JPH08211318A - 回転多角形式画像形成装置における光線変調制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 経済的で簡単な装置により、潜像における走
査線上の画素を等間隔で均一のサイズに焼きつける。 【解決手段】 多角形部材２０またはモーター式多角形
組立部２４の回転表面部分３３に形成された制御マーク
３２を使って、回転多角形型画像形成装置の露出光線の
変調を制御する。制御マーク３２は、多角形部材２０の
回転中に読み取り器３０によって読み取られる。制御マ
ーク３２から読み取られた情報は、感光部材上に、等間
隔に配置された均一サイズで正確に方向設定され、幾何
学的にまっすぐの画素走査線を焼き付けるため、画像形
成装置の露出光線の変調を制御するのに使われる。制御
マーク３２には、多角形部材２０の個々の面２２に関す
る画素クロック情報、強度修正情報、誤差修正情報、ま
たモーター速度制御情報等が含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多面回転多角形式
走査器を活用した画像形成装置、特に、回転多角形部材
から感光部材に反射され、その感光部材に静電潜在画像
（潜像）を作る露出光線を変調する装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】回転多角形式画像形成装置の典型的な従
来の技術が、図１（ａ）に示されている。回転多角形部
材２０がモーター式多角形組立部（アセンブリ：いわゆ
る組上り品をいう。以下同じ）２４内に装着され、回転
多角形部材２０の反射面２２に導かれる露出光線を光源
が発生する。多角形部材２０の回転に伴い、露出光線
が、一組の投射レンズ４２、４４を通り感光部材５０を
合焦線上に横切って走査するように、面２２から反射さ
れる。この反射された露出光線が、感光部材５０上に静
電潜在画像を焼き付ける。多角形部材２０の回転に伴
い、個々の光を発するように露出光線を変調し、この光
が感光部材５０上に個々の画素または点からなる線を焼
き付ける。

【０００３】画像形成装置は、感光部材５０上に同一の
画素が均等の間隔で配列された線を焼き付けることがで
きるものであることが望ましい。しかしながら、投射レ
ンズ装置に内在する幾何学的特性や製造の際に起こりう
る誤差による多角形部材の面の不完全さ等の理由で、同
一の画素を均等な間隔で配列することは困難な問題とな
っている。

【０００４】合焦された露出光線が、感光部材５０を横
切って走査する速度は、スポット速度と呼ばれている。
ほとんどの回転多角形式画像形成装置では、光源が固定
され、感光部材５０が平であり、多角形部材２０が一定
の角速度で回転している。装置の幾何学的構成に起因す
る内在的非線形性を修正する何らかの方策を講じなけれ
ば、感光部材５０を横切って走査する露出光線のスポッ
ト速度が異なってしまう。走査線の端に近づくにつれス
ポット速度が比較的大となり、走査線の中央部では比較
的小となる。スポット速度が異なる場合、均等な間隔で
配列された画素からなる線を焼き付けるため、露出光線
（適切な時間にオン・オフされる）の変調の割合を調節
することが必要となる。露出光線の変調を制御し、画素
を形成させるパルス列信号は、画素クロック信号と呼ば
れている。もし画素クロック信号の周波数が一定であれ
ば、形成される画素の間隔は、感光部材５０の端部で比
較的長く、中央部で比較的短くなる。

【０００５】もし、走査線上でのスポット速度の変化を
修正するため画素クロック信号の周波数が調節されれ
ば、走査線中央部の画素が、端部の画素よりも長い時間
照らされることになる。その結果、感光部材５０の中央
付近に画素が形成される場合、感光部材５０が時間に比
例して、より多量の光を受けることになり、追加の露光
により中央部の画素の露出領域のサイズが幾らか大きく
なる（ブルームする）。この現象は、露出スマイル誤差
とよばれている。

【０００６】感光部材５０上に、均等な大きさの画素を
等間隔で配列した走査線を焼き付けるため、上記誤差を
無くするいろいろな方法が従来講じられてきた。その中
で最も広く使われてきた方法では、レンズ４２、４４内
に、装置の幾何学的特性に起因する内在的非線形性を補
修するように精密に製造された光学的歪曲を有する、一
般に「Ｆ−Ｔｈｅｔａデザイン」とよばれる一組の投射
レンズを使用している。

【０００７】露出光線が、Ｆ−Ｔｈｅｔａレンズの光軸
部を介して走査する時、比較的まっすぐな線で通過す
る。しかしながら、露出光線が、Ｆ−Ｔｈｅｔａレンズ
の光軸から離れた部分を介して走査する際、装置の軸部
に近づくように光路が歪められる。Ｆ−Ｔｈｅｔａレン
ズの光軸から離れるほど、感光部材の中央部に対する曲
がりが顕著になっている。

【０００８】走査器には、Ｆ−Ｔｈｅｔａデザインレン
ズが設けられ、多角形部材が一定の角速度で回転する場
合、スポット速度は、全走査線上で比較的一定となって
る。図１（ａ）に示されているように、レンズ４２、４
４は補修されたＦ−Ｔｈｅｔａデザインの一組のレンズ
で、走査線上にスポット位置を走査角そのものに一次比
例するように形成する。Ｆ−Ｔｈｅｔａ走査レンズによ
り、多角面から反射された露出光線は感光部材５０上で
合焦され、その表面上を通常直線で、一定したスポット
速度で走査していく。

【０００９】補修された一組のＦ−Ｔｈｅｔａレンズ４
２、４４を利用する装置においては、一定周波数の画素
クロック信号は、感光部材上に等間隔で配置された画素
を焼き付けるようにしている。残念なことに、性能目標
を達成するため、通常、レンズのデザインが多角形部材
と一組のＦ−Ｔｈｅｔａレンズ部４２、４４との間に余
分の間隔を要求し、全体的投射距離をより長くしてい
る。従って、物理的構成部品が大きくなり、ハードウェ
ア費が高くなっている。

【００１０】この内在する幾何学的問題を修正するため
可変周波数画素クロック信号を使っている装置では、画
素クロック信号の周波数が、瞬間スポット速度に比例す
るように変化させられている。すなわち、走査線の端部
の周波数が、中央部のそれよりも高くなっている。この
ような装置では、画素クロック信号の周波数を、露出光
線が感光部材を横切って走査する際のその露出光線の位
置に合わせ、１つ１つの画素が正しく位置されるように
する手段が必要とされる。通常この問題は、感光部材の
端部に走査開始と走査終了のセンサを取付けることによ
って解決されている。このセンサが、走査光線の感光部
材に入る時点と出る時点を判別し、それから光線の中間
位置を割り出すことができるようになっている。

【００１１】上述したように、画素を走査線上に、等間
隔で焼き付けるように可変周波数変調装置を設計するこ
とは可能であるが、スマイル誤差修正に対応することも
重要なことである。このスマイル誤差修正は通常、１画
素あたりの光露出量が一定となるように、光線強度また
は露出デューティ周期を、画素クロック信号の周波数に
比例するように変調することによって達成されている。
画素クロック周波数と光線強度を光線位置の関数として
正確に変調する回路を用意することは、装置を複雑にす
ると同時に高価にしている。

【００１２】上記の誤差修正手段に加え、今日の高度な
走査器デザインは、多角形部材の回転速度の変化を最小
限に押さえるため、フィードバックサーボループを有し
ている。またある走査器には、多角形部材の反射面にお
ける小さな曲率変化に起因する走査線タイミングずれを
修正するための校正表が用意されている。

【００１３】上記の問題を解決するもう一つの方法とし
ては、精密なスポット位置制御用に精密な回折格子と第
二の不変調レーザービーム、すなわちパイロット光線を
採用する方法がある。このような装置では、パイロット
光線が、主要画像結像光線と同一の光学系で走査される
が、光学目盛、すなわち透明と不透明の要素が交互に組
み合わされた校正回折格子に衝突するように設計されて
いる。光検知器が回折格子に対し反対側に配置され、パ
イロット光線が回折格子を通過した後に検知される。パ
イロット光線が精密回折格子を横切って走査する際に、
光線が等間隔で配置された不透明領域で妨害されると光
検知器に届くことがない。光検知器が出力する信号は、
主要露出光線に対し所望の幾何学的修正を行なう“歪み
以前”の画素クロック信号を決定する。この装置が綿密
に設計されると、２光線内のあらゆる原因で生じる歪み
が相殺し、等間隔で配置された画素から成る直線が、感
光部材上に焼き付けられる。

【００１４】パイロット光線と光学系回折格子を有する
画像形成装置は、上述のもう一つの装置よりもかなり高
価で複雑になっている。さらに、上記方法では取り扱わ
れていない走査線震え（ウォブル）、それ、反り等のそ
の他の幾何学的誤差が、走査装置内に残留する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来技術により等間隔で均一のサイズを持つ画素が配列す
る直線を焼きつけるようにした場合、装置の大型化、複
雑化や費用増加等の問題がある。

【００１６】従って、本発明の目的は、上記問題に対応
し、等間隔で均一のサイズを持つ画素が配列する直線を
焼き付けるため、回転多角形式画像形成装置の露出光線
の変調を制御する経済的で、簡単な方法を提供すること
である。

【００１７】本発明のもう一つの目的は、感光部材上に
画素が等間隔で配列する直線を焼き付けるため、特別
な、修正レンズを必要としないコンパクトな回転多角形
式走査機構を提供することである。

【００１８】本発明のさらにもう一つの目的は、幾何学
的誤差、面誤差、走査反り、スマイル誤差、多角形震え
誤差、走査線タイミングずれを修正するため、回転多角
形式画像形成装置の露出光線の変調と合焦方法を提供す
ることである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の回転多角形型画
素構成装置用の変調信号発生器は、モーター式多角形組
立部に装着され、軸の周りに回転する多面回転多角形部
材と、前記多角形部材と前記モーター式多角形組立部の
一つの回転表面部分に形成された制御マークと、前記回
転表面部分に近接して配置され、前記多角形部材の回転
に伴い、前記制御マークを読み取る読み取り手段と、前
記読み取り手段に接続され、前記制御マークから読み取
られた情報に基づいて変調信号を発生する変調信号発生
器とから成り、その変調信号が画像形成装置の露出光線
を変調するのに使われ、変調された光線が感光部材に静
電気的潜在画像を形成することを特徴とするものであ
る。

【００２０】上記発明によれば、前述の目的さらにその
他の目的は、多角形部材の回転表面またはモーター式多
角形組立部に制御マークを形成し、多角形部材が回転す
る際にその制御マーク読み取り器で読み、その制御マー
クから読まれたデータに基づいて露出光線を変調、合
焦、さらに偏向させることによって達成される。この制
御マークには下記等を含ませることができる。

【００２１】（１）露出光線の変調タイミングを制御す
る画素クロック情報 （２）異なった多角形面の異なったスポット速度および
異なった反射率を修正するため、露出光線の強度を変調
するのに使う強度情報およびスマイル誤差修正情報 （３）多角形部材の回転速度を制御するためのモーター
制御情報 （４）多角形部材および光学系の幾何学的構成の種々不
完全さを修正するための面誤差情報 制御マークは、多角形部材の回転に伴い、隣接する読み
取り器が便利に読むことができるように、多角形部材ま
たはモーター式多角形組立部の回転表面上に、例えば連
続データトラックとして形成されるのがよい。本発明に
よる制御マークを有する走査装置は、感光部材上に等間
隔で均等サイズの画素を配置した直線を焼き付けるた
め、特別に設計された修正レンズ、特別光線変調回路、
または第二パイロット光線および精密回折格子を必要と
しない。さらに、多角形部材の回転速度を綿密に制御す
る必要もなく、走査開始・終了検知器とそれに付随する
電子機器を設ける必要もない。従って、本発明による画
像形成装置は、簡単で、経済的である一方、種々の多角
形製造誤差、走査器幾何学的誤差、光学系直線ずれ誤差
等を修正する能力を備えている。

【００２２】本発明では図１（ｂ）に示されているよう
に、特別に設計された一組のＦ−Ｔｈｅｔａ投射レンズ
の代わりに、単一の簡易合焦レンズ４０を用いてもよ
い。簡易合焦レンズ４０は、歪を取り込む必要がないの
で、多角形部材２０に近付けて取付けることができる。
さらに、感光部材５０上の端部を横切って走査する際、
露出光線がＦ−Ｔｈｅｔａレンズによって感光部材の中
央部方向に曲げられることがないので、走査器の幾何学
的構成では、多角形部材２０により近い距離に、同一サ
イズの走査線を焼き付けるのが可能になる。上述の要因
により、走査装置が、物理的により簡単に構成されると
同時に、より経済的なレンズの使用が可能になる。さら
に、簡易合焦レンズ４０を多角形部材２０に近付けて取
付けることができるので、比較的小さなレンズアパチャ
ーで、露出光線の流量をすべて最大走査角で通過させる
ことができる。その結果、感光部材上で露出光線を画素
直線として合焦するために使われるレンズの直径は、図
１（ａ）〜１（ｂ）に示されているように、紙面に垂線
方向に比較的小さくすることができ、このとき感光部材
の端部で走査により画素が焼き付けられる際にぼかしに
よる露出損の発生が無い。

【００２３】

【発明の実施の形態】以後、特定の実施形態を参照に、
本発明を詳細に説明する。これらの実施形態は説明の便
宜上使用されるもので、本発明を限定するものではな
い。

【００２４】図２（ａ）は、多角形部材２０の上表面部
分３３に、円状の環を形成する一連の同軸制御マーク３
２を有する多面回転多角形部材２０を示している。多角
形部材２０の回転に伴い制御マーク３２を読み取る読み
取り器３０が、制御マーク３２を有する表面部分３３上
に配置される。制御マーク３２から読み取られた情報
は、光源３５を制御する変調器４１に供給される。光源
３５が、感光部材上に画素から成る直線を焼き付けるた
め、多角形部材２０の面２２で反射され、投射光学系で
合焦される変調露出光線を供給する。

【００２５】図２（ｂ）は、制御マーク３２の一点鎖線
で示した一部の拡大図であり、図２（ｃ）は、制御マー
ク３２の一点鎖線で示した一部をさらに拡大したもので
ある。制御マークは、複数のデータトラック３２、３
６、３８、３９を有することもできる。それぞれのデー
タトラックは、画像形成装置の露出光線の変調等の調節
をするため、異なる種類の情報を提供したり、周期的に
多角形部材２０の回転と同期して実行されなければなら
ない関連電気システムを制御することができる。

【００２６】制御マーク３２は、読み取り器３０の放射
状配置条件を緩和するため、細長いバーまたは穴に形成
することができる。制御マーク３２が、細長いバーとし
て多角形部材の放射方向と平行に形成されると、装置
は、多角形部材２０上の制御マーク３２の位置に対する
読み取り器３０の放射方向ずれに比較的鈍感に動作す
る。

【００２７】図２（ｃ）が示しているように、データト
ラック３４は、モーター制御用のデータから成ってい
る。モーター制御トラック３４は、多角形部材２０の上
表面３３に沿って、連続的に広がるように等間隔に配置
された制御マークから成っている。モーター制御データ
トラックは、多角形部材２０の回転速度を正確に感知す
ることにより、多角形部材２０を駆動するモーターを調
節して、一定の回転速度を維持したり、最適の加速およ
び減速スピードプロフィールを供給する。データトラッ
ク３４の制御マークの間隔を小さくすることによって、
高解像増加式回転エンコーダからの出力と同等の出力信
号を発生するようにしてもよい。あるいは逆に、マーク
の間隔を長くして、典型的なブラシ無しＤＣモーターの
ホール効果出力の代わりとなる信号を発生するようにす
ることもできる。

【００２８】データトラック３６は、誤差修正情報から
成っている。誤差修正データトラック３６は、走査線に
沿った光線の強度を変調することによって、スマイル露
出誤差を修正したり、多角形部材２０の個々の面２２の
反射率の小さな相違を修正したりするのに使われる。

【００２９】データトラック３８は、多角形部材の個々
の面に、修正された画素クロック信号を発生するために
使われるデータから成っている。画素クロック信号デー
タトラックは、走査線沿いに各画素の正確なタイミング
に関する情報を提供する一方、感光部材上に等間隔に配
置された画素を焼き付けるように、走査装置の露出光線
を正確なインクリメントで変調する。

【００３０】図２（ｂ）からよく解かるように、画素ク
ロックデータトラック３８のそれぞれの連続セグメント
は、面が形成する個々の走査線に関連している。多角形
部材２０が回転すると、それぞれの面が露出光線を反射
し、投射レンズを通して感光部材上に走査線を形成す
る。

【００３１】図２（ｃ）からよく解かるように、画素ク
ロックデータトラック３８の連続したセグメントの間に
見られる周期的隙間は、露出光線が多角形部材２０の二
つの面２２から同時に反射するため分光し、使用不能と
なる走査周期の部分を表している。走査周期の“過走
査”部分または“フライバック”時間（ビデオラスタ専
門用語に因む）と呼ばれるこの使用不能期間中は、分光
したコンポーネントのどちらにも十分な、露出が行なわ
れない。しかし、この期間をデータトラック３９の制御
のもとに、レーザー校正等のオフライン機能に利用する
ことは可能である。

【００３２】図２（ｃ）から解かるように、画素クロッ
クデータトラック３８の個々の制御マークの間の間隔
は、それぞれの連続セグメントの始めと終わりで小さく
なっている。この事実は、走査線沿いに画素を等間隔に
焼き付けるため、各走査線の始めと終わり（すなわち感
光部材の端部）で露出光線をより早く変調しなければな
らないことに対応している。画素クロック制御マークの
間隔を可変にすることにより、走査機構に内在する幾何
学的非線形性を修正するために周波数可変の画素クロッ
ク信号を提供する簡単な方法が実現する。その結果、装
置の光学的および電子的要求事項が簡素化され、装置関
連経費が削減される。

【００３３】データトラック３２は、製造および組立過
程またはそれ以後随時に、多角形部材またはモーター式
多角形組立部２４の回転表面部に形成することができ
る。もし、データトラック３２が、モーター式多角形組
立部２４が出来上がった後に形成される場合は、製造お
よび整列誤差を考慮してマークを形成することができ
る。このような装置においては、個々の面２２の面誤差
を、誤差修正データトラック３２に符号化し、それぞれ
の面２２のユニークな面誤差を、適切な変調と補正機構
によって修正することができる。面誤差には、面２２の
反射率が異なっているものと、面の表面の不完全さに起
因するものが有り、それは光学機構の組み合わせや、露
出光線の強度を変えることによって修正できる。

【００３４】データトラック３９は、指標、校正、タイ
ミングシーケンスを含むごく一般的な「ハウスキーピン
グ的」データトラックであってもよく、そして多角形部
材２０の面２２一つ一つに関する面円錐誤差を含む、走
査毎ベースで使われるデータでもよい。このトラックの
データは、ある所定のフォーマットで配列されるバイナ
リーコード化されたデジタルワードとして記憶されるの
が一番望ましい。もし、データトラック３９が例えば面
誤差情報を含む場合、測定された面円錐角誤差を表すそ
れぞれの特定の面のデータ列は、走査直前に、データト
ラック３９から解読することができる。円錐角誤差は、
わずか８ビットのバイナリーデジタルワードで±５ｍｉ
ｌを符号化できるように、０．１ミクロン走査線変位の
単位で記憶される。通常、個々の面に割り当てられたス
ペース内のトラック３９には、このようなビットを数千
記憶できる余地があるので、トラック３９に設けられた
スペース内に、それぞれが複数の機能を表す多くのデー
タのワードを十分符号化することができる。またこれに
より、多角形部材２０の各面２２のユニークな誤差が、
走査中にリアルタイムで処理できるようになる。

【００３５】例えば、ある面の円錐誤差を表す符号化さ
れた８ビットバイナリーワードは、光学的に複屈折する
要素に基づいて、デジタル光線偏向装置を制御するよう
にすることができる。あるいは、解読されたワードが、
多角形面円錐誤差に起因する変位を相殺するため、適切
な量だけ走査器の光路を偏向する圧電ミラーを駆動する
デジタル/ アナログ変換器の出力電圧を制御するように
することができる。さらに必要と有れば、同じような偏
向機構を設けて、走査中に光路を差別的に偏向すること
によって、走査線を再方向づけしたり、そらしたり、変
位させることもできる。

【００３６】関連技術に馴染みの有る技術者は、任意の
トラック上の符号化されたデータユニットの長さが８ビ
ットに制限されるものでなく、自由なサイズのワード、
ビット群、または列にフォーマットされ、それぞれが表
す機能を任意の順で配列することが可能であることを理
解している。従って、例えば実際の円錐角を、１６ビッ
トデータワード中で各面のデータシーケンスの中の１１
番目の符号項目として、先端タイミングずれ等の同じ面
の他のパラメータを表す９ビットデータワードの直後に
配置することができる。前述の例において、±５ｍｉｌ
の走査線変位範囲を、８ビットワードの代わりに１６ビ
ットバイナリーコードで表すことにより、記憶されたデ
ータの解像度を８ビット分、すなわち２５６倍強化し、
走査線変位基本測定単位を０．００３８ミクロンに低下
することができる。

【００３７】関連技術に馴染みの有る技術者はまた、特
定の目的で追加のデータトラックを設けることができる
ことを理解できる。電子的に選択可能で、互いに交換可
能の３つの異なった印刷解像度、例えばインチ当たり６
００、７５０、１１２５画素を実現することが望まれる
場合、第５、第６のデータトラックを設けることができ
る。この場合、３つの異なった画素クロックデータトラ
ックが存在し、走査装置が適切なデータトラックを選ん
で画素クロック信号とする。それぞれのデータトラック
の詳細を独自に仕立てることができるので、それぞれの
トラックが、異なる解像度だけでなく、異なるマージン
や長さの走査線を作るように仕立てることもできる。そ
れは、国内外の異なった標準紙面サイズを扱う電子印刷
装置には、有益な特長である。

【００３８】一実施形態では、制御マーク３２が、多角
形部材２０の周辺表面部３３の反射率と異なった反射率
を有している。周辺表面部３３の反射率の方が、制御マ
ーク３２の反射率より高いかもしれないし、制御マーク
３２の反射率の方が、多角形部材２０の周辺表面部３３
の反射率よりも高いかもしれない。このようなシステム
では、制御マークを有する多角形部材の一部から反射さ
れる相対的光強度を感知する光学読み取り器で制御マー
クを読み取らせることができる。

【００３９】もう一つの実施形態では、制御マークが、
直線または円状の異なった光学偏光性を持つ細長い領域
でできている。このようなシステムおいては、制御マー
クを、異なった偏光領域から戻ってくる光の相対的強度
を分析したり、または制御マークを有する多角形部材の
表面の一部で、偏光された入射光線に分量された光学回
転量を測ったりする光学読み取り器で読むことができ
る。

【００４０】さらにもう一つの実施形態では、制御マー
クが多角形部材の表面部に磁気的に符号化された情報か
ら成っている。このような場合は、磁気読み取り器を用
いて、多角形部材の制御マークを読むようにすることが
できる。

【００４１】図１５は、異なった反射率を利用する多角
形部材の表面部を示し、層３７は、多角形部材の下層部
材質である。多角形部材の材質３７の上に、低反射率す
なわち光吸収性の層３５が形成されている。さらにその
低反射率の層３５の上に、高度の反射率を有する層３１
が形成されている。その高反射率の層３１の一部を、レ
ーザービーム１７６で取り除くことにより制御マークが
形成される。従って、制御マークを囲む周辺表面部３１
が高度の反射率を持つのに対し、制御マーク自体は、周
辺表面部より低い反射率を持つことになる。これは、普
通のコンパクトディスクにオーディオ、ビデオ、または
コンピュータアプリケーションのデータを記録するため
形成するマークと同様である。

【００４２】上述された低反射率の制御マーク３２が、
本発明の画像形成装置に使用されると、制御マークを読
み取る光学読み取り器３０は比較的簡単な構造を有する
ものとすることができる。光学読み取り器３０は、一般
のコンパクトディスクシステムに使われる光学読み取り
器と同じような様態で動作する。普通のコンパクトディ
スク装置では、マークがコンパクトディスク表面上に螺
旋状に形成されており、光学読み取り器が、ディスクの
回転に伴い、螺旋状のマークを追跡するように設計され
ている。しかし、本発明では、制御マークが、多角形部
材の回転軸と同軸の円状の環に形成されている。コンパ
クトディスク装置と異なり本発明においては、マークの
螺旋状パターンを広域にわたって追跡する必要がないの
で、本発明の光学読み取り器には、複雑な追跡機構が必
要とされない。

【００４３】多角形部材２０を作る場合、通常上表面３
３が機械で極端に平に仕上げられるので、事実上振れが
皆無となる。多角形部材２０が回転するに伴って、上表
面は、上表面３３の垂線方向より数ミクロン以上外れる
ことはない。従って、制御マーク３２が上表面３３に形
成される場合、コンパクトディスク装置で回転する薄い
重合コンパクトディスクに通常みられる、比較的大きな
振れを追跡するのに必要な複雑なダイナミック合焦機構
が必要とされない。螺旋状データの追跡の必要がなく、
振れがほとんど皆無なので、多角形部材の光学読み取り
器は、コンパクトディスクのそれに比べ、丈夫で経済的
に製造することができる。

【００４４】本発明による光学読み取り器３０は、制御
マークを有する多角形部材２０の表面部分３３上に合焦
された光線の列を発生する。制御マーク間の多角形部材
の表面の一部を光線が照らすと、光束が反射して光学読
み取り器３０に戻され、光検知器を照らす。入射光線が
制御マークに当たると、制御マークの低反射率により、
光が吸収・散乱され、光学読み取り器３０に反射される
光束がほとんど無くなる。多角形部材２０が回転し、制
御マークが光学読み取り器３０の下を通過すると、光学
読み取り器３０が発生する光線が、制御マーク３２の間
の表面３３の反射部分から鏡的に反射されるか、あるい
は光線がはるかに反射率の低い制御マーク３２によっ
て、吸収または分散される。

【００４５】図２（ａ）〜２（ｃ）に示されたシステム
では、光学読み取り器３０が、制御マーク３２上にあざ
やかに合焦するよう、光学読み取り器３０と多角形部材
２０の表面３３との間に特定の分離距離（矢印２１の方
向）が保たれなけらばならない。もし、分離距離が短か
すぎたり長すぎたりすると、光学読み取り器３０が、制
御マーク３２に対して焦点外れとなり、光学読み取り器
３０の供給する画素クロックおよび修正情報が不良とな
る。

【００４６】制御マークが多角形部材２０の上表面３３
に形成され、光学読み取り器３０が走査装置にしっかり
と固定されると、多角形部材２０の回転軸に沿った（矢
印２１で示されている）、多角形部材２０の軸方向の動
きにより、固定された光学読み取り器３０と制御マーク
３２の間の分離距離が変化し、それにより、光学読み取
り器３０が制御マーク３２に対する焦点を失う。

【００４７】この回転多角形部材２０の軸方向の動きに
よる焦点外れの問題を解決する簡単な方法は、制御マー
クを多角形部材２０の回転軸と同軸の回転多角形部材２
０の円筒状表面に設けることである。制御マーク３２が
回転軸と同軸の円筒状表面に設けられた多角形部材が図
３および４に示されている。

【００４８】図３に示されたシステムでは、制御マーク
３２が回転多角形部材２０の円筒状外端に形成されてい
る。制御マーク３２が、多角形部材２０の面２２の直下
（または直上）に形成され、光学読み取り器３０が、制
御マーク３２に隣接して設置されている。矢印２１で表
された多角形部材２０の軸方向の変位は、光学読み取り
器３０と制御マーク３２との間の分離距離を変えること
がない。従って、制御マーク３２に対する光学読み取り
器の合焦状態は多角形部材２０の軸方向の移動によって
影響されることはない。さらに、図２（ｃ）に示されて
いるように、もし制御マークが長くて細いマークとして
形成され、制御マークの長さ方向が、軸方向と平行に設
定されるなら、多角形部材２０の、矢印２１が示す軸方
向の小さな変位により、光学読み取り器３０が制御マー
ク３２から外れることはない。

【００４９】図４は、回転軸と同軸の円筒状表面に制御
マークを持つ、回転多角形部材２０の代用実施形態を示
すものである。この実施形態では、制御マーク３２が、
多角形部材２０の上（または下）表面３３に形成される
溝部の側壁に形成されている。上述されているように、
多角形部材２０の、矢印２１で示された軸方向の動き
は、光学読み取り器３０と制御マーク３２との間の分離
距離を変えることがなく、光学読み取り器３０が、細長
く薄い制御マーク３２から外れることがない。

【００５０】制御マークはまた、モーター式多角形組立
部の回転表面部分に形成することもできる。モーター式
多角形組立部の回転表面部分は、多角形部材の回転軸に
対し垂直な方向に設定してもよいし、回転軸と同軸の円
筒状表面に設定してもよい。

【００５１】本発明の使用に適している、一般的光学読
み取り器の個々の要素が図５（ｂ）に示されている。本
実施形態では、光学読み取り器が、制御マーク３２の４
つの異なるデータトラックを同時に照らし読みだすよう
に作られている。光学読み取り器の基本要素には、光源
６０、視準レンズ６１、光学回折格子６２、第一レンズ
６４、円筒形レンズ６６、第二レンズ６５、さらに検知
器ユニット８２に装着された複数の光検知器８４等が含
まれる。

【００５２】光線７０は、光源６０により発生し、多角
形部材の表面６８にある制御マーク３２に導かれる。光
線７０が、回折格子６２を通過すると、光束が４つの発
散する光路７２に分光し、それぞれが第一レンズ要素６
４を通過し、４つのデータトラック３２の中央部に集光
される。４つの光線７２のそれぞれが、共通の円筒形レ
ンズ６６を通過し、データトラック３２を有する多角形
部材２０の表面部分６８上で、放射方向に方向設定され
た細い線上に合焦する光線７４を形成する。

【００５３】細く合焦する光線７４が制御マーク間の多
角形部材の表面部分６８にあたると、光線７４が、表面
６８で鏡的に反射され、光路７６に入る。光線７４が、
多角形部材の表面部分６８の制御マーク３２にあたる
と、光線７４が制御マーク３２で吸収または分散され、
光路７６に反射される光の強度が極度に弱められる。

【００５４】反射された光線７６は、円筒レンズ組立部
６６と、検知器組立部８２に装着された光検知器８４上
に反射された光線を合焦する第二レンズ要素６５とを通
過して逆戻りする。

【００５５】図５（ａ）は、図５（ｂ）に示された組立
部の左側面図を示している。図５（ａ）は、視準レンズ
６１、第一レンズ６４、円筒レンズ６６を通過する光線
７０、７２および７４の合焦状態を示している。

【００５６】図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示された組立
部の右側面図を示し、図５（ｃ）は、反射された光線７
６、７８および８０が、検知器組立部８２の光検知器８
４に合焦されている様子を図解している。

【００５７】図５（ｂ）では、多角形部材２０の回転に
より、制御マーク３２を持つ表面部分６８が、図５
（ａ）および５（ｃ）の矢印６３が示す紙面の法線方向
（紙面から飛び出る方向）に動く。本実施形態では、図
５（ｂ）に示されたデータトラック３２の間隔と幅を、
通常のコンパクトディスクの相当する寸法に比べはるか
に大きくすることができる。それは、本実施形態では、
ぎっしりと圧縮された、連続する螺旋データトラックが
必要でないからである。さらに、関連技術に馴染みの有
る技術者は、放射方向のずれに対する感度を低下するだ
けでなく、制御マーク３２が幅広いトラックに、大きな
間隔で配列されると、制御マークを、低い開口数を持つ
レンズ６４および６５を使用する照度および光集光学部
材で感知することができることを理解する。比較的低い
開口数を持つレンズは、図５（ｂ）に示されているよう
に、入光路および出光路を簡単に分離できるようにす
る。

【００５８】制御マーク３２を、表面部分６８上に、多
角形部材２０の面の回転角に対し、正確に配置すること
は非常に重要なことである。走査線に沿って露出画素を
正確に配置するため、制御マーク３２から導かれるデー
タ率ができるだけ高くならなければならない。図５
（ａ），５（ｂ），および５（ｃ）の構造にある円筒レ
ンズ６６は、光路セグメント７４と７６に高い開口数を
提供し、従って、それにより多角形部材の表面部分６８
の移動方向における高光学解像度を提供することによっ
て、上記の要求を満たす。

【００５９】本発明による光学読み取り器は、簡易成形
された、良質の光学透明プラスチック筐体に装着するこ
とができる。二つの筐体からなる光学読み取り器の第一
実施形態が図６（ａ）〜６（ｂ）に示されている。一つ
の筐体からなる光学読み取り器の第二実施形態が図７
（ａ）〜７（ｂ）に示されている。

【００６０】図６（ａ）〜６（ｂ）に示されている第一
実施形態では、筐体が第一筐部９０と第二筐部９２から
成っている。光源６０が、第一筐部９０に装着され、光
源６０が発生する光線が、視準レンズ６１で調節され、
第二筐部９２の底部に形成された円筒レンズ６６の方に
導かれる。第一筐部９０の出口窓部に形成される伝導型
光学回折格子６２が、光源６０により発生された光線を
複数の光線に分光する。第二筐部９２にある、第一レン
ズ６４と円筒レンズ６６は、複数の光線を、制御マーク
を持つ回転表面部分に合焦する。

【００６１】光線は制御マーク間の表面部分から鏡的に
反射され、反射された光線は、円筒レンズ６６、第二筐
部９２に形成された第二レンズ６５を通過して逆戻り
し、検知組立部８２に装着された光検知器を照らす。光
学読み取り器の左側面図が、図６（ａ）に示されてい
る。

【００６２】第一筐部９０は、第一筐部９０が第二筐部
９２に機械的に整列するようにピンまたは溝形ジョイン
トで第二筐部９２に結合されている。第一筐部９０の凸
部９４が、第二筐部９６の対応するように設けられた凹
部９６にあてはめられる。それにより、光源６０と検知
器組立部８２が、第二筐部９２に含まれている光学部材
と整列する。

【００６３】図７（ａ）と図７（ｂ）は、一つの筐体か
ら成る光学読み取り器のもう一つの実施形態である。こ
の実施形態では、筐体が、一つの良質の光学透明プラス
チック筐体として成形されている。筐体９８に装着され
た、光源６０と調節視準レンズ６１が、筐体の底部に導
かれる光線を発生する。筐体９８の底部にある反射型光
学回折格子６２が、光線を反射し、その光線を複数の光
線に分光する。複数の反射した光線が、筐部９８上部の
第一凹鏡１００まで進み、そこで筐部９８の底部に形成
された円筒レンズ６６の方向に反射される。凹鏡１００
と円筒レンズ６６が、複数の光線を制御マークをもつ回
転表面部分上に合焦する。

【００６４】光線は、制御マーク間の表面部分から鏡的
に反射され、反射された光束が円筒レンズ６６を通っ
て、筐体９８の上部にある第二凹鏡１０１に向けて逆戻
りする。複数の光線は、第二凹鏡１０１と、筐体９８の
底部にある光路折り返し板鏡１０３によって反射され
る。筐体９８の底部にある折り返し板鏡１０３によって
反射された複数の光線は、検知器組立部８２に投射さ
れ、検知器組立部８２内の光ダイオードを照らす。図７
（ａ）は、光学読み取り器の横断面図である。

【００６５】この一つの筐体の実施形態では、光学回折
格子６２、折り返し鏡１０３、凹型反射鏡１００と１０
１のそれぞれの露出されている外表面は、全内部反射機
構を使って反射率を高めることができる。あるいは、そ
れが幾何学的に不可能な場合は、金やアルミニュウムの
粒を蒔き散らす化学または真空デポジット技術を使っ
て、それぞれの表面の反射率を高め、光束スループット
を最大にすると同時に、光学信号を強めることができ
る。

【００６６】上述のこれらの読み取り器表面部分で光学
系列の一部とならない表面をさらに、光学業界で一般に
知られている不透明材料や防止塗料を利用して処理し、
それた光を遮断することができる。上記の読み取り器の
実施形態では、光源６０と検知器組立部８２が光学要素
と整列するように調節して、光源６０または検知器組立
部８２を筐部に装着することができる。また、筐部が光
学質のプラスチックで作られている場合は、レンズ、回
折格子、鏡を筐部の一部として一緒に成形してもよい。
光学回折格子６２が供給する分光機能の代わりに、セグ
メント化されたプリズム要素や多面鏡表面を光学読み取
り器組立部の一部に統合し、使用することもできる。

【００６７】上述のように、多角形部材の回転が多角形
部材を軸移動させ、多角形部材の回転軸のまわりがぐら
つきを発生させることがある。多角形部材のぐらつき
は、走査された露出画像に悪影響を与えるので、回転多
角形組立部は、ぐらつきを最小限に食い止めるように作
られている。一方、接線方向に走査される装置では、多
角形部材の軸方向の変位は、露出光線の光路に対する影
響がないので、光学性能が低下することがない。従っ
て、多くの回転多角形組立部は、操作中にある程度の軸
移動が許されるように設計されている。また、製造公差
により、多角形部材の表面すべてが、同一の高精密度に
作られる必要はない。ということは、多角形部材が、軸
方向に固定されたとしても、一つ以上の表面が、多角形
部材の上に固定された光学読み取り器に対し正しく動作
しなくてもよいということである。

【００６８】読み取り器と、制御マークを有する表面と
の分離距離を、あらかじめ定義された範囲内に保ち、光
学読み取り器が絶えず制御マークに合焦するようにする
ことは非常に重要である。分離距離を一定に保つこと
は、制御マークを有する多角形の表面部分の熱変位およ
び振れが十分に小さいものであるかぎり、制御マークを
持つ表面部分と読み取り器の両方を、十分固定して配置
することにより達成できる。あるいは、１）多角形部材
を軸方向に固定し、読み取り器が制御マークをもつ表面
部分を追跡するようにする、または２）読み取り器を固
定して多角形部材が光学読み取り器を追跡するようにす
る、いずれかの方法を採用して、正しい分離距離を維持
することができる。

【００６９】通常、玉軸受上に装着された多角形部材を
回転させると、回転中に良く規定された軸位置を保つこ
とができる。このような型の多角形部材組立部では、製
造過程で読み取り器の位置を調節するか、あるいは、空
気軸受によって配置されるフローティング読み取り器を
採用することによって、制御マークをもつ表面部分と読
み取り器間の分離距離を十分一定に保つことができる。
空気軸受により、読み取り器が、制御マークをもつ表面
部分を追跡し、熱などによる変化に起因する変位や、多
角形部材の表面の振動に起因する多角形部材の振れを修
正できるようにする。

【００７０】空気軸受に装着されたフローティング読み
取り器の実施形態が図８に示されている。読み取り器３
０には、フローティング要素１１２が、柔軟性ダイアフ
ラム１１０に装着されている。フローティング要素１１
２は、多角形部材２０の回転に伴い、多角部材２０の表
面３３の上であって、あらかじめ定義された分離距離
で、薄い空気クッションの上を滑走するように作られて
いる。このような読み取り器は、磁気読み取りヘッド
が、回転する磁気的に符号化されたディスクに非常に接
近した位置で（接触せずに）移動するコンピュータディ
スクドライブによく使用されている。図９は、同じ装置
を異なった角度からみた図である。

【００７１】しかしながら、ある多角形部材組立部は、
回転中、軸方向に比較的自由に動く、空気軸受に装着さ
れた回転多角形部材を採用している。このような型の多
角形部材組立部は、読み取り器と多角形部材の間に十分
に一定した分離距離を保つために他の手段を必要とす
る。

【００７２】空気軸受に装着された回転多角形部材の一
実施形態が図１０の部分図に示されている。この組立部
は、ベース１３０、固定スピンドル１２０、またスピン
ドル１２０を囲む綿密にはめ込まれたスリーブ１２６か
ら成っている。回転多角形部材２０がスリーブ１２６に
装着されている。スピンドル１２０内に螺旋形溝１２１
が形成され、スピンドル１２０を囲んで綿密にはめ込ま
れたスリーブ１２６が回転すると、溝１２１によって軸
沿いに空気を押し込むようになっている。スピンドル１
２０沿いに押し込まれた空気は、開放された組立部の底
から入り、組立部の上部にある、換気孔１２４から外に
でる。押し込まれた空気は、スピンドル１２０をスリー
ブ１２６の真中に位置させるクッションの働きをし、回
転組立部の重量を支え、それにより回転中、多角形部材
を比較的固定された軸位置に維持する。組立部の上部
は、スピンドルの上部１２２と回転多角形組立部の上部
１２３から成り、スラスト空気軸受の作用をする。回転
多角形組立部の上部１２３にある換気孔１２４は、端部
空間の空圧を調節し、多角形部材を比較的固定された軸
方向位置に維持する。

【００７３】固定された読み取り器と、軸振れがほとん
ど皆無の十分に平らな表面部分に形成された制御マーク
を有する多角形組立部では、多角形部材を十分固定され
た軸位置に維持し、読み取り器と多角形部材の間に十分
一定の分離距離を維持するためには、図１０の組立部の
上部に示された自動調節スラスト軸受があれば十分であ
る。

【００７４】あるいは、十分一定した分離距離を維持す
るため、回転中の多角形部材の軸位置を定義する目的で
ダイナミック型空気軸受を設けてもよい。図１３は、多
角形部材２０の軸方向位置を制御し、固定された読み取
り器３０と多角形部材２０の上表面３３の間に比較的一
定した距離を維持するダイナミック空気軸受輪止め（シ
ュー）を導入した固定読み取り器３０を示している。実
際の動作では、小さな外部からの軸方向力が多角形部材
２０にかかり、それが、空気軸受輪止め１４５に押しつ
けられる。多角形部材２０の回転により、空気クッショ
ンが空気軸受輪止め１４５と多角形部材２０の上表面３
３の間に形成される。空気クッションが、多角形部材２
０の上表面３３に、外部から及ぼされた軸方向力を相殺
する軸方向力を発生させ、比較的固定された軸動作位置
が確立され、読み取り器３０と、多角部材２０の上表面
３３との間に一定の分離距離が設けられる。

【００７５】上述された空気軸受に係わって使用される
回転多角形部材の軸位置を制御するもう一つの方法が図
１１に示されている。本実施形態では、回転スリーブ１
２６のＣ型延長部１４３に隣接して、円形位置決め磁石
１４１が装着されている。ダイナミック空気軸受輪止め
１４５を導入した固定読み取りヘッド３０が、モーター
筐体に装着されている。Ｃ型延長部１４３は、Ｃ型延長
部１４３が中央位置決め磁石１４１をまたぐ状態でバラ
ンスを保つ回転スリーブに、磁束線が軸方向力を及ぼす
ように設計されている。組立部は、中央位置決め磁石１
４１が、空気軸受輪止め１４５からの空気クッションに
より多角形部材２０の上表面３３にかけられた下向きの
力に対抗して、わずかの上向き力を多角形部材に及ぼす
ように設定することができる。そうすることによって、
一定の分離距離が保たれる。

【００７６】さらに、回転多角形組立部に位置決めコイ
ルを導入し、多角形部材の軸位置を制御するようにして
もよい。図１１をさらに参照すると、このような型の多
角形組立部には、回転スリーブ１２６に形成された突起
環またはリップ１４４に隣接して、位置決めコイル１４
０が装着されている。位置決めコイル１４０に、電流が
印加され、磁界が作られ、その磁界の強度は、位置決め
コイルに印加される電流の大きさによって変えることが
できる。位置決めコイル１４０が作る磁界束が、リップ
を位置決めコイル１４０の中央部に動かす傾向のある回
転スリーブ１２６のリップ１４４上に軸方向力をかけ
る。この軸方向力は、位置決めコイル１４０に印加され
る電流のレベルを変えることによって調節される。

【００７７】位置決めコイル１４０は、回転スリーブ１
２６の突起リップ１４４の通常の軸位置よりやや高めに
なるように、組立部に装着してもよい。位置決めコイル
１４０に電流を印加することにより、突起リップ１４４
が位置決めコイル１４０のＣ型部分の中央に引き寄せら
れる際に、回転スリーブ１２６に僅かな上向き力がかけ
られる。

【００７８】もう一つの方法として、一つの位置決めコ
イル１４０を、突起リップ１４４の通常の軸方向位置よ
りやや高めに装着し、もう一つの位置決めコイル１４０
を、突起リップ１４４の通常の軸位置よりやや低めに装
着する方法が考えられる。突起リップは異なったリップ
でもよいし、同一のリップに二つの別々の位置決めコイ
ルを用意し、一方を共通の突起リップ１４４の通常の軸
位置よりやや高めに装着し、他方をやや低めに装着する
ようにしてもよい。この組立部では、回転スリーブ１２
６に上向きまたは下向き力を選んでかけるために、二つ
の位置決めコイルの一方を選んで位置決め電流を印加し
てもよいし、あるいは、両方のコイルに違った量の電流
を印加してもよい。

【００７９】多角形部材の軸位置を制御するため、中央
位置決め磁石１４１と位置決めコイル１４０を幾つかの
手法で併用することができる。固定空気軸受輪止めと磁
気的につりさげられた多角形組立部を組み合わせて使用
する場合、位置決めコイルを使って、十分な回転動作速
度が得られた後のみに、多角形部材が空気軸受に係合す
るようにする。また、位置決めコイルは、低速度のため
磨耗度が高くならないように、シャットダウンする前に
多角形部材が空気軸受を放すようにしてもよい。

【００８０】もう一つの態様では、空気軸受輪止めを必
要とせず、位置決めコイルを使って多角形部材に上向き
または下向き力をかける能力が、回転組立部の軸方向位
置を電子フィードバックループによって制御するのを可
能にする。この態様では、回転多角形部材が、読み取り
器の合焦状態、および制御マークを持つ表面部分の位置
に依存する位置決めコイルの供する軸方向力によって動
作中に再度位置決めされる。

【００８１】多角形部材に対する光学読み取り器の位置
を調節するもう一つの機構が図１２に示されている。こ
の機構では、読み取り器３０が、曲げ可能ちょうつがい
組立部１５０に装着されている。曲げ可能ちょうつがい
１５０は、読み取り器３０の位置を細かに調節できるよ
うになっている。曲げ可能ちょうつがい組立部１５０の
調節ねじ１５２を回すことによって、読み取り器３０
は、極めて小さな変位で上方および下方に調節される。
一旦多角形部材と読み取り器が回転多角形組立部に装着
されると、曲げ可能ちょうつがい組立部１５０を使っ
て、読み取り器３０と、制御マークを持つ表面部分との
間の分離距離を精密に調節することができる。

【００８２】内蔵された回転多角形部材の表面部分に制
御マークを形成するマーキング道具が図１４に示されて
いる。基本走査装置を組み立てた後で、マーキング道具
を使って多角形部材２０上に制御マークを形成すること
ができる。この基本走査装置には、露出光線発生器１６
０、光線視準要素１６２、光線投射レンズ要素１６４が
含まれている。図１４のマーキング道具を使って、多角
形部材２０上に、最終画像形成装置の光検知部材を露出
するのに使われる光線と同じ光線１６３に対応して制御
マークが形成される。

【００８３】露出光線発生器１６０から発生する未変調
の光は、光線調節光学部材１６２で視準され、回転多角
形部材２０の面２２から反射される。反射された光線１
６３は、投射レンズ１６４で合焦され、校正された光学
目盛または格子１６６上に未変調走査線を形成する。格
子１６６は、透明と不透明の要素が交互に精密な間隔で
配置されてできたパターンから成っている。多角形部材
２０が回転すると、レンズ要素１６４によって精密格子
１６６の表面に投射された合焦光線１６３が、矢印１６
５で示されているように、格子表面を長さ方向に横切っ
て走査する。精密格子１６６に等間隔で配置された不透
明領域により遮られた合焦光線１６３からの光束は光検
知器１６８に到達できないようになっている。一方、格
子１６６の透明部分にぶつかる合焦光線からの光束は、
格子１６６を通過して光検知器１６８を照らしだす。

【００８４】光線が格子１６６上の不透明領域で遮られ
る度に、必ず光検知器１６８に入る光束の強度が瞬間的
に低下する。入射光束の周期的振幅変調に対する光検知
器１６８の応答を、マーキングレーザー組立部１７０に
適用されるマーキング信号に使うことができる。走査光
学系の幾何学的構造により、合焦光線１６３は格子１６
６の端部を、回折格子１６６の中央部を走査するより速
い表面速度で走査するので、光線１６３が光検知器１６
８に変調される周波数が変化する。従って、マーキング
レーザー組立部１７０に供給されるマーキング信号は可
変の周波数を有することになる。走査線発生のための最
終設定において、多角形光学列のすべての影響要素を採
用することにより、光学要素の製造および組立整列誤
差、幾何学的構造誤差に起因する非線形性、さらに走査
線沿いの画素位置に影響するその他すべての要因が補償
される。

【００８５】従来の技術に精通している技術者は、直接
光検知器１６８の出力を使って、光線１６３が格子１６
６の不透明要素によって遮られる度に、必ず一つの制御
マークが回転多角形部材２０の表面３３に形成されるよ
うにする１対１のマーキング信号を発生させることがで
きることを理解している。あるいは、直進電子パルス操
作回路を使って、格子１６６で光線１６３がＮ回遮られ
る度に一つのマークを形成するようにしてもよい。ここ
でＮは任意の正の整数を表す。また、位相保持ループ等
を使って、格子１６６が光線１６３を遮る度に回転多角
形部材２０の表面３３に等間隔に配置されたＭのマーク
を作る比例パルス列を発生させてもよい。ここでＭは、
整数または整数比を表す。従って、回転多角形部材２０
の表面３３に作られるマークは、必ずしも、光検知器１
６８の出力から発生するパルスと１対１の関係を持つ必
要がない。ということは、回転多角形画像装置の範囲を
校正するのに、特定のマーキング装置の解像度一つ一つ
に別個の精密格子１６６を用意する必要がなく、同じマ
ーキング道具を使用できるということである。

【００８６】従来の技術に精通している技術者はまた、
上述のパルス乗法・除法手法を、回転多角形２０から読
み取られた制御マークに基づいた画素クロック信号を発
生させるのに同様に適用することができることも理解し
ている。これにより、走査装置が、制御マークの間隔に
対しＮまたはＭの関係を持つ領域の各種画素画像解像度
を発生させることができるようにする。

【００８７】マーキングレーザー組立部１７０は、光検
知器１６８からの信号に応じて、変調されたマーキング
レーザービームを発生する。光線をマーキングするレー
ザービームは、ステアリング鏡１７２によって方向付け
され、制御マーク形成のため多角形部材２０の表面部分
３３にレーザー威力を集中させる合焦レンズ１７４を通
過する。合焦レンズ１７４には、合焦レンズ列の一部と
して、図５（ｂ）, ５（ｃ）, ６（ｂ）に示されている
第二レンズ６５や光学読み取り器の円筒レンズ６６、あ
るいは図７（ｂ）に示されていてそれに匹敵する反射凹
鏡１０１と光路折り込み鏡１０３が含まれるようにして
もよい。どちらの場合でも、読み取り器は、多角形組立
部に装着され、光検知列が一時的に取り除かれる。マー
キング光線は、読み取り器の出力ポートから多角形部材
の表面に合焦するように、読み取り器組立部の光学部材
によって導かれる。

【００８８】図１５を参照に上述されたように、マーキ
ングレーザービームは、反射率の高い層３１を局部的に
取り除いたり、その他の手法で修正して、光を弱め、よ
り反射率の低い層３５を露出することで、制御マークを
形成する。さらに、薄くて細長い形の制御マークを形成
するようにレーザービームを構成し、合焦させることが
できる。

【００８９】もし、多角形部材が一定の角速度で回転す
るように作られると、光検知器１６８がマーキングレー
ザー組立部１７０に供給する可変周波数マーキング信号
とパルス操作ネットワークが、多角形部材の表面に異な
った間隔で、制御マークを形成する。上述のように、ま
さにこの異なった間隔が、不均等の画素間隔をもつ走査
線を通常作り出す幾何学的また整列要因を補償する。こ
れにより、制御マークの読み取り器が、可変周波数画素
クロック信号を発生し、等間隔の画素を持つ走査線を焼
き付けるのを可能にする。

【００９０】受信する光線１６３の強度も検知するよう
に光検知器１６８を設計することもできる。強度情報を
使って強度修正信号を発生させることができる。その信
号は、適切に符号化され、マーキングレーザー組立部１
７０にも供給される。そこで、マーキングレーザー組立
部１７０が、強度修正信号をステアリング鏡１７２の再
方向設定操作と組み合わせて使用し、多角形部材２０の
上表面３３の適切な放射位置で強度を制御したマークの
トラックを形成する。

【００９１】光検知器１６８は、多角形部材２０の面２
２の不完全さに起因する焦点位置誤差、走査線変位、ま
たはぐらつき等を検知する光検知器の列から構成するこ
ともできる。さらに光検知器１６８が、符号化された多
角形円錐角と焦点誤差信号をマーキングレーザー組立部
１７０に供給し、それとステアリング鏡１７２を組み合
わせて、多角形部材２０上の多角形円錐誤差変位と焦点
誤差を修正する適切な制御マークを形成する。

【００９２】従来の技術に精通する技術者には、回転表
面部分の制御マークが多角形部材２０の反射面２２に対
し、固定関係にあるので、本発明に従って用意された多
角形型画像形成装置において感光部材上に焼き付けられ
た画素の名目上の位置および間隔が、多角形部材の実際
の回転速度に無関係であることが明白である。その結
果、図１４に示された上述のマーキングまたは校正処理
を、画像形成装置に意図された動作速度と異なる速度で
実行してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 回転多角形式画像形成装置の基本要素を示す
図である。

【図２】 本発明に係る制御マークと制御マークを読む
ための光学読み取り器を有する回転多角形部材を示す図
である。

【図３】 多角形部材の回転軸と同軸の円筒形表面に位
置する制御マークを有する回転多角形部材の一部を示す
図である。

【図４】 多角形部材の回転軸と同軸の表面に位置する
制御マークを有する回転多角形部材のもう一つの実施形
態を示す図である。

【図５】 回転多角形部材上で、制御マークを読み取る
ために使われる、本発明の光学読み取り器の基本要素を
示す図である。

【図６】 本発明による２筐体の光学読み取り器の断面
図である。

【図７】 本発明による１筐体の光学読み取り器の断面
図である。

【図８】 回転多角形部材および空気軸受に装着された
フローティング光学読み取り器の一部を示す図である。

【図９】 回転多角形部材および空気軸受に装着された
フローティング光学読み取り器の一部を示す図である。

【図１０】 多角形部材が空気軸受に装着された回転多
角形部材組立部の断面図である。

【図１１】 中央位置決め磁石とダイナミック位置決め
コイルを含む回転多角形部材組立部の断面図である。

【図１２】 折り畳み式ちょうつがい接合で装着された
光学読み取り器を示す図である。

【図１３】 固定された光学読み取り器と、軸方向位置
が空気軸受で制御されるフローティング回転多角形部材
を示す図である。

【図１４】 回転多角形部材上に制御マークを形成する
のに使われる装置を示す図である。

【図１５】 回転多角形部材の多層表面を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

２０ 多角形部材、２２ 反射面、２４ モーター式多
角形組立部、３０ 読み取り器、３２ 制御マーク、３
５ 光源、４０，４２，４４ レンズ、４１変調器、５
０ 感光部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モーター式多角形組立部に装着され、軸
   の周りに回転する多面回転多角形部材と、 前記多角形部材と前記モーター式多角形組立部の一つの
   回転表面部分に形成された制御マークと、 前記回転表面部分に近接して配置され、前記多角形部材
   の回転に伴い、前記制御マークを読み取る読み取り手段
   と、 前記読み取り手段に接続され、前記制御マークから読み
   取られた情報に基づいて変調信号を発生する変調信号発
   生器とから成り、 その変調信号が画像形成装置の露出光線を変調するのに
   使われ、変調された光線が感光部材に静電気的潜在画像
   を形成することを特徴とする回転多角形型画像構成装置
   用の変調信号発生器。