JPH09323441A - 信号発生回路 - Google Patents

信号発生回路

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JPH09323441A
JPH09323441A JP14280796A JP14280796A JPH09323441A JP H09323441 A JPH09323441 A JP H09323441A JP 14280796 A JP14280796 A JP 14280796A JP 14280796 A JP14280796 A JP 14280796A JP H09323441 A JPH09323441 A JP H09323441A
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JP
Japan
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signal
circuit
clock signal
variable frequency
cycle
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JP14280796A
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Motoaki Kawasaki
素明 川崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の信号に高精度に同期したクロック信号
やデジタルパルス幅変調信号を発生するためには、それ
ぞれが全く異なる構成の、高価な回路が必要となる。 【解決手段】 基準クロック信号発生器1の各周期毎に
所定時間可変周波数発振回路2を停止させる。可変周波
数発振回路2の周波数は停止時間と出力するクロック信
号の周期とに応じてフィードバック制御される。可変周
波数発振回路2からのクロック信号に基づいて、周期の
異なる複数のクロック信号a〜eを発生し、これに基づ
いてクロック信号やパルス幅変調信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はクロック信号と制御
信号を使用して所望の信号を発生する信号発生回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】レーザービームプリンタ(以後、LBP
と称す)やデジタル複写機(以後、PPCと称す)で
は、レーザービームを感光体ドラム上に一定線速度で走
査しながら照射し、照射された所だけに印画トナーが付
着し、これを紙面に転写させて、画像情報を紙面上に形
成する。また、感光ドラムとレーザービーム走査方向に
対して一定な位置にビームディテクト(BD)ミラーを
配置し、常にこのBDミラー位置にはレーザービームを
照射して、この反射光をフォトトランジスタによって電
気的なパルス信号(BDパルス)に変換して感光ドラム
に対するレーザービーム走査の同期信号としている。そ
して、このBDパルスに同期してレーザービームを変調
する基準となる画素クロック(同期クロック)信号を発
生する位相同期信号発生回路が必要になる。
【0003】従来から例えばこの位相同期信号発生回路
として図13に示す様な構成のものが使用されている。
画素クロック周波数のn倍(n:通常は整数)の周波数
で発振する水晶発振器14の出力はnカウンタ15のク
ロック入力に入力される。nカウンタ15のリセット入
力には図14(a)の前記BDパルスが入力されてい
る。BDパルスがLレベルの時nカウンタ16はリセッ
トされBDパルスの↑エッジでリセットが解除されカウ
ントが動作開始し図14(b)に示す様なBDパルスの
↑エッジに同期したクロック信号が出力される。図14
(b)に示すように出力されたクロック信号には同期ジ
ッタ量Tjが存在し同期ジッタ量Tjは水晶発振器14
の出力周期と等しい。
【0004】一方、LBP及びPPCにおいては、中間
調(ハーフトーン)画像に対応するため、レーザービー
ム制御を画素クロック周期内で照射時間を制御して階調
性を再現する画素変調回路が使用されている。従来、画
素変調回路は図15の様な構成をしている。画素クロッ
クは三角波発生回路16とデジタル/アナログコンバー
タ(DAC)回路17に入力される。画素データDVは
DAC回路17に入力され、三角波発生回路16とDA
C回路17の出力はレベル比較回路18に入力される。
図15(a)が画素クロック信号とすると、図16
(b)の様な三角波信号とアナログ化された画素データ
DVがレベル比較されて図16(c)の様な画素変調信
号を出力する。例えばこの画素変調信号がHレベルの
時、レーザービームが照射され付着トナー量を制御する
ことによって階調性が再現される。三角波発生回路は一
般に時定数回路を使用しており、十分なレベルの三角波
信号を得る為、例えば1Vppのパルスを出力可能な高
レベル出力バッファを内蔵している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】OBP及びPPCは画
素クロック周波数の2乗に比例する高精細印画化、同様
に画素クロック周波数に比例する高速印画化の要望が強
くなっており、画素クロック周波数が20MHzを越え
るものが主流になっている。所望同期ジッタ量Tjも白
黒画像機で<1/8To(Toは画素クロック周期)、
カラー画像対応機であると、Ye、Cy、Mg、Bkの
4色のトナードットを紙面上で一致させる必要があるの
で更に同期ジッタ量Tjを<1/16Toの様に削減す
る必要がある。この為に、水晶発振周波数は200MH
z以上の非常に高価な水晶発振器が必要になるばかりで
なく、この高周波で動作する同様に高価な論理素子から
構成されるnカウンタ17が必要になり、容易に位相同
期信号発生回路を実現できないという問題が生じる。
【0006】また、高周波の画素クロックで動作する画
素変調回路を実現する為には、高周波に対応した高価な
DAC回路、高レベル出力バッファ、レベル比較回路必
要になり安価に画素変調回路を実現できない。更にLB
P及びPPCは位相同期信号発生回路と画素変調回路が
一対で使用されるが、従来例では、まったく構成が異な
り兼用又一体化したLSIにすることが難しいという問
題を招来していた。
【0007】本発明の目的は、基準クロック周期毎にリ
セット動作するゲーテッド可変周波数発振回路を使用し
て逓倍クロック信号とこれに付随したタイミング信号を
発生させることによって、同期クロック信号発生回路と
画素変調回路をほとんど同じ回路構成で実現することに
より、安価に、かつ、容易にLBPやPPC等の記録装
置に用いられる同期クロック信号発生回路や画素変調回
路を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、基準クロック
信号と同期トリガ信号に基づいて、前記同期トリガ信号
のタイミングに同期した、同期クロック信号を発生する
信号発生回路において、基準クロック信号の1周期毎に
発振停止動作すると共に前記基準クロック信号の周波数
の定数倍周波数のクロック信号を発生する可変周波数発
振回路を用いて前記同期クロック信号を発生させること
を特徴とする。
【0009】また本発明は、基準クロック信号とデータ
信号を用いて前記基準クロック信号周期内で出力信号の
時間幅を制御できる信号発生回路において、基準クロッ
ク信号の1周期毎に発振停止動作すると共に前記基準ク
ロック信号の周波数の定数倍の周波数のクロック信号発
生する可変周波数発振回路を用いて、前記出力信号を発
生する様にしたことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)図1は本発明を使用した位相同期
信号発生回路の実施の形態である。
【0011】動作を図9で示すタイミングチャートと合
わせて説明する。水晶発振回路1は画素クロック信号を
同周波数の基準クロック(図9(a))を発生し、タイ
ミング信号発生回路(以後、TGと称す)3に出力す
る。ゲーテッド可変周波数発振回路(以後、GVCOと
称す)2は発振停止信号f(図9(f))によって発振
停止可能な可変周波数発振回路であり出力信号がタイミ
ング信号発生回路3に入力される。
【0012】GVCO2の回路構成を図5に示す。まず
発振停止信号がLベルであるとQ出力が強制的にHレベ
ル(NQ出力はLレベル)に固定される(領域Z1
6)。基準クロックの↑エッジで発振停止信号がHレベ
ルに変化するとGVCO2の出力極性は変化しGVCO
2は発振開始する(領域0〜領域15)。発振動作時の
GVCO2のQ9/E,Q15/E波形を図7(a)に
示し、図7(b)にQ出力波形を示す。
【0013】発振周期2T1はR6とR7を等しくする
と次式で示される。
【0014】 2T1=2・C4・(2R6・I5)/Ic ・・・(1) 発振周期は制御電流Icで制御され高周波バイポーラI
Cプロセスを使用してLSI化すればT1を1ns程度
まで十分実現できる。
【0015】領域Z0〜領域Z16は基準クロックとG
VCO2出力クロック信号(図9(b))とTG3内で
発生される図9(c)〜図9(e)のタイミング信号に
よって図3で示す様に容易に判別できる。奇数番号領域
と偶数番号領域の時間幅は図5の構成のGVCO2を用
いれば容易にバランスできる。発振周期2T1を制御す
るためTG3から領域Z16を示す信号f(図9(f)
発振停止信号と同じ)と領域Z0を示す信号g(図9
(g))がチャージポンプ回路6に入力される。チャー
ジポンプ回路6から制御誤差電圧信号△Vが出力され電
圧/電流変換回路5によって制御誤差電流信号に変換さ
れプリセット定電流Ioと電流加算器4によって制御電
流Icを作成しGVCO2の発振周期を制御する。
【0016】チャージポンプ回路6は図2の回路構成に
し、R1=R3=R4、R2=3R1にしておく。領域
Z16を示す信号fを使ってQP3/Cよりプルアップ
電流を発生させ、領域Z0を示す信号gを使ってQ5/
Cよりプルダウン電流を発生させる。チャージポンプ回
路6の出力電圧が安定するのはプルアップ電流とプルダ
ウン電流が等しくなった時であり、よってGVCO2発
振周期が安定するのは領域Z16と領域Z0の時間幅が
等しくなった時だけである。
【0017】ICプロセスのPNPトランジスタの高周
波特性は一般に良く無いので、図2に示すように領域Z
16を示す信号fからまずNPNトランジスタQ3/C
にパルス電流を発生させこのパルス電流の直流値に等し
い電流をPNPトランジスタQP2/Cに発生させる用
にループ回路を組み、QP3/Cに精度のよいプルアッ
プ電流を発生させる様にする。
【0018】回路起動時、制御誤差電圧信号△Vは電圧
値が最大になっており、制御誤差電流信号△Iも最大に
なっている。従ってGVCO2の発振周波数は最大にな
り、TG3で必ず領域Z16を示す信号fを発生するこ
とができる。また領域Z0の時間幅は制御電流Icで決
定されるので、制御ループの収束状態においては一定で
ある。したがって領域Z0から領域Z16の17個の領
域の時間幅は全て等しくなる。このようにして発生させ
た基準クロック周波数の8.5逓倍クロック信号は基準
クロック信号周期毎にリセットして発生しているので逓
倍クロックに含まれるジッタが積算されることが少な
い。TG3より図9(a)〜(e)のタイミング信号が
ラッチ回路から構成される記憶回路7と出力制御回路8
に入力される。
【0019】記憶回路7は図9(a)〜(e)のタイミ
ング信号を同期トリガ信号でラッチして同期トリガ信号
の有効エッジが前記領域0から領域16のいずれかに入
力されたか記憶する。この記憶されたデータa′〜e′
を出力制御回路8に入力する。出力制御回路8では例え
ば図3の表に示すように入力同期トリガ信号の有効エッ
ジ領域に応じて出力クロック信号のセットタイミング信
号とリセットタイミング信号を発生させRSFF11に
入力する。RSFF11からは基準クロック周波数と等
しい同期クロック信号が出力される(図9)。
【0020】同期トリガ信号はパルス遅延回路9とAN
D回路10に入力される。パルス遅延回路9の回路構成
は図6の様になっており、R8=R9であると図8
(a)に示す同期トリガ信号は図8(b)のように遅延
されて出力される。遅延時間tdは次式の様になる。
【0021】 dt=C5・(2・R8・I7)/Io ・・・(2)
【0022】tdは(1)式のGVCO2の発振周期の
関係式と似ており、定電流源と抵抗値と容量値などを相
対値的に設計しておけば制御プリセット電流Ioで遅延
時間tdは十分管理できる。AND回路10出力から図
8(d)示す出力制御回路8から出力される同期トリガ
信号入力から最初に発生するセットタイミング信号をマ
スクする出力クリア信号が出力され、安定な同期クロッ
ク信号を出力することができる。同期クロック信号の同
期ジッタ量Tjは領域Z0〜Z16の時間幅であり基準
クロック周期の1/17であり、この同期クロック信号
は周波数精度も水晶発振精度に等しいことからLBP及
びPPCの画素クロック信号として十分使用することが
できる。
【0023】(第2の実施の形態)図4は本発明を使用
した画素変調回路の実施の形態である。基準クロック信
号から8.5倍周波数の逓倍クロック信号とそれに付随
するタイミング信号発生方法は、図1の同期クロック信
号発生回路の構成とまったく同じである。タイミング信
号a〜gは出力制御回路13に入力される。出力制御回
路13には画素変調データDVが6ビットで入力され
る。DVの上位2ビットが画素変調方式を規定し、下位
4ビットが画素の大きさを決定する。DVの上位2ビッ
トが0の時、画素は画素領域のおおむね中心点からDV
の下位4ビット値によって成長し、またDVの上位2ビ
ットが1の時はDV下位4ビット値にかかわらず画素を
発生させない(図10)。DVの上位2ビットが2の
時、画素は画素領域の始点からDVの下位4ビット値に
対応して成長する(図11)。DVの上位2ビットが3
の時、画素は画素領域の終点からDVの下位4ビット値
に対応して成長する(図12)。この画素変調回路で表
現できる画素階調は17である。LBP及びPPCの画
素数は増える傾向にあり要求される1画素内の階調数は
この程度で十分である。この画素変調回路は画素領域の
始点と終点から画素を成長させることも可能なので、例
えば印画上の文字輪郭の再現性を向上させることができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上、説明した様に本発明によれば、ゲ
ーテッド可変周波数発振回路を使用して基準クロックの
逓倍クロック信号を発生させた為、高価な高周波水晶発
振器及び高周波論理回路を必要とせずLBPまたはPP
Cの要望を満たす同期クロック信号発生回路を容易に実
現できる。
【0025】位相同期クロック信号発生回路とほとんど
同じ構成で画素変調回路が容易に実現でき、同期クロッ
ク信号発生回路と画素変調回路を一対で使用するLBP
及びPPCでは双方の回路を機能選択端子1つで使い分
けできるLSIが容易に実現できることは大きな利点で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した同期クロック信号発生回路を
示すブロック図である。
【図2】図1で使用されるチャージポンプ回路を示す図
である。
【図3】図1の動作を説明する表を示す図である。
【図4】本発明を実施した画素変調回路を示すブロック
図である。
【図5】図1で使用されるゲーテッド可変周波数発振回
路を示す図である。
【図6】図1で使用されるパルス遅延回路を示す図であ
る。
【図7】図5の動作を説明するタイミングチャートであ
る。
【図8】図6の動作を説明するタイミングチャートであ
る。
【図9】図1の動作を説明するタイミングチャートであ
る。
【図10】図4の動作を説明するタイミングチャートで
ある。
【図11】図4の構成の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。
【図12】図4の構成の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。
【図13】従来の同期クロック信号発生回路を示すブロ
ック図である。
【図14】図13の動作を説明するタイミングチャート
である。
【図15】従来の画素変調回路を示すブロック図であ
る。
【図16】図15の動作を説明するタイミングチャート
である。
【符号の説明】
1 水晶発振回路 2 ゲーテッド可変周波数発振回路 3 タイミング信号発生回路 4 電流加算器 5 誤差制御電圧/電流信号変換回路 6 チャージポンプ回路 7 記憶回路 8 出力制御回路 9 パルス遅延回路 10 AND回路 11 RSフリップフロップ 12 バッファ 13 出力制御回路 14 逓倍クロック水晶発振回路 15 分周回路 16 三角波信号発生回路 17 D/A変換器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準クロック信号と同期トリガ信号に基
    づいて、前記同期トリガ信号のタイミングに同期した、
    同期クロック信号を発生する信号発生回路において、基
    準クロック信号の1周期毎に発振停止動作すると共に前
    記基準クロック信号の周波数の定数倍周波数のクロック
    信号を発生する可変周波数発振回路を用いて前記同期ク
    ロック信号を発生させることを特徴とする信号発生回
    路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の信号発生回路におい
    て、 前記定数は非整数であることを特徴とする信号発生回
    路。
  3. 【請求項3】 更に、前記可変周波数発振回路の発振停
    止時間と、発生するクロック信号の周波数とが所定の関
    係となる様に、前記可変周波数発振回路をフィードバッ
    ク制御する手段を有することを特徴とする請求項1又は
    2に記載の信号発生回路。
  4. 【請求項4】 基準クロック信号とデータ信号を用いて
    前記基準クロック信号周期内で出力信号の時間幅を制御
    できる信号発生回路において、基準クロック信号の1周
    期毎に発振停止動作すると共に前記基準クロック信号の
    周波数の定数倍の周波数のクロック信号発生する可変周
    波数発振回路を用いて、前記出力信号を発生する様にし
    たことを特徴とする信号発生回路。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の信号発生回路におい
    て、 前記定数は非整数であることを特徴とする信号発生回
    路。
  6. 【請求項6】 更に、前記可変周波数発振回路の発振停
    止時間と、発生するクロック信号の周波数とが所定の関
    係となる様に、前記可変周波数発振回路をフィードバッ
    ク制御する手段を有することを特徴とする請求項4又は
    5に記載の信号発生回路。
JP14280796A 1996-06-05 1996-06-05 信号発生回路 Withdrawn JPH09323441A (ja)

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Effective date: 20030805