JP4541083B2 - 光書き込み装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像情報をデジタル処理して画像編集を行い、像形成手段により転写紙上に複数色の像形成を行うための光書き込み装置およびこの光書き込み装置を備えた画像形成装置に関する。

光書き込み装置を用いたデジタル複写機においては、書き込み制御ＡＳＩＣにおいて、前段の画像加工装置より入力される画像データの取り込みを行い、取り込んだ画像データに対して、スムージング処理等の編集を実施し、更に、システムに対応した付与情報の追加をした後、ＬＤ制御部に対しＬＤ点灯信号を転送して、感光体ドラムや感光体ベルト上に光書き込みを行い、前記感光体ドラムあるいは感光体ベルトの感光体層に潜像を形成しいる。従来、現像色が４色あるカラー機への対応としては、前述の書き込み制御ＡＳＩＣを４個配置し、各色に対して独立した画像パスを有し、個々に処理を行っている。

この種の公知技術としては例えば特許文献１に開示された発明が公知である。
特開平 １１−０２０２３９号公報

しかし、前記特許文献１記載の発明を始め、従来の構成においては書き込み制御ＡＳＩＣは同機能のものを４個配置していたため、特定の色のみでしか使用しない機能を全色に用意することになっていた。また特に、ＡＳＩＣのチップサイズへの寄与率の大きいメモリも、任意の色での必要最大サイズが他色に反映されており、その結果、制御ＡＳＩＣ共有化のデメリットとしてコストアップを招いていた
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、その目的は、最小限の構成、すなわち最も安価に４色の画像処理機能を用意することができるようにすることにある。、

前記目的を達成するため、第１の手段は、入力された信号に応じて記録媒体に光書き込みを行う光書き込み装置において、動作開始信号から副走査方向の動作開始タイミングを作成する副走査動作開始信号生成手段と、前記副走査動作開始信号生成手段により生成されたタイミング信号によって動作を開始し、複数の入力画像データを取り込む取り込み手段と、前記取り込み手段によって取り込まれた画像データを格納する複数のラインメモリと、前記ラインメモリに格納された入力画像データの編集を行う画像編集処理手段と、前記取り込み手段によって取り込まれた画像データを格納する前記ラインメモリを選択する選択手段と、を備え、前記取り込み手段は前記選択手段を制御し、ブラックはコピーモードよりプリンタモードでの前記ラインメモリの使用量が多く、他の色ではコピーモードよりプリンタモードで前記ラインメモリの使用量が少なく、全体としてはプリンタモードの方がコピーモードよりも前記ラインメモリの使用量が少なくなるように前記ラインメモリの組合わせを変更し、前記画像編集処理部は前記モードに従った画像処理を実行することを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記複数のラインメモリに格納された画像データの読み出しを単一のＣＬＫで行うことを特徴とする。

第３の手段は、第１又は第２の手段において、前記複数のラインメモリに格納された複数の画像データを読み出し、当該読み出された画像データの前記画像編集処理手段による画像編集処理を単一のＣＬＫで行うことを特徴とする。

第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記画像編集処理手段から転送された画像データを走査同期信号によって同期化された複数の最終ＣＬＫに同期して
出力する出力手段を備えていることを特徴とする。

第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段に係る光書き込み装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態において、副走査動作開始信号生成手段はスタート管理部５１６に、取り込み手段はメモリコントロール部５０１〜５０４に、格納手段はメモリ群５０５に、画像編集処理手段は画像編集処理部５０６に、選択手段はセレクタ５０４に、複数の最終ＣＬＫに同期して出力する出力手段はＦＩＦＯ５２０〜５２７にそれぞれ対応する。

本発明によれば、前述のように構成されているので、従来に比べて少ないメモリ量で全ての動作について対応することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのデジタルカラー複写機の全体構成を示す概略構成図である。同図において、デジタルカラー複写機は自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１００と画像読み取り部２００と画像形成部３００から構成され、ＡＤＦ１００により画像読み取り位置に搬送された原稿を画像読み取り部２００で読み取り、読み取られた画像データを画像形成部３００に転送し、記録媒体に可視画像を形成する。

画像読み取り部２００では、露光ランプ２０１により照射された原稿ガラス２０８上の原稿から反射光が、３枚のミラー群２０２によりレンズ２０３に導かれ、ＣＣＤセンサ２０４の結像面に結像する。露光ランプ２０１と第１ミラーはスキャナモータ２０９により矢印の方向へ倍率に応じた速度Ｖでスキャンすることにより原稿ガラス２０８上の原稿を全面にわたって走査する。露光ランプ２０１の位置はスキャナホームセンサ２１０とホーム位置からの移動量（モータのステップ数）により算出され、制御される。ＣＣＤセンサ２０４に入射した原稿の反射光はセンサ内で電気信号に変換され画像処理回路２０５により電気信号のアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、デジタル画像処理が行なわれた後、画像形成部３００へ送られる。なお、符号２１１はシェーディング補正のための基準白板である。

タンデム構成の画像形成部３００では、画像読み取り部２００から送られてきた画像データが、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の印字用データに変換され、各色の画像書き込み制御部（図示せず）に送られる。各色の画像書き込み制御部は、送られてきた画像データの電気信号に応じてレーザを発光させて、その光をポリゴンミラー３０１により１次元走査し、各色の画像形成ユニット３０２ｃ、３０２ｍ、３０２ｙ、３０２ｋ内の感光体を露光する。画像形成ユニット３０２ｃ、３０２ｍ、３０２ｙ、３０２ｋは、用紙搬送ベルト３０４の用紙搬送方向に沿って縦に１列に並んで配置され、各画像形成ユニット内部には感光体を中心に電子写真プロセスを行なうために必要なエレメントが配置されている。Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ用の各感光体が時計周りに回転することにより各画像形成プロセスが連続的に行なわれる。これらの画像形成に必要な画像形成ユニットは各プロセスごとに一体化され、画像形成ユニット内の感光体上の潜像は各色現像器により現像される。感光体上のトナー像は用紙搬送ベルト３０４に沿って上述の各感光体と対向して設置された転写チャージャ３０３ｃ、３０３ｍ、３０３ｙ、３０３ｋにより用紙搬送ベルト３０４上の用紙に転写される。

転写紙は、給紙カセット群３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃと、各給紙カセット３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃに取付けられている給紙ローラ３１２とからなり、各給紙カセット３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ毎に設けられた前記給紙ローラ３１２によって縦搬送部へ供給される。縦搬送路へ供給された用紙は搬送ローラー対３１３により用紙搬送ベルト３０４へ送られ、レジストセンサ３０６により用紙の搬送タイミングを画像データにあわせた後、各画像形成ユニットへ供給される。トナー像を転写された転写紙は定着ローラによりトナーを定着され、排紙センサ３０４および排紙ローラ３０７を経て俳紙トレイへ排出される。用紙搬送ベルト３０４はベルト退避ローラ３０５の挙動により、Ｃ，Ｍ，Ｙの各イメージングユニットから退避でき、用紙搬送ベルト３０４と感光体が非接触状態にできる。そこで、モノクロ画像形成時にはＣ，Ｍ，Ｙの各イメージングユニットの駆動を停止できるため、感光体や周辺プロセスの摩耗を削減できる。

図２および図３は図１のデジタルカラー複写機の画像書き込み光学系の詳細を示す図である。この画像書き込み光学系では、１つのポリゴンミラー３０１で４色分のレーザービームを振り、感光体に各色の画像を書き込む。本実施形態では、ポリゴンミラー３０１を共通に用いて２つのＬＤを備えたＬＤユニット３５０（３５０Ｋ，３５０Ｙ，３５０Ｍ，３５０Ｃ）を４個有し、計８本のレーザービームを振り分けている。図２（ｂ）に示すように、上下２段のミラー面３ｕ、３ｄを持つポリゴンミラー３０１と、図２（ａ）に示すように前記ポリゴンミラー３０１にビームを指向させるミラー２５０を用い、ポリゴンミラー３０１を中心としてＡ側とＢ側に振り分ける。そして、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）用からなる４色分の計４本の光ビームによって、各色毎に設けられた感光体上をそれぞれ走査する。

各色のビームは、図３の図２の画像書き込み光学系の斜視図にも示すようにポリゴンミラー３０１によって偏向され、図示しないｆθレンズを通り、折り返しミラー２５０ａ，２５０ｂ，２５０ｃによりそれぞれに感光体に向けられ投射される。このような構成において、各色の画像間に色ズレが生じない状態で画像を書込むために走査ライン上に設けた基準位置から所定のレジストを各色毎に設定する。レジストの基準位置は同期検知器がビームを検出する位置とする。そこで、Ａ側、Ｂ側それぞれ主走査方向における書き込み先端位置よりも手前に同期検知器２５１を計４個設ける。

図４は本実施形態に係るデジタルカラー複写機の概略構成を示すブロック構成図である。これらの図において、デジタルカラー複写機は、画像読取部２００、画像形成部３００、ＣＰＵ４０５、ＲＯＭ４０６、ＲＡＭ４０７、画像メモリ４０８および操作部４１１から基本的に構成されている。

原稿画像を読み取る画像読み取り部２００は、読み取った画像の画像信号を色分解し、Ａ／Ｄ変換してオフセット補正、シェーディング補正、画素位置補正を行うＶＰＵ４００と画像処理を行うＩＰＵ４０１からなる。画像形成部３００は、プリンタ部の制御を行う書き込み制御ＡＳＩＣ４０２、半導体レーザの制御を行うＬＤ制御部４０３、ドラム上に静電潜像データの結像を行うＬＤ群４０４とからなる。、ＣＰＵ４０５は装置全体の制御を司り、ＲＯＭ４０６にはＣＰＵ４０５が実行する制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ４０７は制御プログラムが一時的に使用することにより、ＣＰＵ４０５のワークエリアとして機能し、画像メモリ４０８は読み取った画像の画像情報を記憶する。また、各装置間のデータのやりとりを行う内部システムバス４０９、システムバスとＩＰＵ間のインターフェースを行うＩ／Ｆ部４１０、ユーザが指示を与える操作部４１１等により構成されている。

画像読み取り部２００によって、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の印字用データに色分解された画像データは、書き込み制御ＡＳＩＣ４０２によって、画像形成に必要な情報（ＡＰＣ制御、画素カウント、Ｐセンサパターン作成等）が付与された後、ＬＤ点灯データとして、ＬＤ制御に供給されこれに基づいてＬＤ発光が実施される。

図５は書き込み制御ＡＳＩＣ４０２の概略構成を示すブロック図である。書き込み制御ＡＳＩＣは、ＩＰＵ４０１からの各色の画像データに対して速度変換及びフォーマット変換を行うメモリコントロール部５０１，５０２，５０３，５０４、セレクタ５０４、メモリ群５０５、画像編集処理部５０６、パターン生成部５０７、ＦＩＦＯ５２０〜５２７、ＯＮ／ＯＦＦ制御部５１２，５１３，５１４，５１５からなり、さらに、スタート管理部５１６、ゲート制御部５１７およびＣＰＵ／Ｉ／Ｆ部５１８を備えている。

メモリコントロール部５０１〜５０４は、ＩＰＵ４０１から入力される画像データをメモリ群５０５に格納し、読み出しを行うことによって入力画像データのフォーマット変換、動作周波数変換、パラシリ変更の処理を行う。セレクタ５０４は、後述するメモリ群５０５を、どのメモリコントロール部５０１〜５０４と組み合わせるかの切り替えを行う。メモリコントロール部５０１〜５０４でパラレル／シリアル変換された画像データは、画像編集処理部５０６に送られる。画像編集処理部５０６では、モードに従ってジャギー補正、エッジ処理等の画像処理が実施される。パターン生成部５０７においては、画像編集処理部５０６から送られてきた画像に対してテストパターンの重ね合わせ、プロセスコントロール用のデータの付与、各ＬＤの発光ドット数を計測する画素カウント等が行われる。メモリコントロール部５０１〜５０４の出力から、画像編集処理部５０６の出力までは単一ＣＬＫ（ｃｌｋｅ）で動作する。ＦＩＦＯ５２０〜５２７を用いて、以降の最終クロック（ｃｌｋｗ１〜４）への周波数変換を行い、ＯＮ／ＯＦＦ制御部５１２〜５１５において、ＬＤのＯＮ／ＯＦＦ、同期検出用の発光データの付与が行われる。スタート管理部５１６では、他色動作時の副走査動作タイミングの位置を合わせるタイミング制御が行われる。また、ゲート制御部５１７では、各モジュールの動作タイミングを同期信号に従って決定し、ＣＰＵ／Ｉ／Ｆ部５１８では、動作モードを決定するＣＰＵと図示していない動作モードを決定するレジスタ格納部とのＩ／Ｆを司る。

ここで、図５に示した書き込み制御ＡＳＩＣ４０２における各ブロック毎の動作ＣＬＫの割り振りについて説明する。
ＩＰＵ４０１からＶＣＬＫ同期によって画像データが書き込み制御ＡＳＩＣ４０２に転送され（１）、書き込み制御ＡＳＩＣ４０２内のメモリコントロール部５０１〜５０４はＶＣＬＫを用いてメモリに画像データを格納する（２）。メモリ群５０５からの読み出しは中間ＣＬＫ（ｃｌｋｅ）同期によって行われ（３）、画像処理部５０６、パターン生成部５０７を通過したのち、ｃｌｋｅ同期によってＦＩＦＯ５２０〜５２７に格納される（４，５，６）。ＦＩＦＯ５２０〜５２７からの読み出しはｃｌｋｗ１〜８（７−１〜８）によって行われ、読み出された画像データはＯＮ／ＯＦＦ制御部５１２を通過して、ｃｌｋｗ１〜８でＬＤ駆動部４０４に供給される（８−１、８−２、８−３、８−４）。なお、書き込み制御ＡＳＩＣ４０２内の各ＣＬＫ（ｃｌｋｅ、各ｃｌｋｗ１〜８）は図示しないＰＬＬにより供給される。

図６および図７は画像データ格納部の切り替え動作の具体例なタイミングチャートである。
図６は、２ＬＤ、１２００ｄｐｉ書き込み、２ｂｉｔ／１画素をフルカラー動作をさせている例を示す。
ここで、メモリ１個のサイズは、１０２４×１６ｂｉｔで、１２００ｄｐｉの画像入力の場合は、Ａ３出力で１ライン当たり
２９７ｍｍ÷２５。４ｍｍ×１２００×２ｂｉｔ＝計２８０６０ｂｉｔ
必要になるので、１ラインの格納にメモリを２個（計３２７６８ｂｉｔ）使用している。２ライン分の格納にメモリ４個、これをトグル動作させて格納と読み出しに計８ライン／１色 使用する。したがって、４色の場合はメモリを計３２個使用することになる。

これに対し、図７は同システム条件でのプリンタ動作を示したものである。
ＢＫに対してはジャギー補正を行うので、副走査１０ライン参照＋２ライン格納で、ＢＫに計１２ライン使用され、ＭＹＣ色は格納と読み出しのトグル動作で各メモリ４個／１色 必要になる。この動作を繰り替えし実施させた場合、各色では以下の個数のメモリを使用する。
コピー プリンタ
ＢＫ： ８ ： １２
Ｍ ： ８ ： ４
Ｙ ： ８ ： ４
Ｃ ： ８ ： ４
本実施形態においては、この使用するメモリを切替えることにより、計３２個のメモリで全ての動作について対応することが可能となる。従来の方式によると、ｍａｘで１２個／１色となり、これが全ての色に反映されてしまう構成となっていたので、同じシステムの場合、計４８メモリを搭載していた。

ここで、図７のプリンタ動作での使用メモリ数について説明する。
Ｂｋについて実施されるシャギー補正は、ＬＤ書き込みを行う画素の周辺画素の情報から注目画素が斜め画像の一部と判断された場合には、その発生パターンに応じて補正を行うものである。具体的には、注目画素に対しＰＷＭ変調を行い、ドラムへの潜像量を補正することにより付着するトナー量を調整して斜め線の平滑化を行う。注目画素について参照する周辺画素サイズは、本実施形態では副走査方向で前後各４ラインとしている。これによりＢｋ色の本実施形態では２ビームで書き込むので、
参照前４ライン＋注目ライン２ライン＋参照後４ライン＝１０ライン
の読み出しで、格納２ラインの動作を示している。

カラー機においてはＹＭＣ色の合成によって色表現を行っている。シャギー補正を行うことによりＰＷＭ補正を行った部分では、ＹＭＣ３色のバランスが崩れ、色味が任意のモノに対して異なってしまう。そこで、本実施形態では、ＹＭＣ色にはシャギー補正を実施しないようにしている。シャギー補正を行わない場合、注目画素に対して前記各４ラインの参照が必要なくなるので、２ライン読み出し、２ライン格納の動作となる。

また、副走査方向の動作開始信号生成機能（スタート管理部５１６）について図８のタイミングチャートを参照して説明する。
書き込み制御ＡＳＩＣ４０２は、転写の給紙タイミングに合わせてＣＰＵ４０５から動作開始命令を受ける。そして、動作開始命令を受け取ったら各色の動作タイミングを管理して動作開始信号（スタート信号）を各色に対して発行する。具体的には、１枚の転写紙が各色の感光体ドラムからトナー画像が転写される時間を補正するためであり、ドラム間距離と書き込み制御ＡＳＩＣ４０２内での画像出力までの処理時間を考慮して各色の動作開始の時間差を設けている。各色の時間差は機械レイアウト、ＡＳＩＣ内の動作モードから決定される。本実施形態では、ＣＰＵ４０５から動作開始命令を受けたら同期信号をカウントし、そのカウント値にしたがって各色の動作開始信号を発行するようにしている。

以上のように本実施形態によれば、同一の書き込み制御ＡＳＩＣを４個並べるのではなく１チップ化し、更に取り込まれる複数の画像データを格納する格納手段を選択して格納することにより、メモリを各取り込み手段が共用して使用することができる。これにより、メモリサイズの最適化が図れ、低コスト化を実現することができる。その他、４個並べた際に発生する使用しない機能の削除、スリム化を行うことにより低コスト化を実現できる。

また、全格納手段からの画像データ読み出し動作を単一ＣＬＫにて実施、すなわち、メモリからの読み出し動作のＣＬＫを１つのクロックで行うので、メモリ間でのＣＬＫ非同期を意識せず、簡素な回路構成にすることができる
また、画像編集処理を単一のＣＬＫによって実施することにより、ＣＬＫ非同期を意識せず、簡素な構成によって画像パス切り替えの回路が構成可能となる
さらに、光書き込み装置においては、内部画像処理部から転送された画像データを走査同期信号によって同期化された複数の最終ＣＬＫに同期して出力する手段を有し、この機能を制御ＡＳＩＣの後段に配置する事で、非同期ＣＬＫが並行して介在するエリアを最小として、設計上の管理項目を低減させることで、開発費の低減を図ることができる

本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのデジタルカラー複写機の全体構成を示す概略構成図である。 画像書き込み光学系の詳細を示す図である。 図２の書き込み光学系を簡易的に示す斜視図である。 複写機の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る書き込み制御ＡＳＩＣの概略構成図である。 本発明の実施形態における画像データ格納部の切り替え動作を示すタイミングチャートである。 本発明の実施形態における他の画像データ格納部の切り替え動作を示すタイミングチャートである。 副走査方向の動作開始信号生成機能（スタート管理）を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１００ ＡＤＦ
２００ 画像読み取り部
３００ 画像形成部
５０１，５０２，５０３，５０４ メモリコントロール部
５０４ セレクタ
５０５ メモリ群
５０６ 画像編集処理部
５０７ パターン生成部
５２０〜５２７ ＦＩＦＯ
５１２〜５１５ オン／オフ制御部
５１６ スタート管理部
５１７ ゲート制御部
５１８ ＣＰＵＩ／Ｆ部

Claims (5)

1. 入力された信号に応じて記録媒体に光書き込みを行う光書き込み装置において、
   動作開始信号から副走査方向の動作開始タイミングを作成する副走査動作開始信号生成手段と、
   前記副走査動作開始信号生成手段により生成されたタイミング信号によって動作を開始し、複数の入力画像データを取り込む取り込み手段と、
   前記取り込み手段によって取り込まれた画像データを格納する複数のラインメモリと、
   前記ラインメモリに格納された入力画像データの編集を行う画像編集処理手段と、
   前記取り込み手段によって取り込まれた画像データを格納する前記ラインメモリを選択する選択手段と、
   を備え、
   前記取り込み手段は前記選択手段を制御し、ブラックはコピーモードよりプリンタモードでの前記ラインメモリの使用量が多く、他の色ではコピーモードよりプリンタモードで前記ラインメモリの使用量が少なく、全体としてはプリンタモードの方がコピーモードよりも前記ラインメモリの使用量が少なくなるように前記ラインメモリの組合わせを変更し、
   前記画像編集処理部は前記モードに従った画像処理を実行すること
   を特徴とする光書き込み装置。
2. 前記複数のラインメモリに格納された画像データの読み出しを単一のＣＬＫで行うことを特徴とする請求項１記載の光書き込み装置。
3. 前記複数のラインメモリに格納された複数の画像データを読み出し、当該読み出された画像データの前記画像編集処理手段による画像編集処理を単一のＣＬＫで行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の光書き込み装置。
4. 前記画像編集処理手段から転送された画像データを走査同期信号によって同期化された複数の最終ＣＬＫに同期して出力する出力手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光書き込み装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光書き込み装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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