JP5995821B2 - Image processing apparatus, image forming apparatus, and abnormality determination 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及び画像形成装置、並びに各装置に適用される異常判定方法に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus and an image forming apparatus that generate drive pulses for driving an exposure scanning apparatus by sequentially delaying input pixel data, and an abnormality determination method applied to each apparatus.
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).
ところで、前記遅延回路に含まれる複数の遅延素子の遅延能力は個々にばらつきがある。詳細には、各遅延素子を信号が伝搬する伝搬速度にばらつきがある。この伝搬速度にばらつきがあるとしても、個々の遅延素子のばらつきが許容範囲内であれば問題は生じない。しかしながら、許容範囲を外れる伝搬速度を持つ異常な遅延素子が存在する場合は、次の問題が生じ得る。すなわち、前記異常な遅延素子が存在している場合は、その異常な遅延素子を画素データが伝搬したときに、画素濃度に応じて設定された遅延段数による遅延時間よりも長い遅延又は短い遅延が生じることになり、当該画素データに対応する部分だけ濃い画像又は薄い画像が形成されるという問題が生じる。 Incidentally, the delay capability of the plurality of delay elements included in the delay circuit varies individually. Specifically, there is variation in the propagation speed at which signals propagate through each delay element. Even if the propagation speed varies, there is no problem as long as the variation of individual delay elements is within an allowable range. However, when there is an abnormal delay element having a propagation speed that falls outside the allowable range, the following problem may occur. That is, when the abnormal delay element exists, when pixel data propagates through the abnormal delay element, a delay longer or shorter than the delay time based on the number of delay stages set according to the pixel density is present. As a result, a dark image or a thin image is formed only in a portion corresponding to the pixel data.
本発明の目的は、遅延回路に異常な遅延素子が有るかどうかを判定することが可能な画像処理装置及び画像形成装置、並びに異常判定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 an abnormality determination method capable of determining whether or not there is an abnormal delay element in a delay circuit.
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、判定部と、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第1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第1遅延回路に入力された所定の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検出する。前記判定部は、前記検出部によって検出された第1遅延量、及び前記第1遅延量が検出されるよりも前に前記検出部によって検出された第2遅延量に基づいて、予め定められた伝搬速度範囲を外れる異常な遅延素子が前記第1遅延回路に有るか否かを判定する。 An image processing apparatus according to one aspect of the present invention includes a delay circuit, an input unit, a detection unit, and a determination 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 any one of the delay elements of the first delay circuit based on a reference delay stage number determined in accordance with pixel density information included in the pixel data. The detection unit detects a delay amount per cycle of the operation clock while a predetermined calibration signal input to the first delay circuit is delayed and propagated during non-image processing. The determination unit is predetermined based on a first delay amount detected by the detection unit and a second delay amount detected by the detection unit before the first delay amount is detected. It is determined whether or not the first delay circuit has an abnormal delay element outside the propagation velocity range.
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異常判定方法は、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第1遅延回路と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第1遅延回路のいずれかの遅延素子に入力する入力部と、を備えた画像処理装置に適用され、前記第1遅延回路における異常な遅延素子の有無を判定する異常判定方法である。この異常判定方法は、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第1遅延回路に入力された所定の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検出する。前記第2ステップは、前記第1ステップによって検出された第1遅延量、及び前記第1遅延量が検出されるよりも前に前記検出部によって検出された第2遅延量に基づいて、予め定められた伝搬速度範囲を外れる異常な遅延素子が前記第1遅延回路に有るか否かを判定する。 An abnormality determination method according to another aspect of the present invention includes a first delay circuit including a plurality of delay elements that sequentially delay input pixel data and convert the pixel data into drive pulses for driving an exposure scanning apparatus, and the pixel data. And an input unit that inputs the pixel data to any one of the delay elements of the first delay circuit based on a reference delay stage number determined according to the density information of the pixel to be recorded, and This is an abnormality determination method for determining the presence or absence of an abnormal delay element in the first delay circuit. This abnormality determination method includes a first step and a second step. The first step detects a delay amount per cycle of the operation clock while a predetermined calibration signal input to the first delay circuit during non-image processing is output after being delayed. The second step is predetermined based on the first delay amount detected in the first step and the second delay amount detected by the detection unit before the first delay amount is detected. It is determined whether or not the first delay circuit has an abnormal delay element that is out of the specified propagation velocity range.
本発明によれば、遅延回路に異常な遅延素子が有るかどうかを確実に判定することができる。 According to the present invention, it is possible to reliably determine whether or not there is an abnormal delay element in the delay circuit.
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.
(第1実施形態)
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置10について説明する。
(First embodiment)
First, an
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。
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。前記BD信号は、制御部5に送出される。また、前記BD信号は必要に応じて後述のディレイチェーン回路59の入力バッファー202に入力される。
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、エッジ変換部54(本発明の補正部の一例)、パルス生成部56(本発明の入力部の一例)、補正値検出部57(本発明の検出部の一例)、判定部65(本発明の判定部の一例)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。なお、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
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、エッジ変換部54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。なお、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。
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 part from 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
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内部メモリーなどに保持しており、このルックアップテーブルに基づいて濃度を調整する。
Each pixel data output from the
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1動作クロックあたりの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。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。言い換えると、濃度調整部53は、画素データが持つ濃度(調整後の濃度)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、前記濃度に基づいて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(遅延素子を通過させる数)を算定する。算定方法としては、濃度調整部53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内部メモリーなどに保持しており、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、本発明の基準遅延段数に相当するものであり、前記画素データが遅延素子を通過する数であり、また、ディレイチェーン回路59において前記画素データを入力する位置を決定するものである。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。算定された前記ディレイ段数は、画素データとともにエッジ変換部54へ送出される。
Further, the
なお、濃度調整部53はドットクロック単位で処理を実行するため、前記ディレイ段数をエッジ変換部54へ送出する際に、1ドットクロックあたりのディレイ段数を1動作クロック(250MHz)あたりのディレイ段数に置き換える処理が行われる。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、前記動作クロックの遅延時間は、例えば1段あたり0.1nsのものを使用している。上述したようにドットクロックの周波数は50MHzであり、前記動作クロックは250MHzであるため、ドットクロックあたりのディレイ段数が200であるのに対して、前記動作クロックあたりのディレイ段数は40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、最大濃度をドットクロックあたりの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。
Since 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、本来連続する画素同士が、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ようにするエッジ変換処理を行う。
The
また、図5に示されるように、エッジ変換部54は、濃度調整部53で算定された前記ディレイ段数を補正(調整)する補正部54Aを備える。補正部54Aは、後述の判定部65から入力された所定の補正値を受け取ると、その補正値に基づいて、濃度調整部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。この補正は、前記BD信号が後述のディレイチェーン回路59に入力されるタイミングで実行される。前記BD信号は、上述したように、レーザー露光装置11から出射されるレーザービームが走査領域外にあるタイミングで発生するものである。つまり、エッジ変換部54の補正部54Aは、レーザー露光装置11から出射されるレーザービームが走査領域外にあるタイミングで、後述する補正値検出部57で検出され、更に後述する判定部65によって判定された補正値に基づいて、前記ディレイ段数を補正する。補正されたディレイ段数は、画素データとともにパルス生成部56に送出される。
As shown in FIG. 5, the
なお、上述のディレイ段数の算定や補正は、必ずしも濃度調整部53やエッジ変換部54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に画素データが入力される前の段階で行われればよい。
Note that the above-described calculation and correction of the number of delay stages do not necessarily have to be performed by 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(本発明の第1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の詳細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(エッジ変換部54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で算定された前記ディレイ段数を補正部54Aで補正するための補正値を検出する。補正値検出部57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の入力バッファー202に校正信号として前記BD信号が入力されるたびに前記補正値を検出する。前記BD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が前記補正値として補正値検出部57で検出される。このように補正値として検出される前記BD信号の動作クロック1周期あたりのディレイ段数が本発明の遅延素子の遅延量に相当する。なお、本実施形態では、制御部5が前記BD信号を入力バッファー202に入力する例について説明するが、ビームディテクター29(図2参照)で発生した前記BD信号が直接に入力バッファー202に送出されてもよい。
The correction
ここで、前記補正値は、前記BD信号がディレイチェーン回路59に入力されてから動作クロック1周期が経過するまでに伝搬した遅延素子の数(ディレイ段数)で表される。補正値検出部57による前記補正値の検出処理は、以下の手順で行われる。まず、前記BD信号がディレイチェーン回路59の入力バッファー202(図4参照)に入力される。そして、前記BD信号が入力されてから前記動作クロックがONになったタイミングで前記BD信号の伝搬位置を示す遅延素子の位置情報が検出される。具体的には、補正値検出部57は、前記動作クロックがONになったタイミングで後述のフリップフロップ300_nから得られるON信号により、前記位置情報を検出する。その後、前記動作クロックがOFFになってから再びONになったタイミングで前記BD信号の伝搬位置を示す遅延素子の位置情報が検出される。そして、前記動作クロックがONになったときの前記位置情報と前記動作クロックが次にONになったときの前記位置情報とにより、前記BD信号が通過した遅延素子の数が算出される。そして、動作クロック1周期分の遅延素子の数(遅延量)が前記補正値として判定部65へ送出される。
Here, the correction value is represented by the number of delay elements (the number of delay stages) propagated from the input of the BD signal to the
判定部65は、補正値検出部57から送られてきた補正値に基づいて、ディレイチェーン回路59に含まれる複数の遅延素子に異常な遅延素子が含まれているかどうかを判定する。ここで、異常な遅延素子とは、予め定められた伝搬速度に関する許容範囲(伝搬速度範囲)を外れる遅延素子のことである。図6には、補正値検出部57で検出された直近50個(N=50)の補正値の検出頻度が棒グラフ71で示されている。図6において、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1周期あたりの補正値を示している。なお、横軸において0.0%の補正値を基準にして、その補正値に対する増減量が百分率で示されている。ディレイチェーン回路59において、全ての遅延素子の信号の伝搬速度が一定であることが好ましいが、図6に示されるように、各遅延素子には固有のばらつきがある。このばらつきが前記許容範囲内であればよいが、なかには、信号の伝搬速度が他の遅延素子に比べて極端に速かったり、或いは極端に遅かったりする遅延素子が含まれる場合がある。このような異常な遅延素子が存在すると、この異常な遅延素子を伝搬した前記BD信号の遅延段数は、本来の遅延段数よりも極端に多くなったり、極端に少なくなくなったりする。この場合に、例えば、図6の破線囲み部で示されるように、許容範囲を大きく外れる補正値が検出されることになり、このような補正値によって前記ディレイ段数が補正されると、生成された駆動パルスによる画像形成が不安定になり画質低下の原因となる。このため、本実施形態では、判定部65が設けられており、ディレイチェーン回路59に異常な遅延素子が含まれているかどうかが判定部65によって判定される。なお、判定部65による判定処理、及び前記異常な遅延素子が含まれている場合の補正部54Aにおける補正処理については後述する。
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。また、フリップフロップ100_nのクリア端子(不図示)に信号が入力されるとフリップフロップ100_nはクリアされる。なお、以下において、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、遅延素子として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、以下において、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 as delay elements are connected as illustrated. 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、以下において、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. Hereinafter, 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、入力バッファー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。入力バッファー202には、校正信号として前記BD信号が入力される。EX−NOR回路の下流側には、出力バッファー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、出力バッファー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、出力バッファー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、入力バッファー202に入力される前記BD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、その状態を示す信号(伝搬中の場合に出力されるON信号)を補正値検出部57に出力する。その出力結果から補正値検出部57が前記補正値を求め、その補正値が判定部65を経てエッジ変換部54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
上述したディレイチェーン回路59において、前記BD信号が入力バッファー202に入力されるタイミングと前記動作クロックのONのタイミングとは同期されていない。つまり、前記BD信号の入力タイミングは、前記動作クロックのONタイミングに対して常に異なる。したがって、前記動作クロックのONタイミングから次のONタイミングまでの間に前記BD信号が伝搬する遅延素子の数(補正値)は、前記BD信号が入力されるたびに異なる。例えば、前記動作クロックの1周期の間に前記BD信号が伝搬するディレイ段数を10段とすると、この10段の検出結果は、あるときは、EX−NOR回路200_110〜200_101までを前記BD信号が伝搬したときの検出結果の場合があり、あるときは、EX−NOR回路200_32〜200_23までを前記BD信号が伝搬したときの検出結果の場合がある。このように、検出される補正値が不特定位置の遅延素子の数である場合に、仮に、上述した異常な遅延素子が含まれていると、本来は10段の検出結果が得られるはずが、極端に多い段数(例えば50段)、或いは、極端に少ない段数(例えば、2段)が前記補正値として検出される場合がある。本実施形態では、このような異常な数値となるディレイ段数が補正値として検出された場合でも、後述するように判定部65が異常な遅延素子の有無を正確に判定して、その後の補正部54Aにおいて不適切な補正値により前記ディレイ段数による補正されることを防止している。
In the
以下、図5及び図6を参照して、判定部65について説明する。判定部65は、補正値検出部57で検出された最新の補正値(本発明の第1遅延量に相当)と、この補正値よりも前に検出された過去の補正値(本発明の第2遅延量に相当)とに基づいて、上述した異常な遅延素子がディレイチェーン回路59に含まれているかどうかを判定する。図5に示されるように、この判定部65は、移動平均化部65Aと、補正値記憶部65Bと、比較部65Cとを備える。
Hereinafter, the
移動平均化部65Aは、補正値検出部57によって前記補正値が検出されるよりも前に前記補正値検出部57によって検出された過去の複数の補正値の平均値である平均補正値(本発明の第2遅延量に相当)を算出する。前記平均補正値としては、移動平均による平均値が採用される。具体的には、移動平均化部65Aでは、直近に検出されたN個(Nは予め定められた検出回数)の補正値から前記平均補正値が算出される。本実施形態では、1回の主走査が行われるときに1度だけ前記BD信号が送出されて、1つの補正値が補正値検出部57で検出される。そのため、直近のN回の主走査が行われたことにより得られるN個の補正値から前記平均補正値が算出される。
The moving
図6には、補正値検出部57で検出された直近50個(N=50)の補正値の検出頻度が棒グラフ71で示されており、その平均補正値が棒グラフ72で示されている。このように、ばらつきのある補正値が検出された場合でも、単なる平均値ではなく、移動平均をとることにより、環境温度の変化による補正値のばらつきにも追従した平均補正値を得ることができ、環境温度に対応した適切な補正が可能となる。なお、移動平均を用いずに単なる平均値を用いることも可能である。
In FIG. 6, the detection frequency of the latest 50 (N = 50) correction values detected by the correction
このように算出された平均補正値は補正値記憶部65Bに一時的に保管される。前記平均補正値は、新たに前記補正値が検出されるたびに新たに平均補正値が算出されるため、補正値記憶部65BBにおける平均補正値は、補正値検出部57で補正値が検出される度に更新される。
The average correction value calculated in this way is temporarily stored in the correction
そして、複数の補正値から前記平均補正値が算出されると、比較部65Cにおいて、最新の補正値と前記平均補正値とが比較される。 When the average correction value is calculated from a plurality of correction values, the latest correction value and the average correction value are compared in the comparison unit 65C.
比較部65Cでは、最新の補正値と前記平均補正値との差が算出され、その差が予め定められた閾値を越えるかどうかを比較する。本実施形態では、判定部65は、前記差が前記閾値を越える場合に、異常な遅延素子がディレイチェーン回路59に含まれていると判定する。上述したように、異常な遅延素子を前記BD信号が伝搬すると、極端に大きい補正値又は極端に小さい補正値が得られる。そのため、仮に、最新の補正値として極端に大きい補正値が検出された場合は、前記差が前記閾値を越えることになり、この場合に、判定部65は、異常な遅延素子が含まれると判定する。一方、前記差が前記閾値以下である場合に、異常な遅延素子が存在しないと判定する。比較部65Cでは、異常な遅延素子が存在しない場合に、最新の補正値を補正部54に出力する。一方、異常な遅延素子が存在する場合は、前記平均値を補正部54に出力する。
The comparison unit 65C calculates the difference between the latest correction value and the average correction value, and compares whether the difference exceeds a predetermined threshold. In the present embodiment, the
補正部54Aでは、比較部65Cから入力された最新の補正値又は前記平均補正値のいずれかを用いて濃度調整部53から送られてきた前記ディレイ段数を補正する。言い換えると、補正部54Aは、判定部65において異常な遅延素子が存在しないと判定された場合に、比較部65Cから入力された最新の補正値を用いて前記ディレイ段数を補正する。また、補正部54Aは、判定部65において異常な遅延素子が存在しる判定された場合に、比較部65Cから入力された前記平均補正値を用いて前記ディレイ段数を補正する。本実施形態では、補正部54Aは、前回に補正したときの補正値を記憶しており、比較部65Cから入力された補正値が前回の補正値も大きい(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54Aは、比較部65Cから入力された補正値が前回の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。
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(異常判定方法)で、ディレイチェーン回路59における異常な遅延素子の有無を判定する。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に入力された校正信号としての前記BD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周期あたりの遅延量である前記補正値を検出する(第1ステップ)。そして、検出された最新の補正値及び前記最新の補正値が検出されるよりも前に補正値検出部57によって検出された前記平均補正値に基づいて、予め定められた伝搬速度範囲を外れる異常な遅延素子がディレイチェーン回路59に有るか否かを判定する(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19においては、判定部65において異常な遅延素子の存在が確実に判定される。また、異常な遅延素子のディレイ段数を含む補正値が検出された場合でも、補正部54Aでは、前記平均補正値によって前記ディレイ段数が補正されるため、異常な遅延素子の影響をほとんど受けることなく前記ディレイ段数を補正することができ、適切な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。
As described above, in the
(第2実施形態)
なお、上述の第1実施形態では、補正値検出部57で検出された最新の補正値と前記平均補正値とを比較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、図7に示されるように、本発明の第2実施形態として、上述の第1実施形態の構成に加えて、ディレイチェーン回路59と同じ構成のディレイチェーン回路69(本発明の第2遅延回路の一例)と、補正値検出部57と同じ構成の補正値検出部67とを制御部5が備えた構成が考えられる。なお、第1実施形態と同じ構成については同符号を付し示すことによりその説明を省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the example in which the latest correction value detected by the correction
第2実施形態においては、ディレイチェーン回路69の入力バッファー202にも前記BD信号が入力されており、補正値検出部67は、補正値検出部57と同様に、ディレイチェーン回路69に入力された前記BD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周期あたりのディレイ段数を前記補正値として検出する。そして、補正値検出部57,67それぞれで検出された補正値が判定部65に送出される。本実施形態では、判定部65は、補正値検出部57,67によって検出されたいずれかの補正値のうち、前記平均補正値との差が大きい方のディレイチェーン回路に異常な遅延素子が存在すると判定する。一方、判定部65は、前記平均補正値との差が小さい方のディレイチェーン回路には異常な遅延素子が存在しないと判定する。この場合に、判定部65の比較部65Cは、異常な遅延素子が存在しないと判定されたディレイチェーン回路から得られた補正値を補正部54Aに送出し、補正部54Aにおける補正に使用させる。
In the second embodiment, the BD signal is also input to the
このような構成であっても、判定部65において異常な遅延素子の存在が確実に判定され、また、異常な遅延素子の影響をほとんど受けることなく前記ディレイ段数が補正される。
Even with such a configuration, the
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異常な遅延素子の有無を判定する異常判定方法として捉えることもできる。つまり、本発明は、 遅延回路であるディレイチェーン回路59と入力部であるパルス生成部56とを備えた画像処理装置に適用される異常判定方法であって、前記第1ステップ及び前記第2ステップを備えた異常判定方法として捉えることもできる。
The present invention can also be understood as an abnormality determination method for determining the presence or absence of an abnormal delay element applied to the image forming apparatus or the image processing apparatus. In other words, the present invention is an abnormality determination method applied to an image processing apparatus including a
この異常判定方法において、前記BD信号に代替される校正信号をディレイチェーン回路59の入力バッファー202に予め定められた設定回数入力させ、前記設定回数に応じた複数の補正値を補正値検出部57に検出させるようにしてもよい。この場合、判定部65によって、前記校正信号が入力されるたびに補正値検出部57で検出される最新の補正値及び前記平均補正値に基づいて前記設定回数の判定が行われる。前記設定回数は、例えば、全ての遅延素子に校正信号を伝搬させることが可能な回数に設定される。この設定値は、前記動作クロックの1周期あたりのディレイ段数や遅延素子の総数などによって決定される。もちろん、前記設定回数にかかわらず、補正値検出部57において全てのフリップフロップ300_nから前記ON信号が検出されるまで前記校正信号を入力バッファー202に入力するようにしてもよい。このような異常判定方法を用いることにより、画像形成装置や画像処理装置においてディレイチェーン回路59に異常な遅延素子があるかどうかを事前にチェックすることができる。
In this abnormality determination method, a calibration signal to be substituted for the BD signal is input to the
5:制御部
10:画像形成装置
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:濃度調整部
65:判定部
65A:移動平均化部
65B:補正値記憶部
65C:比較部
56:パルス生成部
57,67:補正値検出部
59,69:ディレイチェーン回路
60:PLL回路
5: Control unit 10: Image forming device 11: Laser exposure device 29: Beam detector 52: Image processing unit 53: Density adjustment unit 65:
Claims (11)
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第1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第1遅延回路に入力された所定の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検出する検出部と、
前記検出部によって検出された第1遅延量、及び前記第1遅延量が検出されるよりも前に前記検出部によって検出された第2遅延量に基づいて、予め定められた伝搬速度範囲を外れる異常な遅延素子が前記第1遅延回路に有るか否かを判定する判定部と、を備える画像処理装置。 A first delay circuit comprising a plurality of delay elements that sequentially delay input pixel data and convert the pixel data into drive pulses for driving the exposure scanning device;
An input unit for inputting the pixel data to any one of the delay elements of the first delay circuit based on a reference delay stage number determined according to the density information of the pixels included in the pixel data;
A detection unit that detects a delay amount per cycle of an operation clock while a predetermined calibration signal input to the first delay circuit during non-image processing is output after being delayed and propagated;
Based on the first delay amount detected by the detection unit and the second delay amount detected by the detection unit before the first delay amount is detected, a predetermined propagation velocity range is deviated. An image processing apparatus comprising: a determination unit that determines whether or not an abnormal delay element is included in the first delay circuit.
前記検出部は、非画像処理時に前記第2遅延回路に入力された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周期あたりの遅延量を検出し、
前記判定部は、前記検出部によって検出された前記第1遅延回路及び前記第2遅延回路それぞれの前記第1遅延量と前記第2遅延量との差が大きいほうの遅延回路に前記異常な遅延素子が有ると判定する請求項1に記載の画像処理装置。 A second delay circuit having the same configuration as the first delay circuit;
The detection unit detects a delay amount per cycle of the operation clock while the calibration signal input to the second delay circuit during non-image processing is output after being delayed.
The determination unit includes the abnormal delay in a delay circuit having a larger difference between the first delay amount and the second delay amount of each of the first delay circuit and the second delay circuit detected by the detection unit. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus determines that an element is present.
前記補正部は、前記判定部によって前記異常な遅延素子が無いと判定された場合に前記第1遅延量を用いて前記基準遅延段数を補正し、前記判定部によって前記異常な遅延素子が有ると判定された場合に前記第2遅延量を用いて前記基準遅延段数を補正する請求項1又は2に記載の画像処理装置。 A correction unit that corrects the reference delay stage number when the light beam emitted from the exposure scanning device is outside the scanning region;
The correction unit corrects the reference delay stage number using the first delay amount when the determination unit determines that the abnormal delay element is not present, and the determination unit includes the abnormal delay element. 3. The image processing apparatus according to claim 1, wherein when the determination is made, the reference delay stage number is corrected using the second delay amount. 4.
前記補正部は、前記第1遅延回路及び前記第2遅延回路のうち、前記判定部によって前記異常な遅延素子が無いと判定された遅延回路から得られた前記第1遅延量を用いて前記基準遅延段数を補正する請求項3に記載の画像処理装置。 A correction unit that corrects the reference delay stage number when the light beam emitted from the exposure scanning device is outside the scanning region;
The correction unit uses the first delay amount obtained from the delay circuit determined by the determination unit that there is no abnormal delay element among the first delay circuit and the second delay circuit. The image processing apparatus according to claim 3, wherein the number of delay stages is corrected.
非画像処理時に前記第1遅延回路に入力された所定の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検出する第1ステップと、
前記第1ステップによって検出された第1遅延量、及び前記第1遅延量が検出されるよりも前に前記検出部によって検出された第2遅延量に基づいて、予め定められた伝搬速度範囲を外れる異常な遅延素子が前記第1遅延回路に有るか否かを判定する第2ステップと、を備える異常判定方法。 A first delay circuit composed of a plurality of delay elements that sequentially convert input pixel data into drive pulses for driving the exposure scanning apparatus, and a reference delay determined according to pixel density information included in the pixel data And an input unit that inputs the pixel data to one of the delay elements of the first delay circuit based on the number of stages, and determines whether there is an abnormal delay element in the first delay circuit An abnormality determination method for
A first step of detecting a delay amount per cycle of an operation clock while a predetermined calibration signal input to the first delay circuit during non-image processing is delayed and propagated;
Based on the first delay amount detected by the first step and the second delay amount detected by the detection unit before the first delay amount is detected, a predetermined propagation velocity range is determined. A second step of determining whether or not there is an abnormal delay element to be removed in the first delay circuit.
前記第2ステップは、前記校正信号が入力されるたびに前記検出部で検出される前記第1遅延量及び前記第2遅延量に基づいて前記設定回数の判定を行う請求項10に記載の異常判定方法。
In the first step, the calibration signal is inputted to the first delay circuit a predetermined number of times, and a plurality of delay amounts corresponding to the set number of times are detected,
The abnormality according to claim 10, wherein the second step determines the set number of times based on the first delay amount and the second delay amount detected by the detection unit each time the calibration signal is input. Judgment method.
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