JP3007306B2 - 情報記録装置 - Google Patents

情報記録装置

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JP3007306B2
JP3007306B2 JP8335800A JP33580096A JP3007306B2 JP 3007306 B2 JP3007306 B2 JP 3007306B2 JP 8335800 A JP8335800 A JP 8335800A JP 33580096 A JP33580096 A JP 33580096A JP 3007306 B2 JP3007306 B2 JP 3007306B2
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昭久 草野
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は情報記録装置に関
し、特に、オン/オフ変調されたビームで、回転駆動さ
れる被走査体上を走査する情報記録装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、この種の情報記録装置としてはレ
ーザビームプリンタが一般に知られている。このプリン
タは入力した情報に応じて変調されたレーザ光を用いて
感光体を露光走査することにより、静電潜像を形成し、
この静電潜像をトナーと呼ばれる磁性現像剤で顕画化し
て紙等の被記録材に像転写している。 【0003】図12は上述の従来のレーザビームプリン
タの一例を示す。本図において、1はハウジングH内に
回転可能に支持されたセレン、もしくは硫化カドミウム
等の半導体層を表面に有する感光ドラムであり、本図矢
印Aの方向に定速に回転している。2はレーザ光Lを射
出する半導体レーザ、2Aはその半導体レーザ2のレー
ザ光量および点灯消灯を入力情報に応じて制御する制御
回路である。 【0004】半導体レーザ2から射出されたレーザ光L
はビームエキスパンダ3に入射されて、所定のビーム径
をもったレーザ光となる。このレーザ光は鏡面を複数個
有する多面体ミラー4に入射される。この多面体ミラー
4は低速回転モータ(スキャナモータ)5により所定速
度で回転するので、ビームエキスパンダ3から射出され
たレーザ光はこの定速回転する多面体ミラー4で反射さ
れて実質的に水平方向に走査される。次に、レーザ光は
f−θ特性を有する結像レンズ6により、帯電器13によ
り所定の極性に帯電されている感光ドラム1上にスポッ
ト光として結像される。 【0005】7は反射ミラー8によって反射されたレー
ザ光を検知するビーム検出器である。感光ドラム1上に
所望の光情報を得るための半導体レーザ2の変調動作の
タイミングは、上述のビーム検出器7の検出信号により
決定される。一方、感光ドラム1上には上述の入力情報
に応じて結像走査されたレーザ光により静電潜像が形成
される。この潜像は現像器9においてトナーにより顕画
化された後、カセット10,11のいずれかから給送された
被記録材(一般的には用紙)上に転写される。その後、
この被記録材が定着器12を通過することにより、像は記
録材に定着され、図示しない排出部(排出トレイ)に排
出される。 【0006】ところで、このようなレーザビームプリン
タにおいて、一般的に用いられている半導体レーザのレ
ーザ電流(駆動電流)に対するレーザ光量の特性( I-l
特性) は、図13に示すようになっている。すなわち、
図13に示すように、半導体レーザはレーザ電流Iがあ
る閾値(Ith) まではレーザ発光は行なわないが、その閾
値を越えた時点でレーザ発光を行ない、そのレーザ発光
状態においてはレーザ電流Iに対するレーザ光量lがあ
る一定の傾きαを持っている。このαをスロープ効率と
称している。 【0007】レーザビームプリンタでは制御回路2Aに
より半導体レーザ2の光量制御を行なって、規定光量l
T になるようにレーザ電流ITを決めている。その際、レ
ーザ電流ITを定電流駆動することにより、レーザ光量l
T を一定に保つようにしている。 【0008】しかしながら、半導体レーザはI-l特性に
おいて図14に示すように、 当初Aという特性を有して
おり、所定の規定光量lTAに規定するためにレーザ電流
をITA で定電流駆動していた場合に、半導体レーザに電
流を流していることによる半導体レーザのチップ温度の
上昇などに伴ない、I-l特性がその後にBまたはCのよ
うに変化してしまうことがある。 【0009】従って、必要規定光量lTAが感光ドラム1
に走査されている場合は、正常であるが、 I-l特性が図
14のように変化してしまい、レーザ電流がITにもかか
わらずレーザ光量がBのようにlTBと少なくなった場合
には、上述の潜像ができないような状態が生ずることが
あり、またCのようにlTCと多くなった場合にはレーザ
チップの破壊になるおそれがある。 【0010】そこで、半導体レーザの発光量を検出する
手段を用いて、例えばプリントとプリントの間の期間毎
に半導体レーザを発光させ、検出される光量が、規定光
量lT となるレーザ電流を設定し、プリント時には、レ
ーザ電流を画像情報に応じてスイッチングされるスイッ
チング素子を用いて設定されたレーザ電流が選択的に半
導体レーザに印加されるようにする方法が考えられてい
る。 【0011】通常、感光体の停止時等の非プリント時に
は、上記レーザ電流が半導体レーザに印加されないよう
に、上記スイッチング素子はオフされる。 【0012】 【発明が解決しようとする問題点】ところが、たとえ
ば、電圧の低下等によりスイッチング素子の動作自体が
不安定となることがある。かかるスイッチング素子の誤
動作により、感光体が停止しているときであってもレー
ザ電流が不所望に半導体レーザに印加されてレーザが集
中的に感光体に照射されたり、装置外へ放射されるとい
った事態を招来しかねない。 【0013】本発明の目的は、上述の点に鑑み、簡単な
構成で、スイッチング手段の動作状態にかかわらず、不
所望にビームがオンされること防ぐことができる情報記
録装置を提供することにある。 【0014】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、オン/オフ変調されたビームで、回転駆
動される感光体上を走査する情報記録装置において、ビ
ームのオン/オフに拘わらず、入力した制御信号のレベ
ルに応じた電流を発生する電流発生手段と、ビームのオ
ン時に所望の光量のビームが発生されるように、検出手
段により検出されるビーム発生手段の発光量に基づいて
前記電流発生手段への制御信号のレベルを制御する制御
手段と、記録情報に応じて前記電流発生手段により発生
された電流の前記ビーム発生手段ヘの印加/非印加をス
イッチングするスイッチング手段とを有し、前記制御手
段は、前記感光体の回転駆動が停止されていることを判
断する判断手段を有し、前記判断手段により前記感光体
の回転駆動が停止されていることが判断されたときは、
前記電流発生手段により発生される電流が抑制されるよ
うに、前記制御信号のレベルを制御することを特徴とす
る。 【0015】本発明は、上記構成により、ビームのオン
時に所望の光量のビームが発生されるようにビーム発生
手段の発光量に基づいて電流発生手段への制御信号のレ
ベルを制御する。そして、このように制御する制御手段
は、感光体の回転駆動が停止されているときは、電流発
生手段により発生される電流が抑制されるように、その
制御信号のレベルを制御する。このように、制御手段か
ら出力される制御信号は、ビームのオン時は、所望の光
量となるように制御するために出力されるが、感光体の
停止が判断されたときは、スイッチング手段の誤作動に
起因する誤発光を防止するために出力される。つまり、
1つの制御信号を、それが出力される時間に応じて全く
異なる目的のために用いており、これにより、本発明で
は、簡単な構成で、スイッチング手段の動作状態にかか
わらず、不所望にビームがオンされることを防ぐことが
できる。 【0016】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。 【0017】図1は本発明の一実施の形態の要部回路構
成を示す。 【0018】図1において、101 は中央処理装置( CPU
) であり、情報記録処理の全体制御を行う。102 はレ
ーザ光量比較制御回路であり、A/D (アナログデジタ
ル)変換回路を内蔵したワンチップマイクロコンピュー
タからなり、後述の第3図の制御手順に従って、レーザ
光量に関する第2図に示すような制御を行う。103 はレ
ーザ光量比較制御回路102 の一方の出力B1〜Bnに接続す
る D/A(デジタルアナログ)変換回路を有するバイアス
電流制御回路である。104 はその回路103 により制御さ
れるバイアス定電流回路であり、バイアス電流IBが入力
する。また、105 はレーザ光量比較制御回路102 の他方
の出力D1〜Dnに接続するD/A 変換回路を有する発光電流
制御回路である。106 はその回路105 により制御される
発光定電流回路であり、発光電流スイッチング回路107
を介して発光電流IDが入力される。 【0019】108 は半導体レーザ、109 はレーザ108 の
レーザ光を受光するフォトダイオードである。110 はフ
ォトダイオード109 からの検出信号を供給されるレーザ
光量モニタ回路であり、検出した光量に相当する電圧V
M がレーザ光量比較制御回路102 に出力される。111 は
レーザ光量を設定するレーザ光量設定回路である。121
はアンドゲート、122 はオアゲートである。 【0020】次に、図3のフローチャートを参照して上
述のレーザ光量比較制御回路102 の動作を説明する。 【0021】中央処理装置(CPU)101 から自動光量調整
開始信号(APCST) 113 が送られると(ステップ201 )、
レーザ光量比較制御回路102 はステップ202 において発
光電流制御回路105 およびバイアス電流制御回路103 の
D/A 変換回路の入力信号D1〜Dn、B1〜Bnを全てクリア
し、それにより発光定電流回路106 とバイアス定電流回
路104 とを通じて、半導体レーザ108 に流れているレー
ザ電流 I(発光電流ID+バイアス電流IB) を十分に小さ
な値にする(例えば、レーザ発生領域内にレーザ電流I
を設定する)。次のステップ203 において画像信号であ
るビデオ信号(Video (LON) 信号)116 をTRUE( 真) と
して、半導体レーザ108 に発光電流が流れるように、ス
イッチング回路107 のゲートを開ける。 【0022】ここで、発光電流制御回路105 およびバイ
アス電流制御回路103 は上述のようにD/A コンバータ等
のディジタル値をアナログ値に変換する回路を有してお
り、レーザ光量比較制御回路102 からの出力信号D1〜Dn
およびB1〜Bnにより構成されるディジタル値をカウント
アップ又はカウントダウンすることにより、発光定電流
回路106 又はバイアス定電流回路104 を介してレーザに
流れるレーザ電流I を上述のカウントアップまたはカウ
ントダウンに相当する電気量(アナログ値)だけ変化さ
せることができる回路構成となっている。 【0023】本実施例においては、図4の(A) に示すよ
うに、バイアス電流制御回路103 でカウントされるバイ
アスカウント値XB はレーザ光量比較制御回路102 の出
力B1を最下位ビット(LSB)とし、Bnを最上位ビット(MS
B) とするnビットの2進数と考え、バイアスカウント
値XBをカウントアップ,カウントダウンするという表現
を用いる。図4の(A) はバイアスカウント値XB をカウ
ントアップする状態を示している。ここで、“0”はLo
w(ロー)レベル:FALSE(偽) とし、“1”はHigh(ハ
イ)レベル:TRUE(真)とする。また上述のバイアスカ
ウント値XB とバイアス電流IBの関係は図4の(B) に示
すようにバイアスカウント値XB の増加に伴ないバイア
ス電流IBが増加するものとする。また、発光カウント値
D と発光電流IDも図4の(B) に示すと同様な関係にあ
るものとする。 【0024】また、半導体レーザ108 の発光状態はレー
ザ装置112 に内蔵されているフォトダイオート109 によ
り光電変換され、レーザ光量モニタ回路110 により処理
されて、図5に示すような光量−電圧特性のモニタ電圧
M として、レーザ光量比較制御回路102 にフォードバ
ックされる。 【0025】さて、上述のステップ202 においてバイア
スカウント値XB および発光カウント値XD を共に
“0”にした後、ステップ203 以降のステップでバイア
ス電流制御を行う。 【0026】そのバイアス電流制御では図2の(A),(B)
のA領域で示すように、発光電流カウントXD を“0”
とした状態で、バイアス電流カウント値XB を“1”づ
つカウントアップすることにより(ステップ204 )、そ
のカウントアップされたカウント値XB に相当する電流
(レーザ電流)をバイアス定電流回路104 により半導体
レーザ108 に流す。そのレーザ電流に伴なうレーザ光量
の検出値をレーザ光量モニタ回路110 を通じてレーザ光
量比較制御回路102 にフィードバックしている。 【0027】半導体レーザ108 はレーザ電流がしきい値
電流Ithを越えた時点で、レーザ発光を行なう。さら
に、バイアス電流カウント値XB をカウントアップし
て、半導体レーザ108 に流れる電流を増加させる。その
後、モニタ電圧VM がバイアス電流規定電圧VBOに達し
た時点でバイアス電流カウント値XB のカウントアップ
を終わらせる(ステップ205 )。 【0028】この時のバイアス電流カウント値をX
BO(バイアス電流規定カウント値)とする。XB がXBO
である状態では、レーザ108 はレーザ発光を行なってお
り、感光ドラム1上に潜像を形成するのに十分な光量を
出している場合も存在するので、バイアス電流はバイア
ス電流規定カウント値XBOにある一定の割合(例えば80
%など)を乗算した値にし、その値をXBTとする(ステ
ップ206 )。 【0029】レーザ108 は上述のXBT(バイアス電流設
定カウント値)に相当する電流が流れているが、この時
の電流をバイアス設定電流IBT とする。半導体レーザ10
8 にバイアス設定電流IBT が流れている状態で、モニタ
電圧VM の確認を行ない、モニタ電圧VM をバイアス電
流規定電圧VBOから減算した値の絶対値が電圧VBOにあ
る一定の割合(α)をかけた値VBO×αを越えていた場
合には(ステップ207)、ステップ202 に戻ってバイア
ス電流カウント値XB を“0”クリアにしてレーザ電流
を止め、バイアス電流制御を始めからやりなおす。すな
わち、半導体レーザ108 にバイアス設定電流IBT を流し
た状態で、発光電流制御を行なう。この時のVideo 信号
をTRUEとし、発光電流スイッチング回路107 のゲートを
開けておき、発光電流IDが半導体レーザ108 に流れる状
態にしておく。 【0030】次に、|VBO−VM |≦VB ×αの計算式
が成立したら、ステップ207 からステップ208 へ進む。 【0031】このときの発光電流制御は図2の(A),(B)
のB領域で示すように、バイアス電流カウント値XB
バイアス電流設定カウント値XBTとし、半導体レーザ10
8 にバイアス設定電流IBT を流した状態で行なう。発光
電流カウント値XD を“0”状態から“1”づつカウン
トアップする(ステップ208 )。このカウントアップに
より得られたそのカウント値XD に相当する電流IDを発
光定電流回路106 によりバイアス規定電流IBT に上乗せ
する。したがって、レーザ電流 Ilはバイアス規定電流
IBT と発光電流IDを加算したもの(Il=IBT+ID) とな
る。 【0032】レーザ電流 Ilに伴なうレーザ光量は半導
体レーザ装置112 の内部に内蔵されているフォトダイオ
ード109 により光電変更され、レーザ光量モニタ回路11
0 により、レーザ光量比較制御回路102 にフォードバッ
クしている。そのため、発光電流カウント値XD
“1”づつカウントアップして行くことにより、発光電
流IDが増加し、レーザ光量が増えることとなる。 【0033】次に、そのレーザ光量が増えたことをモニ
タ電圧VM が増加することにより検知する。すなわち、
発光電流カウント値XD をカウントアップし、レーザ10
8 に流れる電流を増加させて、モニタ電圧VM が発光光
量規定電圧VD に達した時点で、発光電流カウント値X
D のカウントアップを終了させる(ステップ209 )。 【0034】この時の発光電流カウント値をXDT(発光
電流設定カウント値)とする。半導体レーザ108 にはX
DT( 発光電流設定カウント値) に相当する電流が流れて
いるが、この時の発光電流を発光設定電流IDT とする。
半導体レーザ108 に発光設定電流IDT が流れている状態
で、モニタ電圧VM の確認を行なう。すなわち、モニタ
電圧VM が発光光量規定電圧VD に対してある一定の領
域(例えば±5%)内に入っていない場合(ステップ21
0 )には、発光電流カウント値XD をクリアして(ステ
ップ211)、発光電流IDを止め、ステップ208 に戻って発
光電流制御をやりなおす。 【0035】モニタ電圧VM が発光光量規定電圧VD
対してある一定領域に入っている場合で、中央処理装置
101 からのAPCST 信号がFALSE である場合は、発光電流
設定カウント値XDTおよびバイアス電流設定カウント値
BTを保持したままで、発光電流スイッチング回路107
のゲートを閉じて、半導体レーザ108 への電流をバイア
ス設定電流IBT のみとする。また、上述のAPCST 信号が
TRUEの場合には、発光電流スイッチング回路107 のゲー
トは開けたままにしておき、APCST信号がFALSEになった
時点でゲートを閉じる。 【0036】上述の発光光量規定電圧VD は次のように
求められる。まずレーザ光量設定回路111 によりレーザ
光量設定電圧VO が決められる。この電圧VO は、図6
に示すように、抵抗分割による電圧が考えられる。レー
ザ光量比較制御回路102 に入力された設定電圧VO は、
記録装置内の感光ドラム1のレーザ感度の差により補正
される。感光ドラム1の感度は中央処理装置1からCSEN
1、 CSEN2で示す信号114 で入力される。VOに対する補正
値は中心値のVO に対して例えば+10%、または−10%
等の値となり、VO を補正した値を発光光量規定電圧V
D とする。 【0037】また、図7の(A),(B) に示すように、バイ
アスカウント値XB をカウントアップすることによりレ
ーザ電流Il を増加させ、バイアスカウント値XB が最
大値(MAX)になった時点TBにおいても、モニタ電圧VM
がバイアス電流規定電圧VBOに到達しない場合には、電
流IBMAX ( バイアスカウント値がMAX になった時の電
流)または、電流IBMAX の所定割合値をバイアス電流と
する。 【0038】また、発光電流において所定のバイアス電
流が流れている状態において、発光電流制御を行なう。
発光カウント値XD をカウントアップすることにより、
レーザ電流を増加させ、発光カウント値XD が最大値に
なった時点TDにおいてもモニタ電圧VM が発光光量規定
電圧VD に到達しない場合には、電流IDMAX ( 発光カウ
ント値がMAX になった時の発光電流)を流した状態で、
発光電流制御を終了させる。 【0039】図8は図1に詳述したレーザ駆動電流制御
回路501 以外の実施形態例の回路構成を示す。 【0040】本図において、503 はスキャナモータ制御
回路、504 は感光ドラム回転制御回路、505 は感光ドラ
ム検知回路である。中央処理装置(CPU )1は公知のPL
L 等の制御集積回路を用いて制御されているスキャナモ
ータ制御回路503 、感光ドラム回転制御回路504 、およ
びマイクロスイッチやフォトインターラプタなどを用い
た感光ドラム検知回路505 などを制御している。また、
CPU 101 は制御卓やリーダなどの外部制御装置からのプ
リント制御信号(PRINT) 506 やビデオ信号(Video) 507
を受けたり、外部制御装置からのテスト信号(MLON)508
を受信し、それらの信号に伴ない、図1に示すようにレ
ーザ駆動電流制御回路501 を制御している。 【0041】次に、図9のタイミングチャートと図10
のフローチャートを参照して上述のCPU 101 の制御動作
を説明する。 【0042】まず、ステップ601 において外部制御装置
から信号PRINT 506 が入力した場合、ステップ602 でド
ラム駆動信号(DRMD)513 およびスキャナモータ駆動信号
(SCNON)509 をTRUEにする。次に、ステップ603 におい
てスキャナモータ5がレディーになったことをつげる信
号であるSCNRDY510 がTRUEになったことを確認の上、続
くステップ604 で自動光量調整開始信号(APCST)113をTR
UEにする。 【0043】すると、ステップ605 においてレーザ駆動
電流制御回路501 のレーザ光量比較制御回路102 はすで
に詳述したように、半導体レーザ108 の自動光量調整を
行なう。その後、ドラム駆動信号(DRMD)513 がFALSE 状
態に、又はスキャナモータ回転レディー信号(SCNRY) 51
0 がFALSE になった場合には(ステップ606 )、次のス
テップ607 においてバイアスカウント値XB および発光
カウント値XD をレーザ光量比較制御回路102 を通じて
クリアさせて、半導体レーザ108 に流れる電流を十分小
さくなるように制御する。 【0044】この時、ドラム駆動信号(DRMD)513 がFA
LSE になった時点、またはFALSE になる前後の一定時間
において、ステップ607 の処理を行なってもよい。 【0045】また、信号APCST 113 は連続プリント時に
おいてはプリントとプリントの間の期間、すなわち紙と
紙の間の非画像域においてTRUEとなり、その非画像域中
に自動光量調整を終わらせている。また、一定時間TAPC
以上、信号APCST 113 が発生するタイミングが無い場合
は、そのTAPC時間後に自動光量調整を行なう。図11の
信号TOPER 601 は上述の非画像域を示す。 【0046】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オン/オフ変調されたビームで、回転駆動される感光体
上を走査する情報記録装置において、ビームのオン/オ
フに拘わらず、入力した制御信号のレベルに応じた電流
を発生さする電流発生手段を有し、ビームのオン時に所
望の光量のビームが発生されるようにビーム発生手段の
発光量に基づいて前記電流発生手段に制御信号を出力す
る制御手段は、前記感光体の回転駆動が停止されている
ことが判断されたときは、前記電流発生手段により発生
される電流が抑制されるように、前記制御信号のレベル
を制御するようにしたので、簡単な構成で、スイッチン
グ手段の動作状態にかかわらず、不所望にビームがオン
されることを防ぐことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明実施形態のレーザ駆動電流制御回路の構
成を示すブロック図である。 【図2】図1のレーザ駆動電流制御回路の動作を示す特
性図である。 【図3】図1のレーザ光量比較制御回路の動作を示すフ
ローチャートである。 【図4】本発明実施形態のバイアスカウント値(または
発光カウント値)とバイアス電流(または発光電流)と
の関係を示す図である。 【図5】本発明実施形態のレーザ光量とモニタ電圧の関
係を示す特性図である。 【図6】図1のレーザ光量設定回路の構成例を示す回路
図である。 【図7】図1のレーザ光量比較制御回路の動作を示す特
性図である。 【図8】本発明実施形態のその他の回路の構成を示すブ
ロック図である。 【図9】図8の回路の出力信号のタイミングを示すタイ
ミングチャートである。 【図10】図8の中央処理装置の動作を示すフローチャ
ートである。 【図11】図8の回路の出力信号のタイミングチャート
である。 【図12】従来のレーザ記録装置の構成を示す斜視図で
ある。 【図13】半導体レーザの電流に対する光量の関係を示
す特性図である。 【図14】半導体レーザの電流に対する光量の関係を示
す特性図である。 【符号の説明】 101 中央処理装置 102 レーザ光量比較制御回路 103 バイアス電流制御回路 104 バイアス定電流回路 105 発光電流制御回路 106 発光定電流回路 107 発光電流スイッチング回路 108 半導体レーザ 109 フォトダイオード 110 レーザ光量モニタ回路 111 レーザ光量設定回路 501 レーザ制御回路(レーザ駆動電流制御回路) 503 スキャナモータ制御回路 504 感光ドラム回転制御回路 505 感光ドラム検知回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 馨 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 征矢 隆志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−242487(JP,A) 特開 昭59−62880(JP,A) 特開 昭60−65659(JP,A) 実開 昭56−152456(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/44 G03G 15/04 G03G 15/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.オン/オフ変調されたビームで、回転駆動される感
    光体上を走査する情報記録装置において、 ビームのオン/オフに拘わらず、入力した制御信号のレ
    ベルに応じた電流を発生する電流発生手段と、 ビームのオン時に所望の光量のビームが発生されるよう
    に、検出手段により検出されるビーム発生手段の発光量
    に基づいて前記電流発生手段への制御信号のレベル
    する制御手段と、 記録情報に応じて前記電流発生手段により発生された電
    流の前記ビーム発生手段ヘの印加/非印加をスイッチン
    グするスイッチング手段とを有し、 前記制御手段は、前記感光体の回転駆動が停止されてい
    ることを判断する判断手段を有し、前記判断手段により
    前記感光体の回転駆動が停止されていることが判断され
    ときは、前記電流発生手段により発生される電流が抑
    制されるように、前記制御信号のレベルを制御すること
    を特徴とする情報記録装置。
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