４）請求項４の発明に対応する効果
上記（１）〜（３）の効果に加えて、予め用意された調整データが経時変化等によりずれが生じるような場合でも、画像担持体上へ実際に画像形成を行う調整方法と併用する場合には、絶対値のずれに対する補償をすることが可能になる。
（５）請求項５〜７の発明に対応する効果
上記（１）〜（４）の効果に加えて、予め用意された調整データを変更可能にしたことにより、光学ユニットにおけるセンサへの入射光量のバラツキ等により装置間に起きる特性のバラツキにより不適合を生じた場合でも、複数種のテーブルとして用意した中から適当なテーブルを選択するといった方法により、調整データを変更し、最適な状態を保つことが可能になる。また、調整量の変更を操作入力により行うことを可能にしたことにより、利用時に画像ずれが生じていることに気づいたユーザーが、容易にズレを無くすための調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用する４ドラム方式のカラー画像形成装置の１例を示す。
【図２】 図１に示す光書き込み装置を備えた画像形成装置の一例を示す概略構成図を示す。
【図３】 図２に示した画像形成装置における１色分の光学ユニット及び画像形成部を示す。
【図４】 図２に示した画像形成装置に装備する画像書き出し制御部及び光学ユニットを示す。
【図５】 図４に示した画像書き出し制御部の書出し開始位置補正部の実施例を示す。
【図６】 書出し開始位置の補正に用いる各補正データのタイミングチャートを示す。
【図７】 書出し開始位置に補正を施す手順を含む画像形成動作のフローチャートを示す。
【図８】 設定光量データに対する同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミング変化の１例を示す図である。
【図９】 画像形成装置に装備する画像書き出し制御部及び光学ユニットの他の実施例を示す。
【図１０】 図９に示した画像書き出し制御部の書出し開始位置補正部(2)の実施例を示す。
【図１１】 図１０の書出し開始位置補正部に用いる各補正データのタイミングチャートを示す。
【図１２】 図９に示した画像書き出し制御部の書出し開始位置補正部(1)の実施例を示す。
【図１３】 図９に示した画像書き出し制御部の前段に備えるラインメモリを示す。
【図１４】 書出し開始位置補正部（１）の動作に係わる信号のタイミングチャートを示す。
【図１５】 設定光量データに対する同期検知信号／ＤＥＴＰのタイミング変化の２種類の特性を示す。
【図１６】 画像形成装置に装備する画像書き出し制御部及び光学ユニットの他の実施例を示す。
【図１７】 本発明を適用する１ポリゴンミラー・４ドラム方式のカラー画像形成装置の他の例を示す。
【図１８】 図１７に示した画像形成装置の光学ユニットを上方から見た図を示す。
【符号の説明】
７…同期検知センサ、 １０…ＬＤユニット、
１５…書出し開始位置補正部、 １５ｄ，１５２ｄ…遅延部、
１５ｓ，１５２ｓ…セレクト部、 １５１…書出し開始位置補正部(1)、
１５１ｇ…主走査ゲート信号発生部、
１５２…書出し開始位置補正部(2)、 １６…操作パネル、
１７…ラインメモリ、 １９…プリンタ制御部、
２０…光学ユニット、 ２２…光偏向器（ポリゴンミラー）、
２９…感光体。

Claims (7)

1. 設定光量に従い発光量が可変な発光源を画像データに応じて点灯制御し、該発光源が発する光ビームにより像担持体をライン走査することにより画像を書き出す画像書き出し手段と、像担持体に対し所定の配置をとって走査ライン上で前記光ビームを検出し同期検出信号を出力する光ビーム検出手段と、前記光ビーム検出手段の同期検出信号に対し前記発光源の設定光量に対応して予め定められた量の調整を施し、調整された同期検出信号に基づいて画像の書き出しを開始するタイミング信号を定め、該タイミング信号によって書き出しを制御する書き出し制御手段を備えた画像形成装置であって、
   前記書き出し制御手段は、前記光ビーム検出手段の同期検出信号のタイミングを１ドット未満の単位で補正する第１の補正部と、前記第１の補正部によって補正された信号のタイミングを１ドット単位で補正する第２の補正部により前記光ビーム検出手段の同期検出信号に調整を施し、第１の補正部からの出力によって前記発光源の点灯タイミングを定める信号を生成するとともに、第２の補正部からの出力によって画像の書き出しに用いる画像データの取り込みタイミングを定める信号を生成することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載された画像形成装置において、
   前記画像書き出し手段が複数光ビームにより１画像を書き出す手段であり、前記書き出し制御手段を光ビーム毎に備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載された画像形成装置において、
   前記画像書き出し手段が複数光ビームにより１画像を書き出す手段であり、前記書き出し制御手段は、基準に定めた光ビームの発光源の光量に対する差によって、他の光ビームの前記光ビーム検出手段の同期検出信号に調整を施すことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された画像形成装置において、
   前記書き出し制御手段は、画像担持体上へ画像形成を実行し、主走査書き出し位置を調整した時に設定した光ビームの発光源の光量に対する差によって、前記光ビーム検出手段の同期検出信号に調整を施すことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載された画像形成装置において、
   前記光ビーム検出手段の同期検出信号に調整を施す際に用いる、前記発光源の設定光量に対応して予め定められた量を変更可能にしたことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載された画像形成装置において、
   前記発光源の設定光量に対応して予め定められた量を記載した複数種のテーブルを用意し、複数種の中から選択したテーブルを用いることにより、前記発光源の設定光量に対応して予め定められた量を変更可能にしたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５又は６に記載された画像形成装置において、
   前記発光源の設定光量に対応して予め定められた量の変更を操作入力により行うことを特徴とする画像形成装置。

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