(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期の変更可能な基準クロックを生成する基準クロック生成手段と、主走査方向の走査を開始するタイミング信号に同期して、前記基準クロック生成手段で生成した基準クロックから、同期クロックを生成する同期クロック生成手段と、前記同期クロック生成手段で生成した同期クロックから位相の変更可能な画像クロックを生成するクロック位相制御手段とをそれぞれ有する複数の同期制御部と、
前記複数の同期制御部により制御され像担持体上を複数ライン同時に走査する走査手段とを備え、前記複数ラインの走査間に生じる主走査方向の画素ずれを、前記基準クロック生成手段による前記基準クロックの周期の変更と、前記クロック位相制御手段による前記画像クロックの位相の変更により修正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、前記像坦持体は感光ドラムであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像形成装置は、画像データに基づいて像坦持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像を現像化する現像手段と、該現像化された画像を中間転写体に１次転写する１次転写手段と、該１次転写された画像を記録媒体に２次転写する２次転写手段と、該記録媒体に転写された画像を記録媒体に定着させる定着手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、前記現像手段は、イエロ，マゼンタ，シアン，ブラックの４色の現像器を有し、１色ごとに前記中間転写体に画像を重ねて画像を１次転写し、重ねて１次転写された画像を記録媒体に一括転写することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光ドラム等の像坦持体に複数のレーザビーム（以下レーザと略記する）で静電潜像を形成し、その静電潜像を現像することによって画像を形成する画像形成装置に関し、特にその主走査方向の画素ずれの修正に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザビームを感光ドラム上に走査して画像形成する装置が知られている。こうした装置において、高速化対応のため装置の画像形成速度を早くするとレーザをより早く走査するためにポリゴンミラーを高速で回転させる必要がでてくる。また、高速で画像形成するためには、１画素を形成するための時間は短くする必要があるため、画像処理をするための画像クロックを高速化していく必要がでてくる。しかしながら、ポリゴンミラーの高速回転処理や、画像処理の高速化には、素子のスピード限界があり、精度を求めると高コスト化を伴なってしまう。
【０００３】
こうした問題に対処する手法の一つとして、２本のレーザを同時に感光ドラム上に走査する手法が提案されている。２本のレーザを同時に走査することにより、ポリゴンの回転数は同じ画像形成スピードならば半分の回転スピードに、また、画像処理に関しても半分のスピードで処理することが可能となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２レーザを同時に走査する構成をとった場合、レーザの感光ドラムに対する照射角が大きいと主走査方向の画素ずれ（ドットずれ）を生じてしまうといった問題が存在する。
【０００５】
この主走査方向の画素ずれが生じる原理を以下に示す。図１０（ａ）は感光ドラムを横から見て、レーザが照射される感光ドラム面の４分の１の部分を示している。感光ドラムをに対しレーザＡとレーザＢは平行にドラムに照射される。実際にはレーザＡとレーザＢの鏡塔は僅かな距離しか離れていないのだが、ここでは、簡単に説明するためレーザＡとレーザＢは離れて表示している。この時、レーザＡがドラムに照射される位置とレーザＢがドラムに照射される位置でのドラム上の距離は微小な距離δｘとなる。図１０（ｂ）は、主走査端部のレーザの照射を示しているが、δｘの距離により端部では、δｙの主走査方向の画素ずれが生じることを示している。最終的に図１０（ｃ）に示すように、２つのレーザＡ，Ｂにより主走査方向にレーザを走査すると、端部において、レーザＡとレーザＢではδｙなる主走査方向の画素ずれが生じることになる。この主走査方向の画素ずれにより副走査方向の線画などにジャギーが目立つことになる。
【０００６】
また、カラー画像の場合、４色の重ね合わせの場合、色むらの原因となってしまうといった問題が発生する。
【０００７】
こうした問題を解決する一つとして各レーザの光路をミラーなどで変更してやる手法が提案されているが、各レーザが物理的に近い場合、各レーザごとに光路を変更することは難しい。また、ミラーをメカ的に移動させる必要があるので、多くの部品が必要であり、また、精度が要求されるためコスト的にも高くついてしまう。
【０００８】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、複数レーザ使用による主走査方向の画素ずれのない画像形成装置，画像形成方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）ないし（４）のとおりに構成し、画像形成装置における画像形成方法を次の（５）のとおりに構成する。
【００１０】
（１）周期の変更可能な基準クロックを生成する基準クロック生成手段と、主走査方向の走査を開始するタイミング信号に同期して、前記基準クロック生成手段で生成した基準クロックから、同期クロックを生成する同期クロック生成手段と、前記同期クロック生成手段で生成した同期クロックから位相の変更可能な画像クロックを生成するクロック位相制御手段とをそれぞれ有する複数の同期制御部と、
前記複数の同期制御部により制御され像担持体上を複数ライン同時に走査する走査手段とを備え、前記複数ラインの走査間に生じる主走査方向の画素ずれを、前記基準クロック生成手段による前記基準クロックの周期の変更と、前記クロック位相制御手段による前記画像クロックの位相の変更により修正することを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
（２）前記（１）記載の画像形成装置において、
前記像坦持体は感光ドラムである画像形成装置。
【００１２】
（３）前記（１）または（２）記載の画像形成装置は、画像データに基づいて像坦持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像を現像化する現像手段と、該現像化された画像を中間転写体に１次転写する１次転写手段と、該１次転写された画像を記録媒体に２次転写する２次転写手段と、該記録媒体に転写された画像を記録媒体に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置。
【００１３】
（４）前記（３）記載の画像形成装置において、前記現像手段は、イエロ，マゼンタ，シアン，ブラックの４色の現像器を有し、１色ごとに前記中間転写体に画像を重ねて画像を１次転写し、重ねて１次転写された画像を記録媒体に一括転写する画像形成装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態をカラー画像形成装置の実施例により詳しく説明する。なお、本発明は、装置の形に限らず、実施例の説明に裏付けられて、方法の形で実施することもできる。
【００１６】
【実施例】
〈画像形成装置の全体の構成〉
図２は、実施例である“カラー画像形成装置”の全体の概略構成を示す断面図である。まず、カラーリーダ部１の構成について説明する。１０１は原稿台、１０２は自動原稿給紙装置である。なお、この自動原稿給紙装置１０２の代わりに、鏡面圧板もしくは白色圧板（図示せず）を装着する構成でもよい。１０３および１０４は原稿を照明する光源であり、ハロゲンランプ，蛍光灯，キセノン管ランプなどの類の光源を使用する。１０５および１０６は光源１０３および１０４の光を原稿に集光する反射傘である。１０７〜１０９はミラー、１１０は原稿からの反射光または投影光をＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサ（以下、ＣＣＤという）１１１上に集光するレンズである。１１２はＣＣＤ１１１が実装されている基板、１１３はリーダスキャナ制御部である。１１４は、光源１０３および１０４と反射傘１０５および１０６と、ミラー１０７を収容するキャリッジである。１１５は、ミラー１０８および１０９を収容するキャリッジである。なお、キャリッジ１１４および１１５はＣＣＤ１１１の電気的走査方向（主走査方向Ｘ）に対して直交する副走査方向Ｙに機械的に移動することによって、原稿の全面を走査する。
【００１７】
次に、カラープリンタ部２の構成を説明する。２０１はレーザスキャナで、画像データ信号に対応するレーザ光を、ポリゴンミラーで主走査方向に走査して感光ドラム２０２に照射する。感光ドラム２０２上に形成された静電潜像は、感光ドラム２０２の反時計方向への回転により、色現像器２０３や黒現像器２０４のスリーブ位置に達する。色現像器２０３および黒現像器２０４からは、感光ドラム２０２上の電荷に応じた量のトナーが供給され、感光ドラム２０２上の静電潜像が現像される。なお、黒単色画像を現像する際には黒現像器２０４のみが使用され、フルカラー画像を現像する際には色現像器２０３および黒現像器２０４の両方が使用される。
【００１８】
感光ドラム２０２上に形成されたトナー像は、感光ドラム２０２の反時計方向への回転により、時計方向に回転する中間転写体２０５に転写される。中間転写体２０５への転写は、黒単色画像の場合には中間転写体２０５の１回転で、フルカラー画像の場合は同４回転で完了する。
【００１９】
一方、上段カセット２０８または下段カセット２０９からピックアップローラ２１１または２１２によりピックアップされ、給紙ローラ２１３または２１４により搬送される記録紙は、搬送ローラ２１５によりレジストローラ２１９まで搬送される。そして、中間転写体２０５への転写が終了するタイミングで、中間転写体２０５と転写ベルト２０６の間に記録紙が搬送される。その後、記録紙は、転写ベルト２０６により搬送されるとともに中間転写体２０５に圧着され，中間転写体２０５上のトナー像が記録紙に転写される。記録紙に転写されたトナー像は、定着ローラおよび加圧ローラ２０７により加熱および加圧され記録紙に定着される。画像が定着された記録紙は、フェイスアップ排紙口２１７に排出される。
【００２０】
なお、記録紙に転写されずに残る中間転写体２０５上の残トナーは、画像形成シーケンス後半の後処理制御でクリーニングされる。後処理制御では、記録紙に転写終了後の中間転写体２０５上の残トナーは廃トナーとして、図２のクリーニングＲによりもともとのトナー極性の逆極性に帯電され、逆極性の残トナーは感光ドラム２０２に再度転写される。感光ドラムユニット内では、逆極性残トナーがブレード（図示しない）によりドラム表面から掻き取られ、感光ドラムユニット内に一体化されている廃トナーボックスまで搬送される。こうして、中間転写体２０５上の残トナーが完全にクリーニングされて後処理制御は終了する。
【００２１】
〈ビデオ処理部の説明〉
図３はプリンタ部２のビデオ処理部の構成を示すブロック図である。図では、図示しない画像読み取りユニットから送られてきたビデオ信号を処理してＰＷＭ変調したレーザ光信号を生成するものである。
【００２２】
さらに詳しく説明する。本実施例においては、図示しない画像読み取り部からプリンタ部２に画像処理された画像データが副走査２ライン分のデータとして同時に転送される。本実施例においては、１画素あたり２５６階調を再現するため、１画素のデータは８ビットとなっている。このため、２ライン分のデータである計１６ビットのデータが各ＦＩＦＯ１（３０１）とＦＩＦＯ２（３０５）に各書き込まれる。
【００２３】
ＦＩＦＯメモリの書き込みと読み出しについては次のようになる。ここでは、ＦＩＦＯ１３０１に関して説明する。主走査同期信号ＲＳＹＮＣ＊がロー（Ｌ）レベルのとき、ＦＩＦＯメモリの書き込みアドレスカウンタがリセットされる。また、主走査ビデオイネーブル信号ＲＬＶＥ＊がＬレベルのとき、ビデオ信号の画素クロックＲＣＬＫに同期して、ビデオ信号がＦＩＦＯメモリに書き込まれる。そして、主走査同期信号ＰＬＳＹＮＣ１＊がＬレベルのとき、ＦＩＦＯメモリの読み出しアドレスカウンタがリセットされる。また、主走査ビデオイネーブル信号ＰＶＥ１＊がＬレベルのとき、プリンタ部のビデオ信号に対応した画素クロックＰＣＬＫ１に同期してビデオ信号が読み出されレーザ制御部１（３０３）に送られる。なお、ＲＳＹＮＣ＊、ＲＬＶＥ＊、ＲＣＬＫなどの同期信号は図示しない画像読み取り部から入力され、ＰＬＳＹＮＣ＊、ＰＶＥ＊、ＰＣＬＫなどの同期信号は同期制御部３０２によって生成される。なお、信号名の末尾に「＊」を付与した信号は負論理信号を示している。
【００２４】
ＦＩＦＯ１（３０１）から読み出された画像データは、レーザ制御部１（３０３）によりＰＷＭ変調され、レーザ光として、感光ドラムに照射される。
【００２５】
レーザ検知部３０４はレーザ走査の書き出し片端に配置されている。そして、レーザビームの検知結果を示すＢＤ１信号を生成し、同期制御部１（３０２）に送る。ＢＤ１信号は画像データの主走査書き出しのタイミングの元となる。
【００２６】
本実施例においては、前述した画像御御と同じ動作を２ライン目にたいして行うために３０５〜３０８の構成ブロックが存在している。従って３０５〜３０８の説明は省略する。
【００２７】
以上説明したように、画像読み取りユニットから送られてきた２ライン分のビデオ信号を処理してＰＷＭ変調したレーザ光信号を生成する。
【００２８】
〈同期制御部の説明〉
次に本実施例の要部である同期制御部３０２，３０６の説明を述べる。
図１は同期制御部の内部ブロックをさらに詳しく示したブロック図である。図１において、４０２はＰＬＬで、同期クロック発生器４０１のクロック入力端子に入力される。ＰＬＬ４０２は、基準クロックを図示しないＣＰＵにより設定を変更することで周期を連続的に変更することが可能となっている。同期クロック発生器４０１では基準クロックをもとにして、ＢＤから整形したＨＤ信号と、ＢＣＬＫ信号を生成し、クロック位相制御器４０３へ信号を出力する。クロック位相制御器４０３では、前記、ＨＤ信号とＢＣＬＫ信号をもとにし元クロックの４分の１の周期でシフトした信号を生成する。これは、図示しないＣＰＵの設定により、４分の１画素単位で０、１／４，２／４，３／４画素シフトした信号の生成が可能なことを意味する。これにより、ＨＤ信号と、ＢＣＬＫ信号から、ＰＳＹＮＣ＊信号とＰＣＬＫ信号が生成される。
【００２９】
画像イネーブル生成回路４０４は、レーザが実際に画像データを変調発光するための区間信号ＰＶＥ＊を生成する。この信号は、図４で示すように出力用紙サイズにあわせて図示しないＣＰＵが画像イネーブル生成回路４０４に対して設定することにより、図４の主走査イネーブル区間と副走査イネーブル区間が両方ともアクティブになる区間時間にアクティブＬになるように生成される。
【００３０】
図５に同期制御部３０２，３０６で制御した同期信号の例を示す。元クロックであるＰＬＬ  ＣＬＫに対し、レーザ光検知した場合のアナログＢＤ信号をもとにしてＨＤ信号が形成される。クロック位相制御器４０３によりＢＣＬＫをもとにしてＰＣＬＫが生成される。これは、ＣＰＵの選択により、ＰＣＬＫ（１），ＰＣＬＫ（２），ＰＣＬＫ（３），ＰＣＬＫ（４）のいずれかがＰＣＬＫとして出力される。各クロックは４分の１クロックづつシフトした信号となっている。
【００３１】
また、ＨＤ信号立下り後の最初のＰＣＬＫの立ち上がりにより、副走査同期信号であるＰＳＹＮＣ＊が生成されるが、これは、ＰＣＬＫ信号がＰＣＬＫ１〜ＰＣＬＫ４に対応したタイミングでＰＹＮＣ＊（１）〜ＰＳＹＮＣ＊（４）のいずれかが、ＰＳＹＮＣ＊として選択出力される。
【００３２】
〈レーザ制御部の説明〉
次に図３に示したレーザ制御部３０３，３０７に関して説明する。図６はレーザ制御部３０３、３０７の構成を示すブロック図である。図６において、６０１はフリップフロップでＦＩＦＯから転送された画像データＰＶｉｄｅｏ８ビットをＰＣＬＫによってラッチする。ラッチされたデータは、ＤＡコンバータ６０２によってデジタルアナログ変換される。６０３は、アナログ三角波生成回路で、ＰＣＬＫに同期した三角波が生成される。６０４はアナログ比較器で、三角波信号と画像データの比較を行いデータ値が三角波に対して大きい時に信号を出力する。
【００３３】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に、画像データが２５５，０，１２８の場合のデータ変調出力の例を示す。すなわち、画像データの値が大きいほど、レーザの発光時間が長くなる。すなわち、画像濃度が濃いほど画像データ値は大きくなるので、発光時間は長くなることになる。１画素あたりの発光時間が長くなると、その部分が潜像され、さらに現像されることによりトナーがより多く着くことになるので人間の目には濃く見えることとなる。
【００３４】
〈複数レーザの画素ずれ修正〉
次に、これまで説明してきたことをもとに、複数レーザの画素ずれの修正について説明する。ここでは、説明を簡単にするため主走査画素が仮に１２画素程度しかないものとして説明する。図１０で説明したように、レーザＡとレーザＢでは、同じ画素クロックで同じように信号処理をしても、レーザ位置のため主走査端において画素ずれが生じてしまう。レーザＡとレーザＢを感光ドラム上において同じようにレーザ照射するためには、レーザＡに対して、レーザＢの倍率の変更と、レーザＡに対してレーザＢの画像の書き出し位置を移動することで対応が可能である。
【００３５】
図８ではレーザＡとレーザＢのＰＣＬＫを変更した例を示している。レーザＡに対しレーザＢのほうが１画素あたりの大きさが実際より小さくなるため〈図１０参照〉、レーザＢのクロック周期をレーザＢより僅かに長くしている。このＣＬＫの変更は、先に述べた、図１のＰＬＬ４０２から出力するＣＬＫの周囲を変更することで行う。
【００３６】
これにより、クロックが同じ周期であったときに画素ずれしていた画像が同じ大きさとなる。
【００３７】
また、ＣＬＫを変更することで最終出力の画像の倍率が一致したとしても、位置ずれが生じるので、図９における位置移動で示すように、レーザＡのＰＣＬＫに対し、レーザＢのＰＣＬＫを４分の１画素単位でクロックの立ち上がり時刻をずらして制御することで位置修正を行っている。この機能は、図１に示すクロック位相制御器４０３の機能を使って行っている。
【００３８】
以上ＰＣＬＫの周期と位相を変更することで、レーザＡとレーザＢでの画素ずれを修正できることを述べた。
【００３９】
なお、本実施例においては、６００ＤＰＩの画像形成が可能になっており、Ａ３用紙に対応しているため、主走査画像は７２０５画素の解像能力をもっている。
【００４０】
そして、本実施例での主走査の画素ずれは、片端が同じ位置から書き出したとして０．５から１．５画素程度のずれである。従って実際には、ＣＬＫの周期の変更は１．５÷７２０５＊１００＝０．０２０８％
となり、この倍率程度でＰＬＬのクロック変更を行っている。
【００４１】
本実施例においては、レーザＡとレーザＢについて説明したが、レーザーは２本に限るものではなく、３本や４本レーザの場合でも同様な制御が可能なことは言うまでも無い。
【００４２】
また、倍率変更に関しても、レーザＡに対し、レーザＢの周期を長くした例を示したが、主走査画素ずれにおいてレーザＢのほうが長い場合はレーザＢの周期を短くする制御を行うことも可能である。
【００４３】
以上説明したように、本実施例によれば、ライン間の主走査方向の画素ずれを修正することで、複数レーザを使用しても画質が劣化することが無い。また、画像光学ミラーを設けて光路を変更する方式に比べコスト的にも安く、また、全て電気的に行うので故障に対する信頼性もあがる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ライン間の主走査方向の画素ずれを修正することで、複数レーザを使用しても画質が劣化することが無い。また、画像光学ミラーを設けて光路を変更する方式に比べコスト的にも安く、また、全て電気的に行うので故障に対する信頼性もあがる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例における同期制御部の構成を示すブロック図
【図２】  実施例の全体構成を示す断面図
【図３】  ビデオ処理部およびその周辺の構成を示すブロック図
【図４】  イネーブル区間の説明図
【図５】  同期制御部のタイミングチャート
【図６】  レーザ制御部の構成を示すブロック図
【図７】  レーザ制御部の出力を示す図
【図８】  倍率修正の説明図
【図９】  位置移動の説明図
【図１０】  複数ライン走査における画素ずれの説明図
【符号の説明】
３０２    同期制御部１
３０６    同期制御部２
４０２    ＰＬＬ
４０１    周期クロック発生器
４０３    クロック位相制御器
【図１】
0004497750.tif 000002
【図２】
0004497750.tif 000003
【図３】
0004497750.tif 000004
【図４】
0004497750.tif 000005
【図５】
0004497750.tif 000006
【図６】
0004497750.tif 000007
【図７】
0004497750.tif 000008
【図８】
0004497750.tif 000009
【図９】
0004497750.tif 000010
【図１０】
0004497750.tif 000011