JPH06255170A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JPH06255170A
JPH06255170A JP4127893A JP4127893A JPH06255170A JP H06255170 A JPH06255170 A JP H06255170A JP 4127893 A JP4127893 A JP 4127893A JP 4127893 A JP4127893 A JP 4127893A JP H06255170 A JPH06255170 A JP H06255170A
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JP
Japan
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laser beam
image data
beam diameter
image
diameter
Prior art date
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Pending
Application number
JP4127893A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuya Eguchi
達也 江口
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Priority to US08/203,008 priority patent/US5596444A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビーム径を変えることによって中間調再現を
行なうプリンタヘッドにおいて画質の低下を防ぐ。 【構成】 図示のないSOSセンサ上で一定の径のレー
ザビームを発光させかつ、イメージデータ(3)に応じ
てレーザビームを発光させるために、イメージ制御回路
内ではイメージデータ(3)(イメージデータ0,1,
2の論理和に対応する)と強制発光信号が生成される。
強制発光信号とイメージデータ(3)の論理和がLDA
TAとしてレーザ駆動回路に送られる。つまり、イメー
ジデータ(3)か強制発光信号のいずれかが1のとき、
LDATA=1となる。また強制発光信号出力時は、イ
メージデータ(0〜2)の値にかかわらず、最小ビーム
径が選択される。なお、イメージデータ(0〜2)の値
に応じてレーザビーム径が変えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はレーザビームを用いて
画像データを処理する光学装置に関し、特に画像データ
に応じてレーザビーム径を変更する光学装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この発明に興味のある光学装置の例とし
てのレーザビームプリンタがたとえば特開昭61−27
7260号公報や特開平2−72979号公報に開示さ
れている。同公報によれば、少ない画素数で画像の階調
性をより良くするためにレーザビームのスポット径を変
化させる。この技術を使えば、1画素単位でビーム径を
コントロールできる。その結果、仮に画素密度は400
DPIであったとしても、見かけ上は800DPIクラ
スの解像度のプリンタと比較しても遜色のない画像が得
られる。その上、プリンタのメモリも節約できる。
【0003】次にこのメモリの節約について説明する。
たとえばA4サイズのページメモリとしては、通常のレ
ーザプリンタでは画素密度が400DPIのとき約1.
8MBのメモリ容量が必要になる。これが倍の画素密度
の800DPIになると、ページメモリとしてはその4
倍の約7.2MBの容量が必要になる。近年メモリの価
格は安くはなっているが、これほど大量のメモリを扱う
と処理装置(CPU)の負荷が大きくなる。その結果プ
リンタのコントローラの処理スピードが遅くなる。
【0004】これに対し、ビーム径を変更できるレーザ
プリンタであれば、次のようになる。たとえばビーム径
を8(=23 )段階にコントロールするのであれば、メ
モリ容量は約3倍の5.4MBで十分である。かつこの
程度の制御を行なえば、800DPIクラスの階調性を
有する画像が得られ、かつ処理スピードも単純に解像度
のみを上げた場合に比べて速くなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記のような
レーザビーム径を変更するプリンタにおいては、SOS
(Start of Scan)センサによって画像の
書出タイミングを規定している。このようなレーザプリ
ンタでは一般に、レーザビームを発射するレーザダイオ
ードの光量が安定してからSOSセンサの検出を行な
う。このため、たとえば特公平3−48511号公報に
開示されているように、レーザダイオードの強制発光タ
イミングが早めに設定される。
【0006】しかしながら、上記公報に示されているよ
うに、レーザダイオードの発光光量を安定させてからS
OS検出を行なったとしても、ビーム径を変えることに
よって中間調の再現を行なうレーザプリンタにおいて
は、SOSセンサ上でのビーム径が変わった場合には、
画像の書出位置のずれが生じ得る。
【0007】これを図9を参照して説明する。図9は主
走査方向の画像の書出タイミングを規定するSOSセン
サ17とそこに入射するレーザビームの位置関係(a)
と、SOSセンサの出力波形と画像書出位置タイミング
を得るためのスレッシュレベルとの関係(b)およびそ
の結果得られる画像書出位置(c)との関係を示す図で
ある。図において点線はビーム径が大きい場合に対応
し、実線はビーム径が小さい場合に対応する。図に示す
ように、ビーム径が大きい場合と小さい場合とでは
(c)に示すように画像の書出位置がずれる。その結
果、画質が低下するという問題が生じる。
【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、画質の低下しない、ビーム径を
変更して中間調再現を行なうレーザプリンタのような光
学装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る光学装置は、レーザビームを発生するレーザビーム発
生手段と、レーザビームを偏向する偏向手段と、所定の
動作のタイミングを得るために、偏向手段で偏向された
レーザビームを検出する検出手段と、レーザビーム発生
手段によって発生されたレーザビームのビーム径を画像
データに応じて変更するビーム径変更手段と、検出手段
によってレーザビームが検出されるとき、レーザビーム
のビーム径を一定に保つように制御する手段とを含む。
【0010】請求項2に係る光学装置においては、請求
項1の制御手段は検出手段によってレーザビームが検出
されるとき、そのビーム径を最小にするよう制御する。
【0011】
【作用】この発明の請求項1に係る光学装置において
は、画像の書出のような所定の動作のタイミングを得る
ためにレーザビームが検出手段で検出されるときは、レ
ーザビームのビーム径が一定に保たれる。ビーム径が一
定に保たれるため、従来のようにビーム径が変わること
によって所定の動作のタイミングがずれることはない。
【0012】請求項2に係る光学装置においては、所定
の動作のタイミングを得るためにレーザビームが検出さ
れるときは、そのレーザビームのビーム径が最小になる
よう制御される。ビーム径が小さいほど所定の動作のタ
イミングを得るためのスレッシュレベルやビームパワー
の変動によるビーム径の変動を小さくできる。
【0013】
【実施例】以下この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
【0014】図1はこの発明が適用された、ビーム径の
変更が可能なプリントヘッドの構成を示す模式図であ
る。図1を参照して、この発明が適用されるプリントヘ
ッドは、レーザビームを発射するレーザダイオード10
およびそれに接続されたピンダイオード9を含むLDパ
ッケージ8と、LDパッケージ8から出力されたレーザ
ビームの径を変更するためのコリメータレンズ11と、
コリメータレンズ11から出力されたレーザビームを偏
向するためのポリゴンミラー14とを含む。ポリゴンミ
ラー14は複数のミラー面15を有し、ポリゴンモータ
13によって図中矢印の方向に回転される。ポリゴンミ
ラー14によって偏向されたレーザビームはfθレンズ
16を通り、画像データに応じて感光体20上に静電潜
像を形成する。
【0015】感光体20上に静電潜像が形成されるとき
は、レーザビームはポリゴンミラー14の回転によって
まずSOSセンサ17に入射し、その後図中矢印で示す
走査方向に感光体20上を走査する。SOSセンサ17
からの出力データは波形整形回路18に送られる。LD
パッケージ8はレーザ駆動回路2によって駆動され、コ
リメータレンズ11はコリメータレンズ駆動回路3によ
って駆動される。レーザ駆動回路2およびコリメータレ
ンズ駆動回路3はイメージデータを入力するイメージ制
御回路1によって制御される。
【0016】図2は図1に示したプリントヘッドの制御
部の要部を示すブロック図である。図2を参照して、プ
リントヘッドの制御部は図示のないホストコンピュータ
から3ビットのイメージデータ(0〜2)を入力するイ
メージ制御回路1と、LDパッケージ8を駆動するレー
ザ駆動回路2と、コリメータレンズ11を駆動するコリ
メータレンズ駆動回路3と、SOSセンサ17からの出
力波形を整形する波形整形回路18とを含む。イメージ
制御回路1は、感光体上に画像を形成するためにレーザ
駆動回路2に対してLDATA信号とS/H信号を送
る。LDATA信号は入力されたイメージデータに対応
する信号で、S/H信号は画像の書込周期を示す信号で
ある。イメージ制御回路1からコリメータレンズ駆動回
路3へはレーザビーム径を変えるための3ビットの信号
BDATAが出力される。SOSセンサ17からの出力
は波形整形回路18でその波形が整形され、SOS信号
としてイメージ制御回路1へ入力される。このSOS信
号に応答してイメージ制御回路1からレーザ駆動回路2
に対してLDATAおよびS/H信号が出力される。
【0017】次にイメージ制御回路1の制御内容をイメ
ージ制御回路1へ入力または出力されるデータのタイミ
ングチャートである図3を参照して説明する。発光すべ
きレーザビームのビーム径データである、イメージデー
タ(0〜2)が図示しないホストコンピュータから入力
される。一方、SOS信号に同期してイメージ制御回路
1内でイメージデータ(0〜2)の論理和である、イメ
ージデータ(3)と強制発光信号が生成される。イメー
ジデータ(0〜2)は、BDATAとしてコリメータレ
ンズ駆動回路3へ送られ、コリメータレンズ位置を決定
することでビーム径を決定する。
【0018】SOSセンサ上で一定の径のレーザビーム
を発光させ、かつ、イメージデータ(3)に応じてレー
ザビームを発光させるために、強制発光信号とイメージ
データ(3)の論理和がLDATAとしてレーザ駆動回
路3に送られる。つまり、イメージデータ(3)か強制
発光信号のいずれかが「1」のとき、LDATA=1に
なる。また、強制発光信号出力時は、イメージデータ
(0〜2)の値にかかわらず、最小のビーム径が選択さ
れる。これにより、LDATA=1のとき、すなわち、
画像が感光体20上に書かれるときのタイミング位置が
ずれない。
【0019】レーザ駆動回路2は、LDATAに応答
し、LDパッケージ8内のレーザダイオード10を駆動
する。また強制発光信号が出力されている間にS/H信
号もイメージ制御回路から出力される。この間にLDパ
ッケージ内のピンダイオード9によりレーザパワーをサ
ンプリングし、レーザパワーを常に一定に保つ。
【0020】次にイメージ制御回路1からコリメータレ
ンズ駆動回路に出力される3ビットのビーム径データB
DATAとそのときに出力されるビーム径の寸法につい
て説明する。通常のプリンタにおいては、ビーム径は制
御されることなく、1ビットのデータでビームが制御さ
れる。すなわち、データのないところはたとえば「0」
で、データのあるところは「1」のように表わされる。
【0021】これに対し、この発明に係るビーム径をコ
ントロールできるプリンタでは、図4(A)に示すよう
にビーム径とデータBDATAが対応する。すなわち、
図4(B)に示すように感光体20上でたとえば50μ
m→60μm→30μm→なし→35μmの順でビーム
を形成するときにはイメージデータ(0,1,2)を
(1,1,0)→(1,0,0)→(1,1,1)→
(0,0,0)→(0,1,1)のように変えればよ
い。
【0022】次にビーム径を変化させるための機構を図
5を参照して説明する。コリメータレンズ11をボイス
コイル21によって光軸方向に移動させる。この移動機
構は光ディスクのピックアップ装置でよく知られている
ものを適用することができる。
【0023】コリメータレンズ11が図中の実線位置に
あるとき、感光体20上でレーザビームが最小ビーム径
0 になるよう設定されている。ボイスコイルによって
コリメータレンズ11を点線位置にΔx移動させると、
感光体20上でデフォーカスが生じ、ビーム径が大きく
なる。このとき D(Δx)=D0 √[1+{4λ(f/fc02 Δx/πD0 2 2 ] の関係がある。ただし、λ:レーザダイオードの発振波
長 f:走査光学系(fθレンズ)の焦点距離 fc0:コリメータレンズの焦点距離である。
【0024】今、λ=780nm,f=150mm,f
c0=6.0mm,D0 =30μmとすると、 D=0.03√(1+4.76×105 ・Δx2 )(mm) となる。
【0025】ΔxとDの関係を表わすと図6のようにな
る。つまり、コリメータレンズを図6のようにシフトさ
せることにより、ビーム径も30μm〜60μmまでシ
フトさせることができる。
【0026】次に図7および図8を参照して上記した、
強制発光信号出力時にビーム径を最小にすることによる
効果について説明する。図7および図8において(a)
はビーム径に対応するレーザビームの強度分布を示す図
である。図7においてSOSセンサ17にレーザビーム
が入力し図中→の方向に走査すると(b)、SOSセン
サ17は(c)に示すような波形を出力する。これを波
形整形回路18において(d)のようなSOS信号に整
形する。このSOS信号を基にイメージ制御回路1の走
査方向の書出位置の同期を行なう。
【0027】ここで図7(c)の波形により(d)のS
OS信号に整形する際、電源電圧の変動、リップルなど
により図に示すようにスレッシュレベルが変動する場合
がある。またビームパワーの変動により、見かけのビー
ム径が変動することもあり、(d)中でt1 で示すよう
なジッタが発生する。
【0028】図8はビーム径が大きい場合の図7に対応
する図である。図7および図8の(d)を参照して、ビ
ーム径が小さく、波形(c)の立上がりが早い方がジッ
タが少なくなり(t1 <t2 )、良好な画像を得ること
ができることがわかる。
【0029】なお、上記実施例ではSOSセンサで感光
体上への記録開始位置を制御したが、EOS(End
of Scan)センサを用いて検知してもよい。
【0030】また、上記実施例ではビーム径を変更する
ためにコリメータレンズを移動させたが、これに代えて
コリメータレンズ直後に液晶シャッタを設け、コリメー
タレンズの径をこの液晶シャッタで変えたり、特開平3
−136018号公報に開示されているような、電気光
学セラミック平板を使用して変えてもよい。
【0031】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、所定の
動作のタイミングを得るためにレーザビームを検出する
際には、レーザビームのビーム径が一定に保たれる。し
たがって、所定の動作として画像の記録を行なった場
合、従来のようにビーム径が異なることによる画像の書
出位置のずれは生じない。その結果、ビーム径を変える
ことによって中間調再現を行なうプリンタヘッドのよう
な光学装置において画質が低下することがない。
【0032】また請求項2に係る光学装置においては、
検出手段によってレーザビームが検出されるときはレー
ザビームのビーム径が最小にされる。ビーム径が小さい
ほどその波形の立上がりが小さい。所定の動作のタイミ
ングを得るためのスレッシュレベルが変動しても検出手
段は安定してレーザビームを検出する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されるプリンタヘッドの概略構
成図である。
【図2】図1に示したプリンタヘッドの制御部のブロッ
ク図である。
【図3】図2に示したイメージ制御回路のタイミングチ
ャートである。
【図4】レーザビーム径とそれに対応する3ビットのイ
メージデータとの関係を示す図である。
【図5】ビーム径を変更させるための機構を示す図であ
る。
【図6】コリメータレンズの移動量とレーザビーム径と
の関係を示す図である。
【図7】ビーム径が小さい場合のジッタの発生量を示す
図である。
【図8】ビーム径が大きい場合のジッタの発生量を示す
図である。
【図9】従来技術の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
1 イメージ制御回路 2 レーザ駆動回路 3 コリメータレンズ駆動回路 8 LDパッケージ 9 ピンダイオード 10 レーザダイオード 11 コリメータレンズ 17 SOSセンサ 18 波形整形回路 20 感光体 21 ボイスコイル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザビームを発生するレーザビーム発
    生手段と、 前記発生されたレーザビームを偏向する偏向手段と、 所定の動作のタイミングを得るために、前記偏向手段で
    偏向されたレーザビームを検出する検出手段と、 前記レーザビーム発生手段によって発生されたレーザビ
    ームのビーム径を画像データに応じて変更するビーム径
    変更手段と、 前記検出手段によって前記レーザビームが検出されると
    き、前記レーザビームのビーム径を一定に保つように制
    御する手段とを備えたことを特徴とする、光学装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記検出手段によって
    前記レーザビームが検出されるとき、前記レーザビーム
    のビーム径を最小にするように制御することを特徴とす
    る、請求項1に記載の光学装置。
JP4127893A 1993-03-02 1993-03-02 光学装置 Pending JPH06255170A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4127893A JPH06255170A (ja) 1993-03-02 1993-03-02 光学装置
US08/203,008 US5596444A (en) 1993-03-02 1994-02-28 Optical apparatus having laser beam diameter variable according to image data

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4127893A JPH06255170A (ja) 1993-03-02 1993-03-02 光学装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06255170A true JPH06255170A (ja) 1994-09-13

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ID=12603986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4127893A Pending JPH06255170A (ja) 1993-03-02 1993-03-02 光学装置

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