KR100547818B1 - Apparatus and method for compensation non-linear output characteristic of engine in image forming system - Google Patents
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Abstract
가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:프린터에 관한 것이다.end. TECHNICAL FIELD This invention relates to a printer.
나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:레이저 빔을 발생하여 화상을 용지상에 형성하는 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성을 보상할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.I. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus and method for compensating for nonlinear output characteristics of an image forming system engine that generates a laser beam to form an image on a paper.
다. 그 발명의 해결방법의 요지:레이저를 이용하는 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치에 있어서, 형성하고자 하는 이미지데이터 각 화소에 대한 임의 방향으로의 튜닝계수들을 저장하고 있으며 상기 프린터의 프린팅동작을 제어하는 컨트롤러와, 상기 이미지데이터 각 화소 정보를 저장하기 위한 메모리와, 상기 메모리와 컨트롤러 각각으로 부터 보상하고자 하는 화소()의 인접 화소 정보들과 튜닝계수들을 입력하여 인접화소들간의 간섭정도를 나타내는 간섭치()를 계산하고, 계산된 상기 간섭치()와 임계치(T)와의 비교결과에 따라 레이저 다이오드의 출력 주기를 가감하여 상기 이미지데이터에 따른 화상이 인쇄되도록 하는 레이저 출력 조절부로 구성함을 특징으로 한다.All. SUMMARY OF THE INVENTION A nonlinear output characteristic compensator of an image forming system engine using a laser, which stores tuning coefficients in an arbitrary direction for each pixel of image data to be formed and controls the printing operation of the printer. A controller for storing the pixel information of each image data, and a pixel to be compensated from each of the memory and the controller ( The interference value representing the degree of interference between adjacent pixels by inputting adjacent pixel information and tuning coefficients of ), And the calculated interference value ( ) And a laser output control unit for printing an image according to the image data by subtracting or outputting the output period of the laser diode according to the comparison result between the threshold value T and the threshold value T.
라. 발명의 중요한 용도:컬러 및 흑백 레이저 빔 프린터에 사용할 수 있다.la. Important uses of the invention: It can be used in color and monochrome laser beam printers.
프린터, 엔진 출력, 보상Printer, engine power, compensation
Description
도 1은 일반적인 레이저 빔 프린터 엔진의 비선형 출력 특성을 설명하기 위한 레이저 다이오드(Laser Diode)의 출력 파형도와 그에 따른 에너지 분포 예시도.1 is an output waveform diagram of a laser diode for explaining the nonlinear output characteristics of a general laser beam printer engine, and an exemplary energy distribution diagram thereof.
도 2는 일반적인 레이저 빔 프린터의 주사방향 예시도.2 is a view illustrating a scanning direction of a general laser beam printer.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치의 블럭구성도.3 is a block diagram of a nonlinear output characteristic compensation device of an image forming system engine according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치의 동작 흐름도.4 is an operation flowchart of a nonlinear output characteristic compensating apparatus of an image forming system engine according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치의 구동결과 얻어지는 에너지 분포 및 출력화상 예시도.5 is an exemplary energy distribution and output image obtained as a result of driving a nonlinear output characteristic compensation device of an image forming system engine according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 레이저를 이용하는 화상형성 시스템에 관한 것으로, 특히 레이저를 이용하는 화상형성 시스템 엔진의 비선형적인 출력 특성을 보상하여 최적의 화상을 얻기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
레이저 빔 프린터는 전자사진 프로세스과정을 통해서 호스트로부터 입력된 인쇄데이터에 따른 화상을 용지상에 인쇄하는 화상형성 시스템이다. 레이저 빔 프린터는 입력된 인쇄데이터를 프린터 내부에서 처리할 수 있는 이미지데이터로 변환하고, 변환된 이미지데이터에 따른 레이저 빔을 발생하여 감광체를 노광시킴으로써 감광체에 정전잠상을 형성시키는 엔진 메카니즘 구조를 가지고 있다. 그리고 레이저 빔은 레이저 다이오드(Laser Diode:LD라함)의 발광에 의해 발생한다. 따라서 레이저 빔 프린터의 엔진 출력이라함은 레이저 다이오드(LD)의 출력이라 할 수 있는데, 이러한 레이저 빔 프린터의 엔진 출력(출력화상의 형태로 나타남)은 레이저 다이오드를 발광시키기 위해 입력되는 펄스값에 대하여 비선형성을 가지게 된다. 따라서 일반적인 레이저 빔 프린터에서는 프린터 엔진 출력의 비선형성 때문에 화상의 질을 개선하는데 한계가 있다.The laser beam printer is an image forming system for printing an image according to print data input from a host through an electrophotographic process on a sheet of paper. The laser beam printer has an engine mechanism structure that converts input print data into image data that can be processed inside the printer and generates a laser beam according to the converted image data to expose the photosensitive member to form an electrostatic latent image on the photosensitive member. . The laser beam is generated by light emission of a laser diode (LD). Therefore, the engine output of the laser beam printer may be referred to as the output of the laser diode (LD). The engine output of the laser beam printer (shown in the form of an output image) corresponds to the pulse value input to emit the laser diode. It will have nonlinearity. Therefore, in general laser beam printers, there is a limit in improving image quality due to nonlinearity of the printer engine output.
이를 도 1을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 우선 도 1은 일반적인 레이저 빔 프린터 엔진의 비선형 출력 특성을 설명하기 위한 레이저 다이오드(LD)의 출력 파형도와 그에 따른 에너지 분포 예시도를 도시한 것이다. 도 1에는 소정의 이미지데이터에 따른 레이저 다이오드(LD)의 출력 파형과 그에 따른 에너지 분포 파형이 도시되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 소정의 화상을 얻기 위한 레이저 다이오드(LD)의 출력 이 도 1에 도시한 바와 같다면 그에 따른 에너지 분 포는 그 아래에 도시한 것과 같이 나타나므로, 출력 화상은 인접 화소의 간섭이 없는 지점(좌측부분)에서는 소망하는 화상농도 보다 낮은 화상농도를 가지게 되며, 인접 화소의 에너지 간섭이 많은 지점(중앙부분과 우측부분)에서는 소망하는 화상농도 보다 높은 화상농도가 얻어지므로, A에 도시된 바와 같이 레이저 다이오드(LD) 출력 에 대하여 선형성을 가지는 출력화상을 얻기 위해서는 프린터 엔진의 비선형적인 출력 특성을 보상하여 최적의 화상을 얻을 필요가 있다.Referring to this in more detail with reference to FIG. 1, first, FIG. 1 illustrates an output waveform diagram of the laser diode LD and an example of energy distribution according to the nonlinear output characteristic of a general laser beam printer engine. 1 shows an output of a laser diode LD according to predetermined image data. The waveform and the resulting energy distribution waveform are shown. As shown in FIG. 1, the output of the laser diode LD for obtaining a predetermined image As shown in Fig. 1, the resulting energy distribution appears as shown below, so that the output image has a lower image density than the desired image density at the point where the adjacent pixels do not interfere (left side). Since the image density higher than the desired image density is obtained at the point (central part and the right part) where the energy interference of adjacent pixels is large, the laser diode LD output as shown in A In order to obtain an output image having linearity with respect to the nonlinear output characteristic of the printer engine, it is necessary to obtain an optimal image.
따라서 본 발명의 목적은 레이저 빔을 발생하여 화상을 용지상에 형성하는 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성을 보상할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method capable of compensating for nonlinear output characteristics of an image forming system engine that generates a laser beam to form an image on a paper.
본 발명의 또 다른 목적은 인접 화소간의 에너지간섭에 의한 화상의 왜곡현상을 방지하여 최적의 화상을 얻을 수 있는 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for compensating nonlinear output characteristics of an image forming system engine, which can obtain an optimal image by preventing distortion of an image due to energy interference between adjacent pixels.
본 발명의 또 다른 목적은 레이저 빔 프린터에서 인접 화소와의 간섭정도를 나타내는 간섭치를 검출하여 레이저 다이오드의 출력을 가변시켜 최적의 화상을 얻을 수 있는 레이저 빔 프린터 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for compensating nonlinear output characteristics of a laser beam printer engine capable of obtaining an optimal image by varying an output of a laser diode by detecting an interference value indicating an interference degree with adjacent pixels in a laser beam printer. In providing.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 레이저를 이용하는 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치에 있어서, In order to achieve the above object, the present invention provides a non-linear output characteristic compensation device of an image forming system engine using a laser,
형성하고자 하는 이미지데이터 각 화소에 대한 임의 방향으로의 튜닝계수들을 저장하고 있으며 상기 프린터의 프린팅동작을 제어하는 컨트롤러와,A controller which stores tuning coefficients in an arbitrary direction for each pixel of image data to be formed and controls a printing operation of the printer;
상기 이미지데이터 각 화소 정보를 저장하기 위한 메모리와,A memory for storing each pixel information of the image data;
상기 메모리와 컨트롤러 각각으로 부터 보상하고자 하는 화소()의 인접 화소 정보들과 튜닝계수들을 입력하여 인접화소들간의 간섭정도를 나타내는 간섭치()를 계산하고, 계산된 상기 간섭치()와 임계치(T)와의 비교결과에 따라 레이저 다이오드의 출력 주기를 가감하여 상기 이미지데이터에 따른 화상이 인쇄되도록 하는 레이저 출력 조절부로 구성함을 특징으로 한다.Pixels to compensate from each of the memory and the controller ( The interference value representing the degree of interference between adjacent pixels by inputting adjacent pixel information and tuning coefficients of ), And the calculated interference value ( ) And a laser output control unit for printing an image according to the image data by subtracting or outputting the output period of the laser diode according to the comparison result between the threshold value T and the threshold value T.
또한 본 발명은 레이저를 이용한 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상방법에 있어서,The present invention also provides a nonlinear output characteristic compensation method of an image forming system engine using a laser.
형성하고자 하는 이미지데이터 각 화소에 대한 임의 방향으로의 튜닝계수들과 상기 이미지데이터 각 화소 정보를 입력하여 저장하는 데이터 입력과정과,A data input process of inputting and storing tuning coefficients in an arbitrary direction for each pixel of image data to be formed and information of each pixel of the image data;
저장된 상기 화소 정보중 보상하고자 하는 화소()의 인접 화소 정보들과 튜닝계수들을 독출하여 인접화소들간의 간섭정도를 나타내는 간섭치()를 계산하는 간섭치() 계산과정과,A pixel to be compensated among the stored pixel information ( The interference value representing the degree of interference between adjacent pixels by reading adjacent pixel information and tuning coefficients of ) To calculate the interference ( ) Calculation process,
계산된 상기 간섭치()와 임계치(T)와의 비교결과에 따라 레이저 다이오드의 출력 주기를 가감시키는 레이저 출력 조절과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
The calculated interference value ( ) And a laser output adjustment process for adjusting the output period of the laser diode according to the comparison result with the threshold value T.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an operation according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 일반적인 레이저 빔 프린터의 주사방향 예시도를 도시한 것으로, 보상하고자 하는 화소(D)와 그에 인접하는 화소들간의 연관계수를 도시한 것이다. 도 2에서 α는 수평방향으로의 연관계수를 나타내고 있으며, β와 γ 각각은 보상하고자 하는 화소(D)의 수직방향과 사선방향으로의 연관계수를 나타내고 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a scanning direction of a general laser beam printer, and illustrates a correlation coefficient between a pixel D to be compensated and pixels adjacent thereto. In Fig. 2, α represents an association coefficient in the horizontal direction, and β and γ each represent an association coefficient in the vertical direction and the oblique direction of the pixel D to be compensated for.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상 장치의 블럭구성도를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치는 컨트롤러와, 레이저 출력 조절부(350)와 레이저 다이오드(LD)로 구성되며, 상기 레이저 출력 조절부(350)는 다시 메모리(100), 레지스터(200) 및 연산부(300)로 구성된다. 그리고 상기 레지스터(200)는 컨트롤러에 내장할 수도 있다.3 is a block diagram of a nonlinear output characteristic compensating apparatus of an image forming system engine according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a nonlinear output characteristic compensator of an image forming system engine according to an exemplary embodiment of the present invention includes a controller, a laser power adjusting
도 3을 참조하면, 컨트롤러는 형성하고자 하는 이미지데이터의 각 화소에 대한 레이저 출력 주기를 튜닝하기 위한 튜닝계수(α,β,γ,T,P,M)들을 저장하고 있으며, 상기 프린터의 프린팅동작을 전반적으로 제어한다. 상기 튜닝계수의 하나인 T는 임계치 계수를 나타내고 있으며, P와 M 각각은 레이저 빔 프린터 엔진의 에너지 레벨 특성에 따라 가변되는 값으로서 연산부(300)에서 계산된 연관치()에 가중되는 계수(weighting factor)를 나타낸 것으로, P는 레이저 출력주기를 확장하기 위해 가중되는 계수를 나타낸 것이고, M은 레이저 출력주기를 단축시키기 위해 가중되는 계수이다.Referring to FIG. 3, the controller stores tuning coefficients (α, β, γ, T, P, M) for tuning a laser output cycle for each pixel of image data to be formed, and the printing operation of the printer. Overall control. One of the tuning coefficients T represents a threshold coefficient, and each of P and M is a value that varies according to an energy level characteristic of the laser beam printer engine, and the correlation value calculated by the operation unit 300 ( Is a weighting factor, P is a weighting factor for extending the laser output period, and M is a weighting factor for shortening the laser output period.
메모리(100)는 상기 컨트롤러에 의해 제어되며, 상기 컨트롤러의 제어에 의해서 변환된 페이지 단위의 이미지데이터 각각의 화소 정보가 저장되는데, 하기 설명에서는 3×3 매트릭스 구조를 가지는 화소 정보를 가정하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 3×3 매트릭스 구조를 가지는 화소 정보는 하기 표 1과 같이 표현할 수 있다.The
레지스터(200)는 상기 컨트롤러로부터 상기 튜닝계수들을 다운로드(download) 받아 일시 저장하며, 보상하고자 하는 화상 정보(D)의 인접 화소들에 대한 연관계수를 표로 나타내면 하기 표 2와 같다.The
연산부(300)는 상기 메모리(100)와 컨트롤러 각각으로 부터 보상하고자 하는 화소(D)의 인접 화소 정보()들과 튜닝계수들(α,β,γ,T,P,M)을 입력하여 인접화소들간의 연관 정도를 나타내는 연관치()를 계산하고, 계산된 상기 연관치()와 임계치(T)와의 비교결과에 따라 레이저 다이오드(LD)의 출력 주기를 가감시키기 위한 데이터()를 출력한다.The
이하 도 4와 도 5를 참조하여 상술한 구성을 갖는 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an operation of the nonlinear output characteristic compensator of the image forming system engine having the above-described configuration will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치의 동작 흐름도를 도시한 것이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화상형성 시스템 엔진의 비선형 출력 특성 보상장치의 구동결과 얻어지는 에너지 분포 및 출력화상을 예시한 도면이다.4 is a flowchart illustrating an operation of a nonlinear output characteristic compensator of an image forming system engine according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a driving diagram of a nonlinear output characteristic compensating apparatus of an image forming system engine according to an exemplary embodiment of the present invention. It is a figure which exemplifies the resulting energy distribution and output image.
우선 컨트롤러는 호스트로부터 인쇄데이터가 입력(400단계)되면 이를 화상형성 시스템에서 처리할 수 있는 이미지데이터로 변환한다. 이와 같이 변환된 이미지데이터의 각 화소 정보는 420단계에서 메모리(100)에 저장된다. 이때 상기 화소 정보는 보상 전의 레이저 출력 주기를 결정하는 정보가 된다. 그리고 컨트롤러는 튜닝계수(α,β,γ,T,P,M)를 다운로드(410단계)하여 레지스터(200)를 세트(430단계)시킨다. 이에 따라 연산부(300)는 440단계에서 하기 수학식 1에 의해 보상하고자 하는 화소 정보(D)와 그 인접화소들간의 연관 정도를 계산하여 연관치()를 산출한다.First, when the print data is input from the host (step 400), the controller converts the data into image data that can be processed by the image forming system. Each pixel information of the image data converted as described above is stored in the
이후 연산부(300)는 상기 수학식 1에 의해 계산된 연관치()를 다운로드된 임계 계수 T와 450단계에서 비교한다. 만약 계산된 연관치()가 상기 임계 계수 T 보다 작다면 인접화소간의 연관성이 작은 것이기 때문에 하기 수학식 2를 이용하여 보상하고자 하는 화소의 농도를 높이고(460단계), 그 반대이면 인접화소간의 연관성이 크기 때문에 하기 수학식 3을 이용하여 보상하고자 하는 화소의 농도를 낮춘 다(470단계).Thereafter, the
위와 같은 연산과정을 구체적인 계수를 예로 들어 설명하면, 우선 이미지데이터 각 화소 정보가 하기 표 3,4와 같고, 튜닝계수 각각이 다음과 같이 설정되어 있다면, α=1, β=0.5, γ=0.25, T=30, P=0.005, M=0.005If the above calculation process is described with specific coefficients as an example, first, if each pixel information of the image data is as shown in Tables 3 and 4 below, and each of the tuning coefficients is set as follows, α = 1, β = 0.5, γ = 0.25 , T = 30, P = 0.005, M = 0.005
상기 표 3에서의 =50이 되고 그에 따라 는 75(1-0.005×50)가 됨으로써 보상전의 화상 정보(D) 100은 보상후 75의 값을 가지게 되고, 상기 표 4에서는 와 각각이 25와 56.25의 값을 가진다.In Table 3 above = 50 and accordingly Is 75 (1-0.005 × 50), so that the image information (D) 100 before compensation has a value of 75 after compensation. Wow Each has a value of 25 and 56.25.
도 5에서는 이미지데이터 각 화소의 정보가 보상되기 전의 레이저 다이오드 출력 주기와 그에 따른 에너지 분포 파형도, 그리고 각 화소의 정보가 보상된 후의 레이저 다이오드 출력주기와 그에 따른 에너지 분포 파형도가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 보상전에 인접 화소간의 에너지 분포 간섭이 있는 지점에서는 보상후 레이저 다이오드 출력 주기가 단축되어 있는 것을 볼 수 있으며, 에너지 분포 간섭이 적은 지점에서는 보상후 레이저 다이오드 출력 주기가 확장되어 있는 것을 볼 수 있다.FIG. 5 shows a laser diode output period and its energy distribution waveform diagram before information of each pixel of image data is compensated, and a laser diode output cycle and its energy distribution waveform diagram after information of each pixel is compensated. Referring to FIG. 5, it can be seen that the laser diode output period after compensation is shortened at the point where there is energy distribution interference between adjacent pixels before compensation, and the laser diode output period after compensation is extended at the point where the energy distribution interference is low. You can see that.
따라서 연산부(300)에서 출력되는 출력데이터()에 의해 레이저 다이오드의 출력 주기는 가변되고, 이러한 레이저 다이오드의 출력 주기 가변에 의해 얻어지는 출력화상은 이상적인 출력화상(A)과 거의 동일한 형태를 가지게 되는 것이다.Therefore, the output data (outputted from the calculation unit 300 ( ), The output period of the laser diode is variable, and the output image obtained by the variable output period of the laser diode is almost the same as the ideal output image (A).
상술한 바와 같이 본 발명은 프린터 엔진의 비선형적인 출력 특성을 인접 화소들간의 연관성 정도에 따라 보상하여 줌으로써 최적의 출력 화상을 얻을 수 있으며, 인접 화소간의 에너지간섭에 의한 화상의 왜곡현상을 방지함으로써 최적의 출력 화상을 얻을 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention can obtain an optimal output image by compensating the nonlinear output characteristic of the printer engine according to the degree of association between adjacent pixels, and by preventing distortion of the image due to energy interference between adjacent pixels, There is an advantage of obtaining an output image.
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