JP3121037B2 - 共振スキャナー制御システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的にレーザープリン
タに関し、特に共振スキャニング（走査）システムの制
御回路に関する。
タに関し、特に共振スキャニング（走査）システムの制
御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、医療画像プリンティングに使用
される高速、高解像度レーザープリンターは共振スキャ
ニングシステムを採用することがある。スキャニングシ
ステムは例えば写真フィルムである静止プリント媒体の
各「行」に沿って水平にレーザービームを向ける。この
ビームは、光を特定の点即ち行内の画素に向けるため
に、選択的にパルス化される。即ちオン、オフされる。
光を受けるこの画素はプリント媒体上等に記録される。
される高速、高解像度レーザープリンターは共振スキャ
ニングシステムを採用することがある。スキャニングシ
ステムは例えば写真フィルムである静止プリント媒体の
各「行」に沿って水平にレーザービームを向ける。この
ビームは、光を特定の点即ち行内の画素に向けるため
に、選択的にパルス化される。即ちオン、オフされる。
光を受けるこの画素はプリント媒体上等に記録される。
【０００３】共振スキャナーはレーザービームを振動ミ
ラーを使用して複数の画素からなる各行を横切らせる。
ミラーは一方向で振動するので、ビームを連続する水平
位置即ち、ｘ−軸位置に向け、ビームを実際フィルムを
横切らせる。ミラーが反対方向に振動する時レーザーは
作動しない。従って、プリンティングは一方向でのみ生
じる。ミラーは複数の画素からなる各行に対して振動を
繰り返す。
ラーを使用して複数の画素からなる各行を横切らせる。
ミラーは一方向で振動するので、ビームを連続する水平
位置即ち、ｘ−軸位置に向け、ビームを実際フィルムを
横切らせる。ミラーが反対方向に振動する時レーザーは
作動しない。従って、プリンティングは一方向でのみ生
じる。ミラーは複数の画素からなる各行に対して振動を
繰り返す。
【０００４】ミラーは正弦的に振動する。即ち、フィル
ム即ち水平軸の一端で振動を開始し、フィルムの中央部
にビームがこの軸に沿って向けられる時はミラーの振動
は速度を増し、フィルムの遠端にビームが向かう時は減
速する。ミラーを正弦的に移動することにより歪みのな
い画像をプリントするためには、Mecklenburg 著のMedi
cal Imaging, Proceedings of the Society of Photo-O
ptical Instrumentation Engineers(1987), 767 巻, 53
6-542 に記述される様に、「非線形」クロックが典型的
に使用されて、レーザーパルスが計時される。特に、こ
の非線形クロックは振動ミラーと同期して作動し、走査
される行内で均一な距離間隔に対応する時間でレーザー
がパルス化される様にする。クロック速度はミラーの角
速度に比例する必要がある。この様なクロックはSchoon
の米国特許4,541,061 に議論されている。
ム即ち水平軸の一端で振動を開始し、フィルムの中央部
にビームがこの軸に沿って向けられる時はミラーの振動
は速度を増し、フィルムの遠端にビームが向かう時は減
速する。ミラーを正弦的に移動することにより歪みのな
い画像をプリントするためには、Mecklenburg 著のMedi
cal Imaging, Proceedings of the Society of Photo-O
ptical Instrumentation Engineers(1987), 767 巻, 53
6-542 に記述される様に、「非線形」クロックが典型的
に使用されて、レーザーパルスが計時される。特に、こ
の非線形クロックは振動ミラーと同期して作動し、走査
される行内で均一な距離間隔に対応する時間でレーザー
がパルス化される様にする。クロック速度はミラーの角
速度に比例する必要がある。この様なクロックはSchoon
の米国特許4,541,061 に議論されている。
【０００５】このSchoonシステムはレーザーパルスを計
時するための電圧制御発振器（ＶＣＯ）を使用する。基
本的には、ＶＣＯ出力信号は画素計数器に対するクロッ
クとして機能する。この計数器は、レーザービームが合
わせられる次の画素位置に対応する計数値を発生する。
計数器は、(i) 所望の情報に関係する情報を含む第１の
メモリのアドレス指定及び、(ii)その時のミラーの角速
度に関係する情報を含む第２のメモリのアドレス指定を
行う。第１のメモリの出力は、レーザーのパルス化を制
御し、ビームが合わされる画素位置で点が必要とされる
時にパルスが出される様にする。第２のメモリの出力
は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を介して、Ｖ
ＣＯに与えられる周波数制御電圧を制御する。第２のメ
モリは従って計数器が計数する割合を制御する。
時するための電圧制御発振器（ＶＣＯ）を使用する。基
本的には、ＶＣＯ出力信号は画素計数器に対するクロッ
クとして機能する。この計数器は、レーザービームが合
わせられる次の画素位置に対応する計数値を発生する。
計数器は、(i) 所望の情報に関係する情報を含む第１の
メモリのアドレス指定及び、(ii)その時のミラーの角速
度に関係する情報を含む第２のメモリのアドレス指定を
行う。第１のメモリの出力は、レーザーのパルス化を制
御し、ビームが合わされる画素位置で点が必要とされる
時にパルスが出される様にする。第２のメモリの出力
は、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を介して、Ｖ
ＣＯに与えられる周波数制御電圧を制御する。第２のメ
モリは従って計数器が計数する割合を制御する。
【０００６】ＶＣＯ及び画素計数器の動作は「走査サイ
クル」の特定の点で発生及び解除される走査信号によっ
て制御される。走査信号は、レーザープリンターがフィ
ルムに書込む方向の走査である「書き込み」部分で始ま
り、反対方向でフィルムを横切る走査である「戻り」走
査で終了する。特に、走査信号は走査サイクルの書込み
部分の開始で発生され、ＶＣＯ及び画素計数器の動作を
可能とする。ＶＣＯ及び計数器は次に一緒に作動してク
ロック及びレーザー制御信号を発生する。走査サイクル
の書込み部分を過ぎると、走査信号が解除される。これ
は、画素計数器をリセットして、ＶＣＯを止め、クロッ
ク及び制御信号が発生されることを禁止する。次の走査
サイクルの書込み部分の開始において、走査信号が発生
され、ＶＣＯ及び画素計数器が再び利用可能となる。
クル」の特定の点で発生及び解除される走査信号によっ
て制御される。走査信号は、レーザープリンターがフィ
ルムに書込む方向の走査である「書き込み」部分で始ま
り、反対方向でフィルムを横切る走査である「戻り」走
査で終了する。特に、走査信号は走査サイクルの書込み
部分の開始で発生され、ＶＣＯ及び画素計数器の動作を
可能とする。ＶＣＯ及び計数器は次に一緒に作動してク
ロック及びレーザー制御信号を発生する。走査サイクル
の書込み部分を過ぎると、走査信号が解除される。これ
は、画素計数器をリセットして、ＶＣＯを止め、クロッ
ク及び制御信号が発生されることを禁止する。次の走査
サイクルの書込み部分の開始において、走査信号が発生
され、ＶＣＯ及び画素計数器が再び利用可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】走査動作の書込み部
分は各ラインに対して同じ水平部分で開始され、適当な
時刻にレーザーからパルス発生させ適切な水平位置で点
を発生することが必須である。そうでないと、プリント
された画像が歪むことになる。従って、クロック及びレ
ーザー制御機構の操作はスキャナーの動作に正確に同期
する必要がある。
分は各ラインに対して同じ水平部分で開始され、適当な
時刻にレーザーからパルス発生させ適切な水平位置で点
を発生することが必須である。そうでないと、プリント
された画像が歪むことになる。従って、クロック及びレ
ーザー制御機構の操作はスキャナーの動作に正確に同期
する必要がある。
【０００８】公知の従来技術のシステムはＶＣＯを、従
って、クロック及びレーザー制御器を、それぞれ操作サ
イクルの書込み部分の開始及び終了でオン及びオフす
る。従って、書込み部分が開始する時、ＶＣＯは再同期
される必要がある。検出器が走査サイクルの書込み部分
の開始を検出する時、システムはＶＣＯを再スタートす
る。別の態様では、システムは、スキャナーの共振周波
数よりも何倍も高速な周波数の分離ＶＣＯ再同期クロッ
クを含むことができる。ＶＣＯが走査サイクルの書込み
部分の開始でオン状態になる時、ＶＣＯは再同期クロッ
クの周波数と同期する。ＶＣＯ出力信号は次に画素計数
器用のより少ないクロックを発生する分周器に送られ
る。この様な再同期クロックは、画素計数器を駆動する
のに必要な最高速のクロック信号よりも何倍も高速であ
る必要があるので、コストが高く且つ構成するのが困難
である。更に、再同期クロックは連続的にスキャナーと
同期し続ける必要がある。システムが使用する同期機構
にもかかわらず、システムは依然として、各走査サイク
ルの書込み部分の開始でＶＣＯの同期を必要とする。し
たがって、システムは、ＶＣＯが同期していても、歪ん
だ画像を発生する可能性がある。
って、クロック及びレーザー制御器を、それぞれ操作サ
イクルの書込み部分の開始及び終了でオン及びオフす
る。従って、書込み部分が開始する時、ＶＣＯは再同期
される必要がある。検出器が走査サイクルの書込み部分
の開始を検出する時、システムはＶＣＯを再スタートす
る。別の態様では、システムは、スキャナーの共振周波
数よりも何倍も高速な周波数の分離ＶＣＯ再同期クロッ
クを含むことができる。ＶＣＯが走査サイクルの書込み
部分の開始でオン状態になる時、ＶＣＯは再同期クロッ
クの周波数と同期する。ＶＣＯ出力信号は次に画素計数
器用のより少ないクロックを発生する分周器に送られ
る。この様な再同期クロックは、画素計数器を駆動する
のに必要な最高速のクロック信号よりも何倍も高速であ
る必要があるので、コストが高く且つ構成するのが困難
である。更に、再同期クロックは連続的にスキャナーと
同期し続ける必要がある。システムが使用する同期機構
にもかかわらず、システムは依然として、各走査サイク
ルの書込み部分の開始でＶＣＯの同期を必要とする。し
たがって、システムは、ＶＣＯが同期していても、歪ん
だ画像を発生する可能性がある。
【０００９】また、加えられた周波数制御電圧とは線形
或いは直線的に関係しない出力周波数をＶＣＯが発生す
る場合も、歪みが発生する場合がある。これは、例え
ば、ＶＣＯが周囲温度の変化を受ける場合、生じること
がある。この非線形或いは非直線性は、システムの残り
部分に加えられるクロック及び制御信号のタイミングに
不利に影響する。
或いは直線的に関係しない出力周波数をＶＣＯが発生す
る場合も、歪みが発生する場合がある。これは、例え
ば、ＶＣＯが周囲温度の変化を受ける場合、生じること
がある。この非線形或いは非直線性は、システムの残り
部分に加えられるクロック及び制御信号のタイミングに
不利に影響する。
【００１０】
【問題点を解決するための手段】本発明は、スキャナー
の画素から画素及びサイクルからサイクルの動作を追跡
する画素クロックを使用するレーザー源を制御する共振
スキャナー制御システムである。画素クロックは電圧制
御発振器（ＶＣＯ）を含み、このＶＣＯは負帰還を使用
して発振器に加えられる周波数制御信号に直線的に関係
するクロック周波数を発生する。特に、発振器出力は周
波数電圧変換器に加えられる。この変換器の出力は、画
素関連制御信号に応答して発生される周波数制御電圧と
比較される。これらの電圧差は誤差信号であり、積分さ
れ、ＶＣＯの周波数制御端子に加えられる。周波数制御
電圧に直線的に関係するＶＣＯ出力はクロック信号とし
てレーザー制御器に加えられる。
の画素から画素及びサイクルからサイクルの動作を追跡
する画素クロックを使用するレーザー源を制御する共振
スキャナー制御システムである。画素クロックは電圧制
御発振器（ＶＣＯ）を含み、このＶＣＯは負帰還を使用
して発振器に加えられる周波数制御信号に直線的に関係
するクロック周波数を発生する。特に、発振器出力は周
波数電圧変換器に加えられる。この変換器の出力は、画
素関連制御信号に応答して発生される周波数制御電圧と
比較される。これらの電圧差は誤差信号であり、積分さ
れ、ＶＣＯの周波数制御端子に加えられる。周波数制御
電圧に直線的に関係するＶＣＯ出力はクロック信号とし
てレーザー制御器に加えられる。
【００１１】更に、ＶＣＯ信号は画素アドレス計数器に
クロック信号を供給する。計数器は振動ミラーの角速度
に対しての画素位置の関係の情報を含むメモリのアドレ
ス指定を行う。このメモリは、デジタル−アナログ変換
器（ＤＡＣ）を介してＶＣＯに記憶された情報を送る。
この変換器の出力は周波数制御電圧であり、従ってＶＣ
Ｏはその周波数を調節する。
クロック信号を供給する。計数器は振動ミラーの角速度
に対しての画素位置の関係の情報を含むメモリのアドレ
ス指定を行う。このメモリは、デジタル−アナログ変換
器（ＤＡＣ）を介してＶＣＯに記憶された情報を送る。
この変換器の出力は周波数制御電圧であり、従ってＶＣ
Ｏはその周波数を調節する。
【００１２】メモリはまた遅延又はラッチを介して、走
査同期信号を発生する。この走査同期信号は位相誤差検
出器に加えられる。この検出器は、この信号の発生と、
各走査サイクル中の所定の時刻、例えば、各走査サイク
ルの開始で発生される別の同期信号との間の差を検出す
る。２つの同期信号が一致しない場合、位相検出器はＤ
ＡＣへ位相誤差信号を送る。このＤＡＣは次にその出力
に位相誤差に関係する係数だけ乗算することによって出
力を調整する。このことはＶＣＯが、同じ位相関係係数
によって出力信号の周波数を調節することを強制する。
そうしていると、画素クロックの位相が有効に調整され
る。
査同期信号を発生する。この走査同期信号は位相誤差検
出器に加えられる。この検出器は、この信号の発生と、
各走査サイクル中の所定の時刻、例えば、各走査サイク
ルの開始で発生される別の同期信号との間の差を検出す
る。２つの同期信号が一致しない場合、位相検出器はＤ
ＡＣへ位相誤差信号を送る。このＤＡＣは次にその出力
に位相誤差に関係する係数だけ乗算することによって出
力を調整する。このことはＶＣＯが、同じ位相関係係数
によって出力信号の周波数を調節することを強制する。
そうしていると、画素クロックの位相が有効に調整され
る。
【００１３】ＶＣＯは全走査サイクル中、即ち、ミラー
が両方向に振動する際に作動する。従って、ＶＣＯは再
始動される必要がなく、完全に各走査サイクルの開始で
再同期化される。従って、ＶＣＯは共振スキャナーの周
波数変化を容易に追跡する。レーザーパルスは、スキャ
ナーの動作に正確に同期される。記録媒体を横切って均
一な記録強度、例えば、種々の画素位置で均一なグレー
の濃淡を発生するためには、システムは画素の各々を同
じ量のレーザーエネルギーに曝さねばならない。特に、
レーザー出力パワーは正確に制御されて、レーザーパワ
ーは、ビーム配向ミラーが比較的ゆっくり動かされる時
及びビームが比較的長時間に渡って或る画素位置に向け
られる時のラインの端部でほとんど無くなり、ミラーが
高速に駆動される時のライン中央で画素に対してより多
くのパワーが与えられる様にされる。システムはＶＣＯ
に対する周波数制御信号を使用してレーザー出力パワー
を制御する。レーザー出力パワーは従ってミラー速度に
対して直線的に関係している。
が両方向に振動する際に作動する。従って、ＶＣＯは再
始動される必要がなく、完全に各走査サイクルの開始で
再同期化される。従って、ＶＣＯは共振スキャナーの周
波数変化を容易に追跡する。レーザーパルスは、スキャ
ナーの動作に正確に同期される。記録媒体を横切って均
一な記録強度、例えば、種々の画素位置で均一なグレー
の濃淡を発生するためには、システムは画素の各々を同
じ量のレーザーエネルギーに曝さねばならない。特に、
レーザー出力パワーは正確に制御されて、レーザーパワ
ーは、ビーム配向ミラーが比較的ゆっくり動かされる時
及びビームが比較的長時間に渡って或る画素位置に向け
られる時のラインの端部でほとんど無くなり、ミラーが
高速に駆動される時のライン中央で画素に対してより多
くのパワーが与えられる様にされる。システムはＶＣＯ
に対する周波数制御信号を使用してレーザー出力パワー
を制御する。レーザー出力パワーは従ってミラー速度に
対して直線的に関係している。
【００１４】
【実施例】図１は、レーザー源１０、レーザー制御器１
２、共振スキャナー１４、光学走査検出器１６、スキャ
ナー駆動装置１８、画素クロック２２及び位相検出器２
０を含む。これら種々の構成要素は多数の走査サイクル
に渡って一緒に作動して、フィルム１５の様なプリント
媒体上に所望の画像を記録する。
２、共振スキャナー１４、光学走査検出器１６、スキャ
ナー駆動装置１８、画素クロック２２及び位相検出器２
０を含む。これら種々の構成要素は多数の走査サイクル
に渡って一緒に作動して、フィルム１５の様なプリント
媒体上に所望の画像を記録する。
【００１５】特に、制御器１２はレーザー１０をパルス
駆動してレーザービームパルスを発生される。これらの
パルスは振動ミラー１４ａによって反射されて、フィル
ム１５上の各「行」を横切る様にレーザービームを配向
する。レーザー制御器１２は、画素クロック２２からの
クロック及びパワー修正（制御）信号を受信し、レーザ
ー１０のパルス化を制御して、供給された画像情報に従
って、種々の水平位置又は画素に点を記録する。
駆動してレーザービームパルスを発生される。これらの
パルスは振動ミラー１４ａによって反射されて、フィル
ム１５上の各「行」を横切る様にレーザービームを配向
する。レーザー制御器１２は、画素クロック２２からの
クロック及びパワー修正（制御）信号を受信し、レーザ
ー１０のパルス化を制御して、供給された画像情報に従
って、種々の水平位置又は画素に点を記録する。
【００１６】画素クロック２２は、図２を参照してより
詳細に記述されるが、ミラー１４ａの振動と同期され
る。光学走査検出器１６は、各走査サイクルの所定の位
置、例えば、サイクルの開始でミラー１４ａからのレー
ザーパルスを検出する様設置される。この検出器は、対
応する信号をスキャナー１８及び位相検出器２０に送
る。
詳細に記述されるが、ミラー１４ａの振動と同期され
る。光学走査検出器１６は、各走査サイクルの所定の位
置、例えば、サイクルの開始でミラー１４ａからのレー
ザーパルスを検出する様設置される。この検出器は、対
応する信号をスキャナー１８及び位相検出器２０に送
る。
【００１７】スキャナー駆動装置１８は、同期信号を使
用して、スキャナー１４を駆動する適切な電流を維持す
る。位相検出器２０はこの同期信号の位相を、画素クロ
ック２２によって発生された同期信号の位相と比較す
る。２つの同期信号が一致しない場合、位相検出器２０
は位相誤差信号を発生し、これを画素クロック２２に送
る。画素クロック２２はこの誤差信号を使用して、以下
に詳細に記述される様にしてスキャナーミラー１４ａの
振動との同期を維持する。
用して、スキャナー１４を駆動する適切な電流を維持す
る。位相検出器２０はこの同期信号の位相を、画素クロ
ック２２によって発生された同期信号の位相と比較す
る。２つの同期信号が一致しない場合、位相検出器２０
は位相誤差信号を発生し、これを画素クロック２２に送
る。画素クロック２２はこの誤差信号を使用して、以下
に詳細に記述される様にしてスキャナーミラー１４ａの
振動との同期を維持する。
【００１８】この実施例の位相検出器２０は、スキャナ
ー１４の共振周波数の約１０分の１の帯域幅を有してい
る。従って、位相検出器２０は、１走査サイクルのみ、
例えばジッターによって引き起こされた変化のみに影響
するスキャナー１４の共振周波数の変化に応答しない。
しかし、この検出器は、周囲温度の変動による変化の様
なかなり多くの数の走査にわたって続く変化に応答す
る。
ー１４の共振周波数の約１０分の１の帯域幅を有してい
る。従って、位相検出器２０は、１走査サイクルのみ、
例えばジッターによって引き起こされた変化のみに影響
するスキャナー１４の共振周波数の変化に応答しない。
しかし、この検出器は、周囲温度の変動による変化の様
なかなり多くの数の走査にわたって続く変化に応答す
る。
【００１９】既に説明した様に、ミラー１４ａの角速度
は位置と共に変化する。特に、ミラー１４ａの角速度は
その振動の中心でよりも端部で小さい。従って、各画素
に同じレーザーエネルギーを曝すと、システムは、ミラ
ーが比較的ゆっくり移動する時レーザーパワーの出力を
減少し、ミラーが急速に移動する時パワーを増大する必
要がある。この様にすると、システムが均一な階調のカ
ラーを有する画像、例えば、均一なグレーの濃淡の画像
を、記録媒体を横切った異なる位置に生成することが可
能となる。画素クロック２２は、スキャナー１４及びミ
ラー１４ａの振動と同期して作動し、レーザー制御器１
２に、以下に詳細に記述される様にレーザー出力パワー
を調節するのに使用されるパワー修正信号を与える。
は位置と共に変化する。特に、ミラー１４ａの角速度は
その振動の中心でよりも端部で小さい。従って、各画素
に同じレーザーエネルギーを曝すと、システムは、ミラ
ーが比較的ゆっくり移動する時レーザーパワーの出力を
減少し、ミラーが急速に移動する時パワーを増大する必
要がある。この様にすると、システムが均一な階調のカ
ラーを有する画像、例えば、均一なグレーの濃淡の画像
を、記録媒体を横切った異なる位置に生成することが可
能となる。画素クロック２２は、スキャナー１４及びミ
ラー１４ａの振動と同期して作動し、レーザー制御器１
２に、以下に詳細に記述される様にレーザー出力パワー
を調節するのに使用されるパワー修正信号を与える。
【００２０】図２は、図１の画素クロック２２をより詳
細示している。画素クロック２２はデジタル−アナログ
変換器（ＤＡＣ）３８、画素アドレスカウンタ３０、種
々の画素位置に関係する情報を記憶するＰＲＯＭ３４、
ＶＣＯ２４、同期ラッチ３６及び制御ラッチ４０を含
む。画素クロック２２はまた、同期ラッチ３６から走査
サイクルの書込み位置の開始を示すＰＩＸＥＬ ＥＮＡ
ＢＬＥ信号を受信する時、活性画素出力信号を発生する
ＡＮＤゲート４２を含んでいる。
細示している。画素クロック２２はデジタル−アナログ
変換器（ＤＡＣ）３８、画素アドレスカウンタ３０、種
々の画素位置に関係する情報を記憶するＰＲＯＭ３４、
ＶＣＯ２４、同期ラッチ３６及び制御ラッチ４０を含
む。画素クロック２２はまた、同期ラッチ３６から走査
サイクルの書込み位置の開始を示すＰＩＸＥＬ ＥＮＡ
ＢＬＥ信号を受信する時、活性画素出力信号を発生する
ＡＮＤゲート４２を含んでいる。
【００２１】走査サイクルの開始時に、画素アドレスカ
ウンタ３０はＶＣＯ２４からのクロックパルスの計数を
開始する。カウンタ３０内に含まれる計数値はＰＲＯＭ
３４及びクロック３２に与えられる。カウンタの最上位
「ｂ」ビットはアドレスとしてＰＲＯＭ３４へ送られ
る。２つの最下位ビットはクロック３２へ送られる。ク
ロック３２はクロック(clock) 信号をラッチ３６及び４
０へ、クロック(clock)信号及び１ビットＡＤＤＲ信号
をＰＲＯＭ３４へ送る。ＰＲＯＭ３４はこの１ビットＡ
ＤＤＲ信号を最上位アドレスビットとして使用する。Ａ
ＤＤＲ信号は、ＰＲＯＭ３４の何れの半分が所定の時間
にアドレスされたかを指示する。
ウンタ３０はＶＣＯ２４からのクロックパルスの計数を
開始する。カウンタ３０内に含まれる計数値はＰＲＯＭ
３４及びクロック３２に与えられる。カウンタの最上位
「ｂ」ビットはアドレスとしてＰＲＯＭ３４へ送られ
る。２つの最下位ビットはクロック３２へ送られる。ク
ロック３２はクロック(clock) 信号をラッチ３６及び４
０へ、クロック(clock)信号及び１ビットＡＤＤＲ信号
をＰＲＯＭ３４へ送る。ＰＲＯＭ３４はこの１ビットＡ
ＤＤＲ信号を最上位アドレスビットとして使用する。Ａ
ＤＤＲ信号は、ＰＲＯＭ３４の何れの半分が所定の時間
にアドレスされたかを指示する。
【００２２】好適な実施例におけるＰＲＯＭ３４は同期
及び制御ラッチ３６及び４０にロードされる情報を含
む。ＰＲＯＭ３４の半分、例えば、ＡＤＤＲ信号発生に
伴う信号によりアドレス指定された半分は、同期ラッチ
３６に対する情報を含む。これは、画素クロック２２と
スキャナー１４との間の同期、即ち、サイクル毎の同期
を維持するためにシステムによって使用される情報であ
る。ＡＤＤＲ信号解除に伴う信号によってアドレス付け
されるＰＲＯＭ３４の他の半分は制御ラッチ４０に対す
る情報を含む。これは画素クロック２２と振動ミラー１
４ａの角速度との間の同期、即ち、画素毎の同期を維持
するためにシステムによって使用される情報である。
及び制御ラッチ３６及び４０にロードされる情報を含
む。ＰＲＯＭ３４の半分、例えば、ＡＤＤＲ信号発生に
伴う信号によりアドレス指定された半分は、同期ラッチ
３６に対する情報を含む。これは、画素クロック２２と
スキャナー１４との間の同期、即ち、サイクル毎の同期
を維持するためにシステムによって使用される情報であ
る。ＡＤＤＲ信号解除に伴う信号によってアドレス付け
されるＰＲＯＭ３４の他の半分は制御ラッチ４０に対す
る情報を含む。これは画素クロック２２と振動ミラー１
４ａの角速度との間の同期、即ち、画素毎の同期を維持
するためにシステムによって使用される情報である。
【００２３】本実施例ではｎ＝４であるが、ＰＲＯＭ３
４は全ｎ番の画素位置に対する制御及び同期情報を含
む。ＰＲＯＭ３４がクロックされる毎に、ラッチ３６又
は４０の一方へ制御信号か同期信号情報を送る。しかし
ながら、ＰＲＯＭ３４は同じ情報を最小２回各ラッチ３
６又は４０へ送る。即ち、ＰＲＯＭ３４は、１４又は１
６ビット画素計数値の１２のみの最上位ビットを受信す
る。２つの最下位ビットは、計数毎に変化するが、クロ
ックロジック３２へ送られる。クロックロジック３２は
これらのビットを使用して、１ビットＡＤＤＲ信号を発
生及び解除する。残りのアドレスビットは４クロック信
号毎のみに変化する。
４は全ｎ番の画素位置に対する制御及び同期情報を含
む。ＰＲＯＭ３４がクロックされる毎に、ラッチ３６又
は４０の一方へ制御信号か同期信号情報を送る。しかし
ながら、ＰＲＯＭ３４は同じ情報を最小２回各ラッチ３
６又は４０へ送る。即ち、ＰＲＯＭ３４は、１４又は１
６ビット画素計数値の１２のみの最上位ビットを受信す
る。２つの最下位ビットは、計数毎に変化するが、クロ
ックロジック３２へ送られる。クロックロジック３２は
これらのビットを使用して、１ビットＡＤＤＲ信号を発
生及び解除する。残りのアドレスビットは４クロック信
号毎のみに変化する。
【００２４】制御ラッチ４０は画素関係情報をＰＲＯＭ
３４から１クロック置き毎に受信する。乗算ＤＡＣ３８
はこの情報及び位相検出器２０（図１）からの誤差信号
を使用し、周波数制御電圧を発生し、これをＶＣＯ２４
へ送る。特に、ＤＡＣ３８は制御ラッチ４０から受信さ
れた信号に、ＶＣＯ２４の位相誤差に対応する係数を乗
算する。ＤＡＣ３８の出力は、ＶＣＯ２４の周波数を調
整して、レーザー１０のパルス速度を変化するだけでな
く、上述された様に、パルスを、ミラー１４ａ（図１）
の振動に同期させる。
３４から１クロック置き毎に受信する。乗算ＤＡＣ３８
はこの情報及び位相検出器２０（図１）からの誤差信号
を使用し、周波数制御電圧を発生し、これをＶＣＯ２４
へ送る。特に、ＤＡＣ３８は制御ラッチ４０から受信さ
れた信号に、ＶＣＯ２４の位相誤差に対応する係数を乗
算する。ＤＡＣ３８の出力は、ＶＣＯ２４の周波数を調
整して、レーザー１０のパルス速度を変化するだけでな
く、上述された様に、パルスを、ミラー１４ａ（図１）
の振動に同期させる。
【００２５】ＶＣＯ２４はＤＡＣ３８からの制御電圧に
所定の方法で応答する。即ち、図３と関連して以下に詳
細に記述される様に制御電圧に直線的に関係する周波数
のクロック信号を発生する。画素アドレスカウンタ３０
は、発生された画素同期信号が位相誤差検出器２０（図
１）に送られるべき場所である走査サイクル内の点に対
応する計数値に到達する時、ＰＲＯＭ３４は同期ラッチ
３６に情報を送って、それにＰＩＸＥＬ ＥＮＡＢＬＥ
信号を送らせる。後に、走査サイクルの書込み部分の終
了で、同期ラッチ３６がこの信号を解除する情報をＰＲ
ＯＭ３４から受信する。最終的に、各走査サイクルの終
わりに、同期ラッチ３６はＰＲＯＭ３４から、次の走査
サイクルに備えて、画素アドレスカウンタ３０をクリア
ーさせる情報（カウンタCLR)を受信する。この直後次の
走査サイクルの書込み部分の開始で、同期ラッチ３６
が、ＰＩＸＣＥＬ ＥＮＡＢＬＥ信号を再発生させる情
報を受信する。
所定の方法で応答する。即ち、図３と関連して以下に詳
細に記述される様に制御電圧に直線的に関係する周波数
のクロック信号を発生する。画素アドレスカウンタ３０
は、発生された画素同期信号が位相誤差検出器２０（図
１）に送られるべき場所である走査サイクル内の点に対
応する計数値に到達する時、ＰＲＯＭ３４は同期ラッチ
３６に情報を送って、それにＰＩＸＥＬ ＥＮＡＢＬＥ
信号を送らせる。後に、走査サイクルの書込み部分の終
了で、同期ラッチ３６がこの信号を解除する情報をＰＲ
ＯＭ３４から受信する。最終的に、各走査サイクルの終
わりに、同期ラッチ３６はＰＲＯＭ３４から、次の走査
サイクルに備えて、画素アドレスカウンタ３０をクリア
ーさせる情報（カウンタCLR)を受信する。この直後次の
走査サイクルの書込み部分の開始で、同期ラッチ３６
が、ＰＩＸＣＥＬ ＥＮＡＢＬＥ信号を再発生させる情
報を受信する。
【００２６】各画素毎に画素アドレスカウンタをクロッ
クするＶＣＯ出力信号は、ＤＡＣ３８の出力電圧に直接
関連して変化する周波数を有する。従って、ＤＡＣ出力
信号は、レーザーの出力パワーを制御して、各画素に対
する均一な露光を達成するのに使用することができる。
ＤＡＣ出力は、アナログバッファー４２に送られる。こ
のバッファーはパワー修正信号をレーザー制御器１２
（図１）に加え、各画素が所望の量のレーザーエネルギ
ーを受ける様にレーザーの出力パワーを制御する。例え
ば、レーザービームが、ミラー速度が最大の場合、行の
中心の或る画素に一致する場合、アナログバッファーか
らの信号が、レーザーに、そこに記憶されるべき点に対
して最大出力パワーを加えるよう指示する。この様にし
て、１画素期間に画素は同じトータルエネルギーを受
け、速度が最小の行の端部でレーザーパワーが比較的低
くなる。
クするＶＣＯ出力信号は、ＤＡＣ３８の出力電圧に直接
関連して変化する周波数を有する。従って、ＤＡＣ出力
信号は、レーザーの出力パワーを制御して、各画素に対
する均一な露光を達成するのに使用することができる。
ＤＡＣ出力は、アナログバッファー４２に送られる。こ
のバッファーはパワー修正信号をレーザー制御器１２
（図１）に加え、各画素が所望の量のレーザーエネルギ
ーを受ける様にレーザーの出力パワーを制御する。例え
ば、レーザービームが、ミラー速度が最大の場合、行の
中心の或る画素に一致する場合、アナログバッファーか
らの信号が、レーザーに、そこに記憶されるべき点に対
して最大出力パワーを加えるよう指示する。この様にし
て、１画素期間に画素は同じトータルエネルギーを受
け、速度が最小の行の端部でレーザーパワーが比較的低
くなる。
【００２７】図３は、上述された図２のＶＣＯ２４を詳
細に示す。このＶＣＯはＤＡＣ３８からの周波数制御電
圧の変化に応答して直線的な仕方で周波数を変更する。
ＶＣＯ２４は、通常の電圧制御発振器２５及び、周波数
−電圧変換器２６及び和及び積分回路２７から成る負の
フィードバックループを含む。この発振器２５は自身の
出力信号を変換器２６へ加え、変換器は発振周波数に比
例する対応電圧を発生する。和およひ積分回路２７はこ
の電圧をＤＡＣ３８出力電圧、即ち、ＶＣＯに対する周
波数制御電圧から減算し、その差を積分する。結果の誤
差信号は発振器２５を駆動し、ＤＡＣ出力電圧の変動に
対して直線的に変化する周波数を有する信号を発生させ
る。
細に示す。このＶＣＯはＤＡＣ３８からの周波数制御電
圧の変化に応答して直線的な仕方で周波数を変更する。
ＶＣＯ２４は、通常の電圧制御発振器２５及び、周波数
−電圧変換器２６及び和及び積分回路２７から成る負の
フィードバックループを含む。この発振器２５は自身の
出力信号を変換器２６へ加え、変換器は発振周波数に比
例する対応電圧を発生する。和およひ積分回路２７はこ
の電圧をＤＡＣ３８出力電圧、即ち、ＶＣＯに対する周
波数制御電圧から減算し、その差を積分する。結果の誤
差信号は発振器２５を駆動し、ＤＡＣ出力電圧の変動に
対して直線的に変化する周波数を有する信号を発生させ
る。
【００２８】以上の記述は本発明の特定の実施例に制限
されていた。しかしながら、その効果の幾つか又は全て
を達成する変形及び改良が本発明に対して成すことがで
きることは明らかである。従って、特許請求の範囲は、
本発明の真の精神及び範囲内の全てのこの様な変形及び
改良を包含するものとされる。
されていた。しかしながら、その効果の幾つか又は全て
を達成する変形及び改良が本発明に対して成すことがで
きることは明らかである。従って、特許請求の範囲は、
本発明の真の精神及び範囲内の全てのこの様な変形及び
改良を包含するものとされる。
【図１】図１は本発明に従って構成された共振スキャナ
ーシステムのブロック図。
ーシステムのブロック図。
【図２】図１に示される画素クロックのブロック図。
【図３】図２に示される電圧制御発振器のブロック図。
１０ レーザー源 １２ レーザー制御器 １４ スキャナ １６ 光学走査ャン検出器 １８ スキャナー駆動装置 ２０ 位相検出器 ２２ 画素クロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジャー ディー ダウド アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02172ウォータータウン ローレル ス トリート 62エイ (56)参考文献 特開 昭63−175817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−117440（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 1/04 - 1/207
Claims (11)
- 【請求項１】Ａ．プリント媒体表面上に点をプリントす
るパルスレーザービームを発生するためのレーザー源、 Ｂ．連続する画素位置にレーザービームを曝すために、
レーザービームを配向してプリント媒体の表面を横切ら
せる振動ミラーを含み、各完全なミラー振動が１走査サ
イクルに対応する共振スキャナー、 Ｃ．選択された画像に従い且つ周期的なレーザーパルス
タイミング信号と同期してレーザー源のパルス駆動を制
御するための制御器、及び Ｄ．前記レーザーパルスタイミング信号の周期をミラー
の角移動と同期させ、各走査サイクルを通して連続的に
動作し、（ｉ）ミラーの角速度の変化及び（ii) 共振ス
キャナーの共振周波数の変化に従って、前記レーザーパ
ルスタイミング信号の周波数を調節する同期化手段から
なる共振スキャナーを利用するレーザープリンタ用制御
システム。 - 【請求項２】前記同期化手段が、 Ａ．画素計数値によってアドレス指定可能な位置の画素
に関係するミラー速度情報を記憶するメモリ、 Ｂ．選択された画素位置に対応するメモリアドレスを発
生し、このアドレスを前記メモリに供給するための計数
手段、 Ｃ．アドレス指定されたメモリ位置内に含まれる情報を
受信する様接続され、前記情報に対応する制御電圧を発
生する変換手段、及び Ｄ．制御電圧を受けるように接続され、制御電圧に従っ
て自身の周波数を調整し、自身の出力信号を（ｉ）前記
レーザーパルスタイミング信号として前記制御器に与
え、且つ（ii）全走査サイクルに渡って、計数手段の動
作をミラーの角移動に同期化するために計数手段へ与え
る電圧制御発振手段を含むことを特徴とする請求項１記
載の制御システム。 - 【請求項３】Ａ．ミラーの所定の角位置と関係する信号
と前記計数手段の所定の計数値と関係する信号との間の
位相タイミイグ差を検出し、このタイミング差に対応す
るアナログ誤差信号を発生する位相誤差検出器、及び Ｂ．前記変換手段に含まれ、前記タイミング差を減少す
る様に前記誤差信号に対応する係数を制御電圧に乗算す
る乗算手段を更に含む請求項２記載の制御システム。 - 【請求項４】前記電圧制御発振手段が、 Ａ．前記電圧制御発振手段の出力信号の周波数に対応す
る出力電圧を発生する周波数電圧変換器、及び Ｂ．前記変換手段によって発生される制御電圧と前記周
波数電圧変換器出力電圧とを比較して、この差に対応す
る結果の誤差信号を発生する比較手段からなり、 前記発振手段は、この信号を周波数制御電圧として使用
し、自身の出力信号を、制御電圧と直線的に関係する周
波数の出力信号を発生する様に調整することを特徴とす
る請求項２記載の制御システム。 - 【請求項５】前記電圧制御発振手段が、 Ａ．電圧制御発振手段の出力信号の周波数に対応する出
力電圧を発生する周波数電圧変換器、及び Ｂ．前記変換手段によって発生された制御電圧と周波数
電圧変換器出力電圧とを比較し、この差に対応する結果
の誤差信号を発生する比較手段を含み、 前記発振手段は、この誤差信号を周波数制御電圧として
使用して、自身の出力信号を、制御電圧に直線的に関係
する周波数の出力信号を発生する様に調整することを特
徴とする請求項３記載の制御システム。 - 【請求項６】前記システムが、レーザー源の出力パワー
を制御するパワー制御手段を更に含み、このパワー制御
手段が、前記変換手段によって発生された制御信号を受
けとるよう接続され、この制御信号に応答して、ミラー
の角移動と同期してレーザーの出力パワーを制御する様
作動するパワー制御信号を発生することを特徴とする請
求項４記載の制御システム。 - 【請求項７】前記システムが、レーザー源の出力パワー
を制御するパワー制御手段を更に含み、このパワー制御
手段が、前記変換手段によって発生された制御信号を受
信するよう接続され、この制御信号に応答して、ミラー
の角移動と同期してレーザーの出力パワーを制御する様
作動するパワー制御信号を発生することを特徴とする請
求項５記載の制御システム。 - 【請求項８】Ａ．プリント媒体表面上に点をプリントす
るパルスレーザービームを発生するためのレーザー源、 Ｂ．連続する画素位置にレーザービームを曝すために、
レーザービームを配向してプリント媒体の表面を横切ら
せる振動ミラーを含み、各完全なミラー振動が１走査サ
イクルに対応する共振スキャナー、 Ｃ．選択された画像に従い且つ周期的レーザーパルスタ
イミング信号と同期して、レーザー源のパルス駆動を制
御するための制御器、 Ｄ．レーザーパルスタイミング信号の周期をミラーの角
移動と同期させ、ミラーの角速度の変化及び共振スキャ
ナーの共振周波数の変化に応答して、レーザーパルスタ
イミング信号の周波数を調節する同期化手段を含み、こ
の同期化手段が、 ｉ．画素の計数値によってアドレス指定可能な位置の画
素に関係するミラー速度情報を記憶するメモリ、 ii. 選択された画素位置に対応するメモリアドレスを発
生し且つこのアドレスをメモリに供給する計数手段、 iii.アドレス指定されたメモリ位置内に含まれる情報を
受信する様に接続され、前記情報に対応する制御電圧を
発生する手段、 iv. 制御電圧を受ける様に接続され、自身の周波数を制
御電圧に従って調節し、自身の出力信号を（ｉ）レーザ
ーパルスタイミング信号として制御器に与え、且つ(ii)
計数手段の動作をミラーの角移動に同期化する様に前記
計数手段に与える電圧制御発振手段、 v.ミラーの所定の角位置と関係する信号と計数手段の所
定の計数値と関係する信号との間のタイミング差を検出
し、このタイミンク差に対応する誤差信号を発生するた
めの位相誤差検出器、及び iv. 前記変換手段に含まれ、前記制御電圧に、前記タイ
ミング差を減少する様に誤差信号に対応する計数を乗算
する乗算手段、から成る共振スキャナーを利用するレー
ザープリンタ用制御システム。 - 【請求項９】Ａ．プリント媒体表面上に点をプリントす
るパルスレーザービームを発生するためのレーザー源、 Ｂ．連続する画素位置にレーザービームを曝すために、
レーザービームを配向してプリント媒体の表面を横切ら
せる振動ミラーを含み、各完全なミラー振動が１走査サ
イクルに対応する共振スキャナー、 Ｃ．選択された画像に従い且つ周期的レーザーパルスタ
イミング信号と同期して、レーザー源のパルス駆動を制
御するための制御器、 Ｄ．レーザーパルスタイミング信号の周期をミラーの角
移動と同期させ、各走査サイクルを通して連続的に動作
し、ミラーの角速度の変化及び共振スキャナーの共振周
波数の変化に従ってレーザーパルスタイミング信号の周
波数を調節する同期化手段であって、この同期化手段
が、画素関係周波数制御電圧を受ける様に接続された電
圧制御発振手段を含み、前記発振手段が、自身の周波数
を周波数制御電圧に従って調整し、且つ自身の出力信号
をレーザーパルスタイミング信号として制御器に供給し
て、制御器の動作をミラーの角移動と同期させ、前記電
圧制御発振手段が、 ｉ．電圧制御発振手段の出力信号の周波数に関係する電
圧を発生するための周波数電圧変換器と、 ii. 周波数電圧変換器の出力と周波数制御電圧とを比較
して、それらの間の差に関係する結果の誤差信号を発生
する比較手段とを含み、 前記発振手段は、結果の誤差信号を発振制御電圧として
使用して、自身の出力信号を、制御電圧と直線的に関係
する周波数の出力信号を発生する様に調整する、共振ス
キャナーを利用するレーザープリンタ用制御システム。 - 【請求項１０】前記比較手段が、前記差を積分して結果
の誤差信号を発生するための積分手段を含み、結果の誤
差信号が、周波数制御電圧の変動に対して直線的に変化
する請求項９記載の制御システム。 - 【請求項１１】前記システムが、更に Ｅ．ミラーの所定の角位置に関係する信号と計数手段の
所定の計数値に関係する信号との間のタイミング差を検
出し、このタイミング差に対応する誤差信号を発生する
位相誤差検出器、及び Ｆ．画素関係制御電圧に誤差信号に対応する係数を乗算
して周波数制御電圧を発生し、タイミング差を減少する
様にこの電圧を供給する乗算手段を含む請求項１０記載
の制御システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/527,131 US5121138A (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Resonant scanner control system |
| US527131 | 1990-05-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05136948A JPH05136948A (ja) | 1993-06-01 |
| JP3121037B2 true JP3121037B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=24100219
Family Applications (1)
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