JP4726211B2 - Image forming apparatus, image forming method, and signal generating apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、パルス幅変調信号の生成装置およびそれを利用した画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a pulse width modulation signal generating apparatus and an image forming apparatus using the same.
従来、画像形成装置において、レーザを高速にON/OFFさせるためのパルス幅変調信号をレーザドライバへ供給することで、高い解像度の印刷が実現されている(特許文献1)。 Conventionally, in an image forming apparatus, high resolution printing is realized by supplying a pulse width modulation signal for turning on / off a laser at high speed to a laser driver (Patent Document 1).
ところで、パルス幅変調信号を生成する際に、参照波とそれぞれの画像データとを画素ごとに比較することで、1画素分よりも短い間隔でパルス幅を変更することができる。参照波を三角波とする場合、まず、頂点を1画素の左側、右側、中央とする3つの三角波を生成する。次に、3つある三角波のうちの1つを選択する。そして、選択された三角波と画像データとの比較結果により、画像形成位置を1画素中の左側、右側、中央のいずれかに調整できる。
しかしながら、高速なパルス幅変調信号を生成するために、参照波を高周波で生成すると、電源電圧などの微細な変動の影響を受けやすくなってしまう。これでは、参照波が理想の波形に対して歪んでしまう。この歪みによって、同一の画像データであっても、1画素中の画像形成位置の違いに依存して、パルス幅変調信号の幅も異なってきてしまう。これは、画像に擬似輪郭などを生じさせるため、好ましくない。 However, if a reference wave is generated at a high frequency in order to generate a high-speed pulse width modulation signal, it is likely to be affected by minute fluctuations such as a power supply voltage. In this case, the reference wave is distorted with respect to the ideal waveform. Due to this distortion, even for the same image data, the width of the pulse width modulation signal varies depending on the difference in image forming position in one pixel. This is not preferable because a pseudo contour is generated in the image.
したがって、安定した画像を出力できるような光量と波形とを実現するためには、1画素における複数の画像形成位置のいずれに対しても、安定した高周波のパルス幅変調信号が提供されることが望ましい。 Therefore, in order to realize a light quantity and a waveform that can output a stable image, a stable high-frequency pulse width modulation signal can be provided for any of a plurality of image forming positions in one pixel. desirable.
そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも1つを解決することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。 Therefore, an object of the present invention is to solve at least one of such problems and other problems. Other issues can be understood throughout the specification.
本発明によれば、たとえば、パルス幅変調信号により光源を駆動して画像を形成する、従来よりも好適な画像形成装置を提供できる。当該画像形成装置は、入力された画像データに応じて1画素未満の画像形成位置を表す位置データを生成する生成手段を有している。また、当該画像形成装置は、画像データと、位置データとに応じて、光源から出力されるレーザ光の光量または光源へ供給するためのパルス幅変調信号の幅を変更する変更手段を有している。とりわけ、前記変更手段は、前記光量を決定するための複数のテーブルを記憶する記憶手段と、前記位置データに応じていずれかの前記テーブルを選択する選択手段と、前記選択されたテーブルを用いて前記光量を決定する決定手段とを含む。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an image forming apparatus that is more suitable than the prior art and forms an image by driving a light source with a pulse width modulation signal. The image forming apparatus includes a generating unit that generates position data representing an image forming position of less than one pixel according to input image data. Further, the image forming apparatus includes a changing unit that changes the amount of laser light output from the light source or the width of the pulse width modulation signal to be supplied to the light source according to the image data and the position data. Yes. In particular, the change means uses a storage means for storing a plurality of tables for determining the light amount, a selection means for selecting any one of the tables according to the position data, and the selected table. Determining means for determining the light quantity.
本発明によれば、とりわけ、画像データと、位置データとに応じて、光源から出力されるレーザ光の光量を変更するか、または光源へ供給するためのパルス幅変調信号の幅を変更する。これにより、1画素中の主走査方向の画像形成位置によらず、安定した品質の画像を供給できるようになる。 According to the present invention, in particular, the amount of laser light output from the light source is changed or the width of the pulse width modulation signal to be supplied to the light source is changed according to the image data and the position data. As a result, an image with a stable quality can be supplied regardless of the image forming position in the main scanning direction in one pixel.
以下に本発明の一実施形態を示す。もちろん以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。 An embodiment of the present invention is shown below. Of course, the individual embodiments described below will be helpful in understanding various concepts such as the superordinate concept, intermediate concept and subordinate concept of the present invention. Further, the technical scope of the present invention is determined by the scope of the claims, and is not limited by the following individual embodiments.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係るパルス幅変調信号の生成部を含む画像形成装置の主要部の一例を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a main part of an image forming apparatus including a pulse width modulation signal generation unit according to the first embodiment.
図1において、画像データ1は、コントローラ100より送られてくる8bitのデータである。そのため、画像データ1は、16段階の濃度を表すことができる。画像データ1を受信すると、画像データ変換部2は、内部のテーブル3によって、画像データ変換信号4へと変換する。画像データ変換信号4は、最終的なパルス幅を決定するための信号である。画像データ変換信号4は、D/Aコンバータ5に入力される。D/Aコンバータ5は、画像データ変換信号4に応じたアナログ信号6をコンパレータ12に出力する。
In FIG. 1, image data 1 is 8-bit data sent from the
画像位置データ7は、コントローラ100から出力される2bitのデータである。画像位置データ7は、コントローラ100において、画像データ1に応じて1画素未満の画像形成位置(例:左、中央、右など)を表すようなデータである。本実施形態では、3つの画像形成位置を指定するため、画像位置データ7は、2bitとなっている。なお、注目画素についての画像位置データ7は、コントローラ100において、注目画素に対する隣接する画素の内容に応じて決定される。例えば、注目画素と隣接画素とがそれぞれ画像のエッジに相当する場合、エッジがスムーズに表現されるように注目画素の画像位置データが決定される。
The image position data 7 is 2-bit data output from the
画像位置データ7は、参照波生成部8に入力される。参照波生成部8は、参照波発生回路8a〜8cなどによって複数の参照波(参照波<中央>9a,参照波<左>9b,参照波<右>9c)を生成している。セレクタ10は、入力された画像位置データ7に応じて、いずれか1つの参照波を選択し、コンパレータ12に出力する。すなわち、出力される参照波11は、画像位置データ7に応じた信号となる。
The image position data 7 is input to the
コンパレータ12は、アナログ信号6と参照波11を比較し、参照波11がアナログ信号6の値より大きい場合にパルス幅変調信号13を出力する。
The
図2は、実施形態に係るアナログ信号6、参照波11、およびコンパレータ12から出力されるパルス幅変調信号13の各波形を示す図である。とりわけ、図2によれば、3つの位置において、1画素に相当する幅の50%の幅を有するパルス幅変調信号を出力させるときの、各信号の波形の一例が示されている。それぞれの参照波は、高周波(例:50MHz以上)で生成されているため、電源電圧が微細に変動した場合であってもその影響を受けてしまう。そのため、参照波に歪みが生じてしまう。なお、その歪み方は参照波によっても異なる。
FIG. 2 is a diagram illustrating waveforms of the
よって、歪んだ状態の参照波に応じて出力される実際のパルス幅変調信号13は、理想的なパルス幅変調信号に対して誤差を持ってしまう。さらに、参照波(画像位置データ)によっても、パルス幅変調信号13のパルス幅が異なってしまう。そこで、本実施形態では、レーザ光量決定部14などを導入することでこの問題を解決している。
Therefore, the actual pulse
レーザ光量決定部14には、画像データ変換信号4と画像位置データ7が入力される。レーザ光量決定部14には、画像データ変換信号4に応じて光量を決定するための複数のテーブル(例:第1のテーブル15a、第2のテーブル15b、第3のテーブル15c)が存在する。各テーブルは、たとえば、メモリなどの記憶装置に記憶されている。画像データ変換信号4は、テーブル15aないし15cによって、それぞれレーザ光量決定信号17aないし17cに変換される。例えば、画像データ変換信号4が、1画素の70%に相当するパルス幅を有する信号の場合、テーブル15aによって光量を60%にするための信号が出力される。この場合、例えば、テーブル15bによって光量を50%にするための信号が出力される。さらに、テーブル15cによって光量を40%にするための信号が出力される。なお、これらの数値は一例に過ぎない。このように各テーブルには、入力された信号と出力される信号との関係が登録されている。
The laser light
セレクタ16は、入力された画像位置データ7に応じて、いずれかのレーザ光量決定信号17aないし17cを選択し、レーザ光量決定信号17として出力する。換言すれば、レーザ光量決定信号17は、画像位置データ7によって選択されたテーブル15と画像データ変換信号4とに応じて決定されるともいえよう。レーザ光量決定信号17は、D/Aコンバータ18に出力される。
The
レーザ光量決定信号17は、たとえば、8bitの信号である。D/Aコンバータ18は、レーザドライバ20から出力される光量基準信号21を基準とし、レーザ光量決定信号17に応じた光量データ19をレーザドライバ20に出力する。
The laser light
図3は、実施形態に係るD/Aコンバータ18とレーザドライバ20の例示的な回路図である。同図のLD30は、光量モニタ用のホトダイオードPDとレーザダイオードLDとを含むレーザダイオード素子である。レーザダイオードLDのカソード端子とホトダイオードPDのアノード端子は、それぞれGNDに接地されている。ホトダイオードPDのカソード端子は、オペアンプIC30、IC31のそれぞれのマイナス入力端子に接続され、さらに可変抵抗R35を介しVcc電源に接続されている。
FIG. 3 is an exemplary circuit diagram of the D /
オペアンプIC30、IC31のプラス入力端子には、それぞれ基準電源E30、E31が接続される。オペアンプIC30の出力端子はアナログスイッチSW30を介してオペアンプIC32のプラス入力端子、及びコンデンサC30に接続される。コンデンサC30の他端は接地される。アナログスイッチSW30のコントロール端子は、コントローラ100からの制御信号CL0が入力される。
Reference power supplies E30 and E31 are connected to the positive input terminals of the operational amplifiers IC30 and IC31, respectively. The output terminal of the operational amplifier IC30 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier IC32 and the capacitor C30 via the analog switch SW30. The other end of the capacitor C30 is grounded. The control signal CL0 from the
オペアンプIC32の出力端子は、PNPトランジスタTr30のベース端子に接続される。PNPトランジスタTr30のエミッタ端子は、オペアンプIC32のマイナス入力端子に接続され、さらにR30抵抗を介しVcc電源に接続される。PNPトランジスタTr30のコレクタ端子は、レーザダイオード素子LD30のレーザダイオードLDのアノード端子に接続される。また、オペアンプIC31の出力端子は、アナログスイッチSW31を介してオペアンプIC33のプラス入力端子、及びコンデンサC31に接続される。コンデンサC31の他端は接地される。アナログスイッチSW31のコントロール端子は、コントローラ100からの制御信号CL1が入力される。
The output terminal of the operational amplifier IC32 is connected to the base terminal of the PNP transistor Tr30. The emitter terminal of the PNP transistor Tr30 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier IC32, and further connected to the Vcc power supply via the R30 resistor. The collector terminal of the PNP transistor Tr30 is connected to the anode terminal of the laser diode LD of the laser diode element LD30. The output terminal of the operational amplifier IC31 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier IC33 and the capacitor C31 via the analog switch SW31. The other end of the capacitor C31 is grounded. The control signal CL1 from the
オペアンプIC33の出力端子は、NPNトランジスタTr31のベース端子に接続される。NPNトランジスタTr31のエミッタ端子はオペアンプIC33のマイナス入力端子に接続され、さらにR31抵抗を介しGNDに接地される。NPNトランジスタTr31のコレクタ端子は、アナログスイッチSW32を介してレーザダイオードLDのアノード端子に接続される。アナログスイッチSW32のコントロール端子は、インバータIC37を介して、図1のコンパレータ12からのパルス幅変調信号が入力される。
The output terminal of the operational amplifier IC33 is connected to the base terminal of the NPN transistor Tr31. The emitter terminal of the NPN transistor Tr31 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier IC33, and is further grounded to GND through the R31 resistor. The collector terminal of the NPN transistor Tr31 is connected to the anode terminal of the laser diode LD via the analog switch SW32. The pulse width modulation signal from the
また、PNPトランジスタTr30のエミッタ端子は、オペアンプIC35のプラス入力端子に接続される。オペアンプIC35の出力はマイナス入力端子に接続され、さらに抵抗R33を介してオペアンプIC35のマイナス入力端子に接続される。オペアンプIC35のプラス入力端子には、基準電源E32が接続される。オペアンプIC35の出力端子は、抵抗R34を介してマイナス入力端子に接続され、さらにD/Aコンバータ18のVref_H端子に接続される。
The emitter terminal of the PNP transistor Tr30 is connected to the plus input terminal of the operational amplifier IC35. The output of the operational amplifier IC35 is connected to the negative input terminal, and further connected to the negative input terminal of the operational amplifier IC35 via the resistor R33. A reference power supply E32 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier IC35. The output terminal of the operational amplifier IC35 is connected to the negative input terminal via the resistor R34, and further connected to the Vref_H terminal of the D /
D/Aコンバータ18のVref_L端子は接地される。D/Aコンバータ18のDATA_IN端子には、レーザ光量決定部14から8bitのレーザ光量決定信号17が入力される。D/Aコンバータ18のOUTPUT出力端子(光量データ19)は、オペアンプIC36のプラス入力端子に接続される。
The Vref_L terminal of the D /
オペアンプIC36の出力端子は、NPNトランジスタTr32のベース端子に接続される。NPNトランジスタTr32のエミッタ端子は、オペアンプIC36のマイナス入力端子に接続され、さらに抵抗R32を介しGNDに接地される。NPNトランジスタTr32のコレクタ端子は、レーザダイオードLDのアノード端子に接続される。 The output terminal of the operational amplifier IC 36 is connected to the base terminal of the NPN transistor Tr32. The emitter terminal of the NPN transistor Tr32 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier IC36, and is further grounded to GND through the resistor R32. The collector terminal of the NPN transistor Tr32 is connected to the anode terminal of the laser diode LD.
アナログスイッチSW30、SW31およびSW32は、コントロール端子にHiが入力されているときONとなり、コントロール端子にLoが入力されているときOFFとなる。 The analog switches SW30, SW31, and SW32 are turned on when Hi is input to the control terminal, and are turned off when Lo is input to the control terminal.
次に、図4において、動作モード毎に動作の説明を行う。まず、コントロール信号CL0がHi、パルス幅変調信号がHiのとき、オートパワーコントロールモード(APCモード)となる。このときレーザダイオードLDが消灯しているとホトダイオードPDに電流が流れないためオペアンプIC30、IC31のそれぞれのマイナス入力端子に入力される電圧が上がる。 Next, in FIG. 4, the operation will be described for each operation mode. First, when the control signal CL0 is Hi and the pulse width modulation signal is Hi, the auto power control mode (APC mode) is set. At this time, if the laser diode LD is turned off, no current flows through the photodiode PD, so that the voltages input to the negative input terminals of the operational amplifiers IC30 and IC31 rise.
オペアンプIC30のマイナス入力端子に入力される電圧が、オペアンプIC30のプラス入力端子に入力される基準電圧E30より大きいと、オペアンプIC30の出力電圧は下がる。このAPCモードのときに、可変抵抗R35を変化させることによって、レーザダイオードLDの光量を調整できる。 When the voltage input to the negative input terminal of the operational amplifier IC30 is larger than the reference voltage E30 input to the positive input terminal of the operational amplifier IC30, the output voltage of the operational amplifier IC30 decreases. In the APC mode, the light amount of the laser diode LD can be adjusted by changing the variable resistor R35.
アナログスイッチSW30はコントロール端子にHiが入力されているためONとなり、オペアンプIC30の出力電圧がコンデンサC30に充電される。さらにオペアンプIC30の出力電圧はオペアンプIC32のプラス入力端子に接続される。 The analog switch SW30 is turned on because Hi is input to the control terminal, and the output voltage of the operational amplifier IC30 is charged in the capacitor C30. Further, the output voltage of the operational amplifier IC30 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier IC32.
オペアンプIC32、トランジスタTr30およびR30抵抗は、定電流源を構成している。抵抗R30の抵抗値を「R30」とし、オペアンプIC32のプラス入力端子に印加される電圧を「E32」とすると、トランジスタTr30のコレクタから出力される点灯電流Ionは次式により決定される:
Ion=(Vcc−E32)/R30。
The operational amplifier IC32 and the transistors Tr30 and R30 resistors constitute a constant current source. When the resistance value of the resistor R30 is “R30” and the voltage applied to the positive input terminal of the operational amplifier IC32 is “E32”, the lighting current Ion output from the collector of the transistor Tr30 is determined by the following equation:
Ion = (Vcc−E32) / R30.
よって、オペアンプIC32のプラス入力端子に印加される電圧が下がると、トランジスタTr30のコレクタからの出力電流は上がることとなる。パルス幅変調信号がHiのときに、インバータIC37により反転された信号がスイッチSW32のコントロール端子に入力されるため、SW32はOFFとなる。 Therefore, when the voltage applied to the positive input terminal of the operational amplifier IC32 decreases, the output current from the collector of the transistor Tr30 increases. When the pulse width modulation signal is Hi, the signal inverted by the inverter IC 37 is input to the control terminal of the switch SW32, so that SW32 is turned OFF.
また、トランジスタTr32はD/Aコンバータ18の出力に応じてOFFとなっているとすると、トランジスタTr30のコレクタから出力される電流は、レーザダイオードLDのアノード端子に入力される。これにより、レーザダイオードLDが点灯する。
Also, assuming that the transistor Tr32 is turned off in accordance with the output of the D /
レーザダイオードLDの光量が上昇すると、ホトダイオードPDに電流が流れる。これにより、オペアンプIC30のマイナス入力端子に入力される電圧が下がる。オペアンプIC30のマイナス入力端子に入力される電圧が、オペアンプIC30のプラス入力端子に入力される基準電圧E30より小さいと、オペアンプIC30の出力電圧は上がる。オペアンプIC30の出力電圧が上がると、トランジスタTr30の出力電流は下がる。トランジスタTr30の出力電流が下がると、レーザダイオードLDの光量が下がる。 When the light quantity of the laser diode LD increases, a current flows through the photodiode PD. As a result, the voltage input to the negative input terminal of the operational amplifier IC30 decreases. When the voltage input to the negative input terminal of the operational amplifier IC30 is smaller than the reference voltage E30 input to the positive input terminal of the operational amplifier IC30, the output voltage of the operational amplifier IC30 increases. When the output voltage of the operational amplifier IC30 increases, the output current of the transistor Tr30 decreases. When the output current of the transistor Tr30 decreases, the light amount of the laser diode LD decreases.
以上説明したように、レーザダイオードLDの光量は、基準電圧E30により決定される光量によって制御されることとなる。 As described above, the light amount of the laser diode LD is controlled by the light amount determined by the reference voltage E30.
図4は、レーザダイオードの例示的な電流−光出力特性を示した図である。なお、閾値電流Ithにおける光量は、ほとんどないものとする。同図において、APCモードのときは、光出力がAPC出力となるよう、入力電流がIonに制御される。 FIG. 4 is a diagram illustrating exemplary current-light output characteristics of a laser diode. It is assumed that there is almost no light quantity at the threshold current Ith. In the figure, in the APC mode, the input current is controlled to Ion so that the optical output becomes the APC output.
次にバイアスオートパワーコントロールモード(バイアスAPCモード)について説明する。コントロール信号CL0がLoであり、CL1がHiであり、パルス幅変調信号がLoであるときに、画像形成装置は、バイアスAPCモードとなる。 Next, the bias auto power control mode (bias APC mode) will be described. When the control signal CL0 is Lo, CL1 is Hi, and the pulse width modulation signal is Lo, the image forming apparatus is in the bias APC mode.
このとき、アナログスイッチSW30はコントロール端子にLoが入力されているためOFFとなる。また、コンデンサC30はAPCモードのときに充電された電圧を保持することになる。保持されたコンデンサC30の電圧はオペアンプIC32のプラス入力端子に接続されるため、APCモードのときと同じ電流IonがトランジスタTr30のコレクタから出力される。 At this time, the analog switch SW30 is turned OFF because Lo is input to the control terminal. The capacitor C30 holds the charged voltage in the APC mode. Since the held voltage of the capacitor C30 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier IC32, the same current Ion as in the APC mode is output from the collector of the transistor Tr30.
トランジスタTr30のコレクタから出力される電流がレーザダイオードLDに印加されることにより、レーザダイオードLDが点灯する。点灯することによりホトダイオードPDに電流が流れるため、オペアンプIC30、IC31のそれぞれのマイナス入力端子に入力される電圧が下がる。オペアンプIC31のマイナス入力端子に入力される電圧が、オペアンプIC31のプラス入力端子に入力される基準電圧E31より小さいと、オペアンプIC31の出力電圧は上がる。 When the current output from the collector of the transistor Tr30 is applied to the laser diode LD, the laser diode LD is turned on. Since the current flows through the photodiode PD by turning on the light, the voltage input to each negative input terminal of the operational amplifiers IC30 and IC31 decreases. When the voltage input to the negative input terminal of the operational amplifier IC31 is smaller than the reference voltage E31 input to the positive input terminal of the operational amplifier IC31, the output voltage of the operational amplifier IC31 increases.
アナログスイッチSW31はコントロール端子にHiが入力されているためONとなり、オペアンプIC31の出力電圧はコンデンサC31に充電される。また、この出力電圧は、オペアンプIC33のプラス入力端子に接続される。オペアンプIC33、トランジスタTr31および抵抗R31は定電流源を構成している。また、抵抗R31の抵抗値を「R31」とし、オペアンプIC33のプラス入力端子に印加される電圧「をE33」とする。この場合、次式で決定される電流IoffがトランジスタTr31のコレクタに入力される:
Ioff=E33/R31。
また、パルス幅変調信号がLoで、インバータIC37により反転された信号がスイッチSW32のコントロール端子に入力されるため、スイッチSW32はONとなる。よってトランジスタTr30より供給される電流は、スイッチSW32を介しトランジスタTr31に流れる。そのため、レーザダイオードLDに印加される電流が少なくなるため、光量は低下する。
The analog switch SW31 is turned on because Hi is input to the control terminal, and the output voltage of the operational amplifier IC31 is charged in the capacitor C31. The output voltage is connected to the positive input terminal of the operational amplifier IC33. The operational amplifier IC33, the transistor Tr31, and the resistor R31 constitute a constant current source. In addition, the resistance value of the resistor R31 is “R31”, and the voltage applied to the positive input terminal of the operational amplifier IC33 is “E33”. In this case, a current Ioff determined by the following equation is input to the collector of the transistor Tr31:
Ioff = E33 / R31.
Further, since the pulse width modulation signal is Lo and the signal inverted by the inverter IC 37 is input to the control terminal of the switch SW32, the switch SW32 is turned on. Therefore, the current supplied from the transistor Tr30 flows to the transistor Tr31 via the switch SW32. For this reason, since the current applied to the laser diode LD is reduced, the amount of light is reduced.
レーザダイオードLDの光量が低下すると、ホトダイオードPDに電流が流れなくなる。よって、オペアンプIC31のマイナス入力端子に入力される電圧が下がる。オペアンプIC31のマイナス入力端子に入力される電圧が、オペアンプIC31のプラス入力端子に入力される基準電圧E31より大きいと、オペアンプIC31の出力電圧は下がる。オペアンプIC31の出力電圧が下がると、トランジスタTr31の入力電流は下がる。トランジスタTr31の入力電流が下がると、レーザダイオードLDに印加される電流が多くなる。よって、レーザダイオードLDの光量が上がる。 When the amount of light from the laser diode LD decreases, no current flows through the photodiode PD. Therefore, the voltage input to the negative input terminal of the operational amplifier IC31 is lowered. When the voltage input to the negative input terminal of the operational amplifier IC31 is higher than the reference voltage E31 input to the positive input terminal of the operational amplifier IC31, the output voltage of the operational amplifier IC31 decreases. When the output voltage of the operational amplifier IC31 decreases, the input current of the transistor Tr31 decreases. When the input current of the transistor Tr31 decreases, the current applied to the laser diode LD increases. Therefore, the light quantity of the laser diode LD increases.
以上のように、レーザダイオードLDの光量は、基準電圧E31により決定される光量によって制御されることとなる。また、このときの光量はAPCモードのときの光量と同一または低く制御される。 As described above, the light amount of the laser diode LD is controlled by the light amount determined by the reference voltage E31. The light quantity at this time is controlled to be the same as or lower than the light quantity in the APC mode.
図4によれば、バイアスAPCモードのときは、光出力がバイアスAPC出力となるように、入力電流が制御される。すなわち、入力電流は、Ionの電流値よりIoffの電流分だけ低くなるように設定される。 According to FIG. 4, in the bias APC mode, the input current is controlled so that the optical output becomes the bias APC output. That is, the input current is set so as to be lower than the current value of Ion by the amount of current Ioff.
次に、コントロール信号CL0がLoとなり、CL1がLoとなると、画像形成装置は、印字モードで動作する。このとき、コントロール端子にLoが入力されているため、アナログスイッチSW30、SW31はOFFとなる。また、コンデンサC30はAPCモードのときに充電された電圧を保持している。よって、APCモードのときと同じ電流Ionが、トランジスタTr30のコレクタから出力される。 Next, when the control signal CL0 becomes Lo and CL1 becomes Lo, the image forming apparatus operates in the print mode. At this time, since Lo is input to the control terminal, the analog switches SW30 and SW31 are turned OFF. Capacitor C30 holds the charged voltage in the APC mode. Therefore, the same current Ion as in the APC mode is output from the collector of the transistor Tr30.
さらにコンデンサC31は、バイアスAPCモードのときに充電された電圧を保持する。よってバイアスAPCモードのときと同じ電流IoffがトランジスタTr31のコレクタに入力される。また、パルス幅変調信号がHiのとき、スイッチSW32はオフとなる。そのためレーザダイオードLDはAPCモードのときと同じ電流Ionが印加される。よって、レーザダイオードLDは、APCモードのときと同一の光量で点灯する。 Further, the capacitor C31 holds the charged voltage in the bias APC mode. Therefore, the same current Ioff as in the bias APC mode is input to the collector of the transistor Tr31. When the pulse width modulation signal is Hi, the switch SW32 is turned off. Therefore, the same current Ion as that in the APC mode is applied to the laser diode LD. Therefore, the laser diode LD is lit with the same light amount as in the APC mode.
また、パルス幅変調信号がLoのとき、スイッチSW32はオンとなる。そのためレーザダイオードLDは、バイアスAPCモードのときと同一の電流が印加される。よって、レーザダイオードLDは、バイアスAPCモードのときと同一の光量で点灯する。 When the pulse width modulation signal is Lo, the switch SW32 is turned on. Therefore, the same current as that in the bias APC mode is applied to the laser diode LD. Therefore, the laser diode LD is lit with the same amount of light as in the bias APC mode.
図4において、印字モードのときは、パルス幅変調信号がHiとなると光出力がAPC出力となり、パルス幅変調信号がLoとなると光出力はバイアスAPC出力となる。以上の説明は、D/Aコンバータ18から出力される光量データ19がOFFのときにおけるレーザの動作に関する説明である。
In FIG. 4, in the printing mode, the optical output becomes an APC output when the pulse width modulation signal becomes Hi, and the optical output becomes a bias APC output when the pulse width modulation signal becomes Lo. The above description relates to the operation of the laser when the
一方、D/Aコンバータ18が動作するタイミングは、パルス幅変調信号13が出力されている画像領域のみである。よって、D/Aコンバータ18から出力される光量データ19に応じて、レーザダイオードLDに流れる電流を差し引くことにより、画像形成中の光量を変更することができる。
On the other hand, the timing at which the D /
図5は、1画素の半分の画像データ1を出力した際の参照波11、パルス幅変調信号13、レーザ光量決定信号17、レーザドライバ20から出力されるレーザ光の各波形示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing each waveform of the
画像形成領域において、D/Aコンバータ18に入力される光量基準信号21の値は80hとする。レーザ光量決定信号17も80hの場合、電流値は、図4に示したIon−Ioff/2となる。よって、レーザダイオードLDから出力されるレーザ光の光量は、図4におけるAPC出力の1/2となる。
In the image forming area, the value of the light
図1に示したテーブル15aないし15cは、対応する参照波9a〜9cの歪みの影響を低減するように設定されている。よって、いずれの参照波9aないし9cであっても、同一の画像データ1が入力された場合は、レーザ光量が同一の積分光量となる。 The tables 15a to 15c shown in FIG. 1 are set so as to reduce the influence of distortion of the corresponding reference waves 9a to 9c. Therefore, in any reference wave 9a to 9c, when the same image data 1 is input, the laser light quantity becomes the same integrated light quantity.
図5によれば、それぞれの位置データに対する参照波に応じて、実際のパルス幅変調信号が生成される。各参照波の歪みにより、対応するパルス幅にそれぞれ誤差が生じる。 According to FIG. 5, an actual pulse width modulation signal is generated according to the reference wave for each position data. Each reference wave distortion causes an error in the corresponding pulse width.
図5では、画像位置が<右>の場合、理想のパルス幅に対し17%だけ実際のパルス幅が細くなっている。また、画像位置が<中央>の場合、理想のパルス幅に対し30%だけ実際のパルス幅が細くなっている。さらに、画像位置が<左>の場合、理想のパルス幅に対し10%だけ実際のパルス幅が細くなっている。 In FIG. 5, when the image position is <right>, the actual pulse width is narrowed by 17% with respect to the ideal pulse width. When the image position is <center>, the actual pulse width is narrowed by 30% with respect to the ideal pulse width. Further, when the image position is <left>, the actual pulse width is narrowed by 10% with respect to the ideal pulse width.
それに対し、80hから細くなっている分だけ、レーザ光量決定信号17を小さくする。たとえば、画像位置が<右>の場合、
80h×0.83=6Ah
だけ、レーザ光量決定信号17を小さくする
また、画像位置が<中央>の場合、
80h×0.7=59h
だけ、レーザ光量決定信号17を小さくする。
On the other hand, the laser light
80h × 0.83 = 6Ah
Only when the laser light
80h × 0.7 = 59h
Only the laser light
さらに、画像位置が<左>の場合、
80h×0.9=73h
だけ、レーザ光量決定信号17を小さくする。
Furthermore, if the image position is <left>
80h × 0.9 = 73h
Only the laser light
その結果、レーザダイオードLDに流れる電流からトランジスタTr32により差し引かれる電流が小さくなる、よって、レーザダイオードLDから出力されるレーザ光の光量が大きくなる。また、レーザダイオードLDに流れる電流が大きくなるため、各参照波に対する画像データに対して補正がかけられることになる。よって、図5によれば、光量が補正されたレーザ光の波形は、光量が補正されていないときの波形と比較し、幅が広くなっている。また、積分光量も等しくなる。 As a result, the current subtracted by the transistor Tr32 from the current flowing through the laser diode LD is reduced, and thus the amount of laser light output from the laser diode LD is increased. In addition, since the current flowing through the laser diode LD increases, the image data for each reference wave is corrected. Therefore, according to FIG. 5, the waveform of the laser beam with the light amount corrected is wider than the waveform when the light amount is not corrected. Also, the integrated light quantity becomes equal.
以上説明したように本実施形態によれば、画像データ1と、画像位置データ7とに応じて、レーザダイオードLDから出力されるレーザ光の光量を変更することで、形成される画像の品質を安定化させることができる。とりわけ、参照波となる三角波を高周波で生成したとしても、電源の変動の影響を低減できるようになる。
なお、高周波とは、電源の変動の影響を受けてしまうような周波数をいう。例えば、50MHz以上を言うが、本発明はこれに限定されるわけではない。50MHz未満の周波数であっても、電源の変動の影響を受けてしまうような周波数であれば、その周波数も「高周波」に属することになる。
As described above, according to the present embodiment, the quality of the image formed is changed by changing the amount of laser light output from the laser diode LD according to the image data 1 and the image position data 7. Can be stabilized. In particular, even if a triangular wave serving as a reference wave is generated at a high frequency, the influence of fluctuations in the power supply can be reduced.
The high frequency means a frequency that is affected by fluctuations in the power source. For example, although it says 50 MHz or more, this invention is not necessarily limited to this. Even if the frequency is less than 50 MHz, if the frequency is affected by fluctuations in the power supply, the frequency also belongs to “high frequency”.
たとえば、光量を決定するための複数のテーブル15aないし15cを、画像位置データ7に応じて選択することで、出力されるレーザ光の波形の歪みが低減されるように、光量が決定される。 For example, by selecting a plurality of tables 15a to 15c for determining the amount of light according to the image position data 7, the amount of light is determined so that the distortion of the waveform of the output laser light is reduced.
[第2の実施形態]
図6は、第2の実施形態に係るパルス幅変調信号の生成部を含む画像形成装置の主要部の一例を示すブロック図である。なお、第1の実施形態と共通する部分については、同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a main part of an image forming apparatus including a pulse width modulation signal generation unit according to the second embodiment. In addition, about the part which is common in 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same referential mark.
図1の構成と比較すると、図6では、まず、レーザ光量決定部14と、D/Aコンバータ18とが省略されていることを理解できよう。また、画像データ変換部の内部構成が変更されていることも理解できよう。また、それに応じて、レーザドライバも変更されることになろう。
Compared with the configuration of FIG. 1, it can be understood that in FIG. 6, first, the laser light
画像データ変換部2’は、複数の画像位置に対応する複数のテーブル3a、3bおよび3cを備えている。たとえば、中央の画像位置に対応するのが、テーブル<中央>3aである。左の画像位置に対応するのが、テーブル<左>3bである。そして、右の画像位置に対応するのが、テーブル<右>3cである。画像データ変換部2’に入力された画像データ1は、各テーブルによって、画像データ変換信号4a、4bおよび4cに変換される。
The image data converter 2 'includes a plurality of tables 3a, 3b and 3c corresponding to a plurality of image positions. For example, the table <center> 3a corresponds to the center image position. The table <left> 3b corresponds to the left image position. The table <right> 3c corresponds to the right image position. The image data 1 input to the image data conversion unit 2 'is converted into image
セレクタ22は、画像位置データ7に応じていずれかの画像データ変換信号4aを選択し、画像データ変換信号4を出力する。たとえば、画像位置データが「右」であれば、画像データ信号4cが選択される。
The
図7は、実施形態に係る画像データ変換テーブルの一例を示す図である。たとえば、画像データ1が「C0h」の場合、テーブル<中央>3aによって「F5h」となる画像データ変換信号4aが出力される。また、テーブル<左>3bによって、「BCh」となる画像データ変換信号4bが出力される。さらに、テーブル<右>3cによって、「E2h」となる画像データ変換信号4cが出力される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an image data conversion table according to the embodiment. For example, when the image data 1 is “C0h”, the image
なお、D/Aコンバータ5、参照波生成部8およびコンパレータ12の動作は、第1の実施形態で説明した通りである。但し、レーザドライバ20‘は、パルス幅変調信号13によって駆動される点で、第1の実施形態とは異なる。
The operations of the D / A converter 5, the
図8は、実施形態に係るレーザドライバの例示的な回路図である。図3と比較すると、D/Aコンバータ18に関連する回路が省略されていることを理解できよう。
FIG. 8 is an exemplary circuit diagram of the laser driver according to the embodiment. As compared with FIG. 3, it can be understood that the circuit related to the D /
図9は、第2の実施形態に係るアナログ信号6、参照波11、およびコンパレータ12から出力されるパルス幅変調信号13の各波形の一例を示す図である。なお、テーブルを切り替えない場合(図1のデータ変換部2を用いた場合)の各信号の波形は、図2に示した通りである。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of each waveform of the
図9および図2とも、1画素の幅に対して、それぞれ50%の幅のパルス幅変調信号を出力させることを前提としている。それぞれの参照波9aないし9cは、上述したように高周波で生成されるため、電源電圧の変動が微細であってもその影響を受けてしまう。よって、波形が歪む。また、参照波ごとに、歪み方も異なっている。 Both FIG. 9 and FIG. 2 are based on the premise that a pulse width modulation signal having a width of 50% is output for each pixel width. Since each reference wave 9a thru | or 9c is produced | generated by high frequency as mentioned above, even if the fluctuation | variation of a power supply voltage is minute, it will receive the influence. Therefore, the waveform is distorted. Further, the distortion method is different for each reference wave.
第1の実施形態で説明したように、画像位置データに応じてテーブルを切り替えない場合、実際のパルス幅変調信号は、理想的なパルス幅変調信号に対して誤差を持ってしまう(図2)。また、参照波(画像位置データ)ごとに、幅の異なるパルス幅変調信号13がレーザドライバ20’に出力されてしまう。
As described in the first embodiment, when the table is not switched according to the image position data, the actual pulse width modulation signal has an error with respect to the ideal pulse width modulation signal (FIG. 2). . Further, for each reference wave (image position data), a pulse
一方、第2の実施形態のように、画像位置データ7に応じてテーブル3aないし3cを切り替える場合、アナログ信号6の信号レベルも画像位置に応じて変更されることになる。
On the other hand, when the tables 3a to 3c are switched according to the image position data 7 as in the second embodiment, the signal level of the
アナログ信号6の信号レベルは、たとえば、画像位置が<右>の場合、80h×1.17=95hとなる。また、画像位置が<中央>の場合、アナログ信号6の信号レベルは、80h×1.3=A6hとなる。さらに、画像位置が<左>の場合、アナログ信号6の信号レベルは、80h×1.1=8Chとなる。すなわち、このような値が出力されるよう各テーブル3aないし3cは設定されている。
The signal level of the
その結果、パルス幅変調信号13は、図8に示すように、理想的な信号となる。すなわり、同じ画像データ1に対しては、画像形成位置データ7が異なったとしても、それぞれ等しい幅のパルス幅変調信号13が出力されることになる。
As a result, the pulse
以上説明したように本実施形態によれば、画像データ1と、画像位置データ7とに応じて、レーザダイオードLDに供給するためのパルス幅変調信号の幅を好適に変更することで、形成される画像の品質を安定化させることができる。とりわけ、参照波となる三角波を高周波で生成したとしても、電源の変動の影響を低減できるようになる。 As described above, according to this embodiment, it is formed by suitably changing the width of the pulse width modulation signal supplied to the laser diode LD according to the image data 1 and the image position data 7. Image quality can be stabilized. In particular, even if a triangular wave serving as a reference wave is generated at a high frequency, the influence of fluctuations in the power supply can be reduced.
たとえば、パルス幅変調信号の幅を決定するための複数のテーブル3aないし3cを位置データに応じて選択することで、パルス幅変調信号の幅とが好適に決定されることになる。 For example, the width of the pulse width modulation signal is suitably determined by selecting a plurality of tables 3a to 3c for determining the width of the pulse width modulation signal in accordance with the position data.
[他の実施形態]
上述した実施形態に係る画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置および複合機などとして実現できる。また、上記画像形成装置のうち、パルス幅変調信号を生成する部分は、画像形成以外の目的の装置においても利用可能である。
[Other Embodiments]
The image forming apparatus according to the above-described embodiment can be realized as a printer, a copier, a facsimile machine, a multifunction machine, or the like. In addition, the part of the image forming apparatus that generates the pulse width modulation signal can be used in an apparatus other than the image forming apparatus.
Claims (3)
入力された画像データに応じて1画素未満の画像形成位置を表す位置データを生成する生成手段と、
前記画像データと、前記位置データとに応じて、前記光源から出力されるレーザ光の光量または前記光源へ供給するためのパルス幅変調信号の幅を変更する変更手段と
を含み、
前記変更手段は、
前記光量を決定するための複数のテーブルを記憶する記憶手段と、
前記位置データに応じていずれかの前記テーブルを選択する選択手段と、
前記選択されたテーブルを用いて前記光量を決定する決定手段と
を含むことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for forming an image by driving a light source with a pulse width modulation signal,
Generating means for generating position data representing an image forming position of less than one pixel according to the input image data;
And the image data, in response to said position data, look-containing and changing means for changing the width of the pulse width modulation signal to be supplied to the light quantity or the light source of the laser light output from said light source,
The changing means is
Storage means for storing a plurality of tables for determining the light amount;
Selecting means for selecting any of the tables according to the position data;
Determining means for determining the amount of light using the selected table;
An image forming apparatus comprising containing Mukoto a.
前記複数の三角波のうち前記位置データに対応した三角波を選定する選定手段と Selecting means for selecting a triangular wave corresponding to the position data among the plurality of triangular waves;
をさらに備え、Further comprising
前記変更手段は、前記選定手段が選定した三角波を使用して前記パルス幅変調信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the changing unit generates the pulse width modulation signal using a triangular wave selected by the selecting unit.
入力された画像データに応じて1画素未満の画像形成位置を表す位置データを生成するステップと、
前記画像データと、前記位置データとに応じて、前記光源から出力されるレーザ光の光量または前記光源へ供給するためのパルス幅変調信号の幅を変更するステップと
を含み、
前記変更ステップは、
前記光量を決定するための複数のテーブルのうち、前記位置データに応じていずれかの前記テーブルを選択するステップと、
前記選択されたテーブルを用いて前記光量を決定するステップと
むことを特徴とする画像形成方法。 An image forming method for forming an image by driving a light source with a pulse width modulation signal,
Generating position data representing an image formation position of less than one pixel according to the input image data;
And the image data, in response to said position data, look-containing and changing the width of the pulse width modulation signal to be supplied to the light quantity or the light source of the laser light output from said light source,
The changing step includes
Selecting any one of the plurality of tables for determining the amount of light according to the position data;
An image forming method comprising the step of determining the amount of light using the selected table .
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