JP6256318B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に係り、特に、光走査装置で感光体を走査露光する画像形成装置に関する。
電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置では、画像形成にあたってまず感光体を帯電させ、光走査装置によって画像データで変調した光で感光体を走査して静電潜像を形成した後、現像によってトナー像を形成して記録媒体に転写させ、定着装置で定着して画像形成を行なっている。光走査装置は、光源とポリゴンミラーとを有し、光源を出射したレーザー光が、回転駆動しているポリゴンミラーに反射して感光体ドラムの主走査方向に走査することによって感光体ドラム上に静電潜像を形成する。
画像形成装置の通常使用においては、感光体ドラムへのダメージを減らすためにポリゴンミラーが回転していないときには、光源を消灯させることが一般的である。また、レーザー光の暴露の観点からソフト異常時にもレーザー光が外部に漏れないように、インターロックスイッチによって光源を消灯させたり(例えば、特許文献1参照)、メカシャッター機構等で光路を塞いだりしている。
特開2001−356656号公報
しかしながら、従来技術では、スイッチ素子を用いることで、光源の消灯を行っているが、このスイッチ素子が何らかの要因で機能しなかった場合には、レーザー光が照射されたままの状態になってしまい、感光体ドラムにダメージを与えてしまったり、レーザー光の暴露を引き起こす場合がある。
本発明の目的は、上記問題点を解決し、レーザー光による感光体ドラムへのダメージやレーザー光の暴露の発生を抑制することができる画像形成装置を提供することにある。
本発明の画像形成装置は、光源を出射したレーザー光を回転駆動しているポリゴンミラーに反射させ、前記ポリゴンミラーで反射させたレーザー光を感光体ドラムの主走査方向に走査させることによって前記感光体ドラム上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、前記光源を駆動するLD駆動回路を有するレーザー光生成手段と、前記ポリゴンミラーで反射させたレーザー光を前記主走査方向の始端側で受光して主走査同期信号を出力するレーザー光受光手段と、前記LD駆動回路に動作電力を供給するLD基準電圧生成回路とを具備し、前記LD基準電圧生成回路は、前記主走査同期信号に基づいて前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記主走査同期信号の出力が停止されると、前記LD駆動回路への動作電力の生成を停止させ、前記ポリゴンミラーの回転駆動を指示する回転指示信号に基づいて、前記主走査同期信号が出力されるまでの前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記主走査同期信号が出力された後に、前記主走査同期信号に基づいて前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記ポリゴンミラーの回転駆動を指示する回転指示信号に基づいてワンショットパルス信号を生成するワンショット回路を備え、前記ワンショットパルス信号によって前記LD駆動回路の動作電力を生成することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、光源を出射したレーザー光を回転駆動しているポリゴンミラーに反射させ、前記ポリゴンミラーで反射させたレーザー光を感光体ドラムの主走査方向に走査させることによって前記感光体ドラム上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、前記光源を駆動するLD駆動回路を有するレーザー光生成手段と、前記ポリゴンミラーで反射させたレーザー光を前記主走査方向の始端側で受光して主走査同期信号を出力するレーザー光受光手段と、前記LD駆動回路に動作電力を供給するLD基準電圧生成回路とを具備し、前記LD基準電圧生成回路は、前記主走査同期信号に基づいて前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記主走査同期信号の出力が停止されると、前記LD駆動回路への動作電力の生成を停止させ、前記ポリゴンミラーの回転駆動を指示する回転指示信号に基づいて、前記主走査同期信号が出力されるまでの前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記主走査同期信号が出力された後に、前記主走査同期信号に基づいて前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記LD基準電圧生成回路は、前記主走査同期信号のパルス幅を拡幅するパルス幅拡幅回路を備え、パルス幅を拡幅した前記主走査同期信号によって前記LD駆動回路の動作電力を生成することを特徴とする。
本発明によれば、光源を駆動するLD駆動回路の動作電力が、主走査同期信号に基づいて生成されるため、ポリゴンミラーの回転が停止されると、光源を駆動も確実に停止され、レーザー光による感光体ドラムへのダメージやレーザー光の暴露の発生を抑制することができるという効果を奏する。
本発明に係る画像形成装置の実施の形態の内部構成を示す概略模式断面図である。 図1に示す光走査装置の構成を説明するための斜視図である。 図2に示す光走査装置におけるレーザー光の射出を制御する構成を示すブロック図である。 図3に示すLD基準電圧生成回路の構成を示す回路図である。 図4の各部の信号波形及び動作波形を示す波形図である。
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態の画像形成装置は、電子写真方式を利用した複写機1であり、図1を参照すると、原稿読取部2と、原稿給送部3と、本体部4とを備えている。原稿給送部3は、原稿読取部2の上部に配設されていると共に、原稿読取部2は、本体部4の上部に配設され、原稿読取部2と本体部4との間には、排紙空間6が形成されている。
原稿読取部2は、スキャナ21と、プラテンガラス22と、原稿読取スリット23とを備える。スキャナ21は、露光ランプ及びCCD(Charge Coupled Device)センサー等から構成され、原稿給送部3による原稿の搬送方向に移動可能に構成されている。プラテンガラス22は、ガラス等の透明部材により構成された原稿台である。原稿読取スリット23は、原稿給送部3による原稿の搬送方向と直交方向に形成されたスリットを有する。
プラテンガラス22に載置された原稿を読み取る場合には、スキャナ21は、プラテンガラス22に対向する位置に移動され、プラテンガラス22に載置された原稿を走査しながら原稿を読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部4に出力する。また、原稿給送部3により搬送された原稿を読み取る場合には、スキャナ21は、原稿読取スリット23と対向する位置に移動され、原稿読取スリット23を介し、原稿給送部3による原稿の搬送動作と同期して原稿を読み取って画像データを取得し、取得した画像データを本体部4に出力する。
原稿給送部3は、原稿載置部31と、原稿排出部32と、原稿搬送機構33とを備えている。原稿載置部31に載置された原稿は、原稿搬送機構33によって、1枚ずつ順に繰り出されて原稿読取スリット23に対向する位置へ搬送され、その後、原稿排出部32に排出される。なお、原稿給送部3は、可倒式に構成され、原稿給送部3を上方に持ち上げることで、プラテンガラス22の上面を開放させることができる。
本体部4には、電子写真プロセス部材として、感光体ドラム41、帯電器42、光走査装置10、現像装置43、転写ローラー44、クリーニング装置45が配設されている。転写ローラー44は、感光体ドラム41の表面に接触するよう配置され、記録紙Pの搬送路46が、感光体ドラム41と転写ローラー44とのニップ部を通って上下方向に延在するよう配設されている。
本体部4の下部には、記録紙Pを収納する給紙カセット47と、給紙カセット47から記録紙Pを1枚ずつ繰り出すピックアップローラー48とが配設されている。搬送路46は、ピックアップローラー48の下流側に接続され、ピックアップローラー48によって記録紙Pを1枚ずつ搬送路46に繰り出される。搬送路46の、ピックアップローラー48よりも下流側には、レジストローラー対49、転写ローラー44、定着装置50、搬送ローラー対51、排出ローラー対52の順に配設されている。
複写機1による画像形成は、まず、帯電器42により感光体ドラム41の表面を一様に帯電させ、原稿読取部2で読み取った画像データに基づいて、光走査装置10によって感光体ドラム41の表面を走査することで静電潜像を形成させる。次に、感光体ドラム41の表面に形成された静電潜像を現像装置43によって現像することでトナー像を形成させる。感光体ドラム41の表面に形成されたトナー像は、給紙カセット47から繰り出された記録紙Pが、感光体ドラム41と転写ローラー44とのニップ部を通過する間に記録紙Pに転写される。該用紙Pに転写されたトナー像は、定着装置50を通過する間に記録紙Pに熱定着される。トナー像が定着された記録紙Pは、搬送ローラー対51及び排出ローラー対52によって、排紙空間6の排出トレイ61に排出される。
光走査装置10は、図2を参照すると、光源11と、レンズ部12、13と、ポリゴンミラー14と、fθレンズ15、16と、防塵ガラス17と、反射鏡18と、集光レンズ19と、レーザー光受光手段であるBD(Beam Detect)センサー20とを備え、これらの光学部品を収納する合成樹脂製のハウジングを備えている。なお、図2に示す光走査装置10は、遮光用の上部カバーが取り外した状態が示されている。
光源11は、レーザーダイオードで構成され、画像データをレーザー光に変調して射出する。レンズ部12、13は、例えばコリメータレンズやプリズム等により構成されており、入射したレーザー光を平行光に変換する機能を有している。ポリゴンミラー14は、平面視正六角形の平板状に形成されており、図示しないスキャナモーターにより所定方向に一定速度で回転しながらレンズ部13からのレーザー光をfθレンズ15に向けて偏向する。fθレンズ15、16は、互いのアーチ部分が対向するようにハウジング内の適所に配設されており、ポリゴンミラー14で偏向されたレーザー光を感光体ドラム41の表面上で等速走査させる機能を有している。防塵ガラス17は、ハウジング内への粉塵等の異物の侵入を防止する異物侵入防止機能を有している。なお、図2に矢印で示すように、防塵ガラス17からレーザー光が射出される方向を前後方向と称し、レーザー光が射出される方向と直交する方向を左右方向と称す。
反射鏡18は、図2に示すように、fθレンズ16の右端前部に配設されており、ポリゴンミラー14で偏向されたのちfθレンズ15を通ってfθレンズ16の走査開始端(右端)近傍に入射するレーザー光をBDセンサー20に向かって反射するように構成されている。集光レンズ19は、反射鏡18とBDセンサー20との間に配設され、反射鏡18からのレーザー光を集光してBDセンサー20に入射させる。BDセンサー20は、はフォトセンサーであり、反射鏡18からのレーザー光を、集光レンズ19を介して受光し、その受光信号をポリゴンミラー14のレーザー光走査動作に同期したBD信号(主走査同期信号)として出力する。
図3には、光走査装置10におけるレーザー光の照射を制御する構成が示されている。
レーザー光生成部70は、光源11及び光源11を駆動するLD駆動回路71等から構成される。ポリゴンモーター72は、ポリゴンモーター制御回路73が生成するクロック信号に基づいてポリゴンミラー14を回転させる。
制御部74は、複写機1全体の制御を司るものであり、例えば、CPU(Central Processing Unit)、種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するROM(Read Only Memory)、ワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)及びその周辺回路等を備えたマイクロコンピューターによって構成される。
制御部74は、画像形成に際し、回転指示信号をHiからLowに反転させることで、ポリゴンモーター制御回路73にポリゴンモーター72の回転を指示すると共に、レーザー光生成部70にレーザー光の射出を指示する。
ポリゴンモーター制御回路73は、回転指示信号がHiレベルからLowレベルに反転すると、予め設定されたクロック信号に基づいてポリゴンモーター72を駆動してポリゴンミラー14を回転させる。ポリゴンモーター制御回路73は、回転指示信号をLowの間はポリゴンミラー14の回転を継続させ、回転指示信号がLowからHiに反転すると、ポリゴンミラー14の回転を停止させる。
制御部74は、BDセンサー20から出力されるBD信号を基準として、画像データをレーザー光生成部70に送り、画像データで変調したレーザー光をレーザー光生成部70から射出させる。LD駆動回路71は、LD基準電圧生成回路80から供給される出力電圧VoutがLD基準電圧Vcontを上回ると、動作を開始し、光源11に流す電流を閾値電流近くで増減させることで、光源11から画像データで変調したレーザー光を射出させる。
LD基準電圧生成回路80は、制御部74から出力される回転指示信号と、BDセンサー20から出力されるBD信号とに基づいて、LD駆動回路71に供給するLD基準電圧Vcontを生成する。
LD基準電圧生成回路80は、図4に示すように、ワンショット回路81と、パルス幅拡幅回路82と、オア回路OR1と、アンプAMP1と、抵抗R1、R2と、コンデンサC1とを備えている。ワンショット回路81の入力端子には、制御部74からポリゴンモーター制御回路73に出力される回転指示信号が入力され、ワンショット回路81の出力端子は、オア回路OR1の一方の入力端子に接続されている。パルス幅拡幅回路82の入力端子には、BDセンサー20から制御部74に出力されるBD信号が入力され、パルス幅拡幅回路82の出力端子は、オア回路OR1の他方の入力端子に接続されている。オア回路OR1の出力端子は、アンプAMP1の入力端子に接続されている。直列に接続されて抵抗R1と抵抗R2とがアンプAMP1の出力端子と接地端子との間に接続され、コンデンサC1が抵抗R1と抵抗R2との接続点と接地端子との間に接続されている。抵抗R1、R2及びコンデンサC1は、FV(周波数・電圧変換)回路83として機能する。そして、抵抗R1と抵抗R2との接続点の電圧が出力電圧Voutとしてレーザー光生成部70に出力される。
ワンショット回路81は、図5に示すように、回転指示信号がHiレベルからLowレベルに反転すると、パルス幅T1(例えば、100ms程度)のワンショットパルス信号をオア回路OR1の一方の入力端子に出力する。これにより、オア回路OR1のOR出力信号がHiレベルになる。このHiレベルのOR出力信号は、アンプAMP1によって増幅された後、FV回路83を介してLD基準電圧Vcont以上の出力電圧Voutとして出力される。出力電圧VoutがLD基準電圧Vcont以上となることで、LD駆動回路71は、動作を開始し、光源11からレーザー光が射出される。
光源11からのレーザー光の射出が開始されると、ポリゴンミラー14の回転に伴ってBDセンサー20は、反射鏡18からのレーザー光を、集光レンズ19を介して受光し始める。これにより、BD信号の出力が開始される。BD信号は、図5に示すように、レーザー光の受光時にHiレベルのパルスを出力する信号である。パルス幅拡幅回路82は、BD信号におけるHiレベルのパルスをパルス幅T2に拡幅する回路であり、BD信号が入力されると、Hiレベルのパルスをパルス幅T2に拡幅した図5に示すようなBD拡幅信号をオア回路OR1の他方の入力端子に出力する。このBD拡幅信号は、オア回路OR1を介してアンプAMP1に入力され、アンプAMP1によって増幅された後、FV回路83を介してLD基準電圧Vcont以上の出力電圧Voutとして出力される。これにより、BD信号が出力されている間は、LD基準電圧Vcont以上の出力電圧Voutが出力されることになる。
回転指示信号がLowレベルからにHiレベル反転し、ポリゴンミラー14の回転が停止されると、BDセンサー20によってレーザー光が受光されなくなり、BD信号の出力も停止される。これにより、FV回路83に電力が供給されなくなるため、出力電圧VoutがLD基準電圧Vcont未満に低下し、光源11からのレーザー光の射出が停止される。
このように、回転指示信号から生成されるワンショットパルス信号に基づいて、LD駆動回路71の動作電力が生成され、光源11からレーザー光が射出される。そして、光源11からレーザー光が射出されることで、BD信号の出力も開始される。換言すると、LD基準電圧生成回路80は、回転指示信号から生成されるワンショットパルス信号に基づいて、BD信号の出力が開始、すなわちBDセンサー20によってレーザー光が受光されるまでに必要な動作電力を生成し、レーザー光生成部70に供給するように構成されている。すなわち、LD基準電圧生成回路80において、BD信号の出力が開始されるまでに必要な動作電力が生成されるように、ワンショット回路81によって生成されるワンショットパルス信号のパルス幅T1やアンプAMP1の増幅率が適宜設定されている。
BD信号の出力が開始されると、BD信号から生成されるBD拡幅信号に基づいて、BD信号が出力されている間は、LD駆動回路71の動作電力が継続して生成される。換言すると、LD基準電圧生成回路80は、BD信号における1回のパルス(拡幅されたパルス)に基づいて、次のBD信号の出力、すなわち次にBDセンサー20によってレーザー光が受光されるまでに必要な動作電力を生成し、レーザー光生成部70に供給するように構成されている。すなわち、LD基準電圧生成回路80において、次のBD信号の出力までに必要な動作電力が生成されるように、パルス幅拡幅回路82によって生成されるBD拡幅信号のパルス幅T2やアンプAMP1の増幅率が適宜設定されている。
なお、本実施の形態では、回転指示信号から生成されるワンショットパルス信号に基づいて、BD信号の出力が開始されるまでに必要な動作電力を生成するように構成したが、このワンショットパルス信号に基づいてオンされるスイッチを設け、このスイッチがオンされている間のみ、複写機1に設けられた電源回路からレーザー光生成部70に電力を供給するように構成しても良い。
また、ポリゴンミラー14の回転が継続されている間は、オア回路OR1の出力が常にHiレベルなるように、ワンショットパルス信号のパルス幅T1とBD拡幅信号のパルス幅T2とを設定すると、アンプAMP1の出力が一定になる。この場合には、FV回路83を用いることなく、アンプAMP1の出力を出力電圧Voutとしてレーザー光生成部70に直接出力することができる。
以上説明したように、本実施の形態は、光源11を出射したレーザー光を回転駆動しているポリゴンミラー14に反射させ、ポリゴンミラー14で反射させたレーザー光を感光体ドラム41の主走査方向に走査させることによって感光体ドラム41上に静電潜像を形成する複写機1であって、光源11を駆動するLD駆動回路71を有するレーザー光生成部70と、ポリゴンミラー14で反射させたレーザー光を主走査方向の始端側で受光して主走査同期信号であるBD信号を出力するレーザー光受光手段として機能するBDセンサー20と、LD駆動回路71に動作電力を供給するLD基準電圧生成回路80とを具備し、LD基準電圧生成回路80は、BD信号に基づいてLD駆動回路71の動作電力を生成し、BD信号の出力が停止されると、LD駆動回路71への動作電力の生成を停止させるように構成されている。
この構成により、光源11を駆動するLD駆動回路71の動作電力が、ポリゴンミラー14の回転に伴って出力されるBD信号に基づいて生成されるため、ポリゴンミラー14の回転が停止されると、光源11を駆動も確実に停止され、レーザー光による感光体ドラム41へのダメージやレーザー光の暴露を確実に防止することができる。
さらに、本実施の形態によれば、LD基準電圧生成回路80は、ポリゴンミラー14の回転駆動を指示する回転指示信号に基づいて、BD信号が出力されるまでのLD駆動回路71の動作電力を生成し、BD信号が出力された後に、BD信号に基づいてLD駆動回路71の動作電力を生成するように構成されている。
さらに、本実施の形態によれば、LD基準電圧生成回路80は、ポリゴンミラー14の回転駆動を指示する回転指示信号に基づいてワンショットパルス信号を生成するワンショット回路81を備え、ワンショットパルス信号によってLD駆動回路71の動作電力を生成するように構成されている。
さらに、本実施の形態によれば、LD基準電圧生成回路80は、BD信号のパルス幅を拡幅するパルス幅拡幅回路82を備え、パルス幅を拡幅したBD拡幅信号によってLD駆動回路71の動作電力を生成するように構成されている。
なお、本実施の形態では、本発明に係る画像形成装置の例として、複写機1を示したが、本発明に係る画像形成装置はこれに限定されるものではなく、光走査装置10を備えた機器、例えば、ファクシミリ装置、プリンター、複合機(コピー、ファクシミリ装置、プリンター等の機能を兼ね備えた画像形成装置)等であっても良い。
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
1 複写機
2 原稿読取部
3 原稿給送部
4 本体部
6 排紙空間
10 光走査装置
11 光源
12、13 レンズ部
14 ポリゴンミラー
15、16 fθレンズ
17 防塵ガラス
18 反射鏡
19 集光レンズ
20 BDセンサー
21 スキャナ
22 プラテンガラス
23 原稿読取スリット
31 原稿載置部
32 原稿排出部
33 原稿搬送機構
41 感光体ドラム
42 帯電器
43 現像装置
44 転写ローラー
45 クリーニング装置
46 搬送路
47 給紙カセット
48 ピックアップローラー
49 レジストローラー対
50 定着装置
51 搬送ローラー対
52 排出ローラー対
61 排出トレイ
70 レーザー光生成部
71 LD駆動回路
72 ポリゴンモーター
73 ポリゴンモーター制御回路
74 制御部
80 LD基準電圧生成回路
81 ワンショット回路
82 パルス幅拡幅回路
83 FV回路
OR1 オア回路
AMP1 アンプ
R1、R2 抵抗
C1 コンデンサ

Claims (2)

  1. 光源を出射したレーザー光を回転駆動しているポリゴンミラーに反射させ、前記ポリゴンミラーで反射させたレーザー光を感光体ドラムの主走査方向に走査させることによって前記感光体ドラム上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、
    前記光源を駆動するLD駆動回路を有するレーザー光生成手段と、
    前記ポリゴンミラーで反射させたレーザー光を前記主走査方向の始端側で受光して主走査同期信号を出力するレーザー光受光手段と、
    前記LD駆動回路に動作電力を供給するLD基準電圧生成回路とを具備し、
    前記LD基準電圧生成回路は、前記主走査同期信号に基づいて前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記主走査同期信号の出力が停止されると、前記LD駆動回路への動作電力の生成を停止させ、前記ポリゴンミラーの回転駆動を指示する回転指示信号に基づいて、前記主走査同期信号が出力されるまでの前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記主走査同期信号が出力された後に、前記主走査同期信号に基づいて前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記ポリゴンミラーの回転駆動を指示する回転指示信号に基づいてワンショットパルス信号を生成するワンショット回路を備え、前記ワンショットパルス信号によって前記LD駆動回路の動作電力を生成することを特徴とする画像形成装置。
  2. 光源を出射したレーザー光を回転駆動しているポリゴンミラーに反射させ、前記ポリゴンミラーで反射させたレーザー光を感光体ドラムの主走査方向に走査させることによって前記感光体ドラム上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、
    前記光源を駆動するLD駆動回路を有するレーザー光生成手段と、
    前記ポリゴンミラーで反射させたレーザー光を前記主走査方向の始端側で受光して主走査同期信号を出力するレーザー光受光手段と、
    前記LD駆動回路に動作電力を供給するLD基準電圧生成回路とを具備し、
    前記LD基準電圧生成回路は、前記主走査同期信号に基づいて前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記主走査同期信号の出力が停止されると、前記LD駆動回路への動作電力の生成を停止させ、前記ポリゴンミラーの回転駆動を指示する回転指示信号に基づいて、前記主走査同期信号が出力されるまでの前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記主走査同期信号が出力された後に、前記主走査同期信号に基づいて前記LD駆動回路の動作電力を生成し、前記LD基準電圧生成回路は、前記主走査同期信号のパルス幅を拡幅するパルス幅拡幅回路を備え、パルス幅を拡幅した前記主走査同期信号によって前記LD駆動回路の動作電力を生成することを特徴とする画像形成装置。
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