JPS59207780A - レ−ザビ−ムプリンタ - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、レーザビームプリンタに係り、特に、そのレ
ーザの発光制御回路の開発を志向したレーザビームプリ
ンタに関するものである。

〔発明の背景〕

まず、第１図は、レーザビームプリンタの動作原理を説
明する略示構成図である。

印字すべきデータを発生する、印字データ情報を有する
ビデオ信号発生手段に係るビデオ信号発生袋着１１から
のビデオ信号は、そのビデオ信号に従いＶ−ザビームの
点滅を制御する手段に係る発光制御回路１０によって変
調され、ビデオアンプ１で増幅されたのち、レーザダイ
オード２を駆動する。

レーザダイオード２から発射されたレーザビームは結合
レンズ３で整形され、当該レーザビームを記録媒体の幅
方向へ走査させる偏向手段に係る、スキャナモータ４に
より高速回転している多面鏡５で反射したのち、ｆθレ
ンズ６を通り、レーザビームの上記走査方向に垂直力方
向へ搬送させる送シ機構（図示省略）を備えた感光体ド
ラム７上を一定速度で走査し、印字データに従って同ド
ラム面上を露光する。

感光体ドラム７は、あらかじめ一様に帯電され、前記露
光によって電荷潜像が形成され、現像器で現像されてト
ナー像が形成され、このトナー像が普通紙に転写プリン
トされるものである。

このようなレーザビームプリンタのビデオ信号は第２図
に示すような水平方向の偏向走査（ラスタ）、および感
光体ドラム７の回転による垂直走査に同期してドツト情
報を発生するラスタスキャン方式となっている。

ラスタ方向の走査位置とレーザビームの点滅は、走査ビ
ームが所定の位置に来たことを知らせる印字同期信号を
発生させる光検知手段に係る、レーザビームが書き出し
位置に来たことを知らせるフォトセンサ８からのフォト
センサパルスをアンプ９で増幅したものによって同期さ
れている。

しかして、レーザビームプリンタにおける感光体ドラム
７の現像方式として、レーザビームが当った所が白、当
らなかった所が黒に印字される正規現像方式と、それと
は反対に、レーザビームが当った所が黒、当らなかった
所が白に現像される反転現像方式の２種類の方式がある
。

どちらの方式においても、水平方向の走査が書き出し位
置に来たことを知らせるフォトセンサ８に、確実にレー
ザビームが入射されるように、フォトセンサ８の前後の
走査位置でレーザビームを強制的に点灯させるだめの発
光制御が必要である。

また、感光体ドラム７上で、有効印字領域外の部分にお
いてレーザビームにビデオ信号によって変調がなされる
と、感光体ドラム７上に不要トナーが付き、現像剤トナ
ーの消費を早めるという問題があった。

さらに、レーザビームの光源として半導体レーザダイオ
ードを用いた場合には、半導体レーザダイオードの寿命
が発光時間の合計で決定されるため、不要部分の走査期
間にレーザビームを点灯していると、レーザビームの光
源の寿命が短くなるという問題があった。

従来においては、フォトセンサ８の前後の走査位置でレ
ーザビームを強制的に点灯させる発光制御は行なわれて
いたが、その他の発光制御はほとんど行なわれていなか
った。

〔発明の目的〕

本発明は、レーザビームの水平走査方向の発光制御の位
置を、印字用紙サイズや印字ドツト密度に応じ、ソフト
ウェアによって自由に設定でき、かつ、構成の簡単な発
光制御回路を有するレーザ・資５） ビームプリンタの提供を、その目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明に係るレーザビームプリンタの構成ハ、印字デー
タ情報を有するビデオ信号発生手段と、そのビデオ信号
に従ってレーザビームの点滅を制御する手段と、回転多
面鏡等によって前記レーザビームを記録媒体の幅方向へ
走査させる偏向手段と、その走査ビームが所定の位置に
来たことを知らせる印字同期信号を発生させる光検知手
段と、上記走査方向に垂直な方向へ前記記録媒体を搬送
させる送り機構とを備えたレーザビームプリンタにおい
て、上記ビデオ信号に従ってレーザビームの点滅を制御
する手段を、上記幅方向のレーザビーム走査に対応した
クロック信号によシ駆動される第１のディジタルカウン
タと、書き込み、読み出しがそれぞれ独立して指示でき
るとともにレーザビーム制限領域データを格納するよう
にしたレジスタファイルと、前記第１のディジタルカウ
ンタの出力と前記レジスタファイルの出力とを比較１６
） し、一致したときに出力するコンパレータと、このコン
パレータの出力によシ駆動され、前記レジスタファイル
の出力を選択する第２のディジタルカウンタと、この第
２のディジタルカウンタの出力と上記ビデオ信号に応じ
てレーザ駆動信号を発生する論理回路とにより構成した
ものである。

なお付記すると、本発明は、感光体ドラムめ上の有効印
字領域外においては、レーザビームの変調を禁止して不
要トナーの付着を防止し、不要部分の走査期間において
は、レーザビームを消灯してレーザ光源の寿命を伸ばし
、フォトセンサの前後の走査位置においては、レーザビ
ームを連続点灯する発光制御を行い、その発光制御のタ
イミングを自由に設定できるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係るレーザビームプリンタの一実施例を、さき
の第１図をもあわせ、第３図ないし第５図によシ説明す
る。

しかして、本実施例に係るレーザビームプリンタは、さ
きの第１図に示す発光制御回路１０を、第４図に示すよ
うな構成としたものである。

ここで、第３図は、本発明の一実施例に係るもののフォ
トセンサと感光体ドラムと印字用紙とレーザ駆動信号と
の位置関係を示すタイミングチャート図、第４図は、本
発明の一実施例における発光制御回路のブロック図、第
５図は、第４図に係るもののタイミングチャート図であ
る。

そして、第１図と同一符号は同等部分である。

しかして、ここでは−１第１図で説明した感光体ドラム
７の現像方式として、正規現像方式の場合について、実
施例を説明する。

第３図は、フォトセンサ８と感光体ドラム７と印字用紙
１２とレーザビームの点滅の位置関係を示したものであ
る。

まず、同図に示すように、レーザビームの領域は、印字
用紙１２の有効印字領域までレーザビームを連続点灯し
て感光体ドラム７上に不要トナーの付着を防ぐ左端泊込
み領域■、ビデオ信号発生装置１１からのビデオ信号に
従ってレーザビームを点滅制御する有効印字領域■、印
字用紙１２の右端部から感光体ドラム７の端部までレー
ザビームを連続点灯して感光体ドラム７上に不要トナー
の付着を防ぐ消し込み領域Ｏ，レーザダイオード２の寿
命を伸ばすだめに、不要部分でレーザビームを連続消灯
させる領域［Ｆ］、フォトセンサ８に確実にレーザビー
ムが当たるように、その手前からレーザビームを点灯さ
せる領域［Ｆ］に分けることができる。

なお、Ｏは、次の走査における左端泊込領域を示すもの
で、上記の■と同様のものを示すものである。

次に、第４図に示す構成について説明すると、第１のデ
ィジタルカウンタ２３は、記録媒体の幅方向のレーザビ
ーム走査に対応したクロック信号により駆動される、す
なわちレーザビームの水平方向の走査速度に対応した、
図示省略の発振回路よりのシステムクロックによって駆
動されるものである。

また、レジスタファイル２１は、４個の異なったデータ
の書込み、読み出しが、それぞれ独立しく９） て指示できるとともにレーザビーム制限領域データを格
納するようにしたもので、書き込みの選択は、ファイル
セレクト信号ＣとＤによってなされ、読み出しのデータ
選択は、ファイルセレクト信号ＡとＢによってなされる
。

テイシタルコンパレータ（以下、コンパレータという。

）２２は、第１のディジタルカウンタ２３の出力と、レ
ジスタファイル２１の出力とを比較して、一致したとき
に、出力パルスを発生して、第１のディジタルカウンタ
２３を０にクリアすると同時に、このコンパレータ２２
の出力により駆動され、前記レジスタファイル２１の出
力を選択する、２ビツトの第２のデジタルカウンタ２５
を駆動するものである。

第２のディジタルカウンタ２５０２ビツトの出力ＡとＢ
は、レジスタファイル２１へ入力されて、上記のファイ
ルセレクト信号Ａ、Ｂとなり、そのレジスタファイル２
１のデータ出力バス１）Ｏｕｊに出力されるデータを決
定すると同時に、デコーダ２４に入力されるものである
。

（１０） このデコーダ２４は、２ビツトの入力データＡとＢに応
じて出力ａ、ｂ、ｃ、ｄのうち、いずれか一本がハイレ
ベルとなるものである。

２６は、２人力のＯＲ回路で、入力がどちらもローレベ
ルなら、出力はローレベル、その他の場合は、出力がハ
イレベルとなるものである。

２７は、３人力のＯＲ回路で、入力がすべてローレベル
ならば、出力はローレベルとなシ、その他の入力の組合
わせでは、出力がハイレベルとなるものである。

２８は、２人力のＮＯＲ回路であシ、入力のうち、一つ
以上がハイレベルのときに、出力がローレベルとなるも
のである。２９は、２人力のＡＮＤ回路である。

なお、デコーダ２４と、３人力のＯＲ回路２７と、２人
力のＮＯＲ回路２８と２人力のＡＮＤ回路２９とは、第
２のディジタルカウンタ２５の出力とビデオ信号に応じ
てレーザ駆動信号を発生する論理回路を構成するもので
ある。

しかして、レジスタファイル２１には、さきの（１１） 第３図で述べたレーザビームの制御領域に係る領域■、
■、０．０それぞれのレーザ走査距離に応じたデータ＋
０．＋１．＋２．す３を、図示省略のプリンタの制御装
置からデータ入力バスＤＩｎを介し、予めソフトウェア
により格納しておくものであシ、また、さきに述べたフ
ァイルセレクト信号ＣとＤも、同様に入力されるもので
ある。

上記により、いま、第３，５図に示す時刻ｔ。

にフォトセンサパルスが入力すると、第１のディジタル
カウンタ２３と第２のディジタルカウンタ２５とは、０
にリセットされ、レジスタファイル２１のデータ出力は
左端消し込み領域■の走査距離に対応したデータ≠０と
なる。まだ、デコーダ２４の出力は、出力ａだけハイレ
ベルとなってレーザビームを点灯させる。

第１のディジタルカウンタ２３が、さきに述べたシステ
ムクロックによってカウントアツプされ、その値がレジ
スタファイル２１の出力と等しくなると、コンパレータ
２２から一致信号パルスが時ｉｌｌ　ｔ　１に出力され
、第１のディジタルカウンタ（１２） ２３を再び０にリセットすると同時に、第２のディジタ
ルカウンタ２５をカウントアツプする。

その結果、今度はデコーダ２４の出力は、出力すだけハ
イレベルになって、ＡＮＤ回路２９へのビデオ信号の入
力を許可し、ＮＯＲ回路２８とＯＲ回路２７とを経て、
レーザビームはビデオ信号に応じて、レーザ駆動信号に
よシ変調点滅制御されたものとなる。それと同時に、レ
ジスタファイル２１の出力は、有効印字領域■の走査距
離に対応したデータ４Ｐ２となる。

この区間も、さきの領域■の区間と同様に、第１のディ
ジタルカウンタ２３の出力がデータ≠２に等しくなると
、コンパレータ２２から一致信号パルスが時刻ｔ２に出
力されて、デコーダ２４の出力Ｃだけがハイレベルとな
シ、レーザビームを強制的に連続点灯させる消し込み領
域Ｏに移る。ものである。

同様に、時刻ｔ３には、デコーダ２４の出力ｄタケカハ
イレベルと々つて、ＮＯＲ，回路２８の出力をローレベ
ルとし、レーザビームを連続消灯さく１３） せる領域０に移るものである。

この領域［Ｆ］においては、レジスタファイル２１の出
力データは、データ≠３となっている。

次に、時刻ｔ４にコンパレータ２２から一致信号パルス
が出力されると、第２のディジタルカウンタ２５は、１
まわシして再び０となり、レジスタファイル２１の出力
をデータ＋−０とすると同時に、デコーダ２４の出力ａ
だけがハイレベルとなって、レーザビームを連続点灯さ
せるものである。

そして、時刻ｔ。−に、次のフォトセンサパルスが入力
すると、第１のディジタルカウンタ２３と第２のディジ
クルカウンタ２５とは、再び０にリセットされて水平方
向の１走査が終了するものである。

上記の本実施例によれば、各領域■、■、■。

■の切換え時刻ｔＩ　＋　　ｔ２　＋　　ｔ３　ｒ　　
ｔ４は、レジスタファイル２１に格納するデータ＄０．
４１゜＄２．　＝ｌｌ’３を変えることで自由に設定で
きるので、異なった水平方向の印字ドツト密度や印字用
紙幅に対して、ハードウェアの構成を何ら変えることＣ
１４） なく自由に対応することができる。

レーザビームの走査速度が、全走査範囲で一定であると
仮定した場合の等制約な全走査距離を４００咽、レーザ
ビーム消灯領域０が１２０＋＋闇で全領域中量も長く、
マた第１のディジタルカウンタを駆動するシステムクロ
ック周波数がレーザビームの走査距離に換算して０．５
朝であるとすれば、レーザダイオード２の寿命を、全走
査中連続発光の場合より、４００÷（４００−１２０）
！’；１．４倍、延ばすことができる。

また、走査位置を、フォトセンサ８を基準とした位置と
してディジタルカウンタで管理する場合には、４００１
ｒｒｔｎ÷０．５朝＝８００までカウントできることが
必要であるので、最低でも１０ビツトのディジタルカウ
ンタを使用しなければならないが、本実施例の場合は、
各走査領域の長さを第１のディジタルカウンタ２３で管
理しているので、カウンタのビット長として最も長い領
域がカウントできればよいから、１２０胴÷０．５　ｍ
ｍ＃　２４０〈２８、すなわち８ビツトあれば十分でア
）、走（１５） 前位置を管理するディジタルカウンタのビット長を短か
くすることができる。また、それに伴なって、レジスタ
ファイル２１とコンパレータ２２の構成ビット長も短く
できる。

さらに、各走査領域の切換えパルスとして同一のコンパ
レータ２２の出力を共用することができるので、簡単な
構成でレーザビームの発光制御回路を実現することがで
きる。

しかして、第４図においての動作説明には、第３図に示
す４種類の走査領域を仮定して説明したが、実際には４
種類に限る必要はなく、レジスタファイル２１のデータ
のファイル数と第２のディジタルカウンタ２５とデコー
ダ２４のビット長を変えるだけで走査領域の数が増減し
ても同様の構成によりレーザビームの発光制御回路を実
現することができるものである。

また、デコーダ２４以後のレーザ駆動信号を合成するだ
めの論理構成は、第４図に示したものに限らず、第２の
ディジタルカウンタ２２の出力（第４図においてはＡと
Ｂ）とビデオ信号入力を（１６） もとに、所定のレーザ駆動信号を生成する論理構成であ
ればよい。

さらに、反転現像方式の場合は、デコーダ２４以後の論
理構成を変えるだけで、同様の発光制御回路を実現でき
るものである。

〔発明の効果〕

本発明によればレーザの点灯・消灯のタイミングは、レ
ジスタファイルに格納するデータをソフトウェアで可変
にすることで自由に設定できるため、印字ドツト密度や
印字用紙幅が異なる場合においても、発光制御回路のハ
ードウェアを共用化できる。

まだ、有効印字領域外でビデオ信号を禁止し、感光体ド
ラムに不要な電荷潜像が形成されないようにして、トナ
ーの消費を押さえると同時に、感光体ドラム外を走査し
ている期間はレーザを消灯して、レーザダイオードの寿
命を伸ばすことが可能である。

さらに、本発明によればレーザビーム発光の各状態の領
域内をそれぞれカウントする方式をとつ（１７） ているので、その各状態の領域のうち、最長のものをカ
ウントできるビット長を有するディジタルカウンタとコ
ンパレータとレジスタファイルとでよく、それぞれの構
成が簡単になるうえ、コンパレータを共用して使用する
ことができるので、簡゛単な構成でレーザビームの発光
制御を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、レーザビームプリンタの動作原理を説明する
略示構成図、第２図は、印字文字の例示図、第３図は、
本発明の一実施例に係るもののフォトセンサと感光体ド
ラムと印字用紙とレーザ駆動信号との位置関係を示すタ
イミングチャート図、第４図は、本発明の一実施例にお
ける発光制御回路のブロック図、第５図は、第４図に係
るもののタイミングチャート図である。 １・・・ビデオアンプ、２・・・レーザダイオード、３
・・・結合レンズ、４・・・スキャナモータ、５・・・
多面鏡、６・・・ｆθレンズ、７・・・感光体ドラム、
８・・・フォトセンサ、９・・・センサアンプ、１０・
・・発光制御回路、（１８） １１・・・ビデオ信号発生装置、２１・・・レジスタフ
ァイル、２２・・・ディジタルコンパレータ、２３・・
・第１のディジタルカウンタ、２４・・・デコーダ、２
５・・・第２のディジタルカウンタ、２６・・・２人力
の０１１回路、２７・・・３人力のＯＲ回路、２８・・
・２人力のＮＯＲ回路、２９・・・２人力のＡＮＤ回路
。 代理人　弁理士　福田幸作 （ほか１名） （１９） ｆＪ２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、印字データ情報を有するビデオ信号発生手段と、そ
   のビデオ信号に従ってレーザビームの点滅を制御する手
   段と、回転多面鏡等によって前記レーザビームを記録媒
   体の幅方向へ走査させる偏向手段と、その走査ビームが
   所定の位置に来たことを知らせる印字同期信号を発生さ
   せる光検知手段と、上記走査方向に垂直な方向へ前記記
   録媒体を搬送させる送り機構とを備えたレーザビームプ
   リンタにおいて、上記ビデオ信号に従ってレーザビーム
   の点滅を制御する手段を、上記幅方向のレーザビーム走
   査に対応したクロック信号により駆動される第１のディ
   ジタルカウンタと、書き込み、読み出しがそれぞれ独立
   して指示できるとともにレーザビーム制限領域データを
   格納するようにしたレジスタファイルと、前記第１のデ
   ィジタルカウンタの出力と前記レジスタファイルの出力
   とを比較し、一致したときに出力するコンバレ〜りと、
   このコンパレータの出力により駆動され、前記レジスタ
   ファイルの出力を選択する第２のディジタルカウンタと
   、この第２のディジタルカウンタの出力と上記ビデオ信
   号に応じてレーザ駆動信号を発生する論理回路とによシ
   構成したことを特徴とするレーザビームプリンタ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、論理回
   路を、デコーダと、３人力のＯＲ，回路と、２人力のＮ
   ＯＲ回路と、２人力のＡＮＤ回路とより構成したもので
   あるレーザビームプリンタ。