JPH0523662B2 - - Google Patents

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JPH0523662B2
JPH0523662B2 JP60172156A JP17215685A JPH0523662B2 JP H0523662 B2 JPH0523662 B2 JP H0523662B2 JP 60172156 A JP60172156 A JP 60172156A JP 17215685 A JP17215685 A JP 17215685A JP H0523662 B2 JPH0523662 B2 JP H0523662B2
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signal
scanning
frequency
clock
circuit
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Kazuyuki Shimada
Susumu Imagawa
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、光走査装置に関する。[Detailed description of the invention] (Technical field) The present invention relates to an optical scanning device.

(従来技術) 半導体レーザーからの変調光を、回転多面鏡や
ホログラムスキヤナー等の回転偏向器で偏向させ
る方式の光走査装置は良く知られている。回転偏
向器は、一般に、光束を、等角速度的に偏向させ
るので、被走査面上における走査速度を一定にす
るために、一般にはfθレンズ(当業者間において
広く知られているように、等角速度的に偏向する
偏向光束による被走査面上における光走査を等速
化するような光学的な機能を持つレンズをいう。)
が用いられている。しかし、fθレンズは特殊なレ
ンズであり、製造コストも高い。従つて、できれ
ばfθレンズを用いずにすませたいという要望もあ
る。また、近時、光束の走査角速度が一定でない
ような、特殊なポリゴンミラーも提案されつつあ
り(特願昭59−274324号)、このような場合には、
fθレンズを用いても、走査速度は一定とならない
ので、fθレンズの使用ができない。
(Prior Art) An optical scanning device that uses a rotating deflector such as a rotating polygon mirror or a hologram scanner to deflect modulated light from a semiconductor laser is well known. A rotary deflector generally deflects a light beam at a constant angular velocity, so in order to keep the scanning speed on the surface to be scanned constant, an f-theta lens (as widely known among those skilled in the art, etc.) is generally used. A lens that has an optical function that uniformizes the speed of light scanning on the scanned surface by a deflected light beam that is deflected at an angular velocity.)
is used. However, fθ lenses are special lenses and are expensive to manufacture. Therefore, there is a desire to eliminate the use of an fθ lens if possible. In addition, recently, special polygon mirrors in which the scanning angular velocity of the light beam is not constant have been proposed (Japanese Patent Application No. 59-274324), and in such cases,
Even if an fθ lens is used, the scanning speed will not be constant, so an fθ lens cannot be used.

このような事情に鑑みて、近来、fθレンズを用
いずに、光走査を行なう光走査装置が意図されつ
つある。例えば、第5図は、このような光走査装
置の1例を示している。
In view of these circumstances, optical scanning devices that perform optical scanning without using an fθ lens have recently been designed. For example, FIG. 5 shows an example of such an optical scanning device.

光束は、レンズ80を介して、回転偏向器たる
回転多面鏡82に入射し、その反射面のひとつに
より反射されて、光導電性の感光体84に入射
し、レンズ80の作用で感光体上に集束する。回
転多面鏡82を矢印方向へ等速回転させれば、光
束は、第6図で左方から右方へ向つて偏向し、感
光体84を、その母線方向へ、左方から右方へと
光走査する。なお、符号86は、受光素子を示
し、この受光素子86は、光走査の起点の同期を
とるのに用いられる。回転多面鏡82の回転によ
り、光束を反射する反射面が切換るにつれて、偏
向すなわち、光走査が周期的に繰返されることに
なる。
The light flux enters a rotating polygon mirror 82 which is a rotating deflector via a lens 80, is reflected by one of its reflecting surfaces, enters a photoconductive photoreceptor 84, and is directed onto the photoreceptor by the action of the lens 80. focus on. When the rotating polygon mirror 82 is rotated at a constant speed in the direction of the arrow, the light beam is deflected from the left to the right in FIG. Light scan. Note that reference numeral 86 indicates a light receiving element, and this light receiving element 86 is used to synchronize the starting point of optical scanning. As the rotating polygon mirror 82 rotates, the reflecting surface that reflects the light beam is switched, and the deflection, that is, the optical scanning is periodically repeated.

ところで、光走査の際、1画素の情報書込にわ
りあてられる時間をTとして、1/Tで与えられ
る周波数fkをもつクロツクを画像走査クロツクと
いう。
Incidentally, when optical scanning is performed, a clock having a frequency fk given by 1/T is called an image scanning clock, where T is the time allocated to writing information for one pixel.

fθレンズを用いない光走査装置では、走査光に
よる、被走査面上の走査速度は一定とならないの
であるから、画像走査クロツクの周波数fkを一定
にしておくと、書き込まれた情報に歪みが生じて
しまう。かかる情報の歪みを除去するには、被走
査面上における走査速度の変化に応じて、上記周
波数fkを変化させる必要がある。すなわち、走査
速度が大きいところでは、それに応じて、画像走
査クロツクの周波数fkを高くし、走査速度の小さ
いところでは、周波数fkを低くしなければならな
い。
In an optical scanning device that does not use an fθ lens, the scanning speed of the scanning light on the scanned surface is not constant, so if the frequency fk of the image scanning clock is kept constant, the written information will be distorted. I end up. In order to remove such information distortion, it is necessary to change the frequency fk in accordance with changes in the scanning speed on the surface to be scanned. That is, where the scanning speed is high, the frequency fk of the image scanning clock must be increased accordingly, and where the scanning speed is low, the frequency fk must be decreased accordingly.

このように、画像走査クロツクの周波数fkを、
走査速度に応じて変化させることによつて、書き
込まれた情報画像の歪みを有効に軽減させること
ができる。
In this way, the frequency fk of the image scanning clock is
By changing the scanning speed according to the scanning speed, distortion of the written information image can be effectively reduced.

ところで、先にのべたように、周波数fkは、1
画素の情報書込みに割当られた時間Tの逆数であ
る。従つて、周波数fkが変化することは、時間T
が変化することに対応する。そうすると、光走査
の際、走査光が強度が一定であると、走査速度の
大きいところ(時間Tが短かい)と、小さいとこ
ろ(時間Tが長い)で、1画素の書込みに使用さ
れる光エネルギーに差異を生ずることになり、光
走査による書込の際、走査速度の変化に従つて、
1画素あたりの露光光量が変化し、得られる情報
画像には、走査速度の変化に応じた像濃度変化が
生ずることになる。
By the way, as mentioned earlier, the frequency fk is 1
This is the reciprocal of the time T allocated for writing information to a pixel. Therefore, the frequency fk changes over time T
respond to changes in Then, during optical scanning, if the intensity of the scanning light is constant, the amount of light used to write one pixel will vary depending on where the scanning speed is high (time T is short) and where it is low (time T is long). This results in a difference in energy, and when writing by optical scanning, as the scanning speed changes,
The amount of exposure light per pixel changes, and the image density changes in the resulting information image in accordance with the change in scanning speed.

(目的) 本発明は、上述した情報に鑑みてなされたもの
であつて、fθレンズを用いない光走査装置におい
て、走査速度の変化に起因する、情報画像の歪
み、像濃度変化を有効に軽減しうる、新規な光走
査装置の提供を目的とする。
(Purpose) The present invention was made in view of the above information, and effectively reduces distortion of an information image and changes in image density caused by changes in scanning speed in an optical scanning device that does not use an fθ lens. The purpose of the present invention is to provide a novel optical scanning device that can perform the following steps.

(構成) 以下、本発明を説明する。(composition) The present invention will be explained below.

光走査装置は、本発明において、光源として、
半導体レーザーを用いる。半導体レーザーからの
変調光(画像信号に応じた変調信号で変調されて
いる)は、回転偏向器、すなわち、回転多面鏡や
ホログラムスキヤナーで偏向され、fθレンズを用
いることなく、被走査面を光走査する。
In the present invention, the optical scanning device serves as a light source,
Uses a semiconductor laser. The modulated light from the semiconductor laser (modulated with a modulation signal corresponding to the image signal) is deflected by a rotating deflector, that is, a rotating polygon mirror or a hologram scanner, and is used to scan the scanned surface without using an fθ lens. Light scan.

半導体レーザーの発光強度は温度に対して非常
に不安定であるので、出力強度制御回路により、
発光強度の基準値への設定が行なわれる。
Since the emission intensity of semiconductor lasers is extremely unstable with respect to temperature, the output intensity control circuit
The emission intensity is set to a reference value.

発光強度の基準値への設定は、光書込走査時以
外の時間に行なわれる。すなわち、1頁分の光書
込走査の開始に先立つスタンバイ時に行つてもよ
いし、あるいは、光走査が行なわれている状態に
おいて、走査光の各偏向の際の、光書込時間以外
の時間を利用して行つてもよく、上記光書込時間
以外の時間を利用し、偏向が数回行なわれるごと
に1度の割合で行なうなどしてもよい。
The setting of the light emission intensity to the reference value is performed at a time other than during optical writing scanning. In other words, it may be performed during standby before the start of optical writing scanning for one page, or during the time period other than the optical writing time during each deflection of the scanning light while optical scanning is being performed. The deflection may be performed using a time other than the optical writing time, and the deflection may be performed once every several times of deflection.

出力強度制御回路としては、出願人が先に特願
昭60−16010号において提案したものを用いるこ
とができる。
As the output intensity control circuit, the one previously proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 16010/1988 can be used.

また、画像走査クロツク周波数制御回路によ
り、被走査面上における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ツク
が発生せしめられる。
Further, an image scanning clock frequency control circuit generates an image scanning clock whose frequency changes continuously in response to changes in the scanning speed on the surface to be scanned.

この画像走査クロツク周波数制御回路として
は、出願人が先に特願昭60−92960号において提
案したものを用いることができる。
As this image scanning clock frequency control circuit, the one previously proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 60-92960 can be used.

さて、半導体レーザーの、光書込走査時におけ
る発光強度が基準値に設定されるとき、デジタル
の基準値信号が、出力強度制御回路から得られ
る。
Now, when the emission intensity of the semiconductor laser during optical writing scanning is set to a reference value, a digital reference value signal is obtained from the output intensity control circuit.

一方、画像走査クロツク周波数制御回路では、
発振器からの基準クロツクに対する分周率が、段
階的に切換られ、それに応じて、フエイズ・ロツ
クド・ループ回路から、周波数が連続的に変化す
る画像走査クロツクが得られるのであるが、分周
率が切換られるたびに、アツプ/ダウンカウンタ
ーを駆動して、デジタル値設定回路によりデジタ
ルの補正信号を得る。
On the other hand, in the image scanning clock frequency control circuit,
The frequency division ratio for the reference clock from the oscillator is switched stepwise, and an image scanning clock whose frequency changes continuously is obtained from the phased locked loop circuit accordingly. Each time it is switched, the up/down counter is driven and a digital correction signal is obtained by the digital value setting circuit.

そして、上述の基準値信号と補正信号とを、演
算回路に印加する。
Then, the above-mentioned reference value signal and correction signal are applied to the arithmetic circuit.

演算回路は、デジタル回路であつて、印加され
てくる上記基準値信号を補正信号で演算変調す
る。この演算変調は、演算回路の出力信号が、走
査速度の変化に比例的に対応して階段的に変化す
る信号となるように行なわれる。
The arithmetic circuit is a digital circuit, and arithmetic modulates the applied reference value signal with a correction signal. This arithmetic modulation is performed so that the output signal of the arithmetic circuit becomes a signal that changes stepwise in proportion to the change in scanning speed.

演算回路における演算は、加算、減算、乗算、
除算のいずれでもあり得る。
Operations in the arithmetic circuit include addition, subtraction, multiplication,
It can be either division.

すなわち、補正信号が、走査速度の変化と比例
的に対応するならば、加減算あるいは乗算の演算
が行なわれるし、補正信号と走査速度変化の対応
が反比例的であるときは、加減算あるいは除算の
演算が行なわれる。
In other words, if the correction signal corresponds proportionally to the change in scanning speed, an addition, subtraction or multiplication operation is performed, and if the correction signal and the change in scanning speed correspond inversely to each other, an addition, subtraction or division operation is performed. will be carried out.

演算回路からの出力は、D/Aコンバーターで
アナログ信号に変換される。このアナログ信号
は、やはり、走査速度の変化に比例的に、階段状
に変化する。このアナログ信号の階段的な変化
が、画像走査クロツクの周波数変化に応じた適正
な露光量によい近似で対応するように、アツプ/
ダウンカウンターの出力値や、演算回路における
演算式を定めるのである。
The output from the arithmetic circuit is converted into an analog signal by a D/A converter. This analog signal also changes stepwise in proportion to the change in scanning speed. The stepwise change in the analog signal corresponds to the appropriate exposure amount according to the frequency change of the image scanning clock in a good approximation.
It determines the output value of the down counter and the arithmetic expression for the arithmetic circuit.

そして、このアナログ信号を、変調信号で変調
しつつ、半導体レーザーを駆動する。
Then, the semiconductor laser is driven while modulating this analog signal with a modulation signal.

すると、上記アナログ信号は、走査速度の変化
に比例して階段的に変化するから、半導体レーザ
ーの発光強度は、階段的であるとはいえ、走査速
度の大きいところでは大きく、走査速度の小さい
ところでは小さく、しかも、適正な露光量によい
近時で対応する。従つて、画像走査クロツクの周
波数変化に起因する露光むらを有効に軽減でき
る。
Then, since the above-mentioned analog signal changes stepwise in proportion to the change in scanning speed, the emission intensity of the semiconductor laser, although it changes stepwise, is large at high scanning speeds and is large at low scanning speeds. is small and corresponds quickly to an appropriate exposure amount. Therefore, exposure unevenness caused by frequency changes of the image scanning clock can be effectively reduced.

以下、具体的な実施例に即して説明する。 Hereinafter, description will be given based on specific examples.

第1図は、本発明の光走査装置のための回路例
を示している。第1図において、画像走査クロツ
ク周波数制御回路38と、デジタル値設定回路4
0とをのぞいた部分は、出願人が先に特願昭60−
16010号において提案した、出力強度制御回路と
同じである。
FIG. 1 shows an example of a circuit for an optical scanning device of the present invention. In FIG. 1, an image scanning clock frequency control circuit 38 and a digital value setting circuit 4 are shown.
The applicant had previously applied for the patent application in 1984-
This is the same as the output intensity control circuit proposed in No. 16010.

そこで、第1図を参照して、まず、半導体レー
ザーの発光強度の基準値への設定と、基準値信号
の発生につき説明する。
Therefore, with reference to FIG. 1, first, setting of the emission intensity of the semiconductor laser to a reference value and generation of the reference value signal will be explained.

演算回路42には、アツプ/ダウンカウンター
20からの出力とデジタル値設定回路40からの
出力とが印加されるが、上記発光強度の基準値へ
の設定が行なわれるとき(以下、出力強度制御時
という)には、デジタル値設定制御回路40から
の出力は、演算に寄与しない値を示す。従つて、
出力強度制御時には、演算回路42は、アツプ/
ダウンカウンター20の出力に対し、1倍の乗算
回路として機能する。
The output from the up/down counter 20 and the output from the digital value setting circuit 40 are applied to the arithmetic circuit 42, and when the above-mentioned emission intensity is set to the reference value (hereinafter referred to as output intensity control). ), the output from the digital value setting control circuit 40 indicates a value that does not contribute to the calculation. Therefore,
During output intensity control, the arithmetic circuit 42
It functions as a multiplier circuit that multiplies the output of the down counter 20 by a factor of 1.

なお、光書込走査時には、アツプ/ダウンカウ
ンター20の出力は保持される。さて、半導体レ
ーザー10から後方へ射出されたレーザー光は、
ホトセンサー14に光される。ホトセンサー14
は、受光した光の強度に比例した電流を出力し、
この電流は増幅器16により電圧に変換され、比
較器18に電圧値VMとして印加され、基準電圧
Vrefと比較される。比較器18の出力電圧は、
電圧VMとVrefの大小関係に応じて高レベルまた
は低レベルとなり、アツプ/ダウンカウンター2
0(以下、単にカウンター20と称する)のカウ
ントモードを制御する。例えば、VM<Vrefのと
き、すなわち、半導体レーザー10の出力強度が
基準値に達していないときは、比較器18の出力
が低レベルとなり、カウンター20はアツプカウ
ンターとして作動するカウントモードすなわちア
ツプモードとなり、VM>Vrefのときは逆にダウ
ンカウンターとして動作するカウントモードすな
わちダウンモードとなる。
Note that during optical writing scanning, the output of the up/down counter 20 is held. Now, the laser light emitted backward from the semiconductor laser 10 is
The light is illuminated by the photosensor 14. Photo sensor 14
outputs a current proportional to the intensity of the received light,
This current is converted into a voltage by the amplifier 16 and applied to the comparator 18 as a voltage value V M , and the reference voltage
Compared to Vref. The output voltage of the comparator 18 is
Depending on the magnitude relationship between the voltage V M and Vref, the level becomes high or low, and the up/down counter 2
0 (hereinafter simply referred to as counter 20). For example, when V M <Vref, that is, when the output intensity of the semiconductor laser 10 does not reach the reference value, the output of the comparator 18 is at a low level, and the counter 20 is in a count mode in which it operates as an up counter, that is, an up mode. When V M >Vref, on the other hand, the count mode operates as a down counter, that is, the down mode.

エツジ検出回路32は、フレーム同期信号
FSYNCの立上りエツジを検出し、その検出信号
はオア回路34を通つてアンド回路30で、フレ
ーム同期信号FSYNCとのアンドがとられる。
The edge detection circuit 32 uses a frame synchronization signal
The rising edge of FSYNC is detected, and the detected signal passes through an OR circuit 34 and is ANDed with the frame synchronization signal FSYNC in an AND circuit 30.

フリツプフロツプ28は、アンド回路30の出
力によりスタンバイモードの始めにセツトされて
出力信号を生じ、この出力信号はアンド回路26
で、非走査信号とのアンドがとられる。
Flip-flop 28 is set at the beginning of standby mode by the output of AND circuit 30 to produce an output signal, which output signal is output to AND circuit 26.
Then, an AND with the non-scanning signal is taken.

カウンター20は、アンド回路26の出力信号
により、デイスエーブル状態が解除され、クロツ
クパルス発生器24からのクロツクパルスをアツ
プまたはダウンカウントする。
The counter 20 is released from the disabled state by the output signal of the AND circuit 26, and counts up or down the clock pulses from the clock pulse generator 24.

カウンター20のカウント出力は、演算回路4
2を介してD/Aコンバータ43に印加され、
D/Aコンバーター43によりアナログ信号に変
換されて半導体レーザー駆動回路12に印加され
る。
The count output of the counter 20 is sent to the arithmetic circuit 4.
2 to the D/A converter 43,
The signal is converted into an analog signal by the D/A converter 43 and applied to the semiconductor laser drive circuit 12.

同回路12は、変調信号により、半導体レーザ
ー10を駆動するが、その駆動電流を演算回路か
らの出力に応じて変化させる。
The circuit 12 drives the semiconductor laser 10 using a modulation signal, and changes the drive current according to the output from the arithmetic circuit.

したがつて、カウンター20の計数値が徐々に
増加(または減少)するにともなつて、半導体レ
ーザー10からのレーザー光の強度は徐々に増加
(または減少)し、比較器18に印加される電圧
VMは、徐々に増加(または減少)する。
Therefore, as the count value of the counter 20 gradually increases (or decreases), the intensity of the laser light from the semiconductor laser 10 gradually increases (or decreases), and the voltage applied to the comparator 18 increases (or decreases).
V M increases (or decreases) gradually.

電圧VMが徐々に変化して、Vrefとの大小関係
が反転すると、比較器18の出力も、低レベルか
ら高レベル(または高レベルから低レベル)へと
反転する。このとき、エツジ検出回路22が、比
較器18の出力の立上り(または立下り)のエツ
ジを検出して、フリツプフロツプ28をリセツト
し、カウンター20をデイスエーブル状態に復帰
させる。従つて、カウンター20は、上記比較器
18の出力反転の際の計数値を保持し、従つて、
半導体レーザー10の駆動電流の大きさが、その
まま保持される。このとき実質的にVM=Vrefで
あり、半導体レーザー10の出力強度は、基準電
圧Vrefを通じて設定された基準値に設定される。
このように、半導体レーザー10の発光強度が基
準値に設定された状態で、カウンター20から出
力されるデジタル信号が基準値信号である。
When the voltage V M gradually changes and its magnitude relationship with Vref is reversed, the output of the comparator 18 is also reversed from a low level to a high level (or from a high level to a low level). At this time, edge detection circuit 22 detects the rising (or falling) edge of the output of comparator 18, resets flip-flop 28, and returns counter 20 to the disabled state. Therefore, the counter 20 holds the count value when the output of the comparator 18 is inverted, and therefore,
The magnitude of the driving current of the semiconductor laser 10 is maintained as it is. At this time, substantially V M =Vref, and the output intensity of the semiconductor laser 10 is set to the reference value set through the reference voltage Vref.
In this manner, the digital signal output from the counter 20 is the reference value signal in a state where the emission intensity of the semiconductor laser 10 is set to the reference value.

なお、エツジ検出回路22は、比較器18の出
力が低レベルから高レベルへ反転したときにの
み、カウンター20をデイスエーブル状態にする
ように構成してもよい。このようにすると、比較
器18の出力レベルが低レベルから高レベルへ反
転するときは、上記の場合と同じであるが、上記
出力レベルが高レベルから低レベルへと反転する
ときには、以下の如くになる。すなわち、高レベ
ルから低レベルに反転すると、カウンター20
は、デイスエーブル状態が解除されたまま、アツ
プカウンターとして動作することになる。そし
て、半導体レーザー10の駆動電流は増加し、比
較器18の出力が低レベルから高レベルへと反転
すると、エツジ検出回路21がその立上りエツジ
を検出して、カウンター20をデイスエーブル状
態にして、その計数値を保持させるのである。
Note that the edge detection circuit 22 may be configured to disable the counter 20 only when the output of the comparator 18 inverts from a low level to a high level. In this way, when the output level of the comparator 18 is inverted from a low level to a high level, it is the same as the above case, but when the output level is inverted from a high level to a low level, the following is done. become. That is, when flipping from high level to low level, counter 20
will operate as an up counter while the disabled state is released. Then, when the drive current of the semiconductor laser 10 increases and the output of the comparator 18 is reversed from low level to high level, the edge detection circuit 21 detects the rising edge and disables the counter 20. The count value is held.

また、カウンター20は、比較器12の出力が
低レベルでダウンカウンターとして作動し、上記
出力が高レベルでアツプカウンターとして作動す
るようにし、その計数値と半導体レーザー10の
駆動電流が反比例するようにしてもよい。
Further, the counter 20 operates as a down counter when the output of the comparator 12 is at a low level, and operates as an up counter when the output is at a high level, so that the count value and the driving current of the semiconductor laser 10 are inversely proportional to each other. It's okay.

なお、出力制御タイミング発生回路36は、フ
レーム同期信号FSYNCによりスタンバイモード
で作動し、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34に出力することによつて、
半導体レーザー10のパワーセツトを一定同期で
行なわせる。
Note that the output control timing generation circuit 36 operates in standby mode in response to the frame synchronization signal FSYNC, and generates an output control timing signal at a constant cycle and outputs it to the OR circuit 34.
The power setting of the semiconductor laser 10 is performed in constant synchronization.

感光体を走査するときは、非走査信号がなくな
つてアンド回路26がオフし、カウンター20が
デイスエーブル状態となり、半導体レーザー10
がスタンバイ状態の走査時には駆動されず、半導
体レーザー10のパワーセツトは、未了なら中断
される。そして非走査時には上記パワーセツトが
再開される。上記の如くして、半導体レーザーの
発光強度が基準値に設定されると、カウンター2
0から基準値信号が得られる。この基準値信号
は、パワーセツトの行なわれるたびに変動する可
能性はあるが、一旦パワーセツトが行なわれたの
ちは、次回まで変化することはない。
When scanning the photoreceptor, the AND circuit 26 is turned off when there is no non-scanning signal, the counter 20 is disabled, and the semiconductor laser 10 is turned off.
is not driven during scanning in the standby state, and the power setting of the semiconductor laser 10 is interrupted if it is not yet completed. Then, during non-scanning, the power set is restarted. As described above, when the emission intensity of the semiconductor laser is set to the reference value, the counter 2
A reference value signal is obtained from 0. This reference value signal may change each time a power set is performed, but once a power set is performed, it will not change until the next time.

次に、補正信号の発生につき説明する。 Next, generation of the correction signal will be explained.

第2図は、第1図における画像走査クロツク周
波数制御回路38、デジタル値設定回路40の具
体的な回路の1例を示している。
FIG. 2 shows a specific example of the image scanning clock frequency control circuit 38 and digital value setting circuit 40 shown in FIG.

第2図において、アツプ/ダウンカウンター6
8と演算回路42とを除いた部分は、画像走査ク
ロツク周波数制御回路を構成し、この制御回路
は、出願人が先に特願昭60−92960号において提
案したのと同じものである。この画像走査クロツ
ク周波数制御回路において、位相検波回路58と
ローパスフイルター60、電圧制御発振器62、
分周器64は、フエイズ・ロツクド・ループ回路
(以下PLL回路と称する)を構成する。
In Figure 2, up/down counter 6
8 and the arithmetic circuit 42 constitute an image scanning clock frequency control circuit, and this control circuit is the same as that previously proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 60-92960. In this image scanning clock frequency control circuit, a phase detection circuit 58, a low pass filter 60, a voltage controlled oscillator 62,
Frequency divider 64 constitutes a phased locked loop circuit (hereinafter referred to as a PLL circuit).

画像走査クロツク周波数制御回路から上記
PLL回路をのぞいた部分と、アツプ/ダウンカ
ウンター68とは、第1図におけるデジタル値設
定回路40を構成している。
From the image scanning clock frequency control circuit above.
The portion excluding the PLL circuit and the up/down counter 68 constitute the digital value setting circuit 40 in FIG.

まず、画像走査クロツク周波数制御回路の働き
につき、簡単に説明する。
First, the function of the image scanning clock frequency control circuit will be briefly explained.

発振器54から発せられる周波数foの基準クロ
ツクは、分周器56により分周されて、周波数
fo/Nの位置制御用クロツクとなり、制御回路1
6およびPLL回路の位相検波回路58に入力す
る。
The reference clock of frequency fo generated from the oscillator 54 is divided by the frequency divider 56 to obtain the frequency
It becomes the position control clock for fo/N, and the control circuit 1
6 and the phase detection circuit 58 of the PLL circuit.

位相検波回路58は、上記位置制御用クロツク
と分周器64から入力するクロツクとの位相を比
較し、その位相差をパルス信号としてローパスフ
イルター60に出力する。ローパスフイルター6
0を介して、上記位相差の情報が電圧制御発振器
62に入力すると同発振器62は、ローパスフイ
ルター60の出力電圧に応じた周波数のクロツク
を出力する。このクロツクが画像走査クロツクと
なる。画像走査クロツクは分周器64で分周さ
れ、クロツクとして位相検波回路58へ印加さ
れ、位置制御用クロツクと位相比較される。
The phase detection circuit 58 compares the phases of the position control clock and the clock input from the frequency divider 64, and outputs the phase difference to the low-pass filter 60 as a pulse signal. low pass filter 6
When the information on the phase difference is input to the voltage controlled oscillator 62 through 0, the oscillator 62 outputs a clock having a frequency corresponding to the output voltage of the low-pass filter 60. This clock becomes the image scanning clock. The image scanning clock is frequency-divided by a frequency divider 64, applied as a clock to the phase detection circuit 58, and compared in phase with the position control clock.

分周器64の分周率は、これをMとすると固定
値であり、この分周器64から位相検波回路58
に印加されるクロツクと位置制御用クロツク(周
波数fo/N)との位相差が変化しないとき、電圧制 御発振器62から発せられる画像走査クロツクの
周波数fkは、 M fk=fo・−である。
The frequency division ratio of the frequency divider 64 is a fixed value, if this is M, and from this frequency divider 64 to the phase detection circuit 58.
When the phase difference between the clock applied to and the position control clock (frequency fo/N) does not change, the frequency fk of the image scanning clock emitted from the voltage controlled oscillator 62 is Mfk=fo.-.

N この状態で、分周器56の分周率をNからN1
に切換ると、位置制御用クロツクの周波数はfo・
1/N1となり、画像走査クロツクの周波数fkは、 fo・M/Nからfo・M/N1まで連続的かつ単調に変化 する。
N In this state, change the frequency division ratio of the frequency divider 56 from N to N 1
When switched to , the frequency of the position control clock becomes fo.
1/N 1 , and the frequency fk of the image scanning clock changes continuously and monotonically from fo·M/N to fo·M/N 1 .

従つて分周器56の分周率を段階的に切換るこ
とにより、周波数が連続的に変化する画像走査ク
ロツクが得られる。
Therefore, by stepwise switching the frequency division ratio of frequency divider 56, an image scanning clock whose frequency changes continuously can be obtained.

さて、制御回路50は、分周器56における分
周率のプリセツト値を、アツプ/ダウンカウンタ
ー52(以下、単にカウンター52という)から
出力させるためのクロツクCK,デイスエーブル
状態を解除する信号EN,アツプ/ダウンのモー
ドを設定する信号U/Dを発する。なお、制御回
路50,分周器56には、受光素子86(第6
図)から得られれる同期信号が印加される。
Now, the control circuit 50 outputs a clock CK for outputting the preset value of the frequency division ratio in the frequency divider 56 from the up/down counter 52 (hereinafter simply referred to as counter 52), a signal EN for canceling the disable state, and an up/down counter 52 (hereinafter simply referred to as counter 52). /Emits signal U/D to set the down mode. Note that the control circuit 50 and the frequency divider 56 include a light receiving element 86 (sixth
A synchronization signal obtained from Fig.) is applied.

アツプ/ダウンのモードは、走査速度の極値近
傍でアツプモード(もしくはダウンモード)から
ダウンモード(もしくはアツプモード)に切かえ
るように信号U/Dの発生が行なわれる。
In the up/down mode, the signal U/D is generated so that the up mode (or down mode) can be switched to the down mode (or up mode) near the extreme value of the scanning speed.

クロツクCKが入力するとカウンター52は、
プリセツト値を更新して、分周器56の分周率を
切換る。切換幅ΔNは一定である。
When the clock CK is input, the counter 52
The preset value is updated to switch the frequency division ratio of the frequency divider 56. The switching width ΔN is constant.

さて、光走査が行なわれる走査領域は、予め、
複数のブロツクBL1,BL2,…,BLi,…,
BLKに分割されており、各ブロツクBLi(i=1
〜K)ごとに、数値Miとni(i=1〜K)とが定
められている。
Now, the scanning area where optical scanning is performed is as follows:
Multiple blocks BL1, BL2,..., BLi,...,
BLK, each block BLi (i=1
~K), numerical values Mi and ni (i=1~K) are determined.

そして、i番目のブロツクBLiでは、位置制御
用クロツクが、制御回路50にMiパルス入力す
るごとに、制御回路は50はクロツクCKを発生
させることによつて、分周器56の分周率がΔN
だけ切換る。ブロツクBliでは、クロツクCKの発
生はni回生ずる。従つてブロツクBLiは位置制御
用クロツクのMi・ni個に対応する。そしてブロ
ツクBLiを光走査する間に、分周率はni・ΔNだ
け変化する。
In the i-th block BLi, each time the position control clock inputs a Mi pulse to the control circuit 50, the control circuit 50 generates a clock CK, thereby changing the frequency division ratio of the frequency divider 56. ΔN
Switch only. In block Bli, the occurrence of clock CK occurs ni times. Therefore, the block BLi corresponds to Mi·ni position control clocks. Then, while the block BLi is optically scanned, the frequency division ratio changes by ni·ΔN.

ブロツク数Kや、Mi,niの値は、電圧制御発
振器22から発生する画像走査クロツクの周波数
fkが走査速度変化に伴う理想の周波数変化を良く
近似するように、光走査装置の設計条件に応じて
実験的あるいは理論的に定められる。
The number of blocks K and the values of Mi and ni are the frequencies of the image scanning clock generated from the voltage controlled oscillator 22.
fk is experimentally or theoretically determined depending on the design conditions of the optical scanning device so that fk closely approximates the ideal frequency change accompanying a change in scanning speed.

第6図に1例を示す。図において曲線は、理想
上の画像走査クロツクfko(回転偏向器としては、
特願昭59−274324号で提案された特殊なポリゴン
ミラーを用いる回転多面鏡が想定されている。こ
の回転多面鏡では、ポリゴンミラーの回転角αに
応じて、光束の偏向角θは、sinθ=(1−A/R sinα)なる関係を満足する。A,Rは、ポリゴン
ミラーの形態上の定数である。)を、また、階段
状のグラフ線は、周波数fk1=M/N・foを、それぞ れ示している。分周率Nを段階的に切換ることに
より階段状に変化するのである。この折線fk1
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M1,M2,M3,M4に対
応している。図から明らかなようにn1=6,n2
=9,n3=3,n4=5である。この図は対称図
形の半分のみを示しており、対称性から明らかな
ように、ブロツク数Kは7、M5=10,n5=3,
M6=6,n6=9,M7=5,n7=6である。ま
た、分周率Nの切換幅ΔN=1である。分周率が
段階的に切換られるに従い、画像走査クロツクは
連続的に変化して、理想上の周波数変化fk0良く
近似する。ちなみに、分周率Nは、走査領域の両
端で69、中央部で89である。
An example is shown in FIG. In the figure, the curve represents the ideal image scanning clock fko (as a rotating deflector,
A rotating polygon mirror using a special polygon mirror proposed in Japanese Patent Application No. 59-274324 is envisaged. In this rotating polygon mirror, depending on the rotation angle α of the polygon mirror, the deflection angle θ of the light beam satisfies the relationship sin θ=(1−A/R sin α). A and R are morphological constants of the polygon mirror. ), and the stepped graph line indicates the frequency fk 1 =M/N·fo, respectively. By switching the frequency division ratio N stepwise, the frequency changes stepwise. The numbers 5, 6, 10, and 16 below the broken line fk1 correspond to M1, M2, M3, and M4, respectively, with the right end of the figure as the scanning start side. As is clear from the figure, n1=6, n2
=9, n3=3, n4=5. This figure shows only half of the symmetric figure, and as is clear from the symmetry, the number of blocks K is 7, M5 = 10, n5 = 3,
M6=6, n6=9, M7=5, n7=6. Further, the switching width ΔN of the frequency division ratio N is 1. As the frequency division ratio is switched stepwise, the image scanning clock changes continuously to closely approximate the ideal frequency change fk0 . Incidentally, the frequency division ratio N is 69 at both ends of the scanning area and 89 at the center.

以上が、画像走査クロツク周波数制御回路の説
明である。
The above is a description of the image scanning clock frequency control circuit.

ここで、再び第2図にもどつて、補正信号の発
生につき説明する。
Now, returning to FIG. 2 again, the generation of the correction signal will be explained.

制御回路50で発生する信号EN,CK,U/
Dは、カウンター52に印加されると時同に、ア
ツプ/ダウンカウンター68(以下、単にカウン
ター68と称する。)に印加される。従つて、カ
ウンター68と、カウンター52とは、同時に、
デイスエーブル状態を解除され、カウントを行な
い、アツプモード、ダウンモードの切換を行な
う。従つて、カウンター68は、画像走査クロツ
ク周波数制御回路における、発振器54からの基
準クロツクに対する分周率Nが切換られるたびに
駆動されてカウントを行ない、カウント量に応じ
て階段的に変化するデシタルの信号を出力する。
この信号が補正信号である。
Signals EN, CK, U/ generated in the control circuit 50
At the same time that D is applied to the counter 52, it is applied to an up/down counter 68 (hereinafter simply referred to as counter 68). Therefore, the counter 68 and the counter 52 simultaneously
It is released from the disabled state, performs counting, and switches between up mode and down mode. Therefore, the counter 68 is driven and counts every time the frequency division ratio N with respect to the reference clock from the oscillator 54 is switched in the image scanning clock frequency control circuit, and the counter 68 performs a digital count that changes stepwise according to the count amount. Output a signal.
This signal is a correction signal.

この補正信号は、上に説明した例では、カウン
ター52,68のアツプ/ダウンモードの切換が
同じであるので、第4図に示すように、走査速度
の大きいところで大きく、走査速度の小さいとこ
ろで小さい。
In the example explained above, since the up/down modes of the counters 52 and 68 are the same, this correction signal is large when the scanning speed is high and small when the scanning speed is low, as shown in FIG. .

そこで、この補正信号により、前述の基準値信
号を演算変調する。
Therefore, the above-mentioned reference value signal is computationally modulated using this correction signal.

補正信号、基準値信号は、演算回路42に印加
され、基準信号は補正信号により演算変調され
る。
The correction signal and the reference value signal are applied to the arithmetic circuit 42, and the reference signal is arithmetic modulated by the correction signal.

今、説明している例では、補正信号は第4図に
示すように、走査速度の大小関係と比例的に変化
する信号であるので、例えば、演算回路42によ
り、この補正信号と基準値信号とを掛け合せる乗
算的な演算、あるいは両者の和又は差をとる加・
減算的な演算を行なうことにより、走査速度の変
化に比例して階段的に変化するデジタル信号を得
ることができる。
In the example currently being described, the correction signal is a signal that changes in proportion to the magnitude relationship of the scanning speed, as shown in FIG. Multiplying operations that multiply the two, or addition and subtraction that take the sum or difference of both.
By performing subtractive calculations, it is possible to obtain digital signals that change stepwise in proportion to changes in scanning speed.

従つて、このデジタル信号をD/Aコンバータ
ー43でアナログ化して半導体レーザー駆動回路
12に印加し、変調信号で変調しつつ半導体レー
ザーを駆動することにより、光走査領域におけ
る、走査速度の大きいところでは、半導体レーザ
ーの発光強度が大きく、走査速度の小さいところ
では、上記発光強度が小さくなる(ただし、発光
強度の変化は階段的である)ので、走査方向にわ
たる露光量の不均一は有効に軽減されることにな
る。
Therefore, by converting this digital signal into an analog signal using the D/A converter 43 and applying it to the semiconductor laser drive circuit 12, and driving the semiconductor laser while modulating it with a modulation signal, it is possible to reduce the , where the emission intensity of the semiconductor laser is high and the scanning speed is low, the above emission intensity becomes small (however, the change in emission intensity is stepwise), so the non-uniformity of the exposure amount over the scanning direction is effectively reduced. That will happen.

第3図には、補正信号を得るための別の回路例
を示す。この例では、画像走査クロツク周波数制
御回路において、分周率の段階的な切換の際に駆
動されるアツプ/ダウンカウンター52の出力自
体を演算回路70に印加し、所定値と組合せて必
要な演算処理例えば加算あるいは減算の処理を行
なうことにより所望の補正信号を得るようにして
いる。
FIG. 3 shows another example of a circuit for obtaining a correction signal. In this example, in the image scanning clock frequency control circuit, the output of the up/down counter 52, which is driven when the frequency division ratio is switched stepwise, is applied to the calculation circuit 70, and is combined with a predetermined value to perform the necessary calculations. A desired correction signal is obtained by performing processing such as addition or subtraction.

なお、第2図、第3図において、モード設定信
号は、出力強度設定時の、デジタル値設定回路4
0(第1図)の出力が、半導体レーザー駆動に寄
与しないように、デジタル値設定回回40を制御
し、また光書込走査時には、カウンター20の出
力を保持すように、アツプ/ダウンカウンター2
0を制御する。
In addition, in FIGS. 2 and 3, the mode setting signal is the digital value setting circuit 4 when setting the output intensity.
The digital value setting circuit 40 is controlled so that the output of 0 (FIG. 1) does not contribute to driving the semiconductor laser, and the up/down counter 2 is controlled so that the output of the counter 20 is held during optical writing scanning.
Controls 0.

(効果) 以上、本発明によれば、新規な光走査装置を提
供できる。本発明の光走査装置は上記の如くに構
成されているので、fθレンズを用いないにもかか
わらず、記録画像における歪みや濃度むらを有効
に除去して、光走査を行うことができる。
(Effects) As described above, according to the present invention, a novel optical scanning device can be provided. Since the optical scanning device of the present invention is configured as described above, it is possible to perform optical scanning while effectively removing distortion and density unevenness in a recorded image, even though no fθ lens is used.

また、補正信号もデジタル的に発生させるの
で、その発生回路をコストの低いICで構成でき、
信頼性も高い。
In addition, since the correction signal is also generated digitally, the generation circuit can be configured with a low-cost IC.
It is also highly reliable.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明を実施するための回路の1例
を示すブロツク図、第2図は、補正信号を発生さ
せるための回路の1例を示すブロツク図、第3図
は、補正信号を発生させるための回路の別例を示
すブロツク図、第4図は、走査速度と補正信号の
対応を説明するための図、第5図は、本発明を実
施するための光学配置の1例を示す図、第6図
は、画像走査クロツク周波数制御回路の働きを説
明するための図である。 10……半導体レーザー、14……ホトセンサ
ー。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a circuit for implementing the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of a circuit for generating a correction signal, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a circuit for generating a correction signal. FIG. 4 is a block diagram showing another example of the circuit for generating the correction signal. FIG. 4 is a diagram for explaining the correspondence between the scanning speed and the correction signal. FIG. The figure shown in FIG. 6 is a diagram for explaining the function of the image scanning clock frequency control circuit. 10... Semiconductor laser, 14... Photo sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体レーザーからの変調光を回転偏向器で
偏向させ、fθレンズによる走査の等速化を図るこ
となく、被走査面を走査する光走査装置であつ
て、 光書込走査時における半導体レーザーの発光強
度を基準値に設定するためのデジタルの基準値信
号を得るための出力強度制御回路と、 基準クロツクを発生する発振器と、上記基準ク
ロツクを分周する分周器とを有し、被走査面上で
の走査速度の変化に応じて周波数が連続的に変化
する画像走査クロツクを発生する画像走査クロツ
ク周波数制御回路と、 この画像走査クロツク周波数制御回路において
上記分周器の分周率を段階的に切り替え、切り換
えのたびにデジタルの補正信号を得るためのデジ
タル値設定回路と、 上記基準値信号と補正信号とをそれぞれ入力さ
れ、上記基準値信号を補正信号でデジタル的に演
算変調し、上記走査速度の変化に比例的に対応し
て階段的に変化する信号を得るための演算回路
と、 この演算回路から出力される上記信号を、変調
信号により変調されつつ上記半導体レーザーを駆
動するアナログ信号へと変換するD/Aコンバー
タとを有することを特徴とする光走査装置。
[Scope of Claims] 1. An optical scanning device that scans a surface to be scanned by deflecting modulated light from a semiconductor laser with a rotating deflector and without making scanning at a constant speed with an fθ lens, comprising: optical writing; An output intensity control circuit for obtaining a digital reference value signal for setting the emission intensity of a semiconductor laser to a reference value during scanning, an oscillator for generating a reference clock, and a frequency divider for dividing the frequency of the reference clock. an image scanning clock frequency control circuit that generates an image scanning clock whose frequency changes continuously according to changes in the scanning speed on the surface to be scanned; and in this image scanning clock frequency control circuit, the frequency divider A digital value setting circuit that switches the frequency division ratio in stages and obtains a digital correction signal each time the switching occurs; and a digital value setting circuit that receives the reference value signal and correction signal respectively, and converts the reference value signal into a digital signal using the correction signal. an arithmetic circuit for obtaining a signal that changes stepwise in proportion to a change in the scanning speed; An optical scanning device characterized by having a D/A converter that converts into an analog signal for driving a semiconductor laser.
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