JP2008143062A - Pixel clock forming apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、その他の画像形成装置に係り、より詳しくは、これら画像形成装置で使用される画素クロックの生成を行なう画素クロック生成装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a laser printer, a digital copying machine, and other image forming apparatuses, and more particularly to a pixel clock generating apparatus and an image forming apparatus that generate a pixel clock used in these image forming apparatuses.
従来、レーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置の一般的な概略構成を図37に示す。図37において、半導体レーザユニット1009から発光されたレーザ光は、回転するポリゴンミラー1003によりスキャンされ、走査レンズ1002を介して被走査媒体である感光体1001上に光スポットを形成し、該感光体1001を露光して静電潜像を形成する。このとき、1ライン毎に、フォトディテクタ1004が走査ビームを検出する。位相同期回路1006は、クロック生成回路1005からのクロックを入力し、フォトディテクタ1004の出力信号に基づいて、1ライン毎に、位相同期のとれた画像クロック(画素クロック)を生成して画像処理ユニット1007とレーザ駆動回路1008へ供給する。また、半導体レーザユニット1009は、画像処理ユニット1007により生成された画像データと位相同期回路1006により1ライン毎に位相が設定された画像クロックにしたがい、半導体レーザの発光時間を制御することにより、感光体1001上の静電潜像の形成を制御する。
FIG. 37 shows a general schematic configuration of an image forming apparatus such as a laser printer or a digital copying machine. In FIG. 37, the laser light emitted from the
このような走査光学系において、走査速度のムラは画像の揺らぎとなり画像品質の劣化を招来させる。特にカラー画像においては、各色の主走査ドット位置ずれが生じるため色ずれを生じ、色再現性の劣化、解像度の劣化を招来させることになる。したがって高品位の画質を得るためには走査速度ムラの補正は不可欠である。この走査速度ムラ(誤差)は大別すると以下に示す(1)〜(5)が挙げられ、それぞれ主な要因について述べる。 In such a scanning optical system, unevenness in scanning speed causes image fluctuation and causes deterioration in image quality. In particular, in a color image, the main scanning dot position shift of each color occurs, resulting in a color shift, leading to deterioration in color reproducibility and resolution. Therefore, in order to obtain high quality image quality, it is essential to correct the scanning speed unevenness. The scanning speed unevenness (error) is roughly classified into the following (1) to (5), and main factors will be described respectively.
(1)ポリゴンミラーの面毎(走査ライン毎)の誤差(以下、適宜、面毎の誤差と称する)
このような走査速度ムラを引き起こす要因としては、ポリゴンミラー等の偏向器の偏向反射面の回転軸からの距離のばらつき(すなわちポリゴンミラーの偏芯)や、ポリゴンミラーの各面の面精度などがある。この種の誤差は数ライン(たとえばポリゴンミラーの面数分のライン数)の周期性を持った誤差となる。
(1) Error for each surface (each scanning line) of the polygon mirror (hereinafter referred to as an error for each surface as appropriate)
Factors that cause such scanning speed unevenness include variations in the distance from the rotation axis of the deflecting and reflecting surface of a deflector such as a polygon mirror (that is, eccentricity of the polygon mirror) and surface accuracy of each surface of the polygon mirror. is there. This type of error is an error having a periodicity of several lines (for example, the number of lines corresponding to the number of polygon mirror surfaces).
(2)走査平均速度変動による誤差
走査平均速度とはポリゴンミラーの各面の走査速度の平均を示し、このような走査速度ムラを引き起こす要因としては、ポリゴンミラーの回転速度の変動や、温度、湿度や振動等の種々の環境変動による走査光学系の変動によるものがある。また温度変動等により光源である半導体レーザの発振波長が変化するため走査光学系の色収差により走査速度が変動するものなどがある。この種の誤差は比較的緩やかな変動となる。また、たとえば半導体レーザアレイ等の複数の光源を備え、共通の走査光学系で複数の光ビームを同時に走査するマルチビーム光学系の場合、次のような走査速度ムラも発生する。
(2) Error due to scanning average speed fluctuation The scanning average speed indicates the average scanning speed of each surface of the polygon mirror, and causes of such scanning speed unevenness include fluctuations in the rotational speed of the polygon mirror, temperature, Some are caused by fluctuations in the scanning optical system due to various environmental fluctuations such as humidity and vibration. In addition, the oscillation speed of the semiconductor laser, which is a light source, changes due to temperature fluctuations, etc., so that the scanning speed varies due to chromatic aberration of the scanning optical system. This type of error is a relatively gradual variation. Further, in the case of a multi-beam optical system that includes a plurality of light sources such as a semiconductor laser array and simultaneously scans a plurality of light beams with a common scanning optical system, the following scanning speed unevenness also occurs.
(3)光源毎の誤差
これの主な要因としては、各光源の発振波長に差があり、走査光学系の色収差により走査速度が変動する。なお発振波長の変動は光源毎に異なるため、上記(2)の誤差は光源毎に異なることもある。また複数の光源の組み付け精度によっても複数ビームの走査速度に差を生じる。さらには、複数の感光体・走査光学系を備えて多色対応とした画像形成装置の場合、つぎに示す各走査光学系の走査速度差が、画像品質に大きく影響する。
(3) Error for each light source The main factor is that there is a difference in the oscillation wavelength of each light source, and the scanning speed fluctuates due to the chromatic aberration of the scanning optical system. In addition, since the fluctuation | variation of an oscillation wavelength changes for every light source, the error of said (2) may differ for every light source. In addition, the scanning speed of a plurality of beams varies depending on the assembly accuracy of a plurality of light sources. Furthermore, in the case of an image forming apparatus that includes a plurality of photoconductors / scanning optical systems and is compatible with multiple colors, the following difference in scanning speed between the scanning optical systems greatly affects the image quality.
(4)走査光学系毎の誤差
これの主な要因としては、走査光学系の各部品の製造精度や組付け精度、経時変化などによる変形などがあり、光源も異なるので前述の(3)の誤差も生じる。この誤差は、走査平均速度そのものが異なり、さらに上記誤差(1)、(2)が個別に生じる。なお、このような画像形成装置の中には走査光学系の一部ユニットを共通に用いるものもあるが、それぞれの光源から被走査媒体(感光体)への光路は異なるので、これも(4)に含む。
(4) Errors for each scanning optical system The main factors for this are manufacturing accuracy and assembly accuracy of each component of the scanning optical system, deformation due to changes over time, etc. An error also occurs. This error is different from the scanning average speed itself, and the above errors (1) and (2) occur individually. Some of these image forming apparatuses use a part of the scanning optical system in common, but the optical paths from the respective light sources to the scanned medium (photosensitive member) are different. )
これらの走査速度の誤差を補正する方法として、たとえば特許文献1に開示されるように画素クロックの周波数を走査速度に応じて変化させる方法がある。これは走査の開始から終了までの画素クロックのカウント数が所定値になるよう画素クロックを発生させる発振器の周波数を制御(いわゆるPLL(Phase Locked Loop)制御)するものである。
As a method of correcting these scanning speed errors, for example, as disclosed in
しかしながら、従来のような画素クロック周波数の制御方法では次のような問題があった。すなわち、位相比較を行う基準クロックの周波数が1ラインの周波数であるので、発振する画素クロックに対して極めて低く(数千〜数万分の1)、充分なPLLのオープンループゲインが確保できず、充分な制御精度を得ることができない。また、外乱にも弱くクロック周波数が変動してしまい精度のよいクロックが生成できない。さらには、特許文献1のようにして面毎の誤差を補正する場合は、1走査毎に発振器であるVCOの制御電圧を変化させるため、クロック周波数が安定して発振するまでに時間を要してしまう。
However, the conventional pixel clock frequency control method has the following problems. That is, since the frequency of the reference clock for phase comparison is one line frequency, it is very low (several thousand to several tens of thousands) with respect to the oscillating pixel clock, and sufficient PLL open loop gain cannot be secured. Therefore, sufficient control accuracy cannot be obtained. In addition, the clock frequency fluctuates weakly to disturbances, and a highly accurate clock cannot be generated. Furthermore, when the error for each surface is corrected as in
また、走査速度の誤差を補正する別の方法として、たとえば特許文献2に開示されるように、生成した高周波クロックを基に画素クロックの位相制御を行う方法がある。これは走査の開始から終了までの高周波クロックのカウント数が所定値になるよう画素クロックの位相を制御するものである。
As another method for correcting the scanning speed error, for example, as disclosed in
この高周波クロックはたとえば水晶発振器のような精度のよいクロックを基準クロックとして生成できるので、精度のよいクロックが得られ、これを基準に画素クロックの位相制御を行うので、画素クロックの制御精度もよいものが生成できる。しかしながら、画素クロックの位相制御を適宜行うことにより、走査速度の誤差を補正しているため、この1走査ライン分の位相制御データを生成する必要があり、さらに画素クロックの位相変化による局所的な偏差を低減するためには、すなわち高精度な画素クロックを生成するためには、高分解能な位相制御を行う必要があるので位相制御データが増大する。よって、この位相制御データを高速かつ高精度に生成することは容易ではなかった。また、面毎の誤差を補正する装置に適用する場合には、面毎に位相制御データを生成する必要があり、高精度な補正をするためには膨大な位相制御データの生成と格納が必要になり、容易に実現できるものではなかった。さらに、走査光学系の各ユニットの精度誤差や組付け誤差により、1ラインの走査中にも走査速度の変動が生じる。 Since this high-frequency clock can be generated with a high-accuracy clock such as a crystal oscillator as a reference clock, a high-accuracy clock can be obtained, and the phase control of the pixel clock is performed based on this clock, so the pixel clock control accuracy is also good. Things can be generated. However, since the error of the scanning speed is corrected by appropriately performing the phase control of the pixel clock, it is necessary to generate the phase control data for this one scanning line, and further, local by the phase change of the pixel clock. In order to reduce the deviation, that is, to generate a highly accurate pixel clock, it is necessary to perform phase control with high resolution, and phase control data increases. Therefore, it is not easy to generate this phase control data at high speed and with high accuracy. In addition, when applied to a device that corrects errors for each surface, it is necessary to generate phase control data for each surface, and in order to perform highly accurate correction, it is necessary to generate and store a large amount of phase control data. It was not easy to realize. Further, the scanning speed fluctuates during scanning of one line due to the accuracy error and assembly error of each unit of the scanning optical system.
(5)非線形性誤差
図38の(a)は1ライン中の走査速度の非線形性誤差の一例を示すものである。横軸xは走査ラインの位置であり、縦軸は位置xに対する走査速度V(x)である。一点鎖線Vavgは1ライン中の走査速度の平均値である。このような走査速度変動を生じた時、一定速度で走査した理想値からのずれΔは同図の(b)のようになる。これはすなわちドット位置ずれを意味し、画像劣化を招く。なお、図38において位置X2からX1の方向に走査する場合は、理想値からのずれΔは点線のようになる。したがって、特にこのように走査中心に対して非対称な位置ずれを生じる走査光学系において走査を双方向に行う場合、色ずれが大きくなり、画像劣化は重大となる。
(5) Nonlinearity Error FIG. 38A shows an example of the nonlinear error of the scanning speed in one line. The horizontal axis x is the position of the scanning line, and the vertical axis is the scanning speed V (x) with respect to the position x. An alternate long and short dash line Vavg is an average value of the scanning speed in one line. When such a change in scanning speed occurs, the deviation Δ from the ideal value scanned at a constant speed is as shown in FIG. This means a dot position shift and causes image degradation. In FIG. 38, when scanning from the position X2 to the direction X1, the deviation Δ from the ideal value is as indicated by a dotted line. Therefore, especially when scanning is performed bidirectionally in such a scanning optical system that causes asymmetric positional deviation with respect to the scanning center, color misregistration increases and image degradation becomes serious.
さらにはポリゴンミラーの各面の面精度により、この非線形性誤差の誤差量および分布は面毎に異なることもある。また、この誤差は走査光学系毎にも異なる。 Further, depending on the surface accuracy of each surface of the polygon mirror, the amount and distribution of this non-linearity error may vary from surface to surface. Further, this error is different for each scanning optical system.
このような走査速度の非線形性誤差を補正する方法として、たとえば特許文献3に開示されるように、走査ライン中の位置に対応して画素クロックの周波数を変調し補正する方法がある。しかしながら、画素クロックの中心周波数の生成が従来と同様のため、前述したように精度よいクロックが生成できず、十分な補正ができないため、高画質化の要求に対しては不十分であった。
As a method of correcting such a nonlinear error in scanning speed, for example, as disclosed in
しかしながら、上述したマルチビーム光学系や複数の感光体・走査光学系を備えて多色対応とした画像形成装置において、走査光学系の一部部品の共通化を図り、小型化およびコストダウンを図った装置が実用に供されている。また、さらなる小型化・コストダウンの要求に対し、前述した各ビームに対応する同期信号の検出手段を共通化する要求があり、このような場合に前述した各誤差を高精度に補正可能に画素クロック周波数を制御するためには、各ビームに対応する同期信号を高精度に検出する必要があった。 However, in the image forming apparatus that includes the multi-beam optical system described above and a plurality of photoconductors / scanning optical systems and is compatible with multiple colors, a part of the scanning optical system is shared, thereby reducing the size and cost. The device has been put into practical use. In addition, in response to the demand for further downsizing and cost reduction, there is a demand to share the above-mentioned synchronization signal detection means corresponding to each beam. In such a case, the above-described errors can be corrected with high accuracy. In order to control the clock frequency, it is necessary to detect the synchronization signal corresponding to each beam with high accuracy.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、様々な要因により生じる走査速度の誤差および非線形性誤差を高精度に補正でき、かつ装置の小型化・コストダウン要求に対しても高精度な制御のできる画素クロック生成装置、並びに画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and can accurately correct a scanning speed error and a non-linearity error caused by various factors, and is also highly accurate in response to a demand for downsizing and cost reduction of the apparatus. It is an object of the present invention to provide a pixel clock generation apparatus and an image forming apparatus that can perform such control.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、入力される第1および第2の同期信号の時間間隔を検出し、検出された時間間隔と目標値とを比較し、その誤差を出力する比較手段と、前記比較手段の出力する誤差にしたがって、画素クロック周波数の設定値を演算し、この演算した設定値にしたがって画素クロック周波数を指定する周波数指定信号を出力する周波数演算手段と、前記周波数演算手段が出力する周波数指定信号に基づく分周比で前記高周波クロックを分周して画素クロックを生成する分周手段と、を有する画素クロック生成手段を複数備えた画素クロック生成装置において、前記画素クロック生成手段に入力されるべき複数の第1または第2の同期信号のうちのいくつかが混合された同期信号であって、前記混合された同期信号を前記高周波クロックによりサンプリングして、同期信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジ時刻を示す同期情報を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出する同期情報分離手段と、を備え、前記同期情報分離手段の出力から前記第1および第2の同期信号の時間間隔を算出することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention according to
また、請求項2にかかる発明は、周期Tで互いに位相差T/Pずつ位相をずらした相数Pの多相クロックを生成する多相クロック生成手段と、入力される第1および第2の同期信号の時間間隔を検出し、検出された時間間隔と目標値とを比較し、その誤差を出力する比較手段と、前記比較手段の出力する誤差にしたがって、画素クロック周波数の設定値を演算し、この演算した設定値にしたがって画素クロック周波数を指定する周波数指定信号を出力する周波数演算手段と、前記多相クロックの位相差T/Pを単位時間とし、前記周波数指定信号にしたがって計数することにより画素クロックの立ち上がり時刻および立ち下がり時刻を算出する計数手段と、前記多相クロックを基準とし、前記画素クロックの立ち上がり時刻および立ち下がり時刻にしたがって画素クロックを生成する画素クロック出力手段と、を有する画素クロック生成手段を複数備えた画素クロック生成装置において、前記画素クロック生成手段に入力されるべき複数の第1または第2の同期信号のうちのいくつかが混合された同期信号であって、前記混合された同期信号を前記多相クロックによりサンプリングして、前記多相クロックの位相差T/Pを単位時間とした同期信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジ時刻を示す同期情報を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出する同期情報分離手段と、を備え、前記同期情報分離手段の出力から前記第1および第2の同期信号の時間間隔を算出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a multi-phase clock generating means for generating a multi-phase clock having a phase number P, the phase of which is shifted by a phase difference T / P with a period T, and first and second input The time interval of the synchronization signal is detected, the detected time interval is compared with the target value, and the setting value of the pixel clock frequency is calculated according to the comparison means for outputting the error and the error output by the comparison means. A frequency calculating means for outputting a frequency specifying signal for specifying a pixel clock frequency in accordance with the calculated set value, and a phase difference T / P of the multiphase clock as a unit time, and counting according to the frequency specifying signal. Count means for calculating the rise time and fall time of the pixel clock, and the rise time and fall time of the pixel clock based on the multiphase clock And a plurality of pixel clock generation means having a pixel clock output means for generating a pixel clock according to the time, a plurality of first or second synchronization signals to be input to the pixel clock generation means Are some of the mixed sync signals, the mixed sync signals are sampled by the multiphase clock, and the rise of the sync signal with the phase difference T / P of the multiphase clock as a unit time Or an edge detection means for detecting synchronization information indicating a falling edge time; and a synchronization information separation means for separating and extracting corresponding synchronization information from the synchronization information output by the edge detection means. The time interval between the first and second synchronization signals is calculated from the output.
また、請求項3にかかる発明は、前記複数の画素クロック生成手段が、第1および第2の同期信号の検出を指示する第1および第2の同期検知信号を生成する同期検知信号生成手段をそれぞれ備え、前記同期情報分離手段が、対応する前記第1または第2の同期検知信号にしたがって前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出するものであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the synchronization detection signal generation means, wherein the plurality of pixel clock generation means generate first and second synchronization detection signals instructing detection of the first and second synchronization signals. Each of the synchronization information separating means is configured to separate and extract corresponding synchronization information from the synchronization information output from the edge detection means in accordance with the corresponding first or second synchronization detection signal. .
また、請求項4にかかる発明は、前記同期情報分離手段が、前記エッジ検出手段の出力する同期情報のうちの1つをライン基準情報として出力するものであって、前記同期検知信号生成手段のそれぞれが、あらかじめ求めた前記ライン基準情報と対応する同期情報との所定時間差に応じて、前記第1または第2の同期検知信号を生成するものであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the synchronization information separation means outputs one of the synchronization information output from the edge detection means as line reference information, and the synchronization detection signal generation means Each of them generates the first or second synchronization detection signal according to a predetermined time difference between the line reference information obtained in advance and the corresponding synchronization information.
また、請求項5にかかる発明は、少なくとも1つの画素クロック生成手段により生成する画素クロックを先行基準として定め、この画素クロック生成手段に備えた前記同期検知信号生成手段が前記第1および第2の同期検知信号を生成するものであって、その他の画素クロック生成手段においては、前記同期情報分離手段が前記エッジ検出手段の出力する同期情報から先行基準の前記第1および第2の同期検知信号に対応して得られた同期情報を生成するものであって、画素クロックが一定の初期位相オフセットを伴って生成されるものであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, a pixel clock generated by at least one pixel clock generation unit is defined as a leading reference, and the synchronization detection signal generation unit provided in the pixel clock generation unit includes the first and second synchronization clocks. In the other pixel clock generation means, the synchronization information separation means converts the synchronization information output from the edge detection means to the first and second synchronization detection signals of the preceding reference. The synchronization information obtained correspondingly is generated, and the pixel clock is generated with a constant initial phase offset.
また、請求項6にかかる発明は、その他の画素クロック生成手段においては、前記比較手段が、前記検出された時間間隔に前記初期位相オフセットを加算した値、または前記目標値に前記初期位相オフセットを減算した値を用いて比較することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the other pixel clock generation means, the comparison means adds the initial phase offset to the detected time interval, or adds the initial phase offset to the target value. The comparison is performed using the subtracted value.
また、請求項7にかかる発明は、前記エッジ検出手段を複数備え、前記同期情報分離手段が、前記エッジ検出手段の出力する複数の同期情報から対応する同期情報が含まれる1つを選択する検出選択手段を備え、前記検出選択手段の出力から対応する同期情報を分離抽出することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項8にかかる発明は、前記同期情報分離手段が、複数の画素クロック生成手段から出力される前記第1または第2の同期検知信号から1つを選択する同期検知信号選択手段と、前記同期検知信号選択手段と前記エッジ検出手段の出力する同期情報との論理積から対応する同期情報を分離抽出する論理積手段を備えることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a synchronization detection signal selection unit, wherein the synchronization information separation unit selects one of the first or second synchronization detection signals output from a plurality of pixel clock generation units, There is provided logical product means for separating and extracting corresponding synchronous information from the logical product of the synchronous detection signal selecting means and the synchronous information output by the edge detecting means.
また、請求項9にかかる発明は、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、入力される第1および第2の同期信号の時間間隔を検出し、検出された時間間隔と目標値とを比較し、その誤差を出力する比較手段と、前記比較手段の出力する誤差にしたがって、画素クロック周波数の設定値を演算し、この演算した設定値にしたがって画素クロック周波数を指定する周波数指定信号を出力する周波数演算手段と、前記周波数演算手段が出力する周波数指定信号に基づく分周比で前記高周波クロックを分周して画素クロックを生成する分周手段と、を有する画素クロック生成手段を複数備えた画素クロック生成装置と、前記複数の画素クロックに基づき画像データにしたがってパルス変調をしたそれぞれのパルス変調信号で複数の光源を駆動し、前記複数の光源から出力される光束を被走査媒体上に走査して画像を形成する画像形成装置において、前記光束の走査ライン上に2つの光検出手段を備え、前記2つの光検出手段に前記複数の光源の光束のうちのいくつかが走査するものであって、前記2つの光検出手段の出力である同期信号をそれぞれ前記高周波クロックによりサンプリングして、同期信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジ時刻を示す同期情報を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出する同期情報分離手段と、を備え、前記同期情報分離手段の出力から前記第1および第2の同期信号の時間間隔を算出することを特徴とする。
The invention according to
また、請求項10にかかる発明は、周期Tで互いに位相差T/Pずつ位相をずらした相数Pの多相クロックを生成する多相クロック生成手段と、入力される第1および第2の同期信号の時間間隔を検出し、検出された時間間隔と目標値とを比較し、その誤差を出力する比較手段と、前記比較手段の出力する誤差にしたがって、画素クロック周波数の設定値を演算し、この演算した設定値にしたがって画素クロック周波数を指定する周波数指定信号を出力する周波数演算手段と、前記多相クロックの位相差T/Pを単位時間とし、前記周波数指定信号にしたがって計数することにより画素クロックの立ち上がり時刻および立ち下がり時刻を算出する計数手段と、前記多相クロックを基準とし、前記画素クロックの立ち上がり時刻および立ち下がり時刻にしたがって画素クロックを生成する画素クロック出力手段と、を有する画素クロック生成手段を複数備えた画素クロック生成装置と、前記複数の画素クロックに基づき画像データにしたがってパルス変調をしたそれぞれのパルス変調信号で複数の光源を駆動し、前記複数の光源から出力される光束を被走査媒体上に走査して画像を形成する画像形成装置において、前記光束の走査ライン上に2つの光検出手段を備え、前記2つの光検出手段に前記複数の光源の光束のうちのいくつかが走査するものであって、前記2つの光検出手段の出力である同期信号を前記多相クロックによりサンプリングして、前記多相クロックの位相差T/Pを単位時間とした同期信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジ時刻を示す同期情報を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出する同期情報分離手段と、を備え、前記同期情報分離手段の出力から前記第1および第2の同期信号の時間間隔を算出することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a multi-phase clock generating means for generating a multi-phase clock having a phase number P, the phase of which is shifted by a phase difference T / P with a period T, and first and second input The time interval of the synchronization signal is detected, the detected time interval is compared with the target value, and the setting value of the pixel clock frequency is calculated according to the comparison means for outputting the error and the error output by the comparison means. A frequency calculating means for outputting a frequency specifying signal for specifying a pixel clock frequency in accordance with the calculated set value, and a phase difference T / P of the multiphase clock as a unit time, and counting according to the frequency specifying signal. Counting means for calculating the rise time and fall time of the pixel clock, and the rise time and fall time of the pixel clock on the basis of the multiphase clock. A pixel clock generating device comprising a plurality of pixel clock generating means having a pixel clock output means for generating a pixel clock according to the time, and each pulse modulation signal that is pulse-modulated according to image data based on the plurality of pixel clocks In the image forming apparatus that drives a plurality of light sources and scans a light beam output from the plurality of light sources onto a scanned medium to form an image, the image forming apparatus includes two light detection units on a scanning line of the light beam, Some of the light beams of the plurality of light sources scan the two light detection means, and a synchronization signal that is an output of the two light detection means is sampled by the multiphase clock, and the multiple light detection means Detecting synchronization information indicating the rising or falling edge time of the synchronization signal with the phase difference T / P of the phase clock as the unit time. Detection means and synchronization information separation means for separating and extracting corresponding synchronization information from the synchronization information output from the edge detection means, and the time of the first and second synchronization signals from the output of the synchronization information separation means An interval is calculated.
また、請求項11にかかる発明は、前記複数の画素クロック生成手段が、対応する光源の光束が前記2つの光検出手段を通過する際点灯するように指示する第1および第2の同期検知信号を生成する同期検知信号生成手段をそれぞれ備え、前記同期情報分離手段が、対応する前記第1または第2の同期検知信号にしたがって前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出するものであることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, the first and second synchronization detection signals instructing the plurality of pixel clock generation means to light up when the luminous flux of the corresponding light source passes through the two light detection means. Respectively, and the synchronization information separating means separates and extracts the corresponding synchronization information from the synchronization information output from the edge detection means according to the corresponding first or second synchronization detection signal. It is a thing to do.
また、請求項12にかかる発明は、前記2つの光検出手段を通過する光束のうち少なくとも1つをマスタービームとして定め、前記同期情報分離手段が、前記エッジ検出手段の出力する同期情報のうちマスタービームによる同期情報をライン基準情報として出力するものであって、前記同期検知信号生成手段のそれぞれが、あらかじめ求めたマスタービームと対応する光源の光束との間隔に応じて、前記第1または第2の同期検知信号を生成するものであることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, at least one of the light beams passing through the two light detection means is defined as a master beam, and the synchronization information separation means is a master of the synchronization information output from the edge detection means. The synchronization information by the beam is output as line reference information, and each of the synchronization detection signal generating means is configured to output the first or second signal according to the interval between the master beam obtained in advance and the light beam of the corresponding light source. The synchronization detection signal is generated.
また、請求項13にかかる発明は、前記複数の光源が半導体レーザアレイの各素子であって、そのうちの1つから出力される光束が前記2つの光検出手段を通過する際点灯するように指示する第1および第2の先行同期検知信号を生成するものであって、その他の前記半導体レーザアレイ素子に対応する画素クロック生成手段においては、前記同期情報分離手段が前記エッジ検出手段の出力する同期情報から前記第1および第2の先行同期検知信号に対応して得られた同期情報を生成するものであって、画素クロックが一定の初期位相オフセットを伴って生成されるものであることを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, the plurality of light sources are each element of the semiconductor laser array, and a light beam output from one of them is instructed to turn on when passing through the two light detection means. In the pixel clock generating means corresponding to the other semiconductor laser array elements, the synchronization information separating means outputs the synchronization output from the edge detecting means. Synchronizing information obtained corresponding to the first and second preceding synchronization detection signals is generated from information, and a pixel clock is generated with a constant initial phase offset. And
また、請求項14にかかる発明は、その他の前記半導体レーザアレイ素子に対応する画素クロック生成手段においては、前記比較手段が、前記検出された時間間隔に前記初期位相オフセットを加算した値、または前記目標値に前記初期位相オフセットを減算した値を用いて比較することを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the pixel clock generation unit corresponding to the other semiconductor laser array element, the comparison unit adds the initial phase offset to the detected time interval, or the The comparison is performed using a value obtained by subtracting the initial phase offset from the target value.
本発明にかかる画素クロック生成装置、画像形成装置は、精度に生成された高周波クロックまたは多相クロックを基準として画素クロックを生成し、走査時間の変動に合わせて画素クロック周波数を制御しているので、走査平均速度の変動があってもこの誤差を高精度に補正できる画素クロックが生成でき、さらに画素クロック周波数の制御はポリゴンミラーの各面に対応してそれぞれ制御しているので、面毎の走査速度誤差があっても高精度に補正できる画素クロックが生成できる。さらには走査速度の非線形性誤差を補正するようにして画素クロック周波数を変調しているので、より高精度な画素クロックが生成できる。また、この画素クロック生成部を画像形成装置に適用しているので、走査速度誤差を高精度に補正した画素クロックを基準に画像を形成でき、高品質な画像が得られる。よって、装置の小型化・コストダウン要求に対しても高精度な制御が実現するという効果を奏する。 The pixel clock generation apparatus and the image forming apparatus according to the present invention generate a pixel clock based on a high-frequency clock or a multiphase clock generated with accuracy, and control the pixel clock frequency in accordance with a change in scanning time. A pixel clock that can correct this error with high accuracy can be generated even if the scanning average speed fluctuates. Further, the pixel clock frequency is controlled in correspondence with each surface of the polygon mirror. Even if there is a scanning speed error, a pixel clock that can be corrected with high accuracy can be generated. Furthermore, since the pixel clock frequency is modulated so as to correct the nonlinear error of the scanning speed, a more accurate pixel clock can be generated. In addition, since the pixel clock generation unit is applied to the image forming apparatus, an image can be formed on the basis of the pixel clock in which the scanning speed error is corrected with high accuracy, and a high quality image can be obtained. Therefore, there is an effect that high-precision control is realized even in response to a request for downsizing and cost reduction of the apparatus.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画素クロック生成装置および画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a pixel clock generating apparatus and an image forming apparatus according to the present invention are explained in detail below with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施の形態)
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。まず、本発明の基本となる前述の誤差(1)〜(4)を補正するための基本実施の形態について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a basic embodiment for correcting the aforementioned errors (1) to (4), which is the basis of the present invention, will be described.
図1に、本発明による画像形成装置の第1の実施の形態の全体構成を示す。この画像形成装置において、光源としての半導体レーザ101からのレーザ光がコリメータレンズ102とシリンダーレンズ103を介することで整形され、その後、偏光器としてのポリゴンミラー104に入射することで、周期性を持って感光体105を走査するように反射される。反射されたレーザ光は、fθレンズ106、ミラー110、およびトロイダルレンズ107を介して感光体105に照射され、光スポットを形成する。これにより、感光体105上には、半導体レーザ101の出力に応じた画像(静電潜像)が形成される。
FIG. 1 shows the overall configuration of a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. In this image forming apparatus, laser light from a
また、ミラー110の両端にはフォトディテクタPD1(符号108)、フォトディテクタPD2(符号109)がそれぞれ配置されており、走査の開始と終了とが検出される。つまりポリゴンミラー104により反射されたレーザ光は感光体105を1ライン走査する前にPD1に入射され、走査後にPD2に入射される。それぞれのフォトディテクタでは入射されたレーザ光をそれぞれ第1の同期信号SPSYNCおよび第2の同期信号EPSYNCに変換し、画素クロック生成部111に供給する。画素クロック生成部111は、2つの同期信号SPSYNCおよびEPSYNCから、PD1とPD2間をレーザ光が走査される時間間隔を測定し、その時間間隔にあらかじめ定められた所定数のクロックが収まるように求められた周波数の画素クロックPCLKを生成し、それを画像処理部112と変調データ生成部113に供給する。この画素クロック生成部111の構成については後述する。フォトディテクタPD1の出力信号である第1の同期信号SPSYNCは、ライン同期信号として画像処理部112にも与えられる。画像処理部112は、画素クロックPCLKを基準に画像データを生成する。変調データ生成部113は、画素クロックPCLKを基準として、入力された画像データから変調データを生成し、レーザ駆動部114を介して半導体レーザ101を駆動する。
Further, a photodetector PD1 (reference numeral 108) and a photodetector PD2 (reference numeral 109) are arranged at both ends of the
つぎに上述の画像形成装置における画素クロック生成部111の詳細な実施の形態を図面に基づき説明する。図2は、本発明による画素クロック生成部111の第1の実施の形態を示す構成図である。図2の画素クロック生成部111において、高周波クロック生成部1は基準クロックRefCLKを基に、逓倍した高周波クロックVCLKを生成するものであり、一般的なPLL(Phase Locked Loop)回路により構成される。入力する基準クロックRefCLKをたとえば精度のよい水晶発振器出力を用いることにより精度のよい高周波クロックVCLKが得られる。この高周波クロックVCLKを基準に画素クロックPCLKを生成する。分周器4は、高周波クロックVCLKをM分周した画素クロックPCLKを生成する。これはたとえばM進カウンタにより構成され、カウント値countMを出力する。ここで同期信号SPSYNCの立ち上がりでカウントを開始するようにすれば、走査開始時点に位相同期した画素クロックが生成できる。また、分周比Mは周波数演算部7からの画素クロック周波数指示信号Mnowにしたがって変更される。このように画素クロックPCLKの生成は安定かつ高精度に発振させた高周波クロックVCLKを分周することにより生成されるので、この分周比を変更することにより瞬時にかつ安定に画素クロック周波数を変更することが可能となる。よって、ライン毎周波数を変更しても瞬時に移行できる。
Next, a detailed embodiment of the pixel
第1エッジ検出部2は、第1の同期信号SPSYNCの立ち上がりエッジを高周波クロックVCLKを基準として検出するものであり、第1の同期信号SPSYNCの立ち上がりを検出すると画素クロックPCLKに同期した検出パルスSPplsを出力する。第2エッジ検出部3は、第2の同期信号EPSYNCの立ち上がりエッジを高周波クロックVCLKを基準として検出し、検出パルスEPplsとカウント値EPmを出力する。比較部5は、2つの同期信号SPSYNC、EPSYNC間の時間Tlineを検出し、書き込み周波数と2つのフォトディテクタPD1とPD2との距離に応じてあらかじめ定められた基準時間と計測した時間Tlineとの差を当該ラインの誤差LErrとして算出する。つまり適正な走査時間(基準時間)と当該ラインの走査時間Tlineとの差が走査速度の誤差である。この誤差LErrは高周波クロックVCLKを基準としてカウントし演算を行ってもよいが、高周波クロックVCLKは非常に高周波であり、またカウントするビット数も非常に大きくなるので、回路規模、消費電力の点で不利である。そこで本実施の形態では、時間Tlineを画素クロックPCLKを基準としてカウントし、基準値RefNとの比較をし、最後に高周波クロック基準の当該ラインの誤差LErrとして変換している。フィルタ6は、ライン誤差LErrをフィルタリングして誤差データErrを出力するデジタルフィルタであり、たとえば簡単には、直近の複数ライン分の誤差LErrを平均して誤差データErrを得る。
The
周波数演算部7は、誤差データErrにしたがって適正な画素クロック周波数を算出し、これを画素クロック周波数指示信号Mnowに変換して出力する。高周波クロック周期をTv、画素クロック周期をTpとし、今、Tp=KTvとして画素クロック周波数を設定して走査したとき、目標値Tp'(Tp'=K'Tv)との誤差Errが入力される。したがって、RefN・Tp'=RefN・Tp+Err・Tvであるので、
K'=K+Err/RefN ・・・(1)式
としてK'を設定するようにすれば、画素クロック周波数を目標値に制御することができる。
The
K ′ = K + Err / RefN (1) If K ′ is set as equation (1), the pixel clock frequency can be controlled to the target value.
つまり、分周器4、比較部5、フィルタ6および周波数演算部7でデジタルPLL制御を行っている。そして、フィルタ6の特性がこのPLL制御特性を決定し、制御系が安定になるようにフィルタ特性が決定される。また、K'=K+α・Err/RefNとしてループゲインを変えるようにしてもよい。また、分周器4の分周比Mは自然数であるので、画素クロック周波数の設定値Kを次のようにして画素クロック周波数指示信号Mnowに変換すると、まるめ誤差を低減することができ、より精度のよい画素クロックが得られる。たとえば、通常は設定値Kを四捨五入して整数にまるめた値をMとし、Mnow=Mとし、画素クロックのCサイクルに1回、Mnow=M+1またはM−1とすることにより、K=(M±1/C)となり丸め誤差を低減できる。また丸め誤差の振り分けも均等に行えるので、画素クロックの局所的な偏差も抑えられる。この場合は前記M値とC値を制御するようにすればよい。詳細な説明は後述する。
That is, the digital PLL control is performed by the
図4は、比較部5の詳細構成例である。また、図3は、図2の一部信号のタイミングチャートの一例であり、これらに基づき比較部5の詳細な動作説明を行う。図3において、(a)SPSYNCは走査開始を示す第1の同期信号であり、第1エッジ検出部2に入力される。(b)EPSYNCは走査終了を示す第2の同期信号であり、第2エッジ検出部3に入力される。(c)VCLKは高周波クロック生成部1で生成される高周波クロックの立ち上がりエッジを示している。(d)countMは分周器4で高周波クロックVCLKを基準としてカウントされるカウント値であり、(e)PCLKは(d)countMが0のとき立ち上がる画素クロックである。(f−1)SPplsおよび(f−2)EPplsはそれぞれ(a)SPSYNC、(b)EPSYNCの立ち上がりを示すPCLKに同期したパルスであり、(g−2)EPmは、(b)EPSYNCの立ち上がり時の(d)countMの値である。(h)は比較部5にある画素クロックPCLK基準でカウントするカウンタの値であり、(f−1)SPplsで0にリセットされ、(f−2)EPplsでカウントが停止される。
FIG. 4 is a detailed configuration example of the
図4の比較部5において、カウンタ11は、画素クロックPCLKを基準にカウントするカウンタであり、SPplsで0にリセットされ、EPplsでカウントを停止する。減算部12はカウント停止後のカウンタ11の値countN(図3ではn)から基準カウント値RefNの減算を行い、減算結果diffNを出力する。誤差演算部13は、下記の演算を行い、高周波クロックVCLK周期Tvを単位とする誤差LErrを出力する。
LErr=diffN・K+EPm
ここで、diffN=n−RefN, EPm=m2,Tp=K・Tv,Tp:PCLKの周期である。
In the
LErr = diffN · K + EPm
Here, diffN = n−RefN, EPm = m2, Tp = K · Tv, Tp: the period of PCLK.
また、2つのフォトディテクタPD1とPD2との距離がドット幅の整数倍でない場合、つまり基準時間が目標とする画素クロック周期の整数倍でない場合、その端数を高周波クロックVCLKのサイクル数に換算し、これをRefMとして誤差演算部13に入力し、LErr=diffN・K+EPm−RefMと演算するようにすると、より正確な画素クロック周波数の制御が行えるようになる。
If the distance between the two photodetectors PD1 and PD2 is not an integral multiple of the dot width, that is, if the reference time is not an integral multiple of the target pixel clock period, the fraction is converted into the number of cycles of the high-frequency clock VCLK. Is input to the
図5は、周波数演算部7の詳細構成例である。本実施の形態ではポリゴンミラーは6面構成であるとし、面毎の誤差を補正するため面毎に画素クロック周波数を制御する。演算部16は、現在の設定値M,C,Rと誤差データErrとから次の設定値NextM,NextC,NextRを演算するものであり、この演算を演算面指示信号CalcNoにしたがい、各面毎行う。このM,C,Rの関係は、上述したようにTp=(M±1/C)Tvであり、C=RefN/Rである。これらの式と(1)式より、(NextM=M'、NextR=R'、RefN=Nrと記す)
M'+R'/Nr=M+R/Nr+Err/Nr、 C'=Nr/R'
であるので、演算は次の手順で行う。
FIG. 5 is a detailed configuration example of the
M ′ + R ′ / Nr = M + R / Nr + Err / Nr, C ′ = Nr / R ′
Therefore, the calculation is performed according to the following procedure.
<1> R+Err(=TmpRとする)を計算する。
<2> TmpR>Nr/2であれば、M'=M+1としてR'=TmpR−Nrとする。TmpR<−Nr/2であれば、M'=M−1としてR'=TmpR+Nrとする。それ以外は、M'=M、R'=TmpRとする。
<3> Nr÷Rの商をC'とする。なお、R'=0であれば、C'=0とする。
<1> R + Err (= TmpR) is calculated.
<2> If TmpR> Nr / 2, M ′ = M + 1 and R ′ = TmpR−Nr. If TmpR <−Nr / 2, M ′ = M−1 and R ′ = TmpR + Nr. In other cases, M ′ = M and R ′ = TmpR.
<3> Let C ′ be the quotient of Nr ÷ R. If R ′ = 0, C ′ = 0.
レジスタ17は上記の演算により求めたM値を保持しておくデータ保持部であり、保持する値はポリゴンミラーの各面毎F0M〜F5Mの値を保持する。また、更新信号Renewにしたがい対応するレジスタ値をNextMに更新する。ここでF*(*はポリゴンミラーの面番号0〜5)はポリゴンミラーの面番号に対応する値であることを示す(以下同様)。なお、この面番号は相対的な関係を示すものであり、対応する値は自動的に制御されるので、実際の面と一致させる必要はない。同様にレジスタ18は現在設定しているC値を保持しておくデータ保持部であり、レジスタ19は現在設定しているR値を保持しておくデータ保持部である。それぞれ更新信号Renewにしたがい対応するレジスタ値をNextC、NextRに更新する。
The
選択部20は、面選択信号FNoにしたがい、F0M〜F5Mのうち対応するM値を選択出力するものである。同様に選択部21は、面選択信号FNoにしたがい、F0C〜F5Cのうち対応するC値を選択出力するものである。なお、CsignはC値の符号を示す。
The
カウンタ23は、PCLKを基準としてC値をカウント(0からC−1まで)するもので、カウント値がC−1となったとき、Csignが正を示していれば+1を、負を示していれば−1を出力し、それ以外のときは0を出力する。なお、C=0のときは常に0を出力する。加算部22は選択部20の出力するMとカウンタ23の出力する値を加算し、結果を画素クロック周波数指示信号Mnowとして出力する。よって、PCLKのCサイクルに1回、M値が+1または−1されるように変換され、画素クロックの平均周期は(M±1/C)Tvとなる。
The counter 23 counts the C value (from 0 to C-1) with reference to PCLK. When the count value becomes C-1, the
演算制御部15は上述した演算を制御するものであり、図6に示すフローチャートにしたがい、演算面指示信号CalcNo、更新信号Renewおよび面選択信号FNoを生成し出力する。図6において、まず、FNo=0、CalcNo=0として初期化を行い(ステップS1)、1ラインの走査が終了するまで待機する(ステップS2)。つまりEPplsにより走査終了を検知するまで待機する。なお、待機時間には誤差データErrの演算が確定するまでの時間の猶予も含む。続いて、現在のCalcNoに対応した前述の演算を行い(ステップS3)、現在のCalcNoに対応した更新信号Renewをアクティブにし、各レジスタの値をNext値に更新する(ステップS4)。続いて、CalcNoをインクリメントする。なお、CalcNo=5のときは0に戻る(ステップS5)。続いて、画素クロック周波数制御がロックしているか否かを示すロックフラグLockにしたがい分岐する(ステップS6)。ここでロックフラグLockは、たとえば、所定ラインの間(たとえば6ラインとする)誤差LErr(あるいは誤差データErr)が所定の範囲内(面間誤差のバラツキ範囲や所望の制御精度などから決めればよく、たとえば±2M以内とする)に収まっていれば、ロックしているとみなす信号で、この信号の生成部はたとえばフィルタ6内に備えればよい。あるいは制御応答性よりあらかじめ制御開始より所定時間(ライン数などで指定)を決めておき、この時間が経過したらLock信号をアクティブにするようにしてもよい。ステップS7はステップS6の判定結果がNoの場合(つまりまだロックしていない場合)、全ての面で演算を行い設定値を更新したかを判定する。6面全て演算していればFNo=CalcNoとなるのでステップS8に移る。ここで否であればステップS2に戻り別の面の演算を行う。ステップS8はFNoをインクリメントし(5の場合は0に戻る)、CalcNoにFNoを代入する(インクリメント後の値)。これにより画素クロック周波数指示信号Mnowに変換するMおよびC値が次ラインの設定値に変更される。なお、ここまでの操作を次ラインの走査開始(SPSYNCが検知される)までに行う。その後ステップS2に戻り以上のルーチンを繰り返す。このように制御すれば、各面のクロック周波数が所定誤差内に収まるまでは、全ての面で誤差Errを縮小するように制御していくので高速な引き込みができ、また所定誤差内に収まった後は各面毎個別に制御するので面間の誤差も低減され、高精度なクロック周波数制御ができる。
The
図7は、この制御方法による引き込み過程の様子の一例を示す図であり、横軸は時間、縦軸はライン誤差LErrである。また黒丸は第0面に対応する誤差であり、その他の面の誤差は×印で示す。また点線は6面分の誤差の平均値を示す。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the pull-in process according to this control method, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents line error LErr. Black circles are errors corresponding to the 0th surface, and errors on the other surfaces are indicated by crosses. A dotted line indicates an average value of errors for six surfaces.
図8は、周波数演算部7の別の詳細構成例である。演算制御部15は図5のそれと同様にしてこの演算を制御するものである。演算部25は、現在の設定値M,Fと誤差データErrとから次の設定値NextM,NextFを演算するものであり、この演算を演算面指示信号CalcNoにしたがい、各面毎行う。この実施の形態では画素クロック周波数の設定値Kは次のようにして画素クロック周波数指示信号Mnowに変換する。すなわち、設定値Kの整数部をMとし、小数部をa桁(2進数表記)の値Fに丸める。そして2^a(=Naとする)サイクルにF回、Mnow=M+1とすることにより、K=(M+F/Na)と設定される。ここで設定値による丸め誤差は最大NRefNaとなるので、所望の誤差許容値に収まるように小数部の桁数aを決定すればよい。また、局所的な周波数偏差を抑えるため+1とするF回のサイクルは均等に振り分けられるようにする。この機能は変換部31が担う(動作詳細は後述する)。よって(1)式とこのKの関係式により、(NextF=F'とする)
K'+F'/Na=M+F/Na+Err/Nr
であるので、演算は次の手順で行う。
FIG. 8 is another detailed configuration example of the
K ′ + F ′ / Na = M + F / Na + Err / Nr
Therefore, the calculation is performed according to the following procedure.
<1> F+Err/Nr*Na(=TmFとする)を計算する。Naは2^aであるので、*Naは被乗数(Err/Nr)の上位aビットを取ればよく、またNrはこの周波数制御を行っている間は固定であるので、あらかじめNrの逆数を計算しておいてこれをErrに乗算すれば演算は簡便に行える。
<2> TmpF>Naであれば、M'=M+1、F'=TmpF−Naとする。TmpF<0であれば、M'=M−1、F'=TmpF+Naとする。
<1> F + Err / Nr * Na (= TmF) is calculated. Since Na is 2 ^ a, * Na only needs to take the upper a bits of the multiplicand (Err / Nr), and Nr is fixed during this frequency control, so the reciprocal of Nr is calculated in advance. If this is multiplied by Err, the calculation can be performed easily.
<2> If TmpF> Na, M ′ = M + 1 and F ′ = TmpF−Na. If TmpF <0, M ′ = M−1 and F ′ = TmpF + Na.
図5と同様にレジスタ26は上記の演算により求められたM値を保持しておくデータ保持部であり、レジスタ27は同様にF値を保持しておくデータ保持部である。これら保持する値はポリゴンミラーの各面毎F0〜F5に保持する。そしてそれぞれ更新信号Renewにしたがい対応するレジスタ値をNextC、NextRに更新する。
Similarly to FIG. 5, the
選択部28は、面選択信号FNoにしたがい、F0M〜F5Mのうち対応するM値を選択出力するものである。同様に選択部29は、面選択信号FNoにしたがい、F0F〜F5Fのうち対応するC値を選択出力するものである。
The
カウンタ30は、PCLKを基準にカウントするaビットカウンタであり、そのカウント値countAを出力する。変換部31は、カウント値countAにしたがい、Na(=2^a)サイクル中、Fサイクルは「1」を、残りのNa−Fサイクルは「0」として信号UPを出力する。このUP信号の生成は、カウント値countA[a−1:0]のビット並びを逆転させたcountA[0:a−1]をArevとしたとき、ArevがFより小さい場合1とするようにすれば(UP=(Arev<F))、Naサイクル中均等にF回「1」が生成される。
The
加算部32は選択部28の出力するMと変換部31の出力するUPを加算し、結果を画素クロック周波数指示信号Mnowとして出力する。よって、PCLKのNaサイクルにF回、M値が+1インクリメントされるように変換され、画素クロックの平均周期は(M+F/Na)Tvとなる。
The
前述したように、画素クロック周波数の制御は1ライン毎に位相誤差LErrを検出し、これが0になるようにデジタルPLL制御を行っている。フィルタ6は制御ループ内に置かれたデジタルフィルタであり、このフィルタ特性を変更することにより、制御帯域を設定できる。以下にフィルタの設定例を示す。
As described above, the pixel clock frequency is controlled by detecting the phase error LErr for each line and performing digital PLL control so that the phase error LErr becomes zero. The
まず、ループフィルタを除くDPLL制御系のループゲインは図9の(a)に示すようになる。ここでfsはサンプリング周波数で、つまりここではライン周波数である。この制御系に(b)のような特性を持つラグリードフィルタを挿入し、(c)のループゲインとすることにより、制御系を安定化させることができる。
τ1=/2πf1、τ2=1/2πf2とすると、ループフィルタの伝達関数H(s)は次式のようになる。
H(s)・(1τ2s)/(1τ1s)
上式を、双一次変換(s=2/T・(1−z^−1)/(1+z^−1))してz変換形式にし、さらにT=1として正規化すれば、ループフィルタの伝達関数H(z)は次式となる。
H(z)=(b0+b1z^−1)/(1+a1z^−1)
a1=(1−2τ1)/(1+2τ1)、bo=(1+2τ2)/(1+2τ1)、b1=(1−2τ2)/(1+2τ1)
First, the loop gain of the DPLL control system excluding the loop filter is as shown in FIG. Here, fs is the sampling frequency, that is, here the line frequency. The control system can be stabilized by inserting a lag reed filter having the characteristics as shown in (b) into the control system to obtain the loop gain shown in (c).
Assuming that τ1 = / 2πf1 and τ2 = 1 / 2πf2, the transfer function H (s) of the loop filter is as follows.
H (s) · (1τ2s) / (1τ1s)
If the above equation is converted into a z-transform form by bilinear transformation (s = 2 / T · (1-z ^ -1) / (1 + z ^ -1)) and further normalized as T = 1, the loop filter The transfer function H (z) is
H (z) = (b0 + b1z ^ -1) / (1 + a1z ^ -1)
a1 = (1-2τ1) / (1 + 2τ1), bo = (1 + 2τ2) / (1 + 2τ1), b1 = (1-2τ2) / (1 + 2τ1)
図10は上式の伝達関数H(z)を実現するフィルタ6の詳細構成例である。これは一次のIIR型フィルタであり、加算器40および45はそれぞれの入力を加算し、乗算器42、43、44はそれぞれ入力に対し、係数−a1,b1,b0を掛けた値を出力し、遅延素子41は中間変数wを1サンプル毎(つまり1ライン毎)遅延させる。このフィルタにライン誤差LErrを入力すれば、誤差データErrを得る。
FIG. 10 is a detailed configuration example of the
また、乗算器の各係数を変更する手段を設ければ、動的にフィルタ特性を変更可能となり、たとえば、上述のLock信号にしたがいフィルタ特性を変更するようにしてもよい。なお、本例のフィルタ特性および構成は一例であり、本発明はその他の構成のフィルタでも適用できる。デジタルフィルタについては公知技術であるので、その他の構成の例示は省略する。 Further, if means for changing each coefficient of the multiplier is provided, the filter characteristics can be dynamically changed. For example, the filter characteristics may be changed according to the above-described Lock signal. Note that the filter characteristics and configuration of this example are merely examples, and the present invention can be applied to filters having other configurations. Since the digital filter is a known technique, the illustration of other configurations is omitted.
つぎに図2の画素クロック生成部111で生成した画素クロックPCLKを基準に画像データにしたがい変調する変調データ生成部113の好適な変調方法を説明する。図11は、変調データ生成部113の動作を説明するタイミングチャートである。ここでは画像データPdataにしたがい8値のパルス幅変調を行った変調データMdataを生成する場合とした。図11において、(a)VCLKは高周波クロック(周期Tv)の立ち上がりを示し、(b)countMは分周器4でカウントしたカウント値であり、今、Mnow=16と設定されているものとする。(c)PCLKは画素クロックであり、ここでは周期は16Tvとなっている。(d)PdataはPCLKに同期して入力される画像データであり、この値Dmにしたがって出力する変調データ(e)Mdataのパルス幅Twを変調する。変調データMdataの生成は高周波クロックVCLKを基準にして行われ、Dm≠0であれば、countM=0のとき「H」とする。また、countM=Dm/Nm・Mnow(Nmは階調数でここでは8)のとき「L」とする。またはcountM=(Nm−Dm)/Nm・Mnowのとき「H」とし、Dm≠8であれば、countM=0のとき「L」とするようにすると(e')のような変調データが生成できる。またこれら2つの生成モードを切り替えられるようにし、ドット毎変更できるようにしてもよい。
Next, a suitable modulation method of the modulation
なお、上記説明では、走査開始と終了との2点間の走査時間の変動に合わせて画素クロック周波数を制御する形態について説明したが、1ライン中の走査速度がほぼ一定であれば、1ライン中の任意の2点間の走査時間の変動に合わせて制御を行うようにしてもよく、この実施の形態で適用できる。 In the above description, the mode in which the pixel clock frequency is controlled in accordance with the variation of the scanning time between the two points of scanning start and end has been described. However, if the scanning speed in one line is substantially constant, one line The control may be performed in accordance with the fluctuation of the scanning time between any two of the points, and this embodiment can be applied.
以上説明したように、画素クロック生成部の第1の実施の形態によれば、高精度に生成された高周波クロックVCLKを基準として画素クロックを生成し、走査時間の変動に合わせて画素クロック周波数を制御しているので、走査平均速度の変動があってもこの誤差を高精度に補正できる画素クロックが生成でき、さらに画素クロック周波数の制御はポリゴンミラーの各面に対応してそれぞれ制御しているので、面毎の走査速度誤差があっても高精度に補正できる画素クロックが生成できる。また、この画素クロック生成部を画像形成装置に適用すれば、走査速度誤差を高精度に補正した画素クロックを基準に画像を形成するので、高品質な画像が得られる。 As described above, according to the first embodiment of the pixel clock generation unit, the pixel clock is generated based on the high-frequency clock VCLK generated with high accuracy, and the pixel clock frequency is set in accordance with the variation in the scanning time. Since it is controlled, a pixel clock that can correct this error with high accuracy can be generated even if the scanning average speed fluctuates, and the pixel clock frequency is controlled corresponding to each surface of the polygon mirror. Therefore, it is possible to generate a pixel clock that can be corrected with high accuracy even if there is a scanning speed error for each surface. Further, when this pixel clock generation unit is applied to an image forming apparatus, an image is formed on the basis of a pixel clock in which a scanning speed error is corrected with high accuracy, so that a high quality image can be obtained.
つぎに、図12は本発明による画素クロック生成部の他の実施の形態を示す構成図であり、図面に基づき動作構成を説明する。図12の画素クロック生成部118において、高周波クロック生成部51は、基準クロックRefCLKを基に逓倍し、位相差が等間隔の多相クロックを生成するものであり(本実施の形態では16位相の多相クロックVCLK0〜15を生成するものとする)、また、多相クロックのうちの1つをQ分周(ここではQ=4とする)した内部動作用クロックGCLKを生成し、図示はしないが画素クロック生成部118の各部へ供給する。
Next, FIG. 12 is a block diagram showing another embodiment of the pixel clock generation unit according to the present invention, and the operation configuration will be described based on the drawing. In the pixel
図14は、高周波クロック生成部51で生成する各クロックのタイミングを示すタイミングチャートである。(a−0)〜(a−15)は多相クロックVCLK0〜15のそれぞれのクロックであり、互いに等間隔の位相差を有しており、この時間間隔をTvとする。また、(b)GCLKは(a−0)VCLK0を4分周したクロックである。図12の画素クロック生成部118は基本的にこのクロックGCLKを動作クロックとして動作し、GCLKを4分割した期間を順にQT0、QT1、QT2、QT3と称し、また多相クロックVCLK0〜15の立ち上がりにそれぞれ対応した時刻をPH0〜PH15と称し、この期間QTと位相PHとによりGCLK中の時間情報QPを表す。ここで時間情報QPは0〜63の64値であり、本実施の形態ではこの多相クロックの等間隔の位相差Tvを基準として画素クロックPCLKを生成する。つまり画素クロック周波数の制御演算を、動作クロックGCLKを基準に時間情報QP(QTPH)の演算を行うことにより行う。
FIG. 14 is a timing chart showing the timing of each clock generated by the high-frequency
図12に戻り、第1エッジ検出部52は、第1の同期信号SPSYNCの立ち上がりエッジを多相クロックVCLK0〜15を基準として検出するものであり、同期信号SPSYNCの立ち上がりを検出するとクロックGCLKに同期した検出パルスSPplsと立ち上がり時の期間QTと位相PHを示す時間情報SPQPを出力する。同様に、第2エッジ検出部53は、第2の同期信号EPSYNCの立ち上がりエッジを多相クロックVCLK0〜15を基準として検出するものであり、同期信号EPSYNCの立ち上がりを検出するとクロックGCLKに同期した検出パルスEPplsと立ち上がり時の期間QTと位相PHを示す時間情報EPQPを出力する。
Returning to FIG. 12, the first
計数部54は、周波数演算部57からの画素クロック周波数指示信号Mnowにしたがって時間を計数するものであり、Mnowに達する度にSet信号(GCLKに同期したSETpls信号と時間情報SETQPからなる)を生成し、またSet信号からMnow/2にあたる時間を計数し、Rst信号(GCLKに同期したRSTpls信号と時間情報RSTQPからなる)を生成する。この計数する時間単位は多相クロックVCLK0〜15の位相差Tvである。画素クロック出力部58は、計数部54より供給されるSet信号およびRst信号にしたがって「H」<->「L」を切り替えて画素クロックPCLKを生成し出力する。これらの詳細構成および動作説明は後述する。
The
比較部55は、2つの同期信号SPSYNC、EPSYNC間の時間Tlineを検出し、書き込み周波数と2つのフォトディテクタPD1とPD2との距離に応じてあらかじめ定められた基準時間と計測した時間Tlineとの差を当該ラインの誤差LErrとして算出する。つまり適正な走査時間(基準時間)と当該ラインの走査時間Tlineとの差が走査速度の誤差である。ここでは、SPpls入力後EPplsが入力されるまでの期間中に入力されるSETplsの数をカウントし、この値と基準値RefNとの比較をし、さらに各パルスの時間情報とから当該ラインの誤差LErrとして変換している。この誤差の単位は位相差Tvである。
The
フィルタ56は、ライン誤差LErrをフィルタリングして誤差データErrを出力するデジタルフィルタである。周波数演算部57は誤差データErrにしたがって適正な画素クロック周波数を算出し、これを画素クロック周波数指示信号Mnowに変換して出力する。画素クロック周期をTpとし、今、Tp=KTvとして画素クロック周波数を設定して走査したとき、目標値Tp'(Tp'=K'Tv)との誤差Errが入力される。よって、前述と同様に(1)式により求めたK'を設定するようにすれば、画素クロック周波数を目標値に制御することができる。
The
なお、これらフィルタ56および周波数演算部57は、図2のフィルタ6および周波数演算部7と同様の機能を果たし、構成も同様に適用できるので詳細な説明は省略する。
The
(第2の実施の形態)
つぎに画素クロック生成部の第2の実施の形態の各部詳細を説明する。図13は高周波クロック生成部51の構成例を示すブロック図である。この高周波クロック生成部は、基準クロックRefCLKから、多相クロックVCLK0〜15と内部動作用クロックGCLKを生成する。電圧制御発振器VCO63は、8段の差動バッファ64a〜hを接続したリングオシレータで構成され、16位相のクロックVCLK0〜15を生成する。分周器60はこの多相クロックのうちの1つ(ここではVCLK8)をNv分周する。位相周波比較器PFD61は基準クロックRefCLKと分周器60出力との位相比較を行い、この位相差情報に基づき内在するチャージポンプを駆動する。ローパスフィルタLPF62はチャージポンプ出力を平滑化し制御電圧VcをVCO63に供給する。VCO63内の差動バッファ64a〜hはこの制御電圧Vcにしたがって遅延量が変化し、位相同期制御が行われる。たとえば基準クロックRefCLKとして100MHzのクロックを供給し、分周比Nvを20とすると、多相クロックVCLK0〜15は2GHzで互いに等間隔の位相差を有するクロックが生成できる。また、分周器65は多相クロックVCLK0〜15のうちの1つ(ここではVCLK0)をQ分周(ここではQ=4とする)してクロックGCLKを生成する。なお、適用しうる多相クロックの相数は本例の16に限らないが、演算の簡便性より2のべき乗がもっとも望ましい。同様にGCLKを生成するための分周比Qも2のべき乗がもっとも望ましい。
(Second Embodiment)
Next, details of each part of the second embodiment of the pixel clock generation part will be described. FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of the high-frequency
図15は、計数部54の構成例を示すブロック図である。また、図16は画素クロック出力部58の構成例を示すブロック図である。さらに、図17は計数部54および画素クロック出力部58の各信号の出力タイミングの一例を示すタイミングチャートである。これらの図に基づき、画素クロック周波数指示信号Mnowにしたがって画素クロックPCLKを生成する詳細構成および動作について説明する。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of the
図15において、各部はクロックGCLKに同期して動作する。SET時間演算部70は、現在のPCLK立ち上がり時間情報に画素クロック周波数指示信号Mnowを加算し、次のPCLKの立ち上がり時間を表すセット時間情報NextSを演算するものであり、この演算の更新はpSet信号により行う。なお、セット時間情報NextSを64で割った商をNextSc、余りをNextSQPとする。つまりNextSc=NextS[MSB:6]、NextSQP=NextS[5:0]とする。また、SPSYNCの立ち上がりに位相同期してPCLKの生成を始めるので(正確には所定の信号処理時間後でここでは2GCLK後)、最初のPCLK立ち上がり時間情報はSPQPとする。同様にして、RST時間演算部71は、現在のPCLK立ち上がり時間情報に画素クロック周波数指示信号Mnowの1/2を加算し、次のPCLKの立ち下がり時間を表すリセット時間情報NextRを演算するものであり、この演算の更新はpSet信号により行う。また、NextRc=NextR[MSB:6]、NextRQP=NextR[5:0]とする。なお、Mnow/2を加算するのはPCLKのデューティをほぼ50%にするためであり、デューティ50%を要求しない場合はこの演算を簡略化できるような値を加算するようにしてもよい。カウンタ72は、クロックGCLKを基準としてNextScサイクルのカウントを行い、pSet信号を生成する。このpSet信号が「H」のときカウンタは「1」にクリアされ、カウント値がNextScと一致するとき、pSet信号を「H」とする。
In FIG. 15, each unit operates in synchronization with the clock GCLK. The SET
F/F73はpSet信号およびSPpls信号を1GCLK遅延させてSETpls信号を生成するフリップフロップである。F/F74は、pSet信号をイネーブルとしてNextSQPを、SPplsをイネーブルとしてSPQPをラッチし、SETQP信号を生成するフリップフロップである。このSETpls信号はPCLKの立ち上がりをGCLK単位で指定し、これに同期したSETQP信号によりそのGCLKサイクル内での立ち上がり時間情報を指定する。これらをSet信号と称し、画素クロック出力部58に供給する。カウンタ75は、クロックGCLKを基準としてNextRcサイクルのカウントを行い、RSTpls信号を生成する。SETplsが「H」のときカウンタを「1」にクリアし、カウント値がNextRcに一致するとき、RSTpls信号を「H」とする。F/F76は、SETplsをイネーブルとしてNextRQPをラッチし、RSTQP信号を生成するフリップフロップである。このRSTQP信号はPCLKの立ち下がりをGCLK単位で指定し、RSTQP信号によりそのGCLKサイクル内での立ち下がり時間情報を指定する。これらをRst信号と称し、画素クロック出力部58に供給する。
The F /
なお、SETQP信号およびRSTQP信号は、それぞれSETplsおよびRSTpls信号が「H」のとき有効となっていればよいので、各部の制御タイミングはこの実施の形態のみに限定されるものではない。 Since the SETQP signal and the RSTQP signal only need to be valid when the SETpls and RSTpls signals are “H”, respectively, the control timing of each unit is not limited to this embodiment.
図16において、遅延部77は、多相クロックVCLK0〜15を基準として、計数部54から供給されるSETplsを時間情報SETQPにしたがって遅延させたパルスSを出力するものであり、また、GCLKサイクル中の期間QTを特定するためクロックGCLKも入力する。あるいは期間を示す期間信号QTを入力してもよい(この場合は高周波クロック生成部51でこのQT信号を生成する)。つまり、パルスSはSETplsをSETQPTvだけ遅延させたパルスとなる。
In FIG. 16, a
遅延部78は、同様に、多相クロックVCLK0〜15を基準として、計数部54から供給されるRSTplsを時間情報RSTQPにしたがって遅延させたパルスRを出力するものであり、パルスRはRSTplsをRSTQPTvだけ遅延させたパルスとなる。SR−F/F79は、パルスSの立ち上がりでセット「H」し、パルスRの立ち上がりでリセット「L」とした画素クロックPCLKを出力するSet−ReSetフリップフロップである。
Similarly, the
図17において、(a)はGCLKである。第1エッジ検出部52では、第1の同期信号(b)SPSYNCの立ち上がりを検出すると、その次のGCLK1サイクルが「H」となる(c−1)SPpls信号を出力し、またGCLKサイクル内のどの時刻で立ち上がったかを示す(c−2)SPQP信号(本例では10とする)も出力する。(d)Mnowは周波数演算部57から供給される画素クロック周波数指示信号であり、図示したように入力されるものとする。(e−1)NextSはSET時間演算部70で演算される次のPCLKの立ち上がり時間を表す。まず最初はSPSYNCの立ち上がりに同期してPCLKが立ち上がるようになっているので、次のPCLKの立ち上がりはSPQP+Mnow=250Tv後となる。ここで右辺のカンマの前の数値はNextScを、カンマの後の数値はNextSQPを表す。またその次のNextSは、NextSPQP+Mnow=298となる。(e−2)NextRはRST時間演算部71で演算される次のPCLKの立ち下がり時間を表す。まずはSPSYNCの立ち上がりにMnow/2を加算した値(=130)がPCLKの立ち下がり時間となり、(e−1)NextSと同様に右辺のカンマの前の数値はNextRcを、カンマの後の数値はNextRQPを表す。
In FIG. 17, (a) is GCLK. When the first
(f)pSetは、SETQP信号を更新するためにSETplsの1GCLK前に出力するパルスであり、カウンタ72のカウント値がNextScと一致したとき「H」となる。なお、図中示した[]数字はNextScのカウント値を表す。(g−1)SETplsは、SPplsとpSet信号を1GCLK遅延させたパルスであり、PCLKの立ち上がりをGCLK単位で指定する。(g−2)SETQPはこのSETplsの遅延値を示すPCLK立ち上がり時間情報であり、(f)pSetが「H」のときの(e−1)NextSQPの値に更新していく。(h−1)RSTplsはPCLKの立ち下がりをGCLK単位で指定したパルスであり、カウンタ75のカウント値がNextRcと一致したとき「H」となる。(h−2)RSTQPはRSTplsの遅延値を示すPCLK立ち下がり時間情報である。
(f) pSet is a
(i−1)Sは、(g−1)SETplsを対応する(g−2)SETQPの値だけ遅延させたパルスであり、遅延値の単位は多相クロックVCLK0〜15の位相差Tvである。同様に、(i−2)Rは、(h−1)RSTplsを対応する(h−2)RSTQPの値だけ遅延させたパルスである。(j)PCLKは、(i−1)Sの立ち上がりで「H」に、(i−2)Rの立ち上がりで「L」として生成される画素クロックである。 (i-1) S is a pulse obtained by delaying (g-1) SETpls by the corresponding (g-2) SETQP value, and the unit of the delay value is the phase difference Tv of the multiphase clocks VCLK0 to VCLK15. . Similarly, (i-2) R is a pulse obtained by delaying (h-1) RSTpls by the corresponding (h-2) RSTQP value. (j) PCLK is a pixel clock generated as (i-1) “H” at the rising edge of S and (i-2) “L” at the rising edge of R.
図18は、比較部55の詳細構成例を示すブロック図である。また、図19は各信号の出力タイミングの一例を示すタイミングチャートであり、これらに基づき比較部55の詳細動作説明を行う。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the
図19において、(a)はGCLKである。(b−1)はSPSYNC、(b−2)はEPSYNCである。この2つの信号の立ち上がりの時間間隔が当該ラインの走査時間Tlineである。(c−1)はSPpls、(c−2)はEPplsである。また、(d−2)EPQPは同期信号EPSYNCの時間情報である。さらに(e−1)SETpls、(e−2)SETQPはPCLKの立ち上がりを表す時間情報である。これらは前述したので説明は省略する。(e−3)SETcntはカウンタ72のカウント値である。本例ではMnow=192で一定とする。このとき(f)PCLKが生成される。PCLKはSPSYNCの丁度2GCLK後に同期して生成されるので、走査終了時点EPもEPSYNCから2GCLK遅らせた時点で検出する。よって、(c−2)EPplsを1GCLK遅延させた(d−1)EPdetが「H」のときの各信号値から誤差LErrを検出する。(g)はpSetであり、(h)countNは、(c−1)SPplsで'0'クリアされ、(g)pSetによりインクリメントされるカウンタ81のカウント値である。これらより、走査開始から走査終了時点EPまでのPCLKのサイクル数nと位相誤差m2を検出する。
In FIG. 19, (a) is GCLK. (b-1) is SPSYNC, and (b-2) is EPSYNC. The time interval between the rises of these two signals is the scanning time Tline of the line. (c-1) is SPpls, and (c-2) is EPpls. (D-2) EPQP is time information of the synchronization signal EPSYNC. Further, (e-1) SETpls and (e-2) SETQP are time information indicating the rising edge of PCLK. Since these have been described above, description thereof will be omitted. (e-3) SETcnt is the count value of the
図18において、カウンタ81は、SPplsで'0'クリアし、pSetによりインクリメントするカウンタであり、そのカウント値countNを出力する。減算部82は、EPdetが「H」のときのカウンタ81の値countN(図19ではn)から基準カウント値RefNの減算を行い、減算結果diff(=n−RefN)を出力する。誤差検出部84は、EPdetが「H」のときのSETQPおよびSETcntをそれぞれEndQP、Endcntとすると、次式の演算を行い位相差diffMを算出する。
diffM=Endcnt・Mp+(EPQP−EndQP)
ここでMpはGCLKの時間情報分割数であり、本例では64である。また図19の例ではdiffM=144となる。
In FIG. 18, a
diffM = Endcnt · Mp + (EPQP−EndQP)
Here, Mp is the number of time information divisions of GCLK, and is 64 in this example. In the example of FIG. 19, diffM = 144.
誤差演算部83は、下記の演算を行い多相クロックVCLK0〜15の位相差Tvを単位とする誤差LErrを出力する。
LErr=diffN・K+diffM
ここで、Tp=K・Tv,Tp:PCLKの周期である。
なお、図4と同様に、LErr=diffN・K+diffM−RefM と演算し、基準時間の設定値をより細かく設定するようにして、より正確な画素クロック周波数の制御を行うようにしてもよい。
The
LErr = diffN · K + diffM
Here, Tp = K · Tv, Tp: PCLK.
Similar to FIG. 4, LErr = diffN · K + diffM−RefM may be calculated to set the reference time setting value more finely, so that the pixel clock frequency can be controlled more accurately.
つぎに図12の画素クロック生成部118で生成した画素クロックPCLKを基準に画像データにしたがい変調する変調データ生成部119の好適な構成およびその動作を説明する。図20は、変調データ生成部119の詳細構成例を示す図である。また、図21は、変調データ生成部119の各信号のタイミングチャートの一例を示すものであり、これら図に基づき詳細な動作説明を行う。なお、本例では画像データPdataにしたがい8値のパルス幅変調を行った変調データMdataを生成する場合とする。
Next, a preferred configuration and operation of the modulation
図20において、変調データ生成部119はGCLKが各部へ供給され、基準クロックとして動作する。クロックパターン生成部90は、画素クロック生成部118から供給されSETplsおよびSETQP信号から構成されるSet信号と画素クロック周波数指示信号Mnowとから、画素クロックPCLKの所定の位相差を持ったクロックに相当するクロックパターン信号CKP(ここではCKP0〜3で、PCLKとそれぞれ、0、π/8、π/4、3π/8位相の遅れたクロックのパターン)を生成する。このクロックパターン信号CKPは、GCLKを基準に変化する信号で、GCLKサイクルを時間情報QPで区切った64の期間TQPにそれぞれ対応する64ビットのデータであり、期間TQPが「H」の場合は対応するビットが「1」であり、「L」の場合は「0」となる。
In FIG. 20, the modulation
そしてクロックパターンの生成手順は次のようにして行う。まず各クロックパターンの立ち上がりを示すオフセットデータsofs0〜3および立ち下がりオフセットデータrofs0〜3を求める。それぞれ、sofs0=SETQP、sofs1=SETofs+Mnow/8、sofs2=SETofs+Mnow/4、sofs3=SETofs+3Mnow/8であり、rofs0〜3はそれぞれrofs0〜3にMnow/2を加算する。つぎにGCLKのサイクル毎クロックパターンCKPのMSBから順にsofsまでは「0」に、sofsからrofsまでは「1」に、rofsからは「0」へと変換する。なお各オフセットデータが64以上であれば、64毎に1GCLK遅らせて、この変換を行う。たとえば、Mnow=192、SETQP=16の場合、CKP1は、sofs=40、rofs=136(=2GCLK+8)であるので、第1のGCLKサイクルのパターンはMSB(=63)〜24ビット目までは「0」、23〜0ビットは「1」に、第2のGCLKサイクルのパターンは全て「1」に、第3のGCLKサイクルのパターンは63〜56ビットは「1」、55〜0ビットは「0」になる。 The clock pattern generation procedure is performed as follows. First, offset data sofs0 to 3 and falling offset data rofs0 to 3 indicating the rising edge of each clock pattern are obtained. Sofs0 = SETQP, sofs1 = SETofs + Mnow / 8, sofs2 = SETofs + Mnow / 4, sofs3 = SETofs + 3Mnow / 8, and rofs0-3 adds Mnow / 2 to rofs0-3, respectively. Next, the MSB of the clock pattern CKP for each cycle of GCLK is converted into “0” from sofs to “0”, from sofs to rofs, to “1”, and from rofs to “0”. If each offset data is 64 or more, this conversion is performed by delaying 1 GCLK for every 64. For example, when Mnow = 192 and SETQP = 16, CKP1 is sofs = 40 and rofs = 136 (= 2GCLK + 8). 0 ”, 23 to 0 bits are“ 1 ”, the second GCLK cycle pattern is all“ 1 ”, the third GCLK cycle pattern is 63 to 56 bits“ 1 ”, and 55 to 0 bits are“ 1 ”. 0 ".
画像データデコード部91は、画像データPdataを8値のパルス幅変調データDecData(8ビット)に変換する。このパルス幅変調データDecDataは、画素クロックPCLKの1サイクルを8つに時分割した期間の時間順に、MSBからLSBの順で各ビットが対応する。たとえば、Pdata=3であれば、DecData='b11100000と変換する('bはバイナリ表記であることを示す)。あるいは、DecData='b00000111と変換するようにしてもよいし、モード切換信号を付加して双方のモードを切り換えられるようにしてもよい。なお、この変換方式は、本発明の要旨に反しない範囲で自由に選択できる。
The image
変調パターン生成部92は、パルス幅変調データDecDataとクロックパターン信号CKP0〜3とから、変調パターン信号MDPを生成する。この変調パターン信号MDPは、クロックパターン信号CKPと同様に、GCLKを基準に変化する信号で、GCLKサイクルを時間情報QPで区切った64の期間TQPにそれぞれ対応する64ビットのデータである。
The modulation
シリアライザ93は、変調パターン信号MDPを多相クロックVCLK0〜15を基準として、MSBから順に(つまり時間順に)Tv時間ずつシリアル出力した変調データMdataを生成する。
The
図21において、具体的な数値例を挙げて説明する。(a)は基準クロックとなるGCLKである。今、Set信号を構成する(b−1)SETplsおよび(b−2)SETQPが図のように供給されるとき、画素クロックは(c−1)PCLKのように生成されている。また、画素クロック周波数指示信号Mnow=192であるとする。また実際には生成しないが、PCLKをそれぞれπ/8、π/4、3π/8だけ位相を遅らせたクロックを(c−2)PCLK1、(c−3)PCLK2、(c−4)PCLK3に説明のため示す。(d−1)〜(d−4)はそれぞれPCLK、PCLK1〜3を表すクロックパターンCKP0〜3である。それぞれ64ビットのデータでMSBからLSBに時間順であり、HE表記している。よってこれらのクロックパターンCKP0〜3から、画素クロックPCLKを8つに時分割した期間(tp0〜tp7)を示すパターン(それぞれ時間順にPT0〜7と称する)が生成できる。すなわち、PT0=CKP0&~CKP1、PT1=CKP1&~CKP2、・・・、PT7=~CKP3&~CKP0である。ここで、&は論理積を、~は否定論理を示す。 In FIG. 21, description will be made with specific numerical examples. (a) is GCLK which becomes a reference clock. Now, when (b-1) SETpls and (b-2) SETQP constituting the Set signal are supplied as shown in the figure, the pixel clock is generated as (c-1) PCLK. Further, it is assumed that the pixel clock frequency instruction signal Mnow = 192. Also, although not actually generated, the clocks whose phases are delayed by π / 8, π / 4, and 3π / 8, respectively, are (c-2) PCLK1, (c-3) PCLK2, and (c-4) PCLK3. Shown for explanation. (d-1) to (d-4) are clock patterns CKP0 to CK3 representing PCLK and PCLK1 to PCLK3, respectively. Each is 64-bit data in MSB to LSB in chronological order and is expressed in HE. Therefore, from these clock patterns CKP <b> 0 to 3, patterns (referred to as PT <b> 0 to PT <b> 7 in order of time) indicating periods (tp <b> 0 to tp <b> 7) obtained by time-dividing the pixel clock PCLK into eight can be generated. That is, PT0 = CKP0 & ˜CKP1, PT1 = CKP1 & ˜CKP2,..., PT7 = ˜CKP3 & ˜CKP0. Here, & indicates a logical product, and ~ indicates a negative logic.
(e)DecDataはパルス幅変調データであり、図に示すように変換されているとする。(f)MDPは変調パターン信号であり、まずiを0〜7まで変化させたときの([64[DecData[7−i]]]&PTi)を演算し、つぎにこれらの論理和を演算することにより得られる。ここで、[64[DecData[i]]]はDecData[i]を64ビット分連接させたデータである。こうして生成された変調パターン信号をシリアライズすることにより(g)Mdataの変調データが生成できる。この例ではPCLK周期Tpのうち最初の3/8の期間が「H」で、残りが「L」となるようにパルス幅変調されたパルスが生成される。 (e) DecData is pulse width modulation data, and is converted as shown in the figure. (f) MDP is a modulation pattern signal. First, ([64 [DecData [7-i]]] & PTi) when i is changed from 0 to 7 is calculated, and then the logical sum of these is calculated. Can be obtained. Here, [64 [DecData [i]]] is data obtained by connecting DecData [i] for 64 bits. By serializing the modulation pattern signal thus generated, (g) Mdata modulation data can be generated. In this example, a pulse whose width is modulated so that the first 3/8 period of the PCLK period Tp is “H” and the remaining period is “L” is generated.
また、画素クロックをπ/8ずつ位相をずらしたクロックパターンCKP0〜3を生成する代わりに、画素クロックPCLKの1サイクルを8つに時分割したそれぞれの期間を示すパターンPT0〜PT7を生成し、これらとパルス幅変調データDecDataとから変調パターン信号MDPを生成するようにしてもよい。 In addition, instead of generating clock patterns CKP0 to CKP3 whose phases are shifted by π / 8 each, patterns PT0 to PT7 indicating respective periods obtained by time-dividing one cycle of the pixel clock PCLK into eight are generated. The modulation pattern signal MDP may be generated from these and the pulse width modulation data DecData.
さらに、本例では8値のパルス幅変調を行う場合について説明したが、他の変調方式であっても適用できる。たとえば16値のパルス幅変調を行う場合は、画像データデコード部91は、画像データPdataを16ビットのパルス幅変調データDecDataに変換し、クロックパターン生成部90は、画素クロックPCLKとπ/16ずつ位相をずらした8つのクロックパターンCKP0〜7を生成し、変調パターン生成部92で同様にして変調パターン信号MDPを生成するようにすればよい。
Furthermore, in this example, the case of performing 8-value pulse width modulation has been described, but other modulation schemes can also be applied. For example, when 16-value pulse width modulation is performed, the image
また、この構成例は図12の画素クロック出力部58に適用してもよい。つまり、画素クロックPCLKのクロックパターンPCKPを生成し(前述のクロックパターン信号CKP0を用いればよい)、これを多相クロックVCLK0〜15を基準として、MSBから順に(つまり時間順に)Tv時間ずつシリアル出力すれば画素クロックPCLKを生成できる。
Further, this configuration example may be applied to the pixel
以上説明したように、この画素クロック生成部の第2の実施の形態によれば、高精度に生成された多相クロックVCLK0〜15を基準として画素クロックを生成し、走査時間の変動に合わせて画素クロック周波数を制御しているので、走査平均速度の変動があってもこの誤差を高精度に補正できる画素クロックが生成でき、さらに画素クロック周波数の制御はポリゴンミラーの各面に対応してそれぞれ制御しているので、面毎の走査速度誤差があっても高精度に補正できる画素クロックが生成できる。また、画素クロックの生成は多相クロックVCLK0〜15の位相差Tvの単位で正確に制御できるので、多相クロックの発振周波数を高くしないでもよいので、回路の設計が容易となり消費電流も低減できる。たとえば、前述の第1の実施の形態と同等の分解能で画素クロックを生成する場合は、多相クロックの発振周波数は1/16でよい。逆にいえば、同等の発振周波数とした場合、画素クロック生成分解能を16倍に向上できる。つまり高精度な画素クロックが生成できる。さらには、画素クロック生成部118の大部分は多相クロックの1つをさらに分周したクロックGCLKで動作するようにしているので、動作周波数がさらに低下され、消費電流の低減ができる。
As described above, according to the second embodiment of the pixel clock generation unit, the pixel clock is generated based on the multiphase clocks VCLK0 to VCLK15 generated with high accuracy, and is adjusted according to the variation of the scanning time. Since the pixel clock frequency is controlled, it is possible to generate a pixel clock that can correct this error with high accuracy even if the scanning average speed fluctuates. Further, the pixel clock frequency is controlled corresponding to each surface of the polygon mirror. Since the control is performed, it is possible to generate a pixel clock that can be accurately corrected even if there is a scanning speed error for each surface. Further, since the generation of the pixel clock can be accurately controlled in units of the phase difference Tv between the multiphase clocks VCLK0 to VCLK15, it is not necessary to increase the oscillation frequency of the multiphase clock, so that the circuit design is facilitated and the current consumption can be reduced. . For example, when the pixel clock is generated with the same resolution as that of the first embodiment, the oscillation frequency of the multiphase clock may be 1/16. In other words, the pixel clock generation resolution can be improved 16 times when the oscillation frequencies are the same. That is, a highly accurate pixel clock can be generated. Furthermore, most of the
また、この画素クロック生成部118を画像形成装置に適用すれば、走査速度誤差を高精度に補正した画素クロックを基準に画像を形成するので、高品質な画像が得られる。
Further, when the pixel
つぎに、本発明による画像形成装置の別の実施の形態を説明する。図22は、画像形成装置の第2の実施の形態である。この画像形成装置は、複数の光源からの出射光を共通の走査光学系を用いて感光体に照射して画像(静電潜像)を形成するマルチビーム走査光学系を用いたものである。 Next, another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. FIG. 22 shows a second embodiment of the image forming apparatus. This image forming apparatus uses a multi-beam scanning optical system that forms an image (electrostatic latent image) by irradiating light emitted from a plurality of light sources onto a photoconductor using a common scanning optical system.
図22において、半導体レーザ124および125は、コリメータレンズ122、123との光軸を一致させ主走査方向に対称に射出角度を持たせ、ポリゴンミラー104の反射点で射出軸が交差するようレイアウトされている。それぞれの半導体レーザ124、125より射出した複数のビームはシリンダーレンズ120を介してポリゴンミラー104で一括して走査され、fθレンズ106、ミラー110、およびトロイダルレンズ107により感光体105上に結像される。画像処理部133には光源ごとに1ライン分の画像データが蓄えられ、ポリゴンミラー1面毎に読み出されて、2ラインずつ同時に書き込みが行われる。
In FIG. 22, the
また、ミラー110の両端にはフォトディテクタPD1(符号108)、フォトディテクタPD2(符号109)がそれぞれ配置されており、走査の開始と終了とが検出される。つまりポリゴンミラー104により反射された2つの光源から出射されたレーザ光は感光体105を1ライン走査する前に順次PD1に入射され、走査後にPD2に入射される。それぞれのフォトディテクタでは入射されたレーザ光をそれぞれ第1の同期信号SPSYNCおよび第2の同期信号EPSYNCに変換し、同期信号分離部126に入力する。2つの光源は感光体105上を時差を持って走査するように配置されているので、同期信号分離部126は、同期信号SPSYNCをそれぞれの光源に対応した同期信号SPSYNCaとSPSYNCbに、同様に同期信号EPSYNCをそれぞれの光源に対応した同期信号EPSYNCaおよびEPSYNCbに分離する。
Further, a photodetector PD1 (reference numeral 108) and a photodetector PD2 (reference numeral 109) are arranged at both ends of the
図23は、この同期信号のタイミングチャートの一例である。(a)は第1の同期信号SPSYNCであり、(b)は第2の同期信号EPSYNCである。ここでは半導体レーザ125のレーザ光が先に走査されているとすると、同期信号SPSYNCは(c−1)SPSYNCaおよび(c−2)SPSYNCbのように分離される。同様に同期信号EPSYNCは、(d−1)EPSYNCaおよび(d−2)EPSYNCbのように分離される。
FIG. 23 is an example of a timing chart of this synchronization signal. (a) is the first synchronization signal SPSYNC, and (b) is the second synchronization signal EPSYNC. Here, assuming that the laser beam of the
図22に戻り、分離された一方の同期信号の組SPSYNCaとEPSYNCaとは画素クロック生成部127に供給され、他方の組SPSYNCbとEPSYNCbとは画素クロック生成部130に供給される。画素クロック生成部127は、2つの同期信号SPSYNCaおよびEPSYNCaから走査時間Tlineaを測定し、その時間間隔にあらかじめ定められた所定数のクロックが収まるように求められた周波数の画素クロックPCLKaを生成する。画像処理部133は、画素クロックPCLKaを基準に画像データaを生成する。変調データ生成部128は、画素クロックPCLKaを基準として、入力された画像データaから変調データaを生成し、レーザ駆動部129を介して半導体レーザ125を駆動する。同様にして、画素クロック生成部130は、2つの同期信号SPSYNCbおよびEPSYNCbから画素クロックPCLKbを生成し、画像処理部133において画素クロックPCLKbを基準に生成された画像データbから変調データ生成部131にて変調データbを生成し、レーザ駆動部132を介して半導体レーザ124を駆動する。
Returning to FIG. 22, one set of separated synchronization signals SPSYNCa and EPSYNCa is supplied to the pixel
ここで、画素クロック生成部127、130は図1の画素クロック生成部111と同様の機能を果たし、前述した画素クロック生成部の第1の実施の形態および第2の実施の形態を適用できるので、詳細構成および動作説明は省略する。変調データ生成部128、131も同様に説明を省略する。
Here, the pixel
なお、高周波クロック生成部1や51は、画素クロック生成部127と130とで共通に用いる構成とすれば、回路規模の小型化や消費電流の低減が図れる。また同期信号を検出する2つのエッジ検出部2および3(または52および53)を画素クロック生成部127と130とでそれぞれ共通化して検出し、検出信号を分離する構成としてもよい。
If the high-
さらには、フィルタ6、56や周波数演算部7、57の演算処理の一部は1ラインに1回動作するだけであるので、これを共通化し、複数の画素クロック周波数演算に対し時系列に処理するようにしてもよい。
Furthermore, since some of the calculation processes of the
この実施の形態によれば、前述の課題で示した(3)光源毎の走査速度誤差があっても、つまり2つの光源の波長が異なり、走査光学系の色収差により走査速度が変動するなどにより2つのビームの走査速度が異なっても(図23の2つのビームの走査時間TlineaとTlinebが各々独立に変動しても)、それぞれの走査速度変動に合わせて画素クロックPCLKaおよびPCLKbの周波数を独立に制御しているので、速度変動が高精度に補正でき、高品質の画像が形成できる。 According to this embodiment, (3) even if there is a scanning speed error for each light source, that is, the wavelengths of the two light sources are different, and the scanning speed fluctuates due to chromatic aberration of the scanning optical system. Even if the scanning speeds of the two beams are different (even if the scanning times Tlinea and Tlineb of the two beams in FIG. 23 vary independently), the frequencies of the pixel clocks PCLKa and PCLKb are made independent according to the respective scanning speed fluctuations. Therefore, the speed fluctuation can be corrected with high accuracy, and a high quality image can be formed.
また、マルチビーム走査光学系は複数の半導体レーザを備えたものでなく、1つの半導体レーザアレイから出射される複数のレーザビームを共通の走査光学系を用いて走査するものもある。このような光学系に対しても同様に適用できる。なお、マルチビーム走査光学系は様々な実施の形態があるが、本発明の作用効果は走査光学系の形態によらず適用できるものであるので、詳細な構成の図示および説明は省略する。 Further, the multi-beam scanning optical system is not provided with a plurality of semiconductor lasers, but there is also a multi-beam scanning optical system that scans a plurality of laser beams emitted from one semiconductor laser array using a common scanning optical system. The same applies to such an optical system. Although the multi-beam scanning optical system has various embodiments, the effects of the present invention can be applied regardless of the form of the scanning optical system, and thus detailed illustration and description thereof will be omitted.
(第3の実施の形態)
さらに、本発明による画像形成装置の第3の実施の形態を説明する。この画像形成装置の第3の実施の形態は、複数の感光体を有する多色対応の画像形成装置であり、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの各色に対応した別々の感光体を備え、走査光学系もそれぞれの感光体に対応して備えられ、各色に対応した画像(静電潜像)をそれぞれの感光体上に形成する。そして、1枚の画像形成媒体(たとえば紙)に各色の画像を転写することによりカラー画像を形成する。この実施の形態は単純には図1の画像形成装置を4つ備えることにより実現できる。また、小型化のため走査光学系の一部を共通化した形態も採られるが、それぞれの光路は異なるので、異なる画像形成装置を複数個備えたものと考えてよい。図24−1はその構成の一例であり(副走査断面図であり、一部ユニットのみ図示している)、以下、図24−1、図24−2に基づき第3の実施の形態の説明を行う。
(Third embodiment)
Furthermore, a third embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described. The third embodiment of the image forming apparatus is a multicolor image forming apparatus having a plurality of photoconductors, and includes separate photoconductors corresponding to cyan, magenta, yellow, and black colors, and scanning optics. A system is also provided corresponding to each photoconductor, and an image (electrostatic latent image) corresponding to each color is formed on each photoconductor. A color image is formed by transferring an image of each color onto one image forming medium (for example, paper). This embodiment can be realized simply by providing four image forming apparatuses shown in FIG. Further, for the sake of miniaturization, a form in which a part of the scanning optical system is shared may be adopted. However, since each optical path is different, it may be considered that a plurality of different image forming apparatuses are provided. FIG. 24-1 is an example of the configuration (sub-scanning sectional view, only a part of the units are shown). Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to FIGS. 24-1 and 24-2. I do.
図24−1、図24−2において、ポリゴンミラー151は2段構成であり、点線を軸として回転しており、各走査光学系で共通に用いている。半導体レーザ161aから出射したレーザ光はコリメータレンズ、シリンダーレンズを介して(いずれも未図示)、ポリゴンミラー151のa点で反射される。同様に、半導体レーザ161b〜dから出射したレーザ光はポリゴンミラー151のb〜d点で反射される。ポリゴンミラーで反射されたレーザ光は、走査レンズ152、154および折り返しミラー153、155、156を経由して感光体157上を走査し(ビームの走査方向つまり主走査方向は、図面に対して垂直方向である)、画像(静電潜像)を形成する。ここで図番末尾のa〜dは半導体レーザa〜dに対応したものであり、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応した画像を形成しているものとする。そして中間転写ベルト158上に置かれ矢印方向に移動する画像形成媒体へ、各感光体157a〜dに形成された各色の画像を転写していきカラー画像が形成される。
In FIGS. 24-1 and 24-2, the
このとき、有効走査範囲外の両側に配備されたミラー170によりビームを検出器(フォトディデクタ)171に導光して、走査の開始と終了とを検出し、同期信号SPSYNC、EPSYNCに変換する。これらの同期信号SPSYNC、EPSYNCは前述と同様に、画素クロック生成部164に供給され、走査速度誤差を補正するように周波数が制御された画素クロックPCLKを生成する。また、画像処理部165は、画素クロックPCLKを基準に画像データPdataを生成する。変調データ生成部163は、画素クロックPCLKを基準として、入力された画像データPdataから変調データを生成し、レーザ駆動部162を介して半導体レーザ161を駆動する。これらを各色の対応ビーム毎同様に行う。また、画素クロック生成部164は前述した画素クロック生成部の第1の実施の形態および第2の実施の形態を適用できる。ここで、走査光学系の各部品の製造精度や組付け精度、経時変化などによる変形などの影響により、各走査光学系での走査時間はそれぞれ異なり、また走査開始および終了を検出する2つのフォトディデクタ間の距離も組付け精度などにより異なるので、画像クロック周波数制御の基準となる基準値RefNを各走査光学系毎に画像形成装置の製造時などにあらかじめ求めておき(経時変化などにより画像劣化が生じたときは再度求めなおすようにしてもよい)、これらを基準値RefNとして画素クロック生成部164にそれぞれ与える。また、同期信号SPSYNCによる走査開始検出位置も走査光学系毎異なる場合があるので、同期信号SPSYNCの立ち上がりから所定時間後(画素クロックPCLKの所定サイクル後)に、画像の書き込み開始するようにしておき(書き込み開始オフセットと称する)、この書き込み開始オフセットを走査光学系毎にあらかじめ求めておく。
At this time, the beam is guided to the detector (photodetector) 171 by the mirrors 170 arranged on both sides outside the effective scanning range, and the start and end of scanning are detected and converted into synchronization signals SPSYNC and EPSYNC. These synchronization signals SPSYNC and EPSYNC are supplied to the pixel clock generator 164 in the same manner as described above, and generate a pixel clock PCLK whose frequency is controlled so as to correct the scanning speed error. The
図25は、各走査光学系による走査幅、走査時間の関係を示す図である。(a−1)は走査光学系aの1ラインの走査幅を示す。SPaおよびEPaは走査開始と終了とを検出する検出器の位置を感光体上に対応付けた位置である。この距離をLaとする。また、画像の1ドット幅をLpとしたとき、La/Lp=RefNaが1ライン中のドット数となり、これを基準値RefNとして設定する。また実際に画像を形成する範囲はPSPとPEPとの間の領域とする。また(a−2)は、走査光学系aの1ラインの走査時間を示す。走査開始位置SPおよび終了位置EPに対応して、同期信号SPSYNCおよびEPSYNCがそれぞれ検出され、この時間間隔を走査時間Tlaとする。この走査時間Tlaは前述したように様々な要因により変動するが、画素クロック周期Tpaを、Tpa=Tla/RefNaの関係が成り立つように制御しているので、SPSYNCから所定のPCLKサイクル後(N1とN2とする)、出力する書き込みパルスは常に走査線上の同じ位置にドットを形成する(D1およびD2)。また、実際の画像の書き込み開始をMofsaサイクル後にする。 FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the scanning width and the scanning time by each scanning optical system. (a-1) indicates the scanning width of one line of the scanning optical system a. SPa and EPa are positions where the positions of the detectors that detect the start and end of scanning are associated on the photosensitive member. Let this distance be La. Further, when the one-dot width of the image is Lp, La / Lp = RefNa is the number of dots in one line, and this is set as the reference value RefN. In addition, a range where an image is actually formed is an area between PSP and PEP. (A-2) indicates the scanning time of one line of the scanning optical system a. Synchronization signals SPSYNC and EPSYNC are detected corresponding to the scanning start position SP and end position EP, respectively, and this time interval is set as a scanning time Tla. Although the scanning time Tla varies depending on various factors as described above, the pixel clock cycle Tpa is controlled so that the relationship of Tpa = Tla / RefNa is established. Therefore, after a predetermined PCLK cycle from SPSYNC (N1 N2), the output write pulse always forms dots at the same position on the scanning line (D1 and D2). The actual image writing is started after the Mofsa cycle.
同様にして、(b−1)は走査光学系bの1ラインの走査幅を示し、走査開始位置SPbと終了位置EPb間の距離をLbとすると、Lb/Lp=RefNbを基準値RefNとして設定する。また(b−2)は走査光学系bの1ラインの走査時間を示し、同期信号SPSYNCとEPSYNCとの時間間隔を走査時間Tlbとする。これも同様に、画素クロック周期Tpbを、Tpb=Tlb/RefNbの関係が成り立つように制御している。さらに双方の走査開始位置SPaおよびSpbとの距離差に応じて、画像の書き込み開始オフセットNofsbを設定することにより、実際に画像を形成する範囲PSP〜PEPが走査光学系によらず一致する。 Similarly, (b-1) indicates the scanning width of one line of the scanning optical system b, and when the distance between the scanning start position SPb and the end position EPb is Lb, Lb / Lp = RefNb is set as the reference value RefN. To do. (B-2) indicates the scanning time of one line of the scanning optical system b, and the time interval between the synchronization signals SPSYNC and EPSYNC is defined as a scanning time Tlb. Similarly, the pixel clock cycle Tpb is controlled so that the relationship of Tpb = Tlb / RefNb is established. Further, by setting the image writing start offset Nofsb in accordance with the distance difference between the two scanning start positions SPa and Spb, the range PSP to PEP in which the image is actually formed matches regardless of the scanning optical system.
すなわち、この実施の形態によれば、走査光学系毎の速度誤差を含め、様々な要因で走査速度誤差が生じても、それぞれの走査速度差・変動に合わせて画素クロックPCLKの周波数を独立に制御しているので、このようにして形成されたカラー画像は、色ずれが生じず、色再現性、解像度の劣化が生じず、高品位の画質を得ることができる。 That is, according to this embodiment, even if a scanning speed error occurs due to various factors including a speed error for each scanning optical system, the frequency of the pixel clock PCLK is independently adjusted according to each scanning speed difference / variation. Therefore, the color image formed in this way does not cause color misregistration, does not cause deterioration in color reproducibility and resolution, and can obtain high quality image quality.
以上説明したように、本発明の基本実施の形態によれば、前述した課題に示した(1)〜(4)の走査速度誤差を高精度に補正することができる。この基本実施の形態に以下に説明する変更を行うことにより、走査速度の非線形性誤差をも高精度に補正することができる。以下図面に基づき、この実施の形態を説明する。 As described above, according to the basic embodiment of the present invention, the scanning speed errors (1) to (4) shown in the above-described problem can be corrected with high accuracy. By making the following modifications to this basic embodiment, it is possible to correct the non-linearity error of the scanning speed with high accuracy. This embodiment will be described below with reference to the drawings.
図26は画素クロック生成部の第3の実施の形態を示す構成図である。この画素クロック生成部111は図1、図22、図24の画像形成装置のそれぞれの画素クロック生成部として適用できる。
FIG. 26 is a block diagram showing a third embodiment of the pixel clock generator. This pixel
図26において、図2と同一図番を付したブロックは同様の構成で、同様の機能を果たすので詳細説明は省略する。周波数演算部201は図2の周波数演算部7と同様にして、誤差データErrにしたがって適正な画素クロック周波数を算出し、これを画素クロック平均周波数信号Mavgに変換して出力する。周波数変調部202は、周波数変調データ生成部203から供給される周波数変調データFMdataにしたがって、画素クロック平均周波数信号Mavgの変換を行うことにより所望の周波数変調を行う画素クロック周波数指示信号Mnowを生成し、分周器4へ供給する。分周器4ではこの画素クロック周波数指示信号Mnowにしたがって高周波クロックVCLKを分周して画素クロックPCLKを生成するので、画素クロック平均周波数信号Mavgを変調することにより画素クロックPCLKの周波数変調が行える。周波数変調データ生成部203は、第1の同期信号SPSYNCを原点とした走査位置(ここでは画素クロックPCLK数nで表す)に対応した周波数変調データFMdataを生成する。この周波数変調データFMdataは、走査位置nにおける走査速度V(n)に対応した画素クロック周波数、ここでは高周波クロックVCLKの分周値で表したM(n)と画素クロック平均周波数信号Mavgとの差である。
In FIG. 26, blocks denoted by the same reference numerals as those in FIG. The
図27に走査位置nに対する走査速度V(n)(図27(a))と理想位置からのずれΔ(n)(同図(b))と周波数変調データFMdata(n)(同図(c))の一例を示す。理想位置からのずれΔは、V(n)−Vavgの積分した値となる。走査速度の非線形性誤差は走査光学系の精度や組付け誤差が主因となり決まるので、周波数変調データFMdataは、たとえば装置の製造時にあらかじめ取得しておき、これを格納しておけばよい。周波数変調データの取得方法の一例を示す。まず一定の画素クロック周波数で走査を行い、各走査位置における理想位置からのずれΔを測定する。このずれΔの微分値が走査速度Vであるので、これより画素クロック周波数に換算し画素クロック平均周波数信号Mavgとの差分を求める。簡単には所定の走査位置間(図27のΔn)の傾きを走査速度V'と近似し、この領域内ではその値からの換算値を周波数変調データとして用いる(図27の各図破線)。このようにすれば、簡便に周波数変調データを求めることができ、かつその領域間は同一データでいいのでデータを格納するメモリ量も低減できる。また走査速度補正をより高精度に行いたい場合には領域Δnを短くすればよい。 FIG. 27 shows the scanning speed V (n) for the scanning position n (FIG. 27A), the deviation Δ (n) from the ideal position (FIG. 27B), and the frequency modulation data FMdata (n) (FIG. 27C). )) An example is shown. The deviation Δ from the ideal position is an integrated value of V (n) −Vavg. Since the non-linearity error of the scanning speed is mainly determined by the accuracy of the scanning optical system and the assembly error, the frequency modulation data FMdata may be acquired in advance, for example, when the apparatus is manufactured and stored. An example of the acquisition method of frequency modulation data is shown. First, scanning is performed at a constant pixel clock frequency, and a deviation Δ from the ideal position at each scanning position is measured. Since the differential value of the deviation Δ is the scanning speed V, it is converted into the pixel clock frequency from this, and the difference from the pixel clock average frequency signal Mavg is obtained. Briefly, the inclination between predetermined scanning positions (Δn in FIG. 27) is approximated to the scanning speed V ′, and a converted value from this value is used as frequency modulation data in this region (broken lines in FIG. 27). In this way, frequency modulation data can be easily obtained, and the same data can be used between the areas, so that the amount of memory for storing data can also be reduced. If the scanning speed correction is to be performed with higher accuracy, the region Δn may be shortened.
周波数変調データFMdataは、簡単には分周比Mの差分データΔMを求めればよい。画素クロック周波数指示信号Mnowへの変換は、画素クロック平均周波数信号Mavgに差分データΔMを加算することにより行える。 For the frequency modulation data FMdata, the difference data ΔM of the frequency division ratio M can be obtained simply. Conversion to the pixel clock frequency instruction signal Mnow can be performed by adding the difference data ΔM to the pixel clock average frequency signal Mavg.
また、画素クロックの周波数変調をより高精度に行うため、周波数変調データは分周比Mだけでなく、その小数部も含むようにするとよい。この小数部の処理は前述と同様にすればよい。すなわち図5におけるM値とC値、あるいは図8におけるM値とF値である。上記のように周波数変調を領域に分けて行う場合は、領域長ΔnをNa(Na=2^a、a:2進数表記小数部の桁数)の整数倍(1以上)とすると処理が簡便となり、より好適である。以下の詳細説明では周波数変調データFMdataを整数部ΔMおよびa桁の小数部ΔFで扱う場合について説明する。 Further, in order to perform the frequency modulation of the pixel clock with higher accuracy, the frequency modulation data may include not only the frequency division ratio M but also its decimal part. The processing of the decimal part may be performed in the same manner as described above. That is, the M value and C value in FIG. 5, or the M value and F value in FIG. When frequency modulation is divided into regions as described above, the processing is simple if the region length Δn is an integral multiple (1 or more) of Na (Na = 2 ^ a, a: number of decimals in binary notation). It is more suitable. In the following detailed description, the case where the frequency modulation data FMdata is handled by the integer part ΔM and the a-digit decimal part ΔF will be described.
つぎに画素クロック生成部111の第3の実施の形態の各部詳細を説明する。周波数演算部201は、図8と同様の構成を適用する(図示省略)。ただし、カウンタ30、変換部31と加算部32は、後述する周波数変調部202に同等の機能を持つので共通化し、周波数演算部201からは削除するものとする。よって選択部28出力Mと選択部29出力Fを画素クロック平均周波数信号Mavgとして出力する。
Next, details of each part of the pixel
図28は、周波数変調部202の詳細構成例である。図28の周波数変調部202は、画素クロック平均周波数信号Mavg(M、F)と周波数変調データFMdata(ΔM、ΔF)を加算した周波数データ(M'、F')を画素クロック周波数指示信号Mnowに変換する。ここでΔMは正負の数であり、ΔFは正数である。加算部211は、FとΔFを加算してF'を得る。このとき桁上がりがあればCOを出力する。加算部210は、MとΔMと桁上がり信号COとを加算しM'を得る。カウンタ212、変換部213および加算部214は、図8のカウンタ30、変換部31と加算部32とそれぞれ同等の機能を果たし、M'とF'を画素クロック周波数指示信号Mnowに変換する。前述と同様の動作であるので詳細説明は省略する。
FIG. 28 is a detailed configuration example of the
図29は、周波数変調データ生成部203の詳細構成例である。周波数変調データ格納部220は、走査ライン中の各領域に対応する周波数変調データFMdataを、各領域番号をアドレスとして格納しておくメモリであり、供給されるアドレス信号に対応したデータを出力する。格納するデータは上述のようにしてあらかじめ求められている。このデータは装置内の他の格納部に保存しておき、装置の立ち上げ時等にロードするようにしてもよい。
FIG. 29 is a detailed configuration example of the frequency modulation
周波数変調制御部221は、走査ライン中の領域番号を演算しアドレス信号を生成する。同期信号SPSYNCの入力によりアドレスを0クリアし、画素クロックPCLKをカウントして、領域長Δnに達する毎にアドレス信号をインクリメントしていく。同期信号SPSYNCの代わりに検出パルスSPplsを入力するようにしてもよい。また、各領域の領域長をあらかじめ設定しておき、それぞれの領域長に達する毎にアドレスをインクリメントするようにしておけば、周波数変化量に応じて領域長を変えることができ、格納メモリ量の低減と周波数補正精度向上の両立を果たせる。
The frequency
ところで、走査速度または画素クロック周波数を変更すると周波数変調データは比例して変更する必要がある。たとえば走査速度(ポリゴン回転速度)を変えずに、画素クロック周波数を変化させ画素密度を変更する場合、あらかじめ求めておいた周波数変調データを変更する倍率に応じて比例して変更すればよい。つまり、たとえば周波数変調データを算出する際の画素クロック周波数を1/2倍して画素密度を1/2にする場合、算出時の周波数変調データを1/2倍したデータを周波数変調データ格納部220に格納するようにすればよい。 By the way, if the scanning speed or the pixel clock frequency is changed, the frequency modulation data needs to be changed in proportion. For example, when the pixel clock frequency is changed by changing the pixel clock frequency without changing the scanning speed (polygon rotation speed), the frequency modulation data obtained in advance may be changed in proportion to the magnification for changing. That is, for example, when the pixel clock frequency for calculating the frequency modulation data is halved and the pixel density is halved, the data obtained by halving the frequency modulation data at the time of calculation is the frequency modulation data storage unit. 220 may be stored.
この画素クロック生成部111の第3実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果に加え、非線形性誤差をも補正した高精度な画素クロックが生成できる。
According to the third embodiment of the pixel
また、この画素クロック生成部111を画像形成装置に適用すれば、走査速度誤差を高精度に補正した画素クロックを基準に画像を形成するので、高品質な画像が得られる。
Further, when this pixel
また、ポリゴンミラーの面毎に走査速度の非線形性誤差が異なるなど非線形性誤差が走査ライン毎の周期性を持つ場合、あらかじめ各々の面毎に対応した周波数変調データを取得し、走査時にはその面に対応した周波数変調データを用いるようにすればよい。 Also, if the nonlinearity error has periodicity for each scanning line, such as the scanning speed nonlinearity error is different for each surface of the polygon mirror, frequency modulation data corresponding to each surface is acquired in advance, and that surface is scanned during scanning. The frequency modulation data corresponding to the above may be used.
図30はこのような場合に好適な周波数変調データ生成部の別の実施の形態である。図30において、周波数変調制御部221は、図29と同様に走査ライン中の領域番号を演算しアドレス信号を生成する。周波数変調データ格納メモリ223(1)〜(Nf)は、ポリゴンミラーの面数をNfとしたときに、各面に対応し、走査ライン中の各領域に対応する周波数変調データFMdataを、各領域番号をアドレスとして格納しておくメモリであり、供給されるアドレス信号に対応したデータを出力する。ここでどの面に対応するメモリが有効に選択するかはメモリ選択信号によって選択される。メモリ選択信号生成部222は、周波数演算部201から出力される面選択信号FNoをメモリ選択信号に変換し出力する。ここで面選択信号FNoは相対的な面番号を示すものであり、メモリ選択信号は絶対的な面番号に対応しているので、ここでその対応付けを行う。
FIG. 30 shows another embodiment of a frequency modulation data generation unit suitable for such a case. In FIG. 30, the frequency
この対応付けの方法の一例を示す。周波数変調データの取得時に、まず一定の画素クロック周波数で(周波数制御を行わずに)走査を行い、各面毎に各走査位置における理想位置からのずれΔを測定するが、このとき各面毎走査速度が異なるので比較部5の出力LErrは各面毎固有であり異なった値をとる。通常、少なくともその誤差LErrの順列から各面の絶対的な面番号は特定できる。よって、この各面毎の誤差LErrも理想位置からのずれΔから算出した周波数変調データを格納したメモリ番号に対応して格納しておく。つぎに通常動作時には、ポリゴンミラーの回転が安定した後、一定の画素クロック周波数で(周波数制御を行わずに)走査を行い、面選択信号FNoと誤差LErrを対応付けて取得し、その計測した誤差LErrの並びと格納しておいた誤差LErrの並びとを一致させることにより、面選択信号FNoとメモリ番号が対応付けられることになる。その後画素クロック周波数制御動作を行うようにすればよい。なお、誤差LErrの複数ライン分の平均を使用することにより確度を向上できる。
An example of this association method is shown. When acquiring frequency modulation data, scanning is first performed at a fixed pixel clock frequency (without frequency control), and a deviation Δ from the ideal position at each scanning position is measured for each surface. Since the scanning speed is different, the output LErr of the
このようにすれば、ポリゴンミラーの面毎に走査速度の非線形性誤差が異なっていても、各々の非線形性誤差に応じた画素クロック周波数no補正を行えるので、より高精度な画素クロックが生成できる。 In this way, even when the non-linearity error of the scanning speed differs for each surface of the polygon mirror, the pixel clock frequency no correction corresponding to each non-linearity error can be performed, so that a more accurate pixel clock can be generated. .
(第4の実施の形態)
つぎに画素クロック生成部の別の実施の形態を説明する。図31は画素クロック生成部の第4の実施の形態を示す構成図である。この画素クロック生成部118は図1、図22、図24の画像形成装置のそれぞれの画素クロック生成部として適用できる。
(Fourth embodiment)
Next, another embodiment of the pixel clock generation unit will be described. FIG. 31 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the pixel clock generation unit. The pixel
図31において、図12と同一図番を付したブロックは同様の構成で、同様の機能を果たすので詳細説明は省略する。周波数演算部231は図12の周波数演算部57と同様にして、誤差データErrにしたがって適正な画素クロック周波数を算出し、これを画素クロック平均周波数信号Mavに変換して出力する。周波数変調部232および周波数変調データ生成部233は、図26の周波数変調部202および周波数変調データ生成部203と同様の機能を果たし、同様の構成で適用できるので詳細説明は省略する。ただし本例では、画素クロックPCLKの代わりにクロックGCLKを基準に動作し、セットパルスSetをカウントすることにより走査位置(n)を計数する。もちろん画素クロックPCLKを基準に動作させてもよい。
In FIG. 31, blocks with the same reference numbers as those in FIG. The
この画素クロック生成部118の第4の実施の形態によれば、第2の実施の形態の効果に加え、非線形性誤差をも補正した高精度な画素クロックが生成できる。
According to the fourth embodiment of the pixel
また、この画素クロック生成部を画像形成装置に適用すれば、走査速度誤差を高精度に補正した画素クロックを基準に画像を形成するので、高品質な画像が得られる。 Further, when this pixel clock generation unit is applied to an image forming apparatus, an image is formed on the basis of a pixel clock in which a scanning speed error is corrected with high accuracy, so that a high quality image can be obtained.
以上説明したように、本発明の基本実施の形態によれば、前述した課題に示した(1)〜(5)の走査速度誤差を高精度に補正することができる。この基本実施の形態に以下に説明する変更を行うことにより、複数の画素クロックを生成する装置において検出部を共有化して検出された同期信号から各々に対応する同期情報を生成することが可能となり、これより各々の画素クロックを高精度に制御できる。 As described above, according to the basic embodiment of the present invention, the scanning speed errors (1) to (5) shown in the above-described problem can be corrected with high accuracy. By making the following modifications to this basic embodiment, it becomes possible to generate synchronization information corresponding to each synchronization signal detected by sharing a detection unit in a device that generates a plurality of pixel clocks. Thus, each pixel clock can be controlled with high accuracy.
(第5の実施の形態)
図32−1は画素クロック生成部の第5の実施の形態を示す構成図である。また、図32−2と併せて画像形成装置を構成した実施の形態を示す。この実施の形態は前述した画素クロック生成部の第2の実施の形態(図12)に変更を加えたものであり、同一図番を付したブロックは同様の構成・機能・動作を果たすので詳細な説明は省略する。
(Fifth embodiment)
FIG. 32-1 is a configuration diagram illustrating a fifth embodiment of the pixel clock generation unit. In addition, an embodiment in which the image forming apparatus is configured in conjunction with FIG. This embodiment is a modification of the second embodiment (FIG. 12) of the pixel clock generation unit described above, and the blocks with the same reference numerals perform the same configuration, function, and operation, and thus are described in detail. The detailed explanation is omitted.
図32−1において、この画素クロック生成部は複数nの画素クロックを生成するものであり、以下に説明するブロックにより構成されている。 In FIG. 32A, this pixel clock generation unit generates a plurality of n pixel clocks, and is configured by blocks described below.
高周波クロック生成部51は基準クロックRefCLKを基に16位相の多相クロックVCLK0〜15を生成する。また多相クロックの1つをQ分周(ここではQ=4)して内部動作用クロックGCLKも生成する。第1エッジ検出部402は、たとえば走査開始位置を示す第1の同期信号SPSYNCの立ち上がりエッジを多相クロックVCLK0〜15を基準として検出するものであり、同期信号SPSYNCの立ち上がりを検出するとクロックGCLKに同期した検出パルスSPplsと立ち上がり時の期間QTと位相PHを示す時間情報SPQPを出力する。同様に、第2エッジ検出部403は、たとえば走査終了位置を示す第2の同期信号EPSYNCの立ち上がりエッジを多相クロックVCLK0〜15を基準として検出するものであり、同期信号EPSYNCの立ち上がりを検出するとクロックGCLKに同期した検出パルスEPplsと立ち上がり時の期間QTと位相PHを示す時間情報EPQPを出力する。なお、この2つの同期信号はたとえばフォトディテクタ(PD)からなる同期検出部で生成され、ここを光ビームが通過した際、「H」となる信号が生成される。ここで同期検出部を複数のビームで共有化した場合には、同期信号は1回の走査中に複数回「H」となり、第1エッジ検出部402はそれぞれの立ち上がりを検出して検出パルスSPplsと立ち上がり時間情報SPQPを出力する。第2エッジ検出部も同様である。また同期検出部を複数備え、それに対応して同期信号が複数供給される場合には、それぞれの同期信号に対して立ち上がりを検出する。
The high
画素クロック生成部405は(1)〜(n)のn個備え、それぞれ画素クロックPCLK[1]〜[n]を生成する。詳細構成は後述する。変調データ生成部409はn個の画素クロック生成部405に対応してn個備え、それぞれ対応した画素クロックPCLKを基準として(またはPCLKの立ち上がりを示すセットパルスSetを基準として)、入力される画像データにしたがってパルス幅変調を行った変調データWrPLS[1]〜[n]を生成する。
The pixel
図32−2は、画素クロック生成部の第5の実施の形態に好適な画像形成装置の構成例である。これは、複数の感光体を有する多色対応の画像形成装置の一形態であり、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色に対応した別々の感光体(それぞれ順に417、418、419、420)を備え、各感光体にそれぞれ2つのビームを照射して画像(静電潜像)を形成する。そして中間転写ベルト421上に置かれ矢印方向に移動する画像形成媒体へ各感光体に形成された各色画像を転写していきカラー画像を形成する。各感光体に照射する計8つの光ビームBeam1〜8は、図32−1の画素クロック生成装置から出力される変調データWrPLS[1]〜[8]をそれぞれレーザ駆動部LDD1〜8(符号410(1)〜(8))を介して半導体レーザLD1〜8(符号411(1)〜(8))を駆動して出射される。出射されたビームBeam1〜8は走査光学系412を介して走査され(ビーム走査方向は紙面垂直方向)、各感光体上に結像される。また、Beam1〜4においては走査開始点および終了点に配置された折り返しミラーにより、a点にビーム走査方向に配置された同期検出部であるフォトディテクタ413、414に入射し、走査の開始と終了が検出される。これらのフォトディテクタはBeam1〜4の4つのビームで共有して使用され、各々のビームが通過するごとにパルスを出力する同期信号SPSYNCkmおよびEPSYNCkmを出力し、それぞれ第1エッジ検出部402および第2エッジ検出部403に供給する。同様にBeam5〜8においては、b点にビーム走査方向に配置された同期検出部であるフォトディテクタ415、416に入射し、走査の開始と終了が検出され、同期信号SPSYNCcyおよびEPSYNCcyを出力し、それぞれ第1エッジ検出部402および第2エッジ検出部403に供給する。なお、4つのビームスポットとフォトディテクタPDは図33に示すような位置関係となるよう走査光学系412が配置されているものとし、Beam1から順次PDを通過し、検出パルスが出力される。このとき走査速度とビームスポット間隔により検出パルスの時間間隔が決まる。なお、図32−2の配置は図示の便宜上記載した配置であり実際の装置の配置とは必ずしも一致しない。また、この走査光学系の配置や詳細は本発明の要旨とは直接関係なく、作用効果も形態によらず適用できるものであるので詳細構成の図示および説明は省略する。
FIG. 32-2 is a configuration example of an image forming apparatus suitable for the fifth embodiment of the pixel clock generation unit. This is one form of a multicolor image forming apparatus having a plurality of photoconductors, and separate photoconductors (417, 418, 419, and 420, respectively) corresponding to black, magenta, cyan, and yellow colors. And irradiating each photoconductor with two beams to form an image (electrostatic latent image). Then, each color image formed on each photoconductor is transferred to an image forming medium placed on the
つぎに図32−1に戻り、画素クロック生成部405の詳細構成と主要信号の波形図を例示した図34に基づき動作説明を行う。
Next, returning to FIG. 32A, the operation will be described based on FIG. 34 illustrating the detailed configuration of the pixel
図34において、各信号波形は図34の同一信号名の波形である。(b−1)SPSYNCkmは、PD413から出力されるBeam1〜4の走査開始点を示す(左からBeam1,2,3,4に対応したパルスを示す)。(b−2)EPSYNCkmは、PD414から出力されるBeam1〜4の走査終了点を示す(ここではBeam1,2に対応したパルスのみを記す)。(c−1)SPpls_kmは、第1エッジ検出部402により(b−1)SPSYNCkmの立ち上がりを検出し、クロックGCLKに同期して生成される検出パルスである。立ち上がりの時間情報を示すSPQP_kmは未図示とした。(c−2)EPpls_kmは、同様に第2エッジ検出部403により(b−2)EPSYNCkmの立ち上がりを検出して出力される検出パルスである。
In FIG. 34, each signal waveform is a waveform of the same signal name in FIG. (b-1) SPSYNCkm indicates the scanning start point of
同期信号(SPSYNC、EPSYNC)にパルスが出力されるためには、フォトディテクタPD(符号413〜416)を各ビームが通過する際点灯している必要があり、同期検知点灯信号生成部408は、この点灯(以下、同期検知点灯と呼ぶ)を指示する同期検知点灯信号を生成する。走査開始同期、走査終了同期それぞれについて、また対応するビームBeam[n]毎に生成し、それぞれbdgate[n]およびbdegate[n]とする。(d−1)bdgate[1]〜(d−4)bdgate[4]は、それぞれBeam1〜4に対応した走査開始同期検知用の同期検知点灯信号(以下、先端同期検知点灯信号)であり、(g−1)bdegate[1]〜(g−4)bdegate[4]は([3]と[4]は未図示)、それぞれBeam1〜4に対応した走査終了同期検知用の同期検知点灯信号(以下、後端同期検知点灯信号)である。これらは変調データ生成部409に供給され、「H」の期間対応するLDが点灯するように変調データWrPLS[1]〜[n]が変調される。この同期検知点灯期間は通常の有効画像領域外で行われるため、このとき有効な画像データは供給されていないので、画像データによらず変調データの生成がなされる。また、同一PDを共有して使用する各ビームの同期検知点灯信号は、後述する理由により同時に「H」とならないように生成される。
In order for a pulse to be output to the synchronization signal (SPSYNC, EPSYNC), it is necessary to light when each beam passes through the photodetector PD (reference numerals 413 to 416), and the synchronization detection lighting signal generation unit 408 A synchronization detection lighting signal for instructing lighting (hereinafter referred to as synchronization detection lighting) is generated. For each of the scan start synchronization and the scan end synchronization, and for each corresponding beam Beam [n], they are generated as bdgate [n] and bdegate [n], respectively. (d-1) bdgate [1] to (d-4) bdgate [4] are scanning detection synchronization detection signals (hereinafter referred to as tip synchronization detection lighting signals) corresponding to
(e−1)SPpls[1]〜(e−4)SPpls[4]は、第1同期信号の検出パルスである(c−1)SPpls_kmの内、各ビームに対応する検出パルスを分離抽出して生成した検出パルスであり、(c-1)SPpls_kmと対応する先端同期検知点灯信号bdgate[n]との論理積を取ることにより生成できる。同様にして、立ち上がりの時間情報を示すSPQP_kmも対応する時間情報SPQP[n]を抽出できる。これらの検出パルスSPpls[n]および時間情報SPQP[n]を第1同期情報とし、第1同期情報生成部406において生成する。また、この時間情報SPQP[n]が有効データとして使用されるには検出パルスSPpls[n]が「H」の期間だけでいいので、対応する時間情報は抽出せず、各ビームの立ち上がり時間情報が重合したSPQP_kmを出力するものであってもよい。また、先端同期検知信号は各ビームに対応したものを全て入力し(ここでは[1]〜[8])、SPchSel信号により対応する先端同期検知点灯信号を選択し、抽出に用いるようにしている。詳細については後述する。このようにして先端同期検知点灯信号bdgateは、検出パルスの分離抽出に用いるので、同時に「H」となる信号があると正確な分離が行えなくなるので、同時に「H」とならないよう生成される。
(e-1) SPpls [1] to (e-4) SPpls [4] separate and extract detection pulses corresponding to each beam from (c-1) SPpls_km, which are detection pulses of the first synchronization signal. (C-1) can be generated by taking the logical product of SPpls_km and the corresponding tip synchronization detection lighting signal bdgate [n]. Similarly, the corresponding time information SPQP [n] can be extracted from SPQP_km indicating the rise time information. These detection pulses SPpls [n] and time information SPQP [n] are used as first synchronization information and are generated by the first synchronization
同様にして、第2同期情報生成部407において、後端同期検知点灯信号bdgate[n]により、第2エッジ検出部403により生成される検出パルス(c−2)EPpls_kmを分離抽出して、第2同期情報である検出パルスEPpls[n]と時間情報EPQP[n]が生成される。(h−1)EPpls[1],(h−2)EPpls[2]はそれぞれBeam1,2に対応した第2同期信号の検出パルスである。後端同期検知点灯信号bdgate[n]が同一PDを共有して使用する各ビームで同時に「H」とならないよう生成されるのも前述と同様である。
Similarly, in the second synchronization
このようにして生成される第1および第2の同期情報を用いて、前述の画素クロック周波数生成部の第2実施の形態と同様にして、計数部54、比較部55、フィルタ56、周波数演算部57、画素クロック出力部58により画素クロックPCLK[n]を生成する。
Using the first and second synchronization information generated in this manner, the
つぎに、同期検知点灯信号生成部408の動作説明を行う。ここで生成する同期検知点灯信号bdgate[n]およびbdegate[n]は、走査速度変動があってもフォトディテクタPD通過時に確実に点灯するよう予測点前後に「H」となるように生成される。また立ち上がり、立ち下がり時刻が高精度に制御されていなくても検出時間精度には影響しないので、多相クロックVCLK基準ではなく、画素クロック基準で生成すればよい。より具体的には、本実施の形態のように複数のビームでPDを共有して使用する場合は、そのうちの1つをマスタービームとして定め(最も先行して走査するビームをマスタービームとするのが好適であり、ここではBeam1とする)、残りをスレーブビームとする。そしてマスタービームによる先端同期検知点灯信号立ち上がりをマスター/スレーブビームの走査ラインの基準とし、そこからの所定時間(bdofs[n]またはbdeofs[n])後に同期検知点灯信号を「H」とすればよい。先に説明したようにこの所定時間の計測は画素クロック単位で十分であるので、第1エッジ検出部402もマスタービームによる先端同期検知信号立ち上がりを各画素クロックに同期した(GCLKに同期でもよい)マスター基準パルスMplsの生成を行う。また同期検知点灯信号bdgate[n]は、同期信号の立ち上がりを検出した検出パルスSPplsが分離できればいいので、ビーム毎に分離した検出パルスSPpls[n]により立ち下げるようにすればよい。同様に、bdegate[n]は各ビーム毎分離した検出パルスEPpls[n]により立ち下げるようにすればよい。
Next, the operation of the synchronization detection lighting
また、先端同期検知点灯信号の点灯信号bofs[n]は以下のようにしてあらかじめ設定しておく。マスタービームの点灯信号(ここではbofs[1])は、1走査ライン周期によって定める。ここで走査速度変動による1走査ライン周期の変動を見込み、その最小値より十分短くなるよう設定しておくとよい。また、スレーブビームの点灯信号(図34ではbdofs[2]〜[4])は、マスタービーム(Beam1)と当該スレーブビーム(Beam2〜4のいずれか)とのビームスポット間隔を走査時間差に換算し、これより十分短くなるように設定しておくとよい。また、後端同期検知点灯信号bdeofs[n]は、2つの同期信号検出用のPD(符号413と414、または符号415と416)間の距離にしたがって決定する。マスタービームの点灯信号(ここではbdeofs[1])は、このPD間距離を走査速度に応じて時間に換算し、これより十分短くなるように設定する。
Further, the lighting signal bofs [n] of the tip synchronization detection lighting signal is set in advance as follows. The master beam lighting signal (bofs [1] here) is determined by one scanning line cycle. Here, it is preferable to set a value that is sufficiently shorter than the minimum value in consideration of fluctuations in one scanning line period due to fluctuations in scanning speed. Further, the slave beam lighting signal (bdfs [2] to [4] in FIG. 34) converts the beam spot interval between the master beam (Beam1) and the slave beam (any of
また、スレーブビームの点灯信号(bdeofs[2]〜[4])は、それぞれ対応するbdofs[n]にbdeofs[1]の値を加算した値とすればよい。なおビームの波長差などにより走査速度に差がある場合は、上記PD間距離それぞれのビームの走査速度に応じて時間に換算し、これに応じて設定すればいい。 The slave beam lighting signals (bdeofs [2] to [4]) may be values obtained by adding the value of bdeofs [1] to the corresponding bdofs [n]. If there is a difference in scanning speed due to a difference in the wavelength of the beam, etc., the time may be converted according to the beam scanning speed of each of the above-mentioned distances between PDs, and set according to this.
また、ビームスポット間隔やPD間距離は製造時の光学系の組付け誤差や経時変化などにより差を生じるので、製造時や定期的に測定するとよい。ビームスポット間隔の測定は、たとえば当該する2つのビームの同期検知点灯信号を「H」としたまま(点灯させたまま)走査し、1走査ラインあたり2つのビームがPDを通過するごとに得られる2つの同期情報を取得し、その時間間隔を測定することにより得られる(2つの同期情報はGCLKおよびTv単位の情報として得られるのでこの時間間隔は簡単に得られる)。またPD間距離は、たとえば通過するビームの先端および後端同期検知点灯信号「H」としたまま(点灯させたまま)走査し、第1および第2の同期情報を取得し、その間隔を測定すればよい。 Further, the beam spot interval and the distance between the PDs are different due to an assembly error of the optical system at the time of manufacture or a change with time. The measurement of the beam spot interval is obtained, for example, every time two beams per scan line pass through the PD while scanning with the synchronous detection lighting signal of the two beams concerned set to “H” (lighted). It is obtained by acquiring two pieces of synchronization information and measuring the time interval (since the two pieces of synchronization information are obtained as information in units of GCLK and Tv, this time interval is easily obtained). The distance between the PDs is scanned, for example, with the leading and trailing end synchronization detection lighting signals “H” of the passing beam (lit) and the first and second synchronization information is acquired and the interval is measured. do it.
ところでマルチビーム光学系では、複数の半導体レーザの代わりに1つの半導体レーザアレイLDAを用いたものも適用される。たとえば図32−2においてLD1、LD2の代わりに2つのLD素子がアレイ状になったLDA1を用い、そこから出射される2つのビームをBeam1,Beam2として走査光学系412に入射する。このような場合、LDAのLD素子間の距離が短いこともあり、PD上を通過するビームスポット間隔(図33のBeam1とBeam2の間隔)を長くすることが困難な場合がある。このようなとき上述したようにスレーブビームの点灯信号bdofs[2]を設定し、同期検知点灯信号が同時に「H」とならないよう設定するのが困難な場合がある。このような光学系の場合は次のようにするとよい。
By the way, in the multi-beam optical system, one using one semiconductor laser array LDA instead of a plurality of semiconductor lasers is also applied. For example, in FIG. 32-2, instead of LD1 and LD2, an LDA1 in which two LD elements are arranged in an array is used, and two beams emitted from the LDA1 are incident on the scanning
通常、半導体レーザアレイLDAのLD素子の波長差はほとんどなく、また走査光学系を通過する際の光路もほとんど同一であるので、走査速度とその変動はほぼ一致する。この性質を利用し、LDAの後行ビームの同期情報は取得せず、先行ビームの同期情報を用いて画素クロックの周波数制御を行うようにする。図35にこのようにしたときの信号波形図を例示する。LD3、4もLDAで構成されているとする。すなわち後行ビームはPD通過の際、同期検知点灯を行わず(bdgate[2]、bdgate[4]は「L」のまま)、よって同期信号SPSYNCkmにはBeam1とBeam3の通過時の2つのパルスのみが検出される。先行ビームの同期情報SPpls[1],[3]は前述と同様に生成するが、後行ビームの同期情報SPpls[2],[4]はそれぞれ先行ビームの同期情報を出力する。そして、ビームスポット間隔をドット単位(画素クロック単位)に換算し(たとえば2.75dotとする)、その整数部をSPdly[n]に(=2PCLK)、その小数部を画素クロック周波数指示信号Mnowを基に多相クロックの位相差Tvを単位とする値に換算しこれをSPofs[n]とする(=0.75*Mnow)。画素クロックPCLK[2],[4]生成の際には、初期位相をSPofs[n]だけ遅らせ、また画像データをSPdly[n]PCLK分遅延させる(画像データの出力開始を遅延させる。前述の画像書込みオフセットNofsに加算すると簡便に実現できる)。また、同期情報SPpls[1]、SPQP[1]をSPofs[n]だけ遅延させた同期情報SPpls[2],SPQP[2]を生成しこれを用いるようにしてもよい。
Usually, there is almost no wavelength difference between the LD elements of the semiconductor laser array LDA, and the optical path when passing through the scanning optical system is almost the same, so that the scanning speed and its fluctuation are almost the same. By utilizing this property, the synchronization information of the trailing beam of the LDA is not acquired, and the frequency control of the pixel clock is performed using the synchronization information of the preceding beam. FIG. 35 illustrates a signal waveform diagram in such a case. It is assumed that the
このとき後行ビームの画素クロック周波数指示信号Mnowの演算は次のように行うとよい。第1には、先行ビームの走査速度とほぼ一致しているので、先行ビームの画素クロック生成部で生成した画素クロック周波数指示信号Mnowを用いる。第2に、走査終了を示す第2同期情報は同様に先行ビームのものを用いるので、検出されるライン走査時間Tline[n]にはSPofs[n]分の誤差が生じる。この誤差を周波数演算部で考慮して演算するようにしてもいい。簡単には基準値RefNをSPofs[n]だけ補正した値を用いればよい。 At this time, the calculation of the pixel clock frequency instruction signal Mnow of the subsequent beam may be performed as follows. First, since it substantially matches the scanning speed of the preceding beam, the pixel clock frequency instruction signal Mnow generated by the pixel clock generating unit for the preceding beam is used. Second, since the second synchronization information indicating the end of scanning is similarly used for the preceding beam, an error of SPofs [n] occurs in the detected line scanning time Tline [n]. You may make it calculate in consideration of this error in a frequency calculating part. Simply, a value obtained by correcting the reference value RefN by SPofs [n] may be used.
このように後行ビームの画素クロックにビームスポット間隔に応じて初期位相オフセットを与え、上記のように画素クロックの周波数を制御することにより、他のビームを基準に同期制御を行っても高精度な制御が行える。 In this way, by applying an initial phase offset to the pixel clock of the subsequent beam according to the beam spot interval and controlling the frequency of the pixel clock as described above, high accuracy can be achieved even if synchronous control is performed based on other beams. Control is possible.
図36は、第1同期情報生成部406の詳細構成を示すブロック図である。検出選択部430は、第1エッジ検出部で検出した同期信号の検出パルスSPplsおよび時間情報SPQPが複数組入力され(ここではkmとcyの2系統)、検出信号選択信号DetchSelにしたがって1組を選択出力する。本実施の形態ではn=1〜4ではkm系列を、n=5〜8ではcy系列を選択する。このような検出選択部を設けることにより同期検出部PDの個数や組み合わせが本実施の形態と異なるときも、検出信号選択信号を変更するだけで対応できるので汎用性が拡大する。たとえば同期信号を検出する同期検出部PDの個数が第1と第2の同期信号とでは異なっていてもいい。つまり第1の同期信号が4つのPDで得られた4本の同期信号であり(それぞれBeam1と2、3と4、5と6、7と8)、第2の同期信号が2つのPDで得られた2本の同期信号であってもよい。
FIG. 36 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the first synchronization
SPch選択部431は先端同期検知点灯信号bdgateが複数入力され(ここでは8本)、先端同期情報選択信号SPchSelにしたがって、第1同期情報として用いるビームに対応する先端同期検知点灯信号bdgateが選択出力される。前者の例では自ビームのものが、後者のLDAの例では先行ビームは自ビームのものが後行ビームは先行ビームのものが選択される。AND回路433は検出選択部430の出力する検出パルスとSPch選択部431が出力する先端同期検知点灯信号bdgate[sel]との論理積を取り、必要な同期情報パルスSPpls[n]を分離抽出するものである。時間情報SPQP[n]は同期情報パルスSPpls[n]に対応するものを出力する。Mch選択部432は、先端同期検知点灯信号bdgateが複数入力され、マスタービーム選択信号MchSelにしたがって同期検出部PDを共有するビーム中のマスタービームに対応する先端同期検知点灯信号bdgateを選択出力する。AND回路434は検出選択部430の出力する検出パルスとMch選択部432の出力との論理積を取り、ライン基準位置信号Mplsを生成する。これらのような選択部を設けることにより画像形成装置の様々な構成に対応できる。また、同様にして第2同期情報生成部も構成すればよい。
The
この複数の画素クロックを生成する画素クロック生成部の第5の実施の形態によれば、それぞれの画素クロック周波数の同期制御の基準となる第1および第2の同期信号を検出する検出部を共有し、小型化・コストダウン化を図ったシステム、たとえば画像形成装置に適用した場合であっても、複数の同期検出信号が重畳した中から必要な同期情報を分離抽出し、これをもとに画素クロック周波数の制御を行うので、前述した様々な走査平均速度の変動があってもこの誤差を高精度に補正した画素クロックが生成できる。 According to the fifth embodiment of the pixel clock generation unit that generates the plurality of pixel clocks, the detection unit that detects the first and second synchronization signals serving as the reference for the synchronization control of each pixel clock frequency is shared. Even when applied to a system that achieves downsizing and cost reduction, for example, an image forming apparatus, the necessary synchronization information is separated and extracted from a plurality of synchronization detection signals superimposed on the basis of this. Since the pixel clock frequency is controlled, it is possible to generate a pixel clock in which this error is corrected with high accuracy even if the above-described various scan average speed fluctuations occur.
また、初段のエッジ検出部402,403において高精度に生成された高周波クロックVCLK0〜15を基準とした時間情報に変換した後、内部動作クロックGCLKを基準として同期情報の分離や選択などの処理を行っているので、各同期信号の伝播遅延を一致させるなどの処理を行わなくても正確な同期位置を保ったまま制御を行えるので、高精度な画素クロック周波数の制御が行える。
In addition, after converting the time information based on the high-frequency clocks VCLK0 to 15 generated with high accuracy in the
さらに上述したように各種選択部を設けているので、適用するシステムは図34−2の画像形成装置のみならず様々な形態の装置に対応できる。 Further, as described above, since various selection units are provided, the system to be applied can correspond to not only the image forming apparatus of FIG.
また、この実施の形態は画素クロック生成部の第2の実施の形態からの変更について説明したが、別の画素クロック生成部の実施の形態においても同様の変更を施せば上述の作用効果が得られるようになる。 Further, although this embodiment has described the change of the pixel clock generation unit from the second embodiment, the above-described effects can be obtained by applying the same change to the embodiment of another pixel clock generation unit. Be able to.
以上説明したように、本発明によれば、高精度に生成された高周波クロックVCLKまたは多相クロックVCLK0〜15を基準として画素クロックを生成し、走査時間の変動に合わせて画素クロック周波数を制御しているので、走査平均速度の変動があってもこの誤差を高精度に補正できる画素クロックが生成でき、さらに画素クロック周波数の制御はポリゴンミラーの各面に対応してそれぞれ制御しているので、面毎の走査速度誤差があっても高精度に補正できる画素クロックが生成できる。さらには走査速度の非線形性誤差を補正するようにして画素クロック周波数を変調しているので、より高精度な画素クロックが生成できる。また、この画素クロック生成部を画像形成装置に適用しているので、走査速度誤差を高精度に補正した画素クロックを基準に画像を形成でき、高品質な画像が得られる。 As described above, according to the present invention, the pixel clock is generated based on the high-frequency clock VCLK or the multiphase clocks VCLK0 to 15 generated with high precision, and the pixel clock frequency is controlled in accordance with the variation of the scanning time. Therefore, even if there is a change in the scanning average speed, it is possible to generate a pixel clock that can correct this error with high accuracy, and the pixel clock frequency is controlled corresponding to each surface of the polygon mirror. Even if there is a scanning speed error for each surface, a pixel clock that can be corrected with high accuracy can be generated. Furthermore, since the pixel clock frequency is modulated so as to correct the nonlinear error of the scanning speed, a more accurate pixel clock can be generated. In addition, since the pixel clock generation unit is applied to the image forming apparatus, an image can be formed on the basis of the pixel clock in which the scanning speed error is corrected with high accuracy, and a high quality image can be obtained.
また、このような効果に加え、マルチビーム光学系や複数の感光体・走査光学系を備えて多色対応とした画像形成装置において、小型化およびコストダウンを図る目的で各ビームの同期信号検出用の光検出手段を共通化した場合にも、必要な同期情報を分離抽出し、これをもとに画素クロック周波数の制御を行うので、前述した様々な走査平均速度の変動があってもこの誤差を高精度に補正した画素クロックが生成できる。 In addition to these effects, in the image forming apparatus that is equipped with a multi-beam optical system and multiple photoconductor / scanning optical systems and is compatible with multiple colors, it is possible to detect the synchronization signal of each beam in order to reduce the size and cost. Even when a common photodetection means is used, the necessary synchronization information is separated and extracted, and the pixel clock frequency is controlled based on this. A pixel clock in which errors are corrected with high accuracy can be generated.
また、光検出手段から出力される同期信号を高精度に生成された高周波クロックVCLKまたは多相クロックVCLK0〜15を基準とした時間情報に変換した後、内部動作クロックGCLKを基準として同期情報の分離や選択などの処理を行っているので、各同期信号の伝播遅延を一致させるなどの処理を行わなくても正確な同期位置を保ったまま制御を行えるので、高精度な画素クロック周波数の制御が行える。 Further, after synchronizing the synchronization signal output from the light detection means into time information based on the high-frequency clock VCLK or multiphase clocks VCLK0 to 15 generated with high accuracy, the synchronization information is separated based on the internal operation clock GCLK. And processing such as selection, so even if processing such as matching the propagation delay of each synchronization signal is not performed, control can be performed while maintaining an accurate synchronization position, so high-precision pixel clock frequency control is possible. Yes.
さらには、検出信号や分離抽出用信号を選択可能としているので、光検出手段の数や共有する光源の組み合わせなどが異なる様々な形態の画像形成装置においても選択信号を変更するだけで容易に対応できる高汎用性が得られる。 Furthermore, since the detection signal and separation / extraction signal can be selected, it can be easily handled by simply changing the selection signal in various forms of image forming apparatuses that differ in the number of light detection means and the combination of shared light sources. High versatility that can be obtained.
以上のように、本発明にかかる画素クロック生成装置および画像形成装置は、レーザ光を走査して画像を形成する装置に有用であり、特に、デジタルカラー複写機、カラーレーザプリンタなどに適している。 As described above, the pixel clock generation apparatus and the image forming apparatus according to the present invention are useful for an apparatus that forms an image by scanning a laser beam, and are particularly suitable for a digital color copying machine, a color laser printer, and the like. .
1 高周波クロック生成部
2 第1エッジ検出部
3 第2エッジ検出部
4 分周器
5 比較部
6 フィルタ
7 周波数演算部
51 高周波クロック生成部
54 計数部
55 比較部
58 画素クロック出力部
111 画素クロック生成部
112 画像処理部
113 変調データ生成部
114 レーザ駆動部
118 画素クロック生成部
119 変調データ生成部
202 周波数変調部
203 周波数変調データ生成部
406 第1同期情報生成部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記画素クロック生成手段に入力されるべき複数の第1または第2の同期信号のうちのいくつかが混合された同期信号であって、
前記混合された同期信号を前記高周波クロックによりサンプリングして、同期信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジ時刻を示す同期情報を検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出する同期情報分離手段と、
を備え、
前記同期情報分離手段の出力から前記第1および第2の同期信号の時間間隔を算出することを特徴とする画素クロック生成装置。 High-frequency clock generation means for generating a high-frequency clock, and comparison means for detecting the time interval between the input first and second synchronization signals, comparing the detected time interval with a target value, and outputting the error. The frequency calculation means for calculating a set value of the pixel clock frequency according to the error output from the comparison means, and outputting a frequency specifying signal for specifying the pixel clock frequency according to the calculated set value, and the frequency calculation means, In a pixel clock generation device comprising a plurality of pixel clock generation means, the frequency division means for dividing the high-frequency clock by a division ratio based on a frequency designation signal to be output to generate a pixel clock,
Some of the plurality of first or second synchronization signals to be input to the pixel clock generation means are mixed signals,
Edge detection means for sampling the mixed synchronization signal with the high-frequency clock and detecting synchronization information indicating a rising or falling edge time of the synchronization signal;
Synchronization information separation means for separating and extracting corresponding synchronization information from the synchronization information output by the edge detection means;
With
2. A pixel clock generation device, wherein a time interval between the first and second synchronization signals is calculated from an output of the synchronization information separation means.
前記画素クロック生成手段に入力されるべき複数の第1または第2の同期信号のうちのいくつかが混合された同期信号であって、
前記混合された同期信号を前記多相クロックによりサンプリングして、前記多相クロックの位相差T/Pを単位時間とした同期信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジ時刻を示す同期情報を検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出する同期情報分離手段と、
を備え、
前記同期情報分離手段の出力から前記第1および第2の同期信号の時間間隔を算出することを特徴とする画素クロック生成装置。 Detects and detects the time interval between the multiphase clock generation means for generating the multiphase clock having the number of phases P, the phases of which are shifted from each other by the phase difference T / P in the period T, and the input first and second synchronization signals. A comparison unit that compares the time interval and the target value, and outputs an error thereof; a set value of the pixel clock frequency is calculated according to the error output from the comparison unit; and the pixel clock is calculated according to the calculated set value Frequency calculation means for outputting a frequency designation signal for designating a frequency, and a phase difference T / P of the multiphase clock as a unit time, and counting according to the frequency designation signal makes it possible to determine the rise time and fall time of the pixel clock. Based on the counting means for calculating and the multi-phase clock, the pixel clock is determined according to the rise time and fall time of the pixel clock. In the pixel clock generating device having a plurality of pixel clock generating unit having a pixel clock output unit that formed,
Some of the plurality of first or second synchronization signals to be input to the pixel clock generation means are mixed signals,
Edge detection means for sampling the mixed synchronization signal with the multiphase clock and detecting synchronization information indicating a rising or falling edge time of the synchronization signal with a phase difference T / P of the multiphase clock as a unit time When,
Synchronization information separation means for separating and extracting corresponding synchronization information from the synchronization information output by the edge detection means;
With
2. A pixel clock generation device, wherein a time interval between the first and second synchronization signals is calculated from an output of the synchronization information separation means.
前記同期情報分離手段が、対応する前記第1または第2の同期検知信号にしたがって前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の画素クロック生成装置。 The plurality of pixel clock generation means each include synchronization detection signal generation means for generating first and second synchronization detection signals for instructing detection of the first and second synchronization signals, respectively.
2. The synchronization information separating unit is configured to separate and extract corresponding synchronization information from the synchronization information output from the edge detection unit in accordance with the corresponding first or second synchronization detection signal. Or the pixel clock generation device according to 2;
前記同期検知信号生成手段のそれぞれが、あらかじめ求めた前記ライン基準情報と対応する同期情報との所定時間差に応じて、前記第1または第2の同期検知信号を生成するものであることを特徴とする請求項3に記載の画素クロック生成装置。 The synchronization information separation means outputs one of the synchronization information output by the edge detection means as line reference information;
Each of the synchronization detection signal generation means generates the first or second synchronization detection signal according to a predetermined time difference between the line reference information obtained in advance and the corresponding synchronization information. The pixel clock generation device according to claim 3.
その他の画素クロック生成手段においては、前記同期情報分離手段が前記エッジ検出手段の出力する同期情報から先行基準の前記第1および第2の同期検知信号に対応して得られた同期情報を生成するものであって、画素クロックが一定の初期位相オフセットを伴って生成されるものであることを特徴とする請求項3に記載の画素クロック生成装置。 A pixel clock generated by at least one pixel clock generation unit is defined as a leading reference, and the synchronization detection signal generation unit included in the pixel clock generation unit generates the first and second synchronization detection signals. ,
In the other pixel clock generation means, the synchronization information separation means generates synchronization information obtained corresponding to the first and second synchronization detection signals of the preceding reference from the synchronization information output from the edge detection means. 4. The pixel clock generation apparatus according to claim 3, wherein the pixel clock is generated with a constant initial phase offset.
前記同期情報分離手段が、前記エッジ検出手段の出力する複数の同期情報から対応する同期情報が含まれる1つを選択する検出選択手段を備え、前記検出選択手段の出力から対応する同期情報を分離抽出することを特徴とする請求項1〜6の何れか1つに記載の画素クロック生成装置。 A plurality of the edge detection means;
The synchronization information separation means includes detection selection means for selecting one of the plurality of synchronization information output from the edge detection means and including corresponding synchronization information, and separates the corresponding synchronization information from the output of the detection selection means The pixel clock generation device according to claim 1, wherein the pixel clock generation device is extracted.
前記光束の走査ライン上に2つの光検出手段を備え、前記2つの光検出手段に前記複数の光源の光束のうちのいくつかが走査するものであって、
前記2つの光検出手段の出力である同期信号をそれぞれ前記高周波クロックによりサンプリングして、同期信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジ時刻を示す同期情報を検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出する同期情報分離手段と、
を備え、
前記同期情報分離手段の出力から前記第1および第2の同期信号の時間間隔を算出することを特徴とする画像形成装置。 High-frequency clock generation means for generating a high-frequency clock, and comparison means for detecting the time interval between the input first and second synchronization signals, comparing the detected time interval with a target value, and outputting the error. The frequency calculation means for calculating a set value of the pixel clock frequency according to the error output from the comparison means, and outputting a frequency specifying signal for specifying the pixel clock frequency according to the calculated set value, and the frequency calculation means, A plurality of pixel clock generators, and a plurality of pixel clock generators, each of which generates a pixel clock by dividing the high-frequency clock by a division ratio based on a frequency designation signal to be output; And driving a plurality of light sources with respective pulse modulation signals modulated in accordance with image data based on the An image forming apparatus for forming an image by scanning on a scanned medium the light flux,
Two light detection means are provided on the scanning line of the light beam, and some of the light beams of the plurality of light sources scan the two light detection means,
Edge detection means for detecting the synchronization information indicating the rising or falling edge time of the synchronization signal by sampling the synchronization signal that is the output of the two light detection means by the high frequency clock, respectively;
Synchronization information separation means for separating and extracting corresponding synchronization information from the synchronization information output by the edge detection means;
With
An image forming apparatus, wherein a time interval between the first and second synchronization signals is calculated from an output of the synchronization information separating means.
前記光束の走査ライン上に2つの光検出手段を備え、前記2つの光検出手段に前記複数の光源の光束のうちのいくつかが走査するものであって、
前記2つの光検出手段の出力である同期信号を前記多相クロックによりサンプリングして、前記多相クロックの位相差T/Pを単位時間とした同期信号の立ち上がりまたは立ち下がりエッジ時刻を示す同期情報を検出するエッジ検出手段と、
前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出する同期情報分離手段と、
を備え、
前記同期情報分離手段の出力から前記第1および第2の同期信号の時間間隔を算出することを特徴とする画像形成装置。 Detects and detects the time interval between the multiphase clock generation means for generating the multiphase clock having the number of phases P, the phases of which are shifted from each other by the phase difference T / P in the period T, and the input first and second synchronization signals. A comparison unit that compares the time interval and the target value, and outputs an error thereof; a set value of the pixel clock frequency is calculated according to the error output from the comparison unit; and the pixel clock is calculated according to the calculated set value Frequency calculation means for outputting a frequency designation signal for designating a frequency, and a phase difference T / P of the multiphase clock as a unit time, and counting according to the frequency designation signal makes it possible to determine the rise time and fall time of the pixel clock. Based on the counting means for calculating and the multi-phase clock, the pixel clock is determined according to the rise time and fall time of the pixel clock. And a plurality of pixel clock generation means having a plurality of pixel clock generation means, and a plurality of light sources driven by respective pulse modulation signals modulated in accordance with image data based on the plurality of pixel clocks. In the image forming apparatus for forming an image by scanning light beams output from the plurality of light sources onto a scanned medium,
Two light detection means are provided on the scanning line of the light beam, and some of the light beams of the plurality of light sources scan the two light detection means,
Synchronization information indicating the rising or falling edge time of the synchronization signal obtained by sampling the synchronization signal, which is the output of the two photodetecting means, with the multiphase clock and using the phase difference T / P of the multiphase clock as a unit time Edge detecting means for detecting
Synchronization information separation means for separating and extracting corresponding synchronization information from the synchronization information output by the edge detection means;
With
An image forming apparatus, wherein a time interval between the first and second synchronization signals is calculated from an output of the synchronization information separating means.
前記同期情報分離手段が、対応する前記第1または第2の同期検知信号にしたがって前記エッジ検出手段の出力する同期情報から対応する同期情報を分離抽出するものであることを特徴とする請求項9または10に記載の画像形成装置。 The plurality of pixel clock generation means respectively generate synchronization detection signal generation means for generating first and second synchronization detection signals for instructing to light up when the light flux of the corresponding light source passes through the two light detection means. Prepared,
10. The synchronization information separating unit separates and extracts corresponding synchronization information from the synchronization information output from the edge detection unit according to the corresponding first or second synchronization detection signal. Or the image forming apparatus according to 10.
前記同期検知信号生成手段のそれぞれが、あらかじめ求めたマスタービームと対応する光源の光束との間隔に応じて、前記第1または第2の同期検知信号を生成するものであることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。 At least one of the light beams passing through the two light detection means is defined as a master beam, and the synchronization information separation means outputs the synchronization information by the master beam among the synchronization information output from the edge detection means as line reference information. To do,
Each of the synchronization detection signal generation means generates the first or second synchronization detection signal according to an interval between a master beam obtained in advance and a light beam of a corresponding light source. Item 12. The image forming apparatus according to Item 11.
そのうちの1つから出力される光束が前記2つの光検出手段を通過する際点灯するように指示する第1および第2の先行同期検知信号を生成するものであって、
その他の前記半導体レーザアレイ素子に対応する画素クロック生成手段においては、前記同期情報分離手段が前記エッジ検出手段の出力する同期情報から前記第1および第2の先行同期検知信号に対応して得られた同期情報を生成するものであって、画素クロックが一定の初期位相オフセットを伴って生成されるものであることを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。 The plurality of light sources are each element of the semiconductor laser array,
Generating a first and a second preceding synchronization detection signal for instructing to turn on a light beam output from one of the two light detection means,
In the other pixel clock generation means corresponding to the semiconductor laser array element, the synchronization information separation means is obtained corresponding to the first and second preceding synchronization detection signals from the synchronization information output from the edge detection means. 12. The image forming apparatus according to claim 11, wherein the synchronization information is generated, and the pixel clock is generated with a constant initial phase offset.
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