(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号と三角波信号とをレベル比較することによりパルス幅変調された信号を出力するパルス幅変調回路において、
入力信号のレベルに応じて出力レベルを増加又は減少することにより前記三角波信号を発生する手段と、
前記三角波発生手段への前記入力信号として周期的な中断期間を有するクロック信号を供給する手段であって、前記中断期間には、相互に異なるレベルの信号を略等期間前記三角波発生手段に供給するクロック信号発生手段と、を有することを特徴とするパルス幅変調回路。
【請求項２】
前記中断期間は周期的なトリガ信号に前記クロック信号を同期させるための期間であることを特徴とする請求項１記載のパルス幅変調回路。
【請求項３】
請求項２に記載のパルス幅変調回路を用いる画像形成装置において、
パルス幅変調された信号に応答して光ビームを発生する手段と、
前記光ビームで感光体上を走査するための偏向手段と、
前記偏向手段により偏向された光ビームを所定の位置で検出し、前記トリガ信号を発生する手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記クロック信号発生手段は、
前記三角波発生回路へ供給すべきクロック信号の逓数倍の周波数の基本クロックを発生する基本クロック信号発生手段と、
ほぼ周期的な同期トリガ信号を生成する手段と、
前記基本クロック信号と前記同期トリガ信号に基づいて、前記同期トリガ信号に位相同期した同期クロック信号を生成する手段と、
前記同期トリガ信号と前記同期クロック信号とに応答してパルス信号を生成する手段と、
前記同期クロック信号を分周し、前記三角波発生回路へ供給すべきクロック信号として出力する分周手段と、
前記同期トリガ信号に応答して前記分周手段の出力を特定のレベルに固定させ、前記パルス信号に応答して前記分周手段の出力を前記特定のレベルとは異なるレベルに固定させるレベル固定手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載のパルス幅変調回路。
【請求項５】
前記レベル固定手段は、前記分周手段の出力を前記同期クロック信号でラッチして出力クロックとするラッチ回路を備え、
前記同期トリガ信号に応答して前記ラッチ回路をセットして出力を特定のレベルに固定し、
前記パルス信号に応答して、前記ラッチ回路をリセットして出力を前記特定のレベルとは異なるレベルに固定することを特徴とする請求項４記載のパルス幅変調回路。
【請求項６】
パルス幅変調信号に基づいて感光体上を光ビームで走査する走査手段と、前記走査手段により走査される光ビームを所定の位置で検知する検知手段を有する画像記録装置に設けられ、前記パルス幅変調信号を出力するために使用される三角波を発生する三角波発生回路に対して、前記三角波を生成するための三角波クロックを生成するクロック生成回路において、
前記検知手段から出力される検知信号に同期した同期トリガ信号を発生する同期信号発生手段と、
前記同期トリガ信号に同期したクロックを発生する同期クロック発生手段と、
前記同期クロック発生手段から発生されるクロックを分周し、前記三角波クロックとして出力する分周手段と、
前記分周手段に対してロードパスルを出力するロードパルス発生手段と、
を有し、前記クロック発生手段は、前記同期トリガ信号の発生に同期して所定時間同期クロックの発生を停止し、
前記ロードパルス発生手段は、前記同期クロックの停止後の前記三角波クロックの信号レベルがハイ及びローの期間が略等期間になるように再発生後の同期クロックと前記同期トリガ信号とに基づいて前記ロードパルスを発生することを特徴とするクロック生成回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、中間調記録可能なレーザビームプリンタ等で用いられ、アナログ信号と三角波とを比較してパルス幅変調信号を発生するパルス幅変調回路及びそれに用いられるクロック生成回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
三角波発生回路の一例を図２に示す。
【０００３】
図２においてＣ２１，Ｃ２２は入力クロックの直流成分をカットするためのコンデンサ、Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４はトランジスタＱ２１，Ｑ２２のベースに適当な振幅のクロックが入力されるようにするための抵抗、Ｑ２３はハイインピーダンス入力の出力バッファである。
【０００４】
同図において、適当な振幅の矩形波クロックが入力端子から入力されると、トランジスタＱ２１，Ｑ２２は交互にオン／オフ動作を繰り返し、その結果コンデンサＣ２３チャージ／ディスチャージされ、三角波が発生する。
【０００５】
この様子を図３のタイミングチャートに示す。
【０００６】
すなわち、入力クロックがハイの状態ではＱ２１がオフ、Ｑ２２がオンして、Ｃ２３の電荷を抵抗Ｒ２５を介してディスチャージし、逆に入力クロックがローの状態ではＱ２１がオン、Ｑ２２がオフして、Ｃ２３に電荷をチャージする。
【０００７】
矩形波入力クロックのデューティがちょうど５０％であれば、安定した三角波が連続して得られる。
【０００８】
レーザビームプリンタでは、ポリゴンミラーの各面の微小なバラツキ等があっても、正常に画像を形成できるように、各スキャンの始めにレーザー光の検知センサを置き、その検知出力（ビームディテクト信号）に、画像データをパルス幅変調する際に用いる三角波の発生や画像データの出力のためのクロックの位相を同期させている。これにより、高画質の画像出力を達成している。
【０００９】
したがって、このスキャン毎のクロック位相同期のため、三角波発生のためのクロックに周期的に不連続（中断期間）が生じる。
【００１０】
従来、このクロックの中断期間では、次のスキャンのクロックの位相が定まるまでの間、三角波クロックはその直前の状態（ハイかロー）を保持するか、またはあらかじめ定められたハイ／ローのどちらかの状態に固定されるのが一般的であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では、クロックが中断している間、三角波が大きな直流成分を含んでしまい、安定したレベルに達するするまでに比較的長い時間がかかる。
【００１２】
このため、クロックの中断区間から画像形成領域までの時間が機構上の都合で短い画像形成装置の場合、画像形成領域の先端において必要なパルスが得られず画像が形成されなかったり、あるいは逆に不必要なパルスが出てカブリを生じてしまう、という問題があった。
【００１３】
この三角波のレベル変動の一例を図７に示す。
【００１４】
本発明の目的は、光ビームを検知するセンサ出力にクロックを同期させる際に生じるクロックの中断があっても発生される三角波のレベル変動を防止し、安定したパルス幅変調信号を発生可能なパルス幅変調回路及びそれに使用するクロック生成回路を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のパルス幅変調回路は、アナログ信号と三角波信号とをレベル比較することによりパルス幅変調された信号を出力するパルス幅変調回路において、入力信号のレベルに応じて出力レベルを増加又は減少することにより前記三角波信号を発生する手段と、前記三角波発生手段への前記入力信号として周期的な中断期間を有するクロック信号を供給する手段であって、前記中断期間には、相互に異なるレベルの信号を略等期間前記三角波発生手段に供給するクロック信号発生手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のクロック生成回路は、パルス幅変調信号に基づいて感光体上を光ビームで走査する走査手段と、前記走査手段により走査される光ビームを所定の位置で検知する検知手段を有する画像記録装置に設けられ、前記パルス幅変調信号を出力するために使用される三角波を発生する三角波発生回路に対して、前記三角波を生成するための三角波クロックを生成するクロック生成回路において、前記検知手段から出力される検知信号に同期した同期トリガ信号を発生する同期信号発生手段と、前記同期トリガ信号に同期したクロックを発生する同期クロック発生手段と、前記同期クロック発生手段から発生されるクロックを分周し、前記三角波クロックとして出力する分周手段と、前記分周手段に対してロードパスルを出力するロードパルス発生手段と、を有し、前記クロック発生手段は、前記同期トリガ信号の発生に同期して所定時間同期クロックの発生を停止し、前記ロードパルス発生手段は、前記同期クロックの停止後の前記三角波クロックの信号レベルがハイ及びローの期間が略等期間になるように再発生後の同期クロックと前記同期トリガ信号とに基づいて前記ロードパルスを発生することを特徴とする。
【００１９】
【実施例】
本発明は、例えばデジタル複写機、レーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の、レーザー光をポリゴンミラーの回転によりスキャンして感光ドラム上に画像を形成する画像形成装置に好適に適用される。かかる装置の概要を図６に示す。
【００２０】
同図において、４１は回転するポリゴンミラー、４２はレーザーユニットで、ここから出たレーザー光は回転するポリゴンミラーによりスキャンされて、感光ドラム４６へと導かれる。
【００２１】
また、図６において、４３はレンズ等の光学系、４４は毎スキャンの先頭でビームを検知するためのセンサ、４５はセンサへレーザー光を導くミラーである。
【００２２】
このような装置において、センサ４４によって検知された信号に同期してレーザユニット４２からのレーザ光を画像信号で変調することにより、感光ドラム４６上に静電潜像を形成し、図示しない現像器、転写器等により記録紙上に像形成が行われる。
【００２３】
かかる電子写真方式では、一般にレーザ強度を制御することによる中間調再現が困難であるため、前記レーザユニット４２には画像データによりパルス幅変調された信号を供給する方法が用いられる。
【００２４】
そのためのパルス幅変調装置は図４に示される。
【００２５】
同図において、３０はセンサ４４による検出信号に同期したクロック信号を発生する回路、３１はデジタルデータ入力をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ、３２は三角発生回路、３３はアナログ信号と三角波を比較し、パルス幅変調を行うコンパレータである。
【００２６】
このパルス幅変調回路の動作の様子を図５に示す。
【００２７】
デジタルデータ入力（この例では８ビット）の変化に伴って、出力のパルス幅が変化しているのがわかる。
【００２８】
本実施例では、クロック信号発生回路３０からの出力を制御することにより、従来技術（図２）で説明した様な三角波発生回路３２からの不所望な三角波が発生されることを防止している。
【００２９】
本実施例のクロック生成回路３０のブロック図を図１に示す。
【００３０】
同図において、１は三角波クロックの２倍の周波数の水晶発振器、２はビームディテクト信号（センサ４４の出力）から同期トリガ信号を生成する同期トリガ信号生成回路、３は水晶発振器からのクロックを同期トリガ信号に同期したクロックに変換するクロック同期回路、４は同期トリガ信号と同期クロックから分周回路のロードパルスを生成するロードパルス生成回路、５は同期クロックを分周して三角波クロックを生成する分周回路である。
【００３１】
本実施例のさらに詳しい回路ブロック図を図８に示す。
【００３２】
同図に示すように、上記同期パルス生成回路はディレイラインとインバータとＮＡＮＤゲートとから、上記ロードパルス生成回路はＤフリップフロップ４個から、上記分周回路はＡＮＤゲートとＤフリップフロップとから、それぞれ構成されている。
【００３３】
なお、本実施例では同期トリガ信号からロードパルスを生成するようにしているが、ビームディテクト信号から生成するようにもできる。
【００３４】
また、上記クロック同期回路３には様々なタイプのものがあるが、ここではその中身は問わない。
【００３５】
本実施例のクロック生成回路の動作を、図９のタイミングチャートを用いて説明する。
【００３６】
同図に示すように、ビームディテクト信号の立ち上がりで同期トリガ信号が作られ、それによって同期クロックが一旦停止し、同期トリガ信号の立ち上がりから一定時間Ｔ１おいて再び同期クロックがスタートする。そして、三角波発生回路３２へのクロック（三角波クロック）の中断期間Ｔにおいて、上記期間Ｔ１では出力はハイレベルとなり、その後の期間Ｔ２ではローレベルとなる。期間Ｔ１と期間Ｔ２は略等期間となる様にロードパルス生成回路４のローフリップフロップの段数が決められている。
【００３７】
本実施例では期間Ｔ２の後、三角波クロックは低レベルから再開するのでＴ１≒Ｔ２＋Ｔ３／２（Ｔ３は三角波クロックの周期）となる様に設定している。Ｔ１とＴ２の差は好適には三角波クロックの１周期以下に定められる。
【００３８】
また、同期トリガ信号と再スタートした同期クロックからロードパルスが作られ分周器５へ供給される。
【００３９】
分周器は同期トリガ信号によりプリセットされるので、まず三角波クロックはハイになり、続いてロードパルスとクロックによりローになる。
【００４０】
その結果、得られる三角波は直流成分の変動の少ないものになる。
【００４１】
図７の場合と比較してみると、三角波が安定レベルに達するまでの時間が大幅に短縮されているのがわかる。
【００４２】
ここで、上記同期トリガ信号、上記ロードパルスの各タイミングで、三角波クロックのレベルをハイ／ローどちらに固定するべきかという問題がある。
【００４３】
どちらに固定しても三角波が安定レベルに達するまでの時間は短縮されるが、特にビームディテクト信号から画像形成領域までの時間が機構上の都合で短い画像形成装置の場合は、画像形成領域の先端で余計なパルスが出ないように設定することが望ましい。
【００４４】
本実施例の場合、三角波の直流レベルを上げるとパルスが出なくなるわけであるから、まず画像形成領域から遠い方の同期トリガ信号のタイミングでは三角波クロックのレベルをハイ（すなわち三角波の直流レベルが下がる方向）に設定し、画像形成領域に近い方のロードパルスのタイミングでは、逆に三角波クロックをロー（すなわち三角波の直流レベルを上げる方向）に設定している。
【００４５】
（他の実施例）
本発明の他の実施例のクロック生成回路の回路ブロック図を図１０に示す。
【００４６】
同図からわかるように、本実施例は分周器８１の後にラッチ８３を設け、それを同期トリガ信号のタイミングでセット、クリアパルス生成回路８２で作られるクリアパルスでクリアすることで、上記実施例と同様な効果を得るものである。
【００４７】
本実施例のクロック生成装置の動作を、図１１のタイミングチャートを用いて説明する。
【００４８】
前述の実施例と同様に、ビームディテクト信号から同期トリガ信号が作られ、それに同期したクロックがクロック同期回路から出力される。
【００４９】
分周回路は同期クロックを単純に分周し、分周クロックを出力する。
【００５０】
一方、同期トリガ信号から、フリップフロップ３個により図１１に示すようなクリアパルスが作られる。
【００５１】
ラッチは同期クロックを用いて分周クロックをラッチしていくが、クロック同期区間ではまず同期トリガ信号でプリセットされ、次にクリアパルスによりクリアされて、図１１に示すような三角波クロックを出力する。
【００５２】
この三角波クロックから作られる三角波を見ると、前述の実施例と同様に、直流成分の変動が小さく抑えられていることがわかる。
【００５３】
本実施例でも期間Ｔ１に応じてクリアパルス生成回路のＤ−フリップフロップの後段に更にＤ−フリップフロップを設けることによりＴ１とＴ２を略等時間とする。実際にはＴ１≒Ｔ２＋Ｔ３／２とする点も前述の実施例と同様であり、Ｔ１とＴ２の差は好適には三角波クロックの１周期以下とする点も同様である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、三角波発生回路に入力すべきクロック信号が一時的に中断しても、迅速に三角波信号を適正な波形に復帰させることができ、安定したパルス幅変調信号を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のクロック発生回路の概要を示すブロック図
【図２】三角波発生回路の回路図
【図３】三角波発生回路の入力クロックと三角波出力のタイミングチャート
【図４】パルス幅変調回路のブロック図
【図５】パルス幅変調回路の各部における信号のタイミングチャート
【図６】レーザープリンタの画像形成装置の概要を示す図
【図７】従来例の三角波発生回路の動作を示すタイミングチャート
【図８】実施例１のクロック発生回路の回路ブロック図
【図９】実施例１のクロック発生回路の動作を示すタイミングチャート
【図１０】実施例２のクロック発生回路の回路ブロック図
【図１１】実施例２のクロック発生回路の動作を示すタイミングチャート
【符号の説明】
１  水晶発振器
２  同期トリガ信号生成回路
３  クロック同期回路
４  ロードパルス生成回路
５  分周回路
３１  Ｄ／Ａコンバータ
３２  三角波発生回路
３３  コンパレータ
４１  ポリゴンミラー
４２  半導体レーザ
４４  ビーム検出器
８１  分周器
８２  クリアパルス生成回路
８３  ラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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