JPH09226174A - マルチビーム走査装置 - Google Patents

マルチビーム走査装置

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JPH09226174A
JPH09226174A JP8061647A JP6164796A JPH09226174A JP H09226174 A JPH09226174 A JP H09226174A JP 8061647 A JP8061647 A JP 8061647A JP 6164796 A JP6164796 A JP 6164796A JP H09226174 A JPH09226174 A JP H09226174A
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JP
Japan
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pitch
beams
scanning device
light source
beam position
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JP8061647A
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English (en)
Inventor
Akiyasu Watabe
彰康 渡部
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビーム間のピッチを正確に制御することが出
来るマルチビーム走査装置を提供する。 【解決手段】 このマルチビーム走査装置100では,
感光体ドラム310の非記録領域にPSD311を配置
し,当該PSD311でビーム位置を直接検出する。続
いて,この直接検出したビーム位置から,ビーム間の正
確なビーム間のピッチを算出し,当該正確なビーム間の
ピッチを基準として,所望の記録密度に対応するビーム
間のピッチに変更する。これにより,ビーム間のピッチ
を正確に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はマルチビーム走査装
置に関し,より詳細には,レーザプリンタ,デジタル複
写機などにおいて情報を高速に記録するために用いるマ
ルチビーム走査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光走査装置では,感光体上を1本
の光ビームで走査するのが一般的であったが,現在で
は,1本の光ビームで走査する場合よりも記録速度を速
くするために複数の光ビーム(以下「マルチビーム」と
いう)を同時に走査させるマルチビーム走査装置が実用
化されている。
【0003】このマルチビーム走査装置は,1台でレー
ザプリンタ,複写機,ファクシミリなどの諸機能を合わ
せ持つディジタル複写機,多機能レーザプリンタなどに
広く使用されている。
【0004】一方,前記ディジタル複写機などにおいて
前記諸機能を効率良く使い分けるには,画像出力の高速
化を図るべく,入力データに応じて解像度を切り換える
必要がある。すなわち,必要に応じてマルチビームのビ
ーム間のピッチを変更する必要があるのである。ビーム
間のピッチが小さければ情報の記録密度は高まるが画像
出力は遅くなり,ピッチが大きければ記録密度は低くな
るが画像出力は速くなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで,上記従来の
マルチビーム走査装置では,ビーム間のピッチを変更す
る際,マルチビームを出射するマルチビーム光源装置
を,前記マルチビームの光軸を中心に回動させるのが一
般的である。
【0006】また,かかる従来技術としては特開昭56
−42248号公報に記載のマルチビーム走査装置が知
られている。
【0007】しかし,マルチビーム光源装置の回動を,
当該マルチビーム光源装置を駆動するパルスモータのパ
ルス数により検出しているので,前記回動を正確に捉え
るのが困難である。前記回動が正確に捉えられないと,
当該回動に比例して変化するビーム間のピッチを正確に
制御するのが困難になるといった問題点がある。
【0008】そこで,本発明は上記に鑑みてなされたも
のであって,ビーム間のピッチを正確に制御することが
出来るマルチビーム走査装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,請求項1では,マルチビームを出射するマルチビ
ーム光源と,前記マルチビーム光源を光軸中心に回動さ
せるマルチビーム光源回動手段とを有し,記録領域上に
前記マルチビームを走査して情報の記録を行うマルチビ
ーム走査装置において,前記記録領域外に設けられ,か
つ,ビーム位置を検出するビーム位置検出手段と,前記
ビーム位置検出手段により検出したビーム位置に基づき
前記マルチビーム光源回動手段を回動させて,ビーム間
のピッチを変化させるビームピッチ可変手段と,を具備
することを特徴とするマルチビーム走査装置を提供す
る。
【0010】すなわち,前記ビーム位置検出手段で検出
したビーム位置を,前記ビームピッチ可変手段へフィー
ドバックすることで閉ループを構成したのである。ま
ず,前記ビーム位置検出手段によりビーム位置を直接検
出して,当該ビーム位置を正確に捉える。次に,当該ビ
ーム位置を基準として前記マルチビーム光源回動手段を
所定の角度回動する。この回動角度は,直接検出して得
た正確なビーム位置を基準として求める。従って,当該
回動角度より決まるビーム間のピッチは正確なものとな
る。この結果,ビーム間のピッチを正確に制御すること
が出来る。
【0011】また,請求項2では,上記マルチビーム走
査装置において,前記ビーム位置検出手段は,光半導体
位置検出器であることを特徴とするマルチビーム走査装
置を提供する。 このように,前記ビーム位置検出手段
に,光半導体位置検出器(Position Sensitive Detecto
r :PSD)を用いたのは,周知の如く,PSDがビー
ムの入射強度およびその入射強度の変化とは無関係にビ
ーム位置を検出できるからである。
【0012】従って,かかるPSDを用いれば,環境条
件が変化してもビーム位置検出精度が一定しているの
で,上記請求項1とあいまって,ビーム間のピッチを正
確に制御することが出来る。
【0013】また,請求項3では,前記マルチビーム走
査装置(請求項2)において,マルチビームを構成する
ビームの出射を1本毎に行い,前記光半導体位置検出器
によりビーム位置をビーム1本毎に検出し,検出した各
ビーム位置の差分からビームピッチを算出し,当該ビー
ムピッチを基準としてビーム間のピッチを変化させるこ
とを特徴とするマルチビーム走査装置を提供する。
【0014】PSDの特性として,2本のビーム位置を
同時に検出するのが困難である。そこで,ビームの検出
をビーム1本毎に行うようにし,検出したビーム位置の
差分からビームピッチを算出し,このビームピッチを基
準として前記回動角度を求めるようにした。このため,
PSDを有効活用でき,ビーム間のピッチを正確に制御
することが出来るようになる。なお,回動角度を求めた
後は,上記請求項1と同様の手法で,ビーム間のピッチ
を変化させることになる。
【0015】また,請求項4では,上記マルチビーム走
査装置において,ビーム検出位置に対するビーム位置検
出歪みが直線性となるように補正するビーム位置検出歪
み補正手段を具備することを特徴とするマルチビーム走
査装置を提供する。
【0016】マルチビームのビーム間のピッチはかなり
小さいので,ビーム検出位置に対するビーム位置検出歪
みが僅かな非直線性であっても,ビーム位置の検出精度
が劣化し,検出位置によってはビーム間のピッチ制御に
大きな悪影響を及ぼす。例えば,前記PSDにおいは,
検出位置に対する位置検出歪みが僅かな非直線性であっ
ても,ビーム間のピッチ制御に悪影響を及ぼすのであ
る。
【0017】そこで,前記ビーム位置検出歪み補正手段
により,前記ビームの検出位置に対するビーム位置検出
歪みが直線性になるように補正するようにした。このた
め,ビーム位置の検出精度が良好になり,ビーム間のピ
ッチを正確に制御することが出来るようになる。
【0018】また,請求項5では,上記マルチビーム走
査装置において,前記ビーム位置検出手段からのビーム
位置信号を用いて同期検出を行うことを特徴とするマル
チビーム走査装置を提供する。
【0019】前記ビーム位置検出手段は,高精度にビー
ム位置を検出しているので,当該ビーム位置検出手段の
ビーム位置信号を用いれば,同期検出の精度が向上す
る。
【0020】
【発明の実施の形態】以下,本発明について,図面を参
照して詳細に説明する。なお,これらの実施例により本
発明が限定されるものではない。
【0021】図1は,本発明の一実施例のマルチビーム
走査装置を示す構造図である。このマルチビーム走査装
置100は,マルチビームを出射するマルチビーム光源
ユニット304と,出射されたマルチビームを副走査方
向に絞りこむシリンダレンズ305と,マルチビームの
ビーム間のピッチに応じて回転数が切り換えられるポリ
ゴンミラー306と,主走査方向のドットピッチを均等
にするfθレンズ307およびトロイダルレンズ308
と,ビームを反射する反射鏡309と,ビームの被走査
媒体である感光体ドラム310とを具備している。
【0022】また,前記反射鏡309の両側方には,同
期検出ミラー330,330が配置されている。
【0023】311は,副走査方向のビーム位置を検出
するPSDである。このPSD311の構造については
後に詳述する。
【0024】また,マルチビーム走査装置100は,前
記PSD311のビーム位置信号を補正する位置信号補
正部315と,スキャナ等から入力された印字データを
偶数行,奇数行のデータに分ける印字制御部302と,
当該印字制御部302からのデータを後述する半導体レ
ーザ(10,11)への変調信号とする半導体レーザ制
御部303と,記録密度切換信号に応じてビーム間のピ
ッチを変更するビームピッチ可変部312と,前記ポリ
ゴンミラーの動作を制御するモータ制御部321とを具
備している。
【0025】また,前記ビームピッチ可変部312は,
前記PSD311の出力した複数のビーム位置信号から
それぞれのビーム位置信号の差分を算出する差分算出部
312aと,この差分算出部312aにより算出された
差分信号に基づき前記マルチビーム光源ユニット304
の回転角度を制御する回転角度制御部313と,前記回
転角度制御部313により制御される回転駆動部314
とで構成される。
【0026】図2は,上記マルチビーム光源ユニット3
04の構造説明図である。10,11は半導体レーザで
あり,同一平面(XY平面)上に配設されている。この
半導体レーザ10,11から出射したレーザビームは,
コリメータレンズ12,13によりそれぞれ平行光束と
され,続いて,アパーチャ16,17により所定の光束
14,15に整形される。
【0027】前記光束15は,1/2波長板18で偏向
面を90度回転し,ビーム合成プリズム19に入射す
る。続いて,斜面19aで内面反射し,更に,偏向ビー
ムスプリッタ面19bで反射し,基準となる光束14の
光軸近傍に合成される。
【0028】この際,前記半導体レーザ11とコリメー
タレンズ13とをわずかに偏心させておけば,ビーム
(ビーム1とビーム2)を主走査方向に対して角度αを
隔てて出射できる。
【0029】このマルチビーム光源ユニット304が光
軸を中心にして回転することで,副走査方向のビーム間
のピッチを変更できる。
【0030】図3に,副走査方向のビーム間のピッチを
変更する場合の説明図を示す。図中θ1〜θ3は,前記
マルチビーム光源ユニット304の回転角度を示す。こ
の回転角度により副走査方向のピッチが決まる(ピッチ
P1〜P3)。なお,副走査方向のビーム間のピッチが
狭いほど記録密度が高い(ピッチP1の場合が最も高
い)。
【0031】図4は,前記PSD311の構造説明図で
ある。前記PSD311は,基体31面上の1次元方向
に,電極32および電極33を配設した構造である。3
4は共通電極である。このPSD311では,入射ビー
ムBの1次元方向のビーム位置によって出力信号Ia,
Ibが変化するので,前記1次元方向のビーム位置を検
出することが出来る。
【0032】ここで,出力信号Ia,Ibの差をPと
し,電極Aと光の入射位置までの距離をXとし,電極A
と電極Bとの距離をYとすれば,X=Y(1−P)/2
と表される。従って,PSD311は,入射光の光強度
および光強度の変化とは無関係にビーム位置信号を求め
得ることが判る。
【0033】次に,このマルチビーム走査装置100の
動作について説明する。通常,情報の記録は次にように
行う。まず,マルチビーム光源ユニット304から出射
したマルチビームは,前記シリンダレンズ305で副走
査方向に絞りこまれ,続いて,ポリゴンミラー306に
より反射される。続いて,前記反射したビームは,fθ
レンズ307およびトロイダルレンズ308を通ること
で主走査方向のドットピッチが均等化される。かかる処
理がなされたマルチビームは,前記反射鏡309により
反射され,感光体ドラム310上を走査する。これによ
り情報の記録が行われる。
【0034】次に,記録密度を切り換える場合について
説明する。まず,印字制御部302が記録密度切換信号
を受信すると,前記印字制御部302は,前記半導体レ
ーザ制御部303に記録密度切換信号用データを送信す
る。
【0035】記録密度切換信号用データを受信した半導
体レーザ制御部303は,記録密度切換用ビームを1本
づつ経時的に出射するように前記マルチビーム光源ユニ
ット304を制御する。PSD311は2本のビーム位
置を同時に検出できないからである。
【0036】続いて,前記PSD311は,2本のビー
ムのビーム位置を次々に検出する。
【0037】次に,前記PSD311は,検出したビー
ム位置信号を次々に出力するが,出力されたビーム位置
信号は,前記ビーム位置信号補正部315により補正処
理が施される。この補正処理は、次のようにして行う。
【0038】図5は,PSD311のビーム入射位置に
対する位置検出歪み特性を示すグラフ図である。具体的
には,浜松ホトニクス(株)製のPSD(品番S135
2)の位置検出歪み特性を示す。
【0039】前記ビーム位置信号補正部315は,図中
に示すような位置検出歪み特性が,非直線性から直線性
になるように補正処理を行う。当該補正処理は,前記ビ
ーム位置信号に所定のフィルタをかけることで行う。
【0040】次に,前記補正処理の施されたビーム位置
信号は,前記差分算出部312aに送信される。当該差
分算出部312aでは,前記2つのビーム位置信号から
ビーム位置の差分を算出する。すなわち,この差分が図
3におけるピッチP1〜P3に相当する。
【0041】このように,ビーム間のピッチを前記PS
D311により直接検出するので,この時点でのビーム
間のピッチを正確に測定できる。
【0042】ところで,前記記録密度切換信号は,ピッ
チ(角度)切換信号として前記回転角度制御部314に
入力される。
【0043】この回転角度制御部314は,前記正確に
測定したビーム間のピッチを基準として,前記入力され
たピッチ切換信号により与えられた回転角度だけ前記マ
ルチビーム光源ユニット304を回転させる。マルチビ
ーム光源ユニット304は,前記回転駆動部313によ
り回転駆動される。これより,ビーム間のピッチが変更
され,前記記録密度の切換が終了する。
【0044】ビーム間のピッチを変更した後は,上記同
様にマルチビームを前記マルチビーム光源ユニット30
4から出射し,前記感光体ドラム310上を走査する。
これにより切り換え後の記録密度で情報の記録が行われ
る。
【0045】また,同期検出は,前記同期検出ミラー3
30,330により行う他,前記PSD311を用いて
行うようにしてもよい。すなわち,前記PDS311の
ビーム位置信号を前記印字制御部302に出力すれば,
当該ビーム位置信号を同期信号として用いることが出来
る。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように,本発明のマルチビ
ーム走査装置(請求項1)によれば,前記ビーム位置検
出手段とビームピッチ可変手段とを用いて閉ループを構
成し,正確に求めたビーム間のピッチを基準として,マ
ルチビーム光源回動手段の回動角度を求める。このた
め,ビーム間のピッチを正確に制御することが出来る。
【0047】また,本発明のマルチビーム走査装置(請
求項2)によれば,PSDを用いてビーム位置を検出す
るので,ビームの入射強度およびその入射強度の変化に
無関係にビーム位置を検出できる。このため,環境条件
の変化に対してもビーム位置の検出精度が一定するの
で,ビーム間のピッチを正確に制御することが出来る。
【0048】また,本発明のマルチビーム走査装置(請
求項3)では,PSDの特性に鑑み,ビーム位置をビー
ム1本毎に検出し,検出した各ビーム位置の差分からビ
ームピッチを算出し,当該ビームピッチを基準としてビ
ーム間のピッチを変更するようにした。このため,PS
Dを有効活用でき,ビーム間のピッチを正確に制御する
ことが出来る。
【0049】また,本発明のマルチビーム走査装置(請
求項4)では,ビーム位置検出歪み補正手段により,ビ
ームの検出位置に対するビーム位置検出歪み特性が直線
性になるように補正するようにした。このため,ビーム
位置の検出精度が良好になり,ビーム間のピッチを正確
に制御することが出来る。
【0050】また,本発明のマルチビーム走査装置(請
求項5)では,ビーム位置検出手段からのビーム位置信
号を用いて同期検出を行うようにした。ビーム位置検出
手段は高精度にビーム位置を検出しているので,当該ビ
ーム位置検出手段のビーム位置信号を用いれば,同期検
出の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のマルチビーム走査装置を示
す構造図である。
【図2】マルチビーム光源ユニットの構造説明図であ
る。
【図3】副走査方向のビーム間のピッチを変更する場合
の説明図である。
【図4】PSDの構造説明図である。
【図5】PSDのビーム入射位置に対する位置検出歪み
特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
100 マルチビーム走査装置 304 マルチビーム光源装置 305 シリンダレンズ 306 ポリゴンミラー 307 fθレンズ 308 トロイダルレンズ 309 反射鏡 310 感光体ドラム 330 同期検出ミラー 311 PSD 315 位置信号補正部 302 印字制御部 303 半導体レーザ制御部 312 ビームピッチ可変部 321 モータ制御部 312a 差分算出部 313 回転角度制御部 314 回転駆動部 10,11 半導体レーザ 12,13 コリメータレンズ 14,15 光束 16,17 アパーチャ 18 1/2波長板 19 ビーム合成プリズム 19a 斜面 19b 偏向ビームスプリッタ面 31 基体 32,33 電極 34 共通電極 θ1〜θ3 回転角度 P1〜P3 ピッチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マルチビームを出射するマルチビーム光
    源と,前記マルチビーム光源を光軸中心に回動させるマ
    ルチビーム光源回動手段とを有し,記録領域上に前記マ
    ルチビームを走査して情報の記録を行うマルチビーム走
    査装置において,前記記録領域外に設けられ,かつ,ビ
    ーム位置を検出するビーム位置検出手段と,前記ビーム
    位置検出手段により検出したビーム位置に基づき前記マ
    ルチビーム光源回動手段を回動させて,ビーム間のピッ
    チを変化させるビームピッチ可変手段と,を具備するこ
    とを特徴とするマルチビーム走査装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のマルチビーム走査装置
    において,前記ビーム位置検出手段は,光半導体位置検
    出器であることを特徴とするマルチビーム走査装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のマルチビーム走査装置
    において,マルチビームを構成するビームの出射を1本
    毎に行い,前記光半導体位置検出器によりビーム位置を
    ビーム1本毎に検出し,検出した各ビーム位置の差分か
    らビームピッチを算出し,当該ビームピッチを基準とし
    てビーム間のピッチを変化させることを特徴とするマル
    チビーム走査装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
    のマルチビーム走査装置において,ビーム検出位置に対
    するビーム位置検出歪み特性が直線性となるように補正
    するビーム位置検出歪み補正手段を具備することを特徴
    とするマルチビーム走査装置。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
    のマルチビーム走査装置において,前記ビーム位置検出
    手段からのビーム位置信号を用いて同期検出を行うこと
    を特徴とするマルチビーム走査装置。
JP8061647A 1996-02-26 1996-02-26 マルチビーム走査装置 Pending JPH09226174A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000058101A1 (en) * 1999-03-29 2000-10-05 Olivetti Tecnost S.P.A. Aligning method for multiple ink jet colour printheads with built-in optoelectronic position detector
US7990406B2 (en) 2008-03-04 2011-08-02 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning device having a pitch adjustment device for adjusting a beam pitch and image forming apparatus including same

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