CN100362389C - 多光束图像输出装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种多光束图像输出装置及方法，其通过使用少量的像素时钟生成单元来输出高质量的图像。本发明提供一种连接到具有多个激光束控制单元的打印引擎的图像输出装置，该多个激光束控制单元基于输入的视频信号控制多个激光输出，该图像输出装置包括：多个输出单元，其与时钟信号同步将基于打印数据的视频信号输出到各激光束控制单元；以及多个时钟控制单元，其对应于将所述多个输出单元进行分组以减小由相应的激光束控制单元所控制的激光束之间的光程差而获得的各组来配置，其中每个所述时钟控制单元基于在打印引擎的图像形成操作中所生成的同步信号来生成时钟信号，并将所生成的时钟信号输出到属于相应组的输出单元。

Description

多光束图像输出装置及方法

技术领域

本发明涉及一种多光束图像输出装置及方法。

背景技术

传统已知的多光束打印机利用多个激光束扫描感光鼓，执行成像处理，从而由激光打印机以高分辨率和高速度完成打印。

对所有激光束使用一个像素时钟生成单元的结构

参考图2来说明对所有激光束使用一个像素时钟生成单元的示意性结构。图2是示出在利用四个激光束形成图像的多光束打印机中对生成视频信号的所有寄存器使用一个像素时钟的示意性结构的框图。

在图2中，图像处理单元263接收打印数据，内部执行图像处理例如平滑处理和省墨处理，然后将结果数据输出到寄存器264a～264d。寄存器264a～264d与像素时钟生成单元265输出的时钟同步将打印数据作为视频信号输出到打印引擎28。像素时钟生成单元265输出相位与打印引擎28输出的水平同步信号同步的像素时钟。打印引擎28包括基于四个输入视频信号来控制激光输出的多个(在该情况下为四个)激光输出控制单元。

在图2的结构中，所有激光器都根据相同频率的像素时钟来工作，并且多光束打印机满足具有生成像素时钟所必需的最小数目的例如PLL(锁相环)。因此，能够小型化图像输出单元的电路，以及能够以低成本制造多光束打印机。

然而，在多光束打印机中，在如图2所示的对所有激光束使用一个像素时钟生成单元的结构中，激光束之间的光程长度(opticalpath length)是不同的，并且激光束在主扫描方向上的扫描宽度是不一致的。扫描宽度的不一致会引起由激光束所形成的图像的锯齿(抖动)。如果激光束的数目很大并且光程差也很大，则图像质量降低。图7是示出现有技术中由于多激光束之间的光程长度差而使得激光束在主扫描方向上的扫描宽度不一致的情况的示意图。701是感光鼓，702～705分别是激光束。在该例子中，有四个激光束。如图7所示，在感光鼓表面的光程长度差导致激光束之间在主扫描方向上的扫描宽度的不一致，从而引起输出图像的锯齿(抖动)。

对各激光束使用不同的像素时钟生成单元的结构

传统上已知如图3所示的结构来解决如图2所示的对所有激光束使用一个像素时钟生成单元的结构的问题。图3是示出在利用四个激光束形成图像的多光束打印机中，对每个激光束配置分别的像素时钟生成单元的示意性结构的框图。

在图3中，图像处理单元363、寄存器364a～364d、以及打印引擎38与图2中的图像处理单元263、寄存器264a～264d、以及打印引擎28相同，并省略其说明，像素时钟生成单元365a～365d的工作与图2中的像素时钟生成单元265的工作相同，并省略其说明。

图3中的结构与图2中的结构的不同之处在于像素时钟生成单元365a～365d被配置用于相应的寄存器364a～364d以执行同步控制。如图3所示，当所有寄存器使用分别的像素时钟生成单元时，即使激光束的数目很大并且激光束之间的光程差也很大，也可通过分别的像素时钟来校正激光束之间在主扫描方向上的扫描宽度的差异。因此，可以形成高质量的图像。

传统上已知具有这些结构的现有技术。日本特开2001-264654号公开了一种将像素时钟倍增以生成用于各激光束的像素时钟的结构。在该结构中，将主扫描方向上的缩放因子作为数据保持，并参考该数据来调整频率。

日本特开平5-344292号公开了一种通过计数器来分割比像素时钟的速度更高的时钟以生成像素时钟的结构。

日本特开2005-169870号说明了在多光束打印机中，由于激光束之间的光程长度差，使得激光束在主扫描方向上的扫描宽度不一致。它还公开了一种生成用于对每个激光束调整激光束扫描起始位置的数据的结构。

日本特开平5-294005号说明了一种具有激光阵列的成像装置，其中该激光阵列以二维形状来配置发光部分的发光。它还公开了在成像装置中，激光的光点(spot)位置在主扫描方向上相同，并使用相同的延迟电路。

在图3所示的结构中，必须对各寄存器配备像素时钟生成单元，并且必须对所有像素时钟生成单元配置电路例如PLL。因此，该电路变得复杂并且很大，整个系统也变得昂贵。

发明内容

本发明是为了克服传统的缺陷，其目的在于提供一种通过使用少量像素时钟生成单元来输出高质量图像的图像输出装置。

为了达到上述目的，例如，根据本发明的图像输出装置包括以下配置。

即，一种连接到具有多个激光束控制单元的打印引擎的图像输出装置，该多个激光束控制单元基于输入的视频信号控制多个激光输出，该图像输出装置包括：多个输出单元，其与时钟信号同步将基于打印数据的视频信号输出到各激光束控制单元；以及多个时钟控制单元，其对应于通过将多个输出单元进行分组以减小由相应的激光束控制单元所控制的激光束之间的光程差而获得的各组来配置，其中每个时钟控制单元基于在打印引擎的图像形成操作中所生成的同步信号来生成时钟信号，并将所生成的时钟信号输出到属于相应组的输出单元。

在本发明的另一方面，提供一种用于控制图像输出装置的控制方法，该图像输出装置被连接到具有多个激光束控制单元的打印引擎，该多个激光束控制单元基于输入的视频信号控制多个激光输出，该图像输出装置具有多个与时钟信号同步将基于打印数据的视频信号输出到各激光束控制单元的输出单元，该控制方法包括：生成步骤，用来基于在打印引擎的图像形成操作中所生成的同步信号，对每组生成时钟信号；以及输出步骤，用来将所生成的用于相应组的时钟信号输出到属于所述相应组的输出单元，其中所述组是基于由相应激光束控制单元所控制的激光束之间的光程差，通过对所述多个输出单元进行分组而形成的。

通过结合附图做出的以下说明，本发明的其它特征和优点是显而易见的，其中在全部附图中，相同的附图标记表示相同或相似部分。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书一部分的附图，示出了本发明的实施例，并与说明书一起解释了本发明的原理。

图1是示出根据第一实施例的图像输出装置的结构的框图；

图2是示出所有寄存器利用一个像素时钟来工作的图像输出装置的结构的框图；

图3是示出所有寄存器利用分别的像素时钟来工作的图像输出装置的结构的框图；

图4是示出利用四束光形成图像的打印机的激光束绘制的时序的示意图；

图5是示出根据第二实施例的图像输出装置的结构的框图；以及

图6是示意性示出水平同步信号和像素时钟之间关系的时序图；

图7是示出现有技术中由于多激光束之间的光程长度差，使得激光束在主扫描方向上的扫描宽度不一致的情况的示意图；以及

图8是示出通过分组根据第一实施例的结构中的像素时钟来对由于激光束之间的光程长度差而导致在主扫描方向上扫描宽度不一致进行校正的情况的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图来详细说明本发明的优选实施例。在实施例中所说明的构件只是例子，而不能解释为限制本发明的范围。

第一实施例

图1是示出根据第一实施例的多光束打印机的控制器(图像输出装置)的结构的框图。如图1所示，第一实施例中的多光束打印机的控制器包括：CPU1、ROM2、外部I/F3、DMAC(直接存储器存取控制器)4、页存储器5、以及连接到系统总线7的图像输出单元6。该控制器还被连接到打印引擎8。

CPU1执行存储在ROM2(稍后将说明)中的程序等。CPU1控制整个装置，并控制基于通过外部I/F3(稍后将说明)所接收到的打印数据而生成可输出到打印引擎8的打印数据的处理。

ROM2是存储将由CPU1处理的处理序列(程序)、以及用于文档处理的各种数据例如字体数据和模板数据的存储装置(存储器)。

外部I/F3是LAN接口(例如，Ethe rnet^)、或者I/O接口(例如，USB、IEEE1284、或者IEEE1394)，并接收来自主装置(主计算机等)的打印数据。

页存储器5是临时存储在CPU1的控制下所生成的打印数据的存储装置(存储器)。如果页存储器5存储打印数据，则该打印数据还可在CPU1的控制下被压缩，并以压缩格式存储以节省存储器容量。

DMAC4独立于CPU1，控制存储器访问以将数据从给定位置移动到装置中其它位置。通过DMAC4将存储在页存储器5中的数据传送到图像输出单元。

图像输出单元6由解码器61、缓冲存储器62、图像处理单元63、寄存器64a～64d、以及像素时钟生成单元65a和65c形成。解码器61在DMAC4的控制下对从页存储器5传送来的打印数据进行解码。解码后的打印数据被临时存储在缓冲存储器62中。在CPU1的控制下，将该打印数据输出到图像处理单元63。

图像处理单元63对从缓冲存储器62输入的打印数据执行图像处理，例如平滑处理和省墨处理，按各线或束分割该打印数据，并将分割后的数据输出到寄存器64a～64d。寄存器64a～64d与像素时钟生成单元65a和65c输出的时钟同步将打印数据作为视频信号输出到打印引擎8。每个寄存器64a～64d具有一个线的容量。

像素时钟生成单元65a和65c生成相位与打印引擎8输出的水平同步信号同步的像素时钟。像素时钟生成单元65a向寄存器64a和64b输出像素时钟，像素时钟生成单元65c向寄存器64c和64d输出像素时钟。图6示意性示出从打印引擎8输出的水平同步信号CLK0、从像素时钟生成单元65a输出的像素时钟CLK1、以及从像素时钟生成单元65c输出的像素时钟CLK2之间的关系。图6表示CLK1和CLK2具有相对参考时钟CLK0的相位偏差d1和d2，并且CLK1和CLK2的频率由信号f1和f2给出。基于由激光束之间的光程差等所生成的图像形成的时序差来确定这些相位偏差量和频率值。像素时钟生成单元由电路例如PLL(锁相环)形成。

打印引擎8包括多个(在第一实施例情况下为四个)激光输出控制单元(未示出)，该激光输出控制单元基于输入的视频信号(在第一实施例中，从寄存器64a～64d输出的四个视频信号)来控制激光输出，并执行成像处理。

在第一实施例中，相同的像素时钟被用于其激光束之间的光程差及在主扫描方向上的扫描宽度差异很小的第一和第二线对或者第三和第四线对。这是因为即使将用于光程差等很小的激光束的像素时钟的相位偏差和频率设置为相等，由激光束形成的图像质量仍能保持很高。利用第一实施例的结构，可以实现利用较少数目像素时钟生成单元能够获得高质量图像的图像输出装置。

图8是示出通过将根据第一实施例的结构中的像素时钟分组来校正由于激光束之间的光程长度差所引起的在主扫描方向上扫描宽度不一致的情况的示意图。801是感光鼓，802～805分别是激光束。在该例子中，有4个激光束。

在该装置的通常实现中，相邻激光束之间的光程长度差很小，并且由于该光程长度差而引起的在主扫描方向上的扫描宽度的差异也很小。因此，即使相同的像素时钟被用于相邻的激光束，也不会出现输出图像的可见锯齿(抖动)。然而，在相互间隔的激光束之间(例如，802和805)，光程长度差很大，并且由于该光程长度差而造成的主扫描方向上的扫描宽度差异也不小，这将导致输出图像的可见锯齿(抖动)。在该实施例中，因为相同的像素时钟用于例如光程差很小的激光束，所以可保持很高的图像质量并且可以小型化电路。

第一实施例说明了将从一个像素时钟生成单元提供的像素时钟用于对应于相邻线的寄存器的结构。然而，本发明不局限于此，并且使用相同像素时钟的寄存器组可被任意设置，只要例如形成图像线的激光束之间的光程差很小即可。

第二实施例

第一实施例说明了其中例如形成图像线的激光束之间的光程差很小的情况。然而，根据本发明的实施例不局限于此。本发明还包括由相同像素时钟生成单元生成在图像形成时序上差异很小的多个激光束的情况。

如图4所示，第二实施例将说明第一和第三线的图像形成时序几乎相同、以及第二和第四线的图像形成时序几乎相同的情况。在这种情况下，例如，如果第一和第二线利用相同的像素时钟来工作，则他们的图像形成起始位置不一致，从而不能获得任何高质量的图像。

为了避免这种情况，根据第二实施例，如图5所示，用于形成图像的第一和第三线的寄存器564a和564c利用像素时钟生成单元565a所生成的像素时钟来工作，而用于第二和第四线的寄存器564b和564d利用像素生成单元565b所生成的像素时钟来工作。

CPU51、ROM52、外部I/F53、DMAC54、页存储器55、以及打印引擎58与图1中的CPU1、ROM2、外部I/F3、DMAC4、页存储器5、以及打印引擎8相同，并省略其说明。图像输出单元56中的解码器561、缓冲存储器562、图像处理单元563、以及寄存器564a～564d与图1中的解码器61、缓冲存储器62、图像处理单元63、以及寄存器64a～64d相同，并省略其说明。像素时钟生成单元565a和565b也与图1中的像素时钟生成单元65a和65c相同。

利用该结构，与第一实施例相同，即使当形成图像所必需的像素时钟在相邻线例如第一和第二线或者第三和第四线之间不同时，第二实施例仍可实现利用较小数目的像素时钟生成单元获得高质量图像的图像输出装置。

注意，可以任意确定由相同像素时钟生成单元所生成的激光束组。

第三实施例

第一和第二实施例说明了使用四个激光束的结构，但是本发明不局限于此。该实施例也可适用于使用预定数目的激光束的结构。

一个像素时钟生成单元对其输出像素时钟的寄存器的数目可以采用每个像素时钟生成单元所期望的值。

如上所述，本发明可提供一种通过使用少量像素时钟生成单元来输出高质量的图像的图像输出装置。

由于在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出很多明显不同的本发明的实施例，因此应该理解，除由所附权利要求书定义外，本发明不局限于其特定的实施例。

Claims (7)

1.一种图像输出装置，其被连接到具有多个激光束控制单元的打印引擎，该多个激光束控制单元基于输入的视频信号控制多个激光输出，该图像输出装置包括：

多个输出单元，其与时钟信号同步将基于打印数据的视频信号输出到各激光束控制单元；以及

多个时钟控制单元，其对应于通过将所述多个输出单元进行分组以减小由相应的激光束控制单元所控制的激光束之间的光程差而获得的各组来配置；

其中每个所述时钟控制单元基于在打印引擎的图像形成操作中所生成的同步信号来生成时钟信号，并将所生成的时钟信号输出到属于相应组的输出单元。

2.根据权利要求1所述的图像输出装置，其特征在于，对多个输出单元进行分组以减小由相应的激光束控制单元所控制的激光束之间的光程差，是指进行分组以由具有相邻线的输出单元形成组，所述相邻线是由相应激光束控制单元所控制的激光束的相邻线。

3.根据权利要求1所述的图像输出装置，其特征在于，对多个输出单元进行分组以减少由相应的激光束控制单元所控制的激光束之间的光程差，是指进行分组以减小激光束之间在主扫描方向的扫描宽度上的差异。

4.根据权利要求1所述的图像输出装置，其特征在于，所述时钟控制单元包括锁相环即PLL。

5.一种用于控制图像输出装置的控制方法，该图像输出装置被连接到具有多个激光束控制单元的打印引擎，该多个激光束控制单元基于输入的视频信号控制多个激光输出，该图像输出装置具有多个与时钟信号同步将基于打印数据的视频信号输出到各激光束控制单元的输出单元，该控制方法包括：

生成步骤，用来基于在打印引擎的图像形成操作中所生成的同步信号，对每组生成时钟信号；以及

输出步骤，用来将所生成的用于相应组的时钟信号输出到属于所述相应组的输出单元；

其中所述组是基于由相应激光束控制单元所控制的激光束之间的光程差，通过对所述多个输出单元进行分组而形成的。

6.根据权利要求5所述的用于控制图像输出装置的控制方法，其特征在于，所述组是通过对具有相邻线的输出单元进行分组而形成的，所述相邻线是由相应激光束控制单元所控制的激光束的相邻线。

7.根据权利要求5所述的用于控制图像输出装置的控制方法，其特征在于，所述组是通过对输出单元进行分组以减小激光束之间在主扫描方向的扫描宽度上的差异而形成的。

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