JP4988261B2

JP4988261B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4988261B2
Application number: JP2006191879A
Authority: JP
Inventors: 道大小布施
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2026-07-12
Also published as: CN100478797C; CN1912761A; JP2007045148A; US7379084B2; US7697021B2; US20070035608A1; US20080218579A1

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、複数本のレーザ光を用いて感光体を露光して画像を形成するマルチビーム型の画像形成装置に関する。

従来、複数本のレーザ光を用いて感光体を露光し、画像を形成する装置の一例として、回転多面鏡（以下、ポリゴンミラーと称す）を用いたマルチビーム型の画像形成装置がある。これは、ポリゴンミラーを使用し同時に複数本のレーザ光を発生して感光体ドラムを露光走査するものである。カラー画像を形成する場合には、所定の間隔で配置した複数個の感光体を各レーザ光で露光し、現像した後、搬送ベルトを介して送られてくる用紙に重ね転写してカラー画像を記録するようにしている。

このように複数本のレーザ光を用いてカラー画像を形成する場合、露光走査の同期をとる必要があり、この同期性がずれると、画像歪や色ずれを生じてしまう。このため、ポリゴンミラーによるレーザ走査の先頭部分にＢＤ（Beam Detector）センサを配置して、走査の開始基準となる同期用の信号（ＢＤ信号）を得て、このＢＤ信号を基準にして、各色毎にレーザ光の書き込み開始タイミングを決めている。

しかしながら、実際には光学系を構成する光学素子の位置ずれ、ポリゴンミラー部分の温度上昇等による回転体構成部品の微振動に基づく回転バランスの変化などにより、ＢＤセンサによる検出タイミングが変動し、精度よく検出することが難しい状況にあった。例えば第１のレーザ光によるＢＤ信号を基準に考えると、第２のレーザ光によるＢＤ信号の位相が前後方向にずれた場合、各色のレーザ光の書き込み開始もタイミングがずれてしまい、色ずれを生じてしまう。場合によっては、各色の感光体走査の開始位置が１ライン近くずれることがあった。

特許文献１には、複数のレーザビームを使用した画像形成装置において、画像露光の開始ずれを防止する例が開示されている。この特許文献１では、複数のレーザビームの各ライン走査の基準点をそれぞれ同期センサで検出して、各レーザビームに対応した同期信号を発生し、各同期信号に基づいて画像露光の開始タイミングを定めるようにした画像形成装置が記載されている。そして、各同期信号の中から基準となる同期信号を定め、その基準同期信号と発生タイミングが近い別の同期信号を遅延手段で遅延して複数の同期信号間のずれを広げて、画像露光の開始タイミングを定めるようにしている。

この例では、基準となる同期信号に対し、発生タイミングが近い別の同期信号を定める必要があり、かつ遅延により同期信号間のずれを広げるため色ずれが生じることがあった。

また、特許文献２には、複数のレーザビームを使用した画像形成装置において、水平同期信号（ＢＤ信号）の生成時に第１のレーザビームによるＢＤ信号を基準として定め、それとは別のレーザビームによるＢＤ信号との位相差を予め実測し、その実測した位相差に応じて画像の書き込みタイミングを決定するようにした例が開示されている。

この例では、位相差を予め実測する作業が必要であるし、位相差が予測値と必ずしも一致するとは限らず、光学系を構成する光学素子の位置ずれ、温度変化やポリゴンミラーの機械的に微振動等により、位相差が変化することがあり、色ずれを生じることがあった。
特開２００４−９８４４９号公報特開２００４−９８２９９号公報

従来の画像形成装置では、複数本のレーザ光を用いて感光体を露光する場合、第１，第２のレーザ光によるＢＤ信号の位相が前後方向にずれた場合、各色のレーザ光の書き込み開始もタイミングがずれてしまい、色ずれを生じてしまう。また、特許文献１，２の例であっても色ずれを生じる可能性があり、さらなる改善が求められている。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、感光体へのレーザ光の書込開始のずれを極力抑え画像の劣化を防ぐ画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の画像形成装置は、複数のレーザビームをそれぞれ異なる色の画像データに基いて制御し、感光体を露光走査して画像を形成する画像形成装置であって、回転多面鏡に対してそれぞれ異なる方向からレーザビームを照射する第１、第２のレーザ光源部と、前記第１、第２のレーザ光源部からのレーザビームを前記回転多面鏡でそれぞれ異なる光軸方向に反射し、レーザビームを所定の偏向角で主走査する第１、第２の光走査部と、前記第１の光走査部の走査方向の入射端部に配置され、前記第１のレーザビームを受光して走査の開始を検出する第１のビーム検出器と、前記第２の光走査部の走査方向の入射端部に配置され、前記第２のレーザビームを受光して走査の開始を前記第１のビーム検出器よりも先行して検出する第２のビーム検出器と、前記第１のビーム検出器の検出結果を利用して、第１，第２の画像データのサンプリング開始タイミングを共通に設定し、前記第１，第２のビーム検出器のそれぞれの検出結果に基いて前記第１，第２の画像データをメモリに書き込み、メモリから読み出した画像データを基に前記第１，第２のレーザ光源部を制御するレーザ制御部と、からなることを特徴とする。

本発明によれば、ポリゴンミラーを使用して同時に複数本のレーザ光を発生して感光体ドラムを露光走査する場合、感光体へのレーザビームの書込におけるいわゆるラインずれを抑え画像の劣化を防ぐ画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態の画像形成装置の光学系の構成を示す平面図であり、図２は、図１の光学系を概略的に示す斜視図、図３は上記した光学系を応用したタンデム（tandem）方式のカラー画像形成装置の内部構成を概略的に示した図である。

尚、本発明の実施形態における画像形成装置は、複写機やプリンタ、ファクシミリ装置、及びこれらの機能を複合したいわゆる多機能複合機（ＭＦＰ；Multi-Function Peripheral）に適用可能である。

図１において１０は、ポリゴンミラー１１を中心にした光走査装置を示すもので、ポリゴンミラー１１は、上下２段で構成され、図では回転軸１１ａを中心に反時計方向に回転するものとして示し、図２から分かるように、上段のミラー１１１と、下段のミラー１１２とが一体になっている。

このポリゴンミラー１１には、ポリゴンミラー１１の回転軸１１ａを含む面に対してほぼ対称的に配置された第１、第２の光入射経路を介してレーザビームが投射される。即ち、レーザ光源１２Ｋ、１２Ｃからのレーザビームがビームスプリッタ１３Ｌを介してポリゴンミラー１１に投射され、これとは対称的にレーザ光源１２Ｙ、１２Ｍからのレーザビームがビームスプリッタ１３Ｒを介してポリゴンミラー１１に投射される。

レーザ光源１２Ｃからのレーザビームと、レーザ光源１２Ｋからのレーザビームとは、ビームスプリッタ１３Ｌから平行に出射し、同様にレーザ光源１２Ｍからのレーザビームと、レーザ光源１２Ｙからのレーザビームとは、ビームスプリッタ１３Ｒから平行に出射する。

各レーザ光源からのレーザビームは、それぞれポリゴンミラー１１の回転軸１１ａを含む面に対して対称的な光路を経由して入射し、ポリゴンミラー１１によって反射され、レーザ光源１２Ｋ、１２Ｃからのレーザビームは、第１のｆθレンズ１４Ｌ及び第２のｆθレンズ１５Ｌを通って走査速度が補正されて、反射ミラー１６Ｌに入り、折り返される。又、レーザ光源１２Ｙ、１２Ｍからのレーザビームは、第１のｆθレンズ１４Ｒ及び第２のｆθレンズ１５Ｒを通り、反射ミラー１６Ｒによって折り返される。

ここで、レーザ光源１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、その出力光がそれぞれＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の画像データで変調されたレーザビームを投射するものである。図２で示すように、４本のレーザビームの内、例えば、２本のレーザビーム（Ｃ，Ｍ）をポリゴンミラー１１の上段１１１に投射し、他の２本のレーザビーム（Ｋ，Ｙ）を下段１１２に投射し、一方の入射経路を介して投射されるレーザビーム（Ｋ，Ｃ）を第１組とし、他方の入射経路を介して投射されるレーザビーム（Ｙ，Ｍ）を第２組とすると、第１組と第２組のビームは、ポリゴンミラー１１によってほぼ対称的な方向に反射される。ポリゴンミラー１１の回転により、第１組、第２組のレーザビームは、それぞれ図1の点線Ａ，Ｂで示す方向に走査される。

図２で示すように、第１のｆθレンズ１４Ｌ，１４Ｒ、第２のｆθレンズ１５Ｌ，１５Ｒ、及び反射ミラー１６Ｌ，１６Ｒも、上段と下段の２段構成になっており、レーザ光源Ｃ，Ｍから出力されたレーザビームは上段側の経路を通り、レーザ光源Ｋ，Ｙから出力されたレーザビームは下段側の経路を通るようになっている。

また、反射ミラー１６Ｌ，１６Ｒによって折り返されたレーザビームは、図示しない光学系（反射ミラー等）を介して、それぞれＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙ用の感光体ドラムを露光することになる（後述）。

さらに、反射ミラー１６Ｌ，１６Ｒの走査開始端の近傍であって、オーバースキャン領域（露光には寄与しない領域）には、各組の２本のレーザビーム（Ｋ，Ｃ及びＹ，Ｍ）を検出するためのビーム検出器（Beam Detector）１７Ｌ，１７Ｒが設けられている。ビーム検出器１７Ｌは、反射ミラー１８Ｌと光センサ１９Ｌとで構成され、同様にビーム検出器１７Ｒは、反射ミラー１８Ｒと光センサ１９Ｒとで構成されている。

ビーム検出器１７Ｌ，１７Ｒからの検出信号（ＢＤ信号）を利用してレーザビーム（レーザビーム）の主走査方向の同期をとるための同期信号を生成することができる。ここで、光センサ１９Ｌおよび光センサ１９Ｒは、それぞれレーザビームＫ，ＣおよびレーザビームＹ，Ｍを独立に検出するために、光学的および電気的にアイソレートされたそれぞれ２つの光検出デバイスを有する。

図１で示すように、光走査装置１０は、基本的に、ポリゴンミラー１１の回転軸１１ａを含む面に対して対称に構成されており、さらにビーム検出器１７Ｌと反射ミラー１６Ｌとの間隔をＬ１、ビーム検出器１７Ｒと反射ミラー１６Ｒとの間隔をＬ２としたとき、Ｌ１＜Ｌ２になるようにしている。

ここで、Ｌ１＝Ｌ２とした場合には、製造誤差などを含まなければ、ポリゴンミラー１１が回転したとき、レーザビームは反射ミラー１８Ｌと同時に反射ミラー１８Ｒに入射し、ビーム検出器１７Ｌによる検出とビーム検出器１７Ｒによる検出が同時に行われるものとする。

前記のようにＬ１＜Ｌ２とすることにより、ポリゴンミラー１１が回転したとき、レーザビームは反射ミラー１８Ｌよりも先に反射ミラー１８Ｒに入射することになり、ビーム検出器１７Ｌによる検出よりも検出器１７Ｒでの検出の方が常に先行することになる。即ち、走査光学系を左右対称に配置したとき、光センサ１９Ｌと１９Ｒは対称位置から少しずらし、光センサ１９Ｌがレーザビームを受光するよりも先に、光センサ１９Ｒがレーザビームを先行して受光するようにしている。

Ｌ２とＬ１との差は、製造時における走査光学系を構成する光学素子の固定位置のずれ、温度等の環境条件の変化に基づく前記光学素子の位置変動、ポリゴンミラー部分の温度上昇等による微振動に基づく回転バランスの変化などを考慮し、ビーム検出器１７Ｌによる検出よりも検出器１７Ｒでの検出の方が常に先行するように定める。

尚、ビーム検出器１７Ｌ，１７Ｒを設ける位置は、図示した例に限らず、例えばｆθレンズ１５Ｌ，１５Ｒの走査開始端の近傍に配置しても良い。但しこの場合も、ビーム検出器１７Ｒでの検出が先行するように配置する。このように、ビーム検出器１７Ｒでの検出の方を先行させる理由は、後述の回路動作にて説明する。

尚、図示した例では、ビームスプリッタ１３Ｌ，１３Ｒを用いて２つのレーザビームを平行に出力する例を述べたが、ビームスプリッタの代わりに反射ミラー等の光学系を利用しても良い。

図３は、反射ミラー１６Ｌ，１６Ｒにて折り返されたレーザビームを利用したタンデム方式のカラー画像形成装置２０の内部構成を概略的に示したものである。画像形成装置２０は、Ｋ（黒），Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンダ），Ｙ（イエロー）の各色の画像を形成するため、４組の像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙが、転写紙の移動方向Ｘに沿って配置されている。これら像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙは、それぞれ、感光体ドラム２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙを有し、感光体ドラム２２Ｋ，２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙは、その回転軸が主走査方向と平行になるように配置され、且つ、転写紙の移動方向Ｘ（副走査方向）に所定ピッチ間隔を置いて一列に配置されている。

像形成ユニット２１Ｋ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｙは、それぞれ同様の構成であり、像形成ユニット２１Ｋを代表に説明すると、感光体ドラム２２Ｋの周囲に配置された帯電器２３Ｋ，現像器２４Ｋ、転写器２５Ｋ等から構成されている。像形成ユニット２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｙも同様に帯電器、現像器、転写器等を有している。搬送ベルト２６は、駆動ローラ２７と従動ローラ２８間に架設されており、図示の矢印Ｘ方向（副走査方向）に回転駆動され、搬送ベルト２６の下部には、給紙カセット２９，３０が備えられている。

転写紙は、初めに像形成ユニット２１Ｙに搬送され、ここでイエローの画像形成が行われる。感光体ドラム２２Ｙの表面は、帯電器で一様に帯電された後、イエローの画像データによって変調されるレーザ光源１２Ｙから出力されるレーザビームで露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム２２Ｙ上に形成された静電潜像は、現像器で現像され、感光体ドラム２２Ｙ上にイエローのトナー像を形成する。トナー像は、感光体ドラム２２Ｙと搬送ベルト２６上の転写紙と接する位置（転写位置）で転写器によって転写され、転写紙上にイエローの画像を形成する。転写が終わった感光体ドラム２２Ｙは、ドラム表面に残った不要なトナーをクリーニングして、次の画像形成に備えることとなる。

こうして、像形成ユニット２１Ｙでイエローの画像が転写された転写紙は、搬送ベルト２６によって次の像形成ユニット２１Ｍに搬送される。以下同様にしてマゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が重ねて転写され、カラー画像が形成された転写紙は、搬送ベルト２６から剥離され、排紙される。

また、画像形成装置２０には、レーザ走査によるレーザ露光ユニット３１が設けられている。レーザ露光ユニット３１は、図１，図２で述べた光走査装置１０を備え、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のレーザビームをそれぞれ感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの表面に主走査方向に走査しながら照射する。

又、画像形成装置２０には、カラースキャナ部３２が設けられている。カラースキャナ部３２の上部には透明な原稿台３３を有し、カラースキャナ部３２は、この原稿台３３に載置された原稿のカラー画像をイメージセンサ等を利用して読み取り、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三原色に応じた電気信号に変換する。

このＲ，Ｇ，Ｂ信号は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンダ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の色信号に変換されて、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各色の画像データが生成される。そして各色の画像データに基づいて前記レーザ露光ユニット３１のレーザ光源を制御するようにしている。

また、給紙カセット２９，３０から搬送される用紙の給紙状態を検出するため、従動ローラ２８の近くには。フォトセンサ３４が設けられており、給紙の開始を検出するようにしている。フォトセンサ３４は、図示した位置に限らず、給紙の開始を検出できる位置であれば良い。

尚、前記レーザ露光ユニット３１のレーザ光源は、前記カラースキャナ部３２で得た画像データ以外に、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等で作成した画像データによっても制御可能である。

次に、本発明の一実施形態による画像形成装置における画像処理部の構成について説明する。

図４は、画像処理部４０の構成を示すブロック図である。画像処理部４０は、画像データを読み取る読取装置４１と、画像データ処理部４２、ページメモリコントローラ４３Ｌ，４３Ｒと、レーザ制御装置４４Ｌ，４４Ｒを有する。

ここで、ページメモリコントローラ４３Ｌ、レーザ制御装置４４Ｌは、例えば、シアン（Ｃ）またはブラック（Ｋ）用の装置であり、ページメモリコントローラ４３Ｒ、レーザ制御装置４４Ｒは、例えば、マゼンダ（Ｍ）またはイエロー（Ｙ）用の装置である。説明を簡潔にするため、以後の説明においてはページメモリコントローラ４３Ｌ、レーザ制御装置４４ＬはＣまたはＫ用の装置として説明し、ページメモリコントローラ４３Ｒ、レーザ制御装置４４ＲはＭまたはＹ用の装置として説明する。

読取装置４１からの画像データはインターフェース（Ｉ／Ｆ）４６を介してバスライン４０１に供給され、このバスライン４０１にはコントローラ（ＣＰＵ）４７、画像メモリ４８が接続され、さらにＰＣ４９等で作成された画像データがＬＡＮ及びＩ／Ｆ５０を介してバスライン４０１に供給される。

また、レーザ制御装置４４Ｌ，４４Ｒは、レーザ光源６１Ｌ，６１Ｒを制御するものであり、前記ビーム検出器１７Ｌ，１７Ｒの光センサ１９Ｌ、１９Ｒから検出信号（ＢＤ信号）が入力されている。

前記読取装置４１は、例えば前記カラースキャナ部３２で構成され、原稿の画像をＣＣＤ等で光電変換してＲＧＢ画像データを出力し、画像メモリ４８に圧縮処理して格納する。画像データ処理部４２は、画像メモリ４８に格納された画像データをプリントアウトする際に、伸張処理を行い、ＲＧＢ画像データをＹＭＣＫの信号に色空間変換し、かつガンマ補正、階調補正等の画質補正を行い、各色の画像データをページメモリコントローラ４３Ｌ，４３Ｒに転送する。

図４に示したブロック図では、例えば、Ｃ（シアン）の画像データがページメモリコントローラ４３Ｌに、Ｍ（マゼンタ）の画像データがページメモリコントローラ４３Ｒに出力されるか、或いはＫ（ブラック）の画像データがページメモリコントローラ４３Ｌに、Ｙ（イエロー）の画像データがページメモリコントローラ４３Ｒに出力される。尚、画像データを画像メモリ４８に格納する際に圧縮処理を行うのは、メモリを有効活用するためであり、読み出した後に伸張処理を行うようにしている。

ページメモリコントローラ４３Ｌ，４３Ｒに転送された画像データは、それぞれレーザ制御装置４４Ｌ，４４Ｒによってパルス幅変調され、それぞれレーザ光源６１Ｌ，６１Ｒに出力され、レーザの制御を行う。レーザ光源６１Ｌは、例えば図１，図２のレーザ光源１２Ｃまたは１２Ｋに対応するものであり、レーザ光源６１Ｒは、レーザ光源１２Ｍまたは１２Ｙに対応する。

各レーザ光源からのレーザビームは、図１，図２の光学系を介して図３の像形成ユニット２１Ｃ，２１Ｍまたは２１Ｋ，２１Ｙの感光体ドラム２２を照射することになる。前記ページメモリコントローラ４３Ｌ，４３Ｒは、光センサ１９Ｌからの検出信号ＢＤ（Ｌ）を基に、画像データ処理部４２から、ページ単位で画像データをレーザ制御装置４４Ｌ，４４Ｒに読み出す。すなわち、ページメモリコントローラ４３Ｌ，４３Ｒは、検出信号ＢＤ（Ｌ）を基に生成した同期信号（H sync）及び、給紙の開始を検出するフォトセンサ３４の出力を基にイネーブル信号を生成し、レーザ制御装置４４Ｌ，４４Ｒへ画像データの転送を行う。

図５は、レーザ制御装置４４Ｌ，４４Ｒの具体的な構成例を示すものである。レーザ制御装置４４Ｌは、ラインバッファメモリ５１Ｌと、ラインバッファメモリ５１Ｌへのデータの転送を制御するメモリコントローラ５２Ｌと、光センサ１９Ｌからの検出信号ＢＤ（Ｌ）が入力されるパルス幅整形回路５３Ｌと、ラインバッファメモリ５１Ｌから読み出されたデータをパルス幅変調するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）回路５４Ｌを備えている。尚、図５の説明では、Ｃ(シアン)とＫ（ブラック）のレーザビームをセンサ１９Ｌで検出し、Ｍ（マゼンタ)とＹ（イエロー）のレーザビームをセンサ１９Ｒで検出するものする。

光センサ１９Ｌによって検出されたＢＤ（Ｌ）信号はパルス幅整形回路５３Ｌに入力され、所定のパルス幅の波形に整形され、タイミングをレーザ制御装置４４Ｌに合わせた同期信号 H sync (L) に変換される。ここで、この同期信号 H sync (L) のタイミングをレーザ制御装置４４Ｌに合わせるため、パルス幅整形回路５３Ｌにはレーザ制御装置４４Ｌの主要部で用いられるパルスクロック（P clock）が入力される。

次に、フリップフロップ５７Ｌに前記同期信号 H sync (L) とメインクロック信号（m Clock）が入力される。ここで、メインクロック信号（m Clock）はページメモリコントローラ４３Ｌおよび４３Ｒで用いられるクロックであり、メインクロック信号（m Clock）によってタイミングを取り直された同期信号 H sync (L) はページメモリコントローラ４３Ｌおよびページメモリコントローラ４３Ｒに入力される。同期信号 H sync (L) がページメモリコントローラ４３Ｌのみならずページメモリコントローラ４３Ｒにも入力されている点に注意すべきである
ページメモリコントローラ４３Ｌ、４３Ｒに同期信号H sync (L) が送られると、画像データ処理部４２からの画像データの送信が可能になり、同期信号H sync (L) の入力に応答してイネーブル信号（DATA Enable）が生成され、メモリコントローラ５２Ｌにページ単位で画像が読み込まれる。前述したように、ページメモリコントローラ４３Ｌ、４３Ｒは、共通のメインクロック信号（m Clock）によって動作し、フリップフロップ５７Ｌで生成した同期信号H sync (L) と同期している。

また、前述したように、レーザ制御装置４４Ｌの主要部は、パルスクロック（P Clock）で動作し、メモリコントローラ５２Ｌ及びＰＷＭ回路５４Ｌには、それぞれパルスクロック信号（P Clock）が供給される。また、レーザ制御装置４４Ｌには、例えば、Ｃ（シアン）の画像データ（DATA C）がページメモリコントローラ４３Ｌから転送される。

ページメモリコントローラ４３Ｌからレーザ制御装置４４Ｌに入力されるイネーブル信号（DATA Enable）は、例えば画像データ転送が不可能なときにHighレベルとなり、画像データ転送が可能なときはLowレベルになる。メモリコントローラ５２Ｌは、画像データ転送可能を示す Low のイネーブル信号を受けて、Ｃ画像データの１ページ分のパラレルデータを１ラインごとにサンプリングして読み込む。メモリコントローラ５２Ｌは、読み込んだ画像データをシリアルデータに変換し、１ライン分のデータをラインバッファメモリ５１Ｌに書込む。

メモリコントローラ５２Ｌは、さらに、H sync (L) を基準とする所定のタイミングでラインバッファメモリ５１Ｌの画像データを順次読み出して、ＰＷＭ回路５４Ｌに転送する。

ラインバッファメモリ５１Ｌへの書込みは、同期信号H sync (L) に同期する L sampling信号に応じて行わる。

尚、１ページ分の色画像データの転送期間は、前記フォトセンサ３４（図３）から得られる給紙開始信号を基準にして定められる。１ページ分の色画像データの転送期間は、Ｃ画像の露光期間に相当する。

ＰＷＭ回路５４Ｌは、画像データのレベルに応じてパルス幅変調を行い、Ｃ（シアン）用のレーザ光源６１Ｌにレーザ制御信号を供給する。ＰＷＭ回路５４Ｌは、パルスクロック（Ｐclock）によって動作し、そのパルスクロックの周期内で画素のＣの値に応じてパルス幅が変化する信号を出力する。

一方、レーザ制御装置４４Ｒも同様の構成を有し、ラインバッファメモリ５１Ｒと、メモリコントローラ５２Ｒと、光センサ１９Ｒからの検出信号ＢＤ（Ｒ）が入力されるパルス幅整形回路５３Ｒと、ＰＷＭ回路５４Ｒを備えている。

パルス幅整形回路５３Ｒは、光センサ１９Ｒからの検出信号ＢＤ（Ｒ）とパルスクロック信号（P clock）が入力されており、ＢＤ（Ｒ）信号が入力されたときの最初のクロック信号の発生タイミングに合わせて所定のパルス幅の波形に整形された同期信号H sync (R) を生成する。以上の点は前記レーザ制御装置４４Ｌと同じである。ただし、レーザ制御装置４４Ｒは、以下の点で前記レーザ制御装置４４Ｌと異なる。

図１，図２で説明したように、光センサ１９Ｒによる検出信号ＢＤ（Ｒ）は、光センサ１９Ｌによる検出信号ＢＤ（Ｌ）よりも先行して発生するように設定している。したがって、検出信号ＢＤ（Ｒ）に基いて作成された同期信号H sync (R) は、同期信号H sync (Ｌ) よりも位相が進相している。

又、ページメモリコントローラ４３Ｒには、前記レーザ制御装置４４Ｌで生成された同期信号H sync (L) が基準の同期信号として入力され、それによって画像データ処理装置４２から、例えば、Ｍ（マゼンタ）の画像データの送信が可能になり、ページメモリコントローラ４３Ｒからイネーブル信号（DATA Enable）がレーザ制御装置４４Ｒのメモリコントローラ５２Ｒに供給される。また、メモリコントローラ５２Ｒには、パルスクロック信号（P Clock）が供給されるとともに、例えば、Ｍの画像データ（DATA M）が読み込まれる。

レーザ制御装置４４Ｒのメモリコントローラ５２Ｒは、ページメモリコントローラ４３Ｒから作像指示レベル(Low)のイネーブル信号を受けて、Ｍの画像データの１ページ分のパラレルデータをサンプリングして読み込み、シリアルデータに変換し、１ライン分のデータをラインバッファメモリ５１Ｒに書込む。メモリコントローラ５２Ｒは、これと並行して、H sync (R) を基準とする所定のタイミングでラインバッファメモリ５１Ｒの画像データを順次読み出して、ＰＷＭ回路５４Ｒに転送する。ラインバッファメモリ５１Ｒへの書込みは、同期信号H sync (R) に同期する R sampling信号に応じて行わる。

レーザ制御装置４４Ｒへの１ページ分のＭ画像データの書き込み期間は、レーザ制御装置４４Ｌへの１ページ分のＣ画像データの書き込みと同じ期間であるが、タイミングは異なる。１ページ分の色画像データの転送期間は、Ｍ画像の露光期間に相当する。

尚、Ｋ（ブラック）の画像データの処理は、ページメモリコントローラ４３Ｌとレーザ制御装置４４Ｌと同様の回路を用い、Ｙ（イエロー）の画像データの処理は、ページメモリコントローラ４３Ｒとレーザ制御装置４４Ｒと同様の回路を用いる。

次に図６を参照して、図５に示した本発明の一実施形態による画像形成装置の動作を説明する。尚、図６におけるロジック信号は Low で active である。

図６（ａ）に示す波形は、光センサ１９Ｌからの検出信号ＢＤ（Ｌ）を基にして生成された同期信号H sync (L) を示し、同図（ｂ）に示す波形はページメモリコントローラ４３Ｌから出力されメモリコントローラ５２Ｌに入力されるイネーブル信号（DATA Enable）を示している。また、図６（ｃ）はレーザ制御装置４４Ｌにおけるメモリコントローラ５２が画像データを読み込むサンプリング期間L samplingを示している。
一方、図６（ｄ）は、レーザ制御装置４４Ｒにおいて、センサ１９Ｒからの検出信号ＢＤ（Ｒ）を基にして得た同期信号H sync (R) を示し、図６（ｅ）はレーザ制御装置４４Ｒにおけるメモリコントローラ５２Ｒが画像データを読み込むサンプリング期間R samplingを示している。

図６（ｂ）で示すように、メモリコントローラ４３Ｌからのイネーブル信号（DATA Enable）は、（ａ）の同期信号H sync (L) の発生に応答して生成され、ページメモリコントローラ４３Ｌ、４３Ｒからの画像データ（DATA L）と（DATA R）もイネーブル信号（DATA Enable）と同じタイミングでレーザ制御装置４４Ｌと４４Ｒに出力される。

このイネーブル信号（DATA Enable）がHighレベルの期間はページメモリコントローラからの画像データの転送をマスクする期間であり、イネーブル信号がLow レベルになると画像データの転送が可能となる。イネーブル信号（DATA Enable）がLowレベルになって最初の同期信号H sync (L) を受信すると、図６（ｃ）のタイミングt1で画像データDATA（L）のサンプリングが開始され、ラインバッファメモリ５１Ｌにデータの書き込みが行われる。

一方、レーザ制御装置４４Ｒにおけるセンサ１９Ｒは、レーザ制御装置４４Ｌにおけるセンサ１９Ｌよりも必ず先行してレーザビームの検出を行うため、図６（ｄ）で示すように、同期信号H sync (R) が、同期信号H sync (L) よりも先行して発生する。

したがって図（e）で示すようにメモリコントローラ５２Ｒでの画像データのサンプリング期間R samplingは、（ｃ）のL samplingよりも時間Δｔだけ先行し、ページメモリコントローラ４３Ｒからの画像データDATA（R）のサンプリングが開始され、ラインバッファメモリ５１Ｒにデータの書き込みが行われる。

図７は、従来の一般的な画像形成装置における動作説明のタイミングチャートであり、ビーム検出器１７Ｌ，１７Ｒが同じタイミングでレーザビームを検出するタイプの例を示している。この場合、ＢＤ（Ｌ）とＢＤ（Ｒ）が常に同じタイミングで発生すれば問題はないが、光学系の組み立て誤差などによりＢＤ（Ｌ）とＢＤ（Ｒ）のうち、どちらが先に発生するか不定であり、また、ポリゴンミラー部分の温度上昇等により回転体を構成する部品が微振動して回転バランスが変化し、ＢＤセンサによる検出タイミングが変動することがある。

すなわち、一方の同期信号、例えばH sync (L) を基準にしてサンプリング期間を設定すると、図７（ｄ）のように同期信号H sync (L) に対して、同期信号H sync (R) の位相が前にずれた場合は、R samplingは（ｅ）の実線で示すように、L samplingよりも若干ずれる程度で済む。しかし、同期信号H sync (R) の位相が同期信号H sync (L) に対して後ろにずれた場合には、（ｅ）の点線で示すように、R samplingはL samplingよりもほぼ１ライン前にずれてしまう。この結果、第１のレーザビームと第２のレーザビームによる走査位置がずれたことによって、プリントアウトしたときに色のにじみが目立つようになる。

本発明は、一方の同期信号、例えばH sync (L) を基準にしてサンプリング期間を設定する場合であっても、センサ１９Ｌによる検出よりも、センサ１９Ｒによる検出を常に先行させることにより、上記不都合を解消したものである。したがって、書込開始のずれにより画像の劣化を防ぐことができる。

次に本発明の画像形成装置の他の実施形態について、図８を参照して説明する。先の実施形態では、ＢＤセンサ１７Ｌ，１７Ｒの位置、つまり機械的な構造配置によって、同期信号H sync (Ｒ) がH sync (Ｌ) よりも先行して発生させる例を述べたが、図８では、電気的処理により同期信号H sync (Ｒ) がH sync (Ｌ) よりも先行して発生させる実施形態を示したものである。

図８は、レーザ制御装置４４Ｌ，４４Ｒの要部を示すものである。レーザ制御装置４４Ｌは、センサ１９Ｌからの検出信号ＢＤ（Ｌ）を、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１から成る時定数回路５５Ｌを介してシュミットバッファ５６Ｌに入力し、時定数回路５５Ｌによって検出信号ＢＤ（Ｌ）を積分し、それをシュミットバッファ５６Ｌを介して出力することにより遅延し、遅延した検出信号ＢＤ（Ｌ）をパルス幅整形回路５３Ｌに入力するようにしている。

他方のレーザ制御装置４４Ｒは、ＢＤセンサ１９Ｒからの検出信号ＢＤ（Ｒ）を、シュミットバッファ５６Ｒを介してパルス幅整形回路５３Ｒに入力するようにしている。その他の構成は図５と同様である。

この例では、遅延した検出信号ＢＤ（Ｌ）を基に生成した同期信号H sync (L) を基準信号として、ページメモリコントローラ４３Ｌ，４３Ｒに供給している。したがって他方の同期信号H sync (Ｒ) は、同期信号H sync (L) に対して常に進相するため、図６（ｃ）と（ｅ）で示すタイミングで画像データのサンプリングが行われ、サンプリング期間R samplingは、L samplingよりも時間Δｔだけ先行し、ラインバッファメモリ５１Ｒにデータの書き込みが行われる。適切な時定数回路５５Ｌを設けることによって、図７（ｅ）のように１ライン近くもずれることを防止することができる。

なお、遅延手段として、時定数回路５５Ｌとシュミットバッファ５６Ｌを用いる例を述べたが、他の遅延回路を用いても良い。要は、同期信号H sync (Ｒ) が、基準となる同期信号H sync (L) よりも常に先行するように、遅延時間を設定可能であればよい。但し、遅延時間が長すぎると図７（ｅ）のように１ライン近いズレを生じるため、位相差Δｔは適正な値にする必要がある。例えば、クロック信号（P Clock）を利用して、数クロック分だけ遅延するカウンタ回路を採用しても良い。クロック信号（P Clock）としては、例えば５０ＭＨｚ程度のものが使用される。

このように本発明では、ポリゴンミラーを使用して同時に複数本のレーザビームを発生して感光体ドラムを露光走査する場合、感光体へのレーザビームの書込におけるいわゆるラインずれを抑え画像の劣化を防ぐ画像形成装置を提供することができる。

尚、以上の説明では、同期信号H sync（L）よりも、同期信号H sync（R）を進相させ、ＢＤセンサ１９Ｌからの検出信号ＢＤ（Ｌ）信号を基にして得た同期信号をページメモリコントローラ４３Ｌ，４３Ｒに供給する例を述べた。しかし、逆にＢＤセンサ１９Ｒからの検出信号ＢＤ（Ｒ）信号を基にして得た同期信号をページメモリコントローラ４３Ｌ，４３Ｒに供給するようにしても良い。

また、同期信号H sync（Ｒ）と同期信号H sync（Ｌ）とのどちらを進相させるかは、本質的な問題ではなく、同期信号H sync（Ｒ）よりも同期信号H sync（Ｌ）を進相させても良く、同期信号H sync（Ｒ）と同期信号H sync（Ｌ）の位相の前後関係が変動しないようにすれば良い。

また、特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の一実施形態による画像形成装置に使用する光走査装置の構成を示す平面図。本発明の一実施形態による画像形成装置に使用する光走査装置の構成を示す斜視図。本発明の一実施形態による画像形成装置の構成を示す説明図。本発明の一実施形態による画像形成装置の画像処理部を説明するブロック図。図４の画像処理部におけるレーザ制御装置を主体に説明するブロック図。本発明の画像形成装置における同期系の動作を説明するタイミングチャート。一般的な画像形成装置における同期系の動作を説明するタイミングチャート。本発明の他の実施形態による画像形成装置の画像処理部を説明するためのブロック図。

符号の説明

１０…光走査装置
１１…ポリゴンミラー
１２…レーザ光源
１３…ビームスプリッタ
１４Ｌ，１４Ｒ，１５Ｌ，１５Ｒ…ｆθレンズ
１６Ｌ，１６Ｒ…反射ミラー
１７Ｌ，１７Ｒ…ビーム検出器
１８Ｌ，１８Ｒ…反射ミラー
１９Ｌ，１９Ｒ…光センサ
２０…画像形成装置
４０…画像処理部
４１…読取装置
４２…画像データ処理部
４３Ｌ，４３Ｒ…ページメモリコントローラ
４４Ｌ，４４Ｒ…レーザ制御装置
５１Ｌ，５１Ｒ…ラインバッファ
５２Ｌ，５２Ｒ…メモリコントローラ
５３Ｌ，５３Ｒ…パルス幅整形回路
５４Ｌ，５４Ｒ…ＰＷＭ回路
５５Ｌ…時定数回路
５６Ｌ，５６Ｒ…シュミットバッファ
５７Ｌ…フリップフロップ

Claims

複数のレーザビームをそれぞれ異なる色の画像データに基いて制御し、感光体を露光走査して画像を形成する画像形成装置であって、
回転多面鏡に対してそれぞれ異なる方向からレーザビームを照射する第１、第２のレーザ光源部と、
前記第１、第２のレーザ光源部からのレーザビームを前記回転多面鏡でそれぞれ異なる光軸方向に反射し、レーザビームを所定の偏向角で主走査する第１、第２の光走査部と、
前記第１の光走査部の走査方向の入射端部に配置され、前記第１のレーザビームを受光して走査の開始を検出する第１のビーム検出器と、
前記第２の光走査部の走査方向の入射端部に配置され、前記第２のレーザビームを受光して走査の開始を前記第１のビーム検出器よりも先行して検出する第２のビーム検出器と、
前記第１のビーム検出器の検出結果を利用して、第１，第２の画像データのサンプリング開始タイミングを共通に設定し、前記第１，第２のビーム検出器のそれぞれの検出結果に基いて前記第１，第２の画像データをメモリに書き込み、メモリから読み出した画像データを基に前記第１，第２のレーザ光源部を制御するレーザ制御部と、からなることを特徴とする画像形成装置。
前記第１，第２のビーム検出器は、それぞれオーバースキャン領域に配置され、前記第１のビーム検出器が前記第１のレーザビームを受光するよりも先に、前記第２のビーム検出器が前記第２のレーザビームを受光するように前記第１，第２のビーム検出器の位置を設定したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記回転多面化鏡は上下に多段配置した鏡面を有し、前記第１、第２のレーザ光源部は、それぞれ上下方向に配置し異なる色のレーザ光を前記多段の鏡面に平行に入射する複数のレーザ光源を備えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
さらに、前記第１，第２のビーム検出器による検出結果を基に、各レーザ光に対応した第１，第２の同期信号をそれぞれ発生する同期信号発生回路を含み、
前記第１の同期信号を基に前記第１，第２の画像データのサンプリング開始タイミングを共通に設定し、前記第１，第２の同期信号に基いて前記第１，第２の画像データをメモリに書き込むことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
複数のレーザ光源からのレーザ光によって露光される複数の感光体を有し、タンデム方式で構成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。