JP2926143B2 - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

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JP2926143B2
JP2926143B2 JP1206808A JP20680889A JP2926143B2 JP 2926143 B2 JP2926143 B2 JP 2926143B2 JP 1206808 A JP1206808 A JP 1206808A JP 20680889 A JP20680889 A JP 20680889A JP 2926143 B2 JP2926143 B2 JP 2926143B2
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昭 有本
健至 望月
保享 辻
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光走査装置、特に複数個の光源を用い、複数
本のビームを並列走査する装置に関する。
〔従来の技術〕
従来のレーザビームプリンタのような光走査装置で
は、回転多面鏡や振動鏡を高速に動作させて光線走査を
実現している。この場合、装置が高速化,高解像度化す
るにつれ、その動作速度を著しく高める必要があるが限
度がある。これに対処するため、複数個の光源を用い、
複数本の光線を走査面上で同時に並行走査させ、かつ、
各ビーム間隔を一定に保つ光走査装置が、例えば特開昭
60−166916号等に提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、この従来提案されている装置は、常に走査ビ
ーム間隔を予じめ定められた一つの定常値に保持するこ
とを目的とするものであり、ビーム間隔を所望の値に適
宜変更し、もって記録密度の変更を可能にするための配
慮は全くされておらず、したがってプリンタの記録密度
を所望の値に任意に変えることは困難であった。
本発明の目的は、ビーム走査中に異なった画素密度の
文字や図形の情報を含む場合、直ちにその記録密度を変
えるようにすること、即ちその情報が低画素密度のとき
は記録密度を低く、また高画素密度のときは記録密度を
高くして、プリントすることを可能にしたより高性能の
光走査装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
このために本発明装置においては、複数の光線による
並行同時走査のみならず、特に文字や図形を記録,表示
する際の画素密度を所定の値に変更できる構成を有する
光ビーム走査装置に関するものである。
即ち、本発明の特徴は、複数個の光源と、上記光源の
ビーム強度を記録情報の画素密度に応じて変化するビー
ム強度変調手段と、上記ビーム強度変調された複数個の
ビームを走査面上で並行走査するための走査手段と、上
記複数個の走査ビーム相互間の間隔を制御するビーム間
隔制御手段と、前記各走査ビームの位置を検出する位置
検出手段と、上記記録情報の画素密度に応じて上記ビー
ム強度変調手段の変調周波数、上記走査手段による走査
速度を制御すると共に、前記画素密度に応じて前記走査
ビーム間隔を可変にし、かつこの間隔を前記位置検出手
段の信号に基づいて維持する制御手段とを有することを
特徴とする光走査装置にある。
〔作用〕
本発明の光走査装置では、複数個の光源夫々から出射
する各ビームの強度をそれぞれ記録情報に応じて変調
し、該変調されたビームの相互間隔を一定に保ちながら
走査面上に並行走査させるが、その際、予め定められた
画素密度に応じて、走査方向の画素密度に対しては光強
度の変調周波数、および走査方向と直角の方向の画素密
度に対しては、走査速度の値を、それぞれ調整して決定
する。更に、各ビームの間隔を検知する検出素子と各ビ
ームについての光路を変更する素子とを設けることによ
り、所定の画素密度に対して走査面上で適正な値(例え
ば画素密度が面面の縦方向と横方向とが均等になるよう
な値)となるようにビーム間隔を変更、制御が出来るの
で、画素密度変換に適合した複数ビーム走査が可能とな
り、常に文字や画像を高品位に記録出来るようになる。
また、上記の対応は高速かつ安定に実施可能であるの
で、ビーム走査中であっても、直ちに画素密度を所定の
値に変更することができる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す。2つの直線偏光光
を発する光源1a,1bを用い、且つ各々の偏光方向をほぼ
直交配置(P,S偏光)する。これらの光源より出射した
ビーム4a,4bは、レンズ2a,2b,光路変更素子211,212(こ
れは例えばミラー3a,3b夫々に付した回転駆動体を差動
増巾器221,222の出力331,332によって駆動させ、もって
光路を変更させるもの)を装備したミラー3a,3bを経由
して偏光ビームスプリッタ5に達する。このビームスプ
リッタ5はP偏光光を直進させ、S偏光光を直角に曲げ
る作用を有するので、ビーム4a,4bはビームスプリッタ
5を通過後、ほぼ同一方向に進み、上記ビームの偏光手
段となる回転多面鏡6と走査レンズ8を通って走査面9
上で走査線141,142として、同時並行走査を行なうこと
となる。
走査ビーム検出器15は、ビーム走査ごとの走査開始位
置を示すためのものであって、この検出器15からの出力
は、図示は省略するが、記録(印刷)データを送出する
際の同期信号として用いられる。
ここで走査線141と142の間隔dは、所定の画素密度に
対応する適正な値に保つ必要がある。このため、ビーム
スプリッタ5に入射したビーム4a,4bの一部をビーム位
置制御用ビーム101,102としてとり出し、ビーム位置検
出器111,112に入射する。この検出器は第2図に示すよ
うに基本的には走査と直角な方向に2分割されたもの
で、その分割境界のそれぞれの側の照射光量を光電変換
して電気信号として取出すことができる。従って、この
信号を差動増幅器221,222を通して差分信号をつくり、
光路変更素子211,212に各々加え、該差分信号が常に零
となるようミラー3a,3bの傾きを調整すれば、制御用ビ
ーム101,102を検出器111,112それぞれの分割境界を中心
とする位置に安定化できる。
また、第2図示の検出器111において、リード線端部
Cを端部A及び端部Bに触れない状態にするとともに、
スポット601によって生ずる出力331を零にし、又検出器
112においては、スポット602によって生ずる出力332を
零にする。そのような場合においては、検出器111と112
との相互の配置は、第1図示の走査面9上の走査ビーム
間隔dに整合するように決めてあるので制御用ビーム10
1及び102の位置を安定化することとなり、この場合の走
査ビーム141及び142の間隔dは一定値に保持できる。
第3図は上記光学系を動作させるための走査制御系24
(第1図にも示してある)の構成を示す図である。な
お、画素密度の変更は、制御系16からのドット密度変更
命令17によって行なわれる。
ここで、走査面9のビーム移動速度を一定にしてお
き、画素密度の変更を図る場合において、ビーム走査方
向とこれに直交する方向にわけて考えると下記のとおり
となる。
まず走査方向に関しては、画素信号に対するビーム強
度の変調パルス幅の調整により、露光面積を変えること
により画素密度の変更が可能である。このための信号30
1,302は走査制御系24からビーム強度変調系201,202に送
出される。この場合、ドット密度変更命令17によって、
発振器431,432からの発振周波数fD1,fD2のうちどちらか
一方を選別器44で選別する。ついで、データメモリー、
421,422から記録(印刷)データを、選択された周波数
で分配器41からのそれぞれの同期信号に同期してそれぞ
れのビーム強度変調系201,202にシンクロナイザ451,452
によってそれぞれ送出され(301,302)、レーザ光を所
定の速さでオン・オフさせる。さらに走査と直交方向の
画素密度の変更は、光偏向用の回転多面鏡6の回転数を
変える必要がある。
このためにはドット密度変更命令17に基づき走査制御
系24内で、回転鏡駆動用周波数fM1,fM2に対して選別器4
7で選別を行い、この選別された周波数を駆動パルス回
路48に通す。そこで、回転速度制御用クロックパルスを
形成し回転鏡駆動電源23を動作させて適正な回転速度と
し、所定の走査回数を実現する。
ところが、複数ビーム、例えば2つのビーム141と142
を同時に走査する場合には、この複数の走査ビーム相互
間の間隔dを画素密度変更に見合った分(予じめ設定し
ておく)だけ変化する必要がある。このためにはビーム
位置検知用の一方の検出器111の分割境界(以下に説明
する53及び54)を走査ビーム間隔に対応させて移動させ
ればよい。
この場合の動作も走査制御系24を介してドット密度変
更命令17によって行なわれる。このための検出器系を第
2図に示す。これは走査ビーム間隔dを2種類変化させ
た場合の例である。
検出器111はビーム101用で、そのスポット601の位置
を検出する。検出器111は5分割の光検出部511〜515よ
り構成される。このうち、511と512および514と515は各
々、リード線、56,57で電気的に接続され、ついで差動
増幅器221′に結合されている。また、検出部513のリー
ド線端部Cは、走査制御系24からの信号31によってAま
たはBに選択的に結合されるようになっている。今、C
がAに接続されたとき検出器111は分割境界53を分割ラ
インとする2分割検出器として作用し、このときの差分
信号に対するサーボ制御によって、ビームスポットは、
検出器111上において第2図示の点線で示す611の位置で
安定する。一方、検出器112は検出部521と522とからな
る2分割検出器で分割境界58を中心としてビームスポッ
ト602は安定化される。このとき、2つの検出器の分割
境界53と58の間隔はP2であり、この値に対応して走査面
上の走査ビーム141,142の間隔dが定まる。次に、走査
制御系24からの信号31によりCをBに接続したときに
は、検出器111は分割境界54を分割ラインとする2分割
検出器として作用する。このときの差分信号に対するサ
ーボ制御によってビームスポット601の位置で安定化す
る。このときの検出器系での2つのビームスポット間隔
はp1となり、これに対応して走査面上のビーム間隔dも
別の値をとることができる。
以上のようにして、複数ビーム走査の場合、画素密度
あるいは印刷ドット密度の変換を行う場合、適正な走査
ビーム間隔を常に保持できる。
第4図は本発明の走査光学系を動作させるときのタイ
ムチャートである。
4aは2種類の画素密度(会ドット密度)S1,S2の状態
を示し、これらのうちのどちらかを選択する。4bは、4a
の状態に追従して変わる第2図に示すビーム位置制御用
検出器111の中の分割部513の接続状態を示す(信号31に
相当)。4cは、4aの状態に追従して変わる、回転多面鏡
6の駆動周波数fM1、あるいはfM2の状態を示す(信号32
に相当)。なお、レーザ変調周波数fD1、あるいは、fD2
も同様に選択される。4d及び4eは、それぞれ、レーザの
変調信号を示す(301,302に相当)。この中で、m,m′部
は、記録(印刷)すべきパターンの信号波形を表し、変
調周波数はfD1、または、fD2である。走査周期は回転鏡
回転数と一定の関係で決まり、Kはこれを表す定数であ
る。g,g′部では、各走査ごとのビーム位置検出を行う
ためにレーザをオン(点灯)している。4fは、光検出器
15で出力される走査ビーム位置検出信号波形で、記録
(印刷)パターンを表すドット信号の送出タイミングを
決めるための同期信号である。4g,4hは、走査ビーム間
隔を安定化するために用いるサンプル値制御(Sampled
−datacontrol)系のサンプリング及びホールド時間を
示す(331,332、に対応)。TS1,TS2はサンプリング時
間、TH1,TH2はホールド時間を示す。レーザの走査開始
付近の点灯中(TS,4d,4eのg,g′に対応)に走査ビーム
間隔の検出及び制御を行い、それに続く時間(TH)では
状態をホールドし、この動作を各走査ごとに繰り返す。
本発明に使用する光路変更素子211,212の具体例とし
ては、ガルバノミラーに代表される電磁力駆動を用いる
もの、あるいはミラー微調用の圧電素子などすでに広く
知られているものが使用可能である。
さらには、画素密度の値によっては走査面上のビーム
スポット径を変更する必要があるが、その際には、ビー
ムパワー調整などの手段を本発明と組合せて使用すれば
よい。
尚、上記の説明では、2本ビームを走査する場合につ
いて記述したが、本発明はさらに多数本のビーム走査に
ついても適用可能である。
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明によれば、複数光源を用いた複数
本のビーム走査において、走査ビーム間隔を所定の値に
変更でき、かつ安定に保持する手段を設けたので、同一
装置で、画素密度変換あるいは印刷ドット密度変換を行
って、画像を構成する際に常に高品質の画像をつくるこ
とができる。しかも、これらの動作が機械的調整等厄介
な操作を必要としない電気的な調整でできるため、高度
な調整を必要とすることなく比較的容易に実行できるた
め、高性能且つ取扱いが容易な光走査装置が実現できる
点本発明は顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第2図は
本発明に使用するビーム位置間隔を検出及び制御するた
めの光検出器系の詳細構成図、第3図は本発明装置を動
作させるための走査制御系の回路構成図、第4図は、本
発明の動作を示すタイムチャートである。
フロントページの続き (72)発明者 望月 健至 東京都千代田区大手町2丁目6番2号 日立工機株式会社内 (72)発明者 辻 保享 東京都千代田区大手町2丁目6番2号 日立工機株式会社内 (72)発明者 大島 実 東京都千代田区大手町2丁目6番2号 日立工機株式会社内 (72)発明者 清野 稔 東京都千代田区大手町2丁目6番2号 日立工機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−86324(JP,A) 特開 昭61−245174(JP,A) 特開 昭56−47701(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 26/10 B41J 2/44

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数個の光源と、上記光源のビーム強度を
    変化させるビーム強度変調手段と、上記ビーム強度変調
    された複数個のビームを走査面上で並行走査する走査手
    段と、上記複数個の走査ビーム相互間の間隔を変更する
    ビーム間隔変更手段と、前記各走査ビームの位置を検出
    する複数の検出素子からなる位置検出手段を備え、制御
    系の記録情報に基づき走査面をビーム走査する光走査装
    置において、 前記位置検出手段の複数の検出素子は、前記複数ビーム
    のうち少なくとも1つのビーム位置を基準として前記走
    査面上での複数の変更するビーム間隔に対応する間隔毎
    に配置されており、前記記録情報の画素密度の切り換え
    に応じて、前記ビーム強度変調手段の変調周波数と、前
    記走査手段によるビーム走査速度とを変更し、かつ前記
    位置検出手段の検出素子を選択し、位置検出手段からの
    信号を受けて前記走査ビーム間隔変更手段によるビーム
    間隔をビーム走査中に直ちに変化させて、異なる画素密
    度で走査するビーム制御手段を設けたことを特徴とする
    光走査装置。
  2. 【請求項2】前記位置検出手段は、記録情報の変更に応
    じて所定位置にあらかじめ設定された複数の検出素子の
    組み合わせからなる分割型検出素子と分割型検出素子の
    差動出力信号の出力手段で構成され、前記複数の検出素
    子の組み合わせは前記記録情報の画素密度の変更に応じ
    て切り換えることができ、前記差動出力信号に基づいて
    前記制御手段により走査ビーム間隔を制御することを特
    徴とする請求項1記載の光走査装置。
  3. 【請求項3】前記位置検出手段を、基準となるビームを
    検出する2つの検出素子とビーム間隔変更により移動す
    るビームを検出する5つの検出素子とにより構成すると
    ともに、並列に配列された前記5つの検出素子のうち両
    端部に配列する各々2個の検出素子を電気的に接続して
    得られる2つの端部A,Bとを設け、さらに前記5つの検
    出素子のうち中間部に配置された検出素子に電気的に導
    かれる端部Cを設け、端部Cと端部Aを接続、又は端部
    Cと端部Bを接続させた各状態を検出することによって
    並行走査ビーム相互間の間隔を制御することを可能にし
    たことを特徴とする請求項2記載の光走査装置。
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