KR100228699B1

KR100228699B1 - Apparatus and method for forming image

Info

Publication number: KR100228699B1
Application number: KR1019970040843A
Authority: KR
Inventors: 안승덕
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-11-01
Also published as: KR19990017813A

Abstract

개시된 본 발명은, 비디오 신호를 입력받아 계조 보정을 수행하고 계조 보정된 비디오 신호를 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM)하여 레이져 구동 신호로 출력하는 화상 형성 장치에 있어서: 입력된 비디오 신호와 출력된 비디오 신호간의 계조 재현 특성이 선형성을 갖도록 변환시키기 위해 각각의 계조 보정 특성을 갖는 다수의 변환 테이블들을 데이터 베이스화하여 저장하고 있는 변환 테이블부; 원하는 상기 각각의 계조 보정 특성에 따라 상기 변환 테이블부에 포함된 변환 테이블들 중 하나의 변환 테이블을 선택하기 위한 선택 수단; 및 상기 선택 수단에서 선택된 변환 테이블에 따라 상기 비디오 신호를 대상으로 계조 보정을 수행하여 상기 계조 보정된 비디오 신호를 발생하는 계조 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치 및 방법에 관한 것이다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus configured to receive a video signal, perform gradation correction, and output a gradation corrected video signal as a laser driving signal by performing pulse width modulation (PWM): an input video signal and an output A conversion table unit for storing a plurality of conversion tables having respective gray level correction characteristics in a database so as to convert the gray level reproduction characteristics between the video signals to have linearity; Selection means for selecting one conversion table from among conversion tables included in the conversion table unit according to each desired tone correction characteristic; And a gradation correction unit for performing gradation correction on the video signal according to the conversion table selected by the selection means to generate the gradation-corrected video signal.

본 발명에 따르면, 변환 테이블부의 다수의 변환 테이블 중에서 비디오 데이터의 성격에 따라 그 중 하나가 선택되어, 입력 비디오 데이터와 출력 데이터가 선형성을 갖도록 함으로써 빠른 데이터 변환이 가능하도록 하고, 비디오 데이터의 계조 재현성을 한층 더 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, one of the plurality of conversion tables in the conversion table unit is selected according to the characteristics of the video data, so that the input video data and the output data have linearity, thereby enabling fast data conversion, and gray scale reproducibility of the video data. It is effective to make it even higher.

Description

Image forming apparatus and method

본 발명은 화상 시스템의 화상 형성 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원화상에 따라 특정 처리 모드가 선택되고, 그 처리 모드에 따라서 변환 수단의 변환 테이블부 및 PWM장치의 펄스폭이 변환됨으로써 디지털 화상의 계조 특성을 변환시키도록 하는 화상 형성 장치 및 방법(Apparatus and Method for Forming Image)에 관한 것이다.The present invention relates to an image forming apparatus and method of an image system, and more particularly, a specific processing mode is selected according to an original image, and the conversion table portion of the conversion means and the pulse width of the PWM device are converted according to the processing mode. An image forming apparatus and method for converting a gradation characteristic of a digital image are provided.

화상 시스템은 화상 신호를 목적에 부합하도록 획득, 가공, 출력, 처리, 변환, 전송, 개선하는 시스템을 통칭하는 것으로, 대중적으로 보급된 프린터와 스캐너를 그 일례로 들 수 있으며, 프린터와 스캐너를 필수 구성 요소로 구비하여 복합 문서 출력 기능을 수행하는 복합기를 또한 그 예로 들 수 있다.The imaging system is a general term for a system that acquires, processes, outputs, processes, converts, transmits, and improves an image signal in accordance with a purpose. Examples of popularly available printers and scanners include printers and scanners. Another example is a multifunction device that is provided as a component to perform a compound document output function.

최근 들어, 날로 발전의 기로에 있는 사무 자동화에 편승하여 프린터, 스캐너 및 팩시밀리 등과 같은 사무 자동화 기기에 대한 수요가 급증하고 있음에 따라 각각의 사무 자동화 기기들은 각기 고유의 기능을 확장하기 위해 고성능으로 개발되고 있으며, 이와 더불어, 독자적으로 사용되던 각각의 사무 자동화 기기를 일체형으로 개발하여 사용자에게 경제적 부담과 설치 공간을 경감시켜주면서 동시에 복합 문서 출력 기능을 수행하는 제품이 생산·제공되고 있다. 이와 같은 기기를 일명 "복합기(Multi-Function Peripheral; MFP)"라고 명명하는 데, 오늘날 복합기는 팩시밀리를 채택하여 이용하는 기기의 대표적인 용례가 되고 있다.In recent years, as office electronics, which are at the crossroads of development, is rapidly increasing in demand for office automation devices such as printers, scanners, and facsimile machines, each office automation device is developed with high performance to expand its own functions. In addition, by independently developing each office automation device used independently, a product that performs a complex document output function while reducing economic burden and installation space for a user is being produced and provided. Such a device is called "Multi-Function Peripheral" (MFP). Today, a multifunction device is a typical example of a device employing a facsimile.

다시 말해서, 복합기는 호스트 컴퓨터로부터 입력되는 데이터를 인쇄하는 프린터로서의 기능뿐만 아니라 화상 원고를 읽어들이는 스캐너로서의 기능과 스캐닝되어 입력된 화상 원고를 프린팅하여 복사하는 복사 기능과 통신 선로를 통해 화상 원고를 원격지로 전송시키는 팩시밀리로서의 기능 등을 수행하는 복합 문서 출력 기능을 갖는 기기이다. 즉, 기존의 팩시밀리, 스캐너, 프린터, 복사기 등 각각의 단품으로 존재하던 단말 장치들을 하나로 엮어서 만든 다기능 단말기로, 호스트 컴퓨터와 연동이 되는 기능인 호스트 컴퓨터-인터페이스 기능을 구비하고 있는 것이 일반적이다.In other words, the multifunction device not only functions as a printer for printing data input from a host computer, but also as a scanner for reading image originals, a copy function for printing and copying scanned and scanned image originals, and an image original through a communication line. It is a device having a compound document output function that performs a function as a facsimile to be transmitted to a remote site. That is, it is a multi-function terminal made by weaving existing terminal devices such as facsimile machines, scanners, printers, and copiers into a single unit, and generally includes a host computer-interface function that is interoperable with a host computer.

일반적인 복합기에 있어서, 대표적인 칼라 화상 입력 장치인 스캐너는 인쇄물, 사진, 사람의 손으로 작성한 메모 형태의 글자나 그림 등을 독취하기 위한 가장 일반적인 수단으로써, 복합기, 문서 번역기, CAD(Computer Aided Design)용 컴퓨터, 팩시밀리, 문자 인식기 등의 필수 구성 요소이다. 스캐너는 일정한 발광 스펙트럼을 갖는 조명 광원을 통해 피사체(원고)에 조사한 후, CCD(Charge Coupled Device)와 같은 광전 변환 소자에서 피사체로부터 반사된 광학적 정보를 전기적 신호로 변환하는 광전 변환 과정을 수행하여 화상 정보를 획득하게 된다.In general MFPs, scanners, which are representative color image input devices, are the most common means for reading printed texts, photographs, memos in the form of human hands, and for general purpose MFPs, document translators, and CAD (Computer Aided Design). Essential components such as computer, facsimile and character recognizer. The scanner irradiates a subject (original) with an illumination light source having a constant emission spectrum, and then performs a photoelectric conversion process of converting optical information reflected from the subject into an electrical signal in a photoelectric conversion element such as a charge coupled device (CCD). Information is obtained.

또한, 대표적인 화상 출력 장치인 프린터는 컴퓨터가 처리한 결과를 확인·보관하며 타인에게 전달하기 위해 문서 형태로 출력하는 기기로써, 복합기, 개인용 컴퓨터, 팩시밀리, 전자식 금전 등록기, 현금 자동 인출기 등의 기본적인 구성 요소가 되고 있으며, 현재 까지는 데이지 휠방식 프린터, 핀방식 프린터, 잉크젯 방식 프린터 및 레이저 방식 프린터 등이 개발되어 있으며 특히, 잉크젯 프린터와 레이져 프린터가 보급 기종에서 주종을 이루고 있다.In addition, the printer, which is a representative image output device, is a device that checks and stores the results processed by a computer and outputs them in the form of documents for delivery to others. To date, daisy-wheel type printers, pin type printers, inkjet type printers, and laser type printers have been developed, and ink jet printers and laser printers are mainly used in the spreading models.

본 발명에 따라 화상 형성 장치 및 방법을 적용 실시할 수 있는 시스템으로 전자 사진 현상 기기를 들 수 있는 데, 특히, 화상 출력 장치 중 하나인 레이져 프린터는 전자 사진 현상 방식(electrophotograhic developing method)을 채택하고 있는 대표적인 기기의 하나로, 본 발명을 적용·실시할 수 있는 시스템의 일례가 되고 있다.An electrophotographic developing apparatus can be cited as a system to which an image forming apparatus and method can be applied according to the present invention. In particular, a laser printer, which is one of the image output apparatuses, adopts an electrophotograhic developing method. As one of typical representative apparatuses, it is an example of the system which can apply and implement this invention.

통상, 복사기, 레이져 프린터, 팩시밀리 등에 이용되고 있는 전자 사진 현상 방식은 원고 또는 소정의 소스로부터 취득한 비디오 데이터를 감광체에 노광하여 정전 잠상(electro-static latent image)을 형성하고, 정전 잠상이 형성된 부위에 현상제를 입혀 가시상을 형성하며 이 가시상을 인쇄 용지에 전사한 후, 정착시킴으로써 원하는 화상을 인쇄하게 되어 있다.In general, the electrophotographic development system used in copiers, laser printers, facsimiles, and the like forms an electro-static latent image by exposing an image or video data obtained from a predetermined source to a photosensitive member to form an electrostatic latent image. A developer is applied to form a visible image, which is transferred onto a printing sheet, and then fixed to print a desired image.

오늘날 전자 사진 현상 기기는 고해상도의 화상을 인쇄하기 위한 가장 일반적인 대안이 되고 있으며, 고가임에도 불구하고 고속이고 인쇄 상태가 미려하며 보존성이 뛰어난 등의 월등한 인쇄 성능에 힘입어 날로 보급이 확대되고 있는 실정이다.Today's electrophotographic development equipment is becoming the most common alternative for printing high-resolution images, and despite its high price, it is becoming more and more popular due to its superior printing performance such as high speed, beautiful printing, and excellent preservation. to be.

도 1은 일반적인 전자 사진 현상 기기의 내부 구조를 개략적으로 예시한 예시도이며, 도 2는 일반적인 전자 사진 현상 기기의 화상 인쇄 방법의 순서도를 도시한 것이다.1 is an exemplary view schematically illustrating an internal structure of a general electrophotographic developing apparatus, and FIG. 2 is a flowchart illustrating an image printing method of a general electrophotographic developing apparatus.

일반적인 전자 사진 현상 기기는 도 1에 도시한 바와 같이, 감광 드럼(organic photoconductive drum; 20)과 노광 장치(30) 및 각종 로울러들(10, 40, 50, 70, 80, 90)이 상호 작용하여 도 2에 나타낸 바와 같이, 대전 단계(S10)와 노광 단계(S20), 현상 및 전사 단계(S30), (S50)와 정착 및 제전 단계(S60), (S70)로 구성되는 화상 인쇄 과정을 수행하여 인쇄 용지(110) 위에 화상을 형성시킨다.In the general electrophotographic developing apparatus, as shown in FIG. 1, an organic photoconductive drum 20, an exposure apparatus 30, and various rollers 10, 40, 50, 70, 80, 90 interact with each other. As shown in FIG. 2, an image printing process consisting of a charging step S10, an exposure step S20, a developing and transferring step S30, a S50, and a fixing and antistatic step S60, S70 is performed. To form an image on the printing paper 110.

본 발명은 상기 감광 드럼(20) 상에 노광 장치(30)를 이용하여 정전 잠상을 형성하는 것과 직접적으로 관련되어 있는 데, 입력 비디오 데이터를 감광 드럼에 형성시키는 방법으로는 잘 알려진 바 있는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM)하는 이용하는 방법이 대표적이다.The present invention relates directly to the formation of an electrostatic latent image using the exposure apparatus 30 on the photosensitive drum 20. The pulse width is well known as a method of forming the input video data in the photosensitive drum. A typical method is to use pulse width modulation (PWM).

특히, 입력 비디오 데이터와 특정 주기(통상, 화소 주기의 정수배를 갖는 주기)의 삼각파(triangular wave) 또는 톱니파(sawtooth wave)를 비교하는 방법이 있으며, 펄스 주기를 가변시키기 위한 방법으로는 다수의 삼각파와 아날로그 비디오 데이터를 비교하여 이 펄스 출력 중의 하나를 선택하는 방법이 공지되어 있다. 이와 같은 방법에 있어서, 다수의 삼각파는 각기 서로 다른 주기를 가지며 삼각파의 주기가 길어지면 계조 특성이 개선되고 삼각파의 주기가 짧아지면 해상도가 개선되는 것이 일반적으로 알려진 사실임에 따라 출력 화상의 특성(즉, 문자 또는 그림 등)에 따라 삼각파의 주기를 선택적으로 사용한다.In particular, there is a method of comparing the input video data with a triangular wave or sawtooth wave of a specific period (typically, an integer multiple of the pixel period), and a method for varying the pulse period is a plurality of triangular waves It is known to compare and analog video data to select one of these pulse outputs. In such a method, a plurality of triangular waves have different periods, and it is generally known that the longer the period of the triangular wave, the better the gradation characteristics and the shorter the period of the triangular wave, the better the resolution. The period of the triangle wave is used selectively according to the character, figure or picture).

또는, 삼각파 또는 톱니파의 형상에 의해 계조 특성을 보정하는 방법이 공지되어 있으며, 이 경우에 비선형 특성을 갖는 기준 신호를 발생시킬 시에는 대수 증폭기와 같은 비선형 증폭기가 사용된다.Alternatively, a method of correcting the gray scale characteristic by the shape of a triangular wave or a sawtooth wave is known. In this case, a nonlinear amplifier such as a logarithmic amplifier is used to generate a reference signal having a nonlinear characteristic.

일반적으로 계조 보정은 계조 재현 특성을 인간의 시감 특성과 일치시키고자 하는 것으로 원고의 광학적 밀도와 재현 화상의 광학적 밀도를 두 축으로 하는 좌표상에서 원고 화상의 광학적 밀도와 재현 화상의 광학적 밀도 간의 함수의 기울기가 선형성을 갖도록 제어하는 것이 목적이며, 이 기울기를 감마( γ ) 곡선 또는 계조 재현 곡선(tone reproduction curve)이라고 하며, 바람직한 계조 재현 특성을 갖도록 하기 위해서는 감마 곡선에 선형성을 부여하는 감마 보정을 수행하는 것이 필요한 데, 감마 보정은 계조 보정의 대표적인 일례가 되고 있다.In general, gradation correction is intended to match the gradation reproduction characteristics with human viewing characteristics. The goal is to control the slope so that it is linear, and the slope is gamma ( γ In order to have desirable gradation reproduction characteristics, it is necessary to perform gamma correction that gives linearity to the gamma curve, and gamma correction is a representative example of gradation correction.

여기서, 계조 재현은 원고 화상의 각각의 색성분(Red, Green, Blue)의 광학적 밀도(optical density)와 재현 화상의 광학적 밀도와의 유사도를 높이는 것으로, 색재현이 색상(hue)과 포화도(saturation)를 다루는 데 반하여 계조 재현은 휘도에 대한 화상 재현 능력을 말한다.Here, the gradation reproduction increases the similarity between the optical density of each color component (Red, Green, Blue) of the original image and the optical density of the reproduced image, and color reproduction is performed by hue and saturation. In contrast to gradation, gradation reproduction refers to the image reproduction ability for luminance.

상기한 바와 같은 계조재현의 선형성을 높이기 위하여 다양한 방법들이 강구되어 왔고, 아날로그 비디오 데이터와 다수의 주기파들과 비교하여 펄스폭을 변환하는 방식을 사용하는 미국 특허 4,989,098이 그 한 예라 할 수 있다.Various methods have been devised to improve the linearity of gray scale reproduction as described above, and US Patent 4,989,098, which uses a method of converting a pulse width in comparison with analog video data and a plurality of periodic waves, is an example.

도 3은 종래의 아날로그 방식의 비디오 데이터의 계조 재현 방식의 화상 형성 장치의 구성 블록도이다.3 is a block diagram of a conventional image forming apparatus of gradation reproduction of video data of an analog system.

비디오 클럭 신호(VIDEO CLOCK; 201)는 도 3에 도시된 바와 같이, 비디오 신호(VIDEO SIG; 203)와 동기되어 호스트 컴퓨터(미도시)로부터 입력되며, 수평 동기 신호(HSYNC signal; 202)도 호스트 컴퓨터로부터 입력된다. 주파수 변환부(204)는 비디오 클럭 신호(201), HSYNC 신호(202), 및 비디오 신호(203)와 스크린 데이터(SCREEN DATA 즉, line number data; 205)를 입력받아 화상 신호에 대한 주파수 변환을 실시하여 비디오 데이터(21)와 스크린 데이터(22)를 출력시킨다. 펄스폭 변조부(pulse width modulator; 23)는 한 라인에 대하여 선입선출(First In First Out; FIFO)메모리로 구성되고 이 메모리 상에 비디오 데이터(21)를 저장한다. 저장된 비디오 데이터(21)는 비디오 클럭 신호에 의해 펄스폭 변조부(23)로부터 독출된다.As shown in FIG. 3, the video clock signal VIDEO CLOCK 201 is input from a host computer (not shown) in synchronization with the video signal VIDEO SIG 203, and the horizontal synchronization signal H SYNC signal 202 is also host. It is input from the computer. The frequency converter 204 receives the video clock signal 201, the HSYNC signal 202, the video signal 203, and the screen data (SCREEN DATA, ie, line number data) 205 to perform frequency conversion on the image signal. The video data 21 and the screen data 22 are output. The pulse width modulator 23 is configured as a First In First Out (FIFO) memory for one line and stores the video data 21 thereon. The stored video data 21 is read out from the pulse width modulator 23 by the video clock signal.

빔 검출 미러(BD mirror; 24)는 감광드럼(25)의 레이져 빔의 스캐닝 출발점 에 인접한 위치에 배치되고, 빔 검출 미러(24)에 의해서 반사된 레이져 빔은 광 파이버(25)를 통해서 빔 검출 디텍터(26)에 의해서 안내된다. 빔 검출 신호는 빔의 실제 스캐닝 위치를 지시하는 지시 신호가 된다. 빔 검출 신호(BD SIG; 206)는 펄스폭 변조부(23) 및 호스트 컴퓨터(미도시)에 입력된다. 호스트 컴퓨터는 비디오 클럭 신호(201), HSYNC 신호(202), 비디오 신호(203), 스크린 데이터(205)를 출력하는 데, 이때, 스크린 데이터(205)는 빔 검출 신호(206)와 동기되어 기록 라인의 수를 나타낸다.The beam detection mirror (BD mirror) 24 is disposed at a position adjacent to the scanning starting point of the laser beam of the photosensitive drum 25, and the laser beam reflected by the beam detection mirror 24 is beam-detected through the optical fiber 25. Guided by the detector 26. The beam detection signal becomes an indication signal indicating the actual scanning position of the beam. The beam detection signal BD SIG 206 is input to the pulse width modulator 23 and a host computer (not shown). The host computer outputs the video clock signal 201, the HSYNC signal 202, the video signal 203, and the screen data 205, wherein the screen data 205 is synchronized with the beam detection signal 206 and recorded. Indicates the number of lines.

감광 드럼(20)의 주 주사 방향(main scanning direction)의 실제 길이가 A3 용지 길이와 일치하고, 주 주사 방향에 대한 기록 밀도가 400dpi(dot per inch)이고, 부 주사 방향(sub-scanning direction)에 대한 기록 밀도가 400lpi(line per inch)라고 가정하면, 감광 드럼(20)의 주변 속도 0.3"/sec이고, 빔 검출 신호(206)의 주기는 1/120sec = 8.33msec이다. 이에 따라, 호스트 컴퓨터는 8.33msec주기를 갖는 빔 검출 신호(206)에 일치하도록 하기 위하여 한 라인인 화상 데이터를 A3사이즈(4677픽셀)의 넓이에 일치시켜야 한다. 펄스폭 변조부(23)는 비디오 클럭 신호(130)를 사용하여 주파수 변환기(204)로부터 비디오 데이터(21)를 독출한다. 비디오 클럭 신호(130)는 회전 다면경(decahedral mirror; 27)의 이용 효율이 70%일 경우에 빔 검출 신호(206)의 주기가 8.33msec이라면, 4677픽셀의 화상 데이터는 8.33msec의 70% 시간 동안에 독출되어야 함에 따라 비디오 클럭 신호의 주파수는 802Khz이다.The actual length of the main scanning direction of the photosensitive drum 20 coincides with the A3 paper length, the recording density for the main scanning direction is 400 dpi (dot per inch), and the sub-scanning direction Assuming a recording density of about 400 lpi (line per inch), the peripheral speed of the photosensitive drum 20 is 0.3 "/ sec, and the period of the beam detection signal 206 is 1/120 sec = 8.33 msec. The computer must match one line of image data to the width of A3 size (4677 pixels) in order to match the beam detection signal 206 having the 8.33 msec period. Video data 21 is read from the frequency converter 204. The video clock signal 130 is a beam detection signal 206 when the utilization efficiency of the rotating decahedral mirror 27 is 70%. If the period of is 8.33 msec, 4677 pixels of image data is 70% time of 8.33 msec. The frequency of the video clock signal is 802Khz as it must be read during the process.

펄스폭 변조부(23)에 의해 변조되어 출력되는 레이져 빔은 시준 렌즈(collimator lens; 210)와 실린더 렌즈(cylindrical lens; 211)를 통해서 회전 다면경(27)에 입력된다.The laser beam modulated and output by the pulse width modulator 23 is input to the rotating polygon mirror 27 through a collimator lens 210 and a cylindrical lens 211.

다각형 스캐너 모터(polygonal scanner motor; 28)는 회전 다면경(27)에 레이저 빔을 반사시켜 감광 드럼(20)을 스캐닝하도록 한다.The polygonal scanner motor 28 reflects the laser beam to the rotating polygon mirror 27 to scan the photosensitive drum 20.

포커싱 렌즈(focusing lens; 29)는 f - θ 정정( f - θ correction)을 실시한다. 포커싱 렌즈(29)에 의해서 출력된 레이져 빔은 반사 거울(212)에서 반사되어 감광 드럼(20)에 포커스되어 펄스폭 변조의 펄스폭에 일치하는 전위차를 갖는 정전 잠상을 형성한다.The focusing lens 29 is f - θ correction( f - θ Correction is performed. The laser beam output by the focusing lens 29 is reflected by the reflecting mirror 212 and is focused on the photosensitive drum 20 to form an electrostatic latent image having a potential difference corresponding to the pulse width of the pulse width modulation.

도 4는 도 2에 나타낸 펄스폭 변조부(23)를 상세하게 도시한 블록도이다.4 is a block diagram showing in detail the pulse width modulator 23 shown in FIG.

펄스폭 변조부(23)는 도 4에 도시한 바와 같이, 클럭 신호( f_c ;302)를 발생하는 발진기(301)와, 기설정된 주기를 갖는 비디오 클럭 신호(130)를 출력시키는 클럭 신호( f_c ; 302)를 64배로 분주하고, HYSC 신호(120)를 출력하는 주파수 분주부(304)를 포함한다.As illustrated in FIG. 4, the pulse width modulator 23 includes a clock signal ( f _c An oscillator 301 for generating a 302 and a clock signal for outputting a video clock signal 130 having a predetermined period ( f _c ; And a frequency divider 304 for dividing 302 by 64 times and outputting the HYSC signal 120.

비디오 클럭 신호(130)는 빔 검출 신호(206)와 동기하여 클럭 신호( f_c ; 130)를 64로 나눔으로써 얻어진다. HYSC 신호(120)는 빔 검출 신호(206)가 출력된 후에 비디오 클럭 신호(130)의 트레일링 에지(trailing edge)에 동기되어 출력된다. 6비트 카운터(303)는 비디오 클럭(130)의 리딩 에지(leading edge)에 응답하여 클리어(clear)되며 클럭 신호( f_c ; 302)에 따라 카운트-업(count-up)된다. 카운터(103)로부터의 출력(19)은 비디오 클럭 신호(130)의 한 주기동안에 0에서 63까지 디지털 값을 가지며 가변되며 400 lpi 스크린에 일치하는 톱니파를 출력한다.The video clock signal 130 is clocked in synchronism with the beam detection signal 206. f _c ; 130) by 64. The HYSC signal 120 is output in synchronization with the trailing edge of the video clock signal 130 after the beam detection signal 206 is output. The 6-bit counter 303 is cleared in response to the leading edge of the video clock 130 and the clock signal ( f _c ; It is counted up according to 302. The output 19 from the counter 103 outputs a sawtooth wave which has a digital value from 0 to 63 during one period of the video clock signal 130, which is variable and corresponds to a 400 lpi screen.

래치부(305)는 주파수 변환부(204)와 비디오 클럭 신호(130)에 대응하여 스크린 데이터(22)로부터 비디오 데이터(21)를 래취한다. 또한, 카운터(303)의 출력(31)과 동기된다.The latch unit 305 latches the video data 21 from the screen data 22 in response to the frequency converter 204 and the video clock signal 130. It is also synchronized with the output 31 of the counter 303.

스크린 데이터(205)는 2 비트의 특성을 갖는다. 스크린 데이터(205)의 비트가 0일 때 400lpi 스크린으로 기록됨을 의미하고, 1일 때는 200lpi스크린, 2일 때는 133 lpi 스크린으로 기록됨을 의미하며, 이 비트 상태는 스크린 데이터의 재생될 화상의 해상도를 결정한다.The screen data 205 has a characteristic of two bits. When the bit of the screen data 205 is 0, it means that it is recorded as 400 lpi screen, when 1 means that it is recorded as 200 lpi screen, and when it is 2, it is recorded as 133 lpi screen. This bit state indicates the resolution of the image to be reproduced of the screen data. Decide

도 5는 종래 기술에 따른 변환 테이블부의 일 실시예를 도시한 예시도로, 화상 데이터는 스크린 데이터에 따라 도 5에 도시된 바와 같은 변환 테이블부에 의해 입력 비디오 데이터의 값( X )은 변환된다.FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of a conversion table unit according to the prior art, and image data may be generated by the conversion table unit as shown in FIG. 5 according to screen data. X ) Is converted.

이로써, 고정 주기에서 동작하면서도 서로 다른 주기의 삼각파를 이용한 펄스폭 변조 방식과 동일한 효과를 기할 수 있으며, 비선형 계조 보정도 가능한 수단을 제시하고 있는 것이다.As a result, it is possible to achieve the same effect as the pulse width modulation method using the triangular waves having different periods while operating in a fixed period, and suggests a means capable of nonlinear gradation correction.

그러나, 이와 같이 하나의 변환 테이블부에서 변환 특성에 따라서 펄스폭 변조의 주기의 변환 및 계조 보정이 동시에 처리되어야 하기 때문에 계조 보정 특성에 제약을 받는 문제점을 내재하고 있다.However, there is a problem in that one conversion table unit is limited in the gradation correction characteristics because the conversion and the gradation correction of the period of the pulse width modulation must be processed simultaneously according to the conversion characteristics.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 펄스폭 변조 수단, 다수의 패턴 신호 및 계조 보정을 위한 변환 테이블을 구비함으로써 안정된 화상 재현성을 갖는 화상 형성 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus and method having stable image reproducibility by providing a pulse width modulating means, a plurality of pattern signals, and a conversion table for gray level correction. There is this.

도 1은 일반적인 전자 사진 현상 기기의 내부 구조를 개략적으로 예시한 예시도,1 is an exemplary diagram schematically illustrating an internal structure of a general electrophotographic developing apparatus;

도 2는 일반적인 전자 사진 현상 기기의 화상 인쇄 방법의 순서도,2 is a flowchart of an image printing method of a general electrophotographic developing apparatus;

도 3은 종래 기술에 따른 아날로그 방식의 비디오 데이터의 계조 재현방식의 화상 형성 장치의 구성 블록도,3 is a block diagram of an image forming apparatus of a gradation reproduction method of analog video data according to the prior art;

도 4는 도 2에 나타낸 펄스폭 변조부을 상세하게 도시한 블록도,4 is a block diagram showing in detail the pulse width modulator shown in FIG.

도 5는 종래 기술에 따른 변환 테이블부의 일 실시예를 도시한 예시도,5 is an exemplary view showing an embodiment of a conversion table unit according to the prior art;

도 6은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 제 1 실시예를 나타낸 블록도,6 is a block diagram showing a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention;

도 7은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 제 1 실시예의 스크린 데이터 값에 따른 주파수 분배부(41)의 출력에 대한 타이밍도,7 is a timing diagram for the output of the frequency distribution unit 41 according to the screen data value of the first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention;

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 변환 테이블부의 변환 특성을 나타내는 그래프,8 is a graph showing conversion characteristics of the conversion table unit according to the first embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 제 1 실시예의 스크린 데이터의 값에 따른 펄스폭 변조부의 출력에 대한 타이밍도,9 is a timing diagram for the output of the pulse width modulator according to the value of the screen data of the first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention;

도 10은 본 발명에 따라 화상 형성 장치의 제 2 실시예를 나타낸 블록도,10 is a block diagram showing a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention;

도 11은 본 발명에 따른 화상 형성 방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도,11 is a flowchart showing a preferred embodiment of the image forming method according to the present invention;

도 12는 일반적인 반도체 레이저 스캐닝 유니트를 보인 구성도이다.12 is a block diagram showing a general semiconductor laser scanning unit.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

20 : 감광 장치 21, 402 : 스크린 데이터20: photosensitive device 21, 402: screen data

41 : 주파수 분배부 43 : 변환 테이블부41: frequency divider 43: conversion table portion

44 : 비교기 401 : 클럭 신호44: comparator 401: clock signal

403 : 수평 동기 신호 404 : 비디오 클럭403: horizontal sync signal 404: video clock

405 : PWM변조 클럭 406 : 클리어/로드 신호405: PWM modulated clock 406: clear / load signal

408 : 선택 신호 409 : 비디오 데이터408: selection signal 409: video data

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 장치에 따른 특징은, 비디오 신호를 입력받아 계조 보정을 수행하고 계조 보정된 비디오 신호를 펄스폭 변조하여 레이져 구동 신호로 출력하는 화상 형성 장치에 있어서, 입력된 비디오 신호와 출력된 비디오 신호간의 계조 재현 특성이 선형성을 갖도록 변환시키기 위해 각각의 계조 보정 특성을 갖는 다수의 변환 테이블들을 데이터 베이스화하여 저장하고 있는 변환 테이블부; 원하는 상기 각각의 계조 보정 특성에 따라 상기 변환 테이블부에 포함된 변환 테이블들 중 하나의 변환 테이블을 선택하기 위한 선택 수단; 및 선택된 변환 테이블에 따라 상기 비디오 신호를 대상으로 계조 보정을 수행하여 상기 계조 보정된 비디오 신호를 발생하는 계조 보정부를 포함하는 화상 형성 장치에 있다.In order to achieve the object of the present invention, a feature according to the apparatus of the present invention is an image forming apparatus that receives a video signal, performs gradation correction, pulse-width modulates the gradation corrected video signal, and outputs it as a laser drive signal. A conversion table unit for storing and converting a plurality of conversion tables having respective gradation correction characteristics to convert the gradation reproduction characteristics between the input video signal and the output video signal to have linearity; Selection means for selecting one conversion table from among conversion tables included in the conversion table unit according to each desired tone correction characteristic; And a gradation correction unit configured to perform gradation correction on the video signal according to the selected conversion table to generate the gradation-corrected video signal.

본 발명의 장치에 따른 특징에 있어서, 상기 화상 형성 장치는 상기 계조 보정부의 출력인 상기 계조 보정된 비디오 신호를 다수의 처리 모드로 펄스폭 변조하여 출력하는 펄스폭 변조부를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the feature according to the apparatus of the present invention, it is preferable that the image forming apparatus further comprises a pulse width modulator for pulse width modulating and outputting the gradation corrected video signal, which is the output of the gradation corrector, in a plurality of processing modes. .

또한, 상기 다수의 처리 모드의 주기는 각각 기본 화소 주기의 정수배인 것이 바람직하다.Further, it is preferable that the periods of the plurality of processing modes are each integer multiples of the basic pixel periods.

그리고, 상기 펄스폭 변조부는 선택된 처리 모드에 따라 기설정된 클럭 신호를 상기 계조 보정된 비디오 신호에 대응하는 값만큼 카운팅하여 디지털 패턴 신호를 출력하는 카운터; 및 상기 카운터의 출력에 상응하는 펄스폭 변조 신호를 출력하기 위해 상기 디지털 패턴 신호와 상기 계조 보정된 비디오 신호를 비교하여 펄수폭 변조하는 디지털 비교부로 구성되는 것이 더욱 더 바람직하다.The pulse width modulator may include: a counter configured to count a predetermined clock signal according to a selected processing mode by a value corresponding to the gray level corrected video signal and output a digital pattern signal; And a digital comparator configured to compare the digital pattern signal and the gradation-corrected video signal to modulate the pulse width in order to output a pulse width modulated signal corresponding to the output of the counter.

본 발명의 방법에 따른 특징은, 비디오 신호를 입력받아 계조 보정을 수행하고 계조 보정된 비디오 신호를 펄스폭 변조하여 레이져 구동 신호로 출력하는 화상 형성 방법에 있어서, 입력된 비디오 신호와 출력된 비디오 신호간의 계조 재현 특성이 선형성을 갖도록 변환시키기 위해 각각의 계조 보정 특성을 갖는 다수의 변환 테이블들을 데이터 베이스화하여 저장하고 있는 변환 테이블 작성 단계; 원하는 상기 각각의 계조 보정 특성에 따라 상기 변환 테이블부에 포함된 변환 테이블들 중 하나의 변환 테이블을 선택하기 위한 변환 테이블 선택 단계; 상기 선택 수단에서 선택된 변환 테이블에 따라 상기 비디오 신호를 대상으로 계조 보정을 수행하여 상기 계조 보정된 비디오 신호를 생성하는 계조 보정 단계; 및 상기 계조 보정된 비디오 신호를 펄스폭 변조하여 펄스폭 변조된 비디오 신호를 발생하는 펄스폭 변조 단계를 포함하는 화상 형성 방법에 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an image forming method for receiving a video signal, performing gradation correction, pulse-modulating the gradation-corrected video signal as a laser driving signal, and inputting the input video signal and the output video signal. A conversion table creation step of storing and converting a plurality of conversion tables having respective tone correction characteristics into a database so as to convert the tone reproduction characteristics of the image into linearity; A conversion table selecting step of selecting one conversion table from among conversion tables included in the conversion table unit according to each of the desired tone correction characteristics; A gray level correction step of generating a gray level corrected video signal by performing gray level correction on the video signal according to the conversion table selected by the selection means; And a pulse width modulation step of generating a pulse width modulated video signal by pulse width modulating the gray level corrected video signal.

본 발명의 방법에 따른 특징에 있어서, 상기 펄스폭 변조 단계는 선택된 처리 모드에 따라 기설정된 클럭 신호를 상기 계조 보정된 비디오 신호에 대응하는 값만큼 카운팅하여 디지털 패턴 신호를 출력하는 카운팅 단계; 및 상기 디지털 패턴 신호와 상기 계조 보정된 비디오 신호를 비교하여 펄수폭 변조하는 디지털 비교 단계로 구성되는 것이 바람직하다.In the feature according to the method of the present invention, the pulse width modulation step may include a counting step of outputting a digital pattern signal by counting a predetermined clock signal according to a selected processing mode by a value corresponding to the gray-level corrected video signal; And a digital comparison step of performing a pulse width modulation by comparing the digital pattern signal and the gray level corrected video signal.

이하, 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 제 1 실시예를 나타낸 블록도이다.6 is a block diagram showing the first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 화상 형성 장치의 제 1 실시예는 도 6에 도시한 바와 같이, 클럭 발생부(40)는 기본 화소 주파수 보다 매우 높은 주파수인 클럭 신호( f_c ; 401, 여기서는 편의상, 기본 화소 주파수의 64배 주파수로 정함)를 발생시킨다. 주파수 분배부(41)는 클럭 신호( f_c , 401), 수평 동기 신호(403) 및 스크린 데이터(402)를 입력받아 f_c 의 1/64배 주파수인 비디오 클럭(404)과 PWM변조를 위한 PWM 변조 클럭(405), 클리어/로드 신호(406)를 출력한다.In the first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 6, the clock generator 40 has a clock signal having a frequency much higher than the basic pixel frequency. f _c ; 401, which is set here as 64 times the basic pixel frequency for convenience). The frequency divider 41 is a clock signal ( f _c , 401, the horizontal sync signal 403 and the screen data 402 f _c It outputs a video clock 404, a PWM modulation clock 405 for PWM modulation, and a clear / load signal 406, which is 1/64 times the frequency.

또한, 도 7은 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 제 1 실시예의 스크린 데이터(21)의 값에 따른 주파수 분배부(41)의 출력에 대한 타이밍도이다.7 is a timing chart of the output of the frequency distribution unit 41 according to the value of the screen data 21 of the first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.

스크린 데이터(21)의 입력에 의해서 주파수 분배기(41)의 펄스폭 변조를 위한 클럭(405)의 주기는 f_c 의 1배, 2배, 3배의 주기를 갖는 클럭을 발생시킨다.The period of the clock 405 for pulse width modulation of the frequency divider 41 by input of the screen data 21 is f _c A clock having a period of one, two, and three times is generated.

다시 말해서, 400 lpi인 경우에 스크린 데이터(21)의 값은 0으로써 f_c 의 주기 클럭을 발생시키고, 200lpi인 경우에는 스크린 데이터(21)의 값은 1로서, 2 f_c 의 주기 클럭을 발생시키고, 133lpi인 경우에는 스크린 데이터(21)의 값은 2로서, 3 f_c 의 주기 클럭을 발생시킨다.In other words, in the case of 400 lpi, the value of the screen data 21 is 0 f _c In the case of generating a periodic clock of 200 lpi, the value of the screen data 21 is 1, 2 f _c Generates a periodic clock of 133 lpi, the screen data 21 has a value of 2, f _c Generate a periodic clock of.

카운터(42)는 주파수 분배부(41)의 클럭 신호(CLK; 405)에 의해서 카운팅되고, 클럭 신호(CLK; 405)가 64개 카운트되는 시점 마다 발생되는 클리어/로드 신호(CLEAR/LOAD signal)에 의해 리셋(reset)된다.The counter 42 is counted by the clock signal CLK 405 of the frequency divider 41, and a clear / load signal CLEAR / LOAD signal is generated every time 64 clock signals CLK 405 are counted. Is reset.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 변환 테이블부(43)의 변환 특성을 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the conversion characteristics of the conversion table unit 43 according to the first embodiment of the present invention.

입출력 데이터는 부호 a와 같은 선형성을 유지해야 하기 때문에 입력 데이터가 실선과 같은 형태를 유지하게 된다면 a선을 기준으로 대칭되는 특성의 변환값을 갖어야 변환 후에는 a선과 일치하게 된다. 또한, 입력되는 비디오 데이터의 성격에 따라 선택 신호(408)가 공급되고, 이 신호에 의해 서로 a선에 대칭되는 변환 테이블을 공급하게 된다. 상기 변환 테이블부(43)에 의해서 변환된 비디오 데이터(409)는 비교기(44)에 의해서 비교된다.Since the input / output data must maintain the linearity such as the sign a, if the input data maintains the same shape as the solid line, the input data must have a transform value that is symmetrical with respect to the line a to coincide with the line a after conversion. In addition, the selection signal 408 is supplied in accordance with the characteristics of the input video data, thereby supplying a conversion table symmetrical to each other by a line. The video data 409 converted by the conversion table 43 is compared by the comparator 44.

필요에 의해 변화 후의 츨력 특성이 도 8의 부호 b,c,d,e와 같게 하기 위해서는 각각에 대한 변환 테이블을 작성하여 상기 변환 테이블부(43)에 데이터 베이스화하여 저장하고 있어야 함은 주지의 사실이다.It is well-known that in order for the output characteristics after the change to be the same as the symbols b, c, d, and e in FIG. 8, a conversion table for each of them must be prepared and stored in a database in the conversion table section 43. to be.

선택 신호(408)에 의해 원하는 계조 보정 및 펄스폭 변조 주기에 따라 변환 테이블부(43)에 포함된 다수의 변환 테이블들 중 어느 하나의 변환 테이블이 선택함에 따라 계조 보정된 비디오 데이터가 비교부(15)에 인가되도록 한다.The gray scale corrected video data is selected by the selection signal 408 according to one of the plurality of conversion tables included in the conversion table unit 43 according to the desired gray level correction and pulse width modulation period. 15).

도 9는 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 제 1 실시예의 스크린 데이터(21)의 값에 따른 펄스폭 변조부(23)의 출력에 대한 타이밍도이다.Fig. 9 is a timing chart of the output of the pulse width modulator 23 in accordance with the value of the screen data 21 of the first embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.

스크린 데이터(21)가 0인 경우에는 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, f_c 의 톱니파가 발진되고, 이때 비디오 데이터(407)는 선택 신호(408)에 의해서 변환 테이블부(43)에 포함된 다수의 변환 테이블들 중 하나가 선택된다.If the screen data 21 is 0, as shown in Fig. 9A, f _c The sawtooth wave of is oscillated, and at this time, the video data 407 is selected by the selection signal 408 from one of the plurality of conversion tables included in the conversion table unit 43.

선택된 변환 테이블에 따라 비디오 데이터(407)가 변환되어 두 주기 동안에 순차적으로 a, b, c값(502)을 유지하게 된다면, 이들은 톱니파(501)와 비교되어 비디오 데이터(502)가 큰 값을 유지하는 동안에 '하이'상태를 유지하고, 작은 값을 유지하는 동안에 '로우' 상태를 유지하게 되는 펄스폭 변조(PWM) 파형(505)이 발생되고, PWM신호의 '하이' 상태로부터 레이져 구동 신호(laser driving signal)가 공급발생되도록 한다.If the video data 407 is transformed according to the selected conversion table to maintain the a, b and c values 502 sequentially for two periods, they are compared with the sawtooth wave 501 so that the video data 502 maintains a large value. Pulse width modulation (PWM) waveform 505 is generated to maintain a 'high' state while maintaining a low value, and to generate a laser drive signal (from the 'high' state of the PWM signal). A laser driving signal is supplied.

스크린 데이터(21)가 1인 경우에는 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, f_c 의 2배의 주기를 갖는 톱니파(503)가 발생되고, 이들은 변형된 비디오 데이터a, b, c와 비교되어 PWM파형(504)이 발생된다.When the screen data 21 is 1, as shown in FIG. 9B, f _c A sawtooth wave 503 having a period twice as large as that is generated, and these are compared with the modified video data a, b, and c to generate a PWM waveform 504.

또한, 스크린 데이터(21)가 2인 경우에는 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, f_c 의 3배의 주기를 갖는 톱니파(505)가 발생되고, 이 톱나파(505)는 비디오 데이터a, b, c와 비교되어 PWM변조파형(506)을 발생하도록 한다.In addition, when the screen data 21 is 2, as shown in Fig. 9C, f _c A sawtooth wave 505 having a period three times as large as that is generated, which is compared with video data a, b and c to generate a PWM modulated waveform 506.

도 10은 본 발명에 따라 화상 형성 장치의 제 2 실시예를 나타낸 블록도이다.Fig. 10 is a block diagram showing a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.

본 발명에 따른 제 2 실시예에서는 본 발명의 제 1 실시예에서 카운터(42)와 비교기(44) 대신에 다운 카운터(down counter; 70)와 플립플롭(flip flop; 71)이 사용되고 있는 점에 차이가 있다. 다운 카운터(70)는 클럭신호(401)의 매 64클럭주기를 갖는 비디오 클럭 신호(406)의 리딩 에지(leading edge)에 응답하여 비디오 데이터(407)를 로드(load)하고, 클럭 신호(401)에 동기하여 카운트 다운(count down)을 시작한다. 로드된 값의 카운트 다운이 완료되면, 카운터(70)는 카운트 종료 신호(CO; Count Out)를 발생시킨다. 플립플롭(71)은 비디오 클럭 신호(404)의 리딩 에지와 동기하여 세트되고, 카운트 종료 신호(410)에 의해서 리세트된다. 플립플럽(71)의 출력(411)은 도 9의 PWM신호와 동일 파형으로 나타나게 된다.In the second embodiment according to the present invention, the down counter 70 and flip flop 71 are used instead of the counter 42 and the comparator 44 in the first embodiment of the present invention. There is a difference. The down counter 70 loads the video data 407 in response to the leading edge of the video clock signal 406 having every 64 clock periods of the clock signal 401, and the clock signal 401. Starts counting down in synchronization with. When the countdown of the loaded value is completed, the counter 70 generates a count end signal CO (Count Out). The flip-flop 71 is set in synchronization with the leading edge of the video clock signal 404 and reset by the count end signal 410. The output 411 of the flip flop 71 is represented by the same waveform as the PWM signal of FIG. 9.

이하, 본 발명에 따른 화상 형성 방법의 바람직한 실시예를 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the image forming method according to the present invention will be described with reference to FIG.

도 11은 본 발명에 따른 화상 형성 방법의 바람직한 실시예를 도시한 순서도이다.11 is a flowchart showing a preferred embodiment of the image forming method according to the present invention.

본 발명에 따른 화상 형성 방법의 바람직한 실시예는 도 11에 도시한 바와 같이, 비디오 신호를 입력받아 계조 보정을 수행하고 계조 보정된 비디오 신호를 펄스폭 변조하여 레이져 구동 신호로 출력하는 화상 형성 방법에 있어서,As shown in FIG. 11, a preferred embodiment of the image forming method according to the present invention is an image forming method of receiving a video signal, performing gradation correction, modulating the gradation corrected video signal as a pulse width, and outputting it as a laser driving signal. In

입력된 비디오 신호와 출력된 비디오 신호간의 계조 재현 특성이 선형성을 갖도록 변환시키기 위해 각각의 계조 보정 특성을 갖는 다수의 변환 테이블들을 데이터 베이스화하여 저장하고 있는 변환 테이블 작성 단계(S110);A conversion table creating step (S110) of storing and converting a database of a plurality of conversion tables having respective gradation correction characteristics in order to convert the gradation reproduction characteristics between the input video signal and the output video signal to have linearity;

원하는 상기 각각의 계조 보정 특성에 따라 상기 변환 테이블부에 포함된 변환 테이블들 중 하나의 변환 테이블을 선택하기 위한 변환 테이블 선택 단계(S120);A conversion table selecting step (S120) for selecting one conversion table from among conversion tables included in the conversion table unit according to each desired gray scale correction characteristic;

선택된 변환 테이블에 따라 상기 비디오 신호를 대상으로 계조 보정을 수행하여 상기 계조 보정된 비디오 신호를 생성하는 계조 보정 단계(S130);A gray level correction step (S130) of performing gray level correction on the video signal according to the selected conversion table to generate the gray level corrected video signal;

상기 계조 보정된 비디오 신호를 펄스폭 변조하여 펄스폭 변조된 비디오 신호를 발생하는 펄스폭 변조 단계(S140); 및A pulse width modulation step (S140) of generating a pulse width modulated video signal by pulse width modulating the gray level corrected video signal; And

상기 펄스폭 변조된 비디오 신호에 따라 상기 레이져 구동 신호를 발생하여 화상 형성을 위한 레이져를 구동하는 레이져 구동 단계(S150)를 수행하도록 한다.The laser driving signal is generated according to the pulse width modulated video signal to perform a laser driving step (S150) of driving a laser for forming an image.

여기서, 상기 펄스폭 변조 단계(S140)는 선택된 처리 모드에 따라 기설정된 클럭 신호를 상기 계조 보정된 비디오 신호에 대응하는 값만큼 카운팅하여 디지털 패턴 신호를 출력하는 카운팅 단계; 및Here, the pulse width modulation step (S140) may include a counting step of outputting a digital pattern signal by counting a predetermined clock signal according to a selected processing mode by a value corresponding to the gray level corrected video signal; And

상기 디지털 패턴 신호와 상기 계조 보정된 비디오 신호를 비교하여 펄수폭 변조하는 디지털 비교 단계로 구성된다.And a digital comparison step of comparing the digital pattern signal with the gradation corrected video signal and performing pulse width modulation.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 화상 형성 방법의 바람직한 실시예를 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.A preferred embodiment of the image forming method according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIG.

본 발명의 핵심 사상은 입력된 비디오 신호와 출력된 비디오 신호간의 계조 재현 특성이 선형성을 갖도록 변환시키기 위해 각각의 계조 보정 특성을 갖는 다수의 변환 테이블들을 데이터 베이스화하여 저장하고 원하는 계조 보정 특성에 따라 각각의 변환 테이블을 선택하여 계조 보정을 수행하는 것에 있다.The core idea of the present invention is to database and store a plurality of conversion tables having respective gray level correction characteristics in order to convert the gray level reproduction characteristics between the input video signal and the output video signal to have linearity. It is to perform gradation correction by selecting the conversion table.

이때, 각각의 변환 테이블을 작성하여 변환 테이블 저장부에 기록하는 과정은 제조 회사가 생산 과정에서 입력시킬 수도 있으며, 사용자가 작업 환경이나 경시 변화 등을 고려하여 계조 보정을 위한 테스트 패턴과 같은 수단을 이용하여 계조 조정을 위한 계조 기준 데이터를 갱신할 수도 있다.At this time, the process of creating each conversion table and writing it to the conversion table storage may be inputted by the manufacturing company during the production process. It may also be used to update the gradation reference data for gradation adjustment.

일례로, 테스트 패턴을 이용할 경우, 계조 기준 데이터에 대한 측정은 정밀한 광학적 계측기를 통해 측정하여 신뢰성을 확보해야 함은 주지의 사실이며, 광학적 밀도 계측기(optical densitometer)를 통해 테스트 패턴에 따른 모든 무채색 시료들의 광학적 밀도값을 각각 측정하여 데이터 베이스화한다.For example, when using a test pattern, it is well known that the measurement of the gradation reference data should be measured by a precise optical instrument to ensure reliability, and all achromatic samples according to the test pattern by the optical densitometer Their optical density values are measured and databased.

이 경우에 계조 보정 처리는 입력 대상 원고를 스캐닝한 입력 데이터에 계조 보정 변환 행렬을 적용하여 선형 변환을 수행함으로써 계조 보정 처리를 수행하게 되는 데, 이때 계조 보정 변환 행렬의 정확성 여부가 화상 시스템의 계조 재현 특성과 인간의 시감 특성 간의 선형성을 부여하는 행위인 계조 보정 처리의 성능을 결정하게 된다.In this case, the gradation correction process is performed by performing a linear transformation by applying a gradation correction transformation matrix to the input data scanning the input target original, where the accuracy of the gradation correction transformation matrix is determined by the gradation of the image system. The performance of the gradation correction process, which is an act of giving linearity between the reproduction characteristic and the human visual characteristic, is determined.

물론, 이와 같은 계조 보정 변환 행렬 산출 과정은 일반적으로 입력 데이터가 인가될 때 마다 매번 수행하기 보다는 화상 시스템의 초기화 동작이나 기타 사용자가 기기의 동작 조건이나 환경이 변화되어 새롭게 계조 보정을 행하여야 한다고 판단했을 시에 수행하는 것임은 당분야에 대한 통상의 지식을 가진자들에게 있어 명백한 사실이다.Of course, such a process of calculating the gradation correction transformation matrix generally determines that the gradation correction of the image system or other user should perform the gradation correction by changing the operating conditions or environment of the apparatus, rather than performing every time input data is applied. This is obvious to those of ordinary skill in the art.

다시 말해서, 변환 테이블 작성 단계(S110)를 통해 입력된 비디오 신호와 출력된 비디오 신호간의 계조 재현 특성이 선형성을 갖도록 변환시키기 위해 각각의 계조 보정 특성을 갖는 다수의 변환 테이블들을 데이터 베이스화하여 저장하는 상기와 같은 전제 조건이 만족된 상태에서 변환 테이블 선택 단계(S120)에서는 원하는 상기 각각의 계조 보정 특성에 따라 상기 변환 테이블부에 포함된 변환 테이블들 중 하나의 변환 테이블을 선택한다.In other words, in order to convert the gradation reproduction characteristics between the input video signal and the output video signal through the conversion table creation step S110 to have linearity, the plural conversion tables having respective gradation correction characteristics are stored in a database. The conversion table selection step (S120) selects one conversion table from among conversion tables included in the conversion table unit in accordance with the desired grayscale correction characteristics in the state where the precondition is satisfied.

이후, 계조 보정 단계(S130)에서 선택된 변환 테이블에 따라 상기 비디오 신호를 대상으로 계조 보정을 수행하여 상기 계조 보정된 비디오 신호를 생성한다.Thereafter, gray level correction is performed on the video signal according to the conversion table selected in step S130 to generate the gray level corrected video signal.

이에 따라, 펄스폭 변조 단계(S140)에서는 상기 계조 보정된 비디오 신호를 펄스폭 변조하여 펄스폭 변조된 비디오 신호를 발생한다.Accordingly, in the pulse width modulation step (S140), the gray scale corrected video signal is pulse width modulated to generate a pulse width modulated video signal.

더욱 더 상세하게는 카운팅 단계에서 선택된 처리 모드에 따라 기설정된 클럭 신호를 상기 계조 보정된 비디오 신호에 대응하는 값만큼 카운팅하여 디지털 패턴 신호를 출력하면, 디지털 비교 단계에서는 상기 디지털 패턴 신호와 상기 계조 보정된 비디오 신호를 비교하여 펄수폭 변조한다.In more detail, when the digital pattern signal is output by counting a predetermined clock signal according to the processing mode selected in the counting step by a value corresponding to the gray level corrected video signal, the digital pattern signal and the gray level correction are performed in the digital comparison step. The video signals are compared and modulated.

이후, 레이져 구동 단계(S150)에서는 상기 펄스폭 변조된 비디오 신호에 따라 상기 레이져 구동 신호를 발생하여 화상 형성을 위한 레이져를 구동하여 감광 드럼상에 정전 잠상을 형성한다.Subsequently, in the laser driving step S150, the laser driving signal is generated according to the pulse width modulated video signal to drive a laser for image formation to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum.

본 발명과 관련된 이해의 증진을 도모하기 위해 일반적인 반도체 레이져 스캐닝 유니트를 도 12를 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.In order to improve the understanding related to the present invention, a general semiconductor laser scanning unit will be briefly described with reference to FIG.

도 12를 참조하면, 광원으로 사용되는 레이저 빔을 출사시키는 반도체 레이저 다이오드(100)와; 상기 반도체 레이저 다이오드(100)에서 출사된 레이저 빔을 광축에 대해 평행 광으로 만들어주는 시준 렌즈(101)와; 상기 시준 렌즈(101)를 통한 평행 광을 부주사 방향에 대해 수평방향의 선형 광으로 만들어주는 실린더형 렌즈(102)와; 상기 실린더형 렌즈(102)를 통한 수평방향의 선형 광을 등선속도로 이동시켜 스캐닝하는 회전 다면경(103)과; 상기 회전 다면경(103)을 등선속도로 이동시켜 스캐닝하는 스캐닝 모터(104)와; 광축에 대해 일정한 음의 굴절률을 갖고 상기 회전 다면경(103)을 통한 등선속도의 광을 주 스캐닝 방향으로 편광 시키고 구면수차를 보정하여 스캐닝 면상에 포커스를 맞추어 주는 결상용 렌즈군(105)과; 상기 결상용 렌즈군(105)을 통한 레이저 빔을 수직으로 반사시켜 결상면인 감광드럼(107)의 표면에 점상으로 결상시키는 결상용 반사미러(106)와; 상기 결상용 렌즈군(105)을 통한 레이저 빔을 수평방향으로 반사시켜 주는 수평동기 미러(108)와; 상기 수평동기 미러(108)에서 반사된 레이저 빔을 수광하여 동기를 맞추어 주기 위한 광센서(109)로 구성된다.12, a semiconductor laser diode 100 for emitting a laser beam used as a light source; A collimating lens (101) which makes the laser beam emitted from the semiconductor laser diode (100) parallel to the optical axis; A cylindrical lens 102 for making parallel light through the collimating lens 101 into linear light in a horizontal direction with respect to the sub-scanning direction; A rotating multifaceted mirror 103 for scanning by moving the linear light in the horizontal direction through the cylindrical lens 102 at an isotropic speed; A scanning motor 104 for scanning by moving the rotating polygon mirror 103 at an isotropic speed; An imaging lens group 105 having a constant negative refractive index with respect to an optical axis and polarizing light at an isotropic velocity through the rotating polygon mirror 103 in a main scanning direction and correcting spherical aberration to focus on a scanning surface; An imaging reflection mirror 106 for vertically reflecting the laser beam through the imaging lens group 105 to form an image on the surface of the photosensitive drum 107 as an imaging surface in a point shape; A horizontal synchronous mirror 108 for reflecting the laser beam through the imaging lens group 105 in a horizontal direction; The optical sensor 109 is configured to receive the laser beam reflected from the horizontal synchronous mirror 108 and to synchronize the laser beam.

상기에서 결상용 렌즈군(105)은, 상기 회전 다면경(103)에서 등선속도로 굴절된 레이저 빔을 집속하여 편광 시키는 구면수차 보정용 구면렌즈(105a); 및 상기 구면렌즈(105a)를 통해 구면수차가 보정된 레이저 빔을 일정한 굴절률을 갖고 주 스캐닝 방향으로 편광 시켜 주는 토릭 렌즈(toric lens)를 포함한다.The imaging lens group 105 includes: a spherical aberration correcting spherical lens 105a for focusing and polarizing a laser beam refracted at an isotropic speed in the rotating polygon mirror 103; And a toric lens that polarizes the spherical aberration-corrected laser beam through the spherical lens 105a in the main scanning direction with a constant refractive index.

이와 같이 구성되는 일반적인 반도체 레이저 스캐닝 유니트는, 먼저 반도체 레이저 다이오드(100)로부터 광원으로 사용하기 위한 레이저 빔이 출사된다.In the general semiconductor laser scanning unit configured as described above, a laser beam for use as a light source is first emitted from the semiconductor laser diode 100.

상기 출사된 레이저 빔은 시준 렌즈(101)에 의해 광축에 대해 평행한 광속으로 조절된다.The emitted laser beam is adjusted to a luminous flux parallel to the optical axis by the collimating lens 101.

상기 시준 렌즈(101)를 통한 평행 광은 실린더형 렌즈(102)에 의해 부 주사 방향에 대해 수평 방향의 선형 광으로 조절된다.Parallel light through the collimating lens 101 is adjusted by the cylindrical lens 102 to linear light in the horizontal direction with respect to the sub-scanning direction.

상기 시준 렌즈(101)를 통한 수평 방향의 선형 광은 스캐닝 모터(104)의 회전축에 회전이 자유롭게 지지된 광편향 소자인 다각형의 회전 다면경(103)의 회전 반사에 의해 등선속도로 이동되어 대상물을 스캐닝하게 된다.The linear light in the horizontal direction through the collimating lens 101 is moved at an isotropic speed by the rotational reflection of the polygonal polygonal polygon 103 which is an optical deflection element freely supported by the rotational axis of the scanning motor 104 to be subjected to the object. Will be scanned.

즉 다시 말해, 상기 다각형의 회전 다면경(103)에 수평 방향의 선형 광이 집광되면, 그 회전 다면경(103)이 스캐닝 모터(104)에 의해 회전하고 있으므로 각도에 따라 광이 등선속도로 굴절 이동되어 결상용 렌즈군(105)에 집광된다.In other words, when linear light is condensed in the horizontal direction on the polygonal rotating polygonal mirror 103, since the rotating polygonal mirror 103 is rotated by the scanning motor 104, the light is refracted at an isotropic velocity according to the angle. It is moved and condensed on the imaging lens group 105.

상기 결상용 렌즈군(105)은 회전 다면경(103)로부터 등선속도로 굴절되어 집광되는 광을 주 주사 방향에 대해 구면 수차(f-θ)의 오차를 보정하여 편광시키게 된다(여기서, f는 초점거리이고 θ는 화각, 즉 주사 각이다).The imaging lens group 105 is polarized by correcting an error of spherical aberration (f-θ) with respect to the main scanning direction in the light refracted and condensed at a constant linear velocity from the rotating polygon mirror 103 (where f is Focal length and θ is the angle of view, ie scanning angle).

즉, 상기 결상용 렌즈군(105)은, 구면 수차를 보정하기 위해 일정한 굴절률을 갖고 레이저 빔을 편향시키는 구면 렌즈(105a)와, 이 구면 렌즈(105a)와 다른 굴절률을 갖고 레이저 빔을 주 주사 방향으로 편광시켜 스캐닝 면상에 포커스를 맞추어 주는 토릭 렌즈(105b)를 포함한다.That is, the imaging lens group 105 includes a spherical lens 105a for deflecting a laser beam with a constant refractive index to correct spherical aberration, and a main scan of the laser beam with a refractive index different from that of the spherical lens 105a. And a toric lens 105b that is polarized in a direction to focus on a scanning surface.

따라서, 상기 결상용 렌즈군(105)을 통한 레이저 빔은 결상용 반사 미러(106)를 통해 수직 방향으로 반사되어 감광 드럼(107)의 표면에 정전 잠상으로 결상시켜 주게 된다.Accordingly, the laser beam through the imaging lens group 105 is reflected in the vertical direction through the imaging reflective mirror 106 to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 107.

상기에 있어서는 동일 구성 요소임에도 불구하고 서로 다른 도면 부호를 부여함에 따라 착오를 유발할 수도 있으나 이것은 설명의 편의를 도모하기 위한 것일 뿐 다른 의도가 없음은 명백하다.In the above, although the same components may be misunderstood by assigning different reference numerals, this is only for convenience of explanation and it is obvious that there is no other intention.

한편, 본원에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의내려진 용어들로써 이는 당분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본원의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The terminologies used herein are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or customs of those skilled in the art, and the definitions thereof are based on the contents throughout the present application. Will have to be lowered.

또한, 본원에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명을 설명했으므로 본 발명의 기술적인 난이도 측면을 고려할 때, 당분야에 통상적인 기술을 가진 사람이면 용이하게 본 발명에 대한 또 다른 실시예와 다른 변형을 가할 수 있으므로, 상술한 설명에서 사상을 인용한 실시예와 변형은 모두 본 발명의 청구 범위에 모두 귀속됨은 명백하다.In addition, since the present invention has been described through the preferred embodiment of the present invention, in view of the technical difficulty aspects of the present invention, those having ordinary skill in the art can easily be different from another embodiment of the present invention. Since modifications may be made, it is obvious that both the embodiments and modifications cited in the above description belong to the claims of the present invention.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 비디오 신호를 입력받아 계조 보정을 수행하고 계조 보정된 비디오 신호를 펄스폭 변조하여 레이져 구동 신호로 출력하는 화상 형성 장치에 있어서: 입력된 비디오 신호와 출력된 비디오 신호간의 계조 재현 특성이 선형성을 갖도록 변환시키기 위해 각각의 계조 보정 특성을 갖는 다수의 변환 테이블들을 데이터 베이스화하여 저장하고 있는 변환 테이블부; 원하는 상기 각각의 계조 보정 특성에 따라 상기 변환 테이블부에 포함된 변환 테이블들 중 하나의 변환 테이블을 선택하기 위한 선택 수단; 및 상기 선택 수단에서 선택된 변환 테이블에 따라 상기 비디오 신호를 대상으로 계조 보정을 수행하여 상기 계조 보정된 비디오 신호를 발생하는 계조 보정부를 포함하는 본 발명에 따르면, 변환 테이블부의 다수의 변환 테이블 중에서 비디오 데이터의 성격에 따라 그 중 하나가 선택되어, 입력 비디오 데이터와 출력 데이터가 선형성을 갖도록함으로써 빠른 데이터 변환이 가능하도록 하고, 비디오 데이터의 계조 재현성을 한층 더 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.As described in detail above, an image forming apparatus that receives a video signal, performs gray level correction, modulates the gray level corrected video signal as a laser drive signal, and outputs the laser driving signal: between the input video signal and the output video signal A conversion table unit for storing and converting a plurality of conversion tables having respective gray level correction characteristics into a database so as to convert the gray level reproduction characteristics to have linearity; Selection means for selecting one conversion table from among conversion tables included in the conversion table unit according to each desired tone correction characteristic; And a gradation correction unit for performing gradation correction on the video signal according to the conversion table selected by the selection means to generate the gradation-corrected video signal. One of them is selected according to the characteristics of the, so that the input video data and the output data have a linearity, thereby enabling fast data conversion and further enhancing the gradation reproducibility of the video data.

Claims

An image forming apparatus for receiving a video signal, performing gray level correction, and outputting the gray level corrected video signal as a laser driving signal by performing pulse width modulation (PWM):

A conversion table unit for storing and converting a plurality of conversion tables having respective gradation correction characteristics in order to convert the gradation reproduction characteristics between the input video signal and the output video signal to have linearity;

Selection means for selecting one conversion table from among conversion tables included in the conversion table unit according to each desired tone correction characteristic; And

And a gradation correction unit for performing gradation correction on the video signal according to the conversion table selected by the selection means to generate the gradation-corrected video signal.

The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a pulse width modulator for pulse width modulating and outputting the gray level corrected video signal output from the gray scale corrector in a plurality of processing modes.

3. An image forming apparatus according to claim 2, wherein the periods of the plurality of processing modes are each integer multiples of the basic pixel periods.

The method of claim 3, wherein the pulse width modulator,

A counter for counting a predetermined clock signal according to a selected processing mode by a value corresponding to the gray level corrected video signal and outputting a digital pattern signal; And

And a digital comparator configured to compare the digital pattern signal and the gradation-corrected video signal to modulate a pulse width in order to output a pulse width modulated signal corresponding to an output of the counter.

An image forming method of receiving a video signal, performing gray level correction, and outputting a gray level corrected video signal as a laser driving signal by pulse width modulation.

A conversion table creation step of storing and converting a plurality of conversion tables having respective gray level correction characteristics into a database so as to convert the gray level reproduction characteristics between the input video signal and the output video signal to have linearity;

A conversion table selecting step of selecting one conversion table from among conversion tables included in the conversion table unit according to each of the desired tone correction characteristics; And

A gray level correction step of generating a gray level corrected video signal by performing gray level correction on the video signal according to the conversion table selected by the selection means; And

And pulse width modulating the gray level corrected video signal to generate a pulse width modulated video signal.

The method of claim 5, wherein the pulse width modulation step,

Counting a predetermined clock signal according to a selected processing mode by a value corresponding to the gray level corrected video signal to output a digital pattern signal; And

And a digital comparison step of comparing the digital pattern signal with the gradation corrected video signal to perform a pulse width modulation.