JPH05160976A - 変調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｄ／Ａ変換器が有するセトリングタイムに影
響されず、高速にパルス幅変調が可能な変調装置を提供
することを目的としている。 【構成】 画像信号を２値変調信号に変換し、前記２値
変調信号により変調されたビームにより画像を形成する
変調装置であって、第１のＤ／Ａ変換手段２が偶数番目
の画素におけるデジタル画像信号を第１のアナログ信号
ｐに変換し、第２のＤ／Ａ変換手段３が奇数番目の画素
におけるデジタル画像信号を第２のアナログ信号ｑに変
換する。選択手段４は、第１変調手段４の出力であるパ
ルス幅変調信号ｔと、第２変調手段５の出力であるパル
ス幅変調信号ｕからセトリングタイム以降のアナログ信
号ｔ、ｕにより形成された領域を選択しビーム変調信号
ｖとして出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像信号を２値変調信号
に変換しビームを変調する変調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザビームプリンタなどに用い
られる、画像信号を２値化する変調装置では、２値化さ
れた変調信号を形成する際、中間調の階調性を有する画
像を得るために次の方法を用いている。

【０００３】図４は、従来のレーザカラープリンタにお
ける露光装置の概略構成図である。

【０００４】この露光装置は、半導体レーザ１０１とド
ライブ回路１０２とコリメータレンズ１０４と走査装置
１０５と、ｆ−θレンズ１０６と感光ドラム１０７とビ
ーム検出回路１０８と変調回路１０９とから構成されて
いる。

【０００５】半導体レーザ１０１は図５のような特性を
有し、しきい値電流を超える駆動電流によりレーザ光を
発生するものである。

【０００６】ドライブ回路１０２は図６に示すようにト
ランジスタ１２１と抵抗１２２とスイッチ回路１２３と
からなるものであり、変調回路１０９が出力する変調信
号に従い半導体レーザ１０１をオン／オフして電流駆動
するものである。例えば変調信号が”１”ならば半導体
レーザ１０１を電流駆動（オン）し、変調信号が”０”
ならば半導体レーザ１０１に電流を流さない（オフ）。

【０００７】コリメータレンズ１０４は半導体レーザ１
０１が発生するレーザ光を平行なレーザビームにするも
のである。

【０００８】走査装置１０５は回転多面鏡１５１とモー
タ１５２とから構成されるもので、コリメータレンズ１
０４からのレーザビームを走査偏向するものである。

【０００９】ｆ−θレンズ１０６は走査装置１０５によ
り走査偏向されるレーザビームが感光ドラム１０７の表
面で等速走査するように走査速度を補正するものであ
る。

【００１０】感光ドラム１０７は図示および説明を省略
する回転駆動装置により所定の等速度で回転しており、
表面には感光材が塗布されたものである。

【００１１】ビーム検出回路１０８は図７に図示するよ
うにフォトダイオード１８１と増幅回路１８２と比較回
路１８３とから構成されるもので、レーザビームが照射
されるとビームディテクタ信号（以下ＢＤ信号）を出力
してレーザビームの走査のタイミングを知らせるもので
ある。

【００１２】変調回路１０９は図８に図示するように発
振回路１９１と、分周回路１９２と、ラッチ１９３と、
Ｄ／Ａ変換器１９４と、三角波発生回路１９６と、コン
パレータ１９７と、加算回路１９８と、基準電圧源１９
９とにより構成されており、デジタルデータとして入力
される画像データに対応したパルス幅の変調信号を形成
するものである。

【００１３】加算回路１９８は図９に図示するように、
数個の抵抗とＯＰアンプ２０により構成されており、三
角波発生回路１９６の出力である三角波ｃと、Ｄ／Ａ変
換器１９４の出力であるアナログ信号ｄとを加算し、加
算信号ｅを出力する。

【００１４】コンパレータ１９７は、加算信号ｅと基準
電圧源１９９の出力である基準レベルｆとを比較し、パ
ルス幅変調された２値の変調信号ｇを出力する。

【００１５】次に、変調露光動作について変調回路１０
９の詳細な構成とあわせて説明する。

【００１６】変調回路１０９においては、発振回路１９
１は図１０に図示するような周知の水晶発振回路であ
り、画像信号のクロック（不図示）に比べ十分高速な、
例えば１６倍の周波数の原クロックを発生している。分
周回路１９２は図１１に図示するようなフリップフロッ
プ回路を４段縦列接続したもので、該原クロックを１６
分周（２の４乗）してクロック信号ａとして出力するの
であり、ビーム検出回路１０８がＢＤ信号を出力したな
らば、分周回路１９２を構成するフリップフロップはリ
セットされる構成である。このため、出力されるクロッ
ク信号ａ、はＢＤ信号に同期したものとなり、その誤差
はクロック信号ａの周期に対して１／１６未満である。

【００１７】三角波発生回路１９６は、抵抗とコンデン
サにより構成され、入力されたクロック信号ａに同期し
た三角波ｃを発生する。発生した三角波ｃは、加算回路
１９８の一方の端子に入力される。

【００１８】図８において、８ビットのデジタル画像デ
ータはラッチ１９３によりクロック信号ａに同期した画
像データｂとなる。画像データｂは、Ｄ／Ａ変換器１９
４に入力され、クロック信号ａの立ち上がりのタイミン
グによりアナログ信号ｄに変換され、加算回路１９８の
もう一方の端子に入力される。

【００１９】加算回路１９８は三角波ｃとアナログ信号
ｄの電圧レベルを加算し、加算信号ｅとしてコンパレー
タ１９７の一方の端子へ出力する。

【００２０】コンパレータ１９７は加算信号ｅと基準レ
ベルｆとの信号レベルを比較し、パルス幅変調された２
値の変調信号ｇを出力する。

【００２１】この様子を図１２に示す。このように出力
される変調信号のパルス幅は画像信号により変調され
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
では、図１２に示すようにアナログ信号ｄのレベルが規
定の誤差レベル内までにおちつく時間Ｔｓｅｔが必要な
ため、画像形成を高速化する場合には、このＴｓｅｔが
無視できなくなり、おのずと高速化に限界があった。

【００２３】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的は、画像形成の高速化
に適した変調装置を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の変調装置は、一画素単位で交番してデジタル
画像信号からアナログ信号に変換する複数個のＤ／Ａ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
する複数個の変調手段と、前記複数個の変調手段の出力
を一画素単位で選択し、ビーム変調信号として出力する
選択手段とを備える。

【００２５】

【作用】複数個のＤ／Ａ変換手段が一画素単位で交番し
てデジタル画像信号からアナログ信号に変換する。複数
個の変調手段がそれぞれに対応したＤ／Ａ変換手段が出
力したアナログ信号をパルス幅変調信号に変換する。選
択手段は、複数個の変調手段の出力を一画素ずつ選択
し、ビーム変調信号として出力する。

【００２６】例えば、第１のＤ／Ａ変換手段が偶数番目
の画素におけるデジタル画像信号を第１のアナログ信号
に変換し、第２のＤ／Ａ変換手段が奇数番目の画素にお
けるデジタル画像信号を第２のアナログ信号に変換す
る。第１の変調手段が第１のアナログ信号を第１のパル
ス幅変調信号に変換し、第２の変調手段が第２のアナロ
グ信号を第２のパルス幅変調信号に変換する。選択手段
は、第１のパルス幅変調信号と第２のパルス幅変調信号
からＴｓｅｔ以降のアナログ信号により形成された領域
を選択しビーム変調信号として出力する。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を具体化して露光装置に適用し
た一実施例を図面を参照して説明する。ここで従来例と
同じものは、同一の番号を付けその説明を省略する。

【００２８】図１で示すのは本発明を画像形成のための
露光装置に適用した場合の変調回路１の構成であり、具
体的な動作はやや異なるが、従来例で示した図４におけ
る変調回路１０９に相当する。

【００２９】変調回路１は、発振回路１９１と、分周回
路１９２と、ラッチ１９３と、三角波発生回路１９６
と、第１のＤ／Ａ変換器２と、第２のＤ／Ａ変換器３
と、第１の変調部４と、第２の変調部５と、マルチプレ
クサ６と、１／２分周器７と、ディレイ素子８とにより
構成されており、デジタルデータとして入力される画像
データに対応したパルス幅変調信号を形成するものであ
る。

【００３０】１／２分周器７は、分周回路１９２から出
力されるクロック信号ｉを１／２に分周し、第１の変調
部４と第２の変調部５にそれぞれ１／２クロック信号ｍ
および￣１／２クロック信号ｎとして出力する。ここで
１／２クロック信号ｍと￣１／２クロック信号ｎは、図
３に示すように１８０度位相の異なった信号である。

【００３１】第１および第２のＤ／Ａ変換器２、３は、
１／２クロック信号ｍあるいは￣１／２クロック信号ｎ
の立ち上がりのタイミングで画像データｋをアナログ信
号ｐ、ｑに変換する。すなわち、第１と第２のＤ／Ａ変
換器２、３は画像データｋを一画素おきに交互にアナロ
グ変換する。

【００３２】第１および第２の変調部４、５は図２に示
すように、加算回路１９８と、コンパレータ１９７と、
基準電圧源１９９とにより構成されており、それぞれア
ナログ信号ｐ、ｑをパルス幅変調し、第１の変調信号ｔ
と第２の変調信号ｕとして出力する。

【００３３】マルチプレクサ６は、第１の変調信号ｔと
第２の変調信号ｕを選択信号ｏに従い切り替え、ビーム
変調信号ｖを出力する。すなわち、選択信号ｏが理論
値”１”の場合は第１の変調信号ｔをビーム変調信号ｖ
として出力し、理論値”０”の場合には第２の変調信号
ｕをビーム変調信号ｖとして出力する。

【００３４】ディレイ素子８は、￣１／２クロック信号
ｎを変調部４、５に発生する伝搬遅延時間τだけ遅らせ
選択信号ｏを形成するものである。

【００３５】次に、変調露光動作について図１および図
３のタイミングチャートを参照して説明する。

【００３６】デジタル画像データはラッチ１９３により
クロック信号ｉに同期した画像データｋとなり、第１お
よび第２のＤ／Ａ変換器２、３へ入力される。

【００３７】第１および第２のＤ／Ａ変換器２、３は、
それぞれ１／２クロック信号ｍと￣１／２クロック信号
ｎの立ち上がりに対応した画像データｋをアナログ信号
ｐ、ｑに変換する。変調部４、５は、その信号をパルス
幅変調し、第１の変調信号ｔおよび第２の変調信号ｕと
してマルチプレクサ６へ出力する。このとき、変調信号
ｔ、ｕは、１／２クロック信号ｎおよび￣１／２クロッ
ク信号ｍの立ち上がりタイミングに対しτだけ遅れて出
力され、かつ図３中１ｓｔ区間では、Ｄ／Ａ変換器２、
３の出力の誤差レベルが規定値外のため、意図した信号
を得られていない。

【００３８】マルチプレクサ６は、￣１／２クロック信
号ｎをτだけ遅らせた選択信号ｏに従い第１の変調信号
ｔと、第２の変調信号ｕの２ｎｄ区間をビーム変調信号
ｖとして選択出力する。ここで、変調信号ｔ、ｕの２ｎ
ｄ区間は、Ｄ／Ａ変換のタイミングからＴｓｅｃ以上経
過しており、Ｄ／Ａ変換器２、３の出力の誤差レベルは
規定値内のため、意図した信号となっている。すなわ
ち、ビーム変調信号ｖは、Ｄ／Ａ変換器の規定値を越え
た誤差レベルに影響されず形成されている。

【００３９】このようにＤ／Ａ変換器が有するＴｓｅｔ
が画素周期に対して大きくても、複数のＤ／Ａ変換器を
交番して用い、それぞれの出力から形成したパルス幅変
調信号を選択してビーム変調信号として出力するため、
システムの高速化が可能となる。

【００４０】また変調回路１で用いられる三角波信号ｊ
はＢＤ信号に同期したものなので各走査毎に画素の露光
位置は同一のものとなり、また、各画素の露光の中心は
常に同一位置を保つので、高品質な画像を高速に形成可
能である。

【００４１】また、本実施例の変調装置をカラー画像形
成装置に適用するならば、カラー画像を形成するために
色分解された画像信号にもとづいて上述のようにパルス
幅変調される変調信号により変調されたビームで色数回
繰り返し感光体を走査露光するから、各色の変調信号の
パルスの中心位置はクロック信号に対して常に同一位置
関係を保つので各色の画素の中心位置は同一となり正確
な混色が可能となり高品質なカラー画像の形成が可能で
ある。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明の変調装置によれば、複数のＤ／Ａ変換器を交番して
用い、それぞれの出力から形成したパルス幅変調信号を
選択してビーム変調信号として出力するため、高速に高
品質な画像を形成できる変調装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した変調回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】変調部４、５の構成を示すブロック図である。

【図３】パルス幅変調が行われる様子を示すタイミング
チャートである。

【図４】従来の露光装置の概略構成図である。

【図５】半導体レーザの特性を示す図である。

【図６】ドライブ回路の構成を示す回路図である。

【図７】ビーム検出回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】変調回路の構成を示すブロック図である。

【図９】加算回路の回路図である。

【図１０】発振回路の回路図である。

【図１１】分周回路の回路図である。

【図１２】パルス幅変調が行われる様子を示すタイミン
グチャートである。

【符号の説明】

１ 変調回路 ２ 第１のＤ／Ａ変換器 ３ 第２のＤ／Ａ変換器 ４ 第１の変調部 ５ 第２の変調部 ６ マルチプレクサ １０１ 半導体レーザ １０２ ドライブ回路 １０８ ビーム検出回路 １８１ フォトダイオード １９４ Ｄ／Ａ変換器 １９６ 三角波発生回路 １９７ コンパレータ １９８ 加算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号を２値変調信号に変換し、前記
   ２値変調信号によりビームを変調する変調装置であっ
   て、 一画素単位で交番してデジタル画像信号からアナログ信
   号に変換する複数個のＤ／Ａ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複数個
   の変調手段と、 前記複数個の変調手段の出力を一画素単位で選択し、ビ
   ーム変調信号として出力する選択手段とを備えることを
   特徴とする変調装置。