JP3047254B2 - レーザーダイオード・コントローラ装置 - Google Patents

レーザーダイオード・コントローラ装置

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JP3047254B2
JP3047254B2 JP3070023A JP7002391A JP3047254B2 JP 3047254 B2 JP3047254 B2 JP 3047254B2 JP 3070023 A JP3070023 A JP 3070023A JP 7002391 A JP7002391 A JP 7002391A JP 3047254 B2 JP3047254 B2 JP 3047254B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタなど
の画像形成装置に用いられ画像データを書き込むための
レーザーダイオード・コントローラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザーダイオードを発光制御するため
のパルス幅変調(PWM)出力を得る手段として、従来、
図3に例示する回路構成のレーザーダイオード・コント
ローラ装置で行なっていた。
【0003】 図3に示すようにゲトアレイで構成さ
れる論理回路11と、複数個の遅延回路12及び、論理
回路13でなるPWM生成回路と、で構成される。
【0004】図示せざる水晶発振器を用いて基準画素ク
ロック(CLOCK)を、精度を上げるため使用する周波
数fの2倍に設定し論理回路11に入力する。
【0005】この論理回路11にて上記外部から入力され
る基準画素クロックを使用周波数に分周(f/2)し、該
基準画素クロックとは非同期な外部から同様に入力され
る同期位置信号(DET−P)と同期をとり、同期後の信
号をレーザー発光開始時間設定信号(W−CLK)とし
て、遅延回路12及び論理回路13とで構成されるPWM生
成論理回路へ入力し、前記論理回路11から送信される書
込データ(W−DATA)に相当するPWM波形出力を得
て、図示せざるレーザーダイオードの発光制御(ON/O
FF)及び発光時間の制御を行なっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図3に示
す従来の回路構成では、高同期精度及び多階調を実現し
ようとすると、水晶発振器で生成する基準画素クロック
(CLOCK)の発振周波数を上げ、かつ、論理回路1
1で基準画素クロックの分周比をf/2からさらにf/
4,f/6等に上げる必要がある。また、PWM波形生
成のための遅延回路12も高精度で、かつ、使用個数を
増加させる必要がある。
【0007】ところで、基準画素クロックを得るための
発振器として、上述のように水晶発振器を用いており、
水晶発振器自体の周波数特性には限界がある。例えば、
最大27.5MHz程度なるが故、分周後の目的とする周波
数の高周波化に対応できないという問題がある。
【0008】また、高精度の遅延回路は種類が少なく、
かつ、高価である。そして、遅延回路の個数を増加させ
ると、その実装基板の面積が大きくなり、装置の小型化
に対応できないという問題があった。
【0009】本発明は、このような従来の問題を解決
し、低価格、小型化された装置により高同期精度及び多
階調化を実現することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、外部より入力
される基準画素クロックに位相同期させる手段は位相ロ
ックループにより行ない、レーザーダイオードのレーザ
ー発光開始時間の設定及びレーザー発光時間の設定の各
手段はバレルシフタ及びPWM制御を用いて高精度に行
なうことを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明によれば、外部より入力される基準画素
クロックは分周せずに位相ロックループを構成する電圧
制御発振器(VCO)を利用しているため高周波発振が
可能であり、該電圧制御発振器の構成により同期精度が
T/N段(Tは1周期、Nは抽出数)と上げることがで
き、かつT/2N段の間隔で多階調が実現できる。
【0012】そして、レーザーダイオードのレーザー発
光開始時間の設定は、VCOから取出した信号と、基準
画素クロックとは非同期の同期位置信号とによりバレル
シフタを動作させて行なう。また、PWM出力はバレル
シフタ通過後の出力をPWMパルス生成論理回路でPW
M制御を行ないPWM波形をうる。
【0013】また、上記位相ロックループでなる位相同
期装置と、上記バレルシフタ、PWMパルス生成論理回
路等を含む同期位置検出兼PWM波形出力発生装置は、
1チップ化が可能であり、従来の遅延回路を使用するよ
りも精度の均一化、低価格化、小型化が可能となる。
【0014】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の回路構成図を示
し、図において、1は外部から入力される基準画素クロ
ック(CLOCK)と電圧制御発振器(VCO)2の発振出
力を比較する位相比較器(PC)、前記VCO2は入力電
圧により発振周波数(図2)を調整できるものであり、半
導体素子を用いた定電流回路とインバータを数段用いて
発振回路を構成する。3は積分回路で構成されたローパ
スフィルタ(LPF)、4は該LPF(積分回路)3の出力
を入力とする入力電圧対周波数依存性変化用リファレン
ス回路(VREF)で、このリファレンス回路の出力が上
記VCO2の入力電圧となる。
【0015】 これら位相比較器(PC)1,電圧制御
発振器(VCO)2,ロ−パスフィルタ(LPF)3及
びリファレンス回路(VREF)4で位相ロックループ
(PLL)を構成する。ここでPC−OUTはPLLの
ロック検出信号、LP−OUTはLPF3への位相比較
検出信号、VREF−OUTはLP3の積分出力(積
分電圧)である。
【0016】
【外1】
【0017】 該当する同期位置信号を抽出し、レーザ
ー発光開始時間設定(WーCLK)を得るバレルシフタ
(B・S)、7は該バレルシフタの出力を用いて前記レ
ーザー発光開始時間設定信号(W−CLK)により送ら
れてくる書込データ(W−DATA)に相当するレーザ
ー発光時間をPWM制御により設定するPWMパルス生
成論理回路(PWM・ PGL)、8はレジスタ−で
成された書込データインターフェース、9は上記PWM
・PGL7からのPWMパルスで、書込データ(W−D
ATA)の同期をとってPWM波形(PWM−OU
T)を出力する同期パルス選択回路(S・P・S)であ
る。
【0018】これらタップ選択回路(TAP・S)5,バ
レルシフタ(B・S)6及びPWMパルス生成論理回路
(PWM・PGL)7で同期位置検出兼PWM波形出力発
生装置を構成する。
【0019】次に上記回路構成の動作を説明する。ま
ず、外部より周波数fHzの基準画素クロック(CLOC
K)が位相比較器(PC)1に入力されると、電圧制御発
振器(VCO)2の発振出力(図2に出力波形を示す)と、
基準画素クロックの位相比較を行ない、位相の進み、遅
れを検出する。
【0020】この位相比較検出信号(LP−OUT)をL
PF3を構成する積分回路の充放電制御信号として、V
REF4の入力電圧レベルを可変し、VCO2の発振周
波数を基準画素クロックに同期させる。つまり、このよ
うな動作により位相ロックループ(PLL)を作ることと
なり、ロックしたか否かはロック検出信号PC−OUT
で確認できる。
【0021】また、VREF4の機能は本VREF4を
含めて本回路を1チップで構成しているので、チップ外
(VREF4)から見たとき入力電圧対周波数依存性を変
化させるためVREF4を有し、操作パネル(図略)等か
らの選択信号(SE)により、例えば、2つの発振周範囲
が選べるようになっている。
【0022】また、VCO2の発振周波数が基準画素ク
ロックに対し、進み位相の場合は進み分だけ位相比較検
出信号(LP−OUT)が“H”レベルで出力し、その時
間において、LPF3の積分回路の電圧レベルが変化
し、VCO2の発振回路を構成するインバータのPチャ
ネルのゲート電圧が高くなり、インバータを流れる電流
が減少し、発振周波数が基準画素クロックに同期する。
また、遅れ位相の場合は上記と逆の動作により発振周波
数が基準画素クロックに同期する。
【0023】このようにして、基準画素クロックとVC
Oの発振周波数が同期した後では、図2に示すようなV
CO2の出力波形が得られ、解像度分(VCO出力間デ
ィレイ)の位相のずれた信号が得られ、従来の遅延回路
の働きをさせることができる。
【0024】図2に示すVCO2の出力と、外部から入
力される基準画素クロック(CLOCK)と非同期の同期
位置信号(DET−P)とにより、該DET−P信号の
“L”から“H”への変化点の後にある一番近いVCO
2の出力(“L”から“H”の変化をとる出力波形)をタ
ップ選択回路(TAP・S)5で選択する。つまり、
【0025】
【外2】
【0026】選択回路(TAP・S)5の出力をバレルシ
フタ(B・S)6のシフト数を決める入力データとして、
バレルシフタ6へ入力する。
【0027】バレルシフタ6は、上記入力データを受け
て相当するビット数のシフトを行ない、同期位置信号
(DET−P)に対し、VCO2の出力の同期位置検出を
行ない、シフト後の一番最初の出力を、レーザー発光開
始時間設定信号(W−CLK)として出力する。
【0028】 このレーザー発光開始時間設定信号(W
−CLK)は、本チップ外にてレーザー発光時間を決め
るデータと同期をとり、この同期されたデータは書込デ
ータ(W一DATA)として、書込データインターフェ
ース(I/F)のレジスターへ入力され保持される。
【0029】一方、バレルシフタ(B・S)6により同期
位置検知されたVCO2の出力は、バレルシフタ6を通
過後、PWMパルス生成論理回路7へ入力され、T/2
N段ずつの階調をもったPWM波形を生成する。
【0030】 このPWM波形は書込データインター
フェース(I/F)のレジスターへ保持されている書込
データ(W−DATA)と比較し、同期パルス選択回路
(S・P・S)9により送信データに相当するPWM波
形(PWM−OUT)を出力する。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明のレーザーダ
イオード・コントローラ装置は、電圧制御発振器を含む
位相ロックループにより、外部より入力される基準画素
クロックの高周波化、同期精度の高精度化、多階調化が
可能になる。
【0032】また、従来、同期位置検知回路とPWM制
御回路とが、その回路素子の構成から別体に構成されて
いたが、本回路構成により1チップ化が出来、低価格
化、小型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路構成図である。
【図2】図1の電圧制御発振器の出力波形例図である。
【図3】従来のレーザーダイオード・コントローラ装置
の回路構成図である。
【符号の説明】
1…位相比較器(PC)、 2…電圧制御発振器(VC
O)、 3…ローパスフィルタ(LPF)、 4…入力電
圧対周波数依存性変化用リファレンス回路(VREF)、
5…タップ選択回路(TAP・S)、 6…バレルシフ
タ(B・S)、 7…PWMパルス生成論理回路(PWM
・PGL)、 8…書込データインターフェース(I/
F)、 9…同期パルス選択回路(S・P・S)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/062 G06F 7/00 JICSTファイル(JOIS)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部より入力される基準画素クロックに
    位相同期させる手段は位相ロックループにより行ない、
    レーザーダイオードのレーザー発光開始時間の設定及び
    レーザー発光時間の設定の各手段はバレルシフタ及びP
    WM制御を用いて高精度に行なうことを特徴とするレー
    ザーダイオード・コントローラ装置。
  2. 【請求項2】 基準画素クロック及び電圧制御発振器の
    発振出力を入力とする位相比較器、該位相比較器の検出
    出力を充放電制御信号とする積分回路でなるローパスフ
    ィルタ,該ローパスフィルタからの入力電圧により作動
    する入力電圧対周波数依存性変化用リファレンス回路及
    び前記電圧制御発振器で構成される位相ロックループで
    なる位相同期装置と、 前記電圧制御発振器から取出した信号と、外部から入力
    される非同期の同期位置信号を比較し、入力タイミング
    の検出を行なうタップ選択回路,該タップ選択回路から
    の同期位置検出出力を基に前記電圧制御発振器の出力タ
    イミングを設定し、レーザー発光開始時間の設定信号を
    得るバレルシフタ,該バレルシフタの出力とレーザー発
    光開始時間設定信号により送られてくる書込データとで
    レーザー発光時間をPWM制御するためのPWM波形を
    生成するPWMパルス生成論理回路で構成される同期位
    置検出兼PWM波形出力発生装置と有することを特徴
    とする請求項1記載のレーザーダイオード・コントロー
    ラ装置。
  3. 【請求項3】 位相同期装置と同期位置検出兼PWM波
    形出力発生装置とを構成する各回路素子を1チップで構
    成し、かつ、レーザー発光開始時間の設定をバレルシフ
    タを用いて行なうことを特徴とする請求項1記載のレー
    ザーダイオード・コントローラ装置。
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