JP4726211B2 - 画像形成装置、画像形成方法および信号生成装置 - Google Patents

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。

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）。

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。
特開２００４−０５０６７３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。 比較例としてのアナログ信号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。 第１の実施形態に係る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。 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。 第１の実施形態に係る参照波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。 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。 第２の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。 第２の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。 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。

Claims (3)

1. 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画像形成装置であって、
   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。
2. それぞれ異なる形状の複数の三角波を生成する三角波生成手段と、
   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
   をさらに備え、
   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。
3. 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画像形成方法であって、
   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。

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