JPH01237512A - 光走査装置 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明はｆθレンズを用いない光走査装置に関する。

（従来技術） 従来、光情報の書き込みや画像情報の読み取りに用いら
れる光走査装置としてはｆθレンズを用いないものが特
開昭６２−３０４６６号公報により知られている。この
光走査装置では例えば第７図に示すように半導体レーザ
１５（第１０図参照）からの光ビーム１が集光レンズ２
により集光されてポリゴンミラーからなる回転偏向器３
により等角速度的に偏向され、被走査体としての光導電
性感光体４上を走査する。この感光体４はモータにより
回転駆動され、上記半導体レーザ１５が情報信号により
変調されて感光体４に情報の書き込みが行われる。この
場合半導体レーザ１５は画像走査クロックに同期して情
報信号により変調され。

画像走査クロックの周波数ｆｋは１画素の書き込みに割
り当てられる時間をＴとして１／Ｔで与えられる。また
光センサ−５は感光体４の情報書き込み領域より外れた
位置でポリゴンミラー３からの光ビームをその走査開始
時に検出して同期信号を発生する。

第８図はこの光走査装置における画像走査クロック発生
器１６（第１０図参照）を示す。

位相検波回路６ｊローパスフイルタ７、電圧制御発振器
８及びカウンタからなる分周器９はＰＬＬ　（Ｐ　ｈａ
ｓｅＬ　ｏｃｋａｄ　Ｌ　ｏｏｐ）回路を構成し１発振
器１０からの周波数ｆ０の基準クロックはカウンタから
なる分周器１１によりｆｏ／Ｎの周波数に分周されるこ
とにより位置制御用クロックとなってＰＬＬ回路におけ
る位相検波回路６と制御回路１２に入力さ九る０位相検
波回路６は分局器１１からの位置制御用クロックと分周
器９からのクロックとの位相を比較してその位相差に応
じたパルス信′号をローパスフィルタ７を通して電圧制
御発振器８八出力し、電圧制御発振器８はローパスフィ
ルタフの出力電圧により発振周波数が制御されて周波数
ｆｋ＝ｆ、Ｍ／Ｎの画像走査クロックを発生する０分局
器９は電圧制御発振器８からの画像走査クロックを１／
Ｍに分周して位相検波回路６に送る１分周器１１はアッ
プダウンカウンタ１３のカウント値により分局比Ｎが設
定され、制御回路１２はアップダウンカウンタ１３を制
御して感光体４上の走査領域全域において分局器１１の
分局比Ｎの切り換えを行う、この場合走査領域はに個の
ブロックＢＬｉ（ｉ＝　１〜Ｋ）に区分され、予め定め
た有限数列Ｍｉ（ｉ＝１〜Ｋ）に基づきｉ番目のブロッ
クＢＬｉでは分周器１１からのＭｌ個の位置制御用クロ
ック毎にアップダウンカウンタ１３にカウントさせて分
周器１１の分周比Ｎの切り換えを行わせる。仮に分局比
Ｎの初期値がＮ、であったとすると１位置制御用クロッ
クの周波数は当初ｆ０／Ｎ、であるが、第１のブロック
ＢＬＩでは制御回路１２は位置制御用クロックをＭ１個
カウントしたときにアップダウンカウンタ１３にカウン
トさせて分周器１１の分周比をＮｏからＮ工（＝Ｎ０＋
ΔＮ）に切り換えさせる。したがって位置制御用クロッ
クの周波数はｆ、／Ｎいとなり、制御回路１２はこの位
置制御用クロックをＭ１個カウントしたときにアップダ
ウンカウンタ１３をカウントさせて分周器１１の分周比
をＮ工からＮ２に切り換えさせる。

制御回路１２はこのような分周器１１の分周比Ｎの切り
換えをｎ１回繰り返し、続いてＭ２個の位置制御用クロ
ック毎にアップダウンカウンタ１３をカウントさせて分
周１１１１の分周比Ｎを切り換えてこれをｎ２回繰り返
す、制御回路１２はこのような分周器１１の分周比Ｎの
切り換えを各ブロック毎に行い、ｉ番目のブロックＢＬ
ｉではＭｌ個の位置制御用クロック毎にアップダウンカ
ウンタ１３にカウントさせて分周器１１の分周比Ｎを切
り換えてこれをｎ１回繰り返す、第９図は理想上の画像
走査クロックの周波数ｆｋの変化（曲線９−１）と。

分局比Ｎの切り換えによるクロック周波数ｆｋ’の階段
状変化の一例を示している。クロック周波数ｆｋ’の階
段状変化の下の数字５，６，１０゜１６は図の右端を走
査開始側としてそれぞれＭｌ。

Ｍ２．Ｍ３．Ｍ４に対応している０図から分かるように
ｎ１＝６．ｎ２＝９．ｎ３＝３．ｎ４＝５である。

この図は対称図形の右半分のみを示しており１Ｍ５＝１
０．ｎ５＝３．Ｍ６＝６．ｎ６＝９．Ｍ？＝５゜ｎ７ｇ
６である。この図から分かるようにブロックＢＬｉは周
波数ｆｋの連続曲線を直線近似する領域であり、各ブロ
ック内ではステップの横幅が等しい、クロック周波数ｆ
ｋ″は位置制御用クロックの周波数のＭ倍に相当する０
位置制御用クロックの周波数は階段状に変化してクロッ
ク周波数ｆｋ′が階段状に変化するが、ＰＬＬ回路の作
用により画像走査クロックの周波数ｆｋは連続的に変化
する。

第１０図はこの光走査装置の回路構成を示し、第１１図
はそのタイミングチャートである。

ディジタル値設定回路１４は被走査面上の光ビーム走査
速度の変化に応じて半導体レーザ１５の出力強度を変化
させて露光むらをなくすためのディジタル値を発生する
ものであり１例えばアップダウンカウンタが用いられる
。このアップダウンカウンタ１４は画像走査クロック発
生器１６において第１２図に示すように制御回路１２か
ら７ツプダウンカウンタ１３へのクロックｃｋ、イネー
ブル信号ＥＮ、アップ／ダウンモード信号Ｕ／Ｄが加え
られてアップ／ダウンカウントを行い、感光体４上の光
ビーム１の走査速度の変化に応じたディジタル値を発生
する。この場合信号ＥＮは同期信号より所定の時間だけ
遅れてアップダウンカウンタ１３を動作させ、印字領域
の操作終了後所定の時間だけ遅れてアップダウンカウン
タ１３の動作を終了させる。ディジタル値設定回路１４
の出力はディジタル／アナログ変換器１７でアナログ値
に変換され、光ビーム走査速度の変化に応じた値になる
。

一方、半導体レーザ１５より前方に射出されたレーザビ
ームは第７図に示したように集光レンズ２により集光さ
れてポリゴンミラー３で偏向され、感光体４の帯電器に
より帯電された表面に結像されてその結像スポットがポ
リゴンミラー３の回転で反復して移動すると同時に感光
体４が回転する。

半導体レーザ駆動回路１８は上記画像走査クロック発生
器１６からの画像走査クロックに同期して変調信号が入
力されてこの変調信号により半導体レーザ１５をオン／
オフさせ、したがって変調信号で変調されたレーザビー
ム１で感光体４が走査されて静電潜像が形成される。こ
の静電潜像は現像器により現像されて転写器により紙等
に転写される。

半導体レーザ１５から後方へ射出されたレーザビームは
フォトダイオードからなる光検出器１９に入射し、フォ
トダイオード１９はそのレーザビームの強度に比例した
電流を出力する。この電流は増幅器２０により電圧に変
換され、比較器２１で基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。

比較器２１の出力電圧は比較器２１の面入力電圧の大小
関係により高レベルまたは低レベルとなり、アップ／ダ
ウンカウンタ２２のカウントモードを制御する。たとえ
ば半導体レーザレーザ１５からのレーザビームの強度が
基準値より弱い時には比較器２１の出力が低レベルにな
り、アップ／ダウンカウンタ２２はアップカウンタとし
て動作する状態となる。

エツジ検出回路２３は記録モードで低レベルとなるフレ
ーム同期信号ＦＳＹＮＣの立上りを検出し、その検出信
号はオア回路２４を通ってアンド回路２５でフレーム同
期信号ＦＳＹＮＣとのアンドがとられる。フリップフロ
ップ２６はアンド回路２５の出力信号によりスタンバイ
モードの初めにセットされて出力信号を生じ、この出力
信号はアンド回路２７にて信号処理回路から感光体４の
非走査時に出力される非感光体走査信号とのアンドがと
られる。アップ／ダウンカウンタ２２はアンド回路２７
の出力信号によりイネーブル状態になり、クロックパル
ス発生器２８からのクロックパルスをアップカウントま
たはダウンカウントする。このアップ／ダウンカウンタ
２２のカウント出力はディジタル／アナログ変換器２９
によりアナログ量に変換されて演算器３０を介して半導
体レーザ駆動回路１８に加えられる。半導体レーザ駆動
回路１８は信号処理回路からの変調信号により半導体レ
ーザ１５をオン／オフさせるが、半導体レーザ１５の電
流をディジタル／アナログ変換器２９の出力に応じて変
化させる。したがってアップ／ダウンカウンタ２２の計
数値が徐々に増加することにより半導体レーザ１５の出
力強度が徐々に増加して増幅器２０の出力電圧が上昇す
る。その後比較器２１の出力が低レベルから高レベルに
反転すると、エツジ検出回路３１が比較器２１の出力の
立上りエツジを検出してオア回路３２を介してフリップ
フロップ２６をリセットし、アップ／ダウンカウンタ２
２をディスエーブル状態に復帰させる。

よってアップ／ダウンカウンタ２２は計数値を保持し、
半導体レーザ１５の駆動電流の大きさがそのまま保持さ
れる。

またアンド回路２７の出力信号によりアップ／ダウンカ
ウンタ２２がイネーブル状態になったときに比較器２１
の出力が高レベルであれば（半導体レーザ１５の出力強
度が基準値より強ければ）アップ／ダウンカウンタ２２
はダウンカウンタとして動作してクロックパルス発生器
２８からのクロックパルスをダウンカウントし、計数値
が徐々に減少して行く、よってディジタル／アナログ変
換器２９の出力が減少して半導体レーザ１５の駆動電流
が減少し、増幅器２０の出力電圧が低下する。そして増
幅器２０の出力電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより小さくなっ
て比較器２１の出力が高レベルから低レベルに反転する
と、エツジ検出回路３１が比較器２１の出力の立ち下が
りエツジを検出してフリップフロップ２２をリセットし
、アップ／ダウンカウンタ２２をディスエーブル状態に
復帰させる。したがってアップ／ダウンカウンタ２２は
計数値を保持し、半導体レーザ１５の駆動電流の大きさ
がそのまま保持される。ここにエツジ検出回路３１は比
較器２１の出力が低レベルから高レベルに反転したとき
にのみアップ／ダウンカウンタ２２をディスエーブル状
態にするように構成しておけば比較器２１の出力が低レ
ベルであってアップ／ダウンカウンタ２２がイネーブル
状態のときに比較器２１の出力が低レベルから高レベル
に反転すると、アップ／ダウンカウンタ２２はディスエ
ーブル状態になって計数値を保持する。比較器２１の出
力が高レベルであってアップ／ダウンカウンタ２２がイ
ネーブル状態のときに比較器２１の出力が高レベルから
低レベルになると、アップ／ダウンカウンタ２２はイネ
ーブル状態のままであって比較器２１の出力によりアッ
プカウンタとじて動作する。そして半導体レーザ１５の
駆動電流が増加し比較器２１の出力が低レベルから高レ
ベルに反転すると、エツジ検出回路３１が比較器２１の
出力の立上りエツジを検出してブリップフロップ２２を
リセットすることによりアップ／ダウンカウンタ２２を
ディスエーブル状態に復帰させてその計数値を保持させ
る。

また出力制御タイミング発生器３３はフレーム同期信号
ＦＳＹＮＣによりスタンバイモードで動作し、一定周期
で出力制御タイミング信号を発生してオア回路２４に出
力することによって半導体レーザ１５のパワーセット（
出力強度の設定）を一定の周期で上述のように行わせる
。

感光体４の走査時には非感光体走査信号が無くなってア
ンド回路２７がオフし、アップ／ダウンカウンタ２２が
ディスエーブル状態になり、また、半導体レーザ１５の
パワーセットは未了なら中断される。

ディジタル／アナログ変換器１７の出力は増幅器３４で
増幅されて演算器３０を介して半導体レーザ駆動回路１
８に加えられ、半導体レーザ駆動回路１８は演算器３０
の出力信号により半導体レーザ１５の駆動電流を変化さ
せる０画像走査クロック発生器１６において制御回路１
２はブリップフロップ２６の出力信号により、半導体レ
ーザ１５のパワーセット時にはディジタル／アナログ変
換器１７の出力が半導体レーザ駆動回路１８に寄与しな
い値となるようにディジタル値設定回路１４を制御し、
半導体レーザ１５のパワーセットを行わないときにはデ
ィジタル／アナログ変換器２９の出力が保持されてディ
ジタル／アナログ変換器１７の出力により半導体レーザ
１５の駆動電流が走査速度の変化に応じて変化する。半
導体レーザ１５の出力強度は上鮎パワーセットにより一
定の値に制御され、その値は基準信号Ｖ　ｒｅｆの可変
により調整することができる。またディジタル値設定回
路１４の出力による半導体レーザ１５の出力強度変化が
適正であれば走査速度の変化による露光むらがなくなる
０作業者等は生産時等にスイッチ３５をオンさせて半導
体レーザ出力強度変調モードに設定し、半導体レーザ１
５の出力強度のディジタル値設定回路１４の出力による
変化量の最大値（最低出力強度）をパワーメータで測定
してこの最大値が適正な値となるように増幅器３４の利
得を可変することによって調整する。この場合画像走査
クロック発生器１６における制御回路１２はスイッチ３
５からのオン信号によりオア回路３２を介してフリップ
フロップ２６をリセットしてアップ／ダウンカウンタ２
２をディスエーブル状態とする。よってアップ／ダウン
カウンタ２２の計数値は保持され、半導体レーザ１５の
出力強度はその計数値に対応する強度からディジタル値
設定回路１４の出力に対応して低下する。

しかし上述の光走査装置にあっては画像走査クロック発
生器１６における分周器９，１１の分周比が画素密度及
び光学系の条件等に応じてディスクリート回路により設
定されるので、画素密度及び光学系の条件等の変化に対
する柔軟性がなく、汎用性がない。

（目　的） 本発明は上記欠点を除去し、画素密度及び光学系の条件
等の変化に対する柔軟性があって汎用性が有る光走査装
置を提供することを目的とする。

（構　成） 本発明は半導体レーザからの変調光で回転偏向器により
被走査面を走査しｆθレンズは用いない光走査装置であ
って、第１図に示すように画像走査クロック発生器４１
と、マイクロコンピュータ４２と、ディジタル／アナロ
グ変換器４３とを有する。

画像走査クロック発生器４１は被走査面の走査速度の変
化に応じて周波数が連続的に変化する画像走査クロック
を発生し、マイクロコンピュータ４２は被走査面の走査
速度の変化に応じて上記半導体レーザの出力強度を変化
させるためのディジタル値をメモリ内に準備されている
値により設定する。そしてディジタル／アナログ変換器
４３はマイクロコンピュータ４２で設定したディジタル
値をアナログ値に変換してこのアナログ値に応じて上記
半導体レーザの電流を変化させる。

第２図は本発明の一実施例の一部を示す。

この実施例は上述した従来の光走査装置においてラッチ
回路５１及びマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）５２を設
け、ＣＰＵ５２によりリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）
中に設けられているプリセットテーブルから機械の初期
動作時に画素密度及び光学系の条件等に適したプリセッ
トデータをラッチ回路５１にラッチして分局器１１の分
周比及びディジタル値設定回路１４のディジタル値を決
定するようにしたものである。

画像走査クロック発生器１６におけるアップ／ダウンカ
ウンタ１３の初期値（最初の分周比）は画素密度及び光
学系の条件等により変わる。また制御回路１２において
も有限数列Ｍｉ及びその繰り返し数ｎｉが画素密度及び
光学系の条件等により変わる。そこでこの実施例では画
素密度及び光学系の条件等に適した値を機械の初期動作
時にＣＰＵ５２よりラッチ回路５１にラッチしてアップ
／ダウンカウンタ１３及びＭｉ、ｎｉのプリセット値と
する。またスイッチ３５をオンさせて半導体レーザ出力
強度変調モードに設定したときには半導体レーザ１５の
出力強度のディジタル値設定回路１４の出力による変化
量の最大値（最低出力強度）を示すような値をディジタ
ル値設定回路１４にセットしなくてはならない。この値
も機械の初期動作時にＣＰＵ５２よりラッチ回路５１に
ラッチした値を使用する。

第３図はディジタル値設定回路１４とラッチ回路５１の
一部を示す。

ディジタル値設定回路１４はアップ／ダウンカウンタ５
３及びアンドゲート５４により構成され、ラッチ回路５
１１は上記ラッチ回路５１に含まれる。ラッチ回路５１
１はセットクロック１によりＣＰＵ５２からのデータを
ラッチする。出力強度変調スイッチ３５がオンされてこ
のスイッチ３５からの信号が高レベルになったときには
アンドゲート５４がスイッチ３５からの信号によりオン
してラッチ回路５１１からデータがアップ／ダウンカウ
ンタ５３にロード信号ＬＤＩによりセットされてディジ
タル値の初期値となる。スイッチ、３５からの信号が低
レベルのときにはアンドゲート５４がオフとなり、また
アップ／ダウンカウンタ５３のディジタル値はディジタ
ル／アナログ変換器１７へ出力される。

第４図はアップ／ダウンカウンタ１３とラッチ回路５１
の一部を示し、ラッチ回路５１２は上記ラッチ回路５１
に含まれる。ラッチ回路５１２はセットクロック２によ
りＣＰＵ５２からのデータをラッチし、このデータがア
ップ／ダウンカウンタ１３にロード信号ＬＤＩによりセ
ットされる。

第５図は制御回路１２において信号Ｕ／Ｄ、ＣＫを発生
する回路とラッチ回路５１の一部を示す。

ラッチ回路５１３〜５１■は上記ラッチ回路５１に含ま
れ、それぞれセットクロック３〜■によりＣＰＵ５２か
らのデータをラッチする。ラッチ回路５１３には第９図
に示すクロック周波数ｃｋ’の階段状変化の１番下の部
分で周波数変化が反転するときの分周比Ｎが入り、ラッ
チ回路５１４〜５１ｉ、５１１〜５１■は第９図に示す
クロック周波数ｃｋ’の階段状変化におけるＭｉが変化
するときの分局比Ｎが入る。ラッチ回路５１ｊ〜５１に
は第９図に示すクロック周波数ｃｋ’の階段状変化にお
けるＭｌ、Ｍ２．Ｍ３．Ｍ４（この例では５，６，１０
．１６）が入る。コンパレータ５５３〜５°５ｉ。

５５１〜５５ｍはそれぞれアップ／ダウンカウンタ１３
のカウント値とラッチ回路５１３〜５１ｉ、５１１〜５
１■のデータとを比較してこれらが等しくなったときに
出力信号を出し、またＪＫフリップフロップ５６は分周
器１１からの位置制御用クロックＣＬＫＡにより反転し
て反転出力端子からアップ／ダウンカウンタ１３ヘクロ
ツクＣＫを出力する。セットリセット型フリップフロッ
プ５７３はロード信号ＬＤＩによりクリアされ、コンパ
レータ５５３の出力信号によりセットされ出力信号をア
ップ／ダウン信号Ｕ／Ｄとしてアップ／ダウンカウンタ
１３へ出力する。アンドゲート５８４〜５８ｉはセット
リセット型フリップフロップ５７３の出力信号によりオ
ンしてコンパレータ５５４〜５５ｉの出力信号を通し、
アンドゲート５８１〜５８膳はセットリセット型フリッ
プフロップ５７３の出力信号がインバータ６２を介して
入力されることによりオンしてコンパレータ５５１〜５
５ｍの出力信号を通す。Ｄフリップフロップ５７４〜５
７ｉ、５７１〜５７ｍはそれぞれＪＫフリップフロップ
５６からのクロックによりアンドゲート５８４〜５８ｉ
、５８１〜５８ｍの出力信号をラッチする。したがって
Ｄフリップフロップ５７４〜５７ｉ、５７１〜５７ｍは
順次にＭｉが変化したときにセットされ、セレクタ５９
はＤフリップフロップ５７４〜５７ｉ、５７１〜５７ｍ
の出力信号によりラッチ回路５１ｊ〜５１にのデータを
選択して出力する。カウンタ６０はキャリー信号を出力
する毎にこれがインバータ６１を介してロード端子に入
力されることによりセレクタ５９の出力がセットされ、
分周器１１からの位置制御用クロックＣＬＫＡをセレク
タ５９の出力だけ繰り返してカウントし、キャリー信号
によりＪＫフリップフロップ５６をセットする。

第６図はＣＰＵ５２が機械の初期動作時にデータをラッ
チ回路５１にラッチさせるルーチンを示す、ＣＰＵ５２
は電源が投入されると、ラッチ回路５１１〜５１醜への
各データとセットパルス１〜■を順次に出力してラッチ
回路５１１〜５１園にデータをそれぞれラッチさせる。

（効　果） 以上のように本発明によれば半導体レーザからの変調光
で回転偏向器により被走査面を走査しｆθレンズは用い
ない光走査装置であって、被走査面の走査速度の変化に
応じて周波数が連続的に変化する画像走査クロックを発
生する画像走査クロック発生器と、被走査面の走査速度
の変化に応じノ て上記半導体レーザの出力強度を変化させるためのディ
ジタル値をメモリ内に準備されている値により設定する
マイクロコンピュータと、このマイクロコンピュータで
設定したディジタル値をアナログ値に変換してこのアナ
ログ値に応じて上記半導体レーザの電流を変化させるデ
イシタルーアすログ変換器とを有するので、マイクロコ
ンピュータにより上記ディジタル値を画素密度及び光学
系の条件等の変化に適した値に設定することができ、柔
軟性があって汎用性がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示すブロック図、第２図は本発明の一
実施例の一部を示すブロック図、第３図は同実施例のデ
ィジタル値設定回路とラッチ回路の一部を示すブロック
図、第４図は同実施例のアップ／ダウンカウンタとラッ
チ回路の一部を示すブロック図、第５図は同実施例の制
御回路においてアップ／ダウン信号Ｕ／Ｄ、クロックＣ
Ｋを発生する回路とラッチ回路の一部を示すブロック図
。 第６図は同実施例におけるＣＰＵの処理フローを示すフ
ローチャート、第７図は従来の光走査装置を示す概略図
、第８図は同光走査装置の画像走査クロック発生器を示
すブロック図、第９図は同光走査装置の特性図、第１０
図は同光走査装置の回路構成を示すブロック図、第１１
図は同光走査装置のタイミングチャート、第１２図は同
光走査装置の一部を示すブロック図である。 ４１・・・画像走査クロック発生器、４２・・・ＣＰＵ
、４３・・・ディジタル／アナログ変換器。 旭３　■ 売４　■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザからの変調光で回転偏向器により被走査面
   を走査しｆθレンズは用いない光走査装置であって、被
   走査面の走査速度の変化に応じて周波数が連続的に変化
   する画像走査クロックを発生する画像走査クロック発生
   器と、被走査面の走査速度の変化に応じて上記半導体レ
   ーザの出力強度を変化させるためのディジタル値をメモ
   リ内に準備されている値により設定するマイクロコンピ
   ュータと、このマイクロコンピュータで設定したディジ
   タル値をアナログ値に変換してこのアナログ値に応じて
   上記半導体レーザの電流を変化させるディジタル／アナ
   ログ変換器とを有する光走査装置。