JP2000190557A - デジタル式画像形成装置および信号生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主走査同期信号のジッターによる影響を軽減
する。 【解決手段】 ポリゴンミラーによるレーザ光の走査動
作に同期した主走査同期信号を、分周部５０によりポリ
ゴンミラーの面数で分周して、ポリゴンミラー１回転に
同期した同期信号を生成し、分周して得られた同期信号
を逓倍部５１によりポリゴンミラーの面数倍で逓倍す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル式画像形
成装置に関するとともに、信号生成方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、デジタル式画像複写装置は、被
写体の画像を読み取る画像読取部と、該画像読取部から
送られてくる画像情報を紙などの記録媒体上に印字する
画像形成部とを有する。

【０００３】画像読取部では、ランプなどの光源を用い
て被写体を照射し、被写体の画像の状態に応じた照度差
として得られる画像情報を、複数の画素センサが一方向
に配列されたＣＣＤ（charge coupled device ）等の画
像読み取りセンサでスキャンすることにより画像読み取
りを行っている。画素センサの配列方向を、以下、主走
査方向という。

【０００４】この画像読み取りセンサは、一定期間内に
各画素センサに与えられた光量に比例した電荷を、画素
センサの配列順にアナログ画像信号として出力するよう
になっており、画像を順次読み取ることができる。一
方、被写体に平行でかつ主走査方向に直交する方向（以
下、副走査方向という）の読み取りは、被写体と画像読
み取りセンサとの相対位置関係を、機械的に順次変える
ことにより行なわれる。従って、主走査方向の画像読取
動作に同期して、副走査方向への移動を行うことによ
り、被写体全面の画像情報の読み取りを行うことができ
る。画像読み取りセンサからのアナログ信号は、一般
に、増幅などのアナログ処理を行った後に、デジタル信
号に変換され、デジタル的な画像処理を受けた後、画像
読取部から出力される。

【０００５】一方、画像形成部は周知の電子写真プロセ
スにより画像を形成するものである。

【０００６】この画像形成部では、図４に示すように、
画像読取部からの画像信号に従ってレーザ４０１が駆動
され、レーザ４０１からの明滅するレーザ光が、回転し
ているポリゴンミラー４０２に向けて出射される。ポリ
ゴンミラー４０２の表面で反射されたレーザ光は、コリ
メータレンズ４０３により距離補正された後、一般に円
筒状の感光体４００上でその軸線方向に走査される。

【０００７】感光体４００はポリゴンミラー４０２の回
転に同期して、すなわち、レーザ光による走査動作に合
せて回転している。レーザ光が感光体４００を走査する
度に、感光体４００の近傍にある受光センサ４０４によ
りレーザ光が検知され、受光センサ４０４から、ポリゴ
ンミラー４０２のレーザ光走査動作に同期した主走査同
期信号（以下、ＢＤ信号という）が出力される。

【０００８】受光センサ４０４からのＢＤ信号に同期し
て、画像読取部は画像読み取りセンサおよび画像処理部
を動作させ、主走査方向の画像信号を送る。また、画像
読取部は感光体４００の回転に合せて、副走査方向の画
像読み取り動作を行い、画像信号に基づく静電潜像が感
光体４００上に形成される。形成された潜像は現像器に
より現像され、紙などの記録媒体上に転写器により転写
され、定着器により定着され、記録媒体上に画像が再現
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記ＢＤ信号は、採用
したポリゴンミラーの各面の角度ばらつきに起因して、
その周期にばらつき（ジッター）が生じることになるの
で、ジッターの影響を吸収するため、画像読み取りセン
サを駆動する１周期（主走査１ラインを読み取る周期）
ごとに、空送期間を設けている。しかし、このような方
法を採用すると、主走査１ラインを読み取る時間が長く
なってしまい、デジタル式画像複写装置の高速化が妨げ
られるという問題点があった。

【００１０】ジッターを軽減するのに、ポリゴンミラー
の加工精度をより高くすることが考えられるが、加工精
度を高くするほど、ポリゴンミラーのコストが上がるの
で、デジタル式画像複写装置の低価格化が妨げられる。

【００１１】本発明の目的は、上記ような問題点を解決
し、主走査同期信号のジッターの影響を軽減することが
できるデジタル式画像形成装置および信号生成方法を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１のデジタル式画
像形成装置は、画像信号に基づき駆動されるレーザと、
該レーザからのレーザ光を感光体上で走査させるポリゴ
ンミラーと、該ポリゴンミラーによるレーザ光の走査動
作に同期した主走査同期信号を生成する同期信号生成手
段とを有するデジタル式画像形成装置において、前記同
期信号生成手段からの主走査同期信号を前記ポリゴンミ
ラーの面数で分周して該ポリゴンミラー１回転に同期し
た同期信号を生成する分周手段と、該分周手段により分
周して得られた同期信号を前記ポリゴンミラーの面数倍
で逓倍する逓倍手段とを備えたことを特徴とする。

【００１３】請求項１において、逓倍手段は前記分周手
段による前記主走査同期信号の分周により得られた同期
信号に同期して動作することができる。

【００１４】請求項１において、逓倍手段からの信号か
らタイミング信号を生成するタイミング信号生成手段を
さらに備えることができる。

【００１５】請求項４の信号生成方法は、ポリゴンミラ
ーによるレーザ光の走査動作に同期した主走査同期信号
を前記ポリゴンミラーの面数で分周して該ポリゴンミラ
ー１回転に同期した同期信号を生成する分周ステップ
と、分周して得られた同期信号を前記ポリゴンミラーの
面数倍で逓倍する逓倍ステップとを備えたことを特徴と
する。

【００１６】請求項４において、逓倍ステップは、前記
主走査同期信号の分周により得られた同期信号に同期し
て逓倍動作を行うことができる。

【００１７】請求項４において、逓倍により得られた信
号からタイミング信号を生成するタイミング信号生成ス
テップをさらに備えることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１９】＜第１の実施の形態＞図１は本発明の第１
の実施の形態を示す。これは、複写装置１０の例であ
り、その外観を図２に示す。

【００２０】複写装置１０は、原稿画像を読み取る画像
読取部１１と、画像読取部１１からの出力に基づき画像
形成を行う画像形成部とを有し、画像読取部１１と画像
形成部１２とは信号ケーブル１８によって電気的に接続
されている。

【００２１】画像読取部１１を説明する。図２におい
て、１４はプラテンガラスであり、被写体１３を載置す
るためのものである。１６は圧板であり、図２の矢印Ｂ
の方向に開閉動作可能にしてあり、被写体１３をプラテ
ンガラス１４に圧接させるとともに、画像読取時に外光
を遮断するためのものである。１７は操作部であり、使
用者が画像読取部１１に対して、モードの設定や画像読
取の指示を与えるためのものであり、画像読取部１１か
らの情報を表示する表示部を有する。

【００２２】図３は画像読取部１１の内部構造を示し、
図３（Ａ）は平面図であり、図３（Ｂ）は断面図であ
る。図３において、１４は図２と同一部分を示す。１５
は第１ミラー台であって、プラテンガラス１４の下に設
けてあり、ランプ２１と第１ミラー２２とを有し、画像
読取時に図２の矢印Ａの方向に揺動して被写体１３を副
走査するものである。２１はランプであり、プラテンガ
ラス１４上の被写体を照射するためのものである。２５
は第２ミラー台であって、第２ミラー２３と第３ミラー
２４とを有し、図２のＡ方向に揺動するようになってい
る。プラテンガラス１４上の被写体からの反射光は、第
１ミラー２２と、第２ミラー２３と、第３ミラー２４と
により、レンズ２６を介して、画像読み取りセンサ２７
に導かれる。２８は一様に所定の反射率を持つ標準白色
板である。

【００２３】第１ミラー台１５と第２ミラー台２５は、
画像読み取りセンサ２７の読取動作に応じて、図示しな
いメカ機構の作用により、図２の矢印Ａの方向に移動さ
れ、画像読取センサ２７は被写体の画像情報を読み取る
ことができる。この時、第２ミラー台２５は、被写体と
画像読み取りセンサ２７との距離が変化しないように、
第１ミラー台１５の速度の１／２の速度で同一方向に移
動する。

【００２４】第１ミラー台１５および第２ミラー台２５
を移動させて、画像読み取りセンサ２７の画像読取位置
を、標準白色板２８に合せたとき、画像読み取りセンサ
２７から、ランプ２１の照度ばらつきと各画素センサの
感度に応じた電圧が信号として出力される。この出力信
号に基づいて、実際に画像読取を行う際の画像読み取り
センサ２７の各画素センサ間の出力を補正することによ
り、シェーディング補正が行われる。

【００２５】画像読み取り動作の間、ランプ２１による
被写体の照射位置と、画像読み取りセンサ２７による画
像読取位置の相対位置関係は変化しないので、標準白色
板２８を読み取った時の画像読み取りセンサ２７の出力
を用いて、画像読み取り動作中のシェーディング補正を
行うことができる。

【００２６】画像形成部１２を図５を参照して説明す
る。図４において、４０１はレーザであり、画像読み取
りセンサ２７からの画像信号に基づき明滅するレーザ光
を出射するものである。４０２はポリゴンミラーであ
り、レーザ４０１からのレーザ光を感光体４００に向け
て反射するものである。４０３はコリメータレンズであ
って、ポリゴンミラー４０２と感光体４００の間に設け
てあり、距離補正するものである。コリメータ４０３か
らのレーザ光により感光体４００はその軸線方向に走査
される。感光体４００はポリゴンミラー４０２の回転に
同期して、すなわち、レーザ光による走査動作に合せて
回転している。４０４は受光センサであって、感光体４
００の脇に設けてあり、レーザ光が感光体４００を走査
する度にレーザ光を検知し、ポリゴンミラー４０２のレ
ーザ光走査動作に同期したＢＤ信号を出力するものであ
る。

【００２７】次に、図１を説明する。図１において、１
７は図２と同一部分を示し、２１，２７は図３と同一部
分示す。タイミング信号発生部３１と、アナログ信号処
理部３３と、分周部５０と、シェーディング補正制御部
３５と、画像処理部３８と、制御部３９と、ＲＯＭ４０
と、ＲＡＭ４１とが、システムバスを介して相互に結合
されている。

【００２８】３２は増幅アンプであり、画像読み取りセ
ンサ２７の出力を増幅するものである。３３はアナログ
信号処理部であって、増幅アンプ３２からの画像信号に
対してアナログ処理を行うものであり、サンプルホール
ド回路と、黒レベルクランプ回路と、可変ゲインアンプ
と、黒レベルオフセット回路と、等々を有する。３４は
Ａ／Ｄ変換器であり、アナログ信号処理部３３からのア
ナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するものであ
る。

【００２９】３５はシェーディング補正制御部であっ
て、画像読み取りセンサ２７が標準白色板２８を読み取
ったときの画像信号をシェーディング補正データとして
画像信号記憶部３６に記憶し、画像読み取りセンサ２７
が読み取った被写体の画像情報をシェーディング補正実
行部３７に出力する。３７はシェーディング補正実行部
であって、一般に、ＲＯＭもしくはＲＡＭであり、シェ
ーディング補正のためのＬＵＴ（look up table ）を保
持していて、Ａ／Ｄ変換器３４からの画像信号に対して
シェーディング補正を行い、シェーディング補正結果を
シェーディング補正制御部３５に出力するものである。
３８は画像処理部であって、ラインメモリが組み込まれ
ているだけでなく、ラインメモリヘのデータ書き込みと
読み出しが独立で行えるようになっていて、シェーディ
ング補正制御部３５のシェーディング補正後の画像信号
に対して、エッジ強調や二値化等の画像処理を行うもの
である。なお、画像処理部３８には、画像形成部１２か
ら送られてくるＢＤ信号と、タイミング信号発生部３１
から送られてくるＨＳＹＮＣ信号（後述）が入力されて
いる。シェーディング補正制御部３５から送られてくる
画像信号はＨＳＹＮＣ信号に同期して画像処理部３８内
部のラインメモリに書き込まれる一方、ＢＤ信号に同期
して順次ラインメモリから読み出される。

【００３０】４０はＲＯＭ（read only memory）であ
り、制御プログラムがストアされている。４１はＲＡＭ
（random access memory）であり、各種設定値等がスト
アされており、画像読取装置の電源が切られた時にも、
データが消失しないようになっている。

【００３１】３９は制御部であって、ＲＯＭ４０にスト
アされている制御プログラムに従って、画像読取装置１
１の各部を制御するものであり、Ｉ／Ｏポート３９１に
は、ランプ制御部４３が接続してあり、Ｉ／Ｏポート３
９２には、動力源制御部４５が接続してあり、Ｉ／Ｏポ
ート３９３には、ポジションセンサが接続してあり、Ｉ
／Ｏポート３９４には、操作部１７が接続してあり、Ｉ
／Ｏポート３９５には、インタフェース部（Ｉ／Ｆ）４
７が接続してある。ランプ制御部４３は制御部３９から
の指示に従ってランプ２１を点灯させるものである。動
力源制御部４５は動力源４４を駆動制御するものであ
る。動力源４４は第１ミラー台１５や第２ミラー台２５
を駆動するためのものである。検知部４６は画像読み取
り装置１１の各所に設けてあって、制御部３９が制御シ
ーケンスのステップを進めたり、切り替えを行うために
用いられる。検知部４６として、フォトインタラプタが
ある。

【００３２】制御部３９の指示に従って、動力源４４が
所定の動作を行うので、第１ミラー台１５や第２ミラー
台２５がスキャン動作等を行う。検知部４６が、例え
ば、第１ミラー台１５の位置を検出するポジションセン
サである場合には、このポジションセンサの出力に応じ
て、制御部３９は動力源４４を制御し、第１ミラー台１
５を所定の位置に移動させる。操作部１７からの指示に
応じて、画像読取装置１１が動作をするように、制御部
３９は各部の設定や制御を行う。

【００３３】４７はインタフェース部であり、画像処理
部３８で処理された画像信号を、信号線を介して画像形
成部１２に出力するとともに、同期信号等を入出力し、
画像形成部１２からのＢＤ信号を画像処理部３８と分周
部５０に供給するものである。

【００３４】５０は分周部であり、受光センサ４０４か
らインタフェース部４７を介して得られる同期信号であ
るＢＤ信号を、ポリゴンミラーの面数で分周して、ポリ
ゴンミラーの１回転に同期した信号を生成するものであ
る。５１は逓倍部であり、分周部５０からの分周同期信
号を、ポリゴンミラーの面数倍とするものである。

【００３５】図５は図１の逓倍部５１の構成を示す。逓
倍部５１では、位相差検出回路７０により、分周部５０
からの分周同期信号と、分周回路７２からの信号との位
相差が検出され、検出された位相差に基づき、電圧制御
型発振器７１によりSYNC信号が生成され、生成されたSY
NC信号は分周回路７２により（１／ポリゴンミラーの面
数）だけ分周して基準信号を生成するようにしてあり、
逓倍部５１は分周同期信号と基準信号との位相と周波数
が一致するように動作する。

【００３６】次に、ポリゴンミラー４０２の回転に同期
した信号の生成方法を説明する。受光センサ４０４から
のＢＤ信号は、例えば図６（ａ）に示すように、ポリゴ
ンミラー４０２の各面角度のばらつきに起因するジッタ
ーを含んでいるが、このＢＤ信号を分周部５０によりポ
リゴンミラー４０２の面数に等しい分周比で分周するこ
とにより、ポリゴンミラー４０２の１回転の周期（＝Ｔ
ｏ）に同期した分周同期信号（図６（ｂ））が生成され
る。この生成された分周同期信号を、逓倍部５１により
ポリゴンミラー４０２の面数倍だけ逓倍することによ
り、SYNC信号（図６（ｃ））が生成される。このSYNC信
号は同一特性の波形が周期的に繰り返され、ＢＤ信号と
同一の周波数を有するので、ジッターが除去されること
になる。生成されたSYNC信号はタイミング信号発生部３
１に出力される。タイミング信号発生部３１では、入力
されたＳＹＮＣ信号に同期した、画像読取部１１で実際
に使用する同期信号「ＨＳＹＮＣ」を発生する。ＨＳＹ
ＮＣ信号は、シェーディング補正制御部３５、画像処理
部３８等に対して出力され、画像読取用の同期信号とし
て使用される。

【００３７】よって、画像読み取りセンサの高速化が可
能になり、従って、デジタル式画像複写装置の高速化が
可能になる。同時に、ポリゴンミラーの面精度に対する
要求を緩和することができ、ポリゴンミラーの低価格化
が可能になり、従って、デジタル式画像複写装置の低価
格化が可能になる。

【００３８】＜第２の実施の形態＞本実施の形態は第１
の実施の形態との比較でいえば、逓倍部の構成が異な
る。本実施の形態では、逓倍部５１を図７に示すように
構成した。カウンタ６０は画像クロックCLK をカウント
し、ポリゴンミラー４０２の１周分の画像クロック信号
をカウントできる以上の桁数を有し、分周部５０からの
分周同期信号（BD/N）でリセットされるようになってい
る。レジスタ６１−１〜６１−ｎはポリゴンミラー４０
２の面数分用意してあり、レジスタ６１−１〜６１−ｎ
に予め理論的なＢＤ信号として要求される周期に対応す
るカウント値を設定してある。比較器６２−１〜６２−
ｎはポリゴンミラー４０２の面数分用意してあり、ポリ
ゴンミラー４０２の１周期に同期して動作するカウンタ
６０の値と、レジスタ６１−１〜６１−ｎに設定された
カウント値とを比較する。ＯＲゲート６３は比較器６２
−１〜６２−ｎからの出力をＯＲ演算し、所定のタイミ
ングでSYNC信号を出力する。

【００３９】本実施の形態の逓倍部５１は、このように
構成したので、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏
することができる。

【００４０】＜第３の実施の形態＞本実施の形態は第１
の実施の形態との比較でいえば、逓倍部５１の構成が異
なる。本実施の形態では、逓倍部５１を図８に示すよう
に構成した。カウンタ８０は画像クロックCLK をカウン
トするものであって、分周部５０からの分周同期信号BD
/Nでリセットされ、レジスタ８１Ａと比較器８２Ａと協
働して、所定の値でリング動作を行う。サブカウンタ８
５はカウンタ８０のリング動作回数をカウントする。サ
ブカウンタ８５はポリゴンミラー４０２の１周期ごとに
出力される、分周同期信号BD/Nによりカウンタ８０がリ
セットされるときに、カウンタ８０がリング動作でリセ
ットされないように、カウンタ８０のリング動作を禁止
するようになっていて、カウンタ８０は確実に分周同期
信号BD/Nに対して同期動作を行う。

【００４１】サブカウンタ８５は比較器８２Ａからの信
号をカウントするものであって、インバータ９１を介し
て入力された分周同期信号BD/Nでリセットされ、レジス
タ８１Ｂと比較器８２Ｂと協働して、所定の値、即ち、
ポリゴンミラー４０２の面数でリング動作を行う。

【００４２】本実施の形態の逓倍部５１は、このように
構成したので、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏
することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上記の構成を用いることにより、画像形成部内のポリゴ
ンミラーの面精度によって発生する、主走査同期信号の
ジッターによる影響を軽減することができる。この結
果、前記ジッターの影響を吸収するために、画像読取セ
ンサの駆動パターン内に設けていた空走期間を無くす、
あるいは短縮することが可能になるため、該センサの高
速移動が可能になる。また前記ポリゴンミラーの加工精
度に対する要求を緩和することができ、コスト低減も見
込まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図２】第１の実施の形態のデジタル式画像複写装置の
外観を示す斜視図である。

【図３】画像読取部の構造を示す図である。

【図４】画像形成部の構造の一部を示す図である。

【図５】第１の実施の形態における逓倍部５１の構成を
示すブロック図である。

【図６】主走査同期信号と、分周部５０の出力信号と、
逓倍部５１の出力信号のタイミングの一例を示すタイミ
ング図である。

【図７】第２の実施の形態における逓倍部５１の構成を
示すブロック図である。

【図８】第３の実施の形態における逓倍部５１の構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ 画像形成装置 １１ 画像読取部 １２ 画像形成部 １３ 被写体 ２７ 画像読み取りセンサ ３１ タイミング信号発生部 ３２ 増幅アンプ ３３ アナログ信号処理部 ３４ Ａ／Ｄ変換器 ３５ シェーディング補正制御部 ３６ 画像信号記憶部 ３７ シェーディング補正実行部 ３８ 画吐像処理部 ３９ 制御部 ４０ ＲＯＭ ４１ ＲＡＭ ４２ バス ４３ ランプ制御部 ４４ 動力源 ４５ 動力源制御部 ４６ 検知部 ４７ Ｉ／Ｆ部 ５０ 分周部 ５１ 逓倍部 ６０ カウンタ ６１ レジスタ ６２ 比較器 ６３ ゲート ６４ チップセレクタ ６５ サブカウンタ ４００ 感光体 ４０１ レーザ ４０２ ポリゴンミラー ４０３ コリメータレンズ ４０４ 受光センサ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 BA08 BB31 BB32 BB34 BB38 BB39 2H076 AB02 AB12 AB16 AB32 AB67 CA17 5C072 AA03 BA01 BA11 CA02 CA06 EA05 HA02 HA12 HB11 HB13 JA07 LA02 XA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号に基づき駆動されるレーザと、
   該レーザからのレーザ光を感光体上で走査させるポリゴ
   ンミラーと、該ポリゴンミラーによるレーザ光の走査動
   作に同期した主走査同期信号を生成する同期信号生成手
   段とを有するデジタル式画像形成装置において、 前記同期信号生成手段からの主走査同期信号を前記ポリ
   ゴンミラーの面数で分周して該ポリゴンミラー１回転に
   同期した同期信号を生成する分周手段と、 該分周手段により分周して得られた同期信号を前記ポリ
   ゴンミラーの面数倍で逓倍する逓倍手段とを備えたこと
   を特徴とするデジタル式画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記逓倍手段は、前
   記分周手段による前記主走査同期信号の分周により得ら
   れた同期信号に同期して動作することを特徴とするデジ
   タル式画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記逓倍手段からの
   信号からタイミング信号を生成するタイミング信号生成
   手段を備えたことを特徴とするデジタル式画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 ポリゴンミラーによるレーザ光の走査動
   作に同期した主走査同期信号を前記ポリゴンミラーの面
   数で分周して該ポリゴンミラー１回転に同期した同期信
   号を生成する分周ステップと、 分周して得られた同期信号を前記ポリゴンミラーの面数
   倍で逓倍する逓倍ステップとを備えたことを特徴とする
   信号生成方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記逓倍ステップ
   は、前記主走査同期信号の分周により得られた同期信号
   に同期して逓倍動作を行うことを特徴とする信号生成方
   法。
6. 【請求項６】 請求項４において、逓倍により得られた
   信号からタイミング信号を生成するタイミング信号生成
   手ステップをさらに備えたことを特徴とする信号生成方
   法。