JPS6021667A - 走査光位置検出回路 - 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】 （ａ）　発明の技術分野 本発明は光走査装置に係り、Ｉ＃に電気約雑音による誤
動作侑１−平のきわめて低い高精良走ぞ１−光位館検出
回路に１する。

（ｂ）　従来技術と間枳点 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１、図において
１２はレーザ光源であって半導体レーザを用いる１、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を通りコリメーク１３にて必要なビーム会、に
された後に、光ビーム走を手段（回転多面鏡）１４によ
って矢印Ｘ方向に走査され、結像光学系１５にて光導電
体トラム１６上に集光され、一定のスポットａを有する
光ビームＭｓにて走り；する。光導電体ドラム１６＃″
を光ビームＭ９と歩曲の矢印Ｘ方向に行毎に蝕１転する
ので。

ドツトによる記動パターンを光導電体ドラム１６上に′
１１Ｍ光させることができ、電子写真プロ士スにより普
通組、土にトントによるパクーンを記録することかでき
る。

このようＫして？４ｊ・られる印字が高品位であるため
には、１１！、Ｉ　ｎ’ｉ’：多面鏡１４の各銃曲によ
り走査された光ヒーμＭ５、のスボント位散が、光ビー
ム走査方向（矢印Ｘ力１ｒＪＩ　’）およびこれ（Ｊ！
直の方向（矢印Ｙ方向）に等開隔に並んでいなければな
らない、。

回転多面鏡１４にけ角艮分割誤斧句の機械的な加゛］、
誤差が存在するため、４１Ｊ回の走査に対して各１ｔ４
ｊ１索の走査方向初ルｊ位置のタイミングはわずかずつ
変動する１、これを袖■、するために足置開始位置に光
］９−田手段として光検出器１８（父光素子にて構成す
る）を設置し１その出力により光質σ６器副制御路１７
を介して画素発生（光ビーム変調）タイミングを制御す
る方法か収られている。半導体レーザあるいは発光タイ
増−Ｆは駆動電流の制御に即応して光ヒーμＭが明滅す
るから都合がよい。

もしも光検出器１８にノイズが栄って、誤って光走介開
始位置が検出されると１目１字の各画素の位置は大きく
ずれてし１うことになる。

従来の走査光位置検出回路としてはｎ１１記のように走
過開始位置に光検出器１８を般埴し、走イト終了時刻に
次回の走多ｌＪ１」始時スリを〕・測し１．〕・６１１
ｊ時刻より若干早い時刻にブＥ・ヒーμを予め計シ１７
てイ′）つたビームザーチ偵号にて小灯り−る吉共に光
４ｊ４＋田器１８の出力の検出をｊル始１−７．光４更
出器１８の出力波形から光ヒーμ位置を斜出する方式が
最も誤σｔυ作偏Ｉ＄は小さかった。

しかし１次回の走イ響−開始時刻は）・測イ１〔ｊＶＣ
文・１して前後するので１００％の偉率で走査開始ケ検
知するためには光ビーム力灯から肯ビームが検出され〆
）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ヌと光検出信号と
を識別できなかったた、゛／′Ｉ何ｉｌｌ＋、＋作が発
生ずる火力があった。

（Ｃ）　発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鍜み、光検出器の出力を光ビ
ームか電気的ノイヌかをＭｒｋ　ｎｌｒ　−ＯＪ　舵と
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は光源と該光源から出射
された光ヒーμ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１ｉｖ）ｌｔＩｔ３血前の位置で検出する光検出手
段とを具備し、４ｇ回の走査における前記光ヒーμの初
期位数を位置付けする走査光ヒーμ同期制御方式におい
て、ｌす配光検出手段の出力が立上るとすみやかに前期
光ヒーμを′″０ＦＩＦ’にする第１の光ビーム変調信
号発生手段とｎｔＪ記光ビームが’ＯＦＦ’になるのに
）６′８シ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％　ｏ　ｎ　＃にする第２の光ビーム
賀り々伯七夕ら生手段と、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ＦｆｒＪ！！！時圏内に
立−トるとその立上りから立）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庄
介光ビーム絢ルノイｈ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を提供することにより
達成される。

（ｅ）　発明Ｉｆの実施例 以下本発明実施例を図面によって詳述する３、何部１図
との対応部位には同−符勿を付してそのｌ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だめの手段
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１７．光検出Ｈシ１８に入射する光ビームＭＳを所
定の（禎認順序にて明滅せしめる走査光ビーム亙調手段
を設けＩｆＪ記光検光検出器１８力波形の立上り、立）
りの１１同聞隔をチェツクすることにより職別を行なう
ものであって、出力波形が雑音ならば入力４ｒＡ＋Ｊの
最初の立上りから１次のや下り迄の時間と、最初の立下
りから次の立上り迄の時ｆｉｌ］あるいは最初の立上り
から最後の立下シ迄の時間がＦｉｒ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、出力波形が走査光ヒーμＭＢの光検出信号
ならは前循落所定の経過時間が一致するから予め算出さ
れる所定の時を旬経過後に走食光ビーム１−期佑号を発
生せしめ、この同期＠七発生位置を印字のＵ１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１説
明図を示しくＡ）は光検出器出力波形、（Ｂ）は同波形
の整形出力、（Ｃ）は半導体レーク駆動電流（すｓ なわち光ビーム出労イを示す。

図（Ａ）において光検出器１８の出力レベルに閾値りを
定め、光検出器１８の出力がタイムｔｒｌにてＳｌ上る
と（信認ａ面ちに図（Ｃｌタイムｔ１にて元ビームＭＳ
をＯＦＦ’にする。これか第１の光ビーム浚調佑号発生
手段である。タイムｔｒｌから所定時間幅Ｔｄ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ットする。タイム
ｔｒｌから所定時向幅Ｔｄ迄の範囲内のタイムｔｆｌに
図（Ａ）の光検出器１８の出力が立下れば、而ちに図Ｕ
のタイムｔ２にて光ビームＭ　ｓ’　？　％ＯＮ’にす
る。これか第２の光ビーム＊調侶り発生手段である。タ
イムｔｌ’ｌから所定向間幅Ｔｄを経過する址てに図（
Ａ）の元検出器田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ットする。タイムｔｆｌから所定
時間幅Ｔｄ迄の範囲内のタイムｔ、２に図（ＡｌのプＣ
検出器１８の出力が立上った場合で図（Ａ）における最
初の泣上りタイムｔｒｌから所定の時間幅Ｔｗｏ（すな
わち通常の走査光が光検出器に入射する光茄の最小限時
間幅）を経過後所定の時間ＴＷ２（ずなわぢＴｗｌ十Ｔ
Ｗ２は入射する光おの最大Ｍ＊　Ｕ’ｉ’　１１ｉＪ　
ＩＩＩ’Ａ　）内に立）らなければノイズとみなして光
検出回路をリセットする。前記所定の時間幅ＴＷ２の範
囲内のタイムｔ１’２に立下れば最初の立上りタイムを
口と最後のｆｆ、Ｔリクイムｔｒｚ迄の経過時間を計助
する計時手段を設け、その計時手段の出力によって計算
される適当なタイミングを経過後のタイムｔｓで走伯光
ビーム同期信号を出力する定食光ビーム同期（ｉＭｉ　
＋Ｊ兜生手段とから構成されている。この方式では光（
９Ｙ出信りの立上り部分を偉認して光ビームＭＳの点滅
を行い、立下り部分で立上りからの所要ＩＩ８同にて真
偽を俺認するため誤動作は皆無といってよい、。

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３１各部の波形とクイムチヤードを示す。第３図に
おいて１９はフンパレータでおつてその入力波形き出力
波形の間係をそれぞれ第２１１ｍ１　（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け走査光ビーム同期フ 侶う発生回路、ＦＦ１〜ＦＦ６は７リンプ７０ツデ。

ＭＭ、〜ＭＭ４　ｕモノステープルマルチがイブレーク
。

０１〜Ｇ　４汐びＧｌｌはシアゲート、０５〜Ｇ１ｏは
アンドゲート＋Ｂｓはビームサーチ４？ｉ’ｉｆｊ入力
端子。

ＬＤは半嗜体レーザ駆動端子＋　ｖＳは走査光ビーム同
ＩＱｊ侶り端子を示す。第４図の但）は第２図（Ｂ）と
同じ波形であって第３図に示すコンパレータ１９の出力
波形である。（Ｅｊ）は同じく半導体レーザ駆動ｔｉｌ
力波形’＋　（１１は７リング７０ングＦＦ３のＱ出力
波形、　（Ｊ）はモノステーブルマルチパイプレークＭ
ＭＩのＱ出力波形、（Ｋ）はモノステーブルマルチパイ
プレークＭＭ２の４出力波形、　（Ｎ）はモノステーブ
ルマルチパイプレークＭＭ３の凧出力波形、（Ｐ）はモ
ノステーゲルマルナがイブレークＭＭ４のＱ出力波形を
示ス。

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１８七コンパレータ１９とは光
検出手段を構成する。クリップ７０ンプＦＦＩとオアゲ
ートＧｌとＧ２及びアンドゲートＧ７とは第１の光ビー
ム変調侶七発生手段を構成する。クリップ７０ンプＦＦ
１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。叉７リンブ７０クグ
ＦＦ２〜ＦＦ（、とオアゲー）０３〜Ｇ４とＧｌｌ及び
アンドゲートＧ５〜Ｇ６　、Ｇ８〜ＧＩＯ並びにインパ
ーク２０は元ビームとノイズとを識別するｆ！ｌｌ定回
路であって特に７ノツプ７０ンフ−ＦＦ４〜ＦＦ６とオ
アゲートＧｌｌ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線を初期状態に戻すリセット信号
発生回路を構成している。モノステープルマルチパイブ
レーク 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。

り第４図（、Ｔ）と（Ｋ）に示す所定時ｒ６１Ｔａとは
，タイムｔ１にて光ビームＭｓを消灯した場合その消灯
の制御系及び光検出器１８とフンパレータ１９にタイム
を目にて出力される応答特性で定塘る一定の遅延時間で
あって、その逆の点灯の場合も同じであり、遅延時間の
最大値をＴｄとしている。次に第４図（Ｎ）に示す所定
時間Ｔｗｌとは光検出器すなわち受光素子の交光曲を通
過する光ビームＭｓの最短受光時開であって、その最長
受光時間は第４図ＣＰ）に示す所定時間ＴＷ２＋ＴＷ１
で表わされ１機器の構成内容によシ一定値に設定するこ
表ができる。

次に第、）図の回路の作用を第４図のタイムチャートを
参照しながら説明する。時刻ｔｒ１に先立ちＱ出力は゛
論１１ｉ値ゞｌ′を保持する。と−トサーチ借上にて点
灯された光ビームＭｓが光検出器１８に入射するか、あ
るいＩｉ誘起ノイズが発生してタイムｔｒ１にてコンパ
レータ１９の出力が立上る。（第４　図（Ｂ）参Ｘｉ　
）　コンパレータ１９の立上りでアントゲ−）ＧＶは７
リンプ７０ツブＦＦ、の司出力初１期状態が陥珈伯１１
＃のため開き、オアグー）Ｇ２を介してフリップ７０ツ
デＦＦ１をリセットするから１　タイムｔｒｌより少し
遅れたタイムｔ１にてフリンブフロツプＦＦＩのＱ出力
すなわち半導体レーザ駆動端子ＬＤの信号は立下シ光ビ
ームは消灯される（第４図（Ｅｌ参照）。又オアグー）
Ｇ７の出力はオアグー）Ｇ２を通過すると共に、７リン
１７０ンプＦＦ２のセント端子Ｓ及びモノステーグルマ
ルチパイブレークＭＭＩとＭＭ３の各トリガ幼子Ｔに１
：＋（、ｒ）と（Ｐｉ）参照）。クリップ７０ツブＦＦ
２のセット端子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ＬＤのタイムｔｌにおける立
下シにより光ビームＭｓは消灯されるため若干遅れてタ
イムｔｒｔ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２０の出力は立上り
アントゲ−）ＧｓおよびオアゲートＧｌを介して７リン
プ７０ツブＦＦＩのセント端子に印加され、そのＱ出力
すなわち半導体レーザ駆動端子ＬＤは再びタイムｔ２に
て立上シラＣビームＭｓを点灯する（第４図（Ｋ）参照
）。また第４図（Ｈ）（１）叫に示すようにアンドグー
）Ｇ８の゛出力はクリップ７０ツブＦＦ３のセット端子
Ｓに印加されそのＱ、出力を騙３３Ｊ！値′１１＃にす
ると共に、オアゲートＧ３を介してクリップ７０ツブ上
”Ｆ２をリセットし、またモノステーブルマルチパイプ
レークＭＭ２をトリガし、タイムｔ１・１から所定時間
Ｔｄ迄の間その４出力をル１ｉ理値１０′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［７ｉＪいて７リツプ７０ンプＦＦ
４のタロツク端子Ｃが立上る。この時モノステープルマ
ルチバイブレークＭＭＩの５出力はタイムｔ、１から所
定時向Ｔｄ迄の筒が論理値′″０′であるからこの喝同
帯にタロツク信号が入力されてもクリップ７０ツブＦＦ
４のＱ出力は論理値５０′でアラーム借上はでない。

しかしながらタイムｔｆｌにおける光検出器１８の立下
りがタイムｔｒｌから所定時間Ｔｄを超過して立下ると
、７リツブ７０ンプＦＦ４のテータ端子りが立上り、タ
イムｔ、１における光検出器１８の出力の立上りはノイ
ズと判定され、７リンプフロンブＦＦ４のＱ出力が立上
りリセットライン２２を介して第３図のすべてのリセッ
ト端子に論理イ１ｐ　％　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ｔｒ２にコンパレーク
１９が立上ると７リツプ７０ンプＦ’ｌｌ’３のＱ出力
は論理値ゝｌ′であるためアンドゲートＧ６が開き、７
リツプフロンブＦＦ、のクロツク端−ｆＣ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Ｑ端子
はタイムｔｒｔから所定時間Ｔｄ迄の間は論理値″０′
で７リンプ７０ツブＦＦ５のＤ　ＩＭｉ＋ｉ子に入力さ
れているためそのＱ出力は論理値５０′でアラームはで
ない。

しかし乍らタイム’ｅｒ２におけるコンパレーク１９の
出力の立上りがタイムｔｆｌ十所要間聞Ｔｄの範囲を超
えて立上るとモノステーグルマルチパイブレークＭＭ２
の旦出力は論理値１１′に叉わるため７リップ７０ンプ
ＦＦ５のＱ出力はアラームを発生しリセットライン２２
を介してすべてのリセッ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プルマルチパ
イプレークＭＭ３の６出力が設定時ｌ！１（タイムｉｒ
ｌ＋所定時間Ｔｗ１）に立上ると次のモノステープルマ
ルチパイプレークＭＭ４をトリガし、そのＱ出力を所定
時開’ｒＮｖｚ迄の同論理値１１′にする。従ってタイ
ムｔｒｌ十所定時［旬ＴＷ１を経過して所定時ｌ陶Ｔｗ
２の時開帯はモノステープルマルチパイプレークＭＭ４
のＱ出力は！　３！ｌｉ　（Ｉｔｔゝ１＃であるからこ
のタイミングにコンパレーク１９の出力の立下りすなわ
ちインバータ２０が立上ると、アンドケートＧｌ。

は開き７リツプ７０ツ１ＦＦＩとＦＦ３とをそれぞれオ
アゲートＧ２と０４を介してリセットし、走査ツＬ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ｔｒｌ
からタイムｔｆ２迄の時間から計鉾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Ｖ３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７リツプフロツプＦＦ（、のクロック信り
Ｃが立上り、モノステープルマルチパイプレークＭＭ４
の４出力が７リツプ７０ツブＦＦ５のＱ出力端子にあら
れれる。もしもタイムＴ、（２におけるコンパレータ１
９の出力の立下りが前記所定時開ＴＷ２以内にあれば、
クリップフロップＦＦ５のＱ出力は論理値′０′となる
が、ＴＷ２を超過して立下るとモノステープルマルチパ
イプレークＭＭ４の４出力は論理偵甲であるから、７リ
ンプ７０ツブＦＦ６のＱ出力は＆ＪＪ値″１′となりア
ラームを発生し、リセット２イン２２を介してすべての
リセッ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元位置検出回路
によれば光ビームの検知借上と電気的雑誉とを確実に識
別することができ誤動差樺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ッ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℃ｊ作が得られる。

４　図面のｌ￥１峠な説、明 第１図は従来のレーザプリンタの構成図の例。

第２図は木ブε明による光ビームとノイス織シ１：の原
理説、明図、第３図は本発明による走査ツＣ位置検出回
路の回路図　第４図は１１す回＾、各部の出力波形とタ
イムチキードを示す。

図において１２は午導体し−サ又は発光クイオード、　
１４は多［ｌＬｌ鏡、１ｇは光検出３に、１９はコンパ
レーク、２（ｌｉｄインバータ、２１は走消Ｘ、ビーム
向期ｆｌＴｌす・発生回路、ＦＦ、〜上Ｆ６はンリソフ
′７０ンフ”、ＭＭＩ　Ｐ−ＭＭ４はモノストプル１ル
ヲバイプレーク＋　Ｇ１−Ｇ４およびＧｌｌは詞アヶー
ト。

”５〜Ｕ＋ａ＃ｉアンドゲ一ト＋Ｂｓｌ’ｊヒームヅー
チ侶号入力端子、ｖらは走イｒ光ビーム同期イ１勺出力
端子、’ＬＢ）は午尭体し−ザ駆助端子を示す。

第１図 １を 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光導と該従泣から出射された光ビームを走査する走イｌ
   −子段と、該定イト手段によシ走査される前記光ビーム
   を被汝を面上の走査開始ｆｖ助の位置で検出する光検出
   手段とを共備し、毎回の走査における前記光ビームの初
   期位置を位置４＝ｊけする走査光ビーム同期制御力式に
   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５ｍ４？
   ｉ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きすみやかにｌθ
   記先光ビーム′ＯＮ＃にする第２の光ビーム浚調信号発
   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（１１
   １経過後の所要時向内に立］・るとその立上りからＳｒ
   １・り迄の時開の計時手段と該計時手段の出力に応答し
   て鈎、出される一定の時刻に走査光ビーム向ル］倍勺を
   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。