JPH0596778A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ユーザがレーザビームの強度を画質の劣化を
招かない範囲で種々に可変でき、更に解像度が異なって
も形成画像の画質を一定にできるようにする。 【構成】 半導体レーザ１のレーザビーム強度を調整す
る操作信号を送出する操作部１９を設ける。更に操作信
号に基き感光体１０（画像領域）にレーザビームが走査
されるときはこのレーザビームの強度を変化させ、かつ
画像領域外である同期信号発生手段７（非画像領域）に
レーザビームが走査されるときはレーザビームの強度を
一定に制御し、更に感光体１０を走査するときの解像度
に応じてこのレーザビームの強度を変化させるように制
御する制御部１１を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ，レー
ザ複写機等に適用される画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタ，レーザ複写機等のレー
ザビームを用いる画像形成装置では、レーザビームをオ
ン，オフして感光体表面に静電潜像を形成し、電子写真
方式により画像形成を行っている。

【０００３】図１４に従来の画像形成装置内部のレーザ
光学系を示す。同図において、半導体レーザ５１からの
レーザビームは、コリメータレンズ５２よって楕円形の
平行ビームに拡大され、ポリゴンミラー５３に入射す
る。

【０００４】ポリゴンミラー５３はミラーモータ（図示
していない）によって矢印方向に回転し、このポリゴン
ミラー５３からの反射光は非球面レンズ５４，非球面ト
ーリックレンズ５５を通って５０乃至８０μｍ程度のレ
ーザビームにしぼられ、ポリゴンミラー５３の回転に伴
って非画像領域を通り次に水平同期反射ミラー５６で反
射され、水平同期受光部５７に入射する。

【０００５】次に、ポリゴンミラー５３の回転に伴って
レーザビームは画像領域にある感光体６０に入射し、更
に非画像領域を通過していく。

【０００６】尚、レーザビームは図１４において左から
右に走査されるものとする。

【０００７】ここで、前記非球面レンズ５４は、ポリゴ
ンミラー５３からの反射光の角速度の相違を補正するも
のであり、また、前記非球面トーリックレンズ５５はポ
リゴンミラー５３の各面の精度（垂直性等）の違いによ
る反射ずれを補正するものである。

【０００８】前記ポリゴンミラー５３の各面ごとに、レ
ーザビームは図１５に示すタイミングチャートに従って
制御され、非画像領域から，画像領域，非画像領域の順
に走査される。

【０００９】次に図１５に示すタイミングチャートにつ
いて説明する。前記ポリゴンミラー５３が回転し始めた
ときは、その反射面がどこを向いているかわからない。
非画像領域を向いている場合もあるし、画像領域を向い
ている場合もある。

【００１０】そこで、まず半導体レーザ５１をオンさせ
（図１５のレーザ強制点灯）てから水平同期信号（Ｈ−
ＳＹＮＣ）が発生するまでオン状態を続け、水平同期信
号発生後レーザ強制点灯信号をオフする。

【００１１】次に、画像データを前記半導体レーザ５１
へ送り、この画像データに従って半導体レーザ５１をオ
ン，オフさせて感光体６０上に静電潜像を形成する。こ
れは前記ポリゴンミラー５３の反射面と画像データとの
同期を取るために行い、一度水平同期信号が発生した段
階で非画像領域においてレーザ強制点灯を行い、画像領
域では画像データに従ってレーザをオン，オフさせる動
作を繰り返す。

【００１２】ここでレーザビームは、そのレーザ強度を
図１５に示すレーザ制御電圧に従って変えることがで
き、従来においてはユーザが好みの画像の濃さに設定で
きるようになっており、上述した非画像領域，画像領域
ともレーザ制御電圧は同じであった。

【００１３】このため、レーザ制御電圧を下げていくと
図１４に示す水平同期受光部５７に入射するレーザビー
ムも画像領域と同じように弱くなり、このため、前記水
平同期信号が発生しない場合があるという問題があっ
た。

【００１４】この対策として、非画像領域となる水平周
期受光部５７に入射するレーザビーム強度を画像領域と
独立に設定する方法が考えられている。ここで、半導体
レーザ５１の温度補正を行うため図の非画像領域及び画
像領域をレーザビームが走査する間に、非画像領域のい
ずれかで後述のようなレーザサンプリング回路を用いて
レーザビーム強度をサンプリングし、このサンプリング
値を基準値と比較することにより補正して画像領域での
レーザビーム強度を一定にする必要がある。

【００１５】従来そのようなサンプリングはどの非画像
領域でも行えたが、非画像領域と画像領域のレーザビー
ム強度を別々に設定する場合はそうはいかなくなり、ど
のようなサンプリングを行うかを解決する必要がある。
更に図１３の従来のレーザサンプリング回路を用いてサ
ンプリングを行う場合にも問題がある。すなわち、図１
３のレーザサンプリング回路は、ＩＣ2 を含む比較部６
１に対してレーザビーム及び基準電圧を各々抵抗Ｒ11，
Ｒ12を介して入力して両者を比較し、その出力をトラン
ジスタＱ4 を含む増幅部６２で増幅して、更にこの出力
をＦＥＴ１を含むサンプルホールド部６３でサンプルホ
ールドした後この出力をＩＣ1 を含む増幅部で増幅する
ようになっている。

【００１６】ここで、サンプルホールド部６３ではＦＥ
Ｔ１をオンしてサンプルホールド用コンデンサＣ2 で信
号を保持するようにしているが、スイッチとして働くこ
のＦＥＴ１には寄生ダイオード６５が存在しているの
で、ＦＥＴ１をオフしてもレーザビームが基準値より大
きい場合は増幅部６２のトランジスタＱ4 がオンしてし
まうことになる。このためサンプルホールド部６３の前
記コンデンサＣ2 にチャージされていた電荷が放電され
てしまうことになる。

【００１７】この結果、従来は前記非画像領域の全てで
レーザビーム強度が同じであり、温度変化によりそのレ
ーザビーム強度が増加したときでもコンデンサＣ2 は若
干放電するのみでサンプルホールド動作には影響はない
が、前記のように水平周期受光部５７に入射するレーザ
ビーム強度を他の領域と独立に設定した場合には、寄生
ダイオード６５による放電が大きなサンプルホールド動
作に大きく影響するようになる。このため前記のように
非画像領域，画像領域ともレーザ制御電圧は同じに設定
せざるを得なかった。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来は、前述のよう
に、レーザ制御電圧の可変範囲（下限）が、水平同期受
光部５７が水平同期信号を発生できる下限電圧で決まっ
ていたため、ユーザが画像濃度を下げるにも限界があ
り、例えば線巾の太いゴシック文字については濃度が下
げられず、文字がつぶれるなどの問題があった。

【００１９】前記レーザ制御電圧は、通常６Ｖ（感光体
６０上の光強度0.7ｍＷ）程度であるが、ゴシック文字
がつぶれずに印字するためには２Ｖ以下に下げる必要が
あり、逆に水平同期受光部５７が水平同期信号を発生す
るためには、２乃至３Ｖ以上必要であった。

【００２０】また、ＣＡＤ装置の出力用としてレーザプ
リンタを使用した場合、図形を鮮明に印字するために
は、濃度を上げる必要があり、レーザ制御電圧として８
乃至１０Ｖが必要であった。ただし、レーザ制御電圧を
上げると、本来不要の迷光が生じ、水平同期信号の波形
が乱れるという問題があった。

【００２１】更に、複数の解像度を持つレーザプリンタ
では従来のようにレーザ制御電圧が一定に設定されてい
る場合は、各解像度の違いに基いてレーザビームのスピ
ードが異なってくるのに、単位時間あたりに受光するレ
ーザビーム光量が一定でなくなってくるので、解像度の
違いによりプリントの画質が一定にならないという問題
があった。

【００２２】そこで、本発明は、ユーザが、レーザビー
ムの強度を画質の劣化を招かない範囲で種々に可変でき
更に解像度が異なっても形成画像の画質を一定にできる
画像形成装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、強度調整が可
能なレーザ発生源からのレーザビームを像担持体上に走
査して画像形成を行うとともに、画像形成の際の解像度
を切換え可能な画像形成装置において、前記レーザビー
ムの強度調整用の操作信号及び解像度設定信号を送出す
る操作手段と、前記レーザビームの像担持体に対する走
査位置を検出する検出手段と、前記操作手段からの操作
信号，解像度設定信号及び前記検出手段からの検出信号
を基に前記画像領域に対しては前記操作信号に対応し、
かつ解像度設定信号に応じて切換えた強度のレーザビー
ムを照射し、前記画像領域以外の領域に対しては一定の
強度のレーザビームを照射するように前記レーザ発生源
を制御する制御手段とを有することを特徴とするもので
ある。

【００２４】

【作用】上述した構成の画像形成装置によれば、操作手
段から前記レーザ発生源からのレーザビームの強度調整
用の操作信号及び解像度設定信号を送出し、かつ検出手
段から検出信号を送出することにより、制御手段は前記
各信号を基に前記像担持体（画像領域）に対する走査時
のレーザ発生源からのレーザビームの強度を変化させ
る。また、制御手段は前記画像領域以外の領域に対する
レーザビーム走査時のレーザビームの強度を一定に制御
する。更に、制御手段は画像領域を走査する際の解像度
に対応してレーザビーム強度を変化させるように制御す
る。

【００２５】

【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。

【００２６】図１に示す本実施例の画像形成装置におけ
るレーザ光学系は、従来例と同様な構成のレーザ発生源
としての半導体レーザ１と、コリメータレンズ２、ポリ
ゴンミラー３，非球面レンズ４及び非球面トーリックレ
ンズ５からなる偏光手段と、水平同期反射ミラー６、同
期信号発生手段及びレーザビームの走査位置を検出する
検出手段としての水平同期受光部７及び像担持体として
の感光体１０を具備している。

【００２７】次に図２を参照して前記半導体レーザ１を
制御するレーザ制御回路について説明する。

【００２８】このレーザ制御回路は全体のシーケンスを
制御するマイクロプロセッサにより構成した制御手段を
構成する制御部１１を具備している。

【００２９】制御部１１はミラーモータ１２をオン，オ
フ制御するとともに、第１，第２の基準光量設定部１
３，２０に設定用パルスを送り、レーザ制御電圧を設定
するようになっている。

【００３０】第１の基準光量設定部１３は、後述する積
分回路で前記パルス信号を直流信号に変換して比較増幅
部１４に送るとともに、その積分回路からの直流信号を
前記制御部１１へ返送するようになっている。

【００３１】前記制御部１１は、やはり図示しないＡ／
Ｄコンバータで所定のレーザ制御電圧になっているか否
かをチェックするようになっている。

【００３２】前記比較増幅部１４は、半導体レーザ１の
レーザビーム（光出力）とレーザ制御電圧とを比較し、
両者の差を増幅するためのものである。

【００３３】半導体レーザ１からのレーザビームは、こ
の半導体レーザ１と一体になっている後述する光量検出
部１５のフォトダイオードＰＤに送られ、電圧に変換さ
れた後比較増幅部１４に与えられるようになっている。

【００３４】この比較増幅部１４と半導体レーザ１との
間には、オペアンプからなるサンプルホールド部１６，
第１の電流増幅部１７及び第１のレーザスイッチング部
１８が接続されている。

【００３５】前記サンプルホールド部１６は、図１に示
す非画像領域における半導体レーザ１の光出力の温度補
正を行うために、比較増幅部１４の出力をサンプルホー
ルドするようになっている。

【００３６】前記第１の電流増幅部１７は前記サンプル
ホールド部１６の電流を増幅するようになっている。

【００３７】前記第１のレーザスイッチング部１８は、
制御部１１からの画像データ又は第１のレーザ強制点灯
信号に従って半導体レーザ１に流れる電流をオン，オフ
するようになっている。

【００３８】前記制御部１１に接続された操作手段とし
ての操作部１９は、ユーザが印字濃度を変える場合に、
あるいは印字する際に解像度に応じたレーザビーム強度
の操作信号を入力するオペレーションパネルである。

【００３９】前記制御部１１に接続された第２の基準光
量設定部２０は、水平同期信号を発生させるとき、半導
体レーザ１に与える電圧を設定する部分で、前記水平同
期受光部７の水平同期信号発生に適当な電圧が設定され
ている。

【００４０】第２の基準光量設定部２０の出力は第２の
電流増幅部２１を介して第２のレーザスイッチング部２
２に送られるようになっている。

【００４１】第２のレーザスイッチング部２２は、水平
同期信号発生領域で半導体レーザ１をオンさせるための
ものである。

【００４２】次にレーザ制御回路の詳細を図３を参照し
て説明する。

【００４３】第１の基準光量設定部１３は、前記制御部
１１からの設定用パルスを取り込んで、抵抗Ｒ30，コン
デンサＣ30で積分処理し、更にオペアンプＩＣ3 で増幅
してレーザ制御電圧を作成するようになっている。

【００４４】レーザ制御電圧はコンパレータ構成の比較
増幅部１４に送られるとともに、前記制御部１１のＡ／
Ｄ入力（アナログーディジタル変換入力）端子にも送ら
れ、これにより、前記制御部１１は前記設定用パルスが
所望の値になるようにこの設定用パルスのデューティ比
を調整するようになっている。

【００４５】前記第２の基準光量設定部２０は、前記第
１の基準光量設定部１３と同様な回路構成となってい
る。

【００４６】前記光量検出部１５は、半導体レーザ１と
一体になっているフォトダイオードＰＤの出力信号をオ
ペアンプＩＣ4 で増幅して前記比較増幅部１４に出力す
るようになっている。

【００４７】尚、前記光量検出部１５のボリュームＶＲ
2 はフォトダイオードＰＤの光入力，電流出力のばらつ
き補正を行うためのものである。

【００４８】前記サンプルホールド部１６は、前記制御
部１１から出力されるサンプル信号でトランジスタＦＥ
Ｔ1 のゲートをオンしコンデンサＣ2 に前記比較増幅部
１４の出力をホールドするようになっている。前記サン
プルホールド部１６は、前記トランジスタＦＥＴ1 ，ト
ランジスタＱ4 ，ダイオードＤ2 乃至ダイオードＤ5，
抵抗Ｒ7 ，抵抗Ｒ9，抵抗Ｒ20，コンデンサＣ2 等によ
り構成されている。

【００４９】前記第１の電流増幅部１７は、トランジス
タＱ1 ，Ｑ2 を含んで構成されている。前記第２の電流
増幅部２１は、前記第１の電流増幅部１７と同様な構成
となっている。

【００５０】前記第１のレーザスイッチング部１８は、
バッファＩＣ6 ，トランジスタＱ5を含んで構成されて
いる。前記第２のレーザスイッチング部２２はトランジ
スタＱ6 を含んで構成されている。

【００５１】次に、前記水平同期受光部７について図
４，図５を参照して説明する。

【００５２】前記レーザービームは、フォトダイオード
３１に入射し、オペアンプ３２，３３により増幅される
ようにようになっている。オペアンプ３２，３３の増幅
率は、ゲイン抵抗Ｒ0 で決定される。

【００５３】ゲイン抵抗Ｒ0 の抵抗値は、小さいほうが
前記オペアンプ３２，３３を飽和させずに使用できるこ
とになる。

【００５４】従って、図５に示すゲイン抵抗Ｒ0 の抵抗
値とレーザビームの光強度との特性において、ゲイン抵
抗Ｒ0 の抵抗値は小さい値に設定される。

【００５５】尚、前記第１の基準光量設定部１３の設定
値は前記半導体レーザ１の光出力が３ｍＷ程度になるよ
うに選ばれるが、前記水平同期受光部７においては、半
導体レーザ１からのレーザビームはポリゴンミラー３，
非球面レンズ４，非球面トーリックレンズ５を通過して
弱められるので、０．７ｍＷ程度になる。

【００５６】本実施例においては、前記水平同期受光部
７の光強度は制御部１１の制御の基に０．７ｍＷ程度の
適正値に保たれるので従来例と異なり水平同期信号を適
確に発生させることができる。

【００５７】ここで、半導体レーザ１の温度補正につい
て説明する。

【００５８】図６に半導体レーザ１の光出力と順電流と
の関係を示す。

【００５９】半導体レーザ１の光出力が３ｍＷになるよ
うに、第１の基準光量設定部１３の制御電圧Ｖ_I ＝６Ｖ
がユーザによって設定されていたとする。温度２５℃の
とき４０ｍＡの半導体レーザ電流（順電流Ｉ_F ）で３ｍ
Ｗの出力が得られるが、温度５０℃になると約５０ｍＡ
の電流を流さないと３ｍＷが得られない。

【００６０】０℃になると上述した場合と逆に減らす必
要がある。図２に示すレーザ制御回路では、制御部１１
が第１のレーザ強制点灯信号をオンし、第１のレーザス
イッチング部１８をオンする。この場合に第１のレーザ
スイッチング部１８は半導体レーザ１に４０ｍＡの電流
を流すように動作する。

【００６１】半導体レーザ１が点灯し、これと一体にな
っているフォトダイオードＰＤを含む光量検出部１５か
ら光出力に比例した電圧が比較増幅部１４に印加され
る。

【００６２】サンプルホールド部１６には、制御部１１
から第１のレーザ強制点灯信号と同タイミングのサンプ
ル信号が出力され、この間サンプルホールド部１６は出
力信号をサンプリングする。サンプル信号は図７で紙サ
イズＡ３，Ａ４による印字領域の違いに関係なく、一定
時間サンプリングするように最大紙サイズによって、そ
のサンプリング時間の長さが決められている。比較増幅
部１４の出力信号は、温度が５０℃の場合半導体レーザ
１の電流を増やす方向に変化し、第１の電流増幅部１７
で増幅され、第１のレーザスイッチング部１８は半導体
レーザ１の電流を増加させる。

【００６３】温度が逆に低くなった場合には、光量検出
部１５，比較増幅部１４，第１の基準光量設定部１３，
サンプルホールド部１６，第１の電流増幅部１７及び第
１のレーザスイッチング部１８からなるフィードバック
系が前記電流を減らす方向に動作し、半導体レーザ１は
第１の基準光量設定部１３に設定された電圧に対応する
光量に保たれる。ここで温度補正のための光量サンプリ
ングは、図７に示す主走査方向１ラインごとに行われ
る。

【００６４】尚、図６においてユーザが強度調整を操作
部１９から行ったとき、制御部１１から基準光量を設定
するための設定用パルスが第１の基準光量設定部１３へ
出力され、更に積分されて基準電圧となる。その可変範
囲は図６に示すＶ_I のように０乃至１０Ｖまで、光量で
０乃至５ｍＷまでである。

【００６５】一方、水平同期信号検出のための第２の基
準光量設定部２０の基準電圧の範囲は水平同期受光部６
に適正な６Ｖ±0.5 Ｖの範囲で微調整可能になってい
る。

【００６６】図７は印字方向と用紙Ｐとの関係を示すも
ので、非画像領域，画像領域，非画像領域は各々図１に
示すものと対応している。ここで画像領域は操作部１９
から選択された最大紙サイズの印字ができるように決め
られ、それに応じて非画像領域も決められる。用紙Ｐは
矢印方向に（紙搬送方向）搬送されており、印字は水平
同期信号に同期して画像データが送られ主走査方向に１
ライン印字し次の水平同期信号で同様に印字する。用紙
Ｐが矢印方向に移動しているため、印字動作は副走査方
向に移動する形で実行される。

【００６７】図７には水平同期信号（ＩＨＳＹＮＯ）の
様子をも示している。

【００６８】ユーザによるレーザ制御電圧の可変は、図
７に示す副走査方向に印字濃度が変わる形で表われるこ
とになる。これはユーザ可変が前述のように数秒かかる
ため水平同期信号１回分では済まないためである。水平
同期信号は解像度400DPI，８枚／分（Ａ４）のレーザプ
リンタで周期約１ｍｓで、ユーザ可変に対して非常に速
い。

【００６９】次に、上述した構成の画像形成装置の作用
を説明する。

【００７０】まず、前記レーザ制御回路全体の動作を説
明する。

【００７１】画像形成するための手順はミラーモータ１
２と半導体レーザ１をオンし、水平同期信号を発生させ
ることから始まる。

【００７２】前記ミラーモータ１２が一定回転数に達し
たら、画像データに同期して半導体レーザ１をオン，オ
フさせることにより、感光体１０の表面上に静電潜像が
形成される。そこで、まず制御部１１はミラーモータ１
２を駆動するとともに第２のレーザ強制点灯信号を送出
する。これにより、第２のレーザスイッチング部２２が
オンし、半導体レーザ１が点灯する。

【００７３】ミラーモータ１２の回転によってポリゴン
ミラー３の反射面が回転し、水平同期受光部７にレーザ
ビームの反射光が入射し、水平同期信号が発生する。水
平同期信号は制御部１１へ入力され、これにより第２の
レーザ強制点灯信号がオフする。

【００７４】制御部１１はこの時点から内部にある画像
領域カウンタ（図示していない）を動作させ、一定時間
カウントすると、第１のレーザ強制点灯信号をオンす
る。水平同期信号が発生してから前述の画像領域カウン
タがカウントしている間が画像領域に対応する。

【００７５】しかし、ミラーモータ１２が一定回転数に
達していない場合は、画像データは出力されず、このと
き第１のレーザスイッチング部１８はオフで、半導体レ
ーザ１は点灯しない。

【００７６】また、前述の第２のレーザ強制点灯信号が
オンする領域は、図１の非画像領域に対応するが、ここ
ではミラーモータ１２が一定回転に達していないため、
その領域はずれている。

【００７７】第１のレーザ強制点灯信号がオンすると、
第１の基準光量設定部２０から記述した経路で半導体レ
ーザ１に対し、ユーザによって設定されたレーザ制御電
圧Ｖ_I が加わる。

【００７８】ここまでは図８のタイミングチャートの最
初の非画像領域イ、次の非画像領域ロ、画像領域ハ及び
次の非画像領域ニで示した領域の動作に対応する。

【００７９】前記ミラーモータ１２が一定回転に達する
と、ミラーモータ１２から制御部１１へレディ（READY
）信号が出力される。一定回転数に達する時間は、約
３乃至６秒位である。

【００８０】制御部１１は、この後画像領域チで画像デ
ータを出力するようになり、この領域では第１の基準光
量設定部１３からレーザ制御電圧Ｖ_I が半導体レーザ１
に加えられる。

【００８１】次に、図８に示すタイミングチャートを用
いて本実施例のレーザ制御法を説明する。

【００８２】前記ポリゴンミラー３が回転し始めるとと
もに半導体レーザ１を一定のレーザ制御電圧６Ｖでオン
させる。このときポリゴンミラー３の反射面はどこを向
いているかわからない。当初仮に非画像領域イを向いて
いたとして、以下の説明を行う。

【００８３】図８に示す２番目の非画像領域ロで水平同
期信号が発生する。この非画像領域ロでは、レーザ制御
電圧は水平同期信号を発生するのに適した６Ｖ（ここで
は仮にＶ_H とする）と一定である。

【００８４】次の画像領域ハでのレーザ制御電圧は、ユ
ーザによって可変でき、ここでは仮にゴシック文字を鮮
明に出すためにＶ_H より低いＶ_I（約２Ｖ）に設定され
ているものとする。

【００８５】この画像形成装置の動作開始直後は、ミラ
ーモータ１２の回転数が一定でないため、画像領域ハで
も画像データは出力されない。水平同期信号を発生する
ための第２のレーザ強制点灯信号はここではオフであ
る。

【００８６】第２のレーザ強制点灯信号は、非画像領域
ロで水平同期信号を発生させる信号であり、ミラーモー
タ１２の回転数が一定の同期回転数に達するとレーザビ
ーム照射位置と第２のレーザ強制点灯信号の同期が取
れ、図１に示す非画像領域にポリゴンミラー３の反射光
がくるとき、第２のレーザ強制点灯信号がオンするよう
になるが、図８に示す場合は、ミラーモータ１２が回転
し始めの状態のため、回転数が一定でなく第２のレーザ
強制点灯信号と同期が取れていない。

【００８７】従って画像領域ハで第１，第２のレーザ強
制点灯信号がオンするのは、水平同期信号が入力される
とカウントを開始するタイマーによって第１のレーザ強
制点灯信号を管理することによって行っている。

【００８８】非画像領域ヘ以降ミラーモータ１２の回転
数が一定回転数に達し、第２のレーザ強制点灯信号とポ
リゴンミラー３の反射光位置の同期が取れるようにな
る。

【００８９】図８に示すミラーモータ１２の回転数が一
定回転数に達した以降の第１のレーザ強制点灯信号は、
図１の非画像領域に対応し、ここではレーザ制御電圧は
図１に対応した画像領域と同じＶ_I が与えられ温度補正
のためのレーザ光量サンプリングを行う。非画像領域
ヌ，ワでは、従来はＶ_I を与えていたが、本実施例では
常に水平同期信号発生に適正なＶ_H がレーザ制御電圧と
して与えられる。

【００９０】図８に示す非画像領域リ，ヌ，ヲ等は図１
の非画像領域に対応する。画像領域ルではユーザがレー
ザ制御電圧を印字が濃く出るように上げた場合でその電
圧はＶ_I ′まで上昇するが、水平同期信号発生のための
非画像領域ワでは一定のＶ_H が与えられる。

【００９１】ユーザが実際にレーザ制御電圧を可変する
のは数秒かかるため、画像領域ルのレーザ制御電圧の変
化は次の画像領域カ以降も続く。

【００９２】本発明の応用例として、水平同期受光部７
でも光強度の温度補正を入れた構成も考えられる。

【００９３】図９がこの構成で、図２の構成に対して、
第２の基準光量設定部２０の後に比較増幅部４１とサン
プルホールド部４２を設けている。水平同期受光部７で
のサンプルホールドは毎ラインごとに行っても良いし、
１ページの最初だけ行っても、ページ内での温度変化は
少ないので良好である。

【００９４】また、図１０に示すように、前記第２の電
流増幅部２１，第２のレーザスイッチング部２２を省略
し、第２の基準光量設定部２０の出力を前記第１の電流
増幅部１７に送るようにして、水平同期信号発生時の
み、画像領域でのレーザ制御電圧を増やす方法もある。
この方法だとレーザスイッチング部１８と電流増幅部１
７が各々１つにできるので回路を簡略化できる利点があ
る。

【００９５】また、ミラーモータ１２がオンしたときか
ら非画像領域で半導体レーザ１をオンしているが、ミラ
ーモータ１２が一定回転数に達してから半導体レーザ１
をオンしても良い。このようにした場合の利点は、半導
体レーザ１の寿命がオン時間で決まるため、その寿命を
延ばすことができることにある。

【００９６】更に、レーザ光学系の調整のために、ユー
ザが操作部１９のキーを選択することにより、前記ミラ
ーモータ１２がオン、第２のレーザ強制点灯信号がオン
し、水平同期受光部７から水平同期信号が発生したと
き、制御部１１が操作部１９上の発光素子（ここでは図
示してない）を点灯させるような調整モードを持つこと
もできる。

【００９７】また、レーザプリンタでは、複数の解像度
を持つ場合がある。例えば300DPI，400DPI，600DPIを操
作部１９からの制御によって変えるような場合である。
プリントスピードがＡ４，８枚／分だとすると図１の感
光体１０上を走査するレーザビームのスピードは、300D
PIで約243 mm／sec ，400DPIで約324 mm／sec ，600DPI
で約486 mm／sec と解像度が大きくなるに従い速くな
る。

【００９８】前記水平同期受光部７で解像度によらず良
好な水平同期信号を得るためには、単位時間あたりに受
光するレーザビーム光量を増やす、即ち、レーザ制御電
圧を解像度が大きくなるに従って上げるようにすれば良
い。そこで、前記第２の基準光量設定部２０の制御電圧
を、300DPIで６Ｖとした場合、400DPIではその約1.3倍
の約８Ｖ，600DPIではその約２倍、ただし、半導体レー
ザ１の最大定格５ｍＷを超えないために約1.6倍の約１
０Ｖにすれば単位時間あたりのレーザビーム光量を解像
度によらず一定にできる。

【００９９】更に、上述したように半導体レーザ１には
最大定格があるので、図６に示した光出力とレーザ制御
電圧の関係から、図２の第１，第２の基準光量設定部１
３，２０の最大電圧は１０Ｖを超えないよう制御部１１
で制御すれば好適である。

【０１００】また、水平同期信号発生時だけでなく、画
像領域のレーザ制御電圧を既述した300DPI，400DPI，60
0DPIの各解像度ごとに制御部１１からの信号によって自
動的に変えることもできる。このようにすると、解像度
によらず一定の画質のプリントをすることができる。

【０１０１】更にまた、各解像度ごとに、図８のタイミ
ングチャートに示す温度補正用サンプリング時間と水平
同期信号検出のための時間の比率を変えて、解像度によ
らず余分なサンプリング時間を確保するようにもでき
る。即ち、解像度が上がると走査速度が増すので、逆に
サンプリング時間を増やしてやれば、図３の前記サンプ
ルホールド部１６の抵抗Ｒ20，Ｒ7 ，コンデンサＣ2の
定数を各解像度ごとに変えずにサンプルホールドするこ
とができる。

【０１０２】また応用例として、前記レーザ制御回路で
光量検出部１５の出力が制御部１１のＡ／Ｄ入力に入力
されているので、これを利用して、第１，第２の基準光
量設定部１３，２０に対する設定を前記設定用パルスの
積分出力をフィードバックするのではなく、光量検出部
１５の出力をもとに制御することができる。このように
すると、直接光量をフィードバックするため、半導体レ
ーザの発光ばらつき等を補正して制御することができる
ようになる。

【０１０３】この場合レーザビームの発光時間が、Ａ
４，８枚／分のプリントスピードで約１ｍｓ以内である
ため、水平同期信号に応じて、この短い時間内に制御す
る必要があるが、１命令実行時間が１μｓ程度の現行の
マイクロプロセッサは充分に速いので、制御することが
可能となる。

【０１０４】図１１は本発明の他の実施例を示すもの
で、従来において非画像領域と画像領域とのレーザビー
ム強度を異なるように設定する場合の問題を解決する構
成を示すものである。すなわち、図１３のレーザサンプ
リング回路でスイッチとしてＦＥＴ１を用いた場合、こ
れに生ずる寄生ダイオード６５による放電の問題を解決
する方法を示すものである。

【０１０５】図１１は図９における比較増幅部１４を、
第１の比較部１４Ａと第１の増幅部１４Ｂとに分けて、
制御部１１から送られてくるサンプル信号によって第１
の増幅部１４Ｂとサンプルホールド部１６をオフ，オフ
制御するようになっている。これによってサンプル信号
がアクティブ（例えばＨレベル）になった場合だけ、第
１の比較部１４Ａの出力が第１の増幅部１４Ｂを介して
サンプルホールド部１６へ送られるようになる。

【０１０６】図１２は図１１の具体的回路構成を示すも
ので、第１の比較部１４Ａは抵抗Ｒ10，抵抗Ｒ11，抵抗
Ｒ12，ＩＣ2 から成るコンパレータ等から構成され、第
１の増幅部１４Ｂは抵抗Ｒ9 ，トランジスタＱ4 等から
成り、サンプルホールド部１６はスイッチとして動作す
るＦＥＴ１，抵抗Ｒ21，抵抗Ｒ7 ，コンデンサＣ2 等か
ら成ってる。サンプルホールドさせるためのサンプル信
号が制御部１１から第１の増幅部１４Ｂのトランジスタ
Ｑ4 のベースに加えられ、またＩＣ5 により極性を反転
したサンプル信号がサンプルホールド部１６のＦＥＴ１
のゲートに加えられる。これによってサンプル信号がノ
ンアクティブすなわちＬレベルのときは、Ｑ4 がオフ，
ＦＥＴ１もオフとなり、ＦＥＴ１の寄生ダイオード６５
はＱ4 がオフ、すなわちＱ4 のコレクタ電位がＨレベル
のため同じくオフとなるので、図１で水平周期受光部７
に入射するレーザビーム強度を他の領域と独立に設定し
た場合でも、寄生ダイオード６５による放電を防止する
ことができる。

【０１０７】ここで寄生ダイオード６５が避けられない
ＦＥＴ１をスイッチとして用いる理由は、一般に用いら
れるメカニカルリレーやアナログスイッチ等に比べて大
きさ，コスト，動作速度等で優れた点を備えているから
である。

【０１０８】次に画像領域と非画像領域（同期信号受光
部）での半導体レーザのドライブ回路の違いを説明す
る。図１１に示すように、画像領域は、光量検出部１
５，第１の比較部１４Ａ，第１の増幅部１４Ｂ，サンプ
ルホールド部１６，第１の電流増幅部１７，第１のレー
ザスイッチング部１８から成る制御回路で構成され、図
１の各非画像領域で半導体レーザ１からのレーザビーム
を光量検出部１５，第１の比較部１４Ａ，第１の増幅部
１４Ｂを介してサンプルホールド部１６でサンプルホー
ルドする。

【０１０９】図１の画像領域ではレーザビーム強度は、
サンプルホールド部１６でサンプルホールドされた基準
値との比較結果に従って一定に制御される。画像領域で
は画像濃度を一定にするために、レーザビーム強度を一
定に制御する必要がある。

【０１１０】図１の周期信号受光部７の非画像領域で
は、図１１のように光量検出部１５，第２の比較部１４
Ａ，第２の増幅部４１Ｂ，第２の電流増幅部２１，第２
のレーザスイッチング部２２から成るドライブ回路で構
成され、前記画像領域の場合と違い、レーザビーム強度
はサンプルホールドされずに光量検出部１５の出力を常
にフィードバックするようになっている。

【０１１１】これは画像領域と同期信号受光部７とで
は、基準光量が違うので後者用のサンプルホールド領域
を別に設けたいがサンプルホールドのための非画像領域
がないためであり、光量検出部１５の出力と基準値のフ
ィードバック結果をホールドせず、第２のレーザスイッ
チング部２２にフィードバックするようにしている。

【０１１２】図１の同期信号受光部７は図５に示したよ
うに、ある一定以上の光強度が与えられれば同期信号が
得られるため、画像領域のように常に一定な光強度であ
る必要はない。

【０１１３】画像領域と同期信号受光部で各々レーザド
ライブ回路が必要なのは、各々で基準光量が違うため
と、画像領域で一定光量を与えるためにサンプルホール
ド部１６とを設けるためである。

【０１１４】次に図１２の具体的回路の動作を説明す
る。

【０１１５】制御部１１から送られた設定用パルスは、
第１の基準光量設定部１３の抵抗Ｒ30とコンデンサＣ30
によって積分処理されてレーザ制御電圧となる直流電圧
に変換された後、ＩＣ3 で増幅される。第１の比較部１
４Ａに送られたこの直流電圧は、コンパレータＩＣ2 に
よって光量検出部１５の出力と比較された後、第１の増
幅部１４Ｂに加えられてトランジスタＱ4 で増幅され
る。

【０１１６】トランジスタＱ4 のベースにはサンプル信
号が入力されており、サンプル信号がオフのときはトラ
ンジスタＱ4 は強制的にオフされる。これはサンプルホ
ールド部１６内のＦＥＴ１の寄生ダイオード６５による
放電を防止するためである。サンプルホールド部１６の
出力はＩＣ1 を介して第１の電流増幅部１７に加えられ
て、このトランジスタＱ2 によって増幅される。更に第
１の電流増幅部１７の出力は第１のレーザスイッチング
部１８へ送られ、この第１のレーザスイッチング部１８
はＩＣ6 ，トランジスタＱ1 ，Ｑ5 ，抵抗Ｒ1 ，抵抗Ｒ
20等を含んで構成されている。

【０１１７】第１のレーザスイッチング部１８の出力は
半導体レーザ１に加えられ、更にこの出力は半導体レー
ザ１と一体になっているフォトダイオードＰＤを含んで
いる光量検出部１５に加えられる。この光量検出部１５
の出力は、前記したような２種類のドライバ回路を介し
てフィードバックされる。

【０１１８】第２の比較部４１ＡはトランジスタＱ8 ，
抵抗Ｒ24，抵抗Ｒ25，抵抗Ｒ26，抵抗27等を含んで構成
され、第２の増幅部４１ＢはトランジスタＱ9 ，抵抗Ｒ
22，抵抗Ｒ23等を含んで構成され、第２の基準光量設定
部２０はＩＣ8 から成るコンパレータ，抵抗Ｒ28，抵抗
31，抵抗Ｒ32等を含んで構成され、第２の電流増幅部２
１はボリュームＶＲ3 ，抵抗Ｒ33，抵抗Ｒ34等を含んで
構成されている。

【０１１９】図１２では図１１に対応して画像領域のみ
がサンプルホールド部１６によってサンプルホールドさ
れる構成となっており、非画像領域は狭いのでサンプル
ホールドは行われない。非画像領域を広くするために
は、図１においてポリゴンミラー３から感光体１０まで
の光路長を長くすれば良いが、このようにするにはレー
ザプリンタ自体の寸法を大きくしなければならず、小型
化の傾向に反することになる。しかし、画像領域のみサ
ンプルホールドすることにより、実用上差支えないので
小型化プリンタの実現が可能となる。

【０１２０】このように本実施例によっても前記実施例
と同様に非画像領域と画像領域とでレーザ制御電圧を別
々に設定することができるので、同様な効果を得ること
ができる。

【０１２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ユー
ザが操作手段を操作するだけでゴシック文字やＣＡＤ出
力等の種々の画像形成を行う場合に適正な画質の画像を
得ることができ、更に解像度が異なっても一定の画質の
画像を得ることができる画像形成装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例装置におけるレーザ光学系を示
す説明図である。

【図２】本実施例装置のレーザ制御回路を示すブロック
図である。

【図３】本実施例装置のレーザ制御回路の詳細な構成を
示す回路図である。

【図４】本実施例装置の水平同期受光部の回路図であ
る。

【図５】本実施例装置におけるゲイン抵抗の抵抗値と光
強度との関係グラフである。

【図６】レーザの光出力と順電流とレーザ制御電圧との
関係を示すグラフである。

【図７】用紙の印字方向，画像領域，非画像領域を示す
説明図である。

【図８】本実施例装置の動作を示すタイミングチャート
である。

【図９】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【図１０】本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１１】本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。

【図１２】図１１の実施例装置のレーザ制御回路の詳細
な構成を示す回路図である。

【図１３】従来のレーザサンプリング回路である。

【図１４】従来のレーザ光学系を示す説明図である。

【図１５】従来の装置の動作を示すタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ３ ポリゴンミラー ７ 水平同期受光部 １０ 感光体 １１ 制御部 １６ サンプルホールド部 １９ 操作部 ６５ 寄生ダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強度調整が可能なレーザ発生源からのレ
   ーザビームを像担持体上に走査して画像形成を行うとと
   もに、画像形成の際の解像度を切換え可能な画像形成装
   置において、 前記レーザビームの強度調整用の操作信号及び解像度設
   定信号を送出する操作手段と、 前記レーザビームの像担持体に対する走査位置を検出す
   る検出手段と、 前記操作手段からの操作信号，解像度設定信号及び前記
   検出手段からの検出信号を基に前記画像領域に対しては
   前記操作信号に対応し、かつ解像度設定信号に応じて切
   換えた強度のレーザビームを照射し、前記画像領域以外
   の領域に対しては一定の強度のレーザビームを照射する
   ように前記レーザ発生源を制御する制御手段とを有する
   ことを特徴とする画像形成装置。