(57)【要約】【課題】レーザプリンタは、各種の整列上の課題を抱えている。【解決手段】カラーレーザプリンタにおいて、課題はより深刻である。ミラーからドラムまでの距離における多様性は、サイズが異なって異なるカラー平面に並ぶことがある。ミラー面における角度の多様性は、ライン間の整列上の課題を引起すことがある。ドットクロックとライン指示の開始との間の同期が失敗しても、行間における不整列を引起すことがある。また、コサイン歪みは、単一ラインのレーザスキャンの非固定線形速度により生じる。高速マスタクロックは、レーザスキャンユニットを駆動することができる。高速クロックを用いることで、制御回路は、クロックサイクルを適切にカウントし、それをレーザモジュレータに指示することにより、多くのこれら歪みタイプを補う解像度を有する。【選択図】図６
2011037267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザエンジンを駆動するためのエンジンコントローラであって、
複数のマスタクロックサイクルを含むマスタクロック信号を生成するマスタクロックと、
マスタクロック信号を受信して、レーザエンジンにドットを生成することを命令する信号を生成するよう動作可能なレーザモジュレータと、
レーザモジュレータを制御するよう動作可能な画像制御回路と、
クロック信号を受信して、レーザモジュレータにドット境界を信号伝達するよう動作可能なデジタル微分解析器（ＤＤＡ）と
を具備することを特徴とするエンジンコントローラ。
【請求項２】
クロック信号は、マスタクロック信号であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンコントローラ。
【請求項３】
マスタクロック信号に接続され、複数の遅いクロックサイクルを含む遅いクロック信号を生成する周波数分配器をさらに具備し、
クロック信号は、遅いクロック信号であり、ＤＤＡは、どのマスタクロックサイクル後に所定のドット境界が現在の遅いクロックサイクル中に発生するかを指示することによって、レーザモジュレータにドット境界を信号伝達することを特徴とする請求項１に記載のエンジンコントローラ。
【請求項４】
ドットの所定部分におけるマスタクロックサイクル数を指示することによって、レーザをオンまたはオフするかをレーザモジュレータに信号伝達するよう動作可能なカウンタ論理回路をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のエンジンコントローラ。
【請求項５】
ＤＤＡは、ドット期間のマスタクロックサイクル数をカウントすることを特徴とする請求項１に記載のエンジンコントローラ。
【請求項６】
ＤＤＡは、パイプラインされた第１のＤＤＡであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンコントローラ。
【請求項７】
レーザプリンタであって、
複数のレーザスキャンユニットを含み、各スキャンユニットは、対応するカラーを有するレーザエンジンと、
複数のマスタクロックサイクルを含むマスタクロック信号を生成するマスタクロックと、
レーザスキャンユニットを駆動するエンジンコントローラと
を具備し、エンジンコントローラは、
各々が複数のレーザスキャンユニットの中で１つのレーザスキャンユニットに関連付けられ、各々がマスタクロック信号を受信し、対応するカラーにそれぞれ関連付けられたドットを生成することをレーザエンジンに命令する信号を生成するよう動作可能である、複数のレーザモジュレータと、
各々が複数のレーザモジュレータの中で１つのレーザモジュレータに関連付けられ、各々が前記レーザモジュレータを制御するよう動作可能な、複数の画像制御回路と、
各々が複数のレーザモジュレータの中で１つのレーザモジュレータに関連付けられ、各々がクロック信号を受信し、前記レーザモジュレータにドット境界を信号伝達するよう動作可能な、複数のＤＤＡと
を具備することを特徴とするレーザプリンタ。
【請求項８】
クロック信号は、マスタクロック信号であることを特徴とする請求項７に記載のレーザプリンタ。
【請求項９】
マスタクロック信号に接続され、複数の遅いクロックサイクルを含む遅いクロック信号を生成する周波数分配器をさらに具備し、
クロック信号は、遅いクロック信号であり、
各ＤＤＡは、どのマスタクロックサイクル後に所定のドット境界が現在の遅いクロックサイクル中に発生するかを指示することによって、レーザモジュレータにドット境界を信号伝達することを特徴とする請求項７に記載のレーザプリンタ。
【請求項１０】
エンジンコントローラは、
各々が複数のレーザモジュレータの中で１つのレーザモジュレータに関連付けられ、各々がドットの所定部分におけるマスタクロックサイクル数を指示することによって、レーザをオンまたはオフするかを前記レーザモジュレータに信号伝達するよう動作可能な、複数のカウンタ論理回路をさらに具備することを特徴とする請求項７に記載のエンジンコントローラ。
【請求項１１】
各ＤＤＡは、ドット期間のマスタクロックサイクル数をカウントすることを特徴とする請求項１に記載のエンジンコントローラ。
【請求項１２】
各ＤＤＡは、パイプラインされた第１のＤＤＡであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンコントローラ。
【請求項１３】
複数のレーザスキャンユニットは、
シアンに対応するレーザスキャンユニットと、
マゼンタに対応するレーザスキャンユニットと、
イエローに対応するレーザスキャンユニットと、
ブラックに対応するレーザスキャンユニットと
を具備することを特徴とする請求項７に記載のレーザプリンタ。
【請求項１４】
ドット境界を指示する方法であって、
サイクルのシーケンスを有するマスタクロック信号を受信する過程と、
マスタクロック信号のサイクルをカウントする過程と、
マスタクロック信号のサイクル数が所定数に達する時にドット境界を指示する過程と
を具備することを特徴とする方法。
【請求項１５】
サイクルをカウントする過程は、マスタクロックのｎサイクル毎に発生し、ドット境界を指示する過程は、どのマスタクロックのサイクル後にドット境界がマスタクロックの次のｎサイクルで発生するかを決定する過程を具備することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
サイクルのカウントを開始する前に、ラインパルスの開始を待つ過程をさらに具備することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
レーザエンジンを駆動するためのエンジンコントローラであって、
周波数分配器を具備し、周波数分配器は、
入力および出力を有するＸＯＲゲートと、
ＸＯＲゲートの出力をラッチするよう構成されたマスタクロック信号によって駆動されるラッチと、
入力値を有するパイプラインＤＤＡと
を具備し、
ＸＯＲゲートの入力は、パイプラインＤＤＡに接続され、
パイプラインＤＤＡは、マスタクロック信号によって駆動されるラッチと、加算器と、マスタクロック信号によって駆動されるパイプラインラッチとをそれぞれ含む複数のステージを具備し、
パイプラインラッチは、加算器のキャリー出力をラッチし、後続ステージの加算器に接続され、
入力値は、分配因数によって分配された２Ｓに等しく、Ｓは、ＤＤＡのステージ数であることを特徴とするエンジンコントローラ。
【請求項１８】
複数のマスタクロックサイクルを含むマスタクロック信号を生成するマスタクロックと、
マスタクロック信号を受信し、ドットを生成することをレーザエンジンに命令する信号を生成するよう動作可能なレーザモジュレータと、
レーザモジュレータを制御し、ＸＯＲゲートの出力を受信するよう動作可能な制御回路と
をさらに具備し、ＸＯＲゲートの出力は、所望のドットクロック周波数と実質的に等しい周波数を有することを特徴とする請求項１７に記載のエンジンコントローラ。
【請求項１９】
マスタクロック信号を受信し、遅いクロック信号を生成するよう動作可能な第２の周波数分配器と、
マスタクロック信号を受信し、第２のドットを生成することをレーザエンジンに命令する信号を生成するよう動作可能な第２のレーザモジュレータと、
第２のレーザモジュレータを制御し、遅いクロック信号を受信するよう動作可能な第２の制御回路と
をさらに具備し、遅いクロック信号は、第２の所望のドットクロック周波数と実質的に等しい周波数を有することを特徴とする請求項１８に記載のエンジンコントローラ。
【請求項２０】
所望のドットクロック周波数は、第１の多角形ミラーからドラムまでの距離の関数であり、第２の所望のドットクロック周波数は、第２の多角形ミラーからドラムまでの距離の関数であることを特徴とする請求項１９に記載のエンジンコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザプリンタに用いるようなレーザスキャン装置に関し、具体的には、レーザスキャン装置を整列するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のモノクロレーザプリンタ１００を示す。レーザ１０２は、一般に多角形ミラーであるが、いくつかの実装ではプリズムであるミラー１０４を介して向けられる。感光ドラム１０６は、コロナワイヤ１０８によって回転する時に帯電する。レーザ１０２は、ドラム１０６上に小さなスポットを放射する。トナーホッパ１１０およびデベロッパロール１１２は、帯電したトナーをドラム１０６上に堆積する。トナーは、ドラム１０６と同じ電荷で帯電されるので、トナーは、レーザ１０２によって生成された放射スポットに付着するだけである。一枚の用紙のような媒体１１４が通過すると、ドラム１０６とは反対に帯電するので、トナーは、媒体１１４に移される。定着器１１６は、メディア１１４にトナーを定着する。
【０００３】
代替の手法は、ドラムとは反対の電荷でトナーを帯電することである。この場合、トナーは、電荷によって反発されるよりむしろ、ドラム上の電荷へ引かれる。この場合、レーザは、トナーを置くべきでない場所でドラムを放射する。
【０００４】
レーザ、ミラーおよび他の光学構成要素は、集合的に“レーザスキャンユニット”または“光学ユニット”として言及される。レーザスキャンユニットは、感光ドラム、定着器および他の機械部品と共に、集合的に“レーザエンジン”として言及される。レーザスキャンユニットを含むレーザエンジンを駆動する電子部品は一般に、“エンジンコントローラ”として言及される。
【０００５】
カラーレーザプリンタの動作は、モノクロプリンタと類似するが、プロセスは、使用されるカラー毎に反復される。従来のカラーレーザプリンタは、黒と共にシアン、イエローおよびマゼンタの原色を採用する４カラー印刷モデル（“ＣＹＭＫ”カラーモデル）を使用する。従来のレーザプリンタは、４つのシーケンシャルパスで単一の感光ドラム上に４つのカラーを書き込む単一のレーザを用いた。これは、同一のレーザスキャンユニットが各カラーを書き込むのに使用されるので、カラー平面の完璧な整列を保証した。
【０００６】
これらのシーケンシャルプリンタの欠点は、４つの別個のパスを要する場合、単一のパス上でページを印刷するより４倍の時間かかることがある点である。単一のパスにおいて４つのＣＹＭＫカラー平面のそれぞれを暴露するために４つのレーザスキャンユニットを使用することによって、比較的早い印刷が達成される。特定の実装では、これら単一パスのプリンタ（“インラインプリンタ”としても知られる）は、各レーザスキャンユニットに対応する感光ドラムを含む、完全な印刷ユニットを含む。
【０００７】
インラインプリンタは、カラー平面の整列に対してさらに複雑性を有する。例えば色平面のレジストレーションの失敗、歪み、またはサイズの不一致に起因する、不適切に整列された色平面は、印刷品質を低下させ、カラーの新聞コミックの下手に印刷されたコピーに類似するアーチファクトを生む。
【０００８】
インラインプリンタを用いると、各レーザスキャンユニットの位置は、カラー平面の整列に悪影響を与える。例えば、各レーザスキャンユニットとドラムとの間の距離は、僅かに変化することがあり、僅かに異なる色平面の大きさをもたらし、それは、適切なレジストレーションによって調整できない。結果としての影響は、ページ上のどこかでカラーの異常が発生する。
【０００９】
図２は、ドラムから僅かに異なる距離における２つのレーザスキャンユニットを図示する。レーザ２０２は、ドラム２０６上へミラー２０４（またはプリズム）によって向けられたパルスを送信する。ミラー２０４からドラム２０６までの距離は、ｘとして示される。ドラム２０６上で生成されたスキャンラインは、長さｙを有する。レーザ２１２は、ドラム２１６（または代替の実装ではドラム２０６）上へミラー２１４によって向けられたパルスを送信する。ミラー２１４からドラム２１６までの距離は、ｘ+δとして示される。このレーザスキャンユニットからの結果的なスキャンラインは、ｙ+εとして示される。レーザ２０２および２１２が同一のドットクロックまたは同一の周波数で変調された場合、三角形ＡＢＣおよびＤＥＦは、類似の三角形である。この場合、δが長さｘの１／４％である場合、結果的なエラーεは、長さｙの１／４％であり、それは、１インチあたり６００ドットで８  １／２インチ幅の標準レターサイズのページ上で、スキャンラインの端において６ドットの不一致である。
【００１０】
周知の較正手法は、印刷されたスキャンラインのエラーを測定して訂正するのに使用されてもよい。１つの手法は、レーザスキャンユニットとドラムとの間の距離を機械的に調整することである。これは、比較的高価なことがある自動較正に対して、手動調整またはモータ制御の調整を要することが多い。もう１つの方法は、“偽の”追加ドットを挿入し、または系統的方法でドットを除去し、スキャンラインにおける差を補い、最終的に印刷ページ全体にわたって異常を隠すことである。この手法で困難なことは、ドットの削除および挿入が、各印刷されたスキャンライン上の不一致なドットの不均一性に起因して可視されうることである。
【００１１】
もう１つの解決策は、レーザ書き込み周波数を増加または低減して、印刷されたスキャンラインを狭め、または拡げることである。レーザ書き込み周波数は通常、位相ロックループ（ＰＬＬ）の周波数合成を用いて実装される。ＰＬＬは、周波数を合成する従来の方法であるが、比較的高価である。
【００１２】
いくつかのインラインカラープリンタは、レーザスキャンユニットの構成要素を共有する。例えば、４つのレーザスキャンユニットは、単一の多角形ミラーを共有でき、図２で上記説明した整列上の課題を低減できる。しかし、他のレーザプリンタは、２つのミラーを有し、そこで２つのレーザスキャンユニットは、ミラーを共有する。この場合、整列上の課題が未だ存在する。
【００１３】
図３は、レーザスキャンユニット毎にＰＬＬを用いる別個のクロック回路を用いる、ＣＹＭＫレーザ印刷装置の典型的な電気的実装を図示する。カラー毎に、レーザは、ドットが書き込まれるかを位置毎に制御する制御回路によって変調される。本開示において用語上の目的で、各レーザは、カラーに関連付けられ、そのカラーによって言及される。これは、レーザが実際にその色を生成することを意味しない。例えば、以下に説明するシアンレーザは、感光ドラム上にシアンカラー平面を暴露するのに用いるレーザと呼ばれるのであり、シアンレーザがシアンカラービームを生成するのではない。制御回路は、ＰＬＬ回路を含むドットクロックによって調整される。例えば、シアンレーザ３０２は、ＰＬＬ回路３０８を含むドットクロック３０６を用いる制御回路３０４によって制御される。イエローレーザ３１２は、ＰＬＬ回路３２２を含むドットクロック３１６を用いる制御回路３１４によって制御され、マゼンタレーザ３２２は、ＰＬＬ回路３２８を含むドットクロック３２６を用いる制御回路３２４によって制御される。最後に、ブラックレーザ３３２は、ＰＬＬ回路３３８を含むドットクロック３３６を用いる制御回路３３４によって制御される。各種制御回路は、共通の制御回路として実装され、レーザスキャンユニットからその各（複数の）ドラムまでの距離における偏差を計算でき、各種ドットクロックの回路は、基本的に別個の回路であり、周波数は、別個に調整可能である。
【００１４】
図４は、レーザプリンタにおけるもう１つの整列上の課題を示す。ドットクロックの同期、ミラーの回転および１つのラインからもう１つのラインへのドラムの進行におけるエラーは、ドットクロックサイクル中に新たなラインが始まる時に基づき変化するライン毎の第１のドット位置をもたらす。図示の通り、クロック信号４０２は、ドット４１２の対応する行で示される。ドットの第２の行が印刷される時、クロックは、行の印刷の開始に対するクロック信号４０４によって示される通り、クロックサイクルの１／３だけ歪められる。結果として、ドット４１４の対応する行は、ドットの１／３だけ字下げ（indent）される。類似に、第３の行が印刷される時、クロック信号４０６は、行の印刷の開始に対するクロック信号４０４からクロックサイクルの１／３だけ歪められる。ドット４１６の行は、ドットの１／３だけさらに字下げされる。この例では、クロック信号４０８はまた、クロックサイクルの１／３だけさらに歪められ、それをクロック信号４０２に対する同期に戻す。ドット４１８の行は今、行４１２と整列している。点線は、歪み効果を示す。この整列が僅かな異常を引起す時、それは無視できる。しかし、各カラー平面が、僅かに異なる周波数におけるドットクロックで動作する場合、行毎の歪みは、異常を悪化させるカラー毎に異なることがある。
【００１５】
レーザからのビームを向けるミラーの回転は、さらに歪みを引起すことがある。ミラーは通常、一定の角速度で回転する。表記上の目的のために仮定すると、ミラーは、ωの角速度で回転する。レーザがΔｔの時間間隔でオンの場合、ミラーは、θ＝ωΔｔの角変位を有する。ビームがページに対し垂直に開始する時、Δｔでオンのレーザによって生成されたスポットは、ビームの初期角変位が比較的大きい時にレーザによって生成されたスポットより小さい。図５Ａは、初期角変位が０の時のスポットサイズδを示す。反対に、図５Ｂは、初期角変位がφ＞０の時のスポットサイズδ´を示す。スポットサイズδ´は、アンチェックが深刻な歪みを引起すことがある場合、δよりも数倍大きいことがある。例えば、図５Ｃは、ミラーの一定の角速度によって歪められた複数のドットを示す。中央のドット５１２は、適切なサイズであるが、印刷可能領域のエッジに近いドット５１４は、伸長される。ドット周波数が比較的短い場合、その時エッジに近いドットは、適切なサイズへ短くされてもよいが、中央に近いドットが圧縮される。
【００１６】
１つの解決策は、ミラーの角速度を変化させて、ドラムにわたり一定の線形速度を取得することである。ミラーに対するそのような機械的制御は、達成するのに複雑であって高価である。従来のシステムは、非球面レンズを含む光学システムを使用して、一定の線形速度を近似し、一定サイズのドットを生成する。これは、許容レベルまでエラーの量を低減する程度に光学経路を長くすることで行われる。レーザスキャンユニットの性能を改善し、サイズを低減するために、ミラーの追加、回折光学素子および光ファイバを含む、さらに複雑な光学素子が採用される。正確な許容範囲内でそのような光学素子を含むことは、高価なこともある。正確な許容範囲内でそのような光学素子を含むことは、高価なこともある。
【００１７】
従って、インラインレーザカラープリンタにおいて、４つのカラー平面の幅、行間におけるドットの整列、およびミラーに対する一定の角速度の補償を制御するのが好ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
レーザプリンタは、レーザエンジン、１つまたは複数のレーザスキャンユニットおよびエンジンコントローラを含む。本明細書では、レーザエンジンを駆動するためのコントローラは、マスタクロック信号を生成するマスタクロックと、マスタクロック信号によって駆動され、ドットの生成をレーザエンジンに信号伝達するレーザモジュレータと、レーザモジュレータを制御する画像制御回路と、マスタクロック信号または代替として周波数分配器によって分配された信号によって駆動されるＤＤＡとを含み、ＤＤＡは、レーザモジュレータにドット境界を信号伝達することが説明される。エンジンコントローラはまた、マスタクロック周波数の一部で遅いクロック信号を生成する周波数分配器を含むことができる。この場合、ＤＤＡは、どのマスタクロックサイクル後に、所定のドット境界が現在の遅いクロックサイクル中に発生することを指示することによって、レーザモジュレータにドット境界を信号伝達する。例えば、指示は、“２つのマスタクロックサイクルにおけるドット境界”、“現在のドット境界”、または“この遅いサイクルのドット境界がない”を意味する信号である。ＤＤＡは、ドット期間におけるクロックサイクル数に基づいてレーザモジュレータを信号伝達する。エンジンコントローラは、レーザをオンまたはオフするかを信号伝達するカウンタ論理回路を含み、ドットの所定部分におけるマスタクロックサイクル数を指示することができる。エンジンコントローラに対する１つの実施形態では、ＤＤＡは、パイプラインされた第１のＤＤＡまたは等しくはパイプランされた直列加算器である。
【００１９】
もう１つの実施形態では、カラーレーザプリンタは、カラーにそれぞれ関連付けられた複数のレーザスキャンユニットと、マスタクロック信号を生成するマスタクロックと、レーザスキャンユニットを駆動するエンジンコントローラとを含む。各エンジンコントローラは、マスタクロック信号によってそれぞれ駆動され、その対応するカラーに関連付けられたドットを生成することをレーザエンジンに命令する信号をそれぞれ生成する複数のレーザモジュレータと、対応するレーザモジュレータを制御する複数の画像制御回路と、マスタクロック信号または代替として周波数分配器によって分配された信号によってそれぞれ駆動される複数のＤＤＡとを含み、各ＤＤＡは、対応するレーザモジュレータにドット境界を信号伝達する。エンジンコントローラはまた、マスタクロック信号の一部である遅いクロック信号を生成する周波数分配器を含むことができる。この場合、ＤＤＡは、どのマスタクロックサイクル後に所定のドット境界が現在の遅いクロックサイクル中に発生するかを指示することによって、レーザモジュレータにドット境界を信号伝達する。エンジンコントローラ、複数の制御論理回路は、ドットの所定部分におけるマスタクロックサイクル数を指示することによって、オンまたはオフすることを信号伝達するレーザモジュレータにそれぞれ関連付けられる。各ＤＤＡは、カラーに関連付けられたドット期間のマスタクロックサイクル数をカウントする。各ＤＤＡは、パイプラインされた第１のＤＤＡまたはパイプラインされた直列加算器でもよい。レーザスキャンユニットは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックに対応してもよい。
【００２０】
また、サイクルのシーケンスを有するマスタクロック信号を受信する段階と、マスタクロック信号のサイクルをカウントする段階と、マスタクロック信号のサイクル数が所定数に達する時にドット境界を指示する段階とを含む、ドット境界を指示する方法が説明される。この所定数は、ドット期間におけるマスタクロックサイクル数である。代わりに、カウントは、４または８のような、所定のマスタクロックサイクル数後に求められる。カウントは、ラインパルスの開始を待った後に発生してもよい。
【００２１】
ＸＯＲゲートと、ＸＯＲゲートの出力をラッチするマスタクロックによって駆動されるラッチと、所定の入力値にプログラムされるパイプラインＤＤＡとを含む高速周波数分配器も説明される。ＤＤＡの出力は、ＸＯＲゲートの入力に接続され、ラッチの出力は、ＸＯＲゲートの入力に接続される。パイプラインＤＤＡは、加算器と、加算器の合計出力をラッチするマスタクロック信号によって駆動されるラッチと、マスタクロック信号によって駆動されるパイプラインラッチとをそれぞれ含む複数のステージを含み、パイプラインラッチは、加算器のキャリー出力をラッチし、後続段階の加算器に接続される。周波数分配器の分配因数は、ｉ／２Ｓであり、ｉは、入力値であり、ｓは、ＤＤＡのステージ数である。エンジンコントローラは、この周波数分配器を使用でき、分配器はさらに、マスタクロック信号を生成するマスタクロックと、マスタクロックまたは周波数分配器の出力によって駆動されるレーザモジュレータと、周波数分配器の出力によって駆動される制御回路とを含む。周波数分配器の出力は、所望のドットクロック周波数と実質的に等しい。エンジンコントローラは、追加の周波数分配器、レーザモジュレータおよび制御回路を含むことができる。各周波数分配器は、所望のレーザスキャンユニットに関連付けられた所望のドットクロック周波数に実質的に等しい周波数へマスタクロックを分配することができる。所望のドットクロック周波数は、各レーザスキャンユニットの多角形ミラーからドラムまでの距離の関数である。
【００２２】
本開示の他のシステム、方法、特徴および利点は、当業者が以下の図面および詳細な説明を検討すれば明らかとなる。全てのそのような追加のシステム、方法、特徴および利点は、この記載内に含まれ、本会時の範囲内であり、添付の特許請求の範囲によって保護されることを意図する。
【００２３】
本開示の多くの局面は、添付の図面を参照してさらに理解できる。図面の構成要素は、その大きさであることを必要とせず、本開示の原理を明らかに図示することを強調する。また、図面において、同一の参照番号は、いくつかの図面にわたって対応する部分を指定する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、従来のモノクロレーザプリンタを示す。
【図２】図２は、対応するドラムから異なる距離に位置する２つのレーザスキャンユニットを示す。
【図３】図３は、ＣＹＭＫレーザ印刷装置の従来の電気的実装を示す。
【図４】図４は、レーザプリンタの整列上の課題を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、初期角変位が０である時のスポットサイズを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、初期角変位がφである時のスポットサイズを示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、ミラーの一定の角速度によって歪められた複数のドットを示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態によるＣＹＭＫレーザ印刷装置の電気的実装を示す。
【図７】図７は、例示的な周波数分配器を示す。
【図８】図８は、第１のＤＤＡとして周波数分配回路の実装を示す。
【図９】図９は、第１のパイプラインＤＤＡとして周波数分配回路の実装を示す。
【図１０】図１０は、ドットクロック信号を生成するドットの１行に対するマスタクロック信号の実施形態を示す。
【図１１】図１１は、マスタクロックに関するドットタイミングの実施形態を示す。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態によるＣＹＭＫレーザ印刷装置の電気的実装を示す。
【図１３】図１３は、制御回路の実施形態を示す。
【図１４】図１４は、レーザモジュレータに信号伝達するＤＤＡの実施形態のタイミング図を示す。
【図１５】図１５は、高速パイプラインＤＤＡを用いる制御回路の実施形態を示す。
【図１６】図１６は、状態の初期化を可能とする高速パイプラインＤＤＡのステージの実施形態を示す。
【図１７】図１７は、ミラー補償面を用いる制御回路の実施形態を示す。
【図１８】図１８は、４面ミラーに対するミラー面補償のタイミングの実施形態を示す。
【図１９】図１９は、レーザプリンタによって書き込まれたドットのシーケンスを示す。
【図２０】図２０は、レーザプリンタによって生成される対角線の拡大図を示す。
【図２１】図２１は、５０％グレイ領域の拡大図の例を示す。
【図２２】図２２は、制御回路の実施形態を示す。
【図２３】図２３は、ＤＤＡのタイミングおよび出力の例を示す。
【図２４】図２４は、コサイン歪みに対する補償を用いる制御回路の実施形態を示す。
【図２５】図２５は、コサイン補償モジュールによって制御される時の、ＤＤＡのタイミング及び出力の実施形態である。
【図２６】図２６は、コサイン歪み制御回路の実施形態を示す。
【図２７】図２７は、高速ＤＤＡを用いるコサイン補償制御回路の実施形態を示す。
【図２８】図２８は、高速パイプライン高位ＤＤＡの実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施形態の詳細な説明は、以下に提供される。本開示は、図面とともに説明されるが、本明細書に開示される実施形態または複数の実施形態に限定されない。むしろ、その意図するところは、本開示の精神および範囲内に含まれた全ての代替、修正および均等物に及ぶ。
【００２６】
図６は、ＣＹＭＫレーザ印刷装置６００の実施形態を示す。レーザ印刷装置６００は、シアンレーザ３０２、イエローレーザ３１２、マゼンタレーザ３２２およびブラックレーザ３３２を含む。各々はそれぞれ、シアン制御回路３０４、イエロー制御回路３１４、マゼンタ制御回路３２４およびブラック制御回路３３４によって制御される。レーザ印刷装置６００は、単一のクロック回路であるマスタクロック６０２を含み、マスタクロック６０２は、高周波クロックであり、それは、周波数分配器６０６、６１６、６２６および６３６によって各々、シアンドットクロック信号６０４、イエロードットクロック信号６１４、マゼンタドットクロック信号６２４およびブラックドットクロック信号６３４に分配される周波数である。
【００２７】
マスタクロック６０２の高周波数は、技術およびコストを含む経験的考慮に基づき選択されてもよい。例えば、現在の技術において、通常のドットクロックは、２５ＭＨｚで動作する。マスタクロック６０２が２．５ＧＨｚで動作する場合、周波数分配回路は、１００の因数によって分配される。クロック６０２が２．４ＧＨｚで動作する場合、その時周波数分配回路は、９６の因数によって分配するように調整される。上記例のほか、マスタクロック周波数は、複数の所望のドットクロック周波数であり、必然的ではない。実際、任意の高周波数が使用できる。例えば、２．５００３ＧＨｚのマスタクロックは、２．５ＧＨｚのマスタクロックと同様に使用できる。好ましい実施形態では、実際の周波数は、ドットクロックよりもかなり早く、実装のために実用的な最も高い周波数が選択される。周波数分配回路を調整することによって、複数のドットクロック信号は、必要に応じて異なる周波数で生成されてもよい。
【００２８】
周波数分配器は通常、かなり単純な設計であるが、高速の用途のみに向けられない。図７および８は、従来設計で構築された例示的な周波数分配器を示す。これら従来の周波数分配器は、構成上の加算器または加算回路が動作速度を限定するという事実が課題となっている。
【００２９】
図７は、加算器７０６、積算器７０８、ＸＯＲゲート７１０およびラッチ７１２を含む例示的な周波数分配器を示す。マスタクロック信号７０２は、積算器７０８およびラッチ７１２を動作する。いくつかの実施形態では、マスタクロック信号７０２はまた、加算器７０６を駆動するために使用されてもよい。パラメータによる分配は、信号７０４を介して加算器７０６に供給される。積算器７０８は、加算器７０６に合計をフィードバックし、加算器のオーバフロービットは、ＸＯＲゲート７１０に送信され、ゲート７１０は、ラッチ７１２が状態を変化させることを余儀なくする。例えば、加算器７０６が５ビットの加算器であり、パラメータによる分配が３の場合、その時加算器７０６は、合計が３１よりも大きくなる時、オーバフローする。積算器７０８が０にされると仮定するこの構成における加算器７０６の出力は最初、３、６、９、１２、１５、２２、２１、２４、２７、３０、１＋オーバフローである。上記シーケンスにおける最後の数は、３３となるべきだが、加算器は、オーバフローされるので、結果は、１であり、しかもオーバフロービットが設定される。故に、出力クロック信号７１４は、１１サイクル後に状態を変化させるようになる。例示を続けると、クロックはその時、他の１１サイクルの後に状態を変化させる。事実上、マスタクロックの周波数は、２２によって分配され、即ち１１サイクルが立ち下がりエッジであり、１１サイクルが立ち上がりエッジである。３回のうち１回ではあるが、クロック状態は、単に１０サイクル後に変化するので、結果としてのクロックは、マスタクロック周波数の略１／２２の周波数を有することが分かる。
【００３０】
図８は、一次デジタル微分解析器（ＤＤＡ）としての周波数分配回路の従来からの実施形態を示す。この例では、ＤＤＡの５ステージが示され、特にステージは、８１０、８２０、８３０、８４０および８５０である。各ステージは、ラッチ（例えば、ラッチ８１２、８２２、８３２、８４２および８５２）と、加算要素（例えば、加算要素８１６、８２６、８３６、８４６および８５６）とを含み、各ステージはまた、パラメータによる分配の対応ビット（例えば、ビット８１４、８２４、８３４、８４４および８５４）を受信する。ステージ８２０を詳細に検討すると、ステージ８２０は、ラッチ８２２および加算要素８２６を含む。ラッチ８２２は、クロックサイクルで入力値を保持し、Ｄフリップフロップのようなフリップフロップでもよい。加算要素８２６は、パラメータによる分配８２４からの対応ビットである２番目に低いビットと、前のステージ８１０からのキャリービットと、前に反復して加算されたビットとを加算する。加算要素８２６は、合計出力を生成し、その出力は、ラッチ８２２にフィードバックされ、キャリー出力は、次のステージ８３０に供給される。他のステージは、ステージ８１０が第１ステージなので前のステージからキャリービットを受信しないこと、およびステージ８５０が最終ステージなのでキャリービットが加算器のオーバフローであり、上記説明したＸＯＲゲート７１０と類似に動作するＸＯＲゲート８６２によって使用されるためにラッチ８５８によってラッチされることを除いて、本質的に同じである。ラッチ８６４は、ラッチ７１２について説明したのと類似な方法で、クロック信号８６６を制御するのに使用される。
【００３１】
この実施形態では、マスタクロックの１期間は、キャリー出力を第１ステージから最後のオーバフロー出力へ伝播するのにかかる時間によって限定される。ＤＤＡが適切に動作している時、最終ステージ８５０、特に加算要素８５６のキャリー出力を生成するのに十分な時間が提供される。加算要素８５６のキャリー出力が生成可能となる前、加算要素８４６のキャリー出力が生成され、要素８４６は次いで、加算要素８３６によって生成されたキャリー出力を使用すること等が続く。ＤＤＡで解像度／ステージを高くすると、クロック期間も長くなる。キャリーを最終のオーバフロー出力へ伝播させる時間を低減する他の論理設計は、加算回路に関して存在するが、必要とされる時間は依然として、最大クロック速度に対する重要な制約となっている。
【００３２】
図９は、一次パイプラインデジタル微分分析器として実装された周波数分配回路９００の実施形態を示す。この例では、ｎビットＤＤＡに関して５ステージが示され、各ステージは、９１０、９２０、９３０、９４０および９５０である。各ステージは、合計ビットをラッチするためのラッチ（例えば、ラッチ９１２、９２２、９３２、９４２および９５２）と、加算要素（例えば、加算要素９１６、９２６、９３６、９４６および９５６）と、パイプラインラッチ（例えば、ラッチ９１８、９２８、９３８、９４８および９５８）とを含み、各ステージはまた、パラメータによる分配の対応ビット（例えば、ビット９１４、９２４、９３４、９４４および９５４）を受信する。ステージ９２０は、ラッチ９２２および加算要素９２６を含む。ラッチ９２２は、クロックサイクルで入力値を保持し、加算要素９２６は、パラメータによる分配９２４からの対応ビットと、前のステージ９１０からのキャリービットと、前に反復して加算されたビットとを加算する。
【００３３】
各段階で、キャリービットは、ステージ９２０のパイプラインラッチ９２８のようなパイプラインラッチに格納される。結果として、合計のパイプラインシーケンスは、クロック信号９０２の各クロックサイクル後に見られる。図示された実施形態では、ラッチ９５８は、ＸＯＲゲート９６２を動作するオーバフロービットのパイプラインシーケンスを格納する。図８のＤＤＡとは違い、所定の合計が利用可能になる前にｎサイクルのレイテンシがある。ラッチ９５８の出力は、データがパイプラインを介して伝播する機会を得た時、ｎサイクルまでに望まれる合計のシーケンスを示さない。初始動後、システム９００は、周波数分配器として動作する。キャリービットが各段階でラッチされるので、クロック期間は、キャリー出力が単一の段階を介して伝播するのにかかる時間と同じくらい短くすることができる。従って、クロック速度は、図８のＤＤＡの速度よりも潜在的にｎ倍早くすることができる。
【００３４】
ドットクロックの使用は、マスタクロックの使用であっても、図４に図示された調整上の問題を参照して説明するように、行間で未だドットの歪みをもたらすことがある。図１０は、ドットクロック信号１００２を生成するドットの１行に対するマスタクロック信号１００４の一例を示す。後続行では、マスタクロック信号１０１４は、ドットクロック信号１０１２を生成し、第２行が開始する時に依存して、第１行のドットクロック信号１００２と、第２行１０１４の印刷の開始に関するドットクロック信号１００４との間に歪みが存在することがある。
【００３５】
レーザプリンタでは通常、制御回路は、ラインパルスの開始を受信する。ラインの開始を決定する方法は多く存在するが、多くの方法は、光検出器で機械的または光学的に決定したミラー面の位置に起因する。基本的に、ミラーがラインの開始位置に到達する時、上記任意の周知方法によって決定され、ラインパルスの開始が生成される。
【００３６】
行間の歪みを低減するための実施形態は、図１１を参照して説明される。この実施形態では、ドットの開始を決定するための論理は、（ドットクロックとは対称的に）マスタクロックに基づき、ドットクロックよりも数倍早く動作しているマスタクロックに対して行上の第１ドットの開始が同期できるようにする。図１１は、マスタクロックに関するドットタイミングを示す。クロック信号１１０２は、第１行の印刷中のマスタクロックを示す。制御回路は、ドットの開始が発生する時を周期的に決定する。例えば、次のドットが、行の開始から５２番目のマスタクロックサイクル（７個のマスタクロックサイクルとして示されるが、実際の動作では、マスタクロックは、早いことが必要である）で開始することが決定されてもよい。類似に、クロック信号１１０４は、第２行の印刷中のマスタクロックを示す。制御回路は、各行の印刷の開始に対するタイミングをさらに同期させるために、各ドットの開始を決定する。各行の印刷を開始するマスタクロック信号間に歪みが存在することがある。しかし、この実施形態では、歪みは、１／５０または１／１００のドットのサイズでもよい１つのマスタクロックサイクルにまで限定されるので、取るに足りない要素に歪みを低減する。
【００３７】
図１２は、ドットクロックまたは派閥的（factional）クロック分配器を使用しないＣＹＭＫレーザ印刷装置の実施形態を示す。システム１２００では、各制御回路は、制御回路１２０４、１２１４、１２２４および１２３４によって示すとおり、直接マスタクロック１２０２によって生成されたマスタクロック信号を受ける。
【００３８】
図１３は、制御回路１２０４、１２１４、１２２４および／または１２３４として使用可能な制御回路１３００の実施形態を示す。マスタクロック信号は、高速で実装可能な周波数分配器１３０６によって分配される。なぜなら、分配因数は、４または８のように、システム６００の周波数分配器（図６に示す）に用いるものより小さくできるからである。ＤＤＡ１３０４は、ドットが開始する時を決定するのに使用され、周波数分配器１３０６から出力された比較的遅いクロックをクロックオフする。周波数分配器１３０６の分配因数は、ＤＤＡ１３０４を簡単に実装可能とするのに十分高く選択される一方、周波数分配器１３０６を簡単に実装可能とするのに十分低く選択される。
【００３９】
ＤＤＡ１３０４は、画像制御モジュール１３０８と連動して、レーザのオンおよびオフを切り替えるレーザモジュレータ１３０２を制御する。この実施形態では、ＤＤＡは、まさにドットの開始が始まる時をレーザモジュレータ１３０２に直接指示するのに使用されないが、新たなドットが発生する時を示す状態について戻す。画像制御モジュール１３０８は、ドットが書き込まれるべきかを所定位置で指示する。ＤＤＡ１３０４は、ドット境界がどこかをレーザモジュレータ１３０２に指示し、画像制御モジュール１３０８は、ドットが書き込まれるべきかをレーザモジュレータ１３０２に指示する。また、制御回路１３００は、第１のドット境界を同期するためにＤＤＡ１３０４に移ることができるラインパルスの開始を受信する。
【００４０】
制御回路１３００は、周波数分配器１３０６を含んで図示される。代替の実施形態では、制御回路１２０４、１２１４、１２１６および１２１８（図１２を参照）は、異なる制御回路によって使用される周波数分配器の割合が同一なことがあるので、周波数分配器を共有できる。
【００４１】
図１４は、どのようにＤＤＡ１３０４が図１３のレーザモジュレータ１３０２を信号伝達できるのかに関するタイミング遅延の一例を示す。図示のために、新たなドットは、より早いマスタクロックを使用するのが実際には望ましいが、７個のマスタクロックサイクル毎に開始する。マスタクロック信号は、クロック信号１４０２として示される。クロック信号１４０４は、４によって１／４のマスタクロック周波数へ分配されたマスタクロック信号１４０２である。出力１４０６は、ＤＤＡの出力を示す。初めに、ＤＤＡは、新たなドットの開始を指示する。次のクロックサイクルでは、ＤＤＡは、新たなドットが３個のマスタクロックサイクル後に開始することを決定するので、レーザモジュレータは、ドットが印刷される必要があるかに従って、オンまたはオフに切り替わることができる。第３のクロックサイクルでは、次の４個のマスタサイクルに開始されないので、それは、レーザモジュレータに示される。第４のクロックサイクルでは、ＤＤＡは、図１４に示す通り、新たなドットが２個のマスタクロックサイクル後に開始すること等を決定する。このように、レーザモジュレータ１３０２は、高速の複合論理（complex logic）の必要なく、ドット境界上を正確に動作することができる。
【００４２】
図１５は、高速パイプラインＤＤＡを用いる制御回路の代替実施形態を示す。制御回路１５００は、レーザモジュレータ１３０２、画像制御モジュール１３０８および高速パイプラインＤＤＡ１５０４を含む。図１３の制御回路と異なり、制御回路１５００は、周波数分配器を含まない。初期のゼロ状態が正しい第１のドット境界を保証しないので、第１のドット境界の正しい位置決めをもたらす初期状態は、予め計算され、ラインパルスの開始が受信される時、ＤＤＡ１５０４の全ての合計のビットラッチは、この初期状態に設定される。
【００４３】
図１６は、状態の初期化を可能にする高速パイプラインＤＤＡのステージの実施形態を示す。ラッチ１６０８は、ＤＤＡ９００任意の合計ビットラッチ（例えば、ラッチ９１２、９２２、９３２、９４２または９５２）を示す。ラッチ１６０８に加えて、ステージはまた、１ビットマルチプレクサ１６０２を含む。ラインパルスの開始が受信される（任意の他の条件が初期状態のロードを要求する）時、マルチプレクサ１６０２は、初期状態ビット１６０４をラッチ１６０８にロードする。このように、ＤＤＡは、ラインに対する真の開始に整列されることができる。全ての他の時間において、マルチプレクサ１６０２は、その状態で追加要素から受信した合計ビットをロードする。この実施形態では、キャリービットラッチ（例えば、図９のラッチ９１８、９２８、９３８、９４８または９５８）は、ＤＤＡが初期状態に設定される時、ゼロに再設定される。
【００４４】
制御回路１３００または１５００は、ライン開始の同期化を調整する課題に使用できる。ラインパルスの開始は、使用されるミラー毎に生成できる。しかし、多くのレーザプリンタ実装では、ラインパルスの開始は、単一ミラーの位置によって生成される。各多角形ミラーは、一般に同期される一方、各ミラーの面が異なるので、１つのミラーに関連付けられたラインの開始は、もう１つのミラーに関連付けられたラインの開始と正確に同一位置ではない。例えば、ラインパルスの開始が、正確な垂直の面を有する４面ミラーである“ブラックミラー”によって引起されるが、さらに４面ミラーであるシアンミラーが僅かに非垂直である面を有する場合、ラインパルスの開始は常に、シアンカラー平面に対する真のライン開始を示さない。これにより、カラーが整列されない。これらの不完全は、ラインパルスの開始に対して異なる開始位置をカラー平面毎に割り当てることによって補うことができる。例えば、このミラー面の異常を補うために、真のライン開始は、ｓ個のマスタクロックサイクルに変わることがあるラインパルスの開始後τｎｓに開始する場合がある。
【００４５】
図１７は、ミラー面の補償を備えた制御回路の実施形態を示す。ラインパルスの開始を受信する時、制御回路１７００は、現在のラインのスキャンに関与するミラー面を決定する。ミラー上の各面は、テキストの１ラインをスキャンすることに関与するので、単純なカウントによりどの面が現在のラインをスキャンしているかを追跡できる。この情報に基づき、制御回路１７００は、初期状態テーブル１７０２からＤＤＡ１５０４の初期状態をロードし、それによりＤＤＡ１５０４は、真のライン開始に対する正確なドット整列のための適切なオフセットで開始することができる。類似の修正は、同一のミラー面補償を達成するために、制御回路１３００に対して行うことができる。
【００４６】
ラインパルスの開始が生成されるミラーに関連付けられた任意の制御回路は、任意の面補償を必要とせず、またはラインパルスの開始がミラー面の補償毎に基づき生成される場合、必要としないことが分かる。
【００４７】
図１８は、４面ミラーに対するミラー面補償の例示的タイミングを示す。ライン１８０２は、第１のラインに対するマスタクロック信号を示す。ＤＤＡは周期的に、ライン開始の指示を生成するが、第１のミラー面が第１のラインに関与することが知られているので、第１のドット開始指示は、オフセット１８１２によって遅延される。同様に、第２のライン１８０４で示す通り、第１のドット開始指示は、オフセット１８１４によって遅延され、第２のラインに関与する第２のミラー面の異常を補償する。これは、第３のライン１８０６および第４のライン１８０８に続く。第１の面は、第５のライン１８１０を生成するのに関与するので、オフセット１８２０は、オフセット１８１２と同じオフセットである。
【００４８】
図１９は、どのように特定のレーザプリンタがドットのシーケンスを生成するかの実施形態を示す。７ドットのシーケンスは、ライン１９０２によって示される通り、別個に印刷でき、または代替として、レーザは、第１のドットを書き込むためにオンされ、パターン１９０４として帰結する７番目のドット後にオフされる。画像制御モジュール１３０８によって与えられる指示に基づき、図１３のレーザモジュレータ１３０２は、ドット境界でオンされ、もう１つの境界でオフされるが、分離したドットを形成する連続した境界において必要ない。
【００４９】
ドット境界を指示するためにＤＤＡと接続された高速クロックの使用により、行間におけるドットの正確な整列がさらに可能となる。ドットの位置は、プリンタの解像度を実際上げることなく、明瞭な（crisper）視聴画像を生成するために意図的に歪められてもよい。また例えば、１  １／２  または１  １／４ドットのような、ドット幅の整数倍を超えて幅が変化するドットを生成してもよい。
【００５０】
高速クロックの使用により、“ドット”またはドットスパンのサイズおよび調整を交互に行うことができるので、印刷する際におけるより多くの可能性を許容する。２つの例は、図２０および２１に示される。図２０は、対角線の拡大図を示す。対角ライン２０００は、ドット境界に整列されたドットを使用する。対角ライン２０５０は、１／２のドット境界に整列されたドットを有する。特に、２つのドットスパン２０５２、２０５４および２０５６は、向かい部分２００２、２００４および２００６と比較して、１／２ドットシフトされる。対角ライン２０５０は、対角ライン２０００と比較していくつかのギザギザ（jaggedness）を除去する。
【００５１】
画像処理技術および本明細書で説明した技術を用いて、多様性は、網掛け領域に追加されることができる。図２１は、５０％グレイ領域の拡大図の例を示す。領域２１００は、通常のグレイ領域を例示し、ドットは、ドット無し（または“白ドット”）で黒ドットを交互に行うことでグレイの効果を与える。しかし、そのような通常のドットパターンは、モアレパターンのような望ましくない効果を生成しうる。領域２１１０に示す通り、ドットのサイズおよび整列を変化させる機能により、５０％の全グレイ効果を維持する一方で、さらに不均一なパターンが使用されうる。
【００５２】
図２２は、部分的なドット境界のほかにドットスパンの幅に対する整列を変更して、部分的なドットを組込むことができる制御回路の実施形態を示す。回路２２００は、レーザモジュレータ２２０２、周波数分配器２２０６およびＤＤＡ２２０４を含む。周波数分配器２２０６は、周波数分配器１３０６と同じ基準に沿って選択された分配因数を有する。ＤＤＡ２２０４は、ＤＤＡ１３０４のように、ドット境界を追跡する。制御回路２２００はまた、画像制御モジュール２２０８によって制御されるカウンタ論理回路２２１０を含む。画像制御モジュール２２０８は、部分的なドットに関するドットスパンの位置をカウンタ論理回路２２１０に信号伝達する。カウンタ論理回路２２１０はまた、ＤＤＡ２２０４によって信号伝達されたドット境界情報を用いて、レーザをオンまたはオフする時をレーザモジュレータ２２０２に信号伝達する。この実施形態のカウンタ論理回路２２１０は、周波数分配器２２０６の比較的遅いクロック信号によって駆動される。
【００５３】
図２３は、図２２で使用したＤＤＡのタイミングおよび出力の例を示す。クロック信号２３０２は、マスタクロック信号である。クロック信号２３０４は、周波数分配器２２０６によってＤＤＡ２２０４およびカウンタ論理回路２２１０に供給されたクロック信号である。出力２３０６は、ＤＤＡ２２０４を追跡するドット境界の出力である。カウンタ論理回路２２１０は、出力２３０８を生成する。カウンタ論理回路２２１０は、マスタクロック率の一部でクロックされ、レーザの開始または停止に対する瞬間的な指示を与えることができないが、次の部分的なクロックサイクルにおいていつレーザを開始または停止するかに関する指示を提供できる。この例では、カウンタ論理回路は先ず、出力が２３１０で受信された後、２つのクロックサイクルでレーザを開始するよう指示する。次いで、出力が２３１２で受信された後、１つのクロックサイクルでレーザを停止するよう指示する。１つの実施形態では、カウンタ論理回路２２１０は、ＤＤＡまたは単一のカウンタであり、各ドット境界で設定される。
【００５４】
代替の実施形態では、ＤＤＡおよびカウンタ論理回路の機能性が１つのＤＤＡに結合される。単一のＤＤＡ、またはＤＤＡおよびカウンタ論理回路の選択は、設計上の制約に依存するかもしれない。
【００５５】
図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃに記載のように、ページの周辺近くでドットの伸長を訂正するための実施形態が示される。多角形ミラーの定角速度は、ページの中間におけるドットと比較して、ページの周辺近くの伸長ドットをもたらすことができる。図５Ａに戻ると、中間近くのドットδの幅は、ｘtanθに等しく、ｘは、多角形ミラーからドラムまでの垂直距離である。垂線から角度φのドットδ´の幅は、ｘ[tan(θ+φ)-tanφ]である。以下の計算の後
【００５６】
【数１】
2011037267.tif 000003
【００５７】
ドットサイズ間の関係は、δ=δ´[cos2φ-tanθsinφcosφ]となり、またδ=1/2δ´[1+cos2φ-tanθsin2φ]に簡略化できる。角度φが９０°に近くない場合（通常、ミラーおよびドラム間にいくぶんかの空間がある）、最後の項は
【００５８】
【数２】
2011037267.tif 000004
と比較して小さい。ドットサイズが小さいので
【００５９】
【数３】
2011037267.tif 000005
であり、従って
【００６０】
【数４】
2011037267.tif 000006
となる。周辺ドットを比較的小さくするには、ドット期間を1/2[1+cos2φ]倍にして定角速度を補うことができる。
【００６１】
図２４は、このコサイン歪みに対する補償を備えた制御回路の実施形態を示す。制御回路２４００は、レーザモジュレータ２４０２、周波数分配器２４０６、画像制御モジュール２４０８およびＤＤＡ２４０４を含む。制御回路２４００はまた、コサイン補償モジュール２４１０を含み、モジュール２４１０は、ＤＤＡ２４０４を制御し、レーザがラインのエッジ近くにある時にドット期間でクロックサイクル数を短くすることにより、およびページの中間近くにおいてドット期間でクロックサイクル数を増やすことによりコサイン歪みを補償する。これを行うことで、ページ上の実際のドットサイズは、レーザが行にわたってスキャンする時に一定のままとなる。
【００６２】
図２５は、コサイン補償モジュール２４１０によって制御される時の、ＤＤＡ２４０４のタイミングおよび出力の例である。マスタクロック信号は、クロック信号２５０２として示される。信号２５０４は、ＤＤＡ２４０４をクロックする信号であり、マスタクロック信号２５０２を分配することになる。出力２５０６は、ＤＤＡ２４０４の出力指示である。コサイン補償により、ＤＤＡ２４０４によって指示されたドット期間は、レーザが領域２５０８によって示される通り、そのスキャンを開始する時に短くされる。ページの中央に近い領域２５１０では、ＤＤＡ２４０４によって指示されたドット期間は、長くされる。
【００６３】
たとえドット境界が、コサイン歪みが電気的に（非球面レンズを光学的に用いるのと対照的に）補償される時にマスタクロック信号に関連して歪んでも、画像制御モジュールは未だ、ドットが特定位置で書き込まれるべきかを指示することにより同一方法を動作する。この実施形態は、制御回路２２００に関して説明した通り、部分的なドット長さおよび部分的なドット整列に拡張できる。図２６は、コサイン補償および制御回路２２００の結合を示す。制御回路２２００および制御回路２６００間の主な違いは、種々の幅のドット期間を生成するようＤＤＡ２６０４を制御するコサイン補償モジュール２６１０であり、多角形ミラーの定角速度から発生するコサイン歪みを補償する。コサイン補償モジュール２６１０はまた、カウンタ論理回路２６０６を制御するので、カウンタ論理回路２６０６は、所定の部分的なドットにあるマスタクロックサイクルの数、例えばどれくらいのマスタクロックサイクルがドラム上の現在位置において１／２ドットまたは１／４ドットを構成するのかを知る。このように、カウンタ論理回路２６０６は、例えば部分的なドットサイズがコサイン歪みにより変化しうる時であっても、部分的なドット位置でオンまたはオフするようレーザモジュレータ２２０２を制御する。
【００６４】
各ドットの幅は、格納または計算できる。例えば、幅は、ルックアップテーブルに格納されるか、または区分線形、二次、三次、または他の近似として計算できる。しかし、これら手法に対する計算上の時間を考慮すべきである。もう１つの手法は、マクローリン級数を用いる等の多項式近似により幅を近似する。多項式近似が使用される場合、より高位のＤＤＡが使用できる。この高位ＤＤＡは、プログラム可能な初期状態を備えたパイプラインＤＤＡでもよく、または制御回路１３００と類似の方法による比較的遅い速度のＤＤＡでもよい。説明の簡略化のため、高位パイプラインＤＤＡを用いた実装が説明される。
【００６５】
図２７は、高位ＤＤＡを用いるコサイン補償制御回路を示す。ラインパルスの開始が受信される時、高位ＤＤＡ２７０４は、初期状態に設定される。ＤＤＡ２７０４は、ドット境界の指示を生成するが、先の例とは違い、ドット幅が均一でない。画像制御２７０８は、ドットを書き込むかをレーザモジュレータ２７０２に命令し、ＤＤＡ２７０４は、ドット幅を制御する。
【００６６】
図２８は、高速パイプライン高位ＤＤＡを図示する。この例では、３つの高位ＤＤＡが図示される。簡略化のために、クロック信号ラインは、示されない。第１のＤＤＡは、加算要素（図９の信号９１４等）への入力を、隣接する第１のＤＤＡの合計ビットに接続する。これは、図２８において右側の２つの第１のＤＤＡで示され、ラッチ２８２２によって格納されたラッチの合計ビットは、加算要素２８２６に供給される。ＤＤＡの位は、同一の方法で第１のＤＤＡを加算することにより拡大される。合計ビットラッチ（例えば、ラッチ２８１２、２８１８、２８２４、２８３２、２８４８、２８５２、２８５８、２８６４、２８７２、２８７８および２７８４）の初期条件が適切に設定され、キャリービットラッチ（例えば、ラッチ２８１６、２８２２、２８２８、２８３６、２８４２、２８４８、２８５６、２８６２、２８６８、２８７６、２８８２および２８８８）が初期設定される場合、第ｎのＤＤＡのためのこの設計を使用して、ｎ位の多項式近似を実行できる。
【００６７】
コサイン歪みを補う時のもう１つの検討事項は、ドラム上のレーザの暴露時間が変化することである。ラインのエッジにおけるドットは、ラインの中央におけるドットよりも比較的短い時間にレーザを受ける。結果として、ラインの中央よりも周辺のドットが少ないエネルギを受ける。エネルギがかなり低減される場合、レーザがドラムに放射されないことがあるので、トナーは、ドラムに付着しない。対照的に、レーザ電力がラインの周辺でドラムを放射するのに十分なエネルギを与えるほど増やされた場合、レーザの強度は、ドラムの中央でかなり強くなり、結果的に構成要素の寿命を減らす。
【００６８】
ドットの幅を訂正するのに追加して、コサイン補償モジュールは、レーザモジュレータに電力調整を供給できる。１つの電力モデルにおいて、ドラムで受信されたエネルギ量は、電力時間（power time）、暴露時間に等しい。例えば、周辺上の所定位置で一定のドット幅を維持するために、レーザは、ラインの中央におけるドットと比べて１／４の長さの場合がある。十分なエネルギを供給するために、レーザは、４倍の強度でなければならない。故に、幅および電力間の関係を調整することが必要である。コサイン歪みに対する調整が既に計算された場合、単純な計算により適切な電力調整をもたらすことができる。
【００６９】
上記で与えられた単純な電力モデルは、特定の実装に対して十分正確ではない場合がある。たとえドラムに供給されたエネルギがドットの電力および暴露時間に等しくても、ドラム上へのドットの放射に必要なエネルギ量は、レーザの電力と無関係でないことがある。例えば、暴露が短いことにより、ドラム上のスポットを放射するのにさらにエネルギを用いることがあるので、中央よりも周辺に与える電力をさらに増やす必要がある。この場合、コサイン補償モジュールは、電力調整値を計算するか、または予め格納された調整値を取り出して、いつレーザを開始および停止するかの指示とともにそれら値をレーザモジュレータに与える必要がある。
【００７０】
実際の実装において、レーザスキャンユニット数が変化することがある。モノクロプリンタに対して１つのレーザスキャンユニット、同時に両面を印刷するモノクロ両面プリンタに対する２つのレーザスキャンユニット、ＣＹＭＫプリンタに対する４つのレーザスキャンユニット、またはさらに、複合ＣＹＭＫプリンタに対する８つのレーザスキャンユニットがある。各レーザスキャンユニットは、対応する制御回路によって駆動できる。これらの制御回路は、同一の半導体チップ上に存在でき、またはいくつかの半導体チップ上に存在できる。マスタクロックの高速動作によって、同一チップ上の制御回路でマスタクロックを共有するのが通常である。例えば、４つのカラーレーザプリンタは、２つの半導体チップを有し、各々は、マスタクロック、および２つのレーザスキャンユニットの各々と関連付けられた２つの制御回路を含む。
【００７１】
上記説明した実施形態は、可能な実装に対する単なる例示であることが強調されるべきである。多くの変更および修正は、本開示の原則から逸脱せずに、上記説明した実施形態に対して行ってもよい。例えば、上記説明した実施形態は、例えば別途のレーザスキャンユニットを使用するが、原則はまた、レーザスキャンユニットが多角形ミラー等の構成要素を共有するシステムに適用される。全てのそのような修正および変更は、本開示の範囲内で本明細書中に含まれ、添付の特許請求によって保護されることを意図する。
【符号の説明】
【００７２】
６０２  マスタクロック
６０６  周波数分配器
３０４  制御回路
【図１】
2011037267.tif 000007
【図２】
2011037267.tif 000008
【図３】
2011037267.tif 000009
【図４】
2011037267.tif 000010
【図５Ａ】
2011037267.tif 000011
【図５Ｂ】
2011037267.tif 000012
【図５Ｃ】
2011037267.tif 000013
【図６】
2011037267.tif 000014
【図７】
2011037267.tif 000015
【図８】
2011037267.tif 000016
【図９】
2011037267.tif 000017
【図１０】
2011037267.tif 000018
【図１１】
2011037267.tif 000019
【図１２】
2011037267.tif 000020
【図１３】
2011037267.tif 000021
【図１４】
2011037267.tif 000022
【図１５】
2011037267.tif 000023
【図１６】
2011037267.tif 000024
【図１７】
2011037267.tif 000025
【図１８】
2011037267.tif 000026
【図１９】
2011037267.tif 000027
【図２０】
2011037267.tif 000028
【図２１】
2011037267.tif 000029
【図２２】
2011037267.tif 000030
【図２３】
2011037267.tif 000031
【図２４】
2011037267.tif 000032
【図２５】
2011037267.tif 000033
【図２６】
2011037267.tif 000034
【図２７】
2011037267.tif 000035
【図２８】
2011037267.tif 000036
【外国語明細書】
2011037267.tif 000037
2011037267.tif 000038
2011037267.tif 000039
2011037267.tif 000040
2011037267.tif 000041
2011037267.tif 000042
2011037267.tif 000043
2011037267.tif 000044
2011037267.tif 000045
2011037267.tif 000046
2011037267.tif 000047
2011037267.tif 000048
2011037267.tif 000049
2011037267.tif 000050
2011037267.tif 000051
2011037267.tif 000052
2011037267.tif 000053
2011037267.tif 000054
2011037267.tif 000055
2011037267.tif 000056
2011037267.tif 000057
2011037267.tif 000058
2011037267.tif 000059
2011037267.tif 000060
2011037267.tif 000061
2011037267.tif 000062
2011037267.tif 000063
2011037267.tif 000064
2011037267.tif 000065
2011037267.tif 000066
2011037267.tif 000067
2011037267.tif 000068
2011037267.tif 000069
2011037267.tif 000070
2011037267.tif 000071
2011037267.tif 000072
2011037267.tif 000073
2011037267.tif 000074
2011037267.tif 000075
2011037267.tif 000076
2011037267.tif 000077
2011037267.tif 000078
2011037267.tif 000079
2011037267.tif 000080
2011037267.tif 000081
2011037267.tif 000082
2011037267.tif 000083
2011037267.tif 000084
2011037267.tif 000085
2011037267.tif 000086
2011037267.tif 000087
2011037267.tif 000088
2011037267.tif 000089
2011037267.tif 000090
2011037267.tif 000091
2011037267.tif 000092
2011037267.tif 000093
2011037267.tif 000094
2011037267.tif 000095
2011037267.tif 000096