(57)【要約】【課題】  レーザ発光素子群を構成する各発光素子が主走査方向に対して直角に配置されない場合でも各発光素子についての主走査方向における書込開始位置のずれがなく良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  レーザ発光素子群を構成する各レーザ発光素子のそれぞれについて、各レーザ発光素子の前記主走査方向のずれ量に応じて各レーザ発光素子についての前記書込クロックを構成する各周期のクロックのうちの１または複数個についてクロック周期を伸縮させることで、前記各レーザ発光素子の前記主走査方向のずれ量によらず前記各レーザ発光素子のそれぞれについての前記所定の書込開始位置が前記主走査方向の同一位置に配置されるように制御する書込制御手段を備えたことを特徴とする。【選択図】    図1
2006321126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発光素子からのレーザ光を副走査される感光体上において主走査方向にスキャンすると共に当該主走査方向における所定位置に配置された光検出素子により前記レーザ光が検出されたタイミングを基準として書込クロック数換算の所定の書込開始位置から画像書込を開始することで前記感光体上に形成した静電潜像にトナーを付着させて得たトナー像を記録媒体に転写することで画像形成を行う画像形成装置において、
前記レーザ発光素子として、複数のレーザ発光素子が前記主走査方向とほぼ直角な方向に直線的に配置された構成のレーザ発光素子群が適用されると共に、前記光検出素子は前記レーザ発光素子群を構成する各レーザ発光素子のうちの特定のレーザ発光素子についてのみ当該レーザ発光素子からのレーザ光の検出を行う一方、
前記レーザ発光素子群を構成する各レーザ発光素子のそれぞれについて、各レーザ発光素子の前記主走査方向のずれ量に応じて各レーザ発光素子についての前記書込クロックを構成する各周期のクロックのうちの１または複数個についてクロック周期を伸縮させることで、前記各レーザ発光素子の前記主走査方向のずれ量によらず前記各レーザ発光素子のそれぞれについての前記所定の書込開始位置が前記主走査方向の同一位置に配置されるように制御する書込制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ装置、デジタル複写機、ファクシミリ装置等に適用可能な画像形成装置、特に、電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、形成対象画像データの内容に応じて強度が変調された、レーザ発光素子からのレーザ光を、一様に帯電された感光体上に照射することで、感光体上に形成対象画像データの内容に応じた静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着させて記録紙等の転写媒体上に転写することで画像形成を行う。
【０００３】
その場合、所定の副走査機構により副走査方向に駆動される感光体上に照射されるレーザ光は、ポリゴンモータ等の偏光器により主走査方向にスキャンされる。
【０００４】
偏光器により主走査方向にスキャンされる、レーザ発光素子からのレーザ光の強度は、時間的に等間隔な画素クロックに同期して変調されることになる。
【０００５】
一方、ポリゴンモータなどの偏光器を介したレーザ光は、そのままでは、偏光器における偏向特性に起因して、感光体上での物理的な等間隔性（主走査ラインを構成する各画素が等間隔に配置されること）がない。
【０００６】
そのため、偏光器における偏向特性を相殺するために、１主走査ライン分の画素クロック群を構成する各画素クロックの生成周期を個別に微少変化せさることも原理的には可能であるが高速で生成される画素クロックにおいてそのような制御を行うことは困難である。そのため、偏光器と感光体との間にｆθレンズを配置することにより、時間的に等間隔な画素クロックに同期して変調されるレーザ光が、物理的に等間隔に感光体上に配置形成されるように光学的な補正を行っている。
【０００７】
一方、近年、ｆθレンズは、その材質がガラスからプラスチックに移行しつつあり、コストダウンが図れる反面、プラスチック化した事で、装置内の熱による、レンズへの影響が懸念されている。
【０００８】
つまり、装置内温度が上昇する事で、ｆθレンズが膨張変形し、その補正特性が変化する結果、時間的に等間隔の画素クロックに対する感光体上の画素配置が等間隔にはならなくなることがある。また、ｆθレンズは、主走査方向に倍率偏差を有するため、主走査方向に時間的（画素クロック数換算）に等間隔の領域が感光体上で物理的に等間隔に配置されることはない。
【０００９】
上記の誤差を解消する方法として、主走査方向に対して、任意のエリア毎に周波数変調を行い、主走査方向の位置あわせを実施するものや（特許文献１）、ｆθレンス゛の温度の検出結果に基づいて書込クロック周波数を補正して、感光体ドラム上での全体倍率を合わせるものがある（特許文献２）。
【００１０】
また、上記の誤差を解消する別の方法として、１主走査ラインを構成する画素クロック群のうちの一部について周期を単発的に伸縮（例えば１６分の１周期分）させ、任意の主走査画像位置の書込クロック幅（周期）を変化（伸縮）させる事で、主走査方向の位置補正を行い、レーザ書込位置を本来の目標位置に合わせこむ技術が提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開平11-129526号公報
【特許文献２】特開2001-051214号公報
【特許文献３】特開2003-034051号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献３の方法においては、画像書き出し位置を、主走査方向後端側に移動させたい場合は、任意の位置の書込クロック幅を広げる事で以降の主走査位置が、この広がった幅分だけずれることになる。この動作を必要な補正量に相当する回数だけ任意の位置の書込クロックに対して繰り返して適用することで、感光体上における主走査方向の所望の書込開始位置からの画像書込を可能とするものである。また、ｆθレンス゛の倍率偏差についても、主走査方向を分割する各エリア毎の偏差に合わせて、書込クロック幅を伸縮させることで、偏差のキャンセルするものである。
【００１２】
一方、ＬＤ（レーザダイオード）素子などの書込用のレーザ発光素子を副走査方向に複数連続配置して構成されたレーザ発光素子群（ＬＤアレイ）により画像書込を行う構成の画像形成装置において、主走査方向の書込開始位置を、各発光素子のうちの特定の発光素子について検出される同期信号に基づいた画像形成制御を行う場合、各発光素子が主走査方向に対して、直角に配置されるのが、主走査方向のずれが生じず理想的であるが、実際は、取り付け精度の限界などに起因して主走査方向に対して斜めに配置されてしまう場合もある。
【００１３】
そのような各発光素子が主走査方向に対して斜めに配置された場合には、各発光素子についての主走査方向の書込開始位置の制御が共通の同期信号に基づいて行われるため、各発光素子についての主走査方向における書込開始位置が主走査方向に対して直角に配置されずに斜めに配置されることになり、形成した画像において画質が低下してしまうという問題点があった。
【００１４】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、画像書込用のレーザ発光素子を主走査方向に直角の副走査方向に複数配置して構成されるレーザ発光素子群（ＬＤアレイ）が共通の同期信号に同期して書込制御される場合において、レーザ発光素子群を構成する各発光素子が主走査方向に対して直角に配置されない場合でも各発光素子についての主走査方向における書込開始位置のずれがなく良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載の画像形成装置は、レーザ発光素子からのレーザ光を副走査される感光体上において主走査方向にスキャンすると共に当該主走査方向における所定位置に配置された光検出素子により前記レーザ光が検出されたタイミングを基準として書込クロック数換算の所定の書込開始位置から画像書込を開始することで前記感光体上に形成した静電潜像にトナーを付着させて得たトナー像を記録媒体に転写することで画像形成を行う画像形成装置において、前記レーザ発光素子として、複数のレーザ発光素子が前記主走査方向とほぼ直角な方向に直線的に配置された構成のレーザ発光素子群が適用されると共に、前記光検出素子は前記レーザ発光素子群を構成する各レーザ発光素子のうちの特定のレーザ発光素子についてのみ当該レーザ発光素子からのレーザ光の検出を行う一方、前記レーザ発光素子群を構成する各レーザ発光素子のそれぞれについて、各レーザ発光素子の前記主走査方向のずれ量に応じて各レーザ発光素子についての前記書込クロックを構成する各周期のクロックのうちの１または複数個についてクロック周期を伸縮させることで、前記各レーザ発光素子の前記主走査方向のずれ量によらず前記各レーザ発光素子のそれぞれについての前記所定の書込開始位置が前記主走査方向の同一位置に配置されるように制御する書込制御手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、前記各レーザ発光素子の前記主走査方向のずれ量によらず、各レーザ発光素子についての前記所定の書込開始位置が前記主走査方向においてずれなく配置されるようになるため、前記レーザ発光素子群の取り付け時の精度が例え低くても良好な画像形成を行うことが可能となる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１８】
図１に本発明を実施するための最良の形態に係る画像形成装置としてのデジタル複写機１００のブロック構成について示す。
【００１９】
同図において、原稿画像を読み取るスキャナ部１は、読み取った信号をＡ／Ｄ変換して黒オフセット補正、シェーディング補正、画素位置補正を行うＶＰＵ２と、画像処理を行うＩＰＵ３とにより構成されている。
【００２０】
プリンタ部３は、プリンタ部３の全体制御を行う書込制御部４（ＡＳＩＣ等により構成される）と、４ch分のレーザ発光素子であるＬＤ（レーザダイオード）素子２１ａないしｄと、それらの素子の発光強度を調整するための光検出素子であるＰＤ（フォトダイオード）素子２１ｚとにより構成されたレーザ発光素子群としてのＬＤアレイ２１と、そのＬＤアレイ２１の発光制御を行うＬＤ制御部５を含む。
【００２１】
ＬＤアレイ２１は、感光体ドラム（後述）上に静電潜像データの結像を行うものであり、ＬＤ素子２１ａないしｄは、主走査方向（後述）に対して直角方向（副走査方向に並行）に直線的に配置される。他だし、ＬＤアレイ２１の取り付け精度には限界があり、主走査方向に対して完全に直角方向に配置することは難しい。
【００２２】
ＣＰＵ７は、装置全体の制御を実行する中央演算処理装置である。ＲＯＭ８は、ＣＰＵ７が実行する制御プログラムを格納しているリードオンリーメモリである。ＲＡＭ９は、ＣＰＵ７により実行される制御プログラムが作業領域として使用するランダムアクセスメモりである。
【００２３】
画像メモリ１２は、読み取った画像を記憶するためのものである。システムバス１０は、ＣＰＵ７、ＲＯＭ８，ＲＡＭ９、及び、画像メモリ１２が相互にデータのやりとりを行うための信号ラインである。
【００２４】
また、システムバス１０とＩＰＵ３との間はインターフェースバス１１により接続され、システムバス１０上のＣＰＵ７等がＩＰＵ３とデータのやりとりを行うことができる。また、ＣＰＵ７には、操作部１３が接続されている。操作部１３は、ユーザからの操作入力を受け入れるためのものである。
【００２５】
図２に、プリンタ部３の詳細構成について示す。
【００２６】
同図において、ＬＤアレイ２１を構成する各ＬＤ素子２１ａないしｄ（偏光器２２の回転軸（主走査方向と直角する方向）に平行に配置されている）より前方に出射されたレーザビームは図示しないコリメータレンズによりコリメート（並行光化）されて、回転多面鏡からなる偏向器２２により偏向され、ｆθレンズ２３により感光体ドラム２４の、帯電器（図示略）で一様に帯電された表面に結像されて、その結像スポットが偏向器２２の回転で感光体ドラム２４の回転軸方向（主走査方向）に反復して移動する。その一方、感光体ドラム２４が回転駆動されること副走査される。
【００２７】
同期検知用の光検出素子である光検出器２５は情報書込領域（感光体ドラム２４の幅に相当）外に設けられ、偏向器２２で偏向されたレーザビームを検出して同期検知信号を発生する。その同期検知信号は、書込制御部４に入力される。
【００２８】
書込制御部４は、スキャナ部１による原稿読み取りなどにより得られた形成対象画像データに基づくＤＡＴＡ信号をＬＤ制御部５内のＬＤ駆動部５ａに駆動制御信号として印可する。そして、ＬＤアレイ２１を構成する各ＬＤ素子２１ａないしｄは、ＬＤ駆動部５ａにより駆動される。
【００２９】
書込制御部４は、ＬＤ駆動部５ａに印加する駆動制御信号のタイミングを光検出器２５からの同期信号により制御する。なお、ここでは1個の同期信号、つまり、ＬＤ素子２１ａないしｄのうちの特定の素子、例えば、ＬＤ素子２１ａからのレーザビームを光検出器２５で検出して得られる単一の同期信号により、ＬＤ素子２１ａないしｄの４個（４ch）のＬＤ素子の駆動タイミングが制御される。
【００３０】
ＬＤ駆動部５ａは書込制御部４からの駆動制御信号に応じて、ＬＤ素子２１ａないしｄを駆動することで感光体ドラム２４上に静電潜像を形成させ、この静電潜像は現像器（図示略）で現像されて転写器（図示略）で転写紙等に転写される。
【００３１】
また、ＬＤアレイ２１内の各ＬＤ素子２１ａないしｄから後方に出射されるレーザビームはＰＤ素子２１ｚに入射してその光強度が検出され、それによる受光信号が、ＬＤ制御部５のＡＰＣ（Auto Power Control）制御部５ｂに供給される。
【００３２】
ＡＰＣ制御部５ｂはＰＤ素子２１ｚの出力信号に応じてＬＤ駆動部５ａを制御してＬＤアレイ２１のＬＤ素子２１ａないしｄの出力光量を、書込制御部４からの特定レベルのＤＡＴＡ信号に対して一定量になるように制御する、いわゆるＡＰＣ制御を行う。
【００３３】
具体的にはＬＤアレイ２１のＬＤ素子２１ａないしｄの駆動電源をそれぞれのＬＤ素子からのレーザ光がＰＤ素子２１ｚにより受光されて検出される受光信号により各発光素子の出力光量が一定になるように調整すると共にその調整量を保持して、画像形成動作中において各ＬＤ素子２１ａないしｄのレーザ光強度のばらつきがないようにする。
【００３４】
また、光検出器２９は、感光体ドラム２４の有効画像領域外の主走査方向後ろ側に配置され、前側の光検出器２５とペアで使用されるものであり、それら各検知器へ光が走査される時間差を利用して、ｆθレンズ２３の全体の誤差を求める情報とする。
【００３５】
図３に、書込制御部４の詳細構成について示す。
【００３６】
同図において、メモリブロック３１は、スキャナ部１のＩＰＵ３からの画像データについて速度変換及びフォーマット変換を行うためのものである。画像処理部３２は、メモリブロック３１からの画像データを画像処理するものである。出力データコントロール部３４は、画像処理部３２からの画像データについて、γ変換、Ｐセンサパターン付与等の処理を行い出力データとしてＬＤ制御部５に出力するものである。また、出力データコントロール部３４は、主走査方向の画素数をカウントする画素カウント部３５及び光検出機２５により同期信号を検出する同期検知部３６を含む。
【００３７】
図４に、書込制御部４の出力データコントロール部３４の詳細構成について示す。
【００３８】
同図において、Ｐパターン付与部４１は、画像処理部３２から入力されたデータに対して、プロセス条件を決定するデータ取得の為に感光体ドラム２４上にある一定の濃度のトナーをのせる為のＰセンサパターンを付与するものである。γ変換ブロック４２は、Ｐパターン付与部４１による処理後のデータに対してデータの重みを変化させる処理を行うものである。
【００３９】
ＡＰＣ部４３は、ＬＤ素子２１ａないしｄの光量を一定に保つためのＡＰＣ動作タイミングに同期して画像を付与するものである。画素カウンタ４５は、各ＬＤ素子２１ａないしｄの発光ドット数を計測するものである。
【００４０】
ＬＤon/off制御部４４は、ＡＰＣ部４３からのデータに対して同期検出用の発光データを付与するものである。クロック生成部４９におけるＰＷＭ制御部４６は、ＬＤon/off制御部４４からの画像データについてＰＷＭ制御を行うものである。クロック生成部４９は、発振周波数を微調整可能なＰＬＬ発振回路５０を備える。クロック生成部４９には入力信号として同期信号と各周期のクロック単位での伸縮を指示する伸縮信号が入力され、出力信号として、書込クロックを出力する。クロック生成部４９は、図示しない書込クロック伸縮信号発生器からのクロック伸縮信号によって、書込クロック幅を変化（伸縮）させる。
【００４１】
ゲート信号生成部４７は、内部に主走査カウンタ部４８を有し、このカウンタ部４８を参照する事で、各処理に必要となるゲート信号を生成して、Ｐパターン付与部４１やＡＰＣ部４３に対し出力する。
【００４２】
主走査カウンタ部４８において単発的なクロック伸縮動作の制御を行う。具体的には、主走査カウンタの計数値を参照して、同期信号検出から画像書込開始（画像先端）迄の範囲の任意の位置（タイミング）でクロック伸縮動作を行うものである。
【００４３】
本発明を実施するための最良の形態における書込クロックの伸縮においては、伸縮の方向、及び、伸縮の個数の設定を行う。
【００４４】
具体的には、クロック伸縮信号が発生されると、基準書込クロックに対して、±1/16クロックの制御を行う。例えば、プラス方向に16回の設定を行った場合は、（(＋1/16)クロック）×16回＝1画素だけ、画像の主走査書出し位置が同期検知位置から遠くなる。図４に、通常（伸縮なし）の書込クロック１周期分と、(＋1/16)クロックだけ周期を伸ばした書込クロック１周期分との比較について示す。クロック１周期単位の間引きや追加では１周期幅単位での補正しかできないが、(1/16)周期単位の補正が可能であるため、細かな補正が行える。
【００４５】
図５（ａ）は、ＬＤアレイ２１を構成する各ＬＤ素子２１ａないしｄが主走査方向に対して垂直に配置されていることを示す模式図である。
【００４６】
図５（ａ）に示すように垂直に配置されれば、ch1ないしch4の各ＬＤ素子のうちの１つのＬＤ素子２１ａについて同期信号を検出してその同期信号に基づいて他のＬＤ素子の書込開始位置（同期信号検出タイミングからの書込クロック数換算の距離）をＬＤ素子２１ａと同一にすれば、各チャネルのＬＤ素子のそれぞれについての書込開示位置を主走査方向に対して直角（副走査方向に対して平行）にできて、良好な画像形成を行える。
【００４７】
しかし、ＬＤアレイ２１の取り付け精度には限界があり、実際は図５（b）に示すようにの主走査方向に対して垂直には配置されない場合もある。図５（b）の配置において、ｃｈ１〜４のＬＤ素子２１ａないしｄがそれぞれ同タイミングにて書込を開始した場合、つまり、同期信号検出からの書込クロック数換算で同一クロック数分だけ時間が経過したタイミングで書込開始した場合、感光体ドラム２４上での書込開始位置は、図５（ｃ）に示すように、各ＬＤ素子２１ａないしｄの配置ずれをそのまま反映して、主走査方向に対して直角には配置されず、形成画像の画質劣化の要因となる。
【００４８】
そこで、本発明を実施するための最良の形態においては、ＬＤアレイ２１を構成するＬＤ素子２１ａ（ch1）ないしｄ（ch2）のうちのch1のＬＤ素子２１ａを基準として、それ以外のＬＤ素子２１ｂないしｄの主走査方向と直角な方向との配置ずれ量を、同期信号検出から書込開始までの各周期の書込クロックのうちの１または複数クックについての周期の伸縮により補正する。
【００４９】
具体的には、ｃｈ１のＬＤ素子２１ａの書込開始位置に、ｃｈ２のＬＤ素子３１ｂの書込開始位置を合わせる為には、ｃｈ２の書込開始位置（タイミング）を、遅らせる必要があるが、そのために、ｃｈ２のＬＤ素子２１ｂについての書込クロックのうちの同期信号検出から書込開始までの間の各周期のロックのうちの、ｃｈ１のＬＤ素子２１ａとｃｈ２のＬＤ素子３１ｂの主走査方向のずれ（この場合１クロック周期であるとする）に相当する個数の画素（この場合１６画素）についてだけ（＋１／１６）のクロック伸張を適用する（図７参照）。
【００５０】
その場合、仮にｃｈ２のＬＤ素子２１ｂがｃｈ１のＬＤ素子２１ａに対して進む方向にずれている場合には、１６個の画素についてだけ（−１／１６）のクロック短縮を適用すればよい。
【００５１】
それらの場合のクロック伸張は（１／１６）周期の精度で行えるため、各チャネルのＬＤ素子の主走査方向のずれを精度よく補正できる。
【００５２】
なお、以上本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明を実施するための最良の形態に係る画像形成装置としてのデジタル複写機のブロック構成について示す図である。
【図２】図１のデジタル複写機のプリンタ部の詳細構成について示す図である。
【図３】図２のプリンタ部の書込制御部の詳細構成について示す図である。
【図４】図３の書込制御部の出力データコントロール部の詳細構成について示す図である。
【図５】ＬＤ（レーザダイオード）アレイの配置等について示す図である。
【図６】書込クロックの伸張について説明するための図である。
【図７】各チャネルのＬＤ素子による画像書込開始位置が主走査方向に対して直角に配置されるようにすめたのクロック幅伸張による補正について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００  デジタル複写機（画像形成装置）
３  プリンタ部
４  書込制御部
３４  出力データコントロール部
【図１】
2006321126.tif 000003
【図２】
2006321126.tif 000004
【図３】
2006321126.tif 000005
【図４】
2006321126.tif 000006
【図５】
2006321126.tif 000007
【図６】
2006321126.tif 000008
【図７】
2006321126.tif 000009