JPH0591273A - 変調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 走査の基準信号に同期したクロック信号を画
像信号に応じて遅延させクロック信号と論理演算するこ
とによりパルス幅変調を行い、簡易な構成で高速に変調
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、前記ビームの位置を検出する検出手
段と、該検出手段の検出手段に同期したクロック信号を
形成するクロック信号手段９２と、画像信号に従って遅
延量を制御し、前記クロック信号を遅延して遅延信号を
形成する遅延手段９３及び９４と、前記クロック信号と
遅延信号との論理演算を行い２値変調信号を形成する演
算手段９５とから構成されている。

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値信号に変
換してビームを変調するための変調装置に関する。

【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
た画像信号を形成する際、中間調の階調性を得る為に次
の方法を用いている。まず入力したデジタル画像信号を
一旦アナログ信号に変換し、このアナログ信号をレーザ
ビームの走査に同期した三角波のような周期的なパター
ン信号と比較してパルス幅変調を行い、２値化信号を発
生させるのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では画像信号をアナログ信号に変換してパターン信号
と比較していたので、そのためにＤ／Ａ変換回路や比較
回路を必要とし、画像形成を高速化するには、おのずと
限界があった。

【０００４】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、簡易な構成で画像
形成の高速化に適した変調装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の変調装置は、前
記ビームの位置を検出する検出手段と、該検出手段に同
期したクロック信号を形成するクロック信号手段と、画
像信号に従って遅延量を制御し、前記クロック信号を遅
延して遅延信号を形成する遅延手段と、前記クロック信
号と遅延信号との論理演算を行い２値変調信号を形成す
る演算手段とを備えている。

【０００６】

【作用】検出手段は周期的に入光する光ビームのタイミ
ングでビームディテクタ信号（以下ＢＤ信号）を発生す
る。

【０００７】クロック信号手段は十分高速な原クロック
を分周することによりクロック信号を発生しており、Ｂ
Ｄ信号が入力されると分周回路をリセットすることによ
りＢＤ信号に同期したクロック信号を発生する。

【０００８】遅延手段はクロック信号を画像信号によっ
て決まる遅延時間だけ遅延し出力する。すなわち遅延時
間は画像信号により変化するのである。

【０００９】演算手段は、クロック信号と遅延手段が出
力する遅延信号に対し論理演算を行う。例えば遅延信号
とクロック信号との論理積が演算されて変調信号として
出力される。変調信号のパルス幅はクロック信号のパル
ス幅から遅延手段の遅延時間を差し引いた時間となり、
該遅延時間は画像信号により変調されているので変調信
号は画像信号によりパルス幅変調されたものとなる。

【００１０】また、クロック信号はＢＤ信号に同期した
ものであるのでパルス幅変調された変調信号もＢＤ信号
に同期したものであり、各走査の画素の位置は同一とな
り高品質な画像の形成が可能である。

【００１１】また、上記のように形成される変調信号は
Ｄ／Ａ変換回路や比較回路は不要にして高速に形成可能
であり、従って高速な画像形成を可能とする。

【００１２】

【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。

【００１３】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概略の構成である。

【００１４】この露光装置は、半導体レーザ１とドライ
ブ回路２と光強度制御回路３とコリメータレンズ４と走
査装置５と、ｆ−θレンズ６と感光ドラム７とビーム検
出回路８と変調回路９とから構成されている。

【００１５】半導体レーザ１は図２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。

【００１６】ドライブ回路２は図３に示すようにトラン
ジスタ２１と抵抗２２とスイッチ回路２３とからなるも
のであり、変調回路９が出力する変調信号に従い半導体
レーザ１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ならば光強度制御回路３が出力する制
御電圧に対応した電流で半導体レーザ１を電流駆動（オ
ン）し、変調信号が０ならば半導体レーザ１に電流を流
さない（オフ）。

【００１７】光強度制御回路３は図４に図示するよう
に、通常半導体レーザ１と同一容器に収納されるモニタ
ダイオード３１と増幅回路３２と基準電圧Ｖｒｅｆを含
む比較回路３３とアップダウンカウンタ３４とＤ／Ａ変
換回路３５とから構成され、半導体レーザ１が発光する
際の駆動電流を制御して光強度を一定に保つ働きをする
ものである。

【００１８】コリメータレンズ４は半導体レーザ１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。

【００１９】走査装置５は回転多面鏡５１とモータ５２
とから構成されるもので、図１中矢印Ａ方向に回転し、
コリメータレンズ４からのレーザビームを走査偏向する
ものである。

【００２０】ｆ−θレンズ６は走査装置５により走査偏
向されるレーザビームが感光ドラム７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。

【００２１】感光ドラム７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。

【００２２】ビーム検出回路８は図５に図示するように
フォトダイオード８１と増幅回路８２と比較回路８３と
から構成されるもので、感光ドラム７の走査に先立ちレ
ーザビームが照射されると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。

【００２３】変調回路９は図６に図示するように発振回
路９１と、分周回路９２と、ディレイ回路９３と、スイ
ッチ回路９４と、ＡＮＤ回路９５とから構成されるもの
で、例えば８ビットのディジタルデータＶとして入力さ
れる画像信号に対応したパルス幅の変調信号を形成する
ものである。

【００２４】次に、図１から図１０を参照して本実施例
の露光装置の動作を説明する。

【００２５】変調動作の合間には光強度制御回路３によ
り半導体レーザ１のしきい値電流の大きさが変化しても
半導体レーザ１が発光する際の光強度を一定に保つ制御
動作が行なわれる。以下にその詳細を述べる。

【００２６】すなわち、制御信号により制御動作が開始
されるならば変調信号は１となり半導体レーザ１はＤ／
Ａ変換回路３５が出力する制御電圧に応じた電流でドラ
イブ回路２により駆動される。該駆動電流に応じた光強
度で半導体レーザ１はレーザ光を出射する。一部のレー
ザ光がモニタダイオード３１に入射し、光強度に応じた
光電流を発生し増幅回路３２により光強度電圧に変換増
幅されてその電圧値が比較回路３３により基準電圧Ｖｒ
ｅｆと比較される。カウンタ３４は該比較結果によりそ
のカウント値を増減する。例えば、光強度電圧が基準電
圧より大きいならばカウント値を減少させ、光強度電圧
が基準電圧より小さいならばカウント値を増加させるの
である。カウント値が増減された結果、しきい値電流の
大きさが変化しても、レーザ光の光強度は半導体レーザ
１の基準電圧に対応する一定の光強度となるのである。

【００２７】次に、変調露光動作について変調回路９の
詳細な構成とあわせて説明する。

【００２８】変調回路９においては発振回路９１は図７
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
の原クロックを発生している。分周回路９２は図８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（２の４乗）分周してクロッ
ク信号として出力するのであるが、ビーム検出回路８が
ＢＤ信号を出力したならば、分周回路９２を構成するフ
リップフロップはリセットされる。このため、出力され
るクロック信号はＢＤ信号に同期したものとなりその誤
差はクロック信号の周期に対して１／１６未満である。

【００２９】このクロック信号はディレイ回路９３に入
力される。ディレイ回路９３は図９に図示するように多
数のディレイ素子（本実施例では２５５個）が縦列接続
され、各ディレイ素子から遅延されたクロック信号が遅
延信号として出力されるものである。ディレイ素子の遅
延時間をｔとするならばディレイ回路９３が出力する各
信号の遅延時間は０、ｔ、２ｔ、３ｔ、・・・、２５４
ｔ、２５５ｔとなる。

【００３０】スイッチ回路９４は入力される画像信号Ｖ
に従ってディレイ回路９３より入力される２５６個の入
力のなかから１つを選択して出力するものである。すな
わち、該選択された信号は画像信号に従って遅延された
クロック信号ということになる。遅延時間を画像信号に
比例するように選べば遅延時間をＤとして次に示す式１
で示される。ここで０から２５５のいずれかの値をとる
Ｖで画像信号の値を表す。

【００３１】Ｄ＝Ｖ・ｔ ＡＮＤ回路９５には先述のクロック信号とスイッチ回路
９４により出力される遅延されたクロック信号とが入力
されている。クロック信号のパルス幅をＴとするならば
ＡＮＤ回路９５が出力する変調信号のパルス幅Ｗは次の
式２に示すようになる。

【００３２】 Ｗ＝Ｔ−Ｄ ＝Ｔ−Ｖ・ｔ この様子を図１０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。

【００３３】このように形成された変調信号にもとづい
てドライブ回路２は半導体レーザ１をオン／オフ駆動す
るので感光ドラム７は画像信号にもとづいてパルス幅変
調されたレーザビームによって露光される。先に説明し
たように光強度制御回路３によりオン時の光強度は一定
に保たれており、安定な露光が可能となっている。また
変調回路９で用いられるクロック信号は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、高品質な画像を高速に形成可能である。

【００３４】本発明は以上詳述した実施例に限定される
ものではなく種々の変形が可能である。たとえばディレ
イ回路９３、スイッチ回路９４は図１１に掲げるように
重み付けしたディレイ素子をスイッチ回路で選択するよ
うにしたものを縦列接続した構成でもよいのはもちろん
である。

【００３５】また、詳細な説明を省略するがＡＮＤ回路
９５は論理和演算を行うＯＲ回路あるいは排他論理和演
算を行うＥＸ−ＯＲ回路としても同様に変調が可能であ
る。

【００３６】

【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ＢＤ信号に同期したクロック信
号を画像信号に応じて遅延させてパルス幅変調を行って
いるので高速に高品質な画像を形成できる変調装置を提
供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を露光装置に適用した概略構成図であ
る。

【図２】半導体レーザの特性を示す図である。

【図３】ドライブ回路の構成を示す回路図である。

【図４】光強度制御回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】ビーム検出回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図６】変調回路の構成を示すブロック図である。

【図７】発振回路の回路図である。

【図８】分周回路の回路図である。

【図９】ディレイ回路の構成を示す構成図である。

【図１０】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１１】ディレイ回路のその他の構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ ドライブ回路 ３ 光強度制御回路 ４ コリメータレンズ ５ 走査回路 ６ ｆ−θレンズ ７ 感光ドラム ８ ビーム検出回路 ９ 変調回路 ９１発振回路 ９２分周回路 ９３ディレイ回路 ９４スイッチ回路 ９５ＡＮＤ回路

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 // Ｇ０３Ｇ 15/04 １１６

Claims (2)

【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、 前記ビームの位置を検出する検出手段と、 該検出手段の検出手段に同期したクロック信号を形成す
   るクロック信号手段と、 画像信号に従って遅延量を制御し、前記クロック信号を
   遅延して遅延信号を形成する遅延手段と、 前記クロック信号と遅延信号との論理演算を行い、前記
   ２値変調信号を形成する演算手段とを備えたことを特徴
   とする変調装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の変調装置において、演
   算手段は論理和または論理積または排他論理和のいずれ
   かの演算を行うことを特徴とする変調装置。