JP4400393B2 - Laser control apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ光源への電力供給を制御するレーザ制御装置、および、このようなレーザ制御装置を有する画像形成装置に関する。 The present invention relates to a laser control device that controls power supply to a laser light source and an image forming apparatus having such a laser control device.
従来より、レーザダイオードからのレーザー光を、ポリゴンモータによって回転されるポリゴンミラーを用いて偏向することで感光体ロールに静電潜像を形成する、プリンタなどの画像形成装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a printer that forms an electrostatic latent image on a photoreceptor roll by deflecting laser light from a laser diode using a polygon mirror rotated by a polygon motor is known.
このような画像形成装置には、ポリゴンモータが定常回転している安定状態にあるか定常回転から外れた不安定状態にあるかを表わす状態信号であるロック信号によって、レーザ光を出射するレーザダイオードへの電力供給が制御されているものがある(例えば、特許文献1参照)。 In such an image forming apparatus, a laser diode that emits laser light by a lock signal that is a state signal indicating whether the polygon motor is in a steady state that is rotating normally or is in an unstable state that is out of steady rotation There is one in which the power supply to is controlled (see, for example, Patent Document 1).
図1は、従来の、レーザ光の発光を制御するレーザ制御装置の概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional laser control apparatus that controls the emission of laser light.
図1には、レーザ制御装置100の他、レーザ光を出射する光源であるレーザダイオード13e、レーザダイオード13eが取り付けられたレーザダイオード基板13f、および、レーザダイオード13eから出射されたレーザ光を偏向するポリゴンミラー(不図示)を回転させるポリゴンモータ13cが示されている。
In FIG. 1, in addition to the
レーザ制御装置100は、ポリゴンモータ13cの状態信号であるロック信号を出力する出力部13gからのロック信号を所定の監視周期でモニタするCPU101と、ロック信号が安定状態を表わしている間は電力をレーザダイオード基板13fに供給しロック信号が不安定状態を表わしている間はレーザダイオード基板13fへの電力供給を停止する電源制御回路102と、シュミットバッファ100bと、これらが配設された制御基板100aとで構成されている。尚、電源制御回路102は、npnトランジスタ1021、抵抗1022、1023、および、p―mosトランジスタ1024で構成されている。また、ロック信号は、ロック信号線100dによってCPU101および電源制御回路102に送信されており、電源制御回路102に向かうロック信号線は、入力信号を方形波にするシュミットバッファ100bを経由している。また、CPU101からポリゴンモータ13cへのモータクロックを入力するモータクロック線100cも示されている。
The
図1に示すレーザ制御装置100では、ロック信号にノイズが載った場合や、ポリゴンモータ13cの回転に僅かに乱れが生じた場合などには、電源制御回路102からのレーザダイオード基板13fへの電力供給が不安定となりレーザダイオード13eから出射されるレーザー光が乱れて画像欠陥が発生する。
In the
図2は、図1に示すレーザ制御装置の入力信号および出力信号を示すグラフ図である。 FIG. 2 is a graph showing an input signal and an output signal of the laser control device shown in FIG.
図2の上段には、図1に示すレーザ制御装置100に入力されたロック信号が示され、図2の下段には、図1に示すレーザ制御装置から出力された電圧を表す電源信号が示されている。尚、所定の間隔で描かれている点線は、ロック信号を監視するCPU101の監視タイミングを表している。
2 shows a lock signal input to the
上段には、ロック信号上に、CPU101の監視タイミングとずれたタイミングでノイズが発生している様子が示されており、下段には、電源信号上にロック信号上のノイズがそのまま現出している様子が示されている。
したがって、図1に示すようなレーザ制御装置を有する画像形成装置では、ノイズなどによる瞬間的なロック信号の変動により画像欠陥が生じる可能性が有るものの、その変動が、CPU101の監視タイミングとずれたタイミングで発生した場合には、画像欠陥が発生しているにもかかわらずそのことをCPU101は認識できないこととなる。このため、実際には画像欠陥が生じているにも拘わらず、画像形成を中止したり、あるいは画像欠陥を含む画像形成が行われたことを警告するなどの措置がとれないという問題がある。
Therefore, in the image forming apparatus having the laser control apparatus as shown in FIG. 1, although there is a possibility that an image defect may occur due to an instantaneous fluctuation of the lock signal due to noise or the like, the fluctuation is shifted from the monitoring timing of the
本発明は、上記事情に鑑み、画像品質の信頼性を高める工夫が図られた画像形成装置、および、このような画像形成装置に好適なレーザ制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that is devised to improve the reliability of image quality, and a laser control apparatus that is suitable for such an image forming apparatus.
上記目的を達成するための本発明のレーザ制御装置は、
レーザ光源から出射されたレーザ光を偏向するポリゴンミラーが定常回転している安定状態にあるかこの定常回転から外れた不安定状態にあるかを表わす状態信号を所定の監視周期でモニタするモニタ部と、
上記状態信号が入力されこの状態信号が安定している場合のこの状態信号を出力すると共に、この状態信号が上記監視周期一周期分よりも短い時間上記不安定状態に変化した場合に安定状態を表わす状態信号の出力を維持するフィルタ部と、
上記フィルタ部から出力された状態信号が入力されこの状態信号が安定状態を維持している間のみ、上記レーザ光源に電力を供給する電力供給部とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a laser control apparatus of the present invention comprises:
A monitor unit that monitors a state signal indicating whether the polygon mirror that deflects the laser light emitted from the laser light source is in a stable state in which the polygon mirror is rotating in a steady state or in an unstable state that is out of the steady rotation in a predetermined monitoring cycle When,
When the status signal is input and this status signal is stable, this status signal is output, and when this status signal changes to the unstable status for a time shorter than one monitoring cycle, the stable status is set. A filter unit for maintaining the output of the state signal to be represented;
And a power supply unit that supplies power to the laser light source only while the state signal output from the filter unit is input and the state signal is maintained in a stable state.
本発明のレーザ制御装置には、モニタ部によって検出可能な、状態信号の不安定状態への変化、すなわち、状態信号が監視周期以上の時間、不安定状態へ変化した場合にはそのまま出力し、モニタ部による検出が不能な場合がある監視周期未満の時間、状態信号が不安定状態へ変化した場合には安定状態を表す状態信号を維持するフィルタ部が備えられている。したがって、本発明のレーザ制御装置では、モニタ部によって検出が不能な場合がある、監視周期未満の時間、不安定状態へ変化する状態信号は全て安定状態を表す状態信号でフィルタ部から出力される。このため、モニタ部では、このフィルタ部から不安定状態を表す状態信号が出力される場合には、そのことを確実に認識することができることとなる。 In the laser control device of the present invention, the change to the unstable state of the state signal, which can be detected by the monitor unit, that is, when the state signal has changed to the unstable state for a time longer than the monitoring period, it is output as it is. A filter unit is provided that maintains a state signal indicating a stable state when the state signal changes to an unstable state for a period of time less than the monitoring period, in which detection by the monitor unit may be impossible. Therefore, in the laser control apparatus of the present invention, the state signal that changes to the unstable state for a time shorter than the monitoring cycle, which may not be detected by the monitor unit, is all output from the filter unit as a state signal indicating the stable state. . For this reason, in the monitor part, when the state signal showing an unstable state is output from this filter part, it can recognize reliably.
ここで、上記状態信号が安定状態と不安定状態とでレベルを変化させる2値信号であって、
上記フィルタ部が、上記監視周期一周期分よりも短い時間幅のパルスをカットするローパスフィルタであってもよい。
Here, the state signal is a binary signal that changes the level between a stable state and an unstable state,
The filter unit may be a low-pass filter that cuts pulses having a time width shorter than one monitoring period.
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
感光体表面に画像信号に基づいて変調されたレーザ光を照射することでこの感光体表面に静電潜像を形成するレーザ光照射装置を有し、この静電潜像をトナーで現像したトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着させることでこの記録媒体に画像形成を行う画像形成装置において、
上記レーザ光照射装置が、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
上記レーザ光源から出射されたレーザ光を偏向するポリゴンミラーと、
上記ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータと、
上記ポリゴンモータが定常回転している安定状態にあるか定常回転から外れた不安定状態にあるかを表わす状態信号を出力する状態信号出力部と、
上記状態信号出力部から出力された状態信号を所定の監視周期でモニタするモニタ部と、
上記状態信号出力部から出力された状態信号が入力されこの状態信号が安定している場合のこの状態信号を出力すると共に、この状態信号が上記監視周期一周期分よりも短い時間上記不安定状態に変化した場合に安定状態を表わす状態信号の出力を維持するフィルタ部と、
上記フィルタ部から出力された状態信号が入力されこの状態信号が安定状態を維持している間のみ、上記レーザ光源に電力を供給する電力供給部とを備えたものであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention comprises:
A toner having a laser light irradiation device for forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member by irradiating the surface of the photosensitive member with a laser beam modulated based on an image signal, and developing the electrostatic latent image with toner In an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by finally transferring and fixing the image on the recording medium,
The laser beam irradiation device is
A laser light source for emitting laser light;
A polygon mirror for deflecting the laser light emitted from the laser light source;
A polygon motor for rotating the polygon mirror;
A state signal output unit that outputs a state signal indicating whether the polygon motor is in a stable state of steady rotation or in an unstable state deviating from the steady rotation;
A monitor unit for monitoring the status signal output from the status signal output unit at a predetermined monitoring cycle;
When the status signal output from the status signal output unit is input and the status signal is stable, the status signal is output, and the status signal is shorter than the one monitoring period. A filter unit that maintains the output of a state signal representing a stable state when
And a power supply unit for supplying power to the laser light source only while the state signal output from the filter unit is input and the state signal is maintained in a stable state.
本発明の画像形成装置では、フィルタ部から不安定状態を表す状態信号が出力される場合には、モニタ部においてそのことを確実に認識することができ、これにより、例えば画像形成を中止したり、画像欠陥が発生するおそれのあることを警告することができる。したがって、本発明の画像形成装置によれば、画像品質の信頼性を高めることができる。 In the image forming apparatus of the present invention, when a state signal indicating an unstable state is output from the filter unit, the monitor unit can reliably recognize this, and thereby, for example, image formation can be stopped. It is possible to warn that an image defect may occur. Therefore, according to the image forming apparatus of the present invention, the reliability of the image quality can be improved.
本発明のレーザ制御装置によれば、モニタ部では、このフィルタ部から不安定状態を表す状態信号が出力される場合には、そのことを確実に認識することができ、このレーザ制御装置を有する本発明の画像形成装置によれば、画像品質の信頼性を高めることができる。 According to the laser control device of the present invention, in the case where the state signal indicating the unstable state is output from the filter unit, the monitor unit can reliably recognize this, and has the laser control device. According to the image forming apparatus of the present invention, the reliability of image quality can be improved.
以下、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図3は、本発明のレーザ制御装置の一実施形態を備えた、本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成図である。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the image forming apparatus of the present invention, which includes an embodiment of the laser control apparatus of the present invention.
図3に示すプリンタ1は、矢印A方向に回転する感光体ロール11、帯電器12、レーザー露光器13、矢印C方向に回転するロータリ現像器14、矢印B方向に循環する中間転写ベルト15、一次転写器19、二次転写器16、定着器17、用紙トレイ18、および用紙30を矢印D方向に搬送する搬送ロール20で構成されている。
The
このプリンタ1は、C色、M色、Y色、およびK色の4色のトナーでカラートナー像を作成し、最終的に用紙等の記録媒体にカラートナー像を転写し定着することで記録媒体上に画像形成を行うものである。
The
図3に示す感光体ロール11は、帯電器12で所定の電位に帯電され、その後、レーザ露光器13からのレーザ照射により感光体ロール表面には、まずK色用の静電潜像が形成される。感光体ロール表面に作成されたこの静電潜像は、K色のトナーで現像が行なわれ、その後、一次転写器19によって中間転写ベルト15に一次転写される。その後、Y色、M色、およびC色についてそれぞれ形成したトナー像をK色のトナー像の上に順次積み重ね、4色の積層カラートナー像を形成した後、このカラートナー像は、中間転写ベルト15から、用紙トレイ18からピックアップロール18aによって引き出され、搬送ロール20よって搬送されてきた用紙30上に二次転写器16によって二次転写される。
The photoreceptor roll 11 shown in FIG. 3 is charged to a predetermined potential by the
用紙30上に二次転写されたカラートナー像は、定着器17によって加熱および加圧されることで用紙上に定着される。
The color toner image secondarily transferred onto the
次に、このプリンタ1のレーザ露光器について説明する。
Next, the laser exposure device of the
図4は、レーザ露光器の概略構成図である。 FIG. 4 is a schematic block diagram of the laser exposure device.
図4に示すレーザ露光器13は、レーザ光の光源であるレーザダイオード13e、レーザ光が向かうポリゴンミラー13a、ポリゴンミラー13aで反射されたレーザ光を感光体ロール11に向けて反射するシリンダミラー13b、ポリゴンミラー13aとシリンダミラー13bの間に配備されたレンズ13d、ポリゴンミラー13aを矢印Eの方向に回転させるポリゴンモータ13c、ポリゴンモータ13cの状態を表す信号であるロック信号を出力するロック信号出力部13g、レーザダイオード13eが取り付けられたレーザダイオード基板13f、および、ロック信号出力部13gから出力されたロック信号に基づいてレーザダイオード基板13fを通じてレーザダイオード13eへの電力供給を制御するレーザ制御装置13hで構成されている。
A
図5は、本実施形態のプリンタに備えられている、レーザダイオードへの電力供給を制御するレーザ制御装置の概略構成図である。尚、図5において示されている部材で図1に示されている部材と同じ種類の部材には、図1において用いられている符号と同じ符号を用いている。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a laser control device that is provided in the printer of this embodiment and controls the power supply to the laser diode. In addition, the same code | symbol as the code | symbol used in FIG. 1 is used for the member of the same kind as the member shown in FIG.
図5に示すレーザ制御装置13hは、図1に示す従来のレーザ制御装置100と比べ、フィルタ回路131hが付加されている点だけが異なるため、以下、このフィルタ回路131hについての説明のみを行う。
Since the
図5に示すフィルタ回路131hは、抵抗1311hおよびコンデンサ1312hからなる、CPU101の監視周期以上の、予め決められたフィルタ時間よりも短い時間幅の不安定状態を表す状態信号を安定状態を表す状態信号を維持して出力するローパスフィルタである。尚、このフィルタ時間は、CPU101の監視周期以上の長さであって、ポリゴンモータ13cに致命的な異常が生じていると思われる場合の、状態信号が不安定状態に転じている時間を上限として設定される。
The
図6は、本実施形態のレーザ制御装置の入力信号および出力信号のグラフ図である。 FIG. 6 is a graph of an input signal and an output signal of the laser control apparatus of this embodiment.
図6(a)には、上段にフィルタ回路131hに入力されたロック信号、中段にフィルタ回路131hから出力され、シュミットバッファ100bを通過した後の信号、下段には、フィルタ回路131hから出力される電源信号が示されており、ここには、上段に示すロック信号上に、CPU101による監視タイミングからズレたタイミングで発生した、監視周期(幅A)よりも長いフィルタ時間(幅B)よりも短い不安定状態(幅C1)が、フィルタ回路131hによって安定状態を表す信号が維持されて出力されている様子が示されている。
FIG. 6A shows the lock signal input to the
図6(b)には、上段に示すロック信号上に発生した、監視周期(幅A)よりも長いフィルタ時間(幅B)よりも長い不安定状態(幅C1)が、そのまま出力されている様子が示されている。 In FIG. 6B, the unstable state (width C1) generated on the lock signal shown in the upper stage and longer than the monitoring period (width A) and longer than the filter time (width B) is output as it is. The situation is shown.
以上説明したように、CPU101によって検出可能な不安定状態、すなわちフィルタ時間(幅B)以上の長さの不安定状態はそのまま出力し、フィルタ時間未満の不安定状態は安定状態を維持して出力することで、CPU101が認識していない、レーザダイオード基板13fへの電圧供給の停止が発生しないようにすることができる。したがって、本発明のプリンタ1では、レーザダイオード基板13fへの電圧供給の停止を確実に認識していることから、電圧供給の停止が発生した場合には、例えば画像形成を中止したり、画像欠陥を含む画像形成が行われたおそれがあることを警告することができ、これにより、画像品質の信頼性を高めることができる。なお、本実施形態では、CPU101が当然に認識できる不安定状態であってもフィルタ時間(幅B)未満の時間の不安定状態であれば安定状態を維持して出力する場合を例に挙げて説明したが、本発明では、CPU101の監視周期未満の不安定状態を安定状態で出力させるものであればよく、フィルタ時間がCPU101の監視周期と同じ長さの時間であってもよい。
As described above, the unstable state detectable by the
1 プリンタ
11 感光体ロール
12 帯電器
13 レーザ露光器
13a ポリゴンミラー
13b シリンダミラー
13c ポリゴンモータ
13d レンズ
13e レーザダイオード
13f レーザダイオード基板
13g ロック信号出力部
13h レーザ制御装置
131h フィルタ回路
1311h 抵抗
1312h コンデンサ
101 CPU
102 電源制御回路
DESCRIPTION OF
102 Power supply control circuit
Claims (3)
前記状態信号が入力され該状態信号が安定している場合の該状態信号を出力すると共に、該状態信号が前記監視周期一周期分よりも短い時間前記不安定状態に変化した場合に安定状態を表わす状態信号の出力を維持するフィルタ部と、
前記フィルタ部から出力された状態信号が入力され該状態信号が安定状態を維持している間のみ、前記レーザ光源に電力を供給する電力供給部とを備えたことを特徴とするレーザ制御装置。 A monitor unit for monitoring a state signal indicating whether the polygon mirror for deflecting the laser beam emitted from the laser light source is in a stable state where it is rotating normally or is in an unstable state deviating from the steady rotation at a predetermined monitoring cycle When,
When the state signal is input and the state signal is stable, the state signal is output, and when the state signal changes to the unstable state for a time shorter than one monitoring period, the stable state is set. A filter unit for maintaining the output of the state signal to be represented;
A laser control apparatus comprising: a power supply unit that supplies power to the laser light source only while a state signal output from the filter unit is input and the state signal is maintained in a stable state.
前記フィルタ部が、前記監視周期一周期分よりも短い時間幅のパルスをカットするローパスフィルタであることを特徴とする請求項1記載のレーザ制御装置。 The state signal is a binary signal that changes a level between a stable state and an unstable state;
2. The laser control apparatus according to claim 1, wherein the filter unit is a low-pass filter that cuts a pulse having a time width shorter than one monitoring period.
前記レーザ光照射装置が、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を偏向するポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーを回転させるポリゴンモータと、
前記ポリゴンモータが定常回転している安定状態にあるか該定常回転から外れた不安定状態にあるかを表わす状態信号を出力する状態信号出力部と、
前記状態信号出力部から出力された状態信号を所定の監視周期でモニタするモニタ部と、
前記状態信号出力部から出力された状態信号が入力され該状態信号が安定している場合の該状態信号を出力すると共に、該状態信号が前記監視周期一周期分よりも短い時間前記不安定状態に変化した場合に安定状態を表わす状態信号の出力を維持するフィルタ部と、
前記フィルタ部から出力された状態信号が入力され該状態信号が安定状態を維持している間のみ、前記レーザ光源に電力を供給する電力供給部とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。 A toner having a laser beam irradiation device for forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive member by irradiating the surface of the photosensitive member with a laser beam modulated based on an image signal, and developing the electrostatic latent image with toner In an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by finally transferring and fixing the image on the recording medium,
The laser beam irradiation device is
A laser light source for emitting laser light;
A polygon mirror for deflecting the laser light emitted from the laser light source;
A polygon motor for rotating the polygon mirror;
A state signal output unit that outputs a state signal indicating whether the polygon motor is in a stable state of steady rotation or an unstable state deviating from the steady rotation;
A monitor unit for monitoring the status signal output from the status signal output unit at a predetermined monitoring cycle;
When the state signal output from the state signal output unit is input and the state signal is stable, the state signal is output, and the state signal is shorter than the one monitoring period. A filter unit that maintains the output of a state signal representing a stable state when
An image is provided with a power supply unit that supplies power to the laser light source only while the state signal output from the filter unit is input and the state signal maintains a stable state. Forming equipment.
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