(57)【要約】【課題】画質が良く、放射ノイズの少ないプリンタコントローラを提供すること。【解決手段】プリンタエンジンにビデオ信号を出力するプリンタコントローラであって、  発振素子が出力する固定周波数のクロック信号から所定の周期で変調したクロックを生成する周波数拡散回路と、前記周波数拡散回路によって生成されたクロック信号を基本クロックとして動作するＣＰＵとメモリから構成される回路ブロックと、発振素子が出力する固定周波数のクロック信号からプリンタエンジンにビデオ信号を出力する際の同期信号であるビデオクロックを生成する手段と、を備え、ビデオクロックの高調波スペクトラムとシステムクロックの高調波スペクトラムの重なりを少なくすることによって、プリンタコントローラから放射するノイズのピークエネルギーを小さくすることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリンタエンジンにビデオ信号を出力するプリンタコントローラであって、
発振素子が出力する固定周波数のクロック信号から所定の周期で変調したクロックを生成する周波数拡散回路と、
前記周波数拡散回路によって生成されたクロック信号を基本クロックとして動作するＣＰＵとメモリから構成される回路ブロックと、
発振素子が出力する固定周波数のクロック信号からプリンタエンジンにビデオ信号を出力する際の同期信号であるビデオクロックを生成する手段と、
を備え、
ビデオクロックの高調波スペクトラムとシステムクロックの高調波スペクトラムの重なりを少なくすることによって、プリンタコントローラから放射するノイズのピークエネルギーを小さくすることを特徴とするプリンタコントローラ。
【請求項２】
前記周波数拡散回路は、周波数拡散プロファイルを変更することにより、周波数拡散変調後のクロック波形の高調波スペクトラム波形形状を変更することを特徴とする請求項１記載のプリンタコントローラ。
【請求項３】
前記周波数拡散回路の周波数拡散プロファイルの設定は、外部から任意に選択可能になっていることを特徴とする請求項２記載のプリンタコントローラ。
【請求項４】
前記周波数拡散回路は、変調速度を変更することで高調波スペクトラム波形形状を変更することを特徴とする請求項１記載のプリンタコントローラ。
【請求項５】
前記周波数拡散回路によって生成するクロック波形の高調波スペクトラム波形形状と、前記周波数拡散プロファイル設定入力との関連付けを記憶させておく手段を備えることを特徴とする請求項３又は４記載のプリンタコントローラ。
【請求項６】
前記ビデオクロック生成手段は、キャリブレーション動作から得たプリンタエンジン固体と合わせ込んだ最適なビデオクロックをＰＬＬ回路によって生成することを特徴とする請求項１記載のプリンタコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数拡散回路を用いたビデオインターフェースを備えるプリンタコントローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ等の画像出力装置においても、高密度化及びデジタル化の進展とともに、より一層の放射ノイズエネルギー（ＥＭＩノイズ）の削減を施すことが望まれている。この放射ノイズエネルギーは、デジタル回路におけるクロック信号の高調波エネルギーが機器外に放出することによって発生する。
【０００３】
ＥＭＩノイズは、通常数百ＭＨｚまでの高調波成分を含んでおり、ノイズ発生源と伝播経路の特性を考慮し、電気回路と実装構造の両面で総合的に設計段階から作り込むことで必要である。又、部品の選定や配線方法を工夫することによってＥＭＩノイズの低減を図るとともに、フィルタ、筐体、フェライトビーズ等の対策を施すことによって、機器からの放射ノイズ低減を図っていた。
【０００４】
しかし、フィルタ、筐体、フェライトビーズ等でＥＭＩ対策を施す方法では、複雑な設計が要求され、又、余分なコストが発生したりして、製品開発に占める負担が大きくなる。又、プリンタの高速化に伴い、ＥＭＩ対策に要するコスト負担もより大きくなる方向にある。
【０００５】
そこで、この機器からの放射ノイズを低減する目的で、周波数拡散回路が使われることが多くなってきている。周波数拡散回路とは、水晶振動子等の発振素子から得られる固定周波数のクロック信号を、±数パーセントの割合で一定周期で変化させることによって、固定クロックによって生成される特定周波数の放射ノイズエネルギーを低減する技術を採用した回路である。このような回路を使用することによって、特定周波数に偏っていたエネルギーを分散させることが可能になり、その結果として、機器から放射するノイズエネルギーピークが減少する。
【０００６】
周波数拡散回路について図を用いて説明する。
【０００７】
図１は６０ＭＨｚのクロック信号に±１％、２５ＫＨｚの拡散変調を掛けた場合の周波数と時間との関係を示したグラフである。入力周波数６０ＭＨｚを中心として、上限は６０＋１％＝６０．６ＭＨｚ、下限は６０−１％＝５９．４ＭＨｚの間を、２５ＫＨｚの周期で周波数が変化することを示している。
【０００８】
図２は変調前後でのクロック信号のスペクトラム波形を示したものである。
【０００９】
変調前のクロック信号（今回の場合は６０ＭＨｚ）のエネルギーピークが、拡散変調後に低減することを示している。このことが、６０ＭＨｚのｎ（ｎ＝１，２，３，…）次の高調波全てにおいて見られる。これが、周波数拡散回路を使用することによって、放射ノイズのピーク値が下がる原理である。
【００１０】
この技術を利用して、例えば特許文献１のように、クロック信号発生手段毎に異なる周波数拡散変調を行うことにより拡散波形プロファイルの異なるクロック信号を４色のヘッドユニットに供給することによってＥＭＩノイズを低減させるようなプリンタがある（特許文献１）。
【００１１】
ところが周波数拡散回路を使用するプリンタに固有の事情として、画像処理を行う回路には周波数拡散回路を使用することでＥＭＩノイズを低減させることは有効であるが、画像データをビデオ信号に変換してプリンタエンジンに送る際の基準クロックであるところのビデオクロックには周波数拡散は使用したくないという事情がある。なぜならば、ビデオクロックが周波数拡散してしまうことによって、印字される画像の画質が低下してしまうからである。
【００１２】
例えば、レーザビームプリンタであれば、キャリブレーション動作というものが行われる。このキャリブレーション動作を行うことによって、プリンタエンジンのメカニカルな部品の公差、カートリッジの公差等を吸収して全色の印字位置を合わせこむことが可能になっている。キャリブレーション動作の結果、各色のビデオクロック信号の周波数を微調整し、尚且つ、クロックジッタを少なくすることで初めて、全色の印字位置が合わせこまれた美しい画像を得ることが可能になる。
【００１３】
ビデオクロック信号を周波数拡散してしまうということは、前述したこととは全く相反することであり、印字される画像は揺らいだものとしてしまうのである。このため、特許文献２のように、ビデオクロック信号に周波数拡散したものを使用しても画質が落ちないように工夫をしているプリンタがある。なぜならば、ＥＭＩノイズのピークレベルを下げ規格値内に納めることが必須の命題となっているからである。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−３１６４３６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８０５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記従来例においても、結局はビデオクロック信号には周波数拡散を行ったものを使用しているため、固定周波数を使用したときと比較すると画質が低下してしまうことは否めない。これを避けるために、画像処理回路側のみ周波数拡散クロックを使用し、ビデオクロックはジッタの少ない固定周波数とするのが一般的ではあるが、キャリブレーションの結果によってビデオクロックの周波数が微妙に変化するため、場合によってはビデオクロックの高調波スペクトラムと画像処理回路側の周波数拡散クロックの高調波スペクトラムが重なりあってしまうことがある。その結果、ＥＭＩノイズのピーク値は、画像処理回路において周波数拡散クロックを使用しているにも拘らず、余り下がらないという状況が生じるという欠点があった。
【００１６】
そこで、本発明は、ビデオクロックの高調波スペクトラムとシステムクロックの高調波スペクトラムを重ならないようにすることにより、放射するノイズのピークエネルギーを小さくし、画質が良く、放射ノイズの少ないプリンタコントローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述の目的を達成するために、本発明のプリンタコントローラにおいては、周波数拡散プロファイルを変更することによって周波数拡散変調後のクロック波形の高調波スペクトラム波形形状を変更するような周波数拡散回路であり、その周波数拡散プロファイルを外部から任意に選択可能にすることによって、ビデオクロックの高調波スペクトラムとシステムクロックの高調波スペクトラムが重なり放射ノイズピークが高くなってしまう時は、画像処理回路の基本クロックの周波数拡散プロファイルを変更することでビデオクロックの高調波スペクトラムとシステムクロックの高調波スペクトラムが重なりを少なくするように動作する。
【００１８】
そのことによって、プリンタコントローラから放射するノイズのピークエネルギーが小さくなるので、画質を落とすことなくノイズ放射エネルギーをは小さくすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、キャリブレーション動作の結果を受けて行ったビデオクロックの微調整後の固定周波数の高調波スペクトラム波形と、画像処理回路で使用する周波数拡散クロックの高調波スペクトラム波形が重なりを少なくすることによって、画質が良く、放射ノイズの少ないプリンタを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
＜装置説明＞
図３は本発明におけるプリンタコントローラ及びプリンタエンジンのシステム構成を示す図である。
【００２２】
図３において、３００は本発明のプリンタコントローラであり、ホストコンピュータから送られてきた印刷ジョブデータからプリンタエンジンに出力するためのイメージデータを生成し、ビデオ信号でプリンタエンジン３２０に送信する。
【００２３】
３２０はプリンタエンジンであり、コントローラ３００から送られてきたイメージデータを印刷物へ印字処理を行う。コントローラ３００とエンジン３２０から、プリンタは構成されている。
【００２４】
次に、プリンタコントローラ３００の内部について説明する。
【００２５】
コントローラ３００は主として、ＣＰＵ３０１、ＳＤＲＡＭ（メモリ）３０２、ＡＳＩＣ３０３、水晶振動子３０４，３０５を備えている。
【００２６】
ＡＳＩＣ３０３内には、大規模で複雑な回路がインプリメントされているが、ここでは発明に関連する主だった部分のみ抽出してある。ＣＰＵ３０１とのｉ／ｆを行うＣＰＵｉ／ｆ３０６、システムクロック用周波数拡散回路であるところのＳＳＣＧ３０７、ＰＬＬ回路であってプリンタエンジン３２０に送信するビデオ信号の同期信号であるところのビデオクロックの生成回路３０８、ＣＰＵ３０１で生成したイメージデータの各画素の階調処理を行うＰＷＭ３０９、プリンタエンジン３２０との各種コマンドの受け渡し、ビデオ信号化されたイメージデータの送信を行うエンジンｉ／ｆ３１０である。
【００２７】
更には、システムクロックを生成するためにのシステムクロックの源発振であるところの水晶振動子３０４、ビデオクロックを生成するための源発振であるところの水晶振動子３０５等から構成されている。但し、ＡＳＩＣ３０３で実現している機能は、個別のＬＳＩ等で実現しても何ら問題とはなるものではない。
【００２８】
ＣＰＵ３０１、ＳＤＲＡＭ３０２、ＡＳＩＣ３０３は、ＳＳＣＧ３０７で生成された周波数拡散の掛かったシステムクロックに同期して動作している。
【００２９】
又、ビデオクロック生成回路３０８で生成されるビデオクロックは、画質を決める重要なアイテムとなるもので、ジッタが少なく且つ微細に周波数の調整が可能でなければならない。プリンタエンジンは、メカニカルな機構から構成されており、取り外し式のカートリッジでトナーを供給する等の関係上、画質を上げるためには、個々の固体に合わせ込むキャリブレーション動作が必須である。このキャリブレーション動作の結果、各色の印刷位置の合わせ込みが行われる。そのためには、ビデオクロック周波数を微調整することになるため、高精度のＰＬＬが必須となる。
【００３０】
設計者は通常、システムクロック及びビデオクロックのｎ次高調波スペクトラムが重なり合わないような設計を行う。スペクトラムが重なるとそれは即ち２つのクロックのエネルギーが足し合わされることとなり、放射ノイズピーク値が上がってしまうからである。故に、キャリブレーション前の状態においては、スペクトラムが重なることは通常はない。
【００３１】
ＳＳＣＧ３０７は、異なるプロファイルの周波数拡散スペクトラムを出力する機能を備えている。周波数拡散スペクトラム波形の形状を変更するには、拡散巾を変える、変調周期を変える、等の手法が考えられる。
【００３２】
しかしながら、それらの方法ではシステムクロックで動作するＣＰＵ３００やメモリ３０１、ＡＳＩＣ３０３の誤動作を生み易いという欠点がある。従って、拡散巾や変調周期を変えるのではなく、変調速度を変えて拡散波形の形状を変える手法を採る。図４−２に示すものが基本のスペクトラム形状である。これは図４−１のような周波数拡散を行って得られるもので、周波数拡散変調速度を最適化することによって、ピークの無いフラットな周波数拡散スペクトラム波形を得ることがてできる。
【００３３】
ところが、例えば図５−１のような周波数変調を行うと、図５−２のような拡散スペクトラムとなる。又、図６−１のような周波数変調行うと、図６−２のような拡散スペクトラムとなる。拡散変調速度の微妙な変化によって、トータルな発生エネルギー量には変化はないが周波数に対しての高低差が出るようになるのである。これは、変調の際の周波数とある周波数に滞在する時間の差に関連して起きる現象である。
【００３４】
ここでＳＳＣＧ３０７は、前述したような複数の周波数拡散スペクトラムのどのプロファイルを出力するかの選択を、外部からの設定によって変更することが可能となっている。ＣＰＵ３００が、ＳＳＣＧ３０７の外部端子を設定することによって、周波数拡散波形のスペクトラム波形形状を変更することができるのである。ＳＳＣＧ３０７のプロファイル設定用の端子設定と、スペクトラム波形のプロファイルの相関テーブルは、ＡＳＩＣ３０３内に保持されている。
【００３５】
＜動作説明＞
プリンタコントローラ３００は、ホストコンピュータから送られて来た印刷ジョブデータから、プリンタエンジン３２０に送出するためのイメージデータを生成する。この時は、プリンタコントローラ３００の中では画像処理の作業のためにＣＰＵ３０２、ＡＳＩＣ３０３の回路ブロックが動作する。そのため、この回路ブロックからは、周波数拡散の掛かったシステムクロックの高調波スペクトラムが発生することとなり、図２の変調後のスペクトラム波形が基本周波数（今回例では６０ＭＨｚ）のｎ次高調波毎に観測される。
【００３６】
同時に、ビデオクロック生成回路３０８においては、プリンタ固体に適合したビデオクロックが生成されている。このビデオクロックにおいても同様に、ビデオクロック周波数のｎ次毎に高調波スペクトラムが観測される。
【００３７】
前述したように、プリンタはキャリブレーション動作を行うため、固体固体により微妙にビデオクロックは異なっている。このため、場合によっては図７−１に示すようにシステムクロックのスペクトラム波形とビデオクロックのスペクトラム波形のｎ次高調波において重なり合ってしまう可能性がある。この場合、図７−２に示すように、放射ノイズのエネルギーピークは両者の足し算となってしまうため、可成り強いものとなってしまう。数値で示すと、最適化された周波数拡散のスペクトラムのエネルギー値をｘ（ｄＢｕＶ／ｍ）、ビデオクロックのスペクトラムのエネルギー値をｙ（ｄＢｕＶ／ｍ）とすると、ｘ＋ｙ（ｄＢｕＶ／ｍ）となる。
【００３８】
そこで、この場合の対策をＣＰＵ３０１は次のようにして行う。
【００３９】
ＣＰＵ３０１は、キャリブレーションの結果、ビデオクロック生成回路３０８を設定にいくため、当然、ビデオクロックの現在の周波数設定を知っている。その設定周波数と、ＡＳＩＣ３０３に記憶させてあるプロファイルテーブルを参照し、ビデオクロック周波数のｎ次高調波と周波数拡散波形スペクトラムの重なりが少なくなるようなプロファイルを選択し、ＳＳＣＧ３０７の端子を設定する。例えば、図６−２で示すプロファイルを選択することによって、ビデオクロックと画像処理クロックの拡散周波数の重なり合ったスペクトラムは図８のようになる。図７−２と比較すれば、スペクトラムのピーク値が激減していることは明白である。プロファイルを変更したことで下がったスペクトラムのエネルギー値ｚ（ｄＢｕＶ／ｍ）の分だけ、ピーク値が下がるのである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】周波数拡散回路における周波数と時間の関係の一例を示す図である。
【図２】周波数拡散回路における周波数拡散変調前後でのスペクトラム波形形状の差異の一例を示す図である。
【図３】本発明のプリンタの内部の一例を示すブロック図である。
【図４−１】周波数拡散回路における周波数と時間の関係の一例を示す図である。
【図４−２】周波数拡散プロファイルの一例を示す図である。
【図５−１】周波数拡散回路における周波数と時間の関係の一例を示す図である。
【図５−２】周波数拡散プロファイルの一例を示す図である。
【図６−１】周波数拡散回路における周波数と時間の関係の一例を示す図である。
【図６−２】周波数拡散プロファイルの一例を示す図である。
【図７−１】システムクロック／ビデオクロックのスペクトラム波形の一例を示す図である。
【図７−２】システムクロック／ビデオクロックの合成スペクトラムを示す図である。
【図８】本発明の主題であるシステムクロック／ビデオクロックの合成スペクトラムを示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
３００  プリンタコントローラ
３０１  ＣＰＵ
３０２  ＳＤＲＡＭ
３０３  ＡＳＩＣ
３０４  水晶振動子
３０５  水晶振動子
３０６  ＣＰＵｉ／ｆ
３０７  ＳＳＣＧ
３０８  ビデオクロック生成ＰＬＬ
３０９  ＰＷＭ
３１０  エンジンｉ／ｆ
３２０  プリンタエンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６−１】
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【図６−２】
2006167983.tif 000011
【図７−１】
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【図７−２】
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【図８】
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