JP2007076277A - デジタル発光素子書込み装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 図5において、注目ラインの副走査3ライン目の画素を順にマトリクス判断していく。主走査5の画素101では、マトリクスより縦線と判断できる。ここで2値データから4値のコード化に変換する場合、偶数画素か奇数画素かも判断し、縦パターンの奇数と判断すると画素101は、01bコードとなる。さらに画素102では、横線の奇数と判断し、11bコードとなり、画素103は、0データの奇数で00bコード、画素104では、1dot孤立点の偶数と判断し、10bコード、画素105では、斜め線の偶数と判断し11bコードとなる。注目画素を取巻く主・副の画素を格納機能から同時に取出すことで、1画素単位で忠実に線画を表現する。
【選択図】 図5
Description
この縦横比の問題を解決するために、LEDのバランス補正データを利用して制御している方式がある。多値データでの対応としては、LED毎の階調データと複数のLEDからなるブロックの単位で出力バラツキを補正するデータと、ブロックの平均値に対する出力バラツキを補正するデータとを加算し、加算したデータによりLEDのバラツキを抑えている。
2値での方式としては、2値の画像データとLED個々の補正データを加算させ階調を忠実に再現する制御があるが、ドットの印字パワー(印字駆動電流制御)を調整しているので、線画の向上ではあるが、縦横線幅の改善には至っていないのが実情であった。
また、LED発光素子アレイによっては、補正データと印字画像データを加算する方式でないものもある。
また、特許文献2記載の技術では、データ転送を偶数データ・奇数データをそれぞれ数回(2回ずつ)行い、偶数データでは、2回目のデータ転送時、主走査方向でパターン認識し、1dot孤立点であれば、データを“1”から”0”に処理し、一方、奇数データは、1回目のデ―タで前記処理を行い、点灯時間との制御処理により、縦線幅を細くして、縦横線幅の改善をしている。
しかし、従来の技術では、斜め線の画像に対しての制御については、考慮されていなかった。
本発明の第2の目的は、注目画素を取り巻く主・副走査の画素を格納機能から同時に取り出して、注目画素に対してデータ識別できることにより、1画素単位での線画を忠実に認識することができるデジタル発光素子書込み装置を提供することである。
本発明の第3の目的は、注目画素を取り巻く主・副走査の画素のマトリクスは、操作設定を可能にすることにより、データパターンを増減できるデジタル発光素子書込み装置を提供することである。
本発明の第4の目的は、2値のデータを4値のコード化にすることにより、1画素単位のデータを細分化できるデジタル発光素子書込み装置を提供することである。
本発明の第5の目的は、コード化する画素の識別を、決められたパターン認識することにより、1画素単位のデータを細分化できるデジタル発光素子書込み装置を提供することである。
本発明の第6の目的は、決められる主・副走査のパターンは任意に設定可能とすることにより、使用者のニーズにあった細線の強調ができるデジタル発光素子書込み装置を提供することである。
本発明の第7の目的は、コード化した画素を、1ライン間の数回の読み出し転送によって、回数毎に4値のコード化から2値のデータへ個々に変換させることにより、どのパターンでも細線を忠実に再現できるデジタル発光素子書込み装置を提供することである。
本発明の第8の目的は、コピーモード、プリンタモードの出力モードによりコード化した画素の処理を切り替えることにより、画像品質を維持できるデジタル発光素子書込み装置を提供することである。
請求項3記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記注目画素を取り巻く主・副走査の画素のマトリクスを操作設定する設定手段をさらに備えたことにより、前記第3の目的を達成する。
請求項4記載の発明では、請求項1、請求項2または請求項3記載の発明において、前記2値の画像データを4値のコード化することにより、前記第4の目的を達成する。
請求項6記載の発明では、請求項5記載の発明において、決められる主・副走査のパターンは任意に設定可能であることにより、前記第6の目的を達成する。
請求項8記載の発明では、請求項7記載の発明において、コピーモード、プリンタモードの出力モードによりコード化した画素の処理を切り替えることにより、前記第8の目的を達成する。
図1は、本実施例に係る複写機の概要を示したブロック図である。この複写機は、原稿を読み取る読取手段としての読取部100、読み取られた原稿情報を記憶する記憶手段としての画像情報記憶部300、記憶された情報を転写紙に複写するための書込部500、また一連のプロセスを実行制御するシステム制御装置302、このシステム制御装置にキー入力を行う操作手段としての操作部400等で構成されている。
まず、オペレータが原稿を挿入口から挿入すると、原稿は、ローラ1の回転に応じて密着センサ2と白色ローラ3間を搬送される。搬送中の原稿には、密着センサ2に取り付いているLEDにより照射され、その反射光は密着センサ2に結像され、原稿画像情報が読み取られる。
図1のセンサ101上に結像した原稿画像は電気信号に変換され、このアナログ信号は、画像増幅回路102で増幅される。A/D(アナログ/デジタル)変換回路103は、画像増幅回路102で増幅されたアナログ画像信号を画素毎の多値デジタル画像信号に変換する。
書込部500では、画像メモリ部301より同期信号クロックにより転送された画像信号をLED書込制御回路502で1画素単位ビット変換し、LPH503で赤外光に変換出力される。
帯電装置4は、感光体ドラム5を−1200Vに一様に帯電させるグリッド付きのスコロトロンチャージャと呼ばれるものである。発光素子アレイユニット(LEDヘッド)6は、LEDをアレー状に並べ、SLA(セルフォックレンズアレー)を介して感光体ドラム5に照射される。発光素子アレイユニット6のLEDヘッドは、図1のLPH503に相当する。
感光体ドラム5にデジタル画像情報に基づいたLED光が照射されると、光導電現象で感光体表面の電荷が感光体ドラム5のアースに流れて消滅する。ここで原稿濃度の淡い部分は、LEDを発光させないようにし、原稿濃度の濃い部分は、LEDを発光させる。これにより感光体ドラム5のLED光非照射部は画像の濃淡に対応した静電潜像が形成される。
一方転写紙は、3つの給紙台及び手差しから選択し、レジストローラ8で所定のタイミングで感光体ドラム5の下部を通過し、この時に転写チャージャ9によりトナー像を記録紙上に転写させる。記録紙は次に感光体ドラム5より分離チャージャ10により分離されて搬送タンク11により搬送されて定着ユニット12に送られる。そして、そこでトナーが記録紙に定着される。トナーが定着された記録紙は排紙トレイ14または13により機外の前後に送られ排紙される。
画像信号の流れは、画像メモリ部301から偶数画素(EVEN)、奇数画素(ODD)の2値画像データが同時に転送速度16MHzでLED書込制御回路502に送られてくる。2画素パラレルで送られてきた画像信号は、LED書込制御回路502内部で一旦、1ラインに合成した後、3分割に割り当て、LEDヘッド503_1、503_2、503_3へ4画素同時に転送される。
まず、画像データ入力部512について説明する。2値画像信号、すなわち偶数画素(EVEN)、奇数画素(ODD)及びタイミング信号は、画像メモリ部301より低電圧作動信号素子LVDSレシーバを使用しパラレルからシリアルに変換され、LED書込制御回路502に16MHzで送られてくる。このLED書込制御回路502でもLVDSレシーバを使用し、シリアル信号からパラレル信号に変換し、PKDE・PKDO・CLKA・LSYNC_N・LGATE_N・FGATEIPU_Nとして、IC510に入力する。
IC510から2画素単位で出力されたDEOI[1:0]データは、CLKAに同期しながら1ラインずつSRAM1から順に格納される。そして、SRAM1〜3まで3ライン分のデータが格納され、4ライン目をSRAM4に転送している間に、他のSRAM5、6、1、2、3のデータをアドレス順に読み出しIC510へ転送する。
転送されたデータのうち、SRAM1の1ライン目のデータに注目し、そのデータを取り巻く主・副のデータと比較し2値から4値へコード化して次段へ転送する。さらに、2ライン目のデータの処理は、5ライン目をSRAM5に転送している間に、SRAM6、1、2、3、4のデータを順に読み出し2ライン目の注目データを主・副と比較し2値から4値へコード化して次段へ転送する。
このようにSRAM1〜6を順番にトグルさせて、1ライン分のデータを格納させながら、格納していない他5個のSRAMをアドレス順に同時に読み出し、注目ラインに対して主・副のマトリクスパターンとして2値から4値へコード化する。
IC510内にて、4値にコード化された偶数画素(EVEN 2ビット)、奇数画素(ODD 2ビット)の画像信号を、4画素単位にし、SRAMDI[7:0]としてSRAMアドレス信号ADRA[10:0]及びADRB[10:0]により、A群SRAM3個(514A_1〜514A_3)、B群SRAM3個(514B_1〜514B_3)に転送速度8MHzで格納される。
501_1〜503_3は、総dot数23040dot(A3幅7680dot×3本)で画像信号転送が3分割方式のため、主走査1ライン分の画像信号をA群のSRAM514A_1にLEDヘッド1・503_1の画像信号を、SRAM514A_2にLEDヘッド2・503_2の画像信号を、SRAM514A_3にLEDヘッド3・503_3の画像信号を格納する。
8MHzでA群SRAM3個514A_1〜514A_3に順次格納された画像信号は、次の2ライン目に16MHzでA群SRAM3個(514A_1〜514A_3)から同時に読み出され、再びIC510へ入力され、画像信号を4画素(2ビト*4画素=8ビット)から次のアドレスの4画素とラッチさせ8画素の中から、偶数画素4個分を取り出し、画像データ遅延部のフィールドメモリ515_1〜515_3に転送速度8MHzで送られる。このとき、LEDヘッド1・503_1は副走査の基準のため遅延動作しない。
1ライン目のSRAMからの読み出し制御を行っている間に、次のラインをB群のSRAM514B_1〜514B_3の3個にA群と同様に画像信号を格納する。
このリード、ライト動作をA郡SRAM3個514A_1〜514A_3、B郡SRAM3個514B_1〜514B_3をトグル動作させることによりライン間の繋ぎを行う。
(1)LEDヘッド2・503_2の画像データ遅延部のフィールドメモリ515_1、515_2、A3幅LEDヘッド505_1〜505_3の3本を千鳥配置しているため、LEDヘッド1・503_1を基準とし、LEDヘッド2・503_2はメカレイアウト上、副走査方向に17.5mmずらして取り付けている。
このため、A郡SRAM3個(514A_1〜514A_3)、B郡SRAM3個(514B_1〜514B_3)から出力された画像信号を同時に処理し、LEDヘッド2・503_2へ転送すると、LEDヘッド1・503_1に対してLEDヘッド2・503_2は、副走査方向に17.5mm(17.5mm/42.3μm(600dpiの1dot)=416ライン)ずれて印字してしまう。
A3幅LEDヘッド(503_1〜503_3)3本を千鳥配置しているため、LEDヘッド1・503_1を基準とし、LEDヘッド3・503_3はメカレイアウト上、副走査方向に0.5mmずらして取り付けている。
このため、A郡SRAM3個514A_1〜514A_3、B郡SRAM3個(514B_1〜514B_3)から出力された画像信号を同時に処理し、LEDヘッド3・503_3へ転送するとLEDヘッド1・503_1に対してLEDヘッド3・503_3は、副走査方向に0.5mm(0.5mm/42.3μm(600dpiに1dot)=12ライン)ずれて印字してしまう。
次に、書き込まれた順に2MHzでフィールドメモリ515_3より画像信号を読み出し、L3DFMO[7:0]として再びIC510へ入力する。これにより、LEDヘッド3・503_3の画像信号は12ライン遅延されたことになる。
遅延させるライン数はLEDヘッド3・503_3の部品制度、組付のバラツキにより個々に異なるため、1ライン(42.3um)単位での制御が可能である。
画像データRAM部1からのLEDヘッド1の画像データL1DI[7:0]と画像データ遅延部からのLEDヘッド2、3の画像データL2DFMO[7:0]、L3DFMO[7:0]は、IC510を介して画像データRAM部2のSRAM郡514A_1〜3、514B_1〜3へそれぞれ2MHzの転送速度で格納される。
格納された画像データは、次のライン間に8MHzの転送速度で4回読み出される。アドレスはLEDヘッド7680dotであり8画素単位なので960アドレス分となる。この960アドレスを4回繰り返す。8画素単位で読み出された画像データは、IC510内で4画素単位にデータ変換され、画像データ出力部519に転送される。
また、SRAM群550A_1〜3で読み出されている間、SRAM群550B_1〜3では次のラインデータを書き込み、交互にラインの書き込み、読出しが行われる。
画像データRAM部2で処理されたLEDヘッド1〜3の4ビット単位の画像データは、LPH制御信号とともに出力され、ドライバを介し、各LEDヘッド503_1〜503_3に8MHzのスピードで転送される(L1〜L3CLKは4MHzの立ち上がり、立下りエッジでデータが確定される)。
LEDヘッド503_1〜503_3には各LED素子の光量バラツキを補正するためにLED素子毎の補正データ及びLEDアレイチップ毎の補正データを各LEDヘッド内に光量補正ROMを搭載している。
電源投入時、IC510のCPLD制御によりまずLEDヘッド503_1の光量補正データを読出し、シリアル/パラレル変換し、8ビット単位の補正データHOSEID[7:0]としてアドレスにより光量補正RAM部516に格納する。全ての補正データを格納後、今度は、光量補正データSRAMから読出し、再びLEDヘッド503_1へ転送させる。この動作をLEDヘッド2、3と順に行う。
転送した光量補正データは、LEDヘッド503_1〜503_3の電源をOFFしない限り、LEDヘッド503_1〜503_3内部にて補正データが保持される構成となっている。
LED書込制御回路502への書き込み条件設定は、システム制御装置302からの制御信号入力データバスLDATA[7:0]、アドレスバスLADR[5:0]、ラッチ信号VDBCS、Pセンサパターン信号SGATE_NをIC510に入力することにより、制御される。
まず、全体制御を捕らえるため、LEDヘッドへのデータ転送方式について説明する。
図4には、LEDヘッドへのデータ転送についてのタイミングを記載してある。RLSYNCは、主走査1ライン間隔であり、クロックの立ち上がり、立下りエッジにより、画像データを転送する。DATAは4画素単位の画像データである。
転送画像データは、まずLEDヘッド7680画素分(3840画素*2)の(1)偶数画素データ:EVEN DATAを転送する。画素数は、LEDヘッド全画素7680dotの半分の3840dotで4dot同時転送なので、3840/4=960カウント分となる。転送後、LOAD信号によりデータをラッチさせる。
点灯信号:STRBは、LOWアクティブであり、(1)の偶数画素データの印字は、(2)の奇数画素データ転送時にLOW5にしてLED発光し、(2)の奇数画素データの印字では、(3)の偶数画素データ転送時にLOW6にしてLED発光させる。
再度、(3)の偶数画素データに印字は、(4)の奇数画素データ転送時にLOW7にして印字させ、(4)の奇数画素データの印字はその後LOW8で行う。
このとき、STRB信号はLOWでLED発光であり、LOWの期間を制御することによって画像印字時間を調整、ドットパワーを制御でき画像濃度を均一できる。画像濃度はプロセス条件等により規制されていて、機械条件としては、主走査1ライン間隔の10%前後のSTRB点灯・印字が適性である。10%とは、コピー線速と画素密度との関係より、計算すると本件では主走査間隔705.6usecであり、その10%であると70.56usec点灯期間となる。
さらに、コピアモードでは、データ転送を1回で、点灯信号を1回ずつの制御、つまり、図4のデータ転送(1)→(2)とSTRB5、6で5、6は10%印字をする。本件では、データ転送2回{(1)(2)で1回目、(3)(4)で2回目}となり、STRB信号も5、7でduty10%、6、8でduty10%をする。この10%を比率制御で3:1に分配して転送させる。よって、7.5%と2.5%となる。
主走査0〜23・・・・は1ラインデータであり、副走査1〜5はライン数となりこれが複数ライン分の格納機能部となる。この格納により、主・副のマトリクスパターンが確定できる。
格納されたライン毎のデータより例として、注目ライン副走査3を上げる。注目画素(主走査1)の画素100は黒でありデータは1である。ここで画素100と取り巻く主・副の3画素×3画素のマトリクスでみると、画素100は、斜め線だと判断できる。
主走査方向のみでの判断では、この画素100は1dot孤立点と判断してしまうが、主・副のマトリクスパターンでは、斜めパターンであるならば、あらかじめ決められたパターンに合てはまるので、4値のコード化では、11bとなる。これにより、斜め線は、データの間引きはしないことで画像を鮮明にできることになる。
さらに画素102では、横線の奇数と判断し、11bコードとなり、画素103は、0データの奇数で00bコード、画素104では、1dot孤立点の偶数と判断し、10bコード、画素105では、斜め線の偶数と判断し11bコードとなる。
このように、第2の実施例では、注目画素を取り巻く主・副の画素を格納機能から同時に取り出すことで、注目画素のデータを認識でき、1画素単位で忠実に線画を表現できる。
さらに、第3の実施例では、取り囲むマトリクスの画素を3画素×3画素から5画素×5画素にもできるようにし、よりパターンのバリエーションを増すことができるようになっている。このように第3の実施例では、注目画素を取り巻く主・走査の画素のマトリクスは、操作設定可能にさせているので、データパターンを増減でき、より忠実に線画を再現することができる。
第5の実施例では、第4の実施例において、コード化する画素の識別は、決められたパターンを認識することにより決定する。そのため、1画素単位のデータを細分化でき、縦・横・斜めの線幅の比率を改善することができる。
第6の実施例では、第5の実施例において、決められる主・副走査のパターンは任意に設定可能としている。そのため、使用者のニーズにあった細線を強調することができる。
図5の(1)と(3)は偶数データであり、注目ライン106のコード化画素から偶数のみ選択し、コード化を1ビットのデータに変換させる。(1)では、00b→0、10→1、11→1とし、(3)では、00b→0、11b→1と同様だが、10b→0とする。
(1)、(3)のLPHCLK1・107、LPHCLK2・108のデータ値は同様であるが、LPHCLK3・109では、(1)が1010に対して、(3)は1000となりデータを0にしていることになる。そうすれば点灯信号がONになってもデータが0なので印字しないため、1回目の点灯信号の時間のみとなり線幅を細くすることができる。
上記のように、ある注目画素を主・副走査パターンからコード化し1ライン間に数回読み出して転送し、データ変換と点灯時間から線を細くすることができるのが第7の実施例である。この第7の実施例では、コード化した画素を、1ライン間の数回の読み出し転送によって、回数毎に4値のコード化から2値のデータへ個々に変換させているので、どのパターンでも細線を忠実に再現することができる。
また、第8の実施例においては、出力するモード、すなわち、コピアモードとプリンタモードに切り分け可能にすることで、コピアモードでの画像処理での画像とプリンタモードでのデータ処理での階調性、線画を忠実に再現できる。本制御はプリンタモードでの制御となる。
まず、偶数画素データ9をduty7.5%印字し、次に奇数データ10をduty2.5%で印字する。duty2.5%なので点灯時間が少ないので濃度が薄くなる。
次に、再び偶数画素データ11をduty2.5%で印字する。1dot孤立点をパターン認識した場合は、データ0なので印字はしない。最後に奇数画素データ12をduty7.5%で印字する。
よって、ドット径は縦線では、データ処理制御によりduty7.5%のみ印字し、横線では、duty2.5%+7.5%の10%印字となり、かつエッジ効果で濃度が強調されることになる。上記の印字形式により、画像の縦線幅13と横線幅14の比率が改善される。
101 センサ
102 画像増幅回路
103 AD変換回路
104 シェーディング補正回路
105 画像処理回路
106 同期制御回路
107 読取制御回路
108 スキャナ駆動装置
300 画像情報記憶部
301 画像メモリ部
302 システム制御装置
400 操作部
500 書込部
502 LED書込制御回路
503 LEDヘッド1〜3
504 駆動制御回路
505 プリンタ駆動装置
510 IC
512 画像データ入力部
516 光量補正RAM部
514A SRAM1〜3
514B SRAM1〜3
519 画像データ出力部
550 SRAM1〜SRAM6
Claims (8)
- 2値の画像データに応じて発光制御される複数個の発光素子が一方向に列設された発光素子アレイと、
当該発光素子アレイの発光光を感光体に結像させる結像部とからなる複数の発光素子アレイユニットと、
1ライン分の画像データを前記発光素子アレイユニット毎に分割して各発光素子アレイ
ユニットに転送して当該発光素子アレイユニットの各発光素子を駆動させて主走査する画
像データ転送制御手段と、を備えた画像書込装置において、
前記複数の発光素子アレイユニットが、前記感光体の軸線方向を主走査方向として副走
査方向に所定量ずれて、主走査方向で所定量重なる状態で千鳥状に配列され、
前記画像データ転送制御手段が、主走査1ライン間に1ライン分の画像データを前記各
発光素子アレイユニット毎に分割し転送して、1ライン間に複数回データ転送制御して点灯時間を可変制御させて各発光素子を駆動させ、且つ複数ライン分の格納機能を備えたことを特徴とするデジタル発光素子書込み装置。 - 所定の注目画素を取り巻く主・副走査の画素を前記格納機能から取り出して、注目画素に対してデータ識別を行うことを特徴とする請求項1記載のデジタル発光素子書込み装置。
- 前記注目画素を取り巻く主・副走査の画素のマトリクスを操作設定する設定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項2記載のデジタル発光素子書込み装置。
- 前記2値の画像データを4値のコード化することを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3記載のデジタル発光素子書込み装置。
- 前記コード化する画素の識別は、決められたパターンを認識することにより決定されることを特徴とする請求項4記載のデジタル発光素子書込み装置。
- 決められる主・副走査のパターンは任意に設定可能であることを特徴とする請求項5記載のデジタル発光素子書込み装置。
- コード化した画素は、前記画像データ転送制御手段による1ライン間の数回の読み出し転送によって、回数毎に4値のコード化から2値のデータへ個々に変換させ、発光素子アレイユニットに転送することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のデジタル発光素子書込み装置。
- コピーモード、プリンタモードの出力モードによりコード化した画素の処理を切り替えることを特徴とする請求項7記載のデジタル発光素子書込み装置。
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