JPH02160212A - 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】 〔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、記録対象の種類が異なる場合（例えば
形状が単純な文字と複雑な図形）には、その記録密度を
変えるようにすること、即ち情報の画素密度を変えるこ
とによってその情報を高速かつ高精度に伝送し、又はプ
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２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、本発明の光走査装置は、（１）複数個の光源、（
２）該光源のビーム強度を記録情報に応じてオン・オフ
及び又は強度変化する変調手段、（以下強度変調手段と
総称する）（３）該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、（４）該走査ビ
ームの間隔を制御し、もって表示画素密度を可変にする
ビーム間隔可変手段、および（５）上記記録情報の画素
密度に応じて上記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および走査ビーム間隔を夫々可変に
する制御手段を有するものである。

さらにまた、本発明は、複数個のビームの各々の位置を
検出する検出素子と、該検出素子からの出力により制御
され、各ビームの光路中に配置された光路変換素子とを
有し、該検出素子の受光領域を後述するように変更する
ことによって走査ビームの間隔を可変にできるという特
徴を有するものである。

〔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
面上を並行走査させるが、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
密度が画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。

〔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、ｌｂ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、はぼ同一方向に進
み、上記ビームの偏向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分割さ九たもので、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２２
１゜２２２を通して差分信号をつくり、光路変更素子制
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、
スポラｌ−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で
あるので制御用ビーム１０１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１４
２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図にも示しである）の構成を示す図である。なお
、画素密度の変更は、制御系１６からのドツト密度変更
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３０１，３０２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
、ドツト密度変更、命令１７によって、発振器４３１，
４３２からの発振周波数ｆＤ工。

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１選別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。

このためにはドツト密度変更命令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４７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１
４２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を介してドツト密度変
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５
１１〜５１５より構成される。このうち、５１１と５１
２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＠　１１　ｔ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６０
２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ｐ□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
るいは印刷ドツ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（会ドツト密度）Ｓｌ。

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ｆＤいまたは、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）パターンを表すドツ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（Ｓ
ａｍｐｌｅｄ−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
）、ＴＳよ、ＴＳ２はサンプリング時間、ＴＨ□、ＴＨ
２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。

４、ｄ、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−に代表される電磁力即動を用
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
ボッｊ・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１画素密度変換あるいは印刷ドツト密度変換を行っ
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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、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、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および走査ビー
   ム間隔を可変にする制御手段とを有することを特徴とす
   る光走査装置。 ２、上記複数個のビーム夫々の位置を検出する位置検出
   素子と、この検出素子からの出力によって制御されると
   ともに上記複数ビーム夫々の光路中に配置された光路変
   換素子とを有し、上記位置検出素子の受光領域を選択変
   更することによって走査ビームの間隔ｄを可変にするこ
   とを特徴とする請求項１記載の光走査装置。 ３、上記複数個のビームの各々の位置を検出するための
   検出素子として、同一基盤上に該複数個のビームの各々
   に独立して対応するよう形成され、かつ、少なくとも１
   個のビームに対する検出素子については、３個以上の独
   立した光検知素子よりなる分割型光検出素子であること
   を特徴とする請求項２記載の光走査装置。 ４、上記３つ以上の多分割の光検出部を５つの光検出部
   により構成するとともに、並列に配列された５つの光検
   出部のうち両側部に配列する夫々２個の光検出部を電気
   的に接続して得られる２つの端部Ａ、Ｂとを設け、さら
   に上記５つの光検出部のうち中間部に配置された光検出
   部に電気的に導かれる端子Ｃを設け、端部Ｃを開放、端
   部Ａ又はＢと接触の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３記載の光走査装置。