JPS62296659A - レ−ザ−ビ−ム走査位置検出装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （技術分野） 本発明はディジタル複写機、レーザープリンタ等におけ
るレーザービーム走査位置検出装置に関する。

（従来技術） まず、第１図、第２図に従ってレーザーカラープリンタ
について説明する。

一般にフルカラーの画像出力が可能なカラープリンタは
、出力しようとする画像をイエロー（Ｙと略記）、マゼ
ンタ（Ｍと略記）、シアン（Ｃと略記）に色分解し、そ
れぞれの画像信号を適当なインターフェースを介して受
は取り、その信号に基づいてＹ、　Ｍ、　　Ｃの単色画
像を生成し、それらを重ね合わせてフルカラー画像を得
る。またＹ。

Ｍ、Ｃの他にブラック（Ｂｘと略記）を用いることがあ
る。

これは印刷業界で行われる、すみ版に対応するブラック
の出力を行うためである。Ｙ、　Ｍ、　　Ｃの３色を用
いて表現する色は、等量分のＹ、　Ｍ、　　Ｃに対応す
るＢＫを含んでいるので、同じ色をＢＫとＹ、　Ｍ、　
　Ｃの何れか２色によって表現できる。

ＢＫに対応する等量のＹ、Ｍ、Ｃを取り去ることが下色
除去（［ＪＣＲ）であり、置き換えられるＢＫがすみ版
である。レーザーカラープリンタでは、色再現とは別の
メリットとしてＯＣＲを行うとトナーの消費量が減り、
出力画像の厚みが軽減され、定着負荷も軽減される利点
がある。従って、一般にはトナー像は４回形成され４回
転写される。

図において画像信号で変調されたレーザー光は、レーザ
ー光源１７Ｂ１より発せられ、回転モータＩＢＫで回転
されている回転多面１１Ｊｔ１８ＢＫで偏向される。偏
向されたレーザー光は結像レンズ２０Ｂｘを開始、感光
ドラム８ＢＫ上の所定位置を走査する。このビーム走査
は主走査と呼ばれ、その方向は主走査方向と呼ばれる。

回転多面鏡１８ＢＫの回転によってレーザー光は感光ド
ラム８Ｂ１上の一直線上を同一方向に繰り返し走査され
る。

感光ドラム８ＢＸが矢印の方向に回転することにより、
感光ドラム８ＢＫ上の周方向にもレーザー光が走査され
（この走査は副走査と呼ばれ、この方向（反回転方向）
は副走査方向と呼ばれる）レーザー光は感光ドラム８８
ｘＪ−をラスクスキャンする。コロナ放電器７ＢＫによ
り初期帯電された感光ドラム８Ｂうは、レーザー光が画
像信号に従って走査されると、所定の露光エネルギーを
受けた部分の電荷が除去され、ドラム８ＢＫ上に静電潜
像が形成される。現像器２８ｘにより、帯電したトナー
を感光ドラム８ＢＩＴ上の露光部分に付着させ、静電潜
像を現像する。この顕画像は転写紙に転写される。Ｌ、
８Ｍ、８ｒについても同様の工程が行われる。

一方、給紙コロ４によってトレイ５から給紙された転写
紙は、搬送ベル）１３により矢印方向に搬送される。搬
送ベルト１３は、例えば、マイラで形成され、いくつか
のローラで回転駆動されている。感光ドラムと搬送ベル
ト１３との接触点が転写位置であり、転写放電器９　（
Ｂ、　、　Ｙ、　Ｍ。

Ｃ）によって、各色トナーが転写紙上に吸引される。各
色のトナー像が転写された転写紙は、分離爪２０により
搬送ベルト１３から分離され、熱ロールを用いた定着ユ
ニット１１を通過し、それにより色重ねしたトナー像が
定着され、排紙ローラ１２によりトレイ１６に排紙され
る。

上記の構成の他に、第３図のような１つまたは２つの偏
向器で複数のレーザ光を走査するものであっても良い。

次に、第４図を用いてレーザープリンタの書き出し位置
の設定方法について説明する。一般に各ライン（主走査
方向）毎に書き出し位置を一定にするため、画像記録の
前走査の段階でレーザー光が特定位置に到来したことを
検出して、検出信号を形成するビーム検出手段１９（例
えばＰＩＮフォトダイオード）を設け、ビーム検出手段
１９からの出力信号を基準とし、所定の時間（画像クロ
ックを所定数だけカウントすることにより計数する）経
過後、感光ドラム８へのレーザー光の画像記録開始を行
う方法が行われている。

この様にレーザープリンタでは、回転多面鏡、ガルバノ
ミラ−等により、レーザー光を感光ドラム上にその軸方
向に走査させる。、−のレーザー光は対象とする文字や
図形に対応り、た信号で強度変調されており、このレー
ザー光で感光１ラムの表面を、その軸方向の同一直線上
を繰り返し走査すると共に、感光ドラムを徐々に回転さ
せるご七により、感光ドラムの表面はレーザー光による
ラスク走査が行われ、文字や図形が形成される。この場
合、レーザー光の変調は各走査ごとに感光ドラム上のレ
ーザー光の走査開始時点を検出し、これを基準としてな
されるため、レーザー光の走査開始時点を常に正確に検
出しなければならない。しかしながら、従来使われてい
る一般的な方法では、レーザー光の強度が変動すると、
正確乙こレーザー光の走査開始時点を検知することがで
きず、主走査方向の画像ずれを生じさせていた。最近で
は、単安定マルチバイブレークを使ってレーザー光の強
度変動による走査開始時点のずれを補償する方法が公知
となっているが、光検知器へのレーザービームの入射条
件によって光検知信号の最大電圧がパルス幅を設定する
時間内で同一になるとは限らず、その為に正確な補償が
できないという欠点がある。

第５図にレーザービーム走査位置検出装置の従来例の１
つを示す。図において３０はＰＩＮフォトダイオード、
３１は信号増幅部、３２は波形整形部である。尚、３０
は第４図における１９に対応する。

レーザー光をＰＩＮフォトダイオード３０で受光し電気
信号に変え、信号増幅部３１で上記信号を増幅し、更に
波形整形部３２により信号波形を整形する。この信号の
立ち上がりあるいは立ち下がりにより、カウントを開始
するカウンタの出力に基づいて印字開始タイミングを決
定する（この部分は記載していない）。

ＰＩＮフォトダイオード３０は走査開始側の主走査線上
に配置され、これにより検出された信号は、信号増幅部
３１、波形整形部３２を経た同期パルス信号Ｓとなる。

Ｐ■Ｎフォトダイオード３０にレーザービームが入射す
ると、入射光量に比例した光電電流が発生し、この電流
は信号増幅部３１で電流電圧変換、増幅され、波形整形
部３２に入力する。この電圧は基準電圧Ｖ　ｒｅｆと比
較され、パルス整形を受け、同期パルス信号Ｓが得られ
るようになっている。

ところで、レーザー光の強度が変動することにより、Ｐ
ＩＮフォトダイオード３０から出力される電流番オ一定
でなくなる。このため波形整形部３２に入力される電圧
が変動することになり、同期パルス信号Ｓも変動し、正
確な位置が検知できなくなることになる。第６図はこの
様子を示し、ている。Ｓ、、Ｓ、は波形整形部３２の入
力電圧波形であり、。Ｓ２の方がレーザー光が強い場合
であり、ＳＩに比べてパルス幅が広くなっている。従っ
て、この信号を同期パルス信号を用いると、印字開始タ
イミングが△ｔだけ変動を受け、画質が低下する欠点が
ある。

（目的） 本発明は上述した従来例の欠点を解消するためになされ
たものであり、レーザービームの通過を検知するビーム
検知器を備え、該ビーム検知器からの出力によりカウン
タの動作を開始するカウンタの出力に基づいて、印字開
始タイミングを決定するレーザープリンタ、デジタル複
写機等において、レーザー光の強度が変動しても正確に
レーザービーム走査位置を検知することを目的とする。

（構成） まず第７図に本発明の原理を示す。

Ｓｌは入射光量が弱い場合、Ｓ２は入射光量が強い場合
の各々のＰＩＮフォトダイオード３０出力である。ｖｒ
ａｆは波形整形部の基準電圧であり、Ｐ、及びＰ２はＳ
ｌ＋Ｓ！の波形整形後の出力である。ＬＩＤ　　ｔ！は
各々のパルス幅である。またｔｃはビーム検出時点から
印字開始時点までの理論的時間幅である。１ｃは常にビ
ーム検出時点から一定のパルス幅である。レーザーパワ
ーを徐々に変動させても、信号波形のピーク時刻ｔ０は
変化しないことが６Ｉ　Ｌｌされている。

また図よりわかるように、常に一定の印字開始時点ｔ。

を得るためには、波形整形部３２で波形整形されたパル
ス幅の１／２の時間はど、波形整形後のパルスを遅延さ
せれば良い。

次に本発明のブロック図を第８図に示す。

３３．３４は先に説明した光検出器及び信号増幅・波形
整形器であり、第５図の３０．３１．３２に対応する。

波形整形器３４で波形整形されたパルスヲハルス幅計測
器３８で計測する。この計測値に応じて、遅延時間設定
回路３つにてパルス信号の遅延時間を設定する６３５は
第１の遅延回路であり、パルス信号はそのパルス幅より
十分に大きい遅延時間を持っている。これはパルス幅計
測器３８でパルス幅を計測し終わるまで、第２遅延回路
３６？こパルス信号を出力しないこ、鼾を目的としてい
る。この遅延時間は常に一定とする。この第２遅延回路
３Ｇは遅延時間設定回路３９で設定された遅延時間だけ
パルス信号を遅延する。３７はカウンタであり、入力さ
れたパルス信号によりカウントが実行され、設定カウン
ト数値なると、印字開始信号を出力する。

次にその動作を第９図により説明する。Ａは光検出器３
３への入射光量が小さい時、Ｂは光検出器３３への入射
光量が大きい時である。ａ、ｅはそれぞれの波形整形器
３４からのパルス信号出力であり、入射光量の大小から
、ａはｅよりパルス幅が小さくなっている。各々は第１
の遅延回路３５により一定時間Ｔ、だけ遅延されｂ及び
ｆとなる。更に各々は遅延時間設定回路３９により設定
された時間１ｃおよびｔ９だけ第２遅延回路３６により
遅延されＣおよびｇとなる。この時、設定される遅延時
間は、各々パルス幅の１／２の時間とする。すなわち、 ｔｃ＝ｔｌｌ／２及びｔ、＝ｔ、／２ である。このパルス信号によりカウンタ３７がカウント
を実行し、一定時間Ｔカウントすると、時刻Ｔ０に印字
開始信号を出力する。以上の方法により、パルス幅Ｌａ
＋　　ｔｂによらず、常に一定時刻Ｔ。で印字開始信号
を出力することができる。

第１０図は光検出器、信号増幅、波形整形器を除いた部
分の具体的回路の一例を示す図である。

増幅・波形整形回路３４からのパルス信号出力Ｖ、はパ
ルス幅計測のためのカウンタ４０に入力される。■。、
には基準クロック、ＶＣＬＲはクリア入力信号で、各走
査毎にカウンタ４０をクリアするために入力される。カ
ウンタ４０はパルス幅を計測し、カウント数をＱＡ−Ｑ
、から出力し、この信号をデータセレクタ４３の選）ノ
セ信号として使う。４１は、第１の遅延回路（第８図の
３５）であり、パルス幅より十分長い時間のパルス信号
の遅延を行う。４１のパルス出力は、第２の遅延回路４
２（第８図の３６）に入力され、数種の遅延パルスをデ
ータセレクタ４３に出力する。カウンタ４０の出力によ
り、データセレクタ４３はデータが選ばれ遅延されたパ
ルス信号Ｖ、′か出力される。これは第９図のＣおよび
ｇにあたる。

第１１図は第８図に示したカウンタ３７の一定時間カウ
ンタの一例を示している。■６４、は基準クロックパル
ス信号であり、印字開始時点］゛。の精度に対し十分な
周波数分解能を持っている（前記しなかったがカウンタ
４０へ入力する基準クロックパルス信号も十分な周波数
分解能を持つものを使う）。データセレクタ４３からの
パルス信号ＶＰ　′はＪＫフリップフロップ回路４４の
Ｊ入力に接続され、パルスＶＰ　′の立ち上がりでＪＫ
フリップフロップ回路４４のＱ出力はハイレベルになる
。このＱ出力はＮ進プログラマブルカウンタ４６のカウ
ントイネイブル端子ＥＮに接続され、Ｎ進プログラマブ
ルカウンタ４６はデジタルスイッチ等により構成された
カウント数設定器４５により時間Ｔ分に設定されている
。カウントイネイブルに端子ＥＮがハイレベルになると
同時に、Ｎ進プログラマブルカウンタ４５は計数を開始
し、時ＩＳ、”ＩＴ経過後にタイムアウト出力Ｖｗがハ
イレベルとなる。それと同時にフリップフロップ４４及
びプログラマブルカウンタ１６をリセットし、次の計測
に備えるようなものである。

（効果） 本発明は以上述べた通りのものであり、本発明に係るレ
ーザービーム走査検出装置を利用することにより、レー
ザービームの強度変動に影響されず、精度良くレーザー
ビーム走査位置の検出ができ、画像上での副走査方向の
書き出し位置のずれが解消され、高品質の画像を得るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるレーデ−カラープリンタの
概略構成図、第２図はその要部の外観図、第３図は第２
図と同様の要部の他の例を示Ｖ外観図、第４図はレーザ
ープリンタの書き出し位置の設定を説明するための光学
系を示す外観図、第５図は従来例に係るレーザービーム
走査位置検出装置の要部回路図、第６図はその出力変動
を示す図、第７図は本発明に係るレーザービーム走査位
置検出出力波形を示す図、第８図は同、全体フロック図
、第９図はその動作タイミンクチャート、第１０図は要
部の具体的回路の一例を示す図、第１１手続補正書（自
発）（１）明 （２）明 特許庁長官殿　　　　　　　　　　　　　　　　　ス信
事件の表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　号と
特願昭６１−１３９２５４　　　　　　　　　　　（ａ
ｔ明発明の名称　　　　　　　　　　　　　　　　　　
を「レーザービーム走査位置検出装置　　　　　（４）
明補正をする者　　　　　　　　　　　　　　　　向」
事件との関係　出願人　　　　　　　　　　（５）第名
　　称　　　（６７４）株式会社　リコー代理人　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　添付補正の対象 （１）発明の詳細な説明の欄 （２）図面 細書３ページ１６〜１７行の「２０８に′ｆ：開始」２
０８ｋを介し」に補正します。 細書８ページ１７行の「この信号を同期パル号を用いる
と」を「この信号を同期パルス化して用いると」に補正
します。 細書１０ページ２行の「ｔｏを得るためには」Ｔｏを得
るためには」に補正します。 細書１４ページ３行の［画像上での副走査方を「画像上
での主走査方向」に補正します。 ５図を添付補正図面のように補正します。 書類の目録 正図面　　　　１通

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号により変調されたレーザービームを、偏
   向器により偏向し、主走査を行うことにより画像記録す
   る場合において、画像記録開始時期を検知するための光
   検出手段と、該検出信号を所定基準値と比較して波形を
   整形する手段と、該波形整形した後のパルス信号のパル
   ス幅を計測する手段と、該パルス信号を一定時間遅延す
   る第１の信号遅延手段と、該パルス幅の計測値に応じて
   パルス信号の遅延時間を設定する遅延時間設定手段と、
   パルス信号を該遅延時間設定手段より設定された時間だ
   け遅延させる第２の信号遅延手段と、該遅延されたパル
   ス信号を検出した時点から一定時間を計測する手段とを
   有し、画像記録開始時期を、パルス信号を検出した時期
   からの一定時間が経過した時点にすることを特徴とする
   レーザービーム走査位置検出装置。
2. （２）前記計測手段はクロックパルスを計数するカウン
   タとした特許請求の範囲第（１）項に記載のレーザービ
   ーム走査位置検出装置。