JP7130469B2 - image forming device - Google Patents
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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、画素の間隔は解像度に相当する間隔である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 printers, which are electrophotographic image forming apparatuses, a method of forming a latent image by exposing a photosensitive drum using an exposure head is generally known. For the exposure head, an LED (Light Emitting Diode), an organic EL (Oganic Electro Luminescence), or the like is used. The exposure head is composed of a row of light emitting elements arranged in the longitudinal direction of the photosensitive drum and a rod lens array that forms an image of the light from the row of light emitting elements on the photosensitive drum. LEDs and organic ELs are known to have a surface emitting shape in which the direction of light emitted from the light emitting surface is the same as that of the rod lens array. Here, the length of the light emitting element row is determined according to the width of the image area 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 pixel spacing is 21.16 μm, which is the spacing corresponding to the resolution, so the spacing between the light emitting elements is also the spacing corresponding to 21.16 μm. A printer using such an exposure head uses fewer parts than a laser scanning printer that scans a photosensitive drum with a laser beam deflected by a rotating polygonal mirror, resulting in a smaller device. , the cost can be easily reduced. Also, in a printer using an exposure head, noise caused by the rotation of a rotating polygonal mirror is reduced.
LEDを用いた露光ヘッドは、面発光素子アレイチップが複数並べられ、約316mmの画像幅に対応した画像形成を可能とする構成が一般的に実施されている。露光ヘッドの駆動部と画像コントローラは別々の基板に分かれて搭載されている。例えば画像コントローラは制御基板に搭載され、露光ヘッドの駆動部は駆動基板に搭載される。このため、画像データは画像信号に変換され、例えばフレキシブルフラットケーブル(Flexible Flat Cable:以下、FFCとする)等のケーブルを介して画像コントローラから露光ヘッドの駆動部へ転送される。画像コントローラから露光ヘッドの駆動部に転送される画像信号には、ケーブルのピン数を削減すること等を目的として、画像コントローラ側でパラレルデータからシリアルデータに変換された(以下、パラレル-シリアル変換という)信号が用いられる。また、パラレル-シリアル変換により転送時間を要するため、高速でデータを差動転送するチャネルリンクSerDes(SERializer/DESerializer)等が一般的に用いられている。このようなデータ転送の構成においては、放射ノイズが発生するという課題がある。放射ノイズの対策として、ケーブルに放射ノイズを除去する目的で専用の部材を設けることが知られている。また、画像コントローラのパラレル-シリアル変換を行うICの電源に固定電圧レギュレータを設けることで、画像信号の電圧のスイング幅を低く抑え、放射ノイズの影響を低減する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 An exposure head using an LED generally has a configuration in which a plurality of surface emitting element array chips are arranged and capable of forming an image corresponding to an image width of about 316 mm. The driving unit of the exposure head and the image controller are separately mounted on separate substrates. For example, the image controller is mounted on the control board, and the drive section of the exposure head is mounted on the drive board. For this reason, the image data is converted into an image signal, and transferred from the image controller to the exposure head driving unit via a cable such as a flexible flat cable (hereinafter referred to as FFC). The image signals transferred from the image controller to the exposure head driving unit are converted from parallel data to serial data on the image controller side for the purpose of reducing the number of cable pins (hereinafter referred to as parallel-serial conversion). ) signal is used. In addition, since parallel-serial conversion requires a transfer time, a channel link SerDes (SERializer/DESerializer) or the like that differentially transfers data at high speed is generally used. In such a data transfer configuration, there is a problem that radiation noise is generated. As a countermeasure against radiation noise, it is known to provide a cable with a dedicated member for the purpose of removing radiation noise. Also, there is known a method of reducing the influence of radiation noise by providing a fixed voltage regulator in the power supply of an IC that performs parallel-to-serial conversion of an image controller to keep the swing width of the voltage of the image signal low (for example, See Patent Document 1).
しかしながら、電源電圧以外に、入力される画像のパターンも放射ノイズの要因として影響する。例えば、特定のパターンが所定の周期で繰り返される画像パターン(例えば、スクリーン画像)が入力された場合、所定の周波数成分が顕著となり、放射ノイズの要因となって品質が低下してしまうおそれがある。 However, besides the power supply voltage, the pattern of the input image also influences radiation noise. For example, when an image pattern (for example, a screen image) in which a specific pattern is repeated at a predetermined cycle is input, a predetermined frequency component becomes conspicuous, which may cause radiation noise and degrade quality. .
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、入力された画像データのパターンによらず放射ノイズを低減することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce radiation noise regardless of the pattern of input image data.
上述した課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configurations.
(1)回転駆動される感光体と、前記感光体を露光する複数の発光素子を有するチップを有し、前記感光体の回転方向と交差する交差方向において複数の前記チップが互いに異なる位置に配列された露光ヘッドと、前記複数のチップが有するそれぞれの前記複数の発光素子を駆動するために、入力画像データに基づいて第1の解像度より高解像度の第2の解像度に相当する各画素に対応する画素データを生成する第1の生成手段と、を備え、前記交差方向における前記複数の発光素子の配列間隔に対応する前記第1の解像度の画像を形成する画像形成装置であって、前記第1の生成手段により生成された画素データを取得して前記画素データの並び順を並び替えた符号化処理を実行して信号に変換する第1の変換部と、前記第1の変換部により変換された前記信号を送信する送信部と、前記第1の生成手段、前記第1の変換部、前記送信部を搭載した制御基板と、前記送信部から送信された前記信号を受信する受信部と、前記受信部によって受信した前記信号から前記画素データを復元する復号化処理を実行する第2の変換部と、前記第2の変換部によって復元された前記画素データに基づいて前記複数のチップがそれぞれ有する前記複数の発光素子を駆動する駆動部と、前記受信部、前記第2の変換部、前記駆動部を搭載した駆動基板と、前記制御基板と前記駆動基板とを接続するケーブルであって、前記信号を伝送する前記ケーブルと、を備え、前記第1の変換部は、前記第1の生成手段により生成された前記画素データを、前記複数のチップごとに所定の画素数単位で複数のブロックに分割し、前記複数のチップの同じブロック番号のブロック内の全画素データの並び順を、前記チップの前記交差方向における並び順ではなく、かつ、前記ブロック内の前記発光素子の前記交差方向における並び順に対応した画素順ではない順番に並び替える符号化処理を実行し、前記第2の変換部は、前記第1の変換部によって符号化された画素データを、前記画素データの並び順を、前記チップの前記交差方向における並び順、かつ、前記発光素子の前記交差方向における並び順に対応した画素順に復元することを特徴とする画像形成装置。 (1) A photoreceptor that is rotationally driven and a chip that has a plurality of light-emitting elements that expose the photoreceptor, and the plurality of chips are arranged at different positions in a direction that intersects the rotation direction of the photoreceptor. corresponding to each pixel corresponding to a second resolution higher than the first resolution based on the input image data, in order to drive the exposed head and the plurality of light emitting elements of the plurality of chips. and a first generation means for generating pixel data for forming an image having the first resolution corresponding to the arrangement interval of the plurality of light emitting elements in the cross direction, the image forming apparatus comprising: a first conversion unit that acquires pixel data generated by the generating means of the first method, executes encoding processing in which the order of arrangement of the pixel data is rearranged, and converts the data into a signal; a transmission section for transmitting the signal transmitted from the transmission section; a control board on which the first generation means, the first conversion section, and the transmission section are mounted; and a reception section for receiving the signal transmitted from the transmission section. a second conversion unit that performs decoding processing for restoring the pixel data from the signal received by the reception unit; and the plurality of chips based on the pixel data restored by the second conversion unit. A cable that connects a drive unit that drives the plurality of light emitting elements respectively, a drive board on which the reception unit, the second conversion unit, and the drive unit are mounted, and the control board and the drive board, , and the cable for transmitting the signal, and the first conversion unit converts the pixel data generated by the first generation means into a plurality of pixels in units of a predetermined number of pixels for each of the plurality of chips. The plurality of chips are divided into blocks, and the arrangement order of all pixel data in blocks having the same block number of the plurality of chips is not the arrangement order of the chips in the cross direction, and the light emitting elements in the blocks are arranged in the cross direction. , wherein the second conversion unit converts the pixel data encoded by the first conversion unit to the order of the pixel data in 1. An image forming apparatus, wherein the pixels are restored in a pixel order corresponding to the arrangement order of the chips in the cross direction and the arrangement order of the light emitting elements in the cross direction.
本発明によれば、入力された画像データのパターンによらず放射ノイズを低減することができる。 According to the present invention, radiation noise can be reduced regardless of the pattern of input image data.
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、まず、一例としての画像形成装置の全体構成及び制御を説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with appropriate reference to the drawings. In the following description, first, the overall configuration and control of an image forming apparatus as an example will be described, and then details of features of the present invention will be described.
[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照射し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 showing the configuration of an electrophotographic image forming apparatus according to the first embodiment. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a multifunction peripheral (MFP) having a scanner function and a printer function. It is composed of a control unit (not shown). The
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
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。露光手段である露光ヘッド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。
The
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 shown in FIG. 1 includes internal
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、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の検出を行う。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(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。
An
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 that directly transfers the toner image formed on the
[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)。
[Configuration of Exposure Head]
Next, the
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と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
[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。
[Structure of Surface Emitting Element Array Element Group]
FIG. 3 is a diagram for explaining the surface emitting element
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、上下方向は回転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を示す。主走査方向は、感光ドラム102の回転方向と交差する交差方向でもある。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約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配列間隔は、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, in the surface emitting element
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約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. 3(c) is a view showing the boundary between chips of the surface emitting element array chips arranged in two rows in the longitudinal direction. It is the longitudinal direction of the
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。駆動部303a、303bは、ドライバICである。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。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 driving
[画像コントローラ部、露光ヘッドの制御構成]
図4は、画像データを処理し、駆動基板202に出力する出力手段である制御基板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を露光する駆動基板202の制御ブロック図である。以下に説明する各ブロック401~414は、IC内部のモジュールを示す。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、説明を簡易化するために、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、419を介して、それぞれ画像データ、後述するLine同期信号が送信される。また、コネクタ416からは、コネクタ305に接続されたケーブル418を介して、制御基板415のCPU400からの制御信号が送信される。
[Control configuration of image controller unit and exposure head]
FIG. 4 shows a
[制御基板]
制御基板415は、駆動基板202に対して露光ヘッド106を制御するための信号を送信する。この信号は、画像データ、Line同期信号をパラレル-シリアル変換した信号である。この信号は、制御基板415側のコネクタ416から信号を伝送するケーブル417を介して駆動基板202側のコネクタ305に入力される。また、CPU400の通信信号は、伝送ケーブル418を介して、駆動基板202側のコネクタ305に入力される。
[Control board]
The
制御基板415では、CPU400により、画像データの処理と印刷タイミングの処理が行われる。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。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は、入力画像データに基づいて2400dpiに相当する各画素に対応する画素データを生成する第1の生成手段として機能する。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。
In the
(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画像データに対して、CPU400から指示された解像度でディザリング処理を行う。これにより、プリント出力のための画像データが生成される。本実施例では、画像データ生成部401は、1200dpiよりも高解像度の第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、副走査方向の2400dpi相当のラインに対応するラインデータである。なお、画像データ生成部401は、1つの集積回路401Aである。
(Image data generator)
An image data generation unit 401 serving as data generation means performs dithering processing on image data received from an external computer connected to the
(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(露光ヘッド106の長手方向)、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、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を2400dpi単位でシフト処理する。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
(同期信号生成部)
第2の生成手段である同期信号生成部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1ライン分のライン周期信号(以下、Line同期信号という)を生成する。CPU400は、副走査方向の倍率が等倍である場合に、同期信号生成部406にLine同期信号の周期を指示する。Line同期信号の周期は、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)移動する時間でもある。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(副走査方向における各主走査方向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は、CPU400は、検知部の結果(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の回転速度を算出する。ここで、検知部としては、例えば感光ドラムの回転軸に設置したエンコーダ等がある。CPU400は、当該算出結果に基づいてLine同期信号の周期を決定する。一方、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/cm2)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。
(synchronization signal generator)
A synchronization
(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の副走査方向において各主走査方向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
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。これにより、ラインデータシフト部402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構成としても良い。
FIG. 5A is a block diagram showing the configuration of the chip
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
、クロック信号(CLK)(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、主走査方向の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から出力される主走査方向の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、主走査方向1ライン分の画像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)。
When the Line synchronization signal is input, the
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に格納された主走査方向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。
The
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、主走査方向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、副走査方向において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、副走査方向において2ライン目のラインデータ、・・・副走査方向において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。
Next, 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
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。
5(b), among the line data for one line in the main scanning direction stored in the line memory 500, the line data corresponding to the surface emitting
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。
'Output data from memory 501' shown in FIG. Similarly, 'output data from memory 502', . . . 'output data from memory 529' shown in FIG. It shows the timing of reading for output. Note that the first line data of the output data from the memory 501 is line data (divided line data) in the main scanning direction corresponding to the surface emitting
本実施例では、ラインメモリ500から、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 this embodiment, line data for one line in the main scanning direction are sequentially read out from the line memory 500 and firstly written to the memory 501 that stores the line data of the surface emitting
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、が付加されて格納される。
Furthermore, the line data stored in the memories 501 to 529 are the line data for one chip corresponding to each surface emitting element array chip, and the pixel data obtained by copying the pixel data at the edge of the adjacent surface emitting element array chip. Data is also stored together. For example, the memory 502 stores the following pixel data at each end of the line data corresponding to the surface emitting
図6は、ラインメモリ500に格納されたラインデータと、メモリ501~529に格納される画像データとの関係を説明する図である。図6(a)は、ラインメモリ500に格納された面発光素子アレイチップ毎のラインデータを示す図であり、メモリ501~529に配列変更される前のラインデータの配列のイメージを示している。ラインメモリ500には、面発光素子アレイチップ(N-1)のラインデータ(ハッチング表示)、面発光素子アレイチップNのラインデータ(白抜き表示)、面発光素子アレイチップ(N+1)のラインデータ(ハッチング表示)が格納されている。 FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the line data stored in the line memory 500 and the image data stored in the memories 501-529. FIG. 6(a) is a diagram showing line data for each surface emitting element array chip stored in the line memory 500, showing an image of the line data array before being rearranged in the memories 501 to 529. FIG. . The line memory 500 stores line data of the surface emitting element array chip (N−1) (hatched display), line data of the surface emitting element array chip N (outlined display), and line data of the surface emitting element array chip (N+1). (hatched display) is stored.
一方、図6(b)は、面発光素子アレイチップNに対応するメモリ501~529毎に格納されたラインデータのイメージを示している。上述したように、面発光素子アレイチップに対応するメモリ502~528には、該当する面発光素子アレイチップのラインデータに、隣接する面発光素子アレイチップの端部の画素データが付加されて格納される。図6(b)に示す面発光素子アレイチップNのラインデータのうち、最も左側の画素データは、面発光素子アレイチップ(N-1)のラインデータに含まれる面発光素子アレイチップNに隣接する端部の画素データである(図中、矢印参照)。一方、図6(b)に示す面発光素子アレイチップNのラインデータのうち、最も右側の画素データは、面発光素子アレイチップ(N+1)のラインデータのうち、面発光素子アレイチップNに隣接する端部の画素データである(図中、矢印参照)。 On the other hand, FIG. 6B shows an image of line data stored in each of the memories 501 to 529 corresponding to the surface emitting element array chip N. FIG. As described above, the memories 502 to 528 corresponding to the surface emitting element array chips store the line data of the corresponding surface emitting element array chip and the pixel data of the edge of the adjacent surface emitting element array chip. be done. Of the line data of the surface emitting element array chip N shown in FIG. 6(b), the leftmost pixel data is adjacent to the surface emitting element array chip N included in the line data of the surface emitting element array chip (N−1). This is the pixel data at the edge of the line (see the arrow in the figure). On the other hand, among the line data of the surface emitting element array chip N shown in FIG. 6B, the rightmost pixel data is adjacent to the surface emitting element array chip N among the line data of the surface emitting element array chip (N+1). This is the pixel data at the edge of the line (see the arrow in the figure).
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, pixel data of the edge of the surface emitting
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 of the edge of the surface emitting element array chip adjacent to each surface emitting element array chip is added to both ends of the line data of the corresponding surface emitting element array chip, and the memory 501 ~529. By the operation of the chip
(チップデータシフト部)
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情報(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 part)
The
露光ヘッド長手方向において、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、露光ヘッド長手方向において、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、これら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恐れがある。 In the longitudinal direction of the exposure head, it is desirable that there is no shift in the mounting positions of the even-numbered surface emitting element array chips. Similarly, in the longitudinal direction of the exposure head, it is desirable that the mounting positions of the odd-numbered surface emitting element array chips do not deviate. Further, the mounting positional relationship in the sub-scanning direction between the even-numbered surface-emitting element array chips and the odd-numbered surface-emitting element array chips is equivalent to 2400 dpi and has a predetermined number of pixels (e.g., 8 pixels) by design. preferable. Furthermore, it is preferable that the arrangement positions of the light emitting element arrays in the sub-scanning direction in each surface emitting element array chip are constant without individual differences. However, the mounting positions and the arrangement positions of the light emitting element arrays contain errors, and these errors may lead to 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202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を8画素分遅延さっせる。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。
In the memory 420 (ROM) shown in FIG. 4, a correction calculated from the relative positional relationship in the sub-scanning direction of the light emitting element arrays of the surface emitting
(データ送信部)
データ送信部405は、駆動基板202に対して、上述した一連のラインデータに対応するデータ処理を実行した後のラインデータを駆動基板202に送信する。なお、データ送信部405の詳細な回路構成は後述する。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、TL10)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、副走査方向における1ライン目のライン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、副走査方向における2ライン目のライン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、副走査方向における9ライン目のライン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424の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 transmitter)
The
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。カウンタ530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。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周期の時間内で、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
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, reading out data from the memories 501 to 529 is carried out within one period of the line synchronizing signal. Output data in parallel. Therefore, the speed of reading image data from the memories 501 to 529 may be slower than the speed of writing to the memory. For example, in this embodiment, it is assumed that the image data is read from the memories 501-529 at a cycle that is 58 times longer than the cycle of the clock signal when writing the image data to the memories 501-529.
なお、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401Aとは異なる集積回路402Aである。また、CPU400は、集積回路401A及び集積回路402Aとは異なる集積回路である。
Line data shifter 402,
[露光ヘッドの駆動基板の構成]
(データ受信部)
次に、駆動基板202の駆動部303a内部の処理について説明する。データ受信部407は、制御基板415のデータ送信部405から送信されたデータを受信する。なお、データ受信部407の詳細な回路構成は後述する。また駆動部303aはデータ受信部407で受信したクロック信号を基に動作する。これは駆動部303aにクロック発振器や水晶振動子を不要とすることが可能となるためである。
[Construction of drive substrate for exposure head]
(Data receiver)
Next, processing inside the
ここで、データ受信部407、データ送信部405は、Line同期信号に同期して副走査方向のライン単位で、画像データを送受信するものとする。前述したように、チップデータ変換部403では、面発光素子アレイチップ1~29のチップ毎にデータの配列を行い、以降の処理ブロックは面発光素子アレイチップ1~29のチップのデータを並列処理する構成となっている。駆動部303aでは、面発光素子アレイチップ1~15に対応した画像データを受信し、チップ毎に並列に処理可能な回路を有するものとする。
Here, the
(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1~29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。
(filter processing part)
The
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(図6参照)。
When processing the pixels at the edge of the surface emitting element array chip during filter processing, if there is no pixel data for the adjacent surface emitting element array chip, the image will be missing and an image defect will occur. Therefore, as described above, the chip
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1)
FIG. 7 is a diagram for explaining how filtering is performed by the
Dn′=D(2×n−1)×K2+D(2×n)×K1+D(2×n+1)×K2 (Formula 1)
ここで、nは、各面発光素子アレイチップ内部の発光素子数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から駆動基板202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。
Here, n corresponds to the number of light emitting elements 516 inside each surface emitting element array chip, and image data is calculated in each light emitting element sequentially in the order of n=1 to 516 based on the lighting order of the light emitting elements. done. The first coefficient K1 is a weighting coefficient for output data and input data at the same coordinate position in the main scanning direction. The second coefficient K2 is a weighting coefficient for input data whose coordinates are shifted by 1/2 pixel in the main scanning direction from the output data. In this embodiment, interpolation calculation (filtering) is performed with values of K1=0.5 and K2=0.25, but weighting coefficients different from those in this embodiment may be used. In this embodiment, by setting the weighting factor K2 to a value greater than 0, the information of the image data generated at a resolution (2400 dpi) higher than the resolution (1200 dpi) of the output data can be reflected in the output data. Specifically, in the processing from the image data generation unit 401 of the
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 for explaining the shift of image data before and after filtering, and the change in image data due to filtering. FIG. 8A is a diagram showing 2400 dpi image data after dithering the surface emitting
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。
In FIG. 8C, the image data 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. , 1', 2', ..., n/2-1, n on the horizontal axis indicate the arrangement order of the light emitting elements of the surface light emitting element array chip after resolution conversion to 1200 dpi. Also, the size of each pixel (1200 dpi) in the main scanning direction after resolution conversion in FIG. 8C is twice the size of one pixel (2400 dpi) shown in FIG. 8B. Furthermore, the position of each pixel is shifted to the right by half a pixel in FIG. 8B (position advanced by half a pixel in the main scanning direction). does not change. For example, the size and position of
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。解像度変換後の1画素の階調数を3bit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。
Also, the size and position of the pixel (n/2-1) of the surface emitting
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 emitting
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。
Further, when processing pixels at the edge of a surface emitting element array chip during filter processing, if there is no pixel data for the adjacent surface emitting element array chip, an image will be lost and an image defect will occur. Therefore, as described above, the chip
(LUT)
続くLUT410は、面発光素子アレイチップ内の発光素子に対応する画素毎の画像データ値(濃度データ値)をルックアップテーブル(Look Up Table)を参照して、データ変換を行う。LUT410では、面発光素子アレイチップの発光時間の応答特性に基づいて、パルス発光させたときの積算光量が所定の値となるように、画素毎のデータ値の変換を行う。例えば、面発光素子アレイチップの発光時間の応答が遅く、積算光量が目標値より小さい場合は、データ値が増えるようにデータ変換を行う。本実施例では、CPU400は、画像形成を開始する前に、ルックアップテーブルに設定される変換テーブルの値を、実験的に得られた発光素子アレイの応答特性に基づいた所定の値に設定するものとする。
(LUT)
The
図9は、ルックアップテーブルの一例を示す図である。LUT410が(a)から(c)のいずれかを用いて1200dpi相当の画素データをPWM信号に変換する。(a)~(c)は1200dpi相当の画素データを8ビットのPWMデータに変換するテーブルである。ここで、「000,001,010,011,100」は、それぞれ「濃度0%、濃度25%、濃度50%、濃度75%、濃度100%」を示す1200dpi相当の画素データである。PWMデータの「1」はLEDのONデータ(発光データ)であり、「0」はOFFデータ(非発光データ)を示す。PWMデータが後述するΦW1~ΦW4に相当する。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a lookup table. The
(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)
第3の生成手段である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10参照)。一方、後述するシフトサイリスタ(図10参照)の動作により、順次、面発光素子アレイチップが駆動される。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10参照)。
(PWM signal generator, timing controller, control signal generator, drive voltage generator)
The
[SLED回路の説明]
図10は、本実施例の自己走査型発光素子(Self-Scanning LED:SLED)アレイチップの一部分を抜き出した等価回路である。図10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10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。
[Explanation of SLED circuit]
FIG. 10 is an equivalent circuit of a part of the self-scanning LED (SLED) array chip of this embodiment. In FIG. 10, Ra and Rg are anode resistance and gate resistance, respectively, Tn is a shift thyristor, Dn is a transfer diode, and Ln is a light emitting thyristor. Gn represents the common gate of the corresponding shift thyristor Tn and the light-emitting thyristor Ln connected to the shift thyristor Tn. Here, n is an integer of 2 or more. Φ1 is the transmission line of the odd-numbered shift thyristors T, and Φ2 is the transmission line of the even-numbered shift thyristors T. In FIG. ΦW1 to ΦW4 are lighting signal lines for the light-emitting thyristors L, which are connected to resistors RW1 to RW4, respectively. VGK is the gate line and Φs is the start pulse line. As shown in FIG. 10, four light-emitting thyristors L4n-3 to L4n are connected to one shift thyristor Tn, and the four light-emitting thyristors L4n-3 to L4n can be lit at the same time. It has become.
[SLED回路の動作]
次に、図10に示すSLED回路の動作について説明する。なお、図10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10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10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. 10 will be described. In the circuit diagram of FIG. 10, 5V 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. 10, 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 lowered 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 is generated. In this embodiment, the diffusion potential of the coupling diode Dn is about 1.5 V, so the potential of the common gate Gn+1 of the light emitting thyristor Ln+1 is 0.2 V of the potential of the common gate Gn of the light emitting thyristor Ln, and 1 of the diffusion potential. It becomes 1.7V (=0.2V+1.5V) by adding 0.5V. 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 5V because the voltage of the gate line VGK is 5V and cannot reach a higher voltage. Further, the potential of the common gate Gn-1 before the common gate Gn of the light-emitting thyristor Ln (to the left of the common gate Gn in FIG. 10) is the gate line potential because the coupling diode Dn-1 is in a reverse bias state. The voltage of VGK is applied as it is and becomes 5V.
図11(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10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11(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11(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. 11(a) is a diagram showing the distribution of the gate potential of the common gate Gn of each light-emitting thyristor Ln when the shift thyristor Tn described above is in the ON state. , refers to the common gate of the light-emitting thyristor L in FIG. The vertical axis of FIG. 11(a) indicates the gate potential. The voltage required to turn on each shift thyristor Tn (hereinafter referred to as threshold voltage) is obtained by adding the diffusion potential (1.5 V) to the gate potential of the common gate Gn of each light emitting thyristor Ln, Almost the same potential. When the shift thyristor Tn is on, the shift thyristor Tn+2 has the lowest common gate potential 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. 11(a)) as described above. Therefore, the threshold voltage of shift thyristor Tn+2 is 4.7V (=3.2V+1.5V). However, since the shift thyristor Tn is turned on, the potential of the transfer line Φ2 is drawn to about 1.5 V (diffusion potential), which is lower than the threshold voltage of the shift thyristor Tn+2, so the shift thyristor Tn+2 is turned on. Can not do it. Other shift thyristors connected to the same transfer line Φ2 cannot be similarly turned on because their threshold voltages are higher than that of shift thyristor Tn+2, and only 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7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10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11(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11(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。 Regarding the shift thyristors connected to the transfer line Φ1, the threshold voltage of the shift thyristor Tn+1, which has the lowest threshold voltage, is 3.2V (=1.7V+1.5V). The next lowest threshold voltage of the shift thyristor Tn+3 (not shown in FIG. 7) is 6.2V (=4.7V+1.5V). In this state, when 5V is input to the transfer line Φ1, only the shift thyristor Tn+1 can be turned on. In this state, the shift thyristor Tn and the shift thyristor Tn+1 are turned on at the same time. Therefore, the gate potentials of shift thyristors Tn+1 to shift thyristors Tn+2, Tn+3, etc. provided on the right side in the circuit diagram of FIG. 10 are lowered by the diffusion potential (1.5 V). 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. 11(b) shows the gate voltage distribution of each of the common gates Gn−1 to Gn+4 at this time, and the vertical axis represents the gate potential. In this state, when the potential of the transfer line Φ2 is lowered to 0V, 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. 11(c) is a diagram showing the gate voltage distribution at this time, and the vertical axis indicates the gate potential. Thus, the ON state transfer 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 turned on, the gates of the four light emitting thyristors L4n-3 to L4n are commonly connected to the 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 1.7V (=0.2V+1.5V). L4n-3 to L4n can be lit. Therefore, by inputting lighting signals to the lighting signal lines ΦW1 to ΦW4 while the shift thyristor Tn is on, the four light emitting thyristors L4n-3 to L4n can be selectively caused to 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 gate-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 5V, it is likely that the light emitting thyristors L4n+1 to L4n+4 will also light in the same lighting pattern as the light emitting thyristors L4n−3 to 4n. However, since the light-emitting thyristors L4n−3 to L4n have lower threshold voltages, they turn on earlier than the light-emitting thyristors L4n+1 to L4n+4 when the lighting signal is input from the lighting signal lines ΦW1 to ΦW4. Once the light-emitting thyristors L4n-3 to L4n are turned on, the connected lighting signal lines ΦW1 to ΦW4 are pulled down to approximately 1.5 V (diffusion potential). Therefore, the potentials of the lighting signal lines ΦW1 to ΦW4 become lower than the threshold voltages of the light emitting thyristors L4n+1 to
図12は、図10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12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12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. 12 is a timing chart of drive signals for the SLED circuit shown in FIG. FIG. 12 shows voltage waveforms of driving signals of the gate line VGK, the start pulse line Φs, the transmission 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 thyristors in order from the top. there is Each drive signal has a voltage of 5V when turned on and a voltage of 0V when turned off. Moreover, the horizontal axis of FIG. 12 indicates time. Also, Tc indicates the period of the clock signal Φ1, and Tc/2 indicates a period half (=1/2) 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。 5V is always supplied to the gate line VGK. The clock signal Φ1 for the odd-numbered shift thyristors and the clock signal Φ2 for the even-numbered shift thyristors are input at the same period Tc, and the signal Φs of 5V is supplied to the start pulse line. Shortly before the clock signal Φ1 for the odd-numbered shift thyristors first goes to 5V, the signal Φs on the start pulse line is dropped to 0V to create a voltage difference on the gate line VGK. As a result, the gate potential of the first shift thyristor Tn-1 is pulled from 5V to 1.7V, the threshold voltage becomes 3.2V, and the shift thyristor Tn-1 becomes ready to be turned on by a signal from the transfer line Φ1. A voltage of 5 V is applied to the transfer line Φ1, and after a short delay 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. 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 during which their ON states (here, 5 V) overlap, and are configured to have a substantially complementary relationship. The light-emitting thyristor lighting signal lines ΦW1 to ΦW4 are transmitted at half the cycle of the transmission lines Φ1 and Φ2, and are lit when 5 V is applied while the corresponding shift thyristors are in the ON state. For example, in period a, all four light-emitting thyristors connected to the same shift thyristor are lit, and in period b, three light-emitting thyristors are simultaneously lit. Further, all the light-emitting thyristors are turned off during period c, and two light-emitting thyristors are simultaneously turned on during period d. Only one light-emitting thyristor is lit during period e.
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 this embodiment, the number of light-emitting thyristors connected to one shift thyristor is four, but the number is not limited to this, and may be less or more than four depending on the application. In the circuit described above, the circuit in which the cathodes of the thyristors are shared has been described, but the anode common circuit can also be applied by appropriately reversing the polarity.
[面発光サイリスタの構造]
図13は、本実施例の面発光サイリスタ部の概略図である。図13(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13(b)は、図13(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約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. 13 is a schematic diagram of the surface emitting thyristor section of this embodiment. FIG. 13A 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)
図13(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の第一伝導型半導体層、908は第一伝導型とは異なる第1の第二伝導型半導体層、910は第2の第一伝導型半導体層、912は第2の第二伝導型半導体層である。図13(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の第一伝導型半導体層906にはn型AlGaAs、第1の第二伝導型半導体層908にはp型AlGaAs、第2の第一伝導型半導体層910にはn型AlGaAs、第2の第二伝導型半導体層912にはp型AlGaAsを用いている。
In FIG. 13(b), 900 is a compound semiconductor substrate of the first conductivity type, 902 is a buffer layer of the same first conductivity type as the
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13(b)に示すように、本実施例では第2の第二伝導型半導体層912であるp型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GaP層914は、透明導電体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GaP層914は、透明導電体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GaP層914は、n型透明導電体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ITO層918とp型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ITO層918とp型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GaP層914とn型透明導電体ITO層918とが接触する部分とほぼ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。
In addition, in the mesa structure type surface light emitting device, a current constriction mechanism is used to prevent the current from flowing to the side surface of the
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
以下、本発明の特徴となる制御基板415と駆動基板202との間のデータ転送について説明する。
Data transfer between the
[データ送信部、データ受信部の転送フォーマット]
図14(a)は、データ送信部405の構成を示す図である。データ送信部405は、第1の変換部である送信フォーマット変換部1101と送信部であるLVDS送信部1102とを有する。送信フォーマット変換部1101は、画素データの並び順を並び替えた符号化処理を実行して信号に変換する。送信フォーマット変換部1101は、画素データの並び順を、面発光素子アレイチップの交差方向における並び順ではなく、かつ、発光素子の交差方向における並び順に対応した画素順ではない順番に並び替える符号化処理を実行する。
[Transfer format of data transmission unit and data reception unit]
FIG. 14(a) is a diagram showing the configuration of the
図14(b)は、データ受信部407の構成を示す図である。データ受信部407は、受信部であるLVDS受信部1201と第2の変換部である受信フォーマット変換部1202とを有する。受信フォーマット変換部1202は、LVDS受信部1201によって受信した信号から画素データを復元する復号化処理を実行する。受信フォーマット変換部1202は、送信フォーマット変換部1101によって符号化された画素データを、画素データの並び順を、面発光素子アレイチップの交差方向における並び順、かつ、発光素子の交差方向における並び順に対応した画素順に復元する。
FIG. 14B is a diagram showing the configuration of the
図15(a)は、データ送信部405とデータ受信部407のブロック図及び接続状態を示す図であり、チャネルリンクSerDesを示している。各チャネルは、それぞれ対をなす2本の信号線によって互いに逆の位相となるように信号を伝送する。なお、図15(a)において信号が差動送信部1303から差動受信部1304へ直接接続されているが、説明のため詳細な接続構成は省略している。実際は図4の構成であり、データ送信部405からデータ受信部407の接続は、コネクタ416からケーブル417、418、419を経由してコネクタ305へと接続されている。
FIG. 15(a) is a block diagram of the
LVDS送信部1102は、パラレル-シリアル変換部1301と、PLL1302と、差動送信部1303とを有する。パラレル-シリアル変換部1301は、21ビットの入力信号(パラレル信号)をシリアル信号に変換する。PLL1302は、入力されたクロック信号(以下、CLK信号とする)の位相調整を行う。差動送信部1303は、パラレル-シリアル変換された信号を差動信号として送信する。LVDS受信部1201は、差動受信部1304と、PLL1305と、シリアル-パラレル変換部1306とを有する。差動受信部1304は、差動送信部1303からのシリアル信号を受信する。PLL1305は、受信したCLK信号を例えば7逓倍したCLK信号を生成する。シリアル-パラレル変換部1306は、シリアル信号を21ビットのパラレル信号に変換する。以降、実施例のLVDS送信部1102、LVDS受信部1201は、21ビットのデータを3対のLVDSチャネルと1対のクロックラインにより送受信するチャネルリンクSerDesを用いた構成として説明する。ここで、LVDSは、小振幅差動信号方式(Low-Voltage Differential Signaling)を意味する。
図15(b)は、差動送信部1303から転送される差動クロックと差動データ(21ビットの入力信号に対応する)のビット配列を示している。なお、図15(b)の配列は、一般的なチャネルリンクSerDesのフォーマットである。3対のLVDSチャネル(TA±、TB±、TC±)は、それぞれ7ビットのデータが多重化されたものである。LVDS送信部1102に入力される21ビットの入力信号と、パラレル-シリアル変換された信号のビット配列の関係は以下のようになる。パッケージについては後述する。
TA±:入力データ20ビット-14ビットが、A6-A0に対応
TB±:入力データ13ビット-7ビットが、B6-B0に対応
TC±:入力データの6ビット-0ビットが、C6-C0に対応
FIG. 15(b) shows the bit arrangement of the differential clock and differential data (corresponding to a 21-bit input signal) transferred from the differential transmission section 1303. FIG. The array in FIG. 15(b) is the format of a general channel link SerDes. Each of the three pairs of LVDS channels (TA±, TB±, TC±) is multiplexed with 7-bit data. The relationship between the 21-bit input signal input to the
TA±: Input data 20-14 bits correspond to A6-A0 TB±: Input data 13-bits-7 bits correspond to B6-B0 TC±: Input data 6-0 bits correspond to C6-C0 corresponds to
[送信フォーマット変換部のブロック構成]
送信フォーマット変換部1101は、各面発光素子アレイチップ単位に分割された画像データの画素配列を変換し、変換した画像データをシリアル-パラレル変換する。以降、図3(a)に示す面発光素子アレイチップ1~15に対し、各々1つの面発光素子アレイチップの516素子で構成される発光素子を6素子単位で同時点灯させる構成を例に説明する。
[Block configuration of transmission format converter]
A transmission
図16(a)は、図4の各部(要部のみ描画)と実施例の画像データの解像度とを対応させた図を示している。実施例の発光素子の長手方向のピッチは、上述したように1200dpiの解像度に対応している。制御基板415から2400dpiの画像データ(ラインデータ)が転送され、駆動基板202のフィルタ処理部408によって1200dpiの画像データとなるように解像度が変換される。データ送信部405の送信フォーマット変換部1101に入力される画像データは、2400dpiの解像度に対応した画像データであるため、面発光素子アレイチップの配列間隔に対応した解像度(1200dpi)の2倍の解像度である。そのため、データ送信部405のLVDS送信部1102において発光素子の同時点灯数の2倍の画素数に対応する画像データを転送する必要がある。図16(a)に示すように、実施例では、駆動基板202のフィルタ処理部408までは2400dpiの解像度に対応した画像データが伝送され、フィルタ処理部408によって解像度変換が実行された後は1200dpiに対応した画像データが伝送される。なお、1画素は1ビットのデータに対応しているとして、以降、説明する。
FIG. 16A shows a diagram in which each part (only the main part is drawn) in FIG. 4 and the resolution of the image data of the embodiment are associated with each other. The longitudinal pitch of the light emitting elements in the example corresponds to a resolution of 1200 dpi as described above. Image data (line data) of 2400 dpi is transferred from the
LVDS送信部1102において、面発光素子アレイチップ1~15の発光素子をそれぞれ6素子同時に点灯させるためには、180ビット(15チップ×6素子×2)の画像データの転送が必要である。また、LVDS送信部1102は、画像データの他にLine同期信号も転送する。Line同期信号は、例えば図15(b)に示すA6のビット位置に対応させて転送される。LVDS送信部1102は、PLL1302から出力されたCLK信号の1周期において、21ビットのデータの転送をすることが可能である。21ビットのデータは、図15(b)のA0~A6、B0~B6、C0~C6のデータを意味し、以降、21ビットのデータを1単位としてパッケージと表現する。すなわち、1パッケージは21ビットのデータで構成される。
In the
図16(b)は、10パッケージ(=21ビット×10=210ビット)のデータを転送する場合の一例を示す図である。21ビットからなる1パッケージのデータは、18ビットが画像データに、1ビットがLine同期信号に、2ビットが予備データに、それぞれ割り当てられている。このため、1回の転送で転送可能な画素データは、18画素分となる。このように構成されたパッケージを10パッケージ転送する場合、全部で210ビットのデータを転送することができる。面発光素子アレイチップ1~15の発光素子をそれぞれ6素子同時に点灯させるためには、上述したように180ビット必要なので、10パッケージを転送することができれば必要な画像データである180ビットが揃うことになる。すなわち、図15(b)に示すようなパッケージのデータ転送を10回行うことで、面発光素子アレイチップ1~15の各6画素に対応する6つの発光素子を同時に点灯させることができる。
FIG. 16B is a diagram showing an example of transferring data of 10 packages (=21 bits×10=210 bits). In one package of 21-bit data, 18 bits are assigned to image data, 1 bit to Line synchronization signals, and 2 bits to spare data. Therefore, the amount of pixel data that can be transferred in one transfer is 18 pixels. When transferring 10 packages configured in this manner, a total of 210-bit data can be transferred. As described above, 180 bits are required to light each of the 6 light emitting elements of the surface emitting
なお、1パッケージ中の18ビットの画像データは、例えば図15(b)に示すA0~A3、B0~B6、C0~C6の位置に割り当てられ、2ビットの予備データは、A5、A4の位置に割り当てられる。また、各位置の値は、固定値(‘0’又は‘1’)又は1パッケージ内の他のデータで置き換える等の処理が実施される。図16(b)に、10回のデータ転送を行う場合の各パッケージの21ビットのデータの割り当てを説明した図を示す。 18-bit image data in one package are assigned to positions A0 to A3, B0 to B6, and C0 to C6 shown in FIG. assigned to. Also, the value of each position is replaced with a fixed value ('0' or '1') or other data in one package. FIG. 16(b) shows a diagram explaining allocation of 21-bit data for each package when data transfer is performed 10 times.
[データ送信部の画像データの割り当て処理]
次に、送信フォーマット変換部1101で行われる10パッケージ分の転送において送信される180ビットのデータに対する画像データの割り当て処理について説明する。図17は、実施例の画像形成装置の制御方法を説明するフローチャートである。図17の処理は、送信フォーマット変換部1101の処理に対応する。なお、各ステップは、CPU400が記憶された制御プログラムを実行することで実現される。また、図18は、データ送信部405の送信フォーマット変換部1101のブロック構成である。各ブロックに関し、図17の処理に順じて説明する。
[Assignment processing of image data in data transmission unit]
Next, allocation processing of image data for 180-bit data transmitted in the transfer of 10 packages performed by the transmission
図18に示すように、送信フォーマット変換部1101は、データ取得部1800、並び替え部1803、送信信号形成部1805を有する。データ取得部1800は、buf1_a部1801、buf1_b部1802を有する。並び替え部1803は、buf2部1804を有する。送信信号形成部1805は、buf3部1806を有する。
As shown in FIG. 18 , transmission
ステップ(以下、Sとする)1700で送信フォーマット変換部1101のデータ取得部1800は、チップデータシフト部404から画像データ(ラインデータ)(12ビット(bit)×面発光素子アレイチップ(chip)1~15)を取得する。上述したように、データ取得部1800は、6つの発光素子を同時に点灯させるために必要な12ビットのデータを15の面発光素子アレイチップ分、すなわち、180ビット、取得する。
データ取得部1800は、チップデータシフト部404から入力された180ビットの画像データを、面発光素子アレイチップ1~15の順に、かつ、画像配列順に、buf1_a部1801、buf1_b部1802に格納する。ここで、データ取得部1800は、画像データ(各516画素×2:2400dpi)から、各々12画素分(6画素×2)の画像データを取得する。データ取得部1800は、チップデータシフト部404によって副走査方向の位置ずれが調整された画像データを面発光素子アレイチップ単位に分割した画像データ(各516画素×2:2400dpi)から、上述した画像データを取得する。
In step (hereinafter referred to as S) 1700, the data acquisition unit 1800 of the transmission
The data acquisition unit 1800 stores the 180-bit image data input from the chip data shift
図19(a)は、分割された面発光素子アレイチップ1~15の画素配列を説明する図であり、チップデータシフト部404内の格納データを示す図である(チップ分割画像データ)。chip1~chip15は、面発光素子アレイチップ1~15を示している。chip[0]~chip[1031]は、1032画素に対応している。また、1~86は、1032画素(=512×2)を12画素(12ビット)単位で分割したブロックの番号(1032÷12=86)を示し、以下、例えば面発光素子アレイチップ1に対してはchip1[1]~chip1[86]のように記す。更に、例えば、面発光素子アレイチップ1の1032画素を86に分割した1つのブロック内における12画素を、chip1_pix[0]~chip1_pix[11]のように記す。
FIG. 19(a) is a diagram for explaining the pixel arrangement of the divided surface emitting
チップデータ変換部403は、画像データを面発光素子アレイチップ単位に分割する。チップデータシフト部404は、千鳥状に配列された各面発光アレイチップの副走査方向の位置ずれを調整する。チップデータシフト部404によってこのような処理が施された画像データは、各々516画素×2(=1032画素)である。このため、データ取得部1800は、1つの面発光素子アレイチップの画像データを12画素単位で取得すると、86回(=1032/12)の取得で面発光素子アレイチップ1~15分の全画像データの取得が可能となる。
The chip
ここで、「*」が面発光素子アレイチップ1~15の「1」や「15」を表すものとすると、図19(a)中の文字列は以下のようなことを意味する。例えば、chip*[1]~chip*[86]等の括弧内の数字は、12画素単位の画像データの取得回数を意味する。また例えば、chip*_pix[1]~chip*_pix[11]等は、データ取得部1800に入力された画素順を示す位置情報である。具体的には、送信フォーマット変換部1101のデータ取得部1800が、次の(式2)に基づいて、12画素ごとに各面発光素子アレイチップ1~15に対応した画像データから取得する画素位置の範囲(chip*_pix)を決定する。
chip*_pix[12×(n-1)]~chip*_pix[12×n-1](式2)
ここで、*は面発光素子アレイチップ1~15である。また、nは12画素を取得した回数(n=1~86)を表しており、S1704において各面発光素子アレイチップの全画像データが取得されるまで+1ずつカウントアップされる。例えば、12画素分の取得回数が1(n=1)の場合、chip*_pix[0]~chip*_pix[11]となり、各面発光素子アレイチップの0画素目~11画素目のデータが取得される。1回の処理で、(式2)で求められた範囲の12画素分のデータが面発光素子アレイチップ1~15分、取得される。
Here, assuming that "*" represents "1" and "15" of the surface emitting
chip*_pix[12×(n−1)] to chip*_pix[12×n−1] (Equation 2)
Here, * denotes the surface emitting
図19(b)は、データ取得部1800の処理であるbuf1_a部1801、buf1_b部1802への画像データの格納手法を説明する図である。データ取得部1800は、チップデータシフト部404から取得した各々12画素の画像データを、面発光素子アレイチップの順かつ画素配列順に格納するための配列であるbuf1_a部1801、buf1_b部1802に格納する。配列は、buf1_a部1801とbuf1_b部1802の2つを有している。CPU400の指示によって、データ取得部1800は、180ビットの画像データのうち、12画素の画像データを取得した回数(以下、取得回数という)が奇数のときは、buf1_a部1801に画像データを格納する。データ取得部1800は、12画素の画像データの取得回数が偶数のときは、buf1_b部1802に画像データを格納する。本実施例では、取得回数nが1と2のときのbuf1_a部1801、buf1_b部1802への各面発光素子アレイチップ1~15の各々12画素分の格納を示している。buf1_a[0]~buf1_a[179]及びbuf1_b[0]~buf1_b[179]に対し、面発光素子アレイチップ1~15の順番と画素の順番が小さい方から順に配列(buf1_a部1801、buf1_b部1802)に格納される。
FIG. 19B is a diagram illustrating a method of storing image data in the
なお、配列(buf1_a部1801、buf1_b部1802)への格納制御は、180画素分の画像データが格納される毎に行われる。画像データの取得回数(1~86)に応じた各面発光素子アレイチップ1~15の12画素分の画像データが順次buf1_a部1801、buf1_b部1802へ格納される。そのため、buf1_a部1801とbuf1_b部1802は交互に180画素分のデータが格納される。以上が、S1700の処理である。
It should be noted that storage control to the array (
S1701で送信フォーマット変換部1101の並び替え部1803は、CPU400からの指示により、画像配列の並び替えを行う。並び替え部1803は、buf1_a部1801又はbuf1_b部1802に180画素分のデータが格納されると、格納した180画素の画像データを、面発光素子アレイチップ順でも画素順でもない、予め定められたルールに従って画像データを並び替える。並び替えられた画像データは、並び替え部1803が有するbuf2部1804に格納される。図20(a)は、180画素の画像データを面発光素子アレイチップ順でも画素順でもない、画像データの配列の並び替えを行った一例を示している。buf2[0]~buf2[179]は、buf2部1804の180個の格納領域を示す。例えば、buf2[0]には、面発光素子アレイチップ6のための1032画素のうちの5番目の画像データであるchip6_pix[4]が格納されている。また例えば、buf2[17]には、面発光素子アレイチップ9のための1032画素のうちの3番目の画像データであるchip9_pix[2]が格納されている。
In step S<b>1701 , the rearrangement unit 1803 of the transmission
また、面発光素子アレイチップ順でも画素順でもない予め定められたルールとは、例えば、次のようなルールである。予め180画素の面発光素子アレイチップ順かつ画素順のデータ配列を、外部ツール等を用いてランダムに並び替えることで得られ、その並びが不規則な配列となるルールである。具体的なルールの生成は、表計算ソフト等を用いて行うことができ、面発光素子アレイチップ順かつ画素順の180画素の並びに、ランダムな数値を生成するRAND関数等を用いて生成した値を1画素ずつ180画素に割り当て、昇順又は降順に並び替える。これにより、並び替え部1803は、ランダムな並び替えのルールを生成する。そのため本ルールは、1度並び替え配列が決まると固定されるものである。なお、他のツールを用いてランダムな配列となるようにしてもよい。 Further, the predetermined rule, which is neither the order of surface emitting element array chips nor the order of pixels, is, for example, the following rule. This rule is obtained by randomly rearranging the data array of 180 pixels in advance in order of surface emitting element array chip and pixel order using an external tool or the like, and the arrangement is irregular. Specific rules can be generated using spreadsheet software, etc. Values generated using the RAND function or the like that generates random numerical values for 180 pixels arranged in the order of surface emitting element array chips and in the order of pixels. are assigned to 180 pixels one by one, and rearranged in ascending or descending order. As a result, the rearrangement unit 1803 generates a random rearrangement rule. Therefore, this rule is fixed once the rearrangement arrangement is determined. It should be noted that other tools may be used to create a random arrangement.
S1702で送信フォーマット変換部1101の送信信号形成部1805は、並び替え部1803によって画像データの配列の並び替えが行われたデータ(buf2部1804)から1回の転送分のデータに相当する18画素ごとに画像データを取得する。具体的には、送信フォーマット変換部1101の送信信号形成部1805が(式3)に基づいて、所定の範囲を決定し、転送回数に応じた18画素ごとのデータを取得する。
buf2[18×(i-1)]~buf2[18×i-1](式3)
なお、iは転送回数であり1から開始される。
In step S1702, the transmission signal formation unit 1805 of the transmission
buf2[18×(i−1)] to buf2[18×i−1] (equation 3)
It should be noted that i is the number of transfers and starts from 1.
S1703で送信フォーマット変換部1101の送信信号形成部1805は、転送回数iの値を参照し、10回の転送が行われたか否かを判断する。S1703で送信フォーマット変換部1101の送信信号形成部1805は、10回の転送が行われていないと判断した場合、S1702の処理に戻り、画像データが転送される毎にiを+1ずつカウントアップする(i=i+1)。S1703で送信フォーマット変換部1101の送信信号形成部1805は、10回の転送が行われたと判断した場合、処理をS1704に進める。
In S1703, the transmission signal formation section 1805 of the transmission
また、LVDS送信部1102は、チャネルリンクSerDesであり、上述したように21ビットのデータを転送するフォーマットである。そのため、送信フォーマット変換部1101は、画像データの18画素(1画素:1ビット)に、2ビットの予備データと1ビットのLine同期信号を特定の配列位置に加えた21ビットのデータを形成する(図16(b)参照)。LVDS送信部1102は、送信フォーマット変換部1101によって形成された21ビットデータを転送する。
Also, the
図20(b)は、送信フォーマット変換部1101の送信信号形成部1805において3ビット分のデータを付加した際のbuf3部1806を説明する図である。図20(b)の例では、送信信号形成部1805は、18ビットの画像データ(buf2[18×(i-1)]~buf2[18×i-1])をbuf3[0]~buf3[17]に格納する。また、送信信号形成部1805は、予備データをbuf3[18]、buf3[19]に付加し、buf3[20]にLine同期信号を付加している。以降、図20(b)のbuf3部1806の配列において21ビットのデータ転送を行うものとして説明する。
FIG. 20B is a diagram for explaining
S1704でCPU400は、面発光素子アレイチップ1~15に対応する全画像データ(516画素×2)を取得したか否か(取得状況)を判断する。S1704でCPU400は、各面発光素子アレイチップ1~15の516画素×2の画像データを全て取得していないと判断した場合は、処理をS1700に戻す。S1704でCPU400は、各面発光素子アレイチップ1~15の516画素×2を全て取得したと判断した場合は、一連の処理を終了する。
In S1704, the
以上、図17で説明した制御は、面発光素子アレイチップ1~29のうちの面発光素子アレイチップ1~15の分の処理を示している。しかし、残りの面発光素子アレイチップ16~29の分も同様の回路が構成されており、面発光素子アレイチップ1~15に対する処理と並行して同様の処理が行われる。また、入力画像データの1ライン分の制御を示しており、実際はS1700~S1703の処理に則り、入力されたライン数の制御がCPU400の指示により、繰り返し実行されるものとする。
The control described above with reference to FIG. 17 indicates the processing for the surface emitting
[受信フォーマット変換部の説明]
図21(a)は、データ受信部407のブロック構成である。データ受信部407は、LVDS受信部1201、受信フォーマット変換部1202を有する。受信フォーマット変換部1202は、データ取得部2200、並び替え部2203を有する。データ取得部2200は、buf4_a部2201、buf4_b部2202を有する。並び替え部2203はbuf5部2204を有する。
[Description of reception format conversion part]
FIG. 21(a) is a block configuration of the
データ受信部407のLVDS受信部1201は、差動送信部1303から送信されたシリアル信号を、差動受信部1304によって受信する(図15(a)参照)。そして、シリアル-パラレル変換部1306において、図20(b)で説明した配列(buf3部1806)のパラレル信号に変換する。
The
受信フォーマット変換部1202のデータ取得部2200は、LVDS受信部1201から出力された21ビットのデータの下位18ビットを180ビットのバッファ(buf4_a部2201、buf4_b部2202)に格納する。図21(b)は、受信フォーマット変換部1202のデータ取得部2200における、10回の転送によって得られた180ビットの画像データの格納手法を示す図である。データ取得部2200は、buf4_a部2201とbuf4_b部2202に図20(a)で説明した配列順のデータとなるように、下位ビットから転送回数の順番に受信した画像データを格納する。
Data acquisition section 2200 of reception format conversion section 1202 stores the lower 18 bits of the 21-bit data output from
なお、画像データのbuf4_a部2201とbuf4_b部2202への格納は、データ取得部2200に設けられている、10回の転送で+1ずつインクリメントするカウンタ(不図示)が、カウントアップされる毎に交互に格納先が切り替えられる。例えば、180ビットの画像データがbuf4_a部2201に格納されると、画像データの格納先がbuf4_b部2202に切り替わる。これにより、次の18ビット分の画像データがbuf4_b部2202に格納され、最終的に180ビットの画像データが格納されるまで、順次buf4_b部2202に格納されていく。その間に受信フォーマット変換部1202の並べ替え部2203は、buf4_a部2201に格納された画像データの並び替え処理を実施する。そして、180ビットの画像データがbuf4_b部2202に格納されると、画像データの格納先が再びbuf4_a部2201に切り替わる。そして、buf4_a部2201へ18ビット分の画像データが180ビット格納されるまで順次格納されていく。その間に受信フォーマット変換部1202の並べ替え部2203は、buf4_b部2202に格納された画像データの並び替え処理を実施する。
Note that the storage of the image data in the
受信フォーマット変換部1202の並び替え部2203は、180ビットの画像データが格納されたbuf4_a部2201又はbuf4_b部2202の画像データに対し、次のような処理を行う。並び替え部2203は、送信フォーマット変換部1101によって変換されたルール(図20(a)のランダムな配列)の逆変換を行う。並び替え部2203は、面発光素子アレイチップ1~15の各々12画素の画像データに復元(図19の配列)し、buf5部2204に復元した画像データを格納する。なお、受信フォーマット変換部1202は、21ビットのデータの最上位ビットからLine同期信号を生成し、生成したLine同期信号は、タイミング制御部412により画像データとのタイミングが調整される。
The rearrangement unit 2203 of the reception format conversion unit 1202 performs the following processing on the image data of the
[実施例の効果]
図22(a)は、送信フォーマット変換部1101が、スクリーン画像データを面発光素子アレイチップ順かつ画素順(図19(b)の配列)として転送した場合の従来のグラフである。図22(a)は、コネクタ416からコネクタ305間の転送データに対するFFT(Fast Fourier Transform)解析結果である。スクリーン画像データは、2400dpi、190線の画像データである。図22(a)は、横軸に周波数[MHz]を示し、縦軸に振幅を示す。図22(a)に示すように、面発光素子アレイチップ順かつ画素順に画像データを転送した場合、特に低い周波数の領域において振幅が大きい周波数があり、これらが放射ノイズ源となり得る。
[Effect of Example]
FIG. 22(a) is a conventional graph when the transmission
一方、図22(b)は本実施例の面発光素子アレイチップ順でも画素順でもない順番で画像データを転送した場合における、コネクタ416からコネクタ305間の転送データに対するFFTの解析結果である。図22(b)の横軸、縦軸は図22(a)と同様である。図22(b)に示すように、画像パターンによる繰り返し周期が分散され、特に低い周波数の領域において振幅が小さくなり、放射ノイズ源の抑制効果がある。なお、図22のFFT解析は、共にサンプリング周波数を80MHz、サンプル数を8192としている。
On the other hand, FIG. 22(b) shows the FFT analysis result for the data transferred between the
このように、本実施例の処理によって、データ送信部405が、面発光素子アレイチップ順でも画素順でもない順番に画像データを並び替えて、データ転送を行う。これにより、図22(b)に示すように入力画像パターンにおけるノイズ要因を分散することができる。このため、データ転送における放射ノイズを低減させることができ、画像形成装置の品質を向上することが可能である。また、放射ノイズを対策するための部品を削減できるため、低コスト化を実現できる。
As described above, according to the processing of the present embodiment, the
以上、実施例によれば、入力された画像データのパターンによらず放射ノイズを低減することができる。 As described above, according to the embodiments, the radiation noise can be reduced regardless of the pattern of the input image data.
なお、図4において、CPU400、集積回路401A、集積回路402Aは、1つの集積回路に含まれていてもよい。更に、CPU400と、集積回路401A及び集積回路402Aと、が異なる集積回路であってもよい。
Note that in FIG. 4, the
[図4の変形例]
図4の変形例1として、例えば、図23に示すように、フィルタ処理部408がラインデータシフト部402とチップデータ変換部403との間にあってもよい。
図4の変形例2として、例えば、図24に示すように、フィルタ処理部408がチップデータシフト部404とデータ送信部405との間にあってもよい。この場合、制御基板415側で解像度が2400dpiから1200dpiに変換されることとなる。しかし、これらの構成であっても、1200dpi相当の画像データを転送する際に、面発光素子アレイチップの順番ではなく、かつ画素順でもない順番に画像データを並び替えてデータ転送を行う構成を適用することができる。
[Modification of FIG. 4]
As a modified example 1 of FIG. 4, for example, as shown in FIG.
As a
202 駆動基板
415 制御基板
1101 送信フォーマット変換部
1102 LVDS送信部
1201 LVDS受信部
1202 受信フォーマット変換部
202
Claims (7)
前記感光体を露光する複数の発光素子を有するチップを有し、前記感光体の回転方向と交差する交差方向において複数の前記チップが互いに異なる位置に配列された露光ヘッドと、
前記複数のチップが有するそれぞれの前記複数の発光素子を駆動するために、入力画像データに基づいて第1の解像度より高解像度の第2の解像度に相当する各画素に対応する画素データを生成する第1の生成手段と、
を備え、前記交差方向における前記複数の発光素子の配列間隔に対応する前記第1の解像度の画像を形成する画像形成装置であって、
前記第1の生成手段により生成された画素データを取得して前記画素データの並び順を並び替えた符号化処理を実行して信号に変換する第1の変換部と、
前記第1の変換部により変換された前記信号を送信する送信部と、
前記第1の生成手段、前記第1の変換部、前記送信部を搭載した制御基板と、
前記送信部から送信された前記信号を受信する受信部と、
前記受信部によって受信した前記信号から前記画素データを復元する復号化処理を実行する第2の変換部と、
前記第2の変換部によって復元された前記画素データに基づいて前記複数のチップがそれぞれ有する前記複数の発光素子を駆動する駆動部と、
前記受信部、前記第2の変換部、前記駆動部を搭載した駆動基板と、
前記制御基板と前記駆動基板とを接続するケーブルであって、前記信号を伝送する前記ケーブルと、
を備え、
前記第1の変換部は、前記第1の生成手段により生成された前記画素データを、前記複数のチップごとに所定の画素数単位で複数のブロックに分割し、前記複数のチップの同じブロック番号のブロック内の全画素データの並び順を、前記チップの前記交差方向における並び順ではなく、かつ、前記ブロック内の前記発光素子の前記交差方向における並び順に対応した画素順ではない順番に並び替える符号化処理を実行し、
前記第2の変換部は、前記第1の変換部によって符号化された画素データを、前記画素データの並び順を、前記チップの前記交差方向における並び順、かつ、前記発光素子の前記交差方向における並び順に対応した画素順に復元することを特徴とする画像形成装置。 a photosensitive member that is rotationally driven;
an exposure head having a chip having a plurality of light emitting elements for exposing the photoreceptor, wherein the plurality of chips are arranged at different positions in a cross direction crossing the rotation direction of the photoreceptor;
generating pixel data corresponding to each pixel corresponding to a second resolution higher than the first resolution based on input image data in order to drive the plurality of light emitting elements of the plurality of chips; a first generating means;
and forming an image of the first resolution corresponding to the arrangement interval of the plurality of light emitting elements in the cross direction,
a first conversion unit that acquires the pixel data generated by the first generation means, executes an encoding process in which the order of arrangement of the pixel data is rearranged, and converts the pixel data into a signal;
a transmitter that transmits the signal converted by the first converter;
a control board on which the first generation means, the first conversion unit, and the transmission unit are mounted;
a receiving unit that receives the signal transmitted from the transmitting unit;
a second conversion unit that performs decoding processing for restoring the pixel data from the signal received by the reception unit;
a driving unit that drives the plurality of light emitting elements of the plurality of chips based on the pixel data restored by the second conversion unit;
a driving substrate on which the receiving section, the second converting section, and the driving section are mounted;
a cable connecting the control board and the drive board, the cable transmitting the signal;
with
The first conversion unit divides the pixel data generated by the first generation means into a plurality of blocks in units of a predetermined number of pixels for each of the plurality of chips, and divides the pixel data into a plurality of blocks with the same block numbers of the plurality of chips. The arrangement order of all pixel data in the block is not arranged in the order of the chips in the cross direction and is not in order of pixels corresponding to the arrangement order of the light emitting elements in the block in the cross direction. perform the encoding process,
The second conversion unit converts the pixel data encoded by the first conversion unit to the order of arrangement of the pixel data in the order of arrangement of the chips in the cross direction and the order of arrangement of the light emitting elements in the cross direction. An image forming apparatus, wherein restoration is performed in pixel order corresponding to the arrangement order in the image forming apparatus.
前記第1の変換部は、前記画素データと前記第2の生成手段により生成された前記周期信号とを含むデータを前記信号に変換することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 a second generating means for generating a periodic signal for one line corresponding to the resolution in the rotational direction of the photoreceptor;
4. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the first conversion unit converts data including the pixel data and the periodic signal generated by the second generation unit into the signal.
とする請求項4に記載の画像形成装置。 The first conversion unit converts the pixel data rearranged in an order that is not in the order in which the chips are arranged in the cross direction and in a pixel order that does not correspond to the order in which the light emitting elements are arranged in the cross direction, through the cable. 5. The image forming apparatus according to claim 4 , wherein the data is divided into the number of bits that can be transferred in a single transfer through the network.
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