JPH04161919A - 電子写真記録装置 - 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、半導体レーザのビームをラスタスキャニング
して電子写真記録方式により画像を形成する電子写真記
録装置に関する。

［従来の技術］ このような従来の電子写真記録装置の構成例を第８図に
示す。第８図は電子写真記録方式のレーザビームプリン
タのレーザスキャナ部分を上方から見た図である。ここ
で、ｌは半導体レーザ、２は半導体レーザのフロントビ
ームを平行光にするコリメータレンズ、３は平行ビーム
を走査するポリゴンミラー（回転多面鏡）、５は平行ビ
ームを集光し結像するトーリックレンズ、６は焦光点補
正用のｆθレンズ（球面レンズ）、および７は感光体ド
ラムである。また、３０はポリゴンミラー３の一部反射
光の方向を変える反射ミラー、３１は反射ミラー３０を
通った光を検出する光検出器である。

画像信号のＯＮ、　ＯＦＦに従って、半導体レーザ１が
規定光量でレーザ光を点滅する。半導体レーザ１から出
射したレーザ光は、コリメータレンズ２で平行光に変換
され、ポリゴンミラー３に照射され、ポリゴンミラー３
で反射された光はトーリックレンズ５、ｆθレンズ６を
通って感光体ドラム７に照射され、静電潜像を形成する
。また、感光体ドラム７上の走査開始位置を決めるため
に、ポリゴンミラー３の所定の回転位置で半導体レーザ
１を強制点灯し、ポリゴンミラー３を介して反射ミラー
３０を照射する。反射ミラー３０で反射されたレーザ光
は光検出器３１に到達する。この光検出器３１はＰＩＮ
フォトダイオード等の素子で構成されている。光検出器
３１の出力を波形成形し、主走査方向の画像書き出しタ
イミング信号として用いている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような従来例では、主走査方向の
画像書き出し位置を正確に合せるために、反射ミラー３
０と光検出器３１の位置合せを製造工程で行う際に微妙
な高精度の調整が必要であり、その調整作業が著しく生
産効率を下げる要因となっていた。また、反射ミラー、
光検出器を記録系と別個に付加する必要があるので製造
コスト的にも不利であるという解決すべき課題があった
。

本発明の目的は、上述の点に鑑みて、上記の反射ミラー
や光検出器をに不要にしてそれらの微妙な位置合せをな
くして生産効率の向上と製造コストの低廉を図れる電子
写真記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明は半導体レーザと該レ
ーザのバックビームを検知するフォトダイオードが１つ
のケース内に封入されている半導体レーザユニットと、
前記半導体レーザからのフロントビームを反射して感光
体上にラスタ走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡が所
定の回転位置のときに、該回転多面鏡から反射したビー
ムを受光した前記フォトダイオードの出力信号のレベル
変化に基づき、主走査方向の画像書き出しタイミング信
号を生成する信号発生回路とを具備したことを特徴とす
る。

［イ乍　用］ 本発明ではレーザ光を発生する半導体レーザユニットに
内蔵のフォトダイオードにポリゴンミラーによって反射
されたレーザ光を受光させるようにして、そのフォトダ
イオードの出力を主走査方向画像書き畠し用のタイミン
グ信号として用いるようにしたので、従来のような別個
の光検出手段を独立して設けることなしにしのタイミン
グ信号を発生させることができる。従って、本発明では
微妙で高精度な位置合せ工程が不要となるので、生産効
率の向上が得られ、また独立の反射ミラーや光検出器が
いらなくなるので製造コストの低廉も図れる。

〔実施例１ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

σ東上！里皇 相１図および第２図は本発明の第１実施例のレーザスキ
ャナ部分の構成を示し、第１図は斜視図、第２図は光路
を正確に示した平面図である。

ここで、ＩＡはフォトダイオード内蔵の半導体レーザユ
ニット、２はコリメータレンズ、３はポリゴンミラー、
４はポリゴンミラー３を本図の矢印の方向に回転するモ
ータである。５はトーリックレンズであり、ポリゴンミ
ラー３の各反射面の倒れを補正すると同時に、結像レン
ズも兼ねている。６はｆθレンズであり、感光体ドラム
７までの光学的距離を補正している。

第３図は第１図の半導体レーザユニットＩＡの構造を示
す。この半導体レーザユニットＩＡは一般に市販されて
いるものである。また、同図布の回路言己号のＬＤはレ
ーザダイオード、ＰＤはフォトダイオードであり、レー
ザダイオードのカソードと、フォトダイオードのアノー
ドがコモン（共通）結釆泉されている。８はレーザダイ
オードとフォトダイオードを外気から遮断するキヤ・ノ
ブである。９はウィンドガラスである。１０はレーザダ
イオードをマウントするブロックであり、鉄、銅などの
金属で作られる。１１は基台であり、レーザチップ１２
や、フォトダイオード１３がマウントされてしＡる。

レーザチップ１２からのレーザ光は、ウィンドガラス９
の方向へのフロントビームと、フォトダイオード１３の
方向へのバックビームの２方向しこ圧力される。バック
ビームをフォトダイオード１３で検知することによって
、レーザ光量をモニタすることができる。

第４図は、本発明の第１実施例の制御回路の回路構成を
示す。ここで、１４はイメージコントローラであり、ホ
ストコンピュータ（図示しなしＸ）力）ら送られてきた
入力印字コードデータをドツトイメージデータに展開し
、画像印字データ１５を圧力する。１６は画像印字デー
タに関係なくレーザを強制点灯する強制点灯回路であり
、レーザ光量調整時に用いられる。１７は画像印字デー
タ１５と強制点灯信号の論理和をとるＯＲ回路（論理和
回路）である。１８はタイミング発生回路で、主走査方
向書き出し位置を決めるための信号をイメージコントロ
ーラ１４に対して発生する。１９は波形成形回路で、フ
ォトダイオード（ＰＤ）１３の出力波形が、増幅回路２
５および比較回路２０を通して入力され、基準信号■、
どの比較により波形成形された信号りを発生する。２１
はＤ／Ａ　（デジタル・アナログ）変換器で、カウンタ
回路２２によって定められたデジタル値をアナログ信号
に変換する。２３はＤ／Ａ変換器２１の出力を増幅する
増幅回路である。２６は増幅回路２３の電圧出力ｅを電
流に変換する電圧／電流変換部である。この変換部２６
の出力電流はレーザダイオード（ＬＤ）１２を駆動する
。２７はスイッチ回路で、ＯＲ回路１７の出力ｆによっ
てレーザダイオード（ＬＤ）１２に流れる電流を０Ｎ１
０ＦＦする。

ここで、レーザダイオード（ＬＤ）１２からのフロント
ビームをＦＢ、バックビームをＢＢ、ポリゴンミラー３
からの反射ビームをＲＢで表わす。また、ここでは図示
していないが、レーザダイオード（ＬＤ）１２どポリゴ
ンミラー３の間にはコリメータレンズ２（第１図、第２
図参照）が存在している。そして、ポリゴンミラー３か
らの反射ビームＲＢは、第３図に示すウィンドガラス８
を通ってフォトダイオード（ＰＤ）１３に照射される。

第５図に第４図の各部分の信号の出力タイミングを示す
。ここで、増幅回路２３の出力信号をｅ。

ＯＲ回路１７の出力信号をｆ、増幅回路２５の出力信号
をｇ、波形成形回路１９の出力信号をｈで示す。ホスト
コンピュータからプリント信号を受は取ると、レーザ光
量を規定値に合せる制御が行われる。時刻ｔ１で、ＯＲ
回路１７の出力信号でか強制点灯回路１６によってハイ
レベルとなる。同時にカウンタ回路２２がカウントアツ
プを始め、信号ｅが徐々に増加してい（。これによりレ
ーザダイオード（ＬＤ）１２の光出力が徐々に増加して
いき、フォトダイオード（ＰＤ）１３の逆電流が増し、
増幅回路２５の出力信号ｇのレベルが下がってい（。比
較回路２０で、基準信号（電圧）　Ｖｒｅｆと信号ｇの
レベルが等しくなった時刻ｔ２でカウンタ回路２２がカ
ウンタアップを止め、ホールド回路２４によってそのカ
ウント値がホールドされ、信号ｅが一定値となる。

信号ｅをホールドする時刻ｔ２は、レーザ光出力のオー
バシュートや、フォトダイオード（ＰＤ）１３の応答性
を考慮して、信号ｇが基準信号Ｖｒｅｆと等しくなって
から、ある一定時間経過した後に定める方がより一般的
である。続（時刻ｔ３で強制点灯を止め、時刻ｔ４で主
走査方向の画像書き出しタイミングを得るために、信号
ｆで強制点灯を行う。この時点で既にポリゴンミラー３
は規定回転数に達している。

ポリゴンミラー３のミラー面の位置が第２図で示される
位置にきた時、半導体レーザユニットＩＡのフロントビ
ームは、ビームとミラー面とが垂直であるので、ポリゴ
ンミラー３で反射されて、半導体レーザユニットＬＡに
戻って（る。フォトダイオード（ＰＤ）　１３はバック
ビームとフロントビームの反射光を検知して、その出力
信号ｇは基準信号Ｖｒｅｆよりもさらに低い電圧値を示
す。そのため、■、の基準信号を持った波形成形回路１
９によってその出力信号りに、パルス状のロウレベルが
あられれる。

次の時刻ｔ５で強制点灯が止められ、タイミング発生回
路１８によって、先の信号りの立ち下がりエッヂから所
定のｔ秒後に画像印字データ１５をイメージコントロー
ラ１４からスイッチ回路２７に出力する。時刻ｔ６まで
画像印字データを出力し、主走査方向１ライン印字を終
了する。

次の時刻ｔアで２ライン目の画像書き出しタイミングを
得るために強制点灯を行い、１ライン目と同様に信号り
の立ち下がりエッヂからｔ秒後に画像印字データ１５を
スイッチ回路２７に出力し、時刻ｔ９で２ライン目の印
字を終了する。３ライン目以下も上記と同様である。

各信号のレベルや、立ち上がり、立ち下がりのエッヂな
どの選定は制御回路系によって任意に決められるもので
、信号の変化を検出できる構成であればハイレベル、ロ
ウレベル、立ち上がり、立ち下がりエッヂの選定は自由
である。

Ω」ニスｌ上 第６図に本発明の第２の実施例の構成を示す。

第１図及び第２図と同一の部材には同−行帰を付し、そ
の詳細な説明は省略する。第６図において２８は第１図
のポリゴンミラー３と同様の機能のポリゴンミラーであ
るが、その反射面が２面で正確に平行に形成されている
。従って、第１図で示した面倒れ補正を行うトーリック
レンズ５を省略できる。制御回路は第４図と同じである
。

第７図に本発明の第２の実施例の各信号の出力タイミン
グを示す。まず、時刻１．でレーザ光量自動調整を行う
ために信号ｅ、　ｆ、　ｇが変化する。そして、時刻ｔ
ｓで光量調整が終了する。次に、時刻ｔ４で信号ｆをハ
イレベルにし、レーザを強制点灯する。

ポリゴンミラー２８の反射平面が第６図に示されタレー
サユニットＩＡの出射光路と直角となる回転位置にきた
時に、レーザ（ＬＤ）　１２のフロントビームがポリゴ
ンミラー２８に反射して半導体レーザユニットＬＡ方向
へ戻ってくる。フォトダイオード（ＰＤ）１３がこの戻
り光を検出して信号ｇの波形を出力し、波形成形回路１
９の出力ｈが時刻ｔ、で変化する。

時刻ｔ、からｔ１秒後の時刻ｔ６でホールド回路２４が
カウンタ回路２２のカウンタを解除し、光量自動調整が
再び開始される。半導体レーザは温度変化による光量変
化の割合が多く、一定電流を流していても、レーザチッ
プの発熱等により、光量が変化する。従って、主走査方
向の１ライン印字動作の始まる前の時刻ｔ８から時刻ｔ
８の間でレーザ光量を再調整することによって、印字画
像の品質を高めることができる。

時刻ｔ＠から時刻ｔ１゜の間で印字データが半導体レー
ザ（ＬＤ）１２に送られる。時刻ｔ、から時刻ｔ’ｓで
、２ライン目の画像書き出しタイミング検出し、光量自
動補正を行う。３ライン目以下も上記と同様のタイミン
グ制御がなされる。

本例のような２面ポリゴンミラー等のように、各ミラー
面の位置精度が高いレーザスキャナ装置においては、主
走査方向の画像書き出しタイミングを走査ミラー面以外
のミラー面で得ることが可能で、その際、この第２の実
施例のように主走査方向の１ラインごとにレーザ光量自
動補正を行える利点がある。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明によれば光量モニタ用の
フォトダイオード内蔵の半導体レーザユニットを用い、
そのレーザのフロントビームをポリゴンミラーで反射さ
せてその内蔵フォトダイオードに照射するようにし、そ
の内蔵フォトダイオードの出力信号を主走査方向の画像
書き出し用のタイミング信号として用いるように構成し
たので、そのタイミング用を光検出手段を独立に設ける
ことなしに発生させることができ、そのため光検出用の
反射ミラーや光検ａセンサの微妙な位置合せが不用とな
り、製造面においても製造コストを削減できる効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例レーザスキャナ部の構成
を示す斜視図、 第２図はその平面図、 第３図は第１図、第２図の半導体レーザユニットの構造
を一部切欠いて示す斜視図、 第４図は本発明実施例の制御回路の構成を示すブロック
図、 第５図は本発明の第１実施例の各制御信号のタイミング
を示すタイミングチャート、 第６図は本発明の第２の実施例のレーザスキャナ部の構
成を示す平面図、 第７図は本発明の第２の実施例の制御信号のタイミング
を示すタイミングチャート、 第８図は従来例のレーザスキャナ部の構成を示す平面図
である。 １、ＩＡ・・・半導体レーザユニット、２・・・コリメ
ータレンズ、 ３．２８はポリゴンミラー、 ４・・・モータ、 ５・・・トーリックレンズ、 ６・・・ｆθレンズ、 ７・・・感光体ドラム、 １２・・・レーザチップ（レーザダイオードＬＤ）、１
３・・・フォトダイオード（ＰＤ）。 ／　　　　　＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）半導体レーザと該レーザのバックビームを検知する
   フォトダイオードが１つのケース内に封入されている半
   導体レーザユニットと、 前記半導体レーザからのフロントビームを反射して感光
   体上にラスタ走査する回転多面鏡と、該回転多面鏡が所
   定の回転位置のときに、該回転多面鏡から反射したビー
   ムを受光した前記フォトダイオードの出力信号のレベル
   変化に基づき、主走査方向の画像書き出しタイミング信
   号を生成する信号発生回路と を具備したことを特徴とする電子写真記録装置。