JP2008207362A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の内部装置のデータ転送において画像データおよび制御データを転送するための伝送信号線数を大幅に削減する。
【解決手段】画像形成装置において、画像処理デバイス２００の出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部２６０は、画像データに８Ｂ／１０Ｂ符号化で用いられるＫ符号で記述された制御データを加え、この画像データおよび制御データを含む転送データを８Ｂ／１０Ｂ符号化しシリアルデータに変換して出力する。露光装置３００は、この出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部２６０から出力された転送データを受信して復号し、画像データおよび制御データを抽出し、制御データにしたがって動作し、画像データに基づく画像を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に装置の構成要素間における画像データの伝送技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、出力プリントの高解像度化および処理の高速化の要求から、１色あたりの印字を複数本のレーザビームを使用して行う画像形成装置が実現されている。光源としてＶＣＳＥＬ（Vertical-Cavity-Surface-Emitting Laser：面発光レーザ）を用いると、ビーム数を例えば３２本と飛躍的に増加させることができ、高生産性、高画質を実現することが可能となる。

ところで、ＶＣＳＥＬを駆動するための駆動信号、つまり、画像データを生成している画像処理基板から出力される信号は、現状ではパラレル信号として伝送されている。そのため、３２ビームＶＣＳＥＬの場合、３２ビット分の信号線が必要となる。また、通常、画像データの伝送では、信号は、伝送速度や伝送距離を考慮して画像処理基板に実装された画像処理デバイスから差動信号として出力されている。そのため、信号の線数は、実際には６４本にもなってしまう。このような多数の信号線は、画像処理基板に多くの制約を生じさせることとなる。

画像処理デバイスから一斉に出力された３２ビットの画像信号は、ケーブルを経由してレーザ露光装置の受信デバイスに、同時に到達することが最も望ましい。そのためには、画像処理基板において画像処理デバイスの出力端子からコネクタまでの各信号線の長さがすべて等しくなるように配線を行なわなければならない（受信側についても同様）。例えば、最長配線に長さを揃えるため、短い配線は、ジグザグに配線して意図的に長くさせること（ミアンダ配線）が行われる。また、信号間の干渉を防ぐために配線の間は一定の距離をあけることも必要となる。そして、これらによって、配線のために多くの基板面積が必要となってしまう。これは、基板サイズが拡大することによるコストアップを招き、装置内のレイアウトや装置の大きさにも影響する。

また、画像処理デバイスが搭載されている画像処理基板とレーザ露光装置とは、通常、何らかのケーブルによって接続される。このケーブルについては、差動信号を伝送させるため、特性インピーダンスが考慮された導体のケーブル仕様とする必要がある。６４本の信号線を通すにはケーブルが硬く太くなってしまい、コストも高くなる。一般オフィス向け等の原価コストが重視される画像形成装置では、このようなケーブルを使うことは難しく、比較的安価なフレシキブル・フラット・ケーブル（ＦＦＣ）が利用されるケースが多い。しかし、このケーブルでは、画像形成装置で必要とされる伝送距離において、上述した特性インピーダンスの性能を安定して引き出すことは難しく、伝送した信号波形に歪みや伝送損失を生じさせてしまう。このため、画像形成装置のさらなる高生産化、高画質化には向いているとは言い難い。特性インピーダンスを確保するため、ＦＦＣでは、信号線と平行にＧＮＤ線が設けられている。そのため、信号線およびＧＮＤ線を含めた非常に幅の広いＦＦＣを使用するか、もしくは複数本に分配して伝送することが必要になる。その結果、ＶＣＳＥＬを複数個使う画像形成装置では、配線レイアウトや作業性の悪化が無視できなくなる。

画像形成装置の信号伝送における信号線数を削減するための従来技術として、特許文献１には、走査するための光ビームを発光するレーザと、レーザのパワー制御と光変調制御とを行うドライバと、ドライバに対してパワー制御と光変調制御を行うためのパワー変更データと光変調データを出力するコントローラと、コントローラとドライバとを接続し、パワー変更データと光変調データを伝送するデータバスとを備えるレーザ露光部において、データバスを、パワー変更データと光変調データをそれぞれ異なるタイミングで伝送する共通データバスとした構成が開示されている。
特許文献２には、コントローラ部では複数のレーザに対してそれぞれ異なる周波数のデューティ信号を生成し、このデューティ信号を１本の制御ラインを通してレーザ露光部に伝送し、レーザ露光部ではデューティ信号の周波数を弁別し、対応する周波数のデューティ信号からデューティ電圧を得て、これを各駆動回路の基準電圧として取り込むことが開示されている。
特許文献３には、画像形成機能部に入出力される画像データと制御部が画像形成機能部の動作を制御するための制御コマンドとを共通の伝送ライン上に乗せるとともに、画像データおよび制御コマンドの伝送を双方向かつシリアル通信方式で採る接続インターフェイス部を備える構成が開示されている。

特開平１１−２１２０１５号公報 特開２００３−２４８３６８号公報 特開２００４−１１２４１０号公報

本発明の目的は、画像形成装置の内部装置のデータ転送において画像データおよび制御データを転送するための伝送信号線数を大幅に削減することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、次のような画像形成装置として実現される。この装置は、画像データに制御データを加え、この画像データおよび制御データを含む転送データをシリアルデータに変換して出力する画像処理部と、この画像処理部から出力された転送データを受信して画像データおよび制御データを抽出し、制御データにしたがって動作し、画像データに基づく画像を形成する画像形成部とを備えることを特徴とする。

より好ましくは、画像処理部は、制御データを画像データの間に挿入することで画像データに制御データを加える。
また、画像処理部は、画像データの一部を制御データに置き換えることで画像データに制御データを加え、画像形成部は、転送データから制御データを抽出した後、制御データを画像データに置き換える。さらに好ましくは、画像処理部は、画像データから制御データへの置き換え位置が画像データに基づく画像上で一定方向に連続しないように、制御データに置き換える画像データを決定する。あるいは、画像処理部は、スクリーン処理に使用されるスクリーン形状に応じて、互いに隣接し画素値が同一である複数の画素の一つの画像データを、制御データに置き換える画像データに決定する。
より詳細には、画像処理部は、転送データをシリアル転送で使用される符号化方式で符号化し、この符号化方式で提供される特殊符号を用いて制御データを記述することで画像データに制御データを加える。

また本発明による他の画像形成装置は、所定の符号化方式で符号化された画像データにこの符号化方式で提供される特殊符号を用いて記述された制御データを加え、この画像データおよび制御データを含む転送データを単一の信号線にて出力する画像処理部と、画像処理部から出力された転送データを受信して画像データおよび制御データを抽出し、制御データにしたがって動作し、画像データに基づく画像を形成する画像形成部とを備えることを特徴とする。

より好ましくは、画像処理部は、制御データを画像データの間に挿入することで画像データに制御データを加える。
また、画像処理部は、画像データの一部を制御データに置き換えることで画像データに制御データを加え、画像形成部は、転送データから制御データを抽出した後、制御データを画像データに置き換える。
より詳細には、画像データは８Ｂ／１０Ｂ符号化方式により符号化され、制御データは８Ｂ／１０Ｂ符号化方式で提供されるＫ符号により構成される。

また本発明によるさらに他の画像形成装置は、画像データにしたがって発光点を点灯し感光体を露光する露光部と、画像データに露光部の制御データを加え、この画像データおよび制御データを含む転送データをシリアルデータに変換して露光部へ送信する画像処理部とを備え、露光部は、受信した転送データから制御データを抽出し、この制御データにしたがって露光制御を行うことを特徴とする。

より好ましくは、画像処理部は、画像データの一部を制御データに置き換えることで画像データに制御データを加え、露光部は、転送データから制御データを抽出した後、制御データを画像データに置き換える。
より詳細には、露光部は、露光手段として複数の発光点を有し、画像処理部は、露光部の複数の発光点各々の位置とスクリーン処理に使用されるスクリーン形状とに応じて、互いに隣接し画素値が同一である複数の画素の一つの画像データを、制御データに置き換える画像データに決定する。

以上のように構成された本発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１の発明によれば、画像データおよび制御データを含む転送データをシリアル転送することで伝送信号線数の削減を実現する。
請求項２の発明によれば、画像の画質を劣化させることなく制御データを画像データと共にシリアル転送することができる。
請求項３の発明によれば、画像データの転送レートを低下させることなく制御データを画像データと共にシリアル転送することができる。
請求項４の発明によれば、画像データの転送レートを低下させず、かつ画質の劣化も抑えて制御データを画像データと共にシリアル転送することができる。
請求項５の発明によれば、画像データの転送レートを低下させず、かつ画質も劣化させることなく制御データを画像データと共にシリアル転送することができる。
請求項６の発明によれば、所定の符号化方式で用いられる特殊符号を用いて制御データを画像データと共にシリアル転送することができる。
請求項７の発明によれば、画像データおよび制御データを単一の信号線で転送することで伝送信号線数の削減を実現する。
請求項８の発明によれば、画像の画質を劣化させることなく画像データと制御データとを単一の信号線で転送することができる。
請求項９の発明によれば、画像データの転送レートを低下させることなく画像データと制御データとを単一の信号線で転送することができる。
請求項１０の発明によれば、所定の符号化方式で用いられる特殊符号を用いて画像データと制御データとを単一の信号線で転送することができる。
請求項１１の発明によれば、画像処理部と露光部との間で画像データおよび制御データを含む転送データをシリアル転送することで伝送信号線数の削減を実現する。
請求項１２の発明によれば、画像の画質を劣化させることなく画像処理部と露光部との間で制御データを画像データと共にシリアル転送することができる。
請求項１３の発明によれば、画像データの転送レートを低下させることなく画像処理部と露光部との間で制御データを画像データと共にシリアル転送することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。
図１は、本実施形態が適用される画像形成装置の構成を示す図である。
本実施形態が適用される画像形成装置の画像形成方式は特定の方式に限定されないが、以下では電子写真方式で画像を形成する装置を例として説明する。図１に示すように、本実施形態が適用される画像形成装置１００は、インターフェイスボード１１０と、画像処理部として機能する画像処理基板１２０Ａ、１２０Ｂと、画像形成部として機能する露光装置３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、３００Ｋと、制御基板１４０とを備えて構成される。また、特に図示しないが、画像形成装置１００には、露光装置によって露光される感光体や、露光により感光体上に形成された静電潜像をトナー等の画像形成材により用紙等の媒体に転写するための機構が設けられている。さらに、図１に示すように画像形成装置１００は、上位装置であるコントローラ１５０と接続されている。

インターフェイスボード１１０は、コントローラ１５０と画像形成装置１００との間のデータ交換を制御し、コントローラ１５０から画像データを取得する。
画像処理基板１２０Ａ、１２０Ｂは、コントローラ１５０からインターフェイスボード１１０を介して画像データを受け付け、受け付けた画像データに対して画像処理を行う。画像処理基板１２０Ａ、１２０Ｂには、画像処理を行うための画像処理デバイス２００が各々２個実装されている。本実施形態では、１個の画像処理デバイス２００で、各ＶＣＳＥＬ用のデータを生成している。そして、４個の画像処理デバイス２００の各々が、４個の露光装置３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、３００Ｋの１つとそれぞれ接続されている。

露光装置３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、３００Ｋは、それぞれ、画像処理基板１２０Ａ、１２０Ｂから渡されるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）各色の画像データに基づいて、感光体を露光走査するレーザ光を発生する。本実施形態の露光装置３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、３００Ｋは、レーザ光源としてＶＣＳＥＬを採用している。以下では、ビーム数が３２の場合について説明するが、ビーム数は３２に限られない。
制御基板１４０は、演算手段であるＣＰＵや記憶手段であるメモリ等を備え、メモリに保持されたプログラムにしたがってＣＰＵが各種の実行命令や制御データを出力し、画像形成装置１００の動作全体を制御する。

コントローラ１５０から画像データがインターフェイスボード１１０を介して画像処理基板１２０Ａ、１２０Ｂに入力されると、画像処理基板１２０Ａ、１２０Ｂにおいて所定の画像処理がされた後、２値化されて、露光装置３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、３００Ｋにレーザ駆動信号として出力される。

なお、上記の構成において、各画像処理基板１２０Ａ、１２０Ｂの構成は同一である。また、各露光装置３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、３００Ｋの構成は同一である。また、画像処理基板１２０Ａ、１２０Ｂに２個ずつ実装された合計４個の画像処理デバイス２００と、これに接続され１対１で対応する各露光装置３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃ、３００Ｋとの間でのデータ伝送の方法や伝送されるデータの形式も同様である。そこで以下の説明において、画像処理基板１２０Ａおよび１２０Ｂを特に区別する必要がない場合は、単に画像処理基板１２０と表記する。同様に、露光装置３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｃおよび３００Ｋを特に区別する必要がない場合は、単に露光装置３００と表記する。

図２は、画像処理基板１２０に実装されている画像処理デバイス２００の機能構成を示す図である。
図２に示すように、画像処理デバイス２００は、コントローラインターフェイス（Ｉ／Ｆ）部２１０と、フィルタ処理部２２０と、濃度補正部２３０と、スクリーン処理部２４０と、レジストレーションコントロール部２５０と、出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部２６０とを備えて構成される。

コントローラＩ／Ｆ部２１０は、コントローラ１５０から出力された多値画像データを受信し、画像処理デバイス２００内で使用するクロック信号や露光装置３００における主走査方向の同期信号に同期させる。
フィルタ処理部２２０は、出力画像の鮮鋭度を向上させるためのエッジ強調処理等の画像処理を行うデジタルフィルタである。
濃度補正部２３０は、画像形成装置１００の機差に基づく濃度差、動作中に発生する濃度変動、経時変化によって発生する濃度変動等を、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて補正する。
スクリーン処理部２４０は、ディザ処理法等の手法を用いて多値画像データを２値画像データに変換する。このとき、画像の解像度は、例えば６００ｄｐｉから２４００ｄｐｉに変換される。
レジストレーションコントロール部２５０は、搬送路に対する印刷媒体のずれ、各色の画像の形成位置や走査ラインの傾きのずれ（色ずれ）、露光装置３００と感光体との光学的距離の誤差によって生じる倍率ずれ等を補正する。
出力Ｉ／Ｆ部２６０は、２値化され各種の画像処理が施された画像データと露光装置３００の動作制御を行うための制御データとを露光装置３００から出力されるＳＯＳ信号（Start Of Scan：画像を形成する際の書き込み開始位置を指定するための基準信号）に同期させて露光装置３００へ出力する。

本実施形態では、出力Ｉ／Ｆ部２６０から出力される画像データおよび制御データがシリアルデータ化され、１本の信号線にて露光装置３００へ伝送される。露光装置３００は、出力Ｉ／Ｆ部２６０から受信したシリアルデータから画像データおよび制御データを分離、抽出し、制御データにしたがって動作し、画像データに基づいて感光体を露光する。以下、出力Ｉ／Ｆ部２６０と露光装置３００の構成についてさらに説明する。

図３は、出力Ｉ／Ｆ部２６０の構成を示す図である。
図３を参照すると、出力Ｉ／Ｆ部２６０は、ＡＰＣ制御データ発生部２６１と、Ｋ符号発生部２６２と、出力選択部２６３と、切り換え制御部２６４と、８Ｂ／１０Ｂ符号化部２６５と、パラレル／シリアル変換部２６６とを備える。また、出力Ｉ／Ｆ部２６０には、上記の各処理部によって処理された２値の画像データが入力される他、制御基板１４０のＣＰＵから出力された光量補正データおよび光量補正データ用オン信号、露光装置３００から出力されたＳＯＳ信号が入力される。

ＡＰＣ制御データ発生部２６１は、露光装置３００から出力されたＳＯＳ信号を受信し、ＡＰＣ（Auto Power Control）制御データを生成して出力選択部２６３へ出力する。このＡＰＣ制御データは、露光装置３００のＶＣＳＥＬから発射されるビーム毎に光量補正回路を制御しＳＯＳ信号に同期してオン・オフさせるための制御データである。ＡＰＣとは、ＳＯＳ信号の周期内で感光体上に画像を形成していないタイミングで、レーザの光量が変動しないようにレーザを発光させ、光量をモニタしてフィードバックをかける動作である。また、ＡＰＣ制御データ発生部２６１は、出力選択部２６３にＡＰＣ制御データを出力させるためのＡＰＣ制御データ用オン信号を出力する。

Ｋ符号発生部２６２は、Ｋ符号を生成して出力選択部２６３へ出力する。Ｋ符号とは、８Ｂ／１０Ｂ符号化で用いられる特殊コードである。このＫ符号は、特定の意味が付与された１０ビットのデータであり、例えば、Ｋ２８．５というＫ符号を８回連続させることで、初期リンクを確立することができる。ただし、ここでは８Ｂ／１０Ｂ符号化前であるので、８Ｂ／１０Ｂ符号化部２６５により符号化されたときに所望のＫ符号に変換される８ビットのデータが生成される。

本実施形態では、初期リンクを確立させるためのＫ符号のように一般的に制御情報として使用されるＫ符号の他に、制御データ識別用のＫ符号を定義して使用する。制御データ識別用のＫ符号は、後続のデータが画像データではなく制御データであることを示す固有のＫ符号である。本実施形態で画像データと共に露光装置３００へ送信される制御データとしては、ＡＰＣ制御データと光量補正データがある。したがって、これらを識別するための２種類のＫ符号が定義される。これらのＫ符号は、出力選択部２６３が各制御データを出力する際にタイミングを合わせて出力される。したがって、例えば図３には示していないが、光量補正データ用オン信号およびＡＰＣ制御データ発生部２６１から出力されるＡＰＣ制御データ用オン信号を受信して適切なＫ符号の出力タイミングを認識するようにしても良い。

出力選択部２６３は、画像データ、Ｋ符号発生部２６２から出力されたＫ符号、制御基板１４０のＣＰＵから出力された光量補正データ、ＡＰＣ制御データ発生部２６１から出力されたＡＰＣ制御データを受信し、選択的に切り換えて出力する。出力選択部２６３による出力の切り換えは、切り換え制御部２６４により制御される。また上述したように、各制御データは制御データであることおよびその種類を識別するためのＫ符号とセットで出力選択部２６３から出力される。画像データに対する他のデータの具体的な挿入方法については後述する。図示の例では、出力選択部２６３が受信し８Ｂ／１０Ｂ符号化部２６５へ出力するデータは全て８ビット単位のパラレルデータとなっている。ただし実際には、この８ビット単位のデータ２つを組にして１６ビット分（上位８ビット＋下位８ビット）のデータを１フレームとしてパラレルに出力するものとする。

切り換え制御部２６４は、ＡＰＣ制御データ発生部２６１から出力されたＡＰＣ制御データ用オン信号および制御基板１４０のＣＰＵから出力された光量補正データオン信号を受信し、出力選択部２６３の出力データの切り換え制御を行う。具体的には、光量補正データ用オン信号を受信した際に出力選択部２６３の出力を画像データから制御データに切り換えると光量補正データが出力される。また、ＡＰＣ制御データ用オン信号を受信した際に出力選択部２６３の出力を画像データから制御データに切り換えるとＡＰＣ制御データが出力される。上述したように、出力選択部２６３から制御データが出力される際には、Ｋ符号とセットで出力される。したがって、出力が画像データから制御データへ切り換えられたときには、下位８ビットが制御データ（光量補正データまたはＡＰＣ制御データ）で上位８ビットがこの制御データを識別するためのＫ符号という１６ビット分（１フレーム分に相当）のデータが画像データの間に挿入されて出力されることとなる。

８Ｂ／１０Ｂ符号化部２６５は、出力選択部２６３から出力された各種の８ビット単位のデータを８Ｂ／１０Ｂ符号化により符号化し出力する。Ｋ符号発生部２６２から出力された８ビットのデータは、この符号化により本来の１０ビットのＫ符号に変換される。これにより、上位１０ビット、下位１０ビットの合計２０ビットで１フレームとなる。
パラレル／シリアル変換部２６６は、８Ｂ／１０Ｂ符号化部２６５から出力されたパラレルデータをシリアルデータに変換し、露光装置３００へ出力する。

ここで、本実施形態における制御データの挿入方法について詳細に説明する。
図４は、本実施形態における基本的な制御データの挿入方法を説明する図である。
図４において、上下２列に並ぶ小ブロックの１つが８ビットのデータである。したがって、並列の２つのデータ（例えば、画像８と画像９）で１６ビットのパラレルデータとなる。図４に示す方法では、出力選択部２６３から１６ビットずつパラレルで出力される画像データの間（画像１０、１１と画像１２、１３の間）に、上位８ビットがＫ符号で下位８ビットが制御データ（光量補正データまたはＡＰＣ制御データ）である１６ビットのデータが単純に挿入されている。なお、実際に出力Ｉ／Ｆ部２６０（画像処理デバイス２００）から露光装置３００へデータが転送される際には、上述した８Ｂ／１０Ｂ符号化が行われるので、上位１０ビット、下位１０ビットの合計２０ビットを１フレームとして転送される。

図４に示すように画像データの間に単純にＫ符号および制御データを挟み込む場合、出力選択部２６３が受信した画像データが全て露光装置３００へ転送されるので、画像の劣化はない。しかしながら、Ｋ符号および制御データが挿入される分だけ転送されるデータ量が増加する。そのため、画像データに対する転送レートが低下することとなる。したがって、出力Ｉ／Ｆ部２６０（画像処理デバイス２００）と露光装置３００との間のデータ転送速度が十分に高速であり、画像を全く劣化させたくない場合に、この方法による制御データの挿入を行うことが好ましい。

図５は、本実施形態における制御データの挿入方法の他の例を説明する図である。
図５において、上下２列に並ぶ小ブロックの１つが８ビットのデータであることは、図４と同様である。図５に示す方法では、出力選択部２６３から１６ビットずつパラレルで出力される画像データのうち、特定箇所の１６ビット分の画像データ（画像１０、１１）がＫ符号および制御データに置き換えられている。したがって、露光装置３００において、受信した画像データに対し、Ｋ符号および制御データに置き換えられた画像データを補充する必要がある。

図６は、図５に示した方法でＫ符号および制御データに置き換えられた画像データを補充する様子を示す図である。
図６に示す例では、露光装置３００が受信したデータからＫ符号および制御データが除去され、図５においてＫ符号および制御データに置き換えられた画像データ（画像１０、１１）が挿入されている。このデータの置き換えにより、Ｋ符号および制御データを挿入するために欠落した画像データが補充されることとなる。この方法によれば、出力Ｉ／Ｆ部２６０（画像処理デバイス２００）から露光装置３００へ転送されるデータの総量は増加しない。したがって、Ｋ符号および制御データが挿入されても画像データの転送レートが低下することはない。

図７は、図５、６に示すように所定の画像データをＫ符号および制御データに置き換えてデータ転送が行われる場合の露光装置３００の構成を示す図である。
図７を参照すると、露光装置３００は、シリアル／パラレル変換部３０１と、８Ｂ／１０Ｂ復号部３０２と、置き換え画像生成部３０３と、出力選択部３０４と、画像データ切り換え制御部３０５と、制御データ出力部３０６と、制御データ切り換え制御部３０７と、ＬＤ（レーザダイオード）ドライバ３０８と、ＡＰＣ制御部３０９と、光量補正部３１０と、光源であるＶＣＳＥＬ３１１とを備える。

シリアル／パラレル変換部３０１は、画像処理デバイス２００の出力Ｉ／Ｆ部２６０から出力されたシリアルデータを受信してパラレルデータに変換する。このパラレルデータは８Ｂ／１０Ｂ符号化された状態なので、上位１０ビット、下位１０ビットの合計２０ビットで１フレームである。
８Ｂ／１０Ｂ復号部３０２は、シリアル／パラレル変換部３０１により変換されたパラレルデータをデータに復号する。したがって、これ以降は上位８ビット、下位８ビットの合計１６ビットで１フレームとなる。

置き換え画像生成部３０３は、Ｋ符号および制御データに置き換えられたために欠落した画像データを生成する。ここで、露光装置３００の構成である置き換え画像生成部３０３は、画像処理デバイス２００の出力Ｉ／Ｆ部２６０でＫ符号および制御データに置き換えられた画像データ（図５の例では画像１０、１１）の内容についての情報を持たない。そのため、Ｋ符号および制御データが挿入されていた箇所の近くの画像データを複製することにより目的の画像データを生成することとなる。この画像データの生成方法の詳細については後述する。

出力選択部３０４は、８Ｂ／１０Ｂ復号部３０２により復号されたデータと置き換え画像生成部３０３により生成された画像データとを受信し、選択的に切り換えてＬＤドライバ３０８へ出力する。
画像データ切り換え制御部３０５は、８Ｂ／１０Ｂ復号部３０２により復号されたデータを受信し、出力選択部３０４における出力データの切り換え制御を行う。
具体的には、８Ｂ／１０Ｂ復号部３０２により復号されたデータのうちＫ符号および制御データが挿入されている箇所で、画像データ切り換え制御部３０５が出力選択部３０４の出力を置き換え画像生成部３０３により生成された画像データに切り換える。これにより、欠落のない画像が再生されることとなる。

制御データ出力部３０６は、８Ｂ／１０Ｂ復号部３０２により復号されたデータを受信し、Ｋ符号に続いて挿入されている制御データ（光量補正データまたはＡＰＣ制御データ）を、その種類に応じて光量補正部３１０またはＡＰＣ制御部３０９へ出力する。
制御データ切り換え制御部３０７は、８Ｂ／１０Ｂ復号部３０２により復号されたデータを受信し、８ビットデータに変換されたＫ符号により制御データの種類を識別し、制御データ出力部３０６からの制御データの出力先の切り換え制御を行う。

以上のようにしてＬＤドライバ３０８、ＡＰＣ制御部３０９、光量補正部３１０がそれぞれ取得したデータにしたがってＶＣＳＥＬ３１１を制御し、ＶＣＳＥＬ３１１の各発光点を適切に発光させることによって感光体への露光が行われる。

上述したように、図７に示した露光装置３００は、画像データにＫ符号および制御データを挿入するために、所定の画像データと置き換える方法を採る場合の構成である。転送レートの低下を容認し、Ｋ符号および制御データを単純に画像データの間に挟み込む方法を採る場合には、画像データは欠落することなく全て画像処理デバイス２００から露光装置３００へ転送される。したがって、図７に示した構成のうち、置き換え画像生成部３０３および画像データ切り換え制御部３０５は不要となる。この場合、出力選択部３０４は、受信データの中からＫ符号およびこれに後続する８ビットのデータを除去し、他のデータをそのままＬＤドライバ３０８へ出力する。

次に、置き換え画像生成部３０３による画像生成方法について詳細に説明する。
図８は、ＶＣＳＥＬ３１１のビームと画像データとの関係を示す図である。
図８に示すＶＣＳＥＬ３１１は、縦８列×横４列の構成で３２本のビームを持つ。画像データは上述のように８ビットで１フレームなので、４フレーム分の画像データ（例えば、画像０〜３）でＶＣＳＥＬ３１１の３２本のビームに対応させることができる。すなわち、４フレーム分３２ビットの画像データによる画素が、ＶＣＳＥＬ３１１の３２本のビームを利用して８ドット（ｄｏｔ）のデータごとにｎドット（ｄｏｔ）の間隔をおいて４列に分散して印字される。

ＶＣＳＥＬ３１１のビームの構成（配置）のために４列に分かれた画像データは、そのままでは感光体上でも副走査方向（露光装置３００の主走査方向に直交する方向）に沿って１列に揃うことなく、４列に分散してしまう。そこで、露光装置３００の感光体上で主走査方向に対して後端側となる第４列の画素を基準として、第１列から第３列の画素に対する画像データを遅延させる。

図９は、ＶＣＳＥＬ３１１のビームの第１列〜第４列に対応する画像データの遅延を説明する図である。
図９に示すように、第４列の画素に対応する画像データを同期信号（Line Sync）に同期させ、第３列の画素に対応する画像データは第４列の画素に対応する画像データよりもｎドット分（すなわちＶＣＳＥＬ３１１における４列のビームの間隔分）遅延させる。これにより、第３列の画素の画像データは主走査方向に対してｎドット後方の第４列の画像データと並ぶため、元の画像における画素の並びと一致することとなる。

同様に、第２列の画素に対応する画像データは第３列の画素に対応する画像データからさらにｎドット分（第４列からは２ｎドット分）遅延させる。第１列の画素に対応する画像データは第２列の画素に対応する画像データからさらにｎドット分（第４列からは３ｎドット分）遅延させる。このように、各列の画素に対応する画像データを適宜遅延させることにより、感光体上では、各画素の画像データが元の画像に対応するように適切に印字されることとなる。

さて、このＶＣＳＥＬ３１１のビーム配置に応じた画像データの遅延は、画像処理デバイス２００の出力Ｉ／Ｆ部２６０において画像データにＫ符号および制御データが挿入される前に行われる。この遅延処理は、例えばレジストレーションコントロール部２５０が画像データを出力Ｉ／Ｆ部２６０へ出力する前に行っても良いし、出力Ｉ／Ｆ部２６０の出力選択部２６３が画像データを受信した際に直ちに行うようにしても良い。

このように本実施形態では、ＶＣＳＥＬ３１１のビーム配置に応じた遅延処理が施された後の画像データにＫ符号および制御データを挿入し、露光装置３００において、このＫ符号および制御データを置き換え画像生成部３０３が生成した画像データに置き換える。このとき、置き換え画像生成部３０３は、主走査方向の１画素分前方に隣接する画素の画像データを複製することにより画像データを生成する。したがって、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素の画素値と複製元である隣接する画素の画素値とは同一となる。

図１０は、ＶＣＳＥＬ３１１のビームと画像データとが図８の対応関係を持つ場合の置き換え画像生成部３０３による画像データの生成方法を説明する図である。
図１０において、画像１０、画像１１の２フレームがＫ符号および制御データから置き換えられる画像データであるものとする。この場合、図示のように、画像１０、画像１１の画像データは、ＶＣＳＥＬ３１１の３２個のビームのうち、ビーム１７〜ビーム３２に対応している。したがって、画像１０、画像１１には、同じ位置の直前の画像データである画像６、画像７の画像データが複製されることとなる。図１０に示したようにデータの置き換えが行われた後、ＶＣＳＥＬ３１１によって感光体が露光されると、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データは、ｎドットずつ離れた４箇所に分散された形で感光体上に印字されることとなる。

図１１は、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データが感光体上に印字された様子を示す図である。
図１１に示すように、Ｋ符号および制御データから置き換えられた１８ドット分の画像データは、ＶＣＳＥＬ３１１のビーム配置に対応してｎドットずつ離れた４列に分散して印字されている。画像形成装置１００の出力解像度が十分に高解像度であれば、１画素当りの画素サイズは微小となる。したがって、図１１に示したように分散された個々の画素で隣接する画素の画像データを複製したとしても、画像全体における画質の劣化はほとんどないと言える。

次に、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データの画像への影響をさらに低下させるための応用例について説明する。
上記の実施形態では、Ｋ符号の直後の８ビットを制御データとした。これに対し、Ｋ符号の直後に画像データを１フレーム分（８ビット）挟んで制御データを挿入するように、画像処理デバイス２００の出力Ｉ／Ｆ部２６０と露光装置３００との間で取り決めても良い。このようにすれば、Ｋ符号から置き換えられた画像データによる画素の印字位置と制御データから置き換えられた画像データによる画素の印字位置との間隔がさらに広がる。

図１２は、Ｋ符号と制御データとの間に画像データを挟む場合のＫ符号および制御データの挿入方法を説明する図である。図１３は、図１２のようにＫ符号および制御データが挿入された場合の画素の印字位置を示す図である。
図１２に示す方法では、出力選択部２６３から１６ビットずつパラレルで出力される画像データのうち、画像１０の位置にＫ符号が挿入されており、画像１１を挟んで画像１２の位置に制御データが挿入されている。このように挿入されたＫ符号および制御データを露光装置３００において画像データに置き換えて感光体上に印字すると、図１３に示すように、Ｋ符号から置き換えられた画像データによる画素と制御データから置き換えられた画像データによる画素との間隔が、図１１の場合と比べて８ドット分広がる。したがってこの方法によれば、隣接する画素の画像データが複製される画素の配置が図１１の場合よりもさらに分散するため、画像全体における画質の劣化をさらに低減させ得る。

画像形成装置で多階調の画像を表現する場合には面積階調方式が用いられるのが一般的であるが、本実施形態においても、この面積階調方式による多階調表現のために、画像処理デバイス２００のスクリーン処理部２４０により画像に対してスクリーン処理が施される。スクリーンには図１８（Ａ）、（Ｂ）に示すような種々のパターンがある。ところで、例えば本実施形態におけるＫ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素が露光装置３００の主走査方向に対して同じ位置（例えば、図８や図１０に示す第１列等）に並ぶ場合、この画素の位置がこれらのスクリーンパターンに対して同期してしまう場合がある。このような場合、この画素とスクリーンパターンとによって意図しない巨視的なパターンが形成され、画像上に視認可能な筋等が生じて画質を劣化させてしまう可能性がある。そこで、露光装置３００による１回の走査ごとに、主走査方向に対する位置が異なるように、Ｋ符号および制御データを挿入することが考えられる。

図１４は、露光装置３００の１回の走査ごとにＫ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素の位置が主走査方向に対して異なる位置となるようにしたＫ符号および制御データの挿入方法を説明する図である。図１５は、図１４のようにＫ符号および制御データが挿入された場合の画素の印字位置を示す図である。
図１４に示す方法では、Ｎライン（Ｎ番目の走査線）では、出力選択部２６３から１６ビットずつパラレルで出力される画像データのうち、画像１０、画像１１の位置にＫ符号および制御データが挿入されている。そして、Ｎ＋１ラインでは、画像２２、画像２３の位置にＫ符号および制御データが挿入されている。このように挿入されたＫ符号および制御データを露光装置３００において画像データに置き換えて感光体上に印字すると、図１５に示すように、ＮラインおよびＮ＋１ラインにおけるＫ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素が、副走査方向に沿って直線的に並ぶことがなくなる。このため、この画素とスクリーンパターンとが同期しにくくなり、画質を劣化させる可能性が減少する。

さらにまた、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素の位置とスクリーンパターンとが同期することによる画質の劣化を防止するための他の手段として、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素の位置をスクリーンパターンの特性に合わせて決定することが考えられる。スクリーン処理に用いられたスクリーンパターンの種類に関する情報はスクリーン処理部２４０から得られる。したがって、光量補正データに関しては、制御基板１４０のＣＰＵがスクリーン処理部２４０からスクリーンパターンの種類の情報を取得し、得られた情報に基づいて挿入位置を決定することが可能である。なお、ＡＰＣ制御データに関しては、ＡＰＣの動作では感光体上に画像を形成しないタイミングでレーザを発光させるので、そもそもスクリーンパターンとの同期が問題となることはない。

図１６は、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素の位置をスクリーンパターンの特性に合わせて決定した例を示す図である。図示の例では、スクリーンパターンが、３ドット分の幅を持ち、副走査方向に沿って伸びる直線で構成されている。各直線の間隔はｎドットである。この場合、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素とこれに隣接する画素とが両方ともスクリーンパターンの３ドット分の幅の中に含まれるように配置される。このようにすれば、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素とこれに隣接する画素とは、本来のスクリーンパターンにおいても同一の画素値を持つので、画像データの複製が行われてもスクリーンパターンの形状が変わることはない。したがって、画像の画質に影響を与えることは全くない。

図１７は、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素の位置をスクリーンパターンの特性に合わせて決定した他の例を示す図である。図示の例では、スクリーンパターンが、副走査方向に一定の幅を持ち、副走査方向に対して一定の角度で斜め方向に伸びる直線で構成されている。この場合も、図示のようにＫ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素とこれに隣接する画素とが両方とも、スクリーンパターンの直線または直線の間の空白部分に含まれるように配置することができる。これにより、図１６の例と同様に、画像データの複製が行われてもスクリーンパターンの形状は変わらず、画像の画質に影響を与えることは全くない。

本実施形態が適用される画像形成装置の構成を示す図である。 本実施形態の画像処理基板に実装されている画像処理デバイスの機能構成を示す図である。 本実施形態の出力Ｉ／Ｆ部の構成を示す図である。 本実施形態における基本的な制御データの挿入方法を説明する図である。 本実施形態における制御データの挿入方法の他の例を説明する図である。 図５に示した方法でＫ符号および制御データに置き換えられた画像データを補充する様子を示す図である。 図５、６に示すように所定の画像データをＫ符号および制御データに置き換えてデータ転送が行われる場合の露光装置の構成を示す図である。 ＶＣＳＥＬのビームと画像データとの関係を示す図である。 ＶＣＳＥＬのビームの第１列〜第４列に対応する画像データの遅延を説明する図である。 ＶＣＳＥＬのビームと画像データとが図８の対応関係を持つ場合の置き換え画像生成部による画像データの生成方法を説明する図である。 本実施形態において、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データが感光体上に印字された様子を示す図である。 本実施形態において、Ｋ符号と制御データとの間に画像データを挟む場合のＫ符号および制御データの挿入方法を説明する図である。 図１２のようにＫ符号および制御データが挿入された場合の画素の印字位置を示す図である。 本実施形態において、露光装置の１回の走査ごとにＫ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素の位置が主走査方向に対して異なる位置となるようにしたＫ符号および制御データの挿入方法を説明する図である。 図１４のようにＫ符号および制御データが挿入された場合の画素の印字位置を示す図である。 本実施形態において、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素の位置をスクリーンパターンの特性に合わせて決定した例を示す図である。 本実施形態において、Ｋ符号および制御データから置き換えられた画像データによる画素の位置をスクリーンパターンの特性に合わせて決定した他の例を示す図である。 スクリーンパターンの種類を例示する図である。

符号の説明

１００…画像形成装置、２００…画像処理デバイス、２１０…コントローラインターフェイス（Ｉ／Ｆ）部、２２０…フィルタ処理部、２３０…濃度補正部、２４０…スクリーン処理部、２５０…レジストレーションコントロール部、２６０…出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部、２６１…ＡＰＣ制御データ発生部、２６２…Ｋ符号発生部、２６３…出力選択部、２６４…切り換え制御部、２６５…８Ｂ／１０Ｂ符号化部、２６６…パラレル／シリアル変換部、３００…露光装置、３０１…シリアル／パラレル変換部、３０２…８Ｂ／１０Ｂ復号部、３０３…置き換え画像生成部、３０４…出力選択部、３０５…画像データ切り換え制御部、３０６…制御データ出力部、３０７…制御データ切り換え制御部、３０８…ＬＤ（レーザダイオード）ドライバ、３０９…ＡＰＣ制御部、３１０…光量補正部、３１１…ＶＣＳＥＬ

Claims (13)

1. 画像データに制御データを加え、当該画像データおよび当該制御データを含む転送データをシリアルデータに変換して出力する画像処理部と、
   前記画像処理部から出力された前記転送データを受信して前記画像データおよび前記制御データを抽出し、当該制御データにしたがって動作し、当該画像データに基づく画像を形成する画像形成部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像処理部は、前記制御データを前記画像データの間に挿入することで当該画像データに当該制御データを加えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像処理部は、前記画像データの一部を前記制御データに置き換えることで当該画像データに当該制御データを加え、
   前記画像形成部は、前記転送データから前記制御データを抽出した後、当該制御データを画像データに置き換えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記画像処理部は、前記画像データから前記制御データへの置き換え位置が当該画像データに基づく画像上で一定方向に連続しないように、当該制御データに置き換える画像データを決定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像処理部は、スクリーン処理に使用されるスクリーン形状に応じて、互いに隣接し画素値が同一である複数の画素の一つの画像データを、前記制御データに置き換える画像データに決定することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記画像処理部は、前記転送データをシリアル転送で使用される符号化方式で符号化し、当該符号化方式で提供される特殊符号を用いて前記制御データを記述することで前記画像データに当該制御データを加えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 所定の符号化方式で符号化された画像データに当該符号化方式で提供される特殊符号を用いて記述された制御データを加え、当該画像データおよび当該制御データを含む転送データを単一の信号線にて出力する画像処理部と、
   前記画像処理部から出力された前記転送データを受信して前記画像データおよび前記制御データを抽出し、当該制御データにしたがって動作し、当該画像データに基づく画像を形成する画像形成部と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
8. 前記画像処理部は、前記制御データを前記画像データの間に挿入することで当該画像データに当該制御データを加えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記画像処理部は、前記画像データの一部を前記制御データに置き換えることで当該画像データに当該制御データを加え、
   前記画像形成部は、前記転送データから前記制御データを抽出した後、当該制御データを画像データに置き換えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記画像データは８Ｂ／１０Ｂ符号化方式により符号化され、前記制御データは当該８Ｂ／１０Ｂ符号化方式で提供されるＫ符号により構成されることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
11. 画像データにしたがって発光点を点灯し感光体を露光する露光部と、
    前記画像データに前記露光部の制御データを加え、当該画像データおよび当該制御データを含む転送データをシリアルデータに変換して前記露光部へ送信する画像処理部とを備え、
    前記露光部は、受信した前記転送データから前記制御データを抽出し、当該制御データにしたがって露光制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
12. 前記画像処理部は、前記画像データの一部を前記制御データに置き換えることで当該画像データに当該制御データを加え、
    前記露光部は、前記転送データから前記制御データを抽出した後、当該制御データを画像データに置き換えることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記露光部は、露光手段として複数の発光点を有し、
    前記画像処理部は、前記露光部の前記複数の発光点各々の位置とスクリーン処理に使用されるスクリーン形状とに応じて、互いに隣接し画素値が同一である複数の画素の一つの画像データを、前記制御データに置き換える画像データに決定することを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。

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