JP5361344B2

JP5361344B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP5361344B2
Application number: JP2008296929A
Authority: JP
Inventors: 利一土谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: JP2010120300A; US20100123931A1; US8477170B2

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特にその水平同期信号を伝送する技術に関するものである。

図１３は、従来から知られているレーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（以降、ＢＤ信号と記す場合もある）との入出力インタフェースの回路図である。レーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）とで、信号線が別々に設けられている形態が一般的であり、例えば、特許文献１に該構成が開示されている。

４４０は、ホストコンピュータからの画像情報を受け取り、画像信号（ＶＤＯ１）に変換する役割を担うビデオコントローラである。ビデオコントローラ４４０は、ＢＤ信号を受信するためのバッファ１０５、プルアップ抵抗１３９および画像信号（ＶＤＯ１）を差動信号に変換するためのドライバ１０１を備える。また、出力インピーダンスマッチング抵抗１３１，１３２、コネクタ１５１を備える。

１２０は、レーザドライバ基板であり、レーザビームを出射するレーザドライバ部として機能する。半導体レーザ４２１を駆動するレーザドライバ１１１、ビデオ差動信号（ＶＤ１、／ＶＤ１）を差動入力するレシーバ１０２、入力インピーダンスマッチング抵抗１３５、水平同期信号検出器として機能するＢＤＩＣ１１３、保護抵抗１３７、コネクタ２０９を備える。ここで記号／は、負論理（ローアクティブ）を示す。

２０１は、プリンタエンジンの制御手段であるＤＣコントローラである。プリンタエンジンには後述の図２で詳しく説明するカラー画像形成の為の各種部材が含まれる。

ＤＣコントローラ２０１のコネクタ１５２およびコネクタ２１０は、ビデオコントローラ４４０と、レーザドライバ基板１２０とを中継する。２１１は、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）である。コネクタ１５１とコネクタ１５２は、汎用性のあるＤＩＮ規格（ＩＥＣ６０３−２／ＤＩＮ４１６１２規格）に準拠する基板と基板を接続するコネクタである。

図１４は、図１３の回路図におけるタイミングチャートである。
水平同期信号であるＢＤ信号（／ＢＤ１）は、負論理でありＢＤセンサ１６０にレーザ光束Ｌが照射しているときに“Ｌ”になる。ＶＤ１は、ドライバ１０１の正論理出力を示しており、／ＶＤ１は、負論理出力を示している。どちらの出力も電圧レベルは、“Ｌ”が、最小０．７７Ｖで“Ｈ”が、最大１．７７Ｖである。
ビデオコントローラ４４０は、水平同期信号であるＢＤ信号（／ＢＤ１）が“Ｌ”になると、所定時間後の画像領域で画像信号（ＶＤＯ１）を出力する。その後、従来から知られている電子写真方式において、感光体ドラム上で画像を現像し、記録紙へ転写する。さらに記録紙を加熱加圧し定着させる。

なお、実際には、図１３中で図示される以外にも、レーザドライバ基板１２０における各部への電源供給を行う信号線が含まれている。また、ＢＤ信号を検出するために半導体レーザ４２１を強制発光させるための指示を行う信号線や、半導体レーザ４２１の発光時間を制御するためのＰＷＭ信号線なども含まれている。ここでは説明をわかり易くするために、それらの信号線を図示しない。
特開２０００−３１６０７６号公報

ところで、カラーレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色について、信号線が必要となる。すなわち、ビデオコントローラ４４０とレーザドライバ基板１２０との間に、レーザドライバ基板１２０から出力されてビデオコントローラ４４０へ入力される各色のＢＤ信号の信号線が必要となる。また、ビデオコントローラ４４０から出力されてレーザドライバ基板１２０へ入力される各色のビデオ差動信号の信号線が必要となる。結局、図１３に示す３信号線の４倍の信号線が必要となり合計１２本の信号線が必要となる。

特に、信号線の端部がコネクタにより構成される場合には、信号線数に応じた大きさのコネクタが必要となり、間接的にコネクタのコストも上げてしまう。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、水平同期信号に係る機能を損なうことなく、信号線の本数を削減することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次のとおりに構成する。
（１）入力される画像信号に応じたレーザビームを発光素子に射出させるレーザドライバ部と、前記レーザドライバ部を制御するコントローラ部とを、複数本の信号線で接続し、前記複数本の信号線のいずれかの信号線を介して前記コントローラ部から前記レーザドライバ部へ画像信号および制御信号を出力する画像形成装置において、前記レーザドライバ部は、前記発光素子から射出されるレーザビームを検知するレーザビーム検知器と、前記コントローラ部に前記複数本の信号線のいずれかの信号線を介して伝送する、画像書き出しタイミングの基準となる水平同期信号を、前記レーザビーム検知器の検知に応じて生成する水平同期信号生成手段と、を備え、前記複数本の信号線において前記画像信号または前記制御信号が伝送される信号線と前記水平同期信号が伝送される信号線とを共用の信号線とし、前記共用の信号線において、前記画像信号は第１電圧値を基準に第２電圧値に変化し、前記水平同期信号は、前記第１電圧を基準に第３電圧値に変化し、前記第２電圧値が前記第１電圧値より大きく前記第３電圧値が前記第１電圧値より小さい、又は、前記第２電圧値が前記第１電圧値より小さく前記第３電圧値が前記第１電圧値より大きいことを特徴とする画像形成装置。
（２）入力される画像信号に応じたレーザビームを発光素子に射出させるレーザドライバ部と、前記レーザドライバ部を制御するコントローラ部とを、複数本の信号線で接続し、前記複数本の信号線のいずれかの信号線を介して前記コントローラ部から前記レーザドライバ部へ画像信号および制御信号を出力する画像形成装置において、前記レーザドライバ部は、前記発光素子から射出されるレーザビームを検知するレーザビーム検知器と、前記コントローラ部に前記複数本の信号線のいずれかの信号線を介して伝送する、画像書き出しタイミングの基準となる水平同期信号を、前記レーザビーム検知器の検知に応じて生成する水平同期信号生成手段と、を備え、前記複数本の信号線において前記画像信号または前記制御信号が伝送される信号線と前記水平同期信号が伝送される信号線とを共用の信号線とし、前記共用の信号線を介して前記画像信号の伝送中に、ノイズに起因する前記水平同期信号が伝送されると、前記ノイズに起因する水平同期信号が伝送されたタイミングと同時に伝送された前記画像信号が消去されることを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、水平同期信号に係る機能を損なうことなく、信号線の本数を削減することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、カラーレーザプリンタの例により詳しく説明する。

［プリンタ構成図］
図２は実施例１である“カラーレーザプリンタ”の構成図である。
図２において、４０１はカラーレーザプリンタ本体、４０２は記録紙３５を収納するデッキ、４０３はデッキ４０２内の記録紙３５の有無を検知するデッキ紙有無センサ、４０４はデッキ４０２から記録紙３５を繰り出すピックアップローラである。４０５はピックアップローラ４０４によって繰り出された記録紙３５を搬送するデッキ給紙ローラ、４０６はデッキ給紙ローラ４０５と対をなし記録紙３５の重送を防止するためのリタードローラである。デッキ給紙ローラ４０５の下流には記録紙３５を同期搬送するレジストローラ対４０７、レジストローラ対４０７への記録紙３５の搬送状態を検知するレジ前センサ４０８が配設されている。

またレジストローラ対４０７の下流には静電吸着搬送転写ベルト（以下ＥＴＢという）４０９を備えたＥＴＢユニットが配設されている。ＥＴＢ４０９上には次のようにして、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂ（ブラック）の４色のトナー画像からなるカラー画像が形成される。即ち、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂの４色分のプロセス画像形成カートリッジ４１０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ）とスキャナユニット４２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ）からなる画像形成部によって形成された画像が、転写ローラ４３０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ）によって順次重ね合わされて行く。これによりカラー画像が形成され、記録紙３５上に転写される。カラー画像が形成された記録紙３５は下流に搬送される。下流には定着器４３７が具えられており、ここで、記録紙３５上に転写されたトナー像を熱定着する。定着器４３７は、内部に加熱用のヒータ４３２を具えた定着ローラ４３３と加圧ローラ４３４の対、定着ローラからの記録紙３５を搬送するための、定着排紙ローラ対４３５を有している。さらに、定着器４３７からの記録紙の搬送状態を検知する定着排紙センサ４３６が配設されている。

また、各スキャナユニット４２０は、発光素子として機能する半導体レーザ４２１、回転多面鏡４２２、スキャナモータ４２３、Ｆθレンズ（結像レンズ群）４２４より構成されている。半導体レーザ４２１は、ビデオコントローラ４４０から送出（供給）される各画像信号にもとづいて変調されたレーザ光を発光する。回転多面鏡４２２とスキャナモータ４２３は、各半導体レーザ４２１からのレーザ光を各感光体ドラム３０５上に走査する。

そして、各プロセス画像形成カートリッジ４１０は、公知の電子写真プロセスに必要な感光体ドラム３０５、帯電ローラ３０３と圧電高圧トランスおよび整流素子を備えた不図示の帯電高圧トランス基板、現像ローラ３０２、トナー格納容器４１１を具えており、レーザプリンタ本体４０１に対して着脱可能に構成されている。さらに、ビデオコントローラ４４０は、ホストコンピュータ等の外部装置４４１から送出される画像信号を受け取ると、この画像信号をビットマップデータに展開し、画像形成用の画像信号を生成する。

また、２０１はレーザプリンタ本体４０１（プリンタエンジン）の制御手段であるＤＣコントローラである。このＤＣコントローラは、エンジンコントローラと記したり、ビデオコントローラ４４０を第１コントローラ部と記すのに対し、第２コントローラ部と記す場合もある。このＤＣコントローラ２０１は、ＲＡＭ２０７ａ、ＲＯＭ２０７ｂ、タイマ２０７ｃ、デジタル入出力ポート２０７ｄ、Ｄ／Ａポート２０７ｅを具えた１チップマイクロコンピュータ（以降ＣＰＵと記載）２０７を有する。ＲＯＭ２０７ｂは、ＣＰＵ２０７の制御手順を格納している。さらにＤＣコントローラ２０１は、不揮発記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）および各種入出力制御回路（不図示）等を有する。また、２０２は高圧電源（圧電トランス式高圧電源装置）である。この高圧電源２０２は、各プロセス画像形成カートリッジ４１０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ）に対応した帯電高圧電源の制御部（不図示）、現像高圧電源（不図示）を有する。さらに、高圧電源２０２は、各転写ローラ４３０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂ）に対応した高圧を出力可能な圧電トランスを使用した転写高圧電源を有する。

［走査光学装置を説明する図］
レーザビームプリンタやレーザファクシミリ等の画像形成装置に用いられる一般的な走査光学装置を図３にもとづいて説明する。

半導体レーザ４２１からはレーザ光束Ｌを発生させ、前方の光路上にはシリンドリカルレンズ３２、回転多面鏡（ポリゴンミラーともいう）４２２、回転多面鏡４２２を回転駆動する偏向走査装置（以後スキャナモータという）４２３が順次に配列されている。回転多面鏡４２２の反射方向の光路上には、Ｆθレンズ４２４、折り返しミラー３６、感光体ドラム３０５が配列されている。また、感光体ドラム３０５の有効画像領域外に偏向走査されるレーザ光束Ｌの一部を反射する信号検知ミラー３８が配置される。信号検知ミラー３８の反射方向の光路上には結像レンズ３９とレーザ光検知センサ（ＢＤセンサや、レーザビーム検知器と呼ぶこともある）１６０が設けられている。

このＢＤセンサ１６０の出力は、レーザ光束Ｌの主走査の基準である水平同期信号として使用される。このＢＤ信号は、レーザドライバ１１１が、主走査方向において、いつ半導体レーザ４２１を駆動させレーザ発光するかの、画像書き出しタイミングの基準となる。

３１１は前述の光学部材を収容する光学箱であり、光学部材は光学箱３１１と蓋（不図示）等により密閉された空間に収容されている。
半導体レーザ４２１から発生させたレーザ光束Ｌは、シリンドリカルレンズ３２によって回転多面鏡４２２上に線像を結像する。そして、このレーザ光束Ｌは回転多面鏡４２２をスキャナモータ４２３により回転させることによって偏向され、Ｆθレンズ４２４を経て、折り返しミラー３６で反射され感光体ドラム３０５上に結像走査される。
Ｆθレンズ４２４は、回転多面鏡４２２において反射される光束が感光体ドラム３０５上においてスポットを形成するように集光されるように構成されている。
また感光体ドラム３０５がその円筒の軸線まわりに回転駆動することによって副走査が行われる。このようにして感光体ドラム３０５の表面には静電潜像が形成される。

［レーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェース回路図］
次に本実施例の要部の回路構成について説明する。
図１は、本実施例のレーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェース回路図である。コネクタ、ＢＤＩＣ１１３、レーザドライバ１１１、半導体レーザ４２１等を除く、各基板上に配置されたトランジスタ、抵抗、オペアンプ等の部品は集積回路の一部とすることができる。
図１３に示す従来例の回路図との相違点は、ＢＤ信号を、ビデオ差動信号の正論理側のラインで通信させる構成となっている点である。

図１において、４４０は、ホストコンピュータからの画像情報を受け取り、画像信号（ＶＤＯ１）に変換する役割を担うビデオコントローラである。ビデオコントローラ４４０は、ＢＤ信号を受信するためのコンパレータ１０７および画像信号（ＶＤＯ１）を差動信号に変換し出力するための画像信号出力部として機能するドライバ１０１を備える。また、出力インピーダンスマッチング抵抗１３１，１３２、コネクタ１５１を備える。出力インピーダンスマッチング抵抗１３１、１３２は、ドライバ１０１の出力インピーダンスと、レシーバ１０２の入力インピーダンスと、画像信号が伝送される信号線のインピーダンスと、を合わせるためのものである。そして、出力インピーダンスマッチング抵抗１３１は、画像信号出力部であるドライバ１０１と、共用信号線として用いられる信号線との間に配置されている。

１２０は、レーザビームを射出するレーザドライバ部として機能するレーザドライバ基板である。レーザドライバ基板１２０は、半導体レーザ４２１を駆動するレーザドライバ１１１、ビデオ差動信号（ＶＤ１ＢＤ１、／ＶＤ１）を差動入力するレシーバ１０２、入力インピーダンスマッチング抵抗１３５、水平同期信号検出器として機能するＢＤＩＣ１１３、インバータ１１４、コネクタ２０９を備える。ここで記号／は、負論理（ローアクティブ）を示す。

２０１は、前記レーザビームプリンタの制御手段であるＤＣコントローラである。
ＤＣコントローラ２０１のコネクタ１５２およびコネクタ２１０は、ＤＣコントローラ２０１に、ビデオコントローラ４４０と、レーザドライバ基板１２０と接続する。２１１は、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）である。コネクタ１５１とコネクタ１５２は、汎用性のあるＤＩＮ規格（ＩＥＣ６０３−２／ＤＩＮ４１６１２規格）に準拠する基板と基板を接続するコネクタである。

上に説明したフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）２１１はコネクタ２１０、２０９を端部にし複数本の信号線からなる。そして、この複数本の信号線の何れかの信号線を介して画像信号や制御信号が伝達されることとなる。より具体的には、ＦＦＣ２１１は、ＶＤ１ＢＤ１ライン、／ＶＤ１ライン、電源ライン等の、複数本の信号線からなる。なお、ＶＤ１ＢＤ１信号線は、ＶＤ１（画像信号）と、ＢＤ１（ＢＤ信号）との、夫々の信号伝送において共通に用いられており、これにより、ビデオコントローラ部と、エンジンコントローラ部と、レーザドライバ部を接続する信号線数を減らすことができコストダウンを可能にする。また、信号線を減らすことでコネクタを小型化できる、該コネクタの小型化に伴い、関係する全ての基板を小型化することもできる。また、信号パターンの削減ができるので信号パターンレイアウト設計の自由度が向上する。

１１４は、論理を反転させるためのインバータである。１０８はＰＮＰ型のトランジスタ、１４８はトランジスタ１０８のベース電流制限抵抗である。このトランジスタ１０８はＢＤ信号の信号源として機能する。１０９は、ＢＤ信号を検出するためのコンパレータである。

インバータ１１４は、／ＢＤ１が入力されると“Ｈ”を出力し、トランジスタ１０８がＯＮし、水平同期信号を伝送する信号線の電圧が所定の値となるように変化させる。具体的には、ＶＤ１ＢＤ１ラインを１．７７Ｖ以上から０．３Ｖ以下にする。＋３．３Ｖを固定抵抗１４２と１４３で分圧してコンパレータ１０９の−端子は、０．５Ｖの基準電圧となっている。

トランジスタ１０８がＯＮすると、コンパレータ１０９の出力は、“Ｌ”となる。同じ回路がビデオコントローラ４４０にもあり、コンパレータ１０７と分圧抵抗１３３、１３４である。コンパレータ１０７は、コンパレータ１０９と同じ動作を行い、トランジスタ１０８がＯＮすると、コンパレータ１０７の出力は、“Ｌ”となる。

なお、図１においては、ビデオコントローラ４４０と、ＤＣコントローラ２０１と、を別々の基板に実装されるよう説明したが、この形態のみに限定されるわけではない。例えば、ビデオコントローラと、ＤＣコントローラと、を区別することなく、同一基板に実装しても良い。レーザドライバ基板１２０以外の、ビデオコントローラ４４０およびＤＣコントローラ２０１との機能を、同一のコントローラ部に持たせても良い。

また、レーザドライバ基板１２０についても、図１に示した形態に限定されるわけではなく、図１に示されたレーザドライバ基板１２０に含まれる何れかの部品を他の基板上に実装させても良い。例えば、ＢＤＩＣ１１３のみを図１に示されるレーザドライバ基板１２０とは別基板で実装するようにしても良い。なお、このような場合でも、レーザドライバ部には、この別基板で実装されるＢＤＩＣ１１３が含まれるものとする。

［画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャート］
図４は、本実施例における画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャートである。ＢＤＩＣ１１３は水平同期信号生成手段として機能し、該ＢＤＩＣ１１３にレーザ光束Ｌが入光すると水平同期信号が出力される。より具体的には、／ＢＤ１が“Ｌ”ＢＤ１が、“Ｈ”となりトランジスタ１０８がＯＮする。このとき、画像信号の伝送タイミングと、ＢＤ信号の伝送タイミングと、は重ならない。主走査の画像領域に達すると、ビデオコントローラ４４０は、ＶＤＯ１の画像信号を送信する。ＶＤ１ＢＤ１ラインと／ＶＤ１ラインは、０．７７Ｖと１．７７Ｖの差動で動作し、画像信号をレーザドライバ１１１に送信する。主走査の画像領域が終ると画像信号ＶＤＯ１は、“Ｌ”となり、画像信号／ＶＤ１は“Ｈ”となる。すなわち、ＶＤ１ＢＤ１ラインが約０．７７Ｖとなり、／ＶＤ１ラインが１．７７Ｖとなる。

［ノイズが重畳した場合の画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャート］
図５は、ＢＤ１のラインに外来ノイズが重畳した場合を説明する図である。ノイズは、１７１あるいは、１７２で示している。トランジスタ１０８が誤動作でＯＮするとＶＤ１ＢＤ１ラインは、１．７７Ｖ以上から０．３Ｖ以下となるものの、／ＶＤ１のレベルにかかわらず半導体レーザ４２１は消灯する。このように、仮に、ＶＤ１ＢＤ１ラインを、画像信号の伝送中に水平同期信号（外来ノイズに起因する）が伝送されたとしても、画像信号が消去され半導体レーザ４２１が消灯されることになり、白の下地に黒ドットが形成されることとなり画像不良が目立つ事態を防ぐことができる。
なお、トランジスタ１０８は、ＮＰＮ型のトランジスタを例に挙げた。しかしながら、Ｎチャンネル電界効果トランジスタ（Ｎｃｈ−ＦＥＴ）でも良い。

本実施例によれば、前述のような構成と動作によって、次のような効果がある。
画像信号の使用電圧領域は、０．７７Ｖ〜１．７７Ｖで画像信号を通信する。一方／ＢＤ１の通信は、ＶＤ１ＢＤ１ラインに接続されているトランジスタ１０８のコレクタに電流を流さないハイインピーダンス（以後“Ｈｉ−Ｚ”と記す）の状態と、トランジスタ１０８に電流を流したときのトランジスタ１０８のコレクタが０．３Ｖ以下の状態と、の２つの論理を使う。このように、画像信号と水平同期信号の使用電圧範囲を重複させないようにすることで、画像信号を／ＢＤ１として誤検知してしまうことを防止できる。

さらに画像領域でＢＤ１のラインにノイズが重畳した場合でも、半導体レーザ４２１が消灯するように画像信号が変更されてしまうので、ノイズの重畳により、半導体レーザ４２１が点灯してドットを描いてしまう場合に比べて、目立ちにくいといった効果がある。
また、トランジスタ１０８のコレクタは、／ＢＤ１信号の送信時以外は、“Ｈｉ−Ｚ”となるので、差動信号を歪ませることがない。

さらにＢＤ信号は、ノイズが重畳すると見た目ではっきりわかる画像不良が発生することが問題であった。しかしながら、本実施例によれば、インピーダンスの低いノイズが重畳してもコモンモードで動き相殺される差動信号ラインで通信しているため、従来例の回路よりノイズが重畳することを防止できる。

また、固定抵抗１３１（図１のインピーダンスマッチング抵抗１３１）は、画像信号伝送時には、出力インピーダンスマッチング抵抗として機能し、／ＢＤ１の伝送時には、電流制限抵抗として機能するので、新たな抵抗を設けて、基板の面積を無駄に使うことがない。また、制御部（４４０や２０１、または４４０と２０１の双方）とレーザドライバ基板１２０とを接続するための信号線について、画像信号およびＢＤ信号に関し、それらの機能を損なうことなく、信号線の本数を削減することができる。

従来技術に対して追加となるトランジスタ等の半導体等の構成は、大規模集積回路であるＡＳＩＣの一部を改良して追加すればコストアップはない、またはほとんどない。なお、コストがアップしたとしても、フレキシブルフラットケーブル２１１や、コネクタ１５２、２１０等に掛かるコストに比べて十分に小さい。

特にＤＣコントローラ２０１と、レーザドライバ基板１２０とは、必ずしもではないものの位置が離れることが多々ある。これは、半導体レーザ４２１の近傍にレーザドライバ１１１（レーザドライバ基板１２０）を配置する必要があり、且つ、レーザドライバ基板１２０とＤＣコントローラ２０１とをレイアウトの都合上一体化できないことが理由にある。また、ＤＣコントローラ２０１と、レーザドライバ基板１２０と、を夫々ユニット化すれば、いずれかのユニットが故障した際に、ユニット単位で交換することができる。そして、このような場合に、コネクタ２０９および２１０、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）２１１等が必要になってくるが、ユニット単位で交換することができるので大きくコスト削減の効果を発揮する。

実施例２である“カラーレーザプリンタ”について説明する。なお、実施例１で説明した図２、図３の構成は、本実施例においても適用されるものとする。詳しい説明は重複になるので省略する。

［レーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェースの回路図］
図６は、本実施例のレーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェースの回路図である。実施例１との違いは、画像信号のローアクティブ側のラインを／ＢＤ１信号の通信に使用する点である。この回路以外は、実施例１と同様なので、その説明を援用し、ここでの再説明は省略する。

図６において、１５０は、ＰＮＰ型トランジスであり、エミッタは、＋３．３Ｖ電源に接続し、コレクタは、画像信号ラインのローアクティブ側に接続されている。１０７は、／ＢＤ１を検知するためのコンパレータであり、＋入力端子は、固定抵抗１４０と１４１で分圧されて、２．５Ｖとなっている。

ＢＤＩＣ１１３の出力は、レーザ光束Ｌが照射されていないときは、“Ｈ”となっており、トランジスタ１５０は、ＯＦＦしている。すなわちＰＮＰ型トランジスタ１５０のコレクタは、“Ｈｉ−Ｚ”である。このとき、／ＶＤ１ＢＤ１ラインの状態は、ドライバ１０１に依存している。反対にＢＤＩＣ１１３にレーザ光束Ｌが照射されると、ＢＤＩＣ１１３の出力が“Ｌ”となり、ＰＮＰ型トランジスタ１５０がＯＮする。そうすると／ＶＤ１ＢＤ１ラインが３．０Ｖ以上となりコンパレータ１０７は、“Ｌ”となる。

［ノイズが重畳した場合の画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャート］
図７は、本実施例におけるノイズが重畳した場合における画像信号とＢＤ信号との関係を説明するタイミングチャートである。
／ＶＤ１ＢＤ１ラインは、／ＢＤ１が“Ｈ”レベルのときは、０．７７Ｖ〜１．７７Ｖである。／ＢＤ１が“Ｌ”レベルになると、トランジスタ１５０がＯＮとなり、３．３Ｖ付近まで上昇する。万一画像領域において１７３、１７４で示したとおりの／ＢＤ１やＢＤ１のラインにノイズが重畳したとしても、半導体レーザ４２１は、消灯する側なので目立たない。画像信号とＢＤ信号（水平同期信号）とが使用する電圧範囲が重複しないようにした点は実施例１と同様である。

以上説明したように、本実施例によれば、前述のような構成と動作によって、／ＢＤ１の通信と画像信号は、ビデオコントローラ、ＤＣコントローラ、レーザドライバ基板のインタフェース部で各色分が従来の３本から２本に削減することができる。
また、実施例１で使用した、論理を反転させるためのインバータ１１４が不要となる。また、後述する実施例３で使用した、ＤＣコントローラ２０１とレーザドライバ基板１２０間にＢＤ１ＥＮ信号ラインが不要となり、コネクタ２０９、２１０とＦＦＣ２１１の各１ラインが不要となる。
本実施例では、トランジスタ１５０は、ＰＮＰ型のトランジスタを例に挙げた。しかしながら、Ｐチャンネル電界効果トランジスタ（Ｐｃｈ−ＦＥＴ）を用いても良い。

実施例３である“カラーレーザプリンタ”について説明する。なお、実施例１で説明した図２、図３の構成は、本実施例においても適用されるものとする。詳しい説明は重複になるので省略する。

［レーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェース回路図］
図８は、本実施例のレーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェースの回路図を示す。

従来例および実施例１と同一の構成は、同一の記号を付して、説明は、省略する。

実施例１との違いは、ドライバ１０３を使ってＢＤ信号を送信させ、ＤＣコントローラ２０１−３とビデオコントローラ４４０−３にＢＤ専用のレシーバ１０６および１０４を備えることである。それに伴い、ドライバ１０１と１０３は、それぞれを有効と無効に制御するためのイネーブル信号（ＶＤＯ１ＥＮ、ＢＤ１ＥＮ）を備える。無効の場合は、“Ｈｉ−Ｚ”となる。また、ＢＤ１ＥＮは、ＤＣコントローラ２０１−３で制御する上で、ＤＣコントローラ２０１−３とレーザドライバ基板１２０−３との間で通信を行うため、コネクタ２０９とコネクタ２１０およびＦＦＣ２１１は、各色それぞれ１本、合計で４信号線分が追加となる。

図９は、本実施例における画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャートである。動作は、下記のフローチャートで詳細に説明する。

図１０は、本実施例におけるフローチャートである。このフローの処理はＣＰＵ２０７により行われるものとするが、これに限定されず、例えば特性用途向けの集積回路（ＳＡＩＣ）が画像形成装置に実装されている場合には、これらに何れかのステップの機能を持たせても良い。
プリント開始命令があると、スキャナモータの駆動をスタートさせる（ステップ１０１、以下Ｓ１０１と略記する）。半導体レーザ４２１をレーザドライバ１１１の不図示のコントロール信号（制御信号）を使用して、強制的に発光させる。

ＢＤ１ＥＮ信号をハイレベル（以後“Ｈ”という）にしてドライバ１０３を有効にする。
また、ＶＤＯ１ＥＮ信号は、ロウレベル（以後“Ｌ”という）のままである。従ってドライバ１０１は、無効でありその出力は、“Ｈｉ−Ｚ”である（Ｓ１０２）。

ＣＰＵ２０７は、ＢＤ信号のモニタを開始する（Ｓ１０３）。
スキャナモータが所定回転で定速回転するまで待つ（Ｓ１０４）。
記録紙３５を給紙してレジ前センサ４０８へ記録紙３５が到達したとき、ＤＣコントローラ２０１は、ビデオコントローラ４４０へ垂直同期信号（以後ＴＯＰ信号という）を送信する（Ｓ１０５）。

ビデオコントローラ４４０−３とＤＣコントローラ２０１−３は、ＢＤカウンタすなわち副走査カウンタをスタートさせる（Ｓ１０６）。
ＢＤカウンタが副走査画像領域に到達するまで待つ（Ｓ１０７）。
副走査が画像領域となり、ＢＤ１が“Ｌ”となると（Ｓ１０８）、ビデオコントローラ４４０−３は、画像クロックカウンタすなわち、主走査カウンタをスタートさせる（Ｓ１０９）。

ＤＣコントローラ２０１−３は、レーザの強制発光を止める（Ｓ１１０）。
そうするとＢＤ１は、“Ｈ”となる（Ｓ１１１）。ＤＣコントローラ２０１−３は、ＢＤ１ＥＮを“Ｌ”としてドライバ１０３を無効とする。
ビデオコントローラ４４０−３は、ＶＤＯ１ＥＮを“Ｈ”としドライバ１０１を有効にする。また、無駄なレーザの点灯を防止するため、画像領域外では、ＶＤＯ１を“Ｌ”とする（Ｓ１１２）。

主走査画像領域に達する（Ｓ１１３）と、ビデオコントローラ４４０−３は、画像信号ＶＤＯ１を送信する。ＤＣコントローラ２０１−３は、走査画像領域が終る（Ｓ１１５）と副走査の画像領域が終了したか判断する（Ｓ１１７）。
終ってない場合は、ＤＣコントローラ２０１−３は、次の主走査のためにレーザを強制点灯させてＢＤ１ＥＮを“Ｈ”にする。ビデオコントローラ４４０−３は、ＶＤＯＥＮを“Ｌ”にする（Ｓ１１６）。
そして、ＢＤ信号が“Ｌ”となるまで待つ（Ｓ１０８）へ移行する。

ＤＣコントローラ２０１−３は、Ｓ１１７で副走査画像領域が終了したと判断した場合は、スキャナモータをストップさせる（Ｓ１１８）。
ビデオコントローラ４４０−３は、ＶＤＯＥＮを“Ｌ”にし、ＤＣコントローラ２０１−３は、ＢＤ１ＥＮを“Ｌ”にする。

なお、ＢＤ１ＥＮとＶＤＯ１ＥＮは、もし同時に“Ｈ”となりドライバ１０１および１０３の出力が反対の出力を出した場合でもインピーダンスマッチング抵抗１３１，１３２，１３５，１３６が電流制限抵抗として機能するため、問題は、発生しない。

以上説明したように、本実施例によれば、前述のような回路と動作によって、コネクタ２０９とコネクタ２１０が各色において１ピン、およびＦＦＣ２１１も各色において１本（合計４信号線分）が追加となるものの、コネクタ１５１および１５２で使用する高価なＤＩＮ規格（ＩＥＣ６０３−２／ＤＩＮ４１６１２規格）に準拠したコネクタのピン数を４線分削減することができる。コネクタ１５１および１５２は、ＤＩＮ規格に準拠しているため、コネクタ２０９および２１０に比べて高価である。

また、通常の双方向通信の通信時以外では、差動信号ライン（ＶＤＢＤ１、／ＶＤＢＤ１）は、“Ｈｉ−Ｚ”の状態となるタイミングがあった。そのタイミングでノイズが誘導した場合にレーザが誤点灯する場合があるため、本実施例では、少なくとも画像領域では、“Ｈｉ−Ｚ”の状態とならないようにすることで、レーザの誤点灯を防止できる。

実施例４である“カラーレーザプリンタ”について説明する。なお、実施例１で説明した図２、図３の構成は、本実施例においても適用されるものとする。詳しい説明は重複になるので省略する。
従来例および実施例１ないし３と同一の構成には、同一の記号を付して、説明は、省略する。
図１１は、本実施例のレーザ発光信号（画像信号）と制御信号（ＰＷＭ信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）の入出力インタフェース回路図である。

実施例１との違いは、レーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）を共用するのではなく、制御信号（パルス幅変調信号（以後ＰＷＭ信号と記す））と水平同期信号（ＢＤ信号）で共用している点である。制御信号（ＰＷＭ信号）は、半導体レーザ４２１の発光強度を決定するためのパルス信号である。

ＰＷＭ差動信号（ＰＷＭＢＤ１、／ＰＷＭ）を差動出力するドライバ５０１、出力インピーダンスマッチング抵抗５３１、５３２、入力インピーダンス抵抗５３５、ＰＷＭ信号のレシーバ５０２が追加の構成となっている。ここでＢＤ信号は、ＰＷＭＢＤ１信号で通信するのでトランジスタ１０８のコレクタは、ＰＷＭＢＤ１信号に接続している。また、ＢＤ信号を入力するコンパレータ１０９および１０７の＋端子は、ＰＷＭＢＤ１に接続している。

インバータ１１４は、／ＢＤ１が入力されると“Ｈ”を出力し、トランジスタ１０８がＯＮし、水平同期信号を伝送する信号線の電圧が所定の値となるように変化させる。具体的には、ＰＷＭＢＤ１ラインを０．７７Ｖ以上から０．３Ｖ以下にする。
このような構成でＰＭＷ信号線を共用して、ＢＤ信号を伝送することができる。

本実施例において外来ノイズが重畳した場合の様子を、図１２の１７５、１７６に示す。この場合、ノイズ１７６により、ＰＷＭ信号のｄｕｔｙが小さくなり得るが、その場合には、発光光量が低下することとなるので、前述の実施例１、２と同様の効果を得ることができる。

なお、ＢＤ信号の正負論理とＰＷＭ信号の正負論理との関係は、実施例１におけるＢＤ信号の正負論理と画像信号における正負論理との関係に類似したものとして説明したが、これに限定されることはない。ＢＤ信号の正負論理とＰＷＭ信号の正負論理との関係を、実施例２におけるＢＤ信号の正負論理と画像信号における正負論理との関係にすることもできる。

実施例５である“カラーレーザプリンタ”について説明する。
実施例１ないし４では、図３で説明したように、ポリゴンミラーをスキャナモータで回転させて半導体レーザを走査する走査光学装置の例を挙げた。しかしながら偏向ミラー面（ＭＥＭＳ）により光ビームを主走査方向に往復走査することによって主走査を行う露光系を備えた画像形成装置でも本発明は、適用可能である。つまり、実施例１ないし４における走査光学装置を、変更ミラー面により光ビームを主走査方向に往復走査する走査光学装置に置きかえれば良い。

レーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェース回路図の一実施の形態を示す図である。カラーレーザプリンタの構成の一実施の形態を示す断面図である。走査光学装置の一実施の形態を示す構成図である。画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャートの一実施の形態を示す図である。ノイズが重畳した場合の画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャートの一実施の形態を示すである。レーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェースの回路図の一実施の形態を示す図である。ノイズが重畳した場合の画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャートの一実施の形態を示す図である。レーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェースの回路図の一実施の形態を示す図である。画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャートの一実施の形態を示す図である。走査光学装置の動作を示すフローチャートの一実施の形態を示す図である。レーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェース回路図の一実施の形態を示す図である。画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャートの一実施の形態を示す図である。従来例における、レーザ発光信号（画像信号）と水平同期信号（ＢＤ信号）との入出力インタフェースの回路図を示す図である。従来例における、画像信号とＢＤ信号との関係を示すタイミングチャートを示す図である。

符号の説明

１１３ＢＤＩＣ
１２０レーザドライバ基板
１５１、１５２ＤＩＮ規格のコネクタ
２０１ＤＣコントローラ
２０７ＣＰＵ
２１１ＦＦＣ
４０１カラーレーザプリンタ本体（画像形成装置）
４１０画像形成カートリッジ
４２１半導体レーザ
４４０ビデオコントローラ

Claims

入力される画像信号に応じたレーザビームを発光素子に射出させるレーザドライバ部と、前記レーザドライバ部を制御するコントローラ部とを、複数本の信号線で接続し、前記複数本の信号線のいずれかの信号線を介して前記コントローラ部から前記レーザドライバ部へ画像信号および制御信号を出力する画像形成装置において、
前記レーザドライバ部は、
前記発光素子から射出されるレーザビームを検知するレーザビーム検知器と、
前記コントローラ部に前記複数本の信号線のいずれかの信号線を介して伝送する、画像書き出しタイミングの基準となる水平同期信号を、前記レーザビーム検知器の検知に応じて生成する水平同期信号生成手段と、を備え、
前記複数本の信号線において前記画像信号または前記制御信号が伝送される信号線と前記水平同期信号が伝送される信号線とを共用の信号線とし、
前記共用の信号線において、前記画像信号は第１電圧値を基準に第２電圧値に変化し、前記水平同期信号は、前記第１電圧を基準に第３電圧値に変化し、前記第２電圧値が前記第１電圧値より大きく前記第３電圧値が前記第１電圧値より小さい、又は、前記第２電圧値が前記第１電圧値より小さく前記第３電圧値が前記第１電圧値より大きいことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記共用の信号線を介して前記画像信号の伝送中に、ノイズに起因する前記水平同期信号が伝送されると、前記ノイズに起因する水平同期信号が伝送されたタイミングと同時に伝送された前記画像信号が消去されることを特徴とする画像形成装置。
入力される画像信号に応じたレーザビームを発光素子に射出させるレーザドライバ部と、前記レーザドライバ部を制御するコントローラ部とを、複数本の信号線で接続し、前記複数本の信号線のいずれかの信号線を介して前記コントローラ部から前記レーザドライバ部へ画像信号および制御信号を出力する画像形成装置において、
前記レーザドライバ部は、
前記発光素子から射出されるレーザビームを検知するレーザビーム検知器と、
前記コントローラ部に前記複数本の信号線のいずれかの信号線を介して伝送する、画像書き出しタイミングの基準となる水平同期信号を、前記レーザビーム検知器の検知に応じて生成する水平同期信号生成手段と、を備え、
前記複数本の信号線において前記画像信号または前記制御信号が伝送される信号線と前記水平同期信号が伝送される信号線とを共用の信号線とし、
前記共用の信号線を介して前記画像信号の伝送中に、ノイズに起因する前記水平同期信号が伝送されると、前記ノイズに起因する水平同期信号が伝送されたタイミングと同時に伝送された前記画像信号が消去されることを特徴とする画像形成装置。
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記共用の信号線を介して前記画像信号の伝送中に伝送される前記水平同期信号は、ノイズに起因する前記水平同期信号であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記共用の信号線を介しての、前記画像信号の伝送タイミングとノイズに起因しない前記水平同期信号の伝送タイミングとが重ならないことを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記画像信号を差動で出力する画像信号出力部のインピーダンスと、前記画像信号を伝送する信号線のインピーダンスと、前記画像信号を入力するインピーダンスと、をマッチングする場合における、前記画像信号出力部のインピーダンスマッチング抵抗を、前記画像信号出力部と前記共用の信号線との間に配置したことを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記水平同期信号の信号源は、前記水平同期信号を伝送するタイミングでは、前記水平同期信号を伝送する信号線の電圧が所定の値となるように変化させ、前記水平同期信号を伝送しないタイミングでは、前記水平同期信号を伝送する信号線のインピーダンスがハイインピーダンスとなるようにすることを特徴する画像形成装置。
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記コントローラ部には、プリンタエンジンに画像信号を供給する第１コントローラ部と、前記プリンタエンジンを制御する第２コントローラ部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記水平同期信号は、前記レーザドライバ部から前記コントローラ部の方向へ伝送し、前記画像信号は、前記コントローラ部から前記レーザドライバ部の方向へ伝送することを特徴とする画像形成装置。