JP3047437B2 - レーザ変調装置 - Google Patents
レーザ変調装置Info
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- JP3047437B2 JP3047437B2 JP21283890A JP21283890A JP3047437B2 JP 3047437 B2 JP3047437 B2 JP 3047437B2 JP 21283890 A JP21283890 A JP 21283890A JP 21283890 A JP21283890 A JP 21283890A JP 3047437 B2 JP3047437 B2 JP 3047437B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディジタル複写機，レーザビームプリンタ等
で使用されるレーザ変調装置に関するものである。
で使用されるレーザ変調装置に関するものである。
従来の技術 従来この種のレーザ変調装置はディザ法や濃度パター
ン法を用いて中間調画像を再現していた。しかし、いず
れの場合も小さいサイズのしきい値マトリックスではド
ットサイズによる十分な階調が得られず、大きいキイズ
のしきい値マトリックスを用いなければならない。この
結果解像力の低下やマトリックス状の周期的な画像構造
により印字むらが目立つので高品位出力を得ることがで
きない。
ン法を用いて中間調画像を再現していた。しかし、いず
れの場合も小さいサイズのしきい値マトリックスではド
ットサイズによる十分な階調が得られず、大きいキイズ
のしきい値マトリックスを用いなければならない。この
結果解像力の低下やマトリックス状の周期的な画像構造
により印字むらが目立つので高品位出力を得ることがで
きない。
この欠点を除くために、ビデオ信号をパルス幅変調信
号へ非線形変換を行い、ビデオ画像の階調性を補正する
ような手法がある。この従来からの技術を以下に説明す
る。
号へ非線形変換を行い、ビデオ画像の階調性を補正する
ような手法がある。この従来からの技術を以下に説明す
る。
第５図は従来のレーザ変調装置のブロック図である。
図において１はディジタルデータ出力装置であり、CCD
センサなどからのアナログ画像データをA/D変換し、濃
度情報を持った所定ビットのディジタルビデオ信号を出
力として出す。この出力はD/A変換器２によって画素毎
にアナログ信号に変換され個々の画素が順次比較回路４
の一方の端子に入力される。同時にパターン信号発生器
３からは、１画素に対応した周期で、三角波のアナログ
基準パターン信号が発生され比較回路４の他方の端子に
入力される。また水平同期信号発生回路５から各ライン
毎に発生する水平同期信号に同期して、基準クロック発
生回路６からの基準クロックはタイミング信号発生回路
７によって例えば４分の１周期にカウントダウンされ、
ディジタルビデオ信号の転送クロックおよびD/A変換器
２のラッチタイミングに使用される。
図において１はディジタルデータ出力装置であり、CCD
センサなどからのアナログ画像データをA/D変換し、濃
度情報を持った所定ビットのディジタルビデオ信号を出
力として出す。この出力はD/A変換器２によって画素毎
にアナログ信号に変換され個々の画素が順次比較回路４
の一方の端子に入力される。同時にパターン信号発生器
３からは、１画素に対応した周期で、三角波のアナログ
基準パターン信号が発生され比較回路４の他方の端子に
入力される。また水平同期信号発生回路５から各ライン
毎に発生する水平同期信号に同期して、基準クロック発
生回路６からの基準クロックはタイミング信号発生回路
７によって例えば４分の１周期にカウントダウンされ、
ディジタルビデオ信号の転送クロックおよびD/A変換器
２のラッチタイミングに使用される。
なお、水平同期信号は、本装置がレーザビームプリン
タに使用されるものであるので、周知のビームディテク
ト（BD）信号に相当する。比較回路４ではアナログビデ
オ信号と三角波のパターン信号が比較され、パルス幅変
調信号を得る。そしてこのパルス幅変調信号は、レーザ
ビームを変調するためのラスタ走査プリント部８のレー
ザ変調回路へ入力される。この結果パルス幅に応じてレ
ーザビームはオンオフされラスタ走査プリント部８の記
録媒体上に中間調画像が形成される。
タに使用されるものであるので、周知のビームディテク
ト（BD）信号に相当する。比較回路４ではアナログビデ
オ信号と三角波のパターン信号が比較され、パルス幅変
調信号を得る。そしてこのパルス幅変調信号は、レーザ
ビームを変調するためのラスタ走査プリント部８のレー
ザ変調回路へ入力される。この結果パルス幅に応じてレ
ーザビームはオンオフされラスタ走査プリント部８の記
録媒体上に中間調画像が形成される。
第６図は、第５図の装置の要部の信号波形図である。
波形ａは基準クロック発生回路６の基準クロック、波形
ｂは水平同期信号、波形ｃは基準クロックａをタイミン
グ信号発生回路７でカウントダウンした画素クロックを
示す。すなわち画素クロックｃは水平同期信号と同期を
取りタイミング信号発生回路７により基準クロックａを
1/4にカウントダウンした信号であり、D/Aコンバータ２
に入力されデジタルビデオ信号の転送クロックとして用
いられる。波形ｄは画素クロックｃに同期したパターン
信号同期クロックで、パターン信号発生のための同期信
号として用いられパターン信号発生器３に入力される。
波形ｅはディジタルビデオ信号（コードデータ）で、デ
ィジタルデータ出力装置１の出力である。波形ｆはD/A
コンバータ２によりD/A変換されたアナログビデオ信号
で、画素クロックに同期して各画素データが現れる。ア
ナログビデオ信号ｆのレベルが上になる程濃度は高く
（黒く）なるものとする。パターン信号発生器３の出力
は波形ｇの実線で示す三角形でパターン信号同期クロッ
クｄに同期して発生し、比較回路４に入力される。破線
はアナログ化された画像データｆであり、このアナログ
ビデオ信号ｆは比較回路４でパターン信号発生器３から
の三角形ｇ（パターン信号）と比較され、波形ｈのパル
ス幅変調信号ｈに変換される。
波形ａは基準クロック発生回路６の基準クロック、波形
ｂは水平同期信号、波形ｃは基準クロックａをタイミン
グ信号発生回路７でカウントダウンした画素クロックを
示す。すなわち画素クロックｃは水平同期信号と同期を
取りタイミング信号発生回路７により基準クロックａを
1/4にカウントダウンした信号であり、D/Aコンバータ２
に入力されデジタルビデオ信号の転送クロックとして用
いられる。波形ｄは画素クロックｃに同期したパターン
信号同期クロックで、パターン信号発生のための同期信
号として用いられパターン信号発生器３に入力される。
波形ｅはディジタルビデオ信号（コードデータ）で、デ
ィジタルデータ出力装置１の出力である。波形ｆはD/A
コンバータ２によりD/A変換されたアナログビデオ信号
で、画素クロックに同期して各画素データが現れる。ア
ナログビデオ信号ｆのレベルが上になる程濃度は高く
（黒く）なるものとする。パターン信号発生器３の出力
は波形ｇの実線で示す三角形でパターン信号同期クロッ
クｄに同期して発生し、比較回路４に入力される。破線
はアナログ化された画像データｆであり、このアナログ
ビデオ信号ｆは比較回路４でパターン信号発生器３から
の三角形ｇ（パターン信号）と比較され、波形ｈのパル
ス幅変調信号ｈに変換される。
第７図にレーザビームプリンタ（ラスタ走査プリント
部）の走査光学系の斜視図を示す。図において走査系
は、パルス幅変調信号ｈに従って変調されたレーザビー
ムを出射する半導体レーザ21を有す。変調された光ビー
ムはコリメータレンズ20により平行光となり、複数の反
射面を持った回転多面鏡22によって光偏光を受ける。偏
向された光ビームは結像レンズ23により感光ドラム26上
に像を結びビーム走査を行う。このビーム走査に際し
て、光ビームの１ライン走査の先端をミラー24によって
反射させビーム検出器25に光を導く。このビームディテ
クタ25からのビーム検出信号は水平走査方向の水平同期
信号として用いられる。したがってこのビーム検出信号
はレーザビームのライン走査毎に検出されるものであ
り、パルス幅変調信号を半導体レーザへ送出するための
タイミング信号となる。
部）の走査光学系の斜視図を示す。図において走査系
は、パルス幅変調信号ｈに従って変調されたレーザビー
ムを出射する半導体レーザ21を有す。変調された光ビー
ムはコリメータレンズ20により平行光となり、複数の反
射面を持った回転多面鏡22によって光偏光を受ける。偏
向された光ビームは結像レンズ23により感光ドラム26上
に像を結びビーム走査を行う。このビーム走査に際し
て、光ビームの１ライン走査の先端をミラー24によって
反射させビーム検出器25に光を導く。このビームディテ
クタ25からのビーム検出信号は水平走査方向の水平同期
信号として用いられる。したがってこのビーム検出信号
はレーザビームのライン走査毎に検出されるものであ
り、パルス幅変調信号を半導体レーザへ送出するための
タイミング信号となる。
発明が解決しようとする課題 このような従来のレーザ変調装置では、パルス幅変調
したレーザ光量は濃度データに対して直線性が良好で
も、潜像では、光感光体の感度特性が非直線的であるた
め、第８図のような表面電位特性となり、得られる最終
画像の濃度特性も、第９図のように、階調再現性が悪く
なる。すなわち、高濃度域での変化率が大きく、これの
対策として、現像特性の改善（現像バイアス，トナー帯
電量の調整等）が考えられるが、物理現象に依存するた
め、調整は非常に難しい。また、電気的な手段として、
画像データの濃度特性を対象となる電子写真プロセス条
件に適合した形に変換する、いわゆるγ補正が考案され
ているが、基本的に、画像データに対して濃度のダイナ
ミックレンジが狭い電子写真プロセスに対して、このよ
うな画像データのみの補正を施しても、最終画像の階調
再現性は改善されない。上記とは別に、光学的な対応
（レーザビーム径の微小化等）も考えられるが、光学構
成部品の大幅なコストアップや光学調整の非常な難しさ
を招く。
したレーザ光量は濃度データに対して直線性が良好で
も、潜像では、光感光体の感度特性が非直線的であるた
め、第８図のような表面電位特性となり、得られる最終
画像の濃度特性も、第９図のように、階調再現性が悪く
なる。すなわち、高濃度域での変化率が大きく、これの
対策として、現像特性の改善（現像バイアス，トナー帯
電量の調整等）が考えられるが、物理現象に依存するた
め、調整は非常に難しい。また、電気的な手段として、
画像データの濃度特性を対象となる電子写真プロセス条
件に適合した形に変換する、いわゆるγ補正が考案され
ているが、基本的に、画像データに対して濃度のダイナ
ミックレンジが狭い電子写真プロセスに対して、このよ
うな画像データのみの補正を施しても、最終画像の階調
再現性は改善されない。上記とは別に、光学的な対応
（レーザビーム径の微小化等）も考えられるが、光学構
成部品の大幅なコストアップや光学調整の非常な難しさ
を招く。
本発明は上記課題を解決するもので、階調再現性のよ
いレーザ変調装置を提供することを目的としている。
いレーザ変調装置を提供することを目的としている。
課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するものであり、濃度情報
をアナログ信号に変換する信号変換手段と、前記アナロ
グ信号をパルス幅変調信号に変換する変調手段と、前記
パルス幅変調信号に応じてレーザ駆動を制御するレーザ
駆動手段と、前記アナログ信号の信号レベルに応じて切
換信号を送出する濃度検出手段と、前記アナログ信号レ
ベルが所定レベル以上の範囲においてレーザ光量に対す
る感光体表面電位のダイナミックレンジが拡大されるよ
うに、前記切換信号によって前記レーザ駆動手段の動作
を切換える光量切換手段とを含む構成からなる。
をアナログ信号に変換する信号変換手段と、前記アナロ
グ信号をパルス幅変調信号に変換する変調手段と、前記
パルス幅変調信号に応じてレーザ駆動を制御するレーザ
駆動手段と、前記アナログ信号の信号レベルに応じて切
換信号を送出する濃度検出手段と、前記アナログ信号レ
ベルが所定レベル以上の範囲においてレーザ光量に対す
る感光体表面電位のダイナミックレンジが拡大されるよ
うに、前記切換信号によって前記レーザ駆動手段の動作
を切換える光量切換手段とを含む構成からなる。
作用 本発明は上記した構成により、感光体の光量に対する
表面電位のダイナミックレンジが拡大され高階調の画像
が得られるものである。
表面電位のダイナミックレンジが拡大され高階調の画像
が得られるものである。
実 施 例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図において、30は比較回路４に入力される１画素
周期の三角波発生器、31はディジタル画像データの高濃
度域の所定値を検出する所定濃度データ検出回路、32は
レーザ駆動回路33のレーザ光量設定値を切換える光量切
換回路、33は、半導体レーザを安定した光量で点灯させ
るレーザ駆動回路である。第２図，第３図は、それぞれ
所定濃度データ検出回路31,光量切換回路32,レーザ駆動
回路33の細部回路図である。なお、第１図における1,2,
4のブロックは、従来例と同様の機能を有するものであ
る。第１図において、階調情報をもったディジタルデー
タが、ディジタルデータ出力装置１からD/A変換器２に
与えられてアナログビデオ信号に変換され、そして、三
角波発生器30出力の三角波と、比較回路４で比較されパ
ルス幅変調信号出力となる。レーザ駆動回路33は、当初
の光量設定値に従い、パルス幅変調信号の時間幅で半導
体レーザを点灯させる。ここで第３図において、低濃度
では、レーザ電流の分流電流値はIBLとなる。（全レー
ザ電流はILD＋IBLとなる。）そして、この分流電流はト
ランジスタ33aを介してバイパスされる。同図におい
て、半導体レーザLDの光量は、PINフォトダイオードPD
により検出され、光量モニタ信号として、APC回路33bに
入力される。APC回路33bでは、基準光量値Vref2と比較
し、レーザ電流値ILDを調整することにより、レーザ光
量を一定に制御する。低濃度域の場合、所定値検出信号
によって、アナログスイッチ32aは、低電流（IBL）側に
セットされて、半導体レーザは、その電流値に応じて低
い光量で点灯する。高濃度域の所定値以上では、アナロ
グスイッチ32aは、高電流（IBH）側に切換えられ、半導
体レーザは、高い光量で点灯することになる（全レーザ
電流＝ILD＋IBH）。第２図において、ディジタルビデオ
データは、比較器31bで所定高濃度値と比較され、所定
値検出信号が得られる。
周期の三角波発生器、31はディジタル画像データの高濃
度域の所定値を検出する所定濃度データ検出回路、32は
レーザ駆動回路33のレーザ光量設定値を切換える光量切
換回路、33は、半導体レーザを安定した光量で点灯させ
るレーザ駆動回路である。第２図，第３図は、それぞれ
所定濃度データ検出回路31,光量切換回路32,レーザ駆動
回路33の細部回路図である。なお、第１図における1,2,
4のブロックは、従来例と同様の機能を有するものであ
る。第１図において、階調情報をもったディジタルデー
タが、ディジタルデータ出力装置１からD/A変換器２に
与えられてアナログビデオ信号に変換され、そして、三
角波発生器30出力の三角波と、比較回路４で比較されパ
ルス幅変調信号出力となる。レーザ駆動回路33は、当初
の光量設定値に従い、パルス幅変調信号の時間幅で半導
体レーザを点灯させる。ここで第３図において、低濃度
では、レーザ電流の分流電流値はIBLとなる。（全レー
ザ電流はILD＋IBLとなる。）そして、この分流電流はト
ランジスタ33aを介してバイパスされる。同図におい
て、半導体レーザLDの光量は、PINフォトダイオードPD
により検出され、光量モニタ信号として、APC回路33bに
入力される。APC回路33bでは、基準光量値Vref2と比較
し、レーザ電流値ILDを調整することにより、レーザ光
量を一定に制御する。低濃度域の場合、所定値検出信号
によって、アナログスイッチ32aは、低電流（IBL）側に
セットされて、半導体レーザは、その電流値に応じて低
い光量で点灯する。高濃度域の所定値以上では、アナロ
グスイッチ32aは、高電流（IBH）側に切換えられ、半導
体レーザは、高い光量で点灯することになる（全レーザ
電流＝ILD＋IBH）。第２図において、ディジタルビデオ
データは、比較器31bで所定高濃度値と比較され、所定
値検出信号が得られる。
このように本発明の実施例のレーザ変調装置によれ
ば、濃度データに従ってレーザ電流を大，小に切換え、
かつパルス幅変調するように配してあるので、広い濃度
ダイナミックレンジを得ることができる。
ば、濃度データに従ってレーザ電流を大，小に切換え、
かつパルス幅変調するように配してあるので、広い濃度
ダイナミックレンジを得ることができる。
発明の効果 以上の実施例から明らかなように、低濃度域では、低
い光量設置によるレーザ光のパルス幅変調、所定値以上
の濃度データに対しては、高い光量設定でのパルス幅変
調を行うように配してあるため、光量に対する表面電位
のダイナミックレンジが第４図のように拡大され、最終
画像の階調再現性が大幅に改善されたレーザ変調装置を
提供できる。
い光量設置によるレーザ光のパルス幅変調、所定値以上
の濃度データに対しては、高い光量設定でのパルス幅変
調を行うように配してあるため、光量に対する表面電位
のダイナミックレンジが第４図のように拡大され、最終
画像の階調再現性が大幅に改善されたレーザ変調装置を
提供できる。
第１図は本発明の一実施例のレーザ変調装置のブロック
図、第２図は同装置の所定濃度データ検出回路のブロッ
ク図、第３図は同光量切換回路とレーザ駆動回路の回路
図、第４図は感光体の光量：表面電位特性の従来特性と
本発明特性の比較図、第５図は従来のレーザ変調装置の
ブロック図、第６図は同装置要部の信号波形図、第７図
はレーザビームプリンタの走査光学系の斜視図、第８図
は感光体の光量：表面電位特性図、第９図は感光体の濃
度階調特性図である。 ２……DA変換器、４……比較回路、30……三角波発生
器、31……所定濃度データ検出回路、32……光量切換回
路、33……レーザ駆動回路。
図、第２図は同装置の所定濃度データ検出回路のブロッ
ク図、第３図は同光量切換回路とレーザ駆動回路の回路
図、第４図は感光体の光量：表面電位特性の従来特性と
本発明特性の比較図、第５図は従来のレーザ変調装置の
ブロック図、第６図は同装置要部の信号波形図、第７図
はレーザビームプリンタの走査光学系の斜視図、第８図
は感光体の光量：表面電位特性図、第９図は感光体の濃
度階調特性図である。 ２……DA変換器、４……比較回路、30……三角波発生
器、31……所定濃度データ検出回路、32……光量切換回
路、33……レーザ駆動回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−78577（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−111762（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−6161（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−195978（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−109365（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−164560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−79776（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/44 B41J 2/52
Claims (1)
- 【請求項１】濃度情報をアナログ信号に変換する信号変
換手段と、 前記アナログ信号をパルス幅変調信号に変換する変調手
段と、 前記パルス幅変調信号に応じてレーザ駆動を制御するレ
ーザ駆動手段と、 前記アナログ信号の信号レベルに応じて切換信号を送出
する濃度検出手段と、 前記アナログ信号レベルが所定レベル以上の範囲におい
てレーザ光量に対する感光体表面電位のダイナミックレ
ンジが拡大されるように、前記切換信号によって前記レ
ーザ駆動手段の動作を切換える光量切換手段とを含むレ
ーザ変調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21283890A JP3047437B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | レーザ変調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21283890A JP3047437B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | レーザ変調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0497264A JPH0497264A (ja) | 1992-03-30 |
| JP3047437B2 true JP3047437B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=16629186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21283890A Expired - Fee Related JP3047437B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | レーザ変調装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047437B2 (ja) |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP21283890A patent/JP3047437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0497264A (ja) | 1992-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |