JP2958035B2 - ビーム位置制御装置 - Google Patents
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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
のビームを並行走査する装置のビーム位置制御装置に関
するものである。
のビームを並行走査する装置のビーム位置制御装置に関
するものである。
レーザ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。
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平行走査させ、かつ、各ビーム
間隔を一定に保つ光走査位置が特開昭63−217763号の第
12図及び応用光エレクトロニクスハンドブック（1989年
４月10日発行昭晃堂発行）図7.63に２個の半導体レーザ
を用いたレーザプリンタ光学系として提案されている。
第８図にその例を示すが、第８図におけるコントローラ
１は上記した目的を達成するために構成される必要があ
り、通常サーボコントロールが行なわれる。このサーボ
コントロール技術は上記応用光エレクトロニクスハンド
ブックにおいて、第６章光情報機器要素技術の中で、図
6.15（光ディスクシステムサーボ系ブロック図）、図6.
138（フォーカシングサーボ系ブロック図）、図6.139
（フォーカシングサーボ系開ループ特性）等が開示され
ているが、これらは光ディスクシステム用コントロール
技術であり、第８図の“２個の半導体レーザを用いたレ
ーザプリンタ光学系”を制御する場合次のような固有の
解決すべき問題点を生じる。
光線を走査面上で同時に平行走査させ、かつ、各ビーム
間隔を一定に保つ光走査位置が特開昭63−217763号の第
12図及び応用光エレクトロニクスハンドブック（1989年
４月10日発行昭晃堂発行）図7.63に２個の半導体レーザ
を用いたレーザプリンタ光学系として提案されている。
第８図にその例を示すが、第８図におけるコントローラ
１は上記した目的を達成するために構成される必要があ
り、通常サーボコントロールが行なわれる。このサーボ
コントロール技術は上記応用光エレクトロニクスハンド
ブックにおいて、第６章光情報機器要素技術の中で、図
6.15（光ディスクシステムサーボ系ブロック図）、図6.
138（フォーカシングサーボ系ブロック図）、図6.139
（フォーカシングサーボ系開ループ特性）等が開示され
ているが、これらは光ディスクシステム用コントロール
技術であり、第８図の“２個の半導体レーザを用いたレ
ーザプリンタ光学系”を制御する場合次のような固有の
解決すべき問題点を生じる。
第８図においてコントローラ１が光検出器２からの信
号３を受けとり可動形反射器4a、4bを制御する場合、ビ
ーム5a、ビーム5bがそれぞれ光検出器２にその一部が入
射していなければならない。しかしながら、通常レーザ
プリンタ等の電源をオンした時ビーム5a、ビーム5bが光
検出器２内にあるようにするには、可動形反射器4a、4b
の初期角度を調整してビームの初期位置を正確に設定し
ておく必要がある。しかしこれは調整が複雑で、かつ、
温度変化、振動等の外乱により簡単にずれてしまう問題
がある。
号３を受けとり可動形反射器4a、4bを制御する場合、ビ
ーム5a、ビーム5bがそれぞれ光検出器２にその一部が入
射していなければならない。しかしながら、通常レーザ
プリンタ等の電源をオンした時ビーム5a、ビーム5bが光
検出器２内にあるようにするには、可動形反射器4a、4b
の初期角度を調整してビームの初期位置を正確に設定し
ておく必要がある。しかしこれは調整が複雑で、かつ、
温度変化、振動等の外乱により簡単にずれてしまう問題
がある。
又、ドラム面６上にビームが当っているとき、すなわ
ち印刷しているときは、光検出器２にもビームが当って
サーボコントロールができるが、印刷信号がない時、す
なわち、光発生源7a、7bがオン、オフしている時のオフ
時には、光検出器２にビームが当らなくなるという問題
がある。この問題を解決するために印刷期間外に光発生
源をオンして得られる信号をサンプル信号としその他の
期間はホールドするサンプルホールド回路が設けられる
（特開昭61−245174号参照）が制御遅れの問題がある。
ち印刷しているときは、光検出器２にもビームが当って
サーボコントロールができるが、印刷信号がない時、す
なわち、光発生源7a、7bがオン、オフしている時のオフ
時には、光検出器２にビームが当らなくなるという問題
がある。この問題を解決するために印刷期間外に光発生
源をオンして得られる信号をサンプル信号としその他の
期間はホールドするサンプルホールド回路が設けられる
（特開昭61−245174号参照）が制御遅れの問題がある。
さらに、ドラム面６上のビーム間隔PDは光検出器２上
のビーム間隔Ｐによって決められるが光検出器２は一般
に第９図に示すように４つの光センサ10、11、12、13か
ら構成され、ビーム5aは光センサ10、11の中央に、ビー
ム5bは光センサ12、13の中央に位置するよう制御され、
光検出器２上のビーム間隔Ｐが一定に保たれる。この場
合ビーム間隔Ｐは、所定の値に設定されなければならな
いが、光センサ10、11、12、13の製造上の位置のばらつ
き、及び特性のばらつき、又ビーム5a、ビーム5bのビー
ム形状誤差（例えば真円になっていない）により所定の
値に設定することが困難であるという問題がある。
のビーム間隔Ｐによって決められるが光検出器２は一般
に第９図に示すように４つの光センサ10、11、12、13か
ら構成され、ビーム5aは光センサ10、11の中央に、ビー
ム5bは光センサ12、13の中央に位置するよう制御され、
光検出器２上のビーム間隔Ｐが一定に保たれる。この場
合ビーム間隔Ｐは、所定の値に設定されなければならな
いが、光センサ10、11、12、13の製造上の位置のばらつ
き、及び特性のばらつき、又ビーム5a、ビーム5bのビー
ム形状誤差（例えば真円になっていない）により所定の
値に設定することが困難であるという問題がある。
又、可動形反射器4a,4bは、光ディスク装置のトラッ
キングアクチュエータとして使用されているものと同様
な高信頼性のグラバノミラーが用いられる。その場合、
可動反射器4a,4bは、ムービングコイル形の応答となり
２次遅れ要素となる。この時制御系の安定をはかるため
に、第10図に示すように、位相調整を行ない、位相Ph14
が−180゜になる周波数f16でのゲインG15の値、すなわ
ちゲイン余裕17を十分とるようにするのが前記（フォー
カシングサーボ系開ループ特性）にみられるよう一般的
である。この場合第８図における可動反射器4a、4bの初
期角度設定が第９図におけるビーム5aの場合、光センサ
10、11の中心、あるいはビーム5bの場合、光センサ12、
13の中心からχ離れた場合、第10図によるサーボコント
ロールを行なうとビームの中心は、光センサ10、11の中
心、あるいは光センサ12、13の中心から（1/1＋G0）×
χとなる。ここで、G0は第10図における直流ゲインG0を
示す。ここで、第８図における光走査装置のビーム間隔
PDを数μｍのオーダにするためには十分なるG0が必要と
なる。しかし、G0は可動反射器4a、4bの特性が決まって
おり、第10図におけるゲインＧの利得を上げるとゲイン
余裕17が少なくなり制御が不安定となる問題がある。
キングアクチュエータとして使用されているものと同様
な高信頼性のグラバノミラーが用いられる。その場合、
可動反射器4a,4bは、ムービングコイル形の応答となり
２次遅れ要素となる。この時制御系の安定をはかるため
に、第10図に示すように、位相調整を行ない、位相Ph14
が−180゜になる周波数f16でのゲインG15の値、すなわ
ちゲイン余裕17を十分とるようにするのが前記（フォー
カシングサーボ系開ループ特性）にみられるよう一般的
である。この場合第８図における可動反射器4a、4bの初
期角度設定が第９図におけるビーム5aの場合、光センサ
10、11の中心、あるいはビーム5bの場合、光センサ12、
13の中心からχ離れた場合、第10図によるサーボコント
ロールを行なうとビームの中心は、光センサ10、11の中
心、あるいは光センサ12、13の中心から（1/1＋G0）×
χとなる。ここで、G0は第10図における直流ゲインG0を
示す。ここで、第８図における光走査装置のビーム間隔
PDを数μｍのオーダにするためには十分なるG0が必要と
なる。しかし、G0は可動反射器4a、4bの特性が決まって
おり、第10図におけるゲインＧの利得を上げるとゲイン
余裕17が少なくなり制御が不安定となる問題がある。
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決
し、サーボコントロールを安定に行なうことのできるビ
ーム位置制御装置を提供することにある。
し、サーボコントロールを安定に行なうことのできるビ
ーム位置制御装置を提供することにある。
本発明は、上記した問題点を解決するためそれぞれ次
のような構成をとるものである。
のような構成をとるものである。
まず、ビームの初期位置を容易に調整するためにイニ
シャライズ信号によって発振して出力する発振器と、複
数個の光発生源による複数本のビームを可動反射器を介
して導入する光検出器からの信号により動作するコント
ロールスイッチとが上記光検出器からの信号を上記可動
形反射器へフィードバックするビーム位置制御回路内に
配置される。
シャライズ信号によって発振して出力する発振器と、複
数個の光発生源による複数本のビームを可動反射器を介
して導入する光検出器からの信号により動作するコント
ロールスイッチとが上記光検出器からの信号を上記可動
形反射器へフィードバックするビーム位置制御回路内に
配置される。
つぎに、光検出器からの信号を印刷信号に依存しな
い、すなわち印刷期間外のブランキング時間に、光発生
源をオンして得られる信号をサンプル信号とし、前記サ
ンプル信号をフィードバックし、その他の期間はホール
ドするサンプルホールド回路及びサンプホールドのむだ
時間による、上記サンプルホールド回路の位相遅れを補
償する位相進み回路が設けられる。
い、すなわち印刷期間外のブランキング時間に、光発生
源をオンして得られる信号をサンプル信号とし、前記サ
ンプル信号をフィードバックし、その他の期間はホール
ドするサンプルホールド回路及びサンプホールドのむだ
時間による、上記サンプルホールド回路の位相遅れを補
償する位相進み回路が設けられる。
又、光検出器からの信号を可動形反射器へフィードす
るビーム位置制御回路内に複数個の上記検出器からの位
置信号を調整する電圧調整手段が設けられる。
るビーム位置制御回路内に複数個の上記検出器からの位
置信号を調整する電圧調整手段が設けられる。
さらに、光検出器から信号を可動形反射器へフィード
バックするビーム位置制御回路内に可動反射器の制御特
性上、ゲイン余裕を与える周波数に影響がない低周波領
域で機能する位相遅れ回路が配置される。
バックするビーム位置制御回路内に可動反射器の制御特
性上、ゲイン余裕を与える周波数に影響がない低周波領
域で機能する位相遅れ回路が配置される。
イニシャライズ信号により発振器を発振させて可動反
射器を動かしてビームを振ることにより、光検出器にビ
ームを当てることが容易になり、光検出器がビームを検
出してサーボコントロールを行なうことが可能となる。
又、サンプルホールド回路における位相遅れを補償する
位相進み回路を設けることによって位相遅れを補償して
いる。個々の検出器の位置誤差や製造上の特性誤差は電
圧調整手段によって調整されるので正確なビーム位置の
調整が可能となる。低周波領域における位相遅れ回路を
設けることにより低周波領域におけるゲインを向上する
ようにしたのでビーム位置の変動を抑えることができ
る。
射器を動かしてビームを振ることにより、光検出器にビ
ームを当てることが容易になり、光検出器がビームを検
出してサーボコントロールを行なうことが可能となる。
又、サンプルホールド回路における位相遅れを補償する
位相進み回路を設けることによって位相遅れを補償して
いる。個々の検出器の位置誤差や製造上の特性誤差は電
圧調整手段によって調整されるので正確なビーム位置の
調整が可能となる。低周波領域における位相遅れ回路を
設けることにより低周波領域におけるゲインを向上する
ようにしたのでビーム位置の変動を抑えることができ
る。
本発明の一実施例を第１図〜第７図を用いて詳細に説
明する。第１図はビーム位置制御回路のブロック図を示
すものである。第１図において、光発生源7a、7bから出
射されたビーム5a、ビーム5bは可動反射器4a、4bで反射
され、ビーム5aは光センサ10、11へ、ビーム5bは光セン
サ12、13へ向う。光センサ10〜13の出力は、電圧変換器
19〜22へ入力され、電圧に変化される。電圧変換器19〜
22の出力は、差分出力器23、24と、和分出力器25、26に
入力される。差分出力器23、24の出力は、電圧調整手段
27、28からの調整電圧と加算が行なわれる和分出力器2
9、30に入力される。和分出力器29、30の出力は、位相
遅れ回路31、32、位相進み回路33、34、サンプルホール
ド回路35、36、増幅器37、38を経て和分出力器39、40の
一方に入力される。又和分出力器25、26の出力は、設定
電圧発生器41、42からの設定電圧と比較器43、44により
比較され、コントロールスイッチ45、46をオン、オフ制
御する。コントロールスイッチ45、46はイニシャライズ
信号によって起動される発振器48を入力とし、出力を和
分出力器39、40の一方に入力している。和分出力器39、
40の出力はドライバ49、50に入力され、ドライバ49、50
により、可動形反射器4a、4bが矢印51、52方向に動く。
又サンプルホールド回路35、36はサンプルに信号発生器
53によりサンプルホールド制御が行なわれ、更にサンプ
ル信号発生器53は、印刷信号発生器54からの信号と加算
され、光発生源7a、7bを駆動する。
明する。第１図はビーム位置制御回路のブロック図を示
すものである。第１図において、光発生源7a、7bから出
射されたビーム5a、ビーム5bは可動反射器4a、4bで反射
され、ビーム5aは光センサ10、11へ、ビーム5bは光セン
サ12、13へ向う。光センサ10〜13の出力は、電圧変換器
19〜22へ入力され、電圧に変化される。電圧変換器19〜
22の出力は、差分出力器23、24と、和分出力器25、26に
入力される。差分出力器23、24の出力は、電圧調整手段
27、28からの調整電圧と加算が行なわれる和分出力器2
9、30に入力される。和分出力器29、30の出力は、位相
遅れ回路31、32、位相進み回路33、34、サンプルホール
ド回路35、36、増幅器37、38を経て和分出力器39、40の
一方に入力される。又和分出力器25、26の出力は、設定
電圧発生器41、42からの設定電圧と比較器43、44により
比較され、コントロールスイッチ45、46をオン、オフ制
御する。コントロールスイッチ45、46はイニシャライズ
信号によって起動される発振器48を入力とし、出力を和
分出力器39、40の一方に入力している。和分出力器39、
40の出力はドライバ49、50に入力され、ドライバ49、50
により、可動形反射器4a、4bが矢印51、52方向に動く。
又サンプルホールド回路35、36はサンプルに信号発生器
53によりサンプルホールド制御が行なわれ、更にサンプ
ル信号発生器53は、印刷信号発生器54からの信号と加算
され、光発生源7a、7bを駆動する。
第２図、第３図はビーム制御回路のイニシャライズを
示す。第２図において、ビーム5a、ビーム5bは第１図可
動形反射器4a、4bの初期設定でその初期位置が定まりビ
ーム5aは光センサ10、11の下方に、ビーム5bは光センサ
12、13の上方に位置している。更にビーム5aの移動軌路
上に光センサ10、11を、ビーム5bの移動軌跡上に光セン
サ12、13を配置する。このビーム初期位置は可動形反射
器4a、4b調整が容易で且つ温度変化、振動等の外乱によ
って生ずる位置である。第３図のタイミングチャートと
合わせてその動作に説明する。ビーム5a、ビーム5bは同
じ動作であるのでビーム5aについて説明する。第１図に
おいて、イニシャライズ信号47が印加されると、（第３
図（ａ）のInitがオンすると）発振器48は第３図（ｂ）
のV0を出力する。この時コントロールスイッチ45は第３
図（ｇ）のＳに示すようにON状態である。これは第２図
において、ビーム5aが光センサ10、11の外にあるため電
圧変換器19、20からの出力Va1、Va2が共に０より、第１
図和分出力器25の出力（第３図（ｅ）の（Va1＋Va2）出
力）は０である。それ故第１図比較器43の出力（第３図
（ｆ）のVsの出力）はOFFとなりコントロールスイッチ4
5（第３図（ｇ）のＳ）はON状態を保つ。コントロール
スイッチ45を通過した電圧V0は第１図和分出力器39に入
力される。（第３図（ｆ）ではViとして示す）一方和分
出力器39の他方入力は第２図Va1、Va2の差分信号（第３
図（ｉ）のＡ（Va1−Va2）で示す）となるが、前記した
ようにどちらも０であるのでドライバ49の出力（第３図
（ｊ）にVDで示す）は発振器48の出力（第３図（ｂ）の
V0）となる。ここで第３図（ｊ）のVDが側になると第
２図ビーム5aは下方に移動するよう可動形反射器4aが動
く。第２図よりビーム5aの初めの移動方向は光センサ1
0、11と反対側でありこのままではビーム5aが光センサ1
0、11に入射できない。しかし、第３図（ｂ）のV0は発
信を続けその出力が反転すると、VDも側になり、第２
図においてビーム5aは光センサ10、11に入射できる。ビ
ーム5aは、まず光センサ11に入射し、Va2が出力する。
そして第３図（Va1＋Va2）が第１図設定電圧発器41から
の比較電圧Vr（第３図Vr）を超えると、比較器43の出力
がオン（第３図Vs）となりコントロールスイッチ45をオ
フ（第３図（ｇ）Ｓ）とし、発振器48からの入力V0をし
ゃ断する。（第３図（ｈ）Viが０となる）。しかし、一
方では、Va2が増幅器37等を通過し、ドライバ49に達す
るので、この時点からサーボコントロールが可能とな
る。更に光センサ10、11と光センサ12、13の配置によ
り、他方のビームによる誤信号が生じることはない。
示す。第２図において、ビーム5a、ビーム5bは第１図可
動形反射器4a、4bの初期設定でその初期位置が定まりビ
ーム5aは光センサ10、11の下方に、ビーム5bは光センサ
12、13の上方に位置している。更にビーム5aの移動軌路
上に光センサ10、11を、ビーム5bの移動軌跡上に光セン
サ12、13を配置する。このビーム初期位置は可動形反射
器4a、4b調整が容易で且つ温度変化、振動等の外乱によ
って生ずる位置である。第３図のタイミングチャートと
合わせてその動作に説明する。ビーム5a、ビーム5bは同
じ動作であるのでビーム5aについて説明する。第１図に
おいて、イニシャライズ信号47が印加されると、（第３
図（ａ）のInitがオンすると）発振器48は第３図（ｂ）
のV0を出力する。この時コントロールスイッチ45は第３
図（ｇ）のＳに示すようにON状態である。これは第２図
において、ビーム5aが光センサ10、11の外にあるため電
圧変換器19、20からの出力Va1、Va2が共に０より、第１
図和分出力器25の出力（第３図（ｅ）の（Va1＋Va2）出
力）は０である。それ故第１図比較器43の出力（第３図
（ｆ）のVsの出力）はOFFとなりコントロールスイッチ4
5（第３図（ｇ）のＳ）はON状態を保つ。コントロール
スイッチ45を通過した電圧V0は第１図和分出力器39に入
力される。（第３図（ｆ）ではViとして示す）一方和分
出力器39の他方入力は第２図Va1、Va2の差分信号（第３
図（ｉ）のＡ（Va1−Va2）で示す）となるが、前記した
ようにどちらも０であるのでドライバ49の出力（第３図
（ｊ）にVDで示す）は発振器48の出力（第３図（ｂ）の
V0）となる。ここで第３図（ｊ）のVDが側になると第
２図ビーム5aは下方に移動するよう可動形反射器4aが動
く。第２図よりビーム5aの初めの移動方向は光センサ1
0、11と反対側でありこのままではビーム5aが光センサ1
0、11に入射できない。しかし、第３図（ｂ）のV0は発
信を続けその出力が反転すると、VDも側になり、第２
図においてビーム5aは光センサ10、11に入射できる。ビ
ーム5aは、まず光センサ11に入射し、Va2が出力する。
そして第３図（Va1＋Va2）が第１図設定電圧発器41から
の比較電圧Vr（第３図Vr）を超えると、比較器43の出力
がオン（第３図Vs）となりコントロールスイッチ45をオ
フ（第３図（ｇ）Ｓ）とし、発振器48からの入力V0をし
ゃ断する。（第３図（ｈ）Viが０となる）。しかし、一
方では、Va2が増幅器37等を通過し、ドライバ49に達す
るので、この時点からサーボコントロールが可能とな
る。更に光センサ10、11と光センサ12、13の配置によ
り、他方のビームによる誤信号が生じることはない。
次に第１図サンプル信号発生器53、及び印刷信号発生
器54の動作を第４図のタイミングチャートで説明する。
又、位相進み回路33、34、サンプルホールド回路35、3
6、位相遅れ回路31、32のサーボ系から見た特性をボー
ド線図として第５図〜第７図に示す。
器54の動作を第４図のタイミングチャートで説明する。
又、位相進み回路33、34、サンプルホールド回路35、3
6、位相遅れ回路31、32のサーボ系から見た特性をボー
ド線図として第５図〜第７図に示す。
第４図において、Tsは第８図における光偏向器71の回
転周期により定まる走査期間である。又、Tpは第８図に
おけるドラム面６をビーム5a、ビーム5bが走査し、印刷
を行なう印刷期間である。第１図における印刷信号発生
器54は、第４図Tpの間印刷信号73を発生する、第４図Ps
として示す。
転周期により定まる走査期間である。又、Tpは第８図に
おけるドラム面６をビーム5a、ビーム5bが走査し、印刷
を行なう印刷期間である。第１図における印刷信号発生
器54は、第４図Tpの間印刷信号73を発生する、第４図Ps
として示す。
一方第１図サンプル信号発生器53は（第４図S/Hとし
て示す）第４図において、前記TsからTpを引いた期間の
一部にサンプル時間Tspの期間中信号を発生する。
て示す）第４図において、前記TsからTpを引いた期間の
一部にサンプル時間Tspの期間中信号を発生する。
この印刷信号発生器54とサンプル信号発生器53の出力
する信号が光発生源7a、7bに加えられるため、印刷信号
がない時でもサンプル信号発生器53からの信号により、
光発生源7a、7bをオンできる。この時のビーム5a、ビー
ム5bを光センサ10、11、12、13で検出し、フィードバッ
クをかけることができる。ここで第１図サンプホールド
回路35、36は第４図Tspの期間中、信号を通過させ、残
り期間は、その直前のデータをホールドするものであ
り、サンプル信号発生器53により制御されている。
する信号が光発生源7a、7bに加えられるため、印刷信号
がない時でもサンプル信号発生器53からの信号により、
光発生源7a、7bをオンできる。この時のビーム5a、ビー
ム5bを光センサ10、11、12、13で検出し、フィードバッ
クをかけることができる。ここで第１図サンプホールド
回路35、36は第４図Tspの期間中、信号を通過させ、残
り期間は、その直前のデータをホールドするものであ
り、サンプル信号発生器53により制御されている。
上記構成でデータをサンプルホールドした場合第５図
に示すようにその位相Phsは、サンプルホールド時間と
関連した形で位相が遅れてくる。これを更に補償するた
め第１図に示す位相進み回路34、34が働くその特性は第
５図PhAと選びサンプホールド及び位相進みにおける位
相を（PhA＋Phs）とし、サンプルホールドの悪影響を防
止する。（第５図におけるPhは位相、ｆは周波数を示
す） 次に直流ゲインを高めるために第６図に示す特性を有
する位相遅れ回路31、32について説明する。位相遅れ回
路31、32はローパスフィルタの構成を成し低周波領域で
の位相は遅れるが、そのゲインは高周波領域に対して低
周波領域で上がる特性を示す。第６図において、位相遅
れPhDを施すことにより、そのゲインGDは低周波領域で
向上する。この位相遅れ、PhDは第５図で示す位相調整
領域fcからはずれたところに設定することでサーボ系の
安定性に悪影響を及ぼさないようにしている。第６図で
は周波数ｆが０のときは、ゲインＧは０（dB）である
が、第１図における増巾器37、38によって総合サーボ特
性のゲインを調整できる。第７図に今まで述べた第１図
サンプホールド回路35、36、位相遅れ回路31、32位相進
み回路33、34に加えて、可動反射器4a、4b、光センサ10
〜13その他増幅器37等を含めた総合サーボ特性をボード
線図として示す。
に示すようにその位相Phsは、サンプルホールド時間と
関連した形で位相が遅れてくる。これを更に補償するた
め第１図に示す位相進み回路34、34が働くその特性は第
５図PhAと選びサンプホールド及び位相進みにおける位
相を（PhA＋Phs）とし、サンプルホールドの悪影響を防
止する。（第５図におけるPhは位相、ｆは周波数を示
す） 次に直流ゲインを高めるために第６図に示す特性を有
する位相遅れ回路31、32について説明する。位相遅れ回
路31、32はローパスフィルタの構成を成し低周波領域で
の位相は遅れるが、そのゲインは高周波領域に対して低
周波領域で上がる特性を示す。第６図において、位相遅
れPhDを施すことにより、そのゲインGDは低周波領域で
向上する。この位相遅れ、PhDは第５図で示す位相調整
領域fcからはずれたところに設定することでサーボ系の
安定性に悪影響を及ぼさないようにしている。第６図で
は周波数ｆが０のときは、ゲインＧは０（dB）である
が、第１図における増巾器37、38によって総合サーボ特
性のゲインを調整できる。第７図に今まで述べた第１図
サンプホールド回路35、36、位相遅れ回路31、32位相進
み回路33、34に加えて、可動反射器4a、4b、光センサ10
〜13その他増幅器37等を含めた総合サーボ特性をボード
線図として示す。
第７図において、直流ゲインG0は十分高く且つゲイン
余裕83も又十分とれるよう周波数ｆ上でゲインＧ、位相
Phが設定され、サーボコントロールの安定性が示されて
いる。
余裕83も又十分とれるよう周波数ｆ上でゲインＧ、位相
Phが設定され、サーボコントロールの安定性が示されて
いる。
最後に第１図電圧調整手段27、28について説明する。
第２図において、電圧変換器19〜22からの出力Va1、V
a2、Vb1、Vb2は光センサ10〜13及びビーム5a、ビーム5b
が十分正確なものであれば、ビーム5a、ビーム5bが光セ
ンサ10〜13の中心に入った時Va1＝Va2≠０、Vb1＝Vb2≠
０の関係が成り立つ。しかし、製造バラツキ、及び初期
ビーム位置がずれた場合はオフセット量として、ΔVa＝
Va1−Va2あるいはΔVb＝Vb1−Vb2が生じ、第１図ビーム
5a、ビーム5bのピッチヤを所定の値に設定できないた
め、電圧調整手段29、30にて前記ΔVa、Δvbを補償する
ものである。電圧調整手段27、28の例として、第１図
は、可変抵抗を用いている。可変抵抗の抵抗値を調整す
ることにより、サーボコントロールが行なわれた状態で
の第８図ドラム面６上のビーム間隔PDは例えばレーザビ
ームプリンタの場合は印刷結果として現われその間隔を
正確に設定することが可能である。
第２図において、電圧変換器19〜22からの出力Va1、V
a2、Vb1、Vb2は光センサ10〜13及びビーム5a、ビーム5b
が十分正確なものであれば、ビーム5a、ビーム5bが光セ
ンサ10〜13の中心に入った時Va1＝Va2≠０、Vb1＝Vb2≠
０の関係が成り立つ。しかし、製造バラツキ、及び初期
ビーム位置がずれた場合はオフセット量として、ΔVa＝
Va1−Va2あるいはΔVb＝Vb1−Vb2が生じ、第１図ビーム
5a、ビーム5bのピッチヤを所定の値に設定できないた
め、電圧調整手段29、30にて前記ΔVa、Δvbを補償する
ものである。電圧調整手段27、28の例として、第１図
は、可変抵抗を用いている。可変抵抗の抵抗値を調整す
ることにより、サーボコントロールが行なわれた状態で
の第８図ドラム面６上のビーム間隔PDは例えばレーザビ
ームプリンタの場合は印刷結果として現われその間隔を
正確に設定することが可能である。
本発明はその実施例を２ビームにて示したが、複数ビ
ームにおいても本発明内容は、適用できるものである。
ームにおいても本発明内容は、適用できるものである。
本発明は次のような効果を有するので全体としてサー
ボコントロールを安定に行なうことができる。
ボコントロールを安定に行なうことができる。
1.発振器とコントロールスイッチをビーム位置制御回路
内に設けたので、可動反射器の初期設定を容易にし、且
つ温度変化、振動等の外乱に影響を受けない効果があ
る。
内に設けたので、可動反射器の初期設定を容易にし、且
つ温度変化、振動等の外乱に影響を受けない効果があ
る。
2.サンプルホールド回路の位相遅れを補償する位相進み
回路を設けたので、印刷信号がない時でも安定なサーボ
コントロールが行なえる。
回路を設けたので、印刷信号がない時でも安定なサーボ
コントロールが行なえる。
3.複数個の位置信号を調整する電圧調整手段を設けたの
で、複数個のビーム間隔を正確に設定できる。
で、複数個のビーム間隔を正確に設定できる。
4.低周波領域における位相遅れ回路を設けたので、サー
ボコントロールの安定を保ちながら、直流ゲインを高く
とれ、可動反射器の初期調整が容易となった。
ボコントロールの安定を保ちながら、直流ゲインを高く
とれ、可動反射器の初期調整が容易となった。
第１図〜第７図は本発明の一実施例を示す図、第８図〜
第10図は従来技術を示す図である。 図において、4a、4bは可動反射器、5a、5bはビーム、2
7、28は電圧調整手段、31、32は位相遅れ回路、33、34
は位相進み回路、35、36は位相遅れ回路、45、46はコン
トロールスイッチ、48は発振器である。
第10図は従来技術を示す図である。 図において、4a、4bは可動反射器、5a、5bはビーム、2
7、28は電圧調整手段、31、32は位相遅れ回路、33、34
は位相進み回路、35、36は位相遅れ回路、45、46はコン
トロールスイッチ、48は発振器である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 進 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株 式会社内 (72)発明者 並川 理 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株 式会社内 (72)発明者 小原 一敏 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株 式会社内 (72)発明者 清野 稔 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株 式会社内 (72)発明者 望月 健至 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株 式会社内 (72)発明者 名倉 真 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株 式会社内 (72)発明者 有本 昭 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 笠井 増雄 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 26/10 G02B 26/08
Claims (6)
- 【請求項１】光発生源によるビームを可動形反射器を介
して光検出器に導入し、該光検出器からの信号を前記可
動形反射器へフィードバックするサーボ制御回路により
前記ビームの位置決めを行うものにおいて、イニシャラ
イズ信号によって発振して該可動形反射器を動かし該ビ
ームを該光検出器上に移動させる発振器と、前記光検出
器からの信号により該発振器と該可動形反射器を切りは
なすコントロールスイッチとを前記サーボ制御回路内に
配置したことを特徴とするビーム位置制御装置。 - 【請求項２】前記光発生源が複数個からなり、前記ビー
ムが複数本からなる特許請求の範囲第１項記載のビーム
位置制御装置。 - 【請求項３】前記複数ビームに対し各々のビームにのみ
対応する光検出器を設け、各々の光検出器は検出する各
ビームの移動軌跡上に配置したことを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載のビーム位置制御装置。 - 【請求項４】複数個の光発生源による複数本のビームを
可動形反射器を介して光検出器に導入し、該光検出器か
らの信号を前記可動形反射器へフィードバックするサー
ボ制御回路によりビーム位置決めを行い、該ビームを光
偏向手段によりドラム面上を走査させるものにおいて、
前記サーボ制御回路内にサンプル信号により該光偏向手
段によるビーム走査期間と該ドラム面上を該ビームが走
査する印刷期間の差以内のサンプル時間の間フィールド
バック信号をサンプルし、その他の時間はホールドする
サンプルホールド回路及びサンプルホールドのむだ時間
による前記サンプルホールド回路の位相遅れを補償する
位相進み回路を配置したことを特徴とするビーム位置制
御装置。 - 【請求項５】前記サーボ制御回路内にサーボ特性上サー
ボ系の安定性を保つゲイン余裕を示す周波数領域に影響
を及ぼさない低周波領域における位相を遅らせ、直流ゲ
インを向上させる位相遅れ回路を配置した特許請求の範
囲第４項記載のビーム位置制御装置。 - 【請求項６】複数個の光発生源による複数本のビームを
可動系反射器を介して光検出器に導入し、該光検出器か
らの信号を前記可動形反射器へフィールドバックするサ
ーボ制御回路により前記ビームの位置決めを行うものに
おいて、前記サーボ制御回路内に複数個の前記光検出器
からの位置信号を調節する電圧調整手段を配設したこと
を特徴とするビーム位置制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019045A JP2958035B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | ビーム位置制御装置 |
| US07/635,823 US5161046A (en) | 1990-01-31 | 1991-01-03 | Beam position control apparatus |
| DE4100150A DE4100150C2 (de) | 1990-01-31 | 1991-01-04 | Strahlpositionsregelvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019045A JP2958035B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | ビーム位置制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225314A JPH03225314A (ja) | 1991-10-04 |
| JP2958035B2 true JP2958035B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=11988450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019045A Expired - Fee Related JP2958035B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | ビーム位置制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5161046A (ja) |
| JP (1) | JP2958035B2 (ja) |
| DE (1) | DE4100150C2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3154938B2 (ja) * | 1996-03-21 | 2001-04-09 | 株式会社東芝 | ビーム光走査装置および画像形成装置 |
| WO1999021181A1 (fr) * | 1997-10-16 | 1999-04-29 | Seiko Epson Corporation | Enregistreur |
| US6357893B1 (en) | 2000-03-15 | 2002-03-19 | Richard S. Belliveau | Lighting devices using a plurality of light sources |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3694558A (en) * | 1971-04-14 | 1972-09-26 | Singer Co | Navigation light simulator |
| US4063819A (en) * | 1976-08-27 | 1977-12-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | High energy laser pointing and tracking system utilizing beam angle/focus dither method of operation |
| US4393387A (en) * | 1979-09-14 | 1983-07-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Beam recording apparatus effecting the recording by a plurality of beams |
| JPS5667277A (en) * | 1979-11-05 | 1981-06-06 | Canon Inc | Laser recording device |
| US4334775A (en) * | 1980-04-03 | 1982-06-15 | Western Electric Co., Inc. | Method for dynamically determining the horizontal motion and twist of a microwave tower |
| JPH0694215B2 (ja) * | 1985-04-24 | 1994-11-24 | 株式会社日立製作所 | レーザプリンタ装置及びその走査方法 |
| JPH0712709B2 (ja) * | 1986-12-26 | 1995-02-15 | 株式会社東芝 | 画像形成装置 |
| JPS63217763A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Hitachi Ltd | 光プリンタ |
| US4800270A (en) * | 1987-06-23 | 1989-01-24 | Canadian Patents & Development Ltd. | Galvanometric optical scanning system having a pair of closely located synchronization |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2019045A patent/JP2958035B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-03 US US07/635,823 patent/US5161046A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-04 DE DE4100150A patent/DE4100150C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5161046A (en) | 1992-11-03 |
| DE4100150C2 (de) | 2003-02-27 |
| JPH03225314A (ja) | 1991-10-04 |
| DE4100150A1 (de) | 1991-08-14 |
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