JPH0585100B2

JPH0585100B2 -

Info

Publication number: JPH0585100B2
Application number: JP61097351A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Honma
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-04-26
Filing date: 1986-04-26
Publication date: 1993-12-06
Also published as: JPS62254566A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、レーザビーム制御装置に係り、特に
レーザビームを偏向走査して情報を記録或いは検
出する機器等に好適なレーザビーム制御装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

この種のレーザビーム制御装置の従来例を第８
図ないし第１１図に基づき説明する。

第８図は、レーザビームプリンタに適用する従
来のレーザビーム制御装置の第１の従来例を示す
もので、同図に示すように、主レーザビーム発生
ダイオード１から発生する主レーザビーム２は、
第１の光学系（集光レンズ）５で集光され、集光
された主レーザビームが第２の光学系（偏向制御
用回転多面鏡）６で偏向され、第３の光学系（Ｆ
−θレンズ）７を通して偏向された主レーザビー
ム２が被記録体４の表面にＹ軸方向に走査されな
がらビームスポツトとして投写される。被記録体
４はＹ軸方向と直交するＸ軸方向に、レーザビー
ムの１走査が終る度に１走査線幅に相当する量だ
け移動する。主レーザビーム２はＹ軸方向に被記
録体４の有効範囲を越えた領域まで偏向され、該
位置に設けたビーム位置検出手段８で検出されて
偏向走査開始基準信号を発生する。ビーム位置検
出手段８は、基準位置に設けた受光素子９上をビ
ームスポツトが通過するときに得られる光電変換
信号を検出回路１０で増幅、波形整形して基準信
号として出力する。記録情報信号発生回路１１
は、記録すべき画像情報を電気的あるいは磁気的
に記憶する記憶回路やこの記憶回路から画像情報
を読み出す読み出し制御回路およびタイミング制
御回路を有する。そして前記検出回路１０から基
準信号を入力すると受光素子９から被記録体４の
有効範囲までの幾何学的位置間隔をビームスポツ
トの走査速度で除して得られるT₁時間後に記録
情報信号の出力を開始する。この記録情報信号の
各ビツトはビームスポツトの走査位置と対応する
ようにタイミング制御されたシリアルデータでレ
ーザビーム発生ダイオード駆動回路１２はこの記
録情報信号に従つて主レーザビーム２の発生が点
滅するようにダイオード１の駆動電流を制御す
る。記録情報信号によつて主レーザビーム２の点
滅を制御する範囲はビームスポツトが被記録体４
の有効範囲内を走査している時間T₂で、それ以
外はビーム位置検出のために連続点灯している。
なお、１４はレーザビーム発生ダイオード１の主
レーザビーム発生面の反対側の面から発生する副
レーザビーム１３の光量状態を検出する光量モニ
タ素子、１５は光量モニタ素子１４の信号を処理
してレーザビーム発光ダイオード１の駆動電流の
大きさを制御する検出回路であり、これらの手段
は、レーザビーム発生ダイオード１が正帰還作用
でエネルギーを増幅し高エネルギーの主レーザビ
ーム２を発生するため、点灯時の主レーザビーム
２の光量の過不足が生じると、記録画像が低下し
たりダイオード１が破壊されるおそれがあるの
で、これらの不具合を解消する目的で光量モニタ
素子１４の検出信号を弁別回路１５により処理し
レーザビーム発生ダイオード駆動回路１２に帰還
させてダイオード１の駆動電流の大きさを制御し
ている。

このようなレーザビームプリンタにおいて、ビ
ーム位置検出手段８は被記録体４に近接した位置
に設けられ、その他の電気回路はレーザビーム発
生ダイオード１の近辺に設けられるのでビーム位
置検出手段８と記録情報信号発生回路１１との間
には長い信号線が必要である。しかもこの信号線
を介して伝達される電気信号は幅狭のパルス電圧
でありノイズと混同されやすいため、ビーム位置
検出手段８は受光素子９に近接して検出回路１０
を設けて信号を増幅および波形整形しなければな
らず、更にこれら自身をノイズから保護するよう
にしなければならない。

この為に従来のレーザビームプリンタにおいて
レーザビーム制御装置は電気回路の集約化が阻害
され、またノイズ対策のために構成が複雑化する
問題があつた。

この問題を解決するための改良案として、特開
昭59−28125号は次のような提案をしている。こ
の従来例はレーザビーム発生ダイオードから発生
した主レーザビームが反射鏡で同一光路に反射さ
れるとレーザビーム発生ダイオードの主レーザビ
ーム発生面の反対面から発生する副レーザビーム
の光量が変化する、いわゆるスクープ効果を利用
して、レーザビームの偏向位置を検出し、この検
出信号に基づき被記録体４へのレーザビームの走
査開始タイミングを同期制御するものである。第
９図ないし第１１図に基づきこの従来例を説明す
る。なお、これらの図面中、既述した第１の従来
例と同一符号は同一部分を示すものである。先
ず、スクープ効果現象を第９図により説明する
と、レーザビーム発生ダイオード１から発生する
主レーザビーム２を光学装置３を介して被記録体
４の表面に投写する光学系において、光路の途中
に反射鏡１６を設けて主レーザビーム２を同一光
路上に反射させる（反射されたビームは光量モニ
タ素子１４に焦点を結ぶようにしてある。）と、
レーザビーム発生ダイオード１から発生する副レ
ーザビーム１３の光量が増加する。またレーザビ
ーム発生ダイオード１の駆動電流I_Lを、第１０図
に示すように、I_LOに保つた状態において、光量
モニタ受光素子１４の検出電流I_Mは、反射鏡１６
がない場合には曲線Ｐに従つてI_M1となるが、反
射鏡１６が挿入されると曲線Ｑに従つてI_M2に増
加する。第１１図は、このようなスクープ効果を
利用したレーザビーム制御装置と制御信号発生タ
イミングを示すもので、同図に示すように、光学
装置３によつて偏向された主レーザビーム２の光
路の基準位置に小反射鏡１７が設けられ、主レー
ザビーム２がこの小反射鏡１７に投射されると同
一光路上に反射される。この小反射鏡１７で反射
された主レーザビーム２は、副レーザビーム１３
の発生光量を受光する光量モニタ受光素子（フオ
トダイオード）１４により検出される。そして、
光量モニタ受光素子１４が前記小反射鏡１７から
の反射により変化する副レーザビーム１３の光量
変化（増加）を検出すると、光量モニタ信号IM₂
が発生し、信号弁別回路１８が信号IM₂に基づき
記録情報信号発生手段１１に記録情報信号の発生
タイミングを制御する同期制御信号Ｂを送る。そ
して記録情報信号発生回路１１は同期制御信号Ｂ
に同期制御されてビームスポツト位置に対応した
記録情報信号を出力し、レーザビーム発生ダイオ
ード駆動回路１２は前記記録情報信号に応じてダ
イオード駆動電流を断続してレーザビーム２（１
３）を点滅制御するものである。なお、主レーザ
ビーム２が被記録体４の有効領域で偏向走査され
ている時には、小反射鏡１７から反射主レーザビ
ームが生じないため、この場合には、光量モニタ
素子１４がレーザビーム発生ダイオード１からの
み発生する副レーザビーム１３のみ検出し、この
検出信号に基づいて弁別回路１８がレーザビーム
駆動電流の大きさを制御する電流制御信号Ａを出
力し、この電流信号Ａに基づきレーザビーム発生
ダイオード駆動回路１２がダイオード１の点灯時
の駆動電流の大きさを調整してレーザビーム２の
発生光量が一定値に制御される。

前述した第２の従来例によれば、レーザビーム
位置検出手段を既存のレーザビーム発生手段１及
び光量モニタ素子１４を利用し、これらの要素と
弁別回路１８とを組合せてレーザビームの走査開
始タイミングを同期制御できるので、レーザビー
ム位置検出手段を他の回路手段に近接して設ける
ことが可能となり、その結果、耐ノイズ性の向上
化、構成の簡易化を図り得る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述のスクープ効果を利用した
レーザビーム制御装置では、小反射鏡１７から前
記主レーザビームを同一光路上に確実に反射させ
るための小反射鏡１７の位置精度を精密に調整す
ることに関しては配慮されておらずこの点で改良
すべき問題点を残している。小反射鏡１７から反
射した主レーザビームが確実に同一光路上に反射
するためには、小反射鏡をレーザビームの偏向走
査方向および走査と垂直な方向に関して、それぞ
れ充分な精度を持つて調整する必要がある。２軸
の調整機構は通常複雑であり、従つて調整後に振
動、温度変化等の外部ストレスを受けて光軸が変
化し、同期信号が得られなくなる恐れを有してい
る。

本発明の目的は前述したスクープ効果を有効に
活用してレーザビームの偏向走査制御の精度を向
上させると共に光学系の調整機構を簡便にして高
精度の光軸調整、合焦調整を行ない得るレーザビ
ーム制御装置を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明で採用した
技術手段は次の諸点を基本としている。

１通常光学系において光軸調整を行なう場合、
調整する要素（光発生手段）とそこから発生し
た光を照射する目的物（被照射体）との距離い
わゆる光路長が長いほど、要求される調整精度
は厳しくなる。従つて調整作業精度をゆるくす
るためには前記の光路長を可能な限り短縮する
ことが要求される。このことを第１１図で示し
たスクープ効果利用の光学系に適用すると、レ
ーザビーム発生ダイオード（光発生手段）と最
も近い位置にある被照射体は回転多面鏡そのも
のであり、これをレーザビーム発生ダイオード
に主レーザビームを戻す手段として利用するこ
とが最も効果的である。

２いわゆるスクープ効果は、レーザビーム発生
手段及び光量モニタ受光素子に帰還する主レー
ザビームのエネルギー密度が最も高いときに顕
著に現われることが知られており、帰還する主
レーザビームのエネルギー密度が最も高い状態
とは、主レーザビームの光軸が、帰還ビームを
反射させる手段に用いようとする回転多面鏡の
反射面と正確に直交すること、及び主レーザビ
ームが完全に平行であるが、回転多面鏡の反射
面上に結像していることを意味している。従つ
て、回転多面鏡によつてスクープ効果現象を顕
著に発現させるためには、レーザビーム発生手
段と集光レンズとの相対位置精度を向上させる
必要がある。

以上の２点を総合すると、従来技術の問題点を
解決するには、主レーザビームをレーザビーム発
生手段に帰還させる手段として回転多面鏡を利用
し、且つレーザビーム発生手段と集光レンズの相
対的位置精度調整を向上させてレーザビームの光
軸調整、合焦精度を向上させる必要がある。

そして、本発明はこれらの点を配慮して、レー
ザビーム制御装置のレーザビーム発生手段、レー
ザビーム集光手段及び光量モニタ手段を偏向走査
光学系の回転多面鏡によつて偏向制御される主レ
ーザビームの偏向振幅内に設置して、前記回転多
面鏡が所定の回転位置にある時に前記レーザビー
ム発生手段から出射される主レーザビームが前記
回転多面鏡で直接反射して前記レーザビーム発生
手段に帰還するように設定すると共に、レーザビ
ームの駆動制御系には、前記光量モニタ手段が前
記反射レーザビームを検出した時に変化する光量
モニタ信号に基づいて被照射体の走査領域に偏向
走査される主レーザビームの走査開始タイミング
を制御する偏向走査タイミング制御手段を設け、
更に前記主レーザビーム発生手段、レーザビーム
集光手段の設置部には、前記レーザビーム発生手
段、レーザビーム集光手段及び光量モニタ手段の
相対位置を調整する位置調整手段を設けてなるも
のである。

〔作用〕

このような構成よりなる本発明によれば、レー
ザビーム発生手段から発生する主レーザビームが
回転多面鏡により所定角度の偏向振幅内で偏向制
御され、その偏向振幅内において、主レーザビー
ムが回転多面鏡の所定の回転変位位置で同一光路
上に反射すると、反射レーザビームが直接レーザ
ビーム発生手段側に帰還するので、スクープ効果
現象によりレーザビーム発生手段の主レーザビー
ム出射面の反対側から発生する副レーザビームの
光量が増加する。そして、この増加した光量によ
つて、光量モニタ手段の光量モニタ信号が増加
（変化）し、この光量モニタ信号に基づき偏向走
査タイミング制御手段が作動し、主レーザビーム
が走査開始タイミングを制御されながら被照射体
表面に繰返し反復的に偏向走査される。また、本
発明によれば、レーザビーム発生手段、レーザビ
ーム集光手段を位置調整手段により可動調整して
レーザビーム発生手段、レーザビーム集光手段及
び光量モニタ手段の相対的な位置調整を行なうこ
とにより、レーザビーム発生手段から発生する主
レーザビームの回転多面鏡に対する光軸調整、合
焦調整を精度良く行ない得るので、同一光路上を
帰還する反射レーザビームをレーザビーム集光手
段、レーザビーム発生手段を通して光量モニタ手
段の受光面に精度よく焦点を結んで受光させるこ
とができる。従つて、光量モニタ手段に帰還する
反射主レーザビームのエネルギー密度を充分に高
めてスクープ効果現象を顕著に発現させることが
できるので、主レーザビームの偏向走査の開始タ
イミングを誤動作なく高精度に制御でき、しかも
従来のような小反射鏡を用いずに回転多面鏡その
ものでレーザビームの位置検出を行ない得るの
で、小反射鏡の調整作業を省略することができ、
簡便で信頼性の高いレーザビーム制御を行なうこ
とができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づ
き説明する。

第１図は、本発明のレーザビーム制御装置をレ
ーザビームプリンタに適用した一実施例を示すも
ので、図中、既述した第８図ないし第１１図の従
来例と同一符号は同一又は共通する要素を示すも
のである。すなわち、１は主レーザビーム発生用
のレーザビーム発生ダイオード、２はレーザビー
ム発生ダイオード１から発生する主レーザビー
ム、３は光学装置であり、光学装置３は、レーザ
ビーム発生ダイオード１から発生する主レーザビ
ーム２を集光しコリメートする第１の光学系（集
光レンズ）と、集光された主レーザビーム２を光
反射により所定角度の偏向振幅内で偏向させる第
２の光学系（回転多面鏡）と、偏光された主レー
ザビーム２を屈折させて被記録体４の表面に偏向
走査させる第３の光学系（Ｆ−θレンズ）からな
る。１４は、レーザビーム発生ダイオード１の主
レーザビーム２発射面の反対側から発生する副レ
ーザビーム１３を検出する光量モニタ受光素子、
１１は記録情報信号発生回路、１２はレーザビー
ム発生ダイオード駆動回路、１８は信号弁別回路
である。記録情報信号発生回路１１は、前述した
従来例と同様に、記録すべき画像情報を電気的あ
るいは磁気的に記憶する記憶回路や、この記憶回
路から画像情報を読み出す読み出し制御回路及び
タイミング制御回路を有し、弁別回路１８から偏
向走査開始制御用の同期制御信号Ｂを入力した時
に、設定時間T₁後に記録情報信号の出力を開始
してレーザビーム発生駆動回路１２を駆動し主レ
ーザビーム２の点滅制御を被記録体４上に走査時
間T₂の範囲で行なうものである。また、弁別回
路１８は、光量モニタ受光素子１４の検出信号を
入力し、この検出信号を設定基準電圧と比較して
レーザビーム発生ダイオード駆動電流の大きさを
制御する電流制御信号Ａと記録情報信号の発生タ
イミングを制御する同期制御信号Ｂに弁別するも
のである。

しかして、本実施例では回転多面鏡６を６面体
とし、光量モニタ受光素子１４を含むレーザビー
ム発生ダイオード１、集光レンズ５、回転多面鏡
６の相対位置関係は、回転多面鏡６によつて偏向
される主レーザビーム２の偏向振幅内にレーザビ
ーム発生ダイオード１、光量モニタ受光素子１
４、集光レンズ５を配置して、回転多面鏡６の各
面の所定位置（主レーザビームが垂直入射する回
転多面鏡６の回転変位位置）に主レーザビーム２
が入射される度に、回転多面鏡６から反射する反
射レーザビームが主レーザビーム２と同一光路上
に直接反射して、レーザビーム発生ダイオード１
及び光量モニタ受光素子１４側に帰還するように
設定してある。第２図ａ，ｂは、前述した回転多
面鏡６、レーザビーム発生ダイオード１等の相対
位置関係を示すもので、同図ａに示すように、光
量モニタ受光素子１４を含むレーザビーム発生ダ
イオード１から発出した主レーザビーム２は、集
光レンズ５によつて集光された後に、回転中の回
転多面鏡６の端面に垂直入射するように設定して
あり、この時、回転多面鏡６によつて主レーザビ
ーム２が同一光路上に反射して前記光量モニタ受
光素子１４を含むレーザビーム発生ダイオード１
に帰還するようにしてある。そして、回転多面鏡
６が図の矢印方向に回転するにつれて同図ｂに示
すように主レーザビーム２は順次偏向走査され
て、図示せざる被記録体上を走査するものであ
る。すなわち、回転多面鏡６に対する主レーザビ
ーム２の入射位置は、被記録体への偏向走査開始
直前に主レーザビーム２が同一光路上に反射され
て前記光量モニタ受光素子１４を含むレーザビー
ム発生ダイオード１に帰還するように構成され
る。

次に第３図〜第５図を用いてレーザビーム制御
装置におけるレーザビーム発生ダイオード１から
回転多面鏡６に至る光学系の光軸および合焦精度
とスクープ効果の関係を述べる。

第３図は本実施例のレーザビーム制御装置にお
ける光軸、合焦精度を説明するための説明図であ
る。第３図ａにおいてレーザビーム発生ダイオー
ド１と集光レンズ５は合焦状態にあつて、主レー
ザビーム２はコリメートされて回転多面鏡６に入
射する。また主レーザビーム２の光軸は回転多面
鏡６の反射面と直交している。従つて主レーザビ
ーム２は集光レンズ５から発射した後回転多面鏡
６で反射した後同一光路上に反射して再び集光レ
ンズ５に戻り更にレーザビーム発生ダイオード１
の発光点上に結像する。この状態の時、主レーザ
ビーム２は最も効率良く、エネルギー密度の高い
状態で帰還されるために、光量モニタ受光素弊１
４の出力が最大値になる。

第３図ｂにおいて主レーザビーム２の光軸が傾
斜した状態で、すなわち光軸と回転多面鏡６の反
射面が90゜からずれた状態で回転多面鏡に入射す
ると、集光レンズ５に戻る反射光量が少なくなる
と同時に集光レンズ５を通過した反射光もレーザ
ビーム発生ダイオード１の発光点からずれた位置
で結像するため、エネルギー密度が低下し、した
がつて光量モニタ受光素子１４の出力も低くな
る。

第３図ｃ，ｄにおいて、レーザビーム発生ダイ
オード１と集光レンズ５の合焦状態になく、発出
した主レーザビーム２はコリメートされずに拡散
あるいは集束する。従つて同様の理由で戻り光の
エネルギー密度が低下して光量モニタ受光素子１
４の出力が低下する。

第４図はレーザビーム発生ダイオード１と集光
レンズ５の相対位置関係を表わす座標軸を定義し
た斜視図であり、第５図は定義された座標軸に対
してレーザビーム発生ダイオード１と集光レンズ
５の相対位置を変化させた時に光量モニタ受光素
子１４の出力が変化する様子を示したグラフであ
る（図において回転多面鏡６は省略してある）。

第５図の曲線Ｒに示すように座標軸ｘ，ｙ，ｚ
および各軸を中心とする回転角θ_x，θ_y，θ_zいずれ
を変化させた場合でも、光量モニタ受光素子１４
の出力電流I_Mは、第３図で述べたようにレーザビ
ーム発生ダイオード１と集光レンズ５の光軸が合
い、合焦状態にある時にピークに達し、それ以外
の場合は低下する。

以上の事実は、スクープ効果が発現する構成の
レーザ光学系において、光量モニタ受光素子の出
力をピークに合わせることによつて光軸の一致お
よび光源と集光レンズの合焦、すなわちコリメー
トを完全になし得ることを示している。そして、
本実施例では、上記した光軸調整、合焦調整を行
なうために、以下に述べるような位置調整機構に
よつて光量モニタ受光素子１４を含むレーザビー
ム発生ダイオード１と集光レンズ５との相対的位
置調整を行なうものである。第６図は、このよう
な位置調整機構の具体例を示す一部切欠断面図で
ある。同図において、２４は光学系装置の支持
台、２５は第１の位置調整部材であり、第１の位
置調整部材２５の中央部にはレーザビーム発生ダ
イオード１を収容する収容部２６が形成され、収
容部２６に光量モニタ受光素子１４を含むレーザ
ビーム発生ダイオード１が固定部材２７により固
定されている。２８は第２の位置調整部材であ
り、第２の位置調整部材２８に第１の位置調整部
材２５が面接触状態で締付部材２９により締結さ
れている。また、第２の位置調整部材２８の中央
部には、集光レンズ５を保持する第３の位置調整
部材３０がねじ３１螺合され、この螺合状態によ
りレーザビーム発生ダイオード１と集光レンズ５
が対向配置されている。しかして、このような構
成よりなる位置調整手段によれば、締付部材２９
を予め半締め状態とし、この状態で治工具（図示
せず）を用いて第１の位置調整部材２５を第２の
位置調整部材２８の接触面に沿つて微動させれ
ば、レーザビーム発生ダイオード１と集光レンズ
５のｘ軸、ｙ軸方向の相対位置調整すなわち光軸
調整が可能となり、この調整後に締付部材２９を
増締めすれば調整部材２５，２８が所定位置に固
定される。

また、第３の位置調整部材３０を回転すること
によりモニタ受光素子１４を含むレーザビーム発
生手段１と集光レンズ５のｚ軸方向の相対位置調
整すなわち合焦調整が可能となる。なお、符号３
１は第３の位置調整部材３０のねじ回転時のバツ
クラツシユを吸収するために用いるばねである。

次に本実施例におけるレーザビーム制御装置の
システム全体の動作を第１図に戻り説明する。

前述したように光学装置によつて偏向走査され
る反射レーザビームは、偏向走査用の回転多面鏡
６の各一面毎に一回ずつ同一光路上（レーザビー
ム発生ダイオード１と回転多面鏡６との間の光
路）に直接反射しレーザビーム発生ダイオード１
側に帰還して光量モニタ受光素子１４上に入射さ
れる。この状態において光量モニタ受光素子１４
が検出する副レーザビーム１３の光量は、回転多
面鏡６からの反射レーザビームが加わる分だけ増
加し光量モニタ信号がIM₁からIM₂に変化して弁
別回路１８に入力される。そして弁別回路１８が
モニタ信号IM₂に基づき同期制御信号Ｂを出力
し、この同期制御信号によつて記録情報信号発生
回路１１がT₁時間後に記録情報信号を出力し、
このようにして被記録体４上に記録情報信号によ
り点滅制御された主レーザビーム２がＹ軸方向に
向けて繰返し偏向走査される。また、記記録体４
上に偏向走査されている間には、回転多面鏡６か
らレーザビーム発生ダイオード１、光量モニタ素
子１４側に反射レーザビームが帰還されないの
で、この場合には、レーザビーム発生ダイオード
１から発生する副レーザビーム１３のみが光量モ
ニタ受光素子１４に入射され、弁別回路１８が光
量モニタ信号IM₁を入力して電流制御信号Ａを出
力してレーザビーム点灯時の駆動電流の大きさを
変えてレーザビーム発生光量を一定値に制御す
る。

第７図は弁別回路１８の詳細回路図である。こ
の弁別回路１８は、光量モニタ受光素子１４から
入力される前記検出信号を電流→電圧（I_M→V_M）
変換するオペアンプ１９と、オプアンプ１９の出
力電圧V_Mを基準電圧設定回路２０から出力され
る光量基準電圧V_Ref1と比較して前記電流制御信
号Ａを出力するコンパレータ２１と、オペアンプ
１９の出力電圧V_Mを基準電圧設定回路２２から
出力される同期基準電圧V_Ref2と比較して同期制
御信号Ｂを出力するコンパレータ２３とを備え
る。光量モニタ受光素子１４から出力される検出
信号電流I_M0，I_M1，I_M2はオペアンプ１９によつて
電圧V_M0，V_M1，V_M2に変換され、その大きさは V_M2＞V_M1＞V_M0 となる。光量基準電圧V_Ref1は、主レーザビーム
２の光量が所定値のときの光量モニタ受光素子１
４の検出信号を電流→電圧変換して得たオペアン
プ１９の出力電圧V_M（例えばV_M1）と等しくなる
ように設定される。そしてコンパレータ２１はオ
ペアンプ１９の出力電圧V_Mが光量基準電圧V_Ref1
より大きいか小さいかを判定し、大きいときには
レーザビーム発生ダイオード１の駆動電流を減少
するような、小さいときには前記駆動電流を増加
するような電流制御信号Ａを出力する。同期基準
電圧V_Ref2は V_M2＞V_M2＞V_M1（＝V_Ref1）の関係に設定され、コンパレータ２３はオペアン
プ１９の出力電圧V_Mが同期基準電圧V_Ref2を越え
たかどうかを判定する。オペアンプ１９の出力電
圧V_MがV_Ref2を越えた場合には、レーザビーム発
生ダイオード１から出射された主レーザビーム２
が回転多面鏡６で直接反射してレーザビーム発生
ダイオード１側に帰還しスクープ効果が生じてい
る状態にあり、コンパレータ２３はこのときに同
期制御信号Ｂを出力する。このように１つの受光
素子１４の検出信号は２種類の制御に利用され
る。ところで主レーザビーム２が回転多面鏡６か
らレーザビーム発生ダイオード１側に直接反射し
ない状態にある場合においても、オペアンプ１９
の出力電圧V_Mは、光量帰還制御のために、光量
基準電圧V_Ref1（＝V_M1）を基準にしてその上下に
変動している。従つてスクープ効果がないときの
出力電圧V_M1とスクープ効果があるときの出力電
圧V_M2との差が小さく、出力電圧V_M1と同期基準
電圧V_Ref2に十分な差を与えられない場合には、
光量帰還制御で発生する出力電圧V_Mの変動でコ
ンパレータ２３が誤判定する危険がある。第７図
ではこの誤判定を防止するためにコンパレータ２
１の出力信号を基準電圧設定回路２２に入力して
前記変動分を相殺するように同期基準電圧V_Ref2
を補正している。

以上のような本実施例によれば回転多面鏡６、
レーザビーム発生手段１、光量モニタ素子等を合
理的に配置することにより、レーザビーム偏向走
査位置を検出し且つレーザビーム偏向走査開始タ
イミングを制御できるので、従来のような複雑な
調整を必要とする小反射鏡を不要とし、しかもレ
ーザビーム発生手段１、集光レンズ５の簡単な相
対的位置調整を行なうだけで、光学系の光軸、合
焦調整精度ひいてはレーザビーム偏向走査位置の
検出精度を向上させることができるので、簡便に
して信頼性の高いレーザビーム制御装置を提供す
ることができる。

また、従来は、レーザビーム制御装置の光軸、
合焦精度の調整を数μｍ〜数10μｍの範囲内で行
なうため調整が完全になされたか否かを確認する
手段としてオートコリメータ、ビジコンカメラ、
マイクロスコープ等の特殊な精密測定器を用いて
面倒な微調整作業を要していたが、本実施例によ
れば、スクープ状態にある光量モニタ素子の出力
を監視するだけで調整作業の合否を判定でき、更
に回転多面鏡を回転させながらでも作業が可能で
あるため、装置全体の構成部材を実装した状態で
光軸、合焦調整等を行ない得る。また、調整確認
等の測定は前述した特殊な精密測定器を必要とせ
ず、オシロスコープ等の汎用的な測定機器を使用
すれば充分である。また、小反射鏡等を使用しな
いので装置全体の簡略化を図り得ると共に、電気
回路間の信号線が短くなり耐ノイズ性を向上させ
ることができる。

なお、本実施例では、主レーザビーム２が集光
レンズ５でコリメートされ、回転多面鏡６に対し
て平行ビームが入射される装置を一例に説明した
が、それ以外の構成をなす光学系を使用しても同
様の効果を奏し得るものである。例えば、特公昭
52−28666号公報で開示されているレーザビーム
プリンタの光走査装置では、回転多面鏡の面倒れ
を光学的に補正することを目的として回転多面鏡
に入射する光ビームを多面鏡の回転中心軸に垂直
な方向に長い線形像の形で、回転多面鏡の反射面
上に集束させる方法を採用しており、そのため、
回転多面鏡に光ビームを入射させる集光レンズの
主軸（縦軸）と副軸（横軸）の屈折力を夫々異な
らせて線形像の形で光ビームを集束できるように
しているが、この場合においても、レーザビーム
発生ダイオードの発光点と回転多面鏡の反射点は
集光レンズを介して共焦関係になつており、合焦
状態において同期制御信号Ｂの出力が最大値にな
ることはあきらかであり、本発明の効果を同様に
得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、回転多面鏡その
ものの光反射によりスクープ効果を顕著に発現さ
せ、このスクープ効果を有効に活用してレーザビ
ームの偏向走査制御の精度を向上させると共に、
光学系の調整機構を簡便にしてレーザビーム制御
に必要な光軸調整、合焦調整を高精度に行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるレーザビー
ム制御装置の構成と制御信号発生タイミングチヤ
ートを表わす説明図、第２図ａ，ｂは本発明のレ
ーザビーム制御装置におけるレーザビーム偏向走
査制御の基本原理を示す説明図、第３図ａ〜ｄは
本発明のレーザビーム制御に必要な光軸調整、合
焦調整の良い状態と悪い状態を比較説明するため
の模式図、第４図は上記実施例に用いるレーザビ
ーム発生ダイオードと集光レンズの相対位置関係
を示す座標軸を定義した斜視図、第５図は定義さ
れた座標軸内でのレーザビーム発生ダイオードと
集光レンズの相対位置と光量モニタ受光素子出力
との関係を示す線図、第６図はレーザビーム発生
ダイオードと集光レンズの相対位置関係を調整す
る機構の一例を示す断面図、第７図は上記実施例
に用いる信号弁別回路の詳細を示す回路図、第８
図は従来のレーザビーム制御装置を示す構成と制
御信号発生タイミングチヤートを表わす説明図、
第９図及び第１０図はスクープ効果を説明するた
めの原理図及び特性曲線図、第１１図はスクープ
効果を応用した従来のレーザビーム制御装置の構
成と制御信号発生タイミングを表わす説明図であ
る。１…レーザビーム発生手段、２…主レーザビー
ム、３…光学装置、４…被照射体（被記録体）、
５…レーザビーム集光手段（集光レンズ）、６…
回転反射鏡（多面鏡）、１１…レーザビーム駆動
制御系（記録情報信号発生回路）、１２…レーザ
ビーム発生ダイオード駆動回路、１３…副レーザ
ビーム、１４…光量モニタ素子、１８…偏向走査
タイミング制御手段（弁別回路）、２５，２８，
３０…位置調整機構（第１調整部材、第２調整部
材、第３調整部材）、Ａ…レーザビーム駆動電流
制御信号、Ｂ…レーザビーム偏向走査開始制御用
の同期制御信号、IM₀〜IM₂…光量モニタ信号。

Claims

【特許請求の範囲】１レーザビーム発生手段と、該レーザビーム発
生手段から発生する主レーザビームを集光するレ
ーザビーム集光手段と、集光された主レーザビー
ムを回転多面鏡によつて偏向制御して被照射体表
面に走査させる偏向走査制御手段と、前記レーザ
ビーム発生手段を駆動制御するレーザビーム駆動
制御系と、前記レーザビーム発生手段から発生す
る副レーザビームの光量を検出する光量モニタ手
段とを具備してなるレーザビーム制御装置におい
て、前記回転多面鏡によつて偏向制御される主レ
ーザビームの偏向振幅内に前記レーザビーム発生
手段、レーザビーム集光手段及び光量モニタ手段
を配置して、前記回転多面鏡が所定の回転位置に
ある時に前記レーザビーム発生手段から出射され
る主レーザビームが前記回転多面鏡で直接反射し
て前記レーザビーム発生手段側に帰還するように
設定すると共に、前記レーザビーム駆動制御系に
は、前記光量モニタ手段が前記反射レーザビーム
を検出した時に変化する光量モニタ信号に基づい
て前記被照射体の走査領域に偏向走査される主レ
ーザビームの走査タイミングを同期制御する偏向
走査タイミング制御手段を設け、更に前記レーザ
ビーム発生手段、レーザビーム集光手段の設置部
には、前記レーザビーム発生手段、レーザビーム
集光手段及び前記光量モニタ手段の相対位置を調
整する位置調整手段を設けてなることを特徴とす
るレーザビーム制御装置。２特許請求の範囲第１項において、前記レーザ
ビーム集光手段は、前記レーザビーム発生手段か
ら発生する主レーザビームを実質的にコリメート
して平行なレーザビームを前記回転多面鏡に入射
させる光学手段よりなるレーザビーム制御装置。３特許請求の範囲第１項において、前記レーザ
ビーム集光手段は、前記レーザビーム発生手段か
ら発生する主レーザビームを集束して前記回転多
面鏡に入射させる光学手段よりなるレーザビーム
制御装置。４特許請求の範囲第３項において、前記光学手
段は、前記主レーザビームを前記回転多面鏡の鏡
面に回転多面鏡の回転中心軸と垂直方向に線形像
の形で集束させるようにしてなるレーザビーム制
御装置。