JPH04150409A

JPH04150409A - パルス幅変調方式

Info

Publication number: JPH04150409A
Application number: JP2272165A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Arimoto; 有本　忍
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1990-10-12
Publication date: 1992-05-22

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】

本発明は信号のパルス幅変調（ＰＷＭ）方式に関するも
のである。

【従来の技術】

従来、入力多値信号をパルス幅変調する方式として、入
力信号を所定周期の三角波や鋸（のこぎり）波と比較す
る方式がある。これには入力信号の同期クロックの１０
倍〜１０００倍の周波数でカウンタを動作させ、その計
数状態でパルス信号を発生させる方式等が知られている
。また、パルス発生周期を可変にするものとしては、各パ
ルス発生周期に対応した三角波発生部を備え、それぞれ
をアナログビデオ信号とコンパレータで比較してパルス
幅変調信号を作成している。そして、セレクタにより、
それら変調信号を入力画素周期単位でスクリーンデータ
の値に対応して選択し、パルス幅変調信号として出力し
ている。このように、三角波の周期を切換えて画像信号をパルス
幅変調するのは、特にパルス幅変調信号でレーザ光を点
滅制御し、電子写真方式で像形成を行なう場合に有効で
ある。即ち、三角波の発生周期を長（すれば階調性が良
（なり、短くすれば解像が良くなるため、画像データの
種類（文字や写真データ（中間調データ））に応じて三
角波を使い分けることによって、画像の再現性が良くな
る。

【発明が解決しようとしている課題】

しかしながら上記従来例では、選択できるパルス発生周
期の数は、三角波やのこぎり波の発生回路の数に限定さ
れてしまい、任意のパルス発生周期を実現しようとする
と、その数だけパルス発生回路を用意しなければならな
いという問題がある。また、本出願人は、先に、所定周期ののこぎり波を用い
て、そののこぎり波の周期より長い周期のパルス幅変調
を行う手法を提案している。この提案も、基本的には、
実現可能なパルス幅変調周期の中で最短周期（つまり、
最高周波数）の基準信号を用意する必要がある。本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、単一の基準信号発生手段により、所
望のパルス周期で入力信号をパルス幅変調できるパルス
幅変調方式を提供することである。また、所望のパルス周期中で、比較的長いパルス周期の
基準信号発生手段を用いてそれより短いパルス周期でパ
ルス幅変調を行なうパルス幅変調方式を提供することを
目的とする。

【課題を解決するための手段】

上述の課題を解決することを目的として、本発明のパル
ス幅変調方式は、所定の周波数の基準信号と該基準信号
に同期して入力信号を変換する変換タイミング信号を出
力し、該基準信号より周期が短い信号周期を指示して、
該変換タイミング信号と該信号周期をもとに、該入力信
号の信号レベルを変換し、該信号レベルが変換された入
力信号と該基準信号により、該人力信号をパルス幅変調
する。

【作用】

以上の構成において、所定の基準信号とそれより短い周
期の信号をもとに、信号レベルが変換された入力信号を
所定の基準信号を用いてパルス幅変調する。

【実施例】

以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な実施例を
詳細に説明する。〈第１実施例〉本発明の第１の実施例について説明する。［レーザビームプリンタの説明］第１図は、本発明のパルス幅変調方式を適用したレーザ
ビームプリンタの構造断面図である。第１図において、ポリゴンスキャナ３０２によって照射
されるレーザ光により、感光ドラム３０１の表面に静電
潜像が形成される。この潜像は現像器３０３によってト
ナー現像され、給紙カセット３０４から給紙された紙上
に転写器３０５によって転写される。こうして、トナー
像が転写された紙は搬送ベルト３０６によって定着器３
０７に移送され、紙表面にトナーが圧熱定着される。紙
上に転写されなかったトナーは、クリーナ３０８により
回収される。第２図は本実施例に係るレーザビームプリンタのレーザ
像形成部の構成を示す図である。第２図において、ビデオ信号４１６に同期して不図示の
ホストコンピュータよりビデオクロック４０４が入力さ
れる。また、ビデオ信号４１６は水平同期信号（ＨＳＹ
ＮＣ）４０５を有する。画像データの周波数変換部４０
２は、ホストコンピュータより入力されるビデオクロッ
ク４０４と水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）４０５、及びビ
デオ信号４１６とスクリーンデータ（線数データ）４１
７、さらには、後述するパルス幅変調部４０３よりのＨ
３ＹＮＣ１２とビデオクロック１３を入力して画像信号
の周波数変換を行ない、ビデオデータ１４とスクリーン
データ１５とを出力する。レーザ光が感光ドラム３０１上を走査する開始点近傍に
は、ＢＤミラー４０７が設けられており、このＢＤミラ
ー４０７により反射されるレーザ光をオプティカル・フ
ァイバ４０６によりＢＤ検出器４０１に導入している。ＢＤ検出器４０１は、レーザ光を検出するとＢＤ信号１
０を出力し、このＢＤ信号１０がビームの実際の走査位
置を示す信号となる。ＢＤ信号１０はパルス幅変調部４０３に入力されるとと
もに、不図示のホストコンピュータにも送出されており
、ホストコンピュータはＢＤ（ｉ号１０に同期して、１
ラインの水平同期信号Ｈ３ＹＮＣ４０５、ビデオクロッ
ク４０４．６ビツトのビデオ信号４１６、及び記録線数
を示すスクリーンデータ４１７を出力する。本実施例における感光ドラム３０１のレーザ走査方向の
（主走査方向）の有効長はＡ３であり、記録密度は主走
査方向／ドラム回転方向（副走査方向）ともに４００ド
ツト／インチ（ｄｐｉ）、４００ライン／インチ（ｌｐ
ｉ）であり、感光ドラム３０１の周速は１秒あたり０．
３インチであるため、ＢＤ信号１０の周期は１／１２０
　（秒）、即ち、８．３３ミリ秒となる。従って、ホス
トコンピュータは、この８．３３ミリ秒周期のＢＤ信号
１０に応じて、１ラインの画像データを任意のスピード
でＡ３幅分（４６７７画素）伝送する。パルス幅変調部４０３はビデオクロック１３によって周
波数変換部４０２よりビデオデータ１４を読み出してお
り、このビデオクロック１３０周波数は、１０面体ミラ
ー４１０の有効利用率７０％によって規定される。本実
施例では、ＢＤ信号１０の周期を８．３３ミリ秒とする
と、その７０％でＡ３幅の４６７７画素の画像データを
読み出すため、ビデオクロック１３０周波数は８０２Ｋ
Ｈｚとなる。パルス幅変調部４０３で変調されて出力されたレーザ光
は、コリメークレンズ４０８、シリンドリカルレンズ４
０９を通して１０面体ミラー４１Ｏに入力される。ポリ
ゴン・スキャナ・モータ４１２はｌＯ面体ミラー４１０
を回転させ、レーザ光を反射して走査させる。結像レン
ズ４１３はｆ−θ補正を行ない、結像レンズ４１３より
出力されたレーザ光は、反射ミラー４１４によって反射
されて感光ドラム３０１上に結像されるので、変調信号
のパルス幅に対応した電位の潜像が形成される。［周波数変換部の説明］第３図は、本実施例に係るレーザビームプリンタの周波
数変換部４０２の構成を示すブロック図である。同図において、ＦｉＦｏ（ファーストイン・ファースト
アウト）メモリ５０１，５０２は、各々７ビツト構成で
１ライン分の画像（４６７７画素）を記憶するメモリで
ある。このＦｉＦｏメモリ５０１，５０２は、不図示の
書き込みアドレスカウンタと読み出しアドレスカウンタ
を内蔵しており、Ｗ−ＣＬＫ　（書き込みクロック）と
Ｒ−ＣＬＫ（読み出しクロック）の各クロックに同期し
てＤｉｎ端子に入力された画信号を内部に書き込むとと
もに、Ｄｏｕｔ端子に、読み出された画信号を出力する
。書き込み・読み出しの各カウンタは、各々Ｗ−ＲＥＳ
ＥＴ儒号、Ｒ−ＲＥＳＥＴ信号によって初期化される。この２つのｆｉｆｏメモリ５０１，５０２は、各々１ラ
イン単位に書き込み動作と読み出し動作を切り換えるよ
うに構成されており、例えば、あるラインにおいてｆｉ
ｆｏメモリ５０１にデータを書き込んでいるときには、
ｆｉｆＯメモリ５０２からはデータが読み出される。そ
して、その次のラインに対しては、ｆｉｆｏメモリ５０
１からは前ラインにおいて書き込んだデータを読み出し
、ｆｉｆｏメモリ５０２には新しいラインデータを書き
込む。上述の２ラインのメモリのトグル動作を制御するために
、トグルフリップフロップ５０３がある。このトグルフ
リップフロップ５０３は、ＢＤ検出部４０１からのライ
ン同期信号ＢＤＩＯをクロックとして入力することで出
力が反転し、ライン毎のトグル動作を制御する。つまり、トグルフリップフロップ５０３のＱ出力が論理
”　Ｈ”の場合は、ゲート５０４によりｆｉｆｏメモリ
５０１に書き込みクロックが供給され、ｆ！ｆｏメモリ
５０１は画像データの書き込み動作を行なう。また、ゲ
ート５０７によりｆｉｆｏメモリ５０２には読み畠しク
ロックが供給され、ｆｉｆｏメモリ５０２はデータの読
み田し動作を行なう。この読み出しデータは、セレクタ
５０８により選択して出力される。一方、トグルフリップフロップ５０３のＱ出力が論理”
　Ｌ　”レベル（つまり、Ｑ出力が’Ｈ”）のときには
、ゲート５０５，５０６によりｆｉｆＯメモリ５０１は
画像データの読み已し動作を行ない、ｆｉｆｏメモリ５
０２は画像データの書き込み動作を行う。このように、２ラインのｆｉｆｏメモリをライン毎に書
き込み動作・読み出し動作を切り換えることにより、ビ
デオクロック４０４に同期したビデオ信号４１６とスク
リーン信号４１７は１ライン分の時間遅延を持ってビデ
オクロック１３に同期した画信号１４とスクリーン信号
１５に速度変換（周波数変換）され出力される。［パルス幅変調部の説明］第４図は、本実施例に係るレーザビームプリンタのパル
ス幅変調部４０３の概略構成を示すブロック図である。第４図において、発振器１０２はクロック信号（ｆｃ）
１１を出力し、クロック発生部１０１はクロック信号１
１を４分周したビデオクロック１３を出力するとともに
、主走査同期信号（ＨＳＹＮＣ）１２を出力する分周器
である。第５図のタイミングチャートに、これらの信号相互のタ
イミングを示す。同図に示すように、ビデオクロック１
３は、クロック信号１１を４分周したクロック信号であ
り、主走査同期信号（ＨＳＹＮＣ）１２はＢＤ信号ｌＯ
の出力後、ビデオクロック１３の立下りに同期して出力
される。次に、第４図に示したブロック図、及び第６■に示した
タイミングチャートに従い、パルス幅変調部４０３の動
作を説明する。第４図の三角波発生部１０３は抵抗とコンデンサで構成
され、分周器１０７でビデオクロック１３を１／２に分
周した三角波クロック２１を積分した三角波１９（第６
図参照）を出力する。第６図において、ビデオクロック１３の立上り時にＨＳ
ＹＮＣ１２がＨレベルのとき、三角波クロック２１はＬ
レベルにクリアされ、ＨＳＹＮＣ１２がＬレベルのとき
には、三角波クロック２１の立上り入力がある毎に三角
波クロック２１は状態を反転する。この三角波クロック
２１を三角波発生部１０３によって積分することで、三
角波１９を得る。三角波クロック２１はライン同期信号
Ｈ３ＹＮＣ１２によってリセットされるので、各レーザ
走査ラインにおいて三角波１９はＨＳ　Ｙ　ＮＣ１２に
同期して出力される。また、三角波１９はビデオクロッ
ク１３の１／２の周期なので、１インチあたり２００本
のスクリーンに相当する三角波となる。ラッチ１０４は周波数変換部４０２からのビデオデータ
１４と記録線数（スクリーン）データ１５をビデオクロ
ック１３に同期させてラッチし、結果として三角波発生
部１０３の出力１９との同期を取っている。このスクリ
ーンデータ１５は１ビツトで構成されており、それが“
０°°のときは１インチあたり４００本のスクリーン（
４００線スクリーン）で記録されることを示し、“ｌ”
のときは２００線スクリーンで記録されることを示して
いる。１ビツトカウンタ１０５は水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）
１２に同期してカウントを開始し、ビデオクロック１３
に同期してビデオクロック１３を計数し、変換データ１
８として０°°と°ｌ”の値を８カする。また、変換テ
ーブル１０６は変換データ１８と６ビツトのビデオデー
タ１６、及び１ビツトのスクリーンデータ１７を入力し
、ビデオデータ１６を変換した変換ビデオデータ２０と
、後述する１画素区間のパルス幅変調信号（コンパレー
タ出力）２４を反転させる反転信号２２を出力する。変換ビデオデータ２０はＤ／Ａコンバータ１０８によっ
てアナログビデオ信号２６に変換される。このアナログ
ビデオ信号２６は変換ビデオデ−タ２０のレベルが最大
値の６３のとき、三角波１９の最大レベル（山のレベル
）に対応し、変換ビデオデータ２０のレベルが最小値Ｏ
のとき、三角波１９の最小レベル（谷のレベル）に対応
する。また、変換テーブル１０６とＤ／Ａコンバータ１
０８の信号伝達遅延時間は三角波発生部１０３での積分
遅延時間と等しくなるようにＤ／Ａコンバータにおいて
調整されている。その結果、アナログビデオ信号２６の
レベル変化点は、第６図に示すように三角波１９の傾き
変化部（三角波の山部、谷部）に対応する。コンパレータ１１０において三角波１９とアナログビデ
オ信号２６を比較し、アナログビデオ信号２１のレベル
の方が大きいときに、論理Ｈレベルのコンパレータ出力
２４を出力する。また、画素毎の反転信号２２はバッフ
ァ１０９によって遅延され、コンパレータ出力２４と位
相の合った反転信号２３となる。コンパレータ出力２４
は反転信号２３が論理Ｈレベルのとき、ＥＯＲゲート１
１１により論理Ｈレベルと論理Ｌレベルが反転され、結
局パルス幅変調されたレーザ駆動信号２５が出力される
。第７図（ａ）、（ｂ）は、変換テーブル１０６から出力
される変換とデオデータ２０、及び反転信号２２の例を
示す図で、図中のＸはビデオデータ１６の値を示してい
る。第７図（ａ）において、スクリーンデータ１７が“１”
　　（２００線）のときは、ビデオデータ１６がそのま
ま変換ビデオデータ２０として出力され、また、スクリ
ーンデータ１７が０”　（４００線）のときは、変換デ
ータ１８の値に対応してビデオデータ１６が図示の如（
変換され、変換ビデオデータ２０として出力される。第７図（ｂ）は、スクリーンデータ１７が１”のときは
、反転信号２２は“Ｏ゛°　（非反転）として出力され
、また、スクリーンデータ１７が“０゛°のときは、変
換データ１８の値に対応して反転信号２２が図示の如く
ａカされることを示している。次に、第６図に示したタイミングチャートに従い、変換
テーブル１０６から出力される変換ビデオデータ２０、
及び反転信号２２について詳細に説明する。第６図の変換ビデオデータ２０の波形中、記号７０は変
換データ１８が０゛、スクリーンデータ１７が’ｉ”、
そしてビデオデータ１６の信号レベルが“ａ　”のとき
の変換ビデオデータ２０を示している。また、記号７１
は変換データ１８とスクリーンデータ１７がともに“０
゛°でビデオデータ１６の信号レベルが“ｃ　”のとき
の変換ビデオデータ２０で、第７図（ａ）の式”　６３
−　ｘにより、その値は６３−Ｃとなっている。また、記号７１に対応した反転信号２２（第６図では、
反転信号２３）は、第７図（ｂ）に従い反転”　１　”
となっている。同様に、記号７２は変換データ１８が１
゛°で、スクリーンデータ１７が０°′　ビデオデータ
１６のレベルがｆのときの変換ビデオデータ２０を示し
ている。アナログビデオ信号２６は、上述の変換ビデオデータ２
０のアナログ信号レベルを示しており、ｌ　にのアナログビデオ信号２６を２００線三角波１９とコン
パレータ１１０にて比較することによりコンパレータ出
力２４を得る。このコンパレータ出力２４のうち、反転
信号２３の“１”　（反転）に対応するものは出力が反
転されてレーザ駆動信号２５となる。尚、ビデオデータ１６をそのままアナログビデオ信号に
変換してレーザ駆動信号２５と同等の信号を作るために
は、２００線三角波１９゛と４００線のこぎり波３０が
必要となる。しかし、とデオデータ１６を変換テーブル
１０６で、第６図の変換ビデオデータ２０のように変換
するとともに、反転信号２２が°゛ＩＨのときにコンパ
レータ出力２４を反転させることで、２００線三角波１
９のみを用いても第６図のようなレーザ駆動信号２５を
得ることができる。第８図は、２００線三角波を用いて４００線の記録を行
なう場合を説明する図である。同図において、ビデオデ
ータ（波形６０２）中の記号ａ。ｃ、ｅは変換データ１８の出力値が１゛′の場合に対応
しており、記号す、ｄは変換データ１８の出力値が０゛
°の場合に対応する各信号レベルを示している。コンパ
レータ１１０に４００線のこぎり波（波形６０１）とビ
デオデータ６０２が入力されたときに出力されるレーザ
駆動信号２５の一例を波形６０３に示す。波形６０５は２００線三角波発生部１０３から８カされ
る２００線三角波１９の一例を示している。この２００
線三角波６０５を用いてパルス幅変調信号（レーザ駆動
信号６０３）を得るには、以下に述べる信号レベル変換
が必要である。つまり、ビデオデータ６０２のａ、ｃ、ｅ部では、４０
０線のこぎり波６０１と２００線三角波６０５は同等の
波形変化をしているので、その信号レベルを変化させず
、ビデオデータ６０２のｂｄ部では、４００線のこぎり
波６０１と２００線三角波６０５では波形の傾きが逆に
なっているため信号レベルの変換をする。信号レベルの変換は、４００線のこぎり波６０１と、ビ
デオデータ６０２のす、ｄ部との各クロスポイントｓ、
ｔが、２００線三角波６０５と、変換された各信号との
クロスポイントｕ、ｖと時間的に同一タイミングとなる
ように行なわれる。ｂ、ｄ部では、４００線のこぎり波６０１は、レベル０
からレベル６３に向ってほぼ直線状に増加しているのに
対して、２００線三角波６０５は、レベル６３からレベ
ル０に向ってほぼ直線状に減少している。そこで、ｂ部
、ｄ部でのこの２つの傾きの異なる直１ｅｏｉと６０５
で、クロスポイントＳとＵを時間的に同一タイミングと
するためにはビデオデータｂ、ｄに対して（６３−ｂ）
、（６３−ｄ）の変換を行う。即ち、ｂ部でのクロスポ
イントＳは、４００線のこぎり波６０１０レベルがＯか
らｂまで増加するタイミングであり、これは２００線三
角波６０５に対しては、レベル６３からｂレベル減少し
たレベル、即ち、（６３−ｂ）レベルに到達するタイミ
ングＵと同一である。このようにｂ部、ｄ部では、画信号のレベルを（６３−
ｂ）、（６３−ｄ）に変換して２００線三角波６０５と
比較することにより、のこぎり波におけるクロスポイン
トｓ、ｔと同タイミングのクロスポイントＵ、Ｖを得る
ことができる。この変換によってパルス幅変調信号６０６が得られる。しかし、パルス幅変調信号６０６は、ｂ部、ｄ部におい
ては信号のレベルがレーザ駆動信号６０３と逆になる。そのため波形６０７に示すように、パルス幅変調信号６
０６のｂ部、ｄ部の信号レベルを反転することにより、
レーザ駆動信号６０３と同等のパルス幅変調信号６０６
を得ることができる。即ち、２００線三角波を用いて４００線のこぎり波と同
等のレーザ駆動信号を得るためには、第７図（ａ）や第
７図（ｂ）に示すよう３こ、２００線三角波の負の傾き
に相当する部分（変換データ１８＝゛０°゛の部分）の
ビデオデータ１６のレベルＸを６３−ｘに変換して、そ
のとき得られるコンパレータ出力２４を反転すればよい
。以上説明したように、本実施例によれば、単一の基準信
号として２００線三角波を発生し、変換テーブルを用意
して、その２００！三角波の波形の傾きに対応したビデ
オデータのレベル変換を行なうことで、４００線のこぎ
り波を用いずに４００線のこぎり波と同等のレーザ駆動
信号であるパルス幅変調信号を得ることができるという
効果がある。［第２実施例］本発明に係る第２の実施例について説明する。尚、本実施例において、レーザビームプリンタの構造、
及びレーザビームプリンタのレーザ像形成部の構成は、
第１実施例と同じであるため、その詳細な説明は省略す
る。［パルス幅変調部の説明］第９図は、本実施例のレーザ像形成部におけるパルス幅
変調部の構成を示すブロック図である。第９図において、発振器９０２はクロック（ｆｔ）信号
９１１を出力し、分周器９０１はクロック信号９１１を
３２分周したビデオクロック１３を出力するとともに、
主走査同期信号Ｈ８ＹＮＣ１２を出力する。第１０図はパルス幅変調部での波形のタイミングを説明
する図である。同図において、ビデオクロック１３はク
ロック（ｆｔ）信号９１１を３２分周したクロック信号
で、主走査同期信号Ｈ８ＹＮＣ１２はＢＤ儒号１０の出
力後、ビデオクロック１３の立下がりに同期して８カさ
れる。第９図の６ビツトカウンタ９０３は、分周器９０４にお
いて、ビデオクロック１３を１／２分周したクロック９
０５の立上りでクリアされ、クロック９１１によりカウ
ントアツプされる。また、ビデオクロック１３はＨ８Ｙ
ＮＣ１２に同期して分周される。このときのタイミング
を第１１図に示す。第１１図に示したタイミングチャートにおいて、第９図
に示したパルス幅変調部の６ビツトカウンタ９０３のａ
力９１９は、ビデオクロック１３の２周期で０゛〜゛６
３”までのデジタル値が８カされ、１インチ当り２００
本のスクリーンに相当するデジタルのこぎり波となる。第９図のラッチ１０４は、周波数変換部４０２からのビ
デオデータ１４と記録線数（スクリーン）データ１５と
をビデオクロック１３によりラッチして、６ビツトカウ
ンタ９０３の出力９１９との同期を取っている。ここで
、スクリーンデータ１５は１ビツトで構成されており、
その値が“０゛のときは、１インチ当り４００本のスク
リーン（４００線スクリーン）で記録され、“１”のと
きは２００線スクリーンで記録される。尚、１ビツトカ
ウンタ１０５は、上述の第１の実施例の１ビツトカウン
タと同様である。変換テーブル９０６は、変換データ１８と６ビツトのビ
デオデータ１６、及び１ビツトのスクリーンデータ１７
を入力し、ビデオデータ１６を変換した変換ビデオデー
タ９２０を出力する。また、デジタルコンパレーク９１
０は、変換ビデオデータ９２０と２００糸泉のデジタル
のこぎり波９１９とを比較し、変換ビデオデータ９２０
のレベルの方が大きいときに“１”を出力し、パルス幅
変調したレーザ駆動信号２５を出力する。第１２図は、変換テーブル９０６から出力される変換デ
ータ９２０の例であり、図中のＸはビデオデータ１６の
値を示している。ここでは、スクリーンデータ１７の値
が“１”（２００線）のときはビデオデータ１６がその
まま出力され、スクリーンデータ１７が“１°°のとき
は、ビデオデータ１４が図示の如く変換されて出力され
る。これらのタイミングの例を示したのが第１３図で、第６
図に示した第１実施例についてのタイミングチャートと
共通部分には同一記号を付している。第１３図において、記号１３００は変換データ１８が“
０°°、スクリーンデータ１７が°１゛そして、ビデオ
データ１６の信号レベルが°ａのときの変換ビデオデー
タ９２０を示す。また、記号１３０１は変換データ１８
とスクリーンデータ１７がともに０゛°、ビデオデータ
１６の信号レベルが゛ｅパのときの変換ビデオデータ９
２０であり、第１２図の変換テーブル中の式ｘ／２によ
り、その値はｅ　／　２となる。同様に、記号１３０２は変換データ１８が°゛１”、ス
クリーンデータ１７がＯ”、そして、ビデオデータ１６
のレベルがｈのときの変換ビデオデータ９２０を示して
いる。カウンタ出力９１９は、６ビツトカウンタ出力の“Ｏ”
から６３°°までのレベルの変化を表わしたものであり
、波形９２０は変換ビデオデータのレベルを示している
。これら、カウンタ出力９１９と変換ビデオデータ９２
０のレベルを比較することによりレーザ駆動信号２５を
得る。ここでは、スクリーンデータ１７＝”０”の部分
では、１画素区間に０゛°から’　６３　”までレベル
の変化する４００線のこぎり波１３０４を用いた場合と
同一のパルス幅のレーザ駆動信号２５が得られる。以下、変換テーブル９０６によりビデオデータ１６を変
換し、２００線のこぎり波を用いて４００線の記録を行
なう場合を説明する。第１４図は、２００線のこぎり波１４０５を用いて４０
０線の記録を行なう場合を説明する図である。同図にお
いて、波形１４０１は４００線のこぎり波の一例であり
、波形１４０２はビデオデータ１６の一例を示している
。図中、ａ、Ｃ，ｅは変換データ１８の出力値が１゛の
場合に対応しており、ｂ、ｄは変換データ１８の出力値
が０゛°の場合に対応する各信号レベルを示している。波形１４０３は、上記の４００線のこぎり波１４０１と
ビデオデータ１４０２から作られるレーザ駆動信号であ
る。一方、波形１４０５は、６ビツトカウンタ９０３から已
力される２００線のこぎり波の一例を示す。図中、２０
０線のこぎり波の前半画素部に対応するＡ部では、２０
０線のこぎり波１４０５は４００線のこぎり波１４０１
の１／２の振幅を持っている。この２００線のこぎり波
１４０５を用いて４００線のこぎり波と同等のレーザ駆
動信号１４０３を得るためには、画信号ａのレベルも１
／２にすればよい。これにより、４００線のこぎり波１
４０１と画信号ａとのクロスポイントｊと、２００線の
こぎり波１４０５と画信号ａ　／　２とのクロスポイン
トβは一致する。また、２００線のこぎり波の後半画素部に対応するＢ部
では、２００線のこぎり波はレベル３２からレベル６３
まで変化しており、この変化幅は４００線のこぎり波の
１／２である。このＢ部において、４００線のこぎり波
と画信号すとのクロスポイントにと同等のクロスポイン
トｍを２００線のこぎり波を用いて得るためには、画信
号すのレベルも１／２にし、それに、のこぎり波の開始
レベル３２を加えた値とすればよい。つまり、２００線のこぎり波を用いて４００線のこぎり
波と同等のレーザ駆動信号を得るためには、第１２図に
示すように、２００線のこぎり波の前半部に対応する画
素についてはビデオデータ１６のレベルＸをｘ／２に変
換し、２００線のこぎり波の後半部に対応する画素に関
しては、ビデオデータ１６のレベルＸをｘ　／　２　＋
　３２に変換すればよい。以上説明したように、本実施例によれば、単一基準信号
として２００線のこぎり波を発生し、変換テーブルを用
意して、その２００線のこぎり波の波形の傾きに対応し
たビデオデータのレベル変換を行なうことで、４００線
のこぎり波を用いずに４００線のこぎり波と同等のレー
ザ駆動信号であるパルス幅変調信号を得ることができる
という効果がある。尚、本実施例では、デジタルカウンタとデジタルコンパ
レータにより入力信号をパルス幅変調しているが、のこ
ぎり波発生回路に相当するダウンカウンタを用いてもよ
い。［第３の実施例］次に、本発明に係る第３の実施例について説明する。尚
、本実施例において、レーザビームプリンタの構造、レ
ーザビームプリンタのレーザ像形成部の構成、及びパル
ス幅変調部は、第１実施例と同じであるため、その詳細
な説明は省略する。上述の第１の実施例では、コンデンサの充・放電を利用
して２００線の三角波を発生させている。このため、三
角波の波形は実際には直線にはならず、同一の画信号レ
ベルを与えても三角波の立上り部と立下り部では、４０
０線のレーザ駆動信号のパルス幅は異なったものとなる
。本第３実施例は、このパルス幅の違いを変換テーブル１
０６にて補正する手段を含むものである。以下、パルス
幅の補正について説明する。第１５図（ａ）は、２００線三角波の一例であり、この
前半部Ａの立上り波形は、２００線三角波発生部１０３
（第４図参照）のコンデンサＣ１抵抗Ｒの定数の設定に
より可変となるが、例えば、第１５図（ｂ）に示すよう
に、次式（１）にて表わせる特性を持つものである。・・・　（１）また、同波形の後半部Ｂは、例えば、第１５図（Ｃ）に
示すように、次式（２）の特性を持つものである。ここでＬ・・・　（２）Ｌ２は最大振幅を１で正規化しておリ、また、ｔは画素を表わす。三角波の前半部で作られるレーザ駆動信号のパルス幅Ｐ
Ｗ１は、画信号レベルをＸｌとすると、次の（３）式で
表わされる。ＰＷ＋　＝ｆ−’（ｘｔ）　Ｉ１−　ｇｎ　（ｅ−（ｅ
−１）　ＸＩ　）・・・（３）（３）式の関係を第１６図（ａ）、（ｂ）に示す。三角波の後半部で作られるレーザ駆動信号のパルス幅Ｐ
Ｗ２は、画信号レベルをＩ２をすると、下記（４）式で
表わされる。尚、この式は反転信号２２によってコンパ
レータ出力２４が反転されることを前提とする。ＰＷｚ　　＝　ｆ−’（ｘｚ）　　＝　１−　Ｉ２　ｎ
　　（（ｅ−１）　　Ｘｉ　　＋　１　　）・・・（４
）（４）式の関係を第１６図（ｃ）、（ｄ）に示す。また、プリンタ部において、４００線スクリーンを用い
て各画素を記録する際の、１画素記録時間中のレーザ点
灯時間に対するプリント出力濃度特性の一例を第１７図
に示す。ここで、出力濃度りは最大値１で正規化しており、この
特性をＤ＝ｇ　（ＰＷ）　　　　　　　　　　　・・・（５）
と表わす。本実施例では、ホストコンピュータより入力されるビデ
オ信号４１６やその速度を変換した信号１６は、プリン
タ出力濃度を指定するものである。そのため、変換テー
ブル１０６に入力される信号１６のレベルを、最大値６
３を１として正規化した信号Ｘを定義すると、Ｘ＝ｈ　（Ｄ）　＝Ｄ　　　　　　　　　・・・（６）
となる。この信号Ｘに対して、変換テーブル１０６においてレー
ザ駆動信号のパルス幅特性とプリンタの出力濃度特性を
補正することにより、プリンタから出力されるプリント
アウトの出力濃度りは信号値Ｘと等しくなる。この変換テーブル１０６における入力信号Ｘを補正して
、信号Ｘを出力する特性は、２００線三角波の前半部と
後半部で異なる。第１８図（ａ）に、２００線三角波の前半部におけるテ
ーブル１０６の変換特性を示す。同図において、第１象
限には、第１７図に示したプリンタ出力濃度特性を適応
し、第４象限には、第１６図（ｂ）に示した変換テーブ
ル出力Ｘに対するレーザ駆動信号のパルス幅特性を適応
している。また、第２象限には入力信号Ｘとプリンタ出
力濃度りの対応特性を適応している。これら３つの関数により、第３象限に作られる特性が２
００線三角波の前半部に対応して変換テーブル１０６の
変換特性となる。即ち、ｘｔ　　　＝ｔ’＋　　　（ｇ
−’　　（ｈ−’　　＜ｘ）　　）　　）・・・　（７
）である。ここで関数ｈ−１は、ｈ　（Ｄ）特性の逆特性であり、
関数ｇ″１は、ｇ＜ｐｗ＋）特性の逆特性である。また
、関数ｆ、は、ｌ　＋ｌ　（ｘｔ　）特性の逆特性であ
り、三角波の立上り特性ｆ１と同等である。第１８図（ｂ）に、２００線三角波の後半部における変
換テーブル１０６の変換特性を示す。ここで、第１象限
には、第１７図に示したプリンタ出力濃度特性を適応し
、第４象限には、第１６図（ｄ）に示した変換テーブル
出力Ｘに対するレーザ駆動信号のパルス幅特性を適応し
ている。また、第２象限には、入力信号Ｘとプリンタ出
力濃度りの対応特性を適応している。これら３つの関数により、第３象限に作られる特性が２
００線三角波の後半部に対応して変換テーブル１０６の
変換特性となる。即ち、Ｘ２＝ｆ２　　（ｇ−’　（ｈ
−’　（Ｘ）））・・・　（８）である。ここで、関数ｆ２はＩ２−’　（Ｉ２　）特性の逆特性
であり、三角波の立下り特性ｆ２と同等である。このように、２００線三角波を用いて、入力信号Ｘに対
応したプリント濃度りを４００線スクリーンで記録する
ために、パルス幅特性関数ｆ＋−ｆ２−’ｓプリント出
力特性関数ｇ、及び入力信号Ｘとプリント濃度りの対応
関数りを用いて、第１９図に示すように、変換テーブル
１０６で生成する変換ビデオデータ２０を構成している
。尚、反転信号２２は、第７図（ｂ）に示されたものを
そのまま用いる。ここでは、２００線記録の画信号に対しては入力データ
Ｘをそのまま出力している。これは、三角波の立上り特
性と立下り特性が互いに逆の特性になっているため、２
００線でのパルス幅特性ＰＷ（ｘ）は、はぼリニアであ
り、またプリンタの８力濃度特性ｇ　（ＰＷ）もスクリ
ーン線数が粗くなるため、はぼリニアであると考えてよ
いがらである。正確には、４００線の場合と同様に２０
０線記録におけるパルス幅特性と出力濃度特性から求め
られる。第１９図において、変換データ１８、スクリーンデータ
１７がともに°゛０°゛の場合、テーブル８力Ｘは、ｘ＝ｆｚ　　（ｇ−’　（ｈ−’　（Ｘ）））となるが
、これらの関数は１で正規化されたものであり、実際に
は濃度Ｄ、パルス幅ＰＷの最大値を６３で正規化して、Ｄ＝Ｘ ↓ の演算を順次実行することで出力ＸＩが得られる。ｘ２
も上記と同様に求められる。以上説明したように、本実施例によれば、単一基準信号
としての２００線のこぎり波の立上り、及び立下りが、
指数関数的に変化することで非直線特性を有していても
、信号値変換にてパルス幅変化を補正することができる
ので、パルス幅の精度の向上、及びプリント出力におけ
る忠実な濃度再現が可能となる。尚、本実施例における特性関数ｆｌ＋ｆ２＋ｇｈは、数
式で表わされるものに限らず、入力と出力の対応を一義
的に定めることのできるテーブルを用いてもよい。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば、所定の周波数の
基準信号を出力し、その基準信号に同期した変換タイミ
ング信号と基準信号より短い周期をもとにレベル変換し
た入力信号を基準信号を用いてパルス幅変調することで
、基準信号より短い周期でパルス幅変調された信号と同
等の信号を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパルス幅変調方式を適用したレーザビ
ームプリンタの構造断面図、第２図は本発明に係るレーザビームプリンタのレーザ像
形成部の構成を示す図、第３図はレーザビームプリンタの周波数変換部の構成を
示すブロック図、第４図はレーザビームプリンタのパルス幅変調部の構成
を示すブロック図、第５図は第１実施例に係るクロック発生部の入出力信号
のタイミングチャート、第６図は第１実施例に係るパルス幅変調部の信号相互の
タイミングチャート、第７図（ａ）、（ｂ）は、パルス幅変調部の変換テーブ
ルを説明する図、第８図は２００線三角波を用いた４００線の記録を説明
する図、第９図は、第２実施例に係るパルス幅変調部の構成を示
すブロック図、第１０図は分周器の入出力信号のタイミングチャート、第１１図は６ビツトカウンタの入出力信号のタイミング
チャート、第１２図はパルス幅変調部の変換テーブルを説明する図
、第１３図は第２実施例に係るパルス幅変調部の波形タイ
ミングを示すタイミングチャート、第１４図は２００線
のこぎり波を用いた４００線の記録を説明する図、第１５図（ａ）はコンデンサＣ２抵抗Ｒの定数の設定に
より可変となる２００線三角波の一例を示す図、第１５図（ｂ）は２００線三角波の立上り部の特性を示
す図、第１５図（ｃ）は２００線三角波の立下り部の特性を示
す図、第１６図（ａ）、（ｂ）は、三角波の前半部で作られる
レーザ駆動信号のパルス幅と画信号レベルとの関係を示
す図、第１６図（Ｃ）、（ｄ）は、三角波の後半部で作られる
レーザ駆動信号のパルス幅と画信号レベルとの関係を示
す図、第１７図は４００線スクリーン記録する際の、１画素記
録時間中のレーザ点灯時間とプリント出力濃度特性を示
す図、第１８図（ａ）は２００線三角波の前半部に対する変換
テーブルの変換特性を示す図、第１８図（ｂ）は２００
線三角波の後半部における変換テーブルの変換特性を示
す図、第１９図は、第３実施例に係る変換テーブルを説
明する図である。図中、１２・・・ＨＳＹＮＣ，１３・・・ビデオクロッ
ク、１４・・・ビデオデータ、１５・・・スクリーンデ
ーク、２５・・・レーザ駆動信号、５０１，５０２・・
・ＦｉＦｏメモリである。特許畠願人キャノン株式会社

Claims

【特許請求の範囲】所定の周波数の基準信号と該基準信号に同期して入力信
号を変換する変換タイミング信号を出力し、該基準信号より周期が短い信号周期を指示して、該変換
タイミング信号と該信号周期とに基づき、該入力信号の
信号レベルを変換し、該信号レベルが変換された入力信号と該基準信号とによ
り、該入力信号をパルス幅変調することを特徴とするパ
ルス幅変調方式。