JP6041787B2 - Image processing apparatus, image forming apparatus, and drive pulse generation method - Google Patents
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Description
本発明は、入力された画素データを順次遅延させて露光走査装置を駆動させる駆動パルスを生成する画像処理装置、画像形成装置、駆動パルス生成方法に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus, an image forming apparatus, and a driving pulse generation method for generating a driving pulse for driving an exposure scanning apparatus by sequentially delaying input pixel data.
電子写真方式の画像形成装置には、感光体にレーザービームを照射して感光体を露光させる露光走査装置が備えられている。この露光走査装置は、画像信号に応じたレーザービームを感光体の軸方向に走査させて感光体を露光する。このような走査は主走査とも称されており、1回の主走査における走査量は走査ラインと称されている。 An electrophotographic image forming apparatus includes an exposure scanning device that exposes a photosensitive member by irradiating the photosensitive member with a laser beam. The exposure scanning device exposes the photosensitive member by scanning a laser beam corresponding to the image signal in the axial direction of the photosensitive member. Such scanning is also called main scanning, and the scanning amount in one main scanning is called a scanning line.
前記露光走査装置によって走査されるレーザービームは、画像形成装置が備えるPWM回路から出力される駆動パルスに基づいて生成される。具体的には、入力された画像データに含まれる各画素の濃度に応じたパルス幅の駆動パルスがPWM回路で作られ、それらの駆動パルスのオン・オフが繰り返えされたパルス信号が露光走査装置に出力されて、前記パルス信号に応じたレーザービームが生成される。したがって、前記レーザービームには、前記走査ラインにおける各画素の濃度の情報が含まれている。なお、1画素あたりの前記駆動パルスのパルス幅(又はデューティー比)が1画素あたりのビーム点灯時間であり、このパルス幅が1画素あたりの濃度情報である。 The laser beam scanned by the exposure scanning device is generated based on a drive pulse output from a PWM circuit included in the image forming apparatus. Specifically, a drive pulse having a pulse width corresponding to the density of each pixel included in the input image data is generated by a PWM circuit, and a pulse signal obtained by repeatedly turning these drive pulses on and off is exposed. A laser beam corresponding to the pulse signal is generated by being output to the scanning device. Therefore, the laser beam includes information on the density of each pixel in the scanning line. The pulse width (or duty ratio) of the drive pulse per pixel is the beam lighting time per pixel, and this pulse width is the density information per pixel.
前記PWM回路には、複数の遅延素子によって構成される複数段の遅延回路が設けられている。このPWM回路は、1画素あたりのビーム点灯時間を決定する前記遅延回路における1クロック当たりの遅延段数を検出し、その遅延段数に応じて画素データを前記パルス幅に変換している。一方、前記遅延素子における遅延量(遅延素子ごとの遅延能力)が動作環境によって変化することが知られている。そのため、従来、プリントジョブ間などのように画像処理が行われないタイミングで、前記遅延回路に校正信号を入力させて、主走査前の動作環境における遅延回路の1クロックあたりの遅延量を検出して、前記遅延段数を補正している(特許文献1)。 The PWM circuit is provided with a plurality of stages of delay circuits composed of a plurality of delay elements. This PWM circuit detects the number of delay stages per clock in the delay circuit that determines the beam lighting time per pixel, and converts pixel data into the pulse width in accordance with the number of delay stages. On the other hand, it is known that the delay amount (delay capability for each delay element) in the delay element varies depending on the operating environment. Therefore, conventionally, a calibration signal is input to the delay circuit at a timing when image processing is not performed, such as between print jobs, and the delay amount per clock of the delay circuit in the operating environment before main scanning is detected. Thus, the number of delay stages is corrected (Patent Document 1).
しかしながら、前記PWM回路に用いられるクロック信号はジッター(jitter)の影響を受けてクロック信号の周波数が変動する。周波数の変動により1クロックごとの周期が変動すると、1クロック当たりの遅延段数も変動するという問題がある。クロック信号におけるジッターの影響を抑制する技術(特許文献2)は従来から提案されているが、ジッターの影響によって検出のたびに遅延量がばらつく問題は解消されない。 However, the clock signal used in the PWM circuit is affected by jitter and the frequency of the clock signal varies. There is a problem that when the cycle for each clock varies due to the variation in frequency, the number of delay stages per clock also varies. A technique for suppressing the influence of jitter in a clock signal (Patent Document 2) has been proposed in the past, but the problem that the amount of delay varies for each detection due to the influence of jitter cannot be solved.
本発明の目的は、クロック信号のジッターの影響を抑制して、検出された遅延量のばらつきを軽減することが可能な画像処理装置、画像形成装置、駆動パルス生成方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image processing apparatus, an image forming apparatus, and a drive pulse generation method capable of reducing the variation in the detected delay amount by suppressing the influence of jitter of the clock signal.
本発明の一の局面に係る画像処理装置は、遅延回路と、入力部と、検出部と、調整部と、を具備する。前記遅延回路は、入力された画素データを順次遅延させて露光走査装置を駆動させる駆動パルスに変換させる複数の遅延素子からなる。前記入力部は、前記画素データに含まれる画素の濃度情報に応じて定められた基準遅延段数に基づいて前記画素データを前記遅延回路のいずれかの遅延素子に入力する。前記検出部は、非画像処理時に前記遅延回路に所定の校正信号を複数回入力し、前記校正信号が遅延伝搬して出力される間に動作クロックの1周期あたりの遅延量を各回数ごとに検出する。前記調整部は、前記検出部で検出された複数の遅延量の平均値を用いて前記基準遅延段数を調整する。
An image processing apparatus according to one aspect of the present invention includes a delay circuit, an input unit, a detection unit, and an adjustment unit. The delay circuit includes a plurality of delay elements that sequentially delay input pixel data and convert the pixel data into drive pulses for driving the exposure scanning apparatus. The input unit inputs the pixel data to one of the delay elements of the delay circuit based on a reference delay stage number determined in accordance with pixel density information included in the pixel data. The detection unit inputs a predetermined calibration signal to the delay circuit a plurality of times during non-image processing , and calculates the delay amount per cycle of the operation clock for each number of times while the calibration signal is delayed and output. To detect. The adjustment unit adjusts the reference delay stage number using an average value of a plurality of delay amounts detected by the detection unit.
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記画像処理装置を備えている。 An image forming apparatus according to another aspect of the present invention includes the image processing apparatus.
本発明の他の局面に係る駆動パルス生成方法は、画素データに含まれる画素の濃度情報に応じた基準遅延段数に基づいて遅延回路が備える複数の遅延素子のいずれかに前記画素データを入力して露光走査装置を駆動させる駆動パルスを生成する方法である。この駆動パルス生成方法は、第1ステップと、第2ステップとを備える。前記第1ステップは、非画像処理時に前記遅延回路に所定の校正信号を複数回入力し、前記校正信号が遅延伝搬して出力される間に動作クロックの1周期あたりの遅延量を各回数ごとに検出する。前記第2ステップは、前記第1ステップで検出された複数の遅延量の平均値を算出して、その平均値を用いて前記基準遅延段数を調整する。
A drive pulse generation method according to another aspect of the present invention inputs the pixel data to any one of a plurality of delay elements included in a delay circuit based on a reference delay stage number corresponding to the density information of the pixels included in the pixel data. This is a method for generating a drive pulse for driving the exposure scanning apparatus. This drive pulse generation method includes a first step and a second step. In the first step, a predetermined calibration signal is input to the delay circuit a plurality of times during non-image processing , and the delay amount per cycle of the operation clock is output for each number of times while the calibration signal is delayed and output. To detect. In the second step, an average value of a plurality of delay amounts detected in the first step is calculated, and the reference delay stage number is adjusted using the average value.
本発明によれば、クロック信号のジッターの影響を抑制して、検出された遅延量のばらつきを軽減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the variation in the detected delay amount by suppressing the influence of the jitter of the clock signal.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. The following embodiments are examples embodying the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention.
まず、図1を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置10の構成について説明する。
First, the configuration of an
[画像形成装置10]
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置10(本発明の画像形成装置の一例)の構成を示す模式図である。図1に示されるように、画像形成装置10は、読み取られた原稿の画像データや外部から入力された画像データに基づいて印刷用紙に画像を形成する。画像形成装置10は、上部にスキャナー12を備えており、下部に電子写真方式の画像形成部14を備えている。なお、本発明の実施形態に係る画像形成装置10の具体例は、入力された画像データに対して画像処理を行う機能を備えており、例えばプリンターや複写機、ファクシミリ、又はこれらの各機能を備えた複合機である。
[Image forming apparatus 10]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an image forming apparatus 10 (an example of the image forming apparatus of the present invention) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
画像形成部14は、スキャナー12で読み取られた画像データや外部から入力されたプリントデータ(印刷ジョブ)に基づいて印刷用紙に画像を形成する。画像形成部14は、主として、操作表示部17と、給紙トレイ16と、搬送ローラー19と、レーザー露光装置11(本発明の露光走査装置の一例)と、転写装置15と、定着装置18と、これらの動作を制御する制御部5と、を備えている。これらの構成要素は、画像形成部14の筐体を構成するケーシング20の内部に配置されている。給紙トレイ16に複数枚の印刷用紙が保持される。レーザー露光装置11は、転写装置15に含まれる感光体13にレーザービームを照射して露光する。転写装置15は、給紙トレイ16から給送された印刷用紙にトナー像を転写する。定着装置18は、印刷用紙に転写されたトナー像を印刷用紙に定着させる。ケーシング20の上部とスキャナー12との間には、前方が開放された排紙スペース21が形成されている。その排紙スペース21の下面に排紙トレイ23が設けられている。給紙トレイ16から給送された印刷用紙は、ケーシング20内に設けられた搬送路20Aに沿って、搬送ローラー19によって搬送され、その搬送過程において転写装置15によって印刷用紙にトナー像が転写される。印刷用紙に転写されたトナー像は、定着装置18を通過する際に加熱溶融されることによって印刷用紙に定着される。定着装置18を通過した印刷用紙は、排紙スペース21に排出されて、排紙トレイ23に保持される。
The
図2に示されるように、レーザー露光装置11は、筐体25と、半導体レーザー光源26と、ポリゴンミラー27と、fθレンズ28と、ビームディテクター29と、コンデンサレンズ30と、全反射ミラー31と、スリット(射出口)32とを備えている。半導体レーザー光源26は、レーザービームを発光する。ポリゴンミラー27は、高速回転してそのレーザービームを反射して主走査方向に走査する。ビームディテクター29は、レーザービームの有無を検出する。コンデンサレンズ30は、前記fθレンズ15とともにレーザービームを平行光に変換する。全反射ミラー31は、コンデンサレンズ17を通過したレーザービームの光路を直角に変更する。スリット32は、筐体12に形成されており、全反射ミラー19からのレーザービームの光路を感光体13などの被走査媒体の照射面に案内する射出口である。
As shown in FIG. 2, the
レーザー露光装置11において、ポリゴンミラー27は、上面視で時計方向(図2の矢印方向)に高速回転している。そのため、半導体レーザー光源26から出射されたレーザービームは、回転するポリゴンミラー27により、fθレンズ28の方向に反射される。fθレンズ28を通過したレーザービームは、その後、全反射ミラー31の図中右端から左端に移動しながら主走査を1ラインごとに行う。これにより、全反射ミラー31によって反射されたレーザービームは、感光体13の軸方向と同方向に走査されて感光体13上を露光する。
In the
また、ポリゴンミラー27の側面は多角形(図2では例として6角形)をなす反射面により構成されている。そのため、レーザービームはポリゴンミラー27の時計方向の回転に伴い、全反射ミラー31に照射される走査領域だけでなく、全反射ミラー31に照射されない走査領域外にも照射される。このとき、感光体13への主走査がされる前に走査領域外に設けられたビームディテクター29にレーザービームが照射されると、そのレーザービームがビームディテクター29によって検出される。ビームディテクター29は、レーザービームが照射されることによって、1ラインごとの走査開始のタイミングをとるための、ビームディテクト信号(以下、BD信号或いは主走査同期信号と言う。)を発生する。このBD信号は、レーザー露光装置11によって実際に感光体13に対してレーザービームの走査が開始される走査開始タイミングを決定するためのものである。BD信号は、制御部5に送出される。
Further, the side surface of the
図1に示される画像形成装置10は、図示しない情報処理装置に接続されており、その情報処理装置から画像データを含むプリントデータ(印刷ジョブ)が送信されてくる。この場合、制御部5は、後述の画像処理部52において、画像データを画素ごとの複数の画素データに展開する処理を行う。こうした画素データは、画像処理部52から後述の濃度調整部53に入力される。
An
制御部5は、CPU、ROM、RAM、及びEEPROMなどの制御機器を有するコンピューターである。前記CPUは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ROMは、前記CPUに各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め記憶される不揮発性の記憶手段である。前記RAMは揮発性の記憶手段、前記EEPROMは不揮発性の記憶手段である。前記RAM及び前記EEPROMは、前記CPUが実行する各種の処理の一時記憶メモリー(作業領域)として使用される。
The
そして、制御部5は、前記ROMに予め記憶された各種の制御プログラムを前記CPUに実行させることにより画像形成装置10を統括的に制御する。なお、制御部5は、集積回路(ASIC、DSP)などの電子回路で構成されたものであってもよい。また、制御部5とは別に、画像形成部14などを制御するためのエンジン制御部が別途設けられていてもよい。
The
本実施形態では、制御部5は、入力された画像データを構成する各画素データに含まれる各画素ごとの階調性(濃度情報)に応じた幅の駆動パルスを各画素データごとに生成する。そして、制御部5は、生成された駆動パルスを、図2に示される半導体レーザー光源26を駆動させるための画像信号(駆動パルス)として、順次、レーザー露光装置11に送出する。前記駆動パルスを受けたレーザー露光装置11は、前記駆動パルスのパルス幅に応じた時間だけ半導体レーザー光源26を変調(オン)して露光し、これにより、一つの画素(ドット)の静電潜像が感光体13上に形成される。なお、実際にレーザー露光装置11に送出される画像信号は、各画素に応じた複数の前記駆動パルスが連続するパルス波信号である。
In the present embodiment, the
前記駆動パルスを生成するために、制御部5は、図3に示されるように、画像処理部52、濃度調整部53(本発明の調整部の一例)、エッジ変換部54、パルス生成部56、補正値検出部57(本発明の検出部の一例)などを備えている。本実施形態では、これらが集積回路(ASIC、DSP)などの電子回路で構成されたものとして説明するが、各部の処理が、前記CPUによって制御プログラムに基づいて実行されるものであってもよい。以下、制御部5が備える各部について詳述する。
In order to generate the drive pulse, the
画像処理部52は、入力された画像データを画素ごとの複数の画素データに展開する処理を行う。展開された画素データは、次の濃度調整部53に入力される。
The
ここで、本実施形態では、1走査ライン上における1画素の最大露光時間は、所謂ドットクロックの1周期に相当するものとする。また、濃度調整部53から補正値検出部57までの各部を制御するための基本クロックは250MHzとする。また、前記ドットクロックは、前記基本クロックを分周した50MHzを使用するものとする。すなわち、計算上、1画素の最大露光時間は20nsとなる。基本クロック250MHzは、PLL回路60を介して後述のディレイチェーン回路59(図4参照)に動作クロックとして入力される。このときにディレイチェーン回路59に入力される動作クロックは、PLL回路60のジッターの影響を受けるため、動作クロックの周波数及び周期は安定しない。つまり、所定幅の範囲内で周波数が変動された動作クロックがディレイチェーン回路59に入力されることになる。
Here, in the present embodiment, it is assumed that the maximum exposure time of one pixel on one scanning line corresponds to one period of a so-called dot clock. The basic clock for controlling each unit from the
画像処理部52から出力された各画素データは、濃度調整部53に供給される。濃度調整部53は、各画素データが持つ濃度を、画像形成装置10の特性、特に画像形成時の現像特性に応じた濃度に調整する。濃度調整部53は、調整前後の濃度に関する対応関係を示すルックアップテーブルを保持しており、このルックアップテーブルに基づいて濃度を調整する。また、濃度調整部53は、調整後の濃度に応じて、前記駆動パルスの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジ位置(パルス幅又はディーティー比)を、後述するディレイチェーン回路59におけるディレイ段数を基に、1ドットクロックあたりのディレイ段数の単位に変換する。
Each pixel data output from the
図5に示されるように、本実施形態では、濃度調整部53は、遅延段数算定部53Aを備える。遅延段数算定部53Aは、前記駆動パルスのパルス幅又はディーティー比が調整後の濃度に応じたものになるように、調整後の濃度に対応するディレイ段数を算定する。言い換えると、遅延段数算定部53Aは、画素データが持つ濃度を基に、該濃度を示すパルス幅の駆動パルスがディレイチェーン回路59で生成されるように、ディレイチェーン回路59において前記画素データを遅延伝搬させるディレイ段数(画素データを入力する位置)を算定する。算定方法としては、遅延段数算定部53Aは、各濃度に対応するディレイ段数が定められたルックアップテーブルを持っており、調整後の画素データの濃度に対応するディレイ段数を前記ルックアップテーブルから抽出する方法が採用されている。このように算定されるディレイ段数は、前記画素データが遅延素子を通過する数であり、本発明の基準遅延段数に相当する。なお、前記ディレイ段数は、画素データをいずれの遅延素子から入力させるかを決定する要素であり、したがって、濃度調整部53では、後述するディレイチェーン回路59における画素データの入力位置を決定する処理を行う部分とも言える。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the
また、濃度調整部53は、本発明の調整部の一例であって、遅延段数算定部53Aで算定された前記ディレイ段数を調整する。本実施形態では、図5に示されるように、濃度調整部53は、平均化部53Bと、補正部53Cとを備えている。
The
平均化部53Bは、後述する補正値検出部57で検出された複数の補正値(本発明の補正量に相当)の平均値を算出する。例えば、平均化部53Bは、補正値検出部57からフィードバックされた補正値を受信し、その受信回数が予め定められた設定回数に達したことを条件に、受信した全補正値の平均値を算出する。その後、補正部53Cに平均化した平均補正値を出力する。
The averaging
補正部53Cは、平均化部53Bから入力された前記平均補正値を受け取ると、その平均補正値に基づいて、遅延段数算定部53Aで算定された前記ディレイ段数を補正する。つまり、前記ディレイ段数によって特定される画素データの入力位置(ディレイチェーン回路59における入力位置)が補正される。例えば、補正部53Cは、前回に補正したときの平均補正値を記憶しており、平均化部53Bから入力された前記平均補正値が前回の平均補正値よりも大きい(遅延量が多い)場合に、前記遅延ディレイ段数を増加させる方向に前記入力位置をシフトする補正を行う。一方、補正部53Cは、平均化部53Bから入力された前記平均補正値が前回の平均補正値よりも小さい(遅延量が少ない)場合に、前記遅延ディレイ段数を減少させる方向に前記入力位置をシフトする補正を行う。
When the correction unit 53C receives the average correction value input from the averaging
このように、濃度調整部53では、補正値検出部57で検出された複数の補正値の平均値である平均補正値を用いて前記ディレイ段数が調整(補正)される。そして、調整されたディレイ段数とともに画素データがエッジ変換部54を経てパルス生成部56に出力される。前記ディレイ段数が調整されることにより、前記動作クロックのジッターの影響によって、ディレイチェーン回路59のディレイ速度、つまり、動作クロック当たりの前記ディレイ段数が変動しても、上述したように、フィードバックされた複数の補正値から得られた平均補正値によって前記ディレイ段数が調整(補正)される。このため、前記動作クロックのジッターの影響をほとんど受けることのない前記ディレイ段数を得ることができる。その結果、画像データに合致した駆動パルスを生成することが可能となる。また、この手法によって前記ディレイ段数が調整(補正)されることにより、動作環境(周辺温度や湿度など)の変化に起因して前記ディレイ段数が変動する場合にも、前記動作環境の変化の影響をほとんど受けることのない前記ディレイ段数を得ることができる。なお、上述の調整は、必ずしも濃度調整部53で行われなくてもよく、パルス生成部56のディレイチェーン回路59に入力される前の段階、例えば、後述するエッジ変換部54や、パルス生成部56で行われてもよい。
As described above, the
エッジ変換部54は、入力された複数の画素データに基づいて、1走査ライン上で隣り合う画素同士を比較して、本来連続する画素どうしが、同じ立ち下がりと立ち上がりエッジ位置を持つ場合、それらの画素が連続して繋がる処理などを行う。
The
パルス生成部56は、図4に示されるディレイチェーン回路59(本発明の遅延回路の一例)を備える。ディレイチェーン回路59は、入力された画素データを順次遅延させてレーザー露光装置11を駆動させる前記駆動パルスに変換させる複数の遅延素子を有している。各遅延素子は、最も下流側の最下流遅延素子(図4における遅延素子200_0)から最も上流側の最上流遅延素子(図4における遅延素子200_127)まで順に配置された遅延回路である。ディレイチェーン回路59については後述する。
The
また、パルス生成部56は、本発明の入力部の一例であって、画素データに含まれる画素の濃度に応じた前記ディレイ段数(濃度調整部53から入力されたディレイ段数)に基づいて前記画素データをディレイチェーン回路59が備えるいずれかの遅延素子200_n(n=0〜127)に入力する。
The
ディレイチェーン回路59は、前記の入力によって、画素データの濃度に応じたパルス幅を有する駆動パルス(画像信号)をレーザー駆動電圧生成部11Aに出力する。前駆駆動パルスは、レーザー駆動電圧生成部11Aで半導体レーザー光源26を発光させる電圧能力と電流能力を有するパルスに変換されてレーザー露光装置11(図1及び図2参照)に供給され、画素データに応じた露光が行われる。なお、レーザー駆動電圧生成部11Aとレーザー露光装置11は、制御部5に含まれないため、図3では、破線で図示している。もちろん、制御部5にレーザー駆動電圧生成部11Aを含ませることも可能である。
The
補正値検出部57は、濃度調整部53の遅延段数算定部53Aで算定された前記ディレイ段数を補正するための補正値を検出する。具体的には、制御部5の前記CPUからの指令によってディレイチェーン回路59の入力バッファ202に校正信号が複数回入力されたときに、前記校正信号がディレイチェーン回路59を遅延伝搬して出力される間に、前記動作クロックの1周期あたりのディレイ段数を前記補正値として各回数(校正信号の入力回数)ごとに検出する。つまり、補正値は、ディレイチェーン回路59に前記校正信号が入力されてから前記動作クロック1周期が経過するまでに前記校正信号が通過した遅延素子の数(ディレイ段数)で表される。
The correction
補正値検出部57における複数の補正値の検出は、画像処理が行われていない非画像処理時に前記校正信号が連続して複数回入力されることによって行われる。ここで、前記校正信号の入力回数は、2以上の複数回であればよい。なお、非画像処理時とは、ディレイチェーン回路59が前記駆動パルスの生成に用いられていないタイミングである。具体的には、例えば、画像形成装置10が待機状態にあるときや、プリントデータの処理と次のプリントデータの処理との処理間隔などのように、画像処理が行われていないタイミングである。また、所定枚数の画像形成が行われたことや、所定時間が経過したことなど、一定の条件を満たした場合に画像処理動作を中断して、前記校正信号をパルス生成部56に入力するようにしてもよい。
Detection of a plurality of correction values in the correction
本実施形態では、非画像処理時に、前記校正信号が入力バッファ202に入力される度に、濃度調整部53において前記ディレイ段数を調整(補正)するための補正値を検出する。前記校正信号が入力されてから前記動作クロックが経過するまでの間に前記校正信号が出力されたときの遅延素子数(ディレイ段数)が補正値として補正値検出部57で検出される。この補正値は、検出される度に濃度調整部53にフィードバックされ、レーザー露光装置11による主走査が開始される前に、前記遅延段数算定部53Aで算定された前記動作クロックあたりの前記ディレイ段数が複数の補正値の平均値である平均補正値によって補正される。
In this embodiment, every time the calibration signal is input to the
本実施形態では、上述したように、濃度調整部53では、複数の前記補正値が濃度調整部53にフィードバックされるが、濃度調整部53はドットクロック単位で処理するため、動作クロックあたりの前記校正信号のディレイ段数を、ドットクロックあたりのディレイ段数に置き換える処理を行う。例えば、本実施形態では、図4に示されるように、ディレイチェーン回路59の総ディレイ段数は128であり、動作クロックにジッターが生じていない場合の遅延時間は、例えば1段あたり0.1nsのものを使用している。従って、250MHzで生成される動作クロックあたりのディレイ段数は40である。上述したようにドットクロックの周波数は50MHzなので、ドットクロックあたりのディレイ段数は200になる。なお、1ドットクロックの間にフルに露光されると最大濃度となるため、最大濃度をディレイ段数単位に置き換えると200である。また、最小濃度は、ディレイ段数単位に置き換えると0である。
In the present embodiment, as described above, the
次に、図4を参照して、ディレイチェーン回路59について説明する。図4は、ディレイチェーン回路59の論理回路図である。図4の上段には、128個のD型フリップフロップ(以下フリップフロップ)100_0〜100_127が図示されるように接続されている。特定のフリップフロップを100_nとする。フリップフロップ100_0〜100_127には、画素データと動作クロックが、それぞれ図示する端子から入力される。前記動作クロックは、水晶振動子を利用した発振回路(クロック生成回路)で発生された基本クロック(250MHz)をPLL回路60に入力して得られるクロック信号であり、フリップフロップ100_nに入力される。このため、前記動作クロックには、PLL回路60のジッターの影響を受けて周波数が変動し、クロック周期がばらつくことになる。また、図示しないクリア端子に信号が入力されるとフリップフロップ100_0〜100_127はクリアされる。なお、フリップリップ100_127側を上流、フリップリップ100_0側を下流と称する。
Next, the
図4の中段には、128個のEX−NOR回路200_0〜200_127が図示されるように接続されている。特定のEX−NOR回路を200_nとする。各EX−NOR回路は、本発明の遅延素子の一例である。EX−NOR回路を200_nの一方の入力端子には、前記フリップフロップ100_nの出力端子が接続され、他方の入力端子には上流(図4の右隣り)のEX−NOR回路200_n+1の出力端子が接続されている。なお、EX−NOR回路200_127側を上流、EX−NOR回路200_0側を下流と称する。
In the middle stage of FIG. 4, 128 EX-NOR circuits 200_0 to 200_127 are connected as shown. A specific EX-NOR circuit is set to 200_n. Each EX-NOR circuit is an example of the delay element of the present invention. The EX-NOR circuit 200_n has one input terminal connected to the output terminal of the flip-flop 100_n, and the other input terminal connected to the upstream (right adjacent to FIG. 4) output terminal of the EX-NOR
図4の下段には、128個のD型フリップフロップ(以下フリップフロップ)300_0〜300_127が図示されるように接続されている。特定のフリップフロップを300_nとする。フリップフロップ300_0〜300_127には、データと前記動作クロックが、それぞれ図示する端子から入力される。また、図示しないクリア端子に信号が入力されるとフリップフロップ300_0〜300_127はクリアされる。なお、フリップリップ300_127側を上流、フリップリップ300_0側を下流と称する。 In the lower part of FIG. 4, 128 D-type flip-flops (hereinafter referred to as flip-flops) 300_0 to 300_127 are connected as illustrated. A specific flip-flop is assumed to be 300_n. Data and the operation clock are input to the flip-flops 300_0 to 300_127 from terminals shown in the drawing, respectively. Further, when a signal is input to a clear terminal (not shown), the flip-flops 300_0 to 300_127 are cleared. The flip lip 300_127 side is referred to as upstream, and the flip lip 300_0 side is referred to as downstream.
EX−NOR回路の上流側には、入力バッファ202が設けられ、その出力端子は、EX−NOR回路200_127の他方の入力端子に接続されている。入力バッファ202には、前記校正信号が入力される。EX−NOR回路の下流側には、出力バッファ201が設けられ、その入力端子は、EX−NOR回路200_0の出力端子に接続されている。また、出力バッファ201の出力端子からは、画素データに基づいてスキャンが行われている場合は、半導体レーザー光源26を発光させるための駆動パルス(画像信号)が、レーザー駆動電圧生成部11Aに出力される。
An
128個のフリップフロップ100_0〜100_127は、パルス生成部56から画素データを受けて、EX−NOR回路200_0〜200_127に渡すことで所定の遅延を発生させて、出力バッファ201から前記駆動パルスを出力させる。また、128個のフリップフロップ300_0〜300_127は、入力バッファ202に入力される前記校正信号が、EX−NOR回路200_0〜200_127を上流から下流に向かって遅延伝搬していく状態を読み取り出力する。その出力結果は、後述する濃度調整部53に供給されて、前記ディレイ段数の補正(変更)に使用される。
The 128 flip-flops 100_0 to 100_127 receive the pixel data from the
上述した画像形成装置10においては、制御部5は、以下の方法(駆動パルス生成方法)で画素データを入力する入力位置(画素データを入力する遅延素子)を決定する。すなわち、制御部5は、まず、非画像処理時に、ディレイチェーン回路59の入力バッファ202に前記校正信号を複数回入力して、前記校正信号が遅延伝搬して出力される間に前記動作クロックの1周期あたりの前記補正値を各入力回数ごとに補正値検出部57で検出する(第1ステップ)。そして、検出された複数の前記補正値の平均値を算出して、その平均補正値を用いて補正部53Cに遅延段数算定部53Aで算定された前記ディレイ段数を調整(補正)する(第2ステップ)。
In the
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置10においては、補正値検出部57で検出された複数の補正値が濃度調整部53にフィードバックされ、濃度調整部53では、フィードバックされた複数の補正値の平均値である平均補正値によって、遅延段数算定部53Aで算定された前記ディレイ段数が補正される。これにより、前記動作クロックがPLL回路60のジッターの影響を受けていたとしても、ジッターの影響が無い場合の前記補正値との差分を低減して、検出された補正値のばらつきを軽減することができる。これにより、PLL回路60のジッターの影響を抑えて、濃度調整部53は、前記ディレイ段数を補正して、補正後のディレイ段数が示す入力位置へ画素データの入力位置をシフトさせることができる。その結果、安定した駆動パルスを生成してレーザー駆動電圧生成部11Aに出力することが可能となり、安定した高品質の画像を形成することができる。
As described above, in the
なお、上述の実施形態では、補正値検出部57で検出された複数の補正値の全てを濃度調整部53の平均化部53Bで平均する例について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、上述の実施形態におけるディレイチェーン回路59においては、図6に示されるように、周波数250MHzであり周期が4.0nSの基本クロックに対して、PLL回路60のジッターの影響を受けた動作クロックの周期が3.5nS〜4.5nSの範囲内で変動することが実験結果として得られており、また、その範囲の中心周期である4.0nSに対応する補正値(=ディレイ段数40段)がもっとも検出頻度が高く、その中心周期から外れる(横軸方向に離れる)にしたがって補正値の検出頻度が低くなっている実験結果が得られている。ここで、図6の縦軸は補正値の検出頻度を示しており、横軸は動作クロックの周波数及び周期と、その動作クロック時の補正値を示している。この場合は、濃度調整部53は、補正値検出部57で検出された複数の補正値のうち、予め定められた上限基準値[40+α]段(本発明の上限基準値に相当)以上の補正値、及び、予め定められた下限基準値[40−α]段以下の補正値を除いて前記平均補正値を求め、その平均補正値を用いて前記ディレイ段数を調整(補正)するようにしてもよい。これにより、調整後の前記ディレイ段数のばらつきをより軽減することができる。なお、上限基準値[40+α]及び下限基準値[40−α]は、ディレイチェーン回路59の特性などに適宜決定される。
In the above-described embodiment, the example in which all of the plurality of correction values detected by the correction
なお、上述の実施形態では、本発明の画像形成装置として、制御部5を備えた画像形成装置10を例示したが、本発明はこれに限られない。例えば、制御部5を備え、入力された画像データに対して画像処理を行う画像処理装置として本発明を捉えることもできる。
In the above-described embodiment, the
また、本発明は、前記画像形成装置又は前記画像処理装置に適用される駆動パルス生成方法として捉えることもできる。つまり、本発明は、画素データに含まれる画素の濃度情報に応じたディレイ段数に基づいてディレイチェーン回路59が備える複数の遅延素子のいずれかに前記画素データを入力してビーム露光装置11を駆動させる駆動パルスを生成する駆動パルス生成方法であって、前記第1ステップ及び前記第2ステップを備えた駆動パルス生成方法として捉えることもできる。
The present invention can also be understood as a drive pulse generation method applied to the image forming apparatus or the image processing apparatus. That is, according to the present invention, the
10:画像形成装置
5:制御部
11:レーザー露光装置
29:ビームディテクター
52:画像処理部
53:遅延段数調整部
53A:遅延段数算定部
53B:平均化部
53C:補正部
54:エッジ変換部
56:パルス生成部
57:補正値検出部
59:ディレイチェーン回路
60:PLL回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Image forming apparatus 5: Control part 11: Laser exposure apparatus 29: Beam detector 52: Image processing part 53: Delay stage
Claims (4)
前記画素データに含まれる画素の濃度情報に応じて定められた基準遅延段数に基づいて前記画素データを前記遅延回路のいずれかの遅延素子に入力する入力部と、
非画像処理時に前記遅延回路に所定の校正信号を複数回入力し、前記校正信号が遅延伝搬して出力される間に動作クロックの1周期あたりの遅延量を各回数ごとに検出する検出部と、
前記検出部で検出された複数の遅延量の平均値を用いて前記基準遅延段数を調整する調整部と、を備える画像処理装置。 A delay circuit composed of a plurality of delay elements that sequentially convert the input pixel data into drive pulses for driving the exposure scanning apparatus, and a reference delay stage number determined according to the density information of the pixels included in the pixel data An input unit for inputting the pixel data to any one of the delay elements based on the delay circuit,
A detection unit that inputs a predetermined calibration signal into the delay circuit a plurality of times during non-image processing , and detects the delay amount per cycle of the operation clock for each number of times while the calibration signal is delayed and output; ,
An adjustment unit that adjusts the reference delay stage number using an average value of a plurality of delay amounts detected by the detection unit.
非画像処理時に前記遅延回路に所定の校正信号を複数回入力し、前記校正信号が遅延伝搬して出力される間に動作クロックの1周期あたりの遅延量を各回数ごとに検出する第1ステップと、
前記第1ステップで検出された複数の遅延量の平均値を算出して、その平均値を用いて前記基準遅延段数を調整する第2ステップと、を備える駆動パルス生成方法。 A driving pulse for generating a driving pulse for driving the exposure scanning apparatus by inputting the pixel data to any one of a plurality of delay elements provided in the delay circuit based on a reference delay stage number corresponding to the density information of the pixel included in the pixel data. A generation method,
A first step of inputting a predetermined calibration signal to the delay circuit a plurality of times during non-image processing , and detecting a delay amount per cycle of the operation clock for each number of times while the calibration signal is delayed and propagated When,
A drive pulse generation method comprising: a second step of calculating an average value of a plurality of delay amounts detected in the first step and adjusting the reference delay stage number using the average value.
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