説明

画像形成装置、画像形成方法および露光装置

【課題】露光ヘッドに配設された発光素子を良好なタイミングで発光させて良好な露光を実現可能とする。
【解決手段】固定周期の水平同期信号HREQに基づきデータ処理を行ってビデオデータを生成してビデオデータを送信する一方、露光ヘッド23へのビデオデータの転送は可変周期の水平同期信号HSYNCを用いて行っている。このため、データ処理や送受信のタイミングにより複雑な不整合が発生するという従来技術の問題を発生させることなく、LUT76に記憶された情報に基づき露光ヘッド23に配設された発光素子231の発光を制御することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、露光ヘッドに配設された発光素子を発光させて露光を行う画像形成装置、画像形成方法および露光装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
有機EL素子やLED(Light Emitting Diode)などの発光素子を所定方向に配設したラインヘッド(露光ヘッド)を用いた画像形成装置として、例えば特許文献1に記載された画像形成装置がある。この装置では、4本の感光体ドラムなどの潜像担持体がそれぞれ副走査方向に回転駆動される。そして、各感光体ドラムに対向してラインヘッドが配置されている。各ラインヘッドでは、複数の発光素子が副走査方向とほぼ直交する主走査方向に列状(2列千鳥状)に配列されており、水平同期信号に基づきビデオデータに応じたON/OFF制御が実行される。これによりビデオデータに対応したライン潜像が感光体ドラムに形成される。このように感光体ドラムを回転させながらビデオデータに対応して発光素子を駆動制御してライン潜像を書き込む。これによって、感光体ドラム上に2次元潜像が形成される。そして、該2次元潜像がトナーにより現像されて画像が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−347107号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、このような露光を良好に行うためには、感光体ドラムの回転速度ムラを考慮する必要がある。そこで、上記特許文献1に記載の装置では、水平同期信号の発生タイミングを異ならせる、つまり可変周期により露光タイミングを制御している。これにより画質劣化の低減を図っている。
【0005】
しかしながら、画像形成指令に含まれる画像情報に対するデータ処理(例えば色分解処理やスクリーン処理など)を可変周期で行うためには複雑な処理が要求され、データ処理や送受信のタイミングにより複雑な不整合が発生するという問題が発生することがあり、現状では事実上困難となっている。そこで、露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御するための水平同期信号(HSYNC)のタイミングを異ならせる技術を効果的に用いることができず、改良が望まれている。
【0006】
この発明にかかるいくつかの態様は、露光ヘッドに配設された発光素子を良好なタイミングで発光させて良好な露光を実現可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明にかかる画像形成装置は、上記課題を解決するため、第1の方向に発光素子が配設された第1の露光ヘッドと、第1の露光ヘッドにより潜像が形成される第1の潜像担持体と、第1の方向に発光素子が配設された第2の露光ヘッドと、第2の露光ヘッドにより潜像が形成される第2の潜像担持体と、予め定められた周期の信号を発生させる第1の信号生成部、出力する時間間隔を異ならせて第1の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第2の信号生成部、及び出力する時間間隔を異ならせて第2の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第3の信号生成部を有する制御部と、を備えることを特徴としている。
【0008】
また、この発明にかかる画像形成方法は、上記課題を解決するため、第1の信号生成部で発生する予め定められた周期の信号と、出力する時間間隔を異ならせて第2の信号生成部から出力される信号とに基づき第1の露光ヘッドで第1の方向に配設された発光素子の発光を制御し、第1の信号生成部で発生する予め定められた周期の信号と、出力する時間間隔を異ならせて第3の信号生成部から出力される信号とに基づき第2の露光ヘッドで第1の方向に配設された発光素子の発光を制御することを特徴としている。
【0009】
また、この発明にかかる露光装置は、上記課題を解決するため、第1の方向に発光素子が配設された第1の露光ヘッドと、第1の方向に発光素子が配設された第2の露光ヘッドと、予め定められた周期の信号を発生させる第1の信号生成部、出力する時間間隔を異ならせて第1の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第2の信号生成部、及び出力する時間間隔を異ならせて第2の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第3の信号生成部を有する制御部とを備えることを特徴としている。
【0010】
このように構成された発明(画像形成装置、画像形成方法および露光装置)では、第1の信号生成部で予め定められた周期(ピッチ)の信号が発生する。一方、第1の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号が第2の信号生成部から出力する時間間隔を異ならせて出力されるとともに、第2の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号が第3の信号生成部から出力する時間間隔を異ならせて出力される。このように固定周期の信号と可変周期の信号を組み合わせて露光ヘッドが制御されるため、発光素子を良好なタイミングで発光させて良好な露光を実現することができる。
【0011】
ここで、制御部は、画像データを受信するデータ受信部を有し、データ受信部に受信された画像データを第1の信号生成部で発生される信号に基づいてデータ処理して第1の露光ヘッドおよび第2の露光ヘッドに出力する第1出力データ及び第2出力データを生成し、第2の信号生成部で発生される信号に基づき第1の露光ヘッドに第1出力データを出力するタイミングを調整し、第3の信号生成部で発生される信号に基づき第2の露光ヘッドに第2出力データを出力するタイミングを調整するように構成してもよい。このようにデータ処理を固定周期の信号により行うことでデータ処理を簡単に、しかも安定的に行うことができる。また、第2の信号生成部で発生される信号に基づき第1の露光ヘッドに第1データを出力するタイミングを調整し、第3の信号生成部で発生される信号に基づき第2の露光ヘッドに第2データを出力するタイミングを調整しているので、周期的なずれを確実に防止することができ、高品質な露光を行うことができる。
【0012】
また、第1の信号生成部で発生される予め定められた信号を出力する時間間隔は、第2の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔よりも短く、かつ第3の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔よりも短くなるように構成してもよい。これにより1ライン1ライン途切れることなく、データを露光ヘッドに転送することができる。また、この場合、制御部は、第1の露光ヘッドに出力する第1出力データを記憶する3つ以上のバッファー領域を、バッファー領域への書き込みおよび読み出しを制御しながら第1の露光ヘッドに第1出力データを転送するように構成してもよい。また、この点に関しては、第2の露光ヘッドに対しても同様である。つまり、制御部は、第2の露光ヘッドに出力する第2出力データを記憶するバッファー領域とは異なる3つ以上第2バッファー領域を有し、第2バッファー領域への書き込みおよび読み出しを制御しながら第2の露光ヘッドに第2出力データを転送するように構成してもよい。このように構成することで第1出力データや第2出力データが途切れることなくバッファー領域に記憶させることができる。
【0013】
さらに、第1の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔が、第1の露光ヘッドに第1出力データを転送するのに要する時間より長く、第2の露光ヘッドに第2出力データを転送するのに要する時間よりも長くなるように構成するのが望ましい。なぜならば、このように設定することで第1出力データおよび第2出力データをバッファー領域に確実に転送することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図2】図1の装置の電気的構成を示すブロック図。
【図3】露光ヘッドの構造を示す斜視図。
【図4】感光体ドラムの周速と水平同期信号の周期との関係を示すグラフ。
【図5】タイミング調整回路の構成を示すブロック図。
【図6】タイミング調整回路の動作を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【0015】
図1は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図2は図1の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置1は、互いに異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーション2Y(イエロー用)、2M(マゼンタ用)、2C(シアン用)および2K(ブラック用)を備えている。そして、画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令(印刷情報)が画像処理部を有するメインコントローラーMCに与えられると、このメインコントローラーMCがエンジンコントローラーECに制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラーECがエンジン部EGおよび制御ロジック部CLなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどの記録材RMたるシートに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【0016】
各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図1では、図を見やすくするために、画像形成ステーション2Cを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図1に付した符号を参照して画像形成ステーション2Cの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
【0017】
画像形成ステーション2Cには、シアン色のトナー像がその表面に形成される、感光体ドラム21が設けられている。感光体ドラム21は、その回転軸が主走査方向(図1の紙面に対して垂直な方向)に平行もしくは略平行となるように配置されており、図1中矢印D21の方向に所定速度で回転駆動される。また、感光体ドラム21の回転位置や回転状態などを検出するために、本実施形態では、感光体ドラム21の回転軸(図示省略)に感光体エンコーダー211(図2)が取り付けられており、感光体ドラム21が所定の起点位置を通過する際に起点位置信号を出力する。したがって、感光体エンコーダー211から出力される起点位置信号に基づき感光体ドラム21の周速や回転位置などを正確に求めることができる。
【0018】
感光体ドラム21の周囲には、感光体ドラム21表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器22と、感光体ドラム21表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成する露光ヘッド23と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像ユニット24と、第1スクイーズ部25と、第2スクイーズ部26と、該トナー像を転写ユニット3の中間転写ベルト31に一次転写する一次転写ユニットと、転写後の感光体ドラム21の表面をクリーニングするクリーニングユニットと、クリーナーブレードとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム21の回転方向D21(図1では、時計回り)に沿って配設されている。
【0019】
帯電器22は感光体ドラム21の表面に接触しないものであり、この帯電器22には、従来周知慣用のコロナ帯電器を用いることができる。コロナ帯電器にスコロトロン帯電器を用いた場合には、スコロトロン帯電器のチャージワイヤにはワイヤ電流が流されるとともに、グリッドには直流(DC)のグリッド帯電バイアスが印加される。帯電器22によるコロナ放電で感光体ドラム21が帯電されることで、感光体ドラム21の表面の電位が略均一の電位に設定される。
【0020】
露光ヘッド23は後述するように制御ロジック部CLから与えられるビデオデータに基づき光ビームを発生させて光ビームにより感光体ドラム21表面を露光して画像信号に対応する静電潜像を形成するものであり、複数の発光素子と、レンズアレイとを有している。
【0021】
図3は露光ヘッドの構造を示す斜視図である。この露光ヘッド23は、長手方向(第1の方向)LGDに配列された複数の発光素子231を備えており、露光ヘッド23の幅方向LTDが副走査方向SDに平行もしくは略平行となるように感光体ドラム21に対向配置されている。この露光ヘッド23の本体232の内部には、ガラス基板であるヘッド基板233が設けられるとともに、このヘッド基板233に複数の発光素子231が主走査方向MD(長手方向LGD)に2行千鳥で並んで設けられている。また、発光素子231に対して、レンズアレイ234がヘッド基板233に対向して配置されている。したがって、発光素子231の発光面から射出した光ビームはレンズアレイ234に結像されて感光体ドラム21表面にスポットが照射される。なお、同図中の符号D0aは、主走査方向MDおよび副走査方向SDに直交する方向であって発光素子231の光の射出方向(換言すれば、露光ヘッド23から感光体ドラム21に向かう方向)、つまり光軸方向を意味している。
【0022】
上記のように構成された露光ヘッド23により感光体ドラム21の表面に形成された静電潜像に対して現像ユニット24からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。なお、この画像形成装置1の現像ユニット24では、キャリア液内にトナーを概略重量比20%程度に分散させた液体現像剤を用いてトナー現像が行われる。この画像形成装置1では、従来一般的に使用されている、Isopar(商標:エクソン)をキャリア液とした低濃度(1〜2wt%)かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性の樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径1μmの固形粒子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約20%とした高粘度(30〜10000mPa・s程度)の液体現像剤が用いられる。
【0023】
第1スクイーズ部25および第2スクイーズ部26にはスクイーズローラーがそれぞれ設けられている。そして、各スクイーズローラーが感光体ドラム21の表面と当接してトナー像の余剰キャリア液やカブリトナーを除去する。なお、本実施形態では2つのスクイーズ部25、26により余剰キャリア液やカブリトナーを除去しているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば1個のスクイーズ部を配置してもよい。
【0024】
スクイーズ部25、26を通過してきたトナー像は一次転写ユニットにより中間転写ベルト31に一次転写される。この中間転写ベルト31は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な像担持体としての無端状ベルトであり、複数のローラー32、33、34および35に掛け渡されている。このうちローラー32はベルト駆動モーターM3に機械的に接続されて、中間転写ベルト31を図1の矢印方向D31に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。なお、中間転写ベルト31を掛け渡されたローラー32ないし35のうち、モーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー32のみであり、他のローラー33、34および35は駆動源を有しない従動ローラーである。
【0025】
一次転写ユニットは一次転写バックアップローラー271を有しており、一次転写バックアップローラー271は中間転写ベルト31を挟んで感光体ドラム21と対向して配設されている。感光体ドラム21と中間転写ベルト31とが当接する一次転写位置TR1では、感光体ドラム21上のトナー像が中間転写ベルト31の外周面(一次転写位置TR1において下面)に転写される。こうして画像形成ステーション2Cにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写ベルト31に転写される。同様に、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写ベルト31上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション2Kのみにおいて、中間転写ベルト31へのトナー像転写が行われる。
【0026】
こうして中間転写ベルト31に転写されたトナー像は二次転写位置TR2に搬送される。この二次転写位置TR2では、中間転写ベルト31を巻き掛けられたローラー34に対して二次転写ローラー4が中間転写ベルト31を挟んで対向配置されており、中間転写ベルト31表面と転写ローラー4表面とが互いに当接して転写ニップNPを形成している。すなわち、ローラー34は二次転写バックアップローラーとして機能している。二次転写ローラー4の回転シャフト421は、例えばバネのような弾性部材である押圧部45によって弾性的に、かつ中間転写ベルト31に対して近接・離間移動自在に支持されている。
【0027】
二次転写位置TR2においては、中間転写ベルト31上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー51から搬送経路PTに沿って搬送される記録材RMに転写される。なお、この実施形態では、液体現像剤を用いてトナー像を形成する湿式現像方式でトナー像を形成しているので、良好な転写特性を得るために、転写ニップにおいては中間転写ベルト31に対し記録材RMが高い押圧力で押圧されることが望まれる。また、液体現像剤を介在させるため、記録材RMが中間転写ベルト31に貼り付きジャムとなる可能性が高い。そこで、この画像形成装置1では、把持部を有する二次転写ローラー4が用いられている。
【0028】
二次転写ローラー4は、円筒の外周面の一部を切り欠いてなる凹部41が設けられたローラー基材42を有している。このローラー基材42では、回転軸中心に方向D4に回転自在の回転シャフト421が二次転写バックアップローラー34の回転軸と平行または略平行に配置されるとともに、押圧部45により二次転写バックアップローラー34側に付勢されて所定の荷重(この実施形態では60kgf)が付加されている。そして、図示を省略するモーターから回転駆動力が回転シャフト421に与えられると、二次転写ローラー4は回転方向D4に回転する。また、この二次転写ローラー4には、垂直同期センサー(図示省略)が設けられており、二次転写ローラー4が所定の基準位置を通過する際に垂直同期信号VSYNCが出力される。この実施形態では、こうして得られる垂直同期信号VSYNCに基づき画像形成(印字)を開始するが、中間転写ベルト31の周回動作に基づき垂直同期信号VSYNCを発生させたり、基準クロックに基づきエンジンコントローラーEC等で垂直同期信号VSYNCを発生させるように構成してもよい。
【0029】
また、ローラー基材42の外周面、つまり凹部41の内部に相当する領域を除く表面領域にゴムや樹脂などの弾性層(図示省略)が形成されている。この弾性層はバックアップローラー34に巻き掛けられた中間転写ベルト31と対向して転写ニップNPを形成する。また、凹部41の内部には、記録材RMを把持するための把持部44が配設されている。この把持部44は、凹部41の内底部からローラー基材42の外周面に立設されたグリッパ支持部材と、グリッパ支持部材の先端部に対して接離自在に支持されたグリッパ部材とを有している。そして、グリッパ部材を駆動制御することで記録材RMの把持や把持開放を行うことが可能となっている。
【0030】
なお、トナー像が二次転写された記録材RMは、二次転写ローラー4から搬送経路PT上に設けられた定着ユニット7へ送出される。定着ユニット7では、記録材RMに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録材RMへのトナー像の定着が行われる。
【0031】
次に、上記のように構成された画像形成装置において露光ヘッド23を制御する制御ロジック部CLの構成および動作を中心に説明する。本実施形態にかかる画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令(印刷情報)が与えられると、メインコントローラーMCに設けられた画像処理部61が画像形成指令に含まれる画像データに対してスクリーン処理などのデータ処理を行い、各トナー色ごとのビデオデータを生成する。そして、これらのビデオデータが画像処理部61から制御ロジック部CLのビデオデータ制御回路71に転送される。
【0032】
制御ロジック部CLは、上記したビデオデータ制御回路71以外に、ビデオデータを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)72、固定水平同期信号生成部73、感光体位置モニター回路74、可変水平同期信号生成部75、LUT(ルックアップテーブル)76およびタイミング調整回路77を備えている。なお、これらのうち感光体位置モニター回路74、可変水平同期信号生成部75およびLUT76については、図2に示すように、各トナー色ごとに設けられている。
【0033】
固定水平同期信号生成部73は予め設定されている周期t1の水平同期信号HREQを生成し(図6)、ビデオデータ制御回路71およびタイミング調整回路77に出力する。なお、この周期t1の値については、後述するように可変水平同期信号生成部75から出力される水平同期信号HSYNCの周期が可変であることに関連して次式を満足するように設定される必要がある。
【数1】

【0034】
水平同期信号HREQが入力されるビデオデータ制御回路71は、水平同期信号HREQに基づき画像処理部61からのビデオデータの受信やデータの並び替えなどのデータ処理を1ライン分のデータ単位で行うとともに、データ処理後のビデオデータ(図6中のデータWR_DATA)を水平同期信号HREQに同期してタイミング調整回路77に1ライン分のデータ単位で転送する。
【0035】
本実施形態では4つの感光体ドラム21が設けられており、基本的に同一周期で回転するが、感光体ドラム21の周速変動を調べると、例えば図4(a)に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4色の間で振幅および位相は互いに独立している。したがって、いわゆるタンデム構成の画像形成装置において、このような振幅および位相の各色間でのずれをそのまま放置しておくと、周期的な色ずれが発生してしまう。
【0036】
そこで、本実施形態においても、特許文献1と同様に、水平同期信号HSYNCの周期変動を補正すべく、各色ごとに感光体位置モニター回路74、可変水平同期信号生成部75およびLUT76が設けられている。そして、次のようにして感光体ドラム21の周速変動をキャンセルするように、水平同期信号HSYNCの周期を変化させる。すなわち、LUT76では、感光体ドラム21の周速変動をキャンセルするために必要となる水平同期信号HSYNCの周期が感光体ドラム21の回転位置と関連付けながら記憶されている。そして、感光体エンコーダー211から出力される起点位置信号が感光体位置モニター回路74に入力され、感光体位置モニター回路74は感光体ドラム21の回転位置を検出し、その検出結果を水平同期信号生成部75に入力する。この水平同期信号生成部75はLUT76から検出結果(感光体ドラム21の回転位置)に対応する周期を読み出し、当該周期で水平同期信号HSYNCをタイミング調整回路77に出力する。例えば図4(a)に示すように4色間で感光体ドラム21の周速変動が生じている場合、同図(b)に示すように水平同期信号HSYNCの周期が変更される。なお、同図(b)中の直線は固定水平同期信号生成部73から出力される水平同期信号HREQの周期変化を示しており、曲線HSYNC(Y)、HSYNC(M)、HSYNC(C)、HSYNC(K)はそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の水平同期信号の周期変化を示している。つまり、水平同期信号HREQの周期は固定値t1であり、しかも最も変動の激しい水平同期信号HSYNC(同図に示す実施形態ではイエローの水平同期信号HSYNC(Y))が取り得る最小周期tmin以下に設定されており、上記数1を満足している(条件1)。これは次の理由からである。
【0037】
本実施形態では、図4(b)に示すように水平同期信号HSYNCの周期は平均値t0を中心に変動し、その最大変化量は2Dとなる。つまり、水平同期信号HSYNCの周期は最小値tmin(=t0−D)から最大値tmax(=t0+D)の範囲で変化する。これに対し、水平同期信号HREQの周期t1は固定である。ここで、タイミング調整回路77の主目的は各露光ヘッド23に対してビデオデータを1ライン1ライン途切れることなく転送することであるため、タイミング調整回路77ではビデオデータを送信する側よりも早いタイミングで当該ビデオデータを受信しておく必要がある。そこで、水平同期信号HREQの周期t1が水平同期信号HSYNCの最小周期tminよりも短くなるように設定している(条件1)。
【0038】
また、水平同期信号HREQの周期t1については、上記条件1を満足すれば十分というわけではなく、次式で示す条件2も満足させる必要がある。
【数2】

【0039】
というのも、1ライン分の発光素子231の数をN[dots]とし、各発光素子231を発光制御するために必要なデータ幅をB[bits]、制御ロジック部CL内でのデータ転送に要する最低データ転送速度をT[byte/sec]とすれば、1ライン分のビデオデータを転送するのに、データ転送時間(N×B×T)が必要だからである。つまり、水平同期信号ごとに1ラインの潜像を形成するためには、1ライン分のビデオデータを転送するのに要するデータ転送時間(N×B×T)よりも水平同期信号HREQの周期t1を長く設定しない場合、データ転送を良好に行うことができないからである。
【0040】
このような条件1および条件2を満足させながら5種類の水平同期信号、つまり信号HREQ、HSYNC(Y)、HSYNC(M)、HSYNC(C)、HSYNC(K)がタイミング調整回路77に入力される。また、このタイミング調整回路77には、水平同期信号以外にエンジンコントローラーECから垂直同期信号VSYNCが入力されるとともに、ビデオデータ制御回路71からビデオデータ(図6中のデータWR_DATA)が入力されており、所定のタイミングで露光ヘッド23にビデオデータを与えるように構成されている。この実施形態では、4色の露光ヘッド23に対して対応する色のビデオデータを送信するために、タイミング調整回路77は各色ごとに、図5に示すように書込みカウンター771、読出しカウンター772、書込み許可信号生成部773、ラインバッファー774を備えており、固定周期の水平同期信号HREQに基づいて送られてくるビデオデータを各色独立の可変周期の水平同期信号HSYNCに同期させながら各露光ヘッド23に1ライン分のビデオデータを送信し、発光させている。
【0041】
図5はタイミング調整回路の構成を示すブロック図であり、図6はタイミング調整回路の動作を示すタイミングチャートである。ここでは、4色のうちの1色について構成および動作について説明するが、残りの色の構成および動作についても同様である。書込みカウンター771は後述するようにして1行分のビデオデータWR_DATAをラインバッファー774に書き込んだ回数、つまり書込回数WR_CNTをカウントするカウンターであり、画像形成(印字)の開始を知らせる垂直同期信号VSYNCが書込みカウンター771に入力されると、書込みカウンター771は書込回数WR_CNTをゼロにリセットする。また、書込みカウンター771には固定水平同期信号生成部73から水平同期信号HREQが入力されるごとに、書込みカウンター771は書込回数WR_CNTを「1」だけインクリメントする。ただし、ラインバッファー774に対して書込みを許可する書込許可信号WR_FLAGがローのときにはカウント値を保持している。
【0042】
読出しカウンター772はラインバッファー774から1行分のビデオデータRD_DATAを読み出した回数、つまり読出回数RD_CNTをカウントするカウンターであり、画像形成(印字)の開始を知らせる垂直同期信号VSYNCが読出しカウンター772に入力されると、読出しカウンター772は読出回数RD_CNTをゼロにリセットする。また、読出回数RD_CNTには可変水平同期信号生成部75から水平同期信号HSYNCが入力されるたびに、読出しカウンター772は読出回数RD_CNTを「1」だけインクリメントする。なお、本実施形態では、ラインバッファー774は3行分のバッファー領域を有しているため、垂直同期信号VSYNCが入力された後に2回分の水平同期信号HSYNCが入力されても読出回数RD_CNTのカウントアップは行われないように構成されている。
【0043】
これらの書込回数WR_CNTおよび読出回数RD_CNTは書込み許可信号生成部773に入力され、これらに基づき書込み許可信号生成部773はラインバッファー774に対して書込みを許可する書込許可信号WR_FLAGをON/OFF制御する。具体的には、書込み許可信号生成部773は書込回数WR_CNTおよび読出回数RD_CNTを比較し、
(書込回数WR_CNT)=(読出回数RD_CNT)+3
の条件が満足されるときには、書込許可信号WR_FLAGをハイからローに切り替える。そして、ビデオデータをビデオデータ制御回路71から受信する側では、書込許可信号WR_FLAGがローに切り替わっている間、上記したように固定水平同期信号生成部73から水平同期信号HREQが入力されたとしても、ビデオデータWR_DATAのラインバッファー774への書込は行われず、また書込みカウンター771は書込回数WR_CNTのインクリメントを行わず、書込回数WR_CNTを保持する。一方、書込許可信号WR_FLAGがハイに切り替わっている間、固定水平同期信号生成部73から水平同期信号HREQが入力されるたびにビデオデータWR_DATAのラインバッファー774への書込が行われるとともに書込回数WR_CNTのインクリメントが書込みカウンター771により行われる。
【0044】
また、ビデオデータを露光ヘッド23に送信する側では、垂直同期信号VSYNCが入力された後に2回は除き、可変水平同期信号生成部75から水平同期信号HSYNCが入力されるたびに、ラインバッファー774から1行分のビデオデータRD_DATAを読出して露光ヘッド23に送信する。
【0045】
以上のように、本実施形態によれば、固定周期の水平同期信号HREQに基づきデータ処理を行ってビデオデータを生成してビデオデータを送信する一方、露光ヘッド23へのビデオデータの転送は可変周期の水平同期信号HSYNCを用いて行っている。このため、データ処理や送受信のタイミングにより複雑な不整合が発生するという従来技術の問題を発生させることなく、LUT76に記憶された情報に基づき露光ヘッド23に配設された発光素子231の発光を制御することができる。つまり、LUT76に記憶された情報に基づき感光体ドラム21の周速変動をキャンセルするように周期が変更された水平同期信号HSYNCが生成され、この水平同期信号HSYNCに同期してビデオデータが露光ヘッド23に転送されるため、周期的な色ずれを確実に防止することができ、高品質な画像を形成することができる。
【0046】
また、上記条件1を満足するように構成しているので、1ライン1ライン途切れることなく、ビデオデータを露光ヘッド23に転送することができる。また、条件2を満足するように構成しているので、ビデオデータを確実に転送することができる。
【0047】
また、この実施形態では、各ラインバッファー774は3ライン分のビデオデータを保持できる容量を有しているため、ビデオデータ制御回路71からのデータ書込みと、露光ヘッド23にビデオデータを送信するためのデータ読込みのシーケンスとが互いに重複するのを確実に防止することができる。したがって、ビデオデータが化けるなどの不都合を発生させることなく、優れた信頼性で画像形成を実行することができる。なお、本実施形態において、ラインバッファー774の容量を3ライン分に設定しているが、その理由は以下のとおりである。
【0048】
本実施形態では、ビデオデータ制御回路71から各露光ヘッド23に直接ビデオデータを転送するのではなく、タイミング調整回路77のラインバッファー774に一時的に記憶した後、1ラインずつ転送している。しかも、図5および図6に示すように、ラインバッファー774へのビデオデータの書き込みは水平同期信号HREQで制御する一方、ラインバッファー774からのビデオデータの読み出しは水平同期信号HSYNCで制御しているが、これらの水平同期信号HREQ、HSYNCは非同期である。したがって、ラインバッファー774中の同一バッファー領域に対する書き込みと読み出しのタイミングが重複するのを回避するためには、最低限2ライン分のバッファー領域を準備すれば足りる。
【0049】
しかしながら、本実施形態では、感光体ドラム21の周速変動による影響を抑制するために水平同期信号HSYNCを変更し、しかも水平同期信号HSYNCがいずれの値となったとしても常に条件1が満足されるように構成している。したがって、2ライン分のバッファー領域のみしか準備していない場合には、ラインバッファー774へのビデオデータの書き込みを良好に行うことができない場合が発生する。例えば上記実施形態にかかる画像形成装置の一例として、水平同期信号HSYNCの周期を84.666[μsec]を中心として±1%の範囲で可変する場合には、可変水平同期信号生成部75で発生する水平同期信号HSYNCの周期は83.82〜85.52[μsec]の範囲で変更設定される。また、露光ヘッド23に対してラインバッファー774から最大183.25[Mbit/sec]のデータ転送レートでビデオデータを転送する必要がある場合に、ビデオデータ制御回路71からラインバッファー774へのデータ転送レートが183.25[Mbit/sec]未満であると、データが途切れてしまう。そのため、固定水平同期信号生成部73は83.82[μsec]よりも短い固定周期で水平同期信号HREQを発生する必要がある(条件1)。したがって、図6のタイミングチャートに示すように、水平同期信号HSYNCに同期してビデオデータを1ラインずつ露光ヘッド23に転送するのを優先させるために2ライン分のバッファー領域を確保しつつ残りの1ラインのバッファー領域に水平同期信号HREQに同期してビデオデータを書き込む必要がある。その結果、ラインバッファー774は3ライン分のバッファー領域(図5中の「Linebuff#1,#2,#3」)が用意されている。
【0050】
このように、本実施形態では、固定水平同期信号生成部73が本発明の「第1の信号生成部」として機能し、本発明の「予め定められた周期の信号」に相当する水平同期信号HREQを生成して出力する。また、可変水平同期信号生成部75が本発明の「第2の信号生成部」や「第3の信号生成部」として機能し、本発明の「発光素子の発光を制御する信号」に相当する水平同期信号HSYNCを生成して出力する。また、制御ロジック部CLが本発明の「制御部」に相当する。
【0051】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、4つの露光ヘッド23を有する露光装置および該露光装置を装備する画像形成装置1に対して本発明を適用しているが、本発明は2つ以上の露光ヘッドを有する装置全般に対して適用することができる。
【符号の説明】
【0052】
1…画像形成装置、 21…感光体ドラム(潜像担持体)、 23…露光ヘッド、 71…ビデオデータ制御回路、 73…固定水平同期信号生成部(第1の信号生成部)、 75…可変水平同期信号生成部(第2の信号生成部、第3の信号生成部)、 77…タイミング調整回路(制御部)、 231…発光素子、 774…ラインバッファー、 CL…制御ロジック部(制御部)、 HREQ…水平同期信号(予め定められた周期の信号)、 HSYNC…水平同期信号(発光素子の発光を制御する信号)、 LGD…長手方向(第1の方向)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の方向に発光素子が配設された第1の露光ヘッドと、
前記第1の露光ヘッドにより潜像が形成される第1の潜像担持体と、
前記第1の方向に発光素子が配設された第2の露光ヘッドと、
前記第2の露光ヘッドにより潜像が形成される第2の潜像担持体と、
予め定められた周期の信号を発生させる第1の信号生成部、出力する時間間隔を異ならせて前記第1の露光ヘッドに配設された前記発光素子の発光を制御する信号を出力する第2の信号生成部、及び出力する時間間隔を異ならせて前記第2の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第3の信号生成部を有する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記制御部は、画像データを受信するデータ受信部を有し、
前記データ受信部に受信された画像データを前記第1の信号生成部で発生される信号に基づいてデータ処理して前記第1の露光ヘッドおよび前記第2の露光ヘッドに出力する第1出力データ及び第2出力データを生成し、前記第2の信号生成部で発生される信号に基づき前記第1の露光ヘッドに前記第1出力データを出力するタイミングを調整し、前記第3の信号生成部で発生される信号に基づき前記第2の露光ヘッドに前記第2出力データを出力するタイミングを調整する請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記第1の信号生成部で発生される予め定められた信号を出力する時間間隔は、前記第2の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔よりも短く、かつ前記第3の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔よりも短い請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記第1の露光ヘッドに出力する前記第1出力データを記憶する3つ以上のバッファー領域を、前記バッファー領域への書き込みおよび読み出しを制御しながら前記第1の露光ヘッドに前記第1出力データを転送する請求項3に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記第2の露光ヘッドに出力する前記第2出力データを記憶する前記バッファー領域とは異なる3つ以上第2バッファー領域を有し、前記第2バッファー領域への書き込みおよび読み出しを制御しながら前記第2の露光ヘッドに前記第2出力データを転送する請求項4に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記第1の信号生成部で発生される信号を出力する時間間隔は、前記第1の露光ヘッドに前記第1出力データを転送するのに要する時間より長く、前記第2の露光ヘッドに前記第2出力データを転送するのに要する時間よりも長い請求項2ないし5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項7】
第1の信号生成部で発生する予め定められた周期の信号と、出力する時間間隔を異ならせて第2の信号生成部から出力される信号とに基づき第1の露光ヘッドで第1の方向に配設された発光素子の発光を制御し、
前記第1の信号生成部で発生する予め定められた周期の信号と、出力する時間間隔を異ならせて第3の信号生成部から出力される信号とに基づき第2の露光ヘッドで第1の方向に配設された発光素子の発光を制御することを特徴とする画像形成方法。
【請求項8】
第1の方向に発光素子が配設された第1の露光ヘッドと、
前記第1の方向に発光素子が配設された第2の露光ヘッドと、
予め定められた周期の信号を発生させる第1の信号生成部、出力する時間間隔を異ならせて前記第1の露光ヘッドに配設された前記発光素子の発光を制御する信号を出力する第2の信号生成部、及び出力する時間間隔を異ならせて前記第2の露光ヘッドに配設された発光素子の発光を制御する信号を出力する第3の信号生成部を有する制御部と、
を備えることを特徴とする露光装置。

【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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【公開番号】特開2011−136446(P2011−136446A)
【公開日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−296671(P2009−296671)
【出願日】平成21年12月28日(2009.12.28)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】