(57)【要約】【課題】非常に簡単な回路構成で各色ごとの画像の書き込み開始位置を精度よく合わせることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、基準クロック信号となるサブピクセルクロック信号を発生するサブピクセルクロック発生部１０８と、感光体上にライン走査によって画像を書き込むための主走査方向の同期信号となるＢＤ信号を出力するＢＤセンサ１０５と、サブピクセルクロック信号の最初の立ち上がりタイミングでＢＤ信号を検出する第１のＢＤ検出部１０６と、サブピクセルクロック信号の最初の立ち下がりタイミングでＢＤ信号を検出する第２のＢＤ検出部１０７と、第１のＢＤ検出部１０６及び第２のＢＤ検出部１０７のどちらが先にＢＤ信号を検出したかに応じて、第１のＢＤ検出部１０６がＢＤ信号を検出してから感光体上に画像を書き始めるまでの期間を可変制御するピクセル信号生成部１０９とを備える。【選択図】        図３
2004233717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準クロック信号を発生する基準クロック発生手段と、
感光体上にライン走査によって画像を書き込むための主走査方向の同期信号を出力する同期信号出力手段と、
前記同期信号出力手段が前記同期信号を出力した場合に、前記基準クロック信号の最初の立ち上がりタイミングで前記同期信号を検出する第１の検出手段と、
前記同期信号出力手段が前記同期信号を出力した場合に、前記基準クロック信号の最初の立ち下がりタイミングで前記同期信号を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段のうち、どちらの検出手段で先に前記同期信号を検出したかに応じて、前記第１の検出手段が前記同期信号を検出してから前記感光体上に画像を書き始めるまでの期間を可変制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の検出手段が前記同期信号を検出してから前記基準クロック信号のクロック数をカウントし、このカウント値が予め設定された設定値に達した時点で前記感光体上に画像を書き始めるように制御するとともに、前記第１の検出手段が前記同期信号を検出してから前記感光体上に画像を書き始めるまでの期間を、前記設定値を変えることによって可変制御する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第２の検出手段で先に前記同期信号を検出した場合は、前記第１の検出手段で先に前記同期信号を検出した場合に比較して、前記第１の検出手段が前記同期信号を検出してから前記感光体上に画像を書き始めるまでの期間を、前記基準クロック信号の１クロック期間分だけ短縮するように制御する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記基準クロック発生手段は、前記基準クロック信号として、１ピクセル単位のクロック信号を細分割して得られるサブピクセル単位のクロック信号を発生する
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
感光体上にライン走査によって画像を書き込むための主走査方向の同期信号を基準クロック信号を用いて検出する際に、前記基準クロック信号の立ち上がりタイミングと立ち下がりタイミングの両方で前記同期信号を検出し、
実際に前記同期信号が出力された場合に、前記基準クロック信号の立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングのうち、どちらのタイミングで先に前記同期信号を検出したかに応じて、前記基準クロック信号の立ち上がりタイミングで前記同期信号を検出してから前記感光体上に画像を書き始めるまでの期間を可変制御する
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】
前記基準クロック信号の立ち上がりタイミングで前記同期信号を検出してから前記基準クロック信号のクロック数をカウントし、このカウント値が予め設定された設定値に達した時点で前記感光体上に画像を書き始めるように制御するとともに、前記基準クロック信号の立ち上がりタイミングで前記同期信号を検出してから前記感光体上に画像を書き始めるまでの期間を、前記設定値を変えることによって可変制御する
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成方法。
【請求項７】
前記基準クロック信号の立ち下がりタイミングで先に前記同期信号を検出した場合は、前記基準クロック信号の立ち上がりタイミングで先に前記同期信号を検出した場合に比較して、前記基準クロック信号の立ち上がりタイミングで前記同期信号を検出してから前記感光体上に画像を書き始めるまでの期間を、前記基準クロック信号の１クロック期間分だけ短縮するように制御する
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成方法。
【請求項８】
前記基準クロック信号として、１ピクセル単位のクロック信号を細分割して得られるサブピクセル単位のクロック信号を用いる
ことを特徴とする請求項５記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザプリンタ等のデジタルカラー画像形成装置では、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色ごとに分解された画像データにしたがって感光体上にレーザ光を用いて静電潜像し、この静電潜像をトナーで現像するとともに、それぞれの色に対応するトナー画像を同一の記録媒体（用紙等）上に重ね合わせることによりカラー画像を形成している。このようなデジタルカラー画像形成装置の中には、画像形成の高速化を図るために、複数の感光体を用いてカラー画像を形成するタンデム方式を採用したものがある。
【０００３】
タンデム方式を採用した場合は、各色ごとの光学的特性のバラツキや機械的精度のバラツキにより、記録媒体上で各色の画像を重ね合わせる際の位置ずれ（カラーレジストレーションのずれ）が生じやすくなる。そのため、高品位なカラー画像を得るには、各色の画像を精度良く重ね合わせるための位置合わせを行う必要がある。特に、レーザ光の走査方向となる主走査方向の位置合わせ項目としては、主走査方向での画像の書き込み開始位置（サイドレジストレーション）、主走査方向での画像の書き込み長さ（全倍率）、主走査方向での画像のセンターレジストレーション（左右倍率）などがある。このうち、主走査方向での画像の書き込み開始位置については、以下の制御方式にしたがって各色ごとの位置合わせを行っている。
【０００４】
すなわち、図６に示すように、主走査方向の同期信号となるビームディテクト信号（以下、ＢＤ信号）を、一定周期の基準クロック信号ＲＥＦ＿ＣＬＫを用いて検出するとともに、その検出タイミングに同期したＢＤ検出信号ＢＤ＿ＳＹＮＣ信号を出力し、このＢＤ検出信号の出力タイミングを起点に基準クロック信号のカウントを開始するとともに、このカウント値が予め設定された設定値Ｎに達した時点で、画像の書き込み開始を指示するピクセルクロック信号ＰＩＸ＿ＣＬＫを生成することにより、主走査方向での画像の書き込み開始位置を制御している。この制御方式によれば、各色ごとに上記設定値Ｎを適宜調整することにより、光学的特性のバラツキや機械的精度のバラツキに起因した画像の書き込み開始位置のずれを補正することができる。
【０００５】
しかしながら、上記図６に示す制御方式では、基準クロック信号の１クロック期間（１周期）内でＢＤ信号の出力タイミングがばらついたときに、そのばらつき具合にかかわらず、ＢＤ信号を検出するタイミング（ＢＤ検出信号を出力するタイミング）は同じタイミングになる。そのため、ＢＤ信号の出力タイミングと検出タイミングとのずれ（ΔＴ）が、基準クロック信号を用いてＢＤ信号を検出する際の検出誤差となり、この検出誤差が画像の書き込み開始位置のばらつきとなって現れる。その結果、理想とされるタイミングから、上記ΔＴと同等のΔｔだけずれたタイミングでピクセルクロック信号が生成され、そこを起点に画像の書き込みが開始されてしまう。そこで従来においては、次のような技術が提案されている。
【０００６】
すなわち、下記特許文献１には、ＢＤ信号を検出してから画像の書き込みを開始するまでの期間のビデオクロック周波数を、電圧制御発振器に入力する電圧を可変制御することによって任意に調整可能とすることで、画像の書き込み開始位置を補正する技術が記載されている。
【０００７】
また、下記特許文献２には、複数の遅延チェーンを用いて、ＢＤ信号が入力されてから、このＢＤ信号がピクセル（画素）単位のクロックで検出されるまでのアナログ遅延を測定し、ＢＤ信号の検出誤差を排除する技術が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１２９５２６号公報
【特許文献２】
特開平１１−３４４４６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、アナログ回路を時間軸で制御することが必要となり、アナログ回路の応答特性、及び各色ごとの回路特性のバラツキにより、精度よく補正できないという問題がある。また、精度調整されたアナログ回路を構成することが困難であるとともに、これらを各色ごとに用意する必要があるため大幅なコストアップになる。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載された技術では、多数の遅延素子によるチェーンが必要になるため、装置の構成が複雑かつ大掛かりになるとともに、素子の特性バラツキや多数の配線などを含めて、回路全体の構成及び調整が難しいという欠点がある。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、非常に簡単な回路構成で各色ごとの画像の書き込み開始位置を精度よく合わせることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置は、基準クロック信号を発生する基準クロック発生手段と、感光体上にライン走査によって画像を書き込むための主走査方向の同期信号を出力する同期信号出力手段と、この同期信号出力手段が同期信号を出力した場合に、基準クロック信号の最初の立ち上がりタイミングで同期信号を検出する第１の検出手段と、同期信号出力手段が同期信号を出力した場合に、基準クロック信号の最初の立ち下がりタイミングで同期信号を検出する第２の検出手段と、第１の検出手段及び第２の検出手段のうち、どちらの検出手段で先に同期信号を検出したかに応じて、第１の検出手段が同期信号を検出してから感光体上に画像を書き始めるまでの期間を可変制御する制御手段とを備えたものである。
【００１３】
この画像形成装置においては、同期信号出力手段が同期信号を出力した場合に、第１の検出手段及び第２の検出手段のどちらが先に同期信号を検出したかに応じて、第１の検出手段が同期信号を検出してから感光体上に画像を書き始めるまでの期間（以下、無効期間とも記す）を可変制御することにより、基準クロック信号の１クロック期間における同期信号の出力タイミングに合わせて無効期間を適切に補正することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る画像形成方法は、感光体上にライン走査によって画像を書き込むための主走査方向の同期信号を基準クロック信号を用いて検出する際に、基準クロック信号の立ち上がりタイミングと立ち下がりタイミングの両方で同期信号を検出し、実際に同期信号が出力された場合に、基準クロック信号の立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングのうち、どちらのタイミングで先に同期信号を検出したかに応じて、基準クロックの立ち上がりタイミングで同期信号を検出してから感光体上に画像を書き始めるまでの期間を可変制御するものである。
【００１５】
この画像形成方法においては、実際に同期信号が出力された場合に、基準クロック信号の立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングのどちらで先に同期信号を検出したかに応じて、基準クロック信号の立ち上がりタイミングで同期信号を検出してから感光体上に画像を書き始めるまでの期間（以下、無効期間とも記す）を可変制御することにより、基準クロック信号の１クロック期間における同期信号の出力タイミングに合わせて無効期間を適切に補正することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明が適用されるデジタルカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図示したデジタルカラー画像形成装置１は、複数の感光体ドラムを用いて画像形成を行うタンデム方式のデジタルカラー複写機であって、大きくは、画像読み取り部２、画像形成部３及び用紙搬送装置４によって構成されている。
【００１８】
画像読み取り部２は、透明な原稿台（プラテンガラス）にセットされた原稿の画像を光学的に読み取るものである。この画像読み取り部２は、例えばランプ、ミラー及びキャリッジ等からなる光学走査系と、この光学走査系で読み取り走査された光学像を結像されるレンズ系と、このレンズ系で結像された光学像を受光して電気信号に変換する画像読み取りセンサ（例えば、ＣＣＤセンサ）とを備えて構成されている。
【００１９】
画像形成部３は、Ｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色に対応する４つの感光体ドラム５，６，７，８と、各々の感光体ドラムに対応する４つの一次転写ローラ９，１０，１１，１２と、中間転写ベルト１３と、二次転写ローラ１４と、バキューム搬送部１５と、定着器１６とを備えた４連タンデム式の構成となっている。
【００２０】
各々の感光体ドラム５，６，７，８の周囲には、それぞれ帯電器、レーザ書き込み装置（レーザＲＯＳ；Ｌａｓｅｒ  Ｒａｓｔｅｒ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｃａｎｎｅｒ）、現像器、クリーナー等が配置されている。帯電器は感光体ドラムの表面を一様に帯電するもので、レーザ書き込み装置は、帯電器によって帯電された感光体ドラムの表面にレーザ光を照射するとともに、このレーザ光をドラム表面で水平方向に走査（スキャン）することにより、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成するものである。また、現像器は現像剤としてのトナーを感光体ドラムの表面に供給することにより静電潜像を可視化（現像）してトナー画像を形成するもので、クリーナーは感光体ドラムに残留する不要なトナーを除去するものである。
【００２１】
これに対して、各々の一次転写ローラ９，１０，１１，１２は、それぞれに対応する感光体ドラム５，６，７，８の近傍に中間転写ベルト１３を介して対向状態に配置されている。これらの一次転写ローラ９，１０，１１，１２は、上述のように感光体ドラム５，６，７，８上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト１３上に転写（一次転写）するものである。中間転写ベルト１３は、複数（図例では５つ）のベルト支持ローラによってループ状に張設されている。
【００２２】
二次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１３と対向状態に配置されている。この二次転写ローラ１４は、上述のように中間転写ベルト１３上に形成されたトナー画像を用紙（用紙）に転写（二次転写）するもので、このトナー画像の転写位置（二次転写位置）が画像形成部３における画像形成処理位置となる。バキューム搬送部１５は、二次転写ローラ１４によってトナー画像が転写された用紙を定着器１６へと搬送するものである。定着器１６は、加熱加圧等によって用紙にトナー画像を定着させるものである。
【００２３】
一方、用紙搬送装置４は、第１のトレイ１７、第２のトレイ１８及び第３のトレイ１９に収容された各々の用紙の中で、ユーザー操作により選択された用紙或いは自動用紙選択機能により選択された用紙を、それぞれ所定の経路で搬送するものである。各々のトレイ１７，１８，１９の近傍には、それぞれに対応する送り出しローラ２０，２１，２２が配設されている。各々の送り出しローラ２０，２１，２２は、それぞれ対応するトレイ１７，１８，１９から一枚ずつ分離して呼び出された用紙をニップして用紙搬送路上に一時停止させるとともに、所定のスタート信号に基づくタイミングで用紙搬送方向の下流側に用紙を送り出すものである。また、画像読み取り部２の近傍には、ユーザーによって操作される操作パネル２３が設けられている。
【００２４】
ここで、各々の送り出しローラ２０，２１，２２による用紙の送り出し位置から、上記画像形成部３における画像形成処理位置を経由して排出トレイ２４に至る一連の用紙搬送路Ｒ１〜Ｒ５には、それぞれ用紙搬送のためのローラが適宜配設されている。第１のトレイ１７に収容された用紙は、送り出しローラ２０により送り出された後、第１の用紙搬送路Ｒ１を経由して合流搬送部２５へと送り込まれる。また、第２のトレイ１８に収容された用紙は、送り出しローラ２１により送り出された後、第１の用紙搬送路Ｒ１を経由して合流搬送部２５へと送り込まれる。一方、第３のトレイ１９に収容された用紙は、送り出しローラ２２によって合流搬送部２５へと直接送り込まれる。
【００２５】
また、合流搬送部２５に送り込まれた用紙は、第２の用紙搬送路Ｒ２を経由して、画像形成部３における画像形成処理位置へと送り込まれる。さらに、画像形成処理位置を通過した用紙は、バキューム搬送部１５により定着器１６に送り込まれた後、第３の用紙搬送路Ｒ３を経由して排出トレイ２４へと排出される。これに対して両面（第１面と第２面）に画像が形成される用紙は、定着器１６を通過した後、第４の用紙搬送路Ｒ４を経由して両面用反転部２８に送り込まれ、そこでスイッチバック方式により表裏反転された後、第５の用紙搬送路Ｒ５を経由して再び合流搬送部２５へと送り込まれる。
【００２６】
このような用紙搬送路Ｒ１〜Ｒ５において、第２の用紙搬送路Ｒ２には姿勢矯正部２６とレジストローラ２７とが配設されている。姿勢矯正部２６は、第２の用紙搬送路Ｒ２を搬送される用紙の姿勢を矯正（スキュー補正など）する部分である。レジストローら２７は、互いに圧接状態に保持された一対のローラによって構成されたもので、それら一対のローラ間で用紙をニップ（挟持）しつつ、当該ローラの回転によって画像形成処理位置に用紙を送り込むものである。
【００２７】
レジストローラ２７による用紙の送り込みに際しては、図示しないタイミング調整手段によって画像形成処理位置に対する用紙の到達タイミングが調整される。タイミング調整手段は、レジストローラ２７の手前（上流側）に設けられたレジセンサ（不図示）が用紙の通過を検知したタイミングに基づいて、レジストローラ２７による用紙の搬送速度を可変することにより、画像形成処理位置へのトナー画像の到達タイミングに合わせて、当該画像形成処理位置に対する用紙の到達タイミングを調整する。
【００２８】
また、用紙搬送路Ｒ３，Ｒ５には、それぞれカール補正部２９，３０が設けられている。各々のカール補正部２９，３０は、定着器１６でトナー画像を定着させるときに生じる用紙のカールを補正するためのものである。
【００２９】
続いて、上記構成からなるデジタルカラー画像形成装置１の動作について説明する。先ず、画像読み取り部２によって原稿の画像が読み取られると、これによって得られた画像信号を基に画像形成部３でトナー画像が形成される。この画像形成部３では、４つの感光体ドラム３，４，５，６を回転駆動しつつ、それぞれに対応する帯電器、レーザ書き込み装置（レーザＲＯＳ）、現像器によって各感光体ドラム５，６，７，８の表面にＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃのトナー画像が順に形成される。このように形成された各色のトナー画像は、一次転写ローラ９，１０，１１，１２によって順次、中間転写ベルト１３上に重ね転写される。これにより、中間転写ベルト１３には、４色トナーを重ね合わせた多色（フルカラー）のトナー画像が形成される。このように中間転写ベルト１３に形成されたトナー画像は、当該中間転写ベルト１３に担持されて画像形成処理位置（二次転写位置）へと送り込まれる。
【００３０】
一方、操作パネル２３を用いてユーザーにより選択されたトレイの用紙、或いは自動選択機能によって選択されたトレイの用紙は、画像形成処理位置にトナー画像が到達するタイミングに合わせてレジローラ２７により送り込まれる。例えば、上述のように選択されたトレイが第１のトレイ１７であるとすると、送り出しローラ２０によって送り出された用紙が第１の用紙搬送路Ｒ１を経由して合流搬送部２５に送り込まれ、さらに第２の用紙搬送路Ｒ２を経由してレジストローラ２７により画像形成処理位置へと送り込まれる。
【００３１】
これにより、画像形成部３の画像形成処理位置では、中間転写ベルト１３に担持されたトナー画像（フルカラー画像）が二次転写ローラ１４によって用紙に一括転写（二次転写）される。その後、用紙はバキューム搬送部１５によって定着器１６に送られ、そこでトナー画像の定着処理が施された後、第３の用紙搬送路Ｒ３を経由して排出トレイ２４に排出される。
【００３２】
ただし、両面に画像形成が行われる用紙は、第４の用紙搬送路Ｒ４を経由して両面用反転部２８に送られ、そこで表裏反転されて第５の用紙搬送路Ｒ５に送られる。その後、両面コピー用の用紙は、第５の用紙搬送路Ｒ５に沿って搬送された後、当該用紙搬送路Ｒ５の終端近傍に設けられた送り出しローラ３１に突き当てられて（又はニップされて）一時停止する。そして、所定の再スタート信号に基づく送り出しローラ３１の回転により両面コピー用の用紙がタイミング調整されて合流搬送部２５に再度送り込まれる。以降は、上記同様にトナー画像が用紙に転写、定着された後、第３の用紙搬送路Ｒ３を経由して用紙が排出トレイ２４に排出される。
【００３３】
図２はレーザ書き込み装置の構成例を示す概略図である。図示したレーザ書き込み装置は、各々の感光体ドラム５，６，７，８に対応したかたちでＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの各色ごとに設けられるもので、半導体レーザ等からなるレーザ発光器１０１と、コリメータレンズ１０２と、ポリゴンミラー（回転多面鏡）１０３と、ｆθレンズ等からなるレンズ系１０４と、ビームディテクトセンサ（以下、ＢＤセンサ）１０５とを備えた構成となっている。
【００３４】
レーザ発光器１０１が発したレーザ光は、コリメータレンズ１０２でビーム形状を整形された後、図中Ｂ方向に定速回転するポリゴンミラー１０３に照射される。このとき、ポリゴンミラー１０３の一面でレーザ光が反射され、かつその反射したレーザ光がポリゴンミラー１０３の回転にしたがって偏向される。これにより、ポリゴンミラー１０３の一面で反射したレーザ光は、レンズ系１０４を介して感光体ドラム（５，６，７，８）の表面を図中Ａ方向に走査される。レンズ系１０４は、ポリゴンミラー１０３によって偏向されたレーザ光を感光体ドラム（５，６，７，８）上で等速直線運動できるように偏向する役割を果たす。
【００３５】
ＢＤセンサ１０５は、感光体ドラム（５，６，７，８）の軸方向に沿う主走査方向で、レーザ光による画像の書き込み開始位置Ｐ１よりも手前（端）の位置Ｐ０に配置され、レーザ光を感知したときにＢＤ信号を出力するものである。ＢＤセンサ１０５が出力するＢＤ信号は、感光体ドラム上にレーザ光のライン走査によって画像を書き込むための主走査方向の同期信号となるもので、実際のライン走査ではＢＤ信号の検出タイミングに基づいて同期化処理が行われる。
【００３６】
上記構成からなるレーザ書き込み装置においては、レーザ発光器１０１からコリメータレンズ１０２を介してポリゴンミラー１０３に照射されたレーザ光が、ポリゴンミラー１０３の回転によって感光体ドラム（５，６，７，８）の軸方向（主走査方向）にライン走査される。このライン走査をポリゴンミラー１０３の回転と感光体ドラムの回転により１ラインごとに繰り返すことにより、感光体ドラム（５，６，７，８）の表面に二次元の画像（静電潜像）が形成される。
【００３７】
このとき、感光体ドラム（５，６，７，８）の軸方向で、実際にドラム表面にレーザ光の走査によって画像（静電潜像）を書き込み可能な領域を有効領域とすると、この有効領域は画像の書き込み開始位置Ｐ１と書き込み終了位置Ｐ２との間で規定される。これに対して、ＢＤセンサ１０５がレーザ光を感知する位置Ｐ０と画像の書き込み開始位置Ｐ１との間では、感光体ドラムに対してレーザ光による画像の書き込み動作が行われないことから、このＰ０−Ｐ１間の領域は実質的に無効領域となる。また、レーザ光の走査位置が、Ｐ０からＰ１に至るまでの期間は画像の書き込み動作が行われない無効期間となり、Ｐ１からＰ２に至るまでの期間は画像の書き込み動作が行われる有効期間となる。
【００３８】
感光体ドラムの有効領域をレーザ光でライン走査するときは、各色ごとに分解された画像信号に応じてレーザ光が変調（オンオフ制御）される。また、画像の書き込み開始位置Ｐ１は、実際の画像の書き込み開始に先立って、レーザ光をＢＤセンサ１０５で感知して、当該ＢＤセンサ１０５がＢＤ信号を出力した場合に、このＢＤ信号を検出したタイミングに基づいて制御される。書き込み開始位置Ｐ１の具体的な制御方式については後段で詳しく説明する。
【００３９】
図３はレーザ書き込み制御系の回路構成を示すブロック図である。図３において、ＢＤセンサ１０５から出力されるＢＤ信号は、第１のＢＤ検出部１０６と第２のＢＤ検出部１０７にそれぞれ入力される。サブピクセルクロック発生部１０８は、サブピクセル単位のクロック信号（以下、サブピクセルクロック信号）ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫを発生するものである。サブピクセルクロック信号とは、１ピクセル単位（１画素単位）のクロック信号を細分化（スライス）して得られる高速のクロック信号であって、ピクセル単位のクロック信号よりも高い周波数を有する。
【００４０】
サブピクセルクロック発生部８が発生するサブピクセルクロック信号ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫは、主走査方向で画像の書き込み位置（書き込み開始位置Ｐ１、書き込み終了位置Ｐ２を含む）を制御する際の同期化処理で基準とされる一定周期の基準クロック信号（ＲＥＦ＿ＣＬＫ）となる。このサブピクセルクロック信号ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫは、第１のＢＤ検出部１０６、第２のＢＤ検出部１０７及びピクセルクロック生成部１０９にそれぞれ入力される。ただし、第１のＢＤ検出部１０６及びピクセルクロック生成部１０９には、サブピクセルクロック発生部１０８が発生するサブピクセルクロック信号ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫがそのままの位相で入力されるのに対し、第２のＢＤ検出部１０７にはそれと逆位相でサブピクセルクロック信号ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫが入力される。
【００４１】
第１のＢＤ検出部１０６は、これに入力されるサブピクセルクロック信号ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫを用いてＢＤ信号を検出するとともに、その検出タイミングにしたがって第１のＢＤ検出信号（ＢＤ＿ＳＹＮＣ信号）を出力するものである。この第１のＢＤ検出部１０６によるＢＤ信号の検出は、第１のＢＤ検出部１０６に入力されるサブピクセルクロック信号ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫの周波数（周期）にしたがって行われる。また、第１のＢＤ検出部１０６では、サブピクセルクロック発生部１０８が発生するサブピクセルクロック信号の立ち上がりタイミング（立ち上がりエッジ）でＢＤ信号の検出を繰り返し行うことから、実際にＢＤセンサ１０５がＢＤ信号を出力した場合は、このＢＤ信号を、サブピクセルクロック発生部１０８が発生するサブピクセルクロック信号の最初の立ち上がりタイミングで検出し、この検出タイミングに同期して第１のＢＤ検出信号を出力する。
【００４２】
第２のＢＤ検出部１０７は、これに入力されるサブピクセルクロック信号を用いてＢＤ信号を検出するとともに、その検出タイミングにしたがって第２のＢＤ検出信号（ＳＵＢ＿ＢＤ＿ＳＹＮＣ信号）を出力するものである。この第２のＢＤ検出部１０７によるＢＤ信号の検出は、第２のＢＤ検出部１０７に入力されるサブピクセルクロック信号ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫの周波数（周期）にしたがって行われる。また、第２のＢＤ検出部１０７では、サブピクセルクロック発生部１０８が発生するサブピクセルクロック信号の立ち下がりタイミング（立ち下がりエッジ）でＢＤ信号の検出を繰り返し行うことから、実際にＢＤセンサ１０５がＢＤ信号を出力した場合は、このＢＤ信号を、サブピクセルクロック発生部１０８が発生するサブピクセルクロック信号の最初の立ち下がりタイミングで検出し、この検出タイミングに同期して第２のＢＤ検出信号を出力する。
【００４３】
ここで、第１のＢＤ検出部１０６に入力されるサブピクセルクロック信号と第２のＢＤ検出部１０７に入力されるサブピクセルクロック信号とは、上述のように互いに逆位相の関係となるため、第１のＢＤ検出部１０６がＢＤ信号を検出するタイミングと、第２のＢＤ検出部１０７がＢＤ信号を検出するタイミングは、サブピクセルクロック信号の１／２クロック期間分だけずれたものとなる。したがって、サブピクセルクロック発生部１０８が発生するサブピクセルクロック信号ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫの位相を基準に考えた場合、第１のＢＤ検出部１０６はサブピクセルクロック信号の立ち上がりタイミングでＢＤ信号を検出し、第２のＢＤ検出部１０７はサブピクセルクロック信号の立ち下がりタイミングでＢＤ信号を検出するものとなる。よって、ＢＤ信号の検出は、サブピクセルクロック発生部１０８が発生するサブピクセルクロック信号ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫの立ち上がりタイミングと立ち下がりタイミングの両方で行われることになる。
【００４４】
ピクセルクロック生成部１０９は、第１のＢＤ検出部１０６から入力される第１のＢＤ検出信号（ＢＤ＿ＳＹＮＣ信号）と、第２のＢＤ検出部１０７から入力される第２のＢＤ検出信号（ＳＵＢ＿ＢＤ＿ＳＹＮＣ信号）と、サブピクセルクロック発生部１０８から入力されるサブピクセルクロック信号（ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫ）とに基づいて、ピクセルクロック信号（ＰＩＸ＿ＣＬＫ）を生成するものである。このピクセルクロック信号を生成するにあたって、ピクセルクロック生成部１０９は、第１のＢＤ検出部１０６がＢＤ信号を検出して第１のＢＤ検出信号を出力してから、図示しないカウンタを用いてサブピクセルクロック信号のクロック数のカウントを開始するとともに、そのカウント値が予め設定された設定値に達した時点でピクセルクロック信号の出力を開始する。このピクセルクロック信号の出力タイミングは、感光体ドラム上に画像を書き込むときの書き込み開始タイミングとなる。したがって、このピクセルクロック信号の出力タイミングを変えると、これに応じて主走査方向の画像の書き込み開始位置Ｐ１（図２参照）も変わる。
【００４５】
また、ピクセルクロック生成部１０９では、第１のＢＤ検出部１０６がＢＤ信号を検出して第１のＢＤ検出信号を出力してから、実際に感光体ドラム上に画像を書き始めるまでの期間（ピクセルクロック信号の出力を開始するまでの期間）を、第１のＢＤ検出部１０６と第２のＢＤ検出部１０７のうち、どちらの検出部で先にＢＤ信号を検出したかに応じて可変制御する。具体的には、第１のＢＤ検出信号が出力されてから実際に画像の書き込みが開始されるまでの期間を、上記設定値を変えることによって可変制御する。ピクセルクロック生成部１０９で生成するピクセルクロック信号は、１ピクセル単位のクロック信号であって、この信号が画像出力部１１０に入力される。
【００４６】
画像生成部１１１は、画像形成の元になる画像信号を生成するものである。カラー複写機などの場合は、原稿の画像を光学的に読み取る画像読み取り部と、そこで読み取った画像を処理する画像処理部によって画像生成部１１１が構成される。画像生成部１１１で生成した画像信号は画像出力部１１０に入力される。
【００４７】
画像出力部１１０は、これに入力されるピクセルクロック信号に同期させて画像信号（ＶＩＤＥＯ）を出力するものである。レーザ書き込み装置では、画像出力部１１０が出力する画像信号にしたがってレーザ発光器がレーザ光を発し、感光体ドラムの表面にレーザー光を照射する。そのため、感光体ドラム上での画像の書き込み開始位置Ｐ１（図２参照）は、ピクセルクロック生成部１０９がピクセルクロック信号（ＰＩＸ＿ＣＬＫ）を生成し、これに同期して画像出力部１１０が画像信号の出力を開始するタイミングによって決まる。
【００４８】
図４は上記レーザ書き込み制御系による具体的な処理手順を示すフローチャートである。この図４に示す処理は、本発明において制御手段となるピクセルクロック生成部１０９によって実行されるものである。
【００４９】
先ず、ステップＳ１では、ＢＤセンサ１０５が出力するＢＤ信号を第１のＢＤ検出部１０６で検出したかどうかを判断する。ここでの判断は、サブピクセルクロック発生部１０８が発生するサブピクセルクロック信号（ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫ）に同期したタイミングで行われる。また、第１のＢＤ検出部１０６がＢＤ信号を検出したかどうかの判断は、第１のＢＤ検出部１０６から出力される第１のＢＤ検出信号（ＢＤ＿ＳＹＮＣ信号）をピクセルクロック生成部１０９で検出したかどうかによって行われる。そして、第１のＢＤ検出部１０６からの第１のＢＤ検出信号を検出した場合はステップＳ３に移行し、検出しなかった場合は次のステップＳ２に進む。
【００５０】
ステップＳ２では、ＢＤセンサ１０５が出力するＢＤ信号を第２のＢＤ検出部１０７で検出したかどうかを判断する。ここでの判断も、サブピクセルクロック発生部１０８が発生するサブピクセルクロック信号（ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫ）に同期したタイミングで行われる。また、第２のＢＤ検出部１０７がＢＤ信号を検出したかどうかの判断は、第２のＢＤ検出部１０７から出力される第２のＢＤ検出信号（ＳＵＢ＿ＢＤ＿ＳＹＮＣ信号）をピクセルクロック生成部１０９で検出したかどうかによって行われる。そして、第２のＢＤ検出部１０７からの第２のＢＤ検出信号を検出した場合はステップＳ４に進み、検出しなかった場合は上記ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ３ではカウンタロード値ＭをＮに設定し、ステップＳ４ではカウンタロード値Ｍを（Ｎ−１）に設定する。
【００５１】
次に、ステップＳ５ではカウンタをロードし、これに続くステップＳ６ではカウンタを用いたサブピクセルクロック信号のクロック数のカウントを開始する。その後、ステップＳ７では、カウンタを用いたクロック数のカウントが終了したかどうか、つまりカウンタによるカウント値が設定値Ｍに到達したかどうかを判断し、到達した場合はその時点でピクセルクロック信号（ＰＩＸ＿ＣＬＫ）の出力を開始する（ステップＳ８）。これにより、ピクセルクロック生成部１０９からのピクセルクロック信号の出力開始と同時に画像出力部１１０から画像信号が出力される。
【００５２】
図５は本発明の実施形態に係る画像形成処理の処理内容に基づく信号波形を示すタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、１ピクセル単位のクロック信号を４つに細分割して得られるサブピクセル信号ＳＵＢＰＩＸ＿ＣＬＫを基準クロック信号として用いた場合を例示している。
【００５３】
先ず、ＢＤセンサ１０５がレーザ光を感知してＢＤ信号を出力すると、第１のＢＤ検出部１０６ではサブピクセルクロック信号の最初の立ち上がりタイミングでＢＤ信号を検出し、この検出タイミングに同期して第１のＢＤ検出信号（ＢＤ＿ＳＹＮＣ信号）を立ち上げる。このとき、第１のＢＤ検出部１０６は、サブピクセルクロック信号の１クロック期間にわたって第１のＢＤ検出信号を立ち上げる。
【００５４】
一方、第２のＢＤ検出部１０７では、上述のようにＢＤセンサ１０５がレーザ光を感知してＢＤ信号を出力すると、サブピクセルクロック信号の最初の立ち下がりタイミングでＢＤ信号を検出し、この検出タイミングに同期して第２のＢＤ検出信号（ＳＵＢ＿ＢＤ＿ＳＹＮＣ信号）を立ち上げる。このとき、第２のＢＤ検出部１０７は、サブピクセルクロック信号の１クロック期間にわたって第２のＢＤ信号を立ち上げる。
【００５５】
これに対して、ピクセルクロック生成部１０９では、サブピクセルクロック信号に同期したタイミングで第１のＢＤ検出部１０６及び第２のＢＤ検出部１０７からの各ＢＤ検出信号の立ち上がり状態（出力状態）を監視し、第１のＢＤ検出信号が第２のＢＤ検出信号よりも先に立ち上がった場合（サブピクセルクロック信号の立ち上がりタイミングで第１のＢＤ検出信号だけが立ち上がっていた場合）は、第１のＢＤ検出信号の立ち下がりタイミングを起点にサブピクセルクロック信号のクロック数のカウントを開始し、そのカウント値（カウンタロード値）が設定値Ｎになった時点でピクセルクロック信号の出力を開始する。
【００５６】
また、ピクセルクロック生成部１０９では、第２のＢＤ検出信号が第１のＢＤ検出信号よりも先に立ち上がった場合（サブピクセルクロック信号の立ち上がりタイミングで第１のＢＤ検出信号と第２のＢＤ検出信号の両方が立ち上がっていた場合）は、第１のＢＤ検出信号の立ち下がりタイミングを起点にサブピクセルクロック信号のクロック数のカウントを開始し、そのカウント値（カウンタロード値）が設定値（Ｎ−１）になった時点でピクセルクロック信号の出力を開始する。ここでは第１のＢＤ検出信号の立ち下がりタイミングを起点にクロック数のカウントを開始しているが、第１のＢＤ検出信号の立ち上がりタイミングを起点にクロック数のカウントを開始してもよい。
【００５７】
これにより、第２のＢＤ検出部１０７が第１のＢＤ検出部１０６よりも先にＢＤ信号を検出した場合（すなわち、サビピクセルクロック信号の立ち下がりタイミングで先にＢＤ信号を検出した場合）は、第１のＢＤ検出部１０６が第２のＢＤ検出部１０７よりも先にＢＤ信号を検出した場合（すなわち、サブピクセルクロック信号の立ち上がりタイミングで先にＢＤ信号を検出した場合）に比較して、カウンタロード値の設定値が１つ小さく設定される。そのため、前者の場合は、後者の場合に比較して、第１のＢＤ検出部１０６がＢＤ信号を検出してから感光体ドラム上に画像を書き始めるまでの期間（無効期間）が、サブピクセルクロック信号の１クロック期間分だけ短縮するように制御される。
【００５８】
したがって、ＢＤ信号の出力タイミングと検出タイミングとのずれをΔＴとすると、後者の場合は、理想とされるタイミングからΔＴと同等のΔｔだけずれたタイミングでピクセルクロック信号が生成され、前者の場合は、理想とされるタイミングからΔＴよりも小さいΔｔだけずれたタイミングでピクセル信号が生成されるようになる。そのため、サブピクセルクロック信号の１クロック期間内でＢＤ信号の出力タイミングがばらついたとしても、そのばらつき分がそのまま画像の書き込み開始位置のばらつきとなって現れることがなくなる。
【００５９】
以上のことから、一定周期の基準クロック信号（本形態ではサブピクセルクロック信号）を用いてＢＤ信号を検出する場合に、基準クロック信号の１クロック期間内でＢＤ信号の出力タイミングがばらついても、それぞれ理想的なピクセルクロック信号の出力タイミングに近似したタイミングで、ピクセルクロック生成部１０９からピクセルクロック信号を発生させることができる。したがって、ＢＤ信号の検出誤差に起因した画像の書き込み開始位置Ｐ１のずれを小さく抑えることができる。その結果、各々の感光体ドラム（５，６，７，８）上で画像の書き込み開始位置Ｐ１を正確に合わせることができるため、カラーレジストレーションのずれを抑えた高品位なカラー画像を形成することが可能となる。
【００６０】
また、レーザ書き込み制御系の回路構成としても、きわめて簡単な回路の追加（実質的には第２のＢＤ検出部１０７の追加）で容易に対応できるため、各色ごとの回路特性のバラツキが非常に少ないうえに、低コストで実施可能である。
【００６１】
参考までに、上記図６に示した従来の制御方式との同期化精度を比較すると、ＢＤ信号の検出誤差による書き込み開始位置Ｐ１のずれ量をほぼ１／２に抑えることができる。これは実質的に基準クロック信号の周波数を２倍にした場合と同等の同期化精度となる。また、現時点でのサブピクセルクロック信号の周波数を考慮すると、主走査方向の解像度が６００ｄｐｉの場合で１／８〜１／３２画素単位の同期化精度となり、実用上十分な精度が得られる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の画像形成装置によれば、同期信号出力手段が同期信号を出力した場合に、第１の検出手段及び第２の検出手段のどちらが先に同期信号を検出したかに応じて、第１の検出手段が同期信号を検出してから感光体上に画像を書き始めるまでの期間（無効期間）を可変制御することにより、基準クロック信号の１クロック期間における同期信号の出力タイミングに合わせて無効期間を適切に補正することができる。そのため、同期信号の検出誤差による画像の書き込み開始位置のずれを抑えて高品位なカラー画像を形成することが可能となる。
【００６３】
また、本発明の画像形成方法によれば、実際に同期信号が出力された場合に、基準クロック信号の立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングのどちらで先に同期信号を検出したかに応じて、基準クロック信号の立ち上がりタイミングで同期信号を検出してから感光体上に画像を書き始めるまでの期間（無効期間）を可変制御することにより、基準クロック信号の１クロック期間における同期信号の出力タイミングに合わせて無効期間を適切に補正することができる。そのため、同期信号の検出誤差による画像の書き込み開始位置のずれを抑えて高品位なカラー画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるデジタルカラー画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】レーザ書き込み装置の構成例を示す概略図である。
【図３】レーザ書き込み制御系の回路構成を示すブロック図である。
【図４】レーザ書き込み制御系による具体的な処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る画像形成処理の処理内容に基づく信号波形を示すタイミングチャートである。
【図６】従来の制御方式に基づく信号波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０５…ＢＤセンサ、１０６…第１のＢＤ検出部、１０７…第２のＢＤ検出部、１０８…サブピクセルクロック発生部、１０９…ピクセルクロック生成部、１１０…画像出力部、１１１…画像生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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