JPH0158911B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光ビームの走査装置にかかり、特
に回転多面鏡あるいは回転プリズム等の光学装置
を回転させることによつてレーザビームの走査を
行うものであつて、画像信号の伝送速度が可変で
ある光ビームの走査装置に関する。

光ビームの走査装置は、フアクシミリの送信読
取あるいは受信記録装置の他レーザプリンタ等に
使用されている。このうち、レーザプリンタに使
用されている光ビーム特にレーザビームの走査装
置の一例を示すと第１図の如くである。この図に
おいて、レーザ発生用の光源１１から発せられた
レーザビームはシヤツタ１２を介して音響光学素
子から成る光変調部１３によつて変調を受け、駆
動部１６によつて回転駆動される回転多面鏡１５
によつて走査される（以下この走査を「主走査」
という）。この主走査されたレーザビームは受光
素子から成るセンサ２０と、画像が潜像として記
録される感光ドラム１８上に達するが、このとき
感光ドラム１８が駆動部１９によつて回転駆動さ
れることにより前記主走査と垂直の方向に走査さ
れる（以下この走査を「副走査」という）。

他方、前記センサ２０の検知出力は同期信号発
生部２１に入力され、ここで必要な同期信号が形
成されて制御部２２に入力される。この制御部２
２の端子TMには、外部から前記同期信号に同期
されて送られてくる適宜のビデオデータが入力さ
れるものであり、変調器２４において発振器２３
から出力される高周波信号がこのビデオデータに
基づいて変調される。更にこの変調信号はアンプ
２５によつて増幅された後前記光変調部１３に入
力され、レーザビームの変調が行われる。

また、制御部２２は、感光ドラム１８の駆動部
１９に適宜の制御信号を出力し、これによつて副
走査の制御が行われるようになつている。

かかる構成を有する光ビームの走査装置におい
てビデオデータの転送速度と、主走査及び副走査
速度とは密接な関連があり、またこれらの程度に
よつて画像の解像度が影響を受けるものである。

従つて、ある一定の転送速度（以下「基準転送
速度」という）に対する主走査速度と副走査速度
とが定められている場合において、前記基準転送
速度より低い転送速度でビデオデータが送られて
くるときには、前記主走査及び副走査速度も低い
値とする必要がある。前述したように、主走査は
回転多面鏡１５によつて行われ、副走査は感光ド
ラム１８によつて行われているが、このうち副走
査は、駆動部１９としてパルスモータ等を使用す
ることにより比較的容易に速度制御が可能であ
る。

しかしながら回転多面鏡１５の回転速度を、広
範囲にわたつて連続的に可変とし且ついずれの速
度においても安定に動作させることは極めて困難
である。このため従来は、低速用モーター、駆動
回路、電源を別に設計、製作し基準転送速度用の
ものと交換してビデオデータの転送速度の変更に
対応させていた。従つて、かかる従来の手段によ
つては、ビデオデータの転送速度が種々に変更さ
れてもこれに対応することができない。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであ
り、回転多面鏡の回転速度を何ら変更することな
く、ビデオデータの転送速度の変更に良好に対応
して光ビームの走査を行うことができる光ビーム
の走査装置を提供することをその目的とし、ビデ
オデータの転送速度をあらかじめ定められた基準
転送速度に変換し、且つ基準転送速度に対応した
回転数で回転多面鏡を回転駆動してこれに同期す
るようにビデオデータを出力し、光ビーム変調を
行うことによつて前記目的を達成しようとするも
のである。

以下この発明にかかる光ビームの走査装置を添
付図面に示す実施例に従つて詳細に説明する。

まず第２図Ａ乃至Ｃに従つて概要を説明する。
第２図Ａ乃至ＣのうちＡには、一画像が五行で、
一行が６個のドツトＤ１乃至Ｄ６で構成されてい
る潜像を示す。なお、実際には、行数も、ドツト
数も非常に多いが説明のため第２図Ａのように仮
定する。まず第１図に示す感光ドラム１８が適宜
回転されて第一行目のＬ１がセツトされる。次
に、回転多面鏡１５の回転によつて感光ドラム１
８上にドツトＤ１乃至Ｄ６に対応するレーザビー
ムが入射する。以上の動作が繰り返されて第２図
Ａに示す画像具体的には潜像が感光ドラム１８上
に形成される。従つて、一行を構成するビデオデ
ータの転送時間は、１ドツト当りの転送時間の６
倍であつて、これがドツトＤ１乃至Ｄ６の走査時
間△Ｔに対応している。

そこで、副走査速度すなわち感光ドラム１８の
回転速度を1/2にしたと仮定し、且つビデオデー
タの転送速度は同様で変更がないものとすると、
第２図Ｂの如くドツトＤ１乃至Ｄ６が副走査方向
に重なることとなる。これを防ぐためには第２図
Ｃに示すように一行おきにレーザビームの照射を
省くようにすればよい。すなわち、前記走査時間
△Ｔの略２倍の時間内に行われる２回の主走査の
うち１回のみレーザビームの照射を行うようにす
る。別言すれば、回転多面鏡１５の複数の反射面
（第１図においては６面）は、その回転に従つて、
１つの面が１つの行の主走査に対応しているが、
第２図Ｃにおいては、結果として２つの面が１つ
の行の主走査に対応することとなる。

以上の前提を基本としてビデオデータの転送速
度が1/2になつた場合を考えると、一行を構成す
るビデオデータの転送時間は、前記△Ｔの２倍す
なわち２△Ｔとなる。つまり２△Ｔの時間でドツ
トＤ１乃至Ｄ６に関するビデオデータが転送され
る。このビデオデータを一度メモリに記憶せし
め、次に第２図Ａと同様の転送速度で出力してレ
ーザビームの主走査を行うこととすれば、まず第
一行目Ｌ１ドツトＤ１乃至Ｄ６については回転多
面鏡１５の回転速度を何ら変更することなく潜像
を感光ドラム１８上に形成することができる。次
に副走査速度を1/2とし、回転多面鏡１５の回転
速度をそのままとするのみならずレーザビームの
照射を行わないこととすると、第二行目Ｌ２は第
２図Ｃの如くとなる。第三行目Ｌ３以後も同様で
ある。すなわち、ビデオデータの転送速度が1/2
となつたときは、副走査速度を1/2とするととも
に、ビデオデータの転送速度を本来の速度で出力
するようにし、かつ主走査の一行おきにレーザビ
ームの照射を行うようにすれば何ら回転多面鏡１
５の回転速度を変更することなく転送速度の変更
に対応することができる。転送速度が１／ｎとな
つたときも同様である。

次にこの発明にかかる光ビームの走査装置の一
構成例を第３図及び第４図に示す。第３図は構成
全体の外観を概略示するものであり、また第４図
は電気的構成を示すもので、第５図に動作例を示
す。

このうち、第３図において、レーザ光源１１か
ら発せられた光は、シヤツタ１２を介し光変調部
１３によつて画像情報による変調を受けた後レン
ズ系１４，１７を介して感光体が表面に被着され
ている感光ドラム１８上に達する。このとき、駆
動部１６によつて駆動される回転多面鏡１５によ
つて図の矢印Ｆ１の範囲で感光ドラム１８上を光
が走査するようになつている。感光ドラム１８は
駆動部１９によつて所定の回転駆動が行われるの
で、画像情報は感光ドラム１８上に潜像として記
録されることとなる。また感光ドラム１８の外周
には図示しない現像、転写、定着、清掃、帯電な
どの装置が具えられており、所定の用紙に印刷が
行われるようになつている。

また、上述した矢印Ｆ１の走査範囲のうち、そ
の走査開始位置には受光素子から成るセンサ２０
が設けられており、後述する制御装置３０に接続
されている。制御装置３０は第４図に示すような
回路構成を有しており、レーザビームの走査を制
御する機能を有している。

次に第４図において、前記光変調部１３には、
発振器３１の出力する高周波の搬送波が変調器３
２によつてビデオデータにより変調され、更には
アンプ３３によつて増幅されて入力されており、
これによつてレーザ光源１１の発するレーザビー
ムが変調されるようになつている。また前記回転
多面鏡１５は、反射面Ｓ１乃至Ｓ６を有してお
り、この駆動部１６にはコントローラ２６が接続
されて所定の回転速度で後述する他の構成部分と
一定の同期がとられて回転動作するように制御さ
れる。

次に、走査制御回路は、制御に必要なタイミン
グ信号を発生するタイミング部４０と、端子TM
から転送入力されるビデオデータの転送速度を変
換して出力する速度変換部６０と、前記タイミン
グ部４０の発生する信号のタイミングと主走査及
び副走査のタイミングとを同期させる同期制御部
８０とを有している。このうち、同期制御部８０
は、まず副走査のタイミングの基準を決定するた
め、一定のパルスを発生（第５図ロ参照）してセ
ンサ２０にレーザビームが入射するようにするた
めのSOSゲート発生部８１を有している。すなわ
ち、SOSゲート発生部８１の出力パルスは、ター
ミナル８２を介して変調器３２に入力されるよう
になつており、更には、光変調部１３に至る。こ
れによつて、センサ２０にレーザビームが入射
し、センサ２０から主走査制御用のパルス（以下
「SOS信号」という）が出力され（第５図ハ参
照）、このSOS信号が主走査の基準となる。この
SOS信号は、発振器８３の出力パルスとともに
SOSゲート発生部８１に入力されて次のパルス出
力のタイミングの基礎となり、更には、同期部８
４及び同期信号発生部８５に各々入力されてい
る。このうち同期部８４は、発振器８３の出力パ
ルスを前記SOS信号に同期させて出力する機能を
有しており（第５図ニ，ホ参照）、このパルス１
つが感光ドラム１８上の１ドツトに対応してい
る。また、同期信号発生部８５は、SOS信号と前
記同期部８４の出力パルスに基づいて感光ドラム
１８上のレーザビームの主走査のうち潜像形成の
行われる有効な走査範囲を決定する同期信号を出
力する機能を有している（第５図ヘ参照）。従つ
て、基準転送速度における通常のビーム走査にお
いては、同期信号発生部８５の出力する同期信号
の期間内において同期部８４の出力パルスのタイ
ミングでレーザビームの主走査を行うようにすれ
ばよい。なお、第５図の例においては、理解を容
易とするため主走査の一行分が13のドツトで構成
されている場合を示した。

次に、タイミング部４０は、同期信号分周部４
１と、パルス分周部４２とを有しており、選択部
４３の操作によつてビデオデータの転送速度が基
準転送速度の何分の１になつたかが指定され（以
下この指定値を「１／ｎ」と表現する）、これに
基づいて同期信号分周部４１とパルス分周部４２
とが動作するようになつている。まず同期信号分
周部４１は、前記同期信号発生部８５の出力同期
信号が入力されており、選択部４３の指定値１／
ｎに従つて同期信号を１／ｎに分周して出力する
機能を有している（第５図ト参照）。

次にパルス分周部４２には前記発振器８３の出
力パルスが入力されており、同様に選択部の指定
値１／ｎに分周して出力する機能を有している
（第５図チ参照）。更に、タイミング部４０には、
同期信号変換器４４が設けられており、前記同期
信号分周部４１及びパルス分周部４２の出力が
各々入力されて、同期信号分周部４１の出力の立
上りからパルス分周部４２の出力パルスをカウン
トし、主走査の一行分のドツト数となるまでの同
期信号を出力する機能を有している（第５図リ参
照）。

更に、速度変換部６０は、デユアルラインバツ
フアメモリ（以下単に「メモリ」という）６２，
６３と、メモリコントローラ６１とを有してお
り、メモリ６２，６３の入出力がメモリコントロ
ーラ６１によつて制御されるようになつている。
メモリ６２，６３へのビデオデータ入力は、端子
TMからターミナル６４を介して行われ、メモリ
６２，６３のビデオデータ出力はターミナル６
５，８２を介して前記変調器３２に入力されるよ
うになつている。他方、メモリコントローラ６１
には、まずパルス分周部４２及び同期信号変換部
４４の出力が入力されており、これらの信号のタ
イミングに従つて主走査の一行分のビデオデータ
がメモリ６２，６３に交互に入力記憶されるよう
になつている。ターミナル６４は、ビデオデータ
の入力方向をセレクトするためのものである。ま
た、メモリコントローラ６１には同期部８４及び
同期信号分周部４１の出力が入力されており、こ
れらの信号のタイミングに従つてメモリ６２，６
３の記憶内容が読み出し出力されるようになつて
いる。ターミナル６５は、ビデオデータを出力す
るメモリ６２又は６３をセレクトして接続するた
めのものである。

なお、選択部４３は、感光ドラム１８の駆動部
１９に接続されており、指定値１／ｎに基づいて
回転速度すなわち副走査速度を１／ｎとするよう
に感光ドラム１８が駆動制御される。更に、この
駆動部１９と、回転多面鏡１５の駆動部１６と
は、コントローラ２６に接続されており、同期制
御部８０からの信号に基づいて適宜同期した駆動
制御が行われるようになつており従来技術と同様
である。

次に、上記実施例の全体的動作を上述した第２
図乃至第５図の他に、第６図を参照しながら説明
する。なお第６図は第２図Ｃに対応するもので、
第５図に示すタイムチヤートに従つて感光ドラム
１８上に形成された潜像の様子を示したものであ
る。また、第５図は、ｎ＝２としてビデオデータ
の転送速度が1/2となつた場合であつて、主走査
の一行分が13ドツトで構成される場合を例として
示したものである。

まず、オペレータの指示あるいはビデオデータ
に含まれる制御信号に従つて、レーザ光源１１、
回転多面鏡１５、感光ドラム１８が駆動され、
SOSゲート発生部８１は時刻Ｔ１においてパルス
を出力する（第５図ロ参照）。これが変調器３２
に入力されて発振器３１の出力する高周波搬送波
が変調される。この変調された搬送波はアンプ３
３を介して光変調部１３に入力され、レーザビー
ムが変調されて回転多面鏡１５によりセンサ２０
に入射する。このときの反射面をＳ５とする第５
図レ参照）。

センサ２０の出力であるSOS信号（第５図ハ参
照）が入力されている同期部８４は、発振器８３
の出力パルス（第５図ニ参照）をSOS信号に同期
させて出力する（第５図ホ参照）。この出力を受
けて同期信号発生部８５は、同期信号を出力する
（第５図ヘ参照）。この同期信号の範囲内には、同
期部８４の出力パルスが13個含まれており、一行
分のドツト数に対応している。更にこの同期信号
は同期信号分周部４１に入力され、1/2に分周さ
れ（第５図ト参照）、他方発振器８３の出力はパ
ルス分周部４２に入力され、同様に1/2に分周さ
れる（第５図チ参照）。また、これら分周された
信号が同期信号変換部４４に入力され、他の同期
信号が出力される（第５図リ参照）。この同期信
号（以下「変換同期信号」という）は、その範囲
内にパルス分周部４１の出力パルスが13個含まれ
ており、一行分のドツト数に対応している。ま
た、同期信号発生部８５ないしは同期信号分周部
４１の出力である同期信号に対して変換同期信号
は略２倍の長さとなつている。すなわち、第５図
ヘ又はトに示す同期信号中には同期部８４の出力
パルスが13個含まれるが、第５図リの変換同期信
号中には、周波数が同期部８４の出力パルスの1/
２であるパルス分周部４２の出力パルスが13個含
まれるようにしたので信号の長さが略２倍となつ
ている。

次に、入力ビデオデータは第５図ヌの如くであ
り、一行分のデータの転送時間は、SOS信号の２
倍の周期となつている。このうち第一行目に相当
するビデオデータは、第５図ルに示すようにメモ
リ６２に入力される。すなわち、同期信号変換部
４４の変換同期信号の範囲内でパルス分周部４２
の出力パルスのタイミングに従つてメモリ６２内
に入力記憶されてゆく。この動作が時刻Ｔ２乃至
Ｔ３で行われ、またこの間に回転多面鏡１５は主
走査の二行分回転し、時刻Ｔ４では反射面Ｓ１が
レーザビームの入射する位置となつている。また
感光ドラム１８も二行分回転し、次の行が時刻Ｔ
４でセツトされている。この行が第１行目とな
る。

時刻Ｔ４乃至Ｔ５では、メモリ６２の内容が出
力され、レーザビームが感光ドラム１８に照射さ
れて潜像の形式が行われる。メモリ６２からのビ
デオデータ出力は、同期信号分周部４１の同期信
号の範囲内で、同期部８４の出力パルスのタイミ
ングに従つて行われる。すなわち、メモリ６２へ
の記憶に要した時間の略２倍の速さで出力が行わ
れる（第５図ヨ参照）。このビデオデータに基づ
いてレーザビームが変調され、第一行目の潜像が
形成されることとなる。すなわち、第６図の第一
行目Ｌ１のドツトDAは第５図ホのパルスPAの
タイミングに基づいて、ドツトDBはパルスPBの
タイミングに基づいて各々レーザビームが照射さ
れ潜像が形成されてゆく。ドツトDC乃至DMに
ついても同様である。そして、この主走査は、回
転多面鏡１５の反射面Ｓ１によつて行われる（第
５図レ参照）。

他方、時刻Ｔ４乃至Ｔ６においては、ビデオデ
ータのうち第二行目に相当するデータが前述した
動作と同様にしてメモリ６３に入力記憶される。
更に、時刻Ｔ５において感光ドラム１８は第二行
目をセツトし、回転多面鏡１５は反射面Ｓ２によ
る主走査が開始されるが、ビデオデータは出力さ
れないためレーザビームは照射されず、潜像は形
成されない（第５図ヨ，タ，レ参照）以上の時刻
Ｔ５乃至Ｔ６が第６図の第二行目Ｌ２に対応す
る。

次に、時刻Ｔ６乃至Ｔ７においては、メモリ６
３から第二行目に相当するビデオデータが出力さ
れ、第６図の第三行目Ｌ３の潜像が形成されると
ともに、時刻Ｔ６乃至Ｔ８でビデオデータのうち
の第三行目相当分がメモリ６２に入力記憶され
る。更に、時刻Ｔ７乃至Ｔ８においては、第６図
に示す第４行目Ｌ４に対応する動作が行われる。
時刻Ｔ８以後についても同様である。

以上の動作によつて明らかなように、入力され
るビデオデータの転送速度が基準転送速度の1/2
となつたときは、その1/2の速度でメモリ６２又
は６３に記憶し、次に基準転送速度でメモリ６２
又は６３からビデオデータを出力してレーザビー
ムを変調するようにすることにより、回転多面鏡
１５の回転速度を何ら変更することなく良好に主
走査を行うことができる。すなわち、回転多面鏡
１５の反射面Ｓ１乃至Ｓ６のうち１つおきにレー
ザビームが入射されて主走査が行われることによ
つて結果的に主走査速度が1/2となるが、回転多
面鏡１５の回転速度は変更されず一定のままであ
る。なお、副走査速度である感光ドラム１８の回
転速度は1/2となつており、このため行間隔が1/2
となるが、回転多面鏡１５の反射面Ｓ１乃至Ｓ６
のうち１つおきにレーザビームが入射するのに対
応して一行おきにレーザビームが感光ドラム１８
に入射するようにしたので潜像は良好に形成され
る。

なお、上記実施例においては、選択部４３の指
定値が1/2の場合を示したが、この発明は何らこ
れに限定されるものではなく指定値は任意に定め
てよい。しかし、ビデオデータの回転速度が基準
転送速度よりも大きくなる場合には、対応するこ
とはできないので、基準転送速度すなわち指定値
１／ｎ＝１のときの回転速度を当該システムで可
能な高い速度とするように回転多面鏡１５の回転
速度等を設定しておくことが好ましい。また、上
記実施例においては一行が13ドツトで表わされる
場合を示したが、これは説明のためであつて実際
には例えば日本工業規格Ｂ列４番の一行分は解像
度を120dot／mmとすると3640ドツトで構成され
る。

更に、上記実施例は、外部から転送されてくる
ビデオデータに基づいて画像の印刷を行うレーザ
プリンタにこの発明にかかる光ビームの走査装置
を適用した場合を示したが、逆に外部へビデオデ
ータを転送するような場合にもこの発明は応用さ
れるものである。例えばフアクシミリの原稿送信
装置に応用する場合である。相手方の端末装置の
設計仕様あるいは使用する通信線の伝送容量の関
係からビデオデータの転送速度を１／ｎに下げる
必要がある場合には、原稿の送り速度（感光ドラ
ム１８の回転速度に対応する）を１／ｎとし、回
転多面鏡１５等による主走査のｎ回に１回の割合
で情報を読み取りメモリ記憶する。この動作は基
準転送速度で行う。次にこの記憶した内容を基準
転送速度の１／ｎの転送速度で読み出し出力して
ゆく。このようにすれば回転多面鏡の１５の回転
速度を変更する必要もなく、またメモリの容量も
二行分でよい。

また、上述した第４図は、一構成例であつて、
同様の機能を有するものであれば他の回路構成と
してもよい。

以上説明したように、この発明にかかる光ビー
ムの走査装置によれば、転送速度の遅いビデオデ
ータを速度変換を行つて基準転送速度のビデオデ
ータとし、このビデオデータに従つて光ビームを
変調することとしたので、回転多面鏡の回転速度
を基準転送速度に対応する値に一定に保持して何
ら変更することなくビデオデータの転送速度の変
更に対応でき、良好に光ビームの走査を行うこと
ができるというすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザビームの走査装置の一例を示す
ブロツク図、第２図Ａ乃至Ｃは感光ドラム上の潜
像の例を示す説明図、第３図はこの発明にかかる
光ビームの走査装置の一構成例であつて外観の概
略を示す斜視図、第４図は第３図の装置の電気的
構成を示すブロツク図、第５図は第４図の装置の
動作を経時的に示すタイムチヤート、第６図は第
５図の動作によつて感光ドラム上に形成された潜
像を示す説明図である。 １５……回転多面鏡、１８……被走査面を有す
る感光ドラム、４０……タイミング部、６０……
速度変換部、８０……同期制御部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ビデオデータの基準転送速度に応じて回転速
   度が予め決められた回転多面鏡による、該ビデオ
   データのデータ内容に基づき変調された光ビーム
   の反射走査によつて主走査態様が決定され、前記
   回転多面鏡を介して光照射される受光面の主走査
   方向と垂直方向への移動に基づき副走査態様が決
   定される光ビームの走査装置において、 前記ビデオデータが前記基準転送速度にて転送
   されるとき、前記受光面の副走査速度を、前記回
   転多面鏡の回転速度に比例した主走査速度と前記
   光ビームのビーム径とに応じて自ずと定まる第１
   の速度に制御し、前記ビデオデータの転送速度
   が、前記基準転送速度に対しある比率で低下する
   態様で変更されるとき、前記受光面の副走査速度
   を、この変更される転送速度の低下率に対応して
   低下する第２の速度に制御する第１の制御手段
   と、 それぞれ前記ビデオデータの１主走査分のデー
   タに対応したメモリ容量を有して、都度転送され
   るビデオデータを一時貯蔵する第１および第２の
   ２つのラインメモリと、 これら各ラインメモリへのビデオデータ１主走
   査分のデータを単位とした交互のデータ書き込
   み、およびそれぞれ一方のラインメモリへのデー
   タ書き込みに並行した他方のラインメモリからの
   データ読み出し、を順次制御する制御手段であつ
   て、前記ビデオデータが前記基準転送速度にて転
   送されるとき、これら各ラインメモリに対する前
   記ビデオデータの書き込み、および該書き込まれ
   たビデオデータの読み出し、を共に前記基準転送
   速度にて行つて、転送されるビデオデータに対応
   した一連のデータ列を再生し、前記ビデオデータ
   の転送速度が前記態様で変更されるとき、これら
   各ラインメモリに対する当該ビデオデータの書き
   込みについては、これを前記変更される転送速度
   に対応した速度で行うとともに、これら書き込ま
   れたビデオデータの読み出しについては、これを
   前記基準転送速度にて行つて、前記変更される転
   送速度の低下率に対応した間欠的なデータ列を再
   生する第２の制御手段と、 この第２の制御手段を通じて再生されるデータ
   列に基づき、該データ列の存在する期間だけ、該
   データ列の持つデータ内容に対応した光変調を行
   つて、この変調した光ビームを前記回転多面鏡の
   対向鏡面に照射する変調手段と、 を具えたことを特徴とする光ビームの走査装置。