JPH02232616A - ディジタルプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフライングスポット走査装置を有するディジタ
ルプリンタに対するビットクロックを発生するための算
術（アリスメティック）周波数シンセサイザに関し、更
に詳細には、かかるビットクロソクをかかる走査装置の
走査フィールドに対して空間的に線形化することに関す
る．〔従来の技術〕 米国特許第４，７６６．５６０号に記載されているよう
な算術（アリスメティック）周波数シンセサイザは、広
いダイナミックレンジにわたって線形周波数制御を提供
するので、ディジタルプリンティングのための可変周波
数ビットクロックジェネレー夕として用いるのに好適で
ある．これらは、特性的に、所定の安定な基準周波数Ｆ
ｌにおいて時間依存値Ｎを有するＲビント長２進入カワ
ードを再帰的に累積するためのアキュムレータを含んで
いる．従って、アキュムランド（即ち、アキュムレータ
によって累積されたワード）の最上位ビット（ＭＳＢ）
は、 Ｆｇｃ　　＝　Ｆ＊　（Ｎ／　２”　）　　　　　（１
１による範囲　−２Ｒ−１≦Ｎ＜　２　１−　１内でＮ
の任意の価に対して与えられる周波数Ｆｍｃ（本明細書
においては「ピットクロフク周波数」と呼ぶ》で振動す
る．米国特許第４．７６６，５６０号にはこのような算
術周波数シンセサイザに対する適当する実施例が開示さ
れており、その内容を本明細書において参照として説明
する． 周知のように、フライングスポット走査装置はディジタ
ルブリンティングに対して一般に採用されている．この
ような走査装置は、通例、反射性の多ファセット形多角
形体（ボリゴン）を備え、この多角形体は、その中心軸
中心に回転させられ、１つまた複数の強度変調光ビーム
を感光性記録媒体を横切って高速走査（即ち、ライン走
査》方向に周期的に走査する．これと同時に、記録媒体
は直交低速走査（即ち、処理）方向に移動させられる。

光ビームの各々は、ビットクロック周波数によって決定
される速度で直列データサンプルストリームに従って強
度変調され、従って、記録媒体は、ラスク走査パターン
に従って走査されながら、データサンプルによって表さ
れる画像に露光される．以上の説明は単一ビーム走査機
構について述べることによって簡単化してあるが、本発
明は多ビーム走査機構にも適用することができる．前述
の形式のディジタルプリンタは、通例、各走査サイクル
の始まりにおいてそのビットクロックを再同期するため
の走査開始検出器を有しており、これにより、ビットク
ロック位相ジッタによって生ずる画素位置決めエラーを
減少させる．即ち、ビットクロフクを発生するために算
術周波数シンセサイザを用いると、そのアキュムレータ
は、一般に、各走査サイクルの始まりにおいて走査開始
検出器功）らの走査開始パルスに応答してゼロまたは「
クリア」状態から初期設定される．走査開始検出器は、
一般に、光ビームの走査路内に、走査フィールドの前縁
から前の所定距離に空間的に配置されており、従って、
所定数のビフトクロックパルスが、一般に、各走査サイ
クルの初期位相中に発生され、一方、光ビームは走査開
始検出器から走査フィールドの前縁まで走査している．
米国特許第４．７６６．５６０号の教示によれば、算術
周波数シンセサイザのアキュムレータに対する入力ワー
ドの価Ｎを時間の関数として変化させてピットクロック
周波数Ｆｌｅを調整し、（１）多角形体が回転させられ
る角速度の変動（「モータハントエラー」）、（２）多
角形体の相異なるファセットが走査フィールドを横切っ
て光ビームを走査する角速度の変動（「多角形体（ボリ
ゴン）シグナチュアエラー」）、及び／又は（３）光ビ
ームが走査フィールドの相異なるセグメントを横切って
走査される線形速度の変動（「走査非線性エラー」）を
補償することができる．かかる補償の目的は、ビットク
ロックの空間的周波数を、各走査中の走査機構の走査フ
ィールドに対して（走査非線形性補償）及び走査から走
査まで（モータハント補償及びポリゴンシグナチェア補
償）実・質的に安定させることである．かかる非線性エ
ラーは所定のボリゴン走査機構による全ての走査に対す
る時間不変量であり、多角形体（ボリゴン）シグナチュ
アエラーは多角形体の所定のファセットによる全ての走
査に対する時間不変量である。他方、モータハントエラ
ーは、通例、走査から走査まで低い周波数で変化する。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は多角形体の単位角度回転当たりの光ビームの線
形走査変位の変動によって生ずる走査非線性エラーを補
償することを目的とするものである。従来のフライング
スポット走査機構は、′その多角形体からその走査フィ
ールド内の相異なる空間的位置までの光学アーム長の変
動によって生じ易い幾何学的走査非線形性を補償するた
めに、Ｆ（（９）レンズを有している。しかし、このレ
ンズは、走査非線形性を完全に補償するために要求され
る精度で設計及び製作するには、特に、広い平坦な走査
フィールドを存する小形化したプリンタにおけるように
広い走査角にわたって補正が要求される場合には、高価
なものとなる。また、このような走査機構の走査光学装
置は一般に種々の光学的収差を持っており、これがかな
りの走査非線形性を生じさせることがしばしばある．光
学的走査線形化はこの非線形性を補償しない。

そのために、算術周波数シンセサイザによって発生させ
られるビットクロツタをフライングスポット走査機構の
走査フィールドに対して空間的に線形化し、米国特許第
４，７６６，５６０号において提案されている走査非線
形性補償を簡単に反復可能な正確性をもって実施するこ
とのできるように改良された方法及び手段が要求されて
いる．要すれば、Ｆ（θ）レンズ等を用いて走査非線形
性エラーを少な《とも部分的に補償することができるが
、存在の可能性のある全ての残留走査非線形性を補償す
るように算術シンセサイザの周波数を制御するための方
策を講ずることが望ましい， （諜題を解決するための手段〕 前記の目的を達成するため、本発明においては、フライ
ングスポット走査装置を有するディジタルプリンタのた
めのピットクロツクを算術（アリスメティック）周波数
シンセサイザによって発生するが、このシンセサイザは
、走査機構がその走査フィールドの次々に続くセグメン
トまたは区画を走査している間に周波数シンセサイザに
直列に加えられてピットクロフクの周波数を空間的に線
形化する走査機構の特定のビットクロフク周波数補正値
により、その動作点を、各走査サイクル中の所定の空間
的位置において、更新する。これにより、ピットクロ７
クは、このような走査装置の通例の走査非線形性にかわ
わら．ｔ７、走査フィールドに対するほぼ一様な空間的
密度を有するようになる。前記補正値は、本明細書の開
示の意味内で「走査機構特有のもの」である．即ち、前
記補正値は、走査光学装置の光学的収差によって生ずる
変動を含み、走査装置がその走査フィールドの次々に続
《セグメントを走査する平均線形速度の測定された変動
を補償するための要求に応じて、ビットクロックの一時
的周波数を調整するように計算されるからである． 本発明の他の特徴及び利点は図面を参照して行う以下の
詳細な説明から明らかになる．〔実施例〕 次に図面について、先ず第１図について説明すると、通
例のディジタルプリンタはフライングスポット走査装置
１１を有し、この走査装置は反射性の多ファセット形多
角形体（ボリゴン）　１２を具備し、この多角形体は、
矢印１３に示すように、モータ１４によってその中心軸
中心に回転させられ、入射する強度変調光ビーム１５を
、高速走査または「ライン走査」方向に、ゼログラフィ
感光体のような感光性記録媒体１６を横切って周期的に
走査する．記録媒体ｌ６は、直交する低速走査または「
処理」方向に同時に移動させられ（図示してない手段に
より》、従って、光ビーム１５はこれをラスク走査パタ
ーンに従って露光する。図示のように、記録媒体１６は
ドラムｌ７上に被覆されており、このドラムは、矢印１
８で示すように、その長手軸中心に回転させられる．し
かし、以上は、多くの可能性あるプリンタ構成のうちの
一つを示したものに過ぎない． 一般に、光ビーム１５はレーザ２工によって供給され、
そしてデータサンプルに従って変調器２２によって強度
変調させられる．このデータサンプルは、算術周波数シ
ンセサイザ２４によって発生されるピットクロックの周
波数ＦＩＣによって決定される速度で走査バッファ２３
等によって変調器２２に直列に加えられる．データサン
プルは、ハーフトーン画像の個別的ドットまたは単一画
像の画素（本明細書においてはまとめて「画素」と呼ぶ
）を表す．従って、ビットクロック周波数ＦＩＣは記録
媒体１６上の画素の位置決めを制御する． 第２図について説明すると、走査装置１１の幾何学的変
数、即ち、多角形体ｌ２から走査フィールドを横切って
記録媒体１６の相異なる空間的位置まで延びる光学的ア
ームの長さの差（例えば、図示のように、走査フィール
ドの中央へ行く光学的アームは走査フィールドの両端の
いずれかへ行く光学的アームよりもかなり短い）のよう
な幾何学的変数は、光ビーム１５の線形走査速度を、こ
れが走査フィールドを横切って走査されるときに、多少
なりとも円滑に変化させる傾向がある．前述したように
、走査機構１１の走査光学装置２６はこれら幾何学的走
査非線形性を或る程度まで光学的に補償する．しかし、
かかる補償がない場合、または光学的補償が不完全であ
る場合には、一定の一時的周波数を持つビットクロック
のために、画素が、参照番号２７で示すように、走査フ
ィールドの端部近くでは低い密度で、そして走査フィー
ルドの中央近くでは高い密度で、プリントされる．また
、これら幾何学的非線形性に対する完全な光学的補償が
提供されたとしても、走査光学装１ｆ２６は光学的収差
を有し、それ自体の走査非線形性を生じさせる可能性が
ある．これについては、本出願人に譲渡された、１９８
８年１２月２２日出願の、係属中の、ディー・エヌ・カ
リー（Ｄ．Ｎ．Ｋｕｒｒｙ）にかかる米国特許出願を参
照されたい。

本発明においては、第３図に示すように、走査装置の特
定の補正値を、各走査サイクル中に空間的所定位置にお
いてプログラマブル読出専用メモリ（ＦＲＯＭ）３　１
から直列に検索して周波数シンセサイザ２４の動作点を
更新し、これにより、参照番号３２におけるように、こ
れが走査機構１１の走査フィールドに対して発生するビ
ットクロツタの周波数ＦＩＣを、走査フィールドの次々
に続くセグメントまたは区画の走査と調時した同期状態
で空間的に線形化する．データバス３３がこれら補正値
をＦＲＯＭ３１から周波数シンセサイザ２４へ運ぶ．こ
のシンセサイザにおいて、これら補正値の各々は、加算
器３４（第４図）により、シダナチュア補正メモリ３５
からの多角形体くボリゴン》シグナチェア補正値と、及
びモータハント検出器３６からのモータハント補正値と
が加算される．走査非線形性補正値は、走査機構１１が
その走査フィールドの次々に続《セグメントを走査し始
めるにつれて各走査サイクル中の周波数シンセサイザ２
４に対するＲビット長入力ワードの値Ｎを順々に更新す
る．これに対して、多角形体（ボリゴン）シダナチュア
補正値及びモータハント補正値は各走査サイクルの始ま
りにおいて１回だけ更新され、それで、これらは一般に
、現在の走査非線形性補正値と結合される前に他の加算
器３７　（第４図）において互いに加算される．適当な
モータハント補正装置についての更に詳細な説明につい
ては、本出願人に譲渡され、１９８８年１２月２２日に
出願された、ディー．エヌ．カリーにかかる発明の名称
「フライングスポット走査装置のための算術的に計算さ
れるモータハント補正」　（＾ｒｉｔｈｍｅｔｉｃａｌ
ｌｙ　Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｍｏｔｏｒ　Ｈｕｎｔ　Ｃｏ
ｔａ−ｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｆｌｙｉｎｇ　Ｓ
ｐｏｔ　ｓｃａｎｎｅｒ）なる係属中の米国特許出願第
　　　　　　号を参照されたい．第４図に示し、そして
米国特許第４．７６６，５６０号において詳述されてい
るように、周波数シンセサイザ２４は、所定の基準周波
数Ｆｍで加えられるＲビット長入力ワードを再帰的に累
積するためのアキュムレータ３８を有す．この機能を行
うため、アキュムレータ３７はデエアル入力ボートＲビ
ット幅加算器３９を有しており、この加算器は、その入
力ボートのうちの一つを加算器３４からの入力ワードを
受け取るように接続させ、そして、その出力ポートをＲ
ビット幅レジスタ４０によっ．てその他方の入力ボート
へリターンさせている。レジスタ４０は基準周波数Ｆ８
でクロフクされ、これにより、アキュムレータ３８によ
って提供されるアキエムランドのＭＳＢは、範囲−２１
−２Ｒ−１内のＮの全ての値に対して、前記の式（１）
で与えられるピットクロック周波数ＦｍＣで振動する。

る。

ここで式（１）及び第３図に戻って説明すると、本発明
において得られるビットクロック線形化の正確性は、基
準クロックの周波数Ｆｍ、及びビ７｝クロックを線形化
するために走査フィールドが細分される空間的分解能に
応じて定まる。１つの補正値が走査フィールドの各細分
部に対して提供され、従って、線形化の精度は、走査フ
ィールド細分部のビットクロックの長さ（以下、本明細
書においては「ビフドクロツタ長」と呼ぶ）が減少する
につれて増加する．しかし、ビットクロツクは通例、走
査フィールドがもっと粗《、例えば１６位置というよう
ないくつかのピットクロツク位置（即ち、画素位置）を
スパンするというようなセグメントに細分される場合に
、大部分の実用的用途に対して十分な精度をもって空間
的に線形化することができる．走査フィールドの区分が
粗くなるということの利点は、必要な補正値が少なくな
るということであり、これらを計算すのに必要となる労
力及びこれらを記憶するのに必要となるメモリ容量が減
る． 補正値（光ビームｌ５が走査フィールドに入る前に、各
走査サイクルの初期位相中に周波数ジンセサイザ２４に
与えられる１つまたは複数の初期値を含む）はＦＲＯＭ
３　１内の相隣るアドレス空間に直列に記憶される．次
いで、走査開始（ＳｏＳ）パルスを用いてアドレスカウ
ンタ４７を各走査サイクルの始まりにおいてＦＲＯＭ３
　１内の最初の補正値のアドレスにリセットすることに
より、及びアドレスカウンタ４７をクロックビット周波
数ＦＩＣのセグメント・ビットクロツタ長等価約数（例
えば、１６分の１》でインクリメントするための分周器
４６を設け、走査機構ｔ　１がその走査サイクルの当初
区画またはセグメントから後続の区画またはセグメント
内に順々に移動するにつれてＦＲＯＭ３１から他の補正
値を順々に読み出すようにすることにより、前記補正値
を周期的に検索することができる．移動において、短縮
アレイ（本明細書には示してないが、米国特許第４．７
６６．５６０号に記載されている）を用いてアキュムレ
ータ３８（第４図）のアキュムランドをその入力ワード
値Ｎと再帰的に加算する場合には、レジスタ４０からの
アキュムランドのＭＳＢの続出と調時した同期状態でア
ドレスカウンタ４７をインクリメントするためにシンク
ロナイザが必要となる．しかし、本発明の基礎的理解の
ためにはこれ以上の詳細な説明は不要である． 次に第５図について説明すると、本発明においては、走
査装置の走査非線形性を測定するための、及び予備セッ
トアンプ過程中に本来の位置にある算術周波数シンセサ
イザ２４に対する走査装置の特定の非線形性補正値を計
算するための手段が講じられている．詳述すると、この
セントアップ過程を行うため、走査装置１ｌは、本質的
に一定強度の光ビームを、所定の公称角速度で、長く延
びた光学回折格子５１を横切って走査する．この回折格
子は走査装置１１の画像平面と整合し、その走査フィー
ルドを、この走査フィールドの前縁及び後緑と重なる関
係で、横切って延びている．回折格子５１は実質的に一
定の空間的周波数を有し、従って、参照番号５１ｉ及び
５１ｊのような相隣るラインの対間で光ビームが走査す
る平均線形速度の変動に従って変動する周波数で光ビー
ムを強度変調する．走査フィールドの前縁及び後緑に直
接隣接して存在する非一様性は別とし、回折格子５１の
相隣るラインの対は一様長さのそれぞれの走査フィール
ドセグメントをスパンする．従って、光ビームの周波数
変調は、回折格子５１の空間的周波数によって決定され
る空プ的解像度において走査機構１１の走査非線形性に
ついてのほぼ正確な尺度となる．この変調済み光ビーム
は導光体５３等によって集められ、この導光体はこれを
光電子倍増管５４のような適当な光検出器へ導き、ここ
でこの光はパルス列５５に変換される．従って、パルス
列５５は走査装置１１の回折格子解像走査非線形性に従
って周波数変調されて位相比較器５７の一つの入力端子
へ加えられ、これにより、周波数シンセサイザ２４のた
めの走査装置の特定の走査非線形性補正値の計算に用い
るための走査装置の特定の基準を提供する． ディジタルプリンタは一般に各走査線上の所定数の画素
をプリントするように設計されている．従って、回折格
子５ｌの空間的周波数は、これが解像する走査フィール
ドセグメントの各々に対するクロックピット計数目標を
決定する（例えば、被解像セグメント当たりｌ６クロッ
クビット）．このビット計数目標は、周波数シンセサイ
ザ２４の動作点を等価ピットクロック速度で更新するた
めに必要となる補正値の数を決定する．しかし、若干多
い数の補正値がデュアルボートＲＡＭ５２内の相隣るア
ドレス空間に事前ロードされ、前述とほぼ同じように、
各走査サイクル中に分周器４６及びアドレスカウンタ４
７によって逐次検索されるようになっており、これによ
り、走査フイ？ルドのそれぞれのセグメントに対し、並
びに各走査サイクルの初期及び「フライバック」部分に
対して補正値を提供する．これら補正値の全ては、当初
、所定公称値を有しており、この公称値は周波数シンセ
サイザ２４を公称ピットクロフク周波数Ｆ■．。．で動
作させるように選定されている。

走査装置１ｌの測定された走査非線形性を補償するとい
う要求に応じて補正値を個々に調整するため、算術周波
数シンセサイザ２４によって発生したビットクロックを
テストパターンジェネレータ６ｌに加えることによって
該ジェネレー夕にテストパターン列６２を発生させる．
このテストパターン列を位相比較器５７に加えて走査装
置特定基準パルス列５５と比較する．テストパターン列
６２は所謂セグメント・ビットカウント等価ビントクロ
ック速度で周期変化する（例えば、回折格子５ｌがそれ
ぞれの走査フィールドセグメントに対する１６ビットの
目標計数を確立するならば、ピットクロック周波数Ｆｌ
ｅの１６分の１で）．従って、このテストパターン列は
、走査装置特定バルス列５５と先ず同調し、次いでこれ
に周波数整合し、周波数シンセサイザ２４に対する走査
装置特定非線形性補正値を確立する． 詳述すると、テストパターン列６２は、例えば基準パル
ス列５５の前縁が受け取られる前にＲＡＭ５２から読み
出された全ての補正値を一様に調整するというような方
法で、基準パルス列５５の前縁と位相整合させられる．
実際問題として、これらは、本質的に走査装置１１がそ
の走査開始検出器からその走査フィールドの前縁に近い
点まで走査している間にビットクロックの周波数ＦＩＣ
を決定する補正値である．回折格子５１の前縁からの回
折のような種々のアナモリのためにパルス列５５が若干
の初期不安定性を持つ可能性があり、それで、パルス列
５５の「前緑（立上り）」はこのような不安定性が生じ
ないように選定される．テストパルス列６２が基準パル
ス列５５と位相整合した後、これら２つのパルス列の遷
移周波数は比較器５７によって比較されてエラー信号を
発生し、このエラー信号により、マイクロプロセッサ６
４が非線形性補正値を、該補正値がＲＡＭ５２によって
読み出されるにつれて、次々に調整し、これにより、テ
ストパルス列６２の遷移部は基準パルス列５５の対応の
遷移部に周波数整合させられる．計算されると、これら
走査装置特定非線形性補正値は所定の走査装置に対する
時不変値となり、従って、二れら補正値はＲＡＭ５２か
らＰＲＯＭ３１　　（第３図）内の対応のアドレスへ転
送され、ディジタルプリンテイングが行われている間、
走査装置１ｌの走査フィールドに対して周波数シンセサ
イザによって発生されるビフトクロンクを空間的に線形
化する。

〔発明の効果〕

以上の説明から解るように、本発明によれば、フライン
グスポット走査装置の走査フィールドに対して算術的（
アリスメティック）に合成されたビンドクロツタを空間
的に線形化するための手段が提供される．また、本発明
に従ってこのような周波数シンセサイザに対して提供さ
れる走査装置特定走査非線形性補正値は、かかる非線形
性が走査装置の形状によるか、またはその走査光学装置
内の光学収差によるかがどうかに係わりなく、走査装置
の解像済み走査非腺形性を補償する．

【図面の簡単な説明】

第１図はフライングスボフト走査装置を有するディジタ
ルプリンタの略図、第２図は補正が無い場合の通例の走
査非線形性を示すための第１図に示す走査装置の略平面
図、第３図は、第２図に対し、本発明における算術周波
数シンセサイザによって発生されるビットクロフクの空
間的線形化を示す略平而図、第４図は第３図に示す算術
周波数ジンセサイザのブロック線図、第５図は、走査装
置の走査非線形性を測定するための、及びこの非線形性
を補償するように算術周波数シンセサイザによって発生
されるピットクロックを空間的に線形化するための走査
装置特定補正値を計算するための試験機構を示す略平面
図である． １１・・・・・・フライングスポット走査装置１６・・
・・・・記録媒体 ２４・・・・・・算術周波数ジンセサイザ３１・・・・
・・プログラマブル読出専用メモリ（Ｆ　Ｒ　ＯＭ） ３５・・・・・・シグナチュア補正メモリ３８・・・・
・・アキュムレータ ４０・・・・・・レジスタ ４７・・・・・・アドレスカウンタ ＦＩＧ．　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 −２＾Ｒ＾−＾１≦Ｎ＜２＾Ｒ＾−＾１の関係における
   値ＮのＲビット長入力ワードを再帰的に累積して、前記
   値Ｎに比例するビットクロック周波数で振動する最上位
   ビットを有するアキュムランドを提供するためのアキュ
   ムレータを有する算術（アリスメティック）周波数シン
   セサイザと、 感光性記録媒体を横切って光ビームを周期的に走査して
   、所定の走査フィールド内で前記記録媒体上に画像をプ
   リントするためのフライングスポット走査装置とを含む
   ディジタルプリンタにおいて、 走査装置の特定の走査非線形性補正値を記憶するため、
   前記算術周波数シンセサイザに接続されたメモリ手段と
   、 各走査サイクル中に所定の直列順序で前記補正値を周期
   的に読み出すため、前記メモリ手段に接続されたアドレ
   ス指定手段とを備えて成り、前記入力ワードの値Ｎは前
   記走査機構が前記走査フィールドの次々に続くセグメン
   トを走査し始めるときに前記補正値の或るものによって
   更新され、前記ビットクロックを前記走査フィールドに
   対して空間的に線形化することを特徴とするディジタル
   プリンタ。