JPH09269458A - 走査光学装置 - Google Patents

走査光学装置

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JPH09269458A
JPH09269458A JP7769596A JP7769596A JPH09269458A JP H09269458 A JPH09269458 A JP H09269458A JP 7769596 A JP7769596 A JP 7769596A JP 7769596 A JP7769596 A JP 7769596A JP H09269458 A JPH09269458 A JP H09269458A
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JP
Japan
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light
light receiving
scanning
signal
photodetector
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Application number
JP7769596A
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English (en)
Inventor
Satoshi Matsuda
智 松田
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】走査光を検出する光検出センサの取付け位置を
調整するために、光検出センサに設けた複数の受光部に
て分割検出し、これらの分割出力に基づいて光検出セン
サの位置ずれの有無を判定する走査光学装置を提供す
る。 【解決手段】光検出センサPDに走査光が入射する受光
面には、所定配列且つ所定形状の受光部a,b,cが設
けられている。受光部b,cより出力される受光信号S
b,Scの差分の絶対値に比例する差分信号Sbcを絶対値
差分演算回路106が演算し、比較器108が信号Sbc
としきい値Vrefとを比較して、Sbc≦Vr efのときは光
検出センサPDに位置ずれの無いことを示す論理
“L”、Vref<Sbcのときは光検出センサPDがずれ
ていることを示す論理“H”の判定信号Qを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査光を記録媒体
等の被照射対象に照射することにより、情報の記録や読
取り等を行う走査光学装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の走査光学装置として、ビーム状の
走査光を回転ドラムに照射することによりトナーを帯電
付着させ、そのトナーによる潜像を紙面に転写させるこ
とにより印字等を実現するプリンタについて述べると、
このプリンタには、レーザ光等のビーム光を出射する光
源と、所定の角速度で揺動することによりビーム光を主
走査方向へ反射させる反射ミラーと、反射されたビーム
光(走査光)を回転ドラム上に照射させるfθレンズ等
のレンズ群と、回転ドラムを所謂副走査方向に相当する
方向へ回転させる回転駆動機構と、回転ドラムに付着し
たトナー潜像を紙面に転写させる転写機構が備えられて
いる。
【0003】そして、光源によるビーム光の出射方向が
固定化されているのに対し、反射ミラーの揺動角度が所
定の角速度で変化することにより、走査光の回転ドラム
上への照射位置が主走査方向に沿って移動することか
ら、主走査方向の帯電が実現される。また、所定タイミ
ングに同期して、回転ドラムを回転しつつ上記主走査方
向の帯電処理を繰り返すことにより、2次元のトナー潜
像を形成し、更にこのトナー潜像を紙面に転写すること
によって、2次元の印字等を実現する。
【0004】更に、反射ミラーの反射面に対して所定の
角度で対向配置された光検出センサにて走査光の一部を
検出することにより、前記各主走査の開始時点を検知
し、この開始時点に同期して、レーザ光源の点滅や回転
ドラムの回転タイミング等を制御することによって、紙
面の正規の領域に高品位印字等を行なうようにしてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した如く、高品位
の印字等を実現するためには各主走査の開始時点を正確
に検出する必要があり、前記光検出センサが正規の位置
からずれていると、その開始時点のずれに起因して、紙
面上の印字等も位置ずれを生じて高品位印字等が図れな
くなる。
【0006】従来、かかる光検出センサの位置ずれ調整
を行なうためには、走査光学装置を模擬的に作動させた
状態で光検出センサの出力レベルをオシロスコープ等で
観察しつつ、正規の主走査開始時点においてその出力レ
ベルが最大となるように光検出センサの取付け位置を微
調整したり、走査光の経路を目視にて確認しながら、光
検出センサの所定の受光面に走査光が入射するように微
調整する等の方法が採用されていた。
【0007】しかし、従来の調整作業は極めて煩雑であ
り、また、必ずしも高精度の微調整を行うことができな
いという問題があった。
【0008】本発明はこのような従来技術の課題に鑑み
てなされたものであり、走査光の光検出センサへの入射
位置を容易に且つ高精度で調節することができる走査光
学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】このような目的を達成す
るために本発明は、走査光を被照射対象に照射する共
に、所定の位置に設けられた光検出手段に前記走査光が
入射する時点を基準にして、前記被照射対象に対する情
報の記録又は読取りを行う走査光学装置において、前記
光検出手段の受光面に設けられた複数の受光部と、前記
走査光の前記受光面への入射位置に応じて前記各受光部
から出力される各受光信号の相互間の差分を演算する差
分演算手段と、前記差分演算手段の差分出力を所定のし
きい値に基づいて比較することにより、前記走査光の前
記受光面への入射位置のずれの有無を判定する判定手段
とを備える構成とした。
【0010】
【実施の形態】以下、本発明を所謂レーザプリンタに適
用した場合の実施の形態を図面と共に説明する。尚、図
1はレーザプリンタの要部構造を示す斜視図、図2は光
検出センサ及び検出回路の構成を示す説明図、図3は光
検出センサ及び検出回路の変形例の構成を示す説明図で
ある。
【0011】図1において、このレーザプリンタは、レ
ーザ光源2から出射されるレーザ光をコリメーティング
レンズ及びシリンドリカルレンズ等から成る光学系4に
よってビーム光に集光し、このビーム光を一定角速度で
所定方向Cxに回転するポリゴンミラー6にて反射させ
る。更に、ポリゴンミラー6の各反射面にて反射される
ビーム光(即ち、走査光)をfθレンズ8に通し、所定
角度に傾倒された固定反射ミラー10で反射させること
により、回転ドラム12の表面に照射させる。
【0012】ここで、レーザ光源2ないし光学系4から
のビーム光がポリゴンミラー6に向けて一定方向に出射
され且つポリゴンミラー6が所定方向Cxに定回転する
ので、ポリゴンミラー6の各反射面で反射される走査光
が回転ドラム12上を主走査方向Xに沿って移動し、回
転ドラム12上に主走査方向の帯電が行われる。
【0013】また、反射ミラー16がポリゴンミラー6
の各反射面に対して所定の角度で対向配置されており、
ポリゴンミラー6の各反射面が走査光の反射を開始する
時点、即ち、各主走査の開始時点に入射する走査光hν
を光検出センサPDへ反射させるようになっている。
尚、ポリゴンミラー6の各反射面の夫々の幅が、走査光
の最大反射角度範囲θm及びそれに対応する回転ドラム
12の最大主走査可能範囲に対応しており、これらの最
大反射角度範囲θm及び主走査可能範囲内であってそれ
よりも狭い範囲が、回転ドラム12上を実際に主走査す
るための主走査有効反射角度範囲θa及び有効走査範囲
に決められている。また、有効反射角度範囲θaの外側
であって最大反射角度範囲θmの内側に相当する所定位
置に反射ミラー16が設けられている。
【0014】そして、前記主走査の開始時点に同期して
前記各主走査が行われると共に、回転ドラム12が所謂
副走査方向に相当する方向Cyに回転されることによ
り、回転ドラム12の所定領域14に2次元の帯電が行
われ、かかる領域14に帯電付着されたトナー潜像を紙
面に転写することによって、2次元印字等が実現され
る。
【0015】このように、各主走査の開始時点を基準に
して主走査及び副走査のタイミングを同期制御するの
で、反射ミラー16及び光検出センサPDの取付け位置
が正規の位置に固定されている必要がある。そこで、こ
れらの位置ずれ調整を行うために、光検出センサPDの
受光面には、図2(A)に示す如く、所定形状及び所定
配列の複数個の受光部a,b,cが設けられると共に、
図2(B)に示す如く、検出回路にはこれらの受光部
a,b,cから出力される受光信号に基づいて位置ずれ
を判定する判定回路が設けられている。
【0016】図2(A)において、光検出センサPDに
は、矩形の第1の受光部aと第2,第3の受光部b,c
が所定間隔x0で併設されると共に、第2,第3の受光
部b,cが所定間隔y0をおいて併設されている。これ
らの受光部a,b,cは個々独立のフォトダイオード等
によって形成され、第1の受光部aの受光面が第2,第
3の受光部b,cの受光面より大きく、且つ第2,第3
の受光部b,cの受光面の形状が等しくなっている。更
に、上記の各間隔x0,y0は、走査光hνが入射すると
きの照射面積の外径よりも狭くなっている。
【0017】そして、これらの受光部a,b,cにて光
電変換された夫々の受光信号Sa,Sb,Scが図2
(B)に示す検出回路に入力され、判定回路からは走査
光の照射位置のずれの有無を示す判定出力Qが出力され
る。
【0018】受光信号Saは、所定増幅率を有するプリ
アンプ100によって増幅されると共に波形整形回路1
01によって2値の矩形信号Sa'に整形され、この矩形
信号Sa'が前記各主走査の開始時点を表し、前記主走査
及び副走査の同期制御を行うための同期信号となる。
【0019】受光信号Sb,Scは、夫々所定の増幅率を
有するプリアンプ102,104によって増幅され、増
幅後の信号Sb',Sc'が絶対値差分演算回路106に入
力され、これらの差分の絶対値|Sb'−Sc'|を表す差
信号Sbcが出力される。更に、差信号Sbcは、比較器1
08において予め決められたしきい値電圧Vrefと比較
され、夫々の電圧が、Vref≦Sbcの関係にあれば論理
“H”、Sbc<Vrefの関係にあれば論理“L”となる
判定信号Qが出力される。そして、プリアンプ102,
104、絶対値差分演算回路106及び比較器108に
て判定回路が構成され、判定出力Qをオシロスコープ等
の表示手段にて表示することによって、反射ミラー16
及び光検出センサPDの位置ずれの有無を観測するよう
になっている。尚、絶対値差分演算回路106は、例え
ば複数個の差動増幅器を組合わせて、信号Sb',Sc'の
差分値を常に正極性にして出力する周知の演算回路等を
用いることができる。
【0020】次に、実際の位置調整操作を説明すること
により、かかる構成を有する光検出センサPDと判定回
路の機能を説明する。まず、レーザ光源2を点灯させる
と共にポリゴンミラー6を回転させることにより主走査
を行わせる。
【0021】ここで、反射ミラー16及び光検出センサ
PDが予め決められた正規の位置に固定されている場合
には、図2(A)中の1点鎖線にて示す円L1の如く、
主走査開始時点での走査光hνが光検出センサPDの第
1,第2,第3の受光部a,b,cの重心位置に入射す
る。この結果、第2(B)の回路からは、第1の受光部
aよりの受光信号Saに基づく同期信号Sa'が出力され
る。更に、第2,第3の受光部b,cからはほぼ等しい
振幅の受光信号Sb,Scが出力されることから、絶対値
差分演算回路106より出力される差信号Sbcの振幅が
ほぼ0ボルトになると共に、Sbc<Vrefの関係により
比較器108の判定信号Qが論理“L”となる。したが
って、判定信号Qの論理レベルを観測し、論理“L”の
場合には、反射ミラー16及び光検出センサPDが正規
の位置に固定されておりこれらの位置調整が不要である
と容易に判断することができる。
【0022】一方、反射ミラー16又は光検出センサP
Dが正規の位置からずれているために、例えば図2
(A)中の点線にて示す円L2の如く、走査光hνの入
射位置が第2の受光部b側に偏心している場合には、第
1の受光部aからは受光信号Saが出力され且つ同期信
号Sa'も出力される。但し、第2の受光部bにおける走
査光hνの受光量に比較して、第3の受光部cにおける
走査光hνの受光量が小さくなるため、受光信号Sbの
振幅が受光信号Scのそれよりも小さくなり、絶対値差
分演算回路106の差信号Sbcがしきい値電圧Vref
りも大きくなる。この結果、比較器108から出力され
る判定信号Qが論理“H”となり、反射ミラー16又は
光検出センサPDが正規の位置からずれていると容易に
判断することができる。そして、判定信号Qの論理レベ
ルが“H”から“L”になるように、反射ミラー16又
は光検出センサPDの位置を調整することによって、図
2(A)中の1点鎖線にて示す円L1の如く、容易に走
査光hνを光検出センサPDの正規の位置へ入射させる
ことができる。
【0023】また、図2(A)中の2点鎖線の円L3
て示す如く、走査光hνの入射位置が第3の受光部c側
に偏心している場合には、第1の受光部aからは受光信
号Saが出力され且つ同期信号Sa'も出力される。更
に、受光信号Sbの振幅が受光信号Scのそれよりも小さ
くなり、絶対値差分演算回路106の差信号Sbcがしき
い値電圧Vrefよりも大きくなる。この結果、比較器1
08から出力される判定信号Qが論理“H”となり、反
射ミラー16又は光検出センサPDが正規の位置からず
れていると容易に判断することができる。したがって、
判定信号Qの論理レベルが“H”から“L”になるよう
に、反射ミラー16又は光検出センサPDの位置を調整
することによって、図2(A)中の1点鎖線にて示す円
1の如く、容易に走査光hνを光検出センサPDの正
規の位置へ入射させることができる。
【0024】このように、この実施の形態によれば、判
定信号Qの論理レベルに基づいて容易に反射ミラー16
又は光検出センサPDの位置ずれ調整を行うことができ
ると共に、各主走査における主走査開始時点を正規のタ
イミングに調整することができ、ひいては高品位の印字
等を実現することができる。
【0025】また、各受光部a,b,cの各受光面積や
形状、夫々の配置間隔x0,y0を適宜に変更したり、し
きい値電圧Vrefを調節することにより、反射ミラー1
6及び光検出センサPDの位置調整精度を可変にするこ
とができるので、様々な印字精度のレーザプリンタに適
用することができる。
【0026】次に、変形例を図3に基づいて説明する。
尚、この変形例に係るレーザプリンタの全体構成は図1
と同様であるものとし、図3(A)(B)において図2
(A)(B)と同一又は相当する部分を同一符号で示す
ものとする。
【0027】図3(A)に示す如く、光検出センサPD
には、いずれも矩形の第1ないし第3の受光部a,b,
cが、第1の受光部aを中心にして縦方向に所定間隔y
1をおいて設けられている。また、これらの受光部a,
b,cは個々独立のフォトダイオード等によって形成さ
れ、第1の受光部aの受光面が第2,第3の受光部b,
cの受光面より大きく、且つ第2,第3の受光部b,c
の受光面の形状が等しくなっている。また、これら受光
部a,b,cの各間隔y1は、走査光hνが入射すると
きの照射面積の外径よりも狭くなっている。更に、これ
らの受光部a,b,cには、図2(B)に示す検出回路
が接続され、反射ミラー16又は光検出センサPDの位
置ずれの有無を示す判定信号Q1,Q2が出力される。
【0028】図3(B)において、第1の受光部aから
出力される受光信号Saが所定増幅率のプリアンプ10
0によって増幅されると共に2値の矩形信号Sa’に整
形され、この矩形信号Sa'が主走査及び副走査のための
同期信号となっている。
【0029】第2,第3の受光部b,cから出力される
受光信号Sb,Scは、夫々所定の増幅率を有するプリア
ンプ102,104によって増幅され、増幅後の信号S
b',Sc'が差動増幅器110,112に入力される。一
方の差動増幅器110は、信号Sb'から信号Sc'を減算
処理し、その差分(Sb’−Sc’)を表す差信号Sbcを
出力し、他方の差動増幅器112は、出力信号Sc’か
ら出力信号Sb’を減算処理してその差分(Sc’−S
b’)を表す差信号Scbを出力する。
【0030】そして、第1の比較器114が、予め決め
られた第1のしきい値電圧Vref1に基づいて差信号Sbc
の振幅電圧を比較し、Vref1≦Sbcのときは論理
“H”、Sbc<Vref1のときは論理“L”となる判定信
号Q1を出力する。また、第2の比較器116が、予め
決められた第2のしきい値電圧Vref2に基づいて差信号
Scbの振幅電圧を比較し、Vref2≦Scbのときは論理
“H”、Scb<Vref2のときは論理“L”となる判定信
号Q2を出力する。
【0031】尚、プリアンプ102,104、差動増幅
器110,112及び比較器114,116により判定
回路が実現されている。
【0032】次に、実際の調整操作を説明することによ
り、かかる構成を有する変形例の機能を説明する。ま
ず、レーザ光源2を点灯させると共にポリゴンミラー6
を回転させることにより主走査を行わせる。
【0033】ここで、反射ミラー16及び光検出センサ
PDが予め決められた正規の位置に固定されている場合
には、図3(A)中の1点鎖線にて示す円L1の如く、
主走査開始時点での走査光hνが光検出センサPDの第
1の受光部aにのみ入射する。この結果、図3(B)の
回路からは、第1の受光部aからの受光信号Saに基づ
く同期信号Sa'が出力される。更に、第2,第3の受光
部b,cからはほぼ振幅が0ボルトの受光信号Sb,Sc
が出力されることから、差動増幅器110,112の各
差信号Sbc,Scbの振幅も0ボルトになり、Sbc<V
ref1の関係により判定信号Q1が論理“L”、Scb<V
ref2の関係により判定信号Q2が論理“L”となる。
【0034】したがって、判定信号Q1,Q2の論理レベ
ルを観測し、いずれも論理“L”となる場合には、反射
ミラー16及び光検出センサPDが正規の位置に固定さ
れておりこれらの位置調整が不要であると容易に判断す
ることができる。
【0035】一方、反射ミラー16又は光検出センサP
Dが正規の位置からずれているために、例えば図3
(A)中の点線にて示す円L2の如く、走査光hνの入
射位置が第2の受光部b側に偏心している場合には、第
1の受光部aからは受光信号Saが出力され且つ同期信
号Sa'も出力される。但し、第3の受光部L3から出力
される受光信号Scの振幅がほぼ0ボルトになるのに対
し、第2の受光部bから出力される受光信号L2の振幅
は、走査光hνの受光量に応じた振幅となる。
【0036】この結果、差動増幅器110の差信号Sbc
は差分(Sb'−Sc')に相当する振幅電圧となり、更に
ref1≦Sbcの関係から、判定信号Q1は論理“H”と
なる。また、差動増幅器112の差信号Scbは、差分
(Sc'−Sb')が負となるので、0ボルトになり、更に
Scb<Vref2の関係から、判定信号Q2は論理“L”と
なる。
【0037】したがって、判定信号Q1が論理“H”、
且つ判定信号Q2が論理“L”となるときには、走査光
hνの入射位置が第2の受光部b側に偏心していると容
易に判断することができ、そして、判定信号Q1,Q2
論理レベルが共に“L”になるように、反射ミラー16
又は光検出センサPDの位置を調整することによって、
図3(A)中の1点鎖線にて示す円L1の如く、容易に
走査光hνを光検出センサPDの正規の位置へ入射させ
ることができる。
【0038】また、図3(A)中の2点鎖線の円L3
て示す如く、走査光hνの入射位置が第3の受光部c側
に偏心している場合には、第1の受光部aからは受光信
号Saが出力され且つ同期信号Sa'も出力される。但
し、第2の受光部L2から出力される受光信号Sbの振幅
がほぼ0ボルトになるのに対し、第3の受光部cから出
力される受光信号L3の振幅は、走査光hνの受光量に
応じた振幅となる。
【0039】この結果、差動増幅器110の差信号Sbc
は、差分(Sb'−Sc')が負となるので、0ボルトにな
り、更にSbc<Vref1の関係から、判定信号Q1は論理
“L”となる。また、差動増幅器112の差信号Scb
は、差分(Sc'−Sb')に応じた振幅となり、更にV
ref2≦Scbの関係から、判定信号Q2は論理“H”とな
る。
【0040】したがって、判定信号Q1が論理“L”、
且つ判定信号Q2が論理“H”となるときには、走査光
hνの入射位置が第3の受光部c側に偏心していると容
易に判断することができ、そして、判定信号Q1,Q2
論理レベルが共に“L”になるように、反射ミラー16
又は光検出センサPDの位置を調整することによって、
図3(A)中の1点鎖線にて示す円L1の如く、容易に
走査光hνを光検出センサPDの正規の位置へ入射させ
ることができる。
【0041】このように、この変形例によれば、判定信
号Q1,Q2の論理レベルに基づいて容易に反射ミラー1
6又は光検出センサPDの位置ずれ検出を行うことがで
きる。更に、各判定信号Q1,Q2の組合せによってかか
る位置ずれを検出するので、走査光hνの入射位置のず
れの傾向を知ることができ、容易に主走査における主走
査開始時点を正規のタイミングに調整することができ、
ひいては高品位の印字等を実現することができる。
【0042】また、各受光部a,b,cの各受光面積や
形状、夫々の配置間隔x0,y0を適宜に変更したり、し
きい値電圧Vref1,Vref2を調節することにより、反射
ミラー16及び光検出センサPDの位置調整精度を可変
にすることができるので、様々な印字精度のレーザプリ
ンタに適用することができる。
【0043】尚、これらの実施の形態では、3個の受光
部a,b,cを備える光検出センサPDを適用する場合
について述べたが、本発明は、かかる受光部の個数を限
定するものではなく、少なくとも3個以上であればよ
い。
【0044】また、図2(B)に示した判断回路を図3
(A)に示す光検出センサに適用し、図3(B)に示し
た判断回路を図2(A)に示す光検出センサに適用する
こともできる。
【0045】また、これらの実施の形態では、レーザプ
リンタに適用した走査光学装置を説明したが、他の光学
機器、例えば感光紙に走査光を直接照射することによっ
て印字等を行うプリンタや、記録媒体の情報を光検出す
る光ピックアップ装置など、走査光学系を備える光学機
器全般に適用することができる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、走
査光を検出する光検出手段の受光面に複数の受光部を設
けたので、走査光の光検出手段への入射位置が正規の位
置からずれた場合に、その位置ずれを、各受光部が受光
する走査光の各受光量の変化として検出することができ
る。更に、各受光部から出力される受光信号相互間の差
分を所定のしきい値に基づいて比較するので、走査光の
入射位置のずれが所定の位置精度の範囲内にあるか否か
の判断を容易に行うことができる。
【0047】したがって、走査光が予め決められた正規
の位置に入射したときの前記比較結果と一致するよう
に、光検出手段の位置を調整するだけで、容易に走査光
と光検出手段の位置ずれを調整することができると共
に、高精度の位置決め調整を可能にする等の効果を発揮
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の走査光学装置を適用したレーザプリン
タの要部構造を示す斜視図である。
【図2】光検出センサ及び検出回路の構成を示す説明図
である。
【図3】光検出センサ及び検出回路の変形例の構成を示
す説明図である。
【符号の説明】 16…反射ミラー、PD…光検出センサ、a,b,c…
受光部、100,102,104…プリアンプ、101
…波形整形回路、106…絶対値差分演算回路、10
8,114,116…比較器、110,112…差動増
幅器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】走査光を被照射対象に照射する共に、所定
    の位置に設けられた光検出手段に前記走査光が入射する
    時点を同期して前記被照射対象に対する情報の記録又は
    読取りを行う走査光学装置において、 前記光検出手段の受光面に設けられた複数の受光部と、 前記走査光の前記受光面への入射位置に応じて前記各受
    光部から出力される各受光信号の相互間の差分を演算す
    る差分演算手段と、 前記差分演算手段の差分出力を所定のしきい値に基づい
    て比較することにより、前記走査光の前記受光面への入
    射位置のずれの有無を判定する判定手段と、を具備する
    ことを特徴とする走査光学装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319366C (zh) * 2003-10-16 2007-05-30 夏普株式会社 光束检测装置及印刷设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1319366C (zh) * 2003-10-16 2007-05-30 夏普株式会社 光束检测装置及印刷设备

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