JPH01259316A - 光ビーム走査装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、光ビームの監視機能を有する光ビーム走査装
置に関し、特にレーザビームプリンタ等に用いられて、
光ビームを走査し７て感光体に照射することにより画像
形成をさせる光ビーム走査手段を有する光ビーム走査装
苦に関する。

［従来の技術］ 従来、レーザビームプリンタ等において、光ビームを水
平走査するこの種の光ビーム走査装置どしては、一般に
第５図に示すような構成のものが知られている。

第５図において、２は画像信号（ＶＤＯ信号）１に基づ
いて、レーザビームをオン・オフ変調するレーザユニッ
トである。４は回転多面鏡５を定速回転するモータであ
る。５はレーザユニット２によりオン・オフ変調された
レーザビーム３を偏向する回転多面鏡である。

６は回転多面鏡５により偏向されたレーザビーム７を感
光ドラム８上に結像する結像レンズである。９は回転多
面鏡５により偏向されたレーザビームを検出するビーム
検出器である。ビーム検出器９は、回転ドラムの受光開
始位置Ａと回転多面鏡５との光路上に配置され、ビーム
検出器９が１ノ−ザビームを検出すると、ビーム位置検
出４３号（ＢＤ倍信号１１を出力する。

ビーム検出器９としてはフォトダイオードのような光電
変換素子を用いることができる。１２は感光ドラム８に
形成された潜像を不図示の現像器の現像剤（トナー）を
介して転写する記録媒体としての転写紙である。

次に、従来例の動作を説明する。

レーザユニット２は画像信号１に応じたレーザビーム３
を発生する。オン・オフの形態に変調されたレーザビー
ム３は回転多面鏡５により偏向され、結像レンズ６を介
して回転ドラム８に結像される。回転多面鏡５はモータ
４により一定速度で回転するので、偏向されたレーザビ
ーム７の結像位置は感光ドラム８上の矢印ＡＡ力方向移
動（水平走査）する。

レーザビーム７の露光により記録媒体としての感光トラ
ム８には潜像が形成される。また、感光トラム８は矢印
ＢＢ力方向回転し、感光ドラム８上に形成された潜像が
不図示の現像器により現像されると共に、転写紙１２に
現像された画像が転写される。

レーザビーム７の水平走査に先立って、ビーム検出器９
がレーザビーム７を検出すると、ビーム検出器９からＢ
Ｄ信号１１を出力する。このＢＤ（ｉ号１１に基づいて
、不図示の制御部がＶＤＯ侶号１をレーザユニット２へ
転送するタイミングを制御している。このため、ＢＤ信
号１１に同期して１走査分のＶＤＯ信号１がレーザユニ
ット２へ転送され、」二連の動作順序により転写紙１２
上に画像が再生される。また、ＢＤ信号１１により感光
ドラム８上の主走査方向ＡＡの露光開始位置も規定され
ている。

第６図は上記のＢＤ信号１１とＶＤＯ信号１の発生タイ
ミングを示す。第６図において、タイミングＥで、まず
、露光開始位置検出のためのＶＤＯ信号１がレーザユニ
ット２に送られる。このｖＤｏ信号により発生したレー
ザビームはビーム検出器９により検出され、タイミング
Ｆで、ＢＤ信号１１が発生する。

［ＩＤ信号１１が制御部（不図示）に転送されると、タ
イミングＦから時間Ｔ、後に、時間ａだけｖＤｏ信号１
をレーザユニット２へ転送するように制御部（不図示）
が制御を行う。以下°、時間Ｔ２毎に露光開始位置の検
出用パルスＥが、水平同期信号として、レーザユニット
２へ転送される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述のような従来装置においては、水平
走査されるレーザビーム等の光ビームのビーム径に関し
ては何らの検出手段も有していなかったので、例えば、
光学系に生じた歪みゃ、レーザユニットのレーザダイオ
ードの特性の変化（例えば劣化）によりビーム径に異常
を生じても、そのまま画像形成を行ってしまい、再生画
像や記録画像の品質（画質）が著しく低下してしまうな
どの問題点を有していた。

本発明は、上述の問題点に鑑み、光ビームのビーム径の
異常を検出することのできる光ビームの監視機能を有す
る光ビーム走査装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の第１は、光ビームを
走査して感光体に照射することにより画像形成をさせる
光ビーム走査手段を有する光ビーム走査装置において、
光ビームを検知する光ビーム検知手段と、光ビーム検知
手段の検知信号と基準電圧のレベル比較を行う比較手段
と、比較手段の出力信号の出力時間を計時して出力時間
が所定の許容時間の範囲外である場合はエラー信号を出
力する計時手段とを具備したことを特徴とする。

また、上記目的を達成するため、本発明の第２は、光ビ
ームを走査して感光体に照射することにより画像形成を
させる光ビーム走査手段を有する光ビーム走査装置にお
いて、光ビームを検知する光ビーム検知手段と、光ビー
ム検知手段の検知信号を微分する微分回路と、微分回路
の出力信号と基準電圧のレベル比較を行い、出力信号が
基準電圧に達しない場合はエラー信号を出力する比較手
段とを具備したことを特徴とする。

［作　用コ 本発明は、上記の第１の構成により、水平走査されるビ
ームのビーム径が正常な大きさより拡大したり、縮小し
たりした場合は、光ビーム検知手段の検知信号と基準電
圧のレベル比較を行う比較手段の出力信号の出力時間（
オンとなる時間）が、正常なビーム径の場合の出力時間
を基に設定した所定の許容時間の範囲外となるので、計
時手段からエラー信号が出力され、光ビーム径の異常を
検出することができ、ひいては再生画像や記録画像の画
質の劣化を防止させることができる。

また、本発明は、上記の第２の構成により、水平走査さ
れるビームのビーム径が正常の大きさより拡大したり、
光量低下した場合は、光ビーム検知手段の検知信号を微
分する微分回路の出力信号のレベルが、正常な光ビーム
の場合を基に定めた基準電圧に達しないので、比較手段
からエラー信号が出力され、光ビーム径の異常や光ビー
ムの光量低下を検出することができ、ひいては再生画像
や記録画像の画質の劣化を防止させることができる。

［実施例〕 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明実施例の
基本構成を示す。

本図（Ａ）において、Ａは光ビームを走査して感光体に
照射することにより画像形成をさせる光ビーム走査手段
を有する光ビーム走査装置において、上記光ビームを検
知する光ビーム検知手段である。Ｂは光ビーム検知手段
Ａの検知信号と基準電圧のレベル比較を行う比較手段で
ある。

Ｃは比較手段Ｂの出力信号の出力時間を計時してこの出
力時間が所定の許容時間の範囲外である場合はエラー信
号を出力する計時手段である。

また、本図（Ｂ）において、Ａは上記と同様な光ビーム
検知手段である。Ｄは光ビーム検知手段Ａの検知信号を
微分する微分回路である。

Ｅは微分回路りの出力信号と基準電圧のレベル比較を行
い、その出力信号が基！！：電圧に達しない場合はエラ
ー信号を出力する比較手段である。

第２図は本発明の第１実施例の回路構成を示し、第５図
の従来例と同様の箇所には同一符号を付しである。

第２図において、１３はレーザビーム７の走査面、すな
わち回転ドラム８の受光開始位置Ａと回転多面鏡５との
光路上に配置されたスリットであり、光ファイバ１４の
一端面へ入射するレーザビーム７の入射量を制限してい
る。

光ファイバ１４の他方の端面には、光電変換素子である
フォトダイオード１５が配設されている。スリット１３
を通過したレーザビーム７は、フォトダイオード１５に
より光電変換され、演算増幅器（オペアンプ）１６およ
び帰還抵抗器（フィードバック抵抗）　Ｒｆ１７とによ
り電流−電圧変換される。検出信号としての演算増幅器
１６の出力信号の電圧レベルはコンパレータ１Ｂにより
基準電圧１９と比較され、その出力信号が基準電圧１９
より電位が高い場合にはコンパレータ１８からＢＤ（ビ
ーム位置検出信号）１１が出力される。

上記信号ＢＤＩＩは不図示の制御部へ送出されると同時
に、タイマー回路２０のトリガー入力端子と、ラッチ回
路２３のデータ入力端子とに人力される。

タイマー回路２０は信号ＢＤＩＩの立上りエツジにより
計時動作を開始し、抵抗器Ｒ２１およびコンデンサＣ２
２で決定される時定数によりその計時動作の終了時間ｔ
０が決まる。そして、タイマー回路２０は出力端子Ｑか
らタイミング信号ＴＭを出力する。このタイミング信号
ＴＭは、ラッチ回路２３のトリガー入力端子に入力され
る。ラッチ回路２３は、タイミング信号ＴＭの立上りエ
ツジで、データ入力のラッチ動作を行ない、　ＢＤ信号
１１がＨ（ハイ）レベルのときには出力端子Ｑからエラ
ー信号Ｅ　ＲＲを出力する。

次に、第３図および第４図を参照して上記第１実りｍ個
の動作を更に詳細に説明する。

第３図はレーザビーム７のビーム径とスリット１３およ
び演算増幅器１６から出力される検出波形の関係を示し
ている。本図の（Ａ）は正常なレーザビームＡが走査さ
れた場合の状態を示しており、レーザビームＡがＡ′の
位置まで一定速度で移動した時、レーザビームＡの光強
度分布と、スリット１３の開口面積の関係から、Ｃで示
すような検出波形が演算増幅器１６の出力端から得られ
る。一方、本図の（Ｂ）は光学的な歪みや、レーザダイ
オードの故障等の原因によりビーム径の広がったレーザ
ビームＢが走査された場合の状態を示しており、上記＜
Ａ）の場合と同様に、レーザビームＢがＢ′の位置まで
一定速度で移動した時には、Ｄのような検出波形が演算
増幅器１６の出力端から得られる。

ここで、（八）と（Ｂ）の検出波形を比較すると演算増
幅器から得られる２つの検出波形Ｃ５Ｄの面積はレーザ
ダイオードの発光量か所定量に常時制御されているので
、はぼ等しい値となり、レーザビームの完全分布が広い
レーザビームＢが走査された場合、の方が、スリット１
３にレーザビームが入射している時間が大きくなる。

すなわち第３図におい゛て、所定の光量以上（図中の破
線Ｔ）ｌより上）の光がスリット１３に入射している時
間ｔｌ、ｈは１．＜１２となる。そこで、第２図におけ
る基準電圧（Ｅ）１９の値を第３図中の破線ＴＨのレベ
ルと等しくすることにより、第４図に示すような信号Ｂ
Ｄがコンパレータ１８から得られる。

第４図の（八）は第３図の（＾）における正常なレーザ
ビームＡが走査された場合の信号ＢＤ、ＴＭおよびＥＲ
Ｉ（の出力状態を示し、第４図のＣＢ）は第３図の（ロ
）におけるビーム径の広がった異常なレーザビームＢが
走査された場合の信号ＢＤ、ＴＭおよびＥＲＲの出力状
態を示す。信号ＢＤは第３図で上述したようにオン時間
（有効出力時間）が【ｌとｔ２で示さねている。タイマ
ー回路２０は信号ＢＤＩＩの立上りに応じて計時を開始
し、抵抗器Ｒ２１およびコンデンサＣ２２の時定数より
定まる一定時間ｔ０の間だけ、モノマルチバイブレータ
動作させることにより、第４図に示すような波形のタイ
ミング信号ＴＭを出力する。

上記時間Ｌ０を正常と認め得るレーザビーム径の許容範
囲（すなわち、正常なビーム径の範囲）として設定し、
上記信号Ｂ１１に対しラッチ回路２３により信号ＴＭの
立上りエツジでラッチ動作させる。第４図においては、
ｔｉ　＜　ｔｏ＜　ｈであるので、第４図の（Ｂ）の場
合に、エラー信号ＥＲＲがラッチ回路２３から発生され
る。

また、上述の実施例では、レーザビーム径が広がった場
合のみエラー信号ＥＲＲを発生するようにしたが、最低
限必要なビーム径を考えて、タイミング信号ＴＭのモノ
マルチバイブレータ動作時間ｔ゛。をｔ゛。＜ｔｉと設
定することにより、レーザビーム径の異常細りを検出す
るようにしてもよく、また上述の２つの検出手段を並列
接続する事によリ、レーザビーム径の太りあるいは細り
を同時に検出するように構成してもよい。

上述の第１実施例では、レーザビームのスリット１３の
通過時間を計時することにより、レーザビーム径の異常
を検出したが、レーザビームのスリット通過時における
入射光量の変化を検出することにより、同様にレーザビ
ーム径の異常を検出することができる。

第７図は本発明の第２実施例の回路構成を示し、第２図
と同様の箇所には同一の符号を付しである。

第７図に示すように光電変換素子であるフォトダイオー
ド１５に入射したレーザビームはフォトダイオード１５
で光電変換され、さらに演算増幅器１６および帰還抵抗
器１７により電流−電圧変換される。演算増幅器１６の
出力信号（検出信号）は、コンパレータ１８に入力する
と同時に、コンデンサＣ８２４および抵抗器Ｒ１２５で
構成される微分回路に入力する。レーザビームの入射光
量の変化を示すこの微分回路の出力信号のレベルはコン
パレータ２７により２６で示す基準電位Ｅ１と比較され
５．ＵＳ電位Ｅ。

より高い電位の場合は、コンパレータ２７がら信号ＤＣ
Ｔが出力される。出力された４８号ＤＣ，Ｔは前段のラ
ッチ回路３０によりラッチされ、信号ＬＣＴがラッチ回
路３０から出力される。

演算増幅器Ｉ６からコンパレータＪ８の非反転入力端子
（プラス端子）に入力した検出信号はコンパレータ１８
により基準電位Ｅでスライスされ波形整形されて信号Ｂ
Ｄとして出力される。信号ｎＤの立ち下りエツジで後段
のラッチ回路３１は上記化４ｔｃｒのラッチ動作を行な
い、さらに遅延回路（デイレイエレメント）２ｇを通し
て多少遅れて、信号ＢＤがラッチ回路３０のクリア端子
に人力し、ラッチ回路３０のクリア動作が行なわれる。

第８図は上記第２実施例での出力信号のタイミングを示
し、（Ａ）　は正常なレーザビームがフォトダイオード
１５に入射された場合を示し、（Ｂ）はビーム径の広が
ったレーザビームがフォトダイオード１５に入射された
場合を示している。第８図の（Ａ）の正常状態の場合で
は、演算増幅器１６の検出信号の波形（検出波形）の立
上りが速いので、微分回路のコンデンサＣ８２４と抵抗
器Ｒ３２５により出力される微分波形の電位レベルがコ
ンパレータ２７の基準電位Ｅ１より大きくなるので、信
号ＯＣＴがコンパ１ノータ２７から発生し、ラッチ回路
３０がこの４３号ＤＣＴをトリ力として動作し、（Ｓ号
ＬＣＴを発生する。また、上述したように、信号Ｂ［ｌ
の立下りでラッチ回路３１が信号ＬＣＴをラッチ動作す
るので、後段のラッチ回路３１からエラー信号ＥＲＲは
発生しない。

他方、第８図の（Ｂ）の異常状態の場合には、演算増幅
器１６の検出信号の波形（検出波形）の立上りが遅いの
で、微分回路２４．２５の微分波形が基準電位Ｅ１に達
しない。そのため、コンパレータ２７カ）らは信号ＯＣ
Ｔが発生せず、前段のラッチ回路３０のラッチ動作が行
なわれず、ラッチ回路３０から信号ＬＣＴが発生しない
。したがって、後段のラッチ回路３１は信号ＢＤの立下
りでエラー信号ＥＲＲを発生ずることとなる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、水平走査される
光ビームを検知する光ビーム検知手段から出力する信号
の有効出力時間を計時し・て、その有効出力時間を基準
の所定時間と比較することにより、またはその光ビーム
検知手段から出力する信号の光量の変化量を微分回路で
検出して基準値と比較することにより、エラー侶−号を
出力するようにしたので、レーザビーム等のビ・−ムの
ビーム径の異常を容易に判断でき、ひいては出力画像の
劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）　、　（Ｂ）はそれぞれ本発明実施例の基
本構成を示すブロック図、 第２図は本発明の第１実施例の回路構成を示す回路図、 第３図は第２図の実施例におけるレーザビームと検出信
号の波形（検出波形）の関係を示す説明図、 第４図は第２図の実施例における各信号のタイミングを
示すタイミングチャート、 第５図は従来例の構成を示す斜視図、 第６図は従来例の信号のタイミングを示すタイミングチ
ャート、 第７図は本発明の第２実施例の回路構成を示す回路図、 第８図は第７図の実力伍例における各信号のタイミング
を示すタイミングチャートである。 ２・・・レーザユニット、 ５・・・回転多面鏡、 ６・・・結像レンズ、 １３・・・スリット、 １４・・・光ファイバ、 １５・・・フォトダイオード、 １６・・・演算増幅器、 １７・・・帰還抵抗器、 １８．２７・・・コンパレータ、 ２０・・・タイマー回路、 ２３ＪＯ，３１・・・ラッチ回路、 ２４．２５・・・微分回路。 第１欠プ旭イ列θ回詳１膏べを示ず圓ｙト区第２図 ａ：ｌ　　　−ム」 （Ａ） 第１　−に−Ｊ邑イ列０し〜ヂビ 〃関４８鼾″′ｆ説明巨 第３目 （Ｂ） 一ムのど−ハイ社どキ妃出劣りし コ イブと］呆ｆフ１りの　１−シＬ鰺＼くをカ々コブー刺
−２七ｒもＬｌコ、ｆＸ　米　イゲリ　０　タイＳンク
゛ナヤート第６図 手続補正書 昭和６３年７月１１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光ビームを走査して感光体に照射することにより画
   像形成をさせる光ビーム走査手段を有する光ビーム走査
   装置において、 前記光ビームを検知する光ビーム検知手段 と、 該光ビーム検知手段の検知信号と基準電圧のレベル比較
   を行う比較手段と、 該比較手段の出力信号の出力時間を計時して該出力時間
   が所定の許容時間の範囲外である場合はエラー信号を出
   力する計時手段と を具備したことを特徴とする光ビーム走査装置。 ２）光ビームを走査して感光体に照射することにより画
   像形成をさせる光ビーム走査手段を有する光ビーム走査
   装置において、 前記光ビームを検知する光ビーム検知手段 と、 該光ビーム検知手段の検知信号を微分する微分回路と、 該微分回路の出力信号と基準電圧のレベル比較を行い、
   該出力信号が該基準電圧に達しない場合はエラー信号を
   出力する比較手段と を具備したことを特徴とする光ビーム走査装置。