JPH0263756A

JPH0263756A - 画像記録装置の光源駆動装置

Info

Publication number: JPH0263756A
Application number: JP21764788A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kashiwabara; 淳柏原; Ryo Muto; 武藤　量
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1990-03-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、レーザビームプリンタ等のデジタル画像記録
装置の光源駆動装置に関する。

［従来の技術］デジタル画像を２値化し、レーザビームプリンタ等で画
像形成する場合、デジタル画像信号をアナログ信号に変
換し、この変換した信号をたとえば三角波のような周期
的なパターン信号と比較することによって、パルス幅変
調した２値化信号を発生する手法が提案されている。

第１０図は、従来技術の一例を示す図である。

この図において、８ビツト入力デジタルビデオ信号ＶＤ
Ｏ−ＶＤ７は、ビデオクロック信号１／２　ＣＬＫによ
ってラッチ回路２４にラッチされ、同期がとられる。ビ
デオクロック信号１／２　ＧＬＫは、マスタークロック
信号ＣＬＫをＪ−にフリップフロップ２８で２分周した
クロック信号である。

また、ラッチされたビデオ信号はＤ／Ａコンバータ２５
によってアナログビデオ信号ＶＡに変換され、このアナ
ログビデオ信号ＶＡは抵抗２６で電圧レベルに変換され
た後に、コンパレータ２７の一方の入力端子に送られる
。

マスタークロック信号ＣＬＫは、分周器２９によってｎ
分周され、クロック信号１／ｎ　ＣＬＫになり。

ざらにＪ−にフリップフロップ３１で２分周されてデユ
ーティ比５０％のパターンクロック信号Ｐ　ＣＬＫにな
る。したがって、パターンクロック信号Ｐ　ＣＬＫはビ
デオクロック信号１／２　ＣＬＫに対してｎ倍の周期を
もつ、さらに、パターンクロック信号Ｐ　ＣＬＫは、バ
ッファ３２を介して、可変抵抗３３とコンデンサ３４と
で構成される積分回路に入力され、パターンクロック信
号Ｐ　ＣＬＫと同一周期の三角波信号（アナログパター
ン信号）　ＳａＷになる。この三角波信号ＳＡＷは、コ
ンデンサ３５と可変抵抗３６とによってそのバイアス分
が調整され、保護抵抗３７とバッファアンプ３８を通し
て、コンパレータ２７の他方の入力端子に送られる。コ
ンパレータ２７はアナログビデオ信号ＶＡと三角波信号
ＳＡＷとを比較し、アナログビデオ信号ＶＡは、その濃
度に応じてパルス幅変調される。

［発明が解決しようとする課Ｊｉ！ｉｔ］上記従来例に
おいて、ビデオクロックの周期がたとえばｌＯＭＨｚだ
とし、８ビツトの濃度信号によって２５６階調を表現し
ようとすると、最も濃度の低いときには、２．５６ＧＨ
ｚに応答してレーザドライバがレーザをスイッチングし
なければならない、しかし、これは現在の技術では事実
上不可能である。

本発明は、高速のレーザドライバを必要とせずに、１画
素に階調性をもたせることができる画像記録装置の光源
駆動装置を提供することを目的とするものである。

［課題を解決する手段］本発明は、光源と直列に主定電流回路を設け、光源のオ
ン、オフを制御するスイッチング回路を設け、主定電流
回路または光源と並列に調定電流回路を設け１階調制御
信号に応じて、調定電流回路に電流を流し、光源を駆動
する電流を制御するものである。

［作用］本発明は、光源と直列に主定電流回路を設け、光源のオ
ン、オフを制御するスイッチング回路を設け、主定電流
回路または光源と並列に調定電流回路を設け１階調制御
信号に応じて、調定電流回路に電流を流し、光源を駆動
する電流を制御するので、高速のレーザドライバを必要
とせずに、１画素に階調性をもたせることができる。

［実施例］第１図は、本発明の第１実施例を示す概略図である。

この実施例は、半導体レーザｌと、半導体レーザｌに定
電流■を流す定電流回路２と、スイッチング回路３と、
制御信号に応じて定電流ｉを流す定電流スイッチング回
路４．５と、タイミング制御回路６と１画像クロック、
出力を「強」にする制御信号、出力を「中」にする制御
信号、出力を「弱」にする制御信号１画像データＶＩＤ
ＥＯをそれぞれ入力する入力端子７，８．９．１０．１
１とを有する。

上記実施例において半導体レーザｌの駆動電流を３段階
に制御して、「強」、「中」、「弱」の３段階の光出力
強度を得ることによって、１画素に４階調の階調性をも
たせるようにしである。

なお、半導体レーザｌは、光源の一例であり、定電流回
路２は、光源と直列に設けられ、定電流を流す主定電流
回路の一例であり、スイッチング回路３は、光源のオン
、オフを制御するスイッチング回路の一例である。定電
流スイッチング回路４、後述する定’ｉｒＬ流スイッチ
ング回路１４．１５．１４ａ、１５ａは、主定電流回路
または光源と並列に設けられた少なくとも１つの調定電
流回路の一例である。また、図示しないコントローラは
、調定電流回路に電流を流す指令を行なう通電指令手段
の一例であり、タイミング制御回路６は、主定電流回路
、調定電流回路に電流を流すタイミングを制御する。

次に、その原理について説明する。

第３図は、半導体レーザｌの駆動電流と光出力強度との
関係を示すグラフである。

第３図から明らかなように、駆動電流を加減することに
よって、光出力強度を変化させることができる。

第４図は、半導体レーザｌの光強度分布を示すグラフで
ある。

第４図において、感光体の闇値レベルをＥｒ　とすれば
、レーザの光出力強度をたとえばＳｌから３２に変化さ
せた場合、ビームスポット径は、Ｒ１からＲ２に変化し
、印字した場合に１画素のドツト径が変わるので、１画
素に階調性をもたせることができる。

次に、上記実施例の動作について説明する。

まず１図示しないコントローラがレーザｌの光出力強度
を「強」にすると指定したときには、そのコントローラ
から送られた画像データＶＩＤＥＯによって、コントロ
ーラから送られる画像クロックと同期してスイッチング
回路３がスイッチングされる。このスイッチング回路３
は、画像データが「黒」のときに、定電流回路２で作ら
れる電流Ｉを半導体レーザｌに流し１画像データが「黒
」でないときには、スイッチング回路３が抵抗Ｒに電流
工を流し、定電流回路２を流れる電流は常に工に保たれ
ている。この場合、レーザ１に流れる電流Ｉ＋　　＝Ｉ
になる。

次に、コントローラがレーザ１の光出力強度を「中」に
すると指定したときには、画像クロックに同期した制御
信号ｒ中」が端子９に送られ、その制御信号が有効であ
る間、定電流スイッチング回路４に定電流ｉが流れる。

この場合、レーザ１に流れる電流１１＝Ｉ−ｉになるの
で、レーザ１における光出力強度を弱めることができる
。

また、コントローラがレーザｌの光出力強度をｒ弱」に
すると指定したときには、画像クロックに同期した制御
信号「弱」が端子ＩＯに送られ、その制御信号が有効で
ある間、定電流スイッチング回路４．５の両方に定電流
ｉが流れる。この場合、レーザｌに流れる電流ＩＬ＝Ｉ
−２Ｘｉになるので、半導体レーザ１における光出力強
度をさらに弱めることができる。

第５図は、定電流スイッチング回路４の一例を示す図で
ある。

この図において、スイッチング用のトランジスタ１２と
、オープンコレクタ出力のインバータ１３とが設けられ
ている。

制御信号が「Ｌ」のときは、０点の電圧ＶＡが電源電圧
Ｖと等しいので、トランジスタ１２に電流が流れない。

制御信号がｒＨＪになると、電源電圧Ｖが抵抗Ｒ１，Ｒ
２によって分圧されるので、０点の電圧ＶＡはＶ＠Ｒ２
／　（Ｒ１＋Ｒ２）　にほぼ等しくなり、トランジスタ
１２がオンし、そのコＬ／　りＰ　電！ｉｉ、　ｉは（
Ｖ　−ＶＡ）　／　ＲＥｉ、１．なる。

制御信号が再び「Ｌ」になれば、トランジスタ１２がオ
フする。したがって、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ［の値を適当
に定めておけば、制御信号によって所望の定電流を流す
定電流スイッチング回路を実現することができる。また
、上記制御信号は、タイミング制御回路６によってＶＩ
ＤＥＯ信号に同期して定電流スイッチング回路４に送ら
れる。

このようにして得られた定電ｆＲ，ｉを定電流回路２に
流せば、電流Ｉが一定であるので、レーザ１に流れる電
流をＩ［とすれば、１１　＋ｉ＝Ｉになる。したがって
、ＩＩ　＝Ｉ−ｔであるので、レーザ駆動電流をｉだけ
減少し、光出力強度を弱めることができる。

第２図は、上記実施例におけるタイミングチャートであ
る。

上記のように、レーザｌの光出力強度を３段階に制御す
ることによって、ドツト径を大、中、小の３段階にする
ことができるのでレーザな点灯させない場合も含めて、
１画素に４階調の階調性をもたせることができる。この
場合、高速のレーザドライバを必要とせずに、ｌｉｉ！
ｉＪに階調性をもたせることができる。

なお、上記実施例は、１画素を４階調に制御するもので
あるが、定電流スイッチング回路４．５と同様の定電流
スイッチング回路をさらに多く設けることによって、よ
り多階調にすることができる。すなわち、ｎ個の定電流
スイッチング回路を設けることによって、１画素を（ｎ
＋２）階調に制御することができる。

たとえば、８ビツトの多値データを上記制御信号に変換
することは容易であり、定電流スイッチング回路を２５
４個設ければ、１ドツトを２５６階調に制御することが
できる。

さらに、上記実施例と、デイザ等のパターン法を組合わ
せれば、従来のものよりもマトリクスを小さくしても多
階調を得ることがでｙるので、解像度を損なうことなく
多値画像を得ることができる。

また、上記実施例においては、光源が半導体レーザｌで
ある場合について説明したが、この半導体レーザ１の代
りに、ＬＥＤ等他の光ビームの光源を使用してもよい。

第５図は、本発明の第２実施例を示す回路図である。

この実施例は、第１実施例における定電流スイッチング
回路４．５の代りに、それぞれ、定電流スイッチング回
路１４．１５を使用したものである。

定電流スイッチング回路１４．１５は、画像クロックに
同期した各制御信号によってそれぞれ定電流ｉ１．１２
を流すスイッチング回路である。

なお、１２はｉｌより大きい値である。上記の他は第１
実施例と同様である。

第１実施例では、レーザｌの駆動電流を弱めるために、
電流を流す定電流スイッチング回路の数を順次、増やし
ていくようにしているものであるのに対して、第２実施
例では、１つの制御信号に１つの定電流スイッチング回
路が対応している。

すなわち、第２実施例においては、出力「中」を指定す
ると、定電流スイッチング回路１４に電流ｉｆを流し、
レーザｌの駆動電流Ｉ［をｌ−１ｔいする。一方、出力
「弱」を指定すると、定電流スイッチング回路１５に′
￥流１２を流し、レーザｌの駆動電流Ｉ［をｌ−１２に
する。

第２実施例においては、各階調における駆ｉＪＪ電流値
を個別に設定することができ、また、各定電流スイッチ
ング回路のスイッチングのジッターによるタイミングの
ずれを防止することができる。

なお、定電流スイッチング回路の数を増やすことによっ
て、さらに多階調にすることができる点は、第１実施例
と同様である。

第７図は、本発明の第３実施例におけるタイミング制御
を行なうタイミング制御回路の一例を示す図である。

第３実施例は、上記第２実施例のうち、タイミング制御
回路６が第２実施例のそれと異なり１画像クロックに同
期し、まず入力端子８．９．１０のいずれかに入力され
ている制御信号を有効にし、その後、画像信号ＶＩＤＥ
Ｏを有効にする。信号を無効にするときには、画像信号
ＶＩＤＥＯを先に無効にしてから、上記制御信号を無ダ
ノにする。

すなわち、」−記制御信号による定電流スイッチング回
路１４．１５に流れる電流のパルス幅を、画像信号ＶＩ
ＤＥＯによるレーザ駆動電流のパルス幅よりも前後に少
しずつ長くする。

第７図に示すタイミング制御回路は、カウンタ１６と、
カウンタ出力のデータバス１７と、論理ゲート回路１８
．１９と、Ｊ−にフリップフロップ２０と、インバータ
２１と、Ｄフリップフロップ２２．２３とを有する。な
お、ＣＬＫ信号は、画像クロックのマスタークロックで
あり、画像クロックは、そのＧｔ、に信号をｎ分周する
ことによって得られている。すなわち、ＧＬＫは画像ク
ロー７りのｎ倍の周波数をもっている。

次に、第７図に示す回路の動作について説明する。

まず、画像クロックに同期した画像データ０吟ＶＩＤＥ
Ｏｉｎが入力されると、カウンタ１６をイネーブルにし
、ＣＬＫパルスのカウントを始める。論理ゲート１８は
、カウント値「１」でオーブンし、Ｊ−にフリップフロ
ップ２０のＪ入力に信号が入力する。論理ゲー）１９は
カウント値ｒｎ−ＩＪでオーブンするので、カラントイ
直が「１」からｒｎ−ＩＪ（７）間は、画像信号の出力
ＶＩＤＥＯｏｕｔはｒＨＪになっている。画像信号の出
力ＶＩＤＥＯｏｕｔをスイッチング回路３に入力するこ
とによって印字を行なう。カウンタ１６のカウント値が
ｒｎ−ｌ」になると、画像信号の出力ＶＩＤＥＯｏｕｔ
がｒｌＪになり、また、カウンタ１６もリセットされ、
初期化されて、カウント禁止状態になり、次の画像信号
の入力ＶＩＤＥＯｉｎに具える。一方、制御信号「中」
、「弱」は、それぞれＤフリップフロップ２２．２３に
よって、画像クロックに同期して上記定電流スイッチン
グ回路１４．１５に送出される６以上の動作によって画
像信号の出力ＶＩ［ｌＥＯｏｕｔは、制御信号よりも前
後にＣＬＫパルスのｒ周期分ずつ短くなる。

第８図は、上記動作のタイミングチャートである。

第３実施例において、半導体レーザｌを駆動する定電流
が安定した領域で、レーザｌのオン、オフが行なわれる
ので、駆動電流のオーバーシュート等を防止することが
できる。したがって、安定した制御を行なうことができ
る。また、上記制御信号のパルスと画像信号ＶＩＤＥＯ
のパルスのタイミングを厳密に合せる必要もない。

第９図は、本発明の第４実施例を示す回路図である。

上記第１実施例における定電流スイッチング回路４，５
の代りに、上記第４実施例では定電流スイッチング回路
１４ａ、１５ａを設けてあり、定電流スイッチング回路
１４ａ、１５ａを定電流回路２と並列に接続しである。

第４実施例において、制御信号が「弱」である場合、定
電流スイッチング回路１４ａ、１５ａがともにオフであ
り、定電流回路２の電流■のみでレーザ１を駆動する。

制御信号が「中」である場合、定電流スイッチング回路
１４ａがオンで１５ａがオフ（またはその逆）であるの
で、定電流回路２による電流■の他に電流ｉが流れ、し
たがって、レーザｌの駆動電流がＩ＋ｉになる。また、
制御信号が「強」である場合、定電流スイッチング回路
１４ａ、１５ａの両方がともに電流ｉを流し、したがっ
て、レーザｌの駆動電流がＩ＋２Ｘｉになる。

［発明の効果］本発明によれば、高速のレーザドライバを必要とせずに
、１画素に階調性をもたせることができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明における第１実施例を示す回路図であ
る。第２図は、上記第１実施例の動作を示すタイミングチャ
ートである。第３図は、半導体レーザの電流−光出力特性を示す図で
ある。第４図は、半導体レーザの光出力強度分布を示す図であ
る。第５図は、上記第１実施例における定電流スイッチング
回路４の一例を示す回路図である。第６図は、本発明の第２実施例を示す回路図である。第７図は、本発明の第３実施例におけるタイミング制御
回路の一例を示す図である。第８図は、上記第３実施例におけるタイミングチャート
である。：５９図は、本発明の第４実施例を示す回路図である。第１０図は、従来技術の説明図である。ｌ・・・半導体レーザ、２・・・主定電流回路、４．５，１４．１５．１４ａ、１５ａ・・・副室電流回路としての定’１１流スイッチング回
路、６・・・タイミング制御回路。特許出願人　　キャノン株式会社同代理人用久保新第１図傾セ流第２図４：定電シ克スイリチングロ路第８図第７図第９図手続７市韮ト書昭和６３年１０月２０１」昭和６３年特許願第２１７，６４７号２、発明の名称画像記録装置の光源駆動装置３、補正をする者事件との関係住所名称

Claims

【特許請求の範囲】画像情報信号に応じて光源をオン、オフすることによっ
て記録媒体上に画像を記録する画像記録装置の光源駆動
装置において、上記光源と直列に設けられ、定電流を流す主定電流回路
と；上記光源のオン、オフを制御するスイッチング回路と；上記主定電流回路または上記光源に接続して設けられた
少なくとも１つの副定電流回路と；上記副定電流回路に
電流を流す指令を行なう通電指令手段と；を有することを特徴とする画像記録装置の光源駆動装置
。