JP2602418B2 - レーザプリンタ装置のアラーム検出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタ装置のア
ラーム検出方式に関し、特に新聞紙面版下の電送用など
に使用されるレーザプリンタ装置のアラーム検出方式に
関する。

【０００２】

【従来の技術】新聞紙面の電送システム等において、従
来から、輪転機で印刷する際の原版となる新聞紙面と同
等の大きさの版下を記録するため、レーザプリンタ装置
が使用されている。この種のレーザプリンタ装置は、特
に高品質の解像度が要求されるために、ドラムケースの
円筒状内面に装着された記録媒体に回転光学系を用いて
レーザ光を照射しながら、ドラムケースを円筒軸方向に
移動させて記録媒体上に潜像を形成する方式がとられて
いる。

【０００３】図２に、従来のレーザプリンタ装置の潜像
形成機構部の斜視図を示す。図に示すように、円筒状の
内面を持つドラムケース３がスライドベース８に搭載さ
れ、スライドベース８の側面には、支持台１０に支えら
れたリードスクリュー１１が平行に設置されており、ド
ラムケース３の結合部１２に取り付けられているハーフ
ナット１３がリードスクリュー１１と噛み合っている。
このリードスクリュー１１は、ベルトで連結された副走
査モータ９により駆動され、リードスクリュー１１が回
転することによりハーフナット１３が移動し、ドラムケ
ース３がスライドベース８上を移動する。

【０００４】回転光学系４は、ドラムケース３の長手方
向の空洞内に設けられている主走査モータ２により回転
する。主走査モータ２は、主走査モータ固定台１に支え
られており、回転光学系４が同一位置で回転することに
より、半導体レーザ５から発射されプリズム１４で反射
したレーザ光１６がドラムケース３の内面を回転走査す
る。半導体レーザ５は、同じレーザ部支持台７に取り付
けられた半導体レーザ制御部６により、入力画像情報に
応じた変調制御を受ける。この状態で、回転光学系４を
回転させながら、ドラムケース３をスライドベース８上
を移動方向１５の方向に移動させると、ドラムケース３
の円筒状内面に装着された記録媒体１８上に、レーザ光
１６によるらせん状走査により潜像が記録される。記録
媒体１８の潜像は、後処理の現像処理により濃度が付加
された可視画像となる。

【０００５】アラーム検出回路１７は、半導体レーザ５
の劣化による光量低下や調整不良による光量変動を検出
し警告するために設けられたものであり、ドラムケース
３の内面円筒上の記録媒体１８の装着領域外の１箇所に
取り付けられたフォトセンサ１９の出力変動を監視し、
規定の範囲を超えたとき（主として規定値より低下した
とき）警報を出すように構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレーザ
プリンタ装置のアラーム検出方式は、半導体レーザの劣
化による光量低下の検出を主目的としており、１個のフ
ォトセンサの出力を監視しているため、半導体レーザを
交換したときなどに発生する回転光学系の回転中心軸と
入射するレーザ光の光軸とのずれに起因して発生する円
周方向のビーム光量の周期的変動（濃度むらの原因とな
る）の検出には使用できなかった。このため、半導体レ
ーザの交換時には光軸合わせのために別に光量計を用意
し、これを回転光学系の対物レンズの先に取り付けて調
整を行っていた。

【０００７】図３は、上記の問題点を説明するための説
明図である。回転光学系４には、図３（ａ）に示すよう
に、レーザ半導体５と対向する端面側にビームの形状を
決めるアパーチャ部４１があり、線密度に対応してビー
ム形状が長方形となるようにスリット４２が回転軸上に
設けられている。このスリット４２の大きさは、例えば
線密度が４５４本／インチの場合には１２０μｍ×２３
０μｍという微細なものである。スリット４２を通過し
たレーザ光は、プリズム１４で直角に曲げられた後、対
物レンズ４３を介して記録媒体１８上に円筒軸方向を長
手方向とする矩形スポット４４として投射される。

【０００８】レーザ半導体５からのレーザ光軸が回転光
学系４の回転中心軸と一致している場合（光軸ずれα＝
０）は、図３（ｂ）に示すように、スリット４２を通過
して対物レンズ４３から照射される光量はスリット４２
が回転しても回転角度θにかかわらず一定であるが、レ
ーザ半導体５からのレーザ光軸が回転中心軸からずれて
いる場合には、スリット４２の向きにより通過光量に変
動が生じ、１回転に対して２サイクルの光量変動が発生
する。光軸ずれの方向が水平方向（α＝△Ｘ）か垂直方
向（α＝△Ｙ）かにより、光量変動の発生する位相が異
なる。この光量変動は主走査方向（円周方向）の濃度む
らの原因となるので、光軸合わせを行う必要があり、従
来は、対物レンズ４３の所に光量計を取り付け、回転光
学系４をゆっくりと回転させて光量偏差（極大値−極小
値／極大値）が１０％以下となるように調整を行ってい
る。

【０００９】本発明の目的は、半導体レーザの劣化によ
る光量低下の検出と共に、交換時の光軸調整にも使用で
きるレーザプリンタ装置のアラーム検出方式を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１のレーザプリン
タ装置のアラーム検出方式は、ドラムケースの円筒状内
面に装着された記録媒体にレーザ光を回転走査して潜像
を記録するための回転光学系と、前記ドラムケースを軸
方向に移動させるドラムケース副走査機構とを備えたレ
ーザプリンタ装置において、前記ドラムケースの円筒状
内面の記録領域外の円周上に配置された複数個のフォト
センサから成るレーザ光検出部と、前記レーザ光検出部
の各フォトセンサの出力値を一定期間保持する検出値保
持部と、前記検出値保持部を参照してあらかじめ定めた
演算を行って平均値を含む指定の数値を算出する演算処
理部と、前記演算処理部による算出結果を表示する表示
部と、前記演算処理部で算出した平均値があらかじめ定
めた範囲を超えたとき警報を出力するアラーム出力部と
を備えて構成されている。

【００１１】請求項２のレーザプリンタ装置のアラーム
検出方式は、請求項１記載のレーザプリンタ装置のアラ
ーム検出方式において、前記レーザ光検出部が９０度間
隔で円周上の水平および垂直位置に配置された２個のフ
ォトセンサから成り、前記演算処理部は最大値，最小値
および平均値を算出することを特徴としている。

【００１２】請求項３のレーザプリンタ装置のアラーム
検出方式は、請求項２記載のレーザプリンタ装置のアラ
ーム検出方式において、前記レーザ光検出部が正逆両方
向にそれぞれ４５度以上回転可能に構成されていること
を特徴としている。

【００１３】請求項４のレーザプリンタ装置のアラーム
検出方式は、請求項１記載のレーザプリンタ装置のアラ
ーム検出方式において、前記レーザ光検出部が４５度間
隔で円周上に配置された４個のフォトセンサから成り、
前記演算処理部は平均値と共に前記回転光学系の回転に
伴うレーザ光強度の変動を正弦波状と仮定して光量偏差
（極大値−極小値／極大値）及び入射ビーム光軸の偏位
方向を算出することを特徴としている。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。図１に示す本実施例のレーザプリンタ装
置のアラーム検出方式は、図２に示したレーザプリンタ
装置のドラムケース３の円筒状内面の円周上に４５度間
隔で設けられた４個のフォトセンサ２０ａ，２０ｂ，２
０ｃ，２０ｄから成るレーザ光検出部２０と、各フォト
センサからのパルス状の出力値をディジタル変換して一
定期間保持する検出値保持部２１と、検出値保持部２１
を参照して平均値を算出すると共に回転光学系の回転に
伴うレーザ光の光量変動を正弦波状と仮定して光量偏差
（極大値−極小値／極大値）及び入射ビーム光軸の偏位
方向を算出する演算処理部２２と、演算処理部２２によ
る算出結果を表示する表示部２３と、演算処理部２２で
算出した平均値をあらかじめ定めた上限および下限値と
比較して範囲を超えたとき警報を出力するアラーム出力
部２４とを備えている。

【００１６】次に、本実施例の動作について説明する。
図３（ｂ）に示したように、光軸ずれが存在すると、回
転光学系４の回転によりレーザ光１６の強度は１回転で
２サイクルの回転数の２倍の周期で変動し、光軸ずれの
方向（偏位方向）によりその位相が変化する。この周期
的変化が正弦波状であれば、レーザ光検出部２０で検出
され検出値保持部２１に保持されている出力値から、演
算処理部２２で平均値と共に変動振幅と位相とを算出す
ることができるので、これを基に光量偏差および偏位方
向を容易に求めることができる。従って、常時はアラー
ム出力部２４からの警報を利用し、光軸調整時には表示
部２３の表示を見ながら容易に調整を行うことが可能と
なる。

【００１７】直流分に重畳された正弦波の振幅と位相と
は、本来、９０度位相間隔でサンプリングされた３点の
値を知れば、直流分と正弦波の振幅および位相とを求め
ることができる。従って、フォトセンサを３個としても
同様な目的を達成することができるが、この場合には、
直流分の大きさは３点のサンプリング値の単純な平均値
とはならない。本実施例では、４個のフォトセンサを４
５度間隔で円周上に配置したので、通常アラームに使用
する直流分は４個のフォトセンサの出力の平均値として
簡単に求めることができる。４個のフォトセンサを用い
た場合には、両端を除くそれぞれ３個のフォトセンサの
出力から直流分も含め振幅と位相とを算出でき、両者の
算出結果は正弦波の場合には一致する。変動波形が正弦
波からずれていた場合あるいは測定誤差を含む場合には
両者は一致しない場合もある。両者が一致しない場合に
は、両方を用いた光量偏差を表示させる方法や、平均値
を用いて算出した光量偏差を表示させる方法や、測定誤
差として最小自乗法により一つの振幅，位相を算出する
方法などが考えられるが、いずれかの方法をあらかじめ
設定しておけばよい。

【００１８】上述した実施例は、フォトセンサを４個使
用して光量偏差や偏位方向を算出するものとしたが、フ
ォトセンサを２個のみとしても、光軸ずれの調整に使用
することができる。すなわち、フォトセンサを水平およ
び垂直位置の９０度間隔の２個のみとし、これら２個の
フォトセンサの出力をそのまま表示させれば、これらを
見ながら両者の出力が等しく且つ最大となるように光軸
調整を行うことができる。更に、２個のフォトセンサの
関係を９０度に保ったままレーザ光検出部を正逆両方向
に４５度回転可能にしておくと、光軸ずれがあればレー
ザ光検出部を回転させたときに２個のフォトセンサの出
力が変化し、いずれかが極大または極小となる回転位置
から光軸の偏位方向を知ることができるため、調整がよ
り容易となる。

【００１９】逆に、フォトセンサの数を増やすことによ
り、高調波を含む正弦波以外の変動波形に対して正確な
推定が可能となる。又、フォトセンサの配置は一定の条
件を満たすようにすれば円周上の一部に集中配置される
必要はなく、円周上にできるだけ均等に配置するように
してもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザプ
リンタ装置のアラーム検出方式は、ドラムケースの円筒
状内面の円周上に複数個のフォトセンサを配置し、各フ
ォトセンサの出力の平均値により光量変動に対するアラ
ームを出力するのみならず、光軸ずれの調整に利用する
ことができる。更に、運用中に光軸ずれが発生した場合
にも検出可能となり、光量低下による記録媒体の濃度低
下などの障害を未然に防止でき、半導体レーザ交換時の
光軸調整が容易に行える効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】従来のレーザプリンタ装置の一例を示す斜視図
である。

【図３】回転光学系に入射するレーザビームの光軸ずれ
による現象の説明図である。

【符号の説明】

１ 主走査モータ固定台 ２ 主走査モータ ３ ドラムケース ４ 回転光学系 ５ 半導体レーザ ６ 半導体レーザ制御部 ７ レーザ部支持台 ８ スライドベース ９ 副走査モータ １０ 支持台 １１ リードスクリュー １２ 結合部 １３ ハーフナット １４ プリズム １５ 移動方向 １６ レーザ光 １７ アラーム検出回路 １８ 記録媒体 １９，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ フォトセン
サ ２０ レーザ光検出部 ２１ 検出値保持部 ２２ 演算処理部 ２３ 表示部 ２４ アラーム出力部 ４１ アパーチャ部 ４２ スリット ４３ 対物レンズ ４４ 矩形スポット

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドラムケースの円筒状内面に装着された
   記録媒体にレーザ光を回転走査して潜像を記録するため
   の回転光学系と、前記ドラムケースを軸方向に移動させ
   るドラムケース副走査機構とを備えたレーザプリンタ装
   置において、前記ドラムケースの円筒状内面の記録領域
   外の円周上に配置された複数個のフォトセンサから成る
   レーザ光検出部と、前記レーザ光検出部の各フォトセン
   サの出力値を一定期間保持する検出値保持部と、前記検
   出値保持部を参照してあらかじめ定めた演算を行って平
   均値を含む指定の数値を算出する演算処理部と、前記演
   算処理部による算出結果を表示する表示部と、前記演算
   処理部で算出した平均値があらかじめ定めた範囲を超え
   たとき警報を出力するアラーム出力部とを備えたことを
   特徴とするレーザプリンタ装置のアラーム検出方式。
2. 【請求項２】 前記レーザ光検出部が９０度間隔で円周
   上の水平および垂直位置に配置された２個のフォトセン
   サから成り、前記演算処理部は最大値，最小値および平
   均値を算出することを特徴とする請求項１記載のレーザ
   プリンタ装置のアラーム検出方式。
3. 【請求項３】 前記レーザ光検出部が正逆両方向にそれ
   ぞれ４５度以上回転可能に構成されていることを特徴と
   する請求項２記載のレーザプリンタ装置のアラーム検出
   方式。
4. 【請求項４】 前記レーザ光検出部が４５度間隔で円周
   上に配置された４個のフォトセンサから成り、前記演算
   処理部は平均値と共に前記回転光学系の回転に伴うレー
   ザ光強度の変動を正弦波状と仮定して光量偏差（極大値
   −極小値／極大値）及び入射ビーム光軸の偏位方向を算
   出することを特徴とする請求項１記載のレーザプリンタ
   装置のアラーム検出方式。