JPH0441545B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は光走査装置に係り、特に電気的雑音に
よる誤動作確率のきわめて低い高精度走査光位置
検出回路に関する。

(b) 従来技術と問題点 走査されたレーザビームを利用して記録を行う
装置の従来例としてレーザプリンタを用いて説明
する。

第１図はレーザプリンタの構成図を示す。図に
おいて１２はレーザ光源であつて半導体レーザを
用いる。このレーザ光源１２から出射された光ビ
ームＭはコリメータ１３を通りコリメータ１３に
て必要なビーム径にされた後に、光ビーム走査手
段（回転多面鏡）１４によつて矢印Ｘ方向に走査
され、結像光学系１５にて光導電体ドラム１６上
に集光され、一定のスポツト径を有する光ビーム
M_sにて走査する。光導電体ドラム１６は光ビー
ムM_sと垂直の矢印Ｙ方向に行毎に回転するので、
ドツトによる記録パターンを光導電体ドラム１６
上に露光させることができ、電子写真プロセスに
より普通紙上にドツトによるパターンを記録する
ことができる。

このようにして得られる印字が高品位であるた
めには、回転多面鏡１４の各鏡面により走査され
た光ビームM_sのスポツト位置が、光ビーム走査
方向（矢印Ｘ方向）およびこれと垂直の方向（矢
印Ｙ方向）に等間隔に並んでいなければならな
い。

回転多面鏡１４には角度分割誤差等の機械的な
加工誤差が存在するため、毎回の走査に対して各
画素の走査方向初期位置のタイミングはわずかず
つ変動する。これを補正するために走査開始位置
に光検出手段として光検出器１８（受光素子にて
構成する）を設置し、その出力により光変調器制
御回路１７を介して画素発生（光ビーム変調）タ
イミングを制御する方法が取られている。半導体
レーザあるいは発光ダイオードは駆動電流の制御
に即応して光ビームＭが明滅するから都合がよ
い。

もしも光検出器１８にノイズが乗つて、誤つて
光走査開始位置が検出されると、印字の各画素の
位置は大きくずれてしまうことになる。

従来の走査光位置検出方式としては前記のよう
に走査開始位置に光検出器１８を設置し、走査終
了時刻に次回の走査開始時刻を予測し、予測時刻
より若干早い時刻に光ビームを予め計算して作つ
たビームサーチ信号にて点灯すると共に光検出器
１８の出力の検出を開始し、光検出器１８の出力
波形から光ビーム位置を算出する方式が最も誤動
作確率は小さかつた。

しかし、次回の走査開始時刻は予測値に対して
前後するので100％の確率で走査開始を検知する
ためには光ビーム点灯から光ビームが検出される
までの時間をある程度大きくする必要がある。し
かして従来はこの短時間内では電気的ノイズと光
検出信号とを識別できなかつたため誤動作が発生
する欠点があつた。

(c) 発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み、光検出器の出
力を光ビームが電気的ノイズかを識別可能とし、
誤動作のない走査光位置検出回路の提供を目的と
する。

(d) 発明の構成 そしてこの目的は本発明によれば光源と該光源
から出射された光ビームを走査する走査手段と、
該走査手段により走査される前記光ビームを被走
査面上の走査開始直前の位置で検出する光検出手
段とを具備し、毎回の走査における前記光ビーム
の初期位置を位置付けする走査光ビーム同期制御
方式において、前記光検出手段の出力が立上ると
すみやかに前記光ビームを“OFF”にする第１
の光ビーム変調信号発生手段と前記光ビームが
“OFF”になるのに応答して前記光検出手段の出
力が立下るとすみやかに前記光ビームを“ON”
にする第２の光ビーム変調信号発生手段と、前記
光検出手段の出力が最初の立上りから所定時間経
過後の所要時間内に立上るとその立上りから立下
り迄の時間の計時手段と該計時手段の出力に応答
して算出される一定の時刻に走査光ビーム同期信
号を検出する手段とを有することを特徴とする走
査光位置検出回路を提供することにより達成され
る。

(e) 発明の実施例 以下本発明実施例を図面によつて詳述する。尚
第１図との対称部位には同一符号を付してその重
複説明を省略する。電気的ノイズと光検出信号を
識別するための手段として本発明は光源が駆動電
流の制御に即応する性質を利用し、光検出器１８
に入射する光ビームM_sを所定の確認順序にて明
滅せしめる走査光ビーム変調手段を設け前記光検
出器１８の出力波形の立上り、立下りの時間間隔
をチエツクすることにより識別を行なうものであ
つて、出力波形が雑音ならば入力信号の最初の立
上りから、次の立下り迄の時間と、最初の立下り
から次の立上り迄の時間あるいは最初の立上りか
ら最後の立下り迄の時間が所定値と一致しないか
ら雑音と判定し直ちに判定回路を初期化して誤動
作を防止する。又、出力波形が走査光ビームM_s
の光検出信号ならば前記各所定の経過時間が一致
するから予め算出される所定の時間経過後に走査
光ビーム同期信号を発生せしめ、この同期信号発
生位置を印字の開始点とするものである。

第２図は本発明による光ビームとノイズ識別の
原理説明図を示しＡは光検出器出力波形、Ｂは同
波形の整形出力、Ｃは半導体レーザ駆動電流（す
なわち光ビーム出力M_s）を示す。

図Ａにおいて光検出器１８の出力レベルに閾値
Ｌを定め、光検出器１８の出力がタイムt_r1にて
立上ると確認後直ちに図Ｃタイムt₁にて光ビーム
M_sを“OFF”にする。これが第１の光ビーム変
調信号発生手段である。タイムt_r1から所定時間
幅T_dを経過するまでに図Ａの光検出器１８の出
力が立下らなければノイズとみなして光検出回路
をリセツトする。タイムt_r1から所定時間幅T_d迄
の範囲内のタイムt_f1に図Ａの光検出器１８の出
力が立下れば、直ちに図Ｃのタイムt₂にて光ビー
ムM_sを“ON”にする。これが第２の光ビーム変
調信号発生手段である。タイムt_f1から所定時間
幅T_dを経過するまでに図Ａの光検出器出力が再
び立上らなければノイズとみなして光検出回路を
リセツトする。タイムt_f1から所定時間幅T_d迄の
範囲内のタイムt_r2に図Ａの光検出器１８の出力
が立上つた場合で図Ａにおける最初の立上りタイ
ムt_r1から所定の時間幅T_w1（すなわち通常の走査
光が光検出器に入射する光量の最小限時間幅）を
経過後所定の時間T_w2（すなわちT_w1＋T_w2は入射
する光量の最大限時間幅）内に立下らなければノ
イズとみなして光検出回路をリセツトする。前記
所定の時間幅T_w2の範囲内のタイムt_f2に立下れば
最初の立上りタイムt_r1と最後の立下りタイムt_f2
迄の経過時間を計時する計時手段を設け、その計
時手段の出力によつて計算される適当なタイミン
グを経過後のタイムt_sで走査光ビーム同期信号を
出力する走査光ビーム同期信号検出手段とから構
成されている。この方式では光検出信号の立上り
部分を確認して光ビームM_sの点滅を行い、立下
り部分で立上りからの所要時間にて真偽を確認す
るため誤動作は皆無といつてよい。

第３図は本発明の走査光検出回路の回路図を示
し第４図は第３図各部の波形とタイムチヤートを
示す。第３図において１９はコンパレータであつ
てその入力波形と出力波形の関係をそれぞれ第２
図ＡとＢとで示している。２０はインバータで入
力波形を反転出力する。２１は走査光ビーム同期
信号発生回路、FF₁〜FF₆はフリツプフロツプ、
MM₁〜MM₄はモノステーブルマルチバイブレー
タ、G₁〜G₄及びG₁₁はオアゲート、G₅〜G₁₀はア
ンドゲート、B_sはビームサーチ信号入力端子、
L_Dは半導体レーザ駆動端子、V_sは走査光ビーム
同期信号端子を示す。第４図のＢは第２図Ｂと同
じ波形であつて第３図に示すコンパレータ１９の
出力波形である。Ｅは同じく半導体レーザ駆動端
子L_Dの波形であつてフリツプフロツプFF₁のＱ出
力波形を示す。ＨはフリツプフロツプFF₂のＱ出
力波形、ＩはフリツプフロツプFF₃のＱ出力波
形、Ｊはモノステーブルマルチバイブレータ
MM₁のＱ出力波形、Ｋはモノステーブルマルチ
バイブレータMM₂の出力波形、Ｎはモノステ
ーブルマルチバイブレータMM₃の出力波形、
ＰはモノステーブルマルチバイブレータMM₄の
Ｑ出力波形を示す。

以下第３図に示す走査光検出回路の構成につい
て説明する。図において光検出器１８とコンパレ
ータ１９とは光検出手段を構成する。フリツプフ
ロツプFF₁とオアゲートG₁とG₂及びアンドゲー
トG₇とは第１の光ビーム変調信号発生手段を構
成する。フリツプフロツプFF₁とオアゲートG₁及
びアンドゲートG₈は第２の光ビーム変調信号発
生手段を構成する。又フリツプフロツプFF₂〜
FF₆とオアゲートG₃〜G₄とG₁₁及びアンドゲート
G₅〜G₆，G₈〜G₁₀並びにインバータ２０は光ビー
ムとノイズとを識別する判定回路であつて特にフ
リツプフロツプFF₄〜FF₆とオアゲートG₁₁はノイ
ズの判定で直ちにすべての走査光位置検出回路の
各設定部を初期状態に戻すリセツト信号発生回路
を構成している。モノステーブルマルチバイブレ
ータMM₁〜MM₄は光検出手段の各立上り又は立
下りを起点とする所定時間あるいは所要時間の判
定条件設定回路を構成している。

又第４図ＪとＫに示す所定時間T_dとは、タイ
ムt₁にて光ビームM_sを消灯した場合その消灯の
制御系及び光検出器１８とコンパレータ１９にタ
イムt_f1にて出力される応答特性で定まる一定の
遅延時間であつて、その逆の点灯の場合も同じで
あり、遅延時間の最大値をT_dとしている。次に
第４図Ｎに示す所定時間T_w1とは光検出器すなわ
ち受光素子の受光面を通過する光ビームM_sの最
短受光時間であつて、その最長受光時間は第４図
Ｐに示す所定時間T_w2＋T_w1で表わされ、機器の
構成内容により一定値に設定することができる。

次に第３図の回路の作用を第４図のタイムチヤ
ートを参照しながら説明する。時刻t_r1に先立ち
ビームサーチ信号が入力端子B_sから入力され、
オアゲートG₁を介してフリツプフロツプFF₁がセ
ツトされ、そのＱ出力は論理値“１”を保持す
る。ビームサーチ信号にて点灯された光ビーム
M_sが光検出器１８に入射するか、あるいは誘起
ノイズが発生してタイムt_r1にてコンパレータ１
９の出力が立上る。（第４図Ｂ参照）コンパレー
タ１９の立上りでアンドゲートG₇はフリツプフ
ロツプFF₃の出力初期状態が論理値“１”のた
め開き、オアゲートG₂を介してフリツプフロツ
プFF₁をリセツトするから、タイムt_r1より少し遅
れたタイムt₁にてフリツプフロツプFF₇のＱ出力
すなわち半導体レーザ駆動端子L_Dの信号は立下
り光ビームは消灯される（第４図Ｅ参照）。又ア
ンドゲートG₇の出力はオアゲートG₂を通過する
と共に、フリツプフロツプFF₂のセツト端子Ｓ及
びモノステーブルマルチバイブレータMM₁と
MM₃の各トリガ端子Ｔに入力される。モノステ
ーブルマルチバイブレータMM₁とMM₃の出力は
それぞれタイムt_r1で立上りそれぞれ所定時間T_d
とT_w1の間論理値“１”又は“０”を保持してか
ら反転する（第４図ＪとＮ参照）。フリツプフロ
ツプFF₂のセツト端子Ｓの立上りでそのＱ出力は
論理値“１”を保持してアンドゲートG₅の入力
の片側に印加される。

次に半導体レーザ駆動端子L_Dのタイムt₁におけ
る立下りによる光ビームM_sは消灯されるため若
干遅れてタイムt_f1にてコンパレータ１９の出力
は立下る（第４図Ｂ参照）。同時にインバータ２
０の出力は立上りアンドゲートG₈およびオアゲ
ートG₁を介してフリツプフロツプFF₁のセツト端
子に印加され、そのＱ出力すなわち半導体レーザ
駆動端子L_Dは再びタイムt₂にて立上り光ビーム
M_sを点灯する（第４図Ｅ参照）。また第４図Ｈ，
Ｉ，Ｋに示すようにアンドゲートG₈の出力はフ
リツプフロツプFF₃のセツト端子ｓに印加されそ
のＱ出力を論理値“１”にすると共に、オアゲー
トG₃を介してフリツプフロツプFF₂をリセツト
し、またモノステーブルマルチバイブレータ
MM₂をトリガし、タイムt_f1から所定時間T_d迄の
間その出力を論理値“０”にする。

インバータ２０の出力はアンドゲートG₅にも
印加されアンドゲートG₅は開いてフリツプフロ
ツプFF₄のクロツク端子Ｃが立上る。この時モノ
ステーブルマルチバイブレータMM₁の出力は
タイムt_r1から所定時間T_d迄の間が論理値“０”
であるからこの時間帯にクロツク信号が入力され
てもフリツプフロツプFF₄のＱ出力は論理値
“０”でアラーム信号ではない。

しかしながらタイムt_f1における光検出器１８
の立下りがタイムt_r1から所定時間T_dを超過して
立下ると、フリツプフロツプFF₄のデータ端子Ｄ
が立上り、タイムt_r1における光検出器１８の出
力は立上りはノイズと判定され、フリツプフロツ
プFF₄のＱ出力が立上りリセツトライン２２を介
して第３図のすべてのリセツト端子に論理値
“１”が印加され走査光位置検出回路は初期状態
に戻される。

次にタイムt₂より遅れてタイムt_r2にコンパレー
タ１９が立上るとフリツプフロツプFF₃のＱ出力
は論理値“１”であるためアンドゲートG₆が開
き、フリツプフロツプFF₅のクロツク端子Ｃに入
力する。一方モノステーブルマルチバイブレータ
MM₂の端子はタイムt_f1から所定時間T_d迄の間
は論理値“０”でフリツプフロツプFF₅のＤ端子
に入力されているためそのＱ出力は論理値“０”
でアラームではない。

しかし乍らタイムt_r2におけるコンパレータ１
９の出力の立上りがタイムt_f1＋所要時間T_dの範
囲を超えて立上るとモノステーブルマルチバイブ
レータMM₂の出力は論理値“１”に変わるた
めフリツプフロツプFF₅のＱ出力はアラームを発
生しリセツトライン２２を介してすべてのリセツ
ト端子は初期化される。

次に第４図Ｎに示すようにモノステーブルマル
チバイブレータMM₃の出力が設定時間（タイ
ムt_r1＋所定時間T_w1）に立上ると次のモノステー
ブルマルチバイブレータMM₄をトリガし、その
Ｑ出力を所定時間T_w2迄の間論理値“１”にす
る。従つてタイムt_r1＋所定時間T_w1を経過して所
定時間T_w2の時間帯はモノステーブルマルチバイ
ブレータMM₄のＱ出力は論理値“１”であるか
らこのタイミングにコンパレータ１９の出力の立
下りすなわちインバータ２０が立上ると、アンド
ゲートG₁₀は開きフリツプフロツプFF₁とFF₃とを
それぞれオアゲートG₂とG₄を介してリセツトし、
走査光ビームの光検出器入射確認を終り初期化す
ると共に、走査光ビーム同期信号発生回路２１に
入力されるタイムt_r1からタイムt_f2迄の時間から
計算された適当なタイミングに同期信号を走査光
ビーム同期信号端子V_sに出力する。

また、インバータ２０の出力が立上ると、アン
ドゲートG₉を介してフリツプフロツプFF₆のクロ
ツク信号Ｃが立上り、モノステーブルマルチバイ
ブレータMM₄の出力がフリツプフロツプFF₆
のＱ出力端子にあらわれる。もしもタイムt_f2に
おけるコンパレータ１９の出力の立下りが前記所
定時間T_w2以内にあれば、フリツプフロツプFF₆
のＱ出力は論理値“０”となるが、T_w2を超過し
て立下るとモノステーブルマルチバイブレータ
MM₄の出力は論理値“１”であるから、フリ
ツプフロツプFF₆のＱ出力は論理値“１”となり
アラームを発生し、リセツトライン２２を介して
すべてのリセツト端子は初期化される。

(f) 発明の効果 以上詳細に説明したように本発明の走査光位置
検出回路によれば光ビームの検知信号と電気的雑
音とを確実に識別することができ誤動作確率のき
わめて小さい走査光位置検出が可能となる。レー
ザプリンタに適用すれば大電力のモータ等の駆動
スイツチを印字中に開閉しても印字が乱れること
がなくなり安定な動作が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザプリンタの構成図の例、
第２図は本発明による光ビームとノイズ識別の原
理説明図、第３図は本発明による走査光位置検出
回路の回路図、第４図は同回路各部の出力波形と
タイムチヤートを示す。 図において１２は半導体レーザ又は発光ダイオ
ード、１４は多面鏡、１８は光検出器、１９はコ
ンパレータ、２０はインバータ、２１は走査光ビ
ーム同期信号発生回路、FF₁〜FF₆はフリツプフ
ロツプ、MM₁〜MM₄はモノステーブルマルチバ
イブレータ、G₁〜G₄およびG₁₁はオアゲート、G₅
〜G₁₀はアンドゲート、B_sはビームサーチ信号入
力端子、V_sは走査光ビーム同期信号出力端子、
L_Dは半導体レーザ駆動端子を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光源と該光源から出射された光ビームを走査
   する走査手段と、該走査手段により走査される前
   記光ビームを被走査面上の走査開始直前の位置で
   検出する光検出手段とを具備し、毎回の走査にお
   ける前記光ビームの初期位置を位置付けする走査
   光ビーム同期制御方式において、前記光検出手段
   の出力が立上るとすみやかに前記光ビームを
   “OFF”にする第１の光ビーム変調信号発生手段
   と前記光ビームが“OFF”になるのに応答して
   前記光検出手段の出力が立下るとすみやかに前記
   光ビームを“ON”にする第２の光ビーム変調信
   号検出手段と、前記光検出手段の出力が最初の立
   上りから所定時間経過後の所要時間内に立下ると
   その立上りから立下り迄の時間の計時手段と該計
   時手段の出力に応答して算出される一定の時刻に
   走査光ビーム同期信号を発生する手段とを有する
   ことを特徴とする走査光位置検出回路。