JPH0631975A - レーザビームプリンタ - Google Patents

レーザビームプリンタ

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JPH0631975A
JPH0631975A JP4186749A JP18674992A JPH0631975A JP H0631975 A JPH0631975 A JP H0631975A JP 4186749 A JP4186749 A JP 4186749A JP 18674992 A JP18674992 A JP 18674992A JP H0631975 A JPH0631975 A JP H0631975A
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JP
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laser
laser beam
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failure
light
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JP4186749A
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English (en)
Inventor
Masaji Uchiyama
正次 内山
Shiro Sakata
志朗 坂田
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 CPU2は、2つのD/A変換器と2つのA
/D変換器を有している。2つのD/A変換器は、それ
ぞれ、APCOUT(24)の電圧の微調節用と粗調節
用であり、ボルテージフォロワを介して合成されてい
る。APCOUT(24)はレーザ発光部102へ送ら
れるとともに、A/D変換器のCH2(5)に入力され
る。抵抗17,コンデンサ18は先に述べたローパスフ
ィルタである。このCH2(5)の電圧をモニタするこ
とにより、故障箇所の断定を行う。 【効果】 本発明によれば、発光量指示情報を監視する
手段を設けることにより故障発生時の発生箇所を容易に
断定することができ、正確でより早い修理が可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被記録媒体上にレーザ
光を照射することにより画像を形成するレーザビームプ
リンタに関するものである。
【0002】さらに詳述すれば、本発明はレーザ発光が
不良となったときに当該不良状態を自己診断する機能、
あるいは故障原因を判別する機能を備えたレーザビーム
プリンタに関するものである。
【0003】
【従来の技術】従来技術1 図5は、一般的なレーザビームプリンタの構成を示す。
この図に基づいて、レーザビームプリンタの画像形成動
作について説明する。
【0004】図5において、101は画像信号(VDO
信号)であり、レーザユニット102に入力される。1
03は、レーザユニット102によりオン/オフ変調さ
れたレーザビーム、104はモータであり回転多面鏡
(ポリゴンミラー)105を定常回転させる。106は
結像レンズであり、偏向されたレーザビーム107を感
光ドラム108上に結像させる。
【0005】このことにより、画像信号101により変
調されたレーザビーム107は、感光ドラム108上を
水平走査(主走査方向の走査)される。
【0006】109はビーム検出口であり、スリット状
の入射口(図示せず)よりレーザビームを取り入れる。
この入射口より入ったレーザビームは、光ファイバ11
0内を通って光電変換素子111に導かれる。光電変換
素子111により電気信号に変換されたレーザビーム
は、コントローラ内の増幅回路(図示せず)により増幅
された後、水平同期信号(以下、BD信号と呼ぶ)とな
る。
【0007】112は転写紙である。感光ドラム108
に形成された潜像は現像器(図示せず)により可視化さ
れ、トナー増が転写器(図示しない)によりこの転写紙
112上に転写される。
【0008】次に、図6を参照してレーザ光量制御につ
いて説明する。図6には、レーザ光量制御を行うため
に、D/A変換器およびA/D変換器を内蔵した1チッ
プCPU120が示されている。
【0009】以下に、図6の各部の動作について説明す
る。120はCPUであり、レーザ光量の制御を司ど
る。このCPU120に設けられたD/A変換器CH1
およびCH2は、CPU120のプログラムにしたがっ
て0〜5Vのアナログレベルをその出力端3および4に
出力する。コンデンサ7,20はD/A変換器の出力ノ
イズを低減化させるためのもので、これにより安定化し
たアナログ電圧を得ている。
【0010】プルダウン抵抗は数メグオームの値を有す
る抵抗であり、D/A変換器の出力がリセットされた時
にハイインピーダンス状態になったとしても、オペアン
プ9,15の入力を零レベルに固定できるように設けて
ある。これにより、リセット時にレーザが不要に発光し
てしまうことがないようにしている。
【0011】10,13はオペアンプ9,15のオフセ
ット補正用の抵抗である。これらのオペアンプ9,15
はゲイン1倍のボルテージフォロワを構成しており、C
PU120に含まれているD/A変換器CH1,CH2
の出力をそのまま出力している。またプルダウン抵抗1
1,16は、単電源のオペアンプ9,15が低電圧出力
時においても正常に動作するように設けてある。
【0012】抵抗12,14は、上記ボルテージフォロ
ワを介して出力されたD/A変換器の出力を合成するた
めの抵抗であり、抵抗12と14の抵抗値に従ってレー
ザ発光量制御(以降、APCと称す)用の出力電圧AP
COUTを出力端24から得る。このAPCOUTは、
レーザ発光部102へ送られる。レーザ発光部102で
は、APCOUTに応じてレーザ発光素子に電流を供給
する。
【0013】次に、このレーザ発光部102について簡
単に説明する。
【0014】レーザ発光部102に含まれているV−I
変換部26は電圧/電流変換を行う回路であり、APC
OUTの電圧値に応じた電流をレーザダイオード30に
供給する。28はトランジスタのようなスイッチング素
子であり、画像信号101に応じてレーザダイオード3
0への電流供給をON/OFFする。
【0015】30はレーザダイオードであり、供給され
る電流をレーザ光として外部へ放出する。このレーザダ
イオード30の電流/光量変換特性は個々により異なる
ため、光量をモニタしながら制御するフィードバック制
御が必要となる。このフィードバックループについて以
下に説明する。
【0016】レーザダイオード30の発光量はフォトダ
イオード331にて光電変換され、さらに抵抗29によ
り電圧情報APCINとなり、出力端25からCPU1
20に供給される。すなわち、レーザ発光量を示すAP
CINは、制御部121へとフィードバックされ、光量
制御に使用される。そのため、このAPCINはCPU
120のA/D変換器6へ入力されている。
【0017】プルダウン抵抗23は、APCINの出力
端25とCPU120との接続が切れた場合にレーザダ
イオード30が発光しない側に制御するためのフェイル
セーフ用抵抗である。抵抗18とコンデンサ22は簡単
なローパスフィルタを構成しており、APCINにノイ
ズが重畳した場合にも誤動作することがないようにして
ある。
【0018】以上説明したように、レーザ発光量をモニ
タしながら2つのD/A変換出力CH1,CH2(微調
節用と粗調節用)を制御することにより、APCを行っ
ている。
【0019】従来技術2 上述したとおり、従来この種のレーザプリンタは、回転
ドラム上に回転多面鏡等によるレーザビームを走査して
潜像を形成し、この潜像を可視化した後、トナー増を転
写紙に転写していた。
【0020】図10に、従来から知られているレーザビ
ームプリンタの概略構成図を示す。ここで、91は静電
潜像担持体としての感光体ドラム、92は光源となる半
導体レーザ、93はレーザビームの走査を行う回転多面
鏡、94は感光体ドラム91に一様な帯電を形成するた
めの帯電ローラ、95は静電潜像をトナーにて現像を行
う現像器、96は所定の転写紙に現像されたトナー像を
転写する転写ローラ、97は転写紙に転写されたトナー
を融着する定着ローラである。
【0021】図11は、光源として使用している半導体
レーザ92の光量制御システムを示したものである。本
図において201はスイッチング回路であり、主制御装
置(CPU)202および画像信号203に従い半導体
レーザ205に流れるレーザ駆動電流のスイッチングを
行う。204は定電流制御回路であり、主制御装置20
2からのD/A信号に従ってレーザ駆動電流の制御を行
う。206はレーザ光の光量検出のためのフォトダイオ
ードである。そして通常は、半導体レーザ205からの
レーザ光は、レンズ207,回転多面鏡208を介して
感光ドラムに照射されている。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】課題1 しかしながら、従来技術1に述べた従来例では、次のよ
うな欠点があった。
【0023】転写紙112の搬送は正常に行われている
にも拘らず印字がされない場合、つまりレーザ制御部も
しくはレーザ発光部に異常があるためレーザダイオード
が発光していない場合には、その原因を容易に断定する
ことは不可能であった。
【0024】このような故障の主な要因としては、ボ
ルテージフォロワを構成しているオペアンプ9,15
(図6参照):電圧変換をしているV−I変換回路2
6の故障:スイッチング素子28(図6参照)の故
障:レーザダイオード30,フォトダイオード31の
故障などが挙げられる。
【0025】しかも、光量制御部であるCPU120と
発光部102の2つのユニットに分かれているために、
サービスマンがユニットを交換して修理するためにも、
故障箇所の断定が必要とされていた。また故障箇所の断
定を誤ると交換したユニットを再び破壊してしまうなど
の問題があった。
【0026】課題2 また、従来技術2に述べた半導体レーザ205(図11
参照)は劣化を生じ、レーザ故障の要因となる。しか
し、レーザ故障の要因としては、その他に、レーザ故
障,シーケンスコントローラの故障が挙げられる。
【0027】このような故障原因を究明するにあたり、
従来は各箇所の点検を行うことが強いられてきた。
【0028】よって本発明の第1の目的は、上述の点に
鑑み、レーザ発光の状態を自己診断し得るよう構成した
レーザビームプリンタを提供することにある。
【0029】また、本発明の第2の目的は、レーザ故障
の原因を容易に識別し得るよう構成したレーザビームプ
リンタを提供することにある。
【0030】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は被記録媒体上にレーザ光を照射すること
により画像を形成するレーザビームプリンタにおいて、
レーザ光量を制御する発光量指示情報に基づいてレーザ
光を発光せしめるレーザ発光手段と、前記発光量指示情
報を監視することにより、前記レーザ発光手段の異常を
検知する異常検知手段とを具備したものである。
【0031】ここで、前記異常検知手段により異常が検
知されたときに、当該異常箇所を報知する表示手段を有
するのが好適である。
【0032】また、前記異常検知手段により異常が検知
されたとき、インターフェースを介し別のレーザ光量制
御手段に対し異常を伝える伝達手段を有することも可能
である。
【0033】さらに本発明は、上記構成に加えてレーザ
光発光素子の駆動電流を制御する定電流制御手段と、前
記定電流制御手段からの出力電流を検出する電流検出手
段と、前記レーザ光発光素子の発光光量を検出する光量
検出手段と、前記電流検出手段および前記光量検出手段
の双方からの出力に基づいて故障箇所を判別する判別手
段とを具備することも可能である。
【0034】
【作用】本発明によれば発光量指示情報を監視すること
により、故障発生時の故障発生箇所の断定が容易にな
る。また、表示装置を有することにより、あるいはイン
タフェースを介して故障情報を告知することによって、
より早い修理が可能となる。
【0035】さらに本発明によれば、レーザ駆動電流を
検出する手段と、フォトダイオードによる光量検出信号
との組み合わせにより、レーザ故障がレーザ素子の劣化
によるものか、レーザ素子の破壊によるものか、シーケ
ンスコントローラの故障によるものか、といったことを
検出することができ、故障原因の追及を簡略化を実現す
ることができる。
【0036】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0037】実施例1 図1は、本発明の第1の実施例を示したブロック図であ
る。先の従来例(図6)と同じ動作をするものについて
は同じ番号を付してある。
【0038】CPU2は、2つのD/A変換器と2つの
A/D変換器を有している。2つのD/A変換器は、そ
れぞれ、APCOUT(24)の電圧の微調節用と粗調
節用であり、ボルテージフォロワを介して合成されてい
る。
【0039】APCOUT(24)はレーザ発光部10
2へ送られるとともに、A/D変換器のCH2(5)に
入力される。抵抗17,コンデンサ18は先に述べたロ
ーパスフィルタである。このCH2(5)の電圧をモニ
タすることにより、故障箇所の断定を行う。
【0040】APCOUT(24)およびレーザ発光部
102およびAPCIN(25)については、先に説明
したものと同じなので詳細な説明は省略する。
【0041】次に、図2のフローチャートを用いて、具
体的な故障箇所を判断するシーケンスの説明をする。
【0042】まず故障診断シーケンス(S35)に入る
と、レーザダイオードに電流が流れ発光してしまわない
ようにスイッチング素子101をOFFする(S3
6)。
【0043】次に、D/A CH1,CH2を0Vのま
まで(S37)、A/DのCH2が0Vであることを確
認する(S38)。もしここで0Vでなければ、2つの
ボルテージフォロワのいずれかのオペアンプに異常が発
生したと判断する(S39)。
【0044】次に、D/A CH1を+5V、CH2を
0Vに設定したときに(S40)、A/D CH2が所
望の値になっていることを確認する(S41)。ここで
いう所望の値は、抵抗12と14の比によって決まる。
【0045】もし所望の値になっていない場合には、レ
ーザ光量制御部1のD/A CH1に異常が発生したと
判断する(S42)。
【0046】次にD/A CH1を0Vにし、D/A
CH2を5Vに設定したときに(S43)、A/D C
H2の値が所望の値であることを確認する(S44)。
【0047】もし所望の値になっていない場合には、レ
ーザ光量制御部1のD/A CH2に異常が発生したと
判断する。
【0048】次に、D/A CH1とCH2を0Vに戻
し(S46)、スイッチング素子28をONにする。こ
の状態でAPCIN(25)が所定の電圧になるまでA
PCOUTの電圧を上げる(S48)。D/A CH
1,CH2ともに+5Vに上げてもA/D CH1の電
圧が所望の値にならなかった場合には(S49)、レー
ザ発光部102の故障を判断する(S50)。
【0049】以上のすべてにおいて異常なき場合には、
正常であると判断する。
【0050】実施例2 図3は、本発明の第2の実施例を示す。先の実施例にお
いてはD/A CH1,CH2の出力が0〜5Vであ
り、ボルテージフォロワのゲインが1倍であるために、
APCOUT(24)の電圧は+5Vを越えることはな
い。
【0051】本実施例は、APCOUT(24)のS/
Nを向上させた動作を行う。
【0052】図3におけるAPCOUT(24)は、オ
ペアンプ9および15のゲインを1以上に設定(抵抗1
0の抵抗値>抵抗52の抵抗値)、(抵抗13の抵抗値
>抵抗53の抵抗値)してあるために、APCOUT
(24)のダイナミックレンジを広くとれS/Nが向上
する。
【0053】この構成に本発明を適用するには、抵抗5
4と55によるアッテネータ(減衰器)を使用すること
により実施可能となる。
【0054】CPU2の故障診断シーケンスは、第1の
実施例と同じシーケンスで実現できるために、説明は省
略する。
【0055】本実施例を用いることにより、ノイズに強
い制御を可能としたまま、故障検知が可能となる。
【0056】この検知により故障と判断した箇所を表示
パネルに表示することにより、正確で素早い修理が可能
となる。
【0057】実施例3 先の実施例においては、APCOUT(24)の出力電
圧を専用のA/D変換器を通して判断していたが、本実
施例では、コンパレータ1つとデジタル入力ポートを利
用して構成する。
【0058】図4に本実施例の構成図を示す。APCO
UT(24)はコンパレータ62の反転入力端へ接続さ
れている。一方、コンパレータ62の非反転入力端子に
は、抵抗60と61により作られた基準電圧が入力され
ている。そして、APCOUTの電圧を徐々に上げてい
き、入力ポート63が反転するときのD/A CH1,
D/A CH2の設定値が規定範囲内に入っているか否
かで判断する。
【0059】この実施例によれば、A/D変換器を必要
としないので比較的安価に構成することが可能である。
【0060】またさらには、抵抗61をツェナーダイオ
ードに置き換えることにより、D/A変換器,A/D変
換器の基準電位の異常までも検知することが可能とな
る。
【0061】以上説明した方式による検出した異常は、
インタフェースを介して上位のコントローラやホストコ
ンピュータに伝達することにより、集中管理をすること
が可能となる。
【0062】実施例4 図7は、レーザ故障検出装置の一実施例を示す。
【0063】図7において、71および72はそれぞれ
CPUの粗調用D/Aコンバータおよび微調用D/Aコ
ンバータである。73は、定電流設定信号の増幅回路で
ある。74は定電流回路、75は半導体レーザに流れる
レーザ駆動電流のON/OFFを行うスイッチング回路
である。
【0064】76および77はそれぞれ半導体レーザ
(LD)およびフォトダイオード(PD)である。78
は、光量検出信号の増幅回路である。79は本実施例の
ために設けた出力電流を検出するための電流検出回路で
あり、オペアンプによるコンパレータを含んでいる。
【0065】次に、上記構成によるレーザ故障検出装置
の動作について説明する。
【0066】まず、光量検出回路78について説明す
る。光量検出回路78は、レーザ光の光量検出のための
半導体素子(PD)77を利用したものである。この半
導体素子77より出力される信号をもとに、D/A粗
調,D/A微調の調整を行う。光量が目標の値に到達し
ていない場合、D/A信号を増加し、光量検出信号が目
標とする値に到達したか否かの判断を行う。光量検出信
号が目標値に到達していないときは、さらにD/A信号
を増加する動作を行い、光量検出信号が目標値に到達し
たときはD/A信号の固定を行う。
【0067】レーザ故障が生じた時、まず定電流設定信
号の値を大きくする。レーザの劣化が生じている場合、
定電流設定信号の増加に伴ない、定電流回路74の電流
値も増大するため、電流検出回路79に流れる電流値が
大きくなり、電流検出信号がONとなる。また、光量検
出信号はレーザ正常時に比べると低い値であるが、検出
される。このことより、レーザ故障に対する警告が認識
できる。
【0068】次に、故障がレーザダイオードLD76の
故障に依存している場合、電流検出回路79の電流値
は、レーザ劣化の場合と同様に定電流設定信号の増加に
伴ない増加し、電流検出信号はONとなる。しかし、光
量検出信号はレーザが発光していないため検出されな
い。このことより、故障原因がレーザ破壊であると判断
できる。
【0069】また故障がシーケンスコントローラに依存
している場合、定電流設定信号の設定を大きくしても信
号自身が送られてきてないことより、定電流回路74の
動作が行われない。そのため、電流検出信号、光量検出
信号とも検出されない。このことより、故障原因がシー
ケンスコントローラであると判断できる。
【0070】このようにして電流検出信号のON/OF
F、光量検出信号の有/無との組み合わせにより、レー
ザ劣化、レーザ破壊、シーケンスコントローラ故障の区
別を行うことができる。
【0071】実施例5 図8は、本発明の第5の実施例を示す回路構成である。
この実施例は、電流検出回路以外は図7の実施例と実質
的に同じであるので、図7と同じ構成部分には同じ参照
番号を付してその説明を省略する。
【0072】本実施例において、電流検出回路179に
はトランジスタを用い、オープンコレクタによる接続を
行っている。実施例4と同様、定電流回路74からの電
流の有無によりトランジスタのON/OFFが行われ、
電流検出信号のON/OFFが出力される。
【0073】そして、光量検出信号が検出され、電流
検出信号がONとなると、レーザ故障、光量検出信号
が検出されず、電流検出信号がOFFとなるとレーザ破
壊による故障と判断でき、光量検出信号、電流検出信
号ともに検出されない場合は、シーケンスコントローラ
の故障と判断できる。
【0074】このようにして電流検出信号のON/OF
F、光量検出信号の有/無との組み合わせにより、レー
ザ劣化、レーザ破壊シーケンスコントローラ故障の区別
を行うことができる。
【0075】実施例6 図9は、本発明の第6の実施例を示す回路構成である。
この実施例は電流検出回路79以外は図7,図8の実施
例と実質的に同じであるので、同じ構成部分には同じ参
照番号を付してその説明を省略する。
【0076】本実施例においては、電流検出回路279
を定電流設定信号の増幅回路部分に設け、定電流設定信
号の有無で電流検出信号のON/OFFが出力され、シ
ーケンスコントローラの正常/故障の区別がなされる。
【0077】そして光量検出信号との組み合わせによ
り、光量検出信号が検出され、電流検出信号がONの
場合にはレーザ劣化によるレーザ故障、光量検出信号
が検出されず、電流検出信号がONの場合にはレーザ破
壊によるレーザ故障と判断でき、光量検出信号、電流
検出信号ともに検出されない場合は、シーケンスコント
ローラの故障と判断できる。
【0078】このようにして電流検出信号のON/OF
F、光量検出信号の有/無との組み合わせにより、レー
ザ劣化、レーザ破壊シーケンスコントローラの区別を行
うことができる。
【0079】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば、発
光量指示情報を監視する手段を設けることにより故障発
生時の発生箇所を容易に断定することができ、正確でよ
り早い修理が可能となる。
【0080】また、インタフェースを介して故障情報を
伝達することにより、例えばプリンタのユニットを分解
して調べなくてもホストコンピュータの画面上で故障箇
所が判るというメリットがある。
【0081】さらに本発明では、電流検出手段を設ける
ことにより、故障原因がレーザ劣化、レーザ破壊、
シーケンスコントローラの故障のいずれに依存してい
るかの区別が可能となる。これにより故障部分が明確と
なり、故障原因の究明にあたり手続きの簡略化を図るこ
とができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示した回路図である。
【図2】第1の実施例における制御動作を説明したフロ
ーチャートである。
【図3】本発明の第2の実施例を示した回路図である。
【図4】本発明の第3の実施例を示した回路図である。
【図5】レーザビームプリンタの一般的な構成を説明す
るための図である。
【図6】従来から知られているレーザ光量制御回路の回
路図である。
【図7】本発明の第4の実施例を示した回路図である。
【図8】本発明の第5の実施例を示した回路図である。
【図9】本発明の第6の実施例を示した回路図である。
【図10】従来装置の概略図である。
【図11】一般的なレーザ光駆動系のブロック構成図で
ある。
【符号の説明】
91 感光体ドラム 92 半導体レーザ 93 回転多面鏡 94 帯電ローラ 95 現像器 96 転写ローラ 97 定着ローラ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被記録媒体上にレーザ光を照射すること
    により画像を形成するレーザビームプリンタにおいて、 レーザ光量を制御する発光量指示情報に基づいてレーザ
    光を発光せしめるレーザ発光手段と、 前記発光量指示情報を監視することにより、前記レーザ
    発光手段の異常を検知する異常検知手段とを具備したこ
    とを特徴とするレーザビームプリンタ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記異常検知手段に
    より異常が検知されたときに、当該異常箇所を報知する
    表示手段を有することを特徴とするレーザビームプリン
    タ。
  3. 【請求項3】 前記異常検知手段により異常が検知され
    たとき、インターフェースを介し別のレーザ光量制御手
    段に対し異常を伝える伝達手段を有することを特徴とす
    るレーザビームプリンタ。
  4. 【請求項4】 請求項1において、レーザ光発光素子の
    駆動電流を制御する定電流制御手段と、 前記定電流制御手段からの出力電流を検出する電流検出
    手段と、 前記レーザ光発光素子の発光光量を検出する光量検出手
    段と、 前記電流検出手段および前記光量検出手段の双方からの
    出力に基づいて故障箇所を判別する判別手段とを具備し
    たことを特徴とするレーザビームプリンタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002149012A (ja) * 2000-11-08 2002-05-22 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置

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