JPH02240669A

JPH02240669A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH02240669A
Application number: JP6259789A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Yamanaka; 弘通山中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1990-09-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、感光体に光ビームを照射して画像を形成する
画像形成装置に関する。

［従来の技術］近年、レーザービームプリンタ等の画像形成装置におい
て、画像の品質向上が要求され、印字画像の高密度化が
進むようになった。このため印字する画素を小さくしな
ければならず、レーザビームの焦点合せを行う必要性が
でてきた。

そこで従来より、画像形成装置の光学系に設けられる集
光レンズを変位させることにより、レーザビームの焦点
を変化させて焦点合せを行うものが知られている。すな
わちこの画像形成装置では、まずレーザビームのスポッ
ト径を検出し、この検出値が所定の値となるように集光
レンズを変位させることにより、所望のスポット径を得
るようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述のような焦点合せ動作を印字中に行
うと、モータの振動等により画像に影響を及ぼしたり、
また、レーザの走査速度が不安定な状態でスポット径の
検出動作を行うと誤検出を招き、不正に動作してしまう
という欠点がある。

本発明は、適正なタイミングで光ビームの焦点合せを行
うことにより、画像に影響を及ぼすことなく焦点の合っ
た光ビームで画像を形成することができる画像形成装置
を提供することをｌ’ｌ的とする。

［課題を解決する手段］本発明は、感光体上に光ビームを走査する走査手段と、
上記光ビームの集光度を変化させる集光手段と、上記光
ビームのスポット径を検出する検出手段と、この検出手
段の検出結果に応じて上記集光手段を制御し、光ビーム
の集光度を調整して焦点合せを行う調整手段とを備えた
画像形成装置において、上記調整手段による焦点合せを
非印字動作期間中の所定タイミングで実行することを特
徴とする。

［作用］本発明では、感光体上に走査される光ビームの焦点合せ
を非印字動作期間中の所定タイミングで実行することか
ら、画像に影響を及ぼすことなく焦点の合った光ビーム
で画像を形成することができる。

［実施例］第１図は、本発明の一実施例による画像形成装置の光学
系を示す斜視図である。

レーザユニット２は１画像信号を入力し、図示しないレ
ーザ光源から出力されるレーザビームを上記画像信号に
基いてオン／オフ変調し、出力するもので゛ある。

集光レンズ４は、感光ドラム８上にレーザビームの焦点
を結ばせるものであり、この集光レンズ４を後述する焦
点合せ機構によって光軸方向に変位することにより、レ
ーザビームの焦点合せを行り。

ポリゴンミラー５と駆動モータ６は、レーザビームを水
モ方向に走査する。また、ｆ−０レンズ７は、感光ドラ
ム８上でレーザビームを定速走査させるものである。

また、ビームディテクタ９は、レーザビームを所定位置
で検出し、画像の占込みタイミングを決定するためのＢ
Ｄ倍信号出力する。

第２図は、上記ＢＤ倍信号画像信号のタイミングを示す
タイムチャートである。

図示のように、ＢＤ倍信号出力されてから一定時間Ｔ後
に画像信号がアクティブとなる。これにより、各ライン
の画像形成は、感光ドラム８にの所定位置から開始され
る。

このようにして、感光ドラム８には、所定の静電潜像が
形成され、これを現像した後に転写紙１１に転写し、さ
らに定着等の作業を行う６第３図は４上記集光レンズ４
を変位する焦点合せ機構を示す斜視図である。

この焦点合せ機構は、集光レンズ４を支持した基板４０
をギヤボックス２５を介してステッピングモータ２４に
より変位するものである。詳しくは、上記基板４０に形
成したラック４０ａと、ギヤボックス２５から突出した
駆動軸４１のギア部とが噛み合う構造のもので、ステッ
ピングモータ２４の回転角に対して駆動軸４１の回転角
が小さく設定され、ステー２ピングモータ２４の１ステ
ツプに対して集光レンズ４の移動礒が微小となる構成と
なっている。

第４図は、Ｌ記ビームディテクタ９によって検出された
レーザビームからＢＤ倍信号生成するＢＤ生成回路を示
す回路図である。

このＢＤ生成回路では、ビームディテクタ９（フォトダ
イオード）の出力を２段の差動増幅器３１．３２および
ダイオード３５を介してＢＤ倍信号して出力するもので
ある。また、ビームディテクタ９の出力は、ピークホー
ルド回路３３によってピークホールドされ、Ａ／Ｄコン
バータを介してＣＰＵ３４に入力される。そして、この
入力値に基いてＣＰＵ３４がレーザビームのスポット径
を算出するようになっている。

第５図は、レーザビームのスポット径とビームディテク
タ９の検出信号との関係を、焦点が合っている場合と合
っていない場合とで対比して示す模式図である。

ｊ、ｑ−点が合っている場合には、第５図（ａ）に示す
ように、スポット径が小さく、検出電圧は急峻なパルス
となってレベルｖ１まで達するが、焦点が合っていない
場合には、レーザビームが広範囲に分布するため、第５
図（ｂ）に示すように、スポット径が大きくなり、検出
゛電圧はなだらかな波形となってレベルＶ２までしか達
しない。したがって、この検出電圧のレベルを、監視す
ることにより、レーザビームの焦点を合せるための制御
を行う。

第６図は、レーザビームの焦点合せを行う制御回路を示
す回路図である。

上述したようにビームディテクタ９の検出信号は、ピー
クホールド回路３３によってピークホールドされ、Ａ／
Ｄコンバータ３６を介してＣＰＵ３４に人力される。な
お、ピークホールド回路３３＋１ｃＰＵ３４からのサン
プルリング信号によって一定周期でリセットされ、新た
なピーク値をホールトする。

また、ＣＰＵ３４は、Ａ／Ｄコンバータ３６がらの人力
値を所定の基準値と比較し、その差に応じた焦点合せ制
御信号をステッピングモータ駆動回路３０に供給する。

この焦点合せ制御信号は、ステッピングモータ２４の駆
動量を示す信号とステッピングモータ２４の駆動方向を
示す信号とで構成されている。ステッピングモータ駆動
回路３０は、このような焦点合せ制御信号に基いてステ
ッピングモータ２４を駆動し、集光レンズ４を変位する
。

第７図は、以りのような焦点合せ制御の具体的動作例を
示すフローチャートである。

まず、駆動モータ６を始動しくＳｌ）、ポリゴンミラー
５が規定回転数に達すると、スキャナレディと判断して
（Ｓ２）、レーザユニット２のレーザダイオードをオン
する（Ｓ３）、そして、ＢＤ倍信号検出タイミングに基
いて（Ｓ４）、サンプリング信号をオンした後（Ｓ５）
、所定のタイミングでピーク値を読込み、この値が予め
メモリに設定されている基準値より大きければ（３６）
、　メモリの基準値を更新して（Ｓ７）。

サンプリング信号をオフしくＳ８）、　ステッピングモ
ータ２４を１ステップ正回転する（Ｓ９）。

そして、次のＢＤ倍信号検出タイミングを待ち。

Ｓ５から５９までの動作を繰返す、このようにして、初
めてピーク値がメモリの基準値より小さくなったとき、
すなわちホールド電圧がピークを過ぎた時点で、その１
ステツプ前の値がピークであると判断し、ステッピング
モータ２４を１ステップ逆回転しくＳ　Ｉ　Ｏ）　、サ
ンプリング信号をオフする（Ｓ　１１）　。

このようにして、レーザビームの焦点合せを行う。

第８図は、上述のような焦点合せ動作を実行するタイミ
ングを説明するフローチャートである。

この実施例では、電源がオンした時点で焦点合せを行う
。

電源がオンすると（５２０）、まず、駆動モータ６を始
動しく３２１）、ポリゴンミラー５が規定回転数に達す
ると、スキャナレディと判断して（Ｓ２２）、　　レー
ザユニット２のレーザダイオードを強制点灯する（３２
３）、そして、このレーザダイオードの点灯に伴って上
記焦点合せを行い（Ｓ２４）、焦点が合った時点で集光
レンズを固定するとともに、定着ヒータ等の他の印字プ
ロセスの立ち上げが終了すると、印字可能と判断しく５
２５）、　　レディ信号をホスト装置に送信後（Ｓ２６
）、プリント開始命令を受信することにより（Ｓ２７）
、印字を行う（Ｓ２８）、そして、印字が終了すると（
Ｓ２９）、Ｓ２７に戻って次のプリント開始命令の待ち
状態となる。

以上のようにして、電源がオンする度に、印字動作に先
立って焦点合せを行い、印字に影響することなくレーザ
ビームのスポット径を適正に制御することができる。

また、第９図は、本発明のｉ２実施例を示すフローチャ
ートである。

この実施例は、上記プリント開始命令を受信した後に上
記焦点合せを行うものである。

まず、印字可能状態となってレディ信号を送信後、プリ
ント開始命令を受信すると（Ｓ４１）、給紙動作を開始
した後（Ｓ４２）、駆動モータ６を始動しく５４３）、
ポリゴンミラー５がｍ　２１１転数に達すると、スキャ
ナレディと判断して（Ｓ４４）、レーザユニット２のレ
ーザダイオードを強制点灯する（Ｓ　４５）。そして、
このレーザダイオードの点灯に伴って上記焦点合せを行
い（３４Ｂ）、焦点が合った時点で集光レンズを固定す
る。そして、記録紙がレジストローラに到達すると（Ｓ
４７）、垂直同期信号要求信号ＶＳＲＥＱを送出１．（
Ｓ４８）、垂直同期信号ＶＳＹＮＣを受信すると（Ｓ４
９）、同期を取りながらレジストローラを回転させ、印
字を開始する（Ｓ　５０）　　そして、印字が終了する
と（５５１）、５４１に戻って次のプリント開始命令の
待ち状態となる。

また、第１０図（ａ）および（ｂ）は、本発明の第３実
施例を示すフローチャートである。

この実施例では、印字動作期間中を除き、タイマ割込に
より、焦点合せを行うものである。

まず、第１０図（ａ）に示すメインルーチンにおいて、
プリント開始命令を受信しない１１１１は（Ｓ６１）、
タイマ割込を許可しく５６２）、第１０図（ａ）に示す
割込ルーチンを１０分毎に実行する。

この割込ルーチンでは、まず、駆動モータ６を始動しく
５７１）、ポリゴンミラー５が規定回転数に達すると、
スキャナレディと判断して（Ｓ７２）、レーザユニット
２のレーザダイオードを強制点灯する（Ｓ７３）、そし
て、このレーザダイオードの点灯に伴って丑記焦点合せ
を行い（Ｓ７４）、焦点が合った時点で集光レンズを固
定する。

また、メインルーチンにおいて、プリント開始命令を受
信した場合には（ｓｅｔ）、割込を禁止して（Ｓｆｌｉ
３）、　印字’ｔｒＭ始Ｌ　（Ｓ　６４）　、　印字終
了後（Ｓ６５）、割込を許容しく３６６）、１０分毎に
割込ルーチンを実行する。

また、第１１図は、本発明の第４実施例を示すフローチ
ャートである。

この実施例では、任意ページの印字終了後に焦点合せを
行う。

まず、プリント開始命令を受信した場合（Ｓ８１）、印
字を開始しく５８２）、印字終了後に（Ｓ８３）、　　
レーザダイオードを強制点灯しく５８４）、焦点合せを
行う（Ｓ８５）、なお、焦点合せを行っているときにプ
リント開始命令を受信した場合でも、紙間で焦点合せが
行われることになる。

また、第１２図は１本発明の第５実施例を示すフローチ
ャートである。

この実施例では、レジストローラの回転と同面に焦点合
せを行う。

まず、印字可能状態となってレディ信号を送信後、プリ
ント開始命令を受信すると（Ｓ９１．）給紙動作を開始
しく５９２）、記録紙がレジストローラに到達すると（
Ｓ９３）、垂直同期信号要求信号ＶＳＲＥＱを送出しく
５９４）、垂直同期信号ＶＳＹＮＣを受信すると（Ｓ９
５）、同期を取りながらレジストローラを回転させると
同時に（３９６）、焦点合せを行い（Ｓ９７）、その後
印字を開始する（Ｓ９８）、そして、印字が終了すると
（Ｓ９９）、Ｓ９１に戻って次のプリント開始命令の待
ち状態となる。

また、第１３図は、焦点合せの他の実施例を示すフロー
チャートであり、第１４図は、同実施例の動作タイミン
グを示すタイムチャートである。

この実施例は、ｌライン毎に焦点合せを行うものである
。

一般に、ｌライン分の画像信号が送出されてｌラインの
印字が終了すると、第１４図に示すように、上記画像信
号ＶＤＯに続いてアンブランキング信号ＵＮＢＬが送出
される。このアンブランキング信号ＵＮＢＬは、上記Ｂ
Ｉ）信号を得るために非印字領域でレーザを強制点灯す
るものである。

そこで、このアンブランキング信号ＵＮＢＬによるレー
ザの点灯を利用してｌライン毎の焦点合せを行う。

第１３図において、ＣＰＵ３４は、ＢＤ倍信号検出する
と（ＳＩＯＩ）、所定のタイミングでサンプリング信号
を出力しく５１０２）、上記ピークホールド回路３３の
ピーク値を読込んでレーザビームのスポット径を検出す
る。そして、この値がメモリに記憶した基準値より大き
い場合には（Ｓ１０３）、　　メモリの基準値を更新し
て（Ｓ１０４）、サンプリング信号をオフしく５１０５
）、ｌライン分の印字を終了した後（５１０６）、ステ
ッピングモータ２４を１ステップ正回転する（Ｓ１０７
）、このような動作を繰返すことにより、初めてピーク
値がメモリの基準値より小さくなったとき（Ｓ１０３）
、ｌライン分の印字を終了した後（３１０８）、ステッ
ピングモータ２４を１ステップ逆回転しく５１０９）、処理を終了する。

［発明の効果］本発明によれば、感光体上に走査ｙれる光ビームの焦点
合せを非印字動作期間中の所定タイミングで実行するこ
とから、画像に影響を及ぼすことなく焦点の合った光ビ
ームで画像を形成することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による画像形成装置の光学
系を示す斜視図である。第２図は、同実施例においてＢＤ倍信号画像信号のタイ
ミングを示すタイムチャートである。第３図は、同実施例において集光レンズを変位する焦点
合せ機構を示す斜視図である。第４図は、同実施例においてビームディテクタによって
検出されたレーザビームからＢＤ倍信号生成するＢＤ生
成回路を示す回路図である。第５図（ａ）、（ｂ）は、同実施例においてレーザビー
ムのスポット径とビームディテクタの検出信号との関係
を、焦点が合っている場合と合っていない場合とで対比
して示す模式図である。第６図は、同実施例においてレーザビームの焦点合せを
行う制御回路を示す回路図である。第７図は、同実施例において焦点合せ制御の具体的動作
例を示すフローチャートである。第８図は、同実施例において焦点合せ動作を実行するタ
イミングを説明するフローチャートである。第９図は、本発明の第２実施例を示すフローチャートで
ある。第１０図（ａ）、（ｂ）は、本発明の第３実施例を示す
フローチャートである。第１１図は、本発明の第４実施例を示すフローチャート
である。第１２図は、本発明の第５実施例を示すフローチャート
である。第１３図は１本発明の第６実施例を示すフローチャート
である。第１４図は、上記第６実施例における動作タイミングを
示すタイムチャートである。２・・・レーザユニット４・・・集光レンズ、５・・・ポリゴンミラー６・・・駆動モータ、８・・・感光ドラム。９・・・ビームディテクタ、２４・・・ステッピングモータ３３・・・ピークホールド回路。３４・・・ＣＰＵ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）感光体上に光ビームを走査する走査手段と、上記
光ビームの集光度を変化させる集光手段と、上記光ビー
ムのスポット径を検出する検出手段と、この検出手段の
検出結果に応じて上記集光手段を制御し、光ビームの集
光度を調整して焦点合せを行う調整手段とを備えた画像
形成装置において、上記調整手段による焦点合せを非印
字動作期間中の所定タイミングで実行することを特徴と
する画像形成装置。
（２）請求項（１）において、上記焦点合せを上記走査手段の走査速度が規定値に達し
た時点で実行することを特徴とする画像形成装置。
（３）請求項（１）において、上記焦点合せを電源投入直後に実行することを特徴とす
る画像形成装置。
（４）請求項（１）において、上記焦点合せをホスト装置からのプリント開始信号を受
信した直後に実行することを特徴とする画像形成装置。
（５）請求項（１）において、上記焦点合せを計時手段に基き所定周期で実行すること
を特徴とする画像形成装置。
（６）請求項（１）において、上記焦点合せを１ページの印字が終了した直後に実行す
ることを特徴とする画像形成装置。
（７）請求項（１）において、上記焦点合せをホスト装置から垂直同期信号を受信した
直後に実行することを特徴とする画像形成装置。
（８）請求項（１）において、上記焦点合せを上記走査手段が１ライン走査した毎に実
行することを特徴とする画像形成装置。