JP2019217654A - Image forming device - Google Patents

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Abstract

To improve image quality by increasing a grayscale of image data while suppressing costs of an interface part between a controller part and an exposure head.SOLUTION: A control board 415 includes: a CPU 400 having an image data generating part 401 for generating binary image data by second resolution and a data transmitting part 405 for transmitting image data to an exposure head 106; and a control board 415 mounting the CPU 400. The exposure head 106 has a drive part 303 having a data receiving part 407 for receiving the image data from the control board 415, and controlling light emission from a surface light-emitting element, and a drive substrate 202 mounting the drive part 303. The control board 415 and the drive substrate 202 are connected by a cable. The CPU 400 transmits, by serial communication, the image data to the drive part 303 via a cable, and the drive part 303 has a filter processing part 408 for converting the binary image data received by the data receiving part 407 into image data of resolution of a multivalued surface light-emitting element array chip.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus.

電子写真方式の画像形成装置であるプリンタでは、露光ヘッドを使用して感光ドラムを露光し、潜像形成を行う方式が一般的に知られている。なお、露光ヘッドには、LED(Light Emitting Diode)や有機EL(Oganic Electro Luminescence)などが用いられる。露光ヘッドは、感光ドラムの長手方向に配列された発光素子列と、発光素子列からの光を感光ドラム上に結像させるロッドレンズアレイと、から構成される。LEDや有機ELは、発光面からの光の照射方向がロッドレンズアレイと同一方向となる面発光形状を有する構成が知られている。ここで、発光素子列の長さは、感光ドラム上における画像領域幅に応じて決まり、プリンタの解像度に応じて発光素子間の間隔が決まる。例えば、1200dpiのプリンタの場合、画素の間隔は21.16μmであり、そのため、発光素子間の間隔も21.16μmに対応する間隔となる。このような露光ヘッドを使用したプリンタでは、レーザビームを回転多面鏡によって偏向されたレーザビームによって感光ドラムを走査するレーザ走査方式のプリンタと比べて、使用する部品数が少ないため、装置の小型化、低コスト化が容易である。また、露光ヘッドを使用したプリンタでは回転多面鏡の回転によって生じる音が低減される。   2. Description of the Related Art In a printer which is an electrophotographic image forming apparatus, a method of exposing a photosensitive drum using an exposure head to form a latent image is generally known. Note that, as the exposure head, an LED (Light Emitting Diode), an organic EL (Organic Electro Luminescence), or the like is used. The exposure head includes a light emitting element array arranged in the longitudinal direction of the photosensitive drum, and a rod lens array for forming an image of light from the light emitting element array on the photosensitive drum. It is known that an LED or an organic EL has a surface emission shape in which a light irradiation direction from a light emission surface is the same as that of a rod lens array. Here, the length of the light emitting element row is determined according to the image area width on the photosensitive drum, and the interval between the light emitting elements is determined according to the resolution of the printer. For example, in the case of a 1200 dpi printer, the interval between pixels is 21.16 μm, and therefore, the interval between light emitting elements is also an interval corresponding to 21.16 μm. Since a printer using such an exposure head uses a smaller number of parts than a laser scanning printer that scans a photosensitive drum with a laser beam deflected by a rotating polygon mirror, the apparatus is downsized. It is easy to reduce the cost. Further, in a printer using an exposure head, the sound generated by the rotation of the rotary polygon mirror is reduced.

このような露光ヘッドを用いた構成では、露光ヘッド側が多数の発光素子を有するため、露光ヘッドの各発光素子を点灯させるためにコントローラ部と露光ヘッド間のデータ送信を行う信号線の数が膨大となる。このため、画像データを出力するコントローラ部と露光ヘッドとの間のインターフェイス部に、画像データをシリアル化して送受信を行うデータ通信モジュールを用いる方式が一般に知られている。例えば、特許文献1には、複数の発光素子の発光タイミングを制御する画像データを多重化して送信し、受信側で各発光素子の発光パルス幅に対応した信号を生成する方法が記載されている。   In the configuration using such an exposure head, since the exposure head side has a large number of light emitting elements, the number of signal lines for transmitting data between the controller and the exposure head to light each light emitting element of the exposure head is enormous. It becomes. For this reason, a system using a data communication module for serializing image data and transmitting / receiving the image data is generally known as an interface between a controller unit for outputting image data and an exposure head. For example, Patent Document 1 discloses a method of multiplexing and transmitting image data for controlling light emission timing of a plurality of light emitting elements and generating a signal corresponding to a light emission pulse width of each light emitting element on a receiving side. .

特許第4432920号公報Japanese Patent No. 4432920

しかしながら、コントローラ部が画像データを露光ヘッドに送信し、露光ヘッド側で発光素子の発光量に応じたパルス幅に対応したパルス信号を生成する場合、コントローラ部と露光ヘッドとの間の通信速度は、送受信するデータ量に比例して大きくなる。例えば、画像の階調性の向上などの高画質化のために、コントローラ部が1画素の階調数を増加させた場合には、送受信するデータ量が増加するため、前述したような通信速度の増加が発生する。   However, when the controller transmits image data to the exposure head and generates a pulse signal corresponding to a pulse width corresponding to the light emission amount of the light emitting element on the exposure head side, the communication speed between the controller and the exposure head is , And increases in proportion to the amount of data to be transmitted and received. For example, if the controller unit increases the number of gradations of one pixel in order to improve the image quality such as improving the gradation of an image, the amount of data to be transmitted and received increases. Increase occurs.

コントローラ部と露光ヘッドとの間の通信速度である画像データの転送速度(単位:Hz)は、以下の(式1)により算出することができる。   The transfer speed (unit: Hz) of the image data, which is the communication speed between the controller unit and the exposure head, can be calculated by the following (Equation 1).

転送速度=(面発光素子数×階調数)÷(1ライン周期×データ配線数)・・・(式1)
ここで、面発光素子数とは露光ヘッドが有する発光素子の数であり、階調数は1画素の階調を表現するためのビット数(例えば2値の場合は1ビット)、1ライン周期は感光ドラムの主走査方向の1ラインを露光する時間である。また、データ配線数はコントローラ部と露光ヘッド間の画像データを転送するための信号線の数である。例えば、2値(0、1)で印刷する露光ヘッドの場合で、1ライン周期TLが100μs(マイクロ秒)、面発光素子数が14,964素子(1200dpiで画像幅約316mm)、データ配線数が6ラインとする。(式1)を用いて画像データの転送速度を算出すると、転送速度は約25MHzとなる。一方、多値(1画素の階調を示す階調数が8ビット)で印刷する露光ヘッドの場合で、1ライン周期TLが100μs、面発光素子数が14,964素子(1200dpiで画像幅約316mm)、データ配線数が6ラインとする。(式1)を用いて画像データの転送速度を算出すると、転送速度は約200MHzとなる。このように1画素の階調を多値化することにより、転送速度が大きくなる。そこで、転送速度を下げるためにコントローラ部と露光ヘッド間のデータ転送を行うための配線数を増やすと、配線数の増加に伴って部品も増加しコストアップが生じる。また、転送速度が増加することにより、放射ノイズ対策部品の追加が必要となり、コストアップが生じる。
Transfer speed = (number of surface light emitting elements × number of gradations) ÷ (1 line cycle × number of data wirings) (Equation 1)
Here, the number of surface light emitting elements is the number of light emitting elements included in the exposure head, and the number of gradations is the number of bits for expressing the gradation of one pixel (for example, 1 bit in the case of binary) and one line cycle Is a time for exposing one line in the main scanning direction of the photosensitive drum. The number of data lines is the number of signal lines for transferring image data between the controller and the exposure head. For example, in the case of an exposure head that prints in binary (0, 1), the one-line cycle TL is 100 μs (microsecond), the number of surface emitting elements is 14,964 (image width is about 316 mm at 1200 dpi), and the number of data wires is Is 6 lines. When the transfer rate of the image data is calculated using (Equation 1), the transfer rate is about 25 MHz. On the other hand, in the case of an exposure head that prints in a multi-valued manner (the number of gradations indicating one pixel gradation is 8 bits), the one-line cycle TL is 100 μs, the number of surface emitting elements is 14,964 elements (image width is about 1200 dpi, and 316 mm) and the number of data wirings is six. When the transfer rate of the image data is calculated using (Equation 1), the transfer rate is about 200 MHz. The transfer speed is increased by making the gradation of one pixel multi-valued. Therefore, if the number of wires for performing data transfer between the controller unit and the exposure head is increased in order to reduce the transfer speed, the number of components increases with the increase in the number of wires, resulting in an increase in cost. In addition, an increase in the transfer speed necessitates the addition of a radiation noise countermeasure component, resulting in an increase in cost.

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、コントローラ部と露光ヘッド間のインターフェイス部のコストを抑えつつ、画像データの階調を上げて画質を向上させることを目的とする。   The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to improve the image quality by increasing the gradation of image data while suppressing the cost of the interface between the controller and the exposure head.

上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。   In order to solve the above-described problem, the present invention has the following configuration.

(1)第1の方向に回転する感光体と、前記第1の方向と直交する第2の方向に配列された複数の面発光素子を有し、前記面発光素子により前記感光体を露光する露光部と、画像データを前記露光部に出力し、画像形成を制御する制御部と、を備える画像形成装置であって、前記制御部は、前記面発光素子の第1の解像度より大きい第2の解像度で、2値の前記画像データを生成する生成手段と、前記生成手段で生成された前記画像データを前記露光部に送信する送信手段と、を有するコントローラと、前記コントローラを実装する制御基板と、を有し、前記露光部は、前記制御部より送信された前記画像データを受信する受信手段を有し、前記面発光素子の発光を制御するドライバと、前記ドライバを実装する駆動基板と、を有し、前記制御基板と前記駆動基板とはケーブルで接続され、前記コントローラは、前記ケーブルを介して、前記ドライバに前記画像データをシリアル通信で送信し、前記ドライバは、前記受信手段により受信された前記画像データの前記第2の方向の解像度を前記第2の解像度から前記第1の解像度に変換する変換手段であって、変換後の画素の濃度を、変換前の画素の濃度と前記変換前の画素に隣接する画素の濃度とに基づいて求める補間処理によって変換するとともに、前記2値の前記画像データを前記2値よりも大きい多値の画像データに変換する変換手段を有することを特徴とする画像形成装置。   (1) A photoreceptor rotating in a first direction and a plurality of surface light emitting elements arranged in a second direction orthogonal to the first direction, and the surface light emitting elements expose the photoreceptor. An image forming apparatus comprising: an exposure unit; and a control unit configured to output image data to the exposure unit and control image formation, wherein the control unit includes a second unit having a second resolution larger than a first resolution of the surface light emitting element. A controller having: a generating unit that generates the binary image data at a resolution of; and a transmitting unit that transmits the image data generated by the generating unit to the exposure unit; and a control board on which the controller is mounted. And the exposure unit has a receiving unit that receives the image data transmitted from the control unit, a driver that controls light emission of the surface light emitting element, and a drive board that mounts the driver , And the system The board and the drive board are connected by a cable, the controller transmits the image data to the driver via the cable by serial communication, and the driver transmits the image data received by the reception unit. A conversion means for converting the resolution in the second direction from the second resolution to the first resolution, wherein the density of the converted pixel is adjacent to the density of the pixel before conversion and the density of the pixel before conversion. An image forming apparatus comprising: a conversion unit configured to perform conversion by interpolation processing based on the density of pixels to be converted and to convert the binary image data into multi-value image data larger than the binary. .

本発明によれば、コントローラ部と露光ヘッド間のインターフェイス部のコストを抑えつつ、画像データの階調を上げて画質を向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the image quality by increasing the gradation of image data while suppressing the cost of the interface between the controller and the exposure head.

実施例の画像形成装置の構成を示す概略断面図1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. 実施例の露光ヘッドと感光ドラムの位置関係を説明する図、及び露光ヘッドの構成を説明する図FIG. 2 is a diagram illustrating a positional relationship between an exposure head and a photosensitive drum according to the embodiment, and a diagram illustrating a configuration of the exposure head. 実施例の駆動基板の模式図、及び面発光素子アレイチップの構成を説明する図FIG. 2 is a schematic diagram of a driving substrate according to an embodiment, and a diagram illustrating a configuration of a surface emitting element array chip. 実施例の制御基板及び駆動基板の制御ブロック図Control block diagram of control board and drive board of embodiment 実施例のチップデータ変換部の制御ブロック図、及びタイミングチャートControl block diagram and timing chart of a chip data conversion unit of an embodiment 実施例の制御基板と駆動基板とのインターフェイス信号を説明する図FIG. 4 is a diagram illustrating an interface signal between the control board and the drive board according to the embodiment. 実施例のフィルタ処理を説明する図FIG. 6 is a view for explaining filter processing according to the embodiment. 実施例のフィルタ処理を説明する図FIG. 6 is a view for explaining filter processing according to the embodiment. 実施例の発光サイリスタのパルス応答特性を説明する図FIG. 4 is a diagram for explaining pulse response characteristics of the light emitting thyristor of the embodiment. 実施例の発光サイリスタの温度特性を説明する図FIG. 4 is a diagram illustrating temperature characteristics of a light-emitting thyristor of an example. 実施例のルックアップテーブルを説明する図FIG. 4 is a view for explaining a lookup table according to the embodiment. 実施例のルックアップテーブルの一例を示す変換表Conversion table showing an example of a lookup table according to the embodiment. 実施例の面発光素子アレイチップの回路を説明する図FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit of a surface emitting element array chip according to an embodiment. 実施例のシフトサイリスタのゲート電位の分布状態を説明する図FIG. 4 is a view for explaining a distribution state of a gate potential of the shift thyristor of the embodiment. 実施例の面発光素子アレイチップの駆動信号波形を示す図FIG. 7 is a diagram showing a drive signal waveform of the surface emitting element array chip of the embodiment. 実施例の面発光サイリスタの断面を示す図The figure which shows the cross section of the surface emitting thyristor of an Example.

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[画像形成装置の構成]
図1は、実施例1における電子写真方式の画像形成装置の構成を示す概略断面図である。図1に示す画像形成装置は、スキャナ機能とプリンタ機能を備える複合機(MFP)であり、スキャナ部100、作像部103、定着部104、給紙/搬送部105、及びこれらを制御するプリンタ制御部(不図示)から構成される。スキャナ部100は、原稿台に置かれた原稿に照明を当てて原稿画像を光学的に読み取り、読み取った画像を電気信号に変換して画像データを作成する。
[Configuration of Image Forming Apparatus]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an electrophotographic image forming apparatus according to a first embodiment. The image forming apparatus illustrated in FIG. 1 is a multifunction peripheral (MFP) having a scanner function and a printer function, and includes a scanner unit 100, an image forming unit 103, a fixing unit 104, a sheet feeding / conveying unit 105, and a printer that controls these units. It comprises a control unit (not shown). The scanner unit 100 optically reads a document image by illuminating a document placed on a document table, and converts the read image into an electric signal to create image data.

作像部103は、無端の搬送ベルト111の回転方向(反時計回り方向)に沿って、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の順に並べられた、4連の画像形成ステーションを備える。4つの画像形成ステーションは同じ構成を有し、各画像形成ステーションは、矢印方向(時計回り方向)に回転する感光体である感光ドラム102、露光ヘッド106、帯電器107、現像器108を備えている。なお、感光ドラム102、露光ヘッド106、帯電器107、現像器108の添え字a、b、c、dは、それぞれ画像形成ステーションのブラック(K)イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)に対応する構成であることを示す。なお、以下では、特定の感光ドラム等を指す場合を除き、符号の添え字を省略することとする。   The image forming unit 103 is arranged in the order of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) along the rotation direction (counterclockwise direction) of the endless transport belt 111. It has a series of image forming stations. The four image forming stations have the same configuration, and each image forming station includes a photosensitive drum 102, which is a photosensitive member that rotates in the direction of an arrow (clockwise), an exposure head 106, a charger 107, and a developing device 108. I have. The suffixes a, b, c, and d of the photosensitive drum 102, the exposure head 106, the charger 107, and the developing device 108 are black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan ( C). In the following, the suffixes of the reference numerals will be omitted except for the case where a specific photosensitive drum or the like is indicated.

作像部103では、感光ドラム102を回転駆動し、帯電器107によって感光ドラム102を帯電させる。露光部である露光ヘッド106は、配列されたLEDアレイを画像データに応じて発光し、LEDアレイのチップ面で発光した光を、ロッドレンズアレイによって感光ドラム102上(感光体上)に集光し、静電潜像を形成する。現像器108は、感光ドラム102に形成された静電潜像をトナーで現像する。そして、現像されたトナー像は、記録紙を搬送する搬送ベルト111上の記録紙に転写される。このような一連の電子写真プロセスが各画像形成ステーションで実行される。なお、画像形成時には、シアン(C)の画像形成ステーションでの画像形成が開始されて所定時間が経過した後に、順次、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各画像形成ステーションで、画像形成動作が実行される。   In the image forming unit 103, the photosensitive drum 102 is driven to rotate, and the charger 107 charges the photosensitive drum 102. The exposure head 106, which is an exposure unit, emits light from the arrayed LED array according to image data, and condenses light emitted from the chip surface of the LED array onto the photosensitive drum 102 (photosensitive member) by the rod lens array. Thus, an electrostatic latent image is formed. The developing device 108 develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 102 with toner. Then, the developed toner image is transferred to a recording sheet on a transport belt 111 that transports the recording sheet. Such a series of electrophotographic processes is executed in each image forming station. At the time of image formation, after a predetermined time elapses after image formation in the cyan (C) image forming station is started, each of the magenta (M), yellow (Y), and black (K) image forming stations is sequentially performed. Then, the image forming operation is executed.

図1に示す画像形成装置は、記録紙を給紙するユニットとして、給紙/搬送部105が有する本体内給紙ユニット109a、109b、大容量の給紙ユニットである外部給紙ユニット109c、及び手差し給紙ユニット109dを備えている。画像形成時には、このうち、予め指示された給紙ユニットから記録紙が給紙され、給紙された記録紙はレジストレーションローラ110まで搬送される。レジストレーションローラ110は、上述した作像部103において形成されたトナー像が記録紙に転写されるタイミングで、搬送ベルト111に記録紙を搬送する。搬送ベルト111により搬送される記録紙には、各画像形成ステーションの感光ドラム102上に形成されたトナー像が順次転写される。未定着のトナー像が転写された記録紙は、定着部104へと搬送される。定着部104は、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵し、記録紙上のトナー像を、2つのローラにより加熱・加圧することによって記録紙に定着させる。定着部104によりトナー像が定着された記録紙は、排出ローラ112により画像形成装置の外部に排出される。   The image forming apparatus illustrated in FIG. 1 includes, as units for feeding recording paper, internal feeding units 109a and 109b included in the feeding / conveying unit 105, an external feeding unit 109c that is a large-capacity feeding unit, and A manual sheet feeding unit 109d is provided. At the time of image formation, the recording paper is fed from a paper feeding unit designated in advance, and the fed recording paper is conveyed to the registration roller 110. The registration roller 110 conveys the recording paper to the conveyance belt 111 at the timing when the toner image formed in the image forming unit 103 is transferred onto the recording paper. The toner images formed on the photosensitive drums 102 of the respective image forming stations are sequentially transferred onto the recording paper transported by the transport belt 111. The recording paper to which the unfixed toner image has been transferred is conveyed to the fixing unit 104. The fixing unit 104 has a built-in heat source such as a halogen heater, and fixes the toner image on the recording paper to the recording paper by heating and pressing with two rollers. The recording paper on which the toner image has been fixed by the fixing unit 104 is discharged to the outside of the image forming apparatus by the discharge roller 112.

ブラック(K)の画像形成ステーションの記録紙搬送方向の下流側には、搬送ベルト111に対向する位置に、第2の検知手段である光学センサ113が配置されている。光学センサ113は、各画像形成ステーション間のトナー像の色ずれ量を導出するため、搬送ベルト111上に形成されたテスト画像の位置検出を行う。光学センサ113により導出された色ずれ量は、後述する制御基板415のCPU400(図4参照)に通知され、記録紙上に色ずれのないフルカラートナー像が転写されるように、各色の画像位置が補正される。また、プリンタ制御部(不図示)は、複合機(MFP)全体を制御するMFP制御部(不図示)からの指示に応じて、上述したスキャナ部100、作像部103、定着部104、給紙/搬送部105等を制御しながら、画像形成動作を実行する。更に、作像部103の近傍には、感光ドラム102の上部に設けられた、後述する露光ヘッド106(図2参照)の周囲温度を測定するために、第1の検知手段であるサーミスタ421が設けられている。   An optical sensor 113 as a second detection unit is disposed at a position facing the transport belt 111 downstream of the black (K) image forming station in the recording paper transport direction. The optical sensor 113 detects the position of a test image formed on the transport belt 111 to derive the amount of color shift of the toner image between the image forming stations. The color misregistration amount derived by the optical sensor 113 is notified to a CPU 400 (see FIG. 4) of the control board 415 described later, and the image position of each color is shifted so that a full-color toner image without color misregistration is transferred onto the recording paper. Will be corrected. Further, a printer control unit (not shown) controls the above-described scanner unit 100, image forming unit 103, fixing unit 104, and supply unit in accordance with an instruction from an MFP control unit (not shown) that controls the entire multifunction peripheral (MFP). The image forming operation is executed while controlling the paper / transport unit 105 and the like. Further, a thermistor 421, which is a first detecting means, is provided near the image forming unit 103 in order to measure an ambient temperature of an exposure head 106 (see FIG. 2), which is provided above the photosensitive drum 102 and described later. Is provided.

ここでは、電子写真方式の画像形成装置の例として、搬送ベルト111上の記録紙に各画像形成ステーションの感光ドラム102に形成されたトナー像を直接転写する方式の画像形成装置について説明した。本発明は、このような感光ドラム102上のトナー像を直接、記録紙に転写する方式のプリンタに限定されるものではない。例えば、感光ドラム102上のトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に転写する二次転写部を備える画像形成装置についても、本発明は適用することができる。   Here, as an example of an electrophotographic image forming apparatus, an image forming apparatus of a method of directly transferring a toner image formed on a photosensitive drum 102 of each image forming station to a recording sheet on a conveyor belt 111 has been described. The present invention is not limited to such a printer that directly transfers the toner image on the photosensitive drum 102 to recording paper. For example, the present invention is also applicable to an image forming apparatus including a primary transfer unit that transfers the toner image on the photosensitive drum 102 to the intermediate transfer belt and a secondary transfer unit that transfers the toner image on the intermediate transfer belt to recording paper. can do.

[露光ヘッドの構成]
次に、感光ドラム102に露光を行う露光ヘッド106について、図2を参照して説明する。図2(a)は、露光ヘッド106と感光ドラム102との位置関係を示す斜視図であり、図2(b)は、露光ヘッド106の内部構成と、露光ヘッド106からの光束がロッドレンズアレイ203により感光ドラム102に集光される様子を説明する図である。図2(a)に示すように、露光ヘッド106は、矢印方向に回転する感光ドラム102の上部の、感光ドラム102に対向する位置に、取付け部材(不図示)によって画像形成装置に取り付けられている(図1)。
[Structure of exposure head]
Next, the exposure head 106 that exposes the photosensitive drum 102 will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a perspective view showing a positional relationship between the exposure head 106 and the photosensitive drum 102, and FIG. 2B is a view showing the internal configuration of the exposure head 106 and a light beam from the exposure head 106 being a rod lens array. FIG. 3 is a diagram illustrating a state where light is condensed on a photosensitive drum 102 by 203. As shown in FIG. 2A, the exposure head 106 is mounted on the image forming apparatus by a mounting member (not shown) at a position facing the photosensitive drum 102 above the photosensitive drum 102 rotating in the direction of the arrow. (Fig. 1).

図2(b)に示すように、露光ヘッド106は、駆動基板202と、駆動基板202に実装された面発光素子アレイ素子群201と、ロッドレンズアレイ203と、ハウジング204から構成されている。ハウジング204には、ロッドレンズアレイ203と駆動基板202が取り付けられる。ロッドレンズアレイ203は、面発光素子アレイ素子群201からの光束を感光ドラム102上に集光させる。工場では、露光ヘッド106単体で組立て調整作業が行われ、各スポットのピント調整、光量調整が行われる。ここで、感光ドラム102とロッドレンズアレイ203との間の距離、及びロッドレンズアレイ203と面発光素子アレイ素子群201との間の距離が、所定の間隔となるように組立て調整が行われる。これにより、面発光素子アレイ素子群201からの光が感光ドラム102上に結像される。そのため、工場でのピント調整時においては、ロッドレンズアレイ203と面発光素子アレイ素子群201との距離が所定の値となるように、ロッドレンズアレイ203の取付け位置の調整が行われる。また、工場での光量調整時においては、面発光素子アレイ素子群201の各発光素子を順次発光させていき、ロッドレンズアレイ203を介して感光ドラム102上に集光させた光が所定光量になるように、各発光素子の駆動電流の調整が行われる。   As shown in FIG. 2B, the exposure head 106 includes a driving substrate 202, a surface light emitting element array element group 201 mounted on the driving substrate 202, a rod lens array 203, and a housing 204. The rod lens array 203 and the drive board 202 are attached to the housing 204. The rod lens array 203 condenses the light beam from the surface light emitting element array element group 201 on the photosensitive drum 102. In the factory, the assembling and adjusting work is performed with the exposure head 106 alone, and the focus adjustment and the light amount adjustment of each spot are performed. Here, the assembly and adjustment are performed so that the distance between the photosensitive drum 102 and the rod lens array 203 and the distance between the rod lens array 203 and the surface light emitting element array element group 201 are at predetermined intervals. Thus, light from the surface light emitting element array element group 201 is imaged on the photosensitive drum 102. Therefore, at the time of focus adjustment at a factory, the mounting position of the rod lens array 203 is adjusted so that the distance between the rod lens array 203 and the surface light emitting element array element group 201 becomes a predetermined value. When adjusting the light amount at the factory, the light emitting elements of the surface light emitting element array element group 201 are sequentially caused to emit light, and the light collected on the photosensitive drum 102 via the rod lens array 203 reaches a predetermined light amount. Thus, the drive current of each light emitting element is adjusted.

[面発光素子アレイ素子群の構成]
図3は、面発光素子アレイ素子群201を説明する図である。図3(a)は、駆動基板202の面発光素子アレイ素子群201が実装された面の構成を示す模式図であり、図3(b)は、駆動基板202の面発光素子アレイ素子群201が実装された面(第1面)とは反対側の面(第2面)の構成を示す模式図である。
[Configuration of surface light emitting element array element group]
FIG. 3 is a diagram illustrating the surface light emitting element array element group 201. FIG. 3A is a schematic diagram illustrating a configuration of a surface of the driving substrate 202 on which the surface light emitting element array element group 201 is mounted, and FIG. 3B is a diagram illustrating the surface light emitting element array element group 201 of the driving substrate 202. FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a surface (second surface) opposite to a surface on which is mounted (first surface).

図3(a)に示すように、駆動基板202に実装された面発光素子アレイ素子群201は、29個の面発光素子アレイチップ1〜29が、駆動基板202の長手方向に沿って、千鳥状に2列に配置された構成を有している。なお、図3(a)において、上下方向は第1の方向である副走査方向(感光ドラム102の回転方向)を示し、水平方向は、副走査方向と直交する第2の方向である主走査方向(露光ヘッド106の長手方向)を示す。各々の面発光素子アレイチップの内部には、計516個の発光点を有する面発光素子アレイチップの各素子が、面発光素子アレイチップの長手方向に所定の解像度ピッチで配列されている。本実施例では、面発光素子アレイチップの各素子のピッチは、第1の解像度である1200dpiの解像度のピッチである略21.16μm(≒2.54cm/1200ドット)となっている。その結果、1つの面発光素子アレイチップ内における516個の発光点の端から端までの間隔は、約10.9mm(≒21.16μm×516)である。面発光素子アレイ素子群201は、29個の面発光素子アレイチップから構成されている。面発光素子アレイ素子群201における露光可能な発光素子数は14,964素子(=516素子×29チップ)となり、約316mm(≒約10.9mm×29チップ)の主走査方向の画像幅に対応した画像形成が可能となる。   As shown in FIG. 3A, the surface emitting element array element group 201 mounted on the driving substrate 202 includes 29 surface emitting element array chips 1 to 29 staggered along the longitudinal direction of the driving substrate 202. It has a configuration arranged in two rows. In FIG. 3A, the vertical direction indicates the sub-scanning direction (the rotation direction of the photosensitive drum 102) which is the first direction, and the horizontal direction is the main scanning which is the second direction orthogonal to the sub-scanning direction. Direction (the longitudinal direction of the exposure head 106). Inside each surface light emitting element array chip, each element of the surface light emitting element array chip having a total of 516 light emitting points is arranged at a predetermined resolution pitch in the longitudinal direction of the surface light emitting element array chip. In this embodiment, the pitch of each element of the surface-emitting element array chip is approximately 21.16 μm (≒ 2.54 cm / 1200 dots), which is the pitch of the first resolution of 1200 dpi. As a result, the distance between the ends of the 516 light-emitting points in one surface light-emitting element array chip is about 10.9 mm (.21.16 μm × 516). The surface light emitting element array element group 201 is composed of 29 surface light emitting element array chips. The number of light emitting elements that can be exposed in the surface light emitting element array element group 201 is 14,964 elements (= 516 elements × 29 chips), corresponding to an image width of about 316 mm (16about 10.9 mm × 29 chips) in the main scanning direction. Image formation can be performed.

図3(c)は、長手方向に2列に配置された面発光素子アレイチップのチップ間の境界部の様子を示す図であり、水平方向は、図3(a)の面発光素子アレイ素子群201の長手方向である。図3(c)に示すように、面発光素子アレイチップの端部には、制御信号が入力されるワイヤボンディングパッドが配置されており、ワイヤボンディングパッドから入力された信号により、転送部及び発光素子が駆動される。また、面発光素子アレイチップは、複数の発光素子を有している。面発光素子アレイチップ間の境界部においても、発光素子の長手方向のピッチ(2つの発光素子の中心点と中心点の間隔)は、1200dpiの解像度のピッチである略21.16μmとなっている。また、上下2列に並んだ面発光素子アレイチップは、上下の面発光素子アレイチップの発光点の間隔(図中、矢印Sで示す)が約84μm(1200dpiで4画素分、2400dpiで8画素分の各解像度の整数倍の距離)となるように配置されている。   FIG. 3C is a diagram showing a state of a boundary portion between the surface light emitting element array chips arranged in two rows in the longitudinal direction, and the horizontal direction shows the surface light emitting element array element of FIG. This is the longitudinal direction of the group 201. As shown in FIG. 3C, a wire bonding pad to which a control signal is input is arranged at an end of the surface light emitting element array chip, and the transfer unit and the light emitting unit are driven by a signal input from the wire bonding pad. The element is driven. The surface light emitting element array chip has a plurality of light emitting elements. Also at the boundary between the surface light emitting element array chips, the pitch in the longitudinal direction of the light emitting elements (the distance between the center points of the two light emitting elements) is about 21.16 μm, which is the pitch of the resolution of 1200 dpi. . Also, in the surface light emitting element array chips arranged in the upper and lower two rows, the distance between the light emitting points of the upper and lower surface light emitting element array chips (indicated by an arrow S in the drawing) is about 84 μm (4 pixels at 1200 dpi, 8 pixels at 2400 dpi) (A distance of an integral multiple of each minute).

また、図3(b)に示すように、面発光素子アレイ素子群201が実装された面とは反対側の駆動基板202の面には、駆動部303a、303b、及びコネクタ305が実装されている。コネクタ305の両側に配置された駆動部303a、303bは、それぞれ面発光素子アレイチップ1〜15、面発光素子アレイチップ16〜29を駆動するドライバICである。駆動部303a、303bは、それぞれパターン304a、304bを介して、コネクタ305と接続されている。コネクタ305には、後述する制御基板415(図4参照)からの駆動部303a、303bを制御する信号線、電源電圧、グランドが接続されており、駆動部303a、303bと接続される。また、駆動部303a、303bからは、それぞれ面発光素子アレイ素子群201を駆動するための配線が駆動基板202の内層を通り、面発光素子アレイチップ1〜15、面発光素子アレイチップ16〜29に接続されている。   Further, as shown in FIG. 3B, on the surface of the drive substrate 202 opposite to the surface on which the surface light emitting element array element group 201 is mounted, the drive units 303a and 303b and the connector 305 are mounted. I have. Drive units 303a and 303b arranged on both sides of the connector 305 are driver ICs for driving the surface light emitting element array chips 1 to 15 and the surface light emitting element array chips 16 to 29, respectively. The driving units 303a and 303b are connected to the connector 305 via the patterns 304a and 304b, respectively. The connector 305 is connected to a signal line for controlling the driving units 303a and 303b from a control board 415 (see FIG. 4) described later, a power supply voltage, and a ground, and is connected to the driving units 303a and 303b. From the driving units 303a and 303b, wiring for driving the surface light emitting element array element group 201 passes through the inner layer of the drive substrate 202, and the surface light emitting element array chips 1 to 15 and the surface light emitting element array chips 16 to 29 It is connected to the.

[制御基板、駆動基板の制御構成]
図4は、画像データを処理し、露光ヘッド106の駆動基板202に出力する制御基板415と、制御基板415から入力された画像データに基づいて、感光ドラム102を露光する露光ヘッド106の駆動基板202の制御ブロック図である。駆動基板202については、図4に示す駆動部303aにより制御される面発光素子アレイチップ1〜15について説明する。なお、駆動部303b(図4には不図示)により制御される面発光素子アレイチップ16〜29も、駆動部303aにより制御される面発光素子アレイチップ1〜15と同様の動作を行う。また、説明を簡便にするために、ここでは1つの色の画像処理について説明するが、本実施例の画像形成装置では、同様の処理を4色同時に並列処理される。図4に示す制御基板415は、露光ヘッド106を制御する信号を駆動基板202に送信するためのコネクタ416を有している。コネクタ416からは、駆動基板202のコネクタ305に接続されたケーブル417、418、419を介して、それぞれ画像データ、後述するLine同期信号、制御基板415のCPU400からの制御信号が送信される。
[Control configuration of control board and drive board]
FIG. 4 shows a control board 415 that processes image data and outputs the processed data to the drive board 202 of the exposure head 106, and a drive board of the exposure head 106 that exposes the photosensitive drum 102 based on the image data input from the control board 415. It is a control block diagram of 202. Regarding the drive substrate 202, surface light emitting element array chips 1 to 15 controlled by the drive unit 303a illustrated in FIG. 4 will be described. The surface light emitting element array chips 16 to 29 controlled by the driving unit 303b (not shown in FIG. 4) perform the same operation as the surface light emitting element array chips 1 to 15 controlled by the driving unit 303a. In addition, for simplicity of description, image processing of one color will be described here. However, in the image forming apparatus of the present embodiment, similar processing is performed in parallel for four colors simultaneously. The control board 415 shown in FIG. 4 has a connector 416 for transmitting a signal for controlling the exposure head 106 to the drive board 202. From the connector 416, image data, a line synchronization signal described later, and a control signal from the CPU 400 of the control board 415 are transmitted via cables 417, 418, and 419 connected to the connector 305 of the drive board 202, respectively.

[制御基板の構成]
制御基板415では、コントローラであるCPU400により、画像データの処理と印刷タイミングの処理、サーミスタ421からの温度データの取得が行われる。制御基板415は、画像データ生成部401、ラインデータシフト部402、チップデータ変換部403、チップデータシフト部404、データ送信部405、同期信号生成部406の機能ブロックから構成されている。本実施例では、画像データ生成部401は1つの集積回路(IC)により構成されているものとする。また、ラインデータシフト部402、チップデータ変換部403、チップデータシフト部404、データ送信部405、同期信号生成部406は、画像データ生成部401を有する集積回路とは異なる、1つの集積回路(IC)により構成されているものとする。なお、画像データ生成部401、ラインデータシフト部402、チップデータ変換部403、チップデータシフト部404、データ送信部405、同期信号生成部406は、集積回路(IC)内部のモジュールを示している。また、CPU400は、これらの集積回路とは異なる集積回路であり、制御基板415にはCPU400、画像データ生成部401を有する集積回路、ラインデータシフト部402等を有する集積回路、コネクタ416が実装されている。なお、画像データ生成部401、ラインデータシフト部402、チップデータ変換部403、チップデータシフト部404、データ送信部405、同期信号生成部406が1つの集積回路に含まれていてもよい。更に、画像データ生成部401、ラインデータシフト部402、チップデータ変換部403、チップデータシフト部404、データ送信部405、同期信号生成部406と、CPU400とが1つの集積回路に含まれていてもよい。以下、制御基板415での画像データが処理される順に、各機能ブロックでの処理について説明する。
[Configuration of control board]
In the control board 415, processing of image data, processing of print timing, and acquisition of temperature data from the thermistor 421 are performed by the CPU 400 as a controller. The control board 415 includes functional blocks of an image data generation unit 401, a line data shift unit 402, a chip data conversion unit 403, a chip data shift unit 404, a data transmission unit 405, and a synchronization signal generation unit 406. In this embodiment, it is assumed that the image data generation unit 401 is configured by one integrated circuit (IC). Further, the line data shift unit 402, the chip data conversion unit 403, the chip data shift unit 404, the data transmission unit 405, and the synchronization signal generation unit 406 are different from the integrated circuit having the image data generation unit 401 in one integrated circuit ( IC). Note that an image data generation unit 401, a line data shift unit 402, a chip data conversion unit 403, a chip data shift unit 404, a data transmission unit 405, and a synchronization signal generation unit 406 represent modules inside an integrated circuit (IC). . The CPU 400 is an integrated circuit different from these integrated circuits, and the control board 415 has the CPU 400, an integrated circuit having the image data generation unit 401, an integrated circuit having the line data shift unit 402, and a connector 416 mounted thereon. ing. Note that the image data generation unit 401, the line data shift unit 402, the chip data conversion unit 403, the chip data shift unit 404, the data transmission unit 405, and the synchronization signal generation unit 406 may be included in one integrated circuit. Further, the image data generation unit 401, the line data shift unit 402, the chip data conversion unit 403, the chip data shift unit 404, the data transmission unit 405, the synchronization signal generation unit 406, and the CPU 400 are included in one integrated circuit. Is also good. Hereinafter, processing in each functional block will be described in the order in which image data is processed in the control board 415.

(画像データ生成部)
データ生成手段である画像データ生成部401は、スキャナ部100又は画像形成装置に接続された外部コンピュータから受信した入力画像データに対し、CPU400から指示された解像度でディザリング処理を行い、画像データを生成する。本実施例では、画像データ生成部401は、第2の解像度である2400dpiの解像度でディザリング処理を行うものとする。すなわち、画像データ生成部401が生成する画像データは、2400dpi相当の画素データである。本実施例の2400dpi相当の画素データは1ビットであるものとするが、複数ビットで1画素を表現しても良い。画像データ生成部401が生成する画素データは、副走査方向(感光ドラム102の回転方向でもあり、記録紙の搬送方向でもある)の2400dpi相当のラインに対応するラインデータである。そして、画像データ生成部401は、解像度が2400dpi相当の各画素に対応する画素データを当該画素の主走査方向(露光ヘッド106の長手方向)における位置と関連付けて生成される。
(Image data generator)
An image data generation unit 401 serving as a data generation unit performs dithering processing on input image data received from the scanner unit 100 or an external computer connected to the image forming apparatus at a resolution instructed by the CPU 400, and converts the image data. Generate. In the present embodiment, the image data generation unit 401 performs dithering processing at a resolution of 2400 dpi, which is the second resolution. That is, the image data generated by the image data generation unit 401 is pixel data equivalent to 2400 dpi. The pixel data corresponding to 2400 dpi in this embodiment is one bit, but one pixel may be represented by a plurality of bits. The pixel data generated by the image data generation unit 401 is line data corresponding to a line corresponding to 2400 dpi in the sub-scanning direction (the rotation direction of the photosensitive drum 102 and the conveyance direction of the recording paper). Then, the image data generation unit 401 generates the pixel data corresponding to each pixel whose resolution is equivalent to 2400 dpi in association with the position of the pixel in the main scanning direction (the longitudinal direction of the exposure head 106).

(ラインデータシフト部)
CPU400は、光学センサ113により検知された色ずれ量に基づいて、主走査方向、副走査方向の画像シフト量を2400dpi単位で各々決定する。画像シフト量は、例えば、光学センサ113による色ずれ検出用パターン画像の検知結果に基づいて算出される色間の相対的な色ずれ量に基づいて、CPU400によって決定される。そして、CPU400は、ずれ補正手段であるラインデータシフト部402に画像シフト量を指示する。ラインデータシフト部402では、CPU400から指示された画像シフト量を基に、記録紙1ページ内の画像領域全域に対して、画像データ生成部401から入力された画像データ(ラインデータともいう)を2400dpi単位でシフト処理を行う。シフト処理により、画像の形成位置の補正が行われる。なお、ラインデータシフト部402は、記録紙1ページ内の画像領域を複数に分割し、分割された複数の画像領域毎にシフト処理を実行するようにしても良い。
(Line data shift section)
The CPU 400 determines the image shift amount in the main scanning direction and the sub-scanning direction in units of 2400 dpi based on the color shift amount detected by the optical sensor 113. The image shift amount is determined by the CPU 400 based on, for example, a relative color shift amount between colors calculated based on a detection result of the color shift detection pattern image by the optical sensor 113. Then, the CPU 400 instructs an image shift amount to the line data shift unit 402 which is a shift correction unit. The line data shift unit 402 converts the image data (also referred to as line data) input from the image data generation unit 401 into the entire image area within one page of the recording paper based on the image shift amount specified by the CPU 400. Shift processing is performed in units of 2400 dpi. The shift position corrects the image forming position. Note that the line data shift unit 402 may divide the image area in one page of the recording paper into a plurality of areas, and execute the shift process for each of the plurality of divided image areas.

(同期信号生成部)
同期信号生成部406は、感光ドラム102の回転速度に同期した信号で、感光ドラム102の回転方向の1ライン分の周期信号(以下、Line同期信号という)を生成する。CPU400は、同期信号生成部406にLine同期信号の周期、すなわち予め定められた感光ドラム102の回転速度に対して、感光ドラム102表面が回転方向(副走査方向)に2400dpiの画素サイズ(約10.5μm)移動する時間を指示する。例えば、副走査方向に200mm/秒の速度で印刷する場合には、CPU400は、Line同期信号の周期(副走査方向1ライン分の周期)を約52.9μs(≒(25.4mm/2400ドット)/200mm)として、同期信号生成部406に指示する。画像形成装置が感光ドラム102の回転速度を検知する検知部を有している場合、CPU400は、検知部の検知結果(エンコーダが出力する信号の発生周期)に基づいて、副走査方向の感光ドラム102の回転速度を算出し、当該算出結果に基づいてLine同期信号の周期を決定する。ここでの検知部は、例えば感光ドラムの回転軸に設置したエンコーダである。一方、画像形成装置が感光ドラム102の回転速度を検知する検知部を有していない場合、次のような情報に基づいて、感光ドラム102の回転速度を算出する。すなわち、CPU400は、ユーザが操作部から入力するシートの坪量(g/cm)やシートサイズなどの紙の種類の情報に基づいて、Line同期信号の周期を決定する。
(Synchronous signal generator)
The synchronization signal generation unit 406 generates a periodic signal for one line in the rotation direction of the photosensitive drum 102 (hereinafter, referred to as a Line synchronization signal) with a signal synchronized with the rotation speed of the photosensitive drum 102. The CPU 400 instructs the synchronizing signal generation unit 406 to set the pixel size (approximately 10 .5 μm) Indicate the time to move. For example, when printing at a speed of 200 mm / sec in the sub-scanning direction, the CPU 400 sets the cycle of the Line synchronization signal (the cycle of one line in the sub-scanning direction) to about 52.9 μs (≒ (25.4 mm / 2400 dots). ) / 200 mm) to the synchronization signal generation unit 406. When the image forming apparatus has a detection unit that detects the rotation speed of the photosensitive drum 102, the CPU 400 determines the photosensitive drum in the sub-scanning direction based on the detection result of the detection unit (generation cycle of a signal output by the encoder). The rotation speed of 102 is calculated, and the cycle of the Line synchronization signal is determined based on the calculation result. The detection unit here is, for example, an encoder installed on the rotating shaft of the photosensitive drum. On the other hand, if the image forming apparatus does not have a detection unit that detects the rotation speed of the photosensitive drum 102, the rotation speed of the photosensitive drum 102 is calculated based on the following information. That is, the CPU 400 determines the cycle of the Line synchronization signal based on information on the paper type such as the sheet basis weight (g / cm 2 ) and the sheet size input by the user from the operation unit.

(チップデータ変換部)
チップデータ変換部403は、Line同期信号に同期して、ラインデータシフト部402より、感光ドラム102の副走査方向の1ライン分ずつ、ラインデータの読み出しを行う。そして、チップデータ変換部403は、読み出したラインデータをチップ毎のラインデータに分割するデータ処理を実行する。
(Chip data converter)
The chip data conversion unit 403 reads line data from the line data shift unit 402 one line at a time in the sub-scanning direction of the photosensitive drum 102 in synchronization with the Line synchronization signal. Then, the chip data conversion unit 403 executes data processing for dividing the read line data into line data for each chip.

図5(a)は、チップデータ変換部403の構成を示すブロック図である。図5(a)において、同期信号生成部406から出力されるLine同期信号は、カウンタ530に入力される。カウンタ530は、入力されるLine同期信号を変調してLine同期信号よりも高周波のCLK信号を生成する周波数変調回路を備えている。カウンタ530は、周波数変調回路の代わりにLine同期信号よりも高周波のクロック信号(CLK)を生成する発振器を内蔵していても良い。以下では、チップデータ変換部403がラインデータシフト部402からラインデータを読み出す構成を例示するが、実施の形態はこれに限られるものではない。すなわち、ラインデータシフト部402にLine同期信号を供給し、かつクロック信号をラインデータシフト部402が内部で生成することで、ラインデータシフト部がチップデータ変換部403に対して主体的にラインデータを送信するよう構成しても良い。   FIG. 5A is a block diagram illustrating a configuration of the chip data conversion unit 403. In FIG. 5A, the Line synchronization signal output from the synchronization signal generation unit 406 is input to the counter 530. The counter 530 includes a frequency modulation circuit that modulates the input Line synchronization signal to generate a CLK signal having a higher frequency than the Line synchronization signal. The counter 530 may include an oscillator that generates a clock signal (CLK) having a higher frequency than the Line synchronization signal instead of the frequency modulation circuit. Hereinafter, a configuration in which the chip data conversion unit 403 reads line data from the line data shift unit 402 will be described as an example, but the embodiment is not limited thereto. That is, a Line synchronization signal is supplied to the line data shift unit 402, and a clock signal is generated internally by the line data shift unit 402. May be transmitted.

カウンタ530はLine同期信号が入力されると、カウント値を0にリセットした後、CLK(クロック)信号(図5(b)参照)のパルス数に同期して、カウンタ値をインクリメントする。カウンタ530が生成するCLK信号の周波数は、チップデータ変換部403がLine同期信号の1周期内に読み出すべき画素データの容量(ビット数)と、後述するチップデータ変換部403のデータ処理速度と、に基づいて設計段階で決定される。例えば、上述したように、面発光素子アレイ素子群201は、副走査方向の1ラインを露光する発光素子を14,964素子(1200dpi換算)有している。一方、画像データ生成部401は、2400dpiの解像度でディザリング処理を行っている。そのため、ラインデータシフト部402から出力される副走査方向の1ライン分の画像データの画素数は、29,928画素(=14,964×(2400dpi/1200dpi))となる。チップデータ変換部403は、Line同期信号の間に、副走査方向1ライン分のラインデータを読み出して後述するラインメモリ500への書き込みと、後述するメモリ501〜529への画像データの書き込みを行う。そのため、カウンタ530は、1ラインのラインデータに含まれる画素数(29,928)の2倍の数(59,856)のカウント動作を行う。カウンタ530のカウント値が1〜29,928までの期間をTm1、カウント値が29,929〜59,856までの期間をTm2とする(図5(b)参照)。READ制御部531は、カウンタ530のカウント値に応じてラインデータをラインデータシフト部402から読み出す。すなわち、READ制御部531は、カウンタ530のカウント値が1〜29,928までの期間Tm1に、主走査方向1ライン分のラインデータ(29,928画素)をラインメモリ500に格納する。また、WR制御部532は、カウンタ530のカウント値が29,929〜59,856の期間Tm2に、ラインメモリ500に格納された副走査方向1ライン分のラインデータをメモリ501〜529に分割して書き込む。メモリ501〜529はラインメモリ500よりも記憶容量の少ないメモリであり、チップ毎に分割されたラインデータ(分割ラインデータ)を記憶する。メモリ501〜529は、面発光素子アレイチップ1〜29に対応して設けられているFIFO(First In First Out:先入れ先出し)メモリである。即ち、メモリ501は面発光素子アレイチップ1に対応するラインデータを記憶し、メモリ502は面発光素子アレイチップ2に対応するラインデータを記憶し、・・・メモリ529は面発光素子アレイチップ29に対応するラインデータを記憶する。   When the line synchronization signal is input, the counter 530 resets the count value to 0, and then increments the counter value in synchronization with the number of pulses of the CLK (clock) signal (see FIG. 5B). The frequency of the CLK signal generated by the counter 530 includes the capacity (the number of bits) of pixel data that the chip data conversion unit 403 should read within one cycle of the Line synchronization signal, the data processing speed of the chip data conversion unit 403 described later, Is determined at the design stage based on For example, as described above, the surface light emitting element array element group 201 has 14,964 light emitting elements (1200 dpi conversion) that expose one line in the sub-scanning direction. On the other hand, the image data generation unit 401 performs dithering processing at a resolution of 2400 dpi. Therefore, the number of pixels of one line of image data output from the line data shift unit 402 in the sub-scanning direction is 29,928 pixels (= 14,964 × (2400 dpi / 1200 dpi)). The chip data conversion unit 403 reads out line data for one line in the sub-scanning direction during the Line synchronization signal and writes the line data to a line memory 500 described later, and writes image data to memories 501 to 529 described later. . Therefore, the counter 530 performs a count operation of twice (59, 856) the number of pixels (29, 928) included in one line of line data. The period when the count value of the counter 530 is from 1 to 29,928 is Tm1, and the period when the count value is from 29,929 to 59,856 is Tm2 (see FIG. 5B). READ control section 531 reads line data from line data shift section 402 according to the count value of counter 530. That is, the READ control unit 531 stores the line data (29,928 pixels) for one line in the main scanning direction in the line memory 500 during the period Tm1 in which the count value of the counter 530 is from 1 to 29,928. The WR control unit 532 divides the line data for one line in the sub-scanning direction stored in the line memory 500 into the memories 501 to 529 during the period Tm2 in which the count value of the counter 530 is 29,929 to 59,856. Write. The memories 501 to 529 are memories having a smaller storage capacity than the line memory 500, and store line data (divided line data) divided for each chip. The memories 501 to 529 are FIFO (First In First Out) memories provided corresponding to the surface emitting element array chips 1 to 29. That is, the memory 501 stores line data corresponding to the surface light emitting element array chip 1, the memory 502 stores line data corresponding to the surface light emitting element array chip 2,. Is stored.

続いて、チップデータ変換部403が実行するラインデータシフト部402から読み出したラインデータのメモリ501〜529への書き込み、及びメモリ501〜529に書き込まれた画像データの出力について説明する。図5(b)は、チップデータ変換部403におけるラインデータの入出力タイミングを説明するタイムチャートである。図5(b)において、Line同期信号は、同期信号生成部406から出力されるパルス信号を示している。また、図中、TL1、TL2、・・・TL10は、副走査方向1ライン分の周期の番号を示している。また、Line同期信号の1周期は、カウンタ530のカウンタ値に応じて、期間Tm1と期間Tm2に分割されている。ラインメモリ500への入力データは、ラインデータシフト部402からの画像データを示しており、周期TL1、TL2、・・・TL10の期間Tm1にラインデータシフト部402から入力される。図5(b)中の1ライン目データとは、副走査方向の1ライン目のラインデータ(主走査方向1ライン分)を指している。同様に、2ライン目データ、・・・10ライン目データとは、それぞれ、副走査方向の2ライン目のラインデータ、・・・副走査方向の10ライン目のラインデータ(主走査方向1ライン分)を指している。   Subsequently, the writing of the line data read from the line data shift unit 402 to the memories 501 to 529 and the output of the image data written to the memories 501 to 529 executed by the chip data conversion unit 403 will be described. FIG. 5B is a time chart for explaining input / output timing of line data in the chip data conversion unit 403. In FIG. 5B, the Line synchronization signal indicates a pulse signal output from the synchronization signal generation unit 406. In the drawing, TL1, TL2,... TL10 indicate the cycle numbers of one line in the sub-scanning direction. One cycle of the Line synchronization signal is divided into a period Tm1 and a period Tm2 according to the counter value of the counter 530. The input data to the line memory 500 indicates image data from the line data shift unit 402, and is input from the line data shift unit 402 during a period Tm1 of the periods TL1, TL2,. The first line data in FIG. 5B indicates the line data of the first line in the sub-scanning direction (for one line in the main scanning direction). Similarly, the second line data,..., The tenth line data are the line data of the second line in the sub-scanning direction,. Minute).

また、図5(b)に示す‘メモリ501への入力データ’は、ラインメモリ500に格納された主走査方向1ライン分のラインデータのうち、面発光素子アレイチップ1に対応するラインデータがメモリ501に書き込まれるタイミングを示している。同様にメモリ502への入力データ、メモリ503への入力データ、・・・メモリ529への入力データは、各々面発光素子アレイチップ2、3、・・・29に対応するラインデータがメモリ502、503、・・・529に書き込まれるタイミングを示している。なお、メモリ501への入力データの1ライン目データとは、主走査方向1ライン分の全ラインデータではなく、面発光素子アレイチップ1が対応する主走査方向のラインデータ(分割ラインデータ)を指している。メモリ502〜メモリ529の入力データについても同様である。   The “input data to the memory 501” shown in FIG. 5B is the line data corresponding to the surface light emitting element array chip 1 among the line data for one line in the main scanning direction stored in the line memory 500. The timing at which data is written to the memory 501 is shown. Similarly, the input data to the memory 502, the input data to the memory 503,... The input data to the memory 529 are line data corresponding to the surface light emitting element array chips 2, 3,. ,.., 529 are shown. Note that the first line data of the input data to the memory 501 is not line data of one line in the main scanning direction, but line data (divided line data) in the main scanning direction corresponding to the surface emitting element array chip 1. pointing. The same applies to the input data of the memories 502 to 529.

図5(b)に示す‘メモリ501からの出力データ’は、メモリ501に書き込まれたラインデータを面発光素子アレイチップ1に出力するために読み出すタイミングを示している。同様に、図5(b)に示す‘メモリ502からの出力データ’、・・・‘メモリ529からの出力データ’は、それぞれ面発光素子アレイチップ2、・・・面発光素子アレイチップ29に出力するために読み出すタイミングを示している。なお、メモリ501からの出力データの1ライン目データとは、主走査方向1ライン分の全ラインデータではなく、面発光素子アレイチップ1が対応する主走査方向のラインデータ(分割ラインデータ)を指している。メモリ502〜メモリ529からの出力データについても同様である。   The “output data from the memory 501” shown in FIG. 5B indicates the timing at which the line data written in the memory 501 is read out to be output to the surface emitting element array chip 1. Similarly, the “output data from the memory 502”,..., The “output data from the memory 529” shown in FIG. 5B are stored in the surface light emitting element array chips 2,. The timing for reading for output is shown. Note that the first line data of the output data from the memory 501 is not line data of one line in the main scanning direction but line data (divided line data) in the main scanning direction corresponding to the surface emitting element array chip 1. pointing. The same applies to output data from the memories 502 to 529.

本実施例では、ラインメモリ500より、主走査方向1ライン分のラインデータを順次読み出し、まず、面発光素子アレイチップ1のラインデータを格納するメモリ501への書き込みが行われる。次に、面発光素子アレイチップ2の画像データを格納するメモリ502への書き込みが行われ、以降、面発光素子アレイチップ29の画像データを格納するメモリ529まで順次、書き込みが連続的に行われる。なお、チップデータ変換部403の後段のチップデータシフト部404では、面発光素子アレイチップ単位での副走査方向のデータシフト処理が行われる。そのため、メモリ501〜529には、副走査方向10ライン分のラインデータが格納されるものとする。   In the present embodiment, line data for one line in the main scanning direction is sequentially read from the line memory 500, and first, writing to the memory 501 for storing the line data of the surface emitting element array chip 1 is performed. Next, writing to the memory 502 for storing the image data of the surface light emitting element array chip 2 is performed, and thereafter, writing to the memory 529 for storing the image data of the surface light emitting element array chip 29 is sequentially performed. . In the chip data shift unit 404 at the subsequent stage of the chip data conversion unit 403, data shift processing in the sub-scanning direction is performed for each surface light emitting element array chip. Therefore, the memories 501 to 529 store line data for 10 lines in the sub-scanning direction.

更に、メモリ501〜529に格納されるラインデータは、各面発光素子アレイチップに対応する1チップ分のラインデータに加えて、隣接する面発光素子アレイチップの端部の画素データを複写した画素データも併せて格納される。例えば、メモリ502には、面発光素子アレイチップ2に対応するラインデータの両端それぞれに、次のような画素データが格納される。すなわち、面発光素子アレイチップ1の面発光素子アレイチップ2側の最端部の画素データと、面発光素子アレイチップ3の面発光素子アレイチップ2側の最端部の画素データと、が付加されて、メモリ502に格納される。その結果、面発光素子アレイチップ2に対応する画像データの数は、面発光素子アレイチップ2の発光素子の数(516個)に、隣接する面発光素子アレイチップ1、3の端部の発光素子の画像データを1個ずつ加えた518(=516+1+1)となる。   Further, the line data stored in the memories 501 to 529 includes, in addition to the line data for one chip corresponding to each surface light emitting element array chip, the pixel data obtained by copying the pixel data at the end of the adjacent surface light emitting element array chip. Data is also stored together. For example, the memory 502 stores the following pixel data at both ends of the line data corresponding to the surface-emitting element array chip 2. That is, the pixel data at the end of the surface light emitting element array chip 1 on the surface light emitting element array chip 2 side and the pixel data at the end of the surface light emitting element array chip 3 on the surface light emitting element array chip 2 side are added. Then, it is stored in the memory 502. As a result, the number of image data corresponding to the surface light emitting element array chip 2 is equal to the number of light emitting elements of the surface light emitting element array chip 2 (516), and the light emission at the end portions of the adjacent surface light emitting element array chips 1 and 3. 518 (= 516 + 1 + 1) is obtained by adding the image data of the elements one by one.

なお、メモリ501には、面発光素子アレイチップ1に対応するラインデータの端部に面発光素子アレイチップ2の面発光素子アレイチップ1側の最端部の画素データが付加されて格納される。また、メモリ529には、面発光素子アレイチップ29に対応するラインデータの端部に面発光素子アレイチップ28の面発光素子アレイチップ29側の最端部の画素データが付加されて格納される。   In the memory 501, the end of the line data corresponding to the surface light emitting element array chip 1 is added with pixel data of the end of the surface light emitting element array chip 2 on the side of the surface light emitting element array chip 1 and stored. . In the memory 529, pixel data at the end of the surface light emitting element array chip 28 on the side of the surface light emitting element array chip 29 is added to the end of the line data corresponding to the surface light emitting element array chip 29 and stored. .

このように、本実施例では、面発光素子アレイチップ毎に隣接する面発光素子アレイチップの端部の画素データを、該当の面発光素子アレイチップのラインデータの両端に追加して、メモリ501〜529に格納する。上述したチップデータ変換部403の動作により、主走査方向の1ライン分のラインデータは、面発光素子アレイチップ1〜29に対応して設けられたメモリ501〜529に、隣接する面発光素子アレイの端部の画素データとともに格納される。なお、隣接する面発光素子アレイチップの端部の画素データは、後述するフィルタ処理部408において用いられる。   As described above, in this embodiment, the pixel data at the end of the adjacent surface emitting element array chip is added to both ends of the line data of the corresponding surface emitting element array chip for each of the surface emitting element array chips. To 529. By the operation of the above-described chip data conversion unit 403, the line data for one line in the main scanning direction is stored in the memory 501 to 529 provided corresponding to the surface light emitting element array chips 1 to 29. Is stored together with the pixel data at the end of the. The pixel data at the end of the adjacent surface light emitting element array chip is used in a filter processing unit 408 described later.

(チップデータシフト部)
ずれ補正手段であるチップデータシフト部404は、次のような制御を行う。すなわち、CPU400から予め指示された面発光素子アレイチップ毎の副走査方向の画像シフト量に関するデータ(2400dpi単位)に基づいて、メモリ501〜529からのラインデータの相対的な読み出しタイミングを制御する。以下、チップデータシフト部404が実行する副走査方向の画像シフト処理について具体的に説明する。
(Chip data shift section)
The chip data shift unit 404, which is a shift correcting unit, performs the following control. That is, the relative read timing of line data from the memories 501 to 529 is controlled based on data (2400 dpi units) relating to the image shift amount in the sub-scanning direction for each surface light emitting element array chip instructed in advance by the CPU 400. Hereinafter, the image shift processing in the sub-scanning direction performed by the chip data shift unit 404 will be specifically described.

露光ヘッド106の長手方向において、偶数番目の各面発光素子アレイチップの実装位置にずれがないことが望ましい。同様に、露光ヘッド106の長手方向においても、奇数番目の各面発光素子アレイチップの実装位置にずれがないことが望ましい。また、偶数番目の各面発光素子アレイチップと奇数番目の各面発光素子アレイチップとの副走査方向の実装位置関係は2400dpi相当で所定の画素数(例えば、8画素)であることが設計上好ましい。さらに、各面発光素子アレイチップ内における発光素子列の副走査方向の配置位置が固体差を持たず一定であることが好ましい。しかしながら、面発光素子アレイチップの実装位置や発光素子列の配置位置は誤差を含み、これらの誤差が出力画像の画質の低下を招くおそれがある。   In the longitudinal direction of the exposure head 106, it is desirable that the mounting positions of the even-numbered surface emitting element array chips do not shift. Similarly, in the longitudinal direction of the exposure head 106, it is desirable that the mounting positions of the odd-numbered surface emitting element array chips do not shift. The mounting positional relationship between the even-numbered surface light-emitting element array chips and the odd-numbered surface light-emitting element array chips in the sub-scanning direction is equivalent to 2400 dpi and is a predetermined number of pixels (for example, 8 pixels). preferable. Further, it is preferable that the arrangement positions of the light emitting element rows in the sub-scanning direction in each surface light emitting element array chip are constant without any individual difference. However, the mounting position of the surface light emitting element array chip and the arrangement position of the light emitting element array include errors, and these errors may cause deterioration of the image quality of the output image.

図4に示すメモリ420(ROM)には、駆動基板202に千鳥状に実装された面発光素子アレイチップ1〜29の各発光素子列の副走査方向の相対的な位置関係から演算された補正データが記憶されている。例えば、メモリ420には、次のような測定データに基づく補正データが記憶されている。副走査方向の位置の基準となる面発光素子アレイチップ1の発光素子列に対し、他の面発光素子アレイチップ2〜29の各発光素子列が副走査方向に2400dpi相当で何画素ずれて駆動基板202に実装されているかを示す補正データが記憶されている。測定データは、駆動基板202に面発光素子アレイチップ2〜29を実装した後、測定装置によって各面発光素子アレイチップの発光素子を点灯させ、その受光結果に基づいて計測される。CPU400は、画像形成装置の電源がONされたことに応じてメモリ420から読み出した補正データをチップデータシフト部404の内部レジスタに設定する。チップデータシフト部404は、内部レジスタに設定された補正データに基づいてメモリ501〜529に記憶された同一ラインを形成するためのラインデータのシフト処理を行う。例えば、面発光素子アレイチップ1の発光素子列に対して面発光素子アレイチップ2の発光素子列が2400dpi相当で副走査方向に8画素ずれて駆動基板に実装されている場合には、チップデータシフト部404は、次のような処理を行う。すなわち、チップデータシフト部404は、駆動基板202への面発光素子アレイチップ1に対応するラインデータの出力タイミングに対して、同一ラインをなす面発光素子アレイチップ2に対応するラインデータの出力タイミングが8画素分遅延させる。そのため、チップデータシフト部404は、面発光素子アレイチップ1に対応するラインデータに対して、面発光素子アレイチップ2に対応する全ラインデータをシフトさせる。   The memory 420 (ROM) shown in FIG. 4 has a correction calculated from the relative positional relationship in the sub-scanning direction of each light emitting element array of the surface light emitting element array chips 1 to 29 mounted in a staggered manner on the drive substrate 202. Data is stored. For example, the memory 420 stores correction data based on the following measurement data. The light emitting element rows of the other surface light emitting element array chips 2 to 29 are shifted by a number of pixels corresponding to 2400 dpi in the sub scanning direction with respect to the light emitting element rows of the surface light emitting element array chip 1 serving as a reference in the sub scanning direction. Correction data indicating whether the device is mounted on the substrate 202 is stored. The measurement data is obtained by mounting the surface light emitting element array chips 2 to 29 on the drive substrate 202, lighting the light emitting elements of each surface light emitting element array chip by a measuring device, and measuring the light receiving result. The CPU 400 sets the correction data read from the memory 420 in the internal register of the chip data shift unit 404 in response to the power of the image forming apparatus being turned on. The chip data shift unit 404 shifts line data for forming the same line stored in the memories 501 to 529 based on the correction data set in the internal register. For example, when the light emitting element array of the surface light emitting element array chip 2 is mounted on the driving board with a displacement of 8 pixels in the sub-scanning direction corresponding to 2400 dpi with respect to the light emitting element array of the surface light emitting element array chip 1, The shift unit 404 performs the following processing. That is, the chip data shift unit 404 determines the output timing of the line data corresponding to the surface light emitting element array chip 2 on the same line as the output timing of the line data corresponding to the surface light emitting element array chip 1 to the drive substrate 202. Delays by eight pixels. Therefore, the chip data shift unit 404 shifts all line data corresponding to the surface light emitting element array chip 2 with respect to line data corresponding to the surface light emitting element array chip 1.

(データ送信部)
送信手段であるデータ送信部405は、露光ヘッド106の駆動基板202に対して、上述した一連のラインデータに対するデータ処理を実行した後のラインデータを送信する。前述した図5(b)を参照して、画像データの送信タイミングについて説明する。図3(a)に示すように、面発光素子アレイチップのうち、奇数番目の面発光素子アレイチップ1、3、5、・・・29は、副走査方向の上流側に配置され、偶数番目の面発光素子アレイチップ2、4、6、・・・28は、副走査方向の下流側に配置されている。図5(b)に示すタイムチャートでは、奇数番目の面発光素子アレイチップ1、・・・29に対応するメモリ501、・・・メモリ529への画像データの書き込みは、最初のLine同期信号の期間(図中、TL1)で行われる。そして、次のLine同期信号の期間(図中、TL2)で、奇数番目の面発光素子アレイチップ1、・・・29に対応するメモリ501、・・・メモリ529から、副走査方向1ライン目のデータの読み出しが行われる。同様に、更に次のLine同期信号の期間では、奇数番目の面発光素子アレイチップ1、・・・29に対応するメモリ501、・・・メモリ529から、副走査方向2ライン目のデータの読み出しが行われる。そして、10番目のLine同期信号の期間(図中、TL10)で、奇数番目の面発光素子アレイチップ1、・・・29に対応するメモリ501、・・・メモリ529から、副走査方向9ライン目のデータの読み出しが行われる。また、偶数番目の面発光素子アレイチップ2に対応するメモリ502は、メモリ502への画像データの書き込みが行われた期間TL1から、Line同期信号9パルス後の期間(図中、TL10)で、メモリ502から画像データの読み出しが行われる。
(Data transmission section)
The data transmission unit 405, which is a transmission unit, transmits the line data after performing the data processing on the series of line data described above to the drive substrate 202 of the exposure head 106. The transmission timing of the image data will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3A, among the surface light-emitting element array chips, the odd-numbered surface light-emitting element array chips 1, 3, 5,... 29 are arranged on the upstream side in the sub-scanning direction. Are disposed on the downstream side in the sub-scanning direction. In the time chart shown in FIG. 5B, writing of image data to the memories 501,... 529 corresponding to the odd-numbered surface light emitting element array chips 1,. It is performed in a period (TL1 in the figure). In the next line synchronization signal period (TL2 in the figure), the first line in the sub-scanning direction from the memories 501,... 529 corresponding to the odd-numbered surface emitting element array chips 1,. Is read. Similarly, in the period of the next Line synchronization signal, the data of the second line in the sub-scanning direction is read out from the memories 501, 529 corresponding to the odd-numbered surface light emitting element array chips 1,. Is performed. In the period of the tenth Line synchronization signal (TL10 in the figure), nine lines from the memories 501,... 529 corresponding to the odd-numbered surface emitting element array chips 1,. The reading of the eye data is performed. In addition, the memory 502 corresponding to the even-numbered surface light emitting element array chip 2 has a period (TL10 in the figure) from a period TL1 in which image data is written to the memory 502 to a period after 9 pulses of the Line synchronization signal. Image data is read from the memory 502.

データ送信部405は、チップデータシフト部404によって処理されたラインデータを駆動基板202に送信する。データ送信部405は、発振器の代わりに、入力されるLine同期信号を変調してLine同期信号よりも高周波のクロック信号を生成する周波数変調回路を備えている。また、データ送信部405は、周波数変調回路の代わりにLine同期信号よりも高周波のクロック信号を生成する発振器を内蔵していても良い。本実施例では、Line同期信号の1周期内でカウント値が59,856(1ラインの画素データ数の2倍の数)以上になるように、クロック信号(図5(b)のCLK)の周波数を定めている。これにより、Line同期信号の1周期内で、ラインメモリ500への画像データの入力(書き込み)、及びラインメモリ500からメモリ501〜529への画像データの出力(書き込み)が可能となる。   The data transmission unit 405 transmits the line data processed by the chip data shift unit 404 to the drive substrate 202. The data transmission unit 405 includes, instead of the oscillator, a frequency modulation circuit that modulates an input Line synchronization signal and generates a clock signal having a higher frequency than the Line synchronization signal. Further, the data transmission unit 405 may include an oscillator that generates a clock signal having a higher frequency than the Line synchronization signal instead of the frequency modulation circuit. In the present embodiment, the clock signal (CLK of FIG. 5B) is set so that the count value becomes 59,856 (twice the number of pixel data in one line) or more within one cycle of the Line synchronization signal. Determines the frequency. This allows input (write) of image data to the line memory 500 and output (write) of image data from the line memory 500 to the memories 501 to 529 within one cycle of the Line synchronization signal.

一方、メモリ501〜529からのデータの読み出しは、Line同期信号の1周期の期間内に、29個のメモリ501〜529から各面発光素子アレイチップに対応する、主走査方向1ライン分の画像データをパラレルに出力する。そのため、メモリ501〜529からの画像データの読み出し速度は、メモリへの書き込み速度に対して、低速で読み出してもよい。例えば、本実施例では、メモリ501〜529への画像データの書き込み時のクロック信号の周期の58倍の長い周期で、メモリ501〜529から画像データを読み出すものとする。   On the other hand, the reading of data from the memories 501 to 529 is performed within one period of the line synchronization signal by the image of one line in the main scanning direction corresponding to each surface light emitting element array chip from the 29 memories 501 to 529. Output data in parallel. Therefore, the reading speed of the image data from the memories 501 to 529 may be lower than the writing speed to the memory. For example, in the present embodiment, it is assumed that the image data is read from the memories 501 to 529 at a cycle that is 58 times longer than the cycle of the clock signal at the time of writing the image data to the memories 501 to 529.

[制御基板と駆動基板とのインターフェイス]
図6は、制御基板415のデータ送信部405への入力信号と、制御基板415と駆動基板202間で送受信されるシリアル信号であるインターフェイス信号を説明するタイミングチャートである。図6は、主走査方向の1ライン分の走査期間を示すLine同期信号の1周期の間に、データ送信部405には、メモリ501〜529に格納された518個の画像データが入力される。本実施例では、インターフェイス信号は、画像データ2400dpiの1ビット(0,1の2値を表示可能)で、29チップ分の面発光素子アレイチップの画像データを転送するものとする。また、省スペース化及び低コスト化を実現するためには、インターフェイス信号を送信するための、制御基板415と駆動基板202間の配線数を可能な限り少なくする必要がある。そこで、データ送信部405では、29チップ分の画像データをパラレル−シリアル変換し、6つの信号ライン(通信路)に重畳して送信する。ここで、6つの信号ラインとは、面発光素子アレイチップ1〜5、6〜10、11〜15、16〜20、21〜25、26〜29の画像データを送信するように対応付けされた信号ラインである。図6において、駆動基板202の駆動部303aに送信されるデータ送信部405からの出力信号は、上から順に面発光素子アレイチップ1〜5、6〜10、11〜15に送信される画像データを示す。同様に、駆動基板202の駆動部303bに送信されるデータ送信部405からの出力信号は、上から順に面発光素子アレイチップ16〜20、21〜25、26〜29に送信される画像データを示す。そして、露光ヘッド106側の駆動基板202の駆動部303aのデータ受信部407では、6つの信号ラインを介して受信した画像データをシリアル−パラレル変換することで、各面発光素子アレイチップに対応した元の画像データを復元する構成としている。
[Interface between control board and drive board]
FIG. 6 is a timing chart illustrating an input signal to the data transmission unit 405 of the control board 415 and an interface signal which is a serial signal transmitted and received between the control board 415 and the drive board 202. FIG. 6 illustrates that 518 pieces of image data stored in the memories 501 to 529 are input to the data transmission unit 405 during one cycle of a Line synchronization signal indicating a scanning period for one line in the main scanning direction. . In this embodiment, the interface signal is one bit of image data 2400 dpi (a binary value of 0 and 1 can be displayed) and transfers the image data of the surface emitting element array chip for 29 chips. Further, in order to realize space saving and cost reduction, it is necessary to reduce the number of wires between the control board 415 and the drive board 202 for transmitting interface signals as much as possible. Therefore, the data transmission unit 405 performs parallel-to-serial conversion of the image data of 29 chips, and superimposes and transmits the image data on six signal lines (communication paths). Here, the six signal lines are associated with the surface light emitting element array chips 1 to 5, 6 to 10, 11 to 15, 16 to 20, 21 to 25, and 26 to 29 so as to transmit image data. This is a signal line. In FIG. 6, the output signal from the data transmitting unit 405 transmitted to the driving unit 303a of the driving substrate 202 is the image data transmitted to the surface light emitting element array chips 1 to 5, 6 to 10, 11 to 15 in order from the top. Is shown. Similarly, the output signal from the data transmitting unit 405 transmitted to the driving unit 303b of the driving substrate 202 is the image signal transmitted to the surface light emitting element array chips 16 to 20, 21 to 25, and 26 to 29 in order from the top. Show. The data receiving unit 407 of the driving unit 303a of the driving substrate 202 on the side of the exposure head 106 performs serial-parallel conversion of the image data received via the six signal lines to correspond to each surface light emitting element array chip. The configuration is such that the original image data is restored.

図6中の各チップに対応した信号データ名は、M_Nで表している。Mは面発光素子アレイチップのチップ番号(1〜29)を示しており、Nは面発光素子アレイチップ1チップ内の画像データ数(1〜518)を示している。なお、信号データ名がempは、該当する面発光素子アレイチップが未使用(未実装)を表している。データ送信部405では、1チップ内の面発光素子数516に対して、前述したチップデータ変換部403での処理により隣接する面発光素子アレイチップの端部の発光素子の画像データを加えた518画素分のデータを1チップ分として送信する。画像データの送信は、同期信号生成部406で生成されたLine同期信号に同期して、各面発光素子アレイの1画素目から順に、データ送信を行う。データ送信部405は、29個の面発光素子アレイチップに対応した画像データを6つの信号ラインに振り分けるため、パラレル−シリアル変換回路を有している。パラレル−シリアル変換回路は、5個分の面発光素子アレイチップの画像データ(パラレルデータ)を同じ信号ラインを介して送信されるシリアル信号に変換する。パラレル−シリアル変換回路により、データ送信部405とデータ受信部407との間では、6本の信号ラインで画像データの通信が可能となる。画像データをパラレル−シリアル変換し、シリアル通信を行うことにより、データ送信部405とデータ受信部407との間の配線数を少なくすることができる一方、画像データを送信するインターフェイス信号の転送速度が高速化する。   The signal data name corresponding to each chip in FIG. 6 is represented by M_N. M indicates the chip number (1 to 29) of the surface light emitting element array chip, and N indicates the number of image data (1 to 518) in one chip of the surface light emitting element array chip. Note that the signal data name “emp” indicates that the corresponding surface light emitting element array chip is not used (not mounted). The data transmission unit 405 adds the image data of the light emitting element at the end of the adjacent surface light emitting element array chip to the number 516 of surface light emitting elements in one chip by the processing in the chip data conversion unit 403 described above 518. Pixel data is transmitted as one chip. The image data is transmitted in synchronization with the Line synchronization signal generated by the synchronization signal generation unit 406, in order from the first pixel of each surface light emitting element array. The data transmission unit 405 has a parallel-serial conversion circuit for distributing image data corresponding to 29 surface light emitting element array chips to six signal lines. The parallel-serial conversion circuit converts the image data (parallel data) of the five surface emitting element array chips into a serial signal transmitted through the same signal line. The parallel-serial conversion circuit enables communication of image data between the data transmission unit 405 and the data reception unit 407 by using six signal lines. By performing parallel-serial conversion of image data and performing serial communication, the number of wires between the data transmission unit 405 and the data reception unit 407 can be reduced, while the transfer speed of an interface signal for transmitting image data is reduced. Speed up.

本実施例では、各画素の階調数1ビット、1ライン周期TLが100μs、面発光素子アレイチップ1〜29の面発光素子数が14,964素子(1200dpiで画像幅約316mm)、チップ数が29チップである。前述した(式1)を用いて、データ送信部405への入力信号の周波数を算出すると、算出される周波数は約5MHzとなる。更に、データ送信部405とデータ受信部407との間の画像データを送信する配線数が6ラインだとすると、(式1)より、データ送信部405へのインターフェイス信号の周波数は約25MHzとなる。また、階調度を向上させるため、各画素の階調数を示すビット数を増加していくと、出力信号の周波数は階調数が1ビットの場合の周波数に、階調数を示すビット数を掛けた周波数となり、更に高速化する。そのため、本実施例では、階調性を向上させるために、画像データの多ビット化の処理は、データ受信部407以降、すなわち露光ヘッド106の駆動基板202内部で行うものとする。なお、本実施例でのデータ送信部405へのインターフェイス信号の周波数は約25MHzであり、前述した放射ノイズ対策のための部品が必要な周波数ではない。そのため、制御基板415と駆動基板202間で、データ送受信のための配線数を削減するために、パラレル−シリアル変換を行うことによるコストアップは生じない。   In this embodiment, the number of gradations of each pixel is 1 bit, the line period TL is 100 μs, the number of surface light emitting elements of the surface light emitting element array chips 1 to 29 is 14,964 (image width is about 316 mm at 1200 dpi), and the number of chips is Is 29 chips. When the frequency of the input signal to the data transmission unit 405 is calculated using (Equation 1) described above, the calculated frequency is about 5 MHz. Further, assuming that the number of wiring lines for transmitting image data between the data transmitting unit 405 and the data receiving unit 407 is six, the frequency of the interface signal to the data transmitting unit 405 is about 25 MHz from (Equation 1). When the number of bits indicating the number of gradations of each pixel is increased in order to improve the gradation, the frequency of the output signal becomes the frequency when the number of gradations is 1 bit, and the number of bits indicating the number of gradations. Multiplied by, and the speed is further increased. Therefore, in the present embodiment, in order to improve the gradation, the process of increasing the number of bits of the image data is performed after the data receiving unit 407, that is, inside the driving substrate 202 of the exposure head 106. Note that the frequency of the interface signal to the data transmission unit 405 in this embodiment is about 25 MHz, which is not a frequency that requires the above-described components for radiation noise suppression. Therefore, there is no increase in cost due to performing parallel-serial conversion in order to reduce the number of wires for transmitting and receiving data between the control board 415 and the drive board 202.

[露光ヘッドの駆動基板の構成]
次に、露光ヘッド106の駆動基板202に実装された駆動部303a内部の処理について説明する。駆動部303aは、データ受信部407、フィルタ処理部408、LUT410、PWM信号生成部411、タイミング制御部412、制御信号生成部413、駆動電圧生成部414の機能ブロックから構成されている。以下、駆動部303aでの画像データが処理される順に各機能ブロックの処理について説明する。
[Configuration of exposure head drive substrate]
Next, processing inside the driving unit 303a mounted on the driving substrate 202 of the exposure head 106 will be described. The drive unit 303a includes functional blocks of a data reception unit 407, a filter processing unit 408, an LUT 410, a PWM signal generation unit 411, a timing control unit 412, a control signal generation unit 413, and a drive voltage generation unit 414. Hereinafter, processing of each functional block will be described in the order in which the image data is processed in the driving unit 303a.

(データ受信部)
受信手段である駆動部303aのデータ受信部407は、5個分の面発光素子アレイチップの画像データ(シリアルデータ)を5つの面発光素子アレイチップ毎のパラレル信号に変換するシリアル−パラレル変換回路を有している。データ受信部407は、データ送信部405から送信されたシリアル信号で構成されるインターフェイス信号を受信する。そして、データ受信部407は、シリアル−パラレル変換回路により、受信したインターフェイス信号(シリアルデータ)を面発光素子アレイチップ(1〜15)毎の画像データ列にパラレル変換する。なお、駆動部303aの以降の処理ブロックは、面発光素子アレイチップ1〜15の15チップ分の画像データを並列処理する構成となっている。
(Data receiving unit)
The data receiving unit 407 of the driving unit 303a as a receiving unit is a serial-parallel conversion circuit that converts image data (serial data) of five surface light emitting element array chips into parallel signals for each of the five surface light emitting element array chips. have. Data receiving section 407 receives an interface signal composed of a serial signal transmitted from data transmitting section 405. Then, the data receiving unit 407 performs parallel conversion of the received interface signal (serial data) into an image data sequence for each of the surface light emitting element array chips (1 to 15) by a serial-parallel conversion circuit. The processing blocks subsequent to the driving unit 303a are configured to process image data for 15 chips of the surface light emitting element array chips 1 to 15 in parallel.

(フィルタ処理部)
変換手段であるフィルタ処理部408では、面発光素子アレイチップ毎の画像データに対して、主走査方向のフィルタ処理による補間処理を行い、主走査方向の解像度を2400dpiから1200dpiに変換する。図7は、フィルタ処理部408でのフィルタ処理の様子を説明する図である。図7において、D1〜D9は、面発光素子アレイチップの画像データ(2400dpiの入力データ)を示す。ここで、画像データD1〜D8は、該当の面発光素子アレイチップの画像データであり、画像データD9は、前述した隣接する面発光素子アレイチップの最端部の画素データである。D1’〜D4’は、フィルタ処理部408のフィルタ処理を行った後の画像データ(1200dpiの出力データ)を示している。出力データの解像度(1200dpi)は、入力データの解像度(2400dpi)の2分の1であり、各画素の画像データの算出式は、以下の(式1)で表される。
Dn’=D(2×n−1)×K2+D(2×n)×K1+D(2×n+1)×K2・・・(式2)
ここで、nは、各面発光素子アレイチップ内部の面発光素子数516に対応し、発光素子の点灯順番に基づき、n=1〜516の順で逐次、各発光素子での画像データの演算が行われる。第1の係数であるK1は、出力データと、主走査方向の同じ座標位置となる入力データに対する重み係数である。第2の係数であるK2は、出力データに対して主走査方向に2分の1画素分ずれた座標の入力データに対する重み係数である。本実施例では、K1=0.5、K2=0.25の値で補間演算(フィルタ処理)を行うこととしているが、本実施例と異なる重み係数を用いてもよい。本実施例では、重み係数K2を0より大きい値とすることで、出力データの解像度(1200dpi)よりも高い解像度(2400dpi)で生成された画像データの情報を出力データに反映することができる。具体的には、制御基板415の画像データ生成部401から露光ヘッド106のデータ受信部407までの処理は、主走査方向の画像位置移動を2400dpiで行い、後段のフィルタ処理部408では画像データの解像度を1200dpiに変換する。これにより、2400dpi単位での画像移動精度を維持した状態で、1200dpiの画像を生成することが可能となる。
(Filter processing section)
The filter processing unit 408, which is a conversion unit, performs interpolation processing by filter processing in the main scanning direction on image data for each surface light emitting element array chip, and converts the resolution in the main scanning direction from 2400 dpi to 1200 dpi. FIG. 7 is a diagram illustrating a state of the filter processing in the filter processing unit 408. In FIG. 7, D1 to D9 indicate image data (input data of 2400 dpi) of the surface light emitting element array chip. Here, the image data D1 to D8 are the image data of the corresponding surface light emitting element array chip, and the image data D9 is the pixel data at the end of the adjacent surface light emitting element array chip. D1 ′ to D4 ′ indicate image data (1200 dpi output data) after the filter processing by the filter processing unit 408. The resolution (1200 dpi) of the output data is one half of the resolution (2400 dpi) of the input data, and the calculation formula of the image data of each pixel is represented by the following (Formula 1).
Dn ′ = D (2 × n−1) × K2 + D (2 × n) × K1 + D (2 × n + 1) × K2 (Equation 2)
Here, n corresponds to the number 516 of the surface light emitting elements inside each surface light emitting element array chip, and based on the lighting order of the light emitting elements, the calculation of the image data in each light emitting element sequentially in the order of n = 1 to 516. Is performed. K1 which is the first coefficient is a weight coefficient for the output data and the input data at the same coordinate position in the main scanning direction. K2, which is the second coefficient, is a weighting coefficient for input data whose coordinates are shifted by a half pixel in the main scanning direction with respect to output data. In the present embodiment, the interpolation calculation (filter processing) is performed with the values of K1 = 0.5 and K2 = 0.25, but a different weighting coefficient from that of the present embodiment may be used. In this embodiment, by setting the weight coefficient K2 to a value larger than 0, information of image data generated at a resolution (2400 dpi) higher than the resolution (1200 dpi) of the output data can be reflected on the output data. More specifically, the processing from the image data generation unit 401 of the control board 415 to the data reception unit 407 of the exposure head 106 is performed by moving the image position in the main scanning direction at 2400 dpi. Convert the resolution to 1200 dpi. This makes it possible to generate a 1200 dpi image while maintaining the image movement accuracy in units of 2400 dpi.

図8は、フィルタ処理前後での画像データのシフト、及びフィルタ処理による画像データの変化について説明する図である。図8(a)は、制御基板415の画像データ生成部401で、面発光素子アレイチップ1、2、3のディザリング処理をした後の2400dpiの画像データを示す図である。図8(a)において、画像データは黒・白の2階調で示している。また、図8(a)の縦軸は副走査方向を示し、m〜m+3は副走査方向のラインを示す。また、図8(a)の横軸は主走査方向を示し、1、2〜n−1、nは、面発光素子アレイチップ中の発光素子の2400dpiでの配列順番を示す。図8(b)は、図8(a)に示す画像データを制御基板415のラインデータシフト部402、チップデータシフト部404により、2400dpi単位で画像データをシフトさせた後の画像データを示す図である。図8(b)は説明を簡便にするために、図8(a)に示す画像データを主走査方向の左方向に1画素分、画像をシフトし、面発光素子アレイチップ1に対応する画像データをアレイチップ単位で副走査方向の下方向に1画素分、画像をシフトさせた例を示している。   FIG. 8 is a diagram illustrating a shift of image data before and after filter processing and a change in image data due to filter processing. FIG. 8A is a diagram illustrating 2400 dpi image data after the surface light emitting element array chips 1, 2, and 3 have been subjected to dithering processing by the image data generation unit 401 of the control board 415. In FIG. 8A, the image data is represented by two gradations of black and white. The vertical axis in FIG. 8A indicates the sub-scanning direction, and m to m + 3 indicate lines in the sub-scanning direction. The horizontal axis in FIG. 8A indicates the main scanning direction, and 1, 2 to n−1, and n indicate the arrangement order of the light emitting elements in the surface light emitting element array chip at 2400 dpi. FIG. 8B is a diagram showing image data after the image data shown in FIG. 8A has been shifted in units of 2400 dpi by the line data shift unit 402 and the chip data shift unit 404 of the control board 415. It is. FIG. 8B shows an example in which the image data shown in FIG. 8A is shifted by one pixel to the left in the main scanning direction to simplify the description, and an image corresponding to the surface light emitting element array chip 1 is obtained. An example is shown in which data is shifted by one pixel downward in the sub-scanning direction in array chip units.

図8(c)は、図8(b)で主走査方向、副走査方向にシフトさせた画像に対して、駆動基板202の駆動部303aのフィルタ処理部408により、主走査方向の画像データを2400dpiから1200dpiに解像度変換した後の画像データを示す。なお、横軸方向の1’、2’、・・・、n/2−1、nは、1200dpiに解像度変換した後の面発光素子アレイチップの発光素子の配列順番を示す。また、図8(c)の解像度変換後の各画素(1200dpi)の主走査方向の大きさは、図8(b)に示す1画素(2400dpi)の2倍の大きさとなる。更に、各画素の位置は、図8(b)の半画素分、右側にずれた位置(主走査方向に半画素分進んだ位置)となるが、解像度変換の前後で、画像の重心位置は変わらない。例えば、図8(c)の解像度変換後の面発光素子アレイチップ1の画素1’の大きさ及び位置は、図8(b)の解像度変換前の面発光素子アレイチップ1の画素位置1の画素の半分と、画素位置2の画素と、画素位置3の画素の半分を加えた大きさ及び位置となる。同様に、図8(c)の解像度変換後の面発光素子アレイチップ1の画素2’の大きさ及び位置は、図8(b)の解像度変換前の面発光素子アレイチップ1の画素位置3の画素の半分と画素位置4の画素と画素位置5の画素の半分を加えた大きさ及び位置となる。   FIG. 8C shows the image data in the main scanning direction by the filter processing unit 408 of the driving unit 303a of the driving substrate 202 with respect to the image shifted in the main scanning direction and the sub-scanning direction in FIG. The image data after resolution conversion from 2400 dpi to 1200 dpi is shown. .., N / 2-1, n in the horizontal axis direction indicate the arrangement order of the light emitting elements of the surface light emitting element array chip after resolution conversion to 1200 dpi. The size in the main scanning direction of each pixel (1200 dpi) after resolution conversion in FIG. 8C is twice as large as one pixel (2400 dpi) shown in FIG. 8B. Further, the position of each pixel is a position shifted to the right by a half pixel in FIG. 8B (a position advanced by a half pixel in the main scanning direction), but before and after resolution conversion, the center of gravity of the image is does not change. For example, the size and position of the pixel 1 ′ of the surface emitting element array chip 1 after the resolution conversion in FIG. 8C are the same as the pixel position 1 of the surface light emitting element array chip 1 before the resolution conversion in FIG. The size and position are obtained by adding half of the pixel, the pixel at pixel position 2, and half of the pixel at pixel position 3. Similarly, the size and the position of the pixel 2 ′ of the surface emitting element array chip 1 after the resolution conversion in FIG. 8C are the same as the pixel position 3 of the surface light emitting element array chip 1 before the resolution conversion in FIG. Of the pixel at the pixel position 4, and the half of the pixel at the pixel position 5 are added in size and position.

また、図8(c)の解像度変換後の面発光素子アレイチップ1の画素(n/2−1)の大きさ及び位置は、次のようになる。すなわち、図8(b)の解像度変換前の面発光素子アレイチップ1の画素位置(n−3)の画素の半分と、画素位置(n−2)の画素と、画素位置(n−1)の画素の半分を加えた大きさ及び位置となる。同様に、図8(c)の解像度変換後の面発光素子アレイチップ1の画素(n/2)の大きさ及び位置は、次のようになる。すなわち、図8(b)の解像度変換前の面発光素子アレイチップ1の画素位置(n−1)の画素の半分と、画素位置(n)の画素と、隣接する面発光素子アレイチップ2の画素位置1の画素の半分を加えた大きさ及び位置となる。なお、図8(c)の各画素中の数字は、各画素の濃度値を示している。本実施例では、解像度変換後は階調数8bitで処理されるものとする。図中、黒部分の濃度値を100%、白部分(図中に表示されていない枠部も含む)の濃度値を0%とすると、各画素の濃度値を上述した(式1)より算出すると、濃度値は0%、25%、50%、75%、100%の5つの値で表現される。1つの画素の濃度値を5つの値で表現するためには、階調度は、3ビット必要となる。解像度変換後の1画素の階調数を3ビット以上で処理することで、濃度段差が生じない滑らかな処理が可能となる。解像度変換の処理では、制御基板415から送信される、解像度2400dpiの1ビットで主走査方向2画素分のデータ(合計2ビット)が、解像度1200dpiの3ビットデータに変換される。そのため、フィルタ処理部408以降の画像データのバス幅(ビット数)は1.5倍(=3ビット/2ビット)となる。   Further, the size and position of the pixel (n / 2-1) of the surface emitting element array chip 1 after resolution conversion in FIG. 8C are as follows. That is, half of the pixel at the pixel position (n-3), the pixel at the pixel position (n-2), and the pixel position (n-1) of the surface light emitting element array chip 1 before the resolution conversion in FIG. The size and the position are obtained by adding half of the pixel of. Similarly, the size and the position of the pixel (n / 2) of the surface emitting element array chip 1 after the resolution conversion in FIG. 8C are as follows. That is, half of the pixel at the pixel position (n−1) of the surface light emitting element array chip 1 before resolution conversion in FIG. 8B, the pixel at the pixel position (n), and the adjacent surface light emitting element array chip 2 The size and position are obtained by adding half of the pixel at pixel position 1. The number in each pixel in FIG. 8C indicates the density value of each pixel. In this embodiment, it is assumed that after the resolution conversion, processing is performed with the number of gradations of 8 bits. In the drawing, assuming that the density value of the black portion is 100% and the density value of the white portion (including the frame portion not shown in the drawing) is 0%, the density value of each pixel is calculated from the above (Equation 1). Then, the density value is expressed by five values of 0%, 25%, 50%, 75%, and 100%. In order to express the density value of one pixel with five values, the gradation needs three bits. By processing the number of gradations of one pixel after resolution conversion with 3 bits or more, smooth processing without density steps can be performed. In the resolution conversion process, 1-bit data of 2400 dpi resolution and data of 2 pixels in the main scanning direction (total of 2 bits) transmitted from the control board 415 are converted into 3-bit data of 1200 dpi resolution. Therefore, the bus width (the number of bits) of the image data after the filter processing unit 408 becomes 1.5 times (= 3 bits / 2 bits).

例えば、図8(c)の(m+3)行の面発光素子アレイチップ1の画素1’の濃度値は、(式1)と図8(b)における画素の濃度を用いて、次のように算出される。すなわち、画素1’の濃度値=画素1の濃度(1)×K2(0.25)+画素2の濃度(1)×K1(0.5)+画素3の濃度(0)×K2(0.25)=0.75(75%)となる。同様に、図8(c)の(m+3)行の面発光素子アレイチップ1の画素2’の濃度値は、(式1)と図8(b)における画素の濃度を用いて、次のようになる。すなわち、画素2’の濃度値=画素3の濃度(0)×K2(0.25)+画素4の濃度(0)×K1(0.5)+画素5の濃度(0)×K2(0.25)=0(0%)となる。また、図8(c)の(m+3)行の面発光素子アレイチップ1の画素(n/2)の濃度値は、(式1)と図8(b)における画素の濃度を用いて、次のようになる。すなわち、画素(n/2)の濃度値=画素(n−1)の濃度(1)×K1(0.25)+画素(n)の濃度(1)×K1(0.5)+面発光素子アレイチップ2の画素1の濃度(0)×K2(0.25)=0.751(75%)となる。   For example, the density value of the pixel 1 ′ of the surface light emitting element array chip 1 in the (m + 3) row in FIG. 8C is calculated as follows by using (Equation 1) and the pixel density in FIG. Is calculated. That is, the density value of the pixel 1 '= the density of the pixel 1 (1) × K2 (0.25) + the density of the pixel 2 (1) × K1 (0.5) + the density of the pixel 3 (0) × K2 (0 .25) = 0.75 (75%). Similarly, the density value of the pixel 2 ′ of the surface emitting element array chip 1 in the (m + 3) row in FIG. 8C is calculated as follows using the expression 1 and the pixel density in FIG. become. That is, the density value of the pixel 2 ′ = the density (0) of the pixel 3 × K2 (0.25) + the density (0) of the pixel 4 × K1 (0.5) + the density of the pixel 5 (0) × K2 (0 .25) = 0 (0%). Further, the density value of the pixel (n / 2) of the surface emitting element array chip 1 in the (m + 3) row in FIG. 8C is calculated by using (Equation 1) and the pixel density in FIG. become that way. That is, the density value of the pixel (n / 2) = the density (1) of the pixel (n-1) × K1 (0.25) + the density of the pixel (n) (1) × K1 (0.5) + surface light emission The density (0) × K2 (0.25) of the pixel 1 of the element array chip 2 is 0.751 (75%).

また、フィルタ処理を行う際に、面発光素子アレイチップの端部の画素の処理を行う場合、隣接する面発光素子アレイチップの画素データがないと、画像が欠落し画像不良を発生させる。そのため、前述したように制御基板415のチップデータ変換部403で、隣接する面発光素子アレイチップの端部側の画素データを加えて、画像データを配列しておくことで、画像の欠落のないフィルタ処理を行うことができる。   In addition, in performing the filtering process, when processing the pixel at the end of the surface emitting element array chip, if there is no pixel data of the adjacent surface emitting element array chip, an image is lost and an image defect occurs. Therefore, as described above, the chip data conversion unit 403 of the control board 415 adds the pixel data on the end side of the adjacent surface light emitting element array chip and arranges the image data so that the image is not lost. Filter processing can be performed.

(LUT)
光量補正手段であるLUT410は、画素毎のデータ値(濃度データ値)をルックアップテーブル(Look Up Table)を用いて、光量値データへの変換を行う。前述したように、フィルタ処理部408による解像度変換処理後のデータは、1画素内で、0%、25%、50%、75%、100%の光量で切替えを行う1画素3ビットで構成される画像データ(濃度データ)である。そのため、LUT410には1画素が3ビットの画像データが入力される。3ビットの画像データに対して、LUT410では発光時間の調整を行うためのデータ変換を行う。面発光素子のパルス応答特性は、駆動条件によりバラツキが生じることがあり、生じたバラツキにより画像不良を引き起こすことがある。そこで、LUT410の処理では、1画素内を多値でパルス幅制御する際に、面発光素子を発光させたときの積算光量(露光条件)が所定の値となるように画像データ値(濃度データ値)の変換を行う。例えば、面発光素子のパルス応答が遅く積算光量が目標値より小さい場合は、LUT410は濃度データ値が増えるように変換を行い、目標の露光量(発光量)となるように調整する。
(LUT)
The LUT 410, which is a light amount correction unit, converts a data value (density data value) for each pixel into light amount value data using a look-up table (Look Up Table). As described above, the data after the resolution conversion processing by the filter processing unit 408 is composed of 3 bits per pixel which performs switching at 0%, 25%, 50%, 75%, and 100% light intensity within one pixel. Image data (density data). Therefore, the LUT 410 receives image data of one pixel having three bits. The LUT 410 performs data conversion on the 3-bit image data to adjust the light emission time. The pulse response characteristics of the surface emitting element may vary depending on driving conditions, and the resulting variation may cause an image defect. Therefore, in the processing of the LUT 410, when performing pulse width control in one pixel with multiple values, the image data value (density data) is set so that the integrated light amount (exposure condition) when the surface light emitting element emits light becomes a predetermined value. Value). For example, when the pulse response of the surface emitting element is slow and the integrated light amount is smaller than the target value, the LUT 410 performs conversion so as to increase the density data value, and adjusts the target light amount (light emission amount).

更に本実施例においては、ルックアップテーブルに設定される変換テーブルの値は、面発光素子(発光サイリスタ)の駆動電圧の設定値と、面発光素子の近傍に設置されたサーミスタ421の温度検知結果とに基づいて切り換えられる構成を有している。また、変換テーブルの値の切り換えは、画像形成が開始される前のタイミングで行われる。ここで、発光サイリスタの駆動電圧と温度の特性について説明する。一般に、発光サイリスタは、アノード端子−カソード端子間に電圧が印加されてから、サイリスタがオンし発光が開始されるまでに遅延時間が生じる。この遅延時間は、アノード端子−カソード端子間に印加される駆動電圧により、バラツキがあることが知られている。一般に、画像形成装置では、感光ドラム102やトナーの使用時間の経過による劣化に対して、形成される画像の濃度を一定に保つため、露光量を切り換える光量制御を実施する。本実施例では、光量制御をするために制御電圧を切り換える方式を採っているため、制御電圧の切替えにより前述した遅延時間の変動が発生する。   Further, in the present embodiment, the value of the conversion table set in the lookup table includes the set value of the driving voltage of the surface light emitting element (light emitting thyristor) and the temperature detection result of the thermistor 421 installed near the surface light emitting element. The switching is performed based on the following. Switching of the values in the conversion table is performed at a timing before image formation is started. Here, the characteristics of the driving voltage and the temperature of the light emitting thyristor will be described. Generally, a light-emitting thyristor has a delay time from when a voltage is applied between an anode terminal and a cathode terminal to when the thyristor is turned on and light emission is started. It is known that the delay time varies depending on the drive voltage applied between the anode terminal and the cathode terminal. Generally, in the image forming apparatus, in order to keep the density of an image to be formed constant with respect to deterioration of the photosensitive drum 102 and toner over time, a light amount control for switching an exposure amount is performed. In this embodiment, since the control voltage is switched to control the light amount, the switching of the control voltage causes the above-described fluctuation of the delay time.

図9に、本実施例における発光サイリスタの応答特性を説明する図であり、縦軸は積算光量を示し、横軸は後述するPWM信号生成部411で生成するパルス幅信号(以下、PWM信号という)のパルス幅(入力PWM)を示す。図9中のグラフは、駆動電圧の制御値である制御電圧1、2の場合の発光サイリスタの入力パルスに対するパルス応答特性を示している。高光量の出力に制御する制御電圧1の場合では、発光サイリスタが発光を開始する入力パルスの最小パルス幅の閾値(閾値1)が低い。そのため、よりパルス幅の狭い入力パルスに対して、応答が早い。一方、比較的低光量の出力に制御する制御電圧2の場合では、発光サイリスタが発光を開始する最小パルス幅の閾値(閾値2)が閾値1に比べて、高くなっている(大きくなっている)。そのため、制御電圧1の場合に比べて、入力パルスに対して、応答が遅い。このため、最小パルス幅を所定の露光量とするには、制御電圧値に対して最小パルス幅の発光時間を調整する必要がある。本実施例においては、CPU400は、駆動電圧生成部414に制御電圧を設定するとともに、LUT410に制御電圧を通知するものとする。   FIG. 9 is a diagram for explaining the response characteristics of the light emitting thyristor in the present embodiment. The vertical axis indicates the integrated light amount, and the horizontal axis indicates a pulse width signal (hereinafter, referred to as a PWM signal) generated by a PWM signal generation unit 411 described later. ) Indicates the pulse width (input PWM). The graph in FIG. 9 shows the pulse response characteristics of the light emitting thyristor with respect to the input pulse when the control voltages 1 and 2 are the control values of the drive voltage. In the case of the control voltage 1 for controlling the output to a high light quantity, the threshold (threshold 1) of the minimum pulse width of the input pulse at which the light emitting thyristor starts emitting light is low. Therefore, the response is quick to an input pulse having a narrower pulse width. On the other hand, in the case of the control voltage 2 for controlling the output to a relatively low light quantity, the threshold (threshold 2) of the minimum pulse width at which the light emitting thyristor starts emitting light is higher (increased) than the threshold 1. ). Therefore, the response to the input pulse is slower than the case of the control voltage 1. Therefore, in order to set the minimum pulse width to a predetermined exposure amount, it is necessary to adjust the light emission time of the minimum pulse width with respect to the control voltage value. In the present embodiment, the CPU 400 sets the control voltage in the drive voltage generation unit 414 and notifies the LUT 410 of the control voltage.

一方、発光サイリスタは、素子の温度上昇により露光量が低下する特性を有する。図10は、発光サイリスタの常温時と昇温時における入力パルスに対する露光量の違いを説明する図であり、縦軸は積算光量を示し、横軸はPWM信号のパルス幅(入力PWM)を示す。図10より、常温時の場合も昇温時の場合も、発光サイリスタをオンする入力PWMパルスの最小パルス幅(閾値1)は変わらない。しかし、1画素内において入力PWMパルスが最大パルス幅のときの発光サイリスタの露光量が、昇温時では常温時に比較して大きく低下する。このような温度特性を有する場合、画像形成装置内部の自己昇温や周囲の温度環境の変化があると、発光サイリスタの露光量が変動し、その結果、濃度変動が発生してしまう。以上説明した露光制御情報である制御電圧と温度変化による露光量の変動に対して、LUT410では、制御電圧に応じて最小パルス幅の調整値を決定し、サーミスタ421の温度検知結果に応じて最大パルス幅の調整値を決定する。そして、LUT410では、最小パルス幅と最大パルス幅との間を線形補間したデータにより、LUT410の変換テーブルのデータ値を決定する。   On the other hand, the light-emitting thyristor has a characteristic that the exposure amount decreases due to an increase in the temperature of the element. FIG. 10 is a diagram for explaining the difference in the exposure amount with respect to the input pulse when the light emitting thyristor is at normal temperature and when the temperature is raised. The vertical axis indicates the integrated light amount, and the horizontal axis indicates the pulse width (input PWM) of the PWM signal. . As shown in FIG. 10, the minimum pulse width (threshold 1) of the input PWM pulse for turning on the light-emitting thyristor does not change at the time of normal temperature or at the time of temperature rise. However, the exposure amount of the light-emitting thyristor when the input PWM pulse has the maximum pulse width in one pixel greatly decreases at the time of temperature rise as compared with the case of normal temperature. In the case of having such temperature characteristics, if there is a self-heating inside the image forming apparatus or a change in the surrounding temperature environment, the exposure amount of the light emitting thyristor fluctuates, and as a result, the density fluctuates. The LUT 410 determines the adjustment value of the minimum pulse width according to the control voltage and the maximum value according to the temperature detection result of the thermistor 421 in response to the fluctuation of the exposure amount due to the control voltage and the temperature change, which are the exposure control information described above. Determine the pulse width adjustment value. In the LUT 410, the data value of the conversion table of the LUT 410 is determined based on the data obtained by linearly interpolating between the minimum pulse width and the maximum pulse width.

図11は、ルックアップテーブルにより変換される入力データと出力データの関係を説明する図である。横軸は、0%、25%、50%、75%、100%の5つの値で表される入力データ(濃度値)を示し、縦軸は、8ビットの256段階で光量が表される出力データ(PWM信号のパルス幅)を示す。図9に示すように、制御電圧1の場合は、閾値1のパルス幅から発光サイリスタの発光が開始するため、最小パルス幅に対しては、入力データに対して所定のオフセットを加えたデータを出力する。一方、最大パルス幅は、画像形成装置の機内温度の最大値に対して所定の光量が出力されるパルス幅となるように、常温時における最大パルス幅は狭く(小さく)設定され、温度上昇時にパルス幅が太く(大きく)なるように設定される。以上説明したPWM信号のパルス幅による細やかな露光量の調整を行うため、LUT410の出力データ幅(ビット数)は8ビット(256段階)の調整精度でパルス幅調整を行う。本実施例では、面発光素子(発光サイリスタ)は電圧で駆動する方式を例に説明したが、面発光素子(発光サイリスタ)が電流で駆動する方式を用いる構成では、駆動する電流値に応じてLUT410の変換テーブルを決定するようにすればよい。   FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between input data and output data converted by a lookup table. The horizontal axis represents input data (density value) represented by five values of 0%, 25%, 50%, 75%, and 100%, and the vertical axis represents light intensity in 8-bit 256 levels. The output data (pulse width of the PWM signal) is shown. As shown in FIG. 9, in the case of the control voltage 1, since the light emission of the light emitting thyristor starts from the pulse width of the threshold value 1, the data obtained by adding a predetermined offset to the input data with respect to the minimum pulse width. Output. On the other hand, the maximum pulse width at normal temperature is set to be narrow (small) so that a predetermined light amount is output with respect to the maximum value of the internal temperature of the image forming apparatus. The pulse width is set to be large (large). In order to finely adjust the exposure amount based on the pulse width of the PWM signal described above, the output data width (the number of bits) of the LUT 410 is adjusted with an adjustment accuracy of 8 bits (256 steps). In the present embodiment, a method in which the surface light-emitting element (light-emitting thyristor) is driven by a voltage has been described as an example. What is necessary is just to determine the conversion table of the LUT410.

図12は、ルックアップテーブルの一例を示す表を示したものであり、LUT410は図12(a)〜(c)のいずれかの変換表を用いて、1200dpi相当の画素データをPWM信号に変換する。図12に示すルックアップテーブルは、フィルタ処理部408にて変換された1200dpi相当の画素データである画素の濃度値(0%、25%、50%、75%、100%の5つの値)を8ビットのPWMデータに対応付けて、変換する変換表である。図12(a)〜(c)に示す変換表の左側の欄の2進数表示の「000」、「001」、「010」、「011」、「100」は、それぞれ画素の濃度値0%、25%、50%、75%、100%に対応する1200dpi相当の画素データである。また、図12(a)〜(c)に示す変換表のPWMデータは、画素の濃度値に対応する8ビットのデータを示している。PWMデータの「1」は、LEDのオンデータ(発光データ)であり、「0」はオフデータ(非発光データ)である。PWMデータは、後述するΦW1〜ΦW4に相当する。例えば、画素の濃度値0%に対応する「000」に対応するPWMデータは、図12(a)〜(c)のいずれの変換表でも「00000000」となっている。また、画素の濃度値100%に対応する「100」に対応するPWMデータは、図12(a)〜(c)のいずれの変換表でも「11111111」となっている。一方、画素の濃度値25%、50%、75%に対応する「001」、「010」、「011」に対応するPWMデータは、図12(a)〜(c)において、それぞれ異なる8ビットデータとなっている。例えば、画素の濃度値50%の「010」に対応するPWMデータは、図12(a)では「00001111」であり、図12(b)では「11110000」であり、図12(c)では「00111100」となっている。   FIG. 12 shows a table showing an example of the look-up table. The LUT 410 converts pixel data equivalent to 1200 dpi into a PWM signal using any of the conversion tables shown in FIGS. 12 (a) to 12 (c). I do. The look-up table shown in FIG. 12 stores the pixel density values (five values of 0%, 25%, 50%, 75%, and 100%) which are pixel data equivalent to 1200 dpi converted by the filter processing unit 408. It is a conversion table to be converted in association with 8-bit PWM data. The binary numbers “000”, “001”, “010”, “011”, and “100” in the columns on the left side of the conversion tables shown in FIGS. , 25%, 50%, 75%, and 100% corresponding to 1200 dpi. The PWM data in the conversion tables shown in FIGS. 12A to 12C indicate 8-bit data corresponding to pixel density values. “1” of the PWM data is LED on data (light emission data), and “0” is off data (non-light emission data). The PWM data corresponds to ΦW1 to ΦW4 described later. For example, the PWM data corresponding to “000” corresponding to a pixel density value of 0% is “00000000” in any of the conversion tables in FIGS. The PWM data corresponding to “100” corresponding to the pixel density value of 100% is “11111111” in any of the conversion tables in FIGS. 12A to 12C. On the other hand, the PWM data corresponding to “001”, “010”, and “011” corresponding to the pixel density values of 25%, 50%, and 75% have different 8-bit data in FIGS. Data. For example, the PWM data corresponding to “010” having a pixel density value of 50% is “000011111” in FIG. 12A, “11110000” in FIG. 12B, and “11110000” in FIG. 12C. 00111100 ".

(PWM信号生成部、タイミング制御部、制御信号生成部、駆動電圧生成部)
続くPWM信号生成部411では、画素毎のデータ値に応じて面発光素子アレイチップが1画素区間内で発光する発光時間に対応したパルス幅信号(以下、PWM信号という)を生成する。PWM信号を出力するタイミングは、タイミング制御部412により制御される。タイミング制御部412は、制御基板415の同期信号生成部406で生成されたLine同期信号より、各画素の画素区間に対応した同期信号を生成し、PWM信号生成部411に出力する。駆動電圧生成部414は、PWM信号に同期して、面発光素子アレイチップを駆動する駆動電圧を生成する。なお、駆動電圧生成部414は、CPU400によって所定の光量となるように出力信号の電圧レベルを5V中心に調整可能な構成とする。本実施例では、各面発光素子アレイチップは、同時に4つの発光素子を独立して駆動できる構成となっている。駆動電圧生成部414は、面発光素子アレイチップ毎に駆動信号4ライン、露光ヘッド106全体では、千鳥状構成の1ライン(15チップ)×4=60ラインに駆動信号を供給する。各面発光素子アレイチップに供給される駆動信号は、ΦW1〜ΦW4とする(図15参照)。ΦW1〜ΦW4は各画素内での発光時間を制御するパルス信号であり、前述したLUT410におけるデータ値の調整によりパルス幅が構成される(詳細は後述する)。一方、後述するシフトサイリスタ(図15参照)の動作により、順次、面発光素子チップアレイが駆動される。制御信号生成部413は、タイミング制御部412で生成された画素区間に対応する同期信号より、画素毎にシフトサイリスタを転送するための制御信号Φs、Φ1、Φ2を生成する(図15参照)。
(PWM signal generator, timing controller, control signal generator, drive voltage generator)
Subsequently, the PWM signal generation unit 411 generates a pulse width signal (hereinafter, referred to as a PWM signal) corresponding to a light emission time during which the surface light emitting element array chip emits light within one pixel section according to the data value of each pixel. The timing of outputting the PWM signal is controlled by the timing control unit 412. The timing control unit 412 generates a synchronization signal corresponding to the pixel section of each pixel from the Line synchronization signal generated by the synchronization signal generation unit 406 of the control board 415, and outputs the synchronization signal to the PWM signal generation unit 411. The drive voltage generator 414 generates a drive voltage for driving the surface light emitting element array chip in synchronization with the PWM signal. Note that the drive voltage generation unit 414 has a configuration in which the CPU 400 can adjust the voltage level of the output signal around 5 V so that a predetermined light amount is obtained. In this embodiment, each surface light emitting element array chip has a configuration in which four light emitting elements can be simultaneously driven independently. The drive voltage generation unit 414 supplies a drive signal to four lines for each surface light emitting element array chip, and a drive signal to one line (15 chips) × 4 = 60 lines in a staggered configuration for the entire exposure head 106. The drive signals supplied to each surface light emitting element array chip are ΦW1 to ΦW4 (see FIG. 15). ΦW1 to ΦW4 are pulse signals for controlling the light emission time in each pixel, and the pulse width is configured by adjusting the data value in the LUT 410 described above (details will be described later). On the other hand, the surface light emitting element chip array is sequentially driven by the operation of a shift thyristor (see FIG. 15) described later. The control signal generator 413 generates control signals Φs, Φ1, and Φ2 for transferring the shift thyristor for each pixel from the synchronization signal corresponding to the pixel section generated by the timing controller 412 (see FIG. 15).

[SLED回路の説明]
図13は、本実施例の自己走査型発光素子(Self−Scanning LED:SLED)チップアレイの一部分を抜き出した等価回路である。図13において、Ra、Rgはそれぞれアノード抵抗、ゲート抵抗であり、Tnはシフトサイリスタ、Dnは転送ダイオード、Lnは発光サイリスタを示す。また、Gnは、対応するシフトサイリスタTn、及びシフトサイリスタTnに接続されている発光サイリスタLnの共通ゲートを表している。ここで、nは2以上の整数とする。Φ1は奇数番目のシフトサイリスタTの転送ライン、Φ2は偶数番目のシフトサイリスタTの転送ラインである。ΦW1〜ΦW4は発光サイリスタLの点灯信号ラインであり、それぞれ抵抗RW1〜RW4と接続されている。VGKはゲートラインであり、Φsはスタートパルスラインである。図13に示すように、1個のシフトサイリスタTnに対し、発光サイリスタはL4n−3〜L4nまでの4個が接続されており、同時に4個の発光サイリスタL4n−3〜L4nが点灯可能な構成となっている。
[Description of SLED circuit]
FIG. 13 is an equivalent circuit extracted from a part of a self-scanning light-emitting element (Self-Scanning LED: SLED) chip array of the present embodiment. In FIG. 13, Ra and Rg are an anode resistance and a gate resistance, respectively, Tn is a shift thyristor, Dn is a transfer diode, and Ln is a light emitting thyristor. Gn represents the corresponding shift thyristor Tn and the common gate of the light emitting thyristor Ln connected to the shift thyristor Tn. Here, n is an integer of 2 or more. Φ1 is a transfer line of the odd-numbered shift thyristor T, and Φ2 is a transfer line of the even-numbered shift thyristor T. ΦW1 to ΦW4 are lighting signal lines of the light emitting thyristor L, and are connected to the resistors RW1 to RW4, respectively. VGK is a gate line, and Φs is a start pulse line. As shown in FIG. 13, four light-emitting thyristors L4n-3 to L4n are connected to one shift thyristor Tn, and four light-emitting thyristors L4n-3 to L4n can be turned on at the same time. It has become.

[SLED回路の動作]
次に、図13に示すSLED回路の動作について説明する。なお、図13の回路図において、ゲートラインVGKには5Vが印加されているものとし、転送ラインΦ1、Φ2、及び点灯信号ラインΦW1〜ΦW4に入力される電圧も、同じく5Vとする。図13において、シフトサイリスタTnがオン状態にあるとき、シフトサイリスタTn、及びシフトサイリスタTnに接続されている発光サイリスタLnの共通ゲートGnの電位は約0.2Vまで引き下げられる。発光サイリスタLnの共通ゲートGnと発光サイリスタLn+1の共通ゲートGn+1との間は、結合ダイオードDnで接続されているため、結合ダイオードDnの拡散電位にほぼ等しい電位差が発生する。本実施例では、結合ダイオードDnの拡散電位は約1.5Vであるので、発光サイリスタLn+1の共通ゲートGn+1の電位は、発光サイリスタLnの共通ゲートGnの電位の0.2Vに、拡散電位の1.5Vを加えた1.7V(=0.2V+1.5V)となる。以下、同様に、発光サイリスタLn+2の共通ゲートGn+2の電位は3.2V(=1.7V+1.5V)、発光サイリスタLn+3(不図示)の共通ゲートGn+3(不図示)の電位は4.7V(=3.2V+1.5V)となる。ただし、発光サイリスタLn+4の共通ゲートGn+4以降の電位は、ゲートラインVGKの電圧が5Vであり、これ以上の高い電圧にはならないので、5Vとなる。また、発光サイリスタLnの共通ゲートGnより前(図13の共通ゲートGnよりも左側)の共通ゲートGn−1の電位については、結合ダイオードDn−1が逆バイアス状態になっているため、ゲートラインVGKの電圧がそのまま印加され、5Vとなっている。
[Operation of SLED circuit]
Next, the operation of the SLED circuit shown in FIG. 13 will be described. In the circuit diagram of FIG. 13, it is assumed that 5 V is applied to the gate line VGK, and the voltages input to the transfer lines Φ1, Φ2 and the lighting signal lines ΦW1 to ΦW4 are also 5V. In FIG. 13, when the shift thyristor Tn is in the ON state, the potential of the common gate Gn of the shift thyristor Tn and the light emitting thyristor Ln connected to the shift thyristor Tn is reduced to about 0.2V. Since the common gate Gn of the light emitting thyristor Ln and the common gate Gn + 1 of the light emitting thyristor Ln + 1 are connected by the coupling diode Dn, a potential difference substantially equal to the diffusion potential of the coupling diode Dn occurs. In this embodiment, since the diffusion potential of the coupling diode Dn is about 1.5 V, the potential of the common gate Gn + 1 of the light-emitting thyristor Ln + 1 becomes 0.2 V of the potential of the common gate Gn of the light-emitting thyristor Ln and 1 It becomes 1.7 V (= 0.2 V + 1.5 V) obtained by adding 0.5 V. Hereinafter, similarly, the potential of the common gate Gn + 2 of the light-emitting thyristor Ln + 2 is 3.2 V (= 1.7 V + 1.5 V), and the potential of the common gate Gn + 3 (not shown) of the light-emitting thyristor Ln + 3 (not shown) is 4.7 V (=). 3.2V + 1.5V). However, the potential after the common gate Gn + 4 of the light emitting thyristor Ln + 4 is 5 V since the voltage of the gate line VGK is 5 V and does not become higher than this. Further, regarding the potential of the common gate Gn-1 before the common gate Gn of the light emitting thyristor Ln (left side of the common gate Gn in FIG. 13), since the coupling diode Dn-1 is in the reverse bias state, the gate line The voltage of VGK is applied as it is, and becomes 5V.

図14(a)は、上述したシフトサイリスタTnがオン状態のときの各発光サイリスタLnの共通ゲートGnのゲート電位の分布を示す図であり、共通ゲートGn−1、Gn、Gn+1・・・は、図13中の発光サイリスタLの共通ゲートを指している。また、図14(a)の縦軸は、ゲート電位を示す。各シフトサイリスタTnがオンするために必要な電圧(以下、しきい値電圧と表記)は、各々の発光サイリスタLnの共通ゲートGnのゲート電位に拡散電位(1.5V)を加えたものと、ほぼ同じ電位である。シフトサイリスタTnがオンしているとき、同じシフトサイリスタTnの転送ラインΦ2のラインに接続されているシフトサイリスタの中で、共通ゲートのゲート電位が最も低いのはシフトサイリスタTn+2である。シフトサイリスタTn+2に接続されている発光サイリスタLn+2の共通ゲートGn+2の電位は、先に説明したように3.2V(=1.7V+1.5V)(図14(a))である。したがって、シフトサイリスタTn+2のしきい値電圧は4.7V(=3.2V+1.5V)となる。しかしながら、シフトサイリスタTnがオンしているため、転送ラインΦ2の電位は約1.5V(拡散電位)に引き込まれており、シフトサイリスタTn+2のしきい値電圧より低いために、シフトサイリスタTn+2はオンすることができない。同じ転送ラインΦ2に接続されている他のシフトサイリスタは、シフトサイリスタTn+2よりもしきい値電圧が高いため、同様にオンすることができず、シフトサイリスタTnのみがオン状態を保つことができる。   FIG. 14A is a diagram showing the distribution of the gate potential of the common gate Gn of each light-emitting thyristor Ln when the above-mentioned shift thyristor Tn is in the ON state, and the common gates Gn-1, Gn, Gn + 1. , The common gate of the light emitting thyristor L in FIG. The vertical axis in FIG. 14A indicates the gate potential. The voltage required to turn on each shift thyristor Tn (hereinafter referred to as a threshold voltage) is obtained by adding a diffusion potential (1.5 V) to the gate potential of the common gate Gn of each light emitting thyristor Ln; The potentials are almost the same. When the shift thyristor Tn is on, the shift thyristor Tn + 2 has the lowest gate potential of the common gate among the shift thyristors connected to the transfer line Φ2 of the same shift thyristor Tn. The potential of the common gate Gn + 2 of the light-emitting thyristor Ln + 2 connected to the shift thyristor Tn + 2 is 3.2 V (= 1.7 V + 1.5 V) (FIG. 14A) as described above. Therefore, the threshold voltage of shift thyristor Tn + 2 is 4.7 V (= 3.2 V + 1.5 V). However, since the shift thyristor Tn is on, the potential of the transfer line Φ2 is pulled to about 1.5 V (diffusion potential), and is lower than the threshold voltage of the shift thyristor Tn + 2, so that the shift thyristor Tn + 2 is on. Can not do it. The other shift thyristors connected to the same transfer line Φ2 cannot be turned on similarly because the threshold voltage is higher than the shift thyristor Tn + 2, and only the shift thyristor Tn can be kept on.

また、転送ラインΦ1に接続されているシフトサイリスタについては、しきい値電圧が最も低い状態であるシフトサイリスタTn+1のしきい値電圧は3.2V(=1.7V+1.5V)である。そして、次にしきい値電圧の低いシフトサイリスタTn+3(図13では不図示)は6.2V(=4.7V+1.5V)である。この状態で、転送ラインΦ1に5Vが入力されると、シフトサイリスタTn+1のみがオン状態に遷移できる。この状態では、シフトサイリスタTnとシフトサイリスタTn+1が同時にオンした状態である。そのため、シフトサイリスタTn+1から図13の回路図中、右側に設けられたシフトサイリスタTn+2、Tn+3等のゲート電位は、各々、拡散電位(1.5V)分、引き下げられる。ただし、ゲートラインVGKの電圧が5Vであり、発光サイリスタLの共通ゲートの電圧はゲートラインVGKの電圧で制限されるため、シフトサイリスタTn+5より右側のゲート電位は5Vとなる。図14(b)は、このときの各共通ゲートGn−1〜Gn+4のゲート電圧分布を示す図であり、縦軸はゲート電位を示す。この状態で、転送ラインΦ2の電位を0Vに下げると、シフトサイリスタTnがオフし、シフトサイリスタTnの共通ゲートGnの電位がVGK電位まで上昇する。図14(c)は、このときのゲート電圧分布を示す図であり、縦軸はゲート電位を示す。こうして、シフトサイリスタTnからシフトサイリスタTn+1へのオン状態の転送が完了する。   Further, regarding the shift thyristor connected to the transfer line Φ1, the threshold voltage of the shift thyristor Tn + 1 whose threshold voltage is the lowest is 3.2V (= 1.7V + 1.5V). The shift thyristor Tn + 3 (not shown in FIG. 13) having the next lowest threshold voltage is 6.2 V (= 4.7 V + 1.5 V). In this state, when 5 V is input to the transfer line Φ1, only the shift thyristor Tn + 1 can transition to the ON state. In this state, shift thyristor Tn and shift thyristor Tn + 1 are simultaneously turned on. Therefore, the gate potentials of the shift thyristors Tn + 1 to Tn + 3 provided on the right side in the circuit diagram of FIG. 13 are reduced by the diffusion potential (1.5 V) from the shift thyristor Tn + 1. However, since the voltage of the gate line VGK is 5V and the voltage of the common gate of the light emitting thyristor L is limited by the voltage of the gate line VGK, the gate potential on the right side of the shift thyristor Tn + 5 is 5V. FIG. 14B is a diagram showing the gate voltage distribution of each of the common gates Gn-1 to Gn + 4 at this time, and the vertical axis indicates the gate potential. In this state, when the potential of the transfer line Φ2 is reduced to 0 V, the shift thyristor Tn is turned off, and the potential of the common gate Gn of the shift thyristor Tn rises to the VGK potential. FIG. 14C is a diagram showing the gate voltage distribution at this time, and the vertical axis shows the gate potential. Thus, the transfer of the ON state from the shift thyristor Tn to the shift thyristor Tn + 1 is completed.

[発光サイリスタの発光動作]
次に、発光サイリスタの発光動作に関して説明する。シフトサイリスタTnのみがオンしているとき、発光サイリスタL4n−3〜L4nまでの4個の発光サイリスタのゲートはシフトサイリスタTnの共通ゲートGnに共通に接続されている。そのため、発光サイリスタL4n−3〜L4nのゲート電位は、共通ゲートGnと同じ0.2Vである。したがって、各々の発光サイリスタのしきい値は1.7V(=0.2V+1.5V)であり、発光サイリスタの点灯信号ラインΦW1〜ΦW4から、1.7V以上の電圧が入力されれば、発光サイリスタL4n−3〜L4nは点灯可能である。したがって、シフトサイリスタTnがオンしているときに、点灯信号ラインΦW1〜ΦW4に点灯信号を入力することにより、発光サイリスタL4n−3〜L4nまでの4個の発光サイリスタを選択的に発光させることが可能である。このとき、シフトサイリスタTnの隣のシフトサイリスタTn+1の共通ゲートGn+1の電位は1.7Vであり、共通ゲートGn+1にゲート接続している発光サイリスタL4n+1〜4n+4のしきい値電圧は3.2V(=1.7V+1.5V)となる。点灯信号ラインΦW1〜ΦW4から入力される点灯信号は5Vであるので、発光サイリスタL4n−3〜4nの点灯パターンと同じ点灯パターンで、発光サイリスタL4n+1〜L4n+4も点灯しそうである。ところが、発光サイリスタL4n−3〜L4nまでの方がしきい値電圧が低いため、点灯信号ラインΦW1〜ΦW4から点灯信号が入力された場合には、発光サイリスタL4n+1〜L4n+4よりも早くオンする。一旦、発光サイリスタL4n−3〜L4nがオンすると、接続されている点灯信号ラインΦW1〜ΦW4が約1.5V(拡散電位)に引き下げられる。そのため、点灯信号ラインΦW1〜ΦW4の電位が、発光サイリスタL4n+1〜L4n+4のしきい値電圧よりも低くなるため、発光サイリスタL4n+1〜L4n+4はオンすることができない。このように、1個のシフトサイリスタTに複数の発光サイリスタLを接続することで、複数個の発光サイリスタLを同時点灯させることができる。
[Light emitting operation of light emitting thyristor]
Next, the light emitting operation of the light emitting thyristor will be described. When only the shift thyristor Tn is on, the gates of the four light-emitting thyristors L4n-3 to L4n are commonly connected to a common gate Gn of the shift thyristor Tn. Therefore, the gate potential of the light emitting thyristors L4n-3 to L4n is 0.2 V, which is the same as the common gate Gn. Therefore, the threshold value of each light emitting thyristor is 1.7 V (= 0.2 V + 1.5 V), and if a voltage of 1.7 V or more is input from the lighting signal lines ΦW 1 to ΦW 4 of the light emitting thyristor, L4n-3 to L4n can be turned on. Therefore, when the shift thyristor Tn is on, by inputting a lighting signal to the lighting signal lines ΦW1 to ΦW4, the four light emitting thyristors L4n-3 to L4n can selectively emit light. It is possible. At this time, the potential of the common gate Gn + 1 of the shift thyristor Tn + 1 adjacent to the shift thyristor Tn is 1.7 V, and the threshold voltage of the light emitting thyristors L4n + 1 to 4n + 4 connected to the common gate Gn + 1 is 3.2 V (= (1.7V + 1.5V). Since the lighting signal input from the lighting signal lines ΦW1 to ΦW4 is 5 V, the light emitting thyristors L4n + 1 to L4n + 4 are also likely to light in the same lighting pattern as the lighting pattern of the light emitting thyristors L4n-3 to 4n. However, since the threshold voltages of the light emitting thyristors L4n-3 to L4n are lower, when a lighting signal is input from the lighting signal lines ΦW1 to ΦW4, the light emitting thyristors L4n + 1 to L4n + 4 are turned on earlier. Once the light-emitting thyristors L4n-3 to L4n are turned on, the connected lighting signal lines ΦW1 to ΦW4 are lowered to about 1.5 V (diffusion potential). Therefore, since the potentials of the lighting signal lines ΦW1 to ΦW4 become lower than the threshold voltages of the light emitting thyristors L4n + 1 to L4n + 4, the light emitting thyristors L4n + 1 to L4n + 4 cannot be turned on. In this way, by connecting a plurality of light emitting thyristors L to one shift thyristor T, a plurality of light emitting thyristors L can be simultaneously turned on.

図15は、図13に示すSLED回路の駆動信号のタイミングチャートである。図15では、上から順に、ゲートラインVGK、スタートパルスラインΦs、奇数番目、偶数番目のシフトサイリスタの転送ラインΦ1、Φ2、発光サイリスタの点灯信号ラインΦW1〜ΦW4の駆動信号の電圧波形を表している。なお、各駆動信号は、オン時の電圧は5V、オフ時の電圧は0Vである。また、図15の横軸は時間を示す。また、Tcは、クロック信号Φ1の周期を示し、Tc/2は、周期Tcの半分(=1/2)の周期を示す。   FIG. 15 is a timing chart of the driving signals of the SLED circuit shown in FIG. In FIG. 15, the voltage waveforms of the drive signals of the gate line VGK, the start pulse line Φs, the transfer lines Φ1 and Φ2 of the odd-numbered and even-numbered shift thyristors, and the lighting signal lines ΦW1 to ΦW4 of the light-emitting thyristor are shown in order from the top. I have. Each drive signal has an on-state voltage of 5 V and an off-state voltage of 0 V. The horizontal axis in FIG. 15 indicates time. Tc indicates the period of the clock signal Φ1, and Tc / 2 indicates a half (= 1 /) of the period Tc.

ゲートラインVGKには常に5Vが供給される。また、奇数番目のシフトサイリスタ用のクロック信号Φ1、偶数番目のシフトサイリスタ用のクロック信号Φ2が同じ周期Tcにて入力され、スタートパルスラインの信号Φsは5Vが供給されている。奇数番目のシフトサイリスタ用のクロック信号Φ1が最初に5Vになる少し前に、ゲートラインVGKに電位差をつけるために、スタートパルスラインの信号Φsは0Vに落とされる。これにより、最初のシフトサイリスタTn−1のゲート電位が5Vから1.7Vに引き込まれ、しきい値電圧が3.2Vになって、転送ラインΦ1による信号でオンできる状態になる。転送ラインΦ1に5Vが印加され、最初のシフトサイリスタTn−1がオン状態に遷移してから少し遅れて、スタートパルスラインΦsに5Vが供給され、以降、スタートパルスラインΦsには5Vが供給され続ける。   5 V is always supplied to the gate line VGK. A clock signal Φ1 for the odd-numbered shift thyristor and a clock signal Φ2 for the even-numbered shift thyristor are input at the same cycle Tc, and 5 V is supplied to the signal Φs of the start pulse line. Shortly before the clock signal φ1 for the odd-numbered shift thyristor first becomes 5V, the signal φs of the start pulse line is dropped to 0V in order to give a potential difference to the gate line VGK. As a result, the gate potential of the first shift thyristor Tn-1 is pulled down from 5 V to 1.7 V, the threshold voltage becomes 3.2 V, and the shift thyristor Tn-1 is turned on by a signal from the transfer line Φ1. 5 V is applied to the transfer line Φ1, and a little after the first shift thyristor Tn-1 is turned on, 5 V is supplied to the start pulse line Φs, and thereafter, 5 V is supplied to the start pulse line Φs. to continue.

転送ラインΦ1と転送ラインΦ2は互いのオン状態(ここでは5V)が重なる時間Tovを持ち、略相補的な関係になるように構成される。発光サイリスタ点灯用信号ラインΦW1〜ΦW4は、転送ラインΦ1、Φ2の周期の半分の周期で送信され、対応するシフトサイリスタがオン状態のときに、5Vが印加されると点灯する。例えば期間aでは同一のシフトサイリスタに接続されている4つの発光サイリスタが全て点灯している状態であり、期間bでは3つの発光サイリスタが同時点灯している。また、期間cでは全ての発光サイリスタは消灯状態であり、期間dでは2つの発光サイリスタが同時点灯している。期間eでは点灯する発光サイリスタは1つのみである。   The transfer line Φ1 and the transfer line Φ2 have a time Tov when their ON states (here, 5V) overlap each other, and are configured to have a substantially complementary relationship. The light emitting thyristor lighting signal lines ΦW1 to ΦW4 are transmitted at a half cycle of the cycle of the transfer lines Φ1 and Φ2. When the corresponding shift thyristor is in the ON state, it is turned on when 5V is applied. For example, in a period a, all four light-emitting thyristors connected to the same shift thyristor are in a lighting state, and in a period b, three light-emitting thyristors are simultaneously turned on. In the period c, all the light emitting thyristors are turned off, and in the period d, two light emitting thyristors are simultaneously turned on. In the period e, only one light-emitting thyristor is turned on.

本実施例では1個のシフトサイリスタに接続する発光サイリスタの数は4個としているがこれに限ったものではなく、用途に応じて4個より少なくても多くてもよい。なお、上述した回路では各サイリスタのカソードを共通とする回路について説明したが、アノード共通回路でも適宜極性を反転することで適用可能である。   In the present embodiment, the number of light-emitting thyristors connected to one shift thyristor is four, but is not limited to this, and may be smaller or larger than four depending on the application. In the above-described circuit, a circuit in which the cathode of each thyristor is common has been described. However, an anode common circuit can be applied by appropriately inverting the polarity.

[面発光サイリスタの構造]
図16は、本実施例の面発光サイリスタ部の概略図である。図16(a)は、メサ(台形)構造922に形成された発光素子が複数配列されている発光素子アレイの平面図(模式図)である。図16(b)は、図16(a)に示すB−B線で、メサ構造922に形成された発光素子を切断したときの断面概略図である。発光素子が形成されたメサ構造922は、所定のピッチ(発光素子間の間隔)(例えば1200dpiの解像度の場合には略21.16μm)で配置されており、各メサ構造922は、素子分離溝924により互いに分離されている。
[Structure of surface-emitting thyristor]
FIG. 16 is a schematic diagram of the surface-emitting thyristor unit of the present embodiment. FIG. 16A is a plan view (schematic diagram) of a light emitting element array in which a plurality of light emitting elements formed in a mesa (trapezoidal) structure 922 are arranged. FIG. 16B is a schematic cross-sectional view when the light emitting element formed in the mesa structure 922 is cut along the line BB shown in FIG. The mesa structures 922 on which the light emitting elements are formed are arranged at a predetermined pitch (interval between the light emitting elements) (for example, approximately 21.16 μm in the case of a resolution of 1200 dpi). 924 separate from each other.

図16(b)において、900は第一伝導型の化合物半導体基板、902は基板900と同じ第一伝導型のバッファ層、904は第一伝導型の二種類の半導体層の積層で構成される分布ブラッグ反射(DBR)層である。また、906は第1の第一伝導型の半導体層、908は第一伝導型とは異なる第1の第二伝導型の半導体層、910は第2の第一伝導型の半導体層、912は第2の第二伝導型の半導体層である。図16(b)に示すように、半導体層906、908、910、912の、伝導型の異なる半導体を交互に積層することで、pnpn型(又はnpnp型)のサイリスタ構造を形成している。本実施例では、基板900にはn型のGaAs基板を用い、バッファ層902にはn型のGaAs又はn型のAlGaAs層、DBR層904にはn型の高Al組成のAlGaAsと低Al組成のAlGaAsの積層構造を用いている。DBR層の上の第1の第一伝導型の半導体層906にはn型のAlGaAs、第1の第二伝導型の半導体層908にはp型のAlGaAsを用いている。また、第2の第一伝導型の半導体層910にはn型のAlGaAs、第2の第二伝導型の半導体層912にはp型のAlGaAsを用いている。   In FIG. 16B, reference numeral 900 denotes a first conductivity type compound semiconductor substrate, 902 denotes a buffer layer of the same first conductivity type as the substrate 900, and 904 denotes a stack of two types of semiconductor layers of the first conductivity type. It is a distributed Bragg reflection (DBR) layer. 906 is a first first conductivity type semiconductor layer, 908 is a first second conductivity type semiconductor layer different from the first conductivity type, 910 is a second first conductivity type semiconductor layer, and 912 is A second second conductivity type semiconductor layer. As shown in FIG. 16B, a pnpn-type (or npnp-type) thyristor structure is formed by alternately stacking semiconductors having different conductivity types of the semiconductor layers 906, 908, 910, and 912. In this embodiment, an n-type GaAs substrate is used for the substrate 900, n-type GaAs or n-type AlGaAs layer is used for the buffer layer 902, and n-type high Al composition AlGaAs and low Al composition are used for the DBR layer 904. AlGaAs laminated structure is used. The first first conductivity type semiconductor layer 906 on the DBR layer is made of n-type AlGaAs, and the first second conductivity type semiconductor layer 908 is made of p-type AlGaAs. Further, n-type AlGaAs is used for the second semiconductor layer 910 of the first conductivity type, and p-type AlGaAs is used for the semiconductor layer 912 of the second second conductivity type.

また、メサ構造型の面発光素子では、電流狭窄機構を用い、電流をメサ構造922側面に流さないようにすることで発光効率を向上させている。ここで、本実施例における電流狭窄機構について説明する。図16(b)に示すように、本実施例では第2の第二伝導型の半導体層912であるp型のAlGaAsの上に、p型のGaP層914を形成し、更にその上にn型の透明導電体であるITO層918を形成している。p型のGaP層914は、透明導電体であるITO層918と接触する部分の不純物濃度を十分高く形成しておく。発光サイリスタに対して順バイアスを加えたとき(例えば裏面電極926を接地し、表面電極920に正電圧を加えたとき)、p型のGaP層914は透明導電体のITO層918と接触する部分の不純物濃度を十分高く形成されているため、トンネル接合となる。その結果、電流が流れる。このような構造により、p型のGaP層914は、n型の透明導電体であるITO層918と接触する部分に電流を集中させ、電流狭窄機構を形成している。なお、本実施例においては、ITO層918とp型のAlGaAs層912との間に層間絶縁層916を設けている。ところが、n型のITO層918とp型のAlGaAs層912で形成される付設ダイオードは、発光サイリスタの順方向バイアスに対して逆バイアスになっており、順バイアスしたときに、トンネル接合部以外は基本的に電流が流れない。そのため、n型のITO層918とp型のAlGaAs層912で形成される付設ダイオードの逆方向耐圧が必要な用途に対して十分であれば、省略することも可能である。このような構成により、p型のGaP層914とn型の透明導電体であるITO層918とが接触する部分と略同等な部分の下部の半導体積層部が発光し、DBR層904によってそのほとんどの発光が基板900と反対側に反射される。   Further, in the mesa structure type surface emitting element, the light emission efficiency is improved by using a current confinement mechanism and preventing a current from flowing to the side surface of the mesa structure 922. Here, the current confinement mechanism in the present embodiment will be described. As shown in FIG. 16B, in this embodiment, a p-type GaP layer 914 is formed on a p-type AlGaAs which is a second second-conductivity-type semiconductor layer 912, and an n-type GaP layer 914 is further formed thereon. An ITO layer 918 that is a transparent conductor of a mold is formed. The p-type GaP layer 914 is formed to have a sufficiently high impurity concentration at a portion in contact with the ITO layer 918 which is a transparent conductor. When a forward bias is applied to the light-emitting thyristor (for example, when the back electrode 926 is grounded and a positive voltage is applied to the front electrode 920), the p-type GaP layer 914 is in contact with the transparent conductor ITO layer 918. Is formed to have a sufficiently high impurity concentration, thereby forming a tunnel junction. As a result, current flows. With such a structure, the p-type GaP layer 914 concentrates a current at a portion in contact with the ITO layer 918 which is an n-type transparent conductor, thereby forming a current confinement mechanism. In this embodiment, an interlayer insulating layer 916 is provided between the ITO layer 918 and the p-type AlGaAs layer 912. However, the additional diode formed by the n-type ITO layer 918 and the p-type AlGaAs layer 912 has a reverse bias with respect to the forward bias of the light emitting thyristor. Basically, no current flows. Therefore, if the additional diode formed by the n-type ITO layer 918 and the p-type AlGaAs layer 912 is sufficient for an application requiring a reverse breakdown voltage, it can be omitted. With such a structure, the lower part of the semiconductor lamination portion substantially equal to the portion where the p-type GaP layer 914 and the n-type transparent conductor ITO layer 918 contact each other emits light, and the DBR layer 904 almost emits light. Is reflected to the side opposite to the substrate 900.

本実施例における露光ヘッド106は、解像度に応じて発光点の密度(発光素子間の間隔)が決定される。面発光素子アレイチップ内部の各発光素子は、素子分離溝924によってメサ構造922に分離され、例えば1200dpiの解像度で画像形成を行う場合は、隣接する発光素子(発光点)の素子中心間の間隔は21.16μmとなるように配列される。   In the exposure head 106 in the present embodiment, the density of light emitting points (interval between light emitting elements) is determined according to the resolution. Each light emitting element in the surface light emitting element array chip is separated into a mesa structure 922 by an element separating groove 924. When an image is formed at a resolution of, for example, 1200 dpi, a distance between element centers of adjacent light emitting elements (light emitting points). Are arranged to be 21.16 μm.

以上説明したように、本実施例では、露光ヘッド106において、2400dpiの解像度の2値の画像データを、フィルタ処理部408により多値化した1200dpiの画像データ(濃度データ)に解像度変換を行う。更に、LUT410の処理において、制御電圧及び温度に応じて面発光素子の光量を制御するPWM信号のパルス幅をルックアップテーブルにより調整することにより、画質の向上を実現することができる。また、画像データを多値化した場合、データ転送量が多くなることで制御基板415と駆動基板202間のインターフェイス部の通信速度が高速化し、放射ノイズ対策コストが増大するという課題がある。本実施例では、制御基板415から駆動基板202に送信される画像データは2値とし、画像データの多値化は露光ヘッド106内で行うことにより、通信速度を高速化させることなく、多値処理することができる。   As described above, in the present embodiment, the exposure head 106 performs resolution conversion of binary image data having a resolution of 2400 dpi into image data (density data) of 1200 dpi multivalued by the filter processing unit 408. Further, in the processing of the LUT 410, the image quality can be improved by adjusting the pulse width of the PWM signal for controlling the light amount of the surface light emitting element according to the control voltage and the temperature using a look-up table. Further, when the image data is multi-valued, the communication speed of the interface between the control board 415 and the drive board 202 increases due to the increase in the data transfer amount, and the radiation noise countermeasure cost increases. In the present embodiment, the image data transmitted from the control board 415 to the drive board 202 is binary, and the multi-valued image data is performed in the exposure head 106, so that the multi-valued data can be output without increasing the communication speed. Can be processed.

以上説明したように、本実施例によれば、コントローラ部と露光ヘッド間のインターフェイス部のコストを抑えつつ、画像データの階調を上げて画質を向上させることができる。   As described above, according to this embodiment, the image quality can be improved by increasing the gradation of the image data while suppressing the cost of the interface between the controller and the exposure head.

1〜29 面発光素子アレイチップ
102 感光ドラム
106 露光ヘッド
202 駆動基板
303 駆動部
400 CPU
415 制御基板
1-29 surface emitting element array chip 102 photosensitive drum 106 exposure head 202 drive substrate 303 drive unit 400 CPU
415 control board

Claims (12)

第1の方向に回転する感光体と、
前記第1の方向と直交する第2の方向に配列された複数の面発光素子を有し、前記面発光素子により前記感光体を露光する露光部と、
画像データを前記露光部に出力し、画像形成を制御する制御部と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御部は、
前記面発光素子の第1の解像度より大きい第2の解像度で、2値の前記画像データを生成する生成手段と、前記生成手段で生成された前記画像データを前記露光部に送信する送信手段と、を有するコントローラと、
前記コントローラを実装する制御基板と、
を有し、
前記露光部は、
前記制御部より送信された前記画像データを受信する受信手段を有し、前記面発光素子の発光を制御するドライバと、
前記ドライバを実装する駆動基板と、
を有し、
前記制御基板と前記駆動基板とはケーブルで接続され、
前記コントローラは、前記ケーブルを介して、前記ドライバに前記画像データをシリアル通信で送信し、
前記ドライバは、前記受信手段により受信された前記画像データの前記第2の方向の解像度を前記第2の解像度から前記第1の解像度に変換する変換手段であって、変換後の画素の濃度を、変換前の画素の濃度と前記変換前の画素に隣接する画素の濃度とに基づいて求める補間処理によって変換するとともに、前記2値の前記画像データを前記2値よりも大きい多値の画像データに変換する変換手段を有することを特徴とする画像形成装置。
A photoreceptor rotating in a first direction;
An exposure unit having a plurality of surface light emitting elements arranged in a second direction orthogonal to the first direction, and exposing the photoconductor by the surface light emitting elements;
A control unit that outputs image data to the exposure unit, and controls image formation.
An image forming apparatus comprising:
The control unit includes:
Generating means for generating the binary image data at a second resolution larger than the first resolution of the surface light emitting element, and transmitting means for transmitting the image data generated by the generating means to the exposure unit; And a controller having
A control board on which the controller is mounted,
Has,
The exposure unit,
A driver for receiving the image data transmitted from the control unit, and controlling light emission of the surface light emitting element;
A drive board on which the driver is mounted;
Has,
The control board and the drive board are connected by a cable,
The controller transmits the image data to the driver by serial communication via the cable,
The driver is a conversion unit that converts the resolution in the second direction of the image data received by the reception unit from the second resolution to the first resolution, and calculates the density of the converted pixel. And converting the binary image data into multi-valued image data larger than the binary by performing an interpolation process based on the density of the pixel before the conversion and the density of the pixel adjacent to the pixel before the conversion. An image forming apparatus comprising: a conversion unit configured to convert the image into an image.
前記発光素子は、入力信号のパルス幅で発光量が制御されることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein a light emission amount of the light emitting element is controlled by a pulse width of an input signal. 前記ドライバは、前記変換手段により前記第1の解像度に変換後の前記画像データと露光条件を決定する露光制御情報とに基づいて、前記面発光素子の光量を補正する光量補正手段を有することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。   The driver may include a light amount correction unit that corrects a light amount of the surface light emitting element based on the image data converted to the first resolution by the conversion unit and exposure control information that determines an exposure condition. The image forming apparatus according to claim 2, wherein: 前記露光制御情報は、前記面発光素子を駆動する電圧値又は電流値であり、
前記光量補正手段は、前記電圧値又は前記電流値に基づいて、前記入力信号の最小パルス幅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。
The exposure control information is a voltage value or a current value for driving the surface light emitting element,
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the light quantity correction unit determines a minimum pulse width of the input signal based on the voltage value or the current value.
前記露光部の温度を検知する第1の検知手段を備え、
前記露光制御情報は、前記第1の検知手段により検知された前記露光部の温度であり、
前記光量補正手段は、前記温度に基づいて、前記入力信号の最大パルス幅を決定することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
A first detecting unit for detecting a temperature of the exposure unit,
The exposure control information is a temperature of the exposure unit detected by the first detection unit,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the light quantity correction unit determines a maximum pulse width of the input signal based on the temperature.
前記ケーブルは、前記画像データを送信するための複数の通信路を有し、
各々の前記通信路は、予め前記画像データに基づいて前記ドライバが発光を制御する前記発光素子と対応付けられていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
The cable has a plurality of communication paths for transmitting the image data,
6. The communication path according to claim 1, wherein each of the communication paths is associated in advance with the light-emitting element whose light emission is controlled by the driver based on the image data. 7. Image forming device.
前記変換手段は、前記面発光素子の端部の画素の濃度の前記補間処理を行う場合には、前記面発光素子の前記端部側に隣接する面発光素子の端部の画素の濃度に基づいて、前記補間処理を行うことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。   When performing the interpolation processing of the density of the pixel at the end of the surface light emitting element, the conversion unit is configured to calculate the density based on the density of the pixel at the end of the surface light emitting element adjacent to the end of the surface light emitting element. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the interpolation processing is performed. 前記変換手段は、前記変換後の前記第1の解像度での画素の画像データを、前記変換前の前記第2の解像度での前記画素の画像データに第1の係数を乗じた値と、前記第2の解像度での前記画素に隣接する画素の画素データに第2の係数を乗じた値と、により求めることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   The conversion means, the image data of the pixel at the first resolution after the conversion, a value obtained by multiplying the image data of the pixel at the second resolution before the conversion by a first coefficient, The image forming apparatus according to claim 7, wherein the value is obtained by multiplying pixel data of a pixel adjacent to the pixel at the second resolution by a second coefficient. 前記制御部は、前記生成手段で生成した前記第2の解像度の前記画像データの前記第1の方向の色ずれ及び前記第2の方向の色ずれと、前記面発光素子の前記第2の方向の位置ずれと、を補正するずれ補正手段を有することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The control unit may further include a color shift in the first direction and a color shift in the second direction of the image data having the second resolution generated by the generation unit, and a second direction of the surface light emitting element. 9. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a shift correcting unit configured to correct the shift of the image forming apparatus. 10. 前記露光部により前記感光体上に形成される画像の前記第1の方向の色ずれ量及び前記第2の方向の色ずれ量を検知する第2の検知手段を備え、
前記ずれ補正手段は、前記第2の検知手段により検知された前記第1の方向の前記色ずれ量及び前記第2の方向の前記色ずれ量に基づいて、前記生成手段で生成した前記画像データの前記第1の方向の色ずれ及び前記第2の方向の色ずれを補正することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
A second detection unit configured to detect a color shift amount in the first direction and a color shift amount in the second direction of an image formed on the photoconductor by the exposure unit;
The image data generated by the generation unit based on the color shift amount in the first direction and the color shift amount in the second direction detected by the second detection unit. The image forming apparatus according to claim 9, wherein the color shift in the first direction and the color shift in the second direction are corrected.
前記面発光素子の前記感光体に対する前記第2の方向の位置ずれ量を記憶する記憶手段を備え、
前記ずれ補正手段は、前記記憶手段に記憶された前記位置ずれ量に基づいて、前記第1の方向の色ずれ及び前記第2の方向の色ずれを補正した前記画像データを補正することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
Storage means for storing a positional shift amount of the surface light emitting element with respect to the photoconductor in the second direction,
The shift correcting unit corrects the image data in which the color shift in the first direction and the color shift in the second direction have been corrected based on the positional shift amount stored in the storage unit. The image forming apparatus according to claim 10, wherein
前記露光部の前記面発光素子は、前記第1の方向に2列に配置され、各列に配置された前記面発光素子の前記第2の方向の間隔は、前記第2の解像度の整数倍であることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の画像形成装置。   The surface light-emitting elements of the exposure unit are arranged in two rows in the first direction, and an interval between the surface light-emitting elements arranged in each row in the second direction is an integral multiple of the second resolution. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein
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