JP2839810B2 - Ledプリンタにおける高密度画像形成方法 - Google Patents

Ledプリンタにおける高密度画像形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は低解像度のプリントエン
ジンを利用して高密度画像の形成を可能とするLEDプ
リンタにおける高密度画像形成方法に係り、特に主走査
方向に沿ってNdpiに対応する間隔でライン上に配列
したLED素子列を効果的に点灯制御させながら2Nd
piの高密度画像(潜像)を感光体上に形成し得るLE
Dプリンタにおける高密度画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、主走査方向に沿ってライン上
に配列したLED素子群を時分割によりnビット単位で
若しくは一主走査ライン単位で画像情報に対応して前記
LED素子列を点灯制御し、その露光像を感光体ドラム
の母線上に結像させて露光像に対応した静電潜像を形成
可能にしたLEDプリンタは公知であり、この種の装置
においては低価格とコンパクト化等の理由により低密度
のピッチ間隔を有する例えば300dpiのプリンタが
多く用いられてきたが近年、より高画質化と高解像度化
を図るために前記ピッチ間隔をより高密度化し、例えば
600dpiのプリンタが検討されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらLEDプ
リンタにおいてはレーザプリンタと異なり、そのピッチ
密度(より具体的には主走査方向のピッチ密度)がLE
Dチップ上のLED素子の配列間隔に依存する。そして
かかる電子写真方式のLEDプリンタは一般に反転現像
により画像形成が行なわれる。かかる反転現像方式を簡
単に説明するに、先ず予め感光体上に均一帯電を行な
う。このような帯電は、帯電ローラ若しくはコロナ放電
等の独立した帯電器によっても行なわれるが、例えばL
EDユニットを感光体ドラムに内挿した画像形成装置
(特開昭58−153957号他)において、装置の簡
略化を図るために、独立した帯電器を設けずに前記感光
体ドラムと現像スリーブ間にトナー摺擦域を設け、現像
スリーブ側に印加した現像バイアスを利用して前記摺擦
域を介して前記ドラムの光導電層に電荷を注入して帯電
を行なうように構成している。
【0004】次にLEDチップを列状に配列したアレイ
状のLEDユニットを画像情報に応じて点灯制御する事
により、例えばビームドットが感光体に照射されると、
図8に示すように感光体側では略正規分布形状に帯電電
位分布が低減し、そのしきい値Vi、言換えれば潜像形
成電位レベル以上の電荷除去が行なわれると、その除電
部に感光体上にトナーが付着しドット画像が形成される
ものである。そして例えば300dpiのLEDプリン
タにおいては、各LED素子の発光強度を前記しきい値
Ei以上に設定する事により、主走査方向に300dp
iの印字が可能であり、又副走査方向においては感光体
の300dpiに対応する印字毎に前記LED素子が点
灯制御されるものである。
【0005】従って、600dpiのプリンタを形成す
るには、前記露光像を形成する為の、LED素子の配列
間隔を300dpiの1/2倍に設定する必要がある
が、300dpiの場合でも前記LED素子の配列間隔
は約0.8mmであり、これを更に0.4mmまで高密
度化する事は製造上中々困難であるのみならず、新規に
600dpiのLEDチップをカスタム的に製造する事
は、そのコストが極めて大になり、実用的でない。従っ
てホスト側より送信される600dpiの高密度画像情
報を適宜加工処理しながら既存の300dpiのLED
プリンタを用いて600dpiの高密度画像が形成出来
れば好ましい。
【0006】この為Ndpiに設定したエンジンを用い
たレーザプリンタにおいて 前記レーザが1/Nインチ
スキャンする時間より短いレーザ駆動パルス時間を設定
する事により、主走査方向のドット高密度化を実現した
技術が本出願人より提案されている(特開平4−336
859)が、前記したようにLEDプリンタにおいて
は、そのピッチ密度がLED素子の配列間隔に依存して
しまう為に、前記したハード的な電気制御のみでは主走
査方向の高密度化が不可能である。
【0007】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、既
存の例えば300dpiLEDチップアレイを組込んだ
プリントエンジンをそのまま利用して600dpiの高
密度潜像を形成し得るLEDプリンタにおける高密度画
像形成方法を提供する事にある。
【0008】
【課題を解決する為の手段】本発明は、主走査方向に沿
って画像密度N(正の整数)dpiに対応する間隔でラ
イン上に配列したLED素子列を効果的に点灯制御させ
ながら2Ndpiの高密度画像を感光体上に形成し得る
LEDプリンタにおける高密度画像形成方法において 1) 一走査ライン毎に前記LED素子列によって、m
を正の整数として、副走査方向に2m回(例えば2×8
回)点灯可能な分割露光ラインを生成し、前記分割露光
ラインの一方のm回を形成するライン群内における隣合
うライン同士の点灯によって副走査方向にドット形成可
能に構成した点、即ち、より具体的には、一走査ライン
毎にLED素子列が2m回点灯可能に構成するととも
に、一方のm分割ラインの点灯光によって1ドットを形
成可能にした点、 2) 複数回の点灯により感光体上における潜像形成用
閾値を越えるように、前記LED素子の発光強度を予め
制御しておいた点、言換えれば一回の点灯では閾値を越
える事なく複数回の点灯により始めて閾値を越えるよう
に発光強度を制御した点、 3) 主走査方向には画像密度Ndpiに対応する間隔
で隣合う前記ライン群同士の点灯光の重畳もしくは単独
でドット形成させた点4) ホスト側より送信された2Ndpiの高密度画像
情報に基づいて前記分割ライン上における前記LED素
子の点灯時期を適宜制御しながら、2Ndpiの高密度
画像を感光体上に形成させる事を特徴とする。
【0009】即ち前記制御を主走査方向と副走査方向に
分けて説明すると、主走査方向の高密度制御は、Ndp
iの規定密度に対応する位置(従来の300dpiに対
応する位置、言換えれば600dpiの偶数ドットに対
応する位置)の潜像形成と、前記規定密度に対し1/2
間隔ずれた位置、言換えれば600dpiの奇数ドット
に対応する位置で、潜像生成方式を異ならせ、Ndpi
の規定密度に対応する位置の潜像形成を前記分割露光ラ
イン上の任意の位置で(m−a(正の複数))回若しく
はそれ以上副走査方向に好ましくは連続点灯制御する事
によりドット潜像を生成するようにする。一方前記規定
密度に対し1/2間隔ずれた位置の潜像形成は、隣接す
る規定密度間の重畳点灯回数が(m−a(正の複数))
回若しくはそれ以上になるように点灯制御するドット潜
像を生成するようにする。これにより主走査方向に2N
dpiに対応する間隔で高密度潜像を形成出来る。
【0010】この場合一般的には前記aは(1/2)m
前後に設定するのが好ましいが、これのみに限定され
ず、例えば、現位の規定密度に対応する位置で、((m
−a)/2)及びbを正の整数とし、{((m−a)/
2)+b}回、次位若しくは前位の規定密度に対応する
位置で{((m−a)/2)−b}回点灯制御すること
によりドット潜像を主走査方向に2Ndpiに対応する
間隔より一側にずらしながら潜像を形成し、これにより
高密度と共にスムージングを可能にする事も出来る。
【0011】一方副走査方向の高密度化は、前記分割露
光ラインが2mラインある為に、基本的にはmライン毎
にドット形成すれば容易に600dpiの高密度画像が
形成出来るわけであるが、本発明は特に前記主走査方向
と対応させて、(m−a(正の複数))回若しくはそれ
以上副走査方向に、好ましくは連続点灯する事により副
走査方向の2Ndpiに対応する間隔で高密度潜像を形
成させるようにしている。
【0012】
【作用】LEDヘッドアレイの場合、LED素子より出
力された光像を結像レンズ(セルフォックレンズ等)を
用いて感光体上に結像する構成を取るために、該露光時
の感光体上におけるエネルギー分布は、前記光強度に対
応してほぼ正規分布となる。そして前記エネルギー分布
に対応して感光体上の帯電レベルがほぼ正規分布上に、
例えばデータの転送速度を300dpi時の16倍に設
定し、これに対応させて前記分割露光ラインを16ライ
ン(2m)に設定した場合に、例えば上下夫々8ライン
(m)の中で4ライン(m−a)連続点灯する事によ
り、具体的には図1(A)に示すように、各ラインにお
ける発光強度(エネルギ)をしきい値以下に設定し、4
ライン連続点灯することによりその重ね合せによる合成
エネルギーGeが前記しきい値Eiより大となるように
発光強度を設定する。この結果副走査方向の高密度制御
は、LED素子の配列位置に相当する600dpiの偶
数ドット位置(300dpiに対応する位置)前記分割
露光ライン上の任意の位置で4回副走査方向に連続点灯
制御する事によりしきい値Eiを越えるドット潜像を生
成出来る。
【0013】一方前記規定密度に対し1/2間隔ずれた
位置(600dpiの奇数ドット位置)の潜像形成は、
隣接する規定密度(偶数位置)間の重畳点灯回数が4回
以上になるように、言い換えれば図1(B)に示すよう
にNo.1とNo.2の規定密度位置で夫々例えば2回
づつ点灯させる事により、No.1.5の密度位置の合
成エネルギが4回分のエネルギとなり、しきい値Eiを
越える事が出来、これにより主走査方向に600dpi
に対応する間隔で高密度潜像を形成出来る。この場合N
o.1とNo.2の点灯は2回に限定される事なくN
o.1の規定密度位置で3回、No.2の規定密度位置
で1回夫々点灯させる事により、No.1.5の密度位
置より僅かにNo.1側にずれた位置に潜像が形成で
き、これにより高密度と共にスムージングを可能にする
事も出来る。又前記規定密度と1/2間隔ずれた位置に
黒ドットを連続的に生成する場合は、図1(C)に示す
ようにNo.1で例えば回、No.2の規定密度位置
で例えば2回づつ点灯させる事により、No.1とN
o.1.5の密度位置の合成エネルギがしきい値Eiを
越える事が出来、No.2はしきい値Ei以下の白ドッ
トを形成出来る。
【0014】一方副走査方向の高密度化は、前記分割露
光ラインが16ラインある為に、基本的には8ライン毎
にドット形成すればよいが、8ライン分点灯させると、
前記主走査方向における高密度化が不可能になる。そこ
で8ラインの内、図1(A)に示すように例えば4回づ
つ副走査方向に連続点灯する事により600dpiに対
応する間隔で高密度潜像を形成させるようにしている。
【0015】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。先ず
本発明の基本構想を具体的に説明する。先ず図2上段に
示す600dpiのビットマップデータがホスト側より
得られた場合において、主走査方向に座標1b,2b,
3bは600dpiの偶数ドット位置(規定密度300
dpiに対応する位置)座標1a,2a,3aは前記規
定密度に対し1/2間隔ずれた(600dpiの奇数ド
ット位置)位置の座標とする。又A、B、Cは300d
piに対応する副走査方向の座標で、A1、A2、B
1、B2、C1、C2は600dpiに対応する副走査
方向の座標である。
【0016】さて前記のビットマップデータにおいて、
副走査座標A1上の、主走査座標2bが白ドット、3b
が黒ドットで、3aに黒ドットを打つ場合は、2bに2
分割ラインだけLED素子を点灯(しきい値を越えな
い)、3bに5分割ラインLED素子を点灯(しきい値
Eiを越える)することにより3aにしきい値Eiを越
える合成エネルギが得られる。又副走査座標A2上の、
主走査座標1b、2b、3bがいずれも黒ドットで、2
a、3aに黒ドットを打つ場合は、1b、3bに5分割
ラインLED素子を点灯、2bに8分割ラインLED素
子を点灯(いずれもしきい値を越える)することにより
2a、3aにしきい値を越える合成エネルギが得られ
る。
【0017】更に副走査座標B1、B2上の、主走査座
標2bが黒ドット、3bが白ドットで、3aに黒ドット
を打つ場合は、2bに5分割ラインだけLED素子を点
灯(しきい値を越える)、3bに2分割ラインLED素
子を点灯(しきい値を越えない)することにより3aに
しきい値を越える合成エネルギが得られる。更に又副走
査座標C1上の、主走査座標2b及び3bが白ドット
で、3aに黒ドットを打つ場合は、2b及び3bに3分
割ラインだけLED素子を点灯(しきい値を越えな
い)、3aにしきい値を越える合成エネルギが得られ
る。
【0018】図3乃至図5はLEDプリンタのコントロ
ール部を示す本発明の実施例で、その構成を作用にした
がって詳細に説明するに、例えば図4に示すように、6
00dpiのビデオデータがメインコントローラより1
6ビットの入力シフトレジスタ1にシリアル送信される
と、該レジスタ1では前記データを16ビット単位で、
言い換えれば16ビットのデータがシフトレジスタ1に
ストアされる毎にパラレルにセレタタ2、セレタタ3及
び16ビットデータバス9を介してSRAM4の入力バ
ッファ4AにWRITEされる(図3)。尚、SRAM
4には600dpiの4主走査ライン分のデータが入力
可能な一の入力バッファ4A(5120ビット×4ライ
ン)と、16分割ラインに相当する300dpiの主走
査ラインデータ(2560ビット×16ライン)が格納
可能な二つの加工/出力バッファ4B、4Cが存在す
る。
【0019】そして前記入力バッファ4Aに後記する加
工処理に必要な3ライン若しくは4ラインのビットマッ
プデータをストアした後、該バッファ4Aより副走査方
向に3Byte単位で9ビットマトリックスジェネレー
タ5内のラッチ&シフトレジスタ5A(図4)に転送
し、該ジェネレータ5により3*3ビットのウインドウ
5Bにて9ビットデータをテンプレータ6内のテンプレ
ートデータと比較しながらウインドウ5Bの中心ドット
への8分割ラインの点灯時期/回数を決定する8ビット
データを生成し、該8ヒットデータを座標変換器(ビデ
オデータジェネレータ)7にストアされる。
【0020】尚、前記ウインドウ5Bは300dpiに
対応させるために主走査方向に2ビット単位でシフトさ
せながら夫々300dpiの規定密度に対応する中心ド
ットの8分割ラインに相当する8ビットデータを生成
し、座標変換器では前記データ8ビット単位で副走査方
向に並べ変え(座標変換)を行いながら16ワード(1
6×8)のデータを格納した後、16ビットデータバス
を介してSRAM4の出力バッファ4Cに出力させる。
【0021】又図5及び図6のタイミングチャートより
明らかなように前記加工処理中に、前サイクルで出力バ
ッファ4Bに格納された前位の主走査ラインデータの対
応するデータを、16ビットデータバス9を介して16
ビット単位で16ビット出力シフトレジスタ8A,8
B,8C,8Dに順次転送され、300dpiの16倍
(600dpiの8倍)、言い換えれば2リードサイク
ル)の転送速度でヘッド回路側にシリアル送信する。以
下順次入力シフトレジスタ1に600dpiの16ビッ
トデータがストアされる毎に前記操作を繰り返し、そし
て前記出力バッファ4Cに1走査ライン分(2560ビ
ット×16ライン)のデータが格納された後、出力バッ
ファ4Bと4CのWRITE/READサイクルを切換
えて前記動作を繰り返す。即ちタイミングチャートに基
づいて前記入力バッファ4A1への600dpiのデー
タ入力、該データを加工して16分割ラインの300d
piの加工データを生成して出力バッファ4B若しくは
4Cに16ビット単位(16ドットの1分割ライン分)
で格納する加工処理、及び出力バッファ4C若しくは4
Bより選択的に各分割ラインのデータを出力シフトレジ
スタ16ビット単位でパラレル転送する作業は夫々並行
して行われる。
【0022】尚、図3中10はタイミングコントローラ
で、エンジン系のストローブその他の各種制御信号を生
成するビデオタイミングジェネレータ11、LED素子
の発光強度等に対応してテンプレータ6内に格納されて
いるいずれのテンプレートデータを用いるか選択するコ
ントロールレジスタ12、データ転送クロック等を生成
するクロックジェネレータ13、前記バッファの切換え
サイクルを設定するサイクルコントローラ14等が内蔵
されており、これらはエンジン側より入力される水平同
期信号Vsyncに基づいて制御される。15はアドレ
スカウンタで、セレタタ16及びアドレスバス17を介
してSRAM4内の各バッファ4A,4B,4Cに書込
み若しくは読み出しアドレス位置を指定する。又前記バ
ッファの切換えサイクルはサイクルコントローラ14よ
りのアウトイネーブルOE,ライトイネーブルWEに基
づいて切換わる。
【0023】図7(A)はLEDヘッド回路の構成を示
し、図3のコントローラ側よりの出力シフトレジスタ8
A〜8Dよりシリアルに対応する各シフトレジスタ21
A〜21Dに転送された16ビットデータは夫々(B)
に示すように、クロックタイミングCLK0〜CLK3
をずらして16×4ビットのラッチ回路22に転送ラッ
チされ、該ラッチ回路22のラッチデータに基づいてコ
モンドライバ回路23を駆動させ対応するLEDチップ
30Aの各LED素子30aの駆動制御を行う。そして
前記シフトレジスタ21(A〜D)には前記ラッチ回路
22にデータ転送後、引続いて主走査方向の次位の分割
ラインデータをシリアルに格納し続け、該16ビットデ
ータ格納毎にラッチ信号に基づいてラッチ回路22側に
該データをラッチさせるとともにブロック指定回路24
よりの切換え信号に基づいて、前記コモンドライバ回路
23の接続を次位のLEDチップ30Bに切換え、LE
Dチップ30Bの各LED素子30aを駆動制御し、以
下同様な動作を40回続けて行い、1分割ライン分のデ
ータ出力を行う。更に同様な方法でLEDチップ1A〜
1Mの駆動制御を(40×16)回行うことにより16
ライン分割した1走査ラインのLED素子点灯制御され
る事になる。尚、カウンタ及びデコーダはコモンドライ
バ回路23の点灯時間と時期を制御する。
【0024】
【効果】以上記載した如く本発明によれば、既存の低密
度のNdpi用のエンジンをそのまま利用して高密度2
Ndpiで且つ高解像度の潜像を形成し得る。又本発明
によれば主走査方向と副走査方向に区別して夫々高密度
化が達成される為に、スムージング処理や階調処理も容
易に行なう事が出来、その実用的価値は極めて大であ
る。等の種々の著効を有す。
【図面の簡単な説明】
【図1】LED素子の発光エネルギと潜像の形成状態を
示す本発明の基本構成図を示す。
【図2】本発明の実施例に係る600dpiのビットマ
ップデータとLED素子の発光回数との関係を示すグラ
フ図である。
【図3】本発明の実施例に係るコントローラの全体回路
図である。
【図4】図3のデータの流れと作用を示すブロック説明
図の1である。
【図5】図3のデータの流れと作用を示すブロック説明
図の2である。
【図6】図3のタイミングチャート図である。
【図7】本実施例に用いられるLEDヘッド回路図であ
る。
【図8】従来のLED素子の発光エネルギと潜像の形成
状態を示す。
【符号の説明】
Ei,Vi しきい値 1 入力シフトレジスタ 2 、3 セレクタ 4 SRAM 4A 入力バッファ 4B、4C 出力バッファ 5 マトリックスジェネレータ 5A ラッチ&シフトレジスタ 5B ウインドウ 7 座標変換器 9 16ビットデータバス 30A LEDチップ 30a LED素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楠美 忠晴 東京都世田谷区玉川台2丁目14番9号 京セラ株式会社東京用賀事業所内 (56)参考文献 特開 平4−336859(JP,A) 特開 平2−13979(JP,A) 特開 平1−146748(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/44 B41J 2/45 B41J 2/455 H04N 1/036

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主走査方向に沿って画像密度N(正の整
    数)dpiに対応する間隔でライン上に配列したLED
    素子列を効果的に点灯制御させながら2Ndpiの高密
    度画像を感光体上に形成し得るLEDプリンタにおける
    高密度画像形成方法において、 一走査ライン毎に前記LED素子列によって副走査方向
    に2m(m:正の整数)回点灯可能な分割露光ラインを
    生成し、前記分割露光ラインの一方のm回を形成するラ
    イン群内における隣合うライン同士の点灯によって副走
    査方向にドット形成可能に構成するとともに、 主走査方向には画像密度Ndpiに対応する間隔で隣合
    う前記ライン群同士の点灯光の重畳もしくは単独でドッ
    ト形成させ、 前記分割露光ラインの 複数回の点灯によりのみ感光体上
    における潜像形成用閾値を越えるように、前記LED素
    子の発光強度を予め制御しておき、 2Ndpiの高密度画像情報に基づいて前記分割露光ラ
    インにおける前記LED素子の点灯回数を適宜制御しな
    がら、2Ndpiの高密度画像を感光体上に形成させる
    事を特徴とするLEDプリンタにおける高密度画像形成
    方法。
  2. 【請求項2】 主走査方向の高密度制御において、Nd
    piの規定画像密度に対応する位置の潜像形成を前記分
    割露光ライン上の任意の位置で(m−a(正の複数))
    回若しくはそれ以上副走査方向に点灯制御する事により
    ドット潜像を生成し、 又前記規定画像密度に対し1/(2N)dpiに対応す
    る間隔ずれた位置の潜像形成を、隣接する規定画像密度
    間の重畳点灯回数が(m−a(正の複数))回若しくは
    それ以上になるように点灯制御するドット潜像を生成
    し、 これにより主走査方向に2Ndpiに対応する間隔で高
    密度潜像を形成可能にした請求項1記載の高密度画像形
    成方法。
  3. 【請求項3】 副走査方向の高密度化を、前記分割露光
    ライン上の任意の位置で(m−a(正の複数))回若し
    くはそれ以上副走査方向に点灯する事により副走査方向
    に2Ndpiに対応する間隔で高密度潜像を形成可能に
    した請求項1記載の高密度画像形成方法。
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