JP3017579B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザプリンタ，デ
ジタル複写機，ファクシミリ装置等の画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタ等の画像形成装置におい
ては、ホスト装置からの印字データをビットマップ展開
してエンジン部へラスタ転送するコントローラ部と、コ
ントローラ部からラスタ転送されてくる印字データによ
りレーザダイオードをオン・オフ制御すると共に、その
レーザ光をポリゴンミラー等の偏向器によりラスタ走査
して感光体上をスキャンする制御を含む印字プロセスに
よって印字を行なうエンジン部とによって構成されたも
のがある。

【０００３】このような画像形成装置において、レーザ
光が偏向器によって１ラインをスキャンする時間の中
で、実質レーザ光が感光体の印字領域をスキャンしてい
る時間の割合を有効走査期間率と呼ぶ。この値は、エン
ジン部内の光学機構部のレイアウトによって大きく異な
るが、例えばポリゴンミラーによる偏向の場合、一般に
ポリゴンミラーの面数が少なくなるに従って減少する。

【０００４】図９の(ａ)(ｂ)に、６面ポリゴンミラーと
２面ポリゴンミラーによるタイミングチャートを示す。
２面ポリゴンミラーを使用した場合、その面数は６面ポ
リゴンミラーの１／３になるので、有効走査期間率もそ
の１／３になる。また、有効走査期間率が減少するに従
って書き込みクロックの周波数は増大する。

【０００５】例えば、図９に示すように１スキャンが２
msec周期であった場合、（ａ）の６面ポリゴンミラーで
は有効走査期間（印字領域スキャン期間）＝２×０.７
２ ＝１.４４ msecとなり、有効走査期間中に２４００
ｄｏｔの印字を行なうとすれば、１ｄｏｔは１.４４／
２４００ ＝６００nsec（１．６７ＭＨｚ）となる。こ
れが、（ｂ）の２面ポリゴンミラーの場合、１ｄｏｔは
上述と同様の計算により２００nsec（５ＭＨｚ）とな
る。

【０００６】ところで近年、高画質の印字出力を得る方
式として、例えば特開平２−１１２９６６号公報に見ら
れるようなものが提案されている。これを図１０を参照
して説明すると、レーザプリンタ８０内のコントローラ
部８１はＣＰＵ８２によってホスト装置８３からの印字
データをビットマップ展開してビットマップメモリ８４
にバッファリングし、パルス幅変調（ＰＷＭ）回路８５
によってそのビットマップ展開されたデータから注目す
る１ドットの周辺ドットのパターンを認識し、その注目
ドットに対してパルス幅変調制御を行ない、エンジン部
８６からの同期信号に同期してそのパルス幅変調された
印字データをエンジン部８６へラスタ転送する。エンジ
ン部８６では、そのドライバ８７がコントローラ部８１
からラスタ転送されてくる印字データによってレーザダ
イオード７８をオン・オフ制御すると共に、ＣＰＵ８９
がエンジン機構部９０を駆動制御することによって、印
字を行なう。

【０００７】このパルス幅変調制御は１ｄｏｔをさらに
細かく時分割制御するものなので、このような高画質化
方式を採用する場合、必要とするクロックの周波数はさ
らに増大する。例えば、１ｄｏｔを８時分割するとすれ
ば、図９の（ａ）の６面ポリゴンミラーでは１３．３Ｍ
Ｈｚのクロック、（ｂ）の２面ポリゴンミラーでは４０
ＭＨｚのクロックがそれぞれ必要になる。

【０００８】近年、このような画像形成装置に対して
は、低コスト化，小型化，高画質化の要求が強まってお
り、光学機構部を小型化する場合、その偏向器によるス
キャン画角が大きくとれる点から面数の少ないポリゴン
ミラーの使用が望まれ、その分書き込みクロックの周波
数が増大する。また、上述のようなパルス幅変調制御に
よる高画質化方式を取り入れる場合、さらに高周波のク
ロックが必要になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示したようなパルス幅変調方式を用いた画像形成装置
においては、高周波の信号がコントローラ部からエンジ
ン部へと物理的に長距離伝送されるため、以下の(１)
(２)に示すような問題があった。 （１）伝送途中でノイズが入ったり、波形がなまったり
するため、正確な伝送が行なえない。 （２）伝送路から不要電波が放射してしまい、外部の電
子機器で誤動作を引き起こしてしまう。

【００１０】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、低コスト化，小型化，高画質化を図っても、コ
ントローラ部とエンジン部との間の伝送路における伝送
の誤りや不要電波の放射を極力抑えられるようにするこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、ホスト装置からの印字データをビットマ
ップ展開するコントローラ部と、コントローラ部に伝送
路を介して接続され、コントローラ部から伝送路を介し
て転送されてくる印字データによって印字を行なうエン
ジン部とからなる画像形成装置において、次のようにし
たことを特徴とする。

【００１２】すなわち、エンジン部に、コントローラ部
から伝送路を介して転送されてくる印字データを一時的
に記憶するＦＩＦＯ形式の記憶手段と、コントローラ部
にエンジン部への印字データの転送を行なわせてその印
字データを上記記憶手段に書き込むための第１のクロッ
クと、そのクロックよりも周波数が高い上記記憶手段か
ら印字データを読み出すための第２のクロックとを生成
する手段と、上記記憶手段に記憶された印字データの各
ビットに対してその周辺のビットパターンを予め定めた
複数のビットパターンと比較し、その比較結果に基づい
て上記各ビットで表わされるドットの書き込み信号をパ
ルス幅変調する手段とを設けたものである。

【００１３】

【作用】この発明の画像形成装置によれば、エンジン部
が、第１のクロックによってコントローラ部に印字デー
タの転送を行なわせてその印字データをＦＩＦＯ形式の
記憶手段に書き込んで一時記憶させた後、第１のクロッ
クよりも周波数が高い第２のクロックによって上記記憶
手段から印字データを読み出す。このとき、その印字デ
ータの各ビットに対してその周辺のビットパターンを予
め定めた複数のビットパターンと比較し、その比較結果
に基づいて上記各ビットで表わされるドット（注目ドッ
ト）の書き込み信号をパルス幅変調する。

【００１４】したがって、物理的に距離の大きなコント
ローラ部とエンジン部との間の伝送クロック（第１のク
ロック）の周波数を従来に比べて低く設定でき、しかも
パルス幅変調によって高画質化を実現することができ
る。そのため、伝送の誤りや不要電波の放射を抑えるこ
とができ、同時に高画質の画像出力を従来と同等のコス
トで得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図２は、この発明の一実施例であるレ
ーザプリンタの内部機構を示す概略構成図である。この
レーザプリンタは、本体１に給紙トレイ２を脱着可能に
備え、上部に第１排紙スタッカ３，後部に第２排紙スタ
ッカ４を設けている。

【００１６】その２個の排紙スタッカ３，４のうち、通
常は第１排紙スタッカ３が選択されるが、封筒や葉書な
どのカールしやすい紙を使用する場合など、特別な場合
に第２排紙スタッカ４が選択される。なお、この２個の
排紙スタッカへの排紙は、切換爪５によって切換可能で
ある。

【００１７】さらに、本体１内には、エンジン部の作像
部を構成する感光体ドラム６，帯電部７，光書込部８，
現像部９，転写部１０，定着部１１と、給紙ローラ１２
及びレジストローラ対１３等による給紙部と、搬送ロー
ラとペーパガイド板等からなる排紙用搬送部１４とが備
えられている。また、このプリンタの上部には、後述す
るコントローラ部２０とプリント制御部（エンジンドラ
イバ）３０の各基板が装着されている。

【００１８】ホスト装置からのコマンドによってプリン
トシーケンスが開始されると、給紙ローラ１２によって
給紙トレイ２から給紙を始め、その用紙の先端がレジス
トローラ対１３に挾持された位置で一時停止する。一
方、感光体ドラム６は矢示方向へ回転し、帯電部７によ
り帯電された表面に、光書込部８によってコントローラ
部２０からの印字データ（ビデオデータ）に応じて変調
されたレーザビームを、ドラム軸方向に主走査しながら
照射して露光し、潜像を形成する。

【００１９】それを、現像部９においてトナーによって
現像し、転写部１０によってレジストローラ対１３によ
り所定のタイミングで給送される用紙に転写し、その後
定着部１１で加熱定着された用紙を、第２排紙スタッカ
４あるいは排紙用搬送部１４を介した第１排紙スタッカ
３へ排紙する。

【００２０】図１は、このレーザプリンタの制御部の構
成を示すブロック回路図である。コントローラ部２０
は、ＣＰＵ２１，プログラムＲＯＭ２２，フォントＲＯ
Ｍ２３，ＲＡＭ２４，ビットマップメモリ２５を備え、
エンジン部１８内のプリント制御部３０は、ＣＰＵ３１
と、タイミングコントローラ３２と、ＦＩＦＯ部３３
と、ＬＵＴ部３４，ＭＡＣＨ部３５，ＣＯＭＰ部３６か
らなるパルス幅変調回路（以下「ＰＷＭ回路」という）
３７と、ドライバ３８とを備えている。

【００２１】コントローラ部２０側のＣＰＵ２１は中央
処理装置であり、プログラムＲＯＭ２２内のプログラム
に従い、ホスト装置２６から送出される印字データをＲ
ＡＭ２４に一時記憶保持し、その記憶保持した印字デー
タをフォントＲＯＭ２３内のフォントを用いてビットマ
ップ展開し、それをビットマップメモリ２５にバッファ
リングする。また、エンジン部１８からの後述する垂直
同期信号，水平同期信号，及び第１のクロック（ドット
同期信号）に同期させて、ビットマップメモリ２５内の
印字データをエンジン部１８へラスタ転送する。

【００２２】エンジン部１８側のＣＰＵ３１は、図示し
ないプログラムＲＯＭ内のプログラムに従い、エンジン
部１８を構成する作像部，給紙部，排紙用搬送部等のエ
ンジン機構部３９を制御したり、タイミングコントロー
ラ３２に所定のタイミングで垂直同期信号，水平同期信
号及び第１，第２，第３のクロックを発生させる。すな
わち、図２に示した給紙トレイ２から用紙を給紙し、帯
電部７により感光体ドラム６への帯電を行ない、光書込
部８内のレーザダイオード４０による露光が用紙の先端
に一致するタイミングで垂直同期信号を発生させてコン
トローラ部２０に出力する。

【００２３】また、光書込部８内のポリゴンモータによ
るレーザ光のスキャン開始タイミングに合わせて図３の
（ａ）に示す水平同期信号を発生させ、コントローラ部
２０及びＦＩＦＯ部３３にそれぞれ出力する。さらに、
図３の(ｂ)(ｃ)(ｄ)にそれぞれ示すように水平同期信号
と同期した周波数の異なる３つのクロック、すなわち第
１，第２，第３のクロックを発生する。

【００２４】ここで、図３の（ｂ）に示す第１のクロッ
クは、コントローラ部２０からエンジン部３０へ印字デ
ータを転送し、それをエンジン部３０内のＦＩＦＯ部３
３へ書き込むための同期クロックである。（ｃ）に示す
第２のクロックは、ＦＩＦＯ部３３に書き込まれて記憶
保持されたデータを読み出し、後段のＰＷＭ回路３７へ
転送するためのクロックである。なお、第１のクロック
は、第２のクロックに比べて１／４の周波数に設定でき
る。（ｄ）に示す第３のクロックは、ＰＷＭ回路３７で
通常の１ｄｏｔを時分割するのに使用するクロックであ
り、通常１ｄｏｔ＝２００nsecの第２のクロックに対
し、その１／８の周期＝２５nsecである。

【００２５】ＦＩＦＯ部３３は、８ライン分、すなわち
２４００×８ドット分のデータを保持できるＦＩＦＯ形
式のラインバッファメモリである。図４の（ａ）には、
コントローラ部２０から受信したデータを書き込み中の
ラインを示している。但し、その書き込みは図３の
（ｂ）に示した第１のクロック（１.２５ＭＨｚ） で行
なわれる。図４の（ｂ）〜（ｈ）に示す残り７ライン中
の（ｅ）に示す中央のラインを注目ドット（注目ビッ
ト）のラインとし、その上下３ｄｏｔ（３ビット），左
右５ｄｏｔ（５ビット）のデータをウインドウラッチで
あるＬＵＴ部３４のフリップフロップにラッチさせる。
但し、それは図３の（ｃ）に示した第２のクロック（５
ＭＨｚ）で行なわれる。

【００２６】ＭＡＣＨ部３５は、縦７ｄｏｔ，横１１ｄ
ｏｔのドットの白黒並びのパターンを複数種保持してお
り、前段のＬＵＴ部３４にラッチされているデータと常
時マッチングを行ない、どのパターンでマッチングが発
生したか否かを後段のＣＯＭＰ３６へ伝える。ＣＯＭＰ
３６は、その結果に応じて注目する１ｄｏｔをどのよう
にパルス幅変調するかを決定し、その結果を出力する。
ここでは、図３の（ｄ）に示した第３のクロック（４０
ＭＨｚ）を用い、内部で１８０°位相のずれたクロック
を発生させることにより、１ｄｏｔを１６時分割する。
ドライバ３８は、パルス幅変調回路３７の出力信号に従
ってレーザダイオード４０をオン・オフ制御し、印字出
力を得られるようにする。

【００２７】このように、この実施例によれば、タイミ
ングコントローラ３２から発生される第１のクロック
（書き込みクロック）に同期してコントローラ部２０か
ら転送されてくる印字データを、エンジン部１８内のＦ
ＩＦＯ部３３が一時的に記憶保持し、それを第１のクロ
ックより周波数が高い第２のクロック（読み出しクロッ
ク）によって読み出してＰＷＭ回路３７へ転送し、ＰＷ
Ｍ回路３７がその印字データの各ビットに対してその周
辺のビットパターンを予め定めた複数のビットパターン
と比較し、その比較結果に基づいて上記各ビットで表わ
されるドット（注目ドット）の書き込み信号をパルス幅
変調するので、コストアップをせずにコントローラ部と
エンジン部との間の伝送クロックの周波数の低設定によ
り伝送の誤りや不要電波の放射を抑えることができ、し
かもパルス幅変調によって高画質化を実現できる。

【００２８】以上がこの発明の一実施例であるが、上記
第２，第３のクロックは１スキャン内で一定の周波数に
限定されず、例えばｆθレンズよりフラットナーレンズ
を用いた光学機構に対する等ピッチ補正のため、周波数
変調されたクロックであってもよい。

【００２９】図５は、レーザプリンタの図１及び図２と
異なる例を示すブロック構成図である。このレーザプリ
ンタにおいて、ホスト装置５１から送出される印字デー
タは受信回路５２によってＲＡＭ５３に一時記憶保持さ
れた後、ＣＰＵ５４によって逐次解釈されて最終的にビ
ットマップ展開され、ビットマップメモリ５５にバッフ
ァリングされる。

【００３０】ここで、アウトラインフォントが指定され
ていれば、アウトラインフォントＲＯＭ５６からアウト
ラインフォントのデータを読み出し、それを所定のアル
ゴリズムに基づいて指定されたポイントサイズのビット
マップフォントデータに展開する。ビットマップフォン
トが指定されていれば、ビットマップフォントＲＯＭ５
７からビットマップフォントのデータをそのまま読み出
す。

【００３１】ＣＰＵ５８は、図示しないＲＯＭに格納さ
れているレーザプリンタの電子写真プロセスを制御する
ためのプログラムに従って動作する。タイマ５９は、Ｃ
ＰＵ５８によって設定された値に応じた周波数のクロッ
クをポリゴンミラー回転用モータ制御部６０に伝達す
る。ポリゴンミラー回転用モータ制御部６０は、そのク
ロックの周波数に応じた回転数でポリゴンミラー６１を
回転制御する。

【００３２】同期検知部６２は、レーザダイオード６３
から射出されるレーザ光をポリゴンミラー５１による各
ラスタスキャンの開始直前に入射して光電変換し、これ
を同期信号発生器６４に伝達して書き込みデータの水平
同期信号ＬＳＹＮＣを発生させる。感光体回転用モータ
制御部６５は、ＣＰＵ５８からのオン・オフ信号に基づ
き、所定の回転数で感光体６６を回転／停止制御する。

【００３３】同期信号発生器６４は、図６に示す前述の
水平同期信号ＬＳＹＮＣ，ＣＰＵ５８からの指示に基づ
いた周波数のドット同期信号ＷＣＬＫ，及び図６には図
示を省略した垂直同期信号ＦＧＡＴＥをそれぞれ同期回
路６７に伝達する。同期回路６７は、前述のビットマッ
プメモリ５５に展開された印字データを垂直同期信号Ｆ
ＧＡＴＥ，水平同期信号ＬＳＹＮＣ，及びドット同期信
号ＷＣＬＫに同期させ、書き込みデータＷＤＡＴＡとし
てＬＤドライバ６８に転送する。

【００３４】ＬＤドライバ６８はその書き込みデータＷ
ＤＡＴＡに基づいてレーザダイオード６３をオン・オフ
制御し、そのレーザダイオード６３から発生したレーザ
光はポリゴンミラー６１，ｆθレンズ６９等によって編
集光されて予め帯電された感光体６６上に入射され、そ
こに潜像が形成される。その潜像は、図示しない現像部
によって顕像化された後転写部で用紙に転写され、さら
に定着部で熱定着されることによって印字画像となる。

【００３５】ところで近年、レーザプリンタ等の画像形
成装置においては、図５に示すように、フォントデータ
として従来からのビットマップフォントに加え、アウト
ラインフォントを扱えるものも出回ってきている。アウ
トラインフォントによる印字は、各フォントの輪郭形状
をベクトルのデータとして保持し、そのポイントサイズ
が指定されて初めて、あるアルゴリズムに基づき、アウ
トラインフォントをビットマップフォントに展開する方
式をとっている。これは、ビットマップフォントに対し
て以下の（１）〜（３）に示すような特徴を有してい
る。

【００３６】（１）短所として、アウトラインデータか
らビットマップデータに変換するのに処理時間を要す
る。なお、ビットマップフォントではこの時間を必要と
しない。 （２）長所として、自由なポイントサイズを選べる。な
お、ビットマップフォントでは基本的には１つのフォン
トデータに対して１つのサイズしか選べない。ビットマ
ップフォントで多種のポイントサイズに対応する場合
は、その種類毎にデータを保持しなければならず、結果
的にアウトラインフォントの場合より多くのメモリを必
要とする。

【００３７】（３）長所として、ポイントサイズを大き
くした場合でも輪郭のギザギザが目立たない。例えば、
図７の（ａ）に示す１２ポイントのビットマップフォン
トから２４ポイントのフォントを作る場合には、（ｂ）
に示すように文字の輪郭のギザギザが目立ってしまう
が、アウトラインフォントの場合には、（ｃ）に示すよ
うになめらかな輪郭を作ることができる。

【００３８】しかし、このアウトラインフォントにおい
ても、非常に小さいポイントサイズで印字を行なう場合
には次のような問題があった。すなわち、フォント全体
の大きさに対し、これを構成する１ｄｏｔの大きさの比
率が大きくなり、適切なスタイルがくずれてしまい、図
８の（ａ）に示すように文字として認識しにくくなって
しまう。したがって、アウトラインデータからビットマ
ップデータに変換するるアルゴリズムを極小ポイントサ
イズの場合にのみ別のものにしなければならなくなる。

【００３９】そこで、このレーザプリンタにおいては、
図５のＣＰＵ５４がホスト装置５１から受信回路５２を
介して例えば４ポイント（１ポイントは１／７２イン
チ）以下のフォントの指定を受けると、シリアル通信回
路７０，シリアル信号線７１，及びシリアル通信回路７
２を通じ、ＣＰＵ５８に対して解像度を２倍にするよう
に指令する。それと同時に、２倍の解像度に応じたビッ
トマップ展開を行なう。

【００４０】ＣＰＵ５８は、その指令に従ってタイマ５
９の設定値を変更し、ポリゴンミラー回転用モータ制御
部６０によりポリゴンミラー６１の回転数を２倍（例え
ば５０００→１００００ｒｐｍ）にすると共に、同期信
号発生器６４から発生されるドット同期信号ＷＣＬＫの
周期を１／４倍（例えば図６に示すように５００→１２
５nsec）にする。その結果、縦横の書き込みピッチが２
倍、すなわち解像度が２倍（例えば図６に示すように３
００→６００ｄｏｉ）になり、図８の（ｂ）に示すよう
に非常に小さなサイズのフォントに対しても良好な印字
出力が得られる。

【００４１】以上、この発明をレーザプリンタに適用し
た実施例について説明したが、この発明はこれに限ら
ず、ＬＥＤプリンタ，液晶シャッタプリンタ等の他の光
プリンタには勿論、デジタル複写機，ファクシミリ装置
等の各種の画像形成装置に適用し得るものである。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の画像形
成装置によれば、低コスト化，小型化，高画質化を図っ
ても、コントローラ部とエンジン部との間の伝送路にお
ける伝送の誤りや不要電波の放射を極力抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のレーザプリンタの制御部の構成を示すブ
ロック回路図である。

【図２】この発明の一実施例であるレーザプリンタの内
部機構を示す概略構成図である。

【図３】図１のタイミングコントローラ３２の出力を示
すタイミング図である。

【図４】図１のＦＩＦＯ部３３のメモリエリアを示す説
明図である。

【図５】レーザプリンタの図１及び図２と異なる例を示
すブロック構成図である。

【図６】図５の同期信号発生器６４及び同期回路６７の
出力を示すタイミング図である。

【図７】図５のレーザプリンタの印字出力に係わる説明
図である。

【図８】同じく印字出力に係わる説明図である。

【図９】従来の画像形成装置における６面ポリゴンミラ
ー及び２面ポリゴンミラーによる各有効走査期間率を説
明するためのタイミング図である。

【図１０】従来の画像形成装置の一例を示すブロック構
成図である。

【符号の説明】

１ レーザプリンタ本体 ８ 光書込部 １８ エンジン部 ２０ コントローラ部 ２１，３１ ＣＰＵ ２２ プログラムＲＯ
Ｍ ２３ フォントＲＯＭ ２４ ＲＡＭ ２５ ビットマップメモリ ２６ ホスト装置 ３０ プリント制御部 ３２ タイミングコン
トローラ ３３ ＦＩＦＯ部 ３４ ＬＵＴ部 ３５ ＭＡＣＨ部 ３６ ＣＯＭＰ部 ３７ パルス幅変調回路 ３８ ドライバ ３９ エンジン機構部 ４０ レーザダイオー
ド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 5/30 B41J 29/38 G06F 3/12 H04N 1/387

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホスト装置からの印字データをビットマ
   ップ展開するコントローラ部と、該コントローラ部に伝
   送路を介して接続され、該コントローラ部から該伝送路
   を介して転送されてくる印字データによって印字を行な
   うエンジン部とからなる画像形成装置において、 前記エンジン部に、 前記コントローラ部から前記伝送路を介して転送されて
   くる印字データを一時的に記憶するＦＩＦＯ形式の記憶
   手段と、 前記コントローラ部に当該エンジン部への印字データの
   転送を行なわせて該印字データを前記記憶手段に書き込
   むための第１のクロックと、該クロックよりも周波数が
   高い前記記憶手段から印字データを読み出すための第２
   のクロックとを生成する手段と、 前記記憶手段に記憶された印字データの各ビットに対し
   てその周辺のビットパターンを予め定めた複数のビット
   パターンと比較し、その比較結果に基づいて前記各ビッ
   トで表わされるドットの書き込み信号をパルス幅変調す
   る手段と を設けた ことを特徴とする画像形成装置。