JP2008168562A - Image forming device and image formation method - Google Patents
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Description
本発明は、光学倍率がマイナスのレンズを用いて、発光体アレイに2次元状に発光素子を配列した場合の画像形成を円滑に、しかも合理的に行える画像形成装置および画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method that can smoothly and rationally form an image when a light-emitting element is two-dimensionally arranged on a light emitter array using a lens having a negative optical magnification. is there.
一般に、電子写真方式のトナー像形成手段は、外周面に感光層を有する像担持体としての感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像手段とを有している。 In general, an electrophotographic toner image forming unit includes a photosensitive member as an image bearing member having a photosensitive layer on an outer peripheral surface, a charging unit that uniformly charges the outer peripheral surface of the photosensitive member, and a uniform charging unit using the charging unit. An exposure unit that selectively exposes the outer peripheral surface charged to form an electrostatic latent image, and a toner as a developer is applied to the electrostatic latent image formed by the exposure unit to form a visible image ( Developing means for forming a toner image).
カラー画像を形成するタンデム方式の画像形成装置としては、上記のようなトナー像形成手段を、中間転写ベルトに対して、複数個(例えば4個)配置する。これら単色トナー像形成手段による感光体上のトナー像を順次中間転写ベルトに転写して、中間転写ベルト上で複数色(例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(黒)のトナー像を重ね合わせ、中間転写ベルト上でカラー画像を得る中間転写ベルト形式のものがある。 As a tandem type image forming apparatus for forming a color image, a plurality (for example, four) of toner image forming means as described above are arranged on the intermediate transfer belt. The toner images on the photoconductor by these single color toner image forming means are sequentially transferred to an intermediate transfer belt, and a plurality of colors (for example, yellow, cyan, magenta, black (black) toner images are superimposed on the intermediate transfer belt, There is an intermediate transfer belt type that obtains a color image on an intermediate transfer belt.
タンデム方式のカラー画像形成装置(プリンター)において、前記露光手段(ラインヘッド)として発光体アレイを用いる技術が知られている。例えば、特許文献1には、発光体アレイに2次元で配列された発光素子の出力光を単一レンズで拡大して、感光体ドラムに照射し、潜像を形成する例が記載されている。また、特許文献2には、LEDアレイチップの長手方向に配列されたマイクロレンズアレイにより、像面(像担持体)上の書込み位置を発光源の位置とは反転させる例が記載されている。
In a tandem color image forming apparatus (printer), a technique using a light emitter array as the exposure means (line head) is known. For example,
特許文献1に記載されている発光体アレイは、特許文献1の図1に記載されているように、単一レンズ14は発光部材1の出力光を主走査方向に反転させて感光体ドラム15に照射している。すなわち、単一レンズ14は光学倍率がマイナスのマイクロレンズを使用している。したがって、SLA(セルフォックレンズアレイ)のように、光学倍率がプラスで発光素子の出力光がその光軸方向で像担持体に照射される場合とは異なることになる。
In the light emitter array described in
特許文献1に記載されているような、光学系にマイクロレンズが設けられている発光体アレイをラインヘッドとして用いる場合には、画像形成を円滑に行なうためには、メモリに記憶された画像データをどのように読み出して所定の印字を行なうか、具体的なメモリ構成と画像データの読み出しシーケンスが必要となる。しかしながら、特許文献1には単一レンズを用いた構成が記載されているに止まり、発光源が2次元状に配列されかつレンズを複数用いた場合のメモリ構成と、画像データの読み出しシーケンスの具体例については記載されていないという問題があった。また、特許文献2に記載されている例では、発光源が直線状に配列された場合に、像担持体上の書込み位置を反転させることが一般的に記載されているに過ぎない。このため、発光源が2次元状に配列された場合にはどのように対処するのか、また、データをメモリにどのように格納するのか不明であるという問題があった。
When a light emitter array in which a microlens is provided in an optical system as described in
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光源が2次元状に配列されかつ光学倍率がマイナスの複数のレンズを用いた場合の画像形成を円滑に、しかも合理的に行える画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to form an image when a plurality of lenses in which light sources are arranged two-dimensionally and optical magnification is negative is used. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an image forming method that can be performed smoothly and rationally.
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、光学倍率がマイナスのレンズと、複数の発光素子を配列した発光体アレイを設けたラインヘッドを有し、前記レンズは像担持体の軸方向(主走査方向)と前記軸方向に直交する方向(副走査方向)に対応して複数設け、各レンズには、主走査方向にm個の発光素子を配列した発光素子ラインを、副走査方向にn列配列したm×n個の発光素子からなる発光体ブロックを対応させ、前記各発光素子を前記軸方向および軸方向に直交する方向で反転させて駆動し、前記像担持体に画像を形成する制御手段を有することを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention that achieves the above object has a lens having a negative optical magnification and a line head provided with a light emitter array in which a plurality of light emitting elements are arranged, and the lens is in the axial direction of the image carrier ( A plurality of light emitting element lines arranged in the main scanning direction in the sub scanning direction are provided in correspondence with the main scanning direction) and a direction orthogonal to the axial direction (sub scanning direction). Corresponding light emitter blocks made up of m × n light emitting elements arranged in n rows, and driving each light emitting element in the axial direction and in the direction perpendicular to the axial direction to form an image on the image carrier It has the control means to do.
また、本発明の画像形成装置は、前記制御手段により、前記軸方向に配列した各レンズに対応して設けたm×n個の発光素子の出力光で、前記像担持体の前記軸方向に1列の画像を形成することを特徴とする。 In the image forming apparatus of the present invention, the control means outputs, in the axial direction of the image carrier, output light of m × n light emitting elements provided corresponding to the lenses arranged in the axial direction. One row of images is formed.
また、本発明の画像形成装置は、前記制御手段により、前記軸方向および軸方向に直交する方向に配列した各レンズに対応して設けたm×n個の発光素子の出力光で、前記像担持体の前記軸方向に1列に形成された画像を前記軸方向に直交する方向に複数列形成することを特徴とする。 In the image forming apparatus of the present invention, the control unit may output the image with output light of m × n light emitting elements provided corresponding to the lenses arranged in the axial direction and a direction orthogonal to the axial direction. A plurality of rows of images formed in a line in the axial direction of the carrier are formed in a direction perpendicular to the axial direction.
また、本発明の画像形成装置は、前記各レンズに対応した発光体ブロックのm×n番目の発光素子を前記発光体アレイの前記軸方向先端側でかつ前記軸方向に直交する方向の1列目に配列し、前記発光体ブロックの1番目の発光素子を前記軸方向後端側でかつ前記軸方向に直交する方向のn列目に配列したことを特徴とする。 In the image forming apparatus of the present invention, the m × n-th light emitting element of the light emitter block corresponding to each of the lenses is arranged in one row in a direction perpendicular to the axial direction on the tip end side in the axial direction of the light emitter array. The first light emitting elements of the light emitter block are arranged in the nth column on the rear end side in the axial direction and in the direction orthogonal to the axial direction.
また、本発明の画像形成装置は、前記各発光素子に供給する画像データを記憶する記憶手段を設け、前記記憶手段は、前記像担持体の軸方向書き出し位置から順次軸方向に沿って1列に画像が形成されるように画像データを記憶することを特徴とする。 Further, the image forming apparatus of the present invention is provided with storage means for storing image data to be supplied to each light emitting element, and the storage means is sequentially arranged in one column along the axial direction from the axial writing position of the image carrier. The image data is stored so that an image is formed on the screen.
また、本発明の画像形成装置は、前記記憶手段は、前記像担持体の軸方向書き出し位置から順次軸方向に沿って1列に画像が形成されると共に、前記軸方向に直交する方向に画像が複数列形成されるように画像データを記憶することを特徴とする。 In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the storage unit sequentially forms images in one column along the axial direction from the axial writing position of the image carrier, and images in the direction orthogonal to the axial direction. The image data is stored so that a plurality of columns are formed.
また、本発明の画像形成装置は、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された画像データを、前記各発光体ブロックのn列目、nー1列目・・・1列目の順番で読み出して各発光素子を駆動することを特徴とする。 In the image forming apparatus according to the aspect of the invention, the control unit may store the image data stored in the storage unit in the order of the nth column, the n−1th column,. Each light emitting element is driven by reading out.
また、本発明の画像形成装置は、前記ラインヘッドを各色に対応して複数設け、像担持体上で複数色の画像形成を同時に行うことを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention is characterized in that a plurality of the line heads are provided corresponding to the respective colors, and image formation of a plurality of colors is simultaneously performed on the image carrier.
また、本発明の画像形成装置は、前記発光素子は、有機EL素子であることを特徴とする。 In the image forming apparatus of the present invention, the light emitting element is an organic EL element.
また、本発明の画像形成装置は、前記いずれかに記載のラインヘッドと、現像手段と、転写手段との各画像形成用ユニットを配した画像形成ステーションを少なくとも2つ以上設け、転写媒体が各ステーションを通過することにより、タンデム方式で画像形成を行うことを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention is provided with at least two or more image forming stations in which the image forming units of the line head, the developing unit, and the transfer unit described above are arranged, and the transfer medium is provided for each of the transfer media. By passing through the station, image formation is performed by a tandem method.
また、本発明の画像形成装置は、中間転写媒体を有することを特徴とする。 In addition, the image forming apparatus of the present invention includes an intermediate transfer medium.
本発明の画像形成方法は、光学倍率がマイナスで像担持体の軸方向(主走査方向)と前記軸方向に直交する方向(副走査方向)に配列された複数のレンズと、前記各レンズに、主走査方向にm個の発光素子を配列した発光素子ラインを副走査方向にn列配列したm×n個の発光素子からなる発光体ブロックを対応させた発光体アレイを有するラインヘッドを各色に対応して複数設け、
記憶手段に前記像担持体の軸方向書き出し位置から順次軸方向に沿って1列に画像が形成されると共に、前記軸方向に直交する方向に画像が複数列形成されるようにように画像データを記憶する段階と、前記記憶手段に記憶された画像データを読み出す段階と、前記読み出された画像データにより各発光素子を前記軸方向および軸方向に直交する方向で反転させて駆動する段階と、前記像担持体に複数色の画像形成を同時に行う段階と、からなることを特徴とする。
The image forming method of the present invention includes a plurality of lenses having a negative optical magnification and arranged in an axial direction (main scanning direction) of the image carrier and a direction orthogonal to the axial direction (sub-scanning direction). A line head having a light emitter array corresponding to a light emitter block composed of m × n light emitting elements in which light emitting element lines in which m light emitting elements are arranged in the main scanning direction is arranged in n columns in the sub scanning direction is provided for each color. A plurality are provided corresponding to
Image data is formed so that images are sequentially formed in one column along the axial direction from the axial writing position of the image carrier on the storage means, and a plurality of images are formed in a direction orthogonal to the axial direction. Storing the data, reading the image data stored in the storage means, driving the light emitting elements in the axial direction and in the direction orthogonal to the axial direction by driving the read image data, And the step of simultaneously forming images of a plurality of colors on the image carrier.
また、本発明の画像形成方法は、前記画像データの読み出しは、各発光体ブロックのn列目、nー1列目・・・1列目の順番で読み出すことを特徴とする。 The image forming method of the present invention is characterized in that the reading of the image data is performed in the order of the nth column, the n−1th column,.
本発明の実施形態においては、光学倍率がマイナスのレンズを像担持体の軸方向(主走査方向)と軸方向に直交する方向(副走査方向)に複数設け、かつ各レンズには、主走査方向にm個の発光素子を配列した発光素子ラインを、副走査方向にn列配列したm×n個の発光素子からなる発光体ブロックを対応させたラインヘッドを用いた画像形成装置による画像形成を、円滑に、しかも合理的に行うことができる。 In the embodiment of the present invention, a plurality of lenses having negative optical magnification are provided in the axial direction (main scanning direction) of the image carrier and the direction orthogonal to the axial direction (sub-scanning direction). Image formation by an image forming apparatus using a line head in which light emitting element lines in which m light emitting elements are arranged in the direction and m × n light emitting elements arranged in n rows in the sub-scanning direction are associated with each other Can be performed smoothly and rationally.
また、記憶手段にはこのような画像形成装置に適合した形態で画像データを記憶させており、各発光素子を前記軸方向および軸方向に直交する方向で反転させて駆動するように画像データを記憶手段から読み出すので、像担持体には、コントローラなどで作成された所定の画像を正確に形成することができる。 Further, the storage means stores image data in a form suitable for such an image forming apparatus, and the image data is driven so that each light emitting element is driven in the axial direction and in a direction perpendicular to the axial direction. Since the data is read from the storage unit, a predetermined image created by a controller or the like can be accurately formed on the image carrier.
また、発光素子に有機EL素子を用いており、発光部の直径を小さくしなくてよいので、発光部の光パワーを大きく取ることができる。このため、発光効率の高くない有機EL材料でも使用可能となる。このような画像形成装置は、特にタンデム方式のカラー画像形成装置に適用することができる。 Further, since an organic EL element is used as the light emitting element and the diameter of the light emitting part does not have to be reduced, the light power of the light emitting part can be increased. For this reason, it is possible to use an organic EL material having a low luminous efficiency. Such an image forming apparatus can be applied particularly to a tandem color image forming apparatus.
本発明の前提となる構成について、図15〜図20の説明図により説明する。なお、本発明の明細書、図面においては、ラインヘッドとして使用される発光体アレイの長手方向を主走査方向(X方向)、像担持体の移動方向を副走査方向(Y方向)と定義して、発光体アレイの垂直方向(Z方向)と合わせて、必要に応じて3次元でラインヘッドの構成を説明する。ここで、発光体アレイの長手方向は、像担持体として構成される感光体の軸方向に対応しており、像担持体の移動方向は感光体の軸方向に直交する方向に対応している。 A configuration which is a premise of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 20. In the specification and drawings of the present invention, the longitudinal direction of the light emitter array used as the line head is defined as the main scanning direction (X direction), and the moving direction of the image carrier is defined as the sub scanning direction (Y direction). Then, the configuration of the line head will be described in three dimensions as necessary, along with the vertical direction (Z direction) of the light emitter array. Here, the longitudinal direction of the light emitter array corresponds to the axial direction of the photoconductor configured as an image carrier, and the moving direction of the image carrier corresponds to the direction orthogonal to the axial direction of the photoconductor. .
図16は、本発明の実施形態において、ラインヘッドとして使用される発光体アレイの例を示す概略の説明図である。図16において、発光体アレイ1には、発光素子2を主走査方向(X方向)に複数配列した発光素子ライン3を、副走査方向(Y方向)に複数列設けて発光体ブロック(発光素子群)4を形成している。図16の例では、発光体ブロック4は、主走査方向に4個の発光素子2を配列した発光素子ライン3を、副走査方向に2列形成している。1列目には奇数番号の発光素子による発光素子列を配列し、2列目には偶数番号の発光素子による発光素子列を配列している。
FIG. 16 is a schematic explanatory view showing an example of a light emitter array used as a line head in the embodiment of the present invention. In FIG. 16, in the
この発光体ブロック4は、マイクロレンズ5に対応して配置されている。発光素子2の番号1〜8は、図3で説明するようにマイクロレンズ5を通さないAの位置からみた発光素子の位置に対応している。したがって、図16では便宜上、マイクロレンズ5を実線で表示しているが、本来、図5で示されるように破線で表示されるべきものである。発光素子2としては、例えば有機EL素子を用いる。有機EL素子は、発光部の直径を小さくしなくてよいので、発光部の光パワーを大きく取ることができる。このため、発光効率の高くない有機EL材料でも使用可能となる。各発光素子の出力光は、マイクロレンズ5により主走査方向で反転されて像担持体に照射される。
The
各発光素子2の出力光は、マイクロレンズ5により主走査方向と副走査方向で反転されて像担持体に照射される。このような副走査方向の反転について図17により説明する。図17は、図16の構成で、各発光素子2の出力光によりマイクロレンズ5を通して、像担持体(感光体)41の露光面7に照射した場合の結像スポットの位置(画像形成の位置)を示す説明図である。図17において、マイクロレンズ5は光学倍率がマイナスであり、発光素子の出力光を照射した場合に像担持体上の結像位置7は、主走査方向と副走査方向で発光素子の位置とは反転した位置となる。
The output light of each light emitting
すなわち、図17で像担持体の移動方向(副走査方向)の上流側に配置されている1番目の発光素子の像担持体7上での結像スポット(画像)は、副走査方向の下流側に形成される。また、副走査方向の下流側に配置されている2番目の発光素子の像担持体7上での結像スポットは、副走査方向の上流側に形成される。図17で、Sは像担持体の移動速度、dは発光素子間の副走査方向の距離、T1は像担持体の所定距離間の移動時間で、後述するメモリアドレスの読み出しタイミングに相当する。
That is, in FIG. 17, the imaging spot (image) on the
図16のように複数列の発光素子ライン3がマイクロレンズ5に配置されている場合には、図17で説明したように、結像対象である像担持体上での結像位置も副走査方向に複数列形成される。このように、複数列の発光素子ライン3がマイクロレンズ5に配置されている場合に、像担持体の主走査方向に一列に結像スポットを形成できる構成としている。
When a plurality of rows of light-emitting
ここで、像担持体の主走査方向に一列に結像スポットを形成するためには、図16の1列目(奇数番号)の発光素子の発光するタイミングと、2列目(偶数番号)の発光素子の発光するタイミングを調整する必要がある。また、副走査方向での結像スポット位置の反転を考慮して、2列目の発光素子を先に発光させ、次に1列目の発光素子を発光させている。 Here, in order to form the imaging spots in a line in the main scanning direction of the image carrier, the light emission timing of the light emitting elements in the first row (odd number) in FIG. 16 and the second row (even number) in FIG. It is necessary to adjust the light emission timing of the light emitting element. In consideration of the reversal of the imaging spot position in the sub-scanning direction, the second row of light emitting elements emits light first, and then the first row of light emitting elements emits light.
図15は、主走査方向に一列の結像スポットを形成する際の説明図である。図15(a)は、画像データを格納するラインバッファメモリのテーブル10を示している。このメモリテーブル10の横軸には画素番号(図16の発光素子の番号に対応する画像データの番号)、縦軸には列番号(像担持体に形成される結像スポットのライン)を設定している。図15(b)は、像担持体の上に形成される結像スポットの位置を示している。結像スポットの番号は、図16の発光素子の番号と対応している。 FIG. 15 is an explanatory diagram when forming a row of imaging spots in the main scanning direction. FIG. 15A shows a table 10 of a line buffer memory that stores image data. A pixel number (image data number corresponding to the light emitting element number in FIG. 16) is set on the horizontal axis of the memory table 10, and a column number (imaging spot line formed on the image carrier) is set on the vertical axis. is doing. FIG. 15B shows the position of the imaging spot formed on the image carrier. The number of the imaging spot corresponds to the number of the light emitting element in FIG.
ラインバッファメモリに蓄えられた画像データのうち、図15(a)に示す発光素子群の2列目の発光素子に対応する第1の画像データ(2、4、6、8)を読み出し、発光素子を発光させる。次にT1時間後に、メモリアドレスに蓄えられている1列目の発光素子に対応する第2の画像データ(1、3、5、7)を読み出し、発光させる。発光素子の出力光は、マイクロレンズにより主走査方向に反転されて像担持体に照射される。 Of the image data stored in the line buffer memory, the first image data (2, 4, 6, 8) corresponding to the light emitting elements in the second column of the light emitting element group shown in FIG. The device emits light. Next, after time T1, the second image data (1, 3, 5, 7) corresponding to the light emitting elements in the first column stored in the memory address is read and emitted. The output light of the light emitting element is inverted in the main scanning direction by the microlens and irradiated to the image carrier.
このようにして、像担持体上の1列目の結像スポットが2列目の結像スポットと主走査方向で同列に形成される。すなわち、図15(b)に示すように、発光素子の位置とは主走査方向で反転されて、像担持体上では一列に並んだ結像スポット8が形成される。図15(a)のテーブルの横軸に設定した画素番号は、メモリアドレスの偶数が図2の2列目の発光素子列の発光素子(偶数番号)に対応する。また、メモリアドレスの奇数が図16の1列目の発光素子列の発光素子(奇数番号)に対応する。
In this way, the first row of imaging spots on the image carrier is formed in the same row as the second row of imaging spots in the main scanning direction. That is, as shown in FIG. 15B, the position of the light emitting element is reversed in the main scanning direction, and the
像担持体に形成される結像スポットのラインが、副走査方向に複数ラインの場合には、次のように処理する。例えば、前記T1時間が1ライン分副走査方向に像担持体が移動する時間に相当する場合の読み出し手順は、以下の通りである。(1)ライン1内の2列目の発光素子に対応する画像データを読み出し(偶数番号)、発光させる。(2)ライン1内の1列目の発光素子に対応する画像データを読み出し(奇数番号)、同時にライン2内の2列目の発光素子に対応する画像データを読み出し(偶数番号)、それぞれ発光させる。(3)前記2の処理を順次繰り返す。
When there are a plurality of imaging spot lines formed on the image carrier in the sub-scanning direction, the following processing is performed. For example, the reading procedure when the T1 time corresponds to the time required for the image carrier to move in the sub-scanning direction for one line is as follows. (1) The image data corresponding to the second row of light emitting elements in
このように、マイクロレンズに対して、副走査方向に複数列の発光素子ラインが配列されている場合に、各発光素子に供給される画像データを記憶するメモリのテーブル構成に工夫を加えている。すなわち、メモリアドレスを図15(a)のように、偶数のグループと奇数のグループとに分けて、例えば偶数グループの画像データを一斉に読み出して対応する発光素子に送信する。次に、一定時間経過後に奇数グループの画像データを一斉に読み出して対応する発光素子に送信する。 As described above, when a plurality of light emitting element lines are arranged in the sub-scanning direction with respect to the microlens, the table structure of the memory that stores the image data supplied to each light emitting element is devised. . That is, as shown in FIG. 15A, the memory addresses are divided into even-numbered groups and odd-numbered groups. For example, image data of even-numbered groups is read at a time and transmitted to the corresponding light emitting elements. Next, after a predetermined time has elapsed, the image data of the odd group is simultaneously read and transmitted to the corresponding light emitting elements.
この偶数グループと奇数グループの画像データを、それぞれマイクロレンズに対応して副走査方向に複数列配列されている発光素子ラインに区分して送信している。また、画像データのメモリアドレスにおける配列を、発光素子による像担持体上の結像スポットが主走査方向で反転されることを考慮して、設定している。このようなメモリテーブルの構成と、メモリテーブルからの画像データ読み出しのタイミングを設定することにより、マイクロレンズに対応して副走査方向に発光素子ラインが複数ライン配列されている場合に、像担持体の主走査方向に一列に結像スポットを形成することができる。なお、マイクロレンズに対応させる発光素子ラインは、これまで副走査方向に2列配列した例で説明したが、副走査方向に3列以上の発光素子列を配列した構成としても良い。 The even-numbered group and odd-numbered group image data is divided into light-emitting element lines arranged in a plurality of rows in the sub-scanning direction corresponding to the microlenses and transmitted. The arrangement of the image data at the memory address is set in consideration of the fact that the imaging spot on the image carrier by the light emitting element is inverted in the main scanning direction. By setting the configuration of such a memory table and the timing of reading image data from the memory table, when a plurality of light emitting element lines are arranged in the sub-scanning direction corresponding to the microlens, the image carrier The imaging spots can be formed in a line in the main scanning direction. The light emitting element lines corresponding to the microlenses have been described so far as being arranged in two rows in the sub-scanning direction, but a configuration in which three or more light emitting element rows are arranged in the sub-scanning direction may be used.
図18の説明図は、マイクロレンズ調整不良時の像担持体上での結像スポット9を示している。図18に示されているように、像担持体の速度Sの変動や、発光素子の副走査方向の距離dのバラツキ、光学調整バラツキなどによって前記T1(像担持体の所定距離間の移動時間)が安定せずに、T1が1ライン分に相当するように設計してもわずかに変動する。
The explanatory diagram of FIG. 18 shows the
このため、1列目の結像スポット形成位置と2列目の結像スポット形成位置がずれてしまい、図18で示したように一列に並ぶはずの結像スポットの形状が歪んでしまう。すなわち、画質の低下を招くことになる。そこで、T1を微調整できる構成にして、わずかな位置ずれを補正する。T1は以下のようにして求めることが出来る。
T1=|(d×β)/S|
ここで各パラメータは、以下の通りである。
d:発光素子の副走査方向の距離
S:結像面(像担持体)の移動速度
β:レンズの倍率
For this reason, the imaging spot formation position in the first row and the imaging spot formation position in the second row are shifted, and the shape of the imaging spot that should be aligned in one row is distorted as shown in FIG. That is, the image quality is degraded. Therefore, a slight misalignment is corrected by adopting a configuration in which T1 can be finely adjusted. T1 can be obtained as follows.
T1 = | (d × β) / S |
Here, each parameter is as follows.
d: Distance in the sub-scanning direction of the light emitting element
S: Moving speed of image plane (image carrier) β: Lens magnification
これまでは、マイクロレンズ5に対して、主走査方向に4個の発光素子からなる発光素子ラインを、副走査方向に2列配列した例について説明した。本発明の実施形態においては、マイクロレンズ5に対して、更に多数の発光素子ラインを配列することができる。図19、図20は、主走査方向に8個の発光素子からなる発光素子ラインを、副走査方向に4列配列した例について示している。41は像担持体で、矢視方向に速度Sで移動しているものとする。図19、図20の例においても、像担持体41には光源の位置とは主走査方向と副走査方向で反転した位置に結像スポットが形成される。
So far, an example in which two rows of light emitting element lines made of four light emitting elements in the main scanning direction are arranged in the sub scanning direction with respect to the
本発明の実施形態においては、前記図15〜図20で説明した例を前提として、マイクロレンズ5をラインヘッドとして用いる発光体アレイの主走査方向と副走査方向に複数配列する。また、各マイクロレンズ5には、主走査方向と副走査方向に複数の発光素子をマトリクス状に配列した場合に、像担持体に円滑な画像形成ができるように画像データをメモリのテーブルに書き込むものである。以下、本発明の実施形態について、図1〜図9の説明図、図10のフローチャート、図11、図12のメモリ構成の説明図、図13、図14のブロック図により説明する。
In the embodiment of the present invention, on the premise of the example described in FIGS. 15 to 20, a plurality of
図1は、発光体アレイ1の主走査方向と副走査方向にマイクロレンズ5を複数配列した例を示している。各マイクロレンズ5には、主走査方向に8個の発光素子を設けた発光素子ラインを、副走査方向に4列配列して発光体ブロック4を形成している。発光体ブロック4は、複数の発光素子をマトリクス状に配列している。
FIG. 1 shows an example in which a plurality of
図3は、ラインヘッドを部分的に縦断して像担持体41との対応を示した説明図である。主走査方向と副走査方向に複数の発光素子2が配列された発光体アレイ1は、ケース70に取り付けられてマイクロレンズ5と共にホルダー71に固定される。A、B、Cは、視点の位置を示している。図1では、Bの位置に視点があり、マイクロレンズ5は実線で表示される。
FIG. 3 is an explanatory view showing the correspondence with the
図2は、図1に示された複数のマイクロレンズの中で、単一のマイクロレンズ5に対応して配列されている発光素子を拡大して示す説明図である。図2において、各発光素子には1〜32の番号が付されている。前記したように、発光素子2は主走査方向に8個配列されて発光素子ラインを形成している。また、この発光素子ラインは副走査方向に4列配列されている。この例では、主走査方向の発光素子数m=8、副走査方向の発光素子ライン数n=4、であり、発光素子は、各マイクロレンズ5にm×n個の2次元状に配列されている。このように、本発明の実施形態においては、発光体ブロックのm×n番目(図2の例では32番目)の発光素子を、前記発光体アレイの前記軸方向先端側でかつ前記軸方向に直交する方向の1列目(像担持体の移動方向の上流側)に配列している。また、前記発光体ブロックの1番目の発光素子を、前記軸方向後端側でかつ前記軸方向に直交する方向のn列目(像担持体の移動方向の下流側)に配列している。
FIG. 2 is an explanatory view showing, in an enlarged manner, light emitting elements arranged corresponding to a
図2において、各発光素子に付された1〜32の番号は、図16で説明した番号とは相違している。図16では、主走査方向左端で副走査方向では上側の発光素子ラインの発光素子が番号1番で、副走査方向でその下の発光素子ラインの左端に番号2の発光素子を配置している。これに対して、図2の例では、主走査方向右端で副走査方向では下側の発光素子ラインの発光素子が番号1番で、副走査方向でその上の発光素子ラインの右端に番号2の発光素子を配置している。これは、図2が図3の視点Bでみた図、すなわち、マイクロレンズ5を通してみた図であるため、主走査方向と副走査方向で発光素子の位置が反転して見えるからである。
In FIG. 2, the
図4、図5は、図3の視点Aでみた発光体アレイを示している。1〜32の各発光素子の配列順序は、図16で説明した例と同じように主走査方向左端で副走査方向では上流側の発光素子ラインの発光素子が番号1番としている。このような発光素子の配列順序とすることにより、画像データを格納するメモリとの整合性をとり、像担持体への結像スポットの形成を円滑に行うようにしている。メモリの構成については、図11、図12により後述する。
4 and 5 show the light emitter array seen from the viewpoint A in FIG. As for the arrangement order of the
図6は、図3の視点Cでみた像担持体41へ発光体アレイ1が投影されたと仮定した状態を示す説明図である。図7は図6を部分的に拡大して示している。発光素子は、マイクロレンズ5の出力側では図5で説明したように番号1〜32の順番で配列されているようにみえる。したがって、像担持体41に形成される結像スポットの位置は、図5の状態が主走査方向と副走査方向で反転して、図7に示されるように形成される。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which it is assumed that the
像担持体41には、図8に示すように主走査方向に1列に結像スポット9を形成しなければならない。発光体アレイ1のマイクロレンズ5に、図2に示したような順番で各発光素子1〜32が配列されているときに、本発明の実施形態においては、図9に示すように主走査方向に1列に、1〜32の順番で結像スポット9が形成されるようにメモリに画像データが格納されている。62〜64は、隣接するマイクロレンズに対応して配列されている発光素子により形成される結像スポットである。
On the
図10は、本発明の処理手順を示すフローチャートである。次にこのフローチャートについて説明する。プログラムをスタートして(S1)、印字を開始するかどうかを判定する(S2)。この判定結果がNoであれば処理を終了する。判定結果がYesの場合には、コントローラが主走査方向の1列分のビデオデータ(画像データ)を制御装置に送信する(S3)。次に、像担持体の主走査方向に形成される1列分のビデオデータをラインバッファメモリに格納する(S4)。 FIG. 10 is a flowchart showing the processing procedure of the present invention. Next, this flowchart will be described. The program is started (S1), and it is determined whether printing is started (S2). If this determination result is No, the process ends. If the determination result is Yes, the controller transmits video data (image data) for one column in the main scanning direction to the control device (S3). Next, video data for one column formed in the main scanning direction of the image carrier is stored in the line buffer memory (S4).
図2のように、副走査方向に4列の発光素子ラインが形成されているものとして、4列目の発光素子に対応するビデオデータのみをラインバッファメモリから読み出して、ラインヘッドに送信する(S5)。以下、3列目〜1列目の発光素子に対応するビデオデータのみをそれぞれラインバッファメモリから読み出して、ラインヘッドに送信する(S6〜S8)。印字が終了したか否かを判定し(S9)、この判定結果がYesであれば処理を終了する。判定結果がNoであればS3の処理に戻り、S3〜S9のループ処理を繰り返す。 As shown in FIG. 2, assuming that four rows of light emitting element lines are formed in the sub-scanning direction, only the video data corresponding to the fourth row of light emitting elements is read from the line buffer memory and transmitted to the line head ( S5). Hereinafter, only the video data corresponding to the light emitting elements in the third column to the first column is read from the line buffer memory and transmitted to the line head (S6 to S8). It is determined whether or not printing has been completed (S9). If the determination result is Yes, the process ends. If a determination result is No, it will return to the process of S3 and will repeat the loop process of S3-S9.
図11、図12は、ラインバッファメモリに設けたビデオデータ(画像データ)を格納するテーブル10の例を示す説明図である。以下、メモリ制御について説明する。このテーブル10の横方向の画素番号1番は、像担持体の主走査方向(長手方向)における書き出し位置の画像データに対応している。また、テーブル10の縦方向の列番号は、像担持体の副走査方向(移動方向)に書き込まれる画像データの番号に対応している。次に、このテーブル10の書き込み、読み出しの順序について説明する。(a)主走査方向の1列分のビデオデータ(画像データ)をラインバッファメモリに格納する。(b)4列目の発光素子に対応するビデオデータ(4,8、・・・)のみをラインバッファメモリから読み出す。
11 and 12 are explanatory diagrams showing an example of the table 10 for storing video data (image data) provided in the line buffer memory. Hereinafter, the memory control will be described. The
(c)T時間後に3列目の発光素子に対応するビデオデータ(3、7、・・・)のみをラインバッファメモリから読み出す。(d)さらにT時間後に2列目の発光素子に対応するビデオデータ(2、6、・・・)のみをラインバッファメモリから読み出す。(e)さらにT時間後に1列目の発光素子に対応するビデオデータ(1、5、・・・)のみをラインバッファメモリから読み出す。(f)次の主走査方向の1列分のビデオデータをラインバッファメモリに格納する。このように、本発明の実施形態においては、制御手段は、メモリのテーブルに記憶された画像データを、前記各発光体ブロックのn列目、nー1列目・・・1列目の順番で読み出して各発光素子を駆動して、像担持体の軸方向に1列の画像を形成している。 (C) After T time, only the video data (3, 7,...) Corresponding to the light emitting elements in the third column is read from the line buffer memory. (D) Further, only video data (2, 6,...) Corresponding to the light emitting elements in the second column is read from the line buffer memory after T time. (E) Further, only video data (1, 5,...) Corresponding to the light emitting elements in the first column is read from the line buffer memory after T time. (F) The next column of video data in the main scanning direction is stored in the line buffer memory. As described above, in the embodiment of the present invention, the control unit converts the image data stored in the memory table into the order of the nth column, the n−1th column,. And the light emitting elements are driven to form one row of images in the axial direction of the image carrier.
次に、制御装置による、図11、図12に示したようなメモリ制御の具体例について説明する。この例では、図2で説明した発光体ブロックを「グループ」と表記する。(a)グループを識別する信号に基づいて、各グループの発光タイミングを決定する。(b)グループ内の画像データをカウントし、そのカウント値に基づいてグループ内のライン分け(副走査方向のn列、n−1列、・・・)をする。(3)ラインを識別する識別信号と画像データカウント値に基づいて、X軸(主走査方向)、Y軸(副走査方向)の反転を決定する。(4)水平同期信号(Hsync)、ダループ識別信号とライン識別信号、反転回路制御に基づいて、ラインバッファメモリの書き込みアドレスを決定する。(5)Hsync信号、グループ識別信号とライン識別信号、反転回路制御に基づいて、ラインバッファメモリの読み出しアドレスを決定する。 Next, a specific example of memory control as shown in FIGS. 11 and 12 by the control device will be described. In this example, the light emitter block described in FIG. 2 is referred to as a “group”. (A) The light emission timing of each group is determined based on a signal for identifying the group. (B) The image data in the group is counted, and the lines in the group are divided (n columns in the sub-scanning direction, n−1 columns,...) Based on the count value. (3) Inversion of the X axis (main scanning direction) and the Y axis (sub scanning direction) is determined based on the identification signal for identifying the line and the image data count value. (4) The write address of the line buffer memory is determined based on the horizontal synchronization signal (Hsync), the Duloop identification signal and the line identification signal, and the inverting circuit control. (5) The read address of the line buffer memory is determined based on the Hsync signal, the group identification signal and the line identification signal, and the inverting circuit control.
図13、図14は、本発明のラインヘッドの制御装置の例を示すブロック図である。図13において、コントローラ30は、図11で説明したように制御装置20のラインバッファ23に画像データを送信する。ラインバッファ23に格納された画像データ(ビデオデータ)は、副走査方向の4列目のデータから順次読み出されて、プリンタ31に設けられたラインヘッド101に送信される。
FIG. 13 and FIG. 14 are block diagrams showing examples of the line head control device of the present invention. In FIG. 13, the
制御装置20は、副走査方向に形成された発光体ブロック(グループ)内の画像データをカウントするカウンタ31、発光体ブロックを検出するグループ検出器32、発光体ブロック単位で画像を反転させる反転回路36、発光体ブロック間の発光タイミングを制御するグループ間タイミング制御器34、発光素子群(発光体ブロック)内の列数を検出する列検出器(不図示)、発光体ブロック内の列間の発光タイミングを制御するラインタイミング制御器(不図示)、上記のタイミングの時間だけ画像データを格納するラインバッファメモリ23、水平同期信号(Hsync)生成器35、加算器37から構成されている。
The
制御装置20の動作について説明する。(a)グループ検出を、コントローラ30から送られてくるグループ検出信号に基づいて行う。(b)カウンタ31の画像データの画素単位をカウントするカウンタ値に基づいて、ダループ検出信号を生成する。(c)反転回路36により、グループ識別信号に基づいて発光体ブロックの反転処理を施す。(d)反転回路36により、X軸(主走査方向)、Y軸(副走査方向)の両軸の反転処理を施す。(e)グループ識別信号とHsync信号に基づいて発光素子群の発光タイミングを決定する。(f)最初の発光素子群の発光タイミングを基準に残りの発光素子群の発光タイミングを決定する。(g)発光素子群間の発光タイミング調整を画像データクロックよりも高い周波数で行う。
The operation of the
図14は、図13で説明した制御装置20の書き込みモジュールP、読み出しモジュールQを示すブロック図である。図14には、ビデオデータを送信するコントローラ30、書き込みアドレスを制御する書き込みモジュールP、読み出しアドレスを制御する読み出しモジュールQ、全体の書き込み/読み出しタイミングを制御するRead/Writeタイミング調整モジェール38、ビデオデータを格納するためのラインバッファメモリ23が示されている。
FIG. 14 is a block diagram illustrating the writing module P and the reading module Q of the
書き込みモジュールPは、ビデオクロックで駆動される書き込みアドレスカウンタ31a、とHsyncで駆動されるポインタカウンタ31b、加算器37aから構成されている。これらのカウンタ31a、31bのカウント値に基づいて、コントローラ30からのビデオデータをラインバッファメモリ23の所定のアドレスに書き込む。
The write module P includes a
次に読み出しモジュールQは、読み出しアドレスカウンタ31、読み出しビデオクロックのカウンタ値に基づいてグループ間(発光体ブロック間)オフセット量を制御するグループ検出器32、各グループを検出しグループ毎の反転を制御する反転回路36、奇数と偶数素子の検出を制御するodd/even検出器39、読み出しビデオクロックとHsyncをカウントして画像終端の境界部分データを制御する境界検出器40、加算器37bから構成されている。
Next, the read module Q detects the group and controls the inversion for each group by detecting the group by the read
加算器37bは、グループ検出器32、反転回路36、odd/even検出器39の出力信号と、ポインタカウンタ31bのHsyncのカウンタ値に基づいて、全体の読み出しタイミングを制御する。なお、画像データをラインバッファメモリ23に格納する際に、グループ毎の発光タイミングを調整し、画像反転しても良い。また、グループ毎の発光タイミングの調整を、ビデオクロックよりも細かく微調整することでより精度よくタイミング調整できる。さらに、ラインヘッドの傾き補正を行う場合には、傾き補正前に、グループ毎の発光タイミングを調整し、画像反転した方がアルゴリズムが煩雑にならない。
The
本発明の実施形態においては、4つの感光体に4つのラインヘッドで露光し、4色の画像を同時に形成し、1つの無端状中間転写ベルト(中間転写媒体)に転写する、タンデム式カラープリンター(画像形成装置)に用いるラインヘッドを対象としている。図21は、発光素子として有機EL素子を用いたタンデム式画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。この画像形成装置は、同様な構成の4個の発光体アレイ(ラインヘッド)101K、101C、101M、101Yを、対応する同様な構成である4個の感光体ドラム(像担持体)41K、41C、41M、41Yの露光位置にそれぞれ配置したものであり、タンデム方式の画像形成装置として構成されている。 In the embodiment of the present invention, a tandem color printer that exposes four photoconductors with four line heads, simultaneously forms four color images, and transfers them onto one endless intermediate transfer belt (intermediate transfer medium). The target is a line head used in (image forming apparatus). FIG. 21 is a longitudinal side view showing an example of a tandem image forming apparatus using an organic EL element as a light emitting element. This image forming apparatus includes four light emitter arrays (line heads) 101K, 101C, 101M, and 101Y having the same configuration and four corresponding photosensitive drums (image carriers) 41K and 41C having the same configuration. , 41M and 41Y, respectively, and is configured as a tandem image forming apparatus.
図21に示すように、この画像形成装置は、駆動ローラ51と従動ローラ52とテンションローラ53が設けられており、テンションローラ53によりテンションを加えて張架されて、図示矢印方向(反時計方向)へ循環駆動される中間転写ベルト(中間転写媒体)50を備えている。この中間転写ベルト50に対して所定間隔で配置された4個の像担持体としての外周面に感光層を有する感光体41K、41C、41M、41Yが配置される。
As shown in FIG. 21, this image forming apparatus is provided with a driving
前記符号の後に付加されたK、C、M、Yはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローを意味し、それぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー用の感光体であることを示す。他の部材についても同様である。感光体41K、41C、41M、41Yは、中間転写ベルト50の駆動と同期して図示矢印方向(時計方向)へ回転駆動される。各感光体41(K、C、M、Y)の周囲には、それぞれ感光体41(K、C、M、Y)の外周面を一様に帯電させる帯電手段(コロナ帯電器)42(K、C、M、Y)と、この帯電手段42(K、C、M、Y)により一様に帯電させられた外周面を、感光体41(K、C、M、Y)の回転に同期して順次ライン走査する本発明の上記のような発光体アレイ(ラインヘッド)101(K、C、M、Y)が設けられている。
K, C, M, and Y added after the reference sign mean black, cyan, magenta, and yellow, respectively, and indicate that the photoconductors are black, cyan, magenta, and yellow, respectively. The same applies to other members. The
また、この発光体アレイ(ラインヘッド)101(K、C、M、Y)で形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像装置44(K、C、M、Y)と、この現像装置44(K、C、M、Y)で現像されたトナー像を一次転写対象である中間転写ベルト50に順次転写する転写手段としての一次転写ローラ45(K、C、M、Y)と、転写された後に感光体41(K、C、M、Y)の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング装置46(K、C、M、Y)とを有している。
Further, a developing device 44 that applies toner as a developer to the electrostatic latent image formed by the light emitter array (line head) 101 (K, C, M, Y) to form a visible image (toner image). (K, C, M, Y) and primary transfer as transfer means for sequentially transferring the toner image developed by the developing device 44 (K, C, M, Y) to the
ここで、各発光体アレイ(ラインヘッド)101(K、C、M、Y)は、発光体アレイ露光ヘッド101(K、C、M、Y)のアレイ方向が感光体ドラム41(K、C、M、Y)の母線に沿うように設置される。そして、各発光体アレイ(ラインヘッド)101(K、C、M、Y)の発光エネルギーピーク波長と、感光体41(K、C、M、Y)の感度ピーク波長とは略一致するように設定されている。 Here, in each light emitter array (line head) 101 (K, C, M, Y), the array direction of the light emitter array exposure head 101 (K, C, M, Y) is the photosensitive drum 41 (K, C). , M, Y) along the bus. Then, the emission energy peak wavelength of each light emitter array (line head) 101 (K, C, M, Y) and the sensitivity peak wavelength of the photoconductor 41 (K, C, M, Y) are substantially matched. Is set.
現像装置44(K、C、M、Y)は、例えば、現像剤として非磁性一成分トナーを用いるもので、その一成分現像剤を例えば供給ローラで現像ローラへ搬送し、現像ローラ表面に付着した現像剤の膜厚を規制ブレードで規制し、その現像ローラを感光体41(K、C、M、Y)に接触あるいは押厚させることにより、感光体41(K、C、M、Y)の電位レベルに応じて現像剤を付着させることによりトナー像として現像するものである。 The developing device 44 (K, C, M, Y) uses, for example, a non-magnetic one-component toner as a developer, and the one-component developer is conveyed to the developing roller by a supply roller, for example, and adhered to the developing roller surface. The film thickness of the developed developer is regulated by a regulating blade, and the developing roller is brought into contact with or increased in thickness by the photosensitive body 41 (K, C, M, Y), whereby the photosensitive body 41 (K, C, M, Y). The toner is developed as a toner image by attaching a developer according to the potential level.
このような4色の単色トナー像形成ステーションにより形成された黒、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー像は、一次転写ローラ45(K、C、M、Y)に印加される一次転写バイアスにより中間転写ベルト50上に順次一次転写され、中間転写ベルト50上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写ローラ66において用紙等の記録媒体Pに二次転写され、定着部である定着ローラ対61を通ることで記録媒体P上に定着され、排紙ローラ対62によって、装置上部に形成された排紙トレイ68上へ排出される。
The black, cyan, magenta, and yellow toner images formed by the four-color single-color toner image forming station are intermediated by the primary transfer bias applied to the primary transfer roller 45 (K, C, M, Y). The toner image, which is sequentially primary transferred onto the
なお、図21中、63は多数枚の記録媒体Pが積層保持されている給紙カセット、64は給紙カセット63から記録媒体Pを一枚ずつ給送するピックアップローラ、67は二次転写ローラ66の二次転写部への記録媒体Pの供給タイミングを規定するゲートローラ対、69は二次転写後に中間転写ベルト50の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。
In FIG. 21,
以上、本発明の画像形成装置と画像形成方法をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。 As described above, the image forming apparatus and the image forming method of the present invention have been described based on the principle and the embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments and can be variously modified.
1・・・発光体アレイ、2・・・発光素子、3・・・発光素子列、4・・・発光体ブロック(発光素子群)、5・・・マイクロレンズ、7・・・結像位置、8、9・・・結像スポット、10・・・テーブル、20・・・制御装置、23・・・ラインバッファメモリ、30・・・コントローラ、31・・・プリンター、41(K、C、M、Y)・・・感光体ドラム(像担持体)、42(K、C、M、Y)・・・帯電手段(コロナ帯電器)、44(K、C、M、Y)・・・現像装置、45(K、C、M、Y)・・・一次転写ローラ、50・・・中間転写ベルト、66・・・二次転写ローラ、70・・・ケース、71・・・ホルダー、101K、101C、101M、101Y・・・発光体アレイ(ラインヘッド)
DESCRIPTION OF
Claims (13)
記憶手段に前記像担持体の軸方向書き出し位置から順次軸方向に沿って1列に画像が形成されると共に、前記軸方向に直交する方向に画像が複数列形成されるようにように画像データを記憶する段階と、前記記憶手段に記憶された画像データを読み出す段階と、前記読み出された画像データにより各発光素子を前記軸方向および軸方向に直交する方向で反転させて駆動する段階と、前記像担持体に複数色の画像形成を同時に行う段階と、からなることを特徴とする画像形成方法。 A plurality of lenses having a negative optical magnification and arranged in an axial direction (main scanning direction) of the image carrier and a direction orthogonal to the axial direction (sub-scanning direction), and m lenses in the main scanning direction. A plurality of line heads each having a light emitter array corresponding to a light emitter block made up of m × n light emitting elements in which n rows of light emitting element lines arranged in the sub-scanning direction are arranged corresponding to each color,
Image data is formed so that images are sequentially formed in one column along the axial direction from the axial writing position of the image carrier on the storage means, and a plurality of images are formed in a direction orthogonal to the axial direction. Storing the data, reading the image data stored in the storage means, driving the light emitting elements in the axial direction and in the direction orthogonal to the axial direction by driving the read image data, And an image forming method comprising: simultaneously performing image formation of a plurality of colors on the image carrier.
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