JPH0560986A - 光ビーム検出機構およびこれを用いた検出方法 - Google Patents
光ビーム検出機構およびこれを用いた検出方法Info
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- JPH0560986A JPH0560986A JP3220007A JP22000791A JPH0560986A JP H0560986 A JPH0560986 A JP H0560986A JP 3220007 A JP3220007 A JP 3220007A JP 22000791 A JP22000791 A JP 22000791A JP H0560986 A JPH0560986 A JP H0560986A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ビームの出力変動に関わらずに適性なタイ
ミングにて同期信号を発生することができ、また、装置
や半導体レーザ素子の経時変化に起因する光ビームの焦
点外れ、主走査位置外れ等をも検出することのできる光
ビーム検出機構を実現すること。 【構成】 被走査体を光ビームにて走査する光ビーム走
査装置にて、光ビームが位置決めの基準点となる所定位
置を走査したときにこのことを検出して所定の信号を発
生する光ビーム検出機構において、前記光ビームの走査
方向に前記基準点を中心として均等配置された3個のフ
ォトセンサを具備し、 前記3個のフォトセンサのうち
の少なくとも1個は前記光ビームの走査方向に関して対
称配置された分割センサである。
ミングにて同期信号を発生することができ、また、装置
や半導体レーザ素子の経時変化に起因する光ビームの焦
点外れ、主走査位置外れ等をも検出することのできる光
ビーム検出機構を実現すること。 【構成】 被走査体を光ビームにて走査する光ビーム走
査装置にて、光ビームが位置決めの基準点となる所定位
置を走査したときにこのことを検出して所定の信号を発
生する光ビーム検出機構において、前記光ビームの走査
方向に前記基準点を中心として均等配置された3個のフ
ォトセンサを具備し、 前記3個のフォトセンサのうち
の少なくとも1個は前記光ビームの走査方向に関して対
称配置された分割センサである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像等の記録、読み取り
を行うために被走査体を光ビームにて走査する光ビーム
走査装置に関し、特に、光ビーム走査を精度よく行うた
めに光ビームが位置決めの基準点となる所定位置を走査
したときにこのことを検出して所定の信号を発生する光
ビーム検出機構に関する。
を行うために被走査体を光ビームにて走査する光ビーム
走査装置に関し、特に、光ビーム走査を精度よく行うた
めに光ビームが位置決めの基準点となる所定位置を走査
したときにこのことを検出して所定の信号を発生する光
ビーム検出機構に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は光ビーム走査装置が組み込まれた
レーザプリンタの従来例の構成を示す概略図である。
レーザプリンタの従来例の構成を示す概略図である。
【0003】画像記録等に使われるレーザプリンタにお
ける光走査は以下のようにして行われる。
ける光走査は以下のようにして行われる。
【0004】半導体レーザ701より出力されるレーザ
光は、コリメータレンズ702、シリンドリカルレンズ
703等を通って一定の速度で回転する回転多面鏡70
4に入射し、その各面で反射されることにより、一定の
角度内を偏向走査するものとなる。この後、ビームの形
成と等速走査を行うために設けられたfθレンズ群70
5、光路折り曲げミラー708等の光学系を通って感光
体709を光走査する。
光は、コリメータレンズ702、シリンドリカルレンズ
703等を通って一定の速度で回転する回転多面鏡70
4に入射し、その各面で反射されることにより、一定の
角度内を偏向走査するものとなる。この後、ビームの形
成と等速走査を行うために設けられたfθレンズ群70
5、光路折り曲げミラー708等の光学系を通って感光
体709を光走査する。
【0005】上記のような光走査やプリント動作等は不
図示の制御装置によって行われるものである。
図示の制御装置によって行われるものである。
【0006】制御装置は外部より入力される画像信号に
基づくon−off信号によって半導体レーザ701を
駆動するもので、該画像信号に応じてレーザ光が点滅す
る。また、ドラム状の感光体709は、主走査毎に主走
査方向と直交する方向に回転して送られるもので、これ
らの半導体レーザ701の駆動や感光体709の送りに
より画像、文字等の光記録が終了する。
基づくon−off信号によって半導体レーザ701を
駆動するもので、該画像信号に応じてレーザ光が点滅す
る。また、ドラム状の感光体709は、主走査毎に主走
査方向と直交する方向に回転して送られるもので、これ
らの半導体レーザ701の駆動や感光体709の送りに
より画像、文字等の光記録が終了する。
【0007】このときの各主走査毎に画像信号に基づい
て行われるレーザ記録の位置精度は形成画像に悪影響を
与えないために極めて高精度に保ち、主走査毎の位置精
度にバラツキを生じさせないものとする必要がある。こ
のため、この種のレーザプリンタ等においては、図示す
るようなサブミラー706によって折り返された光を受
光してレーザ光が所定の位置に来た事を検出する光ビー
ム受光部707を具備する光ビーム検出機構が設けられ
ている。該光ビーム検出機構は光ビーム受光部707の
検出信号を基に記録開始の位置を決めるための同期信号
を発生するもので、制御装置はこの同期信号のタイミン
グに合わせて画像信号を出力させ、いつも同じ書き出し
位置を保つものとしている。
て行われるレーザ記録の位置精度は形成画像に悪影響を
与えないために極めて高精度に保ち、主走査毎の位置精
度にバラツキを生じさせないものとする必要がある。こ
のため、この種のレーザプリンタ等においては、図示す
るようなサブミラー706によって折り返された光を受
光してレーザ光が所定の位置に来た事を検出する光ビー
ム受光部707を具備する光ビーム検出機構が設けられ
ている。該光ビーム検出機構は光ビーム受光部707の
検出信号を基に記録開始の位置を決めるための同期信号
を発生するもので、制御装置はこの同期信号のタイミン
グに合わせて画像信号を出力させ、いつも同じ書き出し
位置を保つものとしている。
【0008】光ビーム受光部707には回転多面鏡各面
の面精度、面倒れや途中の光学系も含めてのゴミ汚れ等
により、いつも一定の強度のレーザが当るとは限らな
い。このため、受光部の出力がある一定の閾値を超えた
ときに同期信号が出力されるような設定とすると、主走
査毎に光量のバラツキが生じて光ビーム検出機構が受け
る出力レベルが変動した場合には、同期信号が発生する
タイミングがずれてしまう。
の面精度、面倒れや途中の光学系も含めてのゴミ汚れ等
により、いつも一定の強度のレーザが当るとは限らな
い。このため、受光部の出力がある一定の閾値を超えた
ときに同期信号が出力されるような設定とすると、主走
査毎に光量のバラツキが生じて光ビーム検出機構が受け
る出力レベルが変動した場合には、同期信号が発生する
タイミングがずれてしまう。
【0009】上記のような不具合を防止するために、二
つの受光部(第1受光部、第2受光部)を主走査線上に
近接して並べて配置し、第1受光部と第2受光部の出力
信号比を演算回路により求め、該出力信号比が所定の値
となったときに同期信号を出力する方法が提案されてい
る。
つの受光部(第1受光部、第2受光部)を主走査線上に
近接して並べて配置し、第1受光部と第2受光部の出力
信号比を演算回路により求め、該出力信号比が所定の値
となったときに同期信号を出力する方法が提案されてい
る。
【0010】また、半導体レーザは、その出力特性が温
度変化に影響されやすく、光量の変動が大きいものであ
るため、半導体レーザ素子を、ぺルチェ素子等である一
定の温度に保つように工夫して出力変動を押えることが
提案されている。
度変化に影響されやすく、光量の変動が大きいものであ
るため、半導体レーザ素子を、ぺルチェ素子等である一
定の温度に保つように工夫して出力変動を押えることが
提案されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光ビー
ム検出機構のうち、受光部が一つしか設けられないもの
においては、光ビームの出力変動により同期信号の発生
タイミングがずれることがあるという問題点がある。
ム検出機構のうち、受光部が一つしか設けられないもの
においては、光ビームの出力変動により同期信号の発生
タイミングがずれることがあるという問題点がある。
【0012】また、受光部を二つ設けたものにおいて
は、受光部に当る光ビームの出力変動を打ち消して同期
信号を得るものであるため、上記のような問題点は生じ
ないものの、温度変化や、経時変化等による装置全体の
精度に起因する光ビームの焦点外れ、主走査位置外れ等
は検出することができないという問題点がある。
は、受光部に当る光ビームの出力変動を打ち消して同期
信号を得るものであるため、上記のような問題点は生じ
ないものの、温度変化や、経時変化等による装置全体の
精度に起因する光ビームの焦点外れ、主走査位置外れ等
は検出することができないという問題点がある。
【0013】一方、半導体レーザ素子をぺルチェ素子等
によりある一定の温度に保つようにして出力変動を押え
た場合には同期信号の発生タイミングがずれることはな
いが、半導体レーザ素子の出力特性は経時変化によって
も変化するものであり、波長変動が発生して当初の設定
と違った波長にて出力されることがある。波長が変動す
ると、一般に色収差を十分に補正していないレーザ走査
光学系等では焦点外れが生じてしまう。このような焦点
外れに関しては、上記のいずれの光ビーム検出機構も対
応できるものではなかった。
によりある一定の温度に保つようにして出力変動を押え
た場合には同期信号の発生タイミングがずれることはな
いが、半導体レーザ素子の出力特性は経時変化によって
も変化するものであり、波長変動が発生して当初の設定
と違った波長にて出力されることがある。波長が変動す
ると、一般に色収差を十分に補正していないレーザ走査
光学系等では焦点外れが生じてしまう。このような焦点
外れに関しては、上記のいずれの光ビーム検出機構も対
応できるものではなかった。
【0014】上述したようなよう々な不具合は記録が完
了してから気づく事が多く、時間的、経費的な無駄が多
く発生していた。
了してから気づく事が多く、時間的、経費的な無駄が多
く発生していた。
【0015】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、光ビームの出
力変動に関わらずに適性なタイミングにて同期信号を発
生することができ、また、装置や半導体レーザ素子の経
時変化に起因する光ビームの焦点外れ、主走査位置外れ
等をも検出することのできる光ビーム検出機構を実現す
ることを目的とする。
る問題点に鑑みてなされたものであって、光ビームの出
力変動に関わらずに適性なタイミングにて同期信号を発
生することができ、また、装置や半導体レーザ素子の経
時変化に起因する光ビームの焦点外れ、主走査位置外れ
等をも検出することのできる光ビーム検出機構を実現す
ることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の光ビーム検出機
構は、被走査体を光ビームにて走査する光ビーム走査装
置にて、光ビームが位置決めの基準点となる所定位置を
走査したときにこのことを検出して所定の信号を発生す
る光ビーム検出機構において、前記光ビームの走査方向
に前記基準点を中心として均等配置された3個のフォト
センサを具備し、前記3個のフォトセンサのうちの少な
くとも1個は前記光ビームの走査方向に関して対称配置
された分割センサが用いられる。
構は、被走査体を光ビームにて走査する光ビーム走査装
置にて、光ビームが位置決めの基準点となる所定位置を
走査したときにこのことを検出して所定の信号を発生す
る光ビーム検出機構において、前記光ビームの走査方向
に前記基準点を中心として均等配置された3個のフォト
センサを具備し、前記3個のフォトセンサのうちの少な
くとも1個は前記光ビームの走査方向に関して対称配置
された分割センサが用いられる。
【0017】また、本発明の光ビーム検出方法は、光ビ
ームの走査方向に対称な分割センサの各出力の差が、予
め設定された第1の所定値を超えたときに光ビームの走
査位置がずれたことを示す主走査位置変位信号を出力す
る。
ームの走査方向に対称な分割センサの各出力の差が、予
め設定された第1の所定値を超えたときに光ビームの走
査位置がずれたことを示す主走査位置変位信号を出力す
る。
【0018】この場合、光ビームの走査方向に対称な分
割センサの各出力の和が、予め設定された第2の所定値
を超えたときに光ビームの強度が十分なものであること
を示すレーザ強度信号を出力してもよく、また、両側に
位置する2個のフォトセンサの各出力が等しく、両側に
位置する2個のフォトセンサの各出力の和と中央に設け
られたフォトセンサの出力との比が予め設定された第3
の所定値を超えたときに光ビームの焦点がずれているこ
とを示す焦点外れ信号を出力してもよい。
割センサの各出力の和が、予め設定された第2の所定値
を超えたときに光ビームの強度が十分なものであること
を示すレーザ強度信号を出力してもよく、また、両側に
位置する2個のフォトセンサの各出力が等しく、両側に
位置する2個のフォトセンサの各出力の和と中央に設け
られたフォトセンサの出力との比が予め設定された第3
の所定値を超えたときに光ビームの焦点がずれているこ
とを示す焦点外れ信号を出力してもよい。
【0019】さらに、両側に位置する2個のフォトセン
サの各出力が等しく、中央に設けられたフォトセンサの
出力が予め設定された第4の所定値を超えたときに光ビ
ームが位置決めの基準点となる所定位置を走査したこと
を示す同期信号を出力してもよい。
サの各出力が等しく、中央に設けられたフォトセンサの
出力が予め設定された第4の所定値を超えたときに光ビ
ームが位置決めの基準点となる所定位置を走査したこと
を示す同期信号を出力してもよい。
【0020】
【作用】上記構成の光ビーム検出機構においては、各々
のフォトセンサより独立した出力信号が得られるので、
光ビームの走査線方向に並んで配置された3個のフォト
センサの中央に位置する出力と、その両側に位置するフ
ォトセンサの比を取ることにより光ビームの焦点外れが
検知される。さらに、両側に位置する2個のフォトセン
サの各出力が等しいときの中央に配置されたフォトセン
サの出力値から同期信号を発生させることが可能とな
る。また、光ビームの走査方向に対称な分割センサの各
出力の比から光ビームの走査位置のずれを検出でき、そ
の和を得ることによりレーザビームの強度信号が得られ
る。
のフォトセンサより独立した出力信号が得られるので、
光ビームの走査線方向に並んで配置された3個のフォト
センサの中央に位置する出力と、その両側に位置するフ
ォトセンサの比を取ることにより光ビームの焦点外れが
検知される。さらに、両側に位置する2個のフォトセン
サの各出力が等しいときの中央に配置されたフォトセン
サの出力値から同期信号を発生させることが可能とな
る。また、光ビームの走査方向に対称な分割センサの各
出力の比から光ビームの走査位置のずれを検出でき、そ
の和を得ることによりレーザビームの強度信号が得られ
る。
【0021】上記の各信号は、光ビームの出力変動を考
慮して発生するので、被走査体上の画像への悪影響や読
み取りエラー等を未然に防止される。
慮して発生するので、被走査体上の画像への悪影響や読
み取りエラー等を未然に防止される。
【0022】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【0023】図1は本発明の第1の実施例の光ビーム検
出機構を備えたフラットベッド型のレーザプリンタの構
成を示す図である。
出機構を備えたフラットベッド型のレーザプリンタの構
成を示す図である。
【0024】図中の半導体レーザ101、コリメータレ
ンズ102、シリンドリカルレンズ103、回転多面鏡
104、fθレンズ群105、サブミラー106、光路
折り曲げミラー108およびこれらの各動作を制御する
制御装置(不図示)のそれぞれは、図7に示した半導体
レーザ701、コリメータレンズ702、シリンドリカ
ルレンズ703、回転多面鏡704、fθレンズ群70
5、サブミラー706、光路折り曲げミラー708およ
び制御装置と同ようのものであるため、説明は省略す
る。
ンズ102、シリンドリカルレンズ103、回転多面鏡
104、fθレンズ群105、サブミラー106、光路
折り曲げミラー108およびこれらの各動作を制御する
制御装置(不図示)のそれぞれは、図7に示した半導体
レーザ701、コリメータレンズ702、シリンドリカ
ルレンズ703、回転多面鏡704、fθレンズ群70
5、サブミラー706、光路折り曲げミラー708およ
び制御装置と同ようのものであるため、説明は省略す
る。
【0025】図7に示した従来例においては、ドラム状
の感光体を回転させることにより副走査方向への走査が
行われていたが、本実施例においては、板状の感光体1
09を直進テーブルに乗せて移動させることにより副走
査が行われ、光記録がなされる。光記録を行う光ビーム
は記録に先立って、感光体と共役な位置に配された光ビ
ーム検出機構の一つである光ビーム受光部107に達す
る。該光ビーム受光部107には分割構造のフォトダイ
オードが用いられている。
の感光体を回転させることにより副走査方向への走査が
行われていたが、本実施例においては、板状の感光体1
09を直進テーブルに乗せて移動させることにより副走
査が行われ、光記録がなされる。光記録を行う光ビーム
は記録に先立って、感光体と共役な位置に配された光ビ
ーム検出機構の一つである光ビーム受光部107に達す
る。該光ビーム受光部107には分割構造のフォトダイ
オードが用いられている。
【0026】図2(A)は光ビーム受光部107の形状
を示す図であり、図2(B)はその受光特性を示す図で
ある。
を示す図であり、図2(B)はその受光特性を示す図で
ある。
【0027】光ビーム受光部107は図示されるように
6個のフォトダイオードP1〜P6から構成されており、
矢印で示される主走査ラインの中心を挟んで3個ずつが
対称かつ平行に隣接配置されたもので、3個の分割セン
サ(フォトセンサ)が光ビームの走査方向に関して対称
配置された構成となっている。
6個のフォトダイオードP1〜P6から構成されており、
矢印で示される主走査ラインの中心を挟んで3個ずつが
対称かつ平行に隣接配置されたもので、3個の分割セン
サ(フォトセンサ)が光ビームの走査方向に関して対称
配置された構成となっている。
【0028】主走査方向に関する光ビーム受光部107
のトータルの幅は、検知の立上がり、立下がりを鋭敏に
するために小さなものとされ、おおよそレーザビームの
中心強度の1/e2で定義される直径程度とされてい
る。各フォトダイオードP1〜P 6の検出信号は、光ビー
ム検出機構を構成する処理回路群(不図示)に入力され
る。処理回路群に入力された各検出信号を増幅器を通っ
て増幅された後に電気的信号処理を行う演算回路に入力
される。該演算回路においては、記録の基になる基準点
を光ビームが通過したことを示す同期信号の他に、光ビ
ームの強度が十分なものであることを示すレーザ強度信
号、焦点がずれたことを示す焦点外れ信号、光ビームの
走査位置がずれたことを示す主走査位置変位信号等を必
要に応じて発信する構成とされている。
のトータルの幅は、検知の立上がり、立下がりを鋭敏に
するために小さなものとされ、おおよそレーザビームの
中心強度の1/e2で定義される直径程度とされてい
る。各フォトダイオードP1〜P 6の検出信号は、光ビー
ム検出機構を構成する処理回路群(不図示)に入力され
る。処理回路群に入力された各検出信号を増幅器を通っ
て増幅された後に電気的信号処理を行う演算回路に入力
される。該演算回路においては、記録の基になる基準点
を光ビームが通過したことを示す同期信号の他に、光ビ
ームの強度が十分なものであることを示すレーザ強度信
号、焦点がずれたことを示す焦点外れ信号、光ビームの
走査位置がずれたことを示す主走査位置変位信号等を必
要に応じて発信する構成とされている。
【0029】この結果、被走査体上の画像への悪影響や
読み取りエラー等を未然に防止することができ、時間
的、経済的な無駄を削減することが可能となる。
読み取りエラー等を未然に防止することができ、時間
的、経済的な無駄を削減することが可能となる。
【0030】このように配置された受光部を、レーザ走
査系に用いられるビームでは一般的なガウス分布に近似
した強度分布のビームが通過するときの各フォトダイオ
ードP1〜P6の走査時間と出力との関係について図2〜
図4を参照して述べる。
査系に用いられるビームでは一般的なガウス分布に近似
した強度分布のビームが通過するときの各フォトダイオ
ードP1〜P6の走査時間と出力との関係について図2〜
図4を参照して述べる。
【0031】図2(A)に示すようにビームの通過位置
が主走査線上、言葉を変えると、受光部の中心を通過す
る場合には、主走査ラインの中心に対称なフォトダイオ
ードの出力は等しいものとなり、図2(B)に示すよう
に各組ごとに時間差が生じたものとなる〔図2(B)は
フォトダイオードの出力特性が全て同じと仮定したもの
である。以下同様〕。
が主走査線上、言葉を変えると、受光部の中心を通過す
る場合には、主走査ラインの中心に対称なフォトダイオ
ードの出力は等しいものとなり、図2(B)に示すよう
に各組ごとに時間差が生じたものとなる〔図2(B)は
フォトダイオードの出力特性が全て同じと仮定したもの
である。以下同様〕。
【0032】また、図3(A)のように、主走査線が本
来の位置より変位した場合には、主走査ラインの中心に
対称なフォトダイオードの出力に差が生じ、図3(B)
に示すように変わる。さらに図4(A)に示す様な焦点
位置外れが発生した場合には、各フォトダイオードの出
力は立上り特性が図4(B)に示すように緩やかなもの
となる。
来の位置より変位した場合には、主走査ラインの中心に
対称なフォトダイオードの出力に差が生じ、図3(B)
に示すように変わる。さらに図4(A)に示す様な焦点
位置外れが発生した場合には、各フォトダイオードの出
力は立上り特性が図4(B)に示すように緩やかなもの
となる。
【0033】本実施例において発生する各種信号につい
て説明する。
て説明する。
【0034】図2〜図4のいずれにおいても、同期信号
の発生タイミングは、光ビームの中心がフォトダイオー
ドP2とP5に有り、フォトダイオードP1,P4の各出力
の立下がりとフォトダイオードP3とP6の各出力の立上
りが交じり合う時点が基準とされる。光ビームはガウス
分布に近似した強度分布であるため、焦点位置が正常で
ある場合には、フォトダイオードP2とP5の合成出力は
前記フォトダイオードP1とP4の合成出力やフォトダイ
オードP3とP6の合成出力に比べて所定の割合で高いも
のとなる。
の発生タイミングは、光ビームの中心がフォトダイオー
ドP2とP5に有り、フォトダイオードP1,P4の各出力
の立下がりとフォトダイオードP3とP6の各出力の立上
りが交じり合う時点が基準とされる。光ビームはガウス
分布に近似した強度分布であるため、焦点位置が正常で
ある場合には、フォトダイオードP2とP5の合成出力は
前記フォトダイオードP1とP4の合成出力やフォトダイ
オードP3とP6の合成出力に比べて所定の割合で高いも
のとなる。
【0035】同期信号は、上記の発生タイミングであ
り、フォトダイオードP2とP5の合成出力とフォトダイ
オードP1とP4の合成出力(もしくはフォトダイオード
P3とP6の合成出力)との比が予め定められた所定値以
上のものであるときに発せられる。もしこの出力レベル
比が予め定められた所定値より低いものである場合に
は、図4に示すような焦点位置外れが発生したために、
ガウス分布が広がって出力ピークが低くなっているもの
と判定され、焦点外れ(ピンボケ)信号を発信するとと
もに、同期信号の発生を取り消す(取り消し回路は図示
していない)。
り、フォトダイオードP2とP5の合成出力とフォトダイ
オードP1とP4の合成出力(もしくはフォトダイオード
P3とP6の合成出力)との比が予め定められた所定値以
上のものであるときに発せられる。もしこの出力レベル
比が予め定められた所定値より低いものである場合に
は、図4に示すような焦点位置外れが発生したために、
ガウス分布が広がって出力ピークが低くなっているもの
と判定され、焦点外れ(ピンボケ)信号を発信するとと
もに、同期信号の発生を取り消す(取り消し回路は図示
していない)。
【0036】上述したように主走査位置が本来の位置か
らどちらかに変位すると、図3(B)に示すように主走
査ラインの中心に対称なフォトダイオードの出力に差が
生じる。本実施例では主走査ラインの中心に対称なフォ
トダイオードP1とP4との出力差を取り、予め設定した
所定値と比較することにより、主走査位置の変位を検知
するものとした。この場合、図からも読み取れるように
フォトダイオードP2とP5、フォトダイオードP3とP6
との差、またはフォトダイオードP1、P2、P3の和と
フォトダイオードP4、P5、P6の和との差を取っても
同様である。
らどちらかに変位すると、図3(B)に示すように主走
査ラインの中心に対称なフォトダイオードの出力に差が
生じる。本実施例では主走査ラインの中心に対称なフォ
トダイオードP1とP4との出力差を取り、予め設定した
所定値と比較することにより、主走査位置の変位を検知
するものとした。この場合、図からも読み取れるように
フォトダイオードP2とP5、フォトダイオードP3とP6
との差、またはフォトダイオードP1、P2、P3の和と
フォトダイオードP4、P5、P6の和との差を取っても
同様である。
【0037】次に、本実施例に用いられる演算回路につ
いて図5を参照して説明する。
いて図5を参照して説明する。
【0038】図5は各フォトダイオードの出力から上記
のような信号処理を行う演算回路の構成を示すブロック
図である。
のような信号処理を行う演算回路の構成を示すブロック
図である。
【0039】フォトダイオードP1〜P6に対しては増幅
器5011〜5016がそれぞれ個別に設けられており、
各フォトダイオードP1〜P6の出力は、各増幅器501
1〜5016によって増幅された後に信号処理される。
器5011〜5016がそれぞれ個別に設けられており、
各フォトダイオードP1〜P6の出力は、各増幅器501
1〜5016によって増幅された後に信号処理される。
【0040】増幅器5011,5014の各出力は減算器
5021,加算器5031にそれぞれ入力されている。減
算器5021の減算結果を示す出力は、比較器5041に
入力されて予め定められた所定値N1と比較される。比
較器5041は該比較結果に応じて主走査位置がずれた
ことを示す主走査位置変位信号S1を出力する。
5021,加算器5031にそれぞれ入力されている。減
算器5021の減算結果を示す出力は、比較器5041に
入力されて予め定められた所定値N1と比較される。比
較器5041は該比較結果に応じて主走査位置がずれた
ことを示す主走査位置変位信号S1を出力する。
【0041】加算器5031の加算結果を示す出力は、
比較器5042に入力されて予め定められた所定値N2と
比較される。比較器5042は該比較結果に応じてレー
ザ光の強度が所定値以上のものであることを示すレーザ
強度信号S2を出力する。
比較器5042に入力されて予め定められた所定値N2と
比較される。比較器5042は該比較結果に応じてレー
ザ光の強度が所定値以上のものであることを示すレーザ
強度信号S2を出力する。
【0042】増幅器5012と増幅器5015の各出力は
加算器5032に入力されて加算された後に加算器50
32の出力はサンプルホールド回路5051および比較器
5043に入力される。増幅器5013と増幅器5016
の各出力は加算器5033に入力されて加算された後に
加算器5034および減算器5022に入力される。加算
器5034および減算器5022には加算器5033によ
る加算入力の他に加算器5031による加算入力がそれ
ぞれ入力されている。加算器5032の加算結果を示す
信号はサンプルホールド回路5051と比較器5043と
に出力され、加算器5034の加算結果を示す信号はサ
ンプルホールド回路5052に出力されている。 減算
器5022は加算器5031,5033の各加算出力を入
力するもので、これらの各入力値が等しくなったときに
出力ホールド信号S5をサンプルホールド回路5051,
5052および比較器5043へ出力する。各サンプルホ
ールド回路5051,5052の出力は割算器506に入
力され、これらの比が比較器5044へ出力される。比
較器5044は該入力と予め定められた所定値N3とを比
較し、該比較結果に応じて焦点外れ信号S3を出力す
る。
加算器5032に入力されて加算された後に加算器50
32の出力はサンプルホールド回路5051および比較器
5043に入力される。増幅器5013と増幅器5016
の各出力は加算器5033に入力されて加算された後に
加算器5034および減算器5022に入力される。加算
器5034および減算器5022には加算器5033によ
る加算入力の他に加算器5031による加算入力がそれ
ぞれ入力されている。加算器5032の加算結果を示す
信号はサンプルホールド回路5051と比較器5043と
に出力され、加算器5034の加算結果を示す信号はサ
ンプルホールド回路5052に出力されている。 減算
器5022は加算器5031,5033の各加算出力を入
力するもので、これらの各入力値が等しくなったときに
出力ホールド信号S5をサンプルホールド回路5051,
5052および比較器5043へ出力する。各サンプルホ
ールド回路5051,5052の出力は割算器506に入
力され、これらの比が比較器5044へ出力される。比
較器5044は該入力と予め定められた所定値N3とを比
較し、該比較結果に応じて焦点外れ信号S3を出力す
る。
【0043】比較器5043は加算器5032の加算出力
と予め定められた所定値N4とを入力して比較するもの
で、該比較結果に応じて同期信号S4を出力する。
と予め定められた所定値N4とを入力して比較するもの
で、該比較結果に応じて同期信号S4を出力する。
【0044】次に、演算回路の動作について説明する。
【0045】フォトダイオードP1,P4の各出力は増幅
器5011,5014にてそれぞれ増幅された後に減算器
5021および加算器5031にそれぞれ入力されて演算
が開始される。
器5011,5014にてそれぞれ増幅された後に減算器
5021および加算器5031にそれぞれ入力されて演算
が開始される。
【0046】減算器5021においては、これらの入力
の差を比較器5041に出力する。比較器5041は該差
入力の他に予め設定された第1の所定値N1を入力する
もので、差入力の値と予め設定された第1の所定値N1
と比較し、差入力の値が第1の所定値N1を超えたとき
に走査位置変位信号S1を発する。
の差を比較器5041に出力する。比較器5041は該差
入力の他に予め設定された第1の所定値N1を入力する
もので、差入力の値と予め設定された第1の所定値N1
と比較し、差入力の値が第1の所定値N1を超えたとき
に走査位置変位信号S1を発する。
【0047】加算器5031においてはこれらの各入力
を加算して比較器5042へ出力する。比較器5042は
該加算入力の他に予め設定された第2の所定値N2を入
力するもので、加算入力と第2の所定値N2とを比較
し、これらの各入力値がほぼ等しいものであるときにレ
ーザ強度信号S2を出力する。予め設定された第2の所
定値N2は、各フォトダイオードP1,P4の出力値がピ
ークとなったときの加算入力値に等しくなるように設定
されているので、レーザ強度信号S2が出力された後の
加算入力値は序々に低下する。
を加算して比較器5042へ出力する。比較器5042は
該加算入力の他に予め設定された第2の所定値N2を入
力するもので、加算入力と第2の所定値N2とを比較
し、これらの各入力値がほぼ等しいものであるときにレ
ーザ強度信号S2を出力する。予め設定された第2の所
定値N2は、各フォトダイオードP1,P4の出力値がピ
ークとなったときの加算入力値に等しくなるように設定
されているので、レーザ強度信号S2が出力された後の
加算入力値は序々に低下する。
【0048】続いて、レーザビームが達するフォトダイ
オードP2とP5の出力は、増幅器5012,5015によ
って増幅された後に加算器5032に入力されて加算さ
れる。このときの加算出力値は走査時間とともに増加
し、その後減少するものとなる。 続いて、レーザビー
ムが達するフォトダイオードP3とP6の出力は、増幅器
5013,5016による増幅後、加算器5023に入力
されて加算される。このときの加算出力値も走査時間と
ともに増加し、その後減少するものとなる。
オードP2とP5の出力は、増幅器5012,5015によ
って増幅された後に加算器5032に入力されて加算さ
れる。このときの加算出力値は走査時間とともに増加
し、その後減少するものとなる。 続いて、レーザビー
ムが達するフォトダイオードP3とP6の出力は、増幅器
5013,5016による増幅後、加算器5023に入力
されて加算される。このときの加算出力値も走査時間と
ともに増加し、その後減少するものとなる。
【0049】加算器5031と加算器5033の各加算出
力は減算器5022に入力され、また、加算器5034に
入力される。減算器5022ではこれらの各入力の差が
0となったときに出力ホールド信号S5をサンプルホー
ルド回路5051,5052および比較器5043にそれ
ぞれ出力する。
力は減算器5022に入力され、また、加算器5034に
入力される。減算器5022ではこれらの各入力の差が
0となったときに出力ホールド信号S5をサンプルホー
ルド回路5051,5052および比較器5043にそれ
ぞれ出力する。
【0050】出力ホールド信号S5が出力されたときの
各回路の動作について説明する。
各回路の動作について説明する。
【0051】サンプルホールド回路5051では入力さ
れる加算器5032の加算出力値(フォトダイオード
P2,P5の加算値)をホールドし、割算器506へ出力
する。サンプルホールド回路5052では入力される加
算器5034の加算出力値(加算器5031,5033の
各出力加算値)をホールドし、割算器506へ出力す
る。比較器5043ではサンプルホールド回路5051と
同じ入力である加算器5032の加算出力値を予め設定
された第4の所定値N4と比較し、差入力の値が第3の
所定値N3を超えたときに同期信号S4を発する。
れる加算器5032の加算出力値(フォトダイオード
P2,P5の加算値)をホールドし、割算器506へ出力
する。サンプルホールド回路5052では入力される加
算器5034の加算出力値(加算器5031,5033の
各出力加算値)をホールドし、割算器506へ出力す
る。比較器5043ではサンプルホールド回路5051と
同じ入力である加算器5032の加算出力値を予め設定
された第4の所定値N4と比較し、差入力の値が第3の
所定値N3を超えたときに同期信号S4を発する。
【0052】割算器506では入力された各サンプルホ
ールド回路5051,5052の各ホールド値の比を演算
して比較器5044へ出力する。比較器5044では入力
された演算結果を予め設定された第3の所定値N3と比
較し、差入力の値が第4の所定値N4を超えたときに焦
点外れ信号S3を発する。
ールド回路5051,5052の各ホールド値の比を演算
して比較器5044へ出力する。比較器5044では入力
された演算結果を予め設定された第3の所定値N3と比
較し、差入力の値が第4の所定値N4を超えたときに焦
点外れ信号S3を発する。
【0053】上述した実施例においては、光ビーム受光
部としてフォトダイオードが6個(分割センサが3個)
設けられるものとして説明したが、本発明は光ビームの
走査方向に3個のフォトセンサが基準点を中心として均
等配置され、該3個のフォトセンサのうちの少なくとも
1個が前記光ビームの走査方向に関して対称配置された
分割センサであればよく、図6(A)、図6(B)に示
す第2、第3の実施例のように5個、または4個のフォ
トダイオードを近接配置してもよい。
部としてフォトダイオードが6個(分割センサが3個)
設けられるものとして説明したが、本発明は光ビームの
走査方向に3個のフォトセンサが基準点を中心として均
等配置され、該3個のフォトセンサのうちの少なくとも
1個が前記光ビームの走査方向に関して対称配置された
分割センサであればよく、図6(A)、図6(B)に示
す第2、第3の実施例のように5個、または4個のフォ
トダイオードを近接配置してもよい。
【0054】図6(A)に示した第2の実施例において
は、第1の実施例でのフォトダイオードP1,P4は
P11,P14に、中央のフォトダイオードP2,P5はフォ
トダイオードP12に、さらにフォトダイオードP3,P6
はフォトダイオードP13,P15に各比較器内の設定値を
変えるだけで置き換えることができる。
は、第1の実施例でのフォトダイオードP1,P4は
P11,P14に、中央のフォトダイオードP2,P5はフォ
トダイオードP12に、さらにフォトダイオードP3,P6
はフォトダイオードP13,P15に各比較器内の設定値を
変えるだけで置き換えることができる。
【0055】図6(B)に示した第3の実施例において
は、第1の実施例でのフォトダイオードP1、P4はP21
に、中央のフォトダイオードP2、P5はフォトダイオー
ドP 22,P24に、さらにフォトダイオードP3とP6はフ
ォトダイオードP23に各比較器内の設定値を変えるだけ
で置き換えることができる。
は、第1の実施例でのフォトダイオードP1、P4はP21
に、中央のフォトダイオードP2、P5はフォトダイオー
ドP 22,P24に、さらにフォトダイオードP3とP6はフ
ォトダイオードP23に各比較器内の設定値を変えるだけ
で置き換えることができる。
【0056】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成するこ
とにより、以下に記載するような効果を奏する。
とにより、以下に記載するような効果を奏する。
【0057】請求光1に記載のものにおいては、請求項
2乃至請求項5に記載の方法を用いることにより、光ビ
ームの出力変動に関わらずに適性なタイミングにて同期
信号を発生することができ、また、装置や半導体レーザ
素子の経時変化に起因する光ビームの強度変動、焦点外
れ、主走査位置外れ等をも検出することができる効果が
ある。
2乃至請求項5に記載の方法を用いることにより、光ビ
ームの出力変動に関わらずに適性なタイミングにて同期
信号を発生することができ、また、装置や半導体レーザ
素子の経時変化に起因する光ビームの強度変動、焦点外
れ、主走査位置外れ等をも検出することができる効果が
ある。
【0058】この結果、被走査体上の画像への悪影響や
読み取りエラー等を未然に防止することができ、時間
的、経済的な無駄を削減することが可能となる。
読み取りエラー等を未然に防止することができ、時間
的、経済的な無駄を削減することが可能となる。
【図1】本発明の第1の実施例を備えたレーザプリンタ
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図2】(A)は図1中の光ビーム受光部107の形状
を示す図、(B)はその受光特性を示す図である。
を示す図、(B)はその受光特性を示す図である。
【図3】(A)は主走査位置が本来の位置より変位した
場合の図1中の光ビーム受光部107の受光状態を示す
図、(B)はその受光特性を示す図である。
場合の図1中の光ビーム受光部107の受光状態を示す
図、(B)はその受光特性を示す図である。
【図4】(A)は焦点位置外れが発生した場合の図1中
の光ビーム受光部107の受光状態を示す図、(B)は
その受光特性を示す図である。
の光ビーム受光部107の受光状態を示す図、(B)は
その受光特性を示す図である。
【図5】第1の実施例に用いられる演算回路の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図6】(A)および(B)のそれぞれは、本発明の第
2および第3の実施例で用いられる光ビーム受光部の構
成を示す図である。
2および第3の実施例で用いられる光ビーム受光部の構
成を示す図である。
【図7】レーザプリンタの従来例の構成を示す図であ
る。
る。
101 半導体レーザ 102 コリメータレンズ 103 シリンドリカルレンズ 104 回転多面鏡 105 fθレンズ群 106 サブミラー 107 光ビーム受光部 108 光路折曲げミラー 109 感光体 5011〜5016 増幅器 5021,5022 減算器 5031〜5034 加算器 5041〜5044 比較器 5051,5052 サンプルホールド回路 506 割算器 P1〜P6,P11〜P15,P21〜P24 フォトダイオー
ド S1 主走査位置変位信号 S2 レーザ強度信号 S3 焦点外れ信号 S4 同期信号 S5 出力ホールド信号
ド S1 主走査位置変位信号 S2 レーザ強度信号 S3 焦点外れ信号 S4 同期信号 S5 出力ホールド信号
Claims (5)
- 【請求項1】 被走査体を光ビームにて走査する光ビー
ム走査装置にて、光ビームが位置決めの基準点となる所
定位置を走査したときにこのことを検出して所定の信号
を発生する光ビーム検出機構において、 前記光ビームの走査方向に前記基準点を中心として均等
配置された3個のフォトセンサを具備し、 前記3個のフォトセンサのうちの少なくとも1個は前記
光ビームの走査方向に関して対称配置された分割センサ
であることを特徴とする光ビーム検出機構。 - 【請求項2】 請求項1記載の光ビーム検出機構を用い
た検出方法であって、 光ビームの走査方向に対称な分割センサの各出力の差
が、予め設定された第1の所定値を超えたときに光ビー
ムの走査位置がずれたことを示す主走査位置変位信号を
出力することを特徴とする光ビーム検出方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の光ビーム検出機構を用い
た検出方法であって、 光ビームの走査方向に対称な分割センサの各出力の和
が、予め設定された第2の所定値を超えたときに光ビー
ムの強度が十分なものであることを示すレーザ強度信号
を出力することを特徴とする光ビーム検出方法。 - 【請求項4】 請求項1記載の光ビーム検出機構を用い
た検出方法であって、 両側に位置する2個のフォトセンサの各出力が等しく、
両側に位置する2個のフォトセンサの各出力の和と中央
に設けられたフォトセンサの出力との比が予め設定され
た第3の所定値を超えたときに光ビームの焦点がずれて
いることを示す焦点外れ信号を出力することを特徴とす
る光ビーム検出方法。 - 【請求項5】 請求項1記載の光ビーム検出機構を用い
た検出方法であって、 両側に位置する2個のフォトセンサの各出力が等しく、
中央に設けられたフォトセンサの出力が予め設定された
第4の所定値を超えたときに光ビームが位置決めの基準
点となる所定位置を走査したことを示す同期信号を出力
することを特徴とする光ビーム検出方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3220007A JPH0560986A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 光ビーム検出機構およびこれを用いた検出方法 |
US07/935,386 US5331147A (en) | 1991-08-30 | 1992-08-26 | Scanning optical apparatus having at least one division sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3220007A JPH0560986A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 光ビーム検出機構およびこれを用いた検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0560986A true JPH0560986A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16744474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3220007A Pending JPH0560986A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 光ビーム検出機構およびこれを用いた検出方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5331147A (ja) |
JP (1) | JPH0560986A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06289304A (ja) * | 1993-04-01 | 1994-10-18 | Fuji Xerox Co Ltd | 集光位置検出装置 |
US5883385A (en) * | 1995-11-09 | 1999-03-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Multibeam scanning method and apparatus with positional adjustment features |
US7045773B2 (en) * | 2003-07-18 | 2006-05-16 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning apparatus for accurately detecting and correcting position of optical beam in subscanning direction, and the method |
US8593703B2 (en) * | 2011-09-12 | 2013-11-26 | Eastman Kodak Company | Imaging head for a flat bed scanner |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4203672A (en) * | 1976-11-18 | 1980-05-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Scanning beam displacement compensation control system |
JPH01292310A (ja) * | 1988-05-19 | 1989-11-24 | Canon Inc | 走査光学装置 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3220007A patent/JPH0560986A/ja active Pending
-
1992
- 1992-08-26 US US07/935,386 patent/US5331147A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5331147A (en) | 1994-07-19 |
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