JPH0712193B2

JPH0712193B2 - 光走査装置における変調信号発生方法

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Publication number: JPH0712193B2
Application number: JP61149191A
Authority: JP
Inventors: 和之島田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: JPS635662A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、光走査装置における変調信号発生方法に関す
る。

（従来技術）変調信号により変調された光ビームを偏向手段、例えば
回転多面鏡等により偏向させ、感光性の記録媒体、例え
ば光導電性の感光体等に走査を行って光書込する光走査
装置は、光プリンター等に関連して良く知られている。

光書込の方式には、光ビームで露光された部分が可視化
されるネガ−ポジ方式と、光ビームに露光されない部分
が可視化されるポジ−ポジ方式とがある。

かかる光走査装置に関連して、文字の太り、細りの問題
がある。文字の太りというのは、ネガ−ポジ方式の光書
込で、文字の書込を行う場合に、書き込まれた文字の可
視像が、本来意図している文字に比して太字化される現
象である。また、文字の細りというのは、ポジ−ポジ方
式の光書込で書込まれ、可視化された文字が、意図され
た文字に比して細文化される現象である。

文字の太りは、記録可視画像において細線が太くなるこ
とを意味するし、文字の細りは、逆に、記録可視画像
で、ある程度以下の太さの細線が切れたり、消えたりす
る場合があることを意味し、従って、文字の太りにせよ
細りにせよ、記録可視画像における細線の再現性を悪く
するのである。

従来、このような文字の太り，細りを解消する方法とし
て、変調信号の幅を変える方法が知られている（特開昭
56-8112号公報）。

しかし、この従来技術は、ワンショット回路を用いてい
るため、環境変動に影響されやすい。

一方、光走査に高価なｆθレンズを用いずに、画素クロ
ックの周期を変えることで、走査の等速性を実現する走
査方式が提案されている（特開昭58-87965号公報）。

ここに、ｆθレンズを用いずに、画素クロックの周期を
変えることで、走査の等速性を実現するとは以下の如き
意味である。

即ち、ｆθレベルには、周知の如く、記録媒体上におけ
る光スポット（等角速度的な偏向光ビームを集光させた
もの）の移動を等速化する機能があり、この機能をｆθ
機能と称する。

ｆθレンズを用いない場合には、光スポットの移動速度
は、記録媒体上で一定とならず、偏向光ビームを光スポ
ットとして集光させるレンズの特性に応じ、光スポット
の位置に応じて変化する。即ち、上記レンズの特性に応
じて、光スポットの速度の、光スポットの位置に対する
関数関係が定まる。

このように、光スポットの移動速度が記録媒体上で一定
とならない光走査を、非等速的な光走査という。

光走査が非等速的である場合には、画素クロックの周期
が一定であると、光スポットの移動速度が大きいところ
では１画素当たりにつき記録媒体を走査する距離が大き
くなり、逆に、光スポットの移動速度が小さいところで
は、１画素当たりにつき記録媒体を走査する距離が小さ
くなるため、光スポットの移動速度の変化に応じて、１
画素当たりにつき記録媒体を走査する距離が変化するこ
とになる。

そこで、光スポットの移動速度が大きいところでは、画
素クロックの周期を小さくし、光スポットの移動速度が
小さいところでは上記周期を大きくすることにより、光
スポットの移動速度の変動に拘らず、１画素当たりにつ
き光スポットが記録媒体を走査する距離を実質的に一定
にすることができる。

このように、画素クロックの周期を変えることにより、
１画素当たりにつき光スポットが記録媒体を走査する距
離を実質的に一定にすることが、光走査が非等速性を補
正することであり、ｆθレンズを用いずに、画素クロッ
クの周期を変えることで、走査の等速性を実現するとい
うことである。

ところで、前記特開昭56-8112号公報の技術は、変調信
号の変更幅を一律としており、ｆθレンズを用いる等速
走査では問題ないが、この技術を上記特開昭58-87965号
公報記載の走査方式に適用すると、画素におけるデュー
ティ比の変動幅が大きくなるという問題が生じる。

画素におけるデューティ比とは、光走査の１画素内にお
いて光源をオンする時間：τと、当該画素の大きさを規
定する画素クロックの周期との比：τ/Tの比であり、一
般に設計条件として所望の値（通常、50〜70％）に設定
されるが、特開昭58-87965号公報の発明では、τが一定
であるため、画素クロックの周期:Tが変化する場合に適
用すると、τ/Tは周期:Tに応じて大きく変動してしまう
のである。

（目的）本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とするところは、ｆθ機能を持たないレン
ズを用い、画素クロックの周期を変えることで光走査の
非等速性を補正する光走査装置において、画素クロック
の周期の変化に拘らず、画素におけるデユーティ比を略
一定にすることができ、且つ、環境変動に影響されにく
く、簡単な構成の装置で低コストに実現できる。新規な
変調信号発生方法の提供にある。

（構成）以下、本発明を説明する。

本発明は、変調信号により変調された光ビームを回転多
面鏡やホロスキャナー等の偏向手段により偏向させ、ｆ
θレンズのような特殊なレンズを用いずに、非等速的な
光走査を行い、光走査の非等速性を画素クロックの周期
を変化させて補正しつつ、光導電性の感光体等、感光性
の記録媒体に光走査を行う光走査装置において、画素デ
ータを発生させる方法である。

画素クロックの周期は、光走査の非等速性に拘らず、書
込まれる画素の大きさが、書込まれる位置に拘らず略一
定となるように変化させられる。

即ち、光走査の走査速度の大きい部分では画素クロック
の周期は短くなり、走査速度の小さいところでは、画素
クロックの周期は長くなる。なお、画素クロックのデュ
ーティ比は略50％で変化せず、一定である。

さて、本明細書中においては、変調信号発生方法とし
て、２種の発明が提案される。これら２種の発明は、上
に述べた目的において共通し、構成も、その主要部を共
通にしている。

両発明とも、第１および第２のフリップフロップを用い
る。

第１種の発明においては、画素クロックにより転送され
る画素データを、第１のフリップフロップにより画素デ
ータに同期させ、さらに、第２のフリップフロップによ
って、画素クロックの半クロック分だけ遅延させる。

そして、第１のフリップフロップの出力と、第２のフリ
ップフロップの出力とで論理積がとられ、その結果が変
調信号とされる。

第２種の発明でも、画素データは、第１のフリップフロ
ップにより画素クロックに同期させられ、さらに、第２
のフリップフロップによって、上記画素クロックの半ク
ロック分だけ遅延させられる。第１のフリップフロップ
の出力は、一方において、遅延素子により、tdだけ遅延
させられる。この時間tdは、遅延素子に設定された遅延
時間であって、Ｏ＜td＜ｔなる条件を満足する。時間ｔ
は、画素クロックのパルス幅である。

遅延素子によりtdだけ遅延された信号は、第２のフリッ
プフロップの出力と論理積をとられ、その結果が変調信
号とされる。

以下、図面を参照しながら具体的に説明する。

第１図（Ａ）は、本発明のうち第１種の発明の１実施例
を示している。

この実施例は、画素データがＬレベル（ロウレベル）に
て、光源を点灯させるような場合である。

画素クロックは、第２図（Ａ）に示すように、パルス幅
ｔ（画素クロックの半クロック分）を有し、第１のフリ
ップフロップ10（第１図）のCK入力に入力するととも
に、インバーター14を介して、反転信号となって第２の
フリップフロップ12のCK入力に入力する。画素クロック
は、第２図に示すように、一定のデューテイ比：略50％
を持つ。画素クロックの半クロック分、即ちパルス幅:t
は、画素クロックのパルスの立上りエッジから立下がり
エッジまでである。

画素クロックは、勿論、その周期が変化するものであ
り、図２においては、図示の簡単のため、一定周期であ
る如く描かれているが、実際には周期は一定でない。

例えば、偏向手段が回転多面鏡で、結像レンズが通常の
レンズであれば、走査領域の中央部にあたる部分で、走
査速度が小さいので、画素クロックの周期は長く、走査
領域両端では走査速度が大きいので、画素クロックの周
期は短くなる。第４図においても同様である。

一方、画素データは、第２図（Ａ）に示すようにＨ（ハ
イ）レベルとＬレベルとを有し、第１図（Ａ）に示すよ
うに、第１のフリップフロップ10のＤ入力に入力する。
これによって、第１のフリップフロップ10のＱ出力は、
画素データを画素クロックに同期させたものとなる。こ
の出力は第２のフリップフロップ12のＤ入力に入力す
る。

第１のフリップフロップ10の出力は、上記Ｑ出力の反
転信号であって、第２図（Ａ）にこれを符号１で示
す。

一方、第２のフリップフロップ12のCK入力には、画素ク
ロックの反転信号、すなわち、画素クロックの180度位
相遅れの信号が入力するから、同フリップフロップ12の
出力は、第２図（Ａ）に符号２で示すように、信号
１を、さらに、画素クロックの半クロック分だけ遅延
させたものとなる。

結局、画素データは第１のフリップフロップ10により画
素クロックに同期させられ（Ｑ出力、信号１）、さら
に、第２のフリップフロップによりｔだけ遅延される
（信号２）。

信号１と２とは、ナンドゲート16へ印加され、ナン
ドゲート16により両者の論理積がとられ、その結果、第
２図（Ａ）に示す如く変調信号が得られる。

この変調信号では、光源は、実際の画素データに比し
て、その終端側で時間ｔだけ早く消灯する。すなわち、
光源の点灯時間は、画素データ長より時間ｔだけ短い。
勿論、時間ｔは、画素クロックの半クロック分の時間で
あり、画素クロックの周期は変化するから、それに応じ
て、時間ｔが変化することは言うまでもない。

第１図（Ｂ）は、本発明における第２種の方法の１実施
例を示している。以下、この実施例を第２図（Ｂ）と対
照させつつ説明する。ただし、繁雑を避けるため、混同
の虞れがないと思われるものについては、第１図（Ｂ）
においても第１図（Ａ）におけると同一の符号を用い、
フリップフロップ10,12の出力は、第２図（Ｂ）にお
いても、１,2とあらわされている。

また、この実施例においても、光源は、画素データのＬ
状態で点灯する。

第１図（Ａ）に示す実施例との差異は、第１のフリップ
フロップ10の１出力１が、遅延素子18に入力し、所
定の遅延時間td（Ｏ＜td＜ｔ）だけ遅延されてナンドゲ
ート16に入力することである。

画素データは、第１のフリップフロップ10により画素ク
ロックと同期され（１,Q出力）、第２のフリップフロ
ップ12により、画素クロック半クロック分（パルス幅
ｔ）だけ遅延させられる（２）、一方、信号１は、
遅延素子18によりtdだけ遅延され、上記信号２と、ナ
ンドゲート16で論理積がとられ、第２図（Ｂ）に示す如
き変調信号が得られる。この変調信号で変調されると、
光源の点灯時間は、画素データ長よりも、Δｔだけ短
い。Δｔ＝ｔ−tdである。tdは一定であるが、時間ｔが
画素クロックの周期に応じて変化するので、Δｔも画素
位置に応じて変化する。

なお、上に説明した２つの実施例では、画素データ構成
の検出は行なわれず、白黒１ドット構成の場合でも、連
続データの場合でも、同じ制御である。

上記実施例は、画素データ入力のＬレベルで光源を点灯
させるような変調信号を発生させる場合であるが、画素
データ入力のＨレベルで光源を点灯させる変調信号を発
生させる場合についての実施例を第３図に示す。混同の
虞れがないと思われるものについては第１図におけると
同一の符号が用いられている。

第３図（Ａ）は第１種の発明の実施例であり、画素デー
タは第１のフリップフロップ10により、画素クロックに
同期させられ、さらに第２のフリップフロップ12によ
り、画素クロックの半クロック分遅延させられる。

第１、第２のフリップフロップのＱ出力は、アンドゲー
ト17で論理積をとられ、その結果が変調信号となる。

この実施例の場合の、各信号を第４図（Ａ）に示す。変
調信号により光源は、画素データのＨレベルに応じて点
灯するが、その点灯時間はデータ長よりも、クロックパ
ルス幅ｔだけ短かい。

第３図（Ｂ）は第２種の発明の実施例である。

第１のフリップフロップ10のＱ出力は、第４図（Ｂ）に
示すように、画素クロックに同期させられた画素データ
であるが、このＱ出力は一方において、フリップフロッ
プ12において、半クロック分だけ遅延される（第４図
（Ｂ）参照）とともに、遅延回路18により、所定の遅延
時間td（Ｏ＜td＜ｔ）だけ遅延され、第２のフリップフ
ロップ12のＱ出力と、アンドゲート17にて論理積をとら
れる。その結果得られる変調信号は、第４図（Ｂ）に示
すように、画素データのＨレベルに応じて光源を点灯さ
せるが、その点灯時間は、データ長よりもΔｔ＝ｔ−td
だけ短かい。上述の実施例では、論理積によって変調信
号を得ているが、論理和によっても同様の変調信号を得
ることができる。

（効果）以上、本発明によれば、光走査装置における新規な変調
信号発生方法を提供できる。

この発明によれば、変調信号により光源がオン／オフす
る境界において、点灯時間がデータ長よりもｔ（第１種
の発明）もしくはｔ−td（第２種の発明）だけ短かくな
り、従って、画素クロックの１周期をＴとすれば、白黒
１ドットごとの画素データの場合は、点灯時間は、Ｔ−
ｔもしくはＴ−ｔ＋tdとなって、ネガ−ポジ方式、ポジ
−ポジ方式とも記録可視画像における細線の再現性が向
上し、文字の太り細りを有効に軽減改良できる。

また、光源の点灯するデータ長がｎ（＞１）ドットの場
合は、点灯時間が、nT−ｔまたはnT−ｔ＋tdとなり、略
ドット分連続に光源を点灯でき、地肌画像の境界部での
再現性、地肌部、黒ベタ部の再現性が、ともに向上す
る。

また、光走査にｆθレベルのような特殊なレベルを用い
ないことによる、光走査の非等速性を補正するために、
画素クロックの周期を変化させるにも拘らず、１画素内
における光源のオン／オフ比を向上させることができ
る。

例えば、白黒１ドット構成の場合、第１種の発明の場
合、変調信号での光源オン／オフ比は、画素クロックの
デューティ比に応じて一定となる。例えば、上記デュー
ティ比が50％であれば、光源のオン／オフ比も50％であ
る。

第２の発明（Ｏ＜td＜ｔ）の場合、画素クロックの周期
が、T₁〜T_nのｎ段階に変化するものとし、各画素クロッ
クのデューティ比が50％、パルス幅が、t_k＝（1/2）T_k
（ｋ＝１〜ｎ）とすると、光源のオン／オフ比は、で与えられる。

仮に、T₁＝400nS,T_n＝600nSで、光源のオン／オフ比略7
0％を実現するとき、td＝96nSとなり、このとき、T₁〜T
_nにおいて、光源のオン／オフ比は70±４％となる。

しかるに、これを従来技術の方式で、一定の遅延時間で
構成した場合、遅延時間は336nSとなり、T₁〜T_nにおい
て、光源のオン／オフ比は70±14％となる。これに比べ
れば明らかなように、本発明では、画素クロックの周期
が変化しても、それに応じて、光源の点灯時間が変化す
るので、光源のオン／オフ比の精度が高くなる。また、
回路構成が簡単であるから低コストで実現でき、環境変
化の影響をうけにくい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す図、第２図は上記実施
例を説明するための図、第３図は本発明の別実施例を示
す図、第４図は上記別実施例を説明するための図であ
る。 10……第１のフリップフロップ、20……第２のフリップ
フロップ、ｔ……画素クロックのパルス幅。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変調信号により変調された光ビームを偏向
させ、ｆθ機能を持たないレンズにより光スポットとし
て感光性の記録媒体上に集光させて光走査を行い、上記レンズがｆθ機能を持たないことによる光スポット
の移動の非等速性の起因する画素の大きさの変化を、光
スポットの位置に応じて画素クロックの周期を変えるこ
とにより補正しつつ、光書込を行う光走査装置におい
て、画素データにもとづき変調信号を発生させる方法で
あって、デューティ比が略50％の画素クロックにより転送される
画素データを、第１のフリップフロップにより上記画素
クロックに同期させ、さらに、第２のフリップフロップ
によって、上記画素クロックの半クロック分（画素クロ
ックのパルスの立上りエッジから立下がりエッジまで）
だけ遅延させ、上記第１のフリップフロップの出力と、上記第２のフリ
ップフロップの出力との論理積を変調信号とすることを
特徴とする、変調信号発生方法。
【請求項２】変調信号により変調された光ビームを偏向
させ、ｆθ機能を持たないレンズにより光スポットとし
て感光性の記録媒体上に集光させて光走査を行い、上記レンズがｆθ機能を持たないことによる光スポット
の移動の非等速性に起因する画素の大きさの変化を、光
スポットの位置に応じて画素クロックの周期を変えるこ
とにより補正しつつ、光書込を行う光走査装置におい
て、画素データにもとづき変調信号を発生させる方法で
あって、デューティ比が略50％の画素クロックにより転送される
画素データを、第１のフリップフロップにより上記画素
クロックに同期させ、さらに、第２のフリップフロップ
によって、上記画素クロックの半クロック分（画素クロ
ックのパルスの立上りエッジから立下がりエッジまで）
だけ遅延させ、上記画素クロックのパルス幅をｔとするとき、遅延時間
tdが、０＜td＜ｔなる条件を満足するように設定された
遅延素子を用い、上記第１のフリップフロップの出力を上記遅延素子でtd
だけ送らせた信号と、上記第２のフリップフロップの出
力との論理積を変調信号とすることを特徴とする、変調
信号発生方法。