JPH0530313A - レーザ変調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザビームを幅変調する変調回路の変調波
レベル調整を不要とし、さらに動作の安定な変調回路を
提供することを目的とする。 【構成】 Ｄ／Ａ変換器２の出力するアナログビデオ信
号を三角波信号発生回路３の発生する三角波と比較回路
４で比較してレーザビーム変調用の幅変調波を生成する
変調回路において、前記三角波のピーク値を保持するピ
ークホールド回路１０と、前記保持したピーク値を所定
周期でリセットして更新するリセット回路９とを設け、
前記保持したピーク値を前記Ｄ／Ａ変換器の基準電圧と
することで、変動する三角波レベルに対してＤ／Ａ変換
したアナログビデオ信号のレベル比率を一定に制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタなどに使
用される半導体レーザの光エネルギ変調に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザプリンタが広く利用され、
そのレーザ変調装置の安定性や特性のばらつきが重要な
課題である。

【０００３】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実現している。
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諧調が得られず、
大きいサ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上の周
期的な画像構造による印字むらが目立って高品位出力を
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に非線形変換し、ビデオ画像の諧
調性を補正するような手法がある。

【０００４】以下、従来のレーザ変調装置について説明
する。図４は従来のレーザ変調装置の構成をブロック図
で示す。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
ビデオ信号を出力する。この出力はＤ／Ａ変換器２によ
り画素ごとにアナログ信号に変換されて個々の画素信号
が順次比較回路４の一方の端子に入力される。一方、パ
ターン信号発生器３で１画素に対応した周期の三角波形
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、基準クロック発生回路
６の発生する基準クロックは、水平同期信号発生回路５
から各々ラインごとに発生する水平同期信号に同期し
て、タイミング信号発生回路７により、たとえば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
プリンタに使用されるものであるので、周知のビームデ
ィテクト信号（ＢＤ）信号に相当する。

【０００５】比較回路４ではアナログビデオ信号を三角
波の基準パターン信号と比較してパルス幅変調信号を発
生する。このパルス幅変調信号はレーザビームを変調す
るためにラスタ走査プリント部８のレーザ変調回路に入
力される。その結果、パルス幅に応じてレーザビームが
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。

【０００６】図５は図４に示したレーザ変調装置の各部
の動作を波形図で示す。図において、波形ａは基準クロ
ック発生回路６の出力、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
トダウンして形成した画素クロックの波形をを示す。す
なわち、画素クロックｃは水平同期信号と同期を取りな
がらタイミンング信号発生回路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に入力されディジタルビデオ信号の転送クロッ
クとして用いられる。

【０００７】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ｃに同期して各画素データ
が現われる。アナログビデオ信号ｆのレベルが上になる
ほど濃度は高くなるものとする。

【０００８】パターン信号発生器３の出力は波形ｇの実
線で示す三角波形であり、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
ナログ信号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
の三角波形ｇ（パターン信号）と比較され、波形ｈで示
したパルス幅変調信号に変換される。

【０００９】図６はレーザビームプリンタ（ラスタ走査
プリント部）の走査光学系を斜視図で示す。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を備え、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
偏向を受ける。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、ビーム走査を行な
う。この走査において、光ビーム１ライン走査の先端を
ミラー２４によって反射させてビーム検出器２５に光を
導く。このビームディテクタ２５のビーム検出信号はレ
ーザビームのライン走査ごと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。

【００１０】図４に示したタイミング信号発生回路７の
発生するパターン信号クロックから三角波パターン信号
を形成する三角波出力回路は、具体的には図７に示すよ
うな回路構成となる。図において、３０１はドライバ、
３０３はパターン信号同期クロック（矩形波）積分する
コンデンサ、３０２も同様に積分用の抵抗である。ま
た、３０４は積分波形（三角波）をインピーダンス変換
するバッファである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のレー
ザ走査装置では、Ｄ／Ａ変換器から出力されるアナログ
画像信号をパルス幅変調するためには、三角波出力のピ
ーク値と前述のアナログ画像信号のピーク値（すなわち
Ｄ／Ａ変換器のフルスケール値）との比率をある一定値
に固定する必要がある。そのため従来例では可変抵抗器
３０２により調整することで固定化を図っていた。この
場合、画像濃度すなわちアナログ画像信号レベルとパル
ス幅の対応関係を一定に保つ調整に誤差が生じるという
問題がある。とくに大量生産の場合には、そのばらつき
は非常に大きいものとなってくる。したがって、個々の
装置によって濃度データに応じた再現画像の濃度が異な
ってくる。また、従来例では積分器にコンデンサを使用
しているが、この温度係数により三角波のピーク値が経
時変化し、同じ濃度データに対応するパルス幅が変動し
てしまう。さらに、電源電圧の変動によっても再現画像
濃度が安定しないことになる。

【００１２】本発明は上記課題を解決するもので、変調
度の調整作業が不要で、かつ電源変動や経時変化にも安
定な変調ができるレーザ変調回路を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、ディジタルビデオ信号をアナログ信号に
変換するＤ／Ａ変換手段と、前記ディジタルビデオ信号
を転送するためのビデオクロックから三角波を形成する
三角波発生手段と、前記三角波とアナログ信号を比較し
て幅変調波を出力する比較手段と、前記三角波出力とピ
ークを保持するピークホールド手段と、前記保持したピ
ーク値を所定周期でリセットして更新するリセット手段
とを備え、前記ピークホールド手段の保持したピーク値
を前記Ｄ／Ａ変換手段の基準電圧とし、前記幅変調波を
レーザビームのオン／オフ変調波として出力するように
したレーザ変調回路とする。

【００１４】

【作用】本発明は上記の構成において、ピークホールド
手段が三角波のピーク値を保持し、リセット手段がその
ピーク値を所定周期で更新する。Ｄ／Ａ変換器がそのピ
ーク値を参照電圧としてディジタルビデオ信号をアナロ
グビデオ信号に変換することで、そのレベルは変動する
三角波レベルに対して一定比率で追従する。

【００１５】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の一実施例のレー
ザ変調回路について図面を参照しながら説明する。図１
は本発明の一実施例のレーザ変調回路の構成をブロック
図で示す。図において、１ないし８は図４に示した従来
のレーザ変調回路の構成要素と同じであり、説明を省略
する。９は水平同期信号発生回路５から出力されるＢＤ
信号を受けて、次段のファンクションブロックをリセッ
トするリセット回路である。１０はパターン信号発生回
路３の発生するパターン信号をピークホールドするピー
クホールド回路である。図２は上記リセット回路とピー
クホールド回路の構成を回路図で示す。

【００１６】以下、上記構成要素の相互関係と動作につ
いて説明する。パターン信号発生回路３が発生するパタ
ーン信号、たとえば三角波信号がピークホールド回路１
０に入力されてそのピーク値がホールドされ、その値が
Ｄ／Ａコンバータ２のリファレンス電圧として保持され
る。Ｄ／Ａ変換器２はディジタルビデオ信号を前記レフ
ァレンス電圧に応じてアナログ信号に変換し、比較回路
４に出力する。比較回路４はそのアナログ信号と三角波
を比較し、パルス幅変調出力としてラスタ走査プリント
部に送出する。

【００１７】ここで、電圧変動、環境温度の変化などに
よるコンデンサの静電容量の変動で三角波の振幅が変化
した場合を考慮し、本発明ではリセット回路９により、
１ラインごとにピークホールド値を更新する。したがっ
て、Ｄ／Ａコンバータ２のリファレンス電圧は、常に三
角波の変化後のピーク値が与えられ、Ｄ／Ａ変換された
アナログ信号レベルはピーク値の変化率に比例した値が
出力されるようになる。このように、変化後の三角波と
アナログ信号を比較判断するので、濃度データが一定で
あればパルス幅変調出力のパルス幅は変動しないことに
なる。（図３参照）また、三角波出力の振幅を決定する
抵抗とコンデンサの値もＤ／Ａコンバータのリファレン
ス電圧値に無関係に設定できるため、（逆に任意に設定
された振幅に応じてレファレンス電圧が決定されている
ため）前記抵抗、コンデンサのばらつきによって生じる
パルス幅のばらつきを補償する調整箇所が不要となり、
量産時点での調整工程を削減できる。

【００１８】このように本発明の実施例のレーザ変調回
路によれば、ディジタルビデオ信号をアナログ信号に変
換するＤ／Ａ変換器と、前記ディジタルビデオ信号を転
送するためのビデオクロックから三角波を形成する三角
波発生回路と、前記三角波とアナログ信号を比較して幅
変調波を出力する比較回路と、前記三角波出力とピーク
を保持するピークホールド回路と、前記保持したピーク
値を所定周期でリセットして更新するリセット回路とを
備え、前記ピークホールド回路の保持したピーク値を前
記Ｄ／Ａ変換器の基準電圧とし、前記幅変調波をレーザ
ビームのオン／オフ変調波として出力するようにしたレ
ーザ変調回路とすることにより、調整作業が不要となる
とともに、電源電圧変動や経時変化にも安定なレーザ変
調回路を実現できる。

【００１９】

【発明の効果】以上の実施例から明かなように、ディジ
タルビデオ信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手
段と、前記ディジタルビデオ信号を転送するためのビデ
オクロックから三角波を形成する三角波発生手段と、前
記三角波とアナログ信号を比較して幅変調波を出力する
比較手段と、前記三角波出力とピークを保持するピーク
ホールド手段と、前記保持したピーク値を所定周期でリ
セットして更新するリセット手段とを備え、前記ピーク
ホールド手段の保持したピーク値を前記Ｄ／Ａ変換手段
の基準電圧とし、前記幅変調波をレーザビームのオン／
オフ変調波として出力するようにしたレーザ変調回路と
することにより、調整作業が不要となるとともに、電源
電圧変動や経時変化にも安定なレーザ変調回路を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のレーザ変調回路の構成を示
すブロック図

【図２】本発明の一実施例のレーザ変調回路における三
角波発生回路の構成を示す回路図

【図３】本発明の一実施例のレーザ変調回路の動作を示
す波形図

【図４】従来のレーザ変調回路の構成を示すブロック図

【図５】従来のレーザ変調回路の動作を示すタイミング
チャート

【図６】レーザ走査装置の構成を示す斜視図

【図７】従来のレーザ変調回路における三角波発生回路
の構成を示す回路図

【符号の説明】

２ Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ変換手段） ３ パターン発生回路（三角波発生手段） ４ 比較回路（比較手段） ９ リセット回路（リセット手段） １０ ピークホールド回路（ピークホールド手段）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｋ 7/08 Ｃ 7402−5Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ディジタルビデオ信号をアナログ信号に
   変換するＤ／Ａ変換手段と、前記ディジタルビデオ信号
   を転送するためのビデオクロックから三角波を形成する
   三角波発生手段と、前記三角波とアナログ信号を比較し
   て幅変調波を出力する比較手段と、前記三角波出力とピ
   ークを保持するピークホールド手段と、前記保持したピ
   ーク値を所定周期でリセットして更新するリセット手段
   とを備え、前記ピークホールド手段の保持したピーク値
   を前記Ｄ／Ａ変換手段の基準電圧とし、前記幅変調波を
   レーザビームのオン／オフ変調波として出力するように
   したレーザ変調回路。