(57)【要約】【課題】  正常運用機における不要なコストアップを招くこと無く、かつ製品寿命を縮めること無く、描画画素の一部欠損時の生産性低下を最低限に押さえた印字装置を提供する。【解決手段】  複数レーザー／アレイレーザーの画素欠損の補償手段、紙間をつめてパフォーマンス維持する。  紙間調整でシリーズ展開を行っている系列機種の下位機種で特に有効。  搬送速度は欠落分落とすことによってプロセス係数は再調整不要で開発工数も低減。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一色の光走査において複数の光源Ｎを有し、異なる走査線の描画信号を前記複数の光源によって同時に光走査を行うことによって描画速度を向上させた、用紙搬送と光走査の組み合わせによって面画像の描画生成を行う印字装置において、
前記複数の光源の個別の発光異常を検出する異常検出手段と、
搬送速度の変更手段と、
用紙搬送間隔の変更手段を有し、
発光異常検出時にＮ＞Ｍなる正常な光源の最長数Ｍを決定する決定手段を有し、光描画部への画像の同時送出数をＮからＭに変更し、
搬送速度をＭ／Ｎに変更し、
用紙間隔を補正することを特徴とする印字装置。
【請求項２】
前記用紙間隔の補正値は用紙サイズによって変更することを特徴とする請求項１に記載の印字装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数光源の光学走査による描画システムを有する印字装置において、光源の一部故障時のパフォーマンス維持手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
光走査型の印字装置における描画位置の決定は、用紙搬送と光走査の組み合わせによって実施される。
【０００３】
光走査型の印字装置の光源は基本的にひとつの光学系に対してひとつの光源で設計される。
【０００４】
印字装置において、より精密な印字画像、より微細な印字画像を生成するためにはより高解像度な描画機構が必要になる。
【０００５】
また、生産性を上げるためには、印字速度が速いほうが望ましい。
【０００６】
これらの生産性を挙げるための要求と、より精密な印字画像を得るための要求は共に光走査の描画に対してより高速な動作を要求する。
【０００７】
印字解像度を変更せずに印字スピードを倍にした場合、一画素を描画するための描画クロックはやはり倍になる。
【０００８】
印字スピードを変更せずに印字解像度を倍にした場合、縦横に印字解像度を上げるので描画クロックは４倍必要になる。
【０００９】
初期のレーザープリンタの印刷速度が一分間に８枚程度の印字速度で印字解像度が３００dpiであるのに対して、現時点の電子写真方式のデジタル複写機では印刷速度が一分間に数十枚の出力を行う。
【００１０】
現時点の電子写真方式のデジタル複写機において印字解像度は主流として６００dpi、一部では１２００dpi以上の機種もある。
【００１１】
控えめに概算してもレーザーを３０倍から画像入力手段１００倍の速度で駆動する必要があり、生産性を落とさずにより高品質の出力物を生成するためには更に高速駆動する必要がある。
【００１２】
このためには高速で発光のオンオフが可能なレーザー素子とそれを駆動する電子回路が必要になる。
【００１３】
同時に高速走査のためには光学系と機械系の工作精度、動作精度の向上が必要である。
【００１４】
同一方式を採用しつつ速度向上を図るやり方には当然限界がある。採用する部品のコストや製造上のコストが幾何級数的に増大してしまうことになる。
【００１５】
すでに現在要求されている印字速度と印字解像度に対応するためには、コスト的に単独の光源の光学系よりも複数光を用いて複数の走査線を同時に走査する光学系の方が有利になってきている。
【００１６】
複数の光源を同時に走査し、複数走査線を同時に光描画することによって、副走査方向の印字密度を向上させることが可能になる。
【００１７】
あるいは副走査方向の印字密度の向上させる代わりに搬送速度を上げることが可能になり生産性が向上する。
【００１８】
ただし複数の光源を使用する場合には光源間の光量、光学配置を揃え、複数の光源の間に平行な光軸を用意するための種々の調整コストが付加的に必要になる。
【００１９】
また、複数の光源を使用している部品数の増加分、故障率が上がる。
【００２０】
複数の光源を使用している場合、それらの画素の一部が欠落しても運用は可能である。
【００２１】
電子写真方式においては、光量調整用や光走査の描画開始位置の同期用の光センサが光源の問題の検出に転用可能である。
【００２２】
光源の故障を検出したときに、残った光源による代替描画、さらに代替描画時の生産性を維持するための方法が下記特許文献において記述されている。
【００２３】
特許文献１において２ビームレーザーの一方の故障を検出したとき、残ったレーザービームによって全ての描画を行う方法が示され、この方式が容易に任意数の光源に付いて適用可能であると開示されている。
【００２４】
特許文献２、特許文献３、特許文献４において光源の問題を検出したときに電子写真の作像条件を変更し、生産性を維持しする方法が開示されている。ここで、作像条件の変更要素としては光走査速度の高速化、ビームスポット径の調整、感光体の移動速度、等が取り上げられている。
【００２５】
特許文献５においては代替画素を用意する方法が提示されている。
【００２６】
これらの手法によって生産性を維持する。
【００２７】
これらの文献では複数光源の同時走査による高速高解像度印字を行う電子写真装置において、光源の一部故障においても生産性を維持するための手法が提示されている。
【特許文献１】特開平10-151798号公報
【特許文献２】特開平05-006077号公報
【特許文献３】特開2000-258709号公報
【特許文献４】特開2000-180751号公報
【特許文献５】特開2005-10267号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
これらの方式には以下の問題点が有る。
【００２９】
残存する発光素子に負荷がかかり、全破損し、生産性が０になるリスクが高い。
【００３０】
製品のコストパフォーマンスを考えた場合、そもそも通常使用時に過剰にコストマージンを持たせた設計は行わない。
【００３１】
素子欠落を補うために残ったレーザーダイオードをより高速高光量で駆動した場合、電子部品のマージンを超過し、部品寿命は通常の使用時より著しく短縮される。
【００３２】
これでは生産性維持という目的が達成されない。
【００３３】
代替光源を用意する等の多重化は生産性を維持するが、光源等の部品コストは２倍になる。
【００３４】
異なる電子写真の作像条件を増やすと、開発工数が増え、品質や信頼性の評価行程が組み合わせによって幾何級数的に増加する。
【００３５】
異なった条件毎に画質変動の耐久性や信頼性の検査を行わねばならず、これらの開発コストが製品単価に上乗せされることになる。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
上記のような故障時の生産性を維持する手段を採用した場合、通常使用時に不要な高コスト製品を使用することになる恐れが有る。
【００３７】
そこで本発明においては上記問題を解消しかつ生産性悪化の低減する手法として以下の印字装置を提供する。
【００３８】
単一色の光走査において複数の光源Ｎを有し、異なる走査線の描画信号を前記複数の光源によって同時に光走査を行うことによって描画速度を向上させた、用紙搬送と光走査の組み合わせによって面画像の描画生成を行う印字装置において、
前記複数の光源の個別の発光異常を検出する異常検出手段と、
搬送速度の変更手段と、
用紙搬送間隔の変更手段を有し、
発光異常検出時にＮ＞Ｍなる正常な光源の最長数Ｍを決定する決定手段を有し、光描画部への画像の同時送出数をＮからＭに変更し、
搬送速度をＭ／Ｎに変更し、
用紙間隔を補正する。
【００３９】
また、用紙間隔の補正値は用紙サイズによって変更する。
【００４０】
Ｎ本の走査線を同時に描画する印字装置において、同時走査可能な光源数Ｍを決定し、その光源数において走査速度、画素クロック、光量を変更しないで済む搬送速度Ｎ／Ｍを選択する。
【００４１】
この条件下で電子写真方式の作像の条件が熱定着の温度制御以外には変化しない。
【００４２】
この速度の低減は給紙間隔の調整で補う。
【００４３】
印字機構は複数の用紙サイズを扱う。
【００４４】
長手方向の同じな給紙を行った場合、最大の用紙サイズより小さい用紙ならば給紙間隔を短縮出来る余裕が存在する。
【００４５】
また用紙サイズが小さいほど給紙間隔を短縮出来る余地が大きい。
【００４６】
また多くの印字装置において、機械部品を共用したシリーズ機が存在する。
【００４７】
単位時間当たりの印字枚数の少ないシリーズ低位機においては、用紙の給紙間隔において余裕がある。
【００４８】
このような低位機種においては用紙の給紙間隔を密に詰めることによって搬送速度の低下を補うことが可能になる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば正常運用機における不要なコストアップを招くこと無く、かつ製品寿命を縮めること無く、描画画素の一部欠損時の生産性低下を最低限に押さえた印字装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００５１】
図１に一般的な構成の電子写真方式の印字機構の構成図を示す。
【００５２】
画像の入力機構１００から画像を入力する。
【００５３】
個々の入力機構はそれぞれ異なった特性を持っているので、それら入力機構の特性に応じた補正処理を行う。
【００５４】
入力機構がスキャナならば走査型のラインセンサ固有の特性を、デジタルカメラの記憶手段ならばカメラの特性とそれ固有のデータフォーマットに伴う特性の補正を行う。
【００５５】
特性の補正を行った入力画像を変換して、備える印字出力機構の特性に合わせた画像を生成する。
【００５６】
あるいは通信手段２０５によって画像情報を所得するか、画像情報それ自体を生成する。
【００５７】
これらの処理は２００の演算手段によって実施される。
【００５８】
演算手段２００は記憶手段２０１上の演算手順やパラメータに従って画像の処理を行う。
【００５９】
画像情報や一時的に保持の必要なデータは一時記憶手段２０４上に保存される。
【００６０】
正常な画像が生成されるように印字出力機構を制御手段２０３によってタイミング良く制御し、画像出力機構によって印字出力機構の特性に合わせた画像を出力する。
【００６１】
印字出力機構は用紙の搬送機構１０１を有する。
【００６２】
さらに電子写真方式の印字装置においては光潜像を電子回路上の情報から形成するための光走査機構１０２、光潜像からトナー像を生成する現像機構１０３、トナー像を用紙に固定する定着機構１０４等によって構成される。
【００６３】
図２に複数の光源を使用した光走査型の印字装置の描画部の構成図を示す。
【００６４】
一時記憶手段の一部に出力画像のイメージが展開される。
【００６５】
この領域を１２０とする。
【００６６】
画像出力機構は印字機構のタイミングに出力画像を同期させる機構で、データの読み出しと書き込みタイミングを独立に設定出来るラインバッファ１２１〜ラインバッファ１２８で構成される。
【００６７】
ラインバッファは光源の数だけ用意され、本実施例においては光源数Ｎ＝８における実装例を示す。
【００６８】
１２０のイメージは正常な印字機構ではＮ列ずつ読み出され１２１〜１２８に格納される。印字機構は光走査タイミングに基づいてデータを読み出し、レーザーダイオードの実装位置によるタイミングのずれを遅延回路１３０〜１３７で補正する。
【００６９】
レーザーダイオードの駆動回路１４０〜１４７によってレーザーダイオード１５０〜１５７は駆動され光出力を行う。
【００７０】
光出力は感光体上に潜像を走査線Ｎ本ずつ同時に描画していく。
【００７１】
用紙搬送系と感光体は同じ速度で駆動され、一回の光走査において走査線Ｎ本分だけ等速移動していく。
【００７２】
光源の発光異常を検出する手段を個別に用意する方法も有るが、光走査型の印字装置においてはすでに他用途の光センサが幾つか用意されている。
【００７３】
本発明の実装においては既存の光センサを流用してコストアップを押さえる方法として。光量フィードバック用のフォトセンサ出力を利用する。
【００７４】
レーザーダイオードの発光量は自己発熱による電流量の変化等で変動する。
【００７５】
発光量の変動を放置すると画像濃度が変動するために通常はフォトセンサでモニタした光量に対してフィードバック制御を行う。
【００７６】
レーザーダイオード光源は画像情報に従って駆動され画像情報は走査線毎に変動する。
【００７７】
一つの方式として光量のモニタは光走査が印字領域外の走査を行っているときに実施する。
【００７８】
印字領域外では一定値を駆動信号として与えれば描画データ量が固定値になるので正常な光量か否かを容易に判断出来る。
【００７９】
他の方式として印字領域内で描画データに対して適切な光量で発光しているか描画データ量とモニタ光量の比率を確認する方法が有る。
【００８０】
光源の駆動信号としての描画データが頻繁に変動し描画量を累積して光量との比率を見る必要が有るので、やや複雑な処理が必要になる。
【００８１】
モニタした光量が描画データ量に対して大きなときは光量を抑制するように駆動回路を制御する。
【００８２】
モニタした光量が描画データ量に対して小さなときは光量を増大させるように駆動回路を制御する。
【００８３】
光源に異常が発生した場合、光量制御を行ってもモニタ光量は駆動信号から乖離した値となる。
【００８４】
それによって対象の光源が異常であると判断する。
【００８５】
印字途中で光源の異常を検知したときには処理中のジョブないし印字処理中のページについてミスプリントを通知し、再印字動作に移る。
【００８６】
実際に再印字動作を行う前に、本発明に特徴的な光源の一部に問題が発生したときにも可能な限り印字パフォーマンスを落とさずに印字出力を行う動作モードに移行する。
【００８７】
図３に本発明の手順を説明する。
【００８８】
光源異常検出（１０００）によって本実施例固有の処理を開始する。
【００８９】
まず、現行の印字において正常な画像は既に出力出来なくなっているので、印字途中のジョブを破棄し、後に再印字する。（１００１）
次に異常の発生した光源の確認動作を行う。（１００２）
異常光源Ｋｉが新規に発生した場合において、現行の光源列から引き出しうる最長の光源列を判定する（１００３）
光源の前の同時走査可能な光源に端部からそれぞれＫ１...ＫLとする。
【００９０】
本実施例において今まで故障が生じていなければＬ＝８である。
【００９１】
既に光源のいずれかが故障していた場合はＬ＜８である。
【００９２】
故障した光源Ｋｉとする。
ｉ−１＜Ｌ−ｉならば光源Ｋｉ＋１からＫLまでを新たな走査列として記憶する。（１００４）
そして画像イメージを記憶した画像生成部からのイメージからの同時走査情報の同時走査可能な送り出し幅をＬ−ｉに設定する。（１００６）
ｉ−１＞Ｌ−ｉならば光源Ｋ１からＫｉ−１までを新たな走査列として記憶する。（１００５）
そして画像イメージを記憶した画像生成部からのイメージからの同時走査情報の同時走査可能な送り出し幅をｉ−１に設定する。（１００７）
ｉ−１＝Ｌ−ｉは故障した光源に対して、どちら側の光源列も同じ長さであることになる。
【００９３】
どちら側を使用しても良いが、図３においてはｉ−１＜Ｌ−ｉと同じ判定結果を使用する設定になっている。
【００９４】
搬送速度は同時走査可能な送り出し幅で決定されるので新規に設定された光源列の構成要素数／Ｌに設定する。
【００９５】
また、光源列の構成数がどちら側においても０となった場合は（１００８）、すなわち全ての光源が故障した場合は致命的故障として例外処理を行う。（１００９）
給紙間隔のマージンを調べ、給紙マージン短縮値の再設定を行う。（１０１０）
少なくとも給紙マージンの短縮によっても印字パフォーマンスを充分に復元出来ない場合においては印字モードの変更が行われたことを通知する。（１０１１）
ただし１０１１は低速機において光源の初期不良を給紙マージンの短縮によって印字パフォーマンスを充分に復元出来る場合には仕様範囲内として通知しない設定を行うことを妨げる物ではない。
【００９６】
印字途中であったジョブの復元処理を行い、（１０１２）復帰する。（１０１３）
光源の素子数が少ない場合は、演算による判断を行わず、２＾Ｎの係数テーブルを用意し、その値によって動作を決める方法も簡明である。
【００９７】
テーブルには光源の使用開始位置、終端位置、搬送速度設定、他に必要な情報を設定しておく。
【００９８】
本実施例のようにＮ＝８程度であれば２＾８＝２５６程度なので係数テーブルの参照方式でも実装可能である。
【００９９】
Ｎ＝４における係数テーブル例を図７に示す。
【０１００】
理論上は光源の端部と端部をつなげればより長周期の連続光源列が得られるはずであるが、実際には搬送ムラの影響が多大になる。
【０１０１】
よって図７では端点と端点の接続は無視した設定になっている。
【０１０２】
同時走査可能な送り出し幅の再設定に対応して、印字機構の用紙搬送速度を同時走査可能な数／Ｎとする。
【０１０３】
それぞれの用紙サイズ毎の給紙間隔の設定情報を確認し、間隔の短縮が可能である場合は、走査光源に問題のない正常な状態の印字速度を上回らない範囲で間隔を短縮する。
【０１０４】
光源に異常が発生したとき、画像生成部からのデータの送り出しは例えば図４のように変化する。
【０１０５】
レーザーダイオード１５５に故障が発生した例を示す。
【０１０６】
同時走査の可能なレーザーダイオード列は１５０〜１５４であるために、描画時にはこちら側を使用する。
【０１０７】
生成された出力画像イメージ画像の送り出し幅は５となり、画像開始列を送り出しラインバッファは１２１から１２４に変更される。
【０１０８】
出力画像イメージからラインバッッファへの書き出しは純粋にプログラムのみで行うか、あるいはＤＭＡコントローラの設定と割り込み動作の組み合わせで実装され、物理的な結線はない。
【０１０９】
このため、出力ラインバッファの位相ずらしと周期ずらしはソフトウェアの設定項目の変更で実施する。
【０１１０】
同時に描画可能な展開画像イメージの列が８から５に減少する。
【０１１１】
これに合わせて、搬送速度を５／８に設定し直す。
【０１１２】
次に図５に示すように用紙の給紙間隔がＷ１であった給紙間隔をＷ２まで詰めてパフォーマンスの劣化を抑制する。
【０１１３】
給紙間隔を短縮することによって、光源数の減少に合わせて低下した搬送速度の低下によるパフォーマンスの低下を低減する。
【実施例２】
【０１１４】
図６に示すように、一般に用紙サイズが異なった場合、給紙の間隔もＷ１とＷ３のように変化する。
【０１１５】
よって本発明の実施時の紙間の調整において、印字サイズによってそれぞれ異なった用紙間隔を再設定しなければならない。
【０１１６】
例えば使用可能な最大用紙サイズにおいてはＷ２を再設定する場合、それよりも小さい用紙サイズの場合異なる幅Ｗ２を設定しなくてはいけない。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】一般的な構成の電子写真方式の印字機構の構成図。
【図２】複数の光源を使用した光走査型の印字装置の描画部の構成図。
【図３】本発明の実施手順。
【図４】光源に異常が発生したときの画像生成部からのデータの送り出し変化例。
【図５】給紙間隔の短縮の概念図。
【図６】用紙サイズの異なるときの個別の給紙間隔の短縮の概念図。
【図７】実施手順のルックアップテーブル方式の構成例。
【符号の説明】
【０１１８】
１００  画像の入力機構
１０１  用紙の搬送機構
１０２  光走査機構
１０３  現像機構
１０４  定着機構
１２０  出力画像のイメージが展開される領域
１２１〜１２８  ラインバッファ
１３０〜１３７  遅延回路
１４０〜１４７  レーザーダイオードの駆動回路
５０〜１５７  レーザーダイオード
２００  演算手段
２０１  記憶手段
２０２  画像出力機構
２０３  制御手段
２０４  一時記憶手段
２０５  通信手段
１０００  異常検出ステップ
１００１  印字途中のジョブを破棄ステップ
１００２  異常の発生した光源の確認動作ステップ
１００３  最長の光源列を判定するステップ
１００４  ｉ−１＜Ｌ−ｉ時に光源Ｋｉ＋１からＫLまでを新たな走査列として記憶するステップ
１００５  ｉ−１＞Ｌ−ｉ光源Ｋ１からＫｉ−１までを新たな走査列として記憶するステップ
１００６  同時走査可能な送り出し幅をＬ−ｉに設定するステップ
１００７  同時走査可能な送り出し幅をｉ−１に設定するステップ
１００８  致命的エラー検出ステップ
１００９  致命的エラー処理ステップ
１０１０  紙間マージン値調整ステップ
１０１１  通知ステップ
１０１２  ジョブ再印字ステップ
１０１３  復帰ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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