JP2000184195A - パルス幅変調装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不必要なパルスの混入が少ないパルス幅変調
信号を形成することができるパルス幅変調装置を得ると
共に、該パルス幅変調装置を用いて高画質な画像を形成
することができる画像形成装置を得る。 【解決手段】 コンパレータ３４Ａ、３４Ｂ及び３４Ｃ
に入力する各参照波に印加するＤＣ電圧を同一のＤＣ成
分発生装置３０により発生されたものとすると共に、デ
ジタルバイアス回路１２によってデジタル画像データ
（ビデオデータ）に加えられるバイアス値を参照波のレ
ベルに応じて調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス幅変調装置
及び画像形成装置に係り、より詳しくは、アナログ画像
信号と基準パターン信号とを比較し、該比較結果に基づ
いてパルス幅変調信号を形成するパルス幅変調装置、及
びパルス幅変調信号に基づいて生成した光ビームで画像
を形成する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のパルス幅変調装置によって中間調
の画像を形成する画像形成装置は、特開昭６２−３９９
７２号公報に示されるようにデジタル画像データをＤＡ
コンバータにてアナログ画像信号に変換し、変換したア
ナログ画像信号と一つ以上の所定周期の基準パターン信
号とを比較し、比較結果に基づいてパルス幅変調信号を
得ている。

【０００３】以下、図１１を参照して、画像形成装置に
設けられた従来のパルス幅変調装置について説明する。
図１１に示すパルス幅変調装置７０には、デジタル画像
データ（ビデオデータ）とパルス幅変調の変調周期及び
記録媒体上での光ビームの照射位置情報を表すデータ
（以下タグデータと称する）とが入力され、デジタル画
像データはＤＡコンバータ（ＤＡＣ）７２によってアナ
ログ画像信号に変換され、オペアンプ７４でインピーダ
ンス変換された後、コンパレータ９０Ａ（９０Ｂ、９０
Ｃ）の片チャンネルに入力される。

【０００４】一方、発振器７６によって生成されたビデ
オクロックは、クロック発生器７８によってＳＯＳ（St
art of Scan ）同期信号と同期が取られた後、参照波発
生回路８４Ａ（８４Ｂ、８４Ｃ）に入力され、参照波
（基準パターン信号）に変換される。参照波発生回路８
４Ａ（８４Ｂ、８４Ｃ）から出力された参照波は、コン
デンサからなるＡＣカップリング装置８８Ａ（８８Ｂ、
８８Ｃ）に入力され、該参照波のＤＣ成分が除去され
る。これによってＡＣ成分のみとなった参照波は、ＤＣ
成分発生装置８６Ａ（８６Ｂ、８６Ｃ）からのＤＣ電圧
（ＤＣバイアス）が加算され、コンパレータ９０Ａ（９
０Ｂ、９０Ｃ）のアナログ画像信号が入力されているチ
ャンネルとは異なるチャンネルに入力される。

【０００５】例えば、参照波は基準となるビデオクロッ
クを積分回路によって変換することによって三角波とし
て得ることができる。この場合の三角波は振幅が例えば
約１Ｖとなるように設定され、ＡＣカップリング装置８
８Ａ（８８Ｂ、８８Ｃ）に入力されてＤＣ成分が除去さ
れる。

【０００６】次に、ＡＣ成分のみとされた三角波は、Ｄ
Ｃ成分発生装置８６Ａ（８６Ｂ、８６Ｃ）からのＤＣ電
圧が加算され、例えば上部頂点を約−０．５Ｖ、下部頂
点を約−１．５Ｖとする振幅約１Ｖとなるように設定さ
れてコンパレータ９０Ａ（９０Ｂ、９０Ｃ）に入力され
る。

【０００７】コンパレータ９０Ａ（９０Ｂ、９０Ｃ）
は、入力されているアナログ画像信号と三角波（参照
波）とを比較し、三角波がアナログ画像信号よりも大き
い部分をハイレベルとしたパルス幅変調信号としてセレ
クタ９２に出力する。このパルス幅変調信号におけるパ
ルス幅は、光ビームの照射時間に対応しており、このパ
ルス幅を変化させることにより、露光される画像の階調
を表現している。

【０００８】すなわち、このパルス幅変調装置では、Ａ
Ｃカップリング装置８８Ａ（８８Ｂ、８８Ｃ）及びＤＣ
成分発生装置８６Ａ（８６Ｂ、８６Ｃ）によって、入力
されたデジタル画像データとの相対的なレベルを調整す
るために、参照波発生回路８４Ａ（８４Ｂ、８４Ｃ）か
ら出力された参照波に対してバイアスをかけているので
ある。

【０００９】セレクタ９２には、各コンパレータ９０Ａ
（９０Ｂ、９０Ｃ）からのパルス幅変調信号が入力さ
れ、タグデータに基づいて１つのパルス幅変調信号が選
択される。選択されたパルス幅変調信号はレーザドライ
バ９６に送られ、該パルス幅変調信号に基づいて図示し
ない半導体レーザから光ビームが射出される。

【００１０】一方、本発明者によって出願されたパルス
幅変調装置の技術として、特開平１０−６５９１４号公
報記載の技術がある。次に、図１２を参照して、同公報
記載の技術について説明する。

【００１１】図１２に示すように、特開平１０−６５９
１４号公報記載の技術は、上述した図１１に示す技術に
比較して、画像処理部とＤＡコンバータ７２及びセレク
タ９２との間にデジタルバイアス回路７１が設けられて
いると共に、ＡＣカップリング装置８８Ａ（８８Ｂ、８
８Ｃ）及びＤＣ成分発生装置８６Ａ（８６Ｂ、８６Ｃ）
が設けられていない点のみが相違している。

【００１２】デジタルバイアス回路７１は、参照波との
相対的なレベルを調整するために、参照波のレベルに応
じてデジタル画像データに対してバイアス演算を行うも
のであり、このデジタルバイアス回路７１を適用するこ
とによって、ＡＣカップリング装置８８Ａ（８８Ｂ、８
８Ｃ）及びＤＣ成分発生装置８６Ａ（８６Ｂ、８６Ｃ）
を不要としていた。

【００１３】ところで、画像形成の高速化及び高解像度
化を目的として、半導体レーザを複数備え、該複数の半
導体レーザを同時に駆動することによって、複数ライン
分の画像を同時に形成する画像形成装置がある。

【００１４】図１３には、上記特開平１０−６５９１４
号公報記載の技術を、２つの半導体レーザを備えた画像
形成装置に適用した場合のパルス幅変調装置の概略構成
の一例が示されている。同図に示すように、このパルス
幅変調装置には、図１２に示したパルス幅変調装置が半
導体レーザと同数の２組分設けられて構成されている
（但し、発振器７６及びクロック発生器７８は共用して
いる）。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
図１１乃至図１３を参照して説明したパルス幅変調装置
では、入力されたデジタル画像データが同一の場合であ
っても参照波の存在位置が参照波発生回路毎に異なる場
合が多く、この場合、出力されるパルス幅変調信号に不
必要なパルスが混入する場合がある、という問題点があ
った。このことを、具体的に示すと次のようになる。

【００１６】例えば、図１１に示すパルス幅変調装置７
０において、コンパレータ９０Ａに入力される参照波１
とコンパレータ９０Ｂに入力される参照波２とが、図１
４に示す状態、すなわち、参照波１が上部頂点を約−
０．５Ｖ、下部頂点を約−１．５Ｖとする振幅約１Ｖの
三角波となっており、参照波２が上部頂点を約−０．２
Ｖ、下部頂点を約−１．２Ｖとする振幅約１Ｖの三角波
となっており、各参照波の上部頂点がデジタル画像デー
タの０（零）に対応する場合について説明する。なお、
図１４に示すように各参照波の存在位置（電圧レベル）
が異なってしまうのは、参照波毎にＤＣ成分を加えてい
るために、調整工程での調整精度差や部品差等が生じる
ためである。

【００１７】図１５に示すように、画素毎のデジタル画
像データ（ビデオデータ）が連続して０（零）であり、
タグデータに基づいて画素毎に参照波１及び参照波２を
切り換えて用いる場合、参照波の切り換え毎にＤＡコン
バータ７２から出力されるアナログ画像信号には遅れが
生じてオーバーシュート又はアンダーシュートが発生す
る。

【００１８】この際、コンパレータ９０Ａから出力され
るパルス幅変調信号（参照波１パルス幅変調信号）はア
ナログ画像信号が参照波１より小さくなる事がないため
各画素ともローレベルとなるが、コンパレータ９０Ｂか
ら出力されるパルス幅変調信号（参照波２パルス幅変調
信号）はアナログ画像信号より電圧が低い場合にハイレ
ベルとなる。ここで、このハイレベルとなる期間には、
上記遅れの期間も含まれているため、最終的にセレクタ
９２から出力されるパルス幅変調信号には、上記遅れの
期間に相当するパルスが含まれてしまうことになる。

【００１９】一方、図１６に示すように、参照波１の方
が参照波２に比較して相対的に電圧レベルが高い場合に
は、アナログ画像信号には上記同様に参照波の切り換え
毎にオーバーシュート又はアンダーシュートが発生し、
この際のアンダーシュートによりアナログ画像信号の電
圧値が参照波２以下となった場合にコンパレータ９０Ｂ
から出力されるパルス幅変調信号に不必要なパルス（ハ
イレベル）が生じてしまう。この結果、最終的にセレク
タ９２から出力されるパルス幅変調信号には、上記不必
要なパルスが含まれてしまうことになる。

【００２０】図１７には、入力されるデジタル画像デー
タ（ビデオデータ）に０（零）以外のデータ（図１７で
は１０進数の２２０）が含まれる場合のパルス幅変調信
号の状態が示されている。

【００２１】同図に示すように、この場合は、デジタル
画像データが０から２２０（１０進数）に変化する際に
アンダーシュートが発生し、アナログ画像信号の電圧は
一旦参照波１よりも低くなった後に再び参照波１よりも
高くなる。この場合には、コンパレータ９０Ａから出力
されるパルス幅変調信号には、上記アンダーシュートに
よってアナログ画像信号の電圧が参照波１より低くなっ
ている期間に対応して不必要なパルス（ハイレベル）が
生じてしまう。従ってこの場合も、最終的にセレクタ９
２から出力されるパルス幅変調信号には、上記不必要な
パルスが含まれてしまうことになる。

【００２２】図１２及び図１３に示したパルス幅変調装
置においても各参照波の存在位置を一致させることは難
しく、以上のような不必要なパルスがパルス幅変調信号
に含まれてしまう現象は図１２及び図１３に示すパルス
幅変調装置であっても発生する可能性が高く、このよう
な不必要なパルスがパルス幅変調信号に含まれた場合、
結果的に画像形成装置によって形成される画像の階調特
性に悪影響を及ぼして画質を悪化させることになる。

【００２３】本発明は上記問題点を解消するために成さ
れたものであり、不必要なパルスの混入が少ないパルス
幅変調信号を形成することができるパルス幅変調装置を
提供すると共に、該パルス幅変調装置を用いて高画質な
画像を形成することができる画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のパルス幅変調装置は、複数の基準パ
ターン信号を発生する基準パターン信号発生手段と、入
力されたデジタル画像データとの相対的なレベルを調整
するために、前記基準パターン信号発生手段によって発
生された複数の基準パターン信号に対して同一のバイア
スをかけるアナログバイアス手段と、前記基準パターン
信号との相対的なレベルを調整するために、基準パター
ン信号のレベルに応じて前記デジタル画像データに対し
てバイアス演算を行うデジタルバイアス演算手段と、前
記デジタルバイアス演算手段によってバイアス演算が行
われたデジタル画像データをアナログ画像信号に変換す
るアナログ変換手段と、前記アナログ変換手段によって
変換されたアナログ画像信号と前記アナログバイアス手
段によってバイアスがかけられた基準パターン信号とを
比較し、該比較結果に基づいてパルス幅変調信号を形成
する信号形成手段と、を備えている。

【００２５】請求項１に記載のパルス幅変調装置によれ
ば、基準パターン信号発生手段によって複数の基準パタ
ーン信号が発生され、入力されたデジタル画像データと
の相対的なレベルを調整するために、アナログバイアス
手段によって上記複数の基準パターン信号に対して同一
のバイアスがかけられる。従って、このアナログバイア
ス手段の作用によって、上記複数の基準パターン信号の
レベルを略同一とすることができる。なお、上記基準パ
ターン信号としては、三角波、鋸状波、正弦波、方形波
等を適用することができる。

【００２６】また、請求項１に記載のパルス幅変調装置
では、基準パターン信号との相対的なレベルを調整する
ために、デジタルバイアス演算手段によって基準パター
ン信号のレベルに応じて上記デジタル画像データに対し
てバイアス演算が行われ、該バイアス演算が行われたデ
ジタル画像データがアナログ変換手段によってアナログ
画像信号に変換され、信号形成手段によって、上記アナ
ログ画像信号と上記アナログバイアス手段によってバイ
アスがかけられた基準パターン信号とが比較され、該比
較結果に基づいてパルス幅変調信号が形成される。

【００２７】このように、請求項１に記載のパルス幅変
調装置によれば、複数の基準パターン信号に対して同一
のバイアスをかけると共に基準パターン信号のレベルに
応じてデジタル画像データに対してバイアス演算を行っ
ているので、各基準パターン信号の存在位置を略同一と
することができ、不必要なパルスの混入が少ないパルス
幅変調信号を形成することができる。

【００２８】なお、請求項２に記載の発明のように、請
求項１記載の発明において、前記アナログバイアス手段
によって前記複数の基準パターン信号に対して同一のバ
イアスをかける際に、前記基準パターン信号の高周波成
分が前記アナログバイアス手段に流入することを防止す
るための防止手段を更に備えることが好ましい。

【００２９】また、請求項３記載の画像形成装置は、請
求項１又は請求項２記載のパルス幅変調装置を備えた画
像形成装置であって、前記信号形成手段により形成され
たパルス幅変調信号に基づいて光ビームを発生する光ビ
ーム発生手段と、前記光ビーム発生手段によって発生さ
れた光ビームを記録媒体に対して走査する光走査手段
と、を備えている。

【００３０】請求項３に記載の画像形成装置は、請求項
１又は請求項２記載のパルス幅変調装置が備えられてお
り、光ビーム発生手段によって、信号形成手段により形
成されたパルス幅変調信号に基づいて光ビームが発生さ
れ、この光ビーム発生手段によって発生された光ビーム
が光走査手段によって記録媒体に対して走査される。こ
の光ビーム発生手段及び光走査手段の作用によって記録
媒体に上記デジタル画像データに対応する画像が形成さ
れる。

【００３１】このように、請求項３に記載の画像形成装
置によれば、請求項１又は請求項２記載のパルス幅変調
装置が備えられており、備えられているパルス幅変調装
置によって形成されたパルス幅変調信号に基づいて画像
を形成しているので、請求項１又は請求項２記載の発明
と同様に、複数の基準パターン信号に対して同一のバイ
アスをかけると共に基準パターン信号のレベルに応じて
デジタル画像データに対してバイアス演算を行っている
ので、各基準パターン信号の存在位置を略同一とするこ
とができ、不必要なパルスの混入が少ないパルス幅変調
信号を形成することができ、形成される画像の画質を向
上させることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］以下、本発明に
係る第１実施形態について説明する。まず、図１を参照
して、本発明に係るパルス幅変調装置が設けられた画像
形成装置１１の概略構成について説明する。

【００３３】図１に示すように、画像形成装置１１に
は、光源としての半導体レーザ１１４が設置されてお
り、この半導体レーザ１１４の光ビームの射出側近傍に
は、入射された光ビームを拡散光線から平行光線に変換
するコリメータレンズ、及び該光ビームをポリゴンミラ
ー１１８の側面に設けられた反射面１１８Ｃに集束させ
るシリンドリカルレンズで構成された第１の光学系１１
６が配置されている。なお、上記シリンドリカルレンズ
は、各反射面１１８Ｃの面倒れを補正する役割も有す
る。

【００３４】ポリゴンミラー１１８は、その側面に反射
面１１８Ｃを所定数（一例として６つ）有すると共に、
軸１１８Ａを中心に矢印Ｒ方向に一定の角速度で高速回
転しており、各反射面１１８Ｃへの光ビームの入射角を
連続的に変化させ偏向する役割を有している。即ち、ポ
リゴンミラー１１８は、光ビームを偏向して矢印Ｍで示
す主走査方向に沿って走査させる。

【００３５】ポリゴンミラー１１８によって偏向された
光ビームの進行方向には、後述する感光体ドラム１２４
上での該光ビームの結像点を矢印Ｍで示す主走査方向に
等速度移動させるためのｆθレンズで構成された第２の
光学系１２０が配置されている。この第２の光学系１２
０を透過した光ビームは、シリンドリカルミラー１２２
を介して感光体ドラム１２４の面上に結像する。

【００３６】感光体ドラム１２４は、円筒状に成形され
ており、軸１２４Ａを中心として矢印Ｋ方向に回転して
いる。即ち、感光体ドラム１２４の側面（ドラム面）
は、矢印Ｍで示す主走査方向に垂直な副走査方向にスク
ロールしている。

【００３７】よって、上記第２の光学系１２０の作用に
よる感光体ドラム１２４上の結像点の主走査方向に沿っ
た等速度移動と、感光体ドラム１２４の副走査方向への
スクロールと、によって、感光体ドラム１２４は光ビー
ムにより走査される。

【００３８】なお、光ビームの主走査方向の端部で感光
体ドラム１２４への画像の露光に影響しない部分にはミ
ラー１２６が配置されており、ミラー１２６による光ビ
ームの反射方向における、感光体ドラム１２４の表面と
光学的に等価な位置には、感光体ドラム１２４に照射さ
れる光ビームの光量を検出するための光量検出器１２８
が配置されている。

【００３９】光量検出器１２８による光量の検出結果
は、画像形成装置１１における画像形成処理の全体を制
御する制御装置１００に送出される。この制御装置１０
０は、図示しないマイクロコンピュータを含んで構成さ
れている。この制御装置１００には、各種画像処理を行
う画像処理部１０１が接続されており、画像処理部１０
１は画像処理したデジタル画像データを記憶装置１０２
へ記憶する。また、画像処理部１０１はデジタル画像デ
ータと前述したタグデータとをパルス幅変調装置１０に
送信する。一方、制御装置１００は、後述する参照波毎
にバイアス値を設定し、パルス幅変調装置１０に送信す
る。パルス幅変調装置１０には、半導体レーザ１１４に
よる光ビーム射出動作をパルス幅変調信号に基づいて制
御するレーザドライバ４４が接続されている。

【００４０】次に、図２乃至図５を参照して、パルス幅
変調装置１０の構成について説明する。図２に示すパル
ス幅変調装置１０には、画像処理部１０１からのデジタ
ル画像データ（ビデオデータ）に対して制御装置１００
からのバイアス値に基づいてバイアス演算を行うデジタ
ルバイアス回路１２、ＤＡコンバータ（ＤＡＣ）１４、
オペアンプ１６、及び３つのコンパレータ３４Ａ、３４
Ｂ及び３４Ｃが設けられている。

【００４１】上記デジタルバイアス回路１２には、図３
に示すように、加算器１２Ａ、セレクタ１２Ｂ、及び後
述する参照波発生回路と同数のバッファ１２Ｘ、１２
Ｙ、１２Ｚが設けられている。加算器１２Ａの一方の入
力端（Ａ入力端）は、画像処理部１０１のデジタル画像
データ（ビデオデータ）Ｖを出力する出力端に接続され
ており、他方の入力端（Ｂ入力端）はセレクタ１２Ｂの
出力端に接続されており、更に出力端はＤＡコンバータ
１４に接続されている。

【００４２】一方、セレクタ１２Ｂのセレクト端子は、
画像処理部１０１のタグデータＴ（デジタル画像データ
Ｖに対応するタグデータ）を出力する出力端に接続され
ており、残りの３つの入力端は、各々制御装置１００か
らのバイアス値を示す３本の信号線に入力端が接続され
たバッファ１２Ｘ、１２Ｙ及び１２Ｚの出力端に各々接
続されている。

【００４３】図２に示すように、ＤＡコンバータ１４の
出力端はオペアンプ１６を介して３つに分岐されて各々
コンパレータ３４Ａ、３４Ｂ及び３４Ｃの一方の入力端
に接続されている。

【００４４】一方、パルス幅変調装置１０には発振器１
８が設けられており、発振器１８の出力端は一方の入力
端にＳＯＳ同期信号が入力されたクロック発生器２０の
他方の入力端に接続されている。

【００４５】クロック発生器２０の出力端は２つに分岐
しており、一方は参照波発生回路２８Ａの入力端に、他
方はＤフリップフロップ（以下、単にフリップフロップ
という）２２のクロック入力端に各々接続されており、
更にフリップフロップ２２のＱ端子は参照波発生回路２
８Ｂの入力端に、フリップフロップ２２のＱ’端子はフ
リップフロップ２２のＤ端子及び参照波発生回路２８Ｃ
の入力端に各々接続されている。

【００４６】また、参照波発生回路２８Ａ、２８Ｂ及び
２８Ｃの各々の出力端はＡＣカップリング装置３２Ａ、
３２Ｂ及び３２Ｃの一端に各々接続されており、ＡＣカ
ップリング装置３２Ａ、３２Ｂ及び３２Ｃの他端は、各
々フェライトビーズ（ＦＢ）３６Ａ、３６Ｂ及び３６Ｃ
を介して同一のＤＣ成分発生装置３０の出力端に接続さ
れていると共に、コンパレータ３４Ａ、３４Ｂ及び３４
Ｃの各々の他方の入力端に接続されている。

【００４７】更に、コンパレータ３４Ａ、３４Ｂ及び３
４Ｃの各々の出力端はセレクタ４０の入力端に接続され
ており、セレクタ４０の出力端はレーザドライバ４４の
入力端に接続されている。なお、セレクタ４０のセレク
ト端子は、画像処理部１０１のタグデータＴを出力する
端子にデジタルバイアス回路１２内において接続されて
いる。

【００４８】なお、本実施の形態における参照波発生回
路２８Ａ、２８Ｂ及び２８Ｃとしては、図４に示すよう
に、積分回路２４及び増幅回路２６等によって構成され
た三角波発生回路を適用している。また、本実施の形態
におけるＤＣ成分発生装置３０としては、図５に示すよ
うに、可変抵抗３０Ａを用いた回路を適用し、可変抵抗
３０Ａに加える電圧を分圧することによってＤＣ電圧を
制御するものとされている。

【００４９】上記デジタルバイアス回路１２が本発明の
デジタルバイアス演算手段に、上記ＤＡコンバータ１４
及びオペアンプ１６が本発明のアナログ変換手段に、上
記コンパレータ３４Ａ、３４Ｂ及び３４Ｃが本発明の信
号形成手段に、上記参照波発生回路２８Ａ、２８Ｂ及び
２８Ｃが本発明の基準パターン信号発生手段に、上記Ｄ
Ｃ成分発生装置３０が本発明のアナログバイアス手段
に、上記レーザドライバ４４と半導体レーザ１１４が本
発明の光ビーム発生手段に、上記ポリゴンミラー１１８
が本発明の光走査手段に、上記感光体ドラム１２４が本
発明の記録媒体に、各々相当する。

【００５０】次に、パルス幅変調装置１０の作用につい
て説明する。なお、各参照波発生回路に対応してデジタ
ルバイアス回路１２に設けられているバッファ１２Ｘ、
１２Ｙ及び１２Ｚに対して制御装置１００から各々入力
されるバイアス値は、各々コンパレータ３４Ａ、３４Ｂ
及び３４Ｃに入力される参照波のレベルの変動に対応し
て予め微調整されている。すなわち、各参照波には同一
のＤＣ成分発生装置３０によって発生されたＤＣ電圧が
加えられて各参照波は略同一の存在位置（電圧レベル）
とされるが、各部品の定数の誤差等に起因して各参照波
には若干の存在位置のずれが生じるので、このずれに対
応してデジタル画像データに対するバイアス値を微調整
しておくのである。この微調整によって、各参照波の存
在位置のずれは見かけ上相殺することができる。

【００５１】図３に示すように、制御装置１００から出
力されたバイアス値は参照波発生回路毎に割り当てられ
たバッファ１２Ｘ、１２Ｙ、１２Ｚのうちの１つに格納
される。タグデータＴに基づいてセレクタ１２Ｂが１つ
のバッファを選択し、選択されたバッファに格納された
バイアス値は加算器１２Ａに入力される。また、加算器
１２Ａには、制御装置１００からのデジタル画像データ
（ビデオデータ）Ｖも入力されており、加算器１２Ａに
よってデジタル画像データＶにバイアス値が加算され
る。

【００５２】バイアス値が加算された画像データは画像
データ（ビデオデータ）Ｖ２として出力され、図２に示
すＤＡコンバータ１４によってアナログ画像信号に変換
されて、オペアンプ１６でインピーダンス変換された
後、コンパレータ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの各々の一方
の入力端に入力される。

【００５３】一方、発振器１８によって生成されたビデ
オクロックは、クロック発生器２０によってＳＯＳ同期
信号と同期が取られた後、参照波発生回路２８Ａ、２８
Ｂ、２８Ｃにそれぞれ入力されて参照波に変換される。
なお、参照波発生回路２８Ｂ、２８Ｃに入力されるビデ
オクロックは、フリップフロップ２２によって周期が２
倍になるように変換される。上述したように参照波発生
回路２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃは積分回路を含んで構成さ
れており、入力されたビデオクロックを基に振幅が所定
値（本実施の形態では約１Ｖ）の三角波（参照波）を発
生する。

【００５４】参照波発生回路２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの
各々によって発生された参照波は、ＡＣカップリング装
置３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃに各々入力されてＤＣ成分が
除去される。次に、ＡＣ成分のみとされた各参照波には
同一のＤＣ成分発生装置３０からのＤＣ電圧が各々フェ
ライトビーズ３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃを介して印加さ
れ、例えば上部頂点が約−０．５Ｖ、下部頂点が約−
１．５Ｖとする振幅約１Ｖとなるように設定されてコン
パレータ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃに各々入力される。

【００５５】なお、上記フェライトビーズ３６Ａ、３６
Ｂ及び３６Ｃは、参照波に含まれる高周波成分がＤＣ成
分発生装置３０に流入することを防止するために設けら
れたものであり、本発明の防止手段に相当する。

【００５６】図６には参照波発生回路２８Ａ、２８Ｂ、
２８Ｃによって各々発生されてＡＣカップリング装置３
２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃで各々ＤＣ成分が除去され、更に
ＤＣ成分発生装置３０からの同一のＤＣ電圧が各々印加
された参照波１、２、３の一例が示されている。同図に
示すように、参照波２及び３は周期が参照波１の２倍と
なっており、かつ参照波２と参照波３との位相が１８０
度ずれたものとなっている。参照波１、２、３が本発明
の基準パターン信号に相当する。

【００５７】コンパレータ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃは各
々、入力されているアナログ画像信号と参照波とを比較
し、参照波がアナログ画像信号よりも大きな部分をパル
ス幅変調信号としてセレクタ４０に出力する。すなわ
ち、例えばコンパレータ３４Ａでは、図６に示すよう
に、参照波１がアナログ画像信号よりも大きな部分のみ
をハイレベルとしたパルス幅変調信号を出力する。この
パルス幅変調信号におけるパルス幅は、光ビームの照射
時間に対応しており、このパルス幅を変化させることに
より、露光される画像の階調を表現している。

【００５８】図７には、画像処理部１０１から入力され
たデジタル画像データとコンパレータ３４Ａから出力さ
れたパルス幅変調信号のパルス幅との関係（以下、パル
ス幅変調信号の出力特性という）の一例を示すグラフが
示されている。同図に示すように、デジタル画像データ
の値が大きくなるに従ってパルス幅変調信号のパルス幅
は大きくなる。

【００５９】セレクタ４０には、コンパレータ３４Ａ、
３４Ｂ、３４Ｃの各々からのパルス幅変調信号が入力さ
れ、タグデータＴ（パルス幅変調の変調周期及び位置情
報データ）に基づいて１つのパルス幅変調信号が選択さ
れる。選択されたパルス幅変調信号はレーザドライバ４
４に送られて、該パルス幅変調信号に基づいて半導体レ
ーザ１１４（図１も参照）からデジタル画像データＶに
応じた光ビームが射出される。

【００６０】図８には本実施の形態に係るパルス幅変調
装置１０の作動時における各信号の状態が示されてい
る。同図に示すように、パルス幅変調装置１０では、参
照波１及び参照波２の各々の上部頂点及び下部頂点の電
圧レベルを略同一とすることができ（参照波３も同
様）、画素毎に参照波を切り換えた場合においても最終
的に得られるパルス幅変調信号には不必要なパルスが発
生することがない。

【００６１】以上詳細に説明したように、本第１実施形
態に係るパルス幅変調装置及び画像形成装置では、複数
の参照波に加えるＤＣ電圧として同一のＤＣ成分発生装
置によって発生されたＤＣ電圧を用いると共に、デジタ
ルバイアス回路によって構成部品の定数誤差等に起因す
る参照波のレベルの変動に応じてデジタル画像データに
加えるバイアス値を微調整しているので、参照波の存在
位置を略同一とすることができ、不必要なパルスの混入
が少ないパルス幅変調信号を形成することができ、この
パルス幅変調信号を用いた画像形成装置によって形成さ
れる画像の画質を向上させることができる。

【００６２】また、本第１実施形態に係るパルス幅変調
装置及び画像形成装置では、デジタルバイアス回路によ
って構成部品の定数誤差等に起因する参照波のレベルの
変動に応じてデジタル画像データに加えるバイアス値を
微調整しているので、ＤＣ成分発生装置の高精度化や調
整を行う必要がなく、ＤＣ成分発生装置を抵抗分圧等に
よる簡易な構成とすることができ、装置のコストを低減
することができる。

【００６３】［第２実施形態］本第２実施形態では、画
像形成の高速化及び高解像度化を目的として、２つの半
導体レーザを備えた画像形成装置の各半導体レーザを同
時に駆動させるためのパルス幅変調装置の実施形態につ
いて説明する。

【００６４】図９には、本第２実施形態に係るパルス幅
変調装置１０’の概略構成が示されている。なお、図９
の図２と同様の部分については同一の符号を付して、そ
の説明を省略する。

【００６５】図９に示すように、本第２実施形態に係る
パルス幅変調装置１０’は、図示しない２つ目の半導体
レーザに対応して、図２に示したパルス幅変調装置１０
を構成する各部が概ね２組分設けられたものである。但
し、パルス幅変調装置１０’では、デジタルバイアス回
路１２、発振器１８、クロック発生器２０、及びＤＣ成
分発生装置３０は共用して用いている。

【００６６】すなわち、本第２実施形態に係るパルス幅
変調装置１０’は、上記第１実施形態に係るパルス幅変
調装置１０に対して、図示しない２つ目の半導体レーザ
に対応する、ＤＡコンバータ１４’、オペアンプ１
６’、フリップフロップ２２’、参照波発生回路２８
Ａ’、２８Ｂ’、２８Ｃ’、ＡＣカップリング装置３２
Ａ’、３２Ｂ’、３２Ｃ’、フェライトビーズ３６
Ａ’、３６Ｂ’、３６Ｃ’、コンパレータ３４Ａ’、３
４Ｂ’、３４Ｃ、セレクタ４０’、及びレーザドライバ
４４’が追加されたものである。

【００６７】この場合も、上記第１実施形態に係るパル
ス幅変調装置１０と同様に、制御装置１００から入力さ
れてデジタルバイアス回路１２においてデジタル画像デ
ータＶ及びＶ’に加えられるバイアス値は、各々コンパ
レータ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ａ’、３４
Ｂ’、３４Ｃ’に入力される参照波のレベルの変動に対
応して予め微調整しておくと共に、同一のＤＣ成分発生
装置３０から各参照波に対して同一のＤＣ電圧を印加す
る。

【００６８】従って、本第２実施形態に係るパルス幅変
調装置及び画像形成装置においても、上記第１実施形態
に係るパルス幅変調装置及び画像形成装置と同様に、複
数の参照波に加えるＤＣ電圧として同一のＤＣ成分発生
装置によって発生されたＤＣ電圧を用いると共に、デジ
タルバイアス回路によって構成部品の定数誤差等に起因
する参照波のレベルの変動に応じてデジタル画像データ
に加えるバイアス値を微調整しているので、参照波の存
在位置を略同一とすることができ、不必要なパルスの混
入が少ないパルス幅変調信号を形成することができ、こ
のパルス幅変調信号を用いた画像形成装置によって形成
される画像の画質を向上させることができる。

【００６９】また、本第２実施形態に係るパルス幅変調
装置及び画像形成装置においても、デジタルバイアス回
路によって構成部品の定数誤差等に起因する参照波のレ
ベルの変動に応じてデジタル画像データに加えるバイア
ス値を微調整しているので、ＤＣ成分発生装置の高精度
化や調整を行う必要がなく、ＤＣ成分発生装置を抵抗分
圧等による簡易な構成とすることができ、装置のコスト
を低減することができる。

【００７０】［第３実施形態］本第３実施形態では、２
つの半導体レーザを備えた画像形成装置の各半導体レー
ザを同時に駆動させるためのパルス幅変調装置の上記第
２実施形態とは異なる実施形態について説明する。

【００７１】図１０には、本第３実施形態に係るパルス
幅変調装置１０’’の概略構成が示されている。なお、
図１０の図９と同様の部分については同一の符号を付し
て、その説明を省略する。

【００７２】図１０に示すように、本第３実施形態に係
るパルス幅変調装置１０’’は、図９に示したパルス幅
変調装置１０’において、コンパレータ３４Ａ’、３４
Ｂ’、３４Ｃ’の各々に入力する参照波を、コンパレー
タ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの各々に入力する参照波と共
用したものである。従って、パルス幅変調装置１０’’
はパルス幅変調装置１０’に対して、フリップフロップ
２２’、参照波発生回路２８Ａ’、２８Ｂ’、２８
Ｃ’、ＡＣカップリング装置３２Ａ’、３２Ｂ’、３２
Ｃ’、及びフェライトビーズ３６Ａ’、３６Ｂ’、３６
Ｃ’を除いた構成とされている。

【００７３】従って、本第３実施形態に係るパルス幅変
調装置及び画像形成装置においても、上記第２実施形態
に係るパルス幅変調装置及び画像形成装置と同様に、複
数の参照波に加えるＤＣ電圧として同一のＤＣ成分発生
装置によって発生されたＤＣ電圧を用いると共に、デジ
タルバイアス回路によって構成部品の定数誤差等に起因
する参照波のレベルの変動に応じてデジタル画像データ
に加えるバイアス値を微調整しているので、参照波の存
在位置を略同一とすることができ、不必要なパルスの混
入が少ないパルス幅変調信号を形成することができ、こ
のパルス幅変調信号を用いた画像形成装置によって形成
される画像の画質を向上させることができる。

【００７４】また、本第３実施形態に係るパルス幅変調
装置及び画像形成装置においても、デジタルバイアス回
路によって構成部品の定数誤差等に起因する参照波のレ
ベルの変動に応じてデジタル画像データに加えるバイア
ス値を微調整しているので、ＤＣ成分発生装置の高精度
化や調整を行う必要がなく、ＤＣ成分発生装置を抵抗分
圧等による簡易な構成とすることができ、装置のコスト
を低減することができる。

【００７５】なお、上記各実施形態では、参照波を三角
波とした場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば鋸状波、正弦波、方形波等
とする形態としてもよい。

【００７６】また、上記各実施形態では、参照波の種類
を図６に示す３種類とした場合について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、４種類以上もし
くは３種類未満とする形態としてもよいことはいうまで
もない。

【００７７】また、上記各実施形態では、図６に示す参
照波２及び参照波３を、参照波１の２倍周期とした場合
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、２倍周期以外の例えば３倍周期等であってもよ
い。

【００７８】また、上記各実施形態では、本発明の防止
手段としてフェライトビーズを適用した場合について説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、参
照波からの高周波成分のＤＣ成分発生装置への流入を防
止することができるものであれば如何なるものでも適用
することができ、例えば抵抗等を適用する形態としても
よい。

【００７９】また、上記各実施形態では、ＤＣ成分発生
装置３０として、図５に示した抵抗分圧による回路を適
用した場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ＤＣ電圧を発生することができるも
のであれば如何なるものでも適用することができ、例え
ば、可変出力レギュレータを用いた回路、ＤＡコンバー
タを用いた回路、安定化電源等を適用する形態としても
よい。

【００８０】また、上記各実施形態では、本発明の光走
査手段としてポリゴンミラー１１８を適用した場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えばガルバノメータミラー等を適用する形態とし
てもよい。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、複数の基準パターン信
号に対して同一のバイアスをかけると共に基準パターン
信号のレベルに応じてデジタル画像データに対してバイ
アス演算を行っているので、各基準パターン信号の存在
位置を略同一とすることができ、不必要なパルスの混入
が少ないパルス幅変調信号を形成することができる、と
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態に係るパルス幅変調装置を含ん
で構成された画像形成装置の構成を示す概略構成図であ
る。

【図２】 第１実施形態におけるパルス幅変調装置の構
成を示す概略構成図である。

【図３】 図２のパルス幅変調装置におけるデジタルバ
イアス回路の構成を示す概略構成図である。

【図４】 図２のパルス幅変調装置における参照波発生
回路の回路構成例を示す回路図である。

【図５】 図２のパルス幅変調装置におけるＤＣ成分発
生装置の回路構成例を示す回路図である。

【図６】 図２のパルス幅変調装置の参照波発生回路に
よって発生される参照波の一例を示すと共に、参照波及
びアナログ画像信号とパルス幅変調信号との関係を示す
タイムチャートである。

【図７】 コンパレータから出力されるパルス幅変調信
号のデジタル画像データに対する特性を示すグラフであ
る。

【図８】 図２のパルス幅変調装置に対して入力される
デジタル画像データ（ビデオデータ）及びタグデータ
と、パルス幅変調装置によって生成されるアナログ画像
信号、参照波、及びパルス幅変調信号の状態の一例を示
すタイムチャートである。

【図９】 第２実施形態におけるパルス幅変調装置の構
成を示す概略構成図である。

【図１０】 第３実施形態におけるパルス幅変調装置の
構成を示す概略構成図である。

【図１１】 従来のパルス幅変調装置の構成の一例を示
す概略構成図である。

【図１２】 従来のパルス幅変調装置の構成の別の例を
示す概略構成図である。

【図１３】 従来のパルス幅変調装置の構成の別の例を
示す概略構成図である。

【図１４】 従来のパルス幅変調装置における問題点の
説明に供する図であり、参照波の状態の一例を示すタイ
ムチャートである。

【図１５】 従来のパルス幅変調装置における問題点の
説明に供する図であり、従来のパルス幅変調装置に対し
て入力されるデジタル画像データ（ビデオデータ）及び
タグデータと、パルス幅変調装置によって生成されるア
ナログ画像信号、参照波、及びパルス幅変調信号の状態
の一例を示すタイムチャートである。

【図１６】 従来のパルス幅変調装置における問題点の
説明に供する図であり、参照波の状態が図１５と逆の場
合のタイムチャートである。

【図１７】 従来のパルス幅変調装置における問題点の
説明に供する図であり、デジタル画像データ（ビデオデ
ータ）に０（零）以外の値がある場合の、従来のパルス
幅変調装置に対して入力されるデジタル画像データ及び
タグデータと、パルス幅変調装置によって生成されるア
ナログ画像信号、参照波、及びパルス幅変調信号の状態
の一例を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１０、１０’、１０’’ パルス幅変調装置 １１ 画像形成装置 １２ デジタルバイアス回路（デジタルバイアス演算
手段） １４、１４’ デジタルアナログコンバータ（アナロ
グ変換手段） ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ参照波発生回路（基準パターン
信号発生手段） ２８Ａ’、２８Ｂ’、２８Ｃ’参照波発生回路（基準パ
ターン信号発生手段） ３０ ＤＣ成分発生装置（アナログバイアス手段） ３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ ＡＣカップリング装置 ３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ コンパレータ（信号形成手
段） ３４Ａ’、３４Ｂ’、３４Ｃ’ コンパレータ（信号
形成手段） ３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ フェライトビーズ（防止手
段） ３６Ａ’、３６Ｂ’、３６Ｃ’ フェライトビーズ
（防止手段） ４４、４４’ レーザドライバ（光ビーム発生手段） １００ 制御装置 １０１ 画像処理部 １１４ 半導体レーザ（光ビーム発生手段） １１８ ポリゴンミラー（光走査手段） １２４ 感光体ドラム（記録媒体）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の基準パターン信号を発生する基準
   パターン信号発生手段と、 入力されたデジタル画像データとの相対的なレベルを調
   整するために、前記基準パターン信号発生手段によって
   発生された複数の基準パターン信号に対して同一のバイ
   アスをかけるアナログバイアス手段と、 前記基準パターン信号との相対的なレベルを調整するた
   めに、基準パターン信号のレベルに応じて前記デジタル
   画像データに対してバイアス演算を行うデジタルバイア
   ス演算手段と、 前記デジタルバイアス演算手段によってバイアス演算が
   行われたデジタル画像データをアナログ画像信号に変換
   するアナログ変換手段と、 前記アナログ変換手段によって変換されたアナログ画像
   信号と前記アナログバイアス手段によってバイアスがか
   けられた基準パターン信号とを比較し、該比較結果に基
   づいてパルス幅変調信号を形成する信号形成手段と、 を備えたパルス幅変調装置。
2. 【請求項２】 前記アナログバイアス手段によって前記
   複数の基準パターン信号に対して同一のバイアスをかけ
   る際に、前記基準パターン信号の高周波成分が前記アナ
   ログバイアス手段に流入することを防止するための防止
   手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載のパル
   ス幅変調装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のパルス幅変
   調装置を備えた画像形成装置であって、 前記信号形成手段により形成されたパルス幅変調信号に
   基づいて光ビームを発生する光ビーム発生手段と、 前記光ビーム発生手段によって発生された光ビームを記
   録媒体に対して走査する光走査手段と、 を備えた画像形成装置。