JP5276351B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成技術に関するものである。 The present invention relates to an image forming technique.
従来、レーザープリンタやデジタル複合機等、レーザビーム走査部で画像形成を行なう画像形成装置では高画質化を目指すために高解像度化や多階調表現、スムージング処理等による画像形成がなされていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus that forms an image with a laser beam scanning unit, such as a laser printer or a digital multi-function peripheral, image formation is performed by high resolution, multi-gradation expression, smoothing processing, or the like in order to improve image quality.
画像の高画質化を補う代表的な方法として、画像情報のパルス幅変調((以降、PWM変調と略す。)や輝度量変調と称される感光体に照射する光量の値を画素単位で強弱の制御を行い(強弱制御)、ドット濃度等を制御する方法がある。近年では、PWM変調と輝度量変調とを組み合わせて、形成すべき画素単位のドット(形成画素ドット)の階調表現の更なる向上が試みられている。形成画素ドットの位置や形成画素ドットの重心を変化させることで、階調性・画質鮮明性等の高度な画質向上へと様々な展開がなされている。 As a typical method to compensate for high image quality, the amount of light applied to the photoconductor, called pulse width modulation (hereinafter abbreviated as PWM modulation) or luminance modulation, of image information is intensified in pixel units. There is a method for controlling the dot density, etc. In recent years, the combination of PWM modulation and luminance amount modulation is used to express the gradation expression of dots (formed pixel dots) to be formed in units of pixels. Various attempts have been made to improve image quality such as gradation and image quality by changing the position of the formed pixel dots and the center of gravity of the formed pixel dots.
(PWM変調)
PWM変調技術に関して、1画素を規定する画像クロック周波数のn倍の基準クロックを用いる構成がある(特許文献1参照)。特許文献1の図1が示すコントローラによれば、入力された多階調の入力画像情報を画像形成装置への多階調画像情報に変換するためにルックアップテーブルで多階調表現するための画素パターンに展開する。そして、ビデオバンドバッファに書込みパラレルシリアル変換部で形成画素配列順に2値データがセットされ、順次入力される画像クロック(4VCLK)により画像形成装置用画像情報(VDO)として転送される。
(PWM modulation)
Regarding the PWM modulation technique, there is a configuration using a reference clock n times the image clock frequency defining one pixel (see Patent Document 1). According to the controller shown in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-32077, the input multi-tone input image information is converted into multi-tone image information for the image forming apparatus, so that the multi-tone expression can be expressed with a lookup table. Expands to a pixel pattern. Then, binary data is set to the video band buffer by the write parallel serial conversion unit in the order of the formation pixel arrangement, and is transferred as image information (VDO) for the image forming apparatus by the sequentially input image clock (4VCLK).
その際、画像クロック(4VCLK)は、複数値のクロックとして基準クロック(VCLK)の4倍値で構成されている。つまり、1画素を4分割して構成された多値(4ビット)の階調を有する4ビットPWM変調がなされ、16階調が表現される。仮にPWM変調データが8ビットなら256階調が表現可能になる。PWM変調は、画像クロックの逓数倍の基準クロックが必要になり分解能と基準クロックとの関係は比例する。更に、各ライン画像の位相同期を取るための水平同期信号との同期取り精度も重要な要因となる。 At that time, the image clock (4VCLK) is constituted by a four-fold value of the reference clock (VCLK) as a multi-value clock. In other words, 4-bit PWM modulation having multi-level (4-bit) gradations formed by dividing one pixel into four parts is performed, and 16 gradations are expressed. If the PWM modulation data is 8 bits, 256 gradations can be expressed. PWM modulation requires a reference clock that is a multiple of the image clock, and the relationship between the resolution and the reference clock is proportional. Furthermore, the synchronization accuracy with the horizontal synchronization signal for achieving phase synchronization of each line image is also an important factor.
特許文献1では、形成画素ドットの重心の制御に関する記載は無いが、1画素内の多値表現の形成過程を画素の右側から太らすか、左側からか、中央からか、を制御すれば、画素内に形成される同等幅ドットの位置制御も可能である。
In
(輝度量変調)
輝度量変調技術に関しては、感光体に照射する光量を強弱制御することで感光体上に形成される潜像電位が制御される。近年に於いては、高周波変調技術により形成画素ドット単位でPWM変調制御に伴って実施が可能である。輝度量を画素単位で制御すること、つまり、輝度変調をPWM変調と同期させて画素単位毎に光源を制御し、更なる階調表現の向上を実行するための提案もされている(特許文献2参照)。
(Brightness modulation)
With respect to the luminance amount modulation technique, the latent image potential formed on the photoconductor is controlled by controlling the intensity of the light applied to the photoconductor. In recent years, high-frequency modulation technology can be implemented along with PWM modulation control in units of formed pixel dots. There is also a proposal for controlling the amount of luminance in units of pixels, that is, controlling the light source for each pixel by synchronizing luminance modulation with PWM modulation and further improving the gradation expression (Patent Literature). 2).
階調表現を向上するために階調数を増やす場合、クロック周波数も上昇する。PWM変調で極少幅の画素ドットを形成する際、光源であるレーザー等のスイッチング応答には限界がある。極少幅の画素ドットを形成するための所定パルス幅が得られないという課題に対して、特許文献2は、PWM変調処理に同期を取り輝度量変調も実施する構成を開示する。つまり、形成画素ドット毎に実行されるPWM変調変換時に輝度量変調による輝度強度の強弱を設定可能にすることで感光体上に形成される画素ドットの表現の向上を図っている。これにより、感光体上に形成される画像の階調濃度変化の追従性(グラディエーション)は、より滑らかな変化となって表現することができる。
When the number of gradations is increased to improve gradation expression, the clock frequency also increases. When forming extremely small pixel dots by PWM modulation, there is a limit to the switching response of a laser as a light source. In response to the problem that a predetermined pulse width for forming a pixel dot having an extremely small width cannot be obtained,
一方、光走査を利用した画像形成装置の仕様は、解像度2400dpi(dot/inch)、印字速度80ppm(print/minute)のレベルまで達してきている。画像形成装置の性能が向上する中、更なる画質向上を実現するために形成画素ドットの位置補正等、様々な提案がなされている。 On the other hand, the specifications of an image forming apparatus using optical scanning have reached a resolution of 2400 dpi (dot / inch) and a printing speed of 80 ppm (print / minute). As the performance of the image forming apparatus is improved, various proposals such as correction of the positions of formed pixel dots have been made in order to realize further improvement in image quality.
高精度の画素ドットを感光体上に形成するために、光走査方向(以降、主走査方向と称する。)の画素ドット配列と、各光走査ライン(以降、副走査方向と称する。)間の画素ドット位相合せも高精度に揃える必要がある。これを実現するために、主走査方向、副走査方向にそれぞれ形成画素ドットの位置を補正する位置補正制御が提案されている。 In order to form highly accurate pixel dots on the photoreceptor, a pixel dot array in the optical scanning direction (hereinafter referred to as the main scanning direction) and each optical scanning line (hereinafter referred to as the sub-scanning direction). It is necessary to align the pixel dot phase with high accuracy. In order to realize this, position correction control for correcting the positions of the formed pixel dots in the main scanning direction and the sub-scanning direction has been proposed.
PWM変調のための基準クロックを生成するPLLシンセサイザーの出力クロックを最大発振周波数で活用する構成が特許文献3で示されている。特許文献3は、基準クロックとなる画像クロックより高い周波数クロックを生成するPLLから常に最大発振周波数で動作させて、形成する画素ドット位置や画素ドット幅をより高周波数変調手段で補正する内容を開示する。
一方、マルチレーザー素子(VCSEL等)の出現により、複数光源を同時に露光する画像形成ユニットがある。マトリックス上に配置された複数の発光素子の点滅制御を走査させて画像形成を行なうには、個々の素子駆動制御を時間的に調整し、感光体上に形成される画素ドット配列を整えなくてはならない。形成画素ドット位置の補正を応用展開した画素ドット配列制御についての提案もある(特許文献4)。
上記の従来例では光走査中(レーザビーム走査中)に形成される画素ドットの位置や幅径等々を極微少の数μmで補正することは可能である。 In the above conventional example, it is possible to correct the position, width diameter, etc. of the pixel dots formed during optical scanning (during laser beam scanning) with an extremely small number of μm.
しかしながら、ライン間の位相同期を取るための基準信号である水平同期信号と画像クロックとの同期取り時の量子化誤差量を減少させるためには同期取りクロックを高い周波数で生成しなければならない。そのため、現状のIC動作クロック域では限界があり、光走査開始時点であってもライン間の同期ズレによる数μmのズレを補正することができないという問題がる。 However, in order to reduce the amount of quantization error when synchronizing the horizontal synchronization signal, which is a reference signal for achieving phase synchronization between lines, and the image clock, the synchronization clock must be generated at a high frequency. For this reason, there is a limit in the current IC operation clock range, and there is a problem that even when optical scanning is started, a deviation of several μm due to a synchronization deviation between lines cannot be corrected.
また、走査倍率偏差などの静的偏差の情報や温度変動や装置の経年変化などの動的偏差特性により、ライン間の画像形成にズレが生じるという問題もある。 In addition, there is a problem that image formation between lines is displaced due to information on static deviation such as scanning magnification deviation and dynamic deviation characteristics such as temperature variation and aging of the apparatus.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ライン間の同期ズレを解消し、良好な画像形成を可能にすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to eliminate a synchronization shift between lines and enable good image formation.
上記の目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、
回転するミラーによりレーザビームを走査する回転走査機構と、基準クロックを出力する基準クロック出力手段と、設定された逓倍数に基づき前記出力された基準クロックを分周し、当該分周により画像クロックを生成する画像クロック生成手段と、前記回転走査機構により走査されるレーザビームによる光走査開始タイミングの同期を取るための同期信号を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された同期信号の立ち上がりから立下りまでの幅を検出する幅検出手段と、前記幅検出手段により検出された前記同期信号の幅に基づき、前記逓倍数を補正する補正手段と、を有し、前記検出手段により検出された同期信号と、前記画像クロック生成手段により生成された画像クロックとに基づき被走査面に対してレーザビームを照射し光走査を行なう画像形成装置であって、
前記補正手段は、前記被走査面上で1ライン走査している間に前記逓倍数が変化するように前記逓倍数を補正することを特徴とする。
An image forming apparatus according to the present invention that achieves the above object is as follows.
A rotating scanning mechanism that scans the laser beam with a rotating mirror, a reference clock output unit that outputs a reference clock, and the output reference clock based on a set multiplication number, and the image clock is divided by the frequency division. an image clock generating means for generating, the rise of the detecting means for detecting a synchronization signal for rotation synchronization of the optical scanning start timing by the laser beams scanned by the scanning mechanism, before Symbol synchronization signal detected by the detection means a width detecting means for detecting a width of up to falling from, based on the width of the front Symbol said synchronization signal detected by the width detection means, have a, a correction means for correcting the multiplication number, detected by the detection means The surface to be scanned is irradiated with a laser beam based on the generated synchronization signal and the image clock generated by the image clock generation means. An image forming apparatus which performs scanning,
The correction means corrects the multiplication number so that the multiplication number changes during one line scanning on the surface to be scanned .
本発明によれば、ライン間の同期ズレを解消し、良好な画像形成が可能になる。 According to the present invention, it is possible to eliminate the synchronization shift between lines and to form a good image.
(第1実施形態)
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
(First embodiment)
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the constituent elements described in this embodiment are merely examples, and the technical scope of the present invention is determined by the scope of claims, and is limited by the following individual embodiments. is not.
(画像形成装置の構成)
図8は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略的な構成を例示的に示す図である。画像形成装置は、電子写真方式を用いて、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色のトナー像を重ね合わせることでフルカラー画像を得ることが可能である。尚、本発明の趣旨は、カラー画像形成装置に限定されるものではなく、電子写真方式を用いるモノクロ画像形成装置においても適用可能であることはいうまでもない。
(Configuration of image forming apparatus)
FIG. 8 is a diagram exemplarily showing a schematic configuration of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. The image forming apparatus can obtain a full-color image by superposing four color toner images of yellow, cyan, magenta, and black using an electrophotographic system. Needless to say, the gist of the present invention is not limited to a color image forming apparatus, but can also be applied to a monochrome image forming apparatus using an electrophotographic system.
画像形成部800は、給紙部821、感光体822(Y、M、C、K)、帯電スリーブ823(Y、M、C、K各色)、トナー容器825(Y、M、C、K各色)、現像スリーブ826(Y、M、C、K)を有する。また、画像形成部800は、中間転写体827、転写ローラ828、加熱定着装置830、を有する。
The
尚、感光体822、帯電スリーブ823、トナー容器825、現像スリーブ826は、Y、M、C、K各々ひとつのユニットにまとめられたオールインワンカートリッジ801(Y、M、C、K)となっている。オールインワンカートリッジ801(Y、M、C、K)を以下、「カートリッジ801(Y、M、C、K)」ともいう。カートリッジ801(Y、M、C、K)は、それぞれ着脱が可能な構成になっている。 The photosensitive member 822, the charging sleeve 823, the toner container 825, and the developing sleeve 826 are all-in-one cartridges 801 (Y, M, C, and K) that are combined into one unit for each of Y, M, C, and K. . The all-in-one cartridge 801 (Y, M, C, K) is hereinafter also referred to as “cartridge 801 (Y, M, C, K)”. Each of the cartridges 801 (Y, M, C, K) is configured to be detachable.
イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)各色におけるカートリッジ801(Y、M、C、K)の帯電スリーブ823(Y、M、C、K)により、感光体822(Y、M、C、K)は帯電される。帯電された感光体822上(Y、M、C、K)に、画像処理部(非図示)が変換した露光時間に基づいてスキャナ部824(Y、M、C、K)から露光光(レーザー)を照射し、感光体822(Y、M、C、K)上に静電潜像が形成される。 A charging sleeve 823 (Y, M, C, K) of the cartridge 801 (Y, M, C, K) in each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is used as a photosensitive member 822. (Y, M, C, K) are charged. Exposure light (laser) from the scanner unit 824 (Y, M, C, K) on the charged photoconductor 822 (Y, M, C, K) based on the exposure time converted by the image processing unit (not shown). ) To form an electrostatic latent image on the photoreceptor 822 (Y, M, C, K).
この静電潜像を、トナー容器825(Y、M、C、K)からのトナーを使って、現像スリーブ826(Y、M、C、K)にて感光体822(Y、M、C、K)上に各色のトナー像を形成する。そして、各色のトナー像を中間転写体827に4色重ね合わせることで多色トナー像を形成する。中間転写体827に形成された多色トナー像を転写ローラ828とで挟み込み、加圧することで、記録材811へ多色トナー像(以下、単に「トナー像」ともいう。)を転写する。そして、記録材811上の多色トナー像を加熱定着装置830にて定着し、記録材811は排出トレイ(非図示)に排出される。中間転写体827上に残ったトナーはクリーナ829にて除去(クリーニング)され、クリーニングされた廃トナーはクリーナ容器(非図示)に蓄えられる。
The electrostatic latent image is transferred from the toner container 825 (Y, M, C, K) to the photosensitive member 822 (Y, M, C, K) by the developing sleeve 826 (Y, M, C, K). K) A toner image of each color is formed on top. Then, the toner image of each color is superimposed on the
以下、下記(1)乃至(7)の流れで実施形態を詳細に説明していく。 Hereinafter, the embodiment will be described in detail with the following flows (1) to (7).
(1)「まず、本実施形態に係る、静的偏差特性、動的偏差特性の技術的意義について説明を行なう。 (1) “First, the technical significance of static deviation characteristics and dynamic deviation characteristics according to the present embodiment will be described.
(2)次に、図1を用いて、水平同期信号と画像クロックとの同期を取る際の量子化誤差量を減少させる機能、及びライン間の画像形成にズレを抑制する機能を備えた画像形成装置の機能について説明を行なう。 (2) Next, referring to FIG. 1, an image having a function of reducing the amount of quantization error when synchronizing the horizontal synchronizing signal and the image clock, and a function of suppressing deviation in image formation between lines. The function of the forming apparatus will be described.
(3)次に、水平同期信号と画像クロックとの同期を取る際の量子化誤差量の低減に関して、図1における水平同期高周波クロック生成部20の詳細な構成について説明を行なう。
(3) Next, the detailed configuration of the horizontal synchronization high-frequency
(4)次に、図3A、図3Bを用いて、画像形成装置により実現される、動作結果について説明を行なう。 (4) Next, the operation results realized by the image forming apparatus will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.
(5)次に、図4を用いて、動的偏差特性の補正処理に係る説明として、図1におけるリアルタイム偏差検出部75が、どのようにして、BD信号を検出しているかを説明する。尚、BD信号とはレーザビームを主走査方向に書き出す光走査開始タイミングの同期を取るための、画像書込み領域外で検出される同期信号のことを指す。
(5) Next, how the real-
(6)次に、図5を用いて、どのようにして、動的偏差特性を補正し、任意逓倍数分周部30が、補正された画像クロックを出力しているかについて説明を行う。
(6) Next, how the dynamic deviation characteristic is corrected and the arbitrary
(7)そして、任意逓倍数分周部30が、補正後の画像クロックを生成されるまでに至る演算処理について具体的に更に詳しく説明する。
(7) The arithmetic processing until the arbitrary
(1)静的偏差特性及び動的偏差特性について
(a)静的偏差特性について
感光体上に画像処理部で展開した画素データを正確にドットとして形成させるには、形成画素ドットの位置や幅径を正確に再現するように光走査を実行する必要がある。しかし、画像形成装置において、スキャナ部824等を含む光走査光学系は、再現性精度に各種公差が組み込まれるため、高精度の組立ての実現には工夫が必要である。
(1) Static deviation characteristics and dynamic deviation characteristics (a) Static deviation characteristics In order to accurately form pixel data developed by the image processing unit on the photoreceptor as dots, the positions and widths of the formed pixel dots It is necessary to perform optical scanning so as to accurately reproduce the diameter. However, in the image forming apparatus, since the optical scanning optical system including the scanner unit 824 and the like incorporate various tolerances in the reproducibility accuracy, it is necessary to devise to realize high-precision assembly.
例えば、走査光学レンズ等には走査倍率や片倍率と呼ばれるレンズ自体の精度公差やレンズ系の装置に組み付ける時に決定される精度誤差が生じ得る。また、ポリゴンミラーに於ける各面長には面分割誤差という各面長を均一に製造しても分割時の精度誤差が生じて、面毎の面長さに誤差バラツキが現れる。これら製造過程で決定されてしまう先天性の精度誤差の要因を画像形成装置の静的偏差特性という。つまり、製造機器毎に精度誤差値は異なるものの、同一装置内では一定の精度誤差値であるものを指す。画素ドットを一律同等の遷移時間(画像クロック)で画像形成すると、静的偏差特性により、例えば、走査光学系レンズの特性や、ポリゴンミラー面の面分割誤差による特性がそのまま感光体上に形成されることとなる。このため、形成画素ドット毎に位置や幅径を補正する必要がある。つまり、画像形成装置に走査光学系が組み込まれると、感光体に対するレンズ系の補正値は、画像形成装置に応じ異なるが、同じ画像形成装置内ではほぼ固定化される。走査光学レンズ系の走査倍率や片倍率を補正するためには、偏差変換部が補正データに基づき、静的偏差特性を打ち消すような補正をすればよい。 For example, a scanning optical lens or the like may have an accuracy tolerance of the lens itself called a scanning magnification or a half magnification, or an accuracy error determined when the lens is assembled in a lens system. In addition, even if each surface length, which is a surface division error, is uniformly manufactured for each surface length in the polygon mirror, an accuracy error at the time of division is generated, and an error variation appears in the surface length of each surface. The factor of the innate accuracy error determined in the manufacturing process is called the static deviation characteristic of the image forming apparatus. That is, although the accuracy error value is different for each manufacturing device, the accuracy error value is constant in the same apparatus. When pixel dots are imaged with a uniform transition time (image clock), for example, the characteristics of the scanning optical system lens and the characteristics due to the surface separation error of the polygon mirror surface are formed on the photoconductor as they are due to the static deviation characteristics. The Rukoto. For this reason, it is necessary to correct a position and a width diameter for every formation pixel dot. That is, when the scanning optical system is incorporated in the image forming apparatus, the correction value of the lens system with respect to the photoconductor varies depending on the image forming apparatus, but is almost fixed in the same image forming apparatus. In order to correct the scanning magnification or the half magnification of the scanning optical lens system, the deviation conversion unit may correct the static deviation characteristics based on the correction data.
(b)動的偏差特性について
一方、光走査光学系において、レーザーの走査速度(光走査速度)は、形成すべき画素ドットの位置補正や幅径補正に最も重要なパラメータとなり、形成画像の揺れに対する優劣を左右する。光走査速度は同一の画像形成装置であっても、例えば、光走査速度を司る根源はモータの回転を利用しているため、モータの回転速度の速度偏差が光走査速度に影響を与える。つまり、モータ回転速度が一定速度で回転するように制御されていても、周期性を持った回転ムラが生じる。その結果、光走査速度の変動はリアルタイムなものとなる。つまり光走査速度はリアルタイムで変化する。この特性は装置特有の情報として、静的偏差特性に分類される。しかし、特性は、例えば上述の面分割誤差のようにどのポリゴンミラーを用いるかによって特定することはできず、本実施形態では、ポリゴンミラーの各面と1対1に対応していない意味で動的偏差特性という。以下では、動的偏差特性に起因する精度をリアルタイムで検出して、その検出結果に応じて、動的偏差特性を打ち消す補正を以下に説明する。
(B) Dynamic Deviation Characteristics On the other hand, in an optical scanning optical system, the laser scanning speed (optical scanning speed) is the most important parameter for position correction and width diameter correction of pixel dots to be formed. It affects the superiority or inferiority of Even if the image forming apparatuses have the same optical scanning speed, for example, the root that controls the optical scanning speed uses the rotation of the motor, so that the speed deviation of the rotational speed of the motor affects the optical scanning speed. That is, even if the motor rotation speed is controlled to rotate at a constant speed, rotation unevenness with periodicity occurs. As a result, the fluctuation of the optical scanning speed is real time. That is, the optical scanning speed changes in real time. This characteristic is classified into static deviation characteristics as device-specific information. However, the characteristics cannot be specified by, for example, which polygon mirror is used as in the above-described surface division error, and in this embodiment, the characteristics do not correspond to each surface of the polygon mirror in a one-to-one correspondence. This is called the dynamic deviation characteristic. Below, the correction | amendment which detects the precision resulting from a dynamic deviation characteristic in real time, and cancels a dynamic deviation characteristic according to the detection result is demonstrated below.
動的偏差特性は、潜在的に様々な静的偏差特性に起因する。例えば、走査光学系にある静的偏差特性である、光走査光学系を構成するポリゴンミラーの軸出し公差、ポリゴンミラーの面分割誤差、ポリゴンミラーの軸回転に対する重量配分等々が挙げられる。この条件下でポリゴンミラーを一定速度で回転させるモータ回転動作を加えて光走査を実行した場合、ポリゴンミラーの回転速度の速度ムラ(偏差)が、各々の静的偏差特性の値に応じて、様々な速度偏差の値へと増長し得るのである。静的偏差特性を有する物体にある動作を加えることにより、様々な複数要因に基づき相乗合算された結果が、光走査速度として現れ、微少な偏差を有する光走査速度の変化となって生じ得るのである。実際のポリゴンミラーには、粘土等の重さバランス調整のためのバランサーと呼ばれる物を適所に設置し、調整することで光走査速度の変動を調整している。しかし、より良好な画質を目指す画像形成装置においては、形成画素ドットの位置や幅径をより忠実に表現するために、画素ドット毎の光走査速度に応じた画素ドット形成を補正する必要がある。 Dynamic deviation characteristics are potentially due to various static deviation characteristics. For example, there are static deviation characteristics in the scanning optical system, such as an alignment tolerance of a polygon mirror constituting the optical scanning optical system, a surface division error of the polygon mirror, a weight distribution with respect to the axis rotation of the polygon mirror, and the like. When optical scanning is performed by adding a motor rotation operation that rotates the polygon mirror at a constant speed under this condition, the speed unevenness (deviation) of the rotation speed of the polygon mirror depends on the value of each static deviation characteristic. It can be increased to various speed deviation values. By adding some motion to an object with static deviation characteristics, the result of synergistic summation based on various factors can appear as the optical scanning speed, which can occur as a change in optical scanning speed with a slight deviation is there. In an actual polygon mirror, an object called a balancer for adjusting the weight balance of clay or the like is placed at an appropriate position, and the fluctuation of the optical scanning speed is adjusted by adjusting the object. However, in an image forming apparatus aiming at better image quality, it is necessary to correct pixel dot formation according to the optical scanning speed for each pixel dot in order to more faithfully represent the position and width of the formed pixel dot. .
(2)次に、図1を用いて、水平同期信号と画像クロックとの同期を取る際の量子化誤差量を減少させる機能、及びライン間の画像形成にズレを抑制する機能を備えた画像形成装置の機能について説明を行なう。 (2) Next, referring to FIG. 1, an image having a function of reducing the amount of quantization error when synchronizing the horizontal synchronizing signal and the image clock, and a function of suppressing deviation in image formation between lines. The function of the forming apparatus will be described.
(画像形成装置の機能構成)
(画像クロックとBD信号との位相合せに生じる量子化誤差量の低減)
図1は、本実施形態にかかる画像形成装置の機能構成を示すブロック図である。BD信号(同期信号)は、感光体上に形成するライン間の画素ドット配列の位相を揃えるための基準信号であり、ライン領域指示部10に入力される。ライン領域指示部10は、後述するライン終了(ラインEND)信号をもう一つの入力信号とし、BD信号の入力(受信)に基づき立ち上がり、ラインEND信号の入力(受信)に基づき立ち下がる制御信号を生成する。
(Functional configuration of image forming apparatus)
(Reduction of the amount of quantization error that occurs in phase matching between the image clock and the BD signal)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment. The BD signal (synchronization signal) is a reference signal for aligning the phase of the pixel dot arrangement between the lines formed on the photoconductor, and is input to the line
ライン領域指示部10は、ライン毎の画素ドット配列位相を揃えると共にライン中の画像情報(以降、ビデオ信号と称す)の許容範囲を示すビデオイネーブル信号を生成する。後述にて詳しく説明するが、同期信号入力手段として機能するライン領域指示部10への同期信号(BD信号)の入力に応じて基準クロックが出力され始めるのである。ライン領域指示部10は、ビデオイネーブル信号を水平同期高周波クロック生成部20に入力する。
The line
水平同期高周波クロック生成部20は、レーザー光の走査開始に同期して、基準となる基準クロック(以下、源発クロックともいう)を生成する生成手段(基準クロック出力手段)として機能する。水平同期高周波クロック生成部20は、入力されたビデオイネーブル信号に基づいて画像クロック生成のための源となる基準クロック(源発クロック)を生成する。水平同期高周波クロック生成部20は、後述する図2に例で示されるようなデジタルゲート回路の伝達遅延を利用したDDL回路で構成されている。ビデオイネーブル信号が水平同期高周波クロック生成部20に入力されると、BD信号に位相同期した基準クロック(源発クロック)の発振が開始される。
The horizontal synchronization high-frequency
基準クロック(源発クロック)の発振開始までには、ビデオイネーブル信号の前縁を基準にDLL回路において、一定の伝達遅延時間が生じる。この場合、クロックジッタ成分となる伝達遅延のバラツキ成分は、同じ周波数のデジタルゲート回路で構成し、基準クロック(源発クロック)1周期を繰り返し生成するためにクロックジッタ成分は殆ど生じない。一例として、源発クロック1周期の繰り返しにおいて、実際には約1/1000程度のジッタ成分しか計測されていない。 Until the oscillation of the reference clock (source clock) starts, a certain transmission delay time occurs in the DLL circuit with reference to the leading edge of the video enable signal. In this case, the transmission delay variation component, which is a clock jitter component, is composed of digital gate circuits having the same frequency, and the reference jitter (source clock) is repeatedly generated, so that almost no clock jitter component is generated. As an example, in the repetition of one cycle of the source clock, only a jitter component of about 1/1000 is actually measured.
水平同期高周波クロック生成部20から出力される基準クロック(源発クロック)は、次ラインのBD信号が入力される前に、任意逓倍数分周部30と、ライン経過位置認知カウンタ部40に入力される。水平同期高周波クロック生成部20は、不図示の光走査位置検出部で認知される感光体上の1ラインの走査終了を示す信号により、基準クロック(源発クロック)の生成を終了する。
The reference clock (source clock) output from the horizontal synchronous high-frequency
次ラインのBD信号によりライン間でのライン同期が取られる。ライン間で形成される画素ドット配列位相はライン毎に発生するBD信号で位相同期が取られ、且つ、クロックジッタ成分の殆ど無い良好な基準クロック(源発クロック)が水平同期高周波クロック生成部20で生成される。
Line synchronization is established between lines by the BD signal of the next line. The pixel dot arrangement phase formed between the lines is phase-synchronized with the BD signal generated for each line, and a good reference clock (source clock) having almost no clock jitter component is used as the horizontal synchronization high-frequency
良好な画像形成のためには、感光体上に形成される画素ドットの良好な配列とライン毎の位相合せによるライン間のずれを補正する必要がある。 In order to form a good image, it is necessary to correct a shift between lines due to a good arrangement of pixel dots formed on the photoreceptor and phase alignment for each line.
本実施形態の画像形成装置では、発生するBD信号に対してクロックを発生させ、ライン終了時にクロック発振を停止させるように構成しているため、ライン毎の同期取り時に発生する量子化誤差を極力抑えることが可能になる。 The image forming apparatus according to the present embodiment is configured to generate a clock for the generated BD signal and stop the clock oscillation at the end of the line. Therefore, the quantization error generated at the time of synchronization for each line is minimized. It becomes possible to suppress.
水平同期高周波クロック生成部20から出力される源発クロックは、任意逓倍数分周部30に入力されるとともにライン経過位置認知カウンタ部40に入力される。水平同期高周波クロック生成部20は、出力する源発クロックの周波数を微調整して出力する周波数調整回路を備える。
The source clock output from the horizontal synchronization high-frequency
任意逓倍数分周部30は、源発クロックの周波数を、設定された画像クロック周波数に収束するように任意の整数値で分周して画像クロックとして出力することが可能である。任意逓倍数分周部30は、設定された逓倍数に基づき源発クロックを分周して、画素単位の画像形成のタイミングを制御するための画像クロックを生成する。
Arbitrary
画像形成部76は、任意逓倍数分周部30により出力(補正)された画素単位の画像形成のタイミングを制御するための画像クロックに基づいて、画像形成を実行することが可能である。
The
CPU55は、ライン毎に算出した1ライン分の形成画素ドットの位置を補正する補正データをクロックレート指示FIFOメモリ部50に形成画素ドット毎に蓄積する。クロックレート指示FIFOメモリ部50は、実際のライン形成時に形成画素ドット毎に、補正データを分周整数値情報格納部35に書き込む。任意逓倍数分周部30は、分周整数値情報格納部35に画素ドット毎(画素単位ごと)に書込み、更新された補正データに基づき任意の整数値で源発クロックの分周を実行し、画像クロックを出力する。任意逓倍数分周部30は、分周整数値情報格納部35に書き込まれた補正データに基づき、画像クロック1周期の遷移時間量や位相タイミングを補正することが可能である。この詳細は図3を参照して後に説明する。
The
一方、ライン経過位置認知カウンタ部40は、源発クロックをカウントするカウンタとして機能することが可能であり、予め設定された値にカウント値が到達するとタイミング信号を発することが可能である。更に、ライン経過位置認知カウンタ部40は、主走査方向のラインを走査する光によって形成される画素ドットに於ける各種タイミングを検出して偏差変換部にフィードバックする機能も兼ね備えている。
On the other hand, the line elapsed position
ライン経過位置認知カウンタ部40により発せられるラインエンド(END)信号は、先に説明したとおり、ライン領域指示部10に入力される。ライン経過位置認知カウンタ部40により発せられるタイミング信号は、UNBL指示部80と、Laser APC指示部85を介してレーザードライバー95(以下、Laserドライバー95ともいう)とに入力される。
The line end (END) signal generated by the line elapsed position
UNBL指示部80には、BD信号とライン経過位置認知カウンタ部40により出力されるタイミング信号が入力される。UNBL指示部80は、BD信号の受信タイミングを捉えるために受光素子前において、走査光を発光させ、BD信号が入力されたらレーザーの発光を停止させる制御タイミング信号であるアンブランキング信号を発生させる。以下の説明では、アンブランキング信号を「UNBL信号」と示すものとする。UNBL信号は、レーザードライバー95に入力される。
The
Laserドライバー95は、走査光源であるレーザーの光量を制御することが可能である。ライン毎に光量制御を実行する場合に、感光体上の1ライン分の走査を終了し、次ラインの走査に移行する際に、タイミングの検出用として、ライン経過位置認知カウンタ部40により発せられるタイミング信号が利用可能である。
The
装置偏差メモリ部60は、上述で説明した動的偏差特性を記憶する。尚、この装置偏差メモリ部60に記憶された動的偏差特性は後述の図3B(a)に例示される通りであるが、後述にてポリゴン回転速度ムラとして詳しく説明する。
The device
図1において、リアルタイム偏差検出部75は、ポリゴンミラー面の面角速度や反射面状態や各種要因に応じて変動する光走査速度偏差量を検出することが可能である。尚、リアルタイム偏差検出部の詳細は後述する、図4及び図5A、Bを用いて具体的に説明する。リアルタイム偏差検出部75は、検出結果を偏差変換部70に入力する。
In FIG. 1, a real-
偏差変換部70は、リアルタイム偏差検出部75により検出されたデータ(例えば、源発クロックに基づくBD信号幅)に基づいて、偏差を補正するためのデータ(例えば、時間換算値)を換算データとしてCPU55に転送する。ここで、BD信号幅とは、後述の図4(b)にも示されるようにBD信号の立ち上がりから立下りまでのパルス数に対応する。なおBD信号の立ち上がり、立下りを区別できれば良く、このBD信号の立ち上がり及び立下りを検出する為にローアクティブで回路を構成しても良いし、廃アクティブで回路を構成しても良い。画像形成装置のシーケンス制御と連動させて、リアルタイム偏差検出部75はポリゴンミラー面毎に偏差のデータを収集することができる。なお、BD信号幅とは、実際のメートルを単位とした長さのことを指すのではなく、源発クロック数に換算することができるものであり、時間長に相当する。実際のメートル単位でのBD信号幅は変動するものではない。
The
CPU55は、動的偏差特性情報に基づき、1ライン分の形成画素ドットの位置を補正する補正データをクロックレート指示FIFOメモリ部50に形成画素ドット毎に蓄積する。
The
CPU55は、偏差(動的偏差特性情報)を補正するために、逓倍数を画素単位に変更する補正データを生成或いは出力する補正手段として機能することが可能である。
The
任意逓倍数分周部30は、分周整数値情報格納部35に画素ドット毎(画素単位ごとに)に書込み、更新された補正データに基づき任意の整数値で源発クロックの分周を実行する。この際、源発クロックの分周には、動的偏差特性情報に基づく補正データが反映されたものとなる。偏差の補正データを任意逓倍数分周部30により生成される画像クロックの1周期毎(画素単位ごと)に反映することで、形成画素ドットは、1ライン内の配列と、ライン間の位相において、相対的に良好な位置に形成される。この際、CPU55は、補正データに基づき補正された画像クロックにより走査光学系を制御する制御手段として機能することが可能である。
Arbitrary
(3)次に、水平同期信号と画像クロックとの同期取り時の量子化誤差量の低減に関して、図1における水平同期高周波クロック生成部20の詳細な構成について説明を行なう。
(3) Next, a detailed configuration of the horizontal synchronization high-frequency
(水平同期高周波クロック生成部20の構成例)
次に図2を用いて水平同期高周波クロック生成部20のDLL回路部について説明をする。図2(a)は、一般的なデジタルマルチバイブレータ回路で、同回路は、入力がハイレベルになると、ゲート伝達遅延時間後に源発クロックの発振を開始する。この伝達遅延時間はゲート回路のトランジスタの構成で決定することができる。図2(a)の構成は、NANDゲート回路とORゲート回路を組み合わせたものである。また、図2(b)は、NOTゲート回路とORゲート回路を組み合わせた構成例である。水平同期高周波クロック生成部20は、DLL回路により、BD信号の入力の前縁(例えば、図3A(c)の前縁部分305)に同期を取って、ゲート伝達遅延時間後、源発クロックの発振を開始する。CPU55は、1ライン画像の書き終わりにより、ラインEND信号に基づくUNBL信号が次にハイレベルになると、水平同期高周波クロック生成部20を制御して、源発クロックの発振を停止させることが可能である。
(Configuration Example of Horizontal Synchronous High Frequency Clock Generation Unit 20)
Next, the DLL circuit unit of the horizontal synchronous high frequency
図2(a)、(b)に示すDLL回路は、例示的であり、例えば、図2(c)〜(e)に示すような回路構成によりゲート伝達遅延を利用してDLL回路を構成できることは言うまでもない。例えば、図2(e)に示すようにゲート伝達遅延特性の異なる回路を並列に複数段設け、水平同期高周波クロック生成部20の制御の下に動作する信号セレクタ回路201を有する構成とすることも可能である。図2(e)の構成によれば、信号セレクタ回路201によりゲート伝達遅延(遅延時間)の異なる源発クロックの周波数を選択して、出力することが可能である。
The DLL circuits shown in FIGS. 2A and 2B are exemplary, and the DLL circuit can be configured using a gate transmission delay with the circuit configurations shown in FIGS. 2C to 2E, for example. Needless to say. For example, as shown in FIG. 2 (e), a plurality of stages having different gate transmission delay characteristics may be provided in parallel, and a
ゲート伝達遅延を利用すれば、BD信号に同期させて源発クロックの発振、停止を制御することができる。しかも同一のゲート回路で構成されているのであれば、ライン毎に発生するBD信号により発振開始する源発クロックの伝達遅延時間は、ほぼ同時間であるため、ライン毎の位相バラツキは殆ど無視できる値である。つまり、ゲート伝達遅延のバラツキによる源発クロック周波数の周期ジッタの発生は低減されるのである。 If the gate transmission delay is used, oscillation and stop of the source clock can be controlled in synchronization with the BD signal. In addition, if they are configured with the same gate circuit, the transmission delay time of the source clock that starts oscillating by the BD signal generated for each line is almost the same time, so the phase variation for each line can be almost ignored. Value. That is, the occurrence of periodic jitter at the source clock frequency due to variations in gate transmission delay is reduced.
しかし、DLL回路の場合、源発クロックの周波数を所望の値に設定する(微調整)ところに課題がある。そのため、図2(a)〜(e)に示す回路構成の次段に任意逓倍数分周部30とは別であるが同等な構成で分周することで、微調整した源発クロックの周波数を生成することが可能である。
However, in the case of a DLL circuit, there is a problem in that the frequency of the source clock is set to a desired value (fine adjustment). Therefore, the frequency of the source clock finely adjusted by dividing the frequency of the circuit configuration shown in FIGS. 2A to 2E with the same configuration, although it is different from the
(4)次に、図3A、図3Bを用いて、本実施形態における画像形成装置により実現される、動作結果について説明を行なう。 (4) Next, an operation result realized by the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3A and 3B.
図3Aは、画素ドットを形成する補正制御のタイミングを例示的に示す図である。図3Aにおいて、UNBL(アンブランキング)信号は、1ライン画像の書き終わりによりオンとなり、UNBL指示部80から出力される出力信号である。BD信号を検出した時点でUNBL信号はオフとなる。図3Aに示すように源発クロックは、ライン画像の書き始めであるBD信号を起点に1ライン画像の書き終わりで発振は停止する(図3A(a))。
FIG. 3A is a diagram exemplarily showing the timing of correction control for forming pixel dots. In FIG. 3A, the UNBL (unblanking) signal is an output signal that is turned on when one line image is written and is output from the
図3A(b)は、図3A(a)の参照番号301におけるタイミングに着目した未補正時のタイミングチャートを示す。図3A(c)は、図3A(a)の参照番号301におけるタイミングに着目した補正実行時のタイミングチャートを示す。
FIG. 3A (b) shows an uncorrected timing chart focusing on the timing at
水平同期高周波クロック生成部20から出力される源発クロックは、任意逓倍数分周部30で8逓倍の分周を受けた画像クロックとなる。図3Aの例では、逓倍数を「8」としているが、本発明の趣旨は、この逓倍数に限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、画像形成装置の仕様によるPWM変調ビット数や位置補正、ドット幅径補正等の条件に即して任意に決定することが可能である。逓倍数を「8」とすると、源発クロックの8倍が1画像クロックとなる。BD信号に基づき生成された源発クロックを分周により8倍した画像クロックが任意逓倍数分周部30により出力される。
The source clock output from the horizontal synchronous high-frequency
nラインに於いて、初めの3画素ドットの形成を実行し、次のn+1ラインで、同様に初めの3画素ドットの形成を実行して1ドット縦線を形成する。図3A(b)、(c)において、第1画素ドット、第3画素ドットに対応する部分が空白となり、ハッチングで示した部分(第2画素ドット)が、1ドット縦線を形成する部分に相当する。ポリゴンスキャナーの光走査速度の偏差により、例えば、nラインとn+1ラインとの間で、1/8ドット(源発クロック1パルスに相当)のライン間画素ドットズレ302が第2画素ドットで発生したとする。 The first three pixel dots are formed on the n line, and the first three pixel dots are similarly formed on the next n + 1 line to form a one dot vertical line. 3A (b) and 3 (c), the portions corresponding to the first pixel dot and the third pixel dot are blank, and the hatched portion (second pixel dot) is a portion forming a 1-dot vertical line. Equivalent to. Due to the deviation of the optical scanning speed of the polygon scanner, for example, an inter-pixel dot shift 302 of 1/8 dot (corresponding to one pulse of the source clock) occurs between the n line and the n + 1 line at the second pixel dot. To do.
補正実行時において、画素ドットを形成しない余白部分(第1画素ドット)に対応した画像クロック303を生成するために、源発クロック1パルス分だけ短くするように、第1画素ドットの逓倍数を制御する。すなわち、任意逓倍数分周部30は、未補正時の逓倍数8を逓倍数7に変更するように制御することで、nライン及びn+1ラインにおける画像クロックの立ち上がりのタイミングを一致させることができる。これにより、未補正時に発生したライン間画素ドットズレ302を補正の実行により解消することができる。
At the time of correction execution, in order to generate the
図3(c)では、逓倍数を8から7に小さくする変更の例を示した。この例に限定されず、任意逓倍数分周部30は画素ドットを形成しない余白部分に対応した画像クロック303の逓倍数を、例えば逓倍数8を逓倍数9に増加(変更)させることで、n+1ラインにおける画像クロックの出力を遅延させる制御も可能である。
FIG. 3C shows an example of a change in which the multiplication number is reduced from 8 to 7. Without being limited to this example, the arbitrary multiplication
また、CPU55の制御の下、PWM変調と組み合わせることで、1/n(n≧2の整数)ドットの単位で画素ドットの位置補正を実行することができる。また、PWMの本来の機能により、形成する画素ドットのドット幅を補正することも可能であり、これらを組み合わせて、形成する画素ドットの位置を補正することもできる。以上、図3A(a)〜(c)は、画素単位毎に独立して一つの画素の位置を補正する場合について述べた。
Further, by combining with PWM modulation under the control of the
また、以下に、図3B(a)〜(c)を用いて、図3Aとは別の、画素ドットを形成する補正制御のタイミングを説明する。 In addition, the correction control timing for forming pixel dots, which is different from FIG. 3A, will be described below with reference to FIGS. 3B (a) to 3 (c).
まず図3B(a)であるが、ここに示されるポリゴン回転速度ムラ(実測の回転速度ムラ)は、本発明を容易に説明するために想定した、一例である。必ずしもポリゴン回転速度周期は固定的な値ではなく、装置によって或いは環境によって或いは日時によって変動し得る。 First, as shown in FIG. 3B (a), the polygon rotational speed unevenness (measured rotational speed unevenness) shown here is an example assumed for easy explanation of the present invention. The polygon rotation speed cycle is not necessarily a fixed value, and may vary depending on the device, the environment, or the date and time.
図3B(a)に示す正弦波(Sin波)は、ポリゴン回転速度ムラを示し、対応するポリゴン面番号は、その時点でのポリゴンミラーの走査面を割振ったものである。図3B(a)では6面のポリゴンに対し7面分でポリゴン回転速度ムラ、一周期となる場合の位相関係にある場合で説明する。本質的には、ポリゴン回転速度ムラは、ポリゴンミラー面との位相関係に於いては非同期関係に動作するため、必ずしも図に示すような位相関係になるわけではなく、ランダムな位相関係を保つものである。図3B(a)では、一のポリゴン回転速度ムラのタイミングに対し、ランダムに対応するポリゴン面の中の一の場合における位相関係を示したものである。図中(1)で示すポリゴン回転速度ムラの部分は、ポリゴン回転速度の設定値から徐々に速い回転に変化している。その結果、図3B(b)の(1)に示すように一定速度であった場合を示す点線で囲った距離より縮んだ1ライン画像が形成されるようになる。更に、個々の画素は源発クロックの所定の固定逓倍数であるため、個々の画素長さは同様に徐々に小さくなってしまう。つまり、(1)のポリゴン回転速度ムラの場合、形成ドットはライン終了部分では、小さくなって形成され、且つ、形成ライン全体の画像長さは縮んでしまうのである。同様に図中(2)で示すポリゴン回転速度ムラの部分は、ポリゴン回転速度の(1)の終端のポリゴン回転速度から引き続き、更に徐々に速く変化し、ピークを迎えた後、逆にポリゴン回転速度が徐々に遅くなる。その結果、図3Bの(2)に示すように一定速度であった場合を示す点線で囲った距離より、更に縮んだ1ライン画像が形成されるようになる。個々の画素は、源発クロックの所定固定逓倍数であるため、ライン全体の中央部分の画素長さが一番小さく形成され、両側に向かって徐々に広まった画素ドットとなる。(2)のポリゴン回転速度ムラの場合、(1)で示した形成ドットのリズムとはまったく異なったライン画像形成となってしまうのである。 The sine wave (Sin wave) shown in FIG. 3B (a) indicates polygon rotation speed unevenness, and the corresponding polygon surface number is assigned to the scanning surface of the polygon mirror at that time. In FIG. 3B (a), a case will be described in which there is a phase relationship in which the polygon rotational speed unevenness is one cycle and that there is one cycle for six polygons. Essentially, the polygon rotation speed irregularity operates asynchronously in the phase relationship with the polygon mirror surface, so it does not necessarily have the phase relationship shown in the figure, but maintains a random phase relationship. It is. FIG. 3B (a) shows the phase relationship in one of the polygonal surfaces corresponding to the timing of one polygon rotation speed unevenness at random. The polygon rotation speed unevenness portion indicated by (1) in the figure gradually changes from the set value of the polygon rotation speed to a faster rotation. As a result, as shown in (1) of FIG. 3B (b), a one-line image is formed which is contracted from the distance surrounded by the dotted line indicating the case where the speed is constant. Furthermore, since each pixel has a predetermined fixed multiple of the source clock, the length of each pixel gradually decreases as well. That is, in the case of the polygon rotation speed unevenness of (1), the formed dots are formed smaller at the end of the line, and the image length of the entire formed line is shortened. Similarly, the polygon rotation speed unevenness portion indicated by (2) in the figure continues to change from the polygon rotation speed at the end of the polygon rotation speed (1), and gradually changes rapidly. The speed gradually decreases. As a result, as shown in (2) of FIG. 3B, a one-line image that is further shrunk from the distance surrounded by the dotted line indicating the case where the speed is constant is formed. Since each pixel has a predetermined fixed multiple of the source clock, the pixel length of the central portion of the entire line is formed to be the smallest, and the pixel dots gradually spread toward both sides. In the case of (2) polygon rotation speed unevenness, line image formation is completely different from the formation dot rhythm shown in (1).
図3B(b)では、(2)以降の(3)〜(7)までのポリゴン回転速度ムラ一周期分のライン毎の走査リズム違いを表現する。図から見ても判るように各ラインの画像長さは、図3B(a)で示す、ポリゴン回転速度ムラの具合に応じてSin波のように変化していくのである。つまり、従来のように源発クロックの逓倍数を一律固定値で画像クロックにしていては、ポリゴン回転速度ムラがそのまま画像に現われてしまう場合があって、ポリゴン回転速度ムラが目立たない値のものを使用するために選別する場合もあったのである。本実施例によれば、このようなことをせずとも高品位の画像を得ることが出来る。 In FIG. 3B (b), a scanning rhythm difference for each line for one period of polygon rotation speed unevenness from (2) to (3) to (7) is expressed. As can be seen from the figure, the image length of each line changes like a sine wave according to the degree of polygon rotation speed unevenness shown in FIG. 3B (a). In other words, if the source clock multiplication is set to a uniform fixed value as in the past, the polygon rotation speed unevenness may appear in the image as it is, and the polygon rotation speed unevenness is not noticeable. In some cases, they were screened for use. According to the present embodiment, a high-quality image can be obtained without doing this.
以上述べた場合に対応する制御を図3B(c)に示す。図3Aで述べる場合と同様に、画像クロックを生成する為の源発クロックの設定標準逓倍数を仮に8にした場合を説明する。各々の画素は8逓倍を基準にしている。そしてCPU55はポリゴン回転速度に応じて逓倍数を設定する。
The control corresponding to the case described above is shown in FIG. As in the case described with reference to FIG. 3A, a case will be described in which the set standard multiplication number of the source clock for generating the image clock is set to 8. Each pixel is based on a multiplication factor of 8. Then, the
つまり、規定走査速度時は8逓倍で生成された画像クロックにより画素ドット形成を実行する。図3B(a)の(1)で示すようなポリゴン回転速度変化の場合は、図3B(c)の(1)で示すように、徐々に逓倍数値をその速度偏差傾きに対応させながら補正制御すれば良い。つまり、ポリゴン回転速度の変化具合は走査速度の変化具合に反映する為、その変化具合に伴なって、画像クロックを生成する源発クロックの逓倍数を補正すればよい。つまり、図3B(a)の(1)〜(7)のポリゴン回転速度ムラの場合は、図3B(c)の(1)〜(7)のように逓倍数を補正しながら画像形成を実行すれば良好な画像になるのである。これにより、ライン間の同期ズレを解消し、良好な画像形成が可能になる。 That is, pixel dot formation is executed by the image clock generated by multiplying by 8 at the specified scanning speed. In the case of a polygon rotation speed change as indicated by (1) in FIG. 3B (a), as shown by (1) in FIG. 3B (c), correction control is performed while gradually making the multiplied value correspond to the speed deviation gradient. Just do it. That is, since the degree of change in the polygon rotation speed is reflected in the degree of change in the scanning speed, the multiplication number of the source clock that generates the image clock may be corrected according to the degree of change. That is, in the case of the polygon rotation speed unevenness of (1) to (7) in FIG. 3B (a), image formation is executed while correcting the multiplication number as shown in (1) to (7) of FIG. 3B (c). This will give a good image. As a result, the synchronization shift between lines is eliminated, and good image formation becomes possible.
(5)次に、図4を用いて、動的偏差特性の補正処理に係る説明として、図1におけるリアルタイム偏差検出部75が、どのようにして、BD信号幅(源発クロック数)を検出しているかを説明する。
(5) Next, with reference to FIG. 4, as an explanation relating to the correction process of the dynamic deviation characteristic, the real-
図4及び図5を参照して、動的偏差情報をリアルタイム(ポリゴン面周期とは非同期に)で検出し、形成する画素ドットの位置補正或いは幅径補正を行なうことを説明する。図4(a)において、参照番号100は受光素子、参照番号110は感光体(図8の参照番号822に対応する)、参照番号120はレーザーを照射することが可能なレーザー光源である。参照番号130はスキャナ装置であり、光走査用回転体である多面体のポリゴンミラー140(回転走査機構)と、ポリゴンミラー140を所定の回転速度で回転させるモーターとを備える。レーザー光源120から照射されるレーザー光はポリゴンミラー140により反射されて、感光体110に導かれる。受光素子100は、感光体110の近傍に配置されており、レーザー光が感光体110に導かれる直前のタイミングで、レーザ光を受光することが可能である。受光素子100がレーザー光を受光すると、その検出信号としてBD信号を出力する。このBD信号出力は、図1、図2中に示される「BD信号」に対応する。
With reference to FIG. 4 and FIG. 5, it will be described that dynamic deviation information is detected in real time (asynchronously with the polygon surface period) and position correction or width diameter correction of pixel dots to be formed is performed. 4A,
ポリゴンミラー140の各面の面長距離が誤差ゼロ(静的偏差=0)で、回転速度が一定速度で回転している(動的偏差=0)場合、BD信号に伴う源発クロックと感光体110上の位置は常に一定の位置を示すことが可能である。すなわち、ライン間で位置ズレを起こすことなく、画素ドットの形成が可能になる。源発クロックで分周された画像クロックに基づくタイミングによれば、照射されたレーザー光によって形成される感光体110上の画素ドットは、全てのラインに於いて、同一の位置に形成される。
When the surface length distance of each surface of the
しかし、動的偏差特性として、ポリゴンミラー140(回転走査機構)の回転偏差が生じると、同一の信号幅のBD信号を検出することができない。 However, if a rotational deviation of the polygon mirror 140 (rotary scanning mechanism) occurs as a dynamic deviation characteristic, a BD signal having the same signal width cannot be detected.
図4(b)は、動的偏差が生じる場合の源発クロックと、各ライン(n+0〜n+6)におけるBD信号幅の関係を例示的に示す図である。動的偏差特性については上に説明した通りである。 FIG. 4B is a diagram exemplarily showing the relationship between the source clock when a dynamic deviation occurs and the BD signal width in each line (n + 0 to n + 6). The dynamic deviation characteristic is as described above.
リアルタイム偏差検出部75は、水平同期高周波クロック生成部20から出力される源発クロック数をカウントし、BD信号幅(検知信号(源発クロック)のパルス数)を検出することができる。リアルタイム偏差検出部75は、この検出結果を偏差変換部70に入力する。偏差変換部70は、入力された源発クロック数(BD信号幅(検知信号(源発クロック)のパルス数))を時間換算し、その変換結果を換算データとしてCPU55に転送する。本実施形態においては、このリアルタイム偏差検出部75によって検出される源発クロック数に基づき、動的偏差特性に応じた任意逓倍数分周部30による源発クロックの分周が行なわれるのである。詳細は後述する。
The real-
(6)次に、図5を用いて、どのようにして具体的に、動的偏差特性を補正し、任意逓倍数分周部30が、補正された画像クロックを出力しているかについて説明を行う。
(6) Next, with reference to FIG. 5, a description will be given of how the dynamic deviation characteristic is specifically corrected and the arbitrary
CPU55は、BD信号幅(検知信号(源発クロック)のパルス数)に対応する時間換算値に対応する補正データ生成し、ルックアップテーブルに格納する。尚、このルックアップテーブルはポリゴンミラー140(回転走査機構)の面数を「6」とした場合、最初の測定面データをn+0面とし、n+1、n+2・・、n+5と面数(N)に応じて分類することができる。
The
図5(b)において、スキャナ装置130のポリゴンミラー140(回転走査機構)は、面数が6の場合を例示している。ポリゴンミラー140(回転走査機構)が回転すると、ポリゴンミラーの回転周波数は図5(a)に示されるように上昇していき、その後、クロック周波数に回転周波数(回転速度)は収束する。
In FIG. 5B, the polygon mirror 140 (rotary scanning mechanism) of the
しかし、先にも説明したようにバランサーで調整しても或る時間周期で、或る範囲速度で偏差が生じる。この変動は先に説明した動的偏差特性である。 However, as described above, even if adjustment is performed by a balancer, deviation occurs at a certain range speed in a certain time period. This variation is the dynamic deviation characteristic described above.
図5(c)では、その偏差部分を一周期で区切り拡大した状態が示されている。ポリゴンミラーの回転周波数(速度)はポリゴンの面周期より比較的長周期で回転速度が速まったり、遅くなったりする偏差が生じる。つまり、ポリゴンミラーの回転周波数(速度)はポリゴンミラー140(回転走査機構)の各面の切り替わり周期よりも異なる長周期で速度上昇、速度下降する。 FIG. 5C shows a state in which the deviation portion is divided and enlarged in one cycle. The rotation frequency (speed) of the polygon mirror has a deviation in which the rotation speed is increased or decreased relatively longer than the polygon surface period. In other words, the rotational frequency (speed) of the polygon mirror increases and decreases with a longer period than the switching period of each surface of the polygon mirror 140 (rotary scanning mechanism).
リアルタイム偏差検出部75は、画像形成装置が動作する特定のタイミングで、源発クロック数をカウントし、BD信号幅(検知信号(源発クロック)のパルス数)を検出する。そして、偏差変換部70は、入力された源発クロック数(BD信号幅(検知信号(源発クロック)のパルス数))を時間換算し、その変換結果を換算データとしてCPU55に転送する。CPU55は、入力された時間換算から、動的偏差特性情報を求めることができる。そして、CPU55は、動的偏差特性情報の補正データを特定し、ポリゴンミラー140の各面に対し、その都度、1ライン分の形成画素ドットの位置を補正する補正データをクロックレート指示FIFOメモリ部50に格納する。
The real-
より具体的にCPU55は、装置偏差メモリ部60に予め格納された補正実行時ルックアップテーブルから入力された時間換算のデータに応じた補正データをクロックレート指示FIFOメモリ部50に形成画素ドット毎に蓄積する。クロックレート指示FIFOメモリ部50は、実際のライン形成時に形成画素ドット毎に、補正データを分周整数値情報格納部35に書き込む。任意逓倍数分周部30は、分周整数値情報格納部35に画素ドット毎に書込み更新された補正データに基づき任意の整数値で源発クロックの分周を実行し、画像クロックを出力する。任意逓倍数分周部30から出力される画像クロックは、補正データを反映したものであり、かかる画像クロックに基づき画像形成を実行することにより、ライン間の同期ズレを解消し、良好な画像形成が可能になる。
More specifically, the
尚、本補正制御で述べているBD信号のパルス幅(ある源発クロック数に相当する時間)は、BD信号を受信する受光素子の生信号を計測して時間に相当する。同一の受光素子面長に走査する光の受光時間は、光の走査速度に比例して受光時間が決定される。つまり、受光素子から発するBD信号のパルス幅の違いには、光走査速度の違いが現われるのである。このとき、ポリゴン回転速度ムラのように画像1ラインを走査する時間(BD信号周期)よりも長い周期時間である場合、1ライン中での走査ムラの変化は比較的なだらかである。このため、1ライン中の一部分の傾きを特定できれば、全ライン分の変化具合が演算できるのである。このとき、図4(b)に示すように、BD信号の終了時点の時間位相は、ポリゴン回転速度ムラの一周期の位相と同様になる。 The pulse width of the BD signal (time corresponding to a certain number of source clocks) described in this correction control corresponds to time by measuring the raw signal of the light receiving element that receives the BD signal. The light receiving time of light scanned on the same light receiving element surface length is determined in proportion to the light scanning speed. That is, the difference in the optical scanning speed appears in the difference in the pulse width of the BD signal emitted from the light receiving element. At this time, when the period time is longer than the time for scanning one line of the image (BD signal period) as in the polygon rotation speed unevenness, the change in the scanning unevenness in one line is comparatively gentle. For this reason, if the inclination of a part of one line can be specified, the change degree for all lines can be calculated. At this time, as shown in FIG. 4B, the time phase at the end of the BD signal is the same as the phase of one cycle of the polygon rotation speed unevenness.
(7)以下、任意逓倍数分周部30が、補正後の画像クロックを生成されるまでに至る演算処理について説明する。
(7) In the following, description will be given of arithmetic processing up to which the arbitrary multiplication
具体的には、ライン画像(1主走査ラインに亘って記録される画像)の伸び縮みを演算(本発明で述べる動的偏差特性の演算方法)して、源発クロックの逓倍数を補正して画像クロック周期時間長を割出す手段について説明する。 Specifically, the expansion / contraction of the line image (image recorded over one main scanning line) is calculated (dynamic deviation characteristic calculation method described in the present invention) to correct the multiplication number of the source clock. The means for calculating the image clock cycle time length will be described.
一般的に、ポリゴンミラーを駆動するモータは、サーボ制御等により一定回転になるように回転速度制御が或る範囲内で行なわれる。しかし、実際には、上述の動的偏差特性の説明で述べたことが要因となり、図3B(a)に示すような、ポリゴン回転速度ムラが生じる。 In general, the rotational speed of a motor that drives a polygon mirror is controlled within a certain range so that the motor rotates at a constant speed by servo control or the like. However, in reality, polygon rotation speed unevenness as shown in FIG. 3B (a) occurs due to the factors described in the above description of the dynamic deviation characteristics.
図3B(a)に示すポリゴン回転速度周期は、機器に組み込む光学箱と呼ばれる光走査系ユニットで定まるもので、ポリゴンミラーの回転を司る個々のモータとその制御系回路によって、ポリゴン回転速度の変化偏差量(ピーク値)と幅(周波数)が決まる。 The polygon rotation speed cycle shown in FIG. 3B (a) is determined by an optical scanning system unit called an optical box incorporated in the apparatus. The polygon rotation speed changes depending on individual motors that control the rotation of the polygon mirror and its control system circuit. Deviation (peak value) and width (frequency) are determined.
つまり、ポリゴン回転速度ムラと称される変化偏差量(ピーク値)と幅(周波数)は、機器に取付ける個々の光学箱ユニット特有の値となる。機器に取付けてしまえば、作動中の温度変化等で多少の違いはあるものの、大筋ではこのポリゴンミラーの回転速度ムラは固定的で変動しないものであり、上記の光学箱ユニット特有の周期を繰り返す結果となって一定リズムのまま、画像に現れる。故障や不具合の発生等は除き、通常は制御のバラツキ程度の違いはあるものの、無視できるぐらいの誤差であり、大局では変わらないものである。 That is, the variation deviation amount (peak value) and width (frequency) called polygon rotation speed unevenness are values peculiar to individual optical box units attached to the apparatus. Once attached to the device, although there are some differences due to temperature changes during operation, etc., the rotation speed unevenness of this polygon mirror is fixed and does not fluctuate in general, and the above-mentioned period specific to the optical box unit is repeated. As a result, it appears in the image with a constant rhythm. Except for the occurrence of malfunctions and malfunctions, etc., there are usually differences in the degree of control variation, but the errors are negligible, and they do not change in the big picture.
従って、今述べてきた機器に取付けた光学箱ユニット特有のポリゴンミラーの回転速度ムラ情報を計測して静的偏差特性として予め、取付けた装置偏差メモリ部60に格納しておく。すなわち、装置偏差メモリ部60には、図3B(a)に例示されたSin波(1周期時間量における速度変化)のポリゴンミラーの回転速度ムラ情報が予め記憶されている。そして、この装置偏差メモリ部60に予め記憶されたSin波を用いて以下の如くCPU55は、補正逓倍数を設定する。
Therefore, the rotational speed unevenness information of the polygon mirror specific to the optical box unit attached to the apparatus just described is measured and stored in the attached apparatus
1.まず、リアルタイム偏差検出部75は、水平同期高周波クロック生成部20から出力される源発クロック数をカウントすることで、BD信号の幅時間長を検出する。ここでは便宜上BDl(n)とする。nは面数を示す。そしてCPU55は、ポリゴンミラーが複数回転する中で検出されたBDl(n)に基づき、それらの平均をBDlaveとして算出し、装置偏差メモリ部60に記憶しておく。このBDlaveは、例えば、画像形成装置起動時に事前に計測されていたり、或いは、工場において計測された値を理想値として事前に装置偏差メモリ部60に記憶されているものとする。
1. First, the real-time
2.CPU55は、そしてBDl(n)のうち所定周期ごと検出される最大値の平均をBDlmaxとして求め装置偏差メモリ部60に記憶しておく。なお、BDlmaxの算出タイミングもBDlaveのそれと同様とする。そして、求められたBDlaveとBDlmaxとより、以下の式でBDl(n)のサインカーブを正規化する為の係数を求める。
2. The
BDreg=1÷(BDlmax−BDlave) ・・・(1)
3.また、装置偏差メモリ部60には、予め図3B(a)に示されるSin波が記憶されている。なお、後述のBDl(n)と比較するために振幅を±1にして正規化されている。
BDreg = 1 ÷ (BDlmax−BDlav) (1)
3. The device
4.そして、(2)式の関係より(3)式が得られる。 4). Then, Equation (3) is obtained from the relationship of Equation (2).
(BDl(n)−BDave)×BDreg=y=sinθ ・・・(2)
θ=sin−1((BDl(n)−BDave)×BDreg)・・・(3)
5.一方、図4(b)のBD信号の幅時間長の変化を記録しておき、その変化量をΔBDl(n)とする。
(BDl (n) −BDave) × BDreg = y = sin θ (2)
θ = sin −1 ((BD1 (n) −BDave) × BDreg) (3)
5. On the other hand, a change in the width time length of the BD signal in FIG. 4B is recorded, and the change amount is set to ΔBDl (n).
図3B(b)に示すように、走査1ラインの長さの伸張は、図4(b)に示すBD信号幅(パルス時間幅(源発クロック数))に表れる。BD信号の元となるビームを検出する受光素子の素子幅(具体的には5mm角チップで受光する素子幅)と1ラインの走査長は伴に変化する長さではない。つまり、走査速度偏差量が同様な比率でBD信号幅となって表れる。つまり、図5に示されるSin波に近似できるポリゴン回転速度ムラ(動的偏差特性)と同様の変動が、BD信号の幅に表れている。よって、BD信号幅の量変化の遷移具合からポリゴン回転速度ムラの位相を特定することができ、また、ポリゴン回転速度がそのライン長において、どのように変化していくかをリアルタイムに予測できる。 As shown in FIG. 3B (b), the extension of the length of one scanning line appears in the BD signal width (pulse time width (number of source clocks)) shown in FIG. 4 (b). The element width of the light-receiving element that detects the beam that is the source of the BD signal (specifically, the element width that is received by the 5 mm square chip) and the scanning length of one line are not variable lengths. That is, the scanning speed deviation amount appears as a BD signal width at a similar ratio. That is, a variation similar to the polygon rotation speed unevenness (dynamic deviation characteristic) that can be approximated to the Sin wave shown in FIG. 5 appears in the width of the BD signal. Therefore, the phase of the polygon rotational speed unevenness can be specified from the transition state of the change in the amount of the BD signal width, and how the polygon rotational speed changes in the line length can be predicted in real time.
6.そして、以下の演算によりCPU55はリアルタイムにθを求める。 6). And CPU55 calculates | requires (theta) in real time by the following calculations.
・ΔBDl(n)>0であれば(3)式から得られる位相のうち(−1/2)π<θ<(1/2)πの範囲の値をθとする。 If ΔBDl (n)> 0, the value in the range of (−1/2) π <θ <(1/2) π among the phases obtained from the equation (3) is defined as θ.
・ΔBDl(n)=0、且つΔBDl(n−1)>0であれば(3)式から得られるθ=(1/2)πとする。 If ΔBD1 (n) = 0 and ΔBD1 (n−1)> 0, θ = (1/2) π obtained from equation (3).
・ΔBDl(n)=0、且つΔBDl(n−1)<0であれば(3)式から得られるθ=(−1/2)πとする。 If ΔBD1 (n) = 0 and ΔBD1 (n−1) <0, θ = (− 1/2) π obtained from the equation (3).
ΔBDl(n)<0であれば(3)式から得られる位相のうち(1/2)π<θ<(−3/2)πの範囲の値をθとする。 If ΔBDl (n) <0, the value in the range of (1/2) π <θ <(− 3/2) π among the phases obtained from the equation (3) is defined as θ.
7.また、θの区分を所定間隔で各区間に区切り、その各区間に対して予め、逓倍数の配列を割り当てた配列テーブルを、装置偏差メモリ部60は事前に記憶している。
7). Further, the apparatus
8.CPU55は、配列テーブルを装置偏差メモリ部60より読込み、5.の演算で求めたθを、配列テーブルに照らし合わせる。そして、θがどの区間に含まれるかを特定し、それに対して割り当てられた逓倍数の配列値を読込み、1ライン分の形成画素ドットの位置を補正する補正データを生成する。更にCPU55は、この生成した配列値を補正データとして、クロックレート指示FIFOメモリ部50に形成画素ドット毎に蓄積する。その結果が図3B(c)に示されている。
8). The
また、BD信号のパルス幅時間量の変化から、ポリゴン回転速度の変化具合を推察するためのサンプリング時間は、プリント動作を開始するための予備動作として、プリンタ本体はポリゴン回転を指示して設定走査速度まで立ち上げる。そして、ポリゴン回転速度が設定値まで到達する事でスキャナレディ信号を発し、光走査速度が一定値範囲でロックされた事を示す。後は給紙され、画像形成に動作を開始し、所定枚数プリントしたら停止するのである。このスキャナレディ信号を発してから、画像形成開始までに要する時間は最低でも数秒ある。この数秒の時間は、BD信号(1ラインあたりの所要時間)にとって数千発相当であるため、ポリゴン回転速度変化具合をサンプリングし、演算し、確認する制御を実行させるには十分な時間となっている。よって問題なくBD信号幅の量変化の遷移具合からポリゴン回転速度周期がそのライン長にとってどのように変化していくかが推察する事ができるのである。 The sampling time for inferring the change in the polygon rotation speed from the change in the pulse width time amount of the BD signal is set as the preliminary operation for starting the printing operation, and the printer main body instructs the polygon rotation to perform scanning. Start up to speed. When the polygon rotation speed reaches the set value, a scanner ready signal is issued to indicate that the optical scanning speed is locked within a certain range. After that, the paper is fed, the operation for image formation is started, and when a predetermined number of copies are printed, the operation is stopped. The time required from when the scanner ready signal is issued to the start of image formation is at least several seconds. Since this time of several seconds is equivalent to several thousand shots for the BD signal (required time per line), it is sufficient time to execute control for sampling, calculating, and confirming the polygon rotation speed change. ing. Therefore, it can be inferred from the transition of the change in the amount of BD signal width without any problem how the polygon rotation speed period changes for the line length.
(第1実施形態の効果)
以上、述べてきたように、図2に示された回路により、源発クロックを起動させるので、水平同期信号と画像クロックとの同期取り時の量子化誤差量を減少させることができる。
(Effect of 1st Embodiment)
As described above, since the source clock is started by the circuit shown in FIG. 2, the amount of quantization error when synchronizing the horizontal synchronizing signal and the image clock can be reduced.
また、前記量子化誤差量を減少させた上で、リアルタイム偏差検出部75により検出されるBD信号幅に応じて、画像クロックを生成する為の逓倍数が設定され、より正確にライン間の同期ズレを解消し、良好な画像形成が可能になる。
Further, after reducing the quantization error amount, a multiplication number for generating an image clock is set according to the BD signal width detected by the real-
(第2実施形態)
第2実施形態では、まず、図2で述べた水平同期高周波クロック生成部20の構成例におけるデジタルゲート回路の伝達遅延を利用したDDL回路で構成される伝達遅延方式発振回路21の動作を図6で詳しく説明する。そして、次に本実施形態での特徴である源発クロックの周波数安定化補正手段について図7を用いて説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, first, the operation of the transmission delay
また、図6は、本実施形態における源発クロックの周波数安定化補正手段を容易に説明するためのDDL回路特性を説明する、動作タイミングを例示的に示す図である。 FIG. 6 is a diagram exemplarily showing operation timing for explaining the DDL circuit characteristics for easily explaining the frequency stabilization correction means of the source clock in the present embodiment.
図6(a)は、ライン領域指示部10から出力されるビデオ信号の許容範囲を示すビデオイネーブル信号に基づき、源発クロック生成する水平同期高周波クロック生成部20の中の伝達遅延方式発振回路21との具体的回路例を示すものである。なお、ビデオイネーブル信号は、図6(b)において、Video−Enableと表現されている。
FIG. 6A shows a transmission delay
図6(b)に示す如く、ビデオイネーブル信号がイネーブル(図中のVideo−Enableがハイレベルになっている領域)に変化すると、伝達遅延方式発振回路21はマルチバイブレータ発振をBD信号の前縁に同期して発振を開始する。また、ビデオイネーブル信号がディセーブル(図中のVideo−Enableがロウレベルになっている領域)に変化すると、伝達遅延方式発振回路21の発振動作は停止する。この発振周波数は、図6(a)に示すようにNANDゲート回路の有する信号伝達所要時間である伝達遅延aと、ORゲート回路の有する信号伝達所要時間である伝達遅延bとの信号伝達の繰返しで、図6(c)に示す如く発振生成されるものである。この伝達遅延時間は、既に公知であるため、特に図示しないが、ゲート回路を構成する回路形態やICを構成する基本トランジスタへの印加電圧量や浮遊容量により決定されるものである。尚、伝達遅延時間には熱的要因もあるが、本装置走査光学系の場合の各ライン間の相対的位置ズレの影響についてのものであって、1ライン中の極少ない走査時間と熱的変動とではその時間差スケールが違いすぎて熱の影響は問題にならないため説明は省略する。本実施形態は、図6(a)に示す回路構成で伝達遅延方式発振回路21が構成されている。この伝達遅延方式発振回路21に供給する供給電源電圧に応じて発振出力される源発クロックの周波数が決定される仕組みにより、図6(c)に示す如く、伝達遅延aと伝達遅延bとでマルチバイブレータ発振を繰り返す事になるのである。
As shown in FIG. 6B, when the video enable signal changes to enable (in the region where Video-Enable is high level), the transmission
次に、源発クロックの周波数安定化補正手段について図7を用いて説明する。図7は、前述した水平同期高周波クロック生成部20の別形態である構成例を示す図であり、基本的には図2(a)で示す一般的なデジタルマルチバイブレータ回路を用いている。
Next, the frequency stabilization correcting means of the source clock will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing a configuration example which is another form of the above-described horizontal synchronous high frequency
水平同期高周波クロック生成部20は、前述した伝達遅延方式発振回路21と周波数安定化補正回路22で構成されるものである。上述した如く、伝達遅延方式発振回路21から出力される源発クロックの周波数をリアルタイムで検知して、伝達遅延方式発振回路21への供給電源電圧をアナログ的に補正制御することを目的としている。この目的を達成するためには、図7に示される周波数安定化補正回路22に限定されるものではない。つまり、周波数電圧変換回路23により、伝達遅延方式発振回路21から出力される源発クロック周波数の一周期時間は電圧値に変換される。電圧比較器24は、予め決定している源発クロックの設定周波数値相当の基準電圧値と変換された電圧とをリアルタイムに比較する。なお、基準電圧値は、本実施形態では特に述べないが、CPU55にて設定可能であって、装置の環境や状態に応じて、或いは、形成画像の補正等により、CPU55が補正制御可能なように構成されているものである。
The horizontal synchronous high frequency
電圧比較器24は、源発クロック周波数が高いか、低いかをデジタルに判断して、一段階毎にアナログ電圧値で供給電源発生器26に出力する。その結果、供給電源発生器26は、伝達遅延方式発振回路21に所望の電圧値を供給する。本実施形態でいう、周波数安定化補正回路22は、設定周波数値にダイレクトで一気に補正をかけるのではなく、検出した時点で設定周波数値より高いか、低いかを判定する。そしてその判定により、供給電圧値を予め設定した所望の値を1ステップとして、電圧値を変化させ続ける、所謂、収束補正制御を実施している。その事で、源発クロックの急激な周波数変化を抑制し、源発クロックの数百倍〜数十倍の画像クロック変動を徐々に和らげ、形成画像の位置補正が人間の目で見て気が付きにくいようにすることを目的とした補正制御なのである。
The
(第2実施形態の効果)
以上のように、本実施形態で示す伝達遅延方式発振回路21と周波数安定化補正回路22で水平同期高周波クロック生成部20を構成すれば、DLL回路の源発クロックの周波数を所望の値を選別する(微調整)と言う課題は解決できる。そして、発振クロック周波数値を装置の出荷時調整する事無く、自動的に一律の工程で扱えるようになるのである。
(Effect of 2nd Embodiment)
As described above, if the horizontal synchronous high-frequency
その結果、CPU55で極微調整可能な、安定した周波数値を有する源発クロックが水平同期高周波クロック生成部20から任意逓倍数分周部30に出力される。そして、任意逓倍数分周部30から出力される画像クロックは、補正データを反映したものであり、かかる画像クロックに基づき画像形成を実行することにより、ライン間の同期ズレを解消し、良好な画像形成が可能になる。
As a result, a source clock having a stable frequency value that can be finely adjusted by the
10 ライン領域指示部
20 水平同期高周波クロック生成部
30 任意逓倍数分周部
35 分周整数値情報格納部
40 ライン経過位置認知カウンタ部
55 CPU
70 偏差変換部
76 画像形成部
10 Line
70
Claims (5)
前記補正手段は、前記被走査面上で1ライン走査している間に前記逓倍数が変化するように前記逓倍数を補正することを特徴とする画像形成装置。 A rotating scanning mechanism that scans the laser beam with a rotating mirror, a reference clock output unit that outputs a reference clock, and the output reference clock based on a set multiplication number, and the image clock is divided by the frequency division. an image clock generating means for generating, the rise of the detecting means for detecting a synchronization signal for rotation synchronization of the optical scanning start timing by the laser beams scanned by the scanning mechanism, before Symbol synchronization signal detected by the detection means a width detecting means for detecting a width of up to falling from, based on the width of the front Symbol said synchronization signal detected by the width detection means, have a, a correction means for correcting the multiplication number, detected by the detection means The surface to be scanned is irradiated with a laser beam based on the generated synchronization signal and the image clock generated by the image clock generation means. An image forming apparatus which performs scanning,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects the multiplication number so that the multiplication number changes during one line scanning on the surface to be scanned .
前記補正手段は、前記演算手段により求められた前記レーザビームの走査速度の変動に基づき、前記逓倍数を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Based on the detection result of the width detection means, further has a calculation means for calculating the fluctuation of the scanning speed of the laser beam,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects the multiplication number based on a fluctuation in a scanning speed of the laser beam obtained by the calculation unit.
前記基準クロック出力手段は、前記同期信号入力手段に同期信号が入力されたことに応じて、前記基準クロックを出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 Wherein by irradiating the laser beam after scanning one line on the surface to be scanned, a light emitting means for emitting a laser beam to said detecting means to generate the synchronization signal, the synchronization signal the synchronization signal is input It further has an input means,
The reference clock output means, said in response to the synchronization signal to the synchronization signal input means is input, the image forming apparatus according to claim 1 or 2, and outputs the reference clock.
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