JPH0367281A - 走査ビームの出力制御装置 - Google Patents

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Ｊ 本発明は画像形成装置の走査ビームの出力制御装置に係
り、特にレーザビームプリンタ、デジタル複写機、ファ
クシミリ等のレーザ出力光量制御を必要とする機器に好
適な走査ビームの出力制御装置に関する。

〔従来の技術〕

第６図は一般的な画像形成装置の構成を示すブロック図
である。

一般に画像形成装置、例えばレーザプリンタにあっては
、第６図に示すように、半導体レーザｌより射出された
レーザビームがコリメートレンズ２によりコリメートさ
れ、回転多面鏡よりなる光走査装置３で偏向されて、レ
ンズ４により感光体５の市電された表面に結像される。

この結像スポットが光走査装ｆａ３の回転に伴って同第
６図の矢印Ｘで示す主走査方向に反復して移動するとと
もに、感光体５が回転して副走査する。光検出！１ｇ６
は感光体５の軸心方向の情報書き込み領域外に設けられ
、光走査装ｆａ３で偏向されたレーザビームを検出して
同期信号（ライン同期信号ＬＳＹＮＣ）を発生させる。

信号処理回路７は情報信号（ビデオデータ）を半導体レ
ーザ駆動回路８に印加し、そのタイミングを光検出器６
からの同期信号により制御する。半導体レーザ駆動回路
８は、信号処理回路７からの情報信号に応じて半導体レ
ーザｌを駆動する。これによって、情報信号で変調され
たレーザビームが感光体５上に照射されて静電潜像が形
成される。この静電潜体は図示しない現像器により現像
され、図示しない転写器により紙などに転写される。

一方、半導体レーザｌから後方に射出されるレーザビー
ムは光検出手段としての光検出器９に入射し、その光強
度が検出される。この出力信号に応じて制御回路１０が
半導体レーザ駆動回路８に制御指令を出力して半導体レ
ーザｌの出力光量が一定となるように制御するようにな
っている。したがって、この例ではこの制御回路１０が
光源の光出力を制御する制御手段を構成している。

なお、半導体レーザｌを備えるレーザプリンタの場合を
上記の通り例示したが、スレーサ（Ｈ８−Ｎｅレーザ）
を光源として備えるものもある。

第７図は第６図の画像形成装置に備えられる走査ビーム
の出力制御装置の従来の構成を示すブロック図である。

この第７図に示す従来の走査ビームの出力制御装置は、
上述した光検出器９および制御回路ｌからなっている。

この走査ビームの出力制御装置にあっては、出力制御動
作を開始させるためのタイミング信号Ｔ、が入力される
と、ＪＫフリップフロップ１６がクリアされ、その出力
信号がＬレベルになることによりアップダウンカウンタ
１７のカウント動作を許可する。比較手段としての比較
器１２の出力信号はＤフリップフロップ１３で発信器１
８からのクロック信号によりラッチされて、アップダウ
ンカウンタ１７に係数モード信号として加えられ、この
計数モードを制御すると同時にＤフリップフロップ１４
では発信器１８からのクロック信号によりラッチされる
。Ｄフリップフロップ１３からの非反転出力およびＤフ
リップフロップ１４の反転出力はノア回路１５に入力さ
れ、このノア回路１５の出力信号によりＪＫフリップフ
ロップ１６がセットされる。これらのＤフリップフロッ
プ１３．１４、ノア回路１５、ＪＫフリップフロップ１
６などにより、比較器１２からの出力の変わり目を検出
し、アップダウンカウンタ１７のカウント動作を許可、
あるいは禁止するエツジ検出回路２０が構成されている
。

そして、光検出器９により検出され、増幅器１１で増幅
されたレーザビームの強度に比例する出力は、比較器１
２で基準電圧Ｖｒｅｆと比較され、その比較結果に応じ
て比較器１２から高レベルまたは低レベルの信号が出力
される０例えば、比較器１２の出力が高レベルの場合（
半導体レーザｌの光出力が基［を圧Ｖｒｅｒより大きい
場合）、タイミング信号Ｔ１によりアップダウンカウン
タ１７のカウント動作が許可されると、アップダウンカ
ウンタ１７はＤフリップフロップ１３の高レベル出力に
よりダウンカウンタとして動作する。このアップダウン
カウンタ１７からの出力はデジタルアナログ変換器１９
でアナログ出力に変換され、その出力に応じて半導体レ
ーザ駆動装置８から半導体レーザ１への電流が変化して
、半導体し・−ザｌの駆動電流が減少し、その結果、半
導体レーザ１の光出力が減少する。これに伴って、増幅
器１１の出力電圧が低下して高レベルから低レベルに反
転すると、Ｄフリップフロップ１３の出力が低レベルと
なるとともに、ノア回路１５の出力が高レベルとなり、
ＪＫフリップフロップ１６がセットされアップダウンカ
ウンタ１７のカウント動作を禁止する。

一方、比較器１２の出力が低レベルの場合（半導体レー
ザ１の光出力が基ｔｓｕｔｔ圧Ｖｒｅｆより小さい場合
）、タイミング信号Ｔ、によりアップダウンカウンタ１
７のカウント動作が許可されると、アップダウンカウン
タ１７はＤフリップフロップ１３の低レベル出力により
アップカウンタとして動作する。このアップダウンカウ
ンタ１７からの出力はデジタルアナログ変換器Ｉ９でア
ナログ出力に変換され、その出力に応じて半導体レーザ
駆動装置８から半導体レーザ１への電流が変化して。

半導体レーザｌの駆動電流が増加し、その結果、半導体
レーザ１の光出力が増加する。これに伴って、増幅器１
１の出力電圧が上昇して比較器１２の出力が低レベルか
ら高レベルに反転すると、Ｄフリップフロップ１３の出
力が高レベルとなり、アップダウンカウンタ１７がダウ
ンカウンタとして動作するようになる。このとき、ノア
回路１５の出力は低レベルのままであるので、ＪＫフリ
ップフロップ１６がリセットされず、アップダウンカウ
ンタ１７はカウント動作が許可されたままの状態にある
。

以上のようにアップダウンカウンタ１７は半導体レーザ
ｌの光出力が減少して基ｔＵｔ圧Ｖ　ｒｅｆより小さい
ときにはカウント動作が禁止され、一方、半導体レーザ
ｌの光出力が増加して基準電圧Ｖｒｅｒより大きいとき
にはカウント動作が禁止されず、したがって、半導体レ
ーザ１の保持電流は常に一定となる。

第８図は第６図の画像形成装置に備えられる走査ビーム
の出力制御装置の従来のもう１つの構成を示すブロック
図である。

この第８図に示す従来の走査ビームの出力制御装置は、
前述した第７図に示す光検出器９および制御回路１０に
加えて、光出力設定手段２１を備えたものである。

この走査ビームの出力制御装置にあっては、光出力設定
手段２１に比較器１２が接続されている。

光出力設定手段２１は外部から入力されるデータに応じ
て基準信号１例えば前述した基単電圧Ｖｒθｒを設定し
て比較器１２へ出力するようになっている。そして、光
検出器９および制御回路１０などは、前述したｍ７図に
示すものと同様に構成されている。

なお、この種の装置に関連するものとして、例えば特開
昭６０−１７１８６３号公報、特開昭６１−１７４７８
６号公報、特開昭６］−１７４７８７号公報に開示され
ているものが挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、従来のレーザビームプリンタ、デジタル複写
機などビーム状光源を走査して画像記録を行なう機器で
は、作像条件、例えば作像スピードや、ｔＩｉｇ変倍（
画像クロックの周波数を変えて変倍するするようなタイ
プのものでのｒＩｉ像変倍）は機種毎に設定され、それ
ぞれの作像条件は工場出荷時に固定されている。

一方、上記の作像条件を変えることにより出力枚数を変
更したり、画像周波数またはビームの走査速度を変えて
変倍を行なうものや、あるいは感光体感度などの経時的
な特性変化に対する補正のため、作像条件のいずれかを
変更するものがあり、すなわち、作像条件が可変のもの
もある。この作像条件が可変の場合、例えば走査ビーム
の光強度を変える方法もそのひとつであって、その効果
は比較的大きい。

しかし、上述した従来の走査ビームの出力制御装置では
、半導体レーザｌの故障や異常動作などにより半導体レ
ーザ１がかなりの光量の走査ビームを出力する場合、制
御回路１０が制御不能となり、感光体５などへ悪影響を
与えるという懸念があった。

本発明はこのような従来技術における実情を鑑みてなさ
れたもので、その第１の目的は、外部から入力されるデ
ータに応じて走査ビームの光出力を制御することができ
るばかりか、走査ビームの出力異常を検知することので
きる走査ビームの出力制御装置を提供することにある。

その第２の目的は、光源が半導体レーザである場合、走
査ビームの出力！Ａ常に伴う感光体などへ悪影響や、半
導体レーザの破損を防止することのできる走査ビームの
出力制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的は、光源から出射される走査ビームの光
強度を検出する光検出手段と、外部から入力されるデー
タに応じて基準信号を設定する光出力設定手段と、上記
光検出手段から出力される検出信号を上記基準信号と比
較する比較手段と、この比較手段からの出力信号に応じ
て上記光源の光出力を制御する制御手段とを備えた走査
ビームの出力制御装置において、上記基準信号が光出力
設定手段によって設定可能な値を越えたとき、異常信号
を出力する異常検知手段を設けたｆｆ１１の手段によっ
て達成される。

また、上記第２の目的は、上記第１の手段に加えて、上
記異常信号の出力に伴って光源の駆動電源を遮断する作
動手段を設けたｆｆ１２の手段によって達成される。

〔作用〕

上記第１の手段によれば、外部よりデータを光出力設定
手段に入力すると、この光出力設定手段は入力されたデ
ータに応じて基準信号を設定し、一方、走査ビームの光
源から介せられる光出力を光検出手段によって検出して
検出信号を出力し。

この検出信号を比較手段により上記の基準信号と比較す
る。そして、比較手段からの出力信号に応じて制御手段
により光源の光出力を制御する。これによって、外部か
ら入力されるデータに応じて走査ビームの光出力を制御
することができる。そして、光出力設定手段で設定され
る基準信号が、光出力設定手段によって設定可能な上限
値を越えたとき、これを検知して異常検知手段により異
常信号を出力し、これによって、走査ビームの出力異常
を検知することができる。

これに加えて、上記第２の手段によれば、作動手段は上
記異常検知手段から出力される異常信号により作動して
、光源の駆動電源を遮断し、これによって、走査ビーム
の出力異常に伴う感光体などへ悪影響や、半導体レーザ
等の光源の破損を防止することができる。

〔実施例］ 以下、本発明の走査ビームの出力制御装置の実施例を図
に基づいて説明する。

第１図ないし第５図は本発明の走査ビームの出力制御装
置の一実施例を示す説明図で、第１図は全体構成を示す
ブロック図、第２図は光出力設定手段を示すブロック図
、第３図は異常検知手段を示すブロック図、第４図（ａ
）はＪ％常検知手段に入力される基準信号を説明する図
、第４図（ｂ）は異常検知手段から出力される異常信号
を説明する図、第５図はレーザ駆動回路を示すブロック
図である。なお、これらの第１図〜第５図において、前
述した第６図〜第８図に示すものと同等のものには同一
の参照符号を付しである。

本実施例の走査ビームの出力制御装置は、第１図に示す
ように、光出力設定手段２１と比較器１２との間に設け
られ、光出力設定手段２１で設定された基準信号が設定
可能な値を越えたときに異常信号を出力する異常検知手
段２２と、出力制御動作をＵ９始させるためのタイミン
グ信号Ｔ、および上記の異常信号を入力し、出力側がＪ
Ｋフリップフロップ１６に接続されるＡＮＤゲート２３
とを含んでいる。

本実施例に備えられる光出力設定手段２１は、外部、例
えば図示しないプリント本体制御部あるいはイメージプ
ロセッサ部などから走査ビーム出力データが入力される
。このデータはアナログデータでもよいが、一般に、比
較的にノイズに強いこと、データの加工や保持が容易で
あることを考慮してデジタルデータが有利である。この
デジタルデータである場合、複数ビットのパラレルある
いはシリアルで入力するなどの方法のいずれであっても
よい、このようにして入力される走査ビーム出力データ
は、光出力設定手段２１で保持され、走査ビーム出力デ
ータに応じて基準信号、例えば前述した基ｉｌ！電圧電
圧ｒｅｆを設定して比較器１２へ出力するようになって
いる。

この光出力設定手段２１は、第２図に示すように、走査
ビーム出力データＰＤＡＴＡをラッチするラッチ回路４
１と、デジタルアナログ変換を行なうＤ／Ａコンバータ
４２と、増幅器４３などからなっている。この光出力設
定手段２１にあっては、ストローブ信号５ＴＲＢに同期
して外部よりｎビットの走査ビーム出力データＰＤＡＴ
Ａが入力されると、この走査ビーム出力データＰＤＡＴ
Ａをラッチ回路４１によりラッチし、Ｄ／Ａコンバータ
４２へ入力する。このＤ／Ａコンバータ４２が例えばＨ
Ａ１７００８のような電流出力型である場合、ｎ＝＝８
であってラッチ回路４１の出力に応じて出力端子■、か
ら電流ｉが出力される。

ここで、比較器１２が例えばＬＭ３１１のような汎用的
なボルテージコンパレータである場合、Ｄ／Ａコンバー
タ４２から出力される電流Ｉは、増幅器４３により抵抗
器ｒの抵抗値に応じて基準電圧Ｖｒｅｆ　（＝　１−ｒ
）が生成される。そして、走査ビーム出力データＰＤＡ
ＴＡが最大値となったときのＤ／′Ａコンバータ４２の
出力電流ｌは、可、ｔ’ｔｒ１抗器ＶＲの抵抗値を調節
することにより適切のものに設定でき、すなわち、基準
電圧Ｖｒｅｆの可変範囲を所望のものに設定することが
できる異常検知手段２２は、例えばウィンド・コンパレ
ータと呼称されるもので、第３図に示すように、電圧上
限値Ｖａ＋を加算する加算器９０１．この加算器９０１
に並列的に配置され、電圧下限値Ｖａ−を加算する加算
器９０２と、加算器９０１および光出力設定手段２１に
接続されるコンパレータ９０３と、このコンパレータ９
０３に並列的に配置され、加算器９０２および光出力設
定手段２１に接続されるコンパレータ９０４などを含ん
でいる。

この異常検知手段２２にあっては、加算器９０１で電圧
Ｖ、が電圧上限値Ｖａ＋と加算されて、この電圧値Ｖ、
＋Ｖａ＋がコンパレータ９０３に入力されるとともに、
上述した電圧Ｖ、は電圧下限値Ｖａ−と加算されて、こ
の電圧値Ｖ、−Ｖａ−がコンパレータ９０４に入力され
る。それぞれのコンパレータ９０３．９０４は基準電圧
Ｖｒｔｄとの比較を行なう、その結果、第４図（ａ）に
示すＭｉ準電電圧ｒｅｒが電圧値Ｖ、−Ｖａ−から電圧
値Ｖ、十Ｖａ＋までの範囲内にある場合、ｆｆ！４図（
ｂ）に示すように、高レベルの信号を出力し、一方、基
準電圧Ｖｒｅｆが電圧値Ｖ、−Ｖａ−から電圧値Ｖ、十
Ｖａ＋までの範囲外にある場合、低レベルの信号、すな
わち異常信号を出力する。

レーザ駆動回路８は、第５図に示すように、トランジス
タＱ、と、定電圧回路１１０と、画像データに応じて半
導体レーザ１に流れる電流を０Ｎ１０ＦＦするスイッチ
ング回路１１．１と、ドライバＩＣ１１３と、抵抗器ｒ
ｌ、「１、ｒ、を含んでいる。これらのトランジスタＱ
１とスイッチ回路１１１等とにより、異常信号により半
導体レーザｌの駆動Ｗｉ源を遮断する作動手段１１２を
構成している。

この実施例にあっては、上述したように、光出力設定手
段２１に外部よりｎビットの走査ビーム出力データが入
力されると、この走査ビーム出力データに応じて、光出
力設定手段２１は基準電圧Ｖｒｅｆを設定して異常検知
手段２２へ出力する。

そこで、異常検知手段２２は基準電圧Ｖ　ｒｅｆが異常
かどうかを判断し、光出力設定手段２１で設定可能な所
定の上限値、すなわち第４図（ａ）に示す電圧値Ｖ、＋
Ｖａ＋を越えるとき、および所定の下限値、すなわち第
４図（ａ）に示す電圧値Ｖ。

−Ｖａ−を下回るとき、低レベルの異常信号をそれぞれ
出力する０次いで、この異常信号は第１図の示す信号線
２２ａを介して伝達され、レーザ駆動回路８に入力され
ると、このレーザ駆動回路８の作動手段１１２Ｇ；よっ
て半導体レーザ１の駆動電流を遮断する。同時に、この
異常信号の入力に伴ってＡＮＤゲート２３は、出力制御
動作を開始させるためのタイミング信号Ｔ、をゲートし
、すなわち、タイミング信号Ｔ１の出力を阻止して、出
力制御動作を禁止する。

このように構成した実施例では、光出力設定手段２１′
？−設定される基準電圧Ｖｒｄが所定の上限値を越える
場合、異常検知手段２２により異常信号を出力し、これ
によって、走査ビームｌの出力異常を検知することがで
きる。そして、作動手段１１２は異常検知手段２２から
出力される異常信号により作動して半導体レーザｌの駆
動電源を遮断し、これによって、走査ビームｌの出力異
常に伴うｆｆＸ６図の感光体７などへ悪影響や、半導体
レーザｌの破損を防止することができる。

なお、この実施例では、光出力設定手段２１をラッチ回
路４１％Ｄ／Ａコンバータ４２、増幅器４３、抵抗器と
、可変抵抗ＩＶＲなとで構成したが、比較器１２として
デジタル式のものを設ければ、光検出手段を単にラッチ
回路のみで構成することもできる。あるいは、この実施
例では、光出力設定手段２１に入力されるデータとして
デジタルデータを採用したが、このデジタルデータの代
りにアナログデータを用いる場合は、光出力設定手段２
Ｉを一般的に知られるアナログサンプル＆ホールド回路
で構成することもできる。また、上記のデータが１つで
ある場合を例示したが、本発明はこれに限らず、データ
を２つ以上とし、これらのデータに応じて基準電圧Ｖｒ
ｅｆを設定するようにしてもよい。

また、この実施例では、異常検知手段２２から異常信号
として低レベルの信号を出力するようにしたが、この低
レベルの信号の代りに、高レベルの信号を異常信号とし
て出力することもできる。

さらに、この実施例では、異常信号によりレーザ駆動回
路８で半導体レーザｌの駆動電流を遮断し、ＡＮＤゲー
ト２３でタイミング信号Ｔ、の出力を阻止して、出力制
御動作を禁止するようにしたが、この他に、異常信号の
出力とともに、異常検知手段２２はあらかじめ定められ
る基準信号を出力することようにしてもよい、上述した
レーザ駆動回路８、ＡＮＤゲート２３、Ｊ％常検知手段
２２のｙ６常信号の出力の伴う動作のうちのすべてを必
ずして行なう必要がなく、上記の動作のうちの１つ、あ
るいは２つのみを行なうように構成してもよい。

加えて、この実施例では、異常信号により半導体レーザ
１の駆動電源を遮断する作動手段としてトランジスタＱ
、とスイッチ回路１１１等を設けたが、本発明はこれに
限らず、？［を源を０Ｎ１０ＦＦする電磁リレーを設け
ることもできる。

〔発明の効果〕

これまでの説明で明らかなように、上記のように構成さ
れたこの発明によれば、以下のような効果がある。

山１求項１項記載の発明によれば、外部から入力される
データに応じて走査ビームの光出力を制御することがで
きるばかりか、ｕ明信号が所定の上限値を越える場合に
、異常検出手段により異常信号を出力し、すなわち、走
査ビームの出力異常を検知することができる。

この請求項１記載の発明の効果に加えて、請求項２項記
載の発明によれば、作動手段が異常検出手段から出力さ
れる異常信号により作動して半導体レーザの駆動電源を
遮断し、したがって、走査ビームの出力異常に伴う感光
体などへ悪影響や、半導体レーザの破損を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

ｍ１ｍないし第５図は本発明の走査ビームの出力制御装
置の一実施例を示すためのもので、第１図は全体構成を
示すブロック図、第２図は光出力設定手段を示すブロッ
ク図、第３図は異常検知手段を示すブロック図、第４図
（ａ）は異常検知手段に入力される基準信号を説明する
図、第４図（ｂ）は異常検知手段から出力される異常信
号を説明する図、第５図はレーザ駆動回路を示すブロッ
ク図、第６図は一般的な画像形成装置の構成を示すブロ
ック図、第７図は第６Ｕ！ｆＪの画像形成装置に備えら
れる走査ビームの出力制御装置の従来の構成を示すブロ
ック図、第８図は第６図の画像形成装置に備えられる走
査ビームの出力制御装置の従来のもう１つの構成を示す
ブロック図である。 ｌ・・・・・・半導体レーザ（光源）、９・・・・・・
光検出器、１０・・・・・・制御回路、１２・・・・・
・比較器、２１・・・・・・光出力設定手段、２２・・
・・・・異常検知手段１、ＩＩ２・・・・・・作動手段
。 第３図 （σ） 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源から出射される走査ビームの光強度を検出す
   る光検出手段と、外部から入力されるデータに応じて基
   準信号を設定する光出力設定手段と、上記光検出手段か
   ら出力される検出信号を上記基準信号と比較する比較手
   段と、この比較手段からの出力信号に応じて上記光源の
   光出力を制御する制御手段とを備えた走査ビームの出力
   制御装置において、上記基準信号が光出力設定手段によ
   つて設定可能な値を越えたとき、異常信号を出力する異
   常検知手段を備えていることを特徴とする走査ビームの
   出力制御装置。
2. （２）請求項１記載の走査ビームの出力制御装置が、さ
   らに、上記異常信号の出力に伴って光源の駆動電源を遮
   断する手段を備えていることを特徴とする走査ビームの
   出力制御装置。