JP6314561B2 - 画像書込装置及び画像形成装置と画像書込方法 - Google Patents

Description

この発明は、副走査方向へ所定速度で移動する感光体の像担持面を、主走査方向に複数の発光素子が配列された露光ヘッドによって、主走査方向に沿って繰り返し露光して画像を書き込む画像書込装置、及びその画像書込装置を備えた画像形成装置、並びに画像書込方法に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、デジタル複合機等には電子写真方式の画像形成装置が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置には、感光体の像担持面を露光することによって画像を書き込んで静電潜像を形成する画像書込装置を備えている。
そして、その画像書込装置によって感光体の像担持面に形成された静電潜像を、トナー等の現像剤によって現像してトナー画像を形成し、それを用紙等の記録媒体に転写した後、定着させて出力する。

このような画像形成装置に備える画像書込装置として、従来はレーザ書き込み方式（ラスタ光学系方式）のものが主流であったが、近年上記のような露光ヘッドによる固定書き込み方式の画像書込装置が増加してきている。その露光ヘッドとしては、一般に主走査方向に複数の発光素子であるＬＥＤ（発光ダイオード）素子が解像度に応じた密度で配列されたＬＥＤアレイが使用されている。

そのＬＥＤアレイを用いた画像書込装置は、ＬＥＤアレイの各ＬＥＤ素子の発光によって、感光体の帯電された像担持面を露光し、静電潜像を形成して画像を書き込む。そのため、ＬＥＤアレイ駆動部が、書き込むべき画像データに基づいてＬＥＤアレイの各ＬＥＤ素子の点灯／消灯を制御する。その画像データは、主走査ライン毎にラインメモリに格納され、解像度に対応するライン周期でＬＥＤアレイ駆動部へ転送される。

このような画像書込装置及びそれを備えた画像形成装置において、感光体を含む像担持体の像担持面が副走査方向へ移動する速度が変動すると、副走査方向の画像ムラ（濃淡のムラ）や画像ズレが発生する。ここで、感光体を含む像担持体とは、感光体ドラムや感光体ベルトである感光体、及びその感光体の像担持面に書き込まれた画像が直接又は間接的に転写されて副走査方向へ移動する像担持面を有する部材である。

このような像担持体における像担持面の副走査方向への移動速度の変動による画像ムラや画像ズレを補正する方法が既に知られている。例えば、特許文献１には、エンコーダを用いて像担持体である感光体ドラムの回転速度の変動を検出し、その検出結果に基づいてライン同期信号（水平同期信号）HSYNCの生成タイミングを調整して、副走査方向の画像ムラや画像ズレを補正する技術が開示されている。

しかしながら、このような従来のＬＥＤアレイ（露光ヘッド）を用いた画像書込みにおける画像ズレ補正技術では、副走査方向の画像ムラや画像ズレを補正することはできるが、高精度な副走査レジスト補正を同時に行うことができないという問題があった。副走査レジスト補正とは、副走査方向の画像書込み開始位置のズレを補正することである。

この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、像担持体における像担持面の副走査方向への移動速度の変動による画像ムラ及び画像ズレの補正と、１ライン周期以下の高精度な副走査レジスト補正とを同時に実現することを目的とする。

この発明による画像書込装置は、副走査方向へ所定速度で移動する感光体の像担持面を、その像担持面に沿った面内で上記副走査方向に直交する主走査方向に複数の発光素子が配列された露光ヘッドによって、画像形成期間に主走査方向に沿って繰り返し露光して画像を書き込む露光手段を備えた画像書込装置であって、上記の目的を達成するため、次の各手段を設けたことを特徴とする。
すなわち、上記感光体を含む像担持体の像担持面が上記副走査方向へ移動する速度の変動を検出する速度変動検出手段と、上記副走査方向の書込解像度に対応した周期より短い一定周期の第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、上記画像形成期間を規定する画像形成期間信号を上記第１の信号に同期して生成する画像形成期間信号生成手段と、
上記書込解像度に対応した周期を基準とし、上記速度変動検出手段によって検出される速度の変動の影響を補正するように調整した周期の第２の信号を生成し、上記画像形成期間信号生成手段によって上記画像形成期間信号が生成された時に、上記画像形成期間の最初の上記第２の信号を上記第１の信号に同期させて生成する第２の信号生成手段と、上記画像形成期間中、上記第２の信号に同期して上記露光手段による露光タイミングを規定するライン同期信号を生成し、上記露光手段へ送出するライン同期信号生成手段とを設け、
上記画像形成期間信号生成手段は、コントローラ部から通知される上記画像形成期間信号の生成タイミングの情報に基づいて、上記画像形成期間になる直前に上記画像形成期間が近いことを知らせる予告信号を上記第２の信号生成手段へ送出し、該第２の信号生成手段は、上記予告信号を受け取ると、その直後の上記第１の信号に、上記画像形成期間の最初の上記第２の信号を同期させて生成する。

この発明による画像書込装置及び画像書込方法によれば、像担持体における像担持面の副走査方向への移動速度の変動による画像ムラ及び画像ズレの補正と、１ライン周期以下の高精度な副走査レジスト補正とを両立させることができる。

この発明による画像書込装置の一実施形態の要部の構成を示すブロック図である。 図１に示した画像書込装置による画像書込方法で使用する各信号の関係を示すタイミングチャートである。 この発明による画像形成装置の一実施形態の全体構成を示すブロック図である。 その画像形成装置のエンジン部における作像ユニット付近の構成を示す概略図である。 同じくそのエンジン部における速度変動検出手段の一例と図１に示した画像書込装置の各部との関連構成を示す概略図である。 画像形成装置のエンジン部がカラー画像形成用の場合の作像ユニット付近の構成を示す概略図である。 同じくその各色用の感光体ドラムと露光手段のみを示す斜視図である。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔画像書込装置と画像書込方法〕
まず、この発明による画像書込装置の一実施形態について、図１及び図２によって説明する。図１はこの発明による画像書込装置の一実施形態の要部の構成を示すブロック図であり、図２はその画像書込装置による画像書込方法で使用する各信号の関係を示すタイミングチャートである。

図１に示す画像書込装置は、像担持面である外周面が副走査方向へ所定速度（目標速度）で移動するように回転する感光体による像担持体である感光体ドラム１０と、その感光体ドラム１０の像担持面を露光して画像を書き込む露光手段１１とを備えている。
その露光手段１１は、感光体ドラム１０の像担持面に沿った面内で上記副走査方向に直交する主走査方向（感光体ドラム１０の軸線方向）に複数の発光素子が配列された露光ヘッドであるＬＥＤアレイ１３とそれを駆動するＬＥＤアレイ駆動部１２からなる。

そして、画像形成期間に、ＬＥＤアレイ駆動部１２がイメージコントロール回路２０からの画像データに応じて、ＬＥＤアレイ１３の各ＬＥＤ素子を点滅駆動し、感光体ドラム１０の像担持面を上記主走査方向に沿って繰り返し露光して画像を書き込む。
ＬＥＤアレイ１３は、その長手方向に沿って、光源となる発光素子として、多数のＬＥＤ（発光ダイオード）素子が主走査方向の書込解像度に応じた密度でアレイ状に配列されている。

この画像書込装置はさらに、イメージコントロール回路２０及び速度変動検出手段３０も備えている。
なお、コントローラ部４０は画像形成装置全体を制御する制御部であるが、外部から印刷データを受信して、１ページごとのビットマップによる画像データに展開し、それを１ライン分ずつイメージコントロール回路２０へ送出する画像処理機能も有している。

イメージコントロール回路２０は、コントローラ部４０の画像処理部から送られて来る画像データを受け取って、最終的にＬＥＤアレイ１３で発光する形式に加工し、露光手段１１のＬＥＤアレイ駆動部１２へ送る回路である。その画像データと共に、その他の信号として画素クロック及びストローブ信号等もＬＥＤアレイ駆動部１２へ送る。さらに、露光手段１１によるライン周期ごとの露光タイミングを規定するライン同期信号HSYNCもＬＥＤアレイ駆動部１２へ送る。

イメージコントロール回路２０は、画像データを画素クロックに同期して１ライン分ずつＬＥＤアレイ駆動部１２へ転送する。
ＬＥＤアレイ駆動部１２は、１ライン分の画像データを受け取ると、後述するライン同期信号HSYNCによってその画像データを一時ラッチする。次のライン同期信号HSYNCに同期したストローブ信号で、ＬＥＤアレイ１３の各ＬＥＤ素子を１ライン分の画像データに応じて発光させる。このＬＥＤアレイ１３の各ＬＥＤ素子の発光は、次ラインの画像データを受け取りながら、前ライン分について一括して行う。
ＬＥＤアレイ駆動部１２は、ＬＥＤアレイ１３に一体的に設けることができるが、説明の便宜上分けて示している。

この実施形態のイメージコントロール回路２０には、この発明に係わる第１の信号生成手段、第２の信号生成手段、ライン同期信号生成手段、及び画像形成期間信号生成手段に相当する各回路を設けている。すなわち、vlclr生成回路２１、lclr生成回路２２、HSYNC生成回路２３、及びmfgate生成回路２４がそれらの各手段であり、図１においては対応する上記各手段名を括弧内に記している。
このイメージコントロール回路２０は、コントローラ部４０と同様に、ＣＰＵとＲＯＭ及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを有している。そのマイクロコンピュータによるソフトウエア処理と、ハードウエアとの組み合わせによって、上記各手段の機能がなされる。

vlclr生成回路２１は第１の信号生成手段であり、副走査方向の書込解像度に対応した周期より短い一定周期の第１の信号vlclrを生成する回路である。この第１の信号vlclrは、画像形成開始タイミングを高精度で制御するための信号である。
mfgate生成回路２４は画像形成期間信号生成手段であり、画像形成期間を規定する画像形成期間信号mfgateを第１の信号vlclrに同期して生成（アサート）する回路である。

lclr生成回路２２は第２の信号生成手段であり、副走査方向の書込解像度に対応した周期を基準とし、速度変動検出手段３０によって検出される速度変動の影響を補正するように調整した周期の第２の信号lclrを生成する。そして、mfgate生成回路２４によって画像形成期間信号mfgateが生成（アサート）された時に、画像形成期間の最初の第２の信号lclrを第１の信号vlclrに同期させて生成する。この第２の信号lclrが発光周期ラインクリア信号である。
主走査方向と副走査方向の書込解像度は一般に同じである。しかし、主走査方向と副走査方向の書込解像度が異なる場合もある。

HSYNC生成回路２３はライン同期信号生成手段であり、画像形成期間信号mfgateが生成されている画像形成期間中、第２の信号lclrに同期して、露光手段１１による露光タイミングを規定するライン同期信号HSYNCを生成して露光手段１１へ送出する。
この実施形態では、mfgate生成回路２４が画像形成期間信号mfgateを生成（アサート）した時に、lclr生成回路２２が、画像形成期間の最初の第２の信号lclrを第１の信号vlclrに同期させて生成できるようにするため、次のようにしている。

mfgate生成回路２４が、コントローラ部４０から画像形成期間信号mfgateの生成タイミングを通知されると、画像形成期間になる直前に画像形成期間が近いことを知らせる予告信号mfgate_preをlclr生成回路２２へ送出する。
lclr生成回路２２は、その予告信号mfgate_preを受け取ると、その直後の第１の信号vlclrに、画像形成期間の最初に生成する第２の信号lclrを同期させる。

コントローラ部４０からmfgate生成回路２４へ送る画像形成期間信号mfgateの生成タイミングの通知は、予告信号mfgate_pre自体でもよいし、何ライン後であるかを示すライン数などの数値であってもよい。あるいは、予告信号のアサートから何個目の第１の信号vlclrのような情報でもよい。何らかの形で、mfgate生成回路２４へ画像形成期間信号mfgateの生成タイミングを通知できればよい。

mfgate生成回路２４は、コントローラ部４０から予告信号mfgate_preを受け取った場合は、それをそのままlclr生成回路２２へ渡す。その他の情報で通知を受け取った場合は、それに基づいて予告信号mfgate_preを生成してlclr生成回路２２へ渡すが、受け取った情報をそのまま予告信号mfgate_preとしてlclr生成回路２２へ渡すようにしてもよい。その場合は、lclr生成回路２２がその受け取った情報から、画像形成期間信号mfgateの生成タイミングを判断する。

速度変動検出手段３０は、感光体ドラム１０を含む像担持体の像担持面が副走査方向へ移動する速度の変動を検出する手段である。
その像担持体とは、感光体（感光体ドラム又は感光体ベルト）及びその像担持面に書き込まれた画像が転写されて副走査方向へ移動する像担持面を有する部材である。その部材には、画像を最終的に出力する転写紙などの記録媒体、あるいはカラー画像形成装置における中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体などが含まれる。

そして、速度変動検出手段３０は、それらの像担持体の回転軸、その像担持体を駆動するモータ、あるいはそのモータの駆動力を像担持体へ伝達する機構を構成する部材のいずれかの回転速度の変動を検出する。それによって、像担持面の副走査方向への移動速度の変動を検出することができる。その具体例は後述するが、例えば、エンコーダとエンコーダ検出回路などによって、回転速度の変動を検出することができる。
この速度変動検出手段３０によって検出した速度変動の情報を、lclr生成回路２２に通知することによって、lclr生成回路２２が、像担持面が副走査方向へ移動する速度の変動の影響を補正するように生成する第２の信号lclrの周期を調整する。それによって、上記移動速度の変動による画像ムラ及び画像ズレの発生を抑制することができる。

次に、図２に示すタイミングチャートによって、上述した画像書込装置のイメージコントロール回路２０の各回路の動作、及びこの実施形態による画像書込方法について説明する。
図２に示す第１の信号vlclrは、副走査方向の書込解像度に対応した周期より短い一定周期のパルス信号であり、画像形成期間信号mfgateのアサートの基準となる。そのため、その周期が短い（周波数が高い）ほど、画像形成期間信号mfgateのアサートタイミングの分解能が上がり、高精度に画像形成期間信号mfgateのアサートタイミングを制御できることになる。

画像形成期間信号mfgateは画像形成期間を規定する信号であり、画像形成期間の開始時に第１の信号vlclrに同期してアサートする（“１”になる）。
第２の信号lclrは、画像形成期間信号mfgateのアサート中に使用される発光周期ラインクリア信号であり、副走査方向の書込解像度に対応した周期を基準周期とするパルス信号である。しかし、速度変動検出手段３０によって検出される像担持面の副走査方向への移動速度の変動に応じてその周期が微調整される。それは、像担持面の副走査方向への移動速度の周期変動による画像ムラ（濃淡ムラ）及び画像ズレを補正するためである。
そのため、第２の信号lclrの周期は変動し、通常は第１の信号vlclrと同期していない。

しかし、画像形成期間信号mfgateが生成（アサート）された時には、画像形成期間の最初に生成する第２の信号lclrを第１の信号vlclrに同期させる。図２において、点線で示すのは、予定されていた第２の信号lclrの生成タイミングである。しかし、画像形成期間信号mfgateのアサート時に第１の信号vlclrに同期して第２の信号lclrを出力したため、その生成タイミングが早まった時間だけ、その後の第２の信号lclrも全て実線で示すように生成タイミングが早まることになる。
ライン同期信号HSYNCは、画像形成期間信号mfgateが生成されている画像形成期間中、第２の信号lclrに同期して生成されるパルス信号であり、露光手段１１による露光タイミングを規定する。

第１の信号vlclrを第２の信号lclrと同じ副走査方向の書込解像度に対応した周期に合わせると、書込解像度単位の副走査レジスト補正しかできない。
書込解像度を高解像度化すればよいという考え方もあるが、それには内部処理の高速化のために画素周波数を速くするなど、高スペックが必要なためコスト高になる。また、画像データの転送等を高速で行うことになるので、電磁波ノイズ（EMI）による周囲へ影響が大きくなるなどのリスクも考えられる。

そこで、上述の通り、画像形成期間中は狙いの副走査方向の書込解像度を満たせる周期の第２の信号lclrを発光周期ラインクリア信号に使用し、副走査レジスト補正には、その第２の信号lclrに無関係な第１の信号vlclrを使用する。
そして、第１の信号vlclrの周期を、第２の信号lclrの周期より短くすることによって、１ライン周期より細かい高精度な副走査レジスト補正を可能にしている。この例では、第１の信号vlclrの周期を、第２の信号lclrの周期の１／３程度にしている。

第１の信号vlclrと第２の信号lclrは非同期で動作している。そのため、画像形成期間信号mfgateを第１の信号vlclrに同期させてアサートさせると、その後に第２の信号lclrが生成されるタイミングが毎回異なってしまう。それによって、毎ページ最初の1ライン目の露光タイミングが変わり、第１の信号vlclrで副走査レジストを調整したにも関わらず、画像ズレが生じてしまう恐れがある。

そこで、画像形成期間信号mfgateをアサートするタイミングで、第２の信号lclrを第１の信号vlclrに同期させる。そのため、画像形成期間信号mfgateがアサートする前の第２の信号lclrと、アサートタイミングでの第２の信号lclrとは周期が乱れる。しかし、画像形成期間信号mfgateのアサート前は、画像形成をしていないため問題とならない。
画像形成期間信号mfgateをアサートするタイミングで、第２の信号lclrを第１の信号vlclrに同期させて、画像形成開始に合わせた後は、第２の信号lclrは再び副走査方向の所定の書込解像度に対応する周期で生成されるようになる。

図２に示す例では、画像形成期間信号mfgateのアサートタイミングで第２の信号lclrを第１の信号vlclrに同期させるために、画像形成期間が近いことを知らせる予告信号mfgate_preを用いている。
この予告信号mfgate_preは、画像形成期間信号mfgateのアサートよりも前にアサートし、その直後の第１の信号vlclrで画像形成期間信号mfgateがアサートすることを通知する信号である。

ここでは、画像形成期間信号mfgateのアサートタイミングの第１の信号vlclrと、その直前の第１の信号vlclrとの間で、予告信号mfgate_preがアサートする例を示している。
画像形成期間信号mfgateのネゲート期間は、第１の信号vlclrと第２の信号lclrは非同期で動作している。しかし、予告信号mfgate_preがアサート中の第１の信号vlclrに第２の信号lclrを合わせ込むことにより、画像形成期間信号mfgateのアサートと、第１の信号vlclrと第２の信号lclrの発生とが揃うことになる。

予告信号mfgate_preは、画像形成期間信号mfgateがアサートしたこと、あるいは第１の信号vlclr又は第２の信号lclrが生成されたことを、mfgate生成回路２４が認識するとネゲートされる。
上記では、予告信号mfgate_preのアサート直後の第１の信号vlclrで、画像形成期間信号mfgateがアサートする例を説明した。しかし、予告信号mfgate_preの生成タイミングと、その後の画像形成期間信号mfgateのアサートタイミングとの関係は、これに限るものではない。画像形成期間信号mfgateがアサートすることをlclr生成回路２２に事前に通知して、画像形成期間信号mfgateのアサートタイミングで、第１の信号vlclrと第２の信号lclrの位相を揃えることができれば、その手段は問わない。

図１に示したコントローラ部４０は、例えば感光体ドラム１０の像担持面に形成されるトナー画像の転写位置へ記録媒体である転写紙を送出する位置決めローラ対の始動タイミングから、画像形成の開始タイミングを算出することができる。あるいは、副走査方向へ搬送される転写紙の先端を転写位置より所定距離だけ手前の位置で検知した信号を入力して、その検知タイミングからも画像形成の開始タイミングを算出することができる。これらの算出方法は従来と同様であるから、説明を省略する。

図１に示した感光体ドラム１０、露光手段１１、及びイメージコントロール回路２０内の各回路を複数組設け、図２に示した各信号を複数組（４色であれば４組）使用すれば、カラー画像形成装置における各色毎の副走査レジスト調整を高精度に行うことができる。それによって、各色間の副走査レジストも高精度に補正可能となる。

〔画像形成装置〕
次にこの発明による画像形成装置の実施形態について説明する。
図３は、この発明による画像形成装置の一実施形態の全体構成を示すブロック図であり、図４は、その画像形成装置１００のエンジン部５０における作像ユニット付近の構成を示す概略図である。
図３に示す画像形成装置１００は、コントローラ部４０と、エンジン部５０及び操作パネル６０を備えている。

コントローラ部４０は図１にも示した全体制御部であり、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、ホストＩ／Ｆ４４、ＨＤＤ４５、パネルＩ／Ｆ４６、およびエンジンＩ／Ｆ４７を有する。これらは、システムバス４８によって相互にデータ、アドレス、および制御信号をやり取り可能に接続され、マイクロコンピュータを構成している。
ここで、「Ｉ／Ｆ」は「インタフェース」、「ＨＤＤ」は「ハードディスクドライブ」のそれぞれ一般的な略称である。

ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３をワークエリアとしてＲＯＭ４２又はＨＤＤ４５に記憶されたプログラムを選択的に実行することにより、画像形成装置１００の全体を統括的に制御する中央処理装置である。
ＲＯＭ４２は、ＣＰＵ４１が実行する各プログラムとその実行に必要な固定データ等を予め記憶した読み出し専用のメモリである。
ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１がプログラムを実行する際のワークエリアとして使用されるとともに、一時的なデータを記憶する読み書き可能なメモリである。

ホストＩ／Ｆ４４は、ネットワークを介してホスト装置２００と通信するためのインタフェースであり、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置であるホスト装置２００から送信される印刷データを受信する。
ＨＤＤ４５は、ハードディスクにＣＰＵ４１が実行する各プログラムやその実行に必要な固定データ、各種設定値などを変更設定可能に記憶する不揮発性の大容量記憶装置である。受信した印刷データをこのＨＤＤ４５に一時的に記憶させることもできる。
なお、このＨＤＤ４５の代わりに、あるいはＨＤＤ４５に加えて、不揮発性ＲＡＭ等の不揮発性メモリを設けてもよい。

パネルＩ／Ｆ４６は、操作パネル６０との間で信号やデータを授受するためのインタフェースである。操作パネル６０は、画像形成装置１００の筐体の前面又は上面などに設けられ、ユーザに操作されるキー群と液晶表示器等の表示部を備えている。
エンジンＩ／Ｆ４７は、実際に画像形成を行う画像形成機構部とその駆動回路等からなるエンジン部（プリンタエンジンとも称される）５０との間で、信号やデータを授受するためのインタフェースである。
そのエンジン部５０に、図１によって前述した感光体ドラム１０、露光手段１１、イメージコントロール回路２０、及び速度変動検出手段３０等が設けられている。

コントローラ部４０は、ホスト装置２００から受信した印刷データを、ＲＡＭ４３等のメモリに１ページごとのビットマップによる画像データに展開し、それを１ライン分ずつエンジン部５０のイメージコントロール回路２０へ送出する画像処理機能も有している。
コントローラ部４０はまた、前述した画像形成期間信号mfgate生成タイミングを、エンジン部５０のイメージコントロール回路２０へ通知するための処理も行う。

そのエンジン部５０における作像ユニット付近の構成例を図４によって説明する。
このエンジン部５０は、この実施形態では電子写真方式の画像形成により記録媒体である転写紙２上へ単色画像を形成する作像ユニット１を設けた画像形成部である。
作像ユニット１は、感光体ドラム１０と、その感光体ドラム１０の周囲に配置された帯電器１４、ＬＥＤアレイ１３、現像器１５、感光体クリーナ１６、及び転写搬送ベルト９を備えている。ＬＥＤアレイ１３はＬＥＤアレイ駆動部１２と共に図１における露光手段１１も構成している。

感光体ドラム１０の外周面である像担持面と、転写搬送ベルト９とが接する位置が転写位置である。その転写位置に対して、矢示Ｄで示す転写紙搬送方向（副走査方向）における所定距離だけ上流位置に、位置決めローラ対（レジストローラ対ともいう）８が設けられている。
この位置決めローラ対８は、図示していない給紙部から搬送されて来る転写紙２の先端を挟持して一旦停止する。その後、ＬＥＤアレイ１３による画像書込み開始とのタイミングを調整して、感光体ドラム１０上のトナー画像の先端と転写紙の画像転写領域の先端とを転写位置で一致させるタイミングで、位置決めローラ対８を再起動して、その転写紙２を矢示Ｄ方向へ搬送する。

作像ユニット１の感光体ドラム１０は矢示Ａ方向に所定の速度で回転され、所要のタイミングで帯電器１４によって感光面である像担持面が一様に帯電される。そして、ＬＥＤアレイ１３の各ＬＥＤ素子の発光によって、感光体ドラム１０の軸線方向（図４では紙面に垂直な方向）である主走査方向に沿って繰り返し露光される。それによって、感光体ドラム１０の像担持面に静電潜像が形成される。この場合、感光体ドラム１０の回転によって像担持面が移動する方向が副走査方向である。
その静電潜像が、現像器１５の位置で現像剤であるトナーによって現像され、感光体ドラム１０の像担持面にトナー画像が形成される。単色画像の場合、一般に黒色のトナーが使用される。

このトナー画像が、感光体ドラム１０と転写搬送ベルト９上の転写紙２とが接する転写位置で、転写紙２の像担持面に直接転写され、転写紙２上にトナー画像が形成される。
転写が終った感光体ドラム１０の表面に残った不要なトナーは感光体クリーナ１６によってクリーニングされ、次の画像形成に備える。
作像ユニット１を通過してトナー画像が転写された転写紙２は、転写搬送ベルト９によって矢示Ｄ′方向へ搬送されて定着器７へ送り込まれる。転写紙２がその定着器７を通過する間に、熱と圧力によってトナー画像が定着されて、矢示Ｅ方向へ排紙される。

図５は、このエンジン部５０における速度変動検出手段の一例と図１に示した画像書込装置の各部との関連構成を示す概略図である。
この実施形態における速度変動検出手段３０は、図５に示すように、感光体ドラム１０の回転軸１０ａの延長部１０ｂに、スリット円板３１の中心を固着し、そのスリット円板３１の一部を挟むように検知部３２を配置して、ロータリエンコーダを構成している。
このロータリエンコーダと、その検知部３２を動作させて出力パルス信号を検出するエンコーダ検出回路３３とによって、速度変動検出手段３０を構成している。

スリット円板３１には円周方向に沿って等角度間隔で多数のスリットが形成されている。検知部３２には、ＬＥＤ等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子とが対向して配置されている。そして、スリット円板３１の回転速度によって、検知部３２の受光素子の出力パルス信号の周期が変化する。そのため、検知部３２からの出力パルス信号をエンコーダ検出回路３３で検出して、その周期を目標回転速度の場合の周期と比較することによって、感光体ドラム１０の回転速度変動、すなわちその像担持面の副走査方向への移動速度変動を検出できる。その検出信号をイメージコントロール回路２０へ送る。

感光体ドラム１０の回転軸１０ａにはタイミングプーリ１８が固着されており、図示していないモータの駆動軸に固着されたタイミングプーリとの間にタイミングべルト１９が掛け渡されている。そして、そのモータの回転駆動力によって、感光体ドラム１０が矢示Ａ方向に回転される。そこで、そのモータの駆動軸（回転軸）、あるいはその駆動力を伝達する機構を構成する部材のいずれかの回転速度を同様にして検出しても、像担持面の副走査方向への移動速度変動を検出することができる。

感光体ドラム１０の外周面である像担持面の主走査方向（感光体ドラム１０の軸線方向）に沿って、その画像形成領域の全幅に亘ってＬＥＤアレイ１３が配置されている。
ＬＥＤアレイ駆動部１２、イメージコントロール回路２０及びコントローラ部４０は、図１等に示したものと同じである。

〔カラー画像形成装置のエンジン部〕
この発明はカラー画像形成装置にも適用できる。その一実施例を図６及び図７によって説明する。図６は画像形成装置のエンジン部がカラー画像形成用の場合の作像ユニット付近の構成を示す概略図であり、図７は、その各色用の感光体ドラムと露光手段のみを示す斜視図である。ただし、図７では露光手段を破線で示している。
このカラー画像形成装置のコントローラ部の構成は、図３に示した画像形成装置１００のコントローラ部４０の構成と同様である。ただし、ホスト装置２００からカラー印刷データを受信した場合には、１ページ分のビットマップによる画像データを各色版ごとにメモリに展開し、その各色版ごとの画像データをエンジン部へ転送する。

図６に示すエンジン部５０′は、フルカラー画像を形成可能なタンデム型直接転写方式の画像形成部である。
このエンジン部５０′は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像を形成する４個の作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを有する。その作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、記録媒体である転写紙２を搬送する転写搬送ベルト３の移動方向（矢示Ｄ方向）に沿って、所定の間隔で配置されている。

転写搬送ベルト３は、図示を省略した駆動モータによって矢示Ｂ方向に回転駆動される駆動ローラ４と、間隔を置いて平行に配置された従動ローラ５とによって、ほぼ水平に張り渡され、矢示Ｄ方向に周回移動（回動）する。
その転写搬送ベルト３の下部には、転写紙２が収納された給紙トレイ６を備えている。
この給紙トレイ６に収納された転写紙２のうち最上位にある転写紙２が、画像形成時に転写搬送ベルト３に向けて矢示Ｃ方向に給紙され、静電吸着によって転写搬送ベルト３上に吸着されて矢示Ｄ方向へ移動され、作像ユニット１Ｙの転写位置へ搬送される。

作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ感光体ドラム１０と、その感光体ドラム１０の周囲に配置された帯電器１４、現像器１５、感光体クリーナ１６、及び転写器１７を備えている。
図６及び図７においては、各色の作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける感光体ドラム１０、帯電器１４、現像器１５、感光体クリーナ１６、及び転写器１７を区別するために、各符号にそれぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付加している。しかし、その機能は同じであるから、この説明ではそれを付加せずにまとめて説明する。

図４に示した作像ユニット１と同様に、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける感光体ドラム１０の周囲の帯電器１４と現像器１５の間には、ＬＥＤアレイ１３が図７に示すように配置されている。しかし、図６では、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける各ＬＥＤアレイ１３は、便宜上露光手段１１に含まれるので、その各ＬＥＤ素子の光軸のみを破線矢印で示している。露光手段１１は各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対して１個のユニットで示しているが、各色ごとに、ＬＥＤアレイ１３及びＬＥＤアレイ駆動部１２を設けている。したがって、それらを個別のユニットにしてもよい。

各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１０は、それぞれ矢示Ａ方向に所定速度で回転され、それぞれ指示されたタイミングで帯電器１４によって表面が一様に帯電される。そして、露光手段１１の各ＬＥＤアレイ１３のＬＥＤ素子によって、破線矢印で示すように照射される各色の画像に対応した光によって露光走査される。それによって、各感光体ドラム１０の像担持面に静電潜像が形成される。
その静電潜像が、現像器１５でそれぞれ各色のトナーによって現像され、各作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光体ドラム１０の像担持面に各色のトナー画像が形成される。

この各色のトナー画像が、各感光体ドラム１０と転写搬送ベルト３上の転写紙２とが接する各転写位置で、転写器１７によって転写紙２に順次重ねて直接転写され、それによって、転写紙２の像担持面にフルカラー画像が形成される。
転写が終った各感光体ドラム１０の表面に残った不要なトナーは、感光体クリーナ１６によってクリーニングされ、次の画像形成に備える。
作像ユニット１Ｋを通過してフルカラー画像が形成された転写紙２は、転写搬送ベルト３から剥離されて定着器７へ搬送され、そこでフルカラーのトナー画像が定着された後、矢示Ｅ方向へ排紙される。

このカラー画像形成装置のエンジン部５０′には、図１に示したイメージコントロール回路２０内の各回路を４組設け、図２に示した第１の信号vlclr、第２の信号lclr、及び画像形成期間信号mfgateを４組使用する。そして、各色ごとに第１の信号vlclrに同期した画像形成開始時点から、第２の信号lclrに同期してライン同期信号HSYNCを生成する。その各ライン同期信号HSYNCを、各色用のＬＥＤアレイ駆動部１２へ送出して、各色用の作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおける画像形成開始タイミング及び各ＬＥＤアレイ１３によるラインごとの画像書込みタイミングを制御する。それによって、各色毎の副走査レジスト調整を高精度に行うことができ、各色間の副走査レジストも高精度に補正可能である。

このエンジン部５０′はタンデム型直接転写方式の画像形成部であるため、各色用の作像ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの転写位置へ転写紙２を順次搬送する転写搬送ベルト３を有している。その転写紙２も像担持面を有する像担持体であり、その転写紙２を静電吸着して所定の目標速度で副走査方向である矢示Ｄ方向へ搬送する転写搬送ベルト３の移動速度の変動を検出しても、像担持面の副走査方向への移動速度の変動を検出することができる。
その場合、図６における駆動ローラ４又は従動ローラ５の回転軸、あるいは駆動ローラ４を回転させる駆動モータ又はその駆動力を駆動ローラ４へ伝達する機構を構成する部材のいずれかの回転速度の変動を検出すればよい。

また、この発明は、タンデム型あるいはレボルビング型の間接転写方式の画像形成部を有するカラー画像形成装置にも適用できる。その場合は、中間転写ベルト又は中間転写ドラムによる中間転写体を備え、その中間転写体の像担持面に、各作像ユニットで作成された各色のトナー画像を順次重ねて一次転写してフルカラーのトナー画像を作成する。それを転写紙に一括して二次転写する。すなわち、各作像ユニットで作成された各色のトナー画像を、記録媒体である転写紙に間接的に重ね合わせて転写する。

この場合は、中間転写ベルト又は中間転写ドラムによる中間転写体の像担持面が所定の目標速度で副走査方向へ移動するので、その移動速度の変動を検出しても、像担持面の副走査方向への移動速度の変動を検出することができる。そのため、中間転写体又はそれを回転させるためのモータ、あるいはそのモータの駆動力を中間転写体へ伝達する機構を構成する部材のいずれかの回転速度の変動を検出すればよい。
カラー画像を形成する色数は４色に限るものではなく、２色又は３色、あるいは５色以上であってもよい。

以上、この発明の実施形態について説明してきたが、その実施形態の各部の具体的な構成や処理の内容等は、そこに記載したものに限るものではない。
例えば、感光体はドラム状に限らず、ベルト状の感光体でもよい。露光ヘッドに配列される発光素子はＬＥＤ素子に限らず、例えば有機ＥＬ素子などでもよい。
また、この発明による画像書込装置及び画像書込方法を適用する画像形成装置は、プリンタに限らず、印刷装置、複写装置、ファクシミリ装置、それらの複数の機能を備えた複合機などでもよい。
なお、前述した各実施形態の構成及び機能等は、適宜追加、変更、一部の省略等を行うことができ、また、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施可能であることは勿論である。

１，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ：作像ユニット ２：転写紙（記録媒体）
３：転写搬送ベルト ４：駆動ローラ ５：従動ローラ ６：給紙トレイ
７：定着器 ８：位置決めローラ対 ９：転写搬送ベルト
１０，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ：感光体ドラム(感光体、像担持体)
１１：露光手段 １２：ＬＥＤアレイ駆動部 １３：ＬＥＤアレイ（露光ヘッド）
１４，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ：帯電器
１５，１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ：現像器
１６，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ：感光体クリーナ
１７，１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋ：転写器
２０：イメージコントロール回路 ２１：vlclr生成回路（第１の信号生成手段）
２２：lclr生成回路（第２の信号生成手段）
２３：HSYNC生成回路（ライン同期信号生成手段）
２４：mfgate生成回路（画像形成期間信号生成手段）
３０：速度変動検出手段 ４０：コントローラ部
５０：エンジン部（単色画像形成用） ５０′：エンジン部（カラー画像形成用）
６０：操作パネル １００：画像形成装置 ２００：ホスト装置（情報処理装置）

特開平７−２２５５４４号公報

Claims (8)

1. 副走査方向へ所定速度で移動する感光体の像担持面を、該像担持面に沿った面内で前記副走査方向に直交する主走査方向に複数の発光素子が配列された露光ヘッドによって、画像形成期間に前記主走査方向に沿って繰り返し露光して画像を書き込む露光手段を備えた画像書込装置であって、
   前記感光体を含む像担持体の像担持面が前記副走査方向へ移動する速度の変動を検出する速度変動検出手段と、
   前記副走査方向の書込解像度に対応した周期より短い一定周期の第１の信号を生成する第１の信号生成手段と、
   前記画像形成期間を規定する画像形成期間信号を前記第１の信号に同期して生成する画像形成期間信号生成手段と、
   前記書込解像度に対応した周期を基準とし、前記速度変動検出手段によって検出される速度の変動の影響を補正するように調整した周期の第２の信号を生成し、前記画像形成期間信号生成手段によって前記画像形成期間信号が生成された時に、前記画像形成期間の最初の前記第２の信号を前記第１の信号に同期させて生成する第２の信号生成手段と、
   前記画像形成期間中、前記第２の信号に同期して前記露光手段による露光タイミングを規定するライン同期信号を生成し、前記露光手段へ送出するライン同期信号生成手段と、
   を設け、
   前記画像形成期間信号生成手段は、コントローラ部から通知される前記画像形成期間信号の生成タイミングの情報に基づいて、前記画像形成期間になる直前に前記画像形成期間が近いことを知らせる予告信号を前記第２の信号生成手段へ送出し、
   該第２の信号生成手段は、前記予告信号を受け取ると、その直後の前記第１の信号に、前記画像形成期間の最初の前記第２の信号を同期させて生成する
   ことを特徴とする画像書込装置。
2. 前記露光ヘッドが、前記主走査方向に複数のＬＥＤ素子が主走査方向の書込解像度に応じた密度で配列されたＬＥＤアレイである請求項１に記載の画像書込装置。
3. 前記像担持体は、前記感光体及びその前記像担持面に書き込まれた画像が転写されて前記副走査方向へ移動する像担持面を有する部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像書込装置。
4. 前記速度変動検出手段は、前記像担持体の回転軸、該像担持体を駆動するモータ、あるいは該モータの駆動力を前記像担持体へ伝達する機構を構成する部材のいずれかの回転速度の変動を検出することによって、前記像担持面の前記副走査方向への移動速度の変動を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像書込装置。
5. 前記感光体、前記露光手段、前記速度変動検出手段、前記第１の信号生成手段、前記画像形成期間信号生成手段、前記第２の信号生成手段、及び前記ライン同期信号生成手段をそれぞれ複数ずつ有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像書込装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の画像書込装置と、該画像書込装置の前記感光体の像担持面に書き込まれた画像を現像して記録媒体に転写する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５に記載の画像書込装置と、該画像書込装置の複数の前記露光手段によって複数の前記感光体の像担持面にそれぞれ書き込まれた各画像を異なる色に現像して、記録媒体に直接又は間接的に重ね合わせて転写する手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
8. 副走査方向へ所定速度で移動する感光体の像担持面を、該像担持面に沿った面内で前記副走査方向に直交する主走査方向に多数の発光素子が配列された露光ヘッドによって、画像形成期間に前記主走査方向に沿って繰り返し露光して画像を書き込む画像書込方法であって、
   前記感光体を含む像担持体の像担持面が前記副走査方向へ移動する速度の変動を検出すると共に、
   前記副走査方向の書込解像度に対応した周期より短い一定周期の第１の信号を生成し、
   前記画像形成期間を規定する画像形成期間信号を前記第１の信号に同期して生成し、
   コントローラ部から通知される前記画像形成期間信号の生成タイミングの情報に基づいて、前記画像形成期間になる直前に前記画像形成期間が近いことを知らせる予告信号を生成し、
   前記書込解像度に対応した周期を基準とし、検出される前記速度の変動の影響を補正するように調整した周期の第２の信号を生成し、前記画像形成期間信号が生成された時に、前記画像形成期間の最初の前記第２の信号を前記第１の信号に同期させて生成し、
   前記予告信号が生成されると、その直後の前記第１の信号に、前記画像形成期間の最初の前記第２の信号を同期させて生成し、
   前記画像形成期間中、前記第２の信号に同期して、前記露光ヘッドによる露光タイミングを規定するライン同期信号を生成することを特徴とする画像書込方法。

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