JPH04162013A - 光ビームの変調・走査装置 - Google Patents

光ビームの変調・走査装置

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JPH04162013A
JPH04162013A JP28992890A JP28992890A JPH04162013A JP H04162013 A JPH04162013 A JP H04162013A JP 28992890 A JP28992890 A JP 28992890A JP 28992890 A JP28992890 A JP 28992890A JP H04162013 A JPH04162013 A JP H04162013A
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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、光ビーム発生手段と光ビームの強度または発
光時間等を変調する変調手段と回転多面鏡走査器とを組
み合わせた光ビームの変調・走査装置に関する。
[従来の技術] 従来の光ビームの変調・走査装置では、画像信号により
変調されたレーザビームを回転多面鏡により走査する場
合、走査ビームは回転多面鏡の各鏡面の反射率のバラツ
キによる光ビームの強度の変動が発生するといった弊害
が見られ、特公昭62−8766号公報に示されるよう
に、光ビームの変調・走査装置では走査ビームの光強度
を検出して鏡面の反射率のバラツキを補正し、光ビーム
の強度の変動を防ぐようにしたものがある。
[発明が解決しようとする課題] ところが、上記のような光ビームの変調・走査装置では
、走査ビームを検出するために光学部品が多数必要で、
それに伴い光学的な調整も必要となり、さらに、回転多
面鏡の各鏡面の反射率のバラツキによる光強度の変動は
補正できても、回転多面鏡の偏心による走査速度のバラ
ツギは補正されず、感光面では露光量が変動し、露光ム
ラか発生してしまうという問題点があった。
本発明は、上記問題点を解決するものであり、補正のた
めの複雑な光学系を不用にし、なおかつ走査速度のバラ
ツキをも補正することかできる光ビームの変調・走査装
置を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために請求項1記載の発明は、光ビ
ーム発生手段と、画像信号に応じて光ビームを変調する
変調手段と、発生した光ビームを走査し、感光体へ露光
する回転多面鏡手段とを備えた光ビームの変調・走査装
置において、走査方向に所定の長さを有し各走査ごとに
感光体への露光に先立って光ビームを受光し光ビームの
強度を検出する光ビーム検出手段と、前記光ビーム検出
手段に基つき画像信号を補正する補正回路を備え、前記
補正回路は、各主査ごとに前記光ビーム検出手段の信号
を積分する積分回路と、前記積分回路による積分結果か
ら逆数を演算する逆数演算回路と、得られた逆数を画像
信号に乗算する乗算回路からなるものである。
また、請求項2記載の発明は、上記において、光ビーム
検出手段の信号は、画像信号のタイミング信号を兼ねた
ものである。
L作用] 上記請求項1記載の構成において、各走査光ビームは感
光体への露光に先立ちビームディテクタ(光ビーム検出
手段)に入射する。光ビームが入射している間はその強
度信号が出力され、該強度信号は積分回路によって光ビ
ーム検出手段に光ビームが入射している間たけ積分され
、逆数回路で該積分値の逆数値を算出し、乗算回路に出
力されて補正係数として供される。この補正係数により
、回転多面鏡の反射率のバラツキや偏心による走査速度
のバラツキは、画像信号の走査時には補正され、それら
の影響をなくすことが可能となる。
上記のように補正できる理由を以下に述べる。
いま、ビームディテクタの受光幅をし、光と−ムの走査
速度をV、光ビーム発生手段の光ビームの強度をPd、
回転多面鏡での反射率をHとすれば、ビームディテクタ
が受光するエネルギーEdは、光ビームの強度と受光時
間の積なので、Ed=PdxHx − ■ と表される。このエネルギ値は、光ビームの強度と走査
速度の逆数の積に比例した信号であって、この値は、積
分回路において該強度信号をビームディテクタに光ビー
ムが入射している間だけ積分することにより得られる。
得られたエネルギ値の逆数は、逆数回路で演算され、 1■ Eci    PdxHxL となり、この値を各走査の補正係数Adとして用いるこ
とができる。走査期間中は補正係数Adは保持され、各
走査ことに更新される。この補正係数Adは入力される
画像データDに乗算回路により乗算される。
また、変調の際には、発生する光ビームの強度Poは、
入力される画像データDに片開しており、補正回路を省
略すれば、 o−KxD と書けるか、感光体に照射される際の光ビームの強度P
は、 P=DXAdxKxH と表される。なお、Kはレーザ装置1のデーターレーザ
ビーム変換効率を表す。
また、感光体上の画素の主走査方向の長さをWとすれば
各画素が受ける露光エネルキEは次式のように表される
W             W E=Px −=DxAdxKxHx −■■ V                  W=Dx  
             xKxHx  −P d、
X HX  L              VW  
x  K = □ ×D xPd すなわち、各画素が受ける露光エネルギEは回転多面鏡
の鏡面の反射率Hのバラツキや走査速度Vの項を含んで
おらす、反射率のバラツキや走査速度の影響を受けず、
入力された画像データに比例したエネルギで露光するこ
とができる。
したがって、回転多面鏡の反射率のバラツキや偏心によ
る走査速度のバラツキは、画像信号の走査時には補正さ
れ、それらの影響をなくすことが可能となる。
また、請求項2記載の構成により、光ビーム検出手段の
検出信号は画像信号のタイミング信号として送出され、
このタイミング信号に同期して画像信号が出力される。
L実施例] 以下、本発明の光ビームの変調・走査装置の実施例につ
いて図面を用いて説明する。
第1図は本実施例による光ビームの変調・走査装置全体
の構成を示す。
同図において、レーザ装置1は、半導体レーザ素子とコ
リメータ素子からなり、電気信号により駆動され後述す
る画像データに比例した強度のレーザビームを発生する
。駆動回路2はレーザ装置1を電気的に駆動するもので
、入力される画像データに比例した強度のレーザビーム
をレーザ装置1か発生するように駆動する。回転多面鏡
3はモータ4により高速に回転駆動され、レーザ装置1
の発したレーザビームを各鏡面で反射偏向し、走査を行
う。f−θリンス5は偏向されたレーザビームを等速走
査のビームに変換し、回転ドラム6に照射する。
回転ドラム6は図示されていない駆動装置により回転駆
動され、その表面には感光体7が塗工されている。ビー
ムディテクタ10(光ビーム検出手段)は、回転ドラム
6の側方に配設されており、レーザビームの各走査ごと
にレーザビームか感光体7を走査露光するのに先たって
該レーザビームを受光する。積分凹Illはビームディ
テクタ10で検出された信号(信号電圧)を積分する。
逆数回路12は上記の積分値を逆数値演算する。乗算回
路13は上記により得られた逆数値を画像データの信号
に乗算し、この乗算によって、詳細を後述するように、
画像データ信号を補正することかでき、補正された信号
出力が駆動回#12に与えられるようになっている。
第2図は、ビームディテクタ10及び画像データの入力
から感光体7への露光までの信号処理の系統を示したブ
ロック図で、補正回路21は、上記の積分回路11と、
逆数回路12と、乗算回路13とからなり、光ビーム発
生手段22は、レーザ装置1と駆動回路2とからなる。
次に、上記の各構成要素の具体例を説明する。
ビームディテクタ10は、第3図(a)、(b)に示す
ように、レーザビームが走査する方向の長さがLのフォ
トタイオード10aと増幅器10bからなり、レーザビ
ームがフォトダイオード10aで受光されると、その強
度に比例した電圧信号か出力されるようになっている。
積分回′#111は、第4図に示すような回路構成を有
し、ビームディテクタ10より出力された前記電圧信号
か入力され、ビームディテクタ10が露光されている間
だけ積分する。同積分回路11におけるスイッチSWが
開の期間、入力された電圧を積分し、スイッチSWが閉
ならば回路はリセットされ初期化される。
逆数図1112は、第5図に示すように、A/D変換回
路12aとROMテーブル12bとラッチ回Fn 1.
2 cからなる。ROMテーブル12bには逆数か書き
込まれており、必要に応じてラッチ凹Fl@ 12 c
により逆数情報を保持できる構成となっている。また「
0(ゼロ)」が入力された場合は「1」を出力する構成
となっている。
乗算口#113は、逆数回路12より出力された演算結
果を補正係数として、この係数と不図示の画像データ源
から入力される画像データを乗算して出力するもので、
図示していないが、シフト回路と加算回路とからなる。
次に、上述実施例の光ビームの変調・走査装置の動作の
詳細を説明する。
本装置の動作が開始されると、積分回N111はリセッ
トされて、その出力はr□jになり、逆数回路12は「
1」を出力する。ここに、最初に入力される画像データ
は、本来の画像データではなく補正係数を得るための所
要のデータとなっている。入力されたデータは乗算回路
13で逆数回路12の出力と乗算されるか、逆数回路1
2は「1コを出力しているので、乗算回路13は入力さ
れたデータをそのまま出力する。駆動口#12は該デー
タに比例した強度のレーザビームをレーザ装置1が発生
するよう動作する0回転多面鏡3は、モータ4により所
定の回転数で高速回転しており、前記レーザビームを偏
向走査する。レーザビームか感光体7に到着する光路に
は、f−θレンズ5か配設されており、レーザビームは
感光体7上を等速度■で走査する。
上記回転多面鏡3は、第1図中矢印Aで示される方向に
回転しており、感光体7上では図中矢印Bの方向に走査
か行われる。レーザビームの走査範囲はビームディテク
タ】0を十分含んでおり、感光体7の走査に先立って、
レーザビームは、まずビームディテクター0を露光する
。ビームディテクター0は、受光した光ビームの強度に
比例した電圧信号を出力する。該電圧信号は積分回路1
1によってビームディテクター0か露光されている間た
け積分される。
ここで、光ビーム検出手段の受光幅をし、光ビームの走
査速度を■、光ビーム発生手段の光ビームの強度をPd
、当該鏡面の反射率をH、ビームディテクター0の光−
電圧変換効率をBdとすれば、ビームディテクター0が
レーザービームを受光している時間はL/Vと表され、
上記の積分された電圧Vdは、 L/V Vd=  /   PdxHxBd  dtと表される
。ここに、レーザビーム強度Pd、ビームディテクター
0の光ビーム−電圧変換効率Bdは定数であり、回転多
面鏡3の反射率Hは当該鏡面においては一定とみなせる
ので、上式は、1、/ V Vd=PdxHxBdx/   dt =PdXHXBdX − ■ と表される。逆数回路12では上式の逆数を算出するの
で、逆数回路12の出力Ad(補正係数)は、 ■ Ad=□ PdxHxBdxL となる。
レーザビームによるビームディテクター0の走査が終わ
って、積分が終了すると該補正係数はラッチ回F!It
 12 cにより当該走査の期間は保持されて乗算回路
13に出力されて補正係数として供される。実際の回路
では逆数回路12の出力はデジタルコードであり、上式
の値に対応したデジタルコードか出力される。レーザビ
ームはビームディテクタ10への露光に続いて回転ドラ
ム6上の感光体7を露光する。ビームディテクタ10の
検出信号は説明しない画像装置に画像信号のタイミング
信号としても送出されており、タイミング信号に同期し
て画像信号か本装置に入力される。このとき、逆数回路
の出力は補正係数Adか出力されており、入力される画
像信号は乗算回路13により補正係数Adか乗算される
。すなわち、感光体7に照射される光ビームの強度Pは
入力される画像信号りに対し次のように表される。
P = D X A、 d x K x H■ =DX            XKXHPdxHxB
dxL 1)xVXKXH P d X )(x 13 d X Lまた、感光体7
上に形成される画素の主走査方向の長さをWとすれば、
各画素が受ける露光エネルギEは次式のように表される
DxVxK      W E=           x − P、dxBdxL     V XW =           XD PdXBdXL ここで、K、W、Pd、、Bd、Lは定数をとり、各画
素は回転多面鏡3の反射率Hやレーザビームの走査速度
■の影響を受けず、ビームディテクタ10への露光に続
いて回転ドラム6上の感光体7は露光される。
以降の走査においても以上のように感光体7の走査に先
立ち、補正係数を測定してから画像情報により走査を行
なった後、露光するので、回転多面鏡3の鏡面の反射率
のバラツキや偏心による走査速度のバラツキの影響を受
けないで走査することか可能となる。
なお、本発明は上記実施例41!!成に限られるもので
はなく、種々の変形が可能である。例えば、上記では、
光ビームは強度変調されるとしたが、いわゆるパルス幅
変調においても同様にして、反射率のバラツキや回転多
面鏡の偏心の影響をなくすることができる。
1発明の効果] 以上のように本発明によれば、回転多面鏡の反射率のバ
ラツキや偏心による走査速度のバラツキを各走査に先立
って光ビーム検出手段により検出して、画像信号の走査
時には光ビームの強度の変動を、光学部品等を用いるこ
となく電気的に補正できるので、回転多面鏡に高度の機
械的加工精度が要求されることがなく、容易に高品位の
露光が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による変調・走査装置の全体
構成図、第2図は信号処理の系統を示すブロック構成図
、第3図(a)(b)はビームディテクタのフォトダイ
オードの構成及びディテクタ回路を示す図、第4図は積
分回路の回路図、第5図は逆数回路のブロック図である
。 1・・・レーザ装置、2・・・駆動回路、3・・・回転
多面鏡、10・・・ビームディテクタ、11・・・積分
回路、12・・・逆数回路、13・・・乗算回路、21
・・・補正回路、22・・・光ビーム発生手段。 出即人    ブラザー工業株式会社 代理人    弁理士 板 谷 康 火弟3121 (
a)    13 図(b)第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光ビーム発生手段と、画像信号に応じて光ビーム
    を変調する変調手段と、発生した光ビームを走査し、感
    光体へ露光する回転多面鏡手段とを備えた光ビームの変
    調・走査装置において、走査方向に所定の長さを有し各
    走査ごとに感光体への露光に先立って光ビームを受光し
    光ビームの強度を検出する光ビーム検出手段と、 前記光ビーム検出手段により検出された信号に基づき画
    像信号を補正する補正回路を備え、前記補正回路は、各
    走査ごとに前記光ビーム検出手段の信号を積分する積分
    回路と、前記積分回路による積分結果から逆数を演算す
    る逆数演算回路と、得られた逆数を画像信号に乗算する
    乗算回路からなることを特徴とした光ビームの変調・走
    査装置。
  2. (2)光ビーム検出手段の信号は、画像信号のタイミン
    グ信号を兼ねることを特徴とする請求項1記載の光ビー
    ムの変調・走査装置。
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