JP2006248111A - ビーム光走査装置、画像形成装置、及びビーム光発生の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品コストの上昇を抑えつつ、各ラインのデータに対する書き込み及び読み出しの正常な状態を常に安定して保持する。
【解決手段】ビーム光走査装置は、走査用のビーム光を発生するレーザを備える。この装置は更に、対象画像から読み取った画素後の画像情報に基づくデータを書込み及び読出し可能なメモリ(102)と、対象画像の主走査方向に沿った各ラインの前記データをライン同期信号に応答して前記メモリに書き込む手段(51,56,104,101)と、ライン同期信号による同一の処理周期の間に、データの書き込みから所定時間だけ遅延してメモリ(102)からデータを読み出す手段(51,56,105,101)とを備える。この読み出されたデータは、制御手段(55B)により、そのデータに基づくPWM変調信号に変換されて駆動用信号としてレーザに与えられる。
【選択図】 図4
【解決手段】ビーム光走査装置は、走査用のビーム光を発生するレーザを備える。この装置は更に、対象画像から読み取った画素後の画像情報に基づくデータを書込み及び読出し可能なメモリ(102)と、対象画像の主走査方向に沿った各ラインの前記データをライン同期信号に応答して前記メモリに書き込む手段(51,56,104,101)と、ライン同期信号による同一の処理周期の間に、データの書き込みから所定時間だけ遅延してメモリ(102)からデータを読み出す手段(51,56,105,101)とを備える。この読み出されたデータは、制御手段(55B)により、そのデータに基づくPWM変調信号に変換されて駆動用信号としてレーザに与えられる。
【選択図】 図4
Description
本発明は、走査用のビーム光を発生するビーム光走査装置、このビーム光走査装置を搭載した画像形成装置、及びビーム光発生の制御方法に関し、とくに、ビーム光の発生を担う発光手段を駆動するドライバまでの各ラインの画素情報に応じたデータの転送タイミングを調整するようにした、複写機などに好適なビーム光走査装置、画像形成装置、及びビーム光発生の制御方法に関する。
近年、レーザビーム光(以降、単にビーム光と称す)による走査露光と電子写真プロセスとを組み合わせて画像形成を行なう、デジタル複写機やレーザプリンタなどの画像形成装置が種々開発され、既に実用に供されている。
この画像形成装置は、例えば特許文献1に見られる如く、レーザビーム光により単一の感光体ドラム上を同時に走査露光して当該感光体ドラム上に単一の静電潜像を形成し、この静電潜像を紙に写し取るという原理に基づいている。
この画像形成装置の分野において、とくに最近では、画像形成の高速化及び高精細化を図るために、走査用のビーム光本数のアップだけでなく、このビーム光を駆動する変調周波数の高速化も求められるようになっている。このため、対象画像の画像情報を読み取るスキャナ部及び画像処理部から成るシステム側から転送されるデータと、このデータに対応した画像形成用のタイミング信号とを高速に且つ確実にビーム光駆動回路としてのパルス幅モジュレータ(以降、PWMと称す))へ伝達する必要がある。このための一つの手段として、スキャナ部及び画像処理部から成るシステム側から転送されるデータを一度、メモリに書き込み、その後に、そのデータをメモリから読み出すという構成が知られている。この場合、データをメモリに書き込む動作、及び、データをメモリから読み出す動作は、そのデータを用いる1ラインの画像形成の間に完了する必要がある。
このメモリを使用したデータの書き込み及び読み出しの構成として、特許文献2に示す回路例が知られている。この文献に記載の回路は、データの読み出し側及び書き込み側それぞれのデータ伝送路の伝送速度差を緩衝するためにメモリと、このメモリに対するデータの書き込み及び読み出しのタイミングを調停する調停回路とを備える。この調停回路は、書き込み制御端子及び読み出し制御端子を有し、これらの端子に、書き込み制御信号及び読み出し制御信号の何れの信号が早く到来するかで書き込み許可又は読み出し許可の状態を選択している。このため、書き込み制御信号及び読み出し制御信号のタイミングを制御することで、かかる状態選択が可能になっている。
特開2001−91872号公報
特開平6−149655号公報
上述したように、レーザプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置の場合、メモリへのデータの書き込み動作を行なう前に、そのメモリからデータを読み出そうとすると、所望のデータを読み出すことができないばかりか、メモリ内の書き込み・読み出しに関するデータ数の関係が壊れて、所定の画像が形成できないという事態を発生させる。
このような不都合を解消するために、前述した特許文献2で提案されているタイミング調整法を用いることも想定はされる。しかしながら、この手法を用いる画像形成装置にあっては、メモリのデータに対する書き出し位置と読み込み位置の条件や、書き込みデータ数と読み込みデータ数との間の条件に留意していない。このため、1ラインの中で、書き込みのデータ数と読み込みのデータ数とが互いにずれた場合、メモリが空の状態であるのにデータを読み込んだり、データが溢れてしまったりして、出力画像に画質劣化の影響を与えてしまう。
本発明は、上述した現状の装置が抱える不都合に鑑みてなされたもので、各ラインの画像データに対するメモリへの書き込み及びメモリからの読み出しの正常な状態を安定して維持することができるビーム光走査装置、画像形成装置、及びビーム光発生の制御方法を提供することを、その目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明に係るビーム光走査装置は、走査用のビーム光を発生する発光手段と、対象画像から読み取った画素後の画像情報に基づくデータを書込み及び読出し可能なメモリと、対象画像の主走査方向に沿った各ラインの前記データをライン同期信号に応答して前記メモリに書き込むデータ書き込み手段と、前記ライン同期信号による同一の処理周期の間に、前記書き込み手段による前記データの書き込みから所定時間だけ遅延して前記メモリから前記データを読み出すデータ読み出し手段と、このデータ読み出し手段により読み出されたデータに基づく駆動信号を発生させて当該駆動信号で前記発光手段の駆動を制御する制御手段と、を備える。
本発明によれば、各ラインの画像データに対するメモリへの書き込み及びメモリからの読み出しの正常な状態を安定して維持することができる。
以下、本発明の1つの実施の形態について、図1〜6を参照して説明する。この実施の形態にあっては、本発明に係るビーム光走査装置、及び、この装置を一体に搭載した画像形成装置としてのデジタル複写機を説明する。このデジタル複写機は、単独の複写機として実施してもよいし、MFP(Multi Function Peripherals)装置の一部として実施してもよい。
図1は、かかるデジタル複写機の構成を模式的に示すものである。このデジタル複写機は、たとえば、画像読取手段としてのスキャナ部1、および、画像形成手段としてのプリンタ部2から構成されている。スキャナ部1は、図示矢印方向に移動可能な第1キャリジ3と第2キャリジ4、結像レンズ5、および、光電変換素子6などから構成されている。
図1に示す構成において、原稿Oは透明ガラスからなる原稿台7上に下向きに置かれ、その原稿Oの載置基準は原稿台7の短手方向の正面右側がセンタ基準になっている。原稿Oは、開閉自在に設けられた原稿固定カバー8によって原稿台7上に押え付けられる。
原稿Oは光源9によって照明され、その反射光はミラー10,11,12、および、結像レンズ5を介して光電変換素子6の受光面に集光されるように構成されている。ここで、光源9およびミラー10を搭載した第1キャリジ3と、ミラー11,12を搭載した第2キャリジ4は、光路長を一定にするように2:1の相対速度で移動するようになっている。第1キャリジ3および第2キャリジ4は、キャリジ駆動用モータ(図示せず)によって読取タイミング信号に同期して、図1における右側から左側の方向に移動する。
このように、原稿台7上に載置された原稿Oの画像は、スキャナ部1によって1ラインごとに順次読取られ、その読取り出力は、画像処理部57(図3参照)において画像の濃淡を示す、例えば8ビットのデジタル画像信号に変換される。
プリンタ部2は、光学系ユニット13、および、被画像形成媒体である用紙P上に画像形成が可能な電子写真方式を組み合わせた画像形成部14から構成されている。すなわち、原稿Oからスキャナ部1で読取られた画像信号は、画像処理部57(図3参照)で処理が行なわれた後、半導体レーザ発振器(以下、単にレーザと呼ぶ)31(図2参照)からのレーザビーム光(以降、単にビーム光と呼ぶ)に変換される。本実施の形態では、たとえば、レーザを1個使用するシングルビーム光学系を採用しているが、レーザを複数(例えば2個)設けるマルチビーム光学系を採用してもよい。
光学系ユニット13の構成については図2を用いて後述するが、同ユニット内に設けられた1つのレーザ31は、画像処理部57から出力されるレーザ変調信号にしたがって発光動作し、そのビーム光は、ポリゴンミラーで反射されて走査光となり、ユニット外部へ出力されるようになっている。
光学系ユニット13から照射されるビーム光は、像担持体としての感光体ドラム15上の露光位置Xの地点(図1参照)に必要な解像度を持つスポットの走査光として結像され、走査露光に供される。これによって、感光体ドラム15上には、画像信号に応じた静電潜像が形成される。
感光体ドラム15の周辺には、その表面を帯電する帯電チャージャ16、現像器17、転写チャージャ18、剥離チャージャ19、および、クリーナ20などが配設されている。感光体ドラム17は、駆動モータ(図示せず)により所定の外周速度で回転駆動され、その表面に対向して設けられている帯電チャージャ16によって帯電される。帯電された感光体ドラム15上の露光位置Xの地点にビーム光(走査光)がスポット結像される。
感光体ドラム15上に形成された静電潜像は、現像器17からのトナー(現像剤)により現像される。現像によりトナー像を形成された感光体ドラム15は、転写位置の地点で給紙系によりタイミングをとって供給される用紙P上に転写チャージャ18によって転写される。
前述した給紙系は、底部に設けられた給紙カセット21内の用紙Pを、給紙ローラ22と分離ローラ23とにより1枚ずつ分離して供給する。そして、レジストローラ24まで送られ、所定のタイミングで転写位置まで供給される。転写チャージャ18の下流側には、用紙搬送機構25、定着器26、画像形成済みの用紙Pを排出する排紙ローラ27が配設されている。これにより、トナー像が転写された用紙Pには、定着器26でトナー像が定着され、その後、排紙ローラ27を経て外部の排紙トレイ28に排紙される。
また、用紙Pへの転写が終了した感光体ドラム15は、その表面の残留トナーがクリーナ20によって取り除かれて、初期状態に復帰し、次の画像形成の待機状態となる。
以上のプロセス動作を繰り返すことにより、画像形成動作が連続的に行なわれる。
このように、原稿台7上に置かれた原稿Oは、スキャナ部1で読取られ、その読取り情報は、プリンタ部2で一連の処理を施された後、用紙P上にトナー画像として記録される。
次に、光学系ユニット13について説明する。
図2は、光学系ユニット13の構成と感光体ドラム15の位置関係を示している。光学系ユニット13は、例えば前述したように1つのビーム光発生手段としてのレーザ(半導体レーザ発振器)31を内蔵しており、このレーザ31が1走査ラインずつ画像形成を行なう。このレーザ31はレーザドライバ32で駆動され、レーザ31から出力されるビーム光は、図示しないコリメータレンズを通過した後、多面回転ミラーとしてのポリゴンミラー35に入射する。
ポリゴンミラー35は、ポリゴンモータドライバ37で駆動されるポリゴンモータ36によって一定速度で回転されている。これにより、ポリゴンミラー35からの反射光は、ポリゴンモータ36の回転数で定まる角速度で、一定方向に走査することになる。ポリゴンミラー35によって走査されたビーム光は、図示しないf−θレンズのf−θ特性により、これを通過することによって、一定速度でビーム光検知装置38の受光面及び感光体ドラム15の上を走査することになる。ビーム光検知装置38は、ビーム光位置検知手段、ビーム光通過タイミング検知手段、及びビーム光パワー検知手段として機能する。
なお、レーザドライバ32は、それぞれオートパワーコントロール(APC)回路を内蔵しており、後述する主制御部(CPU)51から設定される発光パワーレベルで常にレーザ発振器31を発光動作させるようになっている。
また、ビーム光検知装置38には、その取り付け位置およびビーム光の走査方向に対する傾きを調整するための調整モータ38a,38bが設けられている。
ビーム光検知装置38は、上述のように感光ドラム15を走査するビーム光の通過位置、通過タイミング、及びパワー(光量)をそれぞれ検知するためのものであり、その受光面が位置的に感光体ドラム15の表面と同等になるように、感光体ドラム15の端部近傍に配設されている。このビーム光検知装置38からの検知信号を基ついてレーザ31の発光パワー(光量)の制御、及び、発光タイミングの制御(主走査方向の画像形成位置制御)が行なわれる。とくに、この発光タイミングの制御には、本発明に係る、画像データの転送の遅延制御も含まれる。この遅延制御は、ビーム光検知装置38から出力される、前記ビーム光の通過位置検知機能に基づく水平同期信号(BD)を用いて実行される。
これらの制御を行なうための信号を生成するために、ビーム光検知装置38はビーム光処理回路40に接続されている。ビーム光処理回路40は、ビーム光検知装置38の各種の検知信号を受けて、光ビームの通過位置及び通過タイミングを反映した検知パルス信号(水平同期信号(BD)を含む)を主制御部51及び後述するレーザ制御部55に供給する。
次に、制御系について説明する。
図3は、シングルビーム光学系の制御を主体にした制御系を示している。この制御系は、装置全体の電気的な制御を担う主制御部51を備えている。この主制御部51は、一例として、図示しないCPU(中央演算処理装置)、メモリ、クロック回路などを備えて構成される。また、主制御部51には、外付けのメモリ52、コントロールパネル53、外部通信インターフェース(I/F)54、レーザドライバ32、ポリゴンミラーモータドライバ37、ビーム光処理回路40、スキャナ部1、及びレーザ制御部55がそれぞれ通信可能に接続されている。
このうち、レーザ制御部55は、図3に示すように、ビーム光処理回路40に接続される一方で、画像データインターフェース(I/F)56にも接続されている。また、画像処理部57が画像データインターフェース56を介して、画像データをレーザ制御部55に出力可能に接続されている。さらに、画像データI/F56には、ページメモリ58を介して外部インターフェース(I/F)59が接続されている。
このため、複写動作の場合は、原稿台7上にセットされた原稿Oの画像は、スキャナ部1で読取られ、画像処理部57へ送られる。画像処理部57は、スキャナ部1からの画像信号に、例えば周知のシェーディング補正、各種フィルタリング処理、階調処理、ガンマ補正などの所定の処理を施し、この処理後のデジタル量の画像データを画像データインターフェース56に出力するようになっている。
画像処理部57から出力された画像データは、画像データインターフェース56へ送られる。画像データインターフェースF56は、画像データをレーザ制御部55に送る。
レーザ制御部55は、図4に示すように、画像データI/F56を介して入力した画像データを遅延して転送する遅延制御回路55Aと、この遅延制御回路55Aにより遅延された画像データに基づきPWM(パルス幅変調)を掛けて変調信号を発生させるPWM回路55Bとを備える。
このうち、遅延制御回路55Aは、書き込み用のデータラッチ回路101と、FIFO方式でデータの書き込み及び読み出し可能なメモリ102と、読み出し用のデータラッチ回路103と、データの書き込み制御(書き込みデータ数及び書き込み位置)に用いる書き込みポインタ104、データの読み出し制御(読み出しデータ数及び読み出し位置)に用いる読み出しポインタ105と、遅延制御の状態を示すフラグ情報を生成するフラグ生成部106とを備える。
また、書き込み用のデータラッチ回路101には、画像データ(DAT_IN)、書き込み許可信号(EN_WR)、及び書き込みデータクロック(CLK_WR)が与えられている。読み出し用のデータラッチ回路103には、読み出し許可信号(EN_RD)及び読み出しデータクロック(CLK_RD)が与えられている。書き込みポインタ104には、書き込み許可信号(EN_WR)及び書き込みデータクロック(CLK_WR)が与えられている。さらに、読み出しポインタ105には、読み出し許可信号(EN_RD)及び読み出しデータクロック(CLK_RD)が与えられている。
このため、書き込み許可信号(EN_WR)及び書き込みデータクロック(CLK_WR)に同期して、画像データ(DAT_IN)がデータラッチ回路101にラッチされる。このラッチデータは書き込みポインタ104の出力値に応答して、メモリ102に書き込まれる。一方、読み出しポインタ105の出力値に応じて、かつ、読み出し許可信号(EN_RD)及び読み出しデータクロック(CLK_RD)に同期して、メモリ102から画像データが読み出され、これが遅延制御を受けた画像データ(DAT_OUT)としてデータ読み出し用のデータラッチ回路103にラッチされる。このラッチされた画像データは、遅延制御を受けたデータDAT_OUTとしてPWM回路55Bに転送される。
なお、書き込み許可信号(EN_WR)、書き込みデータクロック(CLK_WR)、読み出し許可信号(EN_RD)、及び読み出しデータクロック(CLK_RD)は、主制御部51から供給されている。しかしながら、これらの許可信号及びクロックを生成する回路をレーザ制御部55に設けるようにしてもよい。
フラグ生成部106は、前述のように、メモリ102の状態を表すフラグを生成する部分であり、
EMPTY:書き込みポインタ値と読み出しポインタ値の差が0(メモリが空)
FULL:書き込みポインタ値がメモリ最大値と一致(メモリが満杯)
OVER RUN:書き込みポインタ値がメモリ最大値を超えた場合
UNDER RUN:読み出しポインタがメモリ下限値を超えた場合
INPUT READY:上記以外の場合、
を示している。これらのフラグ状態を示す信号は主制御部51に送られ、この主制御部51の制御に用いられる。
EMPTY:書き込みポインタ値と読み出しポインタ値の差が0(メモリが空)
FULL:書き込みポインタ値がメモリ最大値と一致(メモリが満杯)
OVER RUN:書き込みポインタ値がメモリ最大値を超えた場合
UNDER RUN:読み出しポインタがメモリ下限値を超えた場合
INPUT READY:上記以外の場合、
を示している。これらのフラグ状態を示す信号は主制御部51に送られ、この主制御部51の制御に用いられる。
上述した構成に加えて、図4に示すように、メモリ102にはメモリクリア信号(CLR_FIFO)が供給され、書きこみポインタ104には書き込みポインタクリア信号(CLR_WR)が供給され、さらに、読み出しポインタ105には読み出しポインタクリア信号(CLR_RD)が供給される。これらのクリア信号(LR_FIFO、CLR_WR、CLR_RD)は、本実施形態にあっては、主制御部51から供給されるが、レーザ制御部55にそれらのクリア信号の生成回路を設けるようにしてもよい。
これらのクリア信号のうち、メモリクリア信号(CLR_FIFO)は、メモリ102をクリアする信号であり、本信号がメモリ102にアサートされると、メモリ102の記憶データはクリア(例えばオールゼロ)される。また、書き込みポインタクリア信号(CLR_WR)は、書き込みポインタ104のデータをクリアする信号であり、本信号が書き込みポインタ104の制御部にアサートされると、書き込みポインタが保持している書き込みデータはゼロにリセットされる。さらに、読み出しポインタクリア信号(CLR_RD)は、読み出しポインタ105のデータをクリアする信号であり、本信号が読み出しポインタ105の制御部にアサートされると、読み出しポインタ105が保持している読み出しデータはゼロにリセットされる。
これらのクリア信号を用いる理由を説明する。このメモリ102は、書き込みポインタ104と、読み出しポインタ105によって、書き込みと読み出しの関係が等しく(書き込んだデータ数だけ、データを読み出す)なるように制御される。このとき、クロック(CLK_WR及びCLK_RD)に重畳するノイズ等に因り、上述した書き込みと読み出しの関係が等しくならない場合が生じる。そのような場合、メモリ容量とデータの数の如何によっては、オーバーラン(OVER RUN)エラーやアンダーラン(UNDER RUN)エラー等のエラーが生じる恐れがある。このエラーは、メモリ102から読み出されるデータが所定のデータでないため、所望の画像が得られず、画質の劣化につながる。このため、上述の事態が生じた場合に、上述のクリア信号をアサートし、メモリとポインタを初期状態にした上で、再度画像形成動作を開始するようにする。
また、上述したエラーが起こっていない場合でも、定期的にメモリ102とポインタ104,105をクリアすることで、エラーの影響(画質悪化)を最小限に食い止めることができる。
その最も効果的な例は、1ライン形成毎に、メモリ102とポインタ104,105をクリアする方法である。そのようにすれば、突発的なノイズ等での書き込みと読み出しの関係が崩れたとしても、その被害は1ラインのみである。これを実現するには、BD信号を、メモリクリア信号(CLR_FIFO)、書き込みポインタクリア信号(CLR_WR)、及び読み出しポインタクリア信号(CLR_RD)にそれぞれ同期させる接続構成を採ればよい。これによって、1ライン毎に(つまり、BD信号が出力される毎に)メモリ102とポインタ104,105がクリアされる。
また、別の例としては、ページ印字動作が終了する度に、メモリ102とポインタ104,105をクリアすることも有効である。例えば、EOP(End Of Page)信号がローレベルのときに、メモリ102とポインタ104,105をクリアするようにする。すなわち、連続印字動作のときには、用紙と用紙の間(用紙間)で、また、簡潔印字動作のときには、用紙の前後でメモリ102とポインタ104,105をクリアする接続構成を採ればよい。この例の場合、タイミングに時間的な余裕が持てるため、主制御部(CPU)51から各クリア信号をアサートさせることもできる。
図4に示すPWM回路55Bは、遅延制御回路55Aを介して転送されてき画像データに基づいて、パルス信号にPWM変調を施してPWM変調信号を生成する。このPWM変調信号は駆動信号(パルス信号)としてレーザドライバ32に送信される。レーザドライバ32は、かかる駆動信号に基づいてレーザ31を駆動する。
一方、コントロールパネル53は、複写動作の起動や、枚数設定などを行なうマンマシンインターフェースである。
本デジタル複写機は、複写動作のみでなく、ページメモリ58に接続された外部インターフェース59を介して外部から入力される画像データをも画像として形成できる。なお、外部インターフェース59から入力される画像データは、一旦ページメモリ58に格納された後、画像データインターフェース56を介してレーザ制御部55に送られる。
また、本デジタル複写機が、例えばネットワークなどを介して外部から制御される場合には、外部通信インターフェース54がコントロールパネル53の役割を果たす。
ポリゴンモータドライバ37は、前述のビーム光を走査するポリゴンミラー35を回転させるためのポリゴンモータ36を駆動するドライバである。主制御部51は、このポリゴンモータドライバ37に対し、回転開始、停止と回転数の切換えを行なうことができる。回転数の切換えは、ビーム光検知装置38でビーム光の通過位置を確認する際に、必要に応じて、所定の回転速度よりも回転数を下げるときに用いる。
レーザドライバ32は、先に説明したレーザ制御部55からのビーム光の走査に同期した変調信号にしたがってレーザ光を発光させる以外に、主制御部51からの強制発光信号により、画像データとは無関係に強制的にレーザ発振器31を発光動作させる機能を持っている。
また、主制御部51は、レーザ31が発光動作するパワーを、各レーザドライバ32に対して設定する。発光パワーの設定は、プロセス条件の変化や、ビーム光の通過位置検知などに応じて変更される。
メモリ52は、制御に必要な情報を記憶するためのものである。例えば、ビーム光の通過位置を検知するための回路特性(増幅器のオフセット値)、及び、ビーム光の到来順序などを記憶しておくことで、電源立ち上げ後、即座に光学系ユニット13を画像形成が可能な状態にすることができる。
続いて、レーザ制御部55の作用効果を中心に、本実施形態に係る作用効果を説明する。
水平同期センサを兼ねるビーム光検知装置38は、ポリゴンミラーによって図示した矢印方向に走査される走査ビーム光の通過タイミングを検知する。このため、ビーム光処理回路40から水平同期信号(BD)が発生する。
このBD信号BDは、レーザ制御部55のPWM回路55Bにも供給される。このBD信号を受信したPWM回路55Bは、BD信号に同期したライン同期信号(LSYNC)を画像データインターフェース56に出力する。
このLSYNC信号を受信した画像データインターフェース56は、LSYNC信号に同期した図示しない画像データ転送クロックに同期させて、画像データ(DAT_IN)をレーザ制御部55の遅延回路55Aに出力する。図4において、書き込みデータクロック(CLK_WR)がデータ転送クロックに相当し、また、DAT_INが画像データを表している。
遅延制御回路55Aは、画像データ(DAT_IN)をFIFOメモリ102に保存できる範囲内の量で書き込み、その後、読み出しデータクロック(CLK_RD)に同期して、メモリ102に保存した画像データ(DAT_IN)を読み出し、PWM回路55Bに、その画像データ(DAT_OUT)を送信する。PWM回路55Bは、入力した画像データ(DAT_IN)に応じたPWM変調信号を駆動信号として出力する。この駆動信号はレーザドライバ32に出力されるので、レーザドライバ32がPWM変調された駆動信号で半導体レーザ31を駆動し、パルス状に居ビーム光を発光させる。
この画像データ(DAT_IN)のPWM回路55Bへの転送において特徴的なことは、遅延制御回路55Aにおけるデータの書き込み及び読み出し処理である。
図5は、ポリゴンミラー35で反射されるレーザビーム光で感光ドラム15の画像領域を走査するときの、BD信号、LSYNC信号、遅延前の画像データ(DAT_IN)、及び、遅延後の画像データを用いたPWM出力(PMW変調信号、すなわち駆動信号)の時間的な前後関係の概要を示す。
図5に示す時間関係は詳細には図6に示すタイミングチャートで表される。これを図3のブロック図とともに説明する。
BD信号を受信したPWM回路55Bは、BD信号(水平同期信号)に遅延時間Tsync1を以って同期したLSYNC信号(ライン同期信号)を画像データインターフェース56に出力する。LSYNC信号を受信した画像データインターフェース56は、FIFOメモリ102内にデータを書き込むため、書き込み許可信号(EN_WR)を有効にする。それに伴い、画像データインターフェース部56は、LSYNC信号に同期したデータ転送クロック(すなわち、書き込みデータクロックCLK_WR)に同期させて、画像データ(DAT_IN)をFIFOメモリ102のデータラッチ101に転送する。このデータラッチ101は、データ転送クロック(CLK_WR)に応じてデータをラッチする。
また、書き込み許可信号(EN_WR)及びデータ転送クロック(CLK_WR)は書き込みポインタ104にも接続されている。この書き込みポインタ104は、画像データ(DAT_IN)のメモリ書き込みを司る部分で、データラッチ101にラッチされたデータをメモリ102に書き込む。書き込みポインタ104より、書き込むデータの数や順番(位置)が管理されている。
一方、メモリ102に書き込まれた画像データの読み出しの管理、すなわち読み出しデータの順番(位置)や数については、読み出しポインタ105で行われる。この読み出しポインタ105には、読み出し許可信号(EN_RD)と読み出しクロック(CLK_RD)が供給される。つまり、本実施形態では、読み出しクロック(CLK_RD)が画像形成クロックに相当する。
画像データインターフェース56が、書き込み許可信号(EN_WR)に所定量の遅延時間Tsync2を以って同期し、読み出し許可信号(EN_RD)を出力すると、読み出しポインタ105は、読み出しクロック信号(CLK_RD)に同期して、メモリ102に書き込まれた順番に画像データを同メモリ102から読み出し、画像データ(DAT_OUT)としてPWM回路55Bに転送する。
上述の読み出し許可信号(EN_RD)を出力するタイミングを、つまり、正確には、読み出しクロック信号(CLK_RD)が読み出しポインタ105で有効になるタイミングTsync2をコントロールすることによって、画像データの読み出しの遅延量を調整することができる。
なお、この遅延量Tsync2としては、
「O≦Tsync2<メモリ容量最大値」
の範囲で設定できる。
「O≦Tsync2<メモリ容量最大値」
の範囲で設定できる。
このメモリ容量最大値は、原理的には、メモリ102の記憶容量の最大値を指すが、メモリ周辺回路の遅延(書き込み動作、読み出し動作の遅延など)があるため、上記最大値から、かかる遅延分を差し引いた時間(又は、この時間に対応したクロック数)になる。この遅延時間は回路構成に依存する量である。一例として、1ラインの画素数が8000画素のときに(図6の画素数は模式的に示している)、メモリ102の容量は512画素(最大値)である。なお、1ライン分以上の容量を持つメモリは、一般にラインメモリと呼ばれており、このラインメモリを用いる構成は、本発明に係る遅延制御の対象ではない。本発明で対象とする遅延制御は、同一ライン中で遅延が行なわれる。
上述した遅延タイミングは、画像処理部57によって各ラインの画像データの処理が進み、そのデータがFIFOメモリ102にある程度書き込まれた時間である。このため、このタイミングが経過した時点で、FIFOメモリ102から画像データの読み出しが開始され、各ラインの実画像の形成に処せられる。
また、上述した画像データの読み出しタイミングは、BD信号及びLSYNC信号に同期しているため、画像生成におけるライン毎の主走査方向の画像ずれは生じない。
なお、図6に示すEOP(End Of Page)信号は、走査用のビーム光の主走査方向と直交する副走査方向(紙送り方向)の画像領域を表す信号(つまり、1頁内の画像領域を表す信号)である。このEOP信号で有効ある期間(ハイになる期間)におけるLSYNC信号の数だけラインが形成される。このEOP信号も例えば主制御部51から供給される。
このように本実施形態によれば、画像データの転送を高速させた場合でも、一定時間の遅延時間Tsync2を適宜に設定することにより、画像処理部57及び画像データインターフェース56から各ラインの画像データの供給が開始された後の適宜な時点で、その画像データを転送することができる。
この画像データの転送の利点を、従来法に拠る不都合と対比して説明する。
図7は、従来の主制御部201の一部を示すブロック図である。この主制御部201の場合、システム側から転送される画像データ(DAT_IN)がライトクロック(CLK_WR)を用いてデータラッチ回路202でラッチされ、この画像データ(DAT_IN)がFIFO方式のメモリ203に書き込まれる。これに対し、メモリ203のデータがデータラッチ回路204によりリードクロック(CLK_RD)と同期をとりながら読み出され、そのラッチされた画像データ(DAT_OUT)がPWM回路205へ転送され、画像形成に使用される。
しかし、この従来の画像データ転送の場合、図8に示すように、メモリ203の書き込み動作を行なう前に、メモリ203からデータを読み出すと、所望のデータを読み出すことができないばかりか、メモリ203内の入出力データ数の関係が壊れて、所定の画像が形成できない。また、図9及び図10に例示するように、書き込みデータ(DAT_IN)の数と読み出しデータ(DAT_OUT)の数とが相違している場合も、メモリ203内の入出力データ数の関係が壊れてしまい、メモリ203内のデータが溢れたり、不足したりしてしまい、結局、所望の画像が形成できないのである。
例えば、図9に示すように、書き込みのデータ数より読み込みのデータ数が多い場合、最終的にはメモリ203内にデータが無い状態(エンプティ状態)を読み込もうとしてしまい、所望の画像が形成できなくなってしまう。逆に、図10のように、書き込みのデータ数が読み込みのデータ数より多いこともある。いま、メモリが256画素分の容量であり、各ラインで書き込みのデータ数が読み込みのデータ数より1画素分多い場合、画像を形成したときに、各ラインで1画素分ずつ、ずれていく。そればかりか、256ライン目でメモリが一杯になってしまい、次のライン分のデータを格納することができず、メモリが破綻してしまうことから、結局、所望の画像を形成することができない。
これに対し、本実施の形態では、書き込みポインタ104及び読み出しポインタ部105を用いて(図4参照)、図5,6のタイミングチャートのように、画像データインターフェース56から転送される画像データ(DAT_IN)をBD信号(水平同期信号)及びLSYNC信号(ライン同期信号)を基準にしてメモリ102への書き出し位置及び書き終わり位置を書き込み許可信号(EN_WR)で制御する。なお、この書き込み許可信号(EN_WR)は、LSYNC信号の立下りに同期し、その次のクロック(CLK_WR)で立ち上がるように設定されている。
同様に、書き込み許可信号(EN_WR)の立ち上がりから所定時間Tsync2の後、読み取り許可信号(EN_RD)がイネーブルになる。この読み取り許可信号(EN_RD)により、メモリ102からの読み取り開始位置、読み取り終わり位置が制御される。
書き込み許可信号(EN_WR)と読み取り許可信号(EN_RD)との関係は、かかる遅延時間Tsync2によって、必ず、両信号(EN_WR、EN_RD)が同時か、読み取り許可信号(EN_RD)の方が書き込み許可信号(EN_WR)よりも後になる。
これにより、メモリ102にデータを書き込む前に(すなわち、メモリ102にデータが無い状態で)、メモリ102からデータが読み出されるとうい事態を確実に回避できる。
また、書き込みポインタ104及び読み出しポインタ105により、書き込み許可信号(EN_WR)がイネーブルの期間に書き込まれるデータ数と読み取り許可信号(EN_RD)がイネーブルの期間に読み出されるデータ数が互いに等しくなるように制御される。この結果、図6,7に示す如く、メモリ102の入出力データ数の関係が壊れることなく、確実に所望の画像が所定の画素位置で形成できる。
これら一連の画像データの書き込み及び読み出しの動作は、1つのBD信号及び1つのLSYNC信号に同期して、その画像データを用いる1ライン分の画像形成動作に割り当てられた処理期間の間で完了する。
このように、各ラインの画像データの転送時にそのデータの転送を一定時間遅延させるだけの比較的簡単な回路構成であり、部品コストの上昇を抑制しながら、画像データの転送を高速化させて画像の印字速度の高速化及び画像の解像度の高精細化を図ることができる。
その一方で、画像データの読み出しの遅延制御を1ラインの転送中に行っているので、比較的な高価なラインメモリを使用する必要もなく、FIFO方式のメモリで済むので、装置の部品コストを抑制することもできる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載に本発明の要旨を逸脱しない範囲で、さらに従来周知の構成と組み合わせて適宜に実施可能なものである。
1 スキャナ部
2 プリンタ部
15 感光ドラム
31 レーザ
32 レーザドライバ
35 ポリゴンミラー
38 ビーム光検知回路
40 ビーム光処理回路
51 主制御部(CPU)
52 メモリ
55 レーザ制御部
55A 遅延制御回路
55B PWM回路
56 画像データインターフェース
57 画像処理部
101、103 データラッチ回路
102 FIFOメモリ
104 書き込みポインタ
105 読み出しポインタ
2 プリンタ部
15 感光ドラム
31 レーザ
32 レーザドライバ
35 ポリゴンミラー
38 ビーム光検知回路
40 ビーム光処理回路
51 主制御部(CPU)
52 メモリ
55 レーザ制御部
55A 遅延制御回路
55B PWM回路
56 画像データインターフェース
57 画像処理部
101、103 データラッチ回路
102 FIFOメモリ
104 書き込みポインタ
105 読み出しポインタ
Claims (6)
- 走査用のビーム光を発生する発光手段と、
対象画像から読み取った画素毎の画像情報に基づくデータを書込み及び読出し可能なメモリと、
対象画像の主走査方向に沿った各ラインの前記データをライン同期信号に応答して前記メモリに書き込むデータ書き込み手段と、
前記ライン同期信号による同一の処理周期の間に、前記書き込み手段による前記データの書き込みから所定時間だけ遅延して前記メモリから前記データを読み出すデータ読み出し手段と、
このデータ読み出し手段により読み出されたデータに基づく駆動信号を発生させて当該駆動信号で前記発光手段の駆動を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするビーム光走査装置。 - 前記メモリは、先入れ先出し方式のメモリであり、
前記データ書き込み手段は、前記メモリへ書き込む前記データの数及び当該データの書き込み位置を管理する書き込みポインタを有し、
前記データ読み出し手段は、前記メモリから読み出す前記データの数及び当該データの読み出し位置を管理する読み出しポインタを有する、ことを特徴とする請求項1に記載のビーム光走査装置。 - 前記書き込みポインタ及び前記読み出しポインタのそれぞれは、前記ライン同期信号による同一の処理周期の間に、前記メモリへ書き込む前記データの数と前記メモリから読み出す前記データの数とが等しくなるようにデータ数を管理するポインタであることを特徴とする請求項2に記載のビーム光走査装置。
- 前記所定時間は、「0≦所定時間<メモリ容量最大値」の条件を満たす時間であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のビーム光走査装置。
- 請求項1乃至4の何れか一項に記載のビーム光走査装置と、
前記発光手段により発光されたビーム光の走査を受けて潜像を形成する像担持体と、
この像担持体に形成された潜像を現像するための現像器と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 対象画像の主走査方向に沿った各ラインの画素毎の画像情報に基づくデータをライン同期信号に応答してメモリに書き込むステップと、
前記ライン同期信号による同一の処理周期の間に、前記書き込みステップにおける前記データの書き込みから所定時間だけ遅延して前記メモリから前記データを読み出すステップと、
この読み出されたデータに基づく駆動信号を発生させて当該駆動信号に応じて、走査用のビーム光を発生する発光手段の駆動を制御するステップと、を含むことを特徴とするビーム光発生の制御方法。
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