JPH0488371A

JPH0488371A - 画像形成装置のビーム検出装置

Info

Publication number: JPH0488371A
Application number: JP20478890A
Authority: JP
Inventors: Masaji Uchiyama; 正次内山; Akio Noguchi; 野口　秋生; Yukihide Ushio; 行秀牛尾; Shinpei Matsuo; 信平松尾; Yoji Serizawa; 洋司芹澤; Makoto Takeuchi; 誠竹内; Kazuro Yamada; 和朗山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1992-03-23

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〕本発明はレーザビームプリンタ等の画像形成装置の水平
同期信号を得るためのビーム検出装置に関する。

〔従来の技術〕

第６図は従来のレーザビームプリンタの構成を簡略化し
て示す斜視図であり、以下その画像形成動作を説明する
。同図において、１０１は画像信号（ＶＤＯ信号）を示
し、レーザユニット１０２に入力される。

１０３は前記レーザユニット１０２によりオンオフ変調
されたレーザビームを示す。１０４は回転多面鏡（ポリ
ゴンミラー）１０５を定速回転させるスキャナモータで
ある。１０６は結像レンズであり、ポリゴンミラー１０
５によって偏向されたレーザビーム１０７を感光ドラム
１０８上に焦点を結ばせる。従って画像信号１０１によ
り変調されたレーザビーム１０７は感光ドラム１０８上
を水平走査（主走査方向の走査）される。１０９はビー
ム検出口でスリット状の入射口よりレーザビームを取り
入れる。この入射口より入ったレーザビームは光フアイ
バ１１０内を通って光電変換素子１１１に導かれる。レ
ーザビームは、光電変換素子１１１により電気信号に変
換され、コントローラ１１３上の増幅回路（図示しない
）により増幅されたのち水平同期信号（以下ＥＤ信号と
呼ぶ）となる。

１１２は転写紙であり、感光ドラム１０８に形成される
潜像を現像器（図示しない）により可視化して得られる
トナー像は転写器（図示しない）によりこの転写紙１１
２に転写される。

これらの光学系のうちレーザユニット１０２、モータ１
０４、ポリゴンミラー１０５、結像レンズ１０６、光フ
ァイバ１１０はスキャナユニットとして個別にそれぞれ
調整される。例えばＢＤ倍信号確実に出力するためには
、ビームの検出口１０９はスキャナユニットの調整工程
に於いてレーザビーム１０７の走査路上のきめられた位
置に配設される必要がある。

そのためにコントローラ１１３のかわりに専用の治具や
装置を用いてファイバへの入射光量をアナログ的に測定
し、検出口１０９が所望の位置へ来る様に配設しなけれ
ばならない。また装置によっては第７図に示すようにＢ
Ｄ信号用の反射ミラー１１４を介して検出口１０９ヘレ
ーザ光を導いている場合もある。このような場合には反
射ミラー１１４を調整することによりレーザ１０７が検
出口１０９に照射される様に調整しなければならない。

このように光ファイバ１１０を使用することにより、検
出口１０９や、コントローラ１１３の配設位置に制約を
受けることがな（構成でき、かつ耐ノイズ性が向上する
というメリットがある。

しかしながら光ファイバの透過率は、非常にばらつきが
太き（、このばらつきをふくめてＢＤ検出回路を構成す
るために増幅段などでのばらつきを少なくするなど他の
部分でのばらつきを少なくおさえなければならなかった
。また、光フアイバ自体のコストも高価であるためにコ
ントローラ１１３の位置をスキャナユニットの近傍に配
置するなどの工夫をし、ファイバを用いなくても済む構
成をとる場合がある。第８図にその構成を示す。１１５
は受光部１１６と増幅器および２値化回路からなるＢＤ
信号検出回路でありＢＤ信号１１７を出力する。

このＢＤ信号検出回路１１５はスキャナユニットに配設
される。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら第８図に示す従来例では次のような欠点が
あった。

第９図に受光部をレーザ光が通過する状態を示す。

１２０はレーザビームを表わし受光面１２２上を矢印１
２１方向に通過してい（。受光面１２２はフォトダイオ
ードのような光電変換素子であり、その受光面上をレー
ザビームが通過することにより第１０図ライン１２３に
示す光電流が発生する。この図においてライン１２５は
光があたっていないときのレベルであり破線１２４は光
があたったと判断し出力をした場合に１２６のようなり
Ｄ信号を出力する。

次に第１１図に示すようにレーザビーム１２７の通過が
矢印１２８の位置を通過した場合、受光面１２９に照射
される光量はレーザビーム１２７のもつ光量より少ない
レベルつまり第１２図１３０に示すような光電流しか発
生しない。ここで１３２は光があたっていないときのレ
ベルを示し、破線１３１はスライスレベルを示す。光電
流１３０はスライスレベル１３１を上まわっているため
にＢＤ信号出力は１３３のように出力される。光電流１
３０とスライスレベル１３１との関係を見てみると光電
流がほとんどピークに達する直前でスライスレベルを通
過している。

つまり光電流の立ち上がり波形の傾きが小さいために、
スライスレベルの変動や、光量の変動などの影響をうけ
やすい。この影響は、ＢＤ倍信号立ち上がり時間を速め
たり遅くしたりする方向に働（ために画像としては主走
査方向のゆらぎ（ジッタ）という形で表われる。また最
悪の場合は環境変動などにより光電流の出力レベルがか
わりスライスレニル１３１に達せず、ＢＤ信号１３３が
出力されないという状態が発生するという欠点がある。

光フアイバ使用時のように調整のための専用の装置を用
いてアナログレベルを測定しながら調整をしようとして
も受光部とその周辺回路がスキャナユニット内で構成さ
れているため、周辺回路だけを前記専用の装置に置き換
えることができない。

したがってＢＤ信号検出回路１１５は、その出力として
デジタル信号であるＢＤ倍信号か出力していないため、
このＢＤ倍信号モニタしながら調整しなければならず、
十分なマージンを考慮した調整を行うことはできない。

〔課題を解決するための手段及び作用〕そこで本発明に
よれば受光素子とその周辺回路を１つの基板上で構成す
る場合、もしくはＩＣ（集積回路）として一体止して構
成する場合において２値化されたＥＤ信号出力のみなら
ず、入射光量をモニタできるアナログ出力もしくは、ス
ライスレベルに対して余裕のある光量が入射されている
ことをモニタできる光のスライスレベルとは異なるスラ
イスレベルによるデジタル出力を出力する出力を設ける
ことにより、環境変動に強く、かつ容易に光学調整可能
な画像形成装置のビーム検出装置を実現したものである
。

〔第１の実施例〕第１図は本発明の第１の実施例を示すものである。

本実施例では本発明をＢＤ検出用ＩＣ（集積回路）に適
用した場合の例を説明する。なお、本実施例のＢＤ検出
用ＩＣを使用したレーザビームプリンタの全体的な構成
は第６図〜第８図で説明した従来技術のいずれの構成に
おいても適用可能であり、ここでは全体的な説明は省略
する。第１図において、１はＢＤ検出用ＩＣ，２は光電
変換素子であるフォトダイオード、３はＢＤ倍信号４は
光電流モニタ信号、５はボルテージフォロワ、６はヒス
テリシスコンパレータ、７及び８はヒステリシスコンパ
レータに与える基準電圧を作るための抵抗、９はカレン
トミラー１０はスライスレベル設定用端子、１１は電源
端子、１２はグランド端子、１３はスライスレベル設定
用抵抗、１４はフォトダイオード２に逆バイアスを与え
るための抵抗である。

次に各部の動作について説明する。

抵抗１４により逆バイアスかけられたフォトダイオード
２に光が照射されると光電流が発生しカレントミラー９
へと供給される。カレントミラー９を構成するトランジ
スタのエミッタサイズに比例した電流が抵抗１３から端
子１０を介してカレントミラーへと流れる。このときそ
の電流に応じた電圧降下が抵抗１３に発生し端子１０に
は電源電圧からその電圧降下分を差し引いた電圧が発生
する。この電圧は１つにはヒステリシスコンパレータ６
の反転入力に１．もう１つはボルテージフォロワ５へと
あたえられる。ボルテージフォロワ５に与えられた電圧
は、そのまま光電流モニタ信号端子４へ出方される。ま
たヒステリシスコンパレータ６へ与えられた電圧は、抵
抗７．８により作られた基準電圧と比較して比較結果に
応じて出力３へＢＤ倍信号出力する。

調整時には、光電流モニタ信号４をモニタしながらマー
ジンのない状態でスライスをしていないことを確認しな
がら調整する。

すなわち光電流モニタ信号４が第４図ライン１３０のよ
うにモニタされる場合にはレーザビームは光電変換素子
２の受光面の端部を走査している。そしてＢＤ検出用Ｉ
Ｃの固定位置を調整し、光電流モニタ信号４が第３図ラ
イン１２３に示すようにする。これによって専用の治具
を使用することなく、レーザビームが光電変換素子２の
受光面の中央部を走査するようにＢＤ検出用ＩＣの位置
調整を行うことができる。

この光電流モニタ信号４での出力レンジはかならずしも
光電流を０％から１００％まで見れる必要はな（、少な
くともスライスレベルに対して必要なだけのマージン分
をモニタすることができるだけのレンジを有していれば
よい。また、カレントミラー９、ボルテージフォロワ５
、及びヒステリシスコンパレータ６は、本発明の機能を
実現するための１手段であって本発明はこれらの個々の
回路構成内容により限定されるものではない。

〔実施例２〕次に本発明の第２実施例について説明する。本実施例で
は、スライスレベルに対するマージンをアナログ的にモ
ニタするのではなく、デジタル的にモニタ可能にしてい
る。

第２囚は、第２の実施例のＢＤ検出用ＩＣの構成を示す
回路図である。同図において、２は光電変換素子である
フォトダイオード、３はＢＤ信号出力端子、６．２６は
ヒステリシスコンパレータ、９はカレントミラー、１０
はスライスレベル設定端子、１１は電源端子、１２はグ
ランド端子、１３はスライスレベル設定用抵抗、１４は
フォトダイオード２に逆バイアスを印加するための抵抗
、２３．２４．２５はコンパレータ２６．６に比較用の
基準電圧を与えるための抵抗、２２はＢＤ検出用のスラ
イスレベルに対するマージンを見込むため第２のスライ
スレベルによる検出信号を出力するための出力端子であ
る。

次にこれらの回路の動作について説明する。フォトダイ
オード２に発生する光電流をカレントミラー９にて増幅
し抵抗１３により発生した電圧降下によって与えられる
電圧を、２つのコンパレータ６．２６で抵抗２３．２４
．２５により作られた２レベルの基準電圧と比較する。

第３図に、その波形例を示す。

１２３が入射光量に比例して流れる光電流、１２４がス
ライスレベルであり、１２６はスライスレベル１２４に
よりコンパレートされて出力されたＢＤ倍信号ある。ス
ライスレベル１５はコンパレータ２６により比較される
レベルでＢＤ信号発生用のスライスレベル１２４に対し
て十分なマージンがあるかどうかを認識するためのスラ
イスレベルである。

次に入射光量にマージンがない場合について説明する。

第４図は、入射光量がスライスレベル程度の光量であっ
た場合の各信号を示す。１３０が光電流で１３１がＢＤ
信号発生用スライスレベルである。光電流１３０はスラ
イスレベル１３１を上まわっているためにＢＤ信号１３
３は出力される。しか−しマージンがないため環境変動
等で出力されなくなる可能性がある。このような状態を
判別するためにコンパレータ２６のスライスレベル１７
により比較され出力１８が出力される。この出力を見る
とスライスレベル１７に達していないため出力が出てい
ない。よってこの出力を見ることによりマージンがない
ことがわかる。

この出力端子２２は、測定器を用いて直接測定すること
も可能であるが画像形成の制御を行うコントローラ３２
でも行なえる。その例を第５図に示す。

ＢＤ信号検知回路２１は第２図で説明したものと同じも
のであり端子３からＥＤ倍信号端子２２から調整用の信
号を出力する。これらのＢＤ倍信号び調整用信号はそれ
ぞれライン２９．３０を介してコントローラ３２へ転送
される。２７はＢＤ倍信号調整用信号のいずれかをセレ
クトするセレクタである。２８はセレクタ２７に対する
セレクト信号、３１は制御部である。制御部３１は本来
ＢＤ倍信号有無を判別する機能を有している。そのため
調整時にセレクタ２７が調整用信号をセレクトするよう
にセレクト信号２８を操作する。これにより専用の治具
や測定器を用いなくても調整を行なうことができる。

以上の説明に於いてＥＤ検知回路をＩＣとして実現した
場合を例に説明して来たがディスクリート部品にて構成
する場合においても同様である。また調整用信号のデジ
タル出力は複数あってもかまわないし、実施例１のアナ
ログ出力と混在してもかまわない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明を用いることにより光ファ
イバを用いない安価なりＤ検出部が環境変動を受けやす
くなることなく実現できる。

さらに、ＢＤ検出部の光学調整も容易になるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例のＢＤ検出用ＩＣの構成
を示す回路図、第２図は、本発明の第２実施例のＢＤ検出用ＩＣの構成
を示す回路図、第３図はレーザビームが光電変換素子の受光面中央部を
走査しているときの各信号を表わす図、第４図はレーザ
ビームが光電変換素子の受光面端部を走査しているとき
の各信号を表わす図、第５図は本発明の第２実施例のＢ
Ｄ検出用ＩＣを用いて調整を行う際の構成例を示す図、
第６図はレーザビームプリンタの簡略構成例を示す斜視
図、第７図は他のレーザビームプリンタの簡略構成例を示す
斜視図、第８図は更に他のレーザビームプリンタの簡略構成例を
示す斜視図、第９図は光電変換素子の受光面の中央部をレーザビーム
で走査していることを示す図、第１０図は第９図の場合のＢＤ検出用ＩＣにおける各信
号を表わす図、第１１図は光電変換素子の受光面の端部をレーザビーム
で走査していることを示す図、第１２図は第１１図の場合のＢＤ検出用ＩＣにおける各
信号を表わす図である。１．２１・・・ＥＤ検出用ｒｃ２・・・光電変換素子（フォトダイオード）３・・・Ｂ
Ｄ倍信号・・・光電流モニタ信号５・・・ボルテージフォロワ６．２６・・・ヒステリシスコンバレータｐンｚｑ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像信号に基づいて変調されたレーザビームで感
光体上を走査して画像形成を行う画像形成装置のビーム
検出装置において、前記レーザービームを受光する光電変換素子と、水平同期信号を発生するために、前記光電変換素子の出
力を第１の閾値と比較する第１比較手段と、前記光電変換素子の出力を第１の閾値とは異なる第２の
閾値と比較する第２比較手段とを有することを特徴とす
る画像形成装置のビーム検出装置。
（２）画像信号に基づいて変調されたレーザビームで感
光体上を走査して画像形成を行う画像形成装置のビーム
検出装置において、前記レーザービームを受光する光電変換素子と、水平同期信号を発生するために、前記光電変換素子の出
力を所定の閾値と比較する比較手段と、前記光電変換素子の出力に応じたレベル信号を出力する
出力手段とを有することを特徴とする画像形成装置のビ
ーム検出装置。
（３）画像信号により変調されたレーザビームを感光体
上に走査し画像を形成するレーザビームプリンタの水平
同期信号を発生させるためのビーム検出回路において、第１の強度スライスレベルを有し、前記第１の強度スラ
イスレベル以上の強度を有するビームが受光部に照射さ
れた際に有効となるデジタル信号を出力する第１の出力
手段と、前記受光部に照射されたビームの強度に比例したレベル
のアナログ信号を出力する第２の出力手段、または第２
の強度スライスレベルを有し前記第２のスライスレベル
以上の強度を有するビームが照射された際に有効となる
デジタル信号を出力する第３の出力手段のうちのいずれ
かとを有することを特徴とするレーザビームプリンタの
ビーム検出装置。