JP3574589B2 - Multi-beam printer device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数本のレーザビームに位相差を持たせて同時に走査して画像データを印字するマルチビームプリンタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザビームプリンタを高速化するためには、レーザビームを主走査方向と副走査方向に高速に走査する必要がある。具体的には、主走査方向については回転多面鏡を高速回転させ、副走査方向については感光体を高速に回転させることになる。
しかしながら、レーザビーム(レーザ光)を偏向する回転多面鏡の回転速度は限界に近い状態になっている。このため回転多面鏡の回転速度を上げる代わりに、複数本のレーザビームを同時に位相差を持たせて走査するマルチビーム方式が採用されている。
複数本のレーザビームに位相差を持たせているのはレーザ光源(アレイ)を傾斜配置してレーザビーム間の影響を除去するためレーザビーム間の距離を確保するためである。
ところで、レーザビームプリンタで多値画像を印刷する場合、電子写真のように環境の影響を受けやすいシステムにおいては画質や安定性の観点からパルス幅変調方式が用いられる。
【0003】
パルス幅変調方式における多段階のパルス生成する方式としては、例えば特開昭62−39972号公報に記載のように、画像データに同期して生成した三角波と画像データのD/A変換出力とを比較するアナログ生成方式と、特開平5−6438号公報に記載のように、画素クロックの4〜8倍の周波数を有する高速クロックを入力して、分周などの論理処理により生成するディジタル方式がある。ディジタル方式でパルス幅変調するには高速ロックを用いないで、複数個の遅延素子(ゲートなど)を直列接続して所定個数の遅延素子の個数を選択してパルス幅変調する方式がある。複数個の遅延素子を用いたパルス幅変調方式は高速プリンタに適しており、多く採用されている。
【0004】
このように、レーザビームプリンタでは高速に印刷するためにマルチビーム方式とパルス幅変調方式の組合わせ採用することが多くなっている。
【0005】
【発明が解決しょうとする課題】
レーザビーム毎に変調された幅のパルスを生成するパルス生成部を設ける必要がある。しかし、ゲートなどの遅延素子を使用するパルス幅変調方式では多段階のパルス幅を有するパルスを生成するパルス生成部のバラツキ、すなわち、製作時の部品のレイアウトや配線長の違い、環境の違い、使用する部品のバラツキなどの変動要因により、生成されるパルス幅がビーム間で異ってくる。従って、ビーム間のパルス幅バラツキによって、光量バラツキが発生して、その結果、印刷されるドットのサイズがばらつくので、印刷画質が低下するという問題がある。
【0006】
本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的とするところはレーザビーム毎のパルス幅誤差(偏差)を補正することにより画像データを高画質に印刷することのできるマルチビームプリンタ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴とするところは画像データをパルス幅変調する複数個のパルス生成部に同期してパルスを発生させ、各パルス生成部のパルス幅と基準パルス幅とのパルス幅偏差を求め、各パルス生成部のパルス幅偏差が零となるように各パルス生成部のパルス幅を補正するようにしたことにある。
【0008】
本発明において各パルス生成部のパルス幅補正は、複数個の遅延素子を直列接続して構成されるパルス幅調整部の遅延素子数を選択することにより行われる。
【0009】
なお、本発明における基準パルスは複数個のパルス生成部のうち1つのパルス生成部のパルスとするのが望ましく、また、各パルス生成部に同期してパルスを発生させるには1つのパルス生成部に与える画素クロックを各パルス生成部に共用して与えるのが望ましい。
【0010】
本発明によれば複数本のレーザビームの光量を設定する各パルス幅変調装置のパルス幅が等しくなるように補正しているので、各レーザビームによる印刷ドットサイズを等しくでき、画像データを高画質に印刷することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1,図2に本発明の一実施例を示す。
【0012】
図2は図1におけるパルス幅変調装置10とレーザプリンタ3を詳細に図示したもので、4本のレーザビームで走査する例を示している。
【0013】
図1において、ホストコンピュータ(パーソナルコンピュータ)1で作成された画像データD1はプリンタコントローラ2に入力される。画像データD1はユーザによってホストコンピュータ1の入力手段(図示せず)を用いて作成される。画像データD1は記録するページの内容を示すページ記述データとして説明する。
【0014】
ホストコンピュータ1から出力された画像データD1は図示しないネットワークなどを介してプリンタコントローラ2に送信され、ラスタ画像(RIP)展開装置9に入力される。
【0015】
プリンタコントローラ2は、RIP展開装置9、補正データ生成部5、ビーム同期化部30、パルス幅変調装置10、パルス幅補正装置11、画素クロック選択部4、バラツキ補正指令生成部6およびプリンタI/F(インターフェース)12で構成される。
【0016】
RIP展開装置9はホストコンピュータ1から送信されたページ記述データである画像データD1をページ毎に展開して、2次元の画像データの配列であるラスタ画像を生成し、階調表現が可能な多値画像データD2としてビーム同期化部30へ出力する。
【0017】
補正データ生成部5は、バラツキ補正指令BCを与えられると補正データD6を生成して、ビーム同期化部30へ出力する。
【0018】
ビーム同期化部30は多値画像データD2を、4本のレーザビームのそれぞれのビーム検知信号BD(BD−1〜4)に同期化させた多値画像データD3(D3−1〜4)としてパルス幅変調装置10へ出力する。
【0019】
パルス幅変調装置10は画像データD3(D3−1〜4)のパルス幅変調を行い、そのパルスを印刷データD4(D4−1〜4)をレーザプリンタ3に加える。パルス幅変調装置10は図2に示すようにレーザビーム数に等しい4個のパルス幅変調(PWM)パルス生成部303〜306で構成されている。
【0020】
パルス幅補正装置11はバラツキ補正指令BCを与えられるとPWMパルス生成部303〜306のそれぞれの光量補正データ(パルス幅補正量)PCを後述するようにして求めてパルス幅変調装置10に加える。
【0021】
画素クロック選択部4はバラツキ補正指令BCを与えられるとプリンタI/F12から入力する画素クロックPCK1〜4のうちの1つの画素クロックを選択し、選択画素クロックSPCKとしてビーム同期化部30とパルス幅変調装置10に入力する。
【0022】
バラツキ補正指令生成部6は、装置の電源を入れた時、及び外部から入力されたバラツキ補正指令要求信号BCREQによってバラツキ補正指令BCを出力する。
【0023】
プリンタI/F12はレーザプリンタ3へ印刷要求信号PREQを送信すると共に、ビーム検知信号BDを受信するとビーム検知信号BDからそれぞれのビーム同期信号BD−1〜4を分離し、さらにそれぞれのビーム同期信号BD−1〜4に同期した画素クロックPCKを発生する。
【0024】
レーザプリンタ3は図2に示すようにパルス幅変調装置10で変調された印刷データD4−1〜4を入力してレーザダイオード(LD)44〜47に駆動電流I1〜4を供給する。
【0025】
図3にPWMパルス生成部303の一例詳細構成図を示す。
【0026】
図3において、PWMパルス生成部303は基準クロック生成部213,遅延クロック生成部201,遅延時間測定部202,遅延クロック選択部203,パルス生成部204,パルス選択部205,パルス幅調整部420および微細クロック生成部460で構成される。
【0027】
基準クロック生成部213は画素クロックPCK−1を入力して基準クロックSCKを生成する。
【0028】
遅延クロック生成部201は基準クロックSCKを入力して遅延時間が異なる複数個の遅延クロックDCKを生成する。
【0029】
遅延時間測定部202は遅延時間測定指令信号MESの入力により、装置の立ち上げ時や画像形成処理の直前など定期的または非定期的に遅延クロックDCKの遅延時間を測定する。
【0030】
遅延クロック選択部203は遅延クロックDCKの中から遅延時間測定値DLTに依存した選択遅延クロックSDCKを生成する。
【0031】
パルス生成部204は基準クロックSCKと複数個の選択遅延クロックSDCKの論理演算を行い、複数個のパルスGPWを生成する。
【0032】
パルス選択部205は、多値の画像データD3−1を入力して、複数個の生成パルスGPWと全白(オール0)と全黒(オール1)を含む複数個のパルスから1個を選択して、時間軸方向に変調(パルス幅変調)された印刷データAPWとして出力する。
【0033】
パルス幅調整部420は、図4に示すように直列接続された10個のバッファゲート(遅延素子)471〜480で構成される。パルス幅調整部420は光量補正データPC−1に従って遅延素子471〜480の出力APW−1〜10のいずれかを選択して印刷データAPWのパルス幅を増減させて、印刷データD4−1を生成する。遅延素子471〜480の1個の遅延時間は1ns〜3ns程度である。
【0034】
図5にパルス幅補正装置11の一例構成図を示す。
【0035】
図5において、パルス幅補正装置11は目標値設定部20,減算部21および光量補正データ変換部400で構成される。
【0036】
目標値設定部20はパルス幅変調装置10の各PWMパルス生成部303〜306から入力する印刷データD4−1〜4の中の一つを基準パルス幅として選択(設定)し、これを目標変調値(基準パルス幅変調値)TPWとして減算部21と光量補正データ変換部400に出力する。本実施例では印刷データD4−1〜4の中でパルス幅の最も大きいものを目標値として設定する場合について説明するが、どの順位のパルス幅を選ぶかは任意に行なえる。
【0037】
減算部21は、印刷データD4−1〜4の各パルス幅について目標変調値TPWとの間で減算して、第1〜第4の減算値DPW−1〜4として出力する。光量補正データ変換部400は、バラツキ補正指令BCを与えられると第1〜4の減算値DPW−1〜4を第1〜4の光量補正データPC−1〜4へ変換する。
【0038】
このようにパルス幅補正装置11は、パルス幅変調装置10を構成するPWMパルス生成部303〜306から出力される印刷データD4−1〜4を取込んで、複数の光量補正データ(パルス幅補正データ)PC−1〜4を求める。
【0039】
図6に画素クロック選択部4の一例構成図を示す。
【0040】
画素クロック選択部4は4個のセレクタ4−1〜4で構成され、通常の印刷時にはプリンタI/F12から与えられる画素クロックPCK−1〜4をそれぞれ選択画素クロックSPCK−1〜4として出力する。また、バラツキ補正指令BCを与えられると、セレクタ4−1〜4はそれぞれ画素クロックPCK−1を選択して選択画素クロックSPCK−1〜4(=PCK−1)を出力する。
【0041】
図7に電子写真方式のレーザプリンタ3の光学系の一例構成図を示す。
【0042】
図2に示したLDドライバ40〜43が印刷データD4−1〜4を入力するとLD44〜47に駆動電流I1〜4を供給する。LD44〜47が発光することによって、4本のレーザビーム501が発生する。4本のレーザビーム501は回転多面鏡502に入射する。
【0043】
4本のレーザビーム501は、感光体ドラム503の表面上にフォーカスされてビームスポットを形成し、それらは位相差をもって主走査方向(感光体ドラム503の軸方向)に偏向走査される。レーザビーム501は4本であるために、1回の走査で4本の走査線504を並行して記録することができる。感光体ドラム503は回転しており感光体ドラム503の回転方向とは逆の方向が副走査方向となる。
【0044】
感光体ドラム503上で、各レーザビーム501を、副走査方向の上流から第1〜第4のレーザビームとし、それらの走査位置を第1〜第4のレーザビーム走査位置506〜509とすると、1走査の先頭位置において、各レーザビームがビーム検知器505を横切るために、1走査で4つのビーム検知信号BDが位相差をもって発生する。それぞれのBD信号に同期して、各レーザビームの画像データを発生することになる。
【0045】
次に動作を説明する。
【0046】
まず、通常の印刷を行う場合の動作を図8を参照して説明する。
【0047】
ホストコンピュータ1で生成された画像データD1はネットワークなどを介してRIP展開装置9に入力される。画像データD1はページ記述言語であるとしているので、RIP展開装置9はその画像データD1をページ毎に展開して、2次元の画像データの配列であるラスタ画像を生成し、階調表現が可能な多値画像データD2として格納する。多値画像データD2がRIP展開装置9に格納されると、プリンタI/F12はレーザプリンタ3に印刷要求信号PREQを送信する。レーザプリンタ3は印刷要求信号PREQを受信すると図8(a)に示すビーム検知信号BDを出力する。
【0048】
プリンタI/F12はビーム検知信号BDを受信すると、図8(b),(e),(h),(k)に示すようにビーム検知信号BD−1〜4を分離して出力するとともに、それぞれのビーム検知信号BD−1〜4に同期した図8(c),(f),(i),(l)に示す画素クロックPCK−1〜4を生成する。
【0049】
レーザプリンタ3のビーム検知信号BD−1〜4とパルス幅変調装置10から得られる画像データD4−1〜4および画像クロックPCK−1〜4との関係は図8のようになる。
【0050】
具体的にはビーム検知信号BDから分離した第1のビーム検知信号BD−1から時間t遅れて第1の画素クロックPCK−1を発生し、第1の画素クロックPCK−1に同期して第1の画像データD4−1を発生させる。同様にして、第2のビーム検知信号BD−2に同期して第2の画像データD4−2を、第3のビーム検知信号BD−3に同期して第3の画像データD4−3を、第4のビーム検知信号BD−4に同期して第4の画像データD4−4を、それぞれ発生させる。
【0051】
なお、ビーム検知信号BD−1〜4と画像データD4−1〜4が同期しているとしているのは実用上遅れ時間tを無視できるからである。
【0052】
さて、通常印刷時にはバラツキ補正指令部6のバラツキ補正指令BCが「0」レベルであり、画素クロック選択部4は出力である選択画素クロックSPCK−1〜4として各ビーム検知信号BD−1〜4に同期して発生した各画素クロックPCK−1〜4を出力する。
【0053】
ビーム同期化部30はRIP展開装置9から出力された多値画像データD2を、それぞれのビーム検知信号BD−1〜4と選択画素クロックSPCK−1〜4によって、ビーム検知信号BD−1〜4に同期させた多値画像信号D3−1〜4としてパルス幅変調装置10へ出力する。
【0054】
パルス幅変調装置10は、後述するようにパルス幅補正装置11によってパルス幅バラツキを補正されるので、多値画像データD3−1〜4がパルス幅変調された印刷データD4−1〜4に変換されて、レーザプリンタ3へ出力される。レーザプリンタ3はパルス幅バラツキのない印刷データD4−1〜4によって印刷するので、印刷ドットサイズを均一にして印刷できる。
【0055】
次にパルス幅変調装置10のパルス幅バラツキ補正動作について図9,図10を参照して説明する。
【0056】
パルス幅バラツキ補正動作を行なう時には、バラツキ補正指令部6がバラツキ補正指令BCを「1」レベルにする。バラツキ補正指令BCは、プリンタコントローラ2の電源を入れた時、または外部からのバラツキ補正要求指令BCREQによって、バラツキ補正指令生成部6で生成される。
【0057】
バラツキ補正指令BCがレーザプリンタ3に与えられると、プリンタI/F12にレーザプリンタ3からビーム検知信号BDが入力され、上述した通常の印刷動作時と同様に画素クロックPCK−1〜4が生成される。
【0058】
パルス幅バラツキ補正時にはバラツキ補正指令BCが「1」レベルになるので、画素クロック選択部4の選択画素クロックSPCK−1〜4は図9(a)のように全て第1の画素クロックPCK−1になる。
【0059】
また、バラツキ補正指令BCによって補正データ生成部5で生成された補正データD6はビーム同期化部30に出力され、RIP展開装置9の多値画像データD2は停止させられる。
【0060】
ビーム同期化部30の出力の多値画像データD3(補正データD6)は図9(b)のように第1の画素クロックPCK−1に同期して発生する。また、PWMパルス生成部303〜306の出力D4−1〜4も図9(c)〜(f)のように第1の画素クロックPCK−1に同期して発生する。
【0061】
このように、PWMパルス生成部303〜306の出力D4−1〜4が画素クロックPCK−1〜4のいずれかに同期して発生することによって、パルス幅バラツキの補正を行える。
【0062】
なお、パルス幅バラツキ補正時にも印刷データD4を発生するが、レーザプリンタ3には印刷要求信号PREQが入力されていないので、印刷動作をすることはない。
【0063】
図9の(c)〜(f)に示す印刷データD4−1〜4のパルス幅pw1〜pw4が全て異なっている。このようになることと本発明による補正について図11を参照して説明する。
【0064】
図11はパルス幅変調装置10を構成するPWMパルス生成部303〜306に入力される多値画像データD3,その出力である印刷データD4,LD光源44〜47の発光により記録用紙に印刷されるドットの主走査方向のサイズとの関係を示す特性図である。
【0065】
パルス幅変調装置を構成するPWMパルス生成部が複数になると、多値画像データD3と印刷データD4との関係は図11に示すように異なってくる。
【0066】
例えば、多値画像データD3としてモニタ画像データSD1を入力すると、PWMパルス生成部303〜306の出力であるパルス幅変調値(印刷データ)D4−1〜4は、pw1〜4のようになるので、印刷ドットサイズはW1〜4となる。
【0067】
本発明は例えばPWMパルス生成部306の出力D4−1のパルス幅pw4を目標変調値(基準パルス幅)TPWに設定し、各々の減算値pw4−pw1,pw4−pw2,pw4−pw3に対して、光量補正データPC−1〜4を生成する。すなわち、各々の減算値が「0」になる(同じパルス幅pw4になる)ように、光量補正データPCを生成するようにすることによって印刷ドットサイズをどのレーザビームについてもW4にすることができる。
【0068】
なお、図11では、多値画像データD3と印刷データD4の関係をリニアであるとして図示しているが、曲線になる場合にも同様にして補正可能である。
【0069】
さて、上述したパルス幅バラツキ補正の動作を図9のタイムチャートによってより詳細に説明する。
【0070】
バラツキ補正指令BCが入力されることによって、図9(a)に示す画素クロックSPCK−1に同期した図9(b)に示す多値画像データD3が入力され、パルス幅変調装置10は画素クロックSPCK−1に同期した図9(c)〜(f)に示す第1〜4の印刷データD4−1〜4を発生する。
【0071】
目標値設定部20は、パルス幅変調装置10の各PWMパルス生成部303〜306から送信される印刷データ(パルス)D4−1〜4の中の一つをパルス幅変調値のバラツキを知る目安(基準)となる目標値として選択(設定)し、これを目標変調値(基準パルス幅変調値)TPWとして減算部21と光量補正データ変換部400に出力する。
【0072】
図9では印刷データD4−1〜4の中でパルス幅の最も大きい図9(f)に示す印刷データD4−4を図9(g)のように目標変調値TPWとして設定している。なお、どの順位のパルス幅を目標変調値TPWとして選ぶかは任意である。
【0073】
減算部21は、第1〜4の印刷データD4−1〜4の各パルス幅について目標変調値TPWとの間で減算して、図9(h)〜(k)の第1〜4の減算値DPW−1〜4として出力する。
【0074】
このようにして減算値の大きさ、すなわち、目標変調値TPWに対する印刷データD4−1〜4のパルス幅のパルス幅偏差の大きさが、光量補正データ、すなわち、光量補正時間の大きさに変換される。
【0075】
このようにして得られた光量補正データPC−1によって印刷データD4−1を補正するPWMパルス生成部303の動作を図10のタイムチャートを用いて説明する。
【0076】
図10(g)に示す基準クロックSCKは画素クロックPCK−1を1/2分周して得たものである。図10では、遅延クロック生成部201が生成した16個の遅延クロックDCKのうち奇数番(DCK−1,DCK−3,・・・)の8個を図10(h)〜(0)に示している。
【0077】
遅延時間測定部202は遅延時間測定指令信号MESの入力により、装置の立ち上げ時や画像形成処理の直前など、定期的にまたは非定期で、遅延クロックDCKの遅延時間を測定する。すなわち、基準クロック215の立ち上がり(時刻T1)をサンプリングクロック234として、1画素の時間t0に相当する遅延時間を得る遅延クロックDCKを選択する。図示例では、遅延クロックの状態が時刻T1の直前と直後で「1」から「0」に変化する遅延クロックDCK−11(t6)と遅延クロックDCK−13(t7)を検出する。これより、遅延クロックDCK−11(t6)が、t0に相当する遅延時間を得る遅延クロックであると判断し、遅延時間測定値208として10進数で「11」を出力する。
【0078】
遅延クロック選択部203は生成した16個の遅延クロックDCKから遅延時間測定値DLTの時間内に入る所望数を選択する。この所望数は、入力画像情報の最大階調数ないし出力画像の必要な中間調数に対応して決定される。図示例では測定値DLTの時間内入る遅延クロックDCK−1〜DCK−11の中から図10(p)〜(u)のように、生成パルスGPWのパルス幅の差が等しくなるよう奇数番目のバッファゲートから6個の遅延クロックSDCKを選択して出力している。
【0079】
なお、遅延クロックSDCKの選択方法は、パルス幅の差を等しくする以外に、例えば、生成パルスGPWのパルス幅の比が一定になるように選択することもできる。
【0080】
パルス生成部204は、基準クロックSCKと6個の選択遅延クロックSDCKの論理演算を行い、図10(p)〜(u)に示す6個のパルスGPW−1〜6を生成する。
【0081】
パルス選択部205は、多値(8段階)の画像データD3−1を入力して、6個の生成パルス210と全白(オール0)と全黒(オール1)を含む8個のパルスから1個を選択して、時間軸方向に変調(パルス幅変調)された印刷データAPWとして出力する。
【0082】
図10では、時刻T0〜T1の期間に、図10(b)に示す多値画像データD3−1が「2」(10進数)であるので、パルス選択部205は図10(q)に示す生成パルスGPW−2を出力し図10(c)に示す印刷データAPWになる。時刻T1〜T2の期間では図10(b)に示す多値画像データD3−1が「5」(10進数)であるので、パルス選択部205は図10(t)に示す生成パルスGPW−5を出力し、印刷データAPWになる。
【0083】
パルス幅調整部420は、光量補正データPC−1に従った時間だけ図10(c)に示す印刷データAPW−1を遅延させて、(e)の遅延印刷データDAPWを生成する。図4のセレクタ495がこの機能を実行する。
【0084】
従って、図10(c)に示す印刷データAPWと図10(e)に示す基準クロックSCKとの時間差t11,t12が図10(h)に示す減算値DPW−1に相当するので、補正前に比べて図10(e)に示すように時間t11,t12だけパルス幅が増加して、印刷データD4−1が生成される。
【0085】
このようにしてマルチビームによって印刷するのであるが、バラツキ補正時には各PWMパルス生成部に同期してパルス幅変調動作させることにより印刷データ(パルス幅変調値)のバラツキを求めて、このバラツキに基づいてパルス幅を補正している。したがって、印刷ドットに寄与する各ビームの発光エネルギーが同じになるので画像データを高品質に印刷することができる。
【0086】
また、複数のPWMパルス生成部のうち1つのPWMパルスの出力パルス(印刷データ)を基準パルス幅としているので基準パルス幅を設定する新たな装置を設けることなく行なえる。
【0087】
さらに、複数のPWMパルスのパルス幅変調処理を同期して行なうのに、つまり処理を規制するのに単に画素クロックを選択するだけで行える。
【0088】
【発明の効果】
以上説明のように、本発明によれば複数本のレーザビームの光量を設定する各パルス幅変調装置のパルス幅が等しくなるように補正しているので、各レーザビームによる印刷ドットサイズを等しくでき、画像データを高画質に印刷することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1の要部を詳細に示した構成図である。
【図3】図2のPWMパルス生成部の一詳細構成図である。
【図4】図3のパルス幅調整部の一例詳細構成図である。
【図5】図1のパルス幅補正装置の一例構成図である。
【図6】図1の画素クロック選択部の一例構成図である。
【図7】図2のレーザプリンタの光学系の一例構成図である。
【図8】本発明の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図9】本発明の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図10】本発明の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図11】本発明を説明するための画像データと印刷ドットサイズの特性図である。
【符号の説明】
2...プリンタコントローラ、3...レーザプリンタ、4...画素クロック選択部、5...補正データ生成部、 6...バラツキ補正指令部、 10...パルス幅変調装置、11...パルス幅補正装置、40〜43...レーザ駆動装置、44〜47...レーザ光源、303〜306...PWMパルス生成部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-beam printer that prints image data by simultaneously scanning a plurality of laser beams with a phase difference.
[0002]
[Prior art]
In order to increase the speed of the laser beam printer, it is necessary to scan the laser beam at high speed in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Specifically, the rotating polygon mirror is rotated at high speed in the main scanning direction, and the photoconductor is rotated at high speed in the sub-scanning direction.
However, the rotation speed of the rotary polygon mirror that deflects the laser beam (laser light) is near the limit. For this reason, instead of increasing the rotation speed of the rotary polygon mirror, a multi-beam method is adopted in which a plurality of laser beams are simultaneously scanned with a phase difference.
The reason why the plurality of laser beams have a phase difference is to secure a distance between the laser beams in order to eliminate the influence between the laser beams by arranging the laser light sources (arrays) in an inclined manner.
When a multi-valued image is printed by a laser beam printer, a pulse width modulation method is used in a system that is easily affected by the environment, such as electrophotography, from the viewpoint of image quality and stability.
[0003]
As a method of generating a multi-step pulse in the pulse width modulation method, for example, as described in JP-A-62-39972, a triangular wave generated in synchronization with image data and a D / A conversion output of the image data are used. An analog generation method to be compared and a digital method in which a high-speed clock having a frequency of 4 to 8 times the pixel clock is input and generated by logic processing such as frequency division as described in JP-A-5-6438. is there. There is a digital pulse width modulation method in which a plurality of delay elements (gates and the like) are connected in series and a predetermined number of delay elements are selected to perform pulse width modulation without using high-speed lock. A pulse width modulation method using a plurality of delay elements is suitable for a high-speed printer, and is widely used.
[0004]
As described above, a laser beam printer often employs a combination of a multi-beam system and a pulse width modulation system in order to perform high-speed printing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
It is necessary to provide a pulse generator for generating a pulse having a width modulated for each laser beam. However, in a pulse width modulation method using a delay element such as a gate, variations in a pulse generation unit that generates a pulse having a multi-step pulse width, i.e., differences in component layout and wiring length during manufacturing, differences in environment, The generated pulse width differs between beams due to a variation factor such as variation in components used. Therefore, there is a problem that the light quantity varies due to the pulse width variation between the beams, and as a result, the size of the dots to be printed varies, so that the print quality deteriorates.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a purpose thereof is to correct a pulse width error (deviation) for each laser beam to print image data with high image quality. It is to provide a device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The feature of the present invention is that a pulse is generated in synchronization with a plurality of pulse generators for pulse width modulation of image data, and a pulse width deviation between a pulse width of each pulse generator and a reference pulse width is obtained. The pulse width of each pulse generator is corrected so that the pulse width deviation of the pulse generator becomes zero.
[0008]
In the present invention, the pulse width correction of each pulse generation unit is performed by selecting the number of delay elements of the pulse width adjustment unit configured by connecting a plurality of delay elements in series.
[0009]
Note that the reference pulse in the present invention is desirably a pulse of one of the plurality of pulse generators, and one pulse generator is used to generate a pulse in synchronization with each pulse generator. It is desirable to share the pixel clock given to each of the pulse generators.
[0010]
According to the present invention, since the pulse width of each pulse width modulation device for setting the light amounts of a plurality of laser beams is corrected to be equal, the print dot size by each laser beam can be made equal, and the image data can be converted to high image quality. Can be printed.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 and 2 show one embodiment of the present invention.
[0012]
FIG. 2 illustrates the pulse
[0013]
In FIG. 1, image data D1 created by a host computer (personal computer) 1 is input to a
[0014]
The image data D1 output from the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
Upon receiving the variation correction command BC, the correction
[0018]
The
[0019]
The pulse
[0020]
When given the variation correction command BC, the pulse
[0021]
Upon receiving the variation correction command BC, the pixel
[0022]
The variation correction
[0023]
The printer I /
[0024]
As shown in FIG. 2, the
[0025]
FIG. 3 shows an example detailed configuration diagram of the PWM
[0026]
In FIG. 3, the PWM
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The delay time measuring unit 202 measures the delay time of the delay clock DCK periodically or irregularly, such as when the apparatus is started or immediately before the image forming process, by inputting the delay time measurement command signal MES.
[0030]
The delay clock selector 203 generates a selected delay clock SDCK depending on the measured delay time DLT from the delay clock DCK.
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The pulse
[0034]
FIG. 5 shows an example of a configuration diagram of the pulse
[0035]
5, the pulse
[0036]
The target
[0037]
The subtracting
[0038]
As described above, the pulse
[0039]
FIG. 6 shows an example of a configuration diagram of the pixel
[0040]
The pixel
[0041]
FIG. 7 shows an example of an optical system of the
[0042]
When the
[0043]
The four
[0044]
On the
[0045]
Next, the operation will be described.
[0046]
First, the operation for performing normal printing will be described with reference to FIG.
[0047]
The image data D1 generated by the
[0048]
Upon receiving the beam detection signal BD, the printer I /
[0049]
FIG. 8 shows the relationship between the beam detection signals BD-1 to BD-4 of the
[0050]
Specifically, a first pixel clock PCK-1 is generated with a time t delay from the first beam detection signal BD-1 separated from the beam detection signal BD, and the first pixel clock PCK-1 is generated in synchronization with the first pixel clock PCK-1. One image data D4-1 is generated. Similarly, the second image data D4-2 is synchronized with the second beam detection signal BD-2, and the third image data D4-3 is synchronized with the third beam detection signal BD-3. The fourth image data D4-4 is generated in synchronization with the fourth beam detection signal BD-4.
[0051]
The reason why the beam detection signals BD-1 to BD-4 and the image data D4-1 to D-4 are synchronized is that the delay time t can be ignored in practical use.
[0052]
During normal printing, the variation correction command BC of the variation
[0053]
The
[0054]
Since the pulse
[0055]
Next, the pulse width variation correction operation of the pulse
[0056]
When performing the pulse width variation correction operation, the variation
[0057]
When the variation correction command BC is given to the
[0058]
At the time of the pulse width variation correction, the variation correction command BC becomes “1” level, so that all of the selected pixel clocks SPCK-1 to SPCK-4 of the
[0059]
Further, the correction data D6 generated by the correction
[0060]
The multivalued image data D3 (correction data D6) output from the
[0061]
As described above, the outputs D4-1 to D4 of the
[0062]
Although the print data D4 is also generated at the time of correcting the pulse width variation, the print operation is not performed because the print request signal PREQ is not input to the
[0063]
The pulse widths pw1 to pw4 of the print data D4-1 to D4 shown in (c) to (f) of FIG. 9 are all different. This and the correction according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0064]
FIG. 11 shows multi-valued image data D3 input to the
[0065]
When the number of PWM pulse generators constituting the pulse width modulation device is plural, the relationship between the multi-level image data D3 and the print data D4 is different as shown in FIG.
[0066]
For example, when the monitor image data SD1 is input as the multi-valued image data D3, the pulse width modulation values (print data) D4-1 to D4 output from the PWM
[0067]
In the present invention, for example, the pulse width pw4 of the output D4-1 of the PWM pulse generation unit 306 is set to the target modulation value (reference pulse width) TPW, and the respective subtraction values pw4-pw1, pw4-pw2, and pw4-pw3 are set. , And generates light amount correction data PC-1 to PC-4. That is, by generating the light amount correction data PC so that each subtraction value becomes “0” (the same pulse width pw4), the print dot size can be set to W4 for any laser beam. .
[0068]
In FIG. 11, the relationship between the multi-valued image data D3 and the print data D4 is shown as being linear, but correction can be made in the same manner when the data is curved.
[0069]
Now, the operation of the above-described pulse width variation correction will be described in more detail with reference to the time chart of FIG.
[0070]
When the variation correction command BC is input, multi-valued image data D3 shown in FIG. 9B synchronized with the pixel clock SPCK-1 shown in FIG. 9A is input, and the pulse
[0071]
The target
[0072]
In FIG. 9, the print data D4-4 shown in FIG. 9 (f) having the largest pulse width among the print data D4-1 to D-4 is set as the target modulation value TPW as shown in FIG. 9 (g). The order of the pulse width to be selected as the target modulation value TPW is arbitrary.
[0073]
The
[0074]
In this manner, the magnitude of the subtraction value, that is, the magnitude of the pulse width deviation of the pulse width of the print data D4-1 to D-4 with respect to the target modulation value TPW is converted into light quantity correction data, that is, the magnitude of the light quantity correction time. Is done.
[0075]
The operation of the PWM
[0076]
The reference clock SCK shown in FIG. 10G is obtained by dividing the pixel clock PCK-1 by −1. In FIG. 10, eight odd-numbered (DCK-1, DCK-3,...) Eight out of the sixteen delayed clocks DCK generated by the delayed
[0077]
The delay time measuring unit 202 measures the delay time of the delay clock DCK periodically or irregularly, such as when the apparatus is started up or immediately before the image forming process, by receiving the delay time measurement command signal MES. That is, the rising edge of the reference clock 215 (time T1) is used as the sampling clock 234, and the delay clock DCK that obtains the delay time corresponding to the time t0 of one pixel is selected. In the illustrated example, the delay clock DCK-11 (t6) and the delay clock DCK-13 (t7) whose state of the delay clock changes from “1” to “0” immediately before and after the time T1 are detected. Accordingly, it is determined that the delay clock DCK-11 (t6) is a delay clock that obtains a delay time corresponding to t0, and “11” is output as the delay time measurement value 208 in decimal.
[0078]
The delay clock selection unit 203 selects a desired number falling within the time of the delay time measurement value DLT from the generated 16 delay clocks DCK. The desired number is determined according to the maximum number of gradations of the input image information or the required halftone number of the output image. In the illustrated example, the odd-numbered clocks DCK-1 to DCK-11 included within the time of the measured value DLT are odd-numbered so that the differences in the pulse widths of the generated pulses GPW are equal as shown in FIGS. Six delayed clocks SDCK are selected and output from the buffer gate.
[0079]
In addition to the method of selecting the delay clock SDCK, besides equalizing the pulse width difference, for example, the delay clock SDCK may be selected so that the pulse width ratio of the generated pulse GPW is constant.
[0080]
The
[0081]
The
[0082]
In FIG. 10, during the period from time T0 to T1, the multi-level image data D3-1 shown in FIG. 10B is “2” (decimal number), so that the
[0083]
The pulse
[0084]
Therefore, the time differences t11 and t12 between the print data APW shown in FIG. 10C and the reference clock SCK shown in FIG. 10E correspond to the subtraction value DPW-1 shown in FIG. In comparison, as shown in FIG. 10E, the pulse width is increased by the times t11 and t12, and the print data D4-1 is generated.
[0085]
In this way, the printing is performed by the multi-beam. At the time of the variation correction, the variation of the print data (pulse width modulation value) is obtained by performing the pulse width modulation operation in synchronization with each PWM pulse generation unit, and based on the variation. To correct the pulse width. Accordingly, the emission energy of each beam contributing to the printing dots becomes the same, so that image data can be printed with high quality.
[0086]
Further, since the output pulse (print data) of one PWM pulse among the plurality of PWM pulse generators is used as the reference pulse width, the operation can be performed without providing a new device for setting the reference pulse width.
[0087]
Further, the pulse width modulation processing of a plurality of PWM pulses can be performed synchronously, that is, the processing can be restricted by simply selecting a pixel clock.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the pulse widths of the pulse width modulators for setting the light amounts of a plurality of laser beams are corrected to be equal, the print dot size by each laser beam can be made equal. Thus, image data can be printed with high image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a main part of FIG. 1 in detail.
FIG. 3 is a detailed configuration diagram of a PWM pulse generator of FIG. 2;
FIG. 4 is a detailed configuration diagram of an example of a pulse width adjustment unit in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration of a pulse width correction device illustrated in FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a pixel clock selection unit illustrated in FIG. 1;
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an optical system of the laser printer of FIG. 2;
FIG. 8 is a time chart for explaining the operation of the present invention.
FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of the present invention.
FIG. 10 is a time chart for explaining the operation of the present invention.
FIG. 11 is a characteristic diagram of image data and print dot size for describing the present invention.
[Explanation of symbols]
2. . . 2. printer controller; . . Laser printer, 4. . . 4. Pixel clock selection unit; . . 5. a correction data generator; . . 9. Variation correction command section, . . 10. a pulse width modulator; . . Pulse width correction device, 40-43. . . Laser drive device, 44-47. . . Laser light source, 303-306. . . PWM pulse generator.
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