JPS58161461A - 画像形成装置 - 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】 本発明は被形成１Ｉｉｉｉ像に対応する変調信号により
変調された光ビームを形成する手段と、この光ビームを
掃引する走査鏡と、掃引された光ビームを画像形成面に
スポット状に結像する結像レンズとを有する画像形成装
置に関する。

レーザ光等の光ビームを用いた記録又は表示等の画像形
成装置に於いては、例えば、変調されないｔまの光ビー
ムが発振、走査されるとこれをスクリーン又は感光性記
録媒体に入射せしめても、像が全く得られない０ 本発明の目的は光ビームの発振、変調が正常であるか否
かを検知する手段を備えた、簡単な構成の装置を提供す
ることでおる。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１図
は、本発明に係る１実施態様の基本的な構成を模式的に
示した図である。

レーザ発振器１より発振され九レーザビームは、反射ミ
ラー２を介して変調器３の入力開口に導かれる。反射鏡
２は、装置のスペースを小さくすべく光路を屈曲させる
ために挿入されるもので、必要なけれは、除去されるも
のである。

変調器３には、公知の音響光学効果を利用した音ｉｉｔ
＋、学′（調素子又は、電気光学効果を利用した電気光
学素子が用いられる。

変調器３において、レーザビームは、　変ｖ４器３への
入力信号（破形成画壇に対応する変調信号）に従って　
＊　＠の変調を受ける。

また、レーザ発嘔器１が、半導体レーザの場合、あるい
は、ガスレーザ等において本電流変調が可能な型あるい
は、変調素子を全損光路中に組み込んだ型の内部変調型
のレーザを使用するにあたっては、変調器３け省略され
直接ビームエキスパンダー４に導かれる。

ｆ、Ｘ’１３７５．らのレーザビームはビームエキスパ
ンダーにより平行光のままビーム径が拡大される。

さらに、ビーム径が拡大されたレーザビームは鏡面を１
個ないし複数個有する回転鏡５（走査鏡）に入射される
。回転鏡５け定速回転モータ６によシ屯動される。回転
′ｉＮＳにより水平に掃引されるレーザビーム１２けｆ
−θ特性を有する結イ象レンズ７により、感光ドラム８
上にスポットとして結像される。一般の結像レンズでは
、光線の入射角θの時、惚曲上での結像する位置ｒにつ
いて、 ｒ＝ｆ−ｔａｎ＃　−（１）　　（ｆ　：結像レンズの
焦点距離）なる関係があり、本実施例のように、回転一
定の回転鏡５によシ、反射されるレーザビーム１２は結
像レンズ７への入射角が、時間と共に一次関数的に変化
する。従って、画像形成面たる感光ドラム８上での結像
されたスポット位置の移動速度は、非直線的に変化し一
定ではない。すなわち、入射角が大きくなるほど移動速
度が増加する。従って、一定時間間隔で、レーザビーム
をオンにして、スポット列を感光ドラム８上に描くと、
それらの間隔は両端が、中央部に比較して広くなる。こ
の現象を避けるため、結像レンズ７は、 ｒ＝ｆ・Ｉｔ　−（２１ なる特性を有するレンズを使用することが好ましい０′
−この様な結像レンズ７をｆ−ｅレンズと称する。さら
に、平行光を結像レンズでスポット状に結像させる場合
、そのスポット鰻小極ｄｍ　ｉ　ｎは、 ｄｎｎｉ　ｎ　＝　ｆ　’　−（３１但しｆ；結像レン
ズの焦点距離λ；用いられる光の波長 Ａ；結像ルンズの入射開口 で与えられ、ｆ、λが一定の場合Ａを大きくすればより
小さいスポット径ｄｍｉｎが得られる。

先に述べたビームエキスパンダー４は、仁の効果を与え
るために用いられる。従って、必要な−ｄｍｉｎがレー
ザ兄振器のビーム径によって得られる場合にはビームエ
キスパンダー４は省略される。ビーム検出器１８は、掃
引されるレーザビーム１２の位置を検出し、この検出信
号をもって、感光ドラム上に所望の光情報を与えるだめ
の変調器３への入力信号のスタートのタイミングを決定
する。

上記のごとく、変調、偏向掃引されたレーザビーム１２
は、感光ドラム８に照射され、電子写真処理プロセスに
よシ顕像化された後、普通紙に転写、定着されハードコ
ピーとして出力される。

本実施例に適用される電子４真プロセスとして、本出願
人の特公昭４２−２３９１０号公報に記載されたプロセ
ス、時分１１４２−１９７４８号公報に記載されたプロ
セス、東に時分ｌｌ８４３−２４７４８号公報に記載さ
れたプロセスがある。父上配電子写真プロセスに＠定さ
れることなくあらゆる電子写真プロセスに適用可能であ
る。

次に、コンピュータ′からの図形・文字情報を受は取り
、本実施態様に示した装置にて、所望のハードコピーを
作製するまでの動作を、第３図を参照しながら説明する
。コンピュータからの情報は直接あるいは、磁気テープ
、磁気ディスク等の記憶媒体を介して、第３図に示し九
ブロック回路金包含する装置のインク−７工−ス回路２
２に定められたフォーマットで入力される。コンピュー
タからの棟々の命令は、インストラクション実行回路２
４で解読されかつ実行される。データはデータメモリー
２３に一定の量づつ貯えられる。データの形式は、文字
情報の場合には、２進コードで与えられ、図形情報の場
合には、図形を構成する画素単位のデータである場合又
は、図形を構成する線のデータ（いわゆるベクトルデー
タ）である場合がある。これらのモードは、データに先
立って指定され、インストラクション実行回路２４は、
前記指定モードに従って、データを処理する様に・デー
タメモリー２３．ラインデータジェネレータ２６を制御
する。ラインデータジェネレータ２６ではｌスキャンラ
イン分の最終データを発生させる０ すなわち、データが文字コードで与えられた時は、キャ
ラクタジェネレータ２５から文字パターンを読み出し、
１行分の文字パターンを並べてバッファするか、或いは
一行分の文字コードをバッファし逐次キャラクタジェネ
レータ２５より文字パターンを読み出してｌスキャンラ
イン分のレーザ光を変調するためのデータを順次作成す
る。データが図形情報である場合にも、データをスキャ
ンラインデータに変換して順次ｌラインスキャン分のレ
ーザ光を変調するためのデータを作り出す。ｌスキャン
ライン分のデータは、ｌスキャンライン分の画素数に等
しい数のビット数を持つシフトレジスタ等からなるライ
ンバッファｌおよびラインバッファ２に、バッファスイ
ッチ制御回路の制御にょシ交互に入力される。

さらに、ラインバッファ１（財）およびラインバッファ
２＠のデータ拡、ビーム検出器３２がらのビーム検出信
号をトリガ信号として、ｌスキャンライン分１ビットず
つ順次読み出され、変調器制御回路に加えられる。１つ
の反射面が、感光ドラム上を回転方向に垂直な線に沿っ
て走査する閏に、ラインバッファに貯えられ九１スキャ
ンライン分のデータが変調器に加えられ、ｌスキャンラ
インの明暗のパターンが感光ドラ五８に与えられる。ラ
インバッファ１，２がらは、バッファスイッチ制御回路
の制御により交互Ｋｌ！み出される。−これらの時間的
関係を第４図に示す。すなわちラインバッファの片方が
ら読み出している時、他方のラインバッファへ書き込ん
でいる。この方式により、回転鏡が感光ドラム上を掃引
するのに、一つの反射向と次に続く反射面への間隔が非
常に短い時に、もれなくデータを変調器に加え漬ことが
できる。ｌスキャンラインを走査する間に、感光ドラム
は定速回転を続け、適当なスキャンライン間隔分だけ移
動する。

さらに、プリンタ制御回路３３杜、インストラクション
実行回路２４からのスタート命令を受けると、プリンタ
動作を開始させると共に、プリンタレディの信号をイン
ストラクション実行回路２４に返す。変調器３に信号が
加えられ、感光ドラムへ１頁の最初のデータが書き込ま
れると、この書き込まれたデータが、転写位置に於いて
、丁度ページの頭の部分に転写されるべく、タイミング
を取って、記録紙１１が給紙機構により送り出される。

カくシて、コンピュータ２１からの文字・図形情報は、
普通紙上に鮮明なハードコピーとして出力される。

さて、感光ドラ五８に照射された光ビーム１２は、感光
ドラム８上でのビーム結像点で反射又は散乱（以下簡単
のため反射と呼ぶ）され、その一部１２′は光ビーム１
２の進行方向と逆方向に進行して再びｆ−−レンズ７の
方に向かう。

反射光又は散乱光（以下簡単の丸め反射光と呼ぶ）ｌτ
はレンズ７により第２図の如く平行光束に変換され、レ
ンズ７へ入射するビーＡ１２と平行に逆進（ビーム１２
の進行方向と逆向きの方向に遂行）する。次に反射光ｌ
τは回転鏡５のビーム２が入射しているのと同一の鏡面
により反射され、回転鏡５に入射するビームエ２と平行
に逆進する。ここで、ビームエクスパンダ−４と、回転
鏡５との中間に反射ミラー９゜が、ビームエクスパンダ
ーからの出方光に対し４５′の角度を持つように配置さ
れている。名射ミラー９０は、ビームエクスパンダ−４
からの出力光が回転鏡５に何ら妨害なく到達されるべく
、中心付近に穴があけられである。而して多面鏡５に反
射された前記光１２′はミラー９０により反射され、　
′−゛− 集光レンズ９２により、モニター用光検出器９１に入射
する。ここでモニター用光検出器９１への入射光は、回
転ｗ１５が回転しても常に正しく検出することができる
〇 而して、ビームモニター用光検出器９１の光検出信号と
変調器３への入力信号（即ち、光ビームを情報化するた
めの変調信号）とを比較することによりレーザー光の発
振状態、変調状態を検出し、これが正常（つまシ感光ド
ラ五８が変調信号に対応する光と−ム１２で照射されて
いる）であるか否かチェックすることができる。

次に前述の第１図、第２図に示したビームエラー ター用光検知器９１からの光検知信号と変調器３への入
力信号とを比較する手段について第３図、第５図、第６
図、を用いて詳述する。

第３図にブロック図にて示すごとく、モニター用光検出
器９１、変調状態をチェックするビームチェック回路９
３を主構成とするレーザ光検出回路を設けるビームチェ
ック回路９３は、第６図に示した回路構成を有している
。変調器３へのレーザ光を情報化するための入力信号（
２）出 （第５図参照）と、モニター用光検知器９１からの光検
知信号（３）（第５図参照）とのイクスクルーシプ、　
ｔ　７　（ＥＸＣＬＵＳＩＶＥ　ＯＲ）　ｔ”とり、そ
の出力信号（４）をＪＫ７リツグ・フロッグ回路に入力
させる。このＪＫ７リツプ・７０７１回路は、クロック
信号のポジティブエツジにおいてその出力の状態が変化
するものとする。

このＪＫスリップ・７０ツブ回路の出力（５）が本発明
に係るレーザ光の検出に使用する信号である。この出力
信号（５）をエラー表示ランプを点灯させたり、警告手
段を動作させたり、又Ｖ−ザ光プリンターの動作を静止
させる等の信号として使用する。なお、ＪＫフリップφ
フロク１回路は、ビームエラーの検出動作をする前にリ
セット信号によりリセットされているものとす　　　゛
る０次に第５図のタイミングチャートを用い第６図に示
し九回路図の各部における信号を説明する。

りａツク信号（１１は、変調器３への入力信号をつくり
だす基準クロック信号である。この基準クロック信号（
１）をもとにして作塾出された変調信号が今、（２）の
ようになっていると仮定する。

モニター用光検出器９１からの光検出信号は、変調器の
動作が、それへの入力信号とそれからの出力信号との間
におくれ及び非線型性を持つため、（３１のような形で
得られる。なお、■点において伺らかのエラーにより光
検出信号が得られなかったとする。すると上記２１ｍの
信号（伐）及び（３１）のイクスクルーシプφオア出力
信号は（４のようになり、その結果ＪＫ７リツプ・フロ
ップ回路の出力信号として（５）のような信号を得るこ
とができ、Ａ点において、エラーが発生し九ことがわか
る。

以上の方法によシレーザ光の発振状態、変調器の動作状
態の不良がチェックできる０又光がオンに＆りつはなし
の場合も検出できる。

以上の比較法は、あらかじめ一つの仮定かあつ九〇即ち
、検出信号（３）の変調信号（２）に対する遅れが、ク
ロック信号（１１の１周期以上遅れないという仮定であ
る。次に検出信号（３）の変調信号（２）に対する遅れ
が、クロック信号（１）の数周期に達する場合について
の比較法を第７図を用い説明する。

第７図は前者が後者に対し、２Ｊｌ］期以上３周期以下
の遅れを持つ場合のタイムチャートである。この場合は
、検出信号（３）と比較すべ色信号は、変調信号（２）
を直接用いるのではなく、皺襞調信号（２１を２周期遅
らぜた遅延された変１ｌＩｌｌｌ信号１４１と比較する
ようにする。具体的な比較法は、前記例と同じである。

変調信号（２）から遅延された変調信号（４１を作り出
すには、シフトレジスタを用いればよい。その例を第８
図に示した。

遅延された変調信号（４）を作シ出す方法は第８図の回
路例に限ることなく、変１１４ｍ号を遅らせることので
きる回路であるならばその選択を問わないｏ　ｌＩ’Ｊ
えばプレイ・ライン（ＤＥＬＡＹ　ＬＩＮＥ）等。又遅
れが、１周期以上、２周期以下あるいは、３周期以上で
あっても同様の方法により遅延され九変調４６号（４）
を作り出すことができる。

予め正確な遅れの値が不明である時は、遅延された変調
信号（４）の変調信号（２）に対する遅れを可変にして
おき、その遅れを調整できるようにすることが望ましい
。その例を第９図、第１０図に示した。両図に於て、セ
レクターにより遅延周期の異なる複数の信号（２）ｔ　
（４’）　ｔ　（４１（イ）の選択を外部より実行でき
るようにし、その選択された出力を、第６図のＪＫクリ
ップ・７ｇツブ回路の端子Ｊに人力させ、エラー信号の
出力を得る。

第１１図は、セレクタを用いず、何ｍｓかの遅延された
変調イご号を、それぞれ検出信号と′比較し、複数のＪ
Ｋ７リツプ・７ｏツブ回路に入力すせ、すべてのＪＫフ
リップ・フロップ回路の出力が高レベルになった時、エ
ラー信号が鳥レベルになるようにしである。これにより
あらかじめ虚れの時間が明らかでない場合においても両
者の正しい比較が可能となる。第１２’図は、第１１図
のＪＫ７１Ｊツブ・フロップ回路のかわりにシフトレジ
スター４個を用いたＥＲＲＯＲ検出回路例であり、動作
は第１１図に示したＪＫスリップ・フロップ回路の動作
と同様であるので省略する。この際クロック信号周期を
輪にし比較する時点を増やすととも可能である。

以上の方法は、ディジタル的に変調信号と検出信号を比
較する手段でめったが、両者を比較する手段であれば、
その手段は限定されない。

例えは、両者の相関をとり、その値をあるしきい値と比
較し、エラー状態か否かを判別することも可能である。

以上は、ビームモニター用光検出器９１からの光検出信
号を変調器３への入力信号と比較することにより、光ビ
ームの樵々の状態をチェックする方法であつ九。次に述
べる手段は、前述した比較手段とは違い、光ビームの正
常な発振状態、又は変調状態をチェックするものである
。

この実施例を＃！１３図をもとに説明する。即ちビーム
モニター用光検出器９１からの検出信号（１１を従来周
知の信号欠落検出回路１５１に通すことによりエラー信
号（２）をとりだす。ここで、信号欠落検出回路１５１
は、一定時間、検出信号が現われない時又は、一定時間
、検出信号のレベル変化が生じない時に、その状態を知
らせる機能を有するものである。例えばリド、す、、ガ
ブル単安定マルチバイブレータ−を使用すればよい。

第１３図では、変調状態等の完全なチェック社できない
が非常に簡便に、光ビームの正常な発振状態、変調状態
をチェックできるという点ですぐれている。

以上本発明に於いては、レーザ光等の光ビームを用いて
光情報信号の記録１表示等を行う―像形成装置に於て、
該光ビームを適正に発振しているか否か、適正な変調を
設けているか否かを検出するに際し、上記光ビームの結
像点に於いて画像形成面を反射し走光の内、上記光ビー
ムとは逆進してＭ蓮しンズ、走査鏡を順に通過した光を
横用する。従って、上記反射光を光検出器に入射させる
為に、画像形成面の広い範囲全域をカバーする大径レン
ズを結儂レンズの他に別設する必要もなく、或いはｌｌ
ｌ１Ｉ＆形成面に沿って複数の光検出器を配置する必要
もなく、構成が簡略化されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例装置の概略説明用斜視図、
第２図は第１図に示した装置の原理説明用平面図、ａＳ
Ｓは第１図に示し九装置の動作を制御するブロック回路
図、＄４図は、第３図に示し九ブロック回路の内数個の
ものの出力信号波形図、＃Ｉ５図は光ビーム検出回路の
検出信号を出力するまでの各部信号波形図、第６図はそ
の検出信号出力回路の一例を示す結線図、ｌ！７図は第
５図に示した信号波形図に遅延された信号波形図を加え
良信号波形図、第８図はその信号出力回路の一例を示す
結線図、１１９図は、第７図に史に複数個の遅延された
信号波形図を加え良信号波形図、９１１０図はその信号
出力回路の一例を示す結線図、＃！１１図及び第１２図
は、第６図、第８図、第１０図とは更に異なる光ビーム
検出信号発生回路の回路結線図、＠１３図は検出信号を
信号欠落検出回路を用いる回路図を夫々示すものである
。 ９１・・光ビーム検出器 ９３・・・光ビーム・チェック回路 出願人　　キャノン株式会社 （４υ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被形成画像に対応する変調信号により変調された光ビー
   ムを形成する手段と、この光ビームを掃引する走査鏡と
   、掃引された光ビームを画像形成面にスポット状に結像
   する結像レンズとを有する画像形成装置に於いて、上記
   光ビームが上記画像形成面を照射した際の画像形成向に
   よる反射光の内、上記結像レンズを通過し、次に上記走
   査鏡の上記光ビームが入射している反射面で上記光ビー
   ムの進行方向とは逆向きに反射された光を受光する光検
   出手段と、この光検出手段からの信号を用いて、上記変
   ＷＪ４信号に対応する光ビームが画像形成面を照射して
   いるか否かを検出する手段と、を備えたことを特徴とす
   る１Ｉｉｉ儂形成装置。