JPH04121760A - レーザ走査装置 - 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） 本発明はレーザプリンタ等に使用するレーザ走査装置に
係り、感光体の有効走査領域を決定するための信号を得
る時の光量と、有効走査領域を走査する時の光量を制御
するための手段に関する。

（従来の技術） 第４図は従来のレーザ走査装置の概略構成を示す斜視図
であり、半導体レーザ１、コリメートレンズ２、ポリゴ
ンミラー３、ポリゴンモータ４、ｆθレンズから成る結
像レンズ５、レーザ光検出手段としてのビーム検出器６
、感光ドラム７とが設けられている。

ココア、ビーム検出器６は感光ドラム７のレーザ光走査
開始位置近傍に設けられており、ポリゴンミラー３によ
って走査されるレーザ光を受光し、感光ドラム７の有効
画像頭載の走査開始位置を決定するための信号を出力す
るものである。

この構成において、半導体レーザ１がら発生されたレー
ザ光は、コリメートレンズ２でコリメートされた後、ポ
リゴンミラー３に入射される。ポリゴンミラー３はポリ
ゴンモータ４によってレーザ光の走査速度に対応した回
転数で回転しているので、このポリゴンミラー３に入射
されたレーザ光は、このポリゴンミラーの各反射面で偏
向される。偏向されたレーザ光は結像レンズ５を介して
感光ドラム７の感光面で矢印方向の主走査方向に走査さ
れる。この走査に際して、レーザ光がビーム検出器６に
よって受光され、これによって感光ドラム７の有効走査
領域の走査開始位置を決定するためのビーム検出信号Ｂ
Ｄがビーム検出器６から出力される。

第５図は半導体レーザ１を駆動する駆動装置の構成を示
すものである。図において、８はデジタルデータ出力装
置であり、図示しないＣＣＤセンサ等からのアナログ画
像データをＡＤ変換し、濃度情報を有する所定ビットの
デジタルビデオ信号ＶＩＤを出力する。このデジタルビ
デオ信号ＶＩＤは、ＤＡ変換器９によって画素毎にアナ
ログビデオ信号に変換されて比較回路１１の一方の入力
端子に入力される。この比較回路１１の他方の入力端子
にはパターン信号発生器１０から１画素に対応した周期
を持つ三角波形状のアナログ基準パターン信号が入力さ
れている。比較回路１１は前記アナログビデオ信号とア
ナログ基準パターン信号とを比較することにより、アナ
ログビデオ信号をパルス幅変調して出力する。

一方、基準クロック発生回路１３は、基準クロック信号
をタイミング信号発生回路１５に入力している。また、
水平同期信号発生回路１４は、感光ドラム７へのレーザ
光の主走査毎に水平同期信号ＢＤ（ビーム検出器６の出
力信号に相当する）を出力し、タイミング信号発生回路
】５に入力している。

タイミング信号発注回路１５は、入力された水平同期信
号ＢＤに同期して、前記基準クロック信号を例えば１／
４周期にカウントダウンし、このカウントダウンしたク
ロック信号ＶＣＬＫ。

５ＣＲＥＥＮ−ＣＬＫをＤＡ変換器９におけるデジタル
ビデオ信号のランチタイミング信号、パターン発生器１
０の同期信号として出力する。

これにより、比較回路１１には水平同期信号ＢＤに同期
して各画素毎のアナログビデオ信号が人力され、パター
ン発生器１０から出力される基準パターン信号との比較
により、アナログビデオ信号はパルス幅変調される。

このようにして得られたアナログビデオ信号のパルス幅
変調信号は、ラスク走査プリント部１２のレーザ変調回
路（図示せず）に入力され、このレーザ変調回路の出力
信号によって、半導体レーザ１から発生されるレーザ光
がオンオフされ、感光ドラム７の感光面で走査される。

これにより、感光ドラム７の感光面には、デジタルデー
タ出力装置８が出力したデジタルビデオ信号ＶＴ’Ｄに
対応した静電潜像が主走査毎に順次形成される。

ここで、半導体レーザ１は電圧変動や環境温度によって
光量が変化するため、光量を一定にする制御が必要とな
る。そこで、第６図に示すような構成のレーザ駆動回路
が第５図のラスク走査プリント部１２に設けられている
。

第６図において、１６は半導体レーザ１の近傍に配置さ
れた受光素子であり、この受光素子１６で半導体レーザ
１の光量をモニタするようになっている。この受光素子
１６による光量モニタ信号は自動光量制御回路（ＡＰＣ
回路）１８に入力され、その内部において基準電圧発生
器１７から出力される基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。

その比較の結果、現在の光量が小さければ、パルス幅変
調信号を増進するトランジスタＱｌ、Ｑ２を介して半導
体レーザＩに流すレーザ電流ＩＬＤが増加するように制
御する。なお、半導体レーザ１には、基準電圧発生器１
７から発生される基準電圧に応じたバイアス電流１０Ｓ
がトランジスタＱ３を介して流されている。

このような光量制御によって半導体レーザ１の綱領は一
定に保たれる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記のような光量制御による光量レベルの設
定値は、通常、感光ドラム７の感度に応じて決定される
。すなわち、感光ドラム７の感度が高い時には飽和露光
量に到らない程度の低めの光量レベルに設定され、感度
が低いときには感光ドラム７の表面電位のダイナミック
レンジが大きくなるように高めの光量レベルに設定され
る。

しかし、ビーム検出器６はその感度が感光ドラム７の感
度と異なる場合が多い。このため、感光ドラム７のみに
注目して光量を制御すると、ビーム検出器６がレーザ光
を検出できなくなったり、光電流の不足によってビーム
検出器６の受光チップ上の受光位置がシフトし、ビーム
検出信号にジッタが現われたりして正確な走査開始位置
を決定できなくなるという問題が生じる。

本発明は上記のような従来装置の問題点を解決すること
ができるレーザ走査装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、レーザ発振手段と、文字等のビデオ信号に応
じて前記レーザ発振手段を駆動するレーザ駆動手段と、
前記レーザ発振手段から発生されたレーザ光を感光体表
面に走査する走査手段と、前記感光体のレーザ光走査開
始位置の近傍に配置され、前記レーザ光を受光して前記
感光体の有効走査領域の走査開始位置を決定する信号を
出力するレーザ光検出手段と、前記感光体の有効走査領
域を走査する時のレーザ光量と前記レーザ光検出手段の
位置を走査する時のレーザ光量とを異なる光量に切換え
る切換手段とから構成した。

（作用） 上記構成において、感光体表面を走査する時と、レーザ
光検出手段に入射する時のレーザ光量は、それぞれの感
度に適した光量に切換えられる。これにより、感光体表
面は、その感度に最適な光量のレーザ光で走査されるよ
うになり、高画質の画像を再現できる。また、レーザ光
検出手段においても、その感度に最適な光量のレーザ光
が入射されるため、信顛性の高いビーム検出信号を得る
ことができる。

（実施例） 次に、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は半導体レーザを駆動する駆動装置の構成を示す
回路図である。図において、８はデジタルデータ出力装
置、９はＤＡ変換器、１１は比較回路であり、第５図で
説明したものと同様のものである。１９は三角波発生器
、２０は半導体レーザ１を駆動するレーザ駆動回路、２
１は光量切換回路、２２はカウンタ、２３はマグニチュ
ードコンパレータ、２４はフリップフロップであり、カ
ウンタ２２にはクロック信号ＶＣＬＫがカウントクロン
ク信号として入力され、さらにビーム検出器６のビーム
検出信号ＢＤがロード信号として入力され、ビーム検出
信号ＢＤによって、カウント値「０」をロードした後、
クロック信号ＶＣＬＫをカウントアツプするようになっ
ている。また、マグニチュードコンパレータ２３には、
第２図の走査領域ｌの期間に相当するクロック信号ＶＣ
ＬＫの数を示すデータＤＩがＡ入力に、カウンタ２２の
カウント出力がＢ入力に入力され、六入力〈Ｂ入力の関
係になった時に、Ｈレベルの出力信号をフリップフロッ
プ２４のデータ入力端子りに入力するようになっており
、フリップフロップ２４のセント出力信号は強制点灯信
号ＦＬＤＯＮとしてレーザ駆動回路２０と光量切換回路
２工に入力されている。

第３図り、レーザ駆動回路２ｏと光量切換回路２１の詳
細を示す回路図である。図において、レーザ駆動回路２
０は基本的には第６図と同様に構成されている。但し、
パルス幅変調信号が入力されるゲー）Ｇｌには強制点灯
信号ＦＬＤＯＮが入力され、この信号ＦＬＤＯＮが発生
した時にはゲートＧ１を閉じるようになっている。

また、基準電圧発生器１７がら基準電圧Ｖｒｅｆｌを新
たに発生させ、これを光量切換回路２１のアナログスイ
ッチ２５の可動接点と固定接点Ｓ１を通じてトランジス
タＱ３のヘースに入力するようになっている。また、ト
ランジスタＱ３のニジツタには、第２図のｌの期間のレ
ーザバイアス電流ＩＤＬを決定する抵抗ＲＬが接続され
ている。

一方、光量切換回路２１はアナログスイッチ２５と、強
制点灯信号ＦＬＤＯＮの発生時に前記バイアス電流ＩＤ
Ｌより大きいｒ　Ｄ　Ｈを流すためのトランジスタＱ４
と抵抗ＲＨが設けられ、トランジスタＱ４のコレクタは
トランジスタＱ３コレクタと並列接続されて半導体レー
ザ１のカソードに接続されている。

次に以上の構成に係る動作について第２図のタイムチャ
ートを参照しつつ説明する。

まず、デジタルデータ出力回路８から出力されるデジタ
ルビデオ信号ＶＩＤ（第２図（ｃ）参照）は、ＤＡ変換
器９によって画素毎にアナログビデオ信号は比較回路１
１において三角波発生器１９から発生される三角波と比
較されることにより、１画素周期で温度レベルに応じた
パルス幅のパルス幅変調信号に変換され、レーザ駆動回
路２０に入力される。

レーザ駆動回路２０は入力されたパルス幅変調信号をゲ
ートＧ１を通じてトランジスタＱ１、Ｑ２に入力し、こ
こで増幅して半導体レーザ１を駆動する。

一方、レーザ光の主走査方向への走査開始に伴い、この
レーザ光がビーム検出器６に入射されると、ビーム検出
器６はその入射タイミングで第２図（ｂ）に示すような
ビーム検出信号ＢＤを１つの主走査区間毎に出力する。

このようなビーム検出信号ＢＤが出力されると、この信
号ＢＤによってカウンタ２２にｒＯＪのカウント値がロ
ードされる。すなわち、カウンタ２２はリセットされる
。そして、このリセットの後、カウンタ２２は第２図（
ａ）に示すようなりロック信号ＶＣＬＫをカウントし始
める。

コンパレータ２３にはレーザ光の走査開始に先立ち、第
２図のｌの期間におけるクロック信号の数を示すデータ
Ｄｌが予め与えられているが、カウンタ２２がカウント
アンプしてそのカウント値ｑＤ／＜ｑの関係になると、
Ｈレベルの比較結果信号を出力する。すなわち、第２図
の有効画像走査領域終了後における次のビーム検出信号
ＢＤの発生開始前のタイミングｔでＨレベルの比較結果
信号を出力する。

この比較結果信号はクロック信号ＶＣＬＫによってフリ
ップフロップ２４に取込まれる。これにより、フリップ
フロップ２４がセント状態となり、そのセット出力Ｑか
ら強制点灯信号ＦＬＤＯＮが出力される。

この強制点灯信号ＦＬＤＯＮが出力されると、光景切換
回路のアナログスイッチ２５が固定接点８２側へ切換わ
る。これにより、基準電圧発生器１７から出力されてい
る基準電圧Ｖｒｅｆ１がトランジスタＱ３に代わってト
ランジスタＱ４のヘースに入力される。

すると、このトランジスタＱ４のエミッタに接続されて
いる抵抗ＲＨは、トランジスタＱ３のエミッタに接続さ
れている抵抗ＲＨよりも抵抗値が小さく設定されている
ので、半導体レーザ１は有効画像領域を走査する場合よ
り大きな電流ＩＤＨで駆動される。すなわち、レーザ光
量は大きな値に切換えられる。

この大きな光量のレーザ光がビーム検出器６の受光面に
入射されると、ビーム検出器６はその入射タイミングで
新たなビーム検出信号ＢＤを出力する。すると、このビ
ーム検出信号ＢＤによってフリップフロップ２４および
カウンタ２２はリセットされ、新たな主走査区間の動作
が同様にして開始される。

そして、フリップフロップ２４がリセットされたことに
より、強制点灯信号ＦＬＤＯＮがノンアクティブとなる
ので、光量切換回路２１のアナログスイッチは固定接点
ｓｌ側に切換わる。

これにより、レーザ光量は感光ドラム７の感度に適した
値に切換えられる。

なお、感光ドラム７の感度がビーム検出器６の感度より
低い場合は、光量値を上記とは反対の関係に制御すれば
よい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、レーザ発振手段と、文字
等のビデオ信号に応じて前記レーザ発振手段を駆動する
レーザ駆動手段と、前記レーザ発振手段から発生された
レーザ光を感光体表面に走査する走査手段と、前記感光
体のレーザ光走査開始位置の近傍に配置され、前記レー
ザ光を受光して前記感光体の有効走査領域の走査開始位
置を決定する信号を出力するレーザ光検出手段と、前記
感光体の有効走査領域を走査する時のレーザ光量と前記
レーザ光検出手段の位置を走査する時のレーザ光量とを
異なる光量に切換える切換手段とから構成したので、感
光体とレーザ光検出手段のそれぞれの感度に適した光量
のレーザ光で走査されるようになり、高画質の画像を再
現できると共に、信軽度の高いビーム検出信号を得て正
確な走査開始位置を決定することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の主要部であるレーザ駆動装置の一実施
例を示す回路図、第２図はその動作を説明するためのタ
イムチャート、第３図はレーザ駆動回路と光量切換回路
の詳細を示す回路図、第４図はレーザ走査装置の概略構
成を示す斜視図、第５図はレーザ駆動装置の従来構成を
示す回路図、第６図はレーザ駆動回路の従来構成を示す
回路図である。 １・・・半導体レーザ ２・・・コリメートレンズ ３・・・ポリゴンミラー ５・・・結像レンズ ６・・・ビーム検出器 ７・・・感光ドラム １２・・・ラスク走査プリント部 ２０・・・レーザ駆動回路 ２１・・・光量切換回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ発振手段と、文字等のビデオ信号に応じて前記レ
   ーザ発振手段を駆動するレーザ駆動手段と、前記レーザ
   発振手段から発振されたレーザ光を感光体表面に走査す
   る走査手段と、前記感光体のレーザ光走査開始位置の近
   傍に配置され、前記レーザ光を受光して前記感光体の有
   効走査領域の走査開始位置を決定する信号を出力するレ
   ーザ光検出手段と、前記感光体の有効走査領域を走査す
   る時のレーザ光量と前記レーザ光検出手段の位置を走査
   する時のレーザ光量とを異なる光量に切換える切換手段
   とを具備することを特徴とするレーザ走査装置。