JPH0879469A - レーザ走査光検出信号発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フォトセンサの出力と、その出力を遅延させ更
にレベルシフトした信号とをコンパレータで比較するこ
とにより、フォトセンサの出力が変動することによる影
響を小さくする。 【構成】レーザ走査線上にフォトセンサ１を配置し、レ
ーザ走査光６がフォトセンサ１上を通過した際に出力さ
れる信号を時間軸上で遅延させ、更に電圧レベルをシフ
トさせる。前記シフトさせた信号と、フォトセンサ１か
らの加工されない信号とをコンパレータ４にて比較し、
その結果を出力する。フォトセンサ１からの出力が何ら
かの原因で変形しても、比較信号であるシフトされた信
号も同様に変形するため、その影響が小さく抑えられ、
結果として得られる検出信号７の変動は小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ走査光検出信号
発生回路に関し、特にレーザビーム方式の電子写真印刷
装置のフォトセンサによる水平周期信号発生回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のレーザビーム方式の電子写真プリ
ンタにおいて、水平周期信号発生の為、フォトセンサが
用意される。

【０００３】このフォトセンサによる信号発生回路を示
す図６を参照すると、この回路は、レーザ走査光６を受
光するフォトセンサ１と、基準電圧発生回路５と、フォ
トセンサ１の出力と回路５の定電圧の出力とを比較する
コンパレータ４とを備え、このコンパレータ４の出力を
レーザ走査光検出信号７としていた。

【０００４】図６の回路動作を示す図７（ａ），
（ｂ），（ｃ）を参照すると、波形は図６のフォトセ
ンサ１の出力波形であり、波形は基準電圧発生回路５
の出力波形であり、波形はコンパレータ４の出力波形
即ちレーザ走査光検出信号７の波形である。

【０００５】図７（ａ）において、フォトセンサ１に対
してレーザ走査光６が通過すると、フォトセンサ１は波
形の信号を出力し、コンパレータ４は、波形に示す
基準電圧発生回路５の出力と、波形に示すフォトセン
サ１の出力とを比較し、波形に示すように、フォトセ
ンサ１の出力の電位レベルが、基準電圧よりも高くなっ
た時に、論理値０を出力し、それ以外は論理値１を出力
する。

【０００６】また、半導体レーザアレイを光源に用いた
光走査装置の同期回路に関する特開昭５６−１３７７７
０号公報を参照すると、図８に示すように、光センサ１
８からの信号がアンプ１９で増幅された信号を基準電圧
ＶＳと比較するコンパレータ２０等が示されている。

【０００７】一方、特開平４−２６１５６２号公報を参
照すると、図９に示すように、多色画像形成装置の回路
に、光センサ１０２の出力と基準電圧源６９の電圧とを
比較する比較器（コンパレータ）７０が設けられてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した図６の従来の
レーザ走査光検出信号発生回路は、フォトセンサ１の出
力と基準電圧発生回路５の出力とを比較しているため、
フォトセンサ１の出力が化するとコンパレータ４の出力
に影響がでやすい。例えば図７（ａ）の波形に示す通
常のフォトセンサ１の出力の場合と比較して、図（ｂ）
の波形に示すようにフォトセンサ１の出力が小さい場
合では、コンパレータ５の出力は、それぞれ（ａ）の波
形と（ｂ）の波形に示すようになり、パルスの幅の
変化やパルス発生のタイミング等がずれてしまう。これ
は比較される基準電圧発生回路５の出力が、（ａ）、
（ｂ）の波形に示されるように一定電圧であることに
起因している。さらにフォトセンサ１の出力が図７
（ｃ）の波形に示すように極端に小さくなった場合、
この出力が基準電圧発生回路５の出力である波形と交
差せず、（ｃ）の波形に示すようにコンパレータ４か
らパルスが全く発生しなくなるという欠点がある。

【０００９】上述したフォトセンサ１の出力の低下の原
因としては、フォトセンサ１の特性の劣化や、レーザ光
の出力低下，レーザ光の照射位置のずれ等が考えられ
る。

【００１０】また、上記特開昭５６−１３７７７０号公
報，特開平４−２６１５６２号公報に示す回路も、一定
の基準電圧を用いているため、上述したパルス幅の変化
やパルス発生のタイミングずれ、あるいはパルスが発生
しないという事故等が不可避となっている。

【００１１】本発明は、以上の問題に鑑み、以下の課題
を掲げる。 （１）レーザ走査光検出信号のパルス幅、及びパルスの
タイミングの発生時期が一定となるようにする。 （２）レーザ走査光検出信号のパルスが得られなくなる
事故をなくすようにする。 （３）諸々の原因によるフォトセンサの出力の変動があ
っても、上記（１）、（２）が達成されるようにする。 （４）レーザ走査光検出信号発生回路の回路を、複雑に
せず、簡単な構成とする。 （５）レーザ走査光検出信号発生回路の電源電圧の変動
があっても、上記（１）、（２）の課題が達成されるよ
うに、この回路の設計マージンを確保する。 （６）たとえ構成するフォトセンサの部品を交換して
も、再調整しないで済むようにする。 （７）メンテナンス・フリーで、長寿命を確保する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、レーザ
走査光を受光するフォトセンサと、このフォトセンサの
出力を入力として第１，第２の出力を得る受光時反転手
段と、前記第１，第２の出力を入力として比較するコン
パレータとを備え、前記受光時反転手段は、前記フォト
センサが受光しない時は常に所定電位差だけ前記第１，
第２の出力を保持すると共に受光した時は前記第１，第
２の出力の電位差を逆転させる機能を備えたことを特徴
とする。

【００１３】特に本発明の第１の実施例の構成は、レー
ザ走査光を受光するフォトセンサと、このフォトセンサ
の出力を遅延して出力する遅延回路と、この遅延回路の
出力のレベルを所定電位だけシフトするレベルシフト回
路と、前記フォトセンサの出力と前記レベルシフト回路
の出力とを入力として比較するコンパレータとを備えた
ことを特徴とする。

【００１４】また、本発明の第２の実施例の構成は、レ
ーザ走査光を受光するフォトセンサと、このフォトセン
サの出力を入力とするローパスフイルタと、このローパ
スフイルタの出力のレベルを所定電位だけシフトするレ
ベルシフト回路と、前記フォトセンサの出力と前記ロー
パスフイルタの出力とを入力として比較するコンパレー
タとを備えたことを特徴とする。

【００１５】さらに上記第２の実施例において、ローパ
スフイルタが容量と抵抗とからなるフイルタであるこ
と、レベルシフト回路がコンパレータの２入力間に接続
したダイオードとこれを順方向にバイアスする手段とか
らなることを特徴とする。

【００１６】

【実施例】本発明の第１，第２の実施例の説明に先立
ち、本発明の構成を図１を参照して説明する。図１にお
いて、本発明の構成は、レーザ走査光６を受光するフォ
トセンサ１と、このフォトセンサ６の出力を入力とし
て、第１，第２の出力を得る受光時反転手段３０と、前
記第１，第２の出力を入力として比較するコンパレータ
３１とを備え、前記受光時反転手段３０は、前記フォト
センサ１が受光しない時は常に所定電位差だけ前記第
１，第２の出力を保持すると共に受光した時は前記第
１，第２の出力の電位差を逆転させる機能を備えたこと
を特徴とする。

【００１７】このため、たとえばフォトセンサ１の特性
が劣化しても、受光しない時は常に所定電位差を確保し
ているため、コンパレータ３１が反転したり、誤動作す
ることがない。フォトセンサ１を交換した場合にはその
フォトセンサ１に特性上のバラツキがあるが、これも吸
収してしまうため、再調整の必要がない。これは、受光
時反転手段で、フォトセンサ１の無受光時出力の電圧レ
ベルを基準としてこれより所定電位差だけ一方の出力を
高電位に保つことができるからである。

【００１８】また、電源電圧の変動があっても、上記構
成のため、誤動作の心配がない。

【００１９】一方、レーザ光の受光時にだけ一定期間、
上記電位差が反転するため、パルス幅、パルスのタイミ
ングの発生時期を一定とすることができる。

【００２０】受光時反転手段３０は、従来のように固定
電位を入力とせず、あくまでフォトセンサ１から得られ
る信号のみを基準としている。

【００２１】次に、受光時反転手段３０の具体的回路
を、第１，第２の実施例として、以下に説明に説明す
る。

【００２２】図２は本発明の第１の実施例のレーザ走査
光検出信号発生回路を示すブロック図である。図２にお
いて、この実施例は、レーザ走査光６の光線上に配置さ
れたフォトセンサ１と、このフォトセンサ１の出力を入
力とする遅延回路２と、フォトセンサ１の出力とレベル
シフト回路３の出力とを入力とするコンパレータ４とを
備えている。ここで、受光時反転手段３０は、遅延回路
２とレベルシフト回路とからなる。

【００２３】また、遅延回路２は、フォトセンサ１で得
られた出力信号をそのまま遅延させる回路である。図２
の回路動作を示す図３（ａ）も参照すると、レベルシフ
ト回路３は、この遅延回路２の出力を入力より一定電位
ＶＬだけ引きあげるための回路である。フォトセンサ１
からのレーザ検出信号がない場合には、フォトセンシャ
１の出力波形１よりも、一定電位ＶＬだけレベルシフト
回路３の出力が高く設定してあり、このためコンパレー
タ４の出力波形３は論理値１を維持している。

【００２４】図３（ａ）において、波形が波形より
も高電位となっている期間だけ、コンパレータの出力波
形は低電位即ち論理値０を示している。

【００２５】まずフォトセンサ１に対してレーザ走査光
６が通過すると波形に示すようなパルス信号を出力す
る。遅延回路２は、波形に示すフォトセンサ１の出力
を遅延させて、さらにレベルシフト回路３に出力する。
このレベルシフト回路３は、遅延回路２によって遅延さ
せたフォトセンサ１の出力をレベルシフトさせて波形
に示す波形を出力する。コンパレータ４はフォトセンサ
１の出力波形と、レベルシフト回路３の出力波形と
を比較し、波形に示すような信号を出力する。

【００２６】図３（ｂ）、（ｃ）は、図１のフォトセン
サ１の出力が変動した場合におけるフォトセンサ１、レ
ベルシフト回路３、コンパレータ４のそれぞれの出力波
形、、の関係を示した波形図である。ここで、
（ａ）はフォトセンサ１の出力が通常の信号状態の場合
を示し、同出力が変化した場合を図の（ｂ）、（ｃ）に
示す。

【００２７】フォトセンサ１の出力は（ａ）の波形に
示すような通常の信号状態から、レーザ走査光量の変動
などを原因として（ｂ）ピーク値の低い波形、（ｃ）
の波形に示すようなさらにピーク値の低い信号波形に
変化したとする。そのときのコンパレータ４の出力は、
（ｂ）、（ｃ）の波形にそれぞれ示されるような、パ
ルス幅とパルス発生タイミングがほぼ変化はないだけで
なく、パルスが発生しないようになることもない。尚、
一定電位ＶＬだけは、常に一定に維持される。

【００２８】このような安定した出力波形が得られる
のは、コンパレータ４の２入力が、いずれもフォトセン
サ１の出力から得られているためであり、このため例え
ばフォトセンサ１の出力が変動しても、あるいは他のフ
ォトセンサと交換しても、上記２入力が双方とも変化す
るため、コンパレータ４では互いに相殺されて、検出信
号７の出力変化が実質的に生じない。また、この回路の
電源電圧が変動しても、上記２入力の電圧がともに変化
するため、コンパレータ４では互いに相殺されて、やは
り検出信号７に変化がない。

【００２９】この実施例の構成は、従来の基準電圧発生
回路がなく、この替りに遅延回路２，レベルシフト回路
３が用いられているだけであり、格別に複雑な構成とは
ならないという利点もある。

【００３０】ここで、遅延回路２はアナログ信号遅延回
路が好ましいが、デジタル信号遅延回路であってもよ
い。レベルシフト回路３は無信号時のフォトセンサ１の
出力波形のレベルをもとに、これより一定電位ＶＬだ
け高くなる信号レベルを出力する機能を有し、コンパレ
ータ４が波形より波形を高電位と判別できるだけの
レベル差が必要である。コンパレータ４は、比較増幅器
や、差動増幅器，演算増幅器等が用いられる。フォトセ
ンサ１の無信号時のレベルの経時変化にも正確に応答で
きるように、このコンパレータ４は、ダイナミックレン
ジの広いものが選択される。得られた検出信号７のパル
ス幅は、後段で検出し得る程の幅が必要であり、このま
ま又はこれを反転して用いられる。

【００３１】上記実施例では、フォトセンサ１が受光時
に高レベルの出力波形が得られるようになっている
が、この他に回路構成によっては低レベルの出力波形が
得られる場合があるが、この場合はレベルシフト回路３
はフォトセンサ１の無信号時のレベルより一定電位ＶＬ
だけ低くなるような回路構成となる。

【００３２】図４は本発明の第２の実施例のレーザ走査
光検出信号発生回路を示す回路図である。図４におい
て、この実施例は、ローパスフイルタ１０及び抵抗１
５、１７とダイオード１６との直列回路以外は、上記第
１の実施例と共通するため、共通する部分の説明は省略
する。ローパスフイルタ１０は、ＣＲフイルタであり、
抵抗と容量との直列回路が入力端には接続され、その共
通接続点を出力端となす。この出力端は、コンパレータ
４の一方の入力となる。抵抗１５とダイオード１６との
直列回路の共通接続点はコンパレータ４の他方の入力と
なる。さらにダイオード１６と抵抗１７との直列回路の
共通接続点は一方の入力となる。上記抵抗１５，ダイオ
ード，抵抗１７の直列回路の一端１４は所定の低電位
に、他端１３は所定の高電位に接続され、ダイオード１
６は順方向にバイアスされ、このバイアス電圧は一定電
位ＶＬを確保するために必要である。抵抗１５，１７
は、フォトセンサ１の出力インピーダンスに比較して一
桁以上高い抵抗値であることが好ましい。抵抗１１の抵
抗値，容量１２の容量値は、所定幅のパルスの出力信号
を得るため、適宣選択される。

【００３３】この回路の動作を示す図５（ａ）を参照す
ると、フォトセンサ１の受光時の出力信号の波形が高
レベルであらわれると、フイルタ１０で指数関数的にレ
ベルが上昇し、このレベルの波形が波形より高くな
ると、コンパレータ４の出力波形は無受光時の高レベ
ルとなる。

【００３４】フォトセンサ１の受光時の波形が経時変
化等で小さくなった場合を示す図５（ｂ）を参照する
と、これに応じたフイルタ１０の出力波形が得られる
ため、この時の波形のパルス幅ＰＷ２は（ａ）の場合
の波形のパルス幅ＰＷ１と略等しいものとなる。

【００３５】フォトセンサ１の受光時の波形が逆信号
となる場合は、フイルタ１０内の容量が接地されず高電
位にバイアスされ、ダイオード１６が逆方向に接続さ
れ、一端１４，他端１３のバイアスレベルも逆になる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、上記課
題がことごとく解決され、センサからの出力を時間軸と
電圧軸にシフトさせた信号に加工し、これを加工前の出
力と比較することによって、センサからの出力が変動し
ても、その変化に影響されない信号を発生することがで
きるという効果等を有する。

【００３７】さらに、本発明は、無受光時のフォトセン
サの出力を基準としてこれより所定電位だけ高レベルに
設定し、上記基準レベルと上記設定レベルとを比較する
回路であるから、フォトセンサの出力の経時変化やフォ
トセンサの交換等によってフォトセンサの出力が変動し
ても、これら変動が相殺されるようになるから、常に安
定した無受光時の出力が得られ、さらに受光時のパルス
幅が安定した検出信号が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ走査光検出信号発生回路を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。

【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の第１の実施
例の動作を示す波形図である。

【図４】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。

【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施例の動作
を示す波形図である。

【図６】従来のレーザ走査光検出信号発生回路を示すブ
ロック図である。

【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図６の回路の動作を
示す波形図である。

【図８】従来のレーザ走査光検出信号発生回路の一公知
例を示す回路図である。

【図９】従来のレーザ走査光検出信号発生回路の他の公
知例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ フォトセンサ ２ 遅延回路 ３ レベルシフト回路 ４，２０ コンパレータ ５ 基準電圧発生回路 ６ レーザ走査光 ７ 検出信号 １０ ローパスフィルタ １１，１５，１７ 抵抗 １２ 容量 １０ａ，１８ 光センサ １９ アンプ ３０ 受光時反転手段 ３２，３３ 出力 ６９ 基準電圧源 ７０ 比較器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ走査光を受光するフォトセンサ
   と、このフォトセンサの出力を入力として第１，第２の
   出力を得る受光時反転手段と、前記第１，第２の出力を
   入力として比較するコンパレータとを備え、前記受光時
   反転手段は、前記フォトセンサが受光しない時は常に所
   定電位差だけ前記第１，第２の出力を保持すると共に受
   光した時は前記第１，第２の出力の電位差を逆転させる
   機能を備えたことを特徴とするレーザ走査光検出信号発
   生回路。
2. 【請求項２】 レーザ走査光を受光するフォトセンサ
   と、このフォトセンサの出力を遅延して出力する遅延回
   路と、この遅延回路の出力のレベルを所定電位だけシフ
   トするレベルシフト回路と、前記フォトセンサの出力と
   前記レベルシフト回路の出力とを入力として比較するコ
   ンパレータとを備えたことを特徴とするレーザ走査光検
   出信号発生回路。
3. 【請求項３】 レーザ走査光を受光するフォトセンサ
   と、このフォトセンサの出力を入力とするローパスフイ
   ルタと、このローパスフイルタの出力のレベルを所定電
   位だけシフトするレベルシフト回路と、前記フォトセン
   サの出力と前記ローパスフイルタの出力とを入力として
   比較するコンパレータとを備えたことを特徴とするレー
   ザ走査光検出信号発生回路。
4. 【請求項４】 前記ローパスフイルタが容量と抵抗とか
   らなるフイルタである請求項３記載のレーザ走査光検出
   信号発生回路。
5. 【請求項５】 前記レベルシフト回路は、前記コンパレ
   ータの２入力間に接続したダイオードと前記ダイオード
   を順方向にバイアスする手段とからなる請求項３記載の
   レーザ走査光検出信号発生回路。