JPS61126862A - 光走査装置における画像走査クロック発生装置 - 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】 （技術分野） この発明は、光走査装置における画像走査クロック発生
方法に関する。

（従来技術） 回転多面鏡やホログラム格子ディスク等の回転偏向器を
用いて光ビームを周期的に偏向させ、情報の読取りや書
込を行う光走査装置が知られている。

レーザービーム等の光ビームは、回転偏向器により偏向
されると走査ビームとなって、適当な光学系により走査
対象物、すなわち、情報の読取の場合は読みとるべき情
報を有する原稿面等、情報の書込みにあっては光導電性
の感光体等に、スポット状に集束し、走査対象物を走査
しつつ、画像走査クロックに従って、１パルスにつき１
画素の割で、情報の読取りもしくは書込を行なう。

走査ビームによる走査対象物の走査は主走査と呼ばれる
。走査対象物は、その被走査面を主走査方向に直交する
方向へ送られる。これを副走査と称する。

容易に理解されるように、情報の書込、読取を適正に行
うだめには、主走査の開始点を、副走査方向において、
き、ちんと揃える必要がある。上記開始点が副走査方向
で揃っていないと、読取の場合は、読取信号から画像を
再生したときに画像が歪んでしまうし、書込の場合は、
ジターと呼ばれる画像歪みが発生する。

このため、一般に、主走査領域の主走査開始点側の領域
外に光センサーを設けて、各主走査に先立って走査ビー
ムを検知し、主走査の同期をとり、主走査の開始点を、
副走査方向に揃えることが行なわれている。

このようにして、主走査の同期をとる方法のひとつに、
画像走査クロックを使用する方法がある。

すなわち、光センサーが走査ビームを検知したら、その
瞬間から、画像走査クロックのパルスを所定数、例えば
ｍ個カウントし、パルス数ｍ＋１をもって主走査の開始
点とする、という方法である。この場合、画像走査クロ
ックは常時連続して発生しているのであるが、主走査の
同期の基準となる、光センサー出力は、回転偏向器の機
械的精度等により、その間隔がばらつくので、光センサ
ー出力が、クロック信号のハイの状態で生ずるか、ロウ
の状態で生ずるかに応じて、光センサーによる走査ビー
ムの検知から、主走査開始までの時間が、最大１クロッ
ク分ずれることになシ、これが走査不全の原因となる。

光センサーによる走査ビームの検知と主走査開始との間
の時間が、最大限１クロック分ばらつくということは、
主走査の開始位置が１画素を限度としてばらつくことを
意味する。この主走査の開始位置のばらつきの最大限度
を１画素（Ｎは自然数）にまで減少させる方法がある。

この方法を、以下、便宜上、仮に１法七よぶことにする
。

この洛、法は、本発明９基本となる方法であるので、以
下にこの方法を説明し、あわせて、本発明により解決し
ようとする問題点を説明する。

１４法というのは、画像走査クロックと同周波数の基準
クロックから、ディレィ素子によって、位相差がΔｔず
つ順次遅れたｎ個のクロックＣｌないしＣ１を、クロッ
クＣ１とＣｎとの位相差が、画像走査クロックの１周期
未満であるようにして得、光センサーの出力に応じて、
クロックｃｌないしＣ１のうちのひとつを選択して、画
像走査クロックとする方法である。

第２図を参照すると、基準クロック発振器１２から基準
クロックＣＯを発生させる。この基準クロンりＣｏは、
周期がＴｏであって、その周波数５は、画像走査クロッ
クと同周波数である。

この基準クロックＣｏをディレィ素子１４に印加して、
ディレィ素子１４から、周期ＴＯのクロックＣｌないし
Ｃｎを出力させる。

ＣｌないしＣｎは、第３図に示すように、その位相か、
順次ΔｔＱずつ遅れている。従って、クロックｃｌとＣ
ｒＬとの位相差Ｓは、（ｎ−１）Δｔｏ″′ｃあるが、
この値は、画像走査クロックの１周期未満でなければな
らない。すなわち、５＝（Ｗ−１）Δｔｏ＜Ｔ。

でなければならない。この条件の意味については後述す
る。ディレィ素子１４の出力輪ないしＣｎはランチ回路
Ｉにに印加される。

光センサ−１０は、走査ビームを検知すると、出力をラ
ッチ回路／！：″におくり、ラッチ回路／ｌは、上記出
力のリーディングエツジにより、入力ＣｌないしＣｎを
ラッチし、出力Ｑ１ないしＱｎ　ｙ　Ｑｚないし互、を
出力する。

出力Ｑｉ（ｉ＝１〜ｎ）　、Ｑｉ　（ｚ＝１〜ｉ）は、
ラッチされたタロツクＣ１（ｉ＝１〜ｎ）が、ハイの状
態であればＱｉ　＝　１、Ｑ、：＝Ｏであシ、Ｃ７（ｊ
＝１〜ｎ）がロウの状態であれば、Ｑ、：＝Ｏ，互ｊ＝
　１である。

ラッチ回路　の出力Ｑｉ　、　Ｑｊ　（Ｚ＝１〜？Ｚ）
はクロ７り選択回路１６に印加される。クロック選択回
路１６にはまた、ディレィ素子の出力ｃｌ〜Ｃ７も印加
されており、クロック選択回路１６は、これら人力ＣＺ
　Ｉ　Ｑｚ　＋　Ｑｚ　（Ｚ　＝１〜ｉ　）にもとづき
、一定ノ方式でタロツクＣ１ないしＣ，ｒＬのうちのひ
とつを選択し、これを画像走査クロックＣＳとして出力
する。

この画像走査クロックＣ８ば、カウンター２０によシ計
数され、所定数のクロックパルスがカウントされると、
走査ビームによる主走査が開示される。

ここで、具体的な例として、ｎ−６の場合を考えて見る
。

ディレィ素子１４の出力自ないしＣ６が、第４図の如き
ものであったとする。今、光センサ−１０の出力Ａが図
の如くであったとすると、出力Ａのリーディングエツジ
でラッチされるクロックｃ１ないしＣ６の状態は、Ｃｌ
がノ・イ・、Ｃ２がロウ、Ｃ３がロウ、Ｃ４がロウ、Ｃ
５がノ・イ、Ｃ６がハイの状態となる。従ってラッチ回
路の出力のＱｌ　＝　１　、　Ｑ１＝Ｏ、クロック選択
回路では、Ｑｚ、　Ｑｚから、Ｑｉ−Ｑｚ＋ｘもしくは
互、・Ｑｉ＋１を得る。なお、ｉ＝６のときｉ　＋　１
　＝　１とする。Ｑｉ−互ｉ＋１　　の場合について、
まとめると、表の如くになる。

表を見ると明らかなように、（ｌｈ：　−（ｈ：＋ｔ　
　の値は、ｉ　＝　１に対してのみ１で、他は０である
。このことは、光センサ−１０の出力Ａのリーディング
エツジは、クロックＣ１がハイになってから、クロック
Ｃ２がハイになるまでの時間ΔｔＱ内に存在しているこ
とを意味する。第４図を参照すれば、このことは容易に
理解されるであろう。

そこで、一般にＱｉ・Ｑ　ｉ　＋　１　　が１となるよ
うなＬ（第４図の例では１−１）を基準として、とのｉ
から数えてｊ番目のクロックＣＺ　＋ｊを、画像走査ク
ロックＣ８として選択するのである。３の値の選択は設
計事項であって、適当に選択できるのであるが、第４図
の例では、ｊ＝３が選ばれ、従って、出力Ａが図の如き
場合の例として、クロックＣ４が画像走査クロックとし
て選択されている。これが、光センサーの出力に応じて
、ひとつのクロックを選択するということの意味である
。

ここで、先前の条件５＝（ｎ−１）Δｔ　ｏ　＜　Ｔｏ
　％すなわち、クロックＣｌとＣｎとの位相差が、画像
走査クロックの１周期未満でなければならないという条
件を考えてみる。今か９に、第４図の例で、この条件が
満足されず、クロックＣ６のかわりに、最後のクロック
が、クロックＣ６の如きものであったとすると、このと
き、Ｑ６＝Ｏ，Ｑ６＝１となるので、Ｃ５・互６＝１、
となって、Ｑｉ−姐＋１は　ｉ　＝　１とｉ　＝　５に
対して１となって、光センサ−１０の出力Ａと、クロッ
クＣ１〜Ｃ６との関係が１義的に定まらず、誤動作を生
ずることになってしまうのである。

このことから明らかなように、上記の条件５＝（ｎ−１
）Δｔｏ　＜　Ｔｏなる条件は、光センサーの出力発生
時を、クロック０１〜Ｃユとの関係で一義的に決定する
ための条件である。

さて、このようにして、画像走査クロックＣ８を選ぶと
きは、光センサーによる走査ビームの検知から、主走査
開始までの時間のばらつきの最大値はΔｔＱとなり、（
７Ｌ−１）ΔｔＯ＜ＴＯであるからΔｔｏく−シー＝−
！−９−（Ｎ＝ｎ−１）となり、工法に−ＩＮＮ よらねば、主走査の開始位置が最大限１画素分ばらつく
のに対し、Ｋ法では、上記ばらつきの最大、１ 限かに画素以下となるのである。

なお、ｊ＝３として、Ｑｉ・Ｑｉ−Ｈ＝　１となるｉか
ら３番目のクロックＣｉ＋３を選択する、クロック選択
回路は、例えば、第５図に示す如きアンド回路とオア回
路の組合せで実現することができる。

以上が、１４法のあらましである。

上記の説明で、ディレィ素子１４から得られるｎ種のク
ロックＣ】〜Ｃ１の順次の位相遅れΔｔＱは一定としだ
。しかしながら、現実のディレィ素子には、タップ間遅
延誤差α（％）が存在し、ｎ種のりσツクＣｉ　−ｃｎ
を得るとき、位相遅れは、ΔｔＯ Δｔ＝ΔｔＯ±α・□　の範囲内でばらつくこととなり
、このタップ間遅延誤差を考慮すると、上述の存在下で
は、工法におけるＮの上限値はＮ＝３程度となってしま
う。

なお、タップ間遅延誤差αはＮａ３とすると、式により
α≦３３チとなる。

（目　　的） 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
上記工法において、タップ間遅延誤差を考慮することに
より、主走査開始点の副走査方向のばらつきを、有効に
減少しうる、画像走査クロック発生方法の提供を目的と
する。

（構　成） 以下、本発明を説明する。

以下の説明において、ディレィ素子のタップ間遅延誤差
を上記の如く士αチとする。αのあたいは前述のととく
Ｎａ３についてはα≦３３であり、との値は素子ごとに
、測定等を通じて、予め知ることができる。また、画像
走査クロックの周期を従前どうり’ｒｏとし、画像走査
位置の最大誤差、ナなわち、主走査開始位置の位置誤差
の最大限度をＫとする。

さて、誤差αの存在を考慮すると、Δｉｏｚすなわちα
＝０のときの、クロックＣ１〜Ｃ１の順次の位相遅れは
、設計上の値としての意味を有することになり、本発明
の特徴は、上記α＋　ＴＯ＋ｉに応じて、最も適切なΔ
ｔｏを選択する点にある。すなわち、 （１）５≦ｎ≦２＋□の場合 α １００＋ｎα　１２ □≦−く□　のときは １００ｎ＋α−Ｎｎ−１ □　≦−のときは −ＩＮ ２α　　　１ （ｉｉ）−＜−（ｌの場合 α＋１００　　　Ｎ となるΔ１０を、ディレィ素子のタップ間遅延時間とし
て選択するのである。

以下、詳細に説明する。

第６図において、ｃｌ、　Ｃ２，・・・＋　”ｎは、第
３図におけると同じく、ディレィ素子から得られるｎ種
のクロックを示し、符号Ａは光センサーの出力を、又、
符号Ｃ８は、画像クロックパルスを示す。

クロックＣｌないしＣ１は、画像走査クロックＣ８と同
一の周波数上を有する。

ＴＯ クロックＣ１，Ｃ２，・・・、Ｃ１の各々の間の位相遅
れΔｔは、タップ間遅延誤差αのため、一定値とならず
誤差範囲内でばらつく。Ｓｏは、クロックＣ１とＣｎと
の間の位相差をあられし、Ｔｏ　　ｓｏをΔＴｇとする
。ΔＴＩ！は、誤差αがＯであるならＴＯ−（ｎ−１）
ΔｔＯである。

この例でも、Ｑｉ・Ｑ？：＋１＝１となるｉから数えて
３番目のクロックＣｉ＋３を画像走査クロックとして選
択するものとする（出力Ａのり−ディングエッジは、第
６図ではクロックＣ２と０３の立上りのあいだにあるか
らｉ＝２についてＱｉ　−（ｈ：＋ｘ＝１であ・す、従
って２＋３＝５としてクロックＣ５が、画像走査クロッ
クＣ８として選択されている。）。

また、出力Ａのリーディングエツジと、画像走査クロッ
クＣ８との間の時間差を図の如（’　ＤＴとし、ＤＴの
うちの最大値をＤＴＬ　、最小値をＤＴＳとする。

ＴＯ また、π＝Ｋを遅延時間設定係数とする。まとめると、
以下のようになる。かっこ内は単位を示す。

ＴＯ（ｔＬｓ）　　−・・・・・画像走査クロックの周
期Δｔ　（７ＬＳ）　　・・・・・・遅延時間（各クロ
ックの順次の位相遅れ） ±α（＠　・・・・・・　ディレィ素子のタップ間遅延
誤差 ｎ　　　・・・・　タロツクの種類数 ΔＴｇ（ｎｓ）・・・　クロックＣ，ｒＬとクロックＣ
ｌとの間の時間 Ｓｏ　　　　・・・・　りａｙり自とＣ１の間の位相差
ΔＴＥ　＝　ＴＯ−Ｓ。

ＤＴ　　　　・・・・・・　光センサー出力のリーディ
ングエツジと画像走査クロックとの 間の時間 ＤＴＬ　　　・・・・・　ＤＴの最大値ＤＴＳ　　　・
・・・・・　ＤＴの最小値に＝　Ｔｏ　、、、　、、・
　　遅延時間設定係数ΔｔＯ ΔｔＯ・・・・　誤差がないときの遅延時間Ｑｉ　−（
ｌｈ：＋ｘ　＝　１となるｉを、一義的に定めうるため
には、ＳＯ＜ＴＯなる条件が必要であり、これは、別の
表現をすればΔＴＥ　：＞　０ということである。

さて、タップ間遅延誤差±α（％）を考慮すると、なる
関係がなシたつ。

Ｃ１とＣｎとの間には（ｎ−１）個のΔｔがある訳であ
るが、これら（ｎ−１）個のΔｔのうち、Δｔ≧Δｔ。

となるものがα個、Δｔ≦Δ１０となるものが６個であ
るとする。するとα＋ｂ　＝　ｎ　−１であるが、ＳＱ
：ＤΔｔであるから、ΔＴｇについてはがなり立つ。

主走査開始位置のばらつきは、とりもなおさずＤＴのば
らつきに対応するから、光走査におけるライン同期精度
Ｅを、 ＤＴＬ−ＤＴＳ Ｅ　＝　　　　　　　Ｘ　１００（％）　　　　　　　
　　　（２）ＴＯ とする。

ΔＴＥば、常に正でなければならないから（１）よりと
なるが、この式の右辺の値が最大となるのは、ａ＝ｎ−
１，ｂ＝０のときであるから、これを考慮すると、 Ｋ＞（Ｗ−１）（１＋爾）（４） が得られる。

そうすると、画像走査クロックＣ９を第６図の如くに選
定する場合は、上記Ｅの最大値を与えるΔＤＴＭ　（Ｄ
ＴＬ　−ＤＴＳの最大値）は、以下のように与えられる
。

イ）０くΔＴｇ≦（１−濁）ΔｔＯの場合（１）　　α
＝Ｏ，ｂ＝ｎ−１のとき （２）　　ａ　＝　１　、　　ｂ　＝　ｎ　−２ｔ７Ｊ
：）とき（３）　　ａ　＝　２　、　　ｂ　＝　ｎ　−
３のとき（４）　　α≧３．ｂ≧１　のとき ΔＤＴ＝ＤＴＬ　−ＤＴＳ このとき、ΔＤＴの最大値はα＝　ｎ　−２、ｂ　＝　
１のときである。従って ΔＤＴＭ＝（ｎ＋１）（１＋　　　）Δｔｏ−ＴＯ（８
）（５）　　α＝ｎ−１、ｌ！ｌ：ＯのときＤＴＬ＝（
１＋−）ΔｔＯ×３ ＤＴＳ＝（１＋−）ΔｔＯ＋ΔＴ２ ΔＤＴＭ＝　（ｚ＋Ｉ　Ｘ　１　＋　　　）Δｔｏ−Ｔ
ｏ　　　　　　（８）口）（１−一）ΔｔＯ＜ΔＴＥ≦
（１＋１００）ΔｔＯの場合（１）　　ａ　＝Ｏ，ｂ＝
ｎ−１のときＤＴＬ＝（１−−）ΔｔＯＸ２＋ΔＴＥＤ
ＴＳ＝（１−一）ΔｔＯ×２ α ΔＤＴＭ＝ＴＯ−（７１，−１）（１−）Δｔ　ｏ　　
　　　　（９）（２）　　ａ　＝　１　、　　ｈ　＝　
ｎ　−２のときＤＴＬ　＝　（１＋−）Δｔｏ＋（１−
一）ΔｔＯ＋ΔＴＥＤＴＳ＝（１−−）ΔｔＯ×２ （３）　　ａ＝２．　　ｂ＝ｎ−３のとき（４）　　α
≧３．　　ｂ≧２　のとき（５）　　α＝　ｎ　−２、
ｂ　＝　１　　のとき（６）　　ａ＝ｎ−１，ｂ＝ｏ　
　のとき（１）　　ａ＝ｏ　、　　ｂ　＝ｎ　−１のと
き（２）　　α＝＝１．　　ｈ＝ｎ−２のとき（３）　
　α≧２．　　ｂ≧２　のときこのΔＤＴは、α＝２．
　ｂ＝ｎ−３のとき最大となり、 （４）　　α＝ｎ−２，ｂ＝ｌ　　のとき（５）　　α
＝ｎ−１，ｂ＝ｏ　　のときＴ。

ｉｎ−にであるから、（２）式と（８）〜（１２）式を
用いると、ライン同期精度Ｅと、遅延時間設定係数にと
の間の関係として、次のものをうる。

■）０＜ΔＴｇ≦（１−−）Δｔｏの場合Ｅ　　　　　
　　　　　　　　　α −＝（ｉ＋１）（１＋　　　）、／　　−１（１３）１
００　　　　　　１００　　Ｋ （α≧３） ｎ）（１−−）Δｔｏ＜ΔＴＥ≦（１＋　−）Δｔｏの
場合（α＝０．１．２） Ｅ　　　　　　　　５α 一＝（１＋丁）／Ｋ　　　（ａ≧３．ｂ≧２）（１５）
ＩＩＩ）　（１−−）Δｔｏ＜３７ｇの場合−　＝　−
（ｎ　−１）（１−面）／え＋１　　　　（１７）式（
１３）と（１６）、（１４）と（１７）と互いに同形で
ある。

第１図において、曲線１−１．１−ＩＡ　、　１−ＩＢ
。

１−ＩＣは式（１３）、　（１６）であり、曲線１−２
．１−２Ａ。

１−２Ｂ、　１−２Ｃ，１−２Ｄは式（１４）、　（１
７）、曲線１−３゜１−３Ａ、　１−３Ｂは式（１５）
である。

条件式（４）を考慮すると第１図（Ｉ）ないしくｍ）の
太線部分が、各条件におけるライン同期精度をあられす
ことになる。

（Ｉ）は、０くα≦３３につき、 ５≦７Ｌ＜２＋− α の場合であり、このときのライン同期精度の最大値Ｅｍ
（Ｌ２．は、 となる。

次に、第１図＠）は、２＋−≦ｎの場合を示してα ０くα≦３３について である。

第１図（ＩＩＩ）は、２≦ｎ≦４において曲線１−３Ｂ
が存在する場合であるが、同図において、ＰＩ８点Ｐ２
２点はに＝　（ｗ−ｔＸｔ＋−）を示す。式（１５）に
おけるα、ｈの条件がα≧３．ｂ≧２　であるから曲線
１−３Ｂは２≦ｎ≦４　では存在せず、このときのＥｘ
ａエ　は、（１８）式と同じになる。

そこで、第１図（ｒ）　、　（Ｉｆ）に示す、５≦ｎ〈
２＋亜のα Ｅ、工≦−×１００となる条件を求めてみる。この条件
が満足されるときは、主走査開始点の位置点な誤差は、
１画素の１以下となる。

この目的のために、第１図■と（ロ）を参照する。

第１図（■）は、 Ｐ２４点、２２６点、２２８点、　Ｐ２Ｏ点は、それぞ
れ、□　く−のとき −ＩＮ である。

α Ｐ３４点はに＝（ｎ’　Ｘ　１　＋１００　＞である。

（１９）式において、−市≦、ｘｔ００を満足する条２
α　　　　　１ 件は、　　　　’　　＜１　のとき α＋１００　−Ｎ である。

Δｔｏ＝Ｔ０／　　であるから、この関係を用いる。

（２０）、　（２１）、　（２２）は、それぞれ次の（
２３）、　（２４）、　（２５）式を、ディレィ素子の
タップ間遅延時間として選択すれば、このようにして、
発生する画像走査クロックにより、主走査の開始点を揃
えた場合、開始る。

最後に、具体的な実施例をあげる。

画像走査クロック周波数として５ＭＨ７、これはクロッ
ク周期Ｔｏ　＝　２００　ｎｓにあたるが、この周波数
の基準クロックを発生させ、α＝ｌ０、　、　ｎ　＝　
１０、最大ライン同期精度として１画素以下を設計条件
とした。

この場合、ｎ＝１０．α＝１０であるから、（２４）式
から、Δｔｏの満足すべき条件は、この場合１９．７６
　（ｎ５　）≦Δｔｏ≦ｉ９．８３　（ｎｓ）　　　　
　　　　（Ｚ７）となる。また、第１図（ｒＶ）から明
らかなように、ば、よいのである。実際にディレィ素子
における、タップ間遅延時間Δｔｏを１９．８０ｎＳに
選択することにより、主走査の開始点の位置的なばらつ
きを、上画素以下とすることができた。

（効　果） 以上、本発明によれば、新規な、画像走査クロック発生
方法を提供できる。

この方法では、ディレィ素子におけるタップ間遅延誤差
の存在に拘らず、常に有効に主走査の開始位置の誤差を
小さくでき、従って光走査の精度を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を説明するための図、第２図ないし第
５図は、本発明の前提となるに法を説明するだめの図、
第６図は、本発明を説明するだめの図である。 傑１図 と％０ ８ｈ名。 第２図 捌う図 俤４図 Ａ 「 側ら図 偶　Ｑ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転偏向器によつて光ビームを周期的に偏向させて走査
   対象物を走査し、走査領域外に設けた光センサーによつ
   て走査ビームを検知して主走査の同期を取る光走査装置
   において、 画像走査クロックと同周波数の基準クロックから、ディ
   レイ素子によつて、位相差がΔｔずつ順次遅れたｎ種の
   クロックＣ＿ｌないしＣ＿ｎを、クロックＣ＿ｌとＣ＿
   ｎとの位相差が上記画像走査クロックの１周期未満であ
   るようにして得、光センサーの出力に応じて、上記クロ
   ックＣ＿ｌないしＣ＿ｎのうちのひとつを選択して画像
   走査クロックとする方法であつて、 ディレイ素子のタップ間遅延誤差を±α％ （０＜α≦３３）、画像走査位置の最大誤差を１／Ｎ画
   素（Ｎは自然数）、画像走査クロックの周期をＴ＿０、
   とするとき、 （ｉ）５≦ｎ＜２＋１００／αの場合 １００＋ｎα／１００ｎ＋α≦１／Ｎ＜２／ｎ−１のと
   きは、▲数式、化学式、表等があります▼ ２／（ｎ−１）≦１／Ｎのときは、 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ｉｉ）２α／α＋１０００≦１／Ｎ＜１の場合▲数式
   、化学式、表等があります▼ を満足するΔｔ＿０を、ディレイ素子のタップ間遅延時
   間として選択することを特徴とする、画像走査クロック
   発生方法。