JPS6249771A - 光ビ−ム走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は例えばレーザビームプリンタ等のような光ビー
ム走査装置に関する。

［従来の技術］ 近年、画像信号も処理、伝送のし易さからディジタル化
されることが多くなった。ところで、従来中間調画像の
階調再現をディジタルで行なうためには、ディザ法や濃
度パターン法が提案され実用化されている。しかし、い
ずれの場合もその２値化に用いられる閾値マトリックス
が小さいと、十分な階調性が得られず、従って大きなマ
トリックスを用いなければならなかった。しかしながら
、大きなマトリックスを用いると解像力の低下やマトリ
ックスの周期構造によるデキスチャ構造が目立つ等、高
品位に画像再現する事は出来ない。

そこで、高品位な中間調画像と文字、線画の出力を可能
とするものとして、アナログ（階調）ビデオ信号と、そ
のビデオ信号に同期した例えば三角波のパルスとを比較
してパルス幅変調により２値化するパルス幅変調方式が
提案されている。ところでこの方式においては、パルス
幅変調後の２値ビデオ信号を、忠実にレーザ発生装置側
に伝達しないと中間調画像の再生が高品位に出来ないと
いう問題がある。

第２図は上記２値信号が忠実にレーザ発生装置側に到達
しない原因が、水平同期信号を発生させるための回路で
ある場合を説明している。即ち、ビーム検出器５にレー
ザを照射して検出信号を得る場合、ビーム検出器５に照
射されるビームパターンは（ＦＦ）Ｈ（Ｈは１６進表示
である事を示す）である事が望ましい。一方、デジタル
データを２値化回路１により２値化して例えば半導体レ
ーザ４に入力する場合に、前記ビームパターン（ＦＦ）
＋＋を２値データの間に挿入するために、挿入回路（図
の例ではＯＲ回路）３が必要であった。そして、この挿
入回路３のような特別な回路を別個に設けると、２値化
回路ｌが例えばパルス幅変調による二値化の場合、パル
ス幅変調後の２値信号のＯＮ１０　Ｆ　Ｆ時間が微妙に
変化し１画像が忠実に再現出来なくなる恐れがある。こ
の問題は特にパルス幅変調による２値化に限らず、例え
ばディザ法等による２値化においても起こり得る問題で
ある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記従来例の欠点に鑑みてなされたもので、そ
の目的はビーム検出器によるビーム検出機能を保持しつ
つ、２値化された画像データが忠実にレーザに変換され
る光ビーム走査装置を提案する所にある。

［問題点を解決するための手段］ 上記課題を達成するために例えば第１図に示す実施例の
光ビーム走査装置は、２値信号２２を光ビーム２４に変
換して、光ビーム２４を感光体２３上に走査する半導体
レーザ４、光ビーム２４が所定の走査位置に入射した事
を検出するビーム検出器５と、ビーム検出器５に入射さ
れるべきビームパターン（検出される光ビームの論理値
が“１゛である時を黒”とする）を発生させる黒信号発
生回路１１、ビーム検出器５に光ビームが入射されるべ
き時の前後のタイミングである検知タイミングと光ビー
ムが感光体２３上を走査するタイミングである走査タイ
ミングとを発生するＶＥ　（ＶＩＤＥＯＥＮＡＢＬＥ）
　発生回路２１　ト、前記検知タイミングには黒信号２
５を、又前記走査タイミングには階調画像信号２６を夫
々２値化する２値化手段（セレクタ１２、コンパレータ
１４、三角波発生回路１５、Ｄ／Ａ　１３等）等からな
る。

［作用］ 上記構成において、ビーム検出器５によって検出される
べき光ビームの元となる黒信号２５は有効データである
画像信号２６列中に挿入されてから２値化されるので、
前述したように２値化後の画像データが余計な回路に影
響を受ける事なくレーザに変換される。

［実施例コ 以下、添付図面に従って本発明の実施例を更に詳細に説
明する。

第１図は本発明の光ビーム走査装置を２値化回路がパル
ス幅変調による２値化である画像処理装置に適用した場
合の例を説明する為の構成図であり、第５図は、光ビー
ム走査装置がレーザビームプリンタである場合の、その
走査光学系の概略的な斜視図を示す。

〈ビーム検出動作〉 先ず、第５図において、４は半導体レーザであり、入力
される２値データに従ってビームを照射する。半導体レ
ーザ４により変調された光ビームはコリメートレンズ３
０によりコリメートされ回転多面鏡３２によって光偏向
を受ける。偏光された光ビームはｆθレンズと呼ばれる
結像レンズ６により感光ドラム２３上に像を結びビーム
走査を行なう。このビーム走査に際して、光ビームの１
ライン走査の先端をミラー３４により反射させ、ビーム
ディテクタ（検出器）５に光を導く。このビームディテ
クタ５からの検出信号はよく知られているような走査方
向Ｈ（水平方向）の同期信号として用いられる。この信
号がＢＤ倍信号水平同期信号）となる。

従って、このＢＤ倍信号光ビームのライン走査毎に検出
されるもので、ビデオ信号を半導体レーザ４へ送出する
ためのタイミング信号となる。

〈“黒°°信号の挿入〉 第１図に於いて、ディジタルデータ入力部１０は、図示
されないＣＣＤセンサやビデオカメラからのデータをＡ
／Ｄ変換された画像の濃淡情報を持ったデータとしてセ
レクタ１２へ入力する。このディジタルデータ入力部１
０内のデジタルデータは一旦メモリにストアされていて
も構わないし、通信等により外部機器から入力しても良
い。

セレクタ１２への他の入力は黒信号発生回路１１で発生
される“黒パ信号２５である。尚、前述したように論理
値゛ｌ　Ｉ＋を“黒°゛とする。この゛°黒゛信号２５
はビーム検出器５によって検出されるタイミングにレー
ザ上に送出されるデータである。又、２１のＶＥ信号発
生回路は、ビーム検出器５からの水平同期信号（ＢＤ）
４５に同期してマスタクロック発生回路１８からのマス
タクロック４０をカウントとし、画像の感光体２３上で
の有効範囲を決定する。ＶＥ信号発生回路２１からの信
号ＶＥ２０はセレクタ１２の切換信号として使用される
。即ち、第４図に示した様に、信号ＶＥ２０が°゛００
パ合、黒信号発生回路１１の出力信号（黒信号２５）が
ディジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）１３に供
給され、逆に“ｌ′°の場合は、デジタルデータ入力部
１０からのデジタルデータ２６が選択されることになる
。信号ＶＥ２０が°゛０″の時、上述した様に（ＦＦ）
ｕが出力され、この（ＦＦ）ＨがＤ／Ａ変換慕１３でア
ナログ信号に変換されるが、第３図のタイミングチャー
トに示した様に三角波発生回路１５が発生する三角波４
３のどのレベルよりも高い信号レベルであるため、コン
パレータ１４からの出力はレーザ全点灯信号（全て°“
ｌ°′）となる。

次に、信号ＶＥ２０が°１″の時はデジタルデータ入力
部１からのデジタルデータ２６が選択され、Ｄ／Ａ変換
器１２によってアナログ量に変換され、１つ１つの画素
が順次コンパレータ１４に入力される。一方、三角波発
生回路１５からは、ディジタルデータ入力部１０からの
３画素に１回の割合の周期で、三角波のパルス４３が発
生され、コンパレータ１４に入力する。マスタクロック
４０は水平同期（Ｂ　Ｄ）信号５に同期してカウンタ１
７によってカウントダウンされ、カウントダウンされた
クロックは画像クロック４１としてディジタルデータ入
力部ｌＯの転送りロック及びＤ／Ａ変換器１２のラッチ
タイミングに使用される。

コンパレータ１４ではアナログ変換された画像信号（デ
ジタルデータ２６及び°゛黒”信号２５が含まれる）と
三角波パルス４３の信号レベルとがコンパレートされ、
画像信号の階調度がパルス幅変換される。

く二値化処理〉 第３図は第１図の実施例に用いられるパルス幅変調のタ
イミングチャートを説明する図である。

図中、スクリーンクロック４２とは、画像クロック４１
をさらにカウンタ１６でカウントダウンして得られたも
ので、３つの画像クロック４１に１回の割の周期のパル
スであって、このスクリーンクロック４２から三角波発
生回路１５が三角波パルス４３を発生する。従って、三
角波もＢＤ信号４５に同期して発生される。Ｄ／Ａ変換
された画像データ４４は高レベルである程、゛°黒″で
あるとする。三角波４３はタイミングチャート中の実線
で示す。一方、破線はアナログ化された画像データ４４
であり、これらの三角波４３と画像データ４４とが比較
されて、パルス幅変調が行われる。ここで、黒信号２５
（ＦＦ）ｓが入力する場合は図にも示すようにサンプリ
ングパルスよりレベルが高いので黒となる。

第４図は、信号ＢＤ４５とＤ／Ａ変換器１２等との関連
を示すタイミングチャートである。ビーム検出器５から
信号ＢＤ４５が発生されると、このＢＤ４５がＶＥ発生
回路２１を附勢して１画像データの有効区間だけ信号Ｖ
Ｅ２０を１　”にする。この区間の経過後、信号ＶＥ２
０は“０″になり、前述したようにセレクタ１２に゛°
黒″信号２５を選択せしめて、次の信号ＢＤ４５で再び
ｌ″°になる。こうして、Ｄ／Ａ変換器１２に入力され
る信号は第４図に示したようになり、結果として“黒″
信号２５（ＦＦ）Ｈが画像データ中に挿入された事にな
る。

〈実施例の効果〉 以上説明した実施例によると、２値化の為のパルス幅変
調回路の前段で、ビデオ信号列の非画像有効部分にレー
ザ全点灯信号を挿入することになり、前述したようなレ
ーザ側に特別な全点灯信号を発生するために例えば挿入
回路３（第２図）を設けることが不要となり、ハードウ
ェアを比較的簡単にすることができる。又、三角波ノく
リレス４３と比較して得られるパルス幅変調信号も前述
した特別な回路を通らずに直接レーザに与えることが出
来る為、パルス幅変調されたノくルス幅がその回路によ
る遅延時間の為に、レーザ側で狂ってしまう（特に変調
が高速の時に問題となる）ということがなくなり、画像
信号に忠実に一致したノくルス信号を伝達出来るので、
高品位な中間調画像が得られることになる。

特に、三角波発生のための同期信号の周波数より高い周
波数のマスタクロック４０を用いて、ＢＤ信号４５に略
同期したスクリーンクロックを形成しているので、走査
線毎に生ずる可能性のある゛ゆらぎ°゛の発生が最小に
押さえられ、より高品位な画像が得られる。

尚、実施例中、コンパレータ１４に入力されるサンプリ
ングパルスは三角波を用いたが、鋸歯状波９台形波、正
弦波等でも構わない事は言うまでもない。

又、前記実施例中パルス幅変調はパターン信号との比較
によるものであったが、本発明は１画素を主走査方向に
多値化又は分割して、画像信号の階調度に応じて多値化
する手法によるパルス幅変調にも適用でき、又、パルス
幅変調による２値化のみならず例えばディザ法等の面積
変調によるｚ値化にも適用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によると、従来のように特殊
な回路を必要としなくてもビーム検出器によるビーム検
出機能が保持され、更に２値化された画像データが忠実
にレーザに変換される光ビーム走査が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック回路図
、 第２図はＢＤ倍信号検出するための回路構成図、 第３図は信号ＶＥとＤ／Ａ変換器への入力信号等の関係
を示すタイミングチャート、 第４図は第１図の構成で示される実施例の効果を説明す
る図、 第５図は信号ＢＤ検知のための回路構成図である。 図中、３・・・挿入回路、６・・・Ｆθレンズ、１５・
・・三角波発生回路、２０・・・信号ＶＥ、３０・・・
コリメートレンズ、３２・・・回転多面鏡、３４・・・
ミラーである。 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号を入力して２値信号として出力する２値
   化手段と、前記２値信号を光ビームに変換して該光ビー
   ムを記録媒体上に走査する光ビーム走査手段、前記光ビ
   ームが所定の走査位置に入射した事を検出するビーム検
   出手段と、該ビーム検出手段に入射されるべき光ビーム
   のデータパターンを発生させるデータパターン発生手段
   と、前記画像信号と前記データパターンの夫々を前記２
   値化手段に入力させるタイミング信号を発生するタイミ
   ング発生手段とを有する光ビーム走査装置。
2. （２）２値化手段は、所定の周期のパルスパターンと画
   像信号との比較によるパルス幅変調により２値化する事
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光ビーム走
   査装置。