JPH01164914A - 画像記録装置 - 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） 本発明は、レーザプリンタにおける半導体レーザを用い
た記録装置に関する。

（従来の技術） レーザプリンタにおいては、回転するポリゴンモータに
よりレーザビームを偏向させて感光体上に画像データの
１ライン分を書き込む（記録する）。

ｌラインごとの画像の書込位置の同期をとるために、従
来は、レーザビームの光路内の非画像エリアにホトダイ
オードを配置し、このホトダイオードをレーザビームが
通過するごとに、このホトダイオードの出力信号より１
ラインごとに画像書込の同期信号を検出する。また、こ
のホトダイオードを配置する位置に光ファイバを配置し
、光ファイバの他の一端に受光用のホトダイオードを設
け、間接的に同期をとる４、ｌＩ７成を用いる。

（発明の解決しようとする問題点） 従来の同期信号検出には、専用の受光部（ホトダイオー
ド）を必要としていた。

本発明の目的は、同期信号検出専用の受光部（ホトダイ
オード）を不要とした簡素な構成の画像記録装置を提供
することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る画像記録装置は、レーザ光の主ビームを発
生するレーザ光源と、このビームを回転に伴い偏向する
偏向面を有する回転偏向手段と、回転偏向手段により偏
向されたビームにより照射された画像が１ラインごとに
記録される感光体とを有する画像記録装置において、上
記のレーザ光源が感光体゛を照射するための主ビームの
他に副ビームを発生し、かつ、この副ビームの光量を検
知する光検出手段を備え、上記のレーザ光源は、上記の
回転偏向手段の偏向面による偏向により感光体を走査す
る前に主ビームが偏向面に垂直に入射し、反射されて、
上記の副ビームの光ｍ検出用光検出手段に入射する位置
に設置され、上記の光検出手段の出力信号について、副
ビームのみが入射したときと偏向面で反射された主ビー
ムも入射したときとを識別し、各走査ラインごとの同期
信号を発生する識別回路を備えたことを特徴とする。

（作　用） レーザ光源から射出された主ビームが偏向面に垂直に入
射し、その反射光がレーザ光源の内部に備えられている
光量モニタ用の光検出手段に入射されると、識別回路が
これを検出して同期信号を出力する。このため、主ビー
ムが偏向面から反射されて光検出手段に入射するように
レーザ光源と回転偏向手段の位置を定めている。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、レーザプリンタの光学系の概略を示す。半導
体レーザｌから出射された主ビームは、コリメータレン
ズ２によって平行光に補正され、さらにシリンドリカル
レンズ３によってポリゴンミラー４の１つの偏向面５上
に集光される。偏向面５上に集光された主ビームはポリ
ゴンミラー４の回転（図面では時計回り方向）に従って
偏向され、ｆθ　レンズ６を通って感光体７上に結像さ
れた状態で走査される。

半導体レーザＩから出射される主ビームと偏向面５の位
置関係は、偏向面５による主ビームの感光体７への走査
に先立って、主ビームが非画像エリアで偏向面５に垂直
になるように定める。従って、偏向面５が主ビームと垂
直になった時点で偏向面５上に集光され、反射された主
ビームは、シリンドリカルレンズ３、コリメータレンズ
２を通って再度半導体レーザｌに入射することになる。

なお、従来は、半導体レーザ１から偏向面５に垂直に主
ビームを入射しないようにしていた。主ビームがレーザ
ダイオードｌに戻ってくると、レーザ発生が不安定にな
るためである。

半導体レーザ１は、第２図（ａ）、　（ｂ）に示すよう
に、レーザ発光作用を行うレーザダイオードチップ２１
の他に、レーザ光ｍを検出するためのホトダイオード２
２を開口窓２３と反対の側に備えている。レーザダイオ
ードデツプ２１の主ビームは、開口窓２３と光量モニタ
用のホトダイオード２２への２方向に出射される。開口
窓２３を通る主ビームは、第１図に示すように感光体７
に達する。

一方、ホトダイオード２２に向かう副ビームは、レーザ
ダイオードデツプ２１の発光の光量を一定にするために
用いられる。すなわち、レーザダイオードデツプ２１か
ら出射される光ビームの強度は、副ビームの強度により
間接的にホトダイオード２２を通じて検知されるので、
ホトダイオード２２の検知する光量の増減に対応してレ
ーザダイオードチップ２１を流れる電流を減増する。

第３図に示すように、半導体レーザＩの出力と電流との
関係は、温度に著しく依存する。そこで、ホトダイオー
ド２２を内部に配置して自己発熱による出力低下の温度
補償を行い出力を安定化させるのである。

ところで、このホトダイオード２２を各走査ラインごと
の同期信号の検出に用いることができると、同期信号検
出専用のホトダイオードを別途設けなくてもよい。そこ
で、本実施例では、第１図や第４図に示すように、主ビ
ームが感光体７を走査する前に偏向面５に垂直に入射さ
せ、偏向面５で反射された主ビームを再度半導体レーザ
１に入射させる。この再入射した主ビームは、同時にレ
ーザダイオードチップ２１から出射する副ビームに重畳
してホトダイオード２２に入射することになる。そこで
、ホトダイオード２２で検知される副ビームの強度と副
ビームに重畳して再入射する主ビームの強度とを識別し
て取り出せば、感光体７に画像を描画するために必要な
各走査ラインごとの同期信号として用いることができる
。

第５図は、半導体レーザ１の光量制御と同期信号検出の
ための回路図を示し、第６図は、そのタイミングチャー
トを示す。

同期信号は、次のように検出される。ホトダイオード２
２は光電変換器であり、光ビームの強度に応じてホトダ
イオード２２を流れる電流が変化する。そのＩＸ施は電
圧に変換されるが、この電圧は微小であるため、オペア
ンプ１０１により増幅される。次に、増幅電圧ａがコン
パレータ１０２でしきい値電圧ｇと比較される。コンパ
レータ１０２の出力電圧すが同期信号となり、図示しな
いレーザプリンタ制御系に送られる。このコンパレータ
１０２のしきい値電圧ｇは、第６図の（ａ）に示すよう
に、ホトダイオード２２に副ビームのみが入射している
場合のコンパレータ１０２の出力電圧と主ビームが再入
射した場合のコンパレータ１０２の出力電圧とを識別で
きるように設定されている。したがって、第６図の（ｂ
）に示すように、主ビームが半導体レーザ１に再入射し
ている間は、コンパレータ１０２の出力電圧すは高レベ
ルになり、１走査ラインごとの同期信号として用いるこ
とができる。

レーザ出力制御は次のように行われる。レーザダイオー
ドチップ２１を流れる電流は、２つのトランジスタＩｌ
ｌ、１１２で制御される。第６図の（ｆ）に示すように
、描画に必要な画像データｒは、ホストコンピュータ等
から送られ、ＯＲゲート１１３に入力され、画像データ
が高レベルのときにトランジスタ１１１に一定の電流が
流れる。

一方、他方のトランジスタ１１２にも常に電流を流して
おく。これは、トランジスタＩＩＩのみでレーザダイオ
ードチップ２１に流す電流をＯＶからスイッチングさせ
たのでは、光出力の過渡特性のため光出力の応答性が劣
化するためである。そこで、トランジスタ！１２にある
電流を流しておく必要がある。このときの光出力値は、
トランジスタ１１２のみがレーザダイオードチップ２Ｉ
に電流を流しているときは、感光体ｌに画像を描画する
には足りない低いレベルの発光状態になるように設定さ
れている。具体的には、第３図におけるレベルＥ、（出
力が増加する前のレベル）以下に設定する。両トランジ
スタ１１１，１１２に電流が流れているときは、感光体
７を十分に露光させるだけの光出力（第３図のレベルＥ
ｔ）が発生される。

レーザ光出力を一定にするための制御は、第７図に一例
を示すように、感光体７に画像を描画するのに必要なレ
ベルの発光状態でトランジスタ１１２に流れる電流（第
７図の斜線部）をホトダイオード２２の受光量に対応し
て変えることにより行う（トランジスタ１１１を流れる
電流は制御しない。）。すなわち、両トランジスタ１１
１，１１２に電流が流れる状態でホトダイオード２２に
より検出された電圧は、オペアンプ１０１で増幅された
後、サンプルホールド回路を経てトランジスタ！＋２の
ベースに印加される。したがって、トランジスタ１１２
では、オペアンプ１０１の出力電圧ａが一定になるよう
に、すなわち、レーザダイオードチップ２１から出射す
るビームの光ビームの強度が一定になるようにコレクタ
電流が制御される。

サンプルホールド回路は、アナログスイッヂ１２１、Ｃ
Ｒ回路１２２およびオペアンプ１２３からなる。サンプ
ルホールド回路を増幅器１０１とトランジスタ１１２の
間に介在させるのは、画像記録領域外でのみ光出力制御
を行うためである。

画像記録領域では、画像信号に対応して主ビームを発生
し或いは発生を中止することにより描画を行う。しかし
、半導体レーザ１を作動させた直後の光出力は不安定で
あり、且つ、光出力を一定に保つための制御回路の遅延
もあるため、描画中（主ビームの高速での発生・中止の
間）に光出力を一定に保つ制御を行うことは非常に困難
である。

そこで、後に説明するように、画像記録領域外でアナロ
グスイッチ１２１を閉じ、サンプリングを行い、画像記
録領域に入る前に（すなわち、主ビームが半導体レーザ
Ｉに再入射したときに）アナログスイッチ１２＋を開き
、サンプリングされ一定になった光出力をホールドする
。画像記録領域では、このホールドされた光出力で画像
を記録する。

サンプルホールド回路におけるＣＲ回路１２２は、フィ
ードバック系の応答を遅延させるために用いる。本実施
例では、主ビームが半導体レーザＩに再入射するときに
光出力をホールドする。もしＣＲ回路１２２がないと、
ホトダイオード２２が規定値以上の光出力を受けている
ときにホールドするので、トランジスタ１１２の電流を
減らす方向にフィードバックが作用したときの電流値に
ホールドされてしまう。そこで、再入射時のホトダイオ
ード２２の出力をホールドしないようにＣＲの時定数を
定め、フィードバック系の応答を遅延させる。こうして
、オペアンプ１２３の出力ｅを、第６図（ｅ）に示すよ
うに、安定化し、同期信号検出回路がレーザ光出力制御
回路に影響を与えないようにするのである。

次に、光出力制御のタイミングについて説明する。この
タイミングを与えるため、ワンショットマルチバイブレ
ーク１２４とＯＲゲート１２５を用いる。コンパレータ
１０２の出力する同期信号すはワンショットマルチバイ
ブレーク１２４とＯＲゲート１２５にも送られ、そして
、ワンショットマルチバイブレーク１２４の出力Ｃは、
アナログスイッチ１２１とＯＲゲート１２５に送られる
。

第６図の（Ｃ）に示すように、ワンショットマルチバイ
ブレーク［２４は、同期信号すの正進行エツジで、すな
わち、主ビームの再入射時に“０”になり、画像記録期
間を確実にすぎ、所定の時間ｔ　＋　’ｅ経過した後、
レーザの強制発光のため、高レベルに戻る。したがって
、アナログスイッチ１２１は、画像記録期間には開いて
いて、光出力を一定にするためのフィードバック制御を
行わない。一方、ＯＲアゲ−１２５で同期信号すと信号
Ｃとの論理和ｄをとり、ＯＲゲート＋１３を介してトラ
ンジスタ１１１を駆動する。これにより、アナログスイ
ッチ＋２１が閉じレーザ光出力をサンプリングしている
間はレーザダイオードデツプ２Ｉを強制的に発光状態に
するとともに、主ビームが半導体レーザ１に再入射して
いる間はレーザの発光状態を維持し、同期信号を確実に
取り出す。

（発明の効果） レーザ光源内部の光量モニタ用の光検出手段を用いて同
期信号を発生するので、レーザ光学系の槽成が簡単にな
る。また、コストを低下できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、レーザプリンタの光学系の概略を示す図であ
る。 第２図（ａ）、　（ｂ）は、それぞれ、半導体レーザの
平面図と断面図である。 第３図は、半導体レーザの出力の電流依存性のグラフで
ある。 第４図は、主ビームの再入射の状況を図式的に示す図で
ある。 第５図は、半導体レーザの出力制御回路図である。 第６図は、出力制御回路のタイミングヂャートである。 第７図は、電流制御の一例のグラフである。 ！・・・半導体レーザ、　　　４・・・ポリゴンミラー
、５・・・偏向面、　　　　　　７・・・感光体、２１
・・・レーザダイオードデツプ、 ２２・・・ホトダイオード、 １０２・・・コンパレータ、 Ｉｌｌ、＋１２・・・トランジスタ、 １２１〜１２３・・・サンプルホールド回路。 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代理人　弁理士
　　青　山　　葆　ばか２名第２図　　　　　　　　　
　　第４図 第３図 ′。“　　０２０”　　電茂

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ光の主ビームを発生するレーザ光源と、こ
   のビームを回転に伴い偏向する偏向面を有する回転偏向
   手段と、回転偏向手段により偏向されたビームにより照
   射された画像が１ラインごとに記録される感光体とを有
   する画像記録装置において、 上記のレーザ光源が感光体を照射するための主ビームの
   他に副ビームを発生し、かつ、この副ビームの光量を検
   知する光検出手段を備え、 上記のレーザ光源は、上記の回転偏向手段の偏向面によ
   る偏向により感光体を走査する前に主ビームが偏向面に
   垂直に入射し、反射されて、上記副ビームの光量検出用
   光検出手段に入射する位置に設置され、 上記の光検出手段の出力信号について、副ビームのみが
   入射したときと偏向面で反射された主ビームも入射した
   ときとを識別し、各走査ラインごとの同期信号を発生す
   る識別回路を備えたことを特徴とする画像記録装置。