(57)【要約】      （修正有）【課題】スペクトラム拡散されたクロック信号を動作信号とする場合において、非同期回路の増大を抑えつつスペクトラム拡散の影響が低減された信号を出力することが可能な半導体集積回路、画像形成装置を提供する。【解決手段】スペクトラム拡散されたクロック信号を動作信号とする場合において、非同期回路の増大を抑えつつスペクトラム拡散の影響が低減された信号を出力するために、スペクトラム拡散されたクロック信号とスペクトラム拡散されていないクロック信号とから、スペクトラム拡散の影響を補正する補正信号を生成し、ペクトラム拡散されたクロック信号が供給された回路ブロックの有するカウンタのカウント値を補正信号に基づき補正する。【選択図】図１
2010160588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトラム拡散された第一のクロック信号と、スペクトラム拡散されていない第二のクロック信号とが供給される半導体集積回路であって、
前記第一のクロック信号と前記第二のクロック信号との位相差から前記スペクトラム拡散の影響を補正する補正信号を生成する補正信号生成手段と、
前記第一のクロック信号を動作クロックとして動作して所定の処理を実行する処理実行手段と、を有し、
前記処理実行手段は、
前記第一のクロック信号に同期して動作するカウンタと、
前記カウンタのカウント値を前記補正信号により補正するカウンタ補正手段と、を有する半導体集積回路。
【請求項２】
前記カウンタ補正手段は、
前記補正信号に応じて前記カウンタのカウンタ値を遷移させる請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記カウンタ補正手段は、
前記補正信号が有効である期間に前記カウンタの前記カウンタ値を１つ進める請求項２記載の半導体集積回路。
【請求項４】
前記カウンタ補正手段は、
前記補正信号が有効である期間に前記カウンタの前記カウント値の遷移を止める請求項２記載の半導体集積回路。
【請求項５】
前記第一のクロック信号は、前記第二のクロック信号に対して遅れる信号であり、
前記補正信号生成手段は、
前記第一のクロック信号が前記第二のクロック信号から一周期遅れたとき、前記第一のクロック信号と同期して前記第一のクロック信号の一周期分有効となる補正信号を生成する請求項１ないし４の何れか一項に記載の半導体集積回路。
【請求項６】
前記第一のクロック信号は、前記第二のクロック信号の周期数を中心としてスペクトラム拡散された信号であり、
前記補正信号生成手段は、
前記第一のクロック信号が前記第二のクロック信号から一周期遅れたとき、前記第一のクロック信号と同期して前記第一のクロック信号の一周期分有効となる補正信号を生成し、
前記第一のクロック信号が前記第二のクロック信号から一周期進んだとき、前記第一のクロック信号と同期して前記第一のクロック信号の一周期分有効となる補正信号を生成する請求項１ないし５の何れか一項に記載の半導体集積回路。
【請求項７】
前記処理実行手段は、
前記カウンタ補正手段による前記カウンタ値の補正を行うか否かが設定される請求項１ないし６の何れか一項に記載の半導体集積回路。
【請求項８】
インクを吐出する記録ヘッドを有し、前記記録ヘッドからインクを吐出させて記録媒体に前記インクを付着させて画像を形成する画像形成装置であって、
スペクトラム拡散された第一のクロック信号と、スペクトラム拡散されていない第二のクロック信号とが供給され、前記第一のクロック信号と前記第二のクロック信号との位相差から前記スペクトラム拡散の影響を補正する補正信号を生成する補正信号生成手段と、
前記第一のクロック信号を動作クロックとして動作して所定の処理を実行する処理実行手段と、を有し、
前記処理実行手段は、
前記第一のクロック信号に同期して動作するカウンタと、
前記カウンタのカウント値を前記補正信号により補正するカウンタ補正手段と、を有する半導体集積回路が搭載さたれ画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトラム拡散された第一のクロック信号と、スペクトラム拡散されていない第二のクロック信号とが供給される半導体集積回路とこの半導体集積回路を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体集積回路の動作クロック信号を微少に変動させることにより動作クロック信号のスペクトラム拡散を行い、電磁波の放射を低減させて放射電磁界の影響を抑えるスペクトラム発散クロック発生回路（Spread Spectrum Clock Generator）が知られている。スペクトラム拡散クロック発生回路を有する半導体集積回路では、スペクトラム拡散されたクロック信号が動作信号として供給される。
【０００３】
例えば特許文献１及び特許文献２には、スペクトラム拡散されたクロック信号を用いた技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８０２６０号公報
【特許文献２】特開２００８−９０７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術では、半導体集積回路に機能毎の回路ブロックが設けられていた場合、全ての回路ブロックにスペクトラム拡散されたクロック信号が動作クロック信号として供給される。このため、スペクトラム拡散されたクロック信号を適用したくない回路ブロックにもスペクトラム拡散されたクロック信号が供給され、この回路ブロックの出力信号は、スペクトラム拡散に影響された信号となる。尚スペクトラム拡散されたクロック信号を適用したくない回路ブロックとは、例えば入力系の回路ブロックや出力に精度が要求される回路ブロック等である。
【０００６】
上記問題を解決する手段として、回路ブロックの機能に合わせてスペクトラム拡散されたクロック信号とスペクトラム拡散されていないクロック信号とを使いわける方法等がある。しかしながらこの方法では、半導体集積回路内に多数の非同期回路が存在することになり、設計、検証工数、回路規模的が増大するため好ましくない。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、スペクトラム拡散されたクロック信号を動作信号とする場合において、非同期回路の増大を抑えつつスペクトラム拡散の影響が低減された信号を出力することが可能な半導体集積回路、画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成すべく以下の構成を採用した。
【０００９】
本発明は、スペクトラム拡散された第一のクロック信号と、スペクトラム拡散されていない第二のクロック信号とが供給される半導体集積回路であって、前記第一のクロック信号と前記第二のクロック信号との位相差から前記スペクトラム拡散の影響を補正する補正信号を生成する補正信号生成手段と、前記第一のクロック信号を動作クロックとして動作して所定の処理を実行する処理実行手段と、を有し、前記処理実行手段は、前記第一のクロック信号に同期して動作するカウンタと、前記カウンタのカウント値を前記補正信号により補正するカウンタ補正手段と、を有する構成とした。
【００１０】
また本発明の半導体集積回路において、前記カウンタ補正手段は、前記補正信号に応じて前記カウンタのカウンタ値を遷移させる構成としても良い。
【００１１】
また本発明の半導体集積回路において、前記カウンタ補正手段は、前記補正信号が有効である期間に前記カウンタの前記カウンタ値を１つ進める構成としても良い。
【００１２】
また本発明の半導体集積回路において、前記カウンタ補正手段は、前記補正信号が有効である期間に前記カウンタの前記カウント値の遷移を止める構成としても良い。
【００１３】
また本発明の半導体集積回路において、前記第一のクロック信号は、前記第二のクロック信号に対して遅れる信号であり、前記補正信号生成手段は、前記第一のクロック信号が前記第二のクロック信号から一周期遅れたとき、前記第一のクロック信号と同期して前記第一のクロック信号の一周期分有効となる補正信号を生成する構成としても良い。
【００１４】
また本発明の半導体集積回路において、前記第一のクロック信号は、前記第二のクロック信号の周期数を中心としてスペクトラム拡散された信号であり、前記補正信号生成手段は、前記第一のクロック信号が前記第二のクロック信号から一周期遅れたとき、前記第一のクロック信号と同期して前記第一のクロック信号の一周期分有効となる補正信号を生成し、前記第一のクロック信号が前記第二のクロック信号から一周期進んだとき、前記第一のクロック信号と同期して前記第一のクロック信号の一周期分有効となる補正信号を生成する構成としても良い。
【００１５】
また本発明の半導体集積回路において、前記処理実行手段は、前記カウンタ補正手段による前記カウンタ値の補正を行うか否かが設定される構成としても良い。
【００１６】
本発明は、インクを吐出する記録ヘッドを有し、前記記録ヘッドからインクを吐出させて記録媒体に前記インクを付着させて画像を形成する画像形成装置であって、スペクトラム拡散された第一のクロック信号と、スペクトラム拡散されていない第二のクロック信号とが供給され、前記第一のクロック信号と前記第二のクロック信号との位相差から前記スペクトラム拡散の影響を補正する補正信号を生成する補正信号生成手段と、前記第一のクロック信号を動作クロックとして動作して所定の処理を実行する処理実行手段と、を有し、前記処理実行手段は、前記第一のクロック信号に同期して動作するカウンタと、前記カウンタのカウント値を前記補正信号により補正するカウンタ補正手段と、を有する構成とした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スペクトラム拡散されたクロック信号を動作信号とする場合において、非同期回路の増大を抑えつつスペクトラム拡散に影響されない信号を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一の実施形態の半導体集積回路１００を説明する図である。
【図２】第一の実施形態の補正信号生成部１２０から出力される補正信号を説明するタイミングチャートである。
【図３】第一の実施形態の補正信号生成部１２０による補正信号の生成を説明する第一の図である。
【図４】第一の実施形態の補正信号生成部１２０による補正信号の生成を説明する第二の図である。
【図５】第一の実施形態の補正信号生成部１２０による補正信号の生成を説明する第三の図である。
【図６】第一の実施形態の回路ブロック１３０における補正を説明する図である。
【図７】第二の実施形態の画像形成装置２００の側面概略構成図である。
【図８】第二の実施形態の画像形成装置２００の要部を説明する平面図である。
【図９】記録ヘッド３４のヘッド構成を説明するための図である。
【図１０】画像形成装置２００の有する半導体集積回路１００Ａを説明する図である。
【図１１】キャリッジ３３とエンコーダセンサ９１との位置関係を説明する図である。
【図１２】エンコーダセンサ９１の原理を模式的に表した図である。
【図１３】記録ヘッド３４に対する駆動波形出力のタイミングを示す図である。
【図１４】スペクトラム拡散が駆動波形に及ぼす悪影響を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、スペクトラム拡散されたクロック信号とスペクトラム拡散されていないクロック信号とから、スペクトラム拡散の影響を補正する補正信号を生成する。そしてスペクトラム拡散されたクロック信号が供給された回路ブロックにおいて、回路ブロックの有するカウンタのカウンタ値を補正信号に基づき補正することで、非同期回路の増大を抑えつつスペクトラム拡散の影響が低減された信号を出力できる。
【００２０】
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施形態の半導体集積回路１００を説明する図である。
【００２１】
本実施形態の半導体集積回路１００は、クロック信号供給部１１０と、補正信号生成部１２０と、回路ブロック１３０とを有する。補正信号生成部１２０と回路ブロック１３０とは、内部バスＢ等により接続されている。尚図１に示す半導体集積回路１００は、本発明の特徴部分を説明するために必要となる構成のみを記載している。本実施形態の半導体集積回路１００には、回路ブロック１３０以外の複数の回路ブロックが設けられていても良い。
【００２２】
クロック信号供給部１１０は、スペクトラム拡散されていないクロック信号（以下、基準クロック信号）からスペクトラム拡散されたクロック信号（以下、動作クロック信号）を補正信号生成部１２０へ供給する。またクロック信号供給部１１０は、動作クロック信号を回路ブロック１３０へ供給する。
【００２３】
尚本実施形態のクロック信号供給部１１０は、半導体集積回路１００の外部に設けられたＳＳＣＧから供給される基準クロック信号と動作クロック信号とを補正信号生成部１２０と回路ブロック１３０へ供給するものであっても良い。また本実施形態のクロック信号供給部１１０には、ＳＳＣＧが含まれており、基準クロック信号と、クロック信号供給部１１０内で生成した動作クロック信号とを補正信号生成部１２０と回路ブロック１３０とへ供給しても良い。
【００２４】
補正信号生成部１２０は、回路ブロック１３０とは非同期の回路であり、クロック信号供給部１１０から供給される基準クロック信号と動作クロック信号とから補正信号を生成する。補正信号生成部１２０は、第一カウンタ１２１、第二カウンタ１２２、信号生成部１２３を有する。補正信号生成部１２０では、第一カウンタ１２１、第二カウンタ１２２を用いて基準クロック信号と動作クロック信号との位相差を検出する。そして補正信号生成部１２０は、信号生成部１２３により、検出された位相差に基づき補正信号を生成する。補正信号の生成の詳細は後述する。
【００２５】
回路ブロック１３０は、動作クロック信号により動作し、所定の処理を実行する回路である。本実施形態の回路ブロック１３０は、動作クロック信号を用いてパルス信号を生成する処理を行う。
【００２６】
回路ブロック１３０は、カウンタ１３１、カウンタ補正部１３２を有する。カウンタ１３１は、動作クロック信号を分周するためのカウンタでる。カウンタ補正部１３２は、補正信号生成部１２０から供給される補正信号を用いてカウンタ１３１のカウンタ値を補正する。カウンタ値の補正の詳細は後述する。
【００２７】
以下に、図２乃至図５を参照して本実施形態の補正信号生成部１２０による補正信号の生成について説明する。図２は、第一の実施形態の補正信号生成部１２０から出力される補正信号を説明するタイミングチャートである。
【００２８】
本実施形態の補正信号生成部１２０は、動作クロック信号が基準クロック信号に対して１サイクル分遅れるごとに補正信号Ｐが発生するように、補正信号Ｐを生成する。補正信号Ｐは、動作クロック信号に同期して１サイクルだけ有効になる信号である。
【００２９】
図２に示すように、時点Ｔ１から時点Ｔ２の間の基準クロック信号のサイクルは９サイクルであり、動作クロック信号のサイクルは８サイクルである。よって補正信号Ｐは、時点Ｔ２から動作クロック信号と同期して１サイクル有効となる。
【００３０】
尚図２の例は、動作クロック信号がスペクトラム拡散されていない基準クロック信号の周波数以下となるようにクロック変調させたダウンスプレットの例である。本実施形態において、スペクトラム拡散がセンタースプレッドである場合は、動作クロック信号が基準クロック信号に対して遅れる場合と進む場合とがある。よって２つの補正信号Ｐ、Ｐ１を使用する。補正信号Ｐ１は、動作クロック信号が基準クロック信号に対して１サイクル進むごとに、動作クロック信号に同期して１サイクルだけ有効になるように生成される。尚センタースプレッドとは、拡散していない元のクロック信号（基準クロック信号）の周期数を中心としてスペクトラムを拡散（クロック変調）させることである。
【００３１】
次に図３を参照して本実施形態の補正信号生成部１２０による補正信号の生成について説明する。図３は、第一の実施形態の補正信号生成部１２０による補正信号の生成を説明する第一の図である。図３（Ａ）は、補正信号の生成を説明するタイミングチャートであり、図３（Ｂ）は補正信号を生成する際のカウンタとパルス信号の状態遷移を示す図である。図３の例では、動作クロック信号は、基準クロック信号にダウンスプレットをかけたクロック信号である。
【００３２】
本実施形態の補正信号生成部１２０の有する第一カウンタ１２１は、基準クロック信号と同期して動作して第一パルス信号を生成する。本実施形態では、第一カウンタ１２１の初期値は１である。第一カウンタ１２１は、カウントダウンを行い、カウンタ値が０に達すると第一パルス信号の状態を切り替えてカウント値を初期値の１へ戻す。図３の例では、カウント値が０になると第一パルス信号の状態をハイレベル（以下、Ｈレベル）からローレベル（以下、Ｌレベル）へ切り替える。
【００３３】
第二パルス信号は、第一パルス信号の値を動作クロック信号に乗せ換えたものである。尚ここで非同期吸収回路が必要となるが、本実施形態では特定の非同期吸収回路に限定する必要はないため図示を省略する。本実施形態の動作クロック信号は、基準クロック信号と比べてわずかに周期が長いため、第二パルス信号の状態は動作クロック信号のサイクルが２サイクルで切り替わる場合と１サイクルで切り替わる場合がある。
【００３４】
第二カウンタ１２２は、第二パルス信号がＨレベルの期間及びＬレベルの期間をカウントする。第二カウンタ１２２は、第二パルス信号の状態が切り替わるとカウント値が１（第一カウンタ１２１の初期値と同じ）となり、カウントダウンを開始する。
【００３５】
本実施形態の補正信号生成部１２０において信号生成部１２３は、第二カウンタ１２２のカウント値が０になる前に第二パルス信号の状態が切り替わったとき、動作クロック信号と同期して１サイクルのみ有効な補正信号Ｐを生成する。生成された補正信号Ｐは、回路ブロック１３０へ供給され、スペクトラム拡散の影響を低減するための補正に用いられる。
【００３６】
尚図３の例では第一カウンタ１２１の初期値を１としたが、これに限定されない。第一カウンタ１２１の初期値は、第一パルス信号の状態遷移回数と第二パルス信号の状態遷移回数とが同じ回数になるような値であれば他の値であっても良い。
【００３７】
図４は、第一の実施形態の補正信号生成部１２０による補正信号の生成を説明する第二の図である。図４（Ａ）は、補正信号の生成を説明するタイミングチャートであり、図４（Ｂ）は補正信号を生成する際のカウンタとパルス信号の状態遷移を示す図である。
【００３８】
図４は、基準クロック信号の周期数と、動作クロック信号の元となるスペクトラム拡散されていないクロック信号の周波数とが異なる例を示している。図４の基準クロック信号は、周波数が４８ＭＨｚである。基準クロック信号は、例えば半導体集積回路１００に内蔵されたＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェース等のモジュール（図示せず）のために、動作クロック信号とは別に供給される。
【００３９】
図４の動作クロック信号は、６６ＭＨｚのクロック信号をスペクトラム拡散（ダウンスプレッド）させた信号とした。動作クロック信号は、例えば半導体集積回路１００の外部に設けられたＳＳＣＧにより生成されて半導体集積回路１００に供給される。
【００４０】
図４の例では、第一パルス信号の状態が切り替わるタイミングを、４８ＭＨｚと６６ＭＨｚとを分周して作り出せるタイミングとするため、第一パルス信号の周期を６ＭＨｚとした。図４では、第一カウンタ１２１において４８ＭＨｚから６ＭＨｚを生成するため、第一カウンタ１２１の初期値を７（１／８に分周）とした。また第二カウンタ１２２において、６６ＭＨｚで６ＭＨｚをカウントするため、第二のカウンタの初期値は１０（１／１１に分周）とした。
【００４１】
図４における第一パルス信号と第二パルス信号の生成手順は、図３で説明した通りである。また信号生成部１２３は、第二カウンタ１２２のカウント値が０になる前に第二パルス信号の状態が切り替わったときに動作クロック信号と同期して１サイクルのみ有効な補正信号Ｐを生成する。よって図４においても、補正信号Ｐは、動作クロック信号がスペクトラム拡散される前の６６ＭＨｚ周期のクロック信号に対して１サイクル分遅れるごとに有効となる。補正信号Ｐは回路ブロック１３０へ供給され、スペクトラム拡散の影響を低減するための補正に用いられる。
【００４２】
図５は、第一の実施形態の補正信号生成部１２０による補正信号の生成を説明する第三の図である。図５（Ａ）は、補正信号の生成を説明するタイミングチャートであり、図５（Ｂ）は補正信号を生成する際のカウンタとパルス信号の状態遷移を示す図である。
【００４３】
図５に示す動作クロック信号は、基準クロック信号をスペクトラム拡散（センタースプレッド）させた信号である。センタースプレッドの場合、動作クロック信号は基準クロック信号に対して進む場合と遅れる場合があるため、二つの補正信号Ｐ、Ｐ１を生成する。
【００４４】
補正信号Ｐは、動作クロック信号が基準クロック信号に比べて１サイクル遅れた場合に有効となる補正信号であり、図３で説明した手順と同様に生成される。
【００４５】
補正信号Ｐ１は、動作クロック信号が基準クロック信号に比べて１サイクル進んだ場合に有効となる補正信号である。補正信号Ｐ１の生成について以下に説明する。
【００４６】
第二パルス信号の生成までは、図３で説明した通りである。第二パルス信号が生成されると、補正信号生成部１２０の信号生成部１２３は、第二カウンタ１２２のカウント値が０になっても第二パルス信号の状態が切り替わらない場合に動作クロック信号と同期して１サイクルだけ有効となる補正信号Ｐ１を生成する。このとき第二カウンタ１２２のカウント値は０のままであり、第二パルス信号の状態が切り替わるまでカウンタ値は遷移しない。図５で生成された補正信号Ｐ、Ｐ１は、回路ブロック１３０へ供給され、スペクトラム拡散の影響を低減するための補正に用いられる。
【００４７】
次に本実施形態の回路ブロック１３０における補正信号Ｐを用いた補正について説明する。本実施形態の回路ブロック１３０は、カウンタ１３１により動作クロック信号を４分周したタイミングでパルス信号を生成して出力する。カウンタ１３１のカウント値は、カウンタ補正部１３２により、補正信号Ｐを用いて補正される。
【００４８】
図６は、第一の実施形態の回路ブロック１３０における補正を説明する図である。図６（Ａ）は、回路ブロック１３０に理想のクロック信号が供給され、理想の出力信号（パルス信号）が出力された例を示している。理想のクロック信号とはスペクトラム拡散される前のクロック信号であり、例えば図３に示す基準クロック信号に相当する。
【００４９】
図６（Ａ）において回路ブロック１３０は、１００ＭＨｚの基準クロック信号を４分周して２５ＭＨｚのタイミングでパルス信号を出力している。
【００５０】
本実施形態の回路ブロック１３０のカウンタ１３１は、カウント値を３→２→１→０とカウントダウンし、カウント値が０の期間だけＨレベルの出力信号を出力する。図６（Ａ）の状態で回路ブロック１３０から出力されるパルス信号が理想のパルス信号である。
【００５１】
図６（Ｂ）は、回路ブロック１３０に基準クロック信号をスペクトラム拡散した動作クロック信号と補正信号Ｐが供給された例を示している。本実施形態の回路ブロック１３０は、動作クロック信号と補正信号Ｐとが供給されると、カウンタ補正部１３２によりカウンタ１３１のカウント値が補正される。
【００５２】
カウンタ補正部１３２は、カウンタ１３１がカウント値を３→２→１→０とカウントダウンする際に、補正信号Ｐが有効である期間はカウンタ１３１のカウント値を１つ余分に進める。ただしカウンタ補正部１３２は、カウント値が０となるタイミングにおいてはカウント値を余分には進めず、次のカウント値を２からスタートする。
【００５３】
これにより、回路ブロック１３０から出力されるパルス信号の周期は一定とはならないものの、一定期間のパルスの個数は理想のパルス信号と同数となる。
【００５４】
尚図６は、動作クロック信号が基準クロック信号にダウンスプレットをかけたクロック信号としたが、スペクトラム拡散がセンタースプレッドであり、補正信号Ｐ（図５参照）を用いて補正を行う場合は、補正信号Ｐを用いた補正と逆の補正を行う。すなわち、カウンタ補正部１３２は、補正信号Ｐ１が有効の期間は、カウンタ１３１のカウント値の遷移を止め、生成されるタイミングを１サイクル分遅らせる。
【００５５】
尚本実施形態では、回路ブロック１３０で行われる処理を、パルス信号を生成して出力する処理として説明したが、これに限定されない。本実施形態は、回路ブロック１３０で実行される処理が動作クロック信号をカウントアップ（またはカウントダウン）するカウンタを用いる処理であれば、どのような処理に対しても適用可能である。
【００５６】
また本実施形態の回路ブロック１３０では、カウンタ補正部１３２によるカウンタ値の補正を行うか否かを選択可能であっても良い。例えば本実施形態では、回路ブロック１３０にカウンタ値の補正を行うか否かが設定されており、カウンタ補正部１３２はこの設定によりカウンタ値の補正を行うか否かを選択しても良い。この構成によれば、スペクトラム拡散の影響の大きさと、カウンタ値の補正を行う処理で生じる負荷とを考慮して、カウンタ値の補正を行うか否かを決定することができる。
【００５７】
以上に説明したように、本実施形態では補正信号を用いて補正を行うことにより、回路ブロック１３０の出力信号を理想のクロック信号（基準クロック信号）で動作した場合の出力信号に近づけることができ、スペクトラム拡散の影響を低減することができる。また本実施形態では、回路ブロック１３０と非同期の回路は補正信号生成部１２０のみである。よって本実施形態によれば、半導体集積回路１００は、スペクトラム拡散されたクロック信号を動作信号とする場合において、非同期回路の増大を抑えつつスペクトラム拡散の影響が低減された信号を出力することができる。
【００５８】
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態は、第一の実施形態で説明した半導体集積回路１００が搭載された画像形成装置である。以下の第二の実施形態において、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【００５９】
以下に、図７、図８を参照して本実施形態の画像形成装置について説明する。
【００６０】
図７は、第二の実施形態の画像形成装置２００の側面概略構成図であり、図８は、画像形成装置２００の要部を説明する平面図である。本実施形態の画像形成装置２００は液滴吐出ヘッドを有し、液滴吐出ヘッドから吐出されたインク滴により記録紙に画像を形成する。
【００６１】
本実施形態の画像形成装置２００は、フレーム２１を構成する左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド３１とステー３２とでキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって同じく図示しないタイミングベルトを介してキャリッジ主走査方向に移動走査する（図８参照）。
【００６２】
キャリッジ３３は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４を有する。記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドには、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータ等を液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたもの等がある。
【００６３】
本実施形態の画像形成装置２００では、記録ヘッド３４の有する全インク吐出口を同時に駆動させることができる。また本実施形態では、記録ヘッド３４の有する全インク吐出口を時間的に分割して駆動させることができる。全インク吐出口を同時に駆動させると、各全インク吐出口間のクロストークの影響による記録品質の低下や、一時的に大電流が必要になることによる電源の大容量化等の不利益が生じる場合があるが、時分割駆動することでこれらの不利益を避けることができる。
【００６４】
記録ヘッド３４はドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）２２を介して接続している。
【００６５】
またキャリッジ３３は、記録ヘッド３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク３５を搭載している。各色のサブタンク３５には、各色のインク供給チューブ３６を介してカートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。尚カートリッジ装填４には、インクカートリッジ１０内のインクを送液するための供給ポンプユニットが設けられている。インク供給チューブ３６は、這い回しの途中でフレーム２１を構成する後板２１Ｃに係止部材２５にて係止されて保持されている。
【００６６】
また本実施形態の画像形成装置２００は、給紙部として、用紙積載部（圧板）４１から記録媒体である用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び該給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備えている。分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００６７】
給紙部から給紙された用紙４２は、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とにより、記録ヘッド３４の下方側に送り込まれる。給送された用紙４２は、搬送ベルト５１により録ヘッド３４に対向する位置に搬送される。
【００６８】
搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように設けられている。搬送ベルト５１は、例えば抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、ＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層、表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。
【００６９】
帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表面に帯電させる。帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に所定の押圧力をかけている。尚搬送ローラ５２はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト５１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。
【００７０】
また搬送ベルト５１の裏側には、記録ヘッド３４による印写領域に対応してガイド部材５７が配置されている。ガイド部材５７は、上面を搬送ベルト５１を支持する２つのローラ（搬送ローラ５２とテンションローラ５３）の接線よりも記録ヘッド３４側に突出させることで搬送ベルト５１の高精度な平面性を維持している。
【００７１】
搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによって搬送ローラ５２が回転駆動されることによって、図８に示すベルト搬送方向（副走査方向）に周回移動する。
【００７２】
本実施形態の画像形成装置２００は、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するために、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロ６３とを備えている。また画像形成装置２００は、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。排紙ローラ６２と排紙コロ６３との間から排紙トレイ３までの高さは排紙トレイ３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
【００７３】
画像形成装置２００の背面部には、両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させ、再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００７４】
キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、図８に示すように、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構８１が配置されている。維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という）８２ａ〜８２ｄ（区別しないときは「キャップ８２」という）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４等を備えている。本実施形態ではキャップ８２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ８２ｂ〜８２ｄは保湿用キャップとしている。
【００７５】
維持回復機構８１による維持回復動作で生じる記録液の廃液、キャップ８２に排出されたインク、あるいはワイパーブレード８３に付着してワイパークリーナで除去されたインク、空吐出受け８４に空吐出されたインクは、図示しない廃液タンクに排出されて収容される。
【００７６】
キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、図８に示すように、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８が配置され、空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口８９等が備えられている。
【００７７】
画像形成装置２００の内部後方側には、ホストとの間でデータを送受するためのＵＳＢなどの通信回路部（インタフェース）が設けられている。また画像形成装置１００の内部後方側には画像形成装置２００全体の制御を司る制御部を構成する制御回路基板が設けられている。制御回路基板には、画像形成のみを制御する半導体集積回路等が実装されている。画像処理を行う半導体集積回路には、第一の実施形態で説明した半導体集積回路１００が適用される。画像処理を行う半導体集積回路の詳細は後述する。
【００７８】
以上の構成を有する画像形成装置２００において、給紙トレイ２から１枚ずつ分離給紙された用紙４２は、ガイド４５により略鉛直上方に案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送される。そして用紙４２は、更に先端を搬送ガイド４７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００７９】
このとき帯電ローラ５６には、図示しない制御回路によってＡＣバイアス供給部からプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、交番する電圧が印加されている。よって搬送ベルト５１は、交番する帯電電圧パターン、すなわち周回方向である副走査方向にプラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電された状態となる。この状態の搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００８０】
ここで画像形成装置２００は、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動させる。そして画像形成装置２００は、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。画像形成装置２００は、記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００８１】
また本実施形態の画像形成装置２００において、印字（記録）待機中のキャリッジ３３は維持回復機構８１側に移動されて、キャップ８２で記録ヘッド３４がキャッピングされ、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また画像形成装置２００では、キャップ８２で記録ヘッド３４をキャッピングした状態で図示しない吸引ポンプによってノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行う。さらに画像形成装置２００は、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。本実施形態の画像形成装置２００は、以上の構成により記録ヘッド３４の安定した吐出性能を維持する。
【００８２】
次に、図９を参照して記録ヘッド３４のヘッド構成の例について説明する。図９は、記録ヘッド３４のヘッド構成を説明するための図である。記録ヘッド３４は、ブラック（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクの各色の液滴を吐出するための４つのノズル列３４ｋ、３４ｃ、３４ｍ、３４ｙ（以下、区別しないときは「ノズル列３４Ｎ」という）を有する。ノズル列３４Ｎは、複数のノズル３４ｎにより形成される。
【００８３】
本実施形態の画像形成装置２００では、上記したキャリッジ３３の移動や記録ヘッド３４からのインク滴の吐出等の制御を行う半導体集積回路に第一の実施形態を適用した。
【００８４】
本実施形態の画像形成装置２００は、画像形成装置２００全体の制御を司る制御部を構成する制御回路基板を有する。この制御回路基板には、画像形成のみの制御を行う用途特定型半導体集積回路（ＡＳＩＣ；Application Specific Integrated Circuit）１００Ａが実装されている。
【００８５】
本実施形態の画像形成装置２００では、半導体集積回路１００Ａを搭載することにより、キャリッジ３３の移動や記録ヘッド３４からのインク滴の吐出等の制御を精度良く行うことができる。以下に本実施形態の画像形成装置２００の制御回路基板に実装された半導体集積回路１００Ａについて説明する。
【００８６】
図１０は、画像形成装置２００の有する半導体集積回路１００Ａを説明する図である。本実施形態の半導体集積回路１００Ａは、クロック信号供給部１１０と、補正信号生成部１２０と、回路ブロック１３０Ａ〜１３０Ｈを有する。クロック信号供給部１１０と補正信号生成部１２０とは、第一の実施形態で説明した通りである。クロック信号供給部１１０は、基準クロック信号と動作クロック信号とを供給する。補正信号生成部１２０は、基準クロック信号と動作クロック信号との位相差からスペクトラム拡散の影響を低減するための補正信号を生成する。
【００８７】
本実施形態の回路ブロック１３０Ａ〜１３０Ｈは、機能に対応した回路ブロックであり、動作クロック信号が供給されて動作する。
【００８８】
回路ブロック１３０Ａは、タイマ部である。回路ブロック１３０Ｂは、キャリッジ３３を移動させるモータ等の制御を行うモータ制御部である。回路ブロック１３０Ｃは、キャリッジ３３の位置、移動方向、移動速度等を検出するためのセンサからの信号を解析するセンサ解析部である。回路ブロック１３０Ｄは、記録ヘッド３４からインク滴を吐出させるために記録ヘッド３４を駆動させる駆動波形を出力する駆動波形出力部である。
【００８９】
回路ブロック１３０Ｅは、画像とされる入力データが入力されるデータ入力部である。回路ブロック１３０Ｆは、半導体集積回路１００Ａの動作を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）である。回路ブロック１３０Ｇは、入力データから画像形成するための画像処理を行う画像処理部である。回路ブロック１３０Ｈは、形成された画像データを出力する画像データ出力部である。
【００９０】
本実施形態の半導体集積回路１００Ａでは、特にタイマ部である回路ブロック１３０Ａ、モータ制御部である回路ブロック１３０Ｂ、センサ解析部である回路ブロック１３０Ｃ、駆動波形出力部である回路ブロック１３０Ｄにおいて、スペクトラム拡散の影響を低減することが好ましい。
【００９１】
例えばタイマ部では、短時間に精密な時間を計時したい場合にスペクトラム拡散の影響が好ましくない。モータ制御部では、モータを制御するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号のデューティ比がスペクトラム拡散に影響されるため好ましくない。センサ解析部では、センサからの入力信号の周期をカウントする際にスペクトラム拡散が影響するため好ましくない。駆動波形出力部では、出力される駆動波形にスペクトラム拡散により影響するため好ましくない。
【００９２】
よって本実施形態の半導体集積回路１００Ａの回路ブロック１３０Ａ〜１３０Ｄは、それぞれがカウンタ１３１に相当する図示しないカウンタと、このカウンタ値を補正するカウンタ補正手段（カウンタ補正部１３２に相当）とを有している。回路ブロック１３０Ａ〜１３０Ｄには、補正信号生成部１２０で生成された補正信号が供給され、カウンタ補正手段によりカウンタのカウント値が補正される。尚各回路ブロックにおけるカウント値の補正方法については第一の実施形態で説明した通りである。
【００９３】
本実施形態の半導体集積回路１００Ａにおける補正の例を以下に説明する。始めにセンサ解析部である回路ブロック１３０Ｃにおける補正について説明する。
【００９４】
図１１は、キャリッジとエンコーダセンサとの位置関係を説明する図である。図１１（Ａ）はキャリッジとエンコーダセンサとの位置関係を示す図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の部分拡大図である。図１２は、エンコーダセンサ９１の原理を模式的に表した図である。
【００９５】
エンコーダセンサ９１内には、光源９４と２つの受光素子Ａ、Ｂを有する。２つの受光素子Ａ、Ｂは１／４エンコーダ周期分だけ離れて配置されている。本実施形態の回路ブロック１３０Ｃは、それぞれの受光素子Ａ、Ｂの出力からキャリッジ３３の位置、移動方向、移動速度を検知することができる。
【００９６】
回路ブロック１３０Ｃにおいて、例えばキャリッジ３３の移動速度を求める場合、エンコーダ周期を測定する必要がある。本実施形態の回路ブロック１３０Ｃでは、エンコーダ周期の測定するエンコーダ周期測定用カウンタ（図示せず）を有し、エンコーダ周期測定用カウンタを用いてエンコーダ１周期の間のクロック数（動作クロック信号又は動作クロック信号を分周した信号）を測定する。本実施形態の回路ブロック１３０Ｃでは、エンコーダ周期測定用カウンタが第一の実施形態で説明したカウンタ１３１に相当するカウンタである。
【００９７】
回路ブロック１３０Ｃは、測定されたエンコーダ周期に基づきキャリッジの速度を算出し、サーボ制御によりキャリッジ速度を目標値に近づける制御を行う。このため測定されたエンコーダ周期に誤差が生じると、制御内容にも誤差が生じ、キャリッジ３３の移動において等速の制御を行う場合にも速度ぶれが発生する。
【００９８】
そこで本実施形態の回路ブロック１３０Ｃでは、エンコーダ周期測定用カウンタに対して、第一の実施形態の図６で説明したカウント値の補正を行うことで、エンコーダの周期を正しく検出することが可能となり、より精度の高い速度制御が可能となる。ここで本実施形態の回路ブロック１３０Ｃでは、エンコーダ周期測定用カウンタに対して第一の実施形態で説明した補正を行うことでエンコーダ周期を正しく検出することができる。
【００９９】
尚エンコーダ周期検知の誤差が最大となるのは、エンコーダ周期が動作クロック信号の変調周期の１／２の場合であり、そのような速度の場合において本実施形態を適用した場合はより効果を発揮する。
【０１００】
次に駆動波形出力部である回路ブロック１３０Ｄにおける補正について説明する。図１３は、記録ヘッド３４に対する駆動波形出力のタイミングを示す図である。
【０１０１】
図１３の例では、キャリッジ３３がガイドロッド３１に案内されて往復移動する際の往路と復路とにおいて、吐出されるインク滴の着弾位置（図１３の白丸）が主走査位置に同一となるようにエンコーダの出力パルス（図１２参照）の切り替わり位置から遅延時間Ｔｄだけ遅延させて駆動波形の出力を開始している。尚図示しないが、キャリッジ３３の加速中の印字やヘッド毎の組み付け誤差の補正のためにも駆動波形を遅延させる。遅延時間Ｔｄは、インク滴の吐出速度、キャリッジの移動速度、ノズル-紙面間の距離、インクの粘度等によって定められる値であり、予め回路ブロック１３０Ｄに設定されているものとした。
【０１０２】
回路ブロック１３０Ｄでは、図示しない遅延発生手段と、遅延発生用カウンタとを有する。この遅延発生手段は、例えば遅延発生用カウンタにより動作クロック信号をカウントして設定された遅延時間Ｔｄ分の遅延を発生させる。ここで動作クロック信号がスペクトラム拡散されている場合、遅延時間Ｔｄに誤差が生じる。
【０１０３】
誤差は、遅延時間Ｔｄの設定値がスペクトラム拡散の変調周期の１／２である場合に最大となる。この誤差は、着弾位置の精度劣化につながる。
【０１０４】
またキャリッジ３３の移動速度は、移動速度の速度変動とエンコーダセンサ９１の精度とを考慮して設定される必要がある。また記録ヘッド３４を駆動させる駆動波形では、ＮN番目の駆動波形とＮ＋１番目の駆動波形と重なってはならない。またＮ番目の駆動波形の出力が完了してからＮ＋１番目の駆動波形の出力を開始するまでに一定の期間を要する場合もある。よって、例えば遅延時間Ｔｄの設定値と実際の値とに誤差が生じると、その誤算の最悪値に合わせてキャリッジ速度を落とさなければならなくなる。
【０１０５】
本実施形態の回路ブロック１３０Ｄでは、遅延時間測定用カウンタが第一の実施形態で説明したカウンタ１３１に相当する。よって回路ブロック１３０Ｄの有する遅延時間測定用カウンタに対して第一の実施形態で説明したカウント値の補正を行うことで遅延時間を発生させるタイミングを補正することできる。このため、本実施形態の回路ブロック１３０Ｄでは、遅延時間Ｔｄの設定値と実際の値との誤差を低減できる。
【０１０６】
尚Ｎ番目の遅延時間Ｔｄの値に、Ｎ−１番目のエンコーダ周期の値を用いる場合があるが、その場合は、エンコーダ周期の検出の際に補正を行うことで、遅延時間Ｔｄの設定値と実際の値との誤差を低減できる。
【０１０７】
また駆動波形出力部である回路ブロック１３０Ｄでは、スペクトラム拡散が駆動波形に悪影響を及ぼす場合がある。図１４は、スペクトラム拡散が駆動波形に及ぼす悪影響を説明するための図である。
【０１０８】
図１４の例は、記録ヘッド３４からのインク滴の吐出周期がＳＳＣＧによる基準クロック信号の変調周期の１／２である場合を示している。この場合、動作クロック信号の拡散の変化（速い／遅い）が１サイクルする間にインク滴が２回吐出される。この条件では、画質の劣化は最大となる。
【０１０９】
以下に、動作クロック信号の拡散が駆動波形に与える悪影響について説明する。
【０１１０】
駆動波形の出力の開始はエンコーダ信号により制御される。よって駆動波形の出力に粗密が発生し、駆動波形が出力されない期間が発生する。この期間が無駄な期間となり、キャリッジ３３の移動速度を低下させる要因となる。また駆動波形の出力の粗密がインク吐出位置（図の□部分）に影響し、画質を劣化させる。さらに駆動波形の変化が急峻であるほどインク滴の速度が速くなるため、着弾位置（図の○部分）はさらに劣化する。
【０１１１】
本実施形態では、回路ブロック１３０ＤをＤＡ変換器で構成することにより上記の悪影響も改善することができる。
【０１１２】
通常ＤＡ変換器の周期は動作クロック信号の周期に対して遅いため、動作クロック信号を図示しないＤＡ周期生成用カウンタで分周してＤＡ周期を生成する。本実施形態の回路ブロック１３０Ｄでは、ＤＡ周期生成用カウンタが第一の実施形態で説明したカウンタ１３１に相当する。よって回路ブロック１３０Ｄの有するＤＡ周期生成用カウンタに対して第一の実施形態で説明したカウント値の補正を行うことで、駆動波形の出力において粗密を低減でき、上述の悪影響は改善される。
【０１１３】
以上に説明したように、本実施形態の画像形成装置２００においても、スペクトラム拡散されたクロック信号を動作信号とする場合において、非同期回路の増大を抑えつつスペクトラム拡散の影響が低減された信号を出力することができる。
【０１１４】
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１００、１００Ａ  半導体集積回路
１１０  クロック信号供給部
１２０  補正信号生成部
１３０、１３０Ａ〜１３０Ｈ  回路ブロック
２００  画像形成装置
【図１】
2010160588.tif 000003
【図２】
2010160588.tif 000004
【図３】
2010160588.tif 000005
【図４】
2010160588.tif 000006
【図５】
2010160588.tif 000007
【図６】
2010160588.tif 000008
【図７】
2010160588.tif 000009
【図８】
2010160588.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2010160588.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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