JPH0449826B2

JPH0449826B2 -

Info

Publication number: JPH0449826B2
Application number: JP58128128A
Authority: JP
Inventors: Tomohisa Mikami; Tsuguo Noda
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1983-07-13
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1992-08-12
Also published as: JPS6019353A

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、特に電気的雑音に
よる誤動作確率のきわめて低い高精度走査光位置
検出方式に関する。

(b) 従来技術と問題点本発明の従来技術であつて走査した光を利用し
て記録を行う装置の例としてレーザプリンタを説
明する。第１図はレーザプリンタ１１の構成図を
示す。図において１２はレーザ光源であつて半導
体レーザを用いる。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
メータ１３により必要なビーム径にされた後に光
ビーム走査手段（回転多面鏡）１４によつて矢印
Ｘ方向に走査され、結像光学系１５により光導電
体ドラム１６上に集光され、一定のスポツト径を
有する光ビームM_Sにて走査する。光導電体ドラ
ム１６は光ビームM_Sの走査方向矢印Ｘに対して
垂直の矢印Ｙ方向に回転するので、ドツトによる
記録パターンを光導電体ドラム１６上に露光させ
ることができ、電子写真プロセスにより普通紙上
にドツトによるパターンを記録することができ
る。

このようにして得られる印字が高品位であるた
めには回転多面鏡１４の各鏡面により走査された
光ビームM_Sのスポツト位置が光ビーム走査方向
（矢印Ｘ方向）及びこれと垂直の方向（矢印Ｙ方
向）に等間隔に並んでいなければならない。回転
多面鏡１４には角度分割誤差等の機械的な加工誤
差が存在するため、毎回の走査に対して各画素の
走査方向初期位置のタイミングはわずかずつ変動
する。これを補正するために走査開始位置に光検
知手段として光検出器１８（受光素子にて構成す
る）を設置し、走査光検知出力により光変調器制
御回路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が取られている。

第２図は従来例の光検出器１８の出力波形を示
しａはピーク形ｂは偏平形である。何れの場合も
一定のしきい値Ｌにて整形して立上り、立下りタ
イミングを光検知タイミングとすると、第２図ａ
に示すように回転多面鏡１４の異なる鏡面に対応
する光検出器の出力波形V₁，V₂，V₃のそれぞれ
の立上りタイムはt_r1，t_r2，t_r3となりそれぞれの
立下りタイムはt_f1，t_f2，t_f3のようにタイミング
が異なる。又、第２図ａのようにピーク形の波形
の場合はアナログ的ピーク検出により光検知タイ
ミングの高精度化が可能であるがｂの場合はピー
ク検知が不可能である。勿論、光検出器１８の出
力波形のピークをとらえて同期信号とすることも
考えられるが、ノイズ等が侵入した時誤つたピー
ク値をとらえる危険性が大きい。

そこで多面鏡１４のいづれの鏡面についても光
検出器１８の出力波形に相異はあるが、そのピー
ク値に対してほぼ対称形の波形をなすことに着目
した走査光ビーム同期制御方式（特開昭53−
122331号公報参照）がある。

第２図ａにおいて、それぞれの立上り時刻およ
び立下り時刻の中央値Ｐを求め、その中央値から
一定時間T_cを経過後の時刻t_Sにおいて同期信号Ｓ
を出力する。この同期信号をもつて走査光ビーム
M_Sの印字の初期位置と定める。この時刻t_Sにお
ける同期信号Ｓがいづれの鏡面についても同一の
タイミングで生ずることは明白である。ここでい
ずれの光検出器１８の出力波形V₁，V₂，V₃の場
合であつても立上りの時刻t_r1，t_r2，t_r3をそれぞ
れ時刻０と定め、立下りの時刻t_f1，t_f2，t_f3をｔ
とすると、結果的にその半分の時刻ｔ／２はいず
れの場合もピークの時刻に一致する。従つて t_S＝ｔ／２＋T_c ……(1) なる関係がいずれの光検出器出力波形についても
成立することになる。従つて各波形V₁，V₂，V₃
の立下りの時刻t_f1，t_f2，t_f3から同期信号発生時
刻t_Sまでの時間（t_S−ｔ）は上記(1)式を代入して t_S−ｔ＝T_c−ｔ／２ ……(2) を得る。すなわち従来技術によれば立上りt_r1，
t_r2，t_r3で経過時間の計測を開始し（初期値０）、
立下り（t_f1，t_f2，t_f3）で経過時間の計測を停
止し、直ちにその経過時間を1/2にしてこれを
初期値として設定し、再び経過時間の計測を開始
し、その計測値がT_cになつたら同期信号Ｓを
送出し一連の作用を終了する。

上記(2)式における−ｔ／２は、時刻ｔ／２まで
時間を戻すことを意味し、上記項の工程でこれ
を行う。この項の工程は電子回路で容易に実行
可能であり前記の経過時間計測をカウンタを用い
て行うことにより実行される。

第３図は従来の走査光ビーム同期制御方式の回
路図、第４図は第３図各部の波形を示すタイムチ
ヤートである。第３図において１８は既に述べた
光検出器、１８′は第２図のしきい値Ｌを設定し、
光検出器１８の出力とレベルを比較するコンパレ
ータ、Ｓが求める同期信号である。３１は経過時
間の計測のために必要な周波数ｆのクロツクパル
スを供給する計時クロツク発生器であり、該クロ
ツクパルスＡの波形を第４図Ａに示す。走査光ビ
ームM_Sが到来し、光検出器１８の出力Ｂが第４
図Ｂの如く変化してしきい値Ｌを横切るとコンパ
レータ１８′の出力波形Ｃは第４図Ｃの如く立上
る。この後最初にクロツクパルスＡが立下るタイ
ミングでＤ形フリツプフロツプ３２のＱ出力が立
上る（第４図Ｄ参照）。これと同時にＤ端子が論
理値“１”であるＤ形フリツプフロツプ３３のＱ
出力も立上る（第４図Ｅ参照）。そしてそのＱ出
力によりアンドゲート３４が開となり、クロツク
パルスＡが該アンドゲート３４を通過する（第４
図Ｆ参照）。アンドゲート３４からのクロツクパ
ルスＡを受信して、Ｊ端子が論理値“１”である
JKフリツプフロツプ３５のＱ出力は第４図Ｇに
示す如くなる。従つてアンドゲート３４からのク
ロツクパルスＡとフリツプフロツプ３５からのＱ
出力を入力とするアンドゲート３６の出力は第４
図Ｈに示す如くなる。すなわち、コンパレータ１
８′の出力Ｃが論理値“１”となつて以降（第２
図の時刻t_r1，t_r2またはt_r3）アンドゲート３６の
出力はクロツクパルスＡの1/2の周波数（1/2ｆ）
のクロツクパルスとなり、これがカウンタ３７に
印加される。この1/2の周波数のクロツクパルス、
すなわちクロツクパルスＡの1/2分周出力をカウ
ンタ３７が計数する。ここまでは既に述べた工程
のに相当する。クロツクパルスＡの1/2分周出
力をカウンタ３７が計数し始め、第４図Ｂにおけ
るしきい値Ｌを再び光検出器出力が横切つた時
（第４図Ｂのt_fの時であり、第２図のt_f1，t_f2，t_f3
に相当）、コンパレータ１８′の出力Ｃが立下り、
クロツクパルスＡが立上るタイミングでフリツプ
フロツプ３２のＱ出力が立下り、フリツプフロツ
プ３５のＱ出力は論理値“１”をホールドする
（第４図Ｇ参照）。ここまでは既に述べた工程の
に相当する。

この直後に工程のに入り、先づ工程の最初
の時刻を1/2にする。このことは系の時間を1/2に
することに相当しクロツクパルスの周波数を２倍
にすることにより達成される。第４図Ｈに示すと
おりしきい値Ｌを下廻つた後はフリツプフロツプ
３５のＱ出力が論理値“１”をホールドしクロツ
クパルスＡそのものがカウンタ３７に入力され
る。つまりカウンタ３７へのクロツクパルスはク
ロツクパルスＡの1/2分周出力からクロツクパル
スＡそのもの（周波数ｆ）に切替わる。以後カウ
ンタ３７は周波数が２倍となつたクロツクパルス
で第２図ａに示すT_c×ｆ個のパルスを計数し、
時刻t_Sで求める同期信号Ｓをカウンタ３７のキヤ
リー端子CYから出力する。同期信号Ｓは同時に
フリツプフロツプ３３，３５およびカウンタ３７
の各リセツト端子をライン３８を介してリセツト
する。これが既に述べた工程のに相当する。

かくして鏡面毎に位相ずれのない同期信号Ｓが
確保される。以上の説明において計時クロツク発
生器３１とカウンタ３７とが計時手段を構成し、
フリツプフロツプ３３と３５およびアンドゲート
３４と３６とが演算手段を構成している。

しかしながら以上の回路方式では走査光の検出
精度は高いがノイズ等の侵入で光検出器１８が誤
動作したときには次に真の光検出信号が引続き入
力されても所定時間の経過後、すななち同期信号
Ｓが出力されるまでの時間帯はリセツトができな
いため、誤動作回復処理ができない欠点がある。

(c) 発明の目的本発明は上記従来の欠点に鑑み、走査光検出の
時点で走査光の真偽を判定してすみやかな誤動作
回復処理を可能とし安価に高精度走査光位置検出
を可能とする回路を提供することを目的とする。

(d) 発明の構成そしてこの目的は本発明によれば、光源と該光
源から出射された光ビームを走査する走査手段
と、該走査接手段により走査される被走査面上に
設置された光検知手段と、該光検知手段の出力の
立上りから立下り迄の時間の計時手段と、該出力
立上りと立下りの中央時刻を算出する算出手段と
を具備し毎回の走査における走査光の初期位置を
位置付けする走査光ビーム同期制御方式におい
て、前記計時手段の計数値が所定の範囲内にある
かどうかの真偽を判定する判定手段と、該判定手
段の判定結果が偽の場合に前記計時手段と演算手
段ならびに判定手段を初期化する手段を有し、該
判定手段の判定結果が真の場合に前記演算手段に
より算出された時刻から所定時間経過後に走査光
ビーム同期信号を出力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) 発明の実施例以下本発明実施例を図面によつて詳述する。尚
図において第３図との対応部位には同一符号を付
してその重複説明を省略する。

第５図は本発明による走査光位置検出回路の回
路図を示す。

図において破線の枠外は従来例第３図の回路で
あつて、破線の枠内が本発明の回路部を示す。４
１はサンプルホールド回路であつてそのクロツク
端子Ｃはフリツプフロツプ３２の出力端子と接
続し、そのデータ端子Ｄはカウンタ３７のＱ端子
と接続する。しかしてサンプルホールド回路４１
のＱ出力をコンパレータ４２とコンパレータ４３
の比較入力端子の片側にそれぞれ並列入力すると
共に、コンパレータ４２の他の比較入力端子W₁
には光検出器出力パルス幅の下限値を設定入力
し、コンパレータ４３の他の比較入力端子W₂に
は光検出器出力パルス幅の上限値を設定入力す
る。

又コンパレータ４２と４３の各出力端子をオア
ゲート４４に入力すると共にその出力端子をステ
ータス信号Ｚとして出力し、かつステータス信号
Ｚをコンパレータ４２と４３の各リセツト端子Ｒ
に並列接続し、更にオアゲート４５の入力端子の
一方に接続する。又カウンタ３７からキヤリー端
子CY出力を取出してオアゲート４５の他の入力
端子に接続すると共に、オアゲート４５の出力端
子をライン３８を介してフリツプフロツプ３３と
３５およびカウンタ３７のリセツト端子Ｒに接続
した回路構成になつている。

次に本実施例の回路の作用について説明する。

フリツプフロツプ３２の出力は第４図Ｄの波
形を反転したものであつて光検出器１８の出力を
しきい値Ｌより超過した時間幅をホールドデータ
としてサンプルホールド回路４１に入力するもの
であり、その時のカウンタ３７のＱ出力をサンプ
リング値（すなわちしきい値Ｌを超過した時間幅
に対応する計時手段の計数値）としてコンパレー
タ４２と４３との比較端子に入力する。コンパレ
ータ４２の入力端子W₁に設定入力される下限値
およびコンパレータ４３の入力端子W₂に設定入
力される上限値は共に光検出器１８の出力の真偽
を判定する判定手段の基準値であつて偽の信号で
あれば必ず上限値を超過するか又は下限値に達し
ないかであり、この時のコンパレータ４２と４３
の出力の少なくとも一方は論理値“１”となる。
従つてオアゲート４４の入力の少なくとも一方が
論理値“１”のためその出力は論理値“１”とな
りステータス信号Ｚを論理値“１”にて出力す
る。ステータス信号Ｚの論理値“１”はオアゲー
ト４５を開き、ライン３８を介して計時手段を構
成するカウンタ３７と演算手段を構成するフリツ
プフロツプ３３と３５及び判定手段のコンパレー
タ４２と４３の各リセツト端子を駆動し、各手段
を初期化する。又、カウンタ３７のキヤリー端子
CYから同期信号Ｓが論理値“１”にて出力され
たときもオアゲート４５を開きライン３８を介し
て前記各手段を初期化する。

次に光検出器１８の出力が真の信号であれば下限値≦サンプリング値（計数値）≦上限値の範囲内にあることを満足し、この場合のコンパ
レータ４２と４３の出力は何れも論理値“０”と
なり従つてオアゲート４４の出力は論理値“０”
となりステータス信号は出力せずリセツト作用も
行なわない。すなわち光検出器１８の出力が真の
信号に判定された時は正常通りの計時手段と演算
手段が実行され同期信号Ｓの出力をもつて初期化
される。又偽の信号に判定された時は上限値の判
定がなされた時点で直ちに各手段は初期化され
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光位置
検出回路によれば従来の高精度の走査光位置検出
回路に安価かつ容易に誤動作検出機能を付加する
ことができノイズの多い悪環境でも高精度に走査
光位置を検出できるという効果がある。レーザプ
リンタ等に適用すれば、大型モータ等の機器の
ON、OFFの時に印字が乱れることなく安定な印
字が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は走査されたレーザ光を利用する装置の
例としてのレーザプリンタの構成図、第２図は走
査光位置を検出する光検出器の出力波形の例、第
３図は従来の走査光ビーム同期制御方式の回路
図、第４図は第３図各部の波形を示すタイムチヤ
ート、第５図は本発明による走査光位置検出回路
の回路図を示す。図において１２は光源、１４は回転多面鏡、１
８は光検出器、１８′はコンパレータ、３１は計
時クロツク発生器、３２と３３と３５はフリツプ
フロツプ、３４と３６はアンドゲート、３７はカ
ウンタ、４１はサンプルホールド回路、４２と４
３はコンパレータ、４４と４５はオアゲート、Ｍ
とM_Sは光ビーム、Ｓは同期信号、Ｌはしきい値
を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１光源と該光源から出射された光ビームを走査
する走査手段と、該走査手段により走査される被
走査面上に設置された光検知手段と、該光検知手
段の出力の立上りから立下り迄の時間の計時手段
と、該出力立上りと立下りの中央時刻を算出する
演算手段とを具備し、毎回の走査における走査光
の初期位置を位置付けする走査光ビーム同期制御
方式において、前記計時手段の計数値が所定の範
囲内にあるかどうかの真偽を判定する判定手段
と、該判定手段の判定結果が偽の場合に前記計時
手段と演算手段ならびに判定手段を初期化する手
段を有し、該判定手段の判定結果が真の場合に前
記演算手段により算出された時刻から所定時間経
過後に走査光ビーム同期信号を出力することを特
徴とする走査光位置検出回路。