JP4293968B2

JP4293968B2 - 複写倍率微調整装置

Info

Publication number: JP4293968B2
Application number: JP2004295029A
Authority: JP
Inventors: 徹男桜井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: JP2005059602A

Description

この発明は、複写倍率微調整装置に関する。

従来、この種のデジタル複写機は、図７に示すようなものが特開昭62-161270 号公報に開示されて公知となっている。それは、複写倍率に応じて原稿８の走査速度を可変制御する速度制御部15′と、原稿８の画像をつねに一定速度で読取る画像読取手段10と、この画像読取手段10で読取った画像情報を複写倍率に応じて処理する画像情報処理部14と、この画像情報処理部14により処理された画像データに応じて、レーザ光３を走査して感光体４上に画像を書込み形成するポリゴンミラー５及びこのポリゴンミラー５を駆動する回転制御手段22とを有する光書込部５′とを具えたデジタル複写機の光書込部５′にレーザ光３の走査方向（主走査方向）の画素周波数を作成する、図示しない発振器（ＰＬＬ）と、この発振器による前記画素周波数、すなわちレーザダイオード25の書込みの基準となる書込基準クロックの周波数（以下書込クロックという）を可変させる変換手段とを設けたものである。

このようなものにおいて、複写倍率の調整方法は、主走査方向に直交する副走査方向については、画像読取手段10の画像読取り速度を一定とし、速度制御部15′への指令により原稿８を送る搬送ローラ対40，41の回転速度を可変制御することにより行い、主走査方向の処理については、複写変倍率の粗い部分、例えば１％単位での変倍部分については、画像情報処理部14でのデータ処理（すなわち、縮小用のデータの間引き、拡大用のデータの水増し）により行い、それ以上の精度の部分、例えば0.1％単位の変倍部分については光書込部５′内の変換手段によって画素周波数を可変設定することにより行っている。

このようなものにおいて、サイズがＡ２以上の図面になると、従来のジアゾタイプ複写機と同程度の等倍性を要求された特にＡ１用機、または、Ａ０タイプの複写機と同程度の等倍性を要求された特にＡ１用機においては倍率の高精度の微調整機能が必要とされた。ＰＰＣ（プレーンペーパーコピー）においては、用紙７が熱定着の工程を通過するために縮むが、その後の放置により空気中の水分を吸収して、若干戻るという挙動を示すので、これを加味して、仕上がりの等倍性を得るには、複写倍率の高精度の微調整による補正が必要となる。

Ａ２以上の複写機では図面のコピーの精度は、コピーされた図面（用紙７）が加工用の型紙として使われる場合も有り、一般の事務用として使われているＡ３サイズの場合の１％では満足されず、0.5％以下が求められ、場合によっては0.2％程度を必要とすることもある。そして、用紙７が、漉目方向に搬送させる場合の縦目通紙、及びこれと直角の場合の横目通紙のコピーが行われたとき、縦目通紙の場合はそれと直角の横方向の縮みが大きく、横目通紙の場合は縦方向の縮みが大きいので、用紙７の通紙方向により縦横の縮率に差が出てくる。

その縮みは、一般に594mmの幅で縦目の時は定着直後で４〜５mm縮み、横目の場合は、一般に594mmの幅で３〜４mmの縮みであるが、コピー後放置しておけば空気中の水分を吸って伸びて、その時の湿度やコピー済の用紙７の保管状態（重ねてあると中の方は水分を吸わない）で縮みの状態が変わってくる。また、用紙７がトレレーシングペーパーであると一段と大きく縮む、つまりユーザの使い方や用紙７の種類、漉目方向、通紙方向、季節等によってコピー後の縮み方や戻り方が異なるため、ユーザが操作できる倍率微調整が必要となる。

一般に、0.1％ステップで主、副走査共独立して±１％まで可変できれば、前述の縮み分を充分カバーできる。Ａ２の場合は長手が594mmなので0.1％は0.6mmに相当するため、例えば伸びが0.4mmのとき、微調整倍率を−0.1％とすれば（−0.6mm＋0.4mm＝−0.2mm）0.2mmの縮小となる。倍率の精度としては0.6mmの１/２の0.3mmまでが可能であり、そこまで目的とする画像の大きさに近づけることができるので充分である。

前記のような従来のデジタル複写機における複写倍率微調整方法は、主走査方向は書込クロックの微調整で行い、副走査方向は搬送ローラ対40，41の回転速度を可変制御する方法によって行われており、この回転速度を可変制御するサーボ制御系の分解能が不足する場合、0.1％ステップで変倍を行っても変倍率に比例した動きにはならず、不連続な動きが生じ、また、制御系の分解能に制限されて0.5％程度のステップでしか倍率微調整ができず、また、ステッピングモータの１ステップが0.1％以上の移動量に相当するか、又はサーボモータの基準クロック数の１ステップ分が0.1％以上である場合には前記の複写倍率微調整方法は採用することができず、従って0.1％又はそれ以下の倍率微調整は不可能であるという問題がある。

通常の変倍は主走査方向は画像処理によるデータの間引き（縮小時）、または水増し（拡大時）で行っているが、これを0.1％まで行うためには、画像処理の負荷が大きくなり、画像処理専用ＩＣの大規模化と周辺素子の増大化を招き、コストアップが著しくなるという問題がある。

そこでこの発明の目的は、前記のような従来のデジタル複写機における複写倍率微調整方法がもつ問題を解消し、高精度で複写倍率を微調整することができ、低コストであり、倍率補正率算出が容易な複写倍率微調整装置を提供するにある。

この発明は、前記のような目的を達成するために、原稿を読み取った画像情報を画像処理によるデータの間引きもしくは水増しして変倍する変倍手段と、前記変倍された画像情報に基づいて変調されたレーザ光を感光体上に走査させるポリゴンミラーと、ポリゴンミラーの回転数を制御する回転制御手段と、レーザ光を所定の画素密度でオンオフさせるための書込基準クロック発生手段と、を備えたデジタル複写機において、前記回転制御手段により変更されるポリゴンミラーの回転数と、前記ポリゴンミラーの回転数に連動して前記書込基準クロック発生手段により変更される書込基準クロック周波数の変化量とが、それぞれ所定の割合ずつ増減するように対応付けられたデータを有する倍率補正テーブルを記憶した記憶手段と、前記回転制御手段及び書込基準クロック発生手段を制御する書込駆動制御手段と、前記変倍手段の倍率を0.1％刻みで入力する倍率入力手段と、を備え、前記書込駆動制御手段は、前記倍率入力手段の整数部をＭとしたときに、前記倍率入力手段の小数点以下の倍率を１／Ｍ倍して複写倍率微調整値を求め、この複写倍率微調整値に応じて、前記回転制御手段によるポリゴンミラーの回転数と前記書込基準クロック発生手段による主走査方向の書込基準クロック周波数を前記倍率補正テーブルのデータに基づいて変化させることを特徴とするものである。

この発明は、前記のようであって、原稿を読み取った画像情報を画像処理によるデータの間引きもしくは水増しして変倍する変倍手段と、前記変倍された画像情報に基づいて変調されたレーザ光を感光体上に走査させるポリゴンミラーと、ポリゴンミラーの回転数を制御する回転制御手段と、レーザ光を所定の画素密度でオンオフさせるための書込基準クロック発生手段と、を備えたデジタル複写機において、前記回転制御手段により変更されるポリゴンミラーの回転数と、前記ポリゴンミラーの回転数に連動して前記書込基準クロック発生手段により変更される書込基準クロック周波数の変化量とが、それぞれ所定の割合ずつ増減するように対応付けられたデータを有する倍率補正テーブルを記憶した記憶手段と、前記回転制御手段及び書込基準クロック発生手段を制御する書込駆動制御手段と、前記変倍手段の倍率を0.1％刻みで入力する倍率入力手段と、を備え、前記書込駆動制御手段は、前記倍率入力手段の整数部をＭとしたときに、前記倍率入力手段の小数点以下の倍率を１／Ｍ倍して複写倍率微調整値を求め、この複写倍率微調整値に応じて、前記回転制御手段によるポリゴンミラーの回転数と前記書込基準クロック発生手段による主走査方向の書込基準クロック周波数を前記倍率補正テーブルのデータに基づいて変化させるので、高精度、高分解能で、かつ安定して主走査、副走査方向の複写倍率を微調整することができ、プログラムが簡略化できて、低コスト化をはかることができるという効果がある。また、ズーム変倍の場合、0.1％のズーム倍率に変換することができて、予め計算によって求める変倍率を入力することが可能となり、これを主、副走査両方共に独立的に行うことができ、所望の大きさの画像を容易にえることができるという効果がある。

この発明の複写倍率微調整方法を実施するデジタル複写機を示す図１〜６において、前記従来と同様の部分については同一の符号を引用して説明を省略し、主として異なる部分について説明する。

図１〜６に示すこの発明の第１実施形態において、デジタル複写機が、スキャナ装置１と、プリンタ装置２とで構成されているもので説明する。まず図１に示すスキャナ装置１は、図３の回路構成ブロック図に示すように、光電変換素子（ＣＣＤ）を有し、各種サイズの原稿画像を多値の濃度信号に変換する画像読取手段10と、画像読取手段10からの濃度信号を増巾する画像増巾回路11と、増巾された濃度信号をデジタル画像情報に変換するＡ/Ｄ変換回路12と、シェーディング補正回路13と、画像情報処理回路14と、画像読取の同期を制御する同期制御回路15と、複写倍率などの制御を行う読取制御回路16とを具え、同期制御回路15の出力はプリンタ装置２の画像情報を部分的に記憶する記憶手段20と画像増巾回路11とに入力され、読取制御回路16の出力はプリンタ装置２のシステム制御手段21と画像増巾回路11とに入力される。

図２に示すプリンタ装置２は、図３の回路構成ブロック図に示す記憶手段20に部分的に記憶されたデジタル画像情報を読出し、図６に示すように、前記画像情報に基づいて変調されたレーザ光３を感光体４上に走査させるポリゴンミラー５を回転させるポリゴンモータ５ａの回転制御手段22と、レーザ光３を所定の画素密度でオンオフさせる、図示しない書込基準クロック発生手段とを有しており、この回転制御手段22と書込基準クロック発生手段とを制御する書込駆動制御手段６を設けたものである。なお、30は感光体上４に書込まれた情報を現像するための現像手段、31は現像された画像情報を用紙７上に転写する転写手段、32は転写手段31まで用紙７を搬送する搬送手段、34は用紙７上に転写されたトナー像を定着する定着手段である。

また、プリンタ装置２は、操作制御回路27と、図４に示す操作パネルとを有する操作部26を具えている。

前記の操作パネルに隣接して、図５に示すＬＣＤ画面を設け、このＬＣＤ画面に複写倍率微調整値の表示手段29ａと、所望する複写倍率微調整指令信号を入力する＋キー及び−キーを有する操作キー29ｂとを設ける。操作キー29ｂはタッチキーとしてある。

このようなものにあって、原稿は画像読取手段10で読取られ、Ａ/Ｄ変換後、画像情報処理回路14でＭＴＦ補正、１％単位で複写倍率の変倍処理がなされ、画像情報としてプリンタ装置２の記憶手段20へ伝送される。プリンタ装置２の記憶手段20の出力はトグルバッファからなるラインドライバ回路23に入力され、その後レーザドライバ回路24を経てレーザダイオード25（ＬＤ）の出力を変調して、レーザ光３を前記画像情報に応じて発光させる。

ポリゴンミラー５は６面のミラーで31496rpmで回転しており、この回転を行わせる回転制御手段22は、書込駆動制御手段６からの回転数指令信号に応じた駆動クロック（例えば1049.869Hz）で制御されている。書込みの光学系は図６のように構成されレーザダイオード25の発光先は、図示しない、コリメートレンズで平行光に直され、ポリゴンミラー５面で反射し、まず同期検知センサ33によってレーザ光３を検知して、検知されたこのレーザ光３に基づいて、書込駆動制御手段６が同期検知信号を発生させて、書込みのタイミングを決定する。

そして、書込クロックは書込駆動制御手段６のＰＬＬを有する書込基準クロック発生手段で作られた33ＭHzを使用しており、また、書込クロックを変化させた場合、書込み開始位置が変化するので感光体４の中央振分けで常に書込まれるように、書込駆動制御手段６によって書込み開始位置が制御されている。

画像読取手段10で読取られて、Ａ/Ｄ変換の後、画像情報処理回路14でＭＴＦ補正されて、１％単位での変倍処理がされてプリンタ装置２へ送られた原稿の画像情報を部分的に記憶するための記憶手段20の記憶容量は、同期制御回路15の読取時の同期信号ＷＬＳＹＮＣとポリゴンミラー５の１面に同期して得られるＲＬＳＹＮＣとの差（１％の微調整変倍を行うと、ＷＬＳＹＮＣとＲＬＳＹＮＣとの差が１％発生する）を吸収するためのメモリーであるので、１頁分記憶する必要はなくて、前記の差を十分に吸収できればよくて、最大書込サイズをＡ１、プロセス速度を200mm/秒とすれば400DPIで25Ｍbit有ればよい。

操作キー29ｂの所望の部分の押下により表示手段29ａには、0.1％ステップで＋1.0〜−1.0％の複写倍率微調整値の変化を表示する。複写倍率微調整値データは、スキャナ装置１へ原稿を挿入した時にシステム制御手段21へ入力され、さらに書込駆動制御手段６へ伝送され、書込駆動制御手段６は、原稿に対する複写倍率に関係なく、複写倍率微調整値に基づいて、所定のステップでポリゴンミラー５の回転数と、この回転数に対応して、レーザ光３の書込クロックとを連動させて所定の割合に従ってそれらを変化させるようになっている。

ポリゴンミラー５は６面のミラーで31496rpmで回転しており、この回転は、書込駆動制御手段６の回転数指令信号に応じた駆動クロック（この例では1049.869Hz）で制御されている。この駆動クロックは±１％の範囲内で0.1％ステップでシステム制御手段21からの微調整コマンドで変えられるように回路構成がなされている。

書込クロックは書込駆動制御手段６の書込クロック発生手段で作られた33ＭHzを使用し、0.1％ステップで±２％可変できるように構成されている。この±２％の可変は、書込クロックの可変範囲が±１％あり、副走査方向の微調整のために±（プラスマイナス）１％変動し、その補正（キャンセル）のために（マイナスプラス）１％の可変が必要となり、さらに±１％変化させねばならずトータルで±２％必要となるのである。書込クロックが変化すると、書込み開始位置が変化するので、書込駆動制御手段６は感光体４の中央振分けで常に書込まれるように書込み開始位置を制御している。

このようなものにおける複写倍率微調整方法を説明する。それは、主走査方向（図５に示す横）の複写倍率微調整の場合、書込駆動制御手段６が書込クロックだけを所定（0.1％）のステップで変化させることで達成できるが、副走査方向（図５に示す縦）の複写倍率微調整を行うために、複写倍率微調整の倍率に対応してポリゴンミラー５の回転数を変えると、ミラー１面当りの走査時間が変化するため、主走査倍率も同じ倍率だけ変化する、そこで書込駆動制御手段６はポリゴンミラー５の回転数と書込クロックとを連動して変化させるものである。それはつぎのように行われる。

例えば副走査方向の倍率を書込基準において＋0.1％上げ100.1％にするために、ポリゴンミラー５の回転数を31496rpm×0.999＝31464.504rpmにすると、主走査方向の倍率は−0.1％変化してしまう。これをキャンセルために書込クロックは＋0.1％にする必要がある。副走査方向で＋0.5％の複写倍率の微調整を行うと、主走査方向も複写倍率が＋0.5％だけ微調整されてしまうので、主走査方向を元の倍率とするためには、副走査方向の複写倍率、すなわち、書込クロックを＋0.5％補正する必要がある。逆に副走査方向に−0.1％複写倍率微調整を行うためには、ポリゴンミラー５の回転数を31496rpm×1.001＝31527.496rpmに上げた場合、書込クロックは−0.1％にする必要がある。この関係、すなわち、ポリゴンミラー５の回転数の変化の割合、及び副走査方向の書込クロックの変化の割合は表１，２に示す倍率補正テーブルのようである。

上記のようにポリゴンミラーの回転数と書込クロックとは、要求された複写倍率微調整の変倍率に応じて補正する必要があるため、各々の分解能は0.01％まで必要となるが、書込クロック発生手段の単一のＰＬＬで分解能が不足の場合はシリアルにＰＬＬを２段接続すれば高分解能が得られ、共に高回転数、高周波数であるため問題なく可能であり、高精度、高分解能で、かつ安定した状態で主、副走査方向の複写倍率を微調整することができるうえ、書込駆動制御手段６に設定する制御プログラムが従来の制御に比較して簡略化することができて、対応するＩＣも低コストのものでよくて、装置のコストを低減することができる。

第２実施形態は、第１実施形態において、書込駆動制御手段６は、原稿に対する複写倍率に関係なく、ポリゴンミラー５の回転数及び書込クロックを所定のステップでそれぞれ独立的に変化させるものである。

このようなものにおいて、スキャナで既に変倍された濃度信号（出力画像）上で0.1％毎で±１％の範囲で微調整できることとなり、原稿上で400mmのものを50％に縮小し200mmにしたい時、199mmになった場合、199/200＝0.995で＋0.5％補正すればよくて、複写倍率の微調整値、すなわち補正倍率の算出が容易であり、この算出された補正倍率によって複写倍率の微調整を主、副走査両方に独立して行うことができて、所望の大きさの画像を容易にえることができる。

第３実施形態は、第１実施形態において、0.1％のズーム変倍（ズーム変倍とは例えば、複写倍率を400.1％、400.2％、400.3％、……というように0.1％きざみで変化させることをいう）にしたい場合、図５の倍率補正入力は使わずに、図示しないが縮小、変倍率の表示に小数点以下の倍率表示を追加し、ズームアップ、ズームダウンキーを設けて0.1％ステップの増加又は減少を行うことができるようにしたものである。

このようなものにおいて、ズーム変倍を行う場合、原稿に対する本来の複写倍率をＭとすると、複写倍率Ｍの微調整において、書込駆動制御手段６は、書込クロックの微調整部分の倍率を１/Ｍ倍する。すなわち、前記複写倍率Ｍを微調整するための端数を書込駆動制御手段６に入力した際、書込駆動制御手段６は、すでに入力されている前記複写倍率Ｍに基づいて、ポリゴンミラーの回転数及び書込クロックを複写倍率微調整値に対応して、微調整の１ステップ毎において、その倍率を１/Ｍ倍して、前記複写倍率Ｍに換算し直して前記の複写倍率Ｍと合算して新たな複写倍率として複写を行うものである。

上記を詳細に説明すると、書込み時に書込密度の複写倍率微調整に基づく微小変化、例えば、400DPIの時は0.1％小さくすることは、原稿規準で考えると、400×1.001＝400.4DPIで書込むことに相当し、0.1％大きくすることは、400×0.999＝399.6DPIで書込むことに相当し、すでに変倍された濃度信号値（出力画像値）を0.1％の割合で変えることとなる。また、0.1％の割合は、50％縮小時は50％×1.001＝50.05％で原稿規準で考えると１/２の0.05％になり、反対に400％拡大時では400％×1.001＝400.4％で、原稿に対しては0.4％の変化率になる。これに対し0.1％ステップのズーム倍率という考え方をすると、前記の複写倍率例では、0.1％は400.1％が400.4％に相当し、又は50.1％が50.05％に相当するため、複写倍率Ｍに応じて微調整率を補正しなければならない。すなわち、複写倍率Ｍの微調整率部分に１/Ｍを乗ずればよいことになり、400％の時は、400％（１＋0.001/4）＝400.1％、同様に50％の時は、50％（１＋0.001/0.5）＝50.1％となる。つまりズーム倍率方式においては１/Ｍで補正すればよいことになる。

この発明の第１実施形態のデジタル複写機のスキャナ装置の概略縦断面図である。同上のデジタル複写機のプリンタ装置の概略縦断面図である。同上の回路構成のブロック図である。同上の操作パネルの正面図である。同上の操作パネルのＬＣＤ画面の正面図である。同上の書込の光学系の部分を示す斜視図である。従来のデジタル複写機の概略構成図である。

符号の説明

１スキャナ装置
２プリンタ装置
３レーザ光
４感光体
５ポリゴンミラー
６書込駆動制御手段
22 回転制御手段

Claims

原稿を読み取った画像情報を画像処理によるデータの間引きもしくは水増しして変倍する変倍手段と、
前記変倍された画像情報に基づいて変調されたレーザ光を感光体上に走査させるポリゴンミラーと、
ポリゴンミラーの回転数を制御する回転制御手段と、
レーザ光を所定の画素密度でオンオフさせるための書込基準クロック発生手段と、
を備えたデジタル複写機において、
前記回転制御手段により変更されるポリゴンミラーの回転数と、前記ポリゴンミラーの回転数に連動して前記書込基準クロック発生手段により変更される書込基準クロック周波数の変化量とが、それぞれ所定の割合ずつ増減するように対応付けられたデータを有する倍率補正テーブルを記憶した記憶手段と、
前記回転制御手段及び書込基準クロック発生手段を制御する書込駆動制御手段と、
前記変倍手段の倍率を0.1％刻みで入力する倍率入力手段と、
を備え、
前記書込駆動制御手段は、前記倍率入力手段の整数部をＭとしたときに、前記倍率入力手段の小数点以下の倍率を１／Ｍ倍して複写倍率微調整値を求め、この複写倍率微調整値に応じて、前記回転制御手段によるポリゴンミラーの回転数と前記書込基準クロック発生手段による主走査方向の書込基準クロック周波数を前記倍率補正テーブルのデータに基づいて変化させること
を特徴とする複写倍率微調整装置。