JP4603234B2 - Pixel clock and pulse modulation signal generating apparatus, optical scanning apparatus, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機等で使用される画素クロック及びパルス変調信号の生成技術に関し、詳しくは、画素クロックの高精度の位置制御、及び、レーザ光源等の光出力を変調する場合に最適なパルス変調信号を生成する画素クロック及びパルス変調信号生成装置、それを備えた光走査装置並びに画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置の一般的構成を図63に示す。図63において、半導体レーザユニット2001から発光されたレーザ光は、回転するポリゴンミラー2002によりスキャンされ、走査レンズ2003を介して被走査媒体である感光体2004上に光スポットを形成し、その感光体2004を露光して静電潜像を形成する。このとき、1ライン毎に、フォトディテクタ2005の出力信号に基づいて、1ライン毎、位相同期のとられた画像クロック(画素クロック)を生成して画像処理ユニット2006とレーザ駆動回路2007へ供給する。このようにして、半導体レーザユニット2001は、画像処理ユニット2006により生成された画像データと位相同期回路2009により1ライン毎に位相が設定された画像クロックに従い、半導体レーザの発光時間をコントロールすることにより、被走査媒体2004上の静電潜像をコントロールする。
【0003】
このような走査光学系において、ポリゴンスキャナ等の偏向器の偏向反射面の回転軸からの距離のばらつきは、被走査面上を走査する光スポット(走査ビーム)の走査速度ムラを発生させる。この走査速度ムラは画像の揺らぎとなり画像品質の劣化となる。高品位の画質を要求する場合は走査ムラの補正を行う必要がある。
【0004】
さらに、マルチビーム光学系の場合、各発光源の発振波長に差があると、走査レンズの色収差が補正されていない光学系の場合に露光位置ずれが発生し、各発光源に対応するスポットが被走査媒体上を走査する時の走査幅は、発光源ごとに差が生じてしまい、画像品質の劣化の要因になってしまうため、走査幅の補正を行う必要がある。
【0005】
従来、走査ムラ等の補正を行う技術としては、基本的に画素クロックの周波数を変化させて、走査線に沿った光スポット位置を制御する方法が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0006】
一方、光源の光出力を変調する方式としては、光の量自体を変調するパワー変調方式、光の点灯時間を変調するパルス幅変調方式、及びその両者を組み合わせたパワー・パルス幅混合変調方式などがある。その中のパルス幅変調方式において、各パルス発生周期に対応した三角波もしくはのこぎり波を発生し、それぞれをコンパレータを用いてアナログビデオ信号と比較する事でパルス幅変調信号を生成する方式や、高周波クロックを生成し、デジタル的にそのクロックを分周する事で遅延パルスを生成しその論理和または論理積でパルス幅変調信号を生成する方式などが提案されている(例えば、特許文献3参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開平11−167081号公報
【特許文献2】
特開平2001−228415号公報
【特許文献3】
特開平2001−15853号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画素クロックの周波数を変化させる従来方式(周波数変調方式)は、一般に画素クロック制御部の構成が複雑であり、かつ、その複雑さは周波数変調幅が微小になるにつれて増大するため、きめ細かな制御ができないという問題がある。
【0009】
更に、画像形成装置において動作速度の高速化が望まれており、パルス幅変調信号において三角波もしくはのこぎり波を用いる場合には三角波もしくはのこぎり波の直線性・再現性と動作速度の高速化が両立せず、またデジタル分周回路の場合には、最高動作周波数はデバイスに依存し、画像の階調性と動作速度の高速化が両立しない問題があった。例えば、画素クロックが50MHzにおいて256値変調をパルス幅で行おうとすれば、三角波もしくはのこぎり波においては20nSの周期において良好な直線性及びスイングを有する事は困難であり、またデジタル分周回路の場合には50MHz×256=12.8GHzのクロックを有する構成を実現する事も困難である。
【0010】
本発明の目的は、簡単な構成で画素クロックの位相制御を可能にする画素クロックを生成し、同様に簡単な構成で所望パターンのパルス変調信号を任意に生成可能として、例えば動作速度が高い場合でも、画像のきめ細かな高階調性を実現できる、画素クロック及びパルス変調信号生成装置を提供し、さらに、それを備えた光走査装置並びに画像形成装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の画素クロック及びパルス変調信号生成装置は、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの位相シフト量を示す位相データとに基づいて画素クロックの周期を変化させる画素クロック生成手段と、画像データに対応した所望のビットパターンを表す変調データを前記画素クロックに同期して入力し、前記高周波クロックに基づいてシリアルパルス列に変換し、パルス変調信号を出力するシリアル変調信号生成手段とを備え、前記画素クロック生成手段は、画素クロックの位相シフト量を示す位相データと画素クロックの状態を示す状態信号から第1制御データ、第2制御データを生成する制御データ生成手段と、前記高周波クロックの第1の変化点と前記第1制御データに基づいて遷移タイミングが制御された第1クロックを生成する第1クロック生成手段と、前記高周波クロックの第2の変化点と前記第2制御データに基づいて前記第1クロックとは異なる遷移タイミングが制御された第2クロックを生成する第2クロック生成手段と、前記第1クロックと前記第2クロックを前記位相データにしたがって選択し、画素クロックとして出力するクロック選択手段とを有することを主要な特徴とする。
【0012】
また、本発明の画素クロック及びパルス変調信号生成装置は、高周波クロックを生成する高周波クロック生成手段と、前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの位相シフト量を示す位相データとに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成手段と、画像データを入力し、その画像データにより所望ビットパターンを表す変調データを生成する変調データ生成手段と、前記変調データを前記画素クロックに同期して入力し、前記高周波クロックに基づいてシリアルパルス列のパルス変調信号を出力するシリアル変調信号生成手段とを備え、前記画素クロック生成手段は、画素クロックの位相シフト量を示す位相データと画素クロックの状態を示す状態信号から第1制御データ、第2制御データを生成する制御データ生成手段と、前記高周波クロックの第1の変化点と前記第1制御データに基づいて遷移タイミングが制御された第1クロックを生成する第1クロック生成手段と、前記高周波クロックの第2の変化点と前記第2制御データに基づいて前記第1クロックとは遷移タイミングが制御された異なるタイミングで遷移する第2クロックを生成する第2クロック生成手段と、前記第1クロックと前記第2クロックを前記位相データにしたがって選択し、画素クロックとして出力するクロック選択手段とを有することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の画素クロック及びパルス変調信号生成装置の基本概念図を示す。図1において、画素クロック及びパルス変調信号生成装置は、高周波クロック生成手段である高周波クロック生成回路10と、画素クロック生成手段である画素クロック生成回路11と、変調データ生成手段である変調データ生成回路12と、シリアル変調信号生成手段であるシリアル変調信号生成回路13とから構成されている。高周波クロック生成回路10では、1ドットを表す基本的周期である画素クロックPCLKの基準となる高周波クロックVCLKを生成する。画素クロック生成部11は高周波クロックVCLKと画素クロックPCLKの遷移タイミングを指示する位相データ(画素クロックの位相シフト量を示す)とに基づいて画素クロックPCLKを生成する。この画素クロックPCLKの周期は位相データに基づいて変化する。変調データ生成回路12は、図示しない画像処理ユニット等の外部から与えられた画像データに基づいて所望ビットパターン(パルスパターン)を表す変調データを生成する。位相データは、この変調データ生成回路12にも与えられる。変調データ生成回路12では、変調データを構成するビット数を位相データに基づいて変更(補正)する。シリアル変調信号生成回路13は、変調データ生成部103から出力される変調データを入力して、それを高周波クロックVCLKに基づいてシリアルなパルスパターン列(パルス列)に変換し、パルス変調信号PMとして出力する。画素クロック生成回路11から出力される画素クロックPCLKは、このシリアル変調信号生成回路13にも与えられる。シリアル変調信号生成回路13では、変調データ生成回路12から出力される変調データを画素クロックPCLKに同期して入力(ロード)するとこで、画素クロックの周期の変化に追従したパルス変調信号PMを出力する。
【0014】
なお、例えば外部からの変調データを直接シリアル変調信号生成部104へ入力するようにすれば、変調データ生成回路12を省略することができる。
【0015】
図2に、本発明の画素クロックPCLKの出力イメージの概念図を示す。ここでは、位相データの位相シフトが0のときは画素クロックPCLKは高周波クロックVCLKの8分周となる場合について示している。図2に示すように、画素クロックPCLKの1クロックごとに位相データを与えることにより、その画素クロックPCLKの周期が位相データの値に従って、高周波クロックVCLKの1あるいは1/2クロックステップで変化する。図2(a)は高周波クロックVCLKの1クロックステップで変化する例、図2(b)は1/2クロックステップで変化する例である。
【0016】
図3に、本発明によるパルス出力(PM信号)イメージの概念図を示す。ここでは、判りやすいように1ドットに相当するパルス列を出力するイメージを表している。図3に示すように、例えば1ドットを8個のパルスで構成する場合に、パルス列をシリアルに順次出力することが可能であるので、8個のパルスそれぞれをON(例えば黒)、OFF(例えば白)に任意に設定することにより、1ドット中の所望の位置に所望のパルスを出力する事が可能である。無論、本発明は1ドット幅に限らないとは云うまでもない。
【0017】
図4に、本発明による画素クロックPCLKとパルス変調信号PMの関係の概念図を示す。シリアル変調信号生成回路13では、画素クロックPCLKの立上りで変調データを入力(ロード)し、それを高周波クロックに基づいてシリアルパル列に変換し、パルス変調信号PMとして出力する。図中、黒が1(ON)、白が0(OFF)を示している。図4(a)は位相シフトが0の場合であり、ここでも、画素クロックPCLKは高周波クロックPCLKの8分周としている。同様に、1ドット(1画素)は8個のパルス列で構成されるとしている。図4(b)に、位相シフトが−1して画素クロックPCLKが7分周(7/8)になった例、及び、位相シフトが+1して画素クロックPCLKが9分周になった例を示す。図4(b)に示すように、画素クロックPCLKの周期の変化に応じてパルス変調信号PMのパルス列も変化する。この場合、できるかぎり、パルス列内パルス出力頻度を一定、あるいは、パルス列内パルス出力パターンを変更しないようにする(図4(b)では、4/8→3/7、4/8→5/9)。これは、位相データに応じて変調データを構成するビットを可変とすることで実現される。
【0018】
以下、本発明の画素クロック及びパルス変調信号生成装置の各部の構成例について詳細に説明する。
初めに画素クロック生成回路11について説明する。図5に画素クロック生成回路の第1の実施例の構成図を示す。図5において、画素クロック生成回路11は、カウンタ111、比較回路112及び画素クロック制御回路113からなる。先に述べたように、高周波クロック生成回路10は画素クロックPCLKの基準となる高周波クロックVCLKを生成する。カウンタ111は高周波クロックVCKLの立上がりで動作して該VCKLをカウントするカウンタである。比較回路112はカウンタの値とあらかじめ設定された値及び外部から与えられる画素クロックの遷移タイミングとして位相シフト量を指示する位相データと比較し、その比較結果にもとづき制御信号a、制御信号bを出力する。画素クロック制御回路113は制御信号a、制御信号bにもとづき画素クロックPCLKの遷移タイミングを制御する。
【0019】
ここで、位相データは走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正したり、ポリゴンミラーの回転ムラによってドット位置ずれを補正したり、レーザ光の色収差によって生ずるドット位置ずれを補正するために画素クロックの位相のシフト量を指示するためのデータで、一般に数ビットのデジタル値で与えられる。なお、これについては後述する。
【0020】
図5の画素クロック生成回路の動作について、図6のタイミング図を用いて説明する。ここでは、画素クロックPCLKは高周波クロックVCLKの8分周とし、標準ではデュティ比50%とする。図6(a)はVCLKの8分周に相当するデュティ比50%の標準の画素クロックPCLKを生成する様子を、図6(b)はVCLKの8分周クロックに対して1/8クロックだけ位相を進めたPCLKを生成する様子を、図6(c)はVCLKの8分周クロックに対して1/8クロックだけ位相を遅らせたPCLKクロックを生成する様子を示したものである。位相データの「7」、「8」、「6」は、それぞれ位相シフト「0」、「+1」、「−1」に対応する。
【0021】
まず、図6(a)について説明する。ここでは位相データとして「7」の値が与えられている。比較回路112には、あらかじめ「3」が設定されている。カウンタ111は高周波クロックVCLKの立上がりで動作しカウントを行う。比較回路112では、まずカウンタ111の値が「3」になったところで制御信号aを出力する。画素クロック制御回路113は、制御信号aが“H”になっていることから(イ)のクロックのタイミングで画素クロックPCLKを“H”から“L”に遷移させる。次に比較回路112では、与えられた位相データとカウンタ値を比較し、一致したら制御信号bを出力する。図6(a)では、カウンタ111の値が「7」になったところで、比較回路112は制御信号bを出力する。画素クロック制御回路113は、制御信号bが“H”になっていることから(ロ)のクロックのタイミングで画素クロックPCLKを“L”から“H”に遷移させる。この時、比較回路112では同時にカウンタ111をリセットさせ、再び0からカウントを行わせて行く。これにより、図6(a)に示すように、高周波クロックVCLKの8分周に相当するデュティ比50%の画素クロックPCLKを生成することができる。なお、比較回路112の設定値を変えれば、デュティ比が変化する。
【0022】
次に、図6(b)について説明する。ここでは位相データとして「8」を与えるとする。カウンタ111は高周波クロックVCLKのカウントを行う。比較回路112では、まずカウンタ111の値が「3」になったところで制御信号aを出力する。画素クロック制御回路113は、制御信号aが“H”になっていることから(イ)のクロックのタイミングで画素クロックPCLKを“H”から“L”に遷移させる。次に比較回路112では、カウンタ111の値が与えられた位相データ(ここでは8)と一致したら制御信号bを出力する。画素クロック制御回路113は、制御信号bが“H”になっていることから(ロ)のクロックのタイミングで画素クロックPCLKを“L”から“H”に遷移させる。この時、比較回路112では同時にカウンタ111をリセットさせ、再び0からカウントを行わせて行く。これにより、図6(b)に示すように、高周波クロックVCLKの8分周クロックに対して1/8クロックだけ位相を進ませた画素クロックPCLKを生成することができる。
【0023】
次に、図6(c)について説明する。ここでは位相データとして「6」を与えるとする。カウンタ111は画素クロックVCLKのカウントを行う。比較回路112では、まずカウンタ111の値が「3」になったところで制御信号aを出力する。画素クロック制御回路113は、制御信号aが“H”になっていることから(イ)のクロックのタイミングで画素クロックPCLKを“H”から“L”に遷移させる。次に比較回路112では、カウンタ111の値が与えられた位相データ(ここでは6)と一致したら制御信号bを出力する。画素クロック制御回路113は、制御信号bが“H”になっていることから(ロ)のクロックのタイミングで画素クロックPCLKを“L”から“H”に遷移させる。この時、同時にカウンタ111をリセットさせ再び0からカウントを行わせて行く。これにより、図6(c)に示すように、高周波クロックVCLKの8分周クロックに対して1/8クロックだけ位相を遅らせた画素クロックPCLKを生成することができる。
【0024】
なお、位相データを、例えば画素クロックPCLKの立上がりに同期させて与えることにより、画素クロックPCLKの位相を1クロックごとに変化させることが可能となる。図7は、これを示したタイミング図である。
【0025】
本実施例によれば、簡単な構成で、画素クロックPCLKの位相を高周波クロックVCLKのクロック幅単位に±方向に制御することが可能となる。また、位相データのビット数をカウンタ111のカウント・ビット数と同じにすることにより、比較回路112は、より簡単な構成となる。
【0026】
図8に、画素クロック生成回路11の第2の実施例の構成図を示す。図8は、図5の構成において位相データデコード回路114を付加したものである。ここで、位相データは、図9に示すように位相シフト量に対応しているとする。位相データデコード回路114は、入力された位相データをからその位相シフト量に対応したカウンタ値を求め、比較回路112へ出力する。このようにすることにより位相データは、そのビット幅としてカウンタ111のbit幅分を持つ必要がなく、例えば、本画素クロック生成回路をチップに組み込んだ場合、ピン数を減らすことができる。また、比較回路112の構成は図6の場合と同じでよい。図8の動作は図5と同様であるための説明を省略する。
【0027】
図10に、画素クロック生成回路11の第3の実施例の構成図を示す。図10は、図5の構成において複数の位相データを記憶するための位相データ記憶回路115を付加したものである。位相データ記憶回路115には、あらかじめ外部から複数の位相データの設定を行い、画素クロックPCLKに同期して順次一つの位相データずつ読み出し、比較回路112へ与えていく。図10では省略したが、位相データ記憶回路115はアドレスカウンタを内蔵している。
【0028】
このようにすることにより、例えば走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するための位相データのような毎ライン同じ位相データとなるようなデータの場合、あらかじめ位相データ記憶回路115に1ライン分の位相データを記憶しておき、ラインを走査するたびに位相データ記憶回路115の先頭アドレスから位相データを順次読み出して比較回路112へ与えるようにすれば、外部からライン毎に同じ位相データを出力する必要がなく、外部制御回路の負担が少なくてすむ。
【0029】
図11に、画素クロック生成回路11の第4の実施例の構成図を示す。図11は、図8の構成において位相データデコード回路114の前段に複数の位相データを記憶するための位相データ記憶回路115を付加したものである。すなわち、本実施例は先の第2の実施例と第3の実施例を組み合わせたものである。位相データ記憶回路115には、あらかじめ外部から複数の位相データの設定を行い、画素クロックPCLKに同期して順次一つの位相データずつ読み出していく。位相データデコード回路114は、この位相データ記憶回路115から読み出された位相データを入力し、その位相シフト量に対応したカウンタ値を求め、比較回路112へ出力する。
【0030】
このようにすることにより、例えば走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するための位相データのような毎ライン同じ位相データとなるようなデータの場合、あらかじめ位相データ記憶回路115に1ライン分の位相データを記憶しておき、ラインを走査するたびに位相データ記憶回路115の先頭アドレスから位相データを順次出力すれば、外部からライン毎に同じ位相データを出力する必要がなく、外部制御回路の負担が少なくてすむ。更に、位相データとデコード回路出力は、例えば図9のように対応しているので、位相データのビット幅は小さく、位相データ記憶回路115の記憶容量は小さくて済み、チップサイズ、コストに有効である。
【0031】
図12に、画素クロック生成回路11の第5の実施例の構成図を示す。図12は、図10の構成において位相データ合成回路116を付加したものである。位相データ記憶回路115には、あらかじめ複数の位相データ(2)の設定を行い、画素クロックVCLKに同期して順次一つずつ読み出して位相データ合成回路116の一方の入力とする。位相データ合成回路116の他方の入力としては、外部から例えば1ライン毎に位相データ(1)を与える。位相データ合成回路116は、外部から与えられる位相データ(1)と位相データ記憶回路115から出力される位相データ(2)を合成し、比較回路112へ位相データを出力する。ここで、位相データ合成回路17では
位相データ=位相データ(1)+位相データ(2)−7
のような計算を行う。
【0032】
このようにすることにより、例えば走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するようなライン毎に常に同じ補正をするだけでなく、ポリゴンミラーの回転ムラのようなライン毎に変化する補正にも対応することができる。
【0033】
図13に、画素クロック生成回路11の第6の実施例の構成図を示す。図13は、図12の構成において位相データ合成回路116の出力側に位相データデコード回路115を付加したものである。位相データ合成回路116は外部から与えられる位相データ(1)と位相データ記憶回路115から出力される位相データ(2)を合成し、位相データデコード回路114へ出力する。この場合、位相データ合成回路116では
位相データ=位相データ(1)+位相データ(2)
のような計算を行う。位相データデコード回路114は、位相データ合成回路116からの位相データを入力して、図9に示したように、その位相シフト量に対応したカウンタ値を求め、比較回路13へ出力する。
【0034】
このようにすることにより、例えば走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するようなライン毎に常に同じ補正をするだけでなく、ポリゴンミラーの回転ムラのようなライン毎に変化する補正にも対応することができる。更に位相データが例えば図5のように対応しているのでbit幅が小さく、位相データ記憶回路16の記憶容量が小さくて済みチップサイズ、コストに有効である。
【0035】
以上、各実施例では、VCLKの立上がりでカウンタ111が動作するとして説明したが、VCLKの立下りでカウンタ111を動作させても同様のことが実現できる。
【0036】
図14に、画素クロック生成回路11の第7の実施例の構成図を示す。これまでの実施例は、いずれも画素クロック周期を高周波クロックの1クロックピッチで変化させるものであったが、本実施例は高周波クロックの1/2クロックピッチで変化させるようにしたものである。
【0037】
図14において、画素クロック生成回路11は、遷移検出回路(1)121、制御信号生成回路(1)122、クロック1生成回路123、遷移検出回路(2)124、制御信号生成回路(2)125、クロック2生成回路126、マルチプレクサ127、制御データ生成回路128、ステータス信号生成回路129及びセレクト信号生成回路130からなる。
【0038】
高周波クロック生成回路10は画素クロックPCLKの基準となる高周波クロックVCLKを生成する。遷移検出回路(1)121は、高周波クロックVCLKの立上がりで動作し、クロック1信号の立上がりを検出し高周波クロックVCLKの1クロック幅のパルス信号を出力する。制御信号生成回路(1)122は、高周波クロックVCLKの立上がりで動作し、遷移検出回路(1)121の出力信号と制御データ生成回路128が出力する制御データ1に基づき、制御信号1a及び制御信号1bを出力する。クロック1生成回路14は高周波クロックVCLKの立上がりで動作し、制御信号1a及び制御信号1bに基づきクロック1を生成する。遷移検出回路(2)124は、高周波クロックVCLKの立下がりで動作し、クロック2信号の立上がりを検出し高周波クロックVCLKの1クロック幅のパルス信号を出力する。制御信号生成回路(2)125は、高周波クロックVCLKの立下がりで動作し、遷移検出回路(2)124の出力信号と制御データ生成回路128が出力する制御データ2に基づき、制御信号2a及び制御信号2bを出力する。クロック2生成回路126は高周波クロックVCLKの立下がりで動作し、制御信号2a及び制御信号2bに基づきクロック2を生成する。マルチプレクサ127は、セレクト信号生成回路130からのセレクト信号に基づきクロック1、クロック2を選択し、画素クロックPCLKとして出力する。
【0039】
制御データ生成回路128は、外部から与えられる位相データとステータス信号生成回路129が出力するステータス信号に基づき制御データ1、制御データ2を出力する。先にも述べたように、位相データは、走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正したり、ポリゴンミラーの回転ムラによって生ずるドット位置ずれを補正したり、レーザ光の色収差によって生ずるドット位置ずれを補正するために画素クロックの位相のシフト量を指示するためのデータで、ここでは3ビット構成とし、位相シフト量と位相データは、図19のように対応させる。
【0040】
ステータス信号生成回路129は位相データのビット0が1のときに画素クロックPCLKの立上がりのタイミングで信号をトグルさせてステータス信号として出力する。これにより、ステータス信号は高周波クロックVCLKの立上がり時に画素クロックPCLKが立ち上がっているときは第1のステートを、高周波クロックVCLKの立下り時に画素クロックPCLKが立ち下がっているときは第2のステートを示すようになる。ここでは、ステータス信号は高周波クロックVCLKの立上がり時に画素クロックPCLKが立ち上がっているときは“0”、高周波クロックVCLKの立下り時に画素クロックPCLKが立ち下がっているときは“1”とする。
【0041】
セレクト信号生成回路130は、位相データのビット0が1のときに画素クロックPCLKの立下りのタイミングで信号をトグルさせてセレクト信号として出力する。
【0042】
図15、図16に、図14におけるクロック1生成回路123、クロック2生成回路126の構成例を示す。図15はJKフリップフロップ(JK−FF)で構成されており、クロック1生成回路123を形成しているJK−FF123aは高周波クロックVCLKの立上がりで動作し、クロック2生成回路126を形成しているJK−FF126aは高周波クロックVCLKの立下りで動作する。図16はクロック同期セットリセット付のDタイプフィリップフロップ(D−FF)で構成されており、クロック1生成回路123を形成しているD−FF123bは高周波クロックVCLKの立上がりで動作し、クロック2生成回路126を形成しているD−FF126bは高周波クロックVCLKの立下りで動作する。
【0043】
図15、図16のいずれの回路も動作は同じで、制御信号1aが“H”で、制御信号1bが”L”のとき高周波クロックVCLKの立上がりでクロック1に“L”を出力する。制御信号1aが“L”で、制御信号1bが“H”のとき高周波クロックVCLKの立上がりでクロック1に“H”を出力する。制御信号2aが”H”で、制御信号2bが“L”のとき高周波クロックVCLKの立下がりでクロック2に“L”を出力する。制御信号2aが“L”で、制御信号2bが“H”のとき高周波クロックVCLKの立下がりでクロック2に“H”を出力する。
【0044】
図17に、図15における制御信号生成回路(1)122及び制御信号生成回路(2)125の構成例を示す。図17に示すように、制御信号生成回路(1)122、制御信号生成回路(2)125はシフトレジスタとマルチプレクサで構成されている。ただし、制御信号生成回路(1)122におけるシフトレジスタ(1)は高周波クロックVCLKの立上がりで動作し、制御信号生成回路(2)125におけるシフトレジスタ(2)は高周波クロックVCLKの立下がりで動作する。シフトレジスタ(1)、シフトレジスタ(2)は入力された検出信号1、検出信号2をシフトさせていく。そして、レジスタ出力S12を制御信号1aとして、レジスタ出力S22を制御信号2aとして出力する。また、レジスタの出力S13〜S19がマルチプレクサ(1)に、レジスタ出力S23〜S29がマルチプレクサ(2)に与えられる。マルチプレクサ(1)では、与えられる制御データ1に従ってレジスタ出力S13〜S19のいずれかを選択し、制御信号1bとして出力する。マルチプレクサ(2)では与えられる制御データ2に従ってレジスタ出力S13〜S19のいずれかを選択し、制御信号2bとして出力する。ここにおけるマルチプレクサ(1)、マルチプレクサ(2)の真理値表を図18に示す。
【0045】
図14における制御データ生成回路128は、外部から与えられる位相データとステータス信号生成回路129が出力するステータス信号をデコードして制御データ1、制御データ2を出力するものである。制御データ生成回路128の動作は制御信号生成回路(1)122、制御信号生成回路(2)125と関係している。つまり、図17に示した制御信号生成回路(1)122、制御信号生成回路(2)125のシフトレジスタ(1)、シフトレジスタ(2)の出力とマルチプレクサ(1)、マルチプレクサ(2)の入力の順番によって制御データ生成回路128のデコードの動作が決まる。
【0046】
本実施例における位相シフト量と位相データの対応を図19に、制御データ生成回路128の真理値表を図20に示す。
【0047】
次に、図14の構成の動作について、図21のタイミング図を用いて説明する。図21では、位相シフトが0の時、高周波クロックVCLKの8分周に相当する画素クロックPCLKを生成し、それに対し位相を+1/16PCLK、−1/16PCLKシフトさせた画素クロックPCLKを生成している様子を示している。
【0048】
初めに、位相シフト0の画素クロックPCLKの生成について説明する。
(制御データ1、制御データ2の生成について)
画素クロックPCLKに同期して、位相シフト0を示す位相データ“000”が与えられる(図21の(イ))。その位相データとステータス信号(最初は0としている)が制御データ生成回路128に入力され、図20の真理値表に従って、制御データ1(010)、制御データ2(010)が出力される。
【0049】
(クロック1生成について)
図21の(イ)においてクロック1の立上がりを、遷移検出回路(1)121で検出し、図21に示すように、検出信号1は高周波VCLKの1クロック幅のパルス信号を得る。この検出信号1が、制御信号生成回路(1)122のシフトレジスタ(1)に与えられ、図21に示すようなレジスタ出力S10〜S18の信号が得られる。制御信号1aはレジスタ出力S12そのものであるので、図21の(ロ)のタイミングで“H”となり、図21の(ハ)のクロックのタイミングにおいて制御信号1aが“H”になっていることから、クロック1生成回路123はクロック1を“L”に遷移させ出力する。そして、制御データ1が“010”であるので、制御信号1bにはレジスタS16の出力が現れ、図21の(ニ)のタイミングで“H”となり、図21の(ホ)のクロックのタイミングにおいて制御信号1bが“H”になっていることから、クロック1生成回路123はクロック1を“H”に遷移させ出力する。
【0050】
(クロック2生成について)
図21の(イ)´においてクロック2の立上がりを、遷移検出回路(2)124で検出し、図21に示すように、検出信号2は高周波VCLKの1クロック幅のパルス信号を得る。この検出信号2が制御信号生成回路(2)125のシフトレジスタ(2)に与えられ、図21に示すようなレジスタ出力S20〜S28の信号が得られる。制御信号2aはレジスタ出力S22そのものであるので、図21の(ロ)´のタイミングで“H”となり、図21の(ハ)´のクロックのタイミングにおいて制御信号2aが“H”になっていることから、クロック2生成回路126はクロック2を“L”に遷移させ出力する。そして、制御データ2が“010”であるので、制御信号2bにはレジスタS26の出力が現れ、図21の(ニ)´のタイミングで“H”となり、図21の(ホ)´のクロックのタイミングにおいて制御信号2bが“H”になっていることから、クロック2生成回路126はクロック2を“H”に遷移させ出力する。
【0051】
(画素クロックPCLKの生成について)
ここではセレクト信号が“L”であるので、画素クロックPCLKとしてクロック1が出力される。
【0052】
次に、位相シフト+1/16PCLKさせた画素クロックPCLKの生成について説明する。
(制御データ1、制御データ2の生成について)
画素クロックPCLKに同期して、位相シフト+1を示す位相データ“001”が与えられる(図21の(ホ))。ステータス信号はその前の位相データのbit0が“0”であるのでトグルせず“0”のままである。その位相データとステータス信号が制御データ生成回路128に入力され、図20の真理値表に従って、制御データ1(010)、制御データ2(001)が出力される。
【0053】
(クロック1生成について)
図21の(ホ)においてクロック1の立上がりを、遷移検出回路(1)121で検出し、図21に示すように、検出信号1は高周波VCLKの1クロック幅のパルス信号を得る。この検出信号1が、制御信号生成回路(1)122のシフトレジスタ(1)に与えられ、図21に示すようなレジスタ出力S10〜S18の信号が得られる。制御信号1aはレジスタ出力S12そのものであるので、図21の(ヘ)のタイミングで“H”となり、図21の(ト)のクロックのタイミングにおいて制御信号1aが“H”になっていることから、クロック1生成回路123はクロック1を“L”に遷移させ出力する。そして、制御データ1が“010”であるので、制御信号1bにはレジスタS16の出力が現れ、図21の(チ)のタイミングで“H”となり、図21の(リ)のクロックのタイミングにおいて制御信号1bが“H”になっていることから、クロック1生成回路123はクロック1を“H”に遷移させ出力する。
【0054】
(クロック2生成について)
図21の(ホ)´においてクロック2の立上がりを、遷移検出回路(2)124で検出し、図21に示すように、検出信号2は高周波VCLKの1クロック幅のパルス信号を得る。この検出信号2が、制御信号生成回路(2)125のシフトレジスタ(2)に与えられ、図21に示すようなレジスタ出力S20〜S28の信号が得られる。制御信号2aはレジスタ出力S22そのものであるので、図21の(ヘ)´のタイミングで“H”となり、図21の(ト)´のクロックのタイミングにおいて制御信号2aが“H”になっていることから、クロック2生成回路126はクロック2を“L”に遷移させ出力する。そして、制御データ2が“001”であるので、制御信号2bにはレジスタS27の出力が現れ、図21の(チ)´のタイミングで“H”となり、図21の(リ)´のクロックのタイミングにおいて制御信号2bが“H”になっていることから、クロック2生成回路126はクロック2を“H”に遷移させ出力する。
【0055】
(画素クロックPCLKの生成について)
ここではセレクト信号は位相データのbit0が“1”であるので、図21の(ト)の画素クロックPCLKの立下りのタイミングでトグルし、“1”となる。よって、はじめはクロック1が画素クロックPCLKとして出力され(図21の(ホ)から(ト)の期間)、図21の(ト)でセレクト信号が“1”になってからは、クロック2が画素クロックPCLKとして出力される(図21の(ト)から(リ)´の期間)。
【0056】
次に、位相シフト−1/16PCLKさせた画素クロックPCLKの生成について説明する。
(制御データ1、制御データ2の生成について)
画素クロックPCLKに同期して、位相シフト−1を示す位相データ“101”が与えられる(図21の(リ)´)。ステータス信号はその前の位相データのbit0が“1”であるのでトグルし“1”となる(図21の(リ)´)。その位相データとステータス信号が制御データ生成回路128に入力され、図20の真理値表に従って、制御データ1(010)、制御データ2(011)が出力される。
【0057】
(クロック1生成について)
図21の(リ)においてクロック1の立上がりを、遷移検出回路(1)121で検出し、図21に示すように、検出信号1は高周波VCLKの1クロック幅のパルス信号を得る。この検出信号1が、制御信号生成回路(1)122のシフトレジスタ(1)に与えられ、図21に示すようなレジスタ出力S10〜S18の信号が得られる。制御信号1aはレジスタ出力S12そのものであるので、図21の(ヌ)のタイミングで“H”となり、図21の(ル)のクロックのタイミングにおいて制御信号1aが“H”になっていることから、クロック1生成回路123はクロック1を“L”に遷移させ出力する。そして、制御データ1が“010”であるので、制御信号1bにはレジスタS16の出力が現れ、図21の(オ)のタイミングで“H”となり、図21の(ワ)のクロックのタイミングにおいて制御信号1bが“H”になっていることから、クロック1生成回路123はクロック1を“H”に遷移させ出力する。
【0058】
(クロック2生成について)
図21の(リ)´においてクロック2の立上がりを、遷移検出回路(2)124で検出し、図21に示すように、検出信号2は高周波VCLKの1クロック幅のパルス信号を得る。この検出信号2が、制御信号生成回路(2)125のシフトレジスタ(2)に与えられ、図21に示すようなレジスタ出力S20〜S28の信号が得られる。制御信号2aはレジスタ出力S22そのものであるので、図21の(ヌ)´のタイミングで“H”となり、図21の(ル)´のクロックのタイミングにおいて制御信号2aが“H”になっていることから、クロック2生成回路はクロック2を“L”に遷移させ出力する。そして、制御データ2が“011”であるので、制御信号2bにはレジスタS25の出力が現れ、図21の(オ)´のタイミングで“H”となり、図21の(ワ)´のクロックのタイミングにおいて制御信号2bが“H”になっていることから、クロック2生成回路126はクロック2を”H”に遷移させ出力する。
【0059】
(画素クロックPCLKの生成について)
ここではセレクト信号は位相データのbit0が“1”であるので、図21の(ル)´の画素クロックPCLKの立下りのタイミングでトグルし、“0”となる。よって、はじめはクロック2が画素クロックPCLKとして出力され(図21の(リ)´から(ル)´の期間)、図21の(ル)´でセレクト信号が“0”になってからは、クロック1が画素クロックPCLKとして出力される(図21の(ル)´から(ワ)の期間)。
【0060】
なお、ここでは位相シフト0、+1/16PCLK、−1/16PCLKについてのみ説明したが、+2/16PCLK、+3/16PCLK、−2/16PCLK、−3/16PCLKについても同様に行うことができる。
【0061】
以上のように、本実施例により、1クロックずつ、±1/16PCLKステップで、即ち、高周波クロックVCLKの半ピッチステップで位相シフトされた画素クロックPCLKを得ることができる。
【0062】
なお、図14において、遷移検出回路(2)124、制御信号生成回路(2)125、クロック2生成回路126に高周波クロックVCLKを反転させたクロックを与えるようにすれば、これら遷移検出回路(2)124、制御信号生成回路(2)125、クロック2生成回路126を、遷移検出回路(1)121、制御信号生成回路(1)122、クロック2生成回路123と同じ部品で構成することができコストが安くなる。
【0063】
図22に、画素クロック生成回路11の第8の実施例の構成図を示す。図22は、図14の構成において複数の位相データを記憶するための位相データ記憶回路131を付加したものである。位相データ記憶回路131には、先の第3の実施例(図10)でも述べたように、あらかじめ外部から複数の位相データの設定を行い、画素クロックPCLKに同期して順次一つの位相データずつ読み出し、制御データ生成回路19へ与えていく。図22では省略したが、位相データ記憶回路は131はアドレスカウンタを内蔵している。
【0064】
このようにすることにより、例えば走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するための位相データのような毎ライン同じ位相データとなるようなデータの場合、あらかじめ位相データ記憶回路131に1ライン分の位相データを記憶しておき、ラインを走査するたびに位相データ記憶回路131の先頭アドレスから位相データを順次読み出して制御データ生成回路128へ与えるようにすれば、外部からライン毎に同じ位相データを出力する必要がなく、外部制御回路の負担が少なくて済む。
【0065】
図23に、画素クロック生成回路11の第9の実施例の構成図を示す。図23は、図22の構成において位相データ合成回路132を付加したものである。位相データ記憶回路132には、先の第5の実施例(図12)でも述べたように、あらかじめ外部から複数の位相データ(2)の設定を行い、画素クロックPCLKに同期して順次一つの位相データずつ読み出して位相データ合成回路132の一方の入力とする。位相データ合成回路132の他方の入力としては、外部から例えば1ライン毎に位相データ(1)を与える。位相データ合成回路132は、外部から与えられる位相データ(1)と位相データ記憶回路131から出力される位相データ(2)を合成し、制御データ生成回路128へ位相データを出力する。ここで、位相シフト量と位相データが図19のように対応している場合、位相データ合成回路では132では次ぎのような計算を行う。
位相データ=位相データ(1)+位相データ(2)
このようにすることにより、例えば例えば走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するようなライン毎に常に同じ補正をするだけでなく、ポリゴンミラーの回転ムラのようなライン毎に変化する補正にも対応することができる。
【0066】
次に、図1における変調データ生成回路12、シリアル変調信号生成回路13について説明する。
図24乃至図26はそれぞれ、例えば1ドットを8個のパルスで構成する場合に、従来のパルス幅変調回路を用いて生成されるパルスの例を示したものである。ここで、図24は右からパルスを形成する例、図25は左からパルスを形成する例、図26は中からパルスを形成する例を表している。このように、従来では所望の位置に所望のパルスを出力することは、事実上できなかった。仮に出来たとしても複雑な構成を必要とした。
【0067】
図27に、本発明によるパルス出力イメージの具体例を示す。ここでは、パルス数が増えると煩雑になるので、4ビットすなわち4パルスP1〜P4で1ドットを構成するパルス出力例を示す。図27に示す様に、本発明の変調データ生成回路12、シリアル変調信号生成回路13によれば、1ドットの任意の位置にパルスを出力可能であるので、4パルスP1〜P4の場合、24=16通りのパターンのパルス列の出力が可能である。同様に、5パルスの場合は25=32通り、6パルスの場合は26=64通り、…の出力が可能である。このような任意パターンのパルス列は、例えば、ルックアップテーブル(LUT)を使用することで容易に生成可能である。
【0068】
図28に、図1の変調データ生成回路12にLUTを使用した場合の一実施例を示す。図28は、図27に示す4ビットすなわち4パルスP1〜P4の16通りのビットパターンをルックアップテーブル(LUT)1221に記憶した場合の構成例を示したものである。図28において、LUT1221は横方向に4ビット、縦方向に16列の合計64ビットで構成され、それぞれアドレスが0000から1111まで16個与えられている。従って、画像データをアドレスデータとして入力することにより、所望パターンのビット列(パルス列)P1〜P4を変調データとして出力することが可能である。また、図27を見れば判るように、画像データが「0000」と「1111」は出力が反転し、同様に、画像データ「0001」と「1110」は出力が反転していることを利用して、ある画像データビットを反転信号とすると、LUT1221は16列必要ではなく8列で十分である。このように、データ反転信号を用いることにより、メモリを半分に節約する構成が可能となり、小型化、ローコスト化が可能な構成となる。また、同一画像データに対して内容(ビットパターン)が相違する複数のLUTを用意して、位相データの値で選択するようにすれば、容易に位相データに基づいて変調データのビット数(ビットパターン)を変更できる。
【0069】
ここで、LUTは、ROM、DRAM、SRAM等どのようなメモリを用いて構成しても良く、例えば、DRAMを用いて構成する場合には、本発明をASIC化する際に小型化できる特徴があり、SRAMを用いて構成する場合にはASICである無しにかかわらず高速化できる特徴があり、要求に応じて選択すれば良い。
【0070】
図1の変調データ生成回路12は、必ずしも上記したようなLUTで構成する必要はなく、例えば論理ゲートアレイのデコードで構成することも可能である。
図29に、変調データ生成回路12をデコーダで構成する場合の概念図を示す。図29では、3ビットの画像データに対し、4ビットすなわち4パルスP1〜P4の8通りのパルス列を出力するイメージを表している。これは、画像データがD{2,1,0}で与えられると仮定すると、
P1=D2
P2=D2B・D1・D0+D2・D1B+D2・D1・D0B
P3=D2B・D1+D2・D1B
P4=D2B・D1B・D0+D2B・D1・D2・D1B・D0B
(D0B,D1B,D2BはそれぞれD0,D1,D2の反転を表す)
と論理を構成することで可能である。この論理はAND、OR等の論理積・論理和ゲートの組み合わせで実現でき、前述のLUTでなくても構成可能である。
【0071】
図1のシリアル変調信号生成回路13は、上述のようなLUTやデコーダ等で構成された変調データ生成回路12から出力される変調データを入力し、それをシリアルなパルス列に変換するものである。図30に、シリアル変調信号生成回路13の1構成例を示す。図30は、シリアル変調信号生成回路13をシフトレジスタを用いて構成したものである。図30の場合、シフトレジスタ1310は、4個のフリップフロップ(FF)若しくはラッチ1311により構成されており、変調データP1〜P4を並列に入力(ロード)し、高周波クロックに従い、シリアルに該パルス列を出力してパルス変調信号PMを得る。
【0072】
図31、図32にシリアル変調信号生成回路13に用いるシフトレジスタの具体的な構成例を示す。図31では、セットリセット型FF1321を用いて、シフトレジスタを構成しており、データのロードは、セット若しくはリセットを設定する事により行う。図32は、FF1332とマルチプレクサ(MUX)1331を用いた構成例を示しており、LOAD信号に従いMUX1331にてデータを次のFF1332にシフトするか設定(データのロード)をするか、を決定する。
【0073】
図33に、図1の高周波クロック生成回路10、変調データ生成回路12、シリアル変調信号生成回路13の一実施例の全体構成図を示す。
図33において、高周波クロック生成回路10は位相比較器101、ループフィルタ102、電圧制御発振器(VCO)103、分周器104から構成される。これは所謂PLL回路であり、基準となるレフアレンスクロック(例えば画素クロック)REFCLKに位相調整され、且つ、該クロックREFCLKの周波数に対してN逓倍された高速の高周波クロックVCLKを生成することが可能である。このVCLKは、例えばデューティーが略50%である。なお、高周波クロック生成回路10は、PLL回路に限らず高周波クロックを生成できればどのような構成のものでもよく、例えばデジタル周波数シンセサイザ等を用いて高周波クロックを生成してもよい。また、高周波クロック生成回路10では、後述するように、必要によっては多相クロックを生成するようにする。
【0074】
変調データ生成回路12はレジスタ1210、LUT1220、デコーダ1230、選択回路1240等から構成される。外部から入力される画像データは画素クロックのタイミングでレジスタ121にラッチされ、同じく画素クロックと同期しているロード信号LOADのタイミングで、ここではLUT1220とデコーダ1230の両方に入力される。LUT1220とデコーダ1230では、それぞれ独立に画像データを所望のビットパターン(パルスパターン)の変調データに変換する。選択回路1240は、モード選択信号により、LUT1220から出力される変調データとデコーダ1230から出力される変調データのどちらかを選択してシリアル変調信号生成回路13へ出力する。
【0075】
このように、モード選択信号によりLUT1220とデコーダ1230を使い分けることにより、より自由度が大きく、画像データに対して、多様な変調データの生成が可能になる。勿論、LUT1220とデコーダ1230のいずれか一方のみの構成としてもよい。
【0076】
また、LUT1220には、図26で説明したように、データ反転信号を入力する構成とすると、LUTのメモリを小型に構成する事が可能である。また、先にも述べたように、LUTを複数個設け、位相データの値で選択するようにすれば、位相シフトに従って変調データのビット数を変更(調整)できる。さらに、高解像モード信号を用いて、複数のLUTから順次、パルス列を出力する構成とすれば、LUTのメモリを小型に構成しながら、長いパルス列を出力可能な構成が実現できる。これについては後述する。同様に、デコーダを複数構成としてもよい。
【0077】
シリアル変調信号生成回路13は、先の、図30〜図32に示したようなシフトレジスタ1300で構成される。シフトレジスタ1300は、ロード信号LOAD(画素クロックPCLK)に従い、変調データ生成回路12から出力される変調データを並列にロードし、高周波クロック生成回路10からの高周波クロックVCLKに同期して順次シフト動作を行うことで、変調データのビットパターンに対応したシリアルなパルス列のパルス変調信号が出力される。なお、シフトレジスタ1300は変調データのビット数(パルス数)等により種々の構成が考えられる。
【0078】
図34に、シリアル変調信号生成回路13を2段(列)のシフトレジスタで構成した場合の構成例を示す。図34において、上列のシフトレジスタ1301には高周波クロックVCLKとロード信号LOAD1が入力され、下列のシフトレジスタ1302にはVCLKの反転クロックVCLKBとロード信号LOAD2がそれぞれ入力され、それぞれ、高周波クロックと該高周波クロックに同期したロード信号に従い、マルチプレクサ(MUX)1309を介し、シリアルにパルス列を出力する。本例では、変調データは8ビットのパルス列P1〜P8からなり、そのうち、上列のシフトレジスタ1301には、LOAD1のタイミングでP1,P3,P5,P7が順にロードされ、下列のシフトレジスタ1302には、LOAD2のタイミングでP2,P4,P6,P8が順にロードされ、それぞれ、VCLK、VCLKBによりシフト動作し、MUX1309にて順次切替出力をする事により、P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8の順にシリアルに出力される。
【0079】
図34のような構成とした場合、高周波クロックVCLKの倍の速度でパルス列をシリアルに出力することが可能であり、より高速若しくは高解像のパルス変調信号生成が実現できる。または、VCLKをクロック生成回路の原クロックとすれば、高周波クロックは原クロックの2倍の速度のクロックと表すこともできる。クロックVCLK及びその反転クロックVCLKBの生成については後述する。
【0080】
図35に、図34の構成を発展させ、シリアル変調信号生成回路13を4段(列)のシフトレジスタで構成した場合の構成例を示す。各列のシフトレジスタ1301〜1304には、上から順に位相が異なるVCLK1、VCLK2、VCLK3、VCLK4の4相クロックが与えられ、それぞれのクロックに同期したロード信号LOAD1,LOAD2,LOAD3,LOAD4が入力される。本例では、変調データは16ビットのパルス列P1〜P16からなり、そのうち、、1列目のシフトレジスタ1301にはP1,P5,P9,P13、2列目のシフトレジスタ1302にはP2,P6,P10,P14、3列目のシフトレジスタ1303にはP3,P7,P11,P15、4列目シフトレジスタ1304にはP4,P8,P12,P16のデータがそれぞれセットされ、MUX部1309において、VCLK1〜4により順次選択されることにより、P1,P2,P3…P15,P16の順にパルス列がシリアルに出力される。
【0081】
図37に4相クロックの例を示す。図37に示すのように、位相がπ/2(90度)毎に異なるVCLK1,VCLK2,VCLK3,VCLK4を用いれば、VCLKの4倍の周波数を持つクロックを生成しなくても、図35に示す4列のシフトレジスタ1301〜1304から順次選択的にパルス列を出力することが可能となる。更に、位相がπ/4,π/8,…毎に異なる多相の高周波クロックを用いれば、より多数列のシフトレジスタからパルス列を出力することが可能となる。従って、高周波クロックの基本となる周波数は低くても、複数位相の高周波クロックに基づきデータを選択する構成とする事により、簡易な構成で、より高速に多数のパルスをシリアルに出力することが可能となり、高解像度に対応が可能となる。多相クロックの生成については後述する。
【0082】
図36に、シリアル変調信号生成回路13をが4段(列)のシフトレジスタで構成した場合の別の構成例を示す。図36の基本動作原理は図35と同じであるが、図36の構成では、1つのVCLK1とそのクロックに同期したロード信号LOAD1で全シフトレジスタ1301〜1304を動作させ、位相調整回路1308において、VCLK1〜VCLK4にもとづいて、各シフトレジスタ1301〜1304の出力の位相をそれぞれ調整させている。
【0083】
図37に示す様に、それぞれのシフトレジスタ1301〜1304から出力されるデータS1,S2,S3,S4はVCLK1に同期して出力される。このため、例えばシフトレジスタ1301の出力S1をVCLK1の立ち上がりとVCLK2の立下りでデータを出力しようとする場合、このままでは不定の部分があるためパルスをラッチできないが、図に示す様に、位相調整回路1308において、S1をVCLK4でラッチしてS1’とし、更にVCLK3でラッチしてS1”とすれば、VCLK1の立ち上がりとVCLK2の立下りでデータをラッチできる構成を実現できる。
【0084】
MUX部1309の動作は、図35の場合と基本的に同様であり、前述の様に、シフトレジスタの出力を安定にラッチできるクロックを選んで選択する事により、図36の構成例では4本のシフトレジスタ出力をシリアルのパルス列に変換すること可能となる。
【0085】
図36の構成例では、シフトレジスタ出力の位相を調整する位相調整部が必要となるが、4列のシフトレジスタに対しては、同一クロックとそのクロックに同期したロードパルスLOAD1を1つ供給する簡単な構成を実現する事ができる。ここでは、シフトレジスタが4本までの構成例しか示していないが、同様の構成で複数本のシフトレジスタからシリアルのパルス列を生成することが可能である。また、構成例では、シフトレジスタ1個あたりのパルス数を簡単のため4パルスとしているが、パルス数はどのような数にしても良く、パルス1個の解像度や高周波クロックの生成法等により自由に決定すれば良い。
【0086】
図38に、前述の高解像モードに適したLUTの構成例を示す。これは、先の図28に示した4ビット×16列構成のLUT1221を2個(2面)用いた構成例である。各LUT(1)1221,LUT(2)1222に対してアドレスデータは5ビットで与えられるが、その最上位ビットはLUT(1)1221,LUT(2)1222の選択に用いられ、下位4ビットが当該LUTの列の選択に用いられる。ここで、前述の高解像モード信号(図21参照)をLUT(1)1221,LUT(2)1222の選択に用いるようにする。
【0087】
図38の構成例において、高解像モード時、ロード信号は、例えば1ドットの間で2回に分けて与えられる。まず、1回目のロード信号に同期して、高解像モードは“0”、画像データは4ビットが入力する。この高解像モード信号と画像データ4ビットの合計5ビットでアドレスデータを構成するが、高解像モード信号が“0”のため、LUT(1)1221が選択されて、該LUT(1)1221の所望列の4ビットが出力される。続いて2回目のロード信号に同期して、高解像モード信号が“1”となり、画像データは同様に4ビットが入力する。この結果、LUT(2)1222が選択されて、該LUT(2)1222の所望列の4ビットが出力される。このように、高解像モード時、LUT(1)1221,LUT(2)1222の両方を使用して合計8ビットの変調データを生成できる。LUT(1)1221とLUT(2)1222から出力された各4ビットデータは、順次、例えば図30〜図32に示すようなシフトレジスタにロードされ、シリアルパルス列に変換される。これにより、例えば、1ビットあたり8パルスのパルス変調信号が出力される。
【0088】
通常モード時では、ロード信号は、例えば、1ドットの間で1回とし、高解像モード信号は“0”、画像データは4ビットのみとする。これにより、LUT(1)1221が選択され、その所望列の4ビットデータが出力される。これは、先の図28のLUT1221の場合と同様である。
【0089】
図38に示すような合計8ビット(8パルス)出力可能なLUTを1個で構成しようとすると、28=256列のLUTを用意する必要があるが、図38の構成例のように、16列のLUTを2個(2面)用意すれば、256通りの出力が32列のLUTで構成可能となり、メモリの小型化、省エネルギー化が実現できる。また、シフトレジスタの構成も、基本的に通常モード時と高解像度モード時で変更不要である。
【0090】
図39に、前述の高解像度モードに適したLUTの別の構成例を示す。これを、高解像度モードに加えて、更にパルス数を変更したい場合の構成例で、図39では、16ビット×216列構成のLUT(1)1221とLUT(2)1222、14ビット×214列構成のLUT(3)1223とLUT(4)1224、18ビット×218列構成のLUT(5)1225とLUT(6)1226の合計6個のLUTを使用することを示している。アドレスは、LUT(1)1221とLUT(2)1222では19ビット、LUT(3)1223とLUT(4)1224では17ビット、LUT(5)1225とLUT(6)1226では21ビットで構成される。これらアドレスのうち、上位3ビットがLUT(1)1221〜LUT(6)1226の選択に使用される。具体的には、アドレスの上位3ビットのうち、最上位ビットと2ビット目は、出力ビット数が6ビット、14ビット、18ビットのいずれかのLUTの組を選択するのに使用され、3ビット目は、そのLUTの組のどちらかのLUTを選択するのに使用される。この3ビット目に前述の高解像モード信号を利用し、高解像モード時は、上位2ビットで選択される組の2つのLUTを使用できるようにする。
【0091】
図39の構成例では、高解像モード信号とアドレスの上位2ビットの組み合わせにより、出力変調データは14,16,18,28,32,36ビットの6通りから任意に選択することが可能になる。LUTの選択は、例えば、LUT(1)1221〜LUT(6)1226の前段にアドレスデコーダを配置し、アドレスの上位3ビットをアドレスデコーダでデコードし、そのデコード結果でLUTを選択することで容易に可能である。また、LUTの選択に使用するアドレスのビット数を増加させれば、LUTの選択の組み合わせがふえ、その結果、出力変調データのビット数の組み合わせも増加することになる。
【0092】
図39の構成例において、高解像モード時の動作は、基本的に図38の構成例と同様である。即ち、高解像度モード信号を、1回目のロード信号では“0”、2回目のロードでは“1”とする。アドレスの上位2ビットは、必要とする変調データのビット数に応じて設定する。例えば、上位2ビットが「00」の場合、1回目のロード信号ではLUT(1)1221が選択されて、その所望列の16ビットデータが出力し、2回目のロード信号ではLUT(2)1222が選択されて、その所望列の16ビットデータが出力され、合計32ビットの変調データが出力される。同様に、アドレスの上位2ビットが「01」の場合には、1回目と2回目のロード信号で、合計28ビットの変調データが出力される。
【0093】
図39の構成例は、解像度モード切替えに伴うパルス列変更にLUTを使用する場合を示したが、位相データに応じたパルス列変更にも適用することができる。また、デコーダを用いても同様のことを実施できる事は自明であり、デコーダはハードウエアで構成してもソフトウエアで構成しても良い。また、パルス列の変更は、例えばLUTとシフトレジスタの間にビット圧縮・伸張回路を付加することでも実現可能である。
【0094】
図40に、本発明の位相データ等によるパルス列変更の1実施例を示す。図40では、パルス数16の出力パルスパターンをパルス数14の出力パルスパターンに変換する1例を示している。図40の様に、出力パルス数16である出力パターンを出力し、画像形成装置等で、ある所望の位置にある所望の濃度を出したいとした場合、データパターンをそのままにして最後の2パルスを削除する場合には、例えば、図40では、濃度が8/16から6/14(パルス数で濃度を考える場合)となるので、本来出力したい濃度と異なる場合が発生する。このような場合、図40の矢印で示すようなデータパターン変更をメモリ若しくはデコーダを用いて行えば、濃度は7/14となり、この例では濃度は一致する。また、例え濃度が丁度一致しなくても、当初16パルスでの濃度に一番近い濃度に変換する変換部を持つことにより、パルス数を変更することによる濃度変化を最小限に抑制することが可能となる。
【0095】
図41に、本発明の位相データ等によるパルス列変更の別の実施例を示す。図41では、パルス数16の出力パルスパターンをパルス数18の出力パルスパターンに変換する1例を示している。図40と同様に、パルス列内における濃度をできる限り一致させる様にデータ変換する変換部を構成し、この例の場合は、8/16から9/18へ変換する方法を矢印で示している。このように、パルス列を構成するパルス数を変更する場合において、パルス数に従ったデータ変換部を持つ事により、パルス数を変更しても画像濃度等への影響を与える事の無い高解像度の画像形成装置が実現できる。またこの例では、簡単のためパルス数16を基準に説明しているが、パルス列を構成するパルス数が多ければ多い程細かいピッチでデータ変換部を構成できるため、パルス数変更による画像濃度変化に影響の少ない構成が実現できる。
【0096】
図42に、本発明の位相データ等によるパルス列変更の更に別の実施例を示す。図42は図40及び図41の考え方とは異なる構成例を示す。図中に示す様に、出力パルス数は14,16,18と変化させる場合を考える。出力するパルス数は14,16,18と変化させるが、実際に出力できる(白又は黒)パルスは左から14個のみとする。このような場合、図に示す様に、パルス数は16の場合には、パルス列中最右2パルスは必ず白、パルス数は18の場合には、パルス列中最右4パルスは必ず白、となる。例えば、ラスター走査型画像形成装置の場合、デューティー100%未満で出力しても、感光体上で光はガウシアン分布状となるため、黒べた画像を出力する事は可能である。このため、図42に示す様に、デューティーが14/18≒77.8%を最大としてデータパターンを変更することなくパルス数を変更する構成とすれば、前記データ変換部が無くても良い構成が実現できる。
【0097】
次に、図1における高周波クロック生成回路10に適宜使用される回路例について説明する。
図43に、反転クロック生成回路の実施例を示す。これは、入力クロックICLKを偶数段のインバータ1011に入力した出力をCLK,奇数段のインバータ1012に入力した出力をCLKBとし、インバータの遅延量を調整する事により、π(180度)位相の異なる正転及び反転クロックを生成するものである。この正転及び反転クロックCLK,CLKBは、例えば、図34に示したシフトレジスタの高周波クロックVCLK,VCLKBに利用される。
【0098】
図44に、多相クロック生成回路の1実施例、図45にその動作タイミング図を示す。図44は、例えば図33のVCO103の1構成例を示している。本実施例では、先のVCO103は、4段の差動型リングオシレータ1030で構成され、図に示す結線がなされた場合、出力FO1,FO2,FO3,FO4は、図45の様に、π/2(90度)毎に位相の異なる4相のクロックを生成することができる。このクロックF01,F02,F03,F04は、図35及び図36に示したシフトレジスタの高周波クロックVCLK1,VCLK2,VCLK3,VCLK4に利用される。このように、差動型のリングオシレータでは、図43のような反転クロック生成部を持たずとも位相がπ(180度)位相の異なる正転及び反転クロックを生成することが容易に実現でき、また、更に偶数段構成として、リングオシレータの中間位相を取り出すことにより、位相がある所望の値毎に異なるクロックを生成することが可能となる。
【0099】
図44の構成例では、差動段を2段毎に取り出しているので、π/2(90度)毎に位相の異なる4相のクロックを出力しているが、一段毎であれば、π/4(45度)毎に位相の異なる8相のクロックの出力も可能である。同様にして、奇数段、例えば3段構成であれば、π/3(60度)毎に位相の異なる6相のクロックも生成可能であり、所望のクロック位相数を自在に出力する構成が可能である。
【0100】
図46に、別の実施例の位相が異なり位相差が制御された多相クロックを生成する回路に使用される遅延制御部の1実施例を示す。図43に示したような反転クロック生成部等で生成されるクロックX0及びその反転クロックX0Bは遅延部1041に入力され、遅延されたクロックX0D及びXODBと入力クロックXO,XOBを位相遅れ検出部1042に入力する。位相遅れ検出部1042で検出されたクロックXO,XOBとクロックX0D,XODBの位相差は、誤差増巾部1043において基準信号と比較され、その出力信号により、遅延部1041にフィードバックすることにより、遅延量の制御を行う。
【0101】
図47は、図46の遅延量制御部の動作タイミング図を示す。まず、クロックX0、X0Bが遅延部1041により時間ΔTだけ遅延されてX0D、X0DBとなる。位相遅れ検出部1042の論理は、その出力をCとすると、C=X0・X0DB+X0B・X0Dで表される。位相遅れ検出部1042の論理をこのようにしている理由は、入力パルスX0,X0Bのデューティが50%でなくても位相遅れ量が正確に検出できるようにするためである。この場合、位相遅れ検出部1042の出力信号Cは、図47に示すような遅延時間ΔTのパルスがT/2周期で現れる波形となる。ここで、位相遅れ検出部1042の出力信号Cは電流出力であり、その電流値はN×Irefとする。
【0102】
誤差増幅部1043は、位相遅れ検出部1042の電流出力Cと、基準信号となる基準電流Irefを比較して、遅延部18の遅延量を決定する電流Idelayを生成する。この場合、例えば、N=4とすれば、遅延時間ΔT=T/8となる場合にCの積分波形の積分値がIrefとなるので、遅延時間ΔT=T/8となるように遅延部1142の遅延量が制御される。一般に、遅延時間ΔT=T/2Nと表すことができる。つまり、Nを自由に設定することにより、入力信号X0,X0の半分の周期T/2の範囲内の遅延で、遅延時間ΔTが制御されたパルス信号を自由に得ることができる。
【0103】
図48は、上記図46の遅延量制御部をバイポーラトランジスタで構成した具体的回路例を示す。トランジスタQ16,Q18及び抵抗R0で構成される電流源1050により、遅延量生成部1041の遅延量を決定する電流Idelayが生成される。入力されたパルス信号X0,X0Bは、トランジスタQ21,Q22で構成される差動回路1052を介して、トランジスタQ1,Q2で構成されるダイオード負荷回路1053、及びトランジスタQ19,Q20で構成されるエミッタフォロワ回路1054により遅延される。
【0104】
トランジスタQ1,Q2で構成されるダイオード負荷回路1053の出力は非常に小さい振幅を有するので、トランジスタQ19,Q20で構成されるエミッタフォロワ回路1054の出力信号がトランジスタQ3,Q4及び抵抗R3,R4で構成される2値化回路1055を介して出力されることで、スイングが調整される。トランジスタQ5〜Q10で構成されるECL論理回路1056は、その出力をCとすると、上記2値化回路1055からの入力信号X0D,X0DBにより
C=X0B・X0D+X0・X0DB
とし、その出力電流IcはトランジスタQ11,Q12で構成されるカレントミラー回路1057により反転されてトランジスタQ14及び抵抗R1で生成される基準電流Irefと比較される。比較部1058であるトランジスタQ14のコレクタは、ハイインピーダンスであり、また対グランドGNDに対して容量C1が接続されていることにより、IcとIrefとが比較され、その比較出力がトランジスタQ15及び抵抗R0による電流源1059で生成される電流となる。
【0105】
ここで、トランジスタQ15〜Q18及び抵抗R0で構成される電流源1050,1059は、エミッタ抵抗がそれぞれ抵抗R0であることより、それぞれに流れる電流が同じとなるカレントミラー回路となっている。つまり、トランジスタQ15及び抵抗R0で生成される電流はIdelayとなり、遅延量生成部1041の遅延量が所望の遅延量となるようにトランジスタQ15〜Q18及び抵抗R0で構成されるカレントミラー回路の出力電流IdelayがトランジスタQ15及び抵抗R0による出力で制御される。
【0106】
ここで、トランジスタQ13及び抵抗R2で構成される電流源1060の電流をIrefのN倍とすると、上述のように
遅延時間ΔT=T/2N
となる遅延パルス信号X0D、X0DBを得ることができる。例えば、N=4の場合には、
R1:R2=4:1
トランジスタQ13のエリアファクタ(エミッタ面積):トランジスタQ14のエリアファクタ(エミッタ面積)=4:1
となるように設定すれば、正確に4×Irefなる電流をトランジスタQ13及び抵抗R2で構成される電流源1060に流すことが可能であるので、遅延時間ΔT=T/8、つまり位相遅れ量としてはΔθ=π/4の遅延パルス信号X0D、X0DBを生成することができる。
【0107】
図49に、上記遅延量制御部を利用した多相クロック生成回路の1構成例を示す。例えば、図33のVCO103の出力より生成されたクロックVCO1及びその反転信号VCO1Bを、この多相クロック生成回路1070の遅延制御部1071と遅延クロック生成部1072に入力する。遅延量制御部1071は、図46、図48に示すような遅延量生成部、位相遅れ検出部、誤差増幅部から構成されており、出力は遅延量を制御する制御電流Idelayである。遅延クロック生成部1072は、図48の遅延量生成部1041と同じで良く、制御電流Idelayに基づき遅延量が制御されたクロックDVCO1,DVCO1Bを出力する。図50に、2相クロック(正転、反転クロック)から90度ごとに位相の異なる4相クロックを生成する例を示している。
【0108】
図51には、異なる多相クロック生成回路の構成例を示す。この構成例では、遅延クロック生成部を1082,1083,1084の3個持つ事により、位相の45度ごとに異なる8相クロックを生成可能である。同様にして、基準となるVCOクロックに対し、位相差が制御され、また位相差を自由に設定できるクロックを生成することが実現できる。
【0109】
図52に本発明に係る画素クロック及びパルス変調信号生成装置を適用した半導体レーザ変調装置、光学走査装置及び画像形成装置の一実施例の全体構成図を示す。図52において、200はレーザ走査光学系で、本実施例においてはシングルビーム走査光学系を示している。211,212は光検出器(センサ)、220はドット位置ずれ検出・制御部、230は高周波クロック生成部、240は画素クロック生成部、250は画像処理部、260はレーザ駆動信号生成部、270はレーザ駆動部である。ここで、高周波クロック生成部230が実施例で説明した高周波クロック生成回路10に、画素クロック生成部240が同じく画素クロック生成回路11に対応する。また、レーザ駆動信号生成部260は変調データ生成回路12とシリアル変調信号生成回路13に対応し、パルス変調信号生成部を構成している。
【0110】
半導体レーザ201からのレーザ光は、コリメータレンズ202、シリンダーレンズ203を通り、ポリゴンミラー204によりスキャン(走査)され、foレンズ205、トロイダルレンズ206を通り、ミラー208で反射し、感光体208に入射することにより、感光体208上に画像(静電潜像)を形成する。この走査レーザ光の始点、終点をフォトセンサ211、212により検出してドット位置ずれ検出・制御部220に入力する。ドット位置ずれ検出・制御部220では、フォトセンサ211、212間をレーザ光が走査される時間を測定し、基準の時間と比較するなどしてずれ量を求め、そのずれ量を補正する位相データを生成して画素クロック生成部240、レーザ駆動信号生成部260へ出力する。なお、フォトセンサ211の出力信号は、ライン同期信号として画像処理部250にも与える。また、画像処理部250で画像データから変調データを生成する場合には、位相データは画像処理部250へ与えて、レーザ駆動信号生成部260への出力は省略してもよい。
【0111】
ここで、画素クロック生成部240が位相データ記憶回路を具備していない場合には、ドット位置ずれ検出・制御部220ではライン毎に位相データを画素クロック生成部240へ出力するが、位相データ記憶回路を具備している場合には、前もって位相データを求めるなどして、あらかじめ画素クロック生成部240へ与えておくようにする。また、ドット位置ずれ検出・制御部220では、走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するようなライン毎に常に同じ補正をするための位相データ(第1位相データ)だけでなく、ポリゴンミラーの回転ムラのようなライン毎に変化する補正にも対応するための位相データ(第2位相データ)も生成し、画素クロック生成部240が位相データ合成回路を具備している場合には、その位相データも画素クロック生成部240へ出力するようにする。
【0112】
画素クロック生成部240では、実施例で説明したように、高周波クロック生成部230から出力される高周波クロックとドット位置ずれ検出・制御部220からの位相データに基づいて画素クロックを生成し、画像処理部250とレーザ駆動信号生成部260に与える。
【0113】
画像処理部250では、図示しないスキャナ等の画像入力装置で読み取られた画像を入力し、水平同期信号及び画素クロックに同期のとれた画像データを生成する。この画像データは、一般に感光体の感光特性を考慮した形で生成される。また、画像処理部250では、画像データのほかに、図33に示したような、高解像モード信号、データ反転信号、モード選択信号、ロード信号等を生成し、これら信号群を所定のタイミングでレーザ駆動信号生成部260に転送する。
【0114】
レーザ駆動信号生成部260では、これまで説明したようにして、画像データから変調データを生成し、この変調データをシリアル列に変換することで、画素クロックに同期したパルス変調信号PMが出力される。このパルス変調信号PMがレーザ駆動部270に入力され、該レーザ駆動部270にて、半導体レーザ201の光がパルス変調信号PMに従って変調され、感光体208には、位置ずれのない画像を形成することができる。
【0115】
なお、画像処理部250において、画像データから変調データを生成して、これをレーザ駆動信号生成部260に転送することでもよい。この場合には、レーザ駆動信号生成部260では、直接、この変調データをシリアルパルス列に変換することになる。
【0116】
また、後述のマルチビーム走査装置を使用する場合には、例えば、画素クロック生成部240及びレーザ駆動信号生成部260(変調データ生成手段とシリアル変調信号生成手段)を複数用意し、さらにフォトセンサ211、212の組を複数設けることにより、複数ライン分の位相データを同時に生成し、それぞれの位相データをそれぞれの画素クロック生成部に与え、それぞれの画素クロックを生成し、また、画像処理部130から転送される複数走査線分の画像データについて、それぞれのレーザ駆動データ生成部で処理し、複数のパルス変調信号を出力するようにすればよい。
【0117】
図53にその基本概念図を示す。図53は、図1の画素クロック及びパルス変調信号生成回路をn走査線分(nは2以上の整数)用意し、各画素クロック及びパルス変調信号生成回路1000−1〜1000−nは、高周波クロック生成回路10で生成される高周波クロックを共用するものである。
【0118】
図54にマルチビーム走査装置(マルチビーム光学系)の一実施例の構成図を示す。この実施例では、図55に示すように、2個の発光源が間隔ds=25μmでモノリシックに配列された半導体レーザアレイ300をn=2個用い、コリメートレンズ305の光軸Cを対称として副走査方向に配置される。
【0119】
図54において、半導体レーザアレイ301、302はコリメートレンズ303、304との光軸を一致させ、主走査方向に対称に射出角度を持たせ、ポリゴンミラー307の反射点で射出軸が交差するようレイアウトされている。各半導体レーザアレイ301,302より射出した複数のビームはシリンダレンズ308を介してポリゴンミラー307で一括して走査され、fθレンズ310、トロイダルレンズ311、ミラー312により感光体313上に結像される。例えば、図52に示した画像処理部250内のバッファメモリには各発光源ごとに1ライン分の印字データ(画像データ)が蓄えられ、ポリゴンミラー1面毎に読み出されることで、レーザ駆動信号生成部260、レーザ駆動部270を通し、4ラインずつ同時に記録がおこなわれる。
【0120】
図56は、その光源ユニットの構成図を示す。半導体レーザアレイ403、404は各々主走査方向に所定角度、実施例では約1.5°微小に傾斜したベース部材405の裏側に形成した図示しないかん合穴405−1、405−2に個別に円筒状ヒートシンク部403−1、404−1をかん合し、押え部材406、407の突起406−1、407−1をヒートシンク部の切り欠き部に合わせて発光源の配列方向を合わせ、背面側からネジ412で固定される。また、コリメートレンズ408、409は各々その外周をベース部材405の半円状の取付ガイド面405−4、405−5に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光点から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされ接着される。
【0121】
なお、実施例では、上記したように各々の半導体レーザアレイからの光線が主走査面内で交差するように設定するため、光線に沿ってかん合穴405−1、405−2および半円状の取付ガイド面405−4、405−5を傾けて形成している。
【0122】
ベース部材405はホルダ部材410に円筒状係合部405−3を係合し、ネジ413を貫通穴410−2を介してネジ穴405−6、405−7に螺合して固定され光源ユニットを構成する。
【0123】
光源ユニットは、光学ハウジングの取付壁411に設けた基準穴411−1にホルダ部材の円筒部410−1をかん合し、表側よりスプリング611を挿入してストッパ部材612を円筒部突起410−3に係合することでホルダ部材410は取付壁411の裏側に密着して保持される。この時、スプリングの一端を突起411−2に引っかけることで円筒部中心を回転軸とした回転力を発生し、回転力を係止するように設けた調節ネジ613により、光軸の周りθにユニット全体を回転し、図58(1)に示すように各ビームスポット列を1ライン分ずらして交互に配列するように調節する。
【0124】
アパーチャ415は各半導体レーザアレイ毎にスリットが設けられ、光学ハウジングに取り付けられて光ビームの射出径を規定する。
【0125】
図57は光源ユニットの別の実施例を示し、2個の半導体レーザアレイからの光ビームをビーム合成手段を用いて合成した例を示す。半導体レーザアレイ603,613およびコリメートレンズ605,606は図56の実施例と同様、ベース部材601、602に各一つずつ支持され、第1、第2の光源部を構成する。第1のベース部材601、第2のベース部材602は共通のフランジ部材607に設けた穴607−1、607−2に円筒状係合部を係合してネジ固定される。第2のベース部材602には調節ネジ606が螺合され、この突出量を裏側から調節することで両腕部602−1を捩じって半導体レーザアレイおよびコリメートレンズの保持部だけが副走査方向βに傾けることができる。これにより、各々のビームスポットの配列を1ライン分ずらし、図58(2)における配列となるよう調節する。
【0126】
平行四辺形柱部と三角柱部からなるプリズム608は、第2の光源部の各ビームを斜面608−1で反射し、ビームスプリッタ面608−2で反射されて、直接通過してきた第1の光源部の各ビームに近接させて射出する。近接された複数のビームはポリゴンミラーで一度に走査され、感光体上に各々ビームスポットを結像する。アパーチャ615は同様に光学ハウジングに支持さる。実施例では各半導体レーザアレイからの光ビームはほぼ重なっているため共通のスリット615を設けている。フランジ部材607はホルダ部材609に保持され、光学ハウジングへは上記実施例と同様、取付壁610に設けた基準穴610−1にホルダ部材の円筒部609?1をかん合し、ユニット全体を回転することで、各々のビームスポットの配列の傾きを補正できるようにしている。
【0127】
図59は、図60に示すような4チャンネル半導体レーザアレイ801を用いた場合のマルチビーム走査装置の構成例を示す。構成は、図56、図57と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【0128】
図61は、図56に示す光源ユニットを光学ハウジング804に搭載してマルチビーム走査装置を構成した様子を示す。上記した光源ユニット801の背面には半導体レーザの制御を司る駆動回路が形成されたプリント基板802が装着され、光軸と直交する光学ハウジングの壁面に上記したスプリングにより当接され、調節ネジ803により傾きが合わせられ姿勢が保持される。尚、調節ネジ803はハウジング壁面に形成された突起部に螺合される。光学ハウジング内部には、上記したシリンダレンズ805、ポリゴンミラーを回転するポリゴンモータ808、fθレンズ806、トロイダルレンズ、および折り返しミラー807が各々位置決めされ支持され、また、同期検知センサを実装するプリント基板809は、ハウジング壁面に光源ユニットと同様、外側より装着される。光学ハウジングは、カバー811により上部を封止し、壁面から突出した複数の取付部810にて画像形成装置本体のフレーム部材にネジ固定される。
【0129】
図62は上記光走査装置を搭載した画像形成装置の例を示す。被走査面である感光体ドラム901の周囲には感光体を高圧に帯電する帯電チャージャ902、光走査装置900により記録された静電潜像に帯電したトナーを付着して顕像化する現像ローラ903、現像ローラにトナーを供給するトナーカートリッジ904、ドラムに残ったトナーを掻き取り備蓄するクリーニングケース905が配置される。感光体ドラムへは上記したように1面毎に複数ライン同時に潜像記録が行われる。記録紙は給紙トレイ906から給紙コロ907により供給され、レジストローラ対908により副走査方向の記録開始のタイミングに合わせて送りだされ、感光体ドラムを通過する際に転写チャージャ906によってトナーが転写され、定着ローラ909で定着して排紙ローラ912により排紙トレイ910に排出される。
【0130】
【発明の効果】
本発明による画素クロック及びパルス変調信号生成装置、これを備えた光走査装置並びに画像形成装置の主な作用・効果を列挙すれば以下の通りである。
(1)簡単な構成で位相シフトが可能な画素クロックを生成でき、また画素クロックが位相シフトしてもそれに対応したパルス変調信号を簡単な構成で生成できる。
(2) 簡単な構成で画素クロックの周期を制御でき、またその画素クロックの周期の変化に対応したパルス変調信号を簡単な構成で生成できる。
(3) 簡単な構成で画素クロックの周期を細かく制御でき、より任意のパルス変調信号を生成できる。さらに、画像に影響しないパルス変調信号を得ることができる。
(4) 画素クロック生成において、少なくとも1ライン分の同じ画素位置では同じ位相シフト量データを記憶し、各ラインの同じ画素位置で同じ位相シフト量データを出力することにより、外部回路の負荷を少なくすることができる。さらに、外部からはライン毎に異なる位相データを与えることにより、位相シフトの制御を柔軟に行うことができる。
(5) 例えば走査レンズの特性により生ずる走査ムラを補正するようなライン毎に常に同じ補正を行うことができる。さらに、ポリゴンミラーの回転ムラのようなライン毎に変化する補正にも対応することができる。
(6) 簡単な構成で画素クロックを生成し、同様に簡単な構成で高速が画素クロックに追従したパルス変調信号を生成して、レーザ光源等の光出力を変調する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画素クロック及びパルス変調信号生成装置の基本構成図である。
【図2】本発明の画素クロックの出力イメージの概念図である。
【図3】本発明によるパルス変調信号の出力イメージの概念図である。
【図4】本発明による画素クロックとパルス変調信号の関係の概念図である。
【図5】本発明の画素クロック生成回路の実施例1の構成図である。
【図6】図5の動作を説明するためのタイミング図である。
【図7】図5の動作を説明するための別のタイミング図である。
【図8】本発明の画素クロック生成回路の実施例2の構成図である。
【図9】図8の位相データデコード回路の入出力の対応関係を示す図である。
【図10】本発明の画素クロック生成回路の実施例3の構成図である。
【図11】本発明の画素クロック生成回路の実施例4の構成図である。
【図12】本発明の画素クロック生成回路の実施例5の構成図である。
【図13】本発明の画素クロック生成回路の実施例6の構成図である。
【図14】本発明の画素クロック生成回路の実施例7の構成図である。
【図15】図14のクロック生成回路の構成例を示す図である。
【図16】図14のクロック生成回路の別の構成例を示す図である。
【図17】図14の制御信号生成回路の構成例を示す図である。
【図18】図17のマルチプレクサの真理値表である。
【図19】図14の実施例7における位相シフト量と位相データの対応表である。
【図20】図14の制御データ生成回路の真理値表である。
【図21】図14の動作を説明するためのタイミング図である。
【図22】本発明の画素クロック生成回路の実施例8の構成図である。
【図23】本発明の画素クロック生成回路の実施例9の構成図である。
【図24】従来のパルス幅変調信号のドットイメージを示す図である。
【図25】同じく従来のパルス幅変調信号のドットイメージを示す図である。
【図26】同じく従来のパルス幅変調信号のドットイメージを示す図である。
【図27】本発明によるパルス変調信号のドットイメージの具体例を示す図である。
【図28】本発明の変調データ生成回路に使用するルックアップテーブル(LUT)の一実施例を示す図である。
【図29】本発明の変調データ生成回路に使用するデコーダの構成例を説明する図である。
【図30】本発明のシリアル変調信号生成回路に使用するシフトレジスタの一実施例を示す図である。
【図31】シフトレジスタの具体的構成例を示す図である。
【図32】シフトレジスタの別の具体的構成例を示す図である。
【図33】本発明による高周波クロック生成回路、変調データ生成回路、シリアル変調信号生成回路の一実施例の全体的構成図である。
【図34】シリアル変調信号生成回路に使用する複数段シフトレジスタ構成の実施例を示す図である。
【図35】複数段シフトレジスタ構成の別の実施例を示す図である。
【図36】複数段シフトレジスタ構成の更に別の実施例を示す図である。
【図37】図36の動作を説明するためのタイミング図である。
【図38】変調データ生成回路に使用する複数ルックアップテーブルを使用する一実施例を示す図である。
【図39】複数ルックアップテーブルを使用する別の実施例を示す図である。
【図40】出力パルス列の変更の一実施例を説明する図である。
【図41】出力パルス列の変更の他の実施例を説明する図である。
【図42】出力パルス列の変更の更に他の実施例を説明する図である。
【図43】高周波クロック生成回路に使用する反転クロック生成回路の構成例を示す図である。
【図44】高周波クロック生成回路に使用する多相クロック生成回路の具体的構成例を示す図である。
【図45】図44の動作を説明するためのタイミング図である。
【図46】別の多相クロック生成回路に使用する遅延量制御部の一実施例を示す図である。
【図47】図46の動作を説明するためのタイミング図である。
【図48】図46の遅延量制御部の具体的構成例を示す図である。
【図49】図46の遅延量制御部を使用した多相クロック生成回路の一実施例を示す図である。
【図50】図49の動作を説明するためのタイミング図である。
【図51】多相クロック生成回路の別の実施例を示す図である。
【図52】本発明の画素クロック及びパルス変調信号生成装置を適用した半導体レーザ変調装置、光学走査装置および画像形成装置の一実施例の全体構成図である。
【図53】マルチビーム走査に用いられるバルス変調信号生成回路の一実施例の概念図である。
【図54】本発明による画像形成装置に使用されるマルチビーム走査装置の全体的構成図である。
【図55】2チャンネル半導体レーザアレイの構成図である。
【図56】マルチビーム走査装置の光源ユニットの分解構成図である。
【図57】マルチビーム走査装置の別の光源ユニットの分解構成図である。
【図58】図56及び図57の光源ユニットにおけるピームスポット配列を示す図である。
【図59】マルチビーム走査装置の更に別の光源ユニットの分解構成図である。
【図60】4チャンネル半導体レーザアレイの構成図である。
【図61】マルチビーム走査装置を光学ハウジングに搭載した様子を示す図である。
【図62】光走査装置を搭載した画像形成装置の一例を示す図である。
【図63】従来の画像形成装置の一般的構成を示す図である。
【符号の説明】
10 高周波クロック生成回路
11 画素クロック生成回路
12 変調データ生成回路
13 シリアル変調信号生成回路
111 カウンタ
112 比較回路
113 画素クロック制御回路
114 位相データデコード回路
115 位相データ記憶回路
116 位相データ合成回路
112,124 遷移検出回路
122,125 制御信号生成回路
123,126 クロック生成回路
127 マルチプレクサ
128 制御データ生成回路
129 ステータス信号生成回路
130 セレクト信号生成回路
131 位相データ記憶回路
132 位相データ合成回路
1210 レジスタ
1220 ルックアップテーブル
1230 デコーダ
1240 選択回路
1300 シフトレジスタ
200 レーザ光学系
211,212 センサ
220 ドット位置ずれ検出・制御部
230 高周波クロック生成部
240 画素クロック生成部
250 画像処理部
260 レーザ駆動信号生成部
270 レーザ駆動部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for generating a pixel clock and a pulse modulation signal used in a laser printer, a digital copying machine, and the like. More specifically, the present invention relates to high-precision position control of a pixel clock and modulation of light output from a laser light source or the like. The present invention relates to a pixel clock and pulse modulation signal generation device that generates a pulse modulation signal optimal for the above, an optical scanning device including the same, and an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
FIG. 63 shows a general configuration of an image forming apparatus such as a laser printer or a digital copying machine. In FIG. 63, the laser light emitted from the
[0003]
In such a scanning optical system, variation in the distance from the rotation axis of the deflecting reflection surface of a deflector such as a polygon scanner causes uneven scanning speed of a light spot (scanning beam) that scans the surface to be scanned. This uneven scanning speed causes image fluctuations and image quality degradation. When high quality image quality is required, it is necessary to correct scanning unevenness.
[0004]
Further, in the case of a multi-beam optical system, if there is a difference in the oscillation wavelength of each light source, an exposure position shift occurs in the case of an optical system in which the chromatic aberration of the scanning lens is not corrected, and a spot corresponding to each light source is generated. The scanning width at the time of scanning on the scanning medium is different for each light source, which causes deterioration in image quality. Therefore, it is necessary to correct the scanning width.
[0005]
Conventionally, as a technique for correcting scanning unevenness or the like, a method of controlling a light spot position along a scanning line by basically changing a frequency of a pixel clock is known (for example,
[0006]
On the other hand, as a method of modulating the light output of the light source, a power modulation method that modulates the amount of light itself, a pulse width modulation method that modulates the lighting time of light, and a combined power / pulse width modulation method that combines the two There is. Among them, in the pulse width modulation method, a triangular wave or sawtooth wave corresponding to each pulse generation period is generated, and a pulse width modulation signal is generated by comparing each with an analog video signal using a comparator. And a method of generating a delay pulse by digitally dividing the clock and generating a pulse width modulation signal by the logical sum or logical product (see, for example, Patent Document 3).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-167081
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-228415
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-15853
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method (frequency modulation method) for changing the frequency of the pixel clock generally has a complicated configuration of the pixel clock control unit, and the complexity increases as the frequency modulation width becomes minute. There is a problem that it cannot be controlled.
[0009]
Further, it is desired to increase the operation speed in the image forming apparatus. When a triangular wave or sawtooth wave is used in the pulse width modulation signal, the linearity / reproducibility of the triangular wave or sawtooth wave and the increase in the operation speed are compatible. In the case of a digital frequency divider, the maximum operating frequency depends on the device, and there is a problem that the gradation of the image and the increase in the operating speed are not compatible. For example, if a 256-value modulation is performed with a pulse width at a pixel clock of 50 MHz, it is difficult for a triangular wave or a sawtooth wave to have good linearity and swing in a cycle of 20 nS. It is difficult to realize a configuration having a clock of 50 MHz × 256 = 12.8 GHz.
[0010]
An object of the present invention is to generate a pixel clock that enables phase control of the pixel clock with a simple configuration, and similarly generate a pulse modulation signal having a desired pattern with a simple configuration, for example, when the operation speed is high However, it is an object of the present invention to provide a pixel clock and pulse modulation signal generation device that can realize fine high gradation characteristics of an image, and further to provide an optical scanning device and an image forming device provided with the device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The pixel clock and pulse modulation signal generation device according to the present invention is based on high frequency clock generation means for generating a high frequency clock, and high frequency clock output from the high frequency clock generation means and phase data indicating the phase shift amount of the pixel clock. Pixel clock generation means for changing the period of the pixel clock, and modulation data representing a desired bit pattern corresponding to the image data Synchronized with the pixel clock Serial modulation signal generation means for inputting, converting to a serial pulse train based on the high-frequency clock, and outputting a pulse modulation signal, and the pixel clock generation means includes phase data indicating the phase shift amount of the pixel clock and the pixel clock Control data generating means for generating first control data and second control data from a status signal indicating the status of the high-frequency clock, and First change point of And based on the first control data Transition timing is controlled First clock generating means for generating a first clock, and the high-frequency clock; Second change point And the first clock based on the second control data Transition timing is controlled Main features include second clock generation means for generating a second clock, and clock selection means for selecting the first clock and the second clock according to the phase data and outputting them as a pixel clock.
[0012]
Also, the pixel clock and pulse modulation signal generation device of the present invention includes a high frequency clock generation means for generating a high frequency clock, and a high frequency clock output from the high frequency clock generation means and phase data indicating a phase shift amount of the pixel clock. A pixel clock generating means for generating a pixel clock based on the image data; a modulation data generating means for inputting image data and generating modulation data representing a desired bit pattern from the image data; and Synchronized with the pixel clock Serial modulation signal generation means for inputting and outputting a pulse modulation signal of a serial pulse train based on the high-frequency clock, and the pixel clock generation means indicates the phase data indicating the phase shift amount of the pixel clock and the state of the pixel clock. Control data generating means for generating first control data and second control data from the status signal shown, and the high-frequency clock The first change point of Based on the first control data Transition timing is controlled First clock generating means for generating a first clock; and The second change point and What is the first clock based on the second control data? Transition timing is controlled And a second clock generation unit configured to generate a second clock that transitions at different timings, and a clock selection unit that selects the first clock and the second clock according to the phase data and outputs the selected clock as a pixel clock. And
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a basic conceptual diagram of a pixel clock and pulse modulation signal generation apparatus of the present invention. In FIG. 1, a pixel clock and pulse modulation signal generation device includes a high-frequency
[0014]
If, for example, external modulation data is directly input to the serial modulation
[0015]
FIG. 2 shows a conceptual diagram of an output image of the pixel clock PCLK according to the present invention. Here, the case where the pixel clock PCLK is divided by 8 of the high frequency clock VCLK when the phase shift of the phase data is 0 is shown. As shown in FIG. 2, by providing phase data for each clock of the pixel clock PCLK, the cycle of the pixel clock PCLK changes in 1 or 1/2 clock steps of the high-frequency clock VCLK according to the value of the phase data. FIG. 2A shows an example in which the high frequency clock VCLK changes in one clock step, and FIG. 2B shows an example in which the high frequency clock VCLK changes in 1/2 clock step.
[0016]
FIG. 3 is a conceptual diagram of a pulse output (PM signal) image according to the present invention. Here, an image of outputting a pulse train corresponding to one dot is shown for easy understanding. As shown in FIG. 3, for example, when one dot is composed of 8 pulses, the pulse train can be serially output, so each of the 8 pulses is turned on (for example, black) and off (for example, black). By arbitrarily setting it to (white), it is possible to output a desired pulse at a desired position in one dot. Of course, it goes without saying that the present invention is not limited to one dot width.
[0017]
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the relationship between the pixel clock PCLK and the pulse modulation signal PM according to the present invention. The serial modulation
[0018]
Hereinafter, a configuration example of each unit of the pixel clock and pulse modulation signal generation device of the present invention will be described in detail.
First, the pixel
[0019]
Here, the phase data is used to correct the scanning unevenness caused by the characteristics of the scanning lens, to correct the dot positional deviation due to the rotational irregularity of the polygon mirror, and to correct the dot positional deviation caused by the chromatic aberration of the laser beam. Data for indicating the amount of phase shift, and is generally given as a digital value of several bits. This will be described later.
[0020]
The operation of the pixel clock generation circuit of FIG. 5 will be described with reference to the timing chart of FIG. Here, the pixel clock PCLK is divided by 8 of the high-frequency clock VCLK, and the duty ratio is 50% as a standard. FIG. 6A shows how a standard pixel clock PCLK with a duty ratio of 50% corresponding to VCLK divided by 8 is generated, and FIG. 6B shows only 1/8 clock with respect to VCLK divided by 8 clock. FIG. 6C shows a state in which the PCLK with the advanced phase is generated, and FIG. 6C shows a state in which the PCLK clock whose phase is delayed by 1/8 clock with respect to the VCLK divided by 8 is generated. Phase data “7”, “8”, and “6” correspond to phase shifts “0”, “+1”, and “−1”, respectively.
[0021]
First, FIG. 6A will be described. Here, a value of “7” is given as the phase data. In the
[0022]
Next, FIG. 6B will be described. Here, it is assumed that “8” is given as the phase data. The
[0023]
Next, FIG. 6C will be described. Here, “6” is given as the phase data. The
[0024]
For example, by providing the phase data in synchronization with the rising edge of the pixel clock PCLK, the phase of the pixel clock PCLK can be changed for each clock. FIG. 7 is a timing chart showing this.
[0025]
According to the present embodiment, the phase of the pixel clock PCLK can be controlled in the ± direction in units of the clock width of the high frequency clock VCLK with a simple configuration. Further, by making the number of bits of the phase data the same as the number of count bits of the
[0026]
FIG. 8 shows a configuration diagram of the pixel
[0027]
FIG. 10 shows a configuration diagram of the pixel
[0028]
Thus, for example, in the case of data that has the same phase data for each line, such as phase data for correcting scanning unevenness caused by the characteristics of the scanning lens, the phase
[0029]
FIG. 11 is a configuration diagram of the pixel
[0030]
Thus, for example, in the case of data that has the same phase data for each line, such as phase data for correcting scanning unevenness caused by the characteristics of the scanning lens, the phase
[0031]
FIG. 12 shows a configuration diagram of a fifth embodiment of the pixel
Phase data = phase data (1) + phase data (2) -7
Perform calculations like
[0032]
In this way, for example, not only the same correction is always performed for each line that corrects the scanning unevenness caused by the characteristics of the scanning lens, but also the correction that changes for each line such as the rotational unevenness of the polygon mirror is supported. can do.
[0033]
FIG. 13 shows a configuration diagram of the pixel
Phase data = phase data (1) + phase data (2)
Perform calculations like The phase
[0034]
In this way, for example, not only the same correction is always performed for each line that corrects the scanning unevenness caused by the characteristics of the scanning lens, but also the correction that changes for each line such as the rotational unevenness of the polygon mirror is supported. can do. Further, since the phase data corresponds as shown in FIG. 5, for example, the bit width is small, the storage capacity of the phase
[0035]
As described above, in each embodiment, it has been described that the
[0036]
FIG. 14 shows a configuration diagram of a seventh embodiment of the pixel
[0037]
In FIG. 14, the pixel
[0038]
The high frequency
[0039]
The control
[0040]
When
[0041]
When the
[0042]
15 and 16 show configuration examples of the
[0043]
15 and 16 operate in the same manner. When the control signal 1a is "H" and the control signal 1b is "L", "L" is output to the
[0044]
FIG. 17 shows a configuration example of the control signal generation circuit (1) 122 and the control signal generation circuit (2) 125 in FIG. As shown in FIG. 17, the control signal generation circuit (1) 122 and the control signal generation circuit (2) 125 are constituted by a shift register and a multiplexer. However, the shift register (1) in the control signal generation circuit (1) 122 operates at the rising edge of the high frequency clock VCLK, and the shift register (2) in the control signal generation circuit (2) 125 operates at the falling edge of the high frequency clock VCLK. . The shift register (1) and the shift register (2) shift the
[0045]
The control
[0046]
FIG. 19 shows the correspondence between the phase shift amount and the phase data in this embodiment, and FIG. 20 shows the truth table of the control
[0047]
Next, the operation of the configuration of FIG. 14 will be described using the timing chart of FIG. In FIG. 21, when the phase shift is 0, the pixel clock PCLK corresponding to the high-frequency clock VCLK divided by 8 is generated, and the pixel clock PCLK having the phase shifted by +1/16 PCLK and −1/16 PCLK is generated. It shows how it is.
[0048]
First, generation of a pixel clock PCLK with a phase shift of 0 will be described.
(Regarding generation of
In synchronization with the pixel clock PCLK, phase data “000” indicating the
[0049]
(
In FIG. 21A, the rising edge of the
[0050]
(
In FIG. 21 (a) ′, the rising edge of the
[0051]
(Regarding generation of pixel clock PCLK)
Here, since the select signal is “L”, the
[0052]
Next, the generation of the pixel clock PCLK having a phase shift of +1/16 PCLK will be described.
(Regarding generation of
Phase shift in synchronization with pixel clock PCLK +1 Phase data “001” is given ((e) in FIG. 21). The status signal remains “0” without being toggled because bit0 of the previous phase data is “0”. The phase data and status signal are input to the control
[0053]
(
In (e) of FIG. 21, the rising edge of
[0054]
(
In (e) ′ of FIG. 21, the rising edge of the
[0055]
(Regarding generation of pixel clock PCLK)
Here, since the
[0056]
Next, the generation of the pixel clock PCLK having a phase shift of −1/16 PCLK will be described.
(Regarding generation of
In synchronization with the pixel clock PCLK, phase data “101” indicating phase shift −1 is given ((Li) ′ in FIG. 21). The status signal is toggled to “1” because
[0057]
(
In FIG. 21 (i), the rising edge of the
[0058]
(
In (i) ′ of FIG. 21, the rising edge of the
[0059]
(Regarding generation of pixel clock PCLK)
Here, since the
[0060]
Although only
[0061]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain the pixel clock PCLK whose phase is shifted by ± 1/16 PCLK step by one clock, that is, by a half pitch step of the high frequency clock VCLK.
[0062]
In FIG. 14, if a clock obtained by inverting the high-frequency clock VCLK is given to the transition detection circuit (2) 124, the control signal generation circuit (2) 125, and the
[0063]
FIG. 22 shows a configuration diagram of an eighth embodiment of the pixel
[0064]
Thus, for example, in the case of data that has the same phase data for each line, such as phase data for correcting scanning unevenness caused by the characteristics of the scanning lens, the phase
[0065]
FIG. 23 shows a configuration diagram of the ninth embodiment of the pixel
Phase data = phase data (1) + phase data (2)
In this way, for example, not only always the same correction is performed for each line that corrects the scanning unevenness caused by the characteristics of the scanning lens, but also the correction that changes for each line such as the rotational unevenness of the polygon mirror. Can respond.
[0066]
Next, the modulation
FIGS. 24 to 26 show examples of pulses generated by using a conventional pulse width modulation circuit when, for example, one dot is composed of eight pulses. Here, FIG. 24 shows an example of forming a pulse from the right, FIG. 25 shows an example of forming a pulse from the left, and FIG. 26 shows an example of forming a pulse from the inside. Thus, conventionally, it has been practically impossible to output a desired pulse at a desired position. Even if it was possible, a complicated configuration was required.
[0067]
FIG. 27 shows a specific example of a pulse output image according to the present invention. Here, since it becomes complicated as the number of pulses increases, an example of a pulse output in which one dot is constituted by 4 bits, that is, 4 pulses P1 to P4 is shown. As shown in FIG. 27, according to the modulation
[0068]
FIG. 28 shows an embodiment in which an LUT is used for the modulation
[0069]
Here, the LUT may be configured using any memory such as ROM, DRAM, SRAM, etc. For example, when configured using DRAM, the LUT has a feature that can be reduced in size when the present invention is made into an ASIC. There is a feature that the speed can be increased regardless of whether it is an ASIC in the case of using an SRAM, and it may be selected according to the demand.
[0070]
The modulation
FIG. 29 shows a conceptual diagram when the modulation
P1 = D2
P2 = D2B, D1, D0 + D2, D1B + D2, D1, D0B
P3 = D2B · D1 + D2 · D1B
P4 = D2B ・ D1B ・ D0 + D2B ・ D1 ・ D2 ・ D1B ・ D0B
(D0B, D1B, and D2B represent inversions of D0, D1, and D2, respectively)
This is possible by configuring the logic. This logic can be realized by a combination of AND and OR gates such as AND and OR, and can be configured without using the LUT described above.
[0071]
The serial modulation
[0072]
31 and 32 show specific configuration examples of the shift register used in the serial modulation
[0073]
FIG. 33 shows an overall configuration diagram of an embodiment of the high-frequency
In FIG. 33, the high frequency
[0074]
The modulation
[0075]
Thus, by using the
[0076]
In addition, as described with reference to FIG. 26, when the data inversion signal is input to the
[0077]
The serial modulation
[0078]
FIG. 34 shows a configuration example when the serial modulation
[0079]
In the case of the configuration as shown in FIG. 34, it is possible to serially output a pulse train at a speed twice that of the high-frequency clock VCLK, thereby realizing higher-speed or high-resolution pulse modulation signal generation. Alternatively, if VCLK is the original clock of the clock generation circuit, the high frequency clock can be expressed as a clock having a speed twice that of the original clock. The generation of the clock VCLK and its inverted clock VCLKB will be described later.
[0080]
FIG. 35 shows a configuration example in the case where the configuration of FIG. 34 is developed and the serial modulation
[0081]
FIG. 37 shows an example of a four-phase clock. As shown in FIG. 37, if VCLK1, VCLK2, VCLK3, and VCLK4 having different phases every π / 2 (90 degrees) are used, even if a clock having a frequency four times that of VCLK is not generated, FIG. It is possible to selectively output pulse trains sequentially from the four
[0082]
FIG. 36 shows another configuration example in the case where the serial modulation
[0083]
As shown in FIG. 37, the data S1, S2, S3, S4 output from the shift registers 1301-1304 are output in synchronization with VCLK1. For this reason, for example, if the output S1 of the
[0084]
The operation of the
[0085]
In the configuration example of FIG. 36, a phase adjustment unit that adjusts the phase of the shift register output is required. However, the same clock and one load pulse LOAD1 synchronized with the clock are supplied to the four shift registers. A simple configuration can be realized. Here, only a configuration example of up to four shift registers is shown, but a serial pulse train can be generated from a plurality of shift registers with the same configuration. In the configuration example, the number of pulses per shift register is set to 4 for simplicity. However, the number of pulses may be any number, and the number of pulses is arbitrary depending on the resolution of one pulse, the method of generating a high-frequency clock, and the like. You just have to decide.
[0086]
FIG. 38 shows a configuration example of an LUT suitable for the above-described high resolution mode. This is a configuration example using two (two sides) LUTs 1221 having a 4-bit × 16-column configuration shown in FIG. Address data is given to each LUT (1) 1221 and LUT (2) 1222 in 5 bits, but the most significant bit is used to select LUT (1) 1221 and LUT (2) 1222, and the lower 4 bits. Are used to select the column of the LUT. Here, the above-described high resolution mode signal (see FIG. 21) is used for selection of the LUT (1) 1221 and the LUT (2) 1222.
[0087]
In the configuration example of FIG. 38, in the high resolution mode, the load signal is given, for example, twice in one dot. First, in synchronization with the first load signal, “0” is input for the high resolution mode and 4 bits are input for the image data. Address data is composed of a total of 5 bits of the high resolution mode signal and 4 bits of image data. Since the high resolution mode signal is “0”, LUT (1) 1221 is selected and the LUT (1) is selected. 4 bits of the desired column of 1221 are output. Subsequently, in synchronization with the second load signal, the high resolution mode signal becomes “1”, and similarly, 4 bits of image data are input. As a result, the LUT (2) 1222 is selected, and 4 bits of the desired column of the LUT (2) 1222 are output. As described above, in the high resolution mode, modulation data of a total of 8 bits can be generated using both the LUT (1) 1221 and the LUT (2) 1222. Each 4-bit data output from the LUT (1) 1221 and the LUT (2) 1222 is sequentially loaded into a shift register as shown in FIGS. 30 to 32, for example, and converted into a serial pulse train. Thereby, for example, a pulse modulation signal of 8 pulses per bit is output.
[0088]
In the normal mode, the load signal is, for example, one time per dot, the high resolution mode signal is “0”, and the image data is only 4 bits. As a result, LUT (1) 1221 is selected, and 4-bit data of the desired column is output. This is the same as the case of the
[0089]
If an LUT capable of outputting a total of 8 bits (8 pulses) as shown in FIG. 38 is to be configured by one, it is necessary to prepare 28 = 256 columns of LUTs. However, as in the configuration example of FIG. If two LUTs in a row (two sides) are prepared, 256 outputs can be configured with 32 rows of LUTs, and memory can be reduced in size and energy can be reduced. Also, the configuration of the shift register need not be changed basically between the normal mode and the high resolution mode.
[0090]
FIG. 39 shows another configuration example of the LUT suitable for the above-described high resolution mode. This is a configuration example in the case where it is desired to further change the number of pulses in addition to the high resolution mode. In FIG. 39, LUT (1) 1221 and LUT (2) 1222 with 14 bits × 216 columns, 14 bits × 214 columns It shows that a total of six LUTs are used, that is, LUT (3) 1223 and LUT (4) 1224 having a configuration, and LUT (5) 1225 and LUT (6) 1226 having a configuration of 18 bits × 218 columns. The address consists of 19 bits for LUT (1) 1221 and LUT (2) 1222, 17 bits for LUT (3) 1223 and LUT (4) 1224, and 21 bits for LUT (5) 1225 and LUT (6) 1226. The Of these addresses, the upper 3 bits are used to select the LUT (1) 1221 to LUT (6) 1226. Specifically, among the upper 3 bits of the address, the most significant bit and the 2nd bit are used to select a set of LUTs whose output bit number is 6 bits, 14 bits, or 18 bits. The bit is used to select either LUT in the set of LUTs. The above-described high resolution mode signal is used for the third bit, and in the high resolution mode, two LUTs of a set selected by the upper 2 bits can be used.
[0091]
In the configuration example of FIG. 39, output modulation data can be arbitrarily selected from six types of 14, 16, 18, 28, 32, and 36 bits by a combination of the high resolution mode signal and the upper 2 bits of the address. Become. LUT selection is easy, for example, by placing an address decoder in front of LUT (1) 1221 to LUT (6) 1226, decoding the upper 3 bits of the address with the address decoder, and selecting the LUT based on the decoding result. Is possible. Further, if the number of bits of the address used for selecting the LUT is increased, the combination of selecting the LUT is adjusted, and as a result, the combination of the number of bits of the output modulation data is also increased.
[0092]
In the configuration example of FIG. 39, the operation in the high resolution mode is basically the same as the configuration example of FIG. That is, the high resolution mode signal is “0” for the first load signal and “1” for the second load signal. The upper 2 bits of the address are set according to the required number of bits of modulation data. For example, when the upper 2 bits are “00”, LUT (1) 1221 is selected in the first load signal, 16-bit data in the desired column is output, and LUT (2) 1222 is output in the second load signal. Is selected, 16 bits of data in the desired column are output, and a total of 32 bits of modulated data are output. Similarly, when the upper 2 bits of the address are “01”, modulation data of a total of 28 bits is output by the first and second load signals.
[0093]
The configuration example of FIG. 39 shows the case where the LUT is used for the pulse train change accompanying the resolution mode switching. However, the configuration example can also be applied to the pulse train change according to the phase data. Further, it is obvious that the same thing can be carried out even if a decoder is used, and the decoder may be constituted by hardware or software. The pulse train can also be changed by adding a bit compression / expansion circuit between the LUT and the shift register, for example.
[0094]
FIG. 40 shows an embodiment of pulse train change by phase data or the like according to the present invention. FIG. 40 shows an example of converting an output pulse pattern having 16 pulses into an output pulse pattern having 14 pulses. As shown in FIG. 40, when an output pattern having 16 output pulses is output and the image forming apparatus or the like wants to obtain a desired density at a desired position, the last two pulses are left as they are. For example, in FIG. 40, since the density is 8/16 to 6/14 (considering the density with the number of pulses) in FIG. In such a case, if the data pattern change as shown by the arrow in FIG. 40 is performed using a memory or a decoder, the density will be 7/14, and in this example, the density will match. Further, even if the densities do not exactly match, by having a conversion unit that converts the density to the density closest to the density at the first 16 pulses, it is possible to minimize the density change caused by changing the number of pulses. It becomes possible.
[0095]
FIG. 41 shows another embodiment of the pulse train change according to the phase data or the like of the present invention. FIG. 41 shows an example of converting an output pulse pattern having 16 pulses into an output pulse pattern having 18 pulses. As in FIG. 40, a conversion unit for converting data is configured so that the densities in the pulse train are matched as much as possible. In this example, the conversion method from 8/16 to 9/18 is indicated by arrows. In this way, when changing the number of pulses constituting the pulse train, by having a data conversion unit according to the number of pulses, even if the number of pulses is changed, the high resolution without affecting the image density or the like. An image forming apparatus can be realized. In this example, the number of pulses is 16 as a reference for the sake of simplicity. However, since the data conversion unit can be configured with a finer pitch as the number of pulses constituting the pulse train is larger, it is possible to change the image density by changing the number of pulses. A configuration with little influence can be realized.
[0096]
FIG. 42 shows still another embodiment of the pulse train change according to the phase data or the like of the present invention. FIG. 42 shows a configuration example different from the concept of FIG. 40 and FIG. Consider the case where the number of output pulses is changed to 14, 16, and 18 as shown in the figure. The number of pulses to be output is changed to 14, 16, and 18, but only 14 pulses from the left can be actually output (white or black). In such a case, as shown in the figure, when the number of pulses is 16, the rightmost 2 pulses in the pulse train are always white, and when the number of pulses is 18, the rightmost 4 pulses in the pulse train are always white. Become. For example, in the case of a raster scanning image forming apparatus, even if the output is performed with a duty less than 100%, the light has a Gaussian distribution on the photoconductor, so that it is possible to output a solid black image. Therefore, as shown in FIG. 42, if the duty is 14 / 18≈77.8% and the number of pulses is changed without changing the data pattern, the data conversion unit may be omitted. Can be realized.
[0097]
Next, an example of a circuit that is appropriately used for the high-frequency
FIG. 43 shows an embodiment of the inverted clock generation circuit. This is because the output of the input clock ICLK input to the even-numbered
[0098]
FIG. 44 shows one embodiment of the multiphase clock generation circuit, and FIG. 45 shows an operation timing chart thereof. FIG. 44 shows a configuration example of the
[0099]
In the configuration example of FIG. 44, since the differential stage is taken out every two stages, four-phase clocks having different phases are output every π / 2 (90 degrees). It is also possible to output 8-phase clocks with different phases every / 4 (45 degrees). Similarly, with an odd-numbered stage, for example, a three-stage configuration, it is possible to generate 6-phase clocks having different phases every π / 3 (60 degrees), and a configuration for freely outputting the desired number of clock phases is possible. It is.
[0100]
FIG. 46 shows an embodiment of a delay control unit used in a circuit for generating a multiphase clock in which the phase is different and the phase difference is controlled in another embodiment. The clock X0 and its inverted clock X0B generated by the inverted clock generation unit or the like as shown in FIG. 43 are input to the
[0101]
FIG. 47 shows an operation timing chart of the delay amount control unit of FIG. First, the clocks X0 and X0B are delayed by the time ΔT by the
[0102]
The
[0103]
FIG. 48 shows a specific circuit example in which the delay amount control unit of FIG. 46 is composed of bipolar transistors. A current Idelay that determines the delay amount of the delay
[0104]
Since the output of the
C = X0B · X0D + X0 · X0DB
The output current Ic is inverted by a
[0105]
Here, the
[0106]
Here, assuming that the current of the
Delay time ΔT = T / 2N
The delayed pulse signals X0D and X0DB can be obtained. For example, if N = 4,
R1: R2 = 4: 1
Area factor (emitter area) of transistor Q13: Area factor (emitter area) of transistor Q14 = 4: 1
Is set so that a current of 4 × Iref can be accurately supplied to the
[0107]
FIG. 49 shows a configuration example of a multiphase clock generation circuit using the delay amount control unit. For example, the clock VCO1 generated from the output of the
[0108]
FIG. 51 shows a configuration example of a different multiphase clock generation circuit. In this configuration example, by providing three delay
[0109]
FIG. 52 shows an overall configuration diagram of an embodiment of a semiconductor laser modulation device, an optical scanning device, and an image forming device to which the pixel clock and pulse modulation signal generation device according to the present invention is applied. In FIG. 52,
[0110]
Laser light from the
[0111]
If the pixel
[0112]
As described in the embodiment, the pixel
[0113]
The
[0114]
As described above, the laser drive
[0115]
Note that the
[0116]
When a multi-beam scanning device described later is used, for example, a plurality of pixel
[0117]
FIG. 53 shows a basic conceptual diagram thereof. 53, the pixel clock and pulse modulation signal generation circuit of FIG. 1 is prepared for n scanning lines (n is an integer of 2 or more), and each pixel clock and pulse modulation signal generation circuit 1000-1 to 1000-n has a high frequency. The high-frequency clock generated by the
[0118]
FIG. 54 shows a configuration diagram of an embodiment of a multi-beam scanning device (multi-beam optical system). In this embodiment, as shown in FIG. 55, n = 2
[0119]
In FIG. 54, the
[0120]
FIG. 56 shows a configuration diagram of the light source unit. The
[0121]
In the embodiment, as described above, since the light beams from the respective semiconductor laser arrays are set to intersect within the main scanning plane, the mating holes 405-1 and 405-2 and semicircular shapes are formed along the light beams. The mounting guide surfaces 405-4 and 405-5 are inclined.
[0122]
The
[0123]
In the light source unit, the cylindrical portion 410-1 of the holder member is engaged with the reference hole 411-1 provided in the mounting
[0124]
The
[0125]
FIG. 57 shows another embodiment of the light source unit, and shows an example in which light beams from two semiconductor laser arrays are combined using beam combining means. Similarly to the embodiment of FIG. 56, the
[0126]
A prism 608 composed of a parallelogram prism portion and a triangular prism portion reflects each beam of the second light source portion on the inclined surface 608-1, reflects on the beam splitter surface 608-2, and directly passes through the first light source. Injected close to each beam of the part. The plurality of adjacent beams are scanned at once by a polygon mirror, and each beam spot is imaged on the photosensitive member. The
[0127]
FIG. 59 shows a configuration example of a multi-beam scanning device in the case of using a 4-channel
[0128]
FIG. 61 shows a state in which the light source unit shown in FIG. 56 is mounted on the
[0129]
FIG. 62 shows an example of an image forming apparatus equipped with the optical scanning device. Around the
[0130]
【The invention's effect】
The main operations and effects of the pixel clock and pulse modulation signal generating apparatus, the optical scanning apparatus and the image forming apparatus including the pixel clock according to the present invention are listed as follows.
(1) A pixel clock capable of phase shifting can be generated with a simple configuration, and a pulse modulation signal corresponding to the pixel clock can be generated with a simple configuration even if the phase of the pixel clock is shifted.
(2) The pixel clock cycle can be controlled with a simple configuration, and a pulse modulation signal corresponding to a change in the pixel clock cycle can be generated with a simple configuration.
(3) The pixel clock cycle can be finely controlled with a simple configuration, and an arbitrary pulse modulation signal can be generated. Furthermore, a pulse modulation signal that does not affect the image can be obtained.
(4) In pixel clock generation, the same phase shift amount data is stored at the same pixel position for at least one line, and the same phase shift amount data is output at the same pixel position of each line, thereby reducing the load on the external circuit. can do. Furthermore, by giving different phase data for each line from the outside, the phase shift can be controlled flexibly.
(5) For example, the same correction can always be performed for each line so as to correct the scanning unevenness caused by the characteristics of the scanning lens. Furthermore, it is possible to cope with corrections that change for each line such as uneven rotation of the polygon mirror.
(6) A pixel clock is generated with a simple configuration, and similarly, a pulse modulation signal that follows the pixel clock at high speed is generated with a simple configuration to modulate the light output of a laser light source or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a pixel clock and pulse modulation signal generation device of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of an output image of a pixel clock according to the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram of an output image of a pulse modulation signal according to the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram of a relationship between a pixel clock and a pulse modulation signal according to the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a pixel clock generation circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a timing diagram for explaining the operation of FIG. 5;
FIG. 7 is another timing diagram for explaining the operation of FIG. 5;
FIG. 8 is a configuration diagram of a pixel clock generation circuit according to a second embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing an input / output correspondence relationship of the phase data decoding circuit of FIG. 8;
FIG. 10 is a configuration diagram of a pixel clock generation circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram of a pixel clock generation circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a configuration diagram of a pixel clock generation circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a configuration diagram of a pixel clock generating circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a configuration diagram of a pixel clock generation circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
15 is a diagram illustrating a configuration example of a clock generation circuit in FIG. 14;
16 is a diagram illustrating another configuration example of the clock generation circuit in FIG. 14;
17 is a diagram illustrating a configuration example of a control signal generation circuit in FIG. 14;
18 is a truth table of the multiplexer of FIG.
FIG. 19 is a correspondence table between phase shift amounts and phase data in the seventh embodiment shown in FIG. 14;
20 is a truth table of the control data generation circuit of FIG.
FIG. 21 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 14;
FIG. 22 is a configuration diagram of a pixel clock generation circuit according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a configuration diagram of
FIG. 24 is a diagram showing a dot image of a conventional pulse width modulation signal.
FIG. 25 is a diagram showing a dot image of a conventional pulse width modulation signal.
FIG. 26 is a diagram similarly showing a dot image of a conventional pulse width modulation signal.
FIG. 27 is a diagram showing a specific example of a dot image of a pulse modulation signal according to the present invention.
FIG. 28 is a diagram showing an example of a look-up table (LUT) used in the modulation data generation circuit of the present invention.
FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration example of a decoder used in the modulation data generation circuit of the present invention.
FIG. 30 is a diagram showing an embodiment of a shift register used in the serial modulation signal generation circuit of the present invention.
FIG. 31 is a diagram illustrating a specific configuration example of a shift register.
FIG. 32 is a diagram illustrating another specific configuration example of the shift register.
FIG. 33 is an overall configuration diagram of an embodiment of a high-frequency clock generation circuit, a modulation data generation circuit, and a serial modulation signal generation circuit according to the present invention.
FIG. 34 is a diagram illustrating an example of a multi-stage shift register configuration used in a serial modulation signal generation circuit.
FIG. 35 is a diagram showing another embodiment of a multi-stage shift register configuration.
FIG. 36 is a diagram showing still another embodiment of a multi-stage shift register configuration.
FIG. 37 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 36;
FIG. 38 is a diagram showing an embodiment using a plurality of lookup tables used in a modulation data generation circuit.
FIG. 39 is a diagram illustrating another embodiment using multiple look-up tables.
FIG. 40 is a diagram illustrating an example of changing an output pulse train.
FIG. 41 is a diagram illustrating another embodiment of changing the output pulse train.
FIG. 42 is a diagram illustrating still another embodiment of changing the output pulse train.
FIG. 43 is a diagram illustrating a configuration example of an inversion clock generation circuit used in the high-frequency clock generation circuit.
FIG. 44 is a diagram showing a specific configuration example of a multiphase clock generation circuit used in the high frequency clock generation circuit.
FIG. 45 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 44;
FIG. 46 is a diagram illustrating an example of a delay amount control unit used in another multiphase clock generation circuit.
47 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 46. FIG.
48 is a diagram illustrating a specific configuration example of a delay amount control unit in FIG. 46;
49 is a diagram illustrating an example of a multi-phase clock generation circuit using the delay amount control unit of FIG. 46. FIG.
FIG. 50 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 49;
FIG. 51 is a diagram showing another embodiment of a multiphase clock generation circuit.
FIG. 52 is an overall configuration diagram of an embodiment of a semiconductor laser modulation device, an optical scanning device, and an image forming device to which the pixel clock and pulse modulation signal generation device of the present invention is applied.
FIG. 53 is a conceptual diagram of one embodiment of a pulse modulation signal generation circuit used for multi-beam scanning.
FIG. 54 is an overall configuration diagram of a multi-beam scanning device used in the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 55 is a configuration diagram of a two-channel semiconductor laser array.
FIG. 56 is an exploded configuration diagram of a light source unit of the multi-beam scanning device.
FIG. 57 is an exploded configuration diagram of another light source unit of the multi-beam scanning device.
58 is a diagram showing a beam spot arrangement in the light source unit of FIGS. 56 and 57. FIG.
FIG. 59 is an exploded configuration diagram of still another light source unit of the multi-beam scanning device.
FIG. 60 is a block diagram of a 4-channel semiconductor laser array.
FIG. 61 is a diagram showing a state in which the multi-beam scanning device is mounted on an optical housing.
FIG. 62 is a diagram illustrating an example of an image forming apparatus equipped with an optical scanning device.
FIG. 63 is a diagram illustrating a general configuration of a conventional image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
10 High-frequency clock generation circuit
11 Pixel clock generation circuit
12 Modulation data generation circuit
13 Serial modulation signal generation circuit
111 counter
112 Comparison circuit
113 Pixel clock control circuit
114 Phase data decoding circuit
115 Phase data storage circuit
116 Phase data synthesis circuit
112, 124 transition detection circuit
122, 125 Control signal generation circuit
123, 126 Clock generation circuit
127 multiplexer
128 Control data generation circuit
129 Status signal generation circuit
130 Select signal generation circuit
131 Phase data storage circuit
132 Phase data synthesis circuit
1210 registers
1220 Look-up table
1230 decoder
1240 Selection circuit
1300 Shift register
200 Laser optical system
211,212 Sensor
220 dot misalignment detection / control unit
230 High-frequency clock generator
240 pixel clock generator
250 Image processing unit
260 Laser drive signal generator
270 Laser drive unit
Claims (33)
前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの位相シフト量を示す位相データとに基づいて画素クロックの周期を変化させる画素クロック生成手段と、
画像データに対応した所望のビットパターンを表す変調データを前記画素クロックに同期して入力し、前記高周波クロックに基づいてシリアルパルス列のパルス変調信号を出力するシリアル変調信号生成手段とを備え、
前記画素クロック生成手段は、
画素クロックの位相シフト量を示す位相データと画素クロックの状態を示す状態信号から第1制御データ、第2制御データを生成する制御データ生成手段と、
前記高周波クロックの第1の変化点と前記第1制御データに基づいて遷移タイミングが制御された第1クロックを生成する第1クロック生成手段と、
前記高周波クロックの第2の変化点と前記第2制御データに基づいて前記第1クロックとは異なる遷移タイミングが制御された第2クロックを生成する第2クロック生成手段と、
前記第1クロックと前記第2クロックを前記位相データにしたがって選択し、画素クロックとして出力するクロック選択手段と、
を有することを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。High-frequency clock generation means for generating a high-frequency clock;
Pixel clock generation means for changing the period of the pixel clock based on the high frequency clock output from the high frequency clock generation means and phase data indicating the phase shift amount of the pixel clock;
Serial modulation signal generation means for inputting modulation data representing a desired bit pattern corresponding to image data in synchronization with the pixel clock, and outputting a pulse modulation signal of a serial pulse train based on the high frequency clock,
The pixel clock generation means includes
Control data generating means for generating first control data and second control data from phase data indicating the phase shift amount of the pixel clock and a state signal indicating the state of the pixel clock;
First clock generation means for generating a first clock whose transition timing is controlled based on the first change point of the high-frequency clock and the first control data;
Second clock generating means for generating a second clock in which a transition timing different from the first clock is controlled based on the second change point of the high-frequency clock and the second control data;
Clock selection means for selecting the first clock and the second clock according to the phase data and outputting as a pixel clock;
A device for generating a pixel clock and pulse modulation signal, comprising:
前記高周波クロック生成手段から出力される高周波クロックと画素クロックの位相シフト量を示す位相データとに基づいて画素クロックの周期を変化させる画素クロック生成手段と、
画像データを入力し、その画像データにより所望ビットパターンを表す変調データを生成する変調データ生成手段と、
前記変調データを前記画素クロックに同期して入力し、前記高周波クロックに基づいてシリアルパルス列のパルス変調信号を出力するシリアル変調信号生成手段とを備え、
前記画素クロック生成手段は、
画素クロックの位相シフト量を示す位相データと画素クロックの状態を示す状態信号から第1制御データ、第2制御データを生成する制御データ生成手段と、
前記高周波クロックの第1の変化点と前記第1制御データに基づいて遷移タイミングが制御された第1クロックを生成する第1クロック生成手段と、
前記高周波クロックの第2の変化点と前記第2制御データに基づいて前記第1クロックとは異なる遷移タイミングが制御された第2クロックを生成する第2クロック生成手段と、
前記第1クロックと前記第2クロックを前記位相データにしたがって選択し、画素クロックとして出力するクロック選択手段と、
を有することを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。High-frequency clock generation means for generating a high-frequency clock;
Pixel clock generation means for changing the period of the pixel clock based on the high frequency clock output from the high frequency clock generation means and phase data indicating the phase shift amount of the pixel clock;
Modulation data generation means for inputting image data and generating modulation data representing a desired bit pattern from the image data;
Serial modulation signal generation means for inputting the modulation data in synchronization with the pixel clock and outputting a pulse modulation signal of a serial pulse train based on the high frequency clock,
The pixel clock generation means includes
Control data generating means for generating first control data and second control data from phase data indicating the phase shift amount of the pixel clock and a state signal indicating the state of the pixel clock;
First clock generation means for generating a first clock whose transition timing is controlled based on the first change point of the high-frequency clock and the first control data;
Second clock generating means for generating a second clock in which a transition timing different from the first clock is controlled based on the second change point of the high-frequency clock and the second control data;
Clock selection means for selecting the first clock and the second clock according to the phase data and outputting as a pixel clock;
A device for generating a pixel clock and pulse modulation signal, comprising:
前記画素クロックの遷移タイミングは前記高周波クロックの遷移に同期していることを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。The pixel clock and pulse modulation signal generation device according to claim 1 or 2,
The pixel clock transition timing is synchronized with the high-frequency clock transition timing.
前記画素クロック生成手段は前記画素クロックの周期を前記高周波クロックの1/2クロックステップで変化させることを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。The pixel clock and pulse modulation signal generation device according to claim 1 or 2,
The pixel clock generation means changes the period of the pixel clock in a 1/2 clock step of the high-frequency clock.
前記変調データ生成手段は変調データを構成するビット数を可変とすることを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。The pixel clock and pulse modulation signal generation device according to claim 2,
The pixel clock and pulse modulation signal generation device, wherein the modulation data generation means makes the number of bits constituting the modulation data variable.
前記画素クロックの遷移タイミングは前記高周波クロックの遷移に同期しており、
前記変調データ生成手段は変調データを構成するビット数を可変とする、
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。The pixel clock and pulse modulation signal generation device according to claim 2,
The transition timing of the pixel clock is synchronized with the transition of the high frequency clock,
The modulation data generating means makes the number of bits constituting the modulation data variable;
A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記画素クロック生成手段は前記画素クロックの周期を前記高周波クロックの1/2クロックステップで変化させ、
前記変調データ生成手段は変調データを構成するビット数を可変とする、
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。The pixel clock and pulse modulation signal generation device according to claim 2,
The pixel clock generation means changes the period of the pixel clock in a half clock step of the high frequency clock,
The modulation data generating means makes the number of bits constituting the modulation data variable;
A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記変調データ生成手段は、前記画素クロックの位相シフト量を示す位相データに基づいて変調データを構成するビット数を可変とすることを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。The pixel clock and pulse modulation signal generation device, wherein the modulation data generation means varies the number of bits constituting the modulation data based on phase data indicating a phase shift amount of the pixel clock.
前記第1クロック生成手段は、前記第1クロックの遷移を検出する第1検出手段と、前記第1検出手段からの出力と前記第1制御データに基づいて第1制御信号を生成する第1制御信号生成手段と、前記第1制御信号に基づいて、高周波クロックの第1変化点タイミングで信号の遷移を行わせ第1クロックとして出力する第1信号遷移手段とで構成される、The first clock generation means generates a first control signal based on a first detection means for detecting a transition of the first clock, an output from the first detection means and the first control data. A signal generation unit; and a first signal transition unit configured to perform a signal transition at a first change point timing of a high-frequency clock based on the first control signal and output the signal as a first clock.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記第2クロック生成手段は、前記第2クロックの遷移を検出する第2検出手段と、前記第2検出手段からの出力と前記第2制御データに基づいて第2制御信号を生成する第2制御信号生成手段と、前記第2制御信号に基づいて、高周波クロックの第2変化点タイミングで信号の遷移を行わせ第2クロックとして出力する第2信号遷移手段とで構成される、The second clock generation means generates second control signals based on second detection means for detecting a transition of the second clock, output from the second detection means and the second control data. A signal generating means; and a second signal transition means for making a signal transition at a second change point timing of the high-frequency clock based on the second control signal and outputting as a second clock.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記第1制御信号生成手段は、高周波クロックの第1変化点でデータをシフトさせるシフトレジスタと前記第1制御データに基づいてデータを選択するマルチプレクサとを有する、The first control signal generation means includes a shift register that shifts data at a first change point of a high-frequency clock, and a multiplexer that selects data based on the first control data.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記第2制御信号生成手段は、高周波クロックの第2変化点でデータをシフトさせるシフトレジスタと、前記第2制御データに基づいてデータを選択するマルチプレクサとを有する、The second control signal generation means includes a shift register that shifts data at a second change point of the high-frequency clock, and a multiplexer that selects data based on the second control data.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記画素クロック生成手段は、複数の位相データを記憶し、画素クロックに同期して順次読み出し、前記制御データ生成手段へ与える位相データ記憶手段を有する、The pixel clock generation unit has a phase data storage unit that stores a plurality of phase data, sequentially reads out in synchronization with the pixel clock, and supplies the phase data to the control data generation unit.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記画素クロック生成手段は、複数の第1の位相データを記憶し、画素クロックに同期して順次読み出す位相データ記憶手段と、第2の位相データと前記位相データ記憶手段から読み出される第1の位相データを合成して前記制御データ生成手段へ与える位相データ合成手段を有する、The pixel clock generation means stores a plurality of first phase data, sequentially reads out in synchronization with the pixel clock, second phase data, and first phase read out from the phase data storage means. Having phase data synthesizing means for synthesizing data and giving it to the control data generating means;
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記位相データ記憶手段は、あらかじめ1ライン分の位相データを記憶し、ラインを走査するたびに、画素クロックに同期して順次読み出す、
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。 The pixel clock and pulse modulation signal generation device according to claim 13 or 14,
The phase data storage means stores phase data for one line in advance, and sequentially reads out in synchronization with the pixel clock every time the line is scanned.
A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal .
前記位相データ記憶手段は、あらかじめ1ライン分の第1の位相データを記憶し、ラインを走査するたびに、画素クロックに同期して順次読み出し、前記位相データ合成手段は、ライン毎に外部から与えられる第2の位相データと、前記ラインを走査するたびに前記位相データ記憶手段から順次読み出される第1の位相データとを合成する、The phase data storage means stores the first phase data for one line in advance, and sequentially reads out in synchronization with the pixel clock every time the line is scanned. Combining the second phase data and the first phase data sequentially read from the phase data storage means each time the line is scanned.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記変調データ生成手段は、画像データに対応した変調データを記憶するルックアップテーブルで構成され、入力された画像データに基づき対応する変調データを前記ルックアップテーブルから読み出す、The modulation data generation means is configured by a lookup table that stores modulation data corresponding to image data, and reads the corresponding modulation data from the lookup table based on the input image data.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記ルックアップテーブルは複数で構成され、入力された画像データに基づきルックアップテーブルを切り替えて変調データを読み出す、The look-up table is composed of a plurality, and the modulation data is read by switching the look-up table based on the input image data.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
複数のルックアップテーブルは、それぞれ変調データのビット長が異なる、Multiple look-up tables have different bit lengths of modulated data,
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
複数のルックアップテーブルは、それぞれ変調データのビット長が異なる複数のルックアップテーブルから構成される第1の組と、該第1の組に対応する同一構成の複数のルックアップテーブルから構成される第2の組からなる、The plurality of look-up tables are composed of a first set composed of a plurality of look-up tables each having a different bit length of modulation data, and a plurality of look-up tables having the same configuration corresponding to the first set. Consisting of the second set,
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記変調データ生成手段は、画像データをデコードして変調データを生成するデコーダで構成される、The modulation data generation means is composed of a decoder that decodes image data to generate modulation data.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記シリアル変調信号生成手段はシフトレジスタで構成され、入力された変調データをロードし、高周波クロックに基づいてシリアルパルス列に変換する、The serial modulation signal generating means is composed of a shift register, loads input modulation data, and converts it into a serial pulse train based on a high frequency clock.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記シリアル変調信号生成手段は、複数段のシフトレジスタと、前記複数段のシフトレジスタの出力を選択するマルチプレクサを有する、The serial modulation signal generating means includes a plurality of stages of shift registers and a multiplexer that selects the outputs of the plurality of stages of shift registers.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
複数段のシフトレジスタは、単一の高周波クロックに基づき動作する、The multistage shift register operates based on a single high-frequency clock.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記シリアル変調信号生成手段は、複数のシフトレジスタの出力パルスの位相を高周波クロックに基づき調整する位相調整部を有する、The serial modulation signal generating means includes a phase adjustment unit that adjusts the phase of output pulses of a plurality of shift registers based on a high-frequency clock.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
複数段のシフトレジスタは、複数の位相の高周波クロックに基づき動作する、The multi-stage shift register operates based on a high-frequency clock having a plurality of phases.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記高周波クロック生成手段は差動型リングオシレータからなるPLL回路で構成され、高周波クロックは、差動型リングオシレータの複数位相を出力することにより、位相の異なる複数クロックからなる、The high-frequency clock generation means is composed of a PLL circuit composed of a differential ring oscillator, and the high-frequency clock is composed of a plurality of clocks having different phases by outputting a plurality of phases of the differential ring oscillator.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記高周波クロック生成手段は基本となるクロックを遅延させる遅延部を有し、高周波クロックは、前記遅延部から出力される位相の異なる複数クロックからなる、The high-frequency clock generation means includes a delay unit that delays a basic clock, and the high-frequency clock includes a plurality of clocks having different phases output from the delay unit.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記高周波クロック生成手段は、前記遅延部における遅延量を制御する遅延量制御部を有する、The high-frequency clock generation unit includes a delay amount control unit that controls a delay amount in the delay unit.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
前記遅延量制御部は、クロックの遅延量を検出する位相差検出部と誤差増幅部から構成されている、The delay amount control unit includes a phase difference detection unit and an error amplification unit that detect a clock delay amount.
ことを特徴とする画素クロック及びパルス変調信号生成装置。A device for generating a pixel clock and a pulse modulation signal.
請求項1乃至30のいずれか1項記載の画素クロック及びパルス変調信号生成装置を具備し、それから出力されるパルス変調信号に基づいて前記光源から出力される光束を変調する、A pixel clock and a pulse modulation signal generation device according to any one of claims 1 to 30, wherein the light beam output from the light source is modulated based on a pulse modulation signal output therefrom.
ことを特徴とする光学走査装置。An optical scanning device characterized by that.
請求項1乃至30のいずれか1項記載の画素クロック及びパルス変調信号生成装置を具備し、それから出力されるパルス変調信号に基づいて前記光源から出力される光束を変調する、A pixel clock and a pulse modulation signal generation device according to any one of claims 1 to 30, wherein the light beam output from the light source is modulated based on a pulse modulation signal output therefrom.
ことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus.
請求項1乃至30のいずれか1項記載の画素クロック及びパルス変調信号生成装置を具備し、少なくともシリアル変調信号生成手段あるいは変調データ生成手段とシリアル変調信号生成手段との組は、前記光源に対応して複数で構成され、各シリアル変調信号生成手段から出力されるパルス変調信号に基づいて各光源から出力される光束を変調する、31. A pixel clock and pulse modulation signal generation device according to claim 1, comprising at least a serial modulation signal generation means or a combination of modulation data generation means and serial modulation signal generation means corresponding to the light source. And a plurality of components, and modulate the light flux output from each light source based on the pulse modulation signal output from each serial modulation signal generation means,
ことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus.
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