JPH10213760A

JPH10213760A - 光走査位置検出方法および装置

Info

Publication number: JPH10213760A
Application number: JP9016448A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kuroda; 黒田　　修
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 1998-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリゴンミラーを用いた光走査装置におい
て、光ビームが所定走査位置を通過したことを低コスト
に検出可能とする。【解決手段】ポリゴンミラー１３が所定の回転位置に
達したときに出力信号Ｐ１を発生する検知信号発生手段
をポリゴンミラー１３に設け、制御回路２４により、前
記出力信号Ｐ１に基づいて水平同期信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転多面鏡を用いた
光走査装置に関し、詳しくは、該光走査装置において、
光ビームが所定走査位置を通過したことを検出する光走
査位置検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光ビームを画像データに基づ
いて変調し、その変調された光ビームを感光材料上にお
いて主副方向に２次元的に走査し、この感光材料に画像
を記録する画像記録装置が知られている。また、画像が
記録されている記録材料を光ビームによって主、副走査
し、その際に光ビームの照射を受けた記録材料の部分か
らの反射光、透過光あるいは発光光を光電的に検出し
て、記録画像を示す電気的画像信号を得る画像読取装置
も知られている。

【０００３】このような画像記録装置あるいは画像読取
装置等に適用される光走査装置においては、ポリゴンミ
ラー（回転多面鏡）やガルバノメータミラー等の光偏向
器により光ビームを感光材料等の被走査体上において一
方向に走査（主走査）させる一方、被走査体を光ビーム
に対して主走査の方向とほぼ直角な方向に相対移動させ
て副走査を行う、という手法が多く用いられている。ま
た、２台の光偏向器を使用して光ビームを２次元的に偏
向させることにより、固定された被走査体上で光ビーム
を主、副走査させる光走査装置も知られている。

【０００４】ところで上述のような光走査装置において
は、水平同期信号を作成するために光ビームが主走査ラ
イン上の所定位置を通過したことを検出する必要があ
る。

【０００５】そのような光走査位置を検出するための装
置は、従来より種々のものが提案されている。例えば、
特公昭５９−１６４６２号には、検出すべき所定走査位
置に１つの光検出器を配置しておき、この光検出器の出
力信号の立ち上がりと立ち下がりの中央時刻を検出する
ようにした光走査位置検出装置が示されている。また、
特公昭６１−１３２０７号には、所定走査位置を間にお
いて光走査方向前後に２個の光検出器を配置しておき、
それらの光検出器の差信号を形成して、そのゼロクロス
タイミングを検出するようにした光走査位置検出装置が
示されている。さらに本出願人は、特開平５−１６７７
９２号において、光ビームが所定走査位置を通過したこ
とを検出する方法として、走査開始位置の直前に２つの
光検出器（センサ）を設け、この２つの光検出器からの
出力値が一致するタイミングで信号を発生させ、該信号
を水平同期信号として使用するようにした光走査位置検
出装置を提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特公昭５
９−１６４６２号や特公昭６１−１３２０７号に示され
た光走査位置検出装置は、いずれも回路構成が複雑でコ
ストが高いものとなっていた。また、本出願人の提案し
た特開平５−１６７７９２号の光走査位置検出装置にお
いては、上記従来装置の問題点をある程度は解決してい
るが、コスト面ではさらに改善の余地がある。すなわ
ち、特開平５−１６７７９２号の装置では、所定走査位
置にある光ビームを検出するために複数の光センサが必
要（実際には折り返しミラーも必要）となるうえ、有効
主走査域から外れた位置にも光ビームを走査する必要が
あるので、走査レンズも大型化するなど、コストが高い
ものとなっていた。また、有効主走査域から外れた位置
にも光ビームを走査するので、有効主走査域に対するデ
ューティが低いものとなっていた。

【０００７】この発明は、コストを低減するとともに、
有効主走査域に対するデューティを低下させることな
く、水平同期信号を容易に検出することができる光走査
位置検出方法および装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による光走査位置
検出方法は、回転多面鏡が所定の回転位置に達したとき
に検知信号を発生させ、該検知信号に基づいて水平同期
信号を生成するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【０００９】さらに詳しくは、回転多面鏡に、該回転多
面鏡が所定の回転位置に達したときに検知信号を発生す
る検知信号発生手段を設け、前記検知信号に基づいて水
平同期信号を生成することを特徴とするものである。

【００１０】この検知信号は、前記回転多面鏡が１回転
する間に、複数回出力するようにしてもよいし、１回出
力するようにしてもよい。この検知信号発生手段は、回
転多面鏡に設けられたホール素子と、該ホール素子に磁
界を付与する固定位置に設けられた磁界付与手段とから
構成してもよいし、回転多面鏡上に形成された光学的に
検知可能な位置識別子と、固定位置に設けられた、該位
置識別子に向けて光を照射する発光素子と、前記位置識
別子で反射した光を受光する受光素子とから構成しても
よい。あるいはホール素子を固定し、磁界付与手段を回
転多面鏡側に設けてもよい。

【００１１】前記ホール素子あるいは光学的位置識別子
は、前記回転多面鏡の各面に対応させて、面数と同じ数
だけ設けてもよいし、回転多面鏡に１つ設けてもよい。
あるいは、回転多面鏡の各面に対応させないで、適当な
数、設けてもよい。

【００１２】本発明による光走査位置検出方法および装
置によれば、光ビームを走査する回転多面鏡が所定の回
転位置に達したときに検知信号を出力するようにしたの
で、この検知信号に対して波形整形等を行うことによ
り、光ビームが所定の走査位置を通過したことを示す水
平同期信号を生成することができる。

【００１３】ここで、上記検知信号発生手段は、回転多
面鏡が所定の回転位置に達した瞬間に検知信号を発生す
るものであればいかなるものであってもよい。具体的に
は、例えば回転多面鏡の一部に固定されて、回転多面鏡
の回転に伴って回転する磁気的または光学的に検知可能
な第１の部材を設けるとともに、前記第１の部材と接触
または非接触で磁気的または光学的に反応してパルス信
号を発生する第２の部材を回転多面鏡の近傍の固定位置
に設け、回転多面鏡が回転して、第１の部材が所定の位
置に達したときに、第２の部材から検知信号としてのパ
ルス信号を発生するような構成を用いることができる。

【００１４】上記水平同期信号から画像データの書き出
しのタイミングを得るには、あらかじめ図４に示すよう
に画像データの書き出し位置ａに時間計測のための光セ
ンサ３１を配置し、またポリゴンミラー１３の反射面ｃ
が位置ｂに達したときに前記検知信号発生手段により検
知信号が出力されるような構成とし、位置ｂでポリゴン
ミラー１３からの検知信号を検知してから、位置ｂ′で
光ビーム１１が書き出し位置に配置された光センサ３１
で検知されるまでの遅れ時間を計測しておく。そして、
画像記録あるいは読取りの際には、前記検知信号を検知
してから、前記遅れ時間の分を加えたタイミングで画像
データの書き出しを行うことにより、光ビーム１１の主
走査との同期を取ることができる。

【００１５】検知信号の出力回数を回転多面鏡の面数と
同数とした場合には、回転多面鏡の各反射面が図４の位
置ｂに達するごとに検知信号が出力される。例えば、前
記回転多面鏡の面数が６であれば、回転多面鏡が１回転
する間に検知信号が６回出力されることになる。なお、
検知信号の出力回数は必ずしも回転多面鏡の面数と一致
しなくてもよい。例えば、回転多面鏡の面数が４、６、
８というように正の偶数で表される場合には、回転多面
鏡が半回転するごとに検知信号を１回出力するように
し、回転多面鏡が１回転する間に検知信号が２回出力さ
れるようにしてもよい。この場合は、図４のように、位
置ｂでポリゴンミラー１３からの検知信号を検知してか
らポリゴンミラー１３が半回転するまでの間、半回転分
の各反射面で反射した光ビーム１１がそれぞれ書き出し
位置の光センサ１７で検知されるまでの遅れ時間を、最
初の反射面ｃが位置ｂに達したときを基準として、半回
転分の各反射面ごとに計測しておく。そして、画像デー
タの記録または読取り時において、回転多面鏡からの検
知信号を検知したときは、その後半回転する間の各反射
面のごとの検知信号を前記計測した遅れ時間に従って生
成する。

【００１６】回転多面鏡が１回転する間に１回だけ検知
信号を検出する装置においては、回転多面鏡の反射面の
一つが、図４の位置ｂに達するごとに検知信号が出力さ
れる。この場合は、図４のように、位置ｂでポリゴンミ
ラー１３からの検知信号を検知してからポリゴンミラー
１３が１回転するまでの間、各反射面で反射した光ビー
ム１１がそれぞれ書き出し位置の光センサ１７で検知さ
れるまでの遅れ時間を、最初の反射面ｃが位置ｂに達し
たときを基準として、１回転分の各反射面ごとに計測し
ておく。そして、画像データの記録または読取り時にお
いて、回転多面鏡からの検知信号を検知したときは、そ
の後１回転する間の各反射面のごとの検知信号を前記計
測した遅れ時間に従って生成する。

【００１７】ホール素子または磁界付与手段のいずれか
一方を回転多面鏡の一部に設け、他方を所定位置に固定
配置した場合は、回転多面鏡の回転とともにホール素子
と磁界付与手段とが相対移動し、所定位置において接触
または非接触で磁気的に反応したときにホール素子から
はパルス信号が出力される。したがって、ホール素子を
所定位置に配置することにより、回転多面鏡の回転位置
をパルス信号で検出することができる。回転多面鏡に位
置識別子を設けた場合も同様である。すなわち、光が位
置識別子により反射された後、受光素子で受光され、受
光素子からパルス信号が出力される。したがって、位置
識別子を回転多面鏡の所定位置に配置することにより、
回転多面鏡の回転位置をパルス信号で検出することがで
きる。

【００１８】

【発明の効果】本発明による光走査位置検出方法および
装置においては、光ビームを走査する回転多面鏡が所定
の回転位置に達したときに検知信号を出力するようにし
たので、走査開始位置の直前に２つの光センサを設けた
従来装置と比べると、有効主走査域外から外れた位置に
走査される光ビームを検出する光センサ等が不要とな
る。しかも、有効主走査域から外れた位置に光ビームを
走査する必要がないので、走査レンズも小型化すること
ができる。したがって、前記従来装置によりもコストを
低減することができる。また、有効主走査域から外れた
位置に光ビームを走査することがないので、有効主走査
域に対するデューティを向上させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明による光走査位置
検出方法および装置を、画像記録装置に適用した場合の
一実施の形態について説明する。

【００２０】図１は、本実施形態による画像記録装置の
概略構成図である。図１において、半導体レーザ１０か
ら発せられた光ビーム１１は、コリメータレンズ１２で
平行光とされた後、主走査手段としてのポリゴンミラー
１３に入射する。光ビーム１１はこのポリゴンミラー１
３の回転とともに矢印Ａで示す方向に反射偏向され、通
常ｆθレンズからなる走査レンズ１４を通過して、例え
ば銀塩写真フィルム等の感光材料１５上を矢印Ｘ方向に
主走査される。この感光材料１５は副走査手段としての
エンドレスベルト１６により、上記主走査方向Ｘに対し
て直角な矢印Ｙ方向に定速で移送される。このようにし
て感光材料１５は光ビーム１１によって主、副走査され
る。

【００２１】一方、画像を担持するデジタルの画像デー
タＤは、階調補正装置２０において階調補正テーブルに
基づいて階調補正処理を受けてからＤ／Ａ変換器２１に
入力され、そこでアナログ画像信号Ｓに変換される。こ
の画像信号Ｓはアンプ２２により増幅された上で半導体
レーザ駆動回路２５に入力される。その半導体レーザ駆
動回路２５は半導体レーザ１０を駆動するものであり、
そこに上述の画像信号Ｓが入力されると、この信号Ｓに
基づいて半導体レーザ１０が直接変調される。こうして
光ビーム１１は画像データＤに基づいて強度変調され、
該データＤが担持していた画像が感光材料１５上に写真
潜像として記録される。その後、この感光材料１５を現
像処理にかければ、上記潜像が顕像化される。

【００２２】次に、光ビーム１１が所定の走査位置を通
過したことを検出する構成について説明する。

【００２３】図２は、ポリゴンミラー１３の概略を示す
平面図、図４は側面図である。なお図を見やすくするた
め、ポリゴンミラー１３の上下方向は図１とは異なる。
図２に示すように、ポリゴンミラー１３の外周面には、
光ビームを反射する６つの反射面１３（−１〜６）が形
成されている。また、ポリゴンミラー１３の下方には、
検知信号発生手段の一方を構成する磁石１７がポリゴン
ミラー１３と同軸で支承されている。この磁石１７は円
盤状に形成されており、ポリゴンミラー１３の回転とと
もにＮ極とＳ極が円周に沿って回転移動するように構成
されている。このポリゴンミラー１３と磁石１７を軸支
する回転軸１８はモータ１９と直結しており、前記ポリ
ゴンミラー１３と磁石１７は、モータ１９により矢印Ｂ
方向に回転駆動される。一方、磁石１７の周囲には、検
知信号発生手段の他方を構成するホール素子２６（−１
〜６）が、磁石１７の外周に沿って６０度ごとに等間隔
で配設されている。これらのホール素子２６は、モータ
１９の上面に設けられたステージ２７上において、磁石
１７の外周と非接触で近接するように固定配置されてい
る。

【００２４】上記各ホール素子２６には、図示しない電
源から所定の電流が供給されており、磁石１７が回転し
て、そのＮ極がホール素子２６の前を横切ると、その瞬
間にパルス信号を発生する。図２、図３の例ではホール
素子２６が６個配設されているため、ポリゴンミラー１
３が１回転する間にパルス信号が６回発生することにな
る。このとき発生したパルス信号は、出力信号Ｐ１とし
て制御回路２４に入力される。制御回路２４では、この
出力信号Ｐ１に対して波形整形等の処理を施し、光ビー
ム１１が所定の走査位置を通過したことを示す水平同期
信号を生成する。したがって、この実施形態では、ポリ
ゴンミラー１３が１回転する間に水平同期信号は６回出
力されることになる。

【００２５】ここで、上記水平同期信号と画像データの
書き出し開始のタイミングについて説明する。図４は、
ポリゴンミラー１３の回転位置と光ビーム１１との関係
を示す模式図である。ただし、ポリゴンミラー１３の形
状は図１と異なる。

【００２６】光ビーム１１は、回転するポリゴンミラー
１３により反射され、走査線ｄに沿って右から左に向か
って走査される。このとき、光ビーム１１が有効主走査
長の開始点、すなわち図３の書き出し位置ａに達したと
きに、画像データの書き出しが行われる。そこで、水平
同期信号が出力されてから画像データの書き出し開始の
タイミングを計測するため、画像データの書き出し位置
ａに光センサ３１を配置し、またポリゴンミラー１３の
反射面ｃが位置ｂに達したときにホール素子からパルス
信号が出力されるような構成とし、ポリゴンミラー１３
からのパルス信号を検知してから、光ビーム１１が書き
出し位置ａの光センサ３１で検知されるまでの遅れ時間
を計測しておく。そして、画像記録の際には光センサ３
１は不要で、水平同期信号が出力されてから前記遅れ時
間の分を加えたタイミングで画像データの書き出しを行
う。これによると、始点検出用の光センサを使用するこ
となく、水平同期信号を正確に検出することができるの
で、主走査方向における書き出し位置にずれの無い画像
記録（あるいは画像読み取り）を行うことができる。な
お、前記遅れ時間は装置ごとに計測され、その装置に固
有の情報として制御回路２４（図１）に設定される。

【００２７】次に、画像記録の開始動作について説明す
る。

【００２８】図１において、感光材料１５が矢印Ｙ方向
に移送され続けて、その先端が光ビーム１１の照射を受
ける位置までくると、先端検知センサ３５に入射するは
ずの光ビーム１１が感光材料１５の先端部によって遮ら
れる。そこで、先端検出センサ３５の出力信号Ｐ２にお
いては、それまで光ビーム検出により生じていたパルス
状波形が生じなくなる。制御回路２４は、このパルス状
波形の消失を検出して記録開始指令信号を生成する。前
記制御回路２４からＤ／Ａ変換器２１へは、前記水平同
期信号に同期した画像クロック（ＣＬＫ）が入力され、
デジタル画像データＤのＤ／Ａ変換のタイミングが制御
される。これにより、光ビーム１１の主走査と同期した
タイミングで半導体レーザ駆動回路２５へ画像信号Ｓが
入力される。また、画像クロックの出力開始タイミング
は、前記記録開始指令信号と遅れ時間に基づいて定めら
れる。

【００２９】なお、本実施の形態では、ポリゴンミラー
１３の面数と同じ数のホール素子２６を配設した例につ
いて説明したが、ホール素子の数は前述のようにポリゴ
ンミラー１３の面数と一致しなくてもよい。

【００３０】また、ポリゴンミラー１３が１回転するご
とにパルス信号を１回出力するように構成することもで
きる。この場合は、図４のように、位置ｂでポリゴンミ
ラー１３からのパルス信号を検知してからポリゴンミラ
ー１３が１回転するまでの間、各反射面で反射した光ビ
ーム１１がそれぞれ書き出し位置の光センサ３１で検知
されるまでの遅れ時間を、最初の反射面ｃが位置ｂに達
したときを基準として、１回転分の各反射面ごとに計測
しておく。そして、画像記録または読み取り時におい
て、ポリゴンミラー１３からのパルス信号を検知したと
きは、その後１回転する間の各反射面のごとのパルス信
号を前記遅れ時間に従って生成する。

【００３１】さらに、図２においては、磁石１７をポリ
ゴンミラー１３側に設け、ホール素子２６をステージ２
７上に固定配置しているが、ホール素子２６をポリゴン
ミラー１３側に設け、磁石１７をステージ２７上に固定
配置するようにしてもよい。

【００３２】図５は、検知信号発生手段の他の実施の形
態を示す概略構成図である。図５において、ポリゴンミ
ラー１３の上面には該ミラー１３の回転位置を示す光学
的に検知可能な位置識別子としての位置マーク２８が１
つ形成されている。この位置マーク２８は光を反射する
性質を有する塗料または同等の表面機能を有する線材等
により構成することができる。この位置マーク２８の上
方には、該マーク２８に向けて光を照射する発光素子２
９と、前記位置マーク２８で反射した光を受光して、パ
ルス信号を出力する受光素子３０とが配設されている。

【００３３】上記構成によると、ポリゴンミラー１３が
回転し、位置マーク２８が発光素子２９から発せられた
光の照射位置に達すると、この光は位置マーク２８で反
射した後、受光素子２９で受光され、受光素子２９から
パルス信号が出力される。図４の例では位置マーク２８
が１つ形成されているため、ポリゴンミラー１３が１回
転する間にパルス信号が１回発生することになる。この
とき発生したパルス信号は、図１に示すように、出力信
号Ｐ１として制御回路２４に入力される。制御回路２４
では、この出力信号Ｐ１に対して波形整形等の処理を施
し、光ビーム１１が所定の走査位置を通過したことを示
す水平同期信号を生成する。

【００３４】なお、この実施形態ではポリゴンミラー１
３に位置マーク２８を１つ形成しているが、位置マーク
２８はポリゴンミラー１３の面数と同じ数だけ形成して
もよいし、あるいはいくつであってもよい。すなわち、
その位置マーク２８と各反射面との相対位置が固定され
ていれば、いくつ、どこに設けられていてもよい。

【００３５】以上説明したように、本実施形態による画
像記録装置においては、光ビームを走査するポリゴンミ
ラー１３が所定の回転位置に達したときにパルス信号を
出力するようにしたので、走査開始位置の直前に２つの
光センサを設けた従来装置と比べると、有効主走査域外
から外れた位置に走査される光ビームを検出する光セン
サ等が不要となり、しかも有効主走査域から外れた位置
に光ビームを走査する必要がないので、走査レンズも小
型化することができる。したがって、前記従来装置によ
りもコストを低減することができる。また、有効主走査
域から外れた位置に光ビームを走査することがないの
で、有効主走査域に対するデューティを向上させること
ができる。

【００３６】さらに、ホール素子等をポリゴンミラー１
３に１つ設けた構成においては、検知信号発生手段の数
を必要最小限とすることができるので、部品点数の削減
により、さらにコストの低減を図ることが可能となる。

【００３７】なお、本実施形態では、この発明による光
走査位置検出方法および装置を画像記録装置に適用した
場合について説明したが、画像読取装置に適用した場合
についても同様の作用効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による画像記録装置の概略
構成図

【図２】ポリゴンミラーの概略を示す平面図

【図３】その側面図

【図４】ポリゴンミラーの回転位置と光ビームとの関係
を示す模式図

【図５】検知信号発生手段の他の実施形態を示す概略構
成図

【符号の説明】

１０半導体レーザ１１光ビーム１３ポリゴンミラー１７磁石１８回転軸２４制御回路２５半導体レーザ駆動回路２６ホール素子２８位置マーク２９発光素子３０受光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを回転多面鏡により反射偏向し
て被走査体上を走査する光走査装置において、前記光ビ
ームが所定走査位置を通過したことを検出する光走査位
置検出方法であって、前記回転多面鏡が所定の回転位置に達したときに検知信
号を発生させ、該検知信号に基づいて水平同期信号を生
成するようにしたことを特徴とする光走査位置検出方
法。
【請求項２】光ビームを回転多面鏡により反射偏向し
て被走査体上を走査する光走査装置において、前記光ビ
ームが所定走査位置を通過したことを検出する装置であ
って、前記回転多面鏡が所定の回転位置に達したときに検知信
号を発生する検知信号発生手段を設け、前記検知信号に
基づいて水平同期信号を生成することを特徴とする光走
査位置検出装置。
【請求項３】前記回転多面鏡が１回転する間に検知信
号を複数回出力することを特徴とする請求項２記載の光
走査位置検出装置。
【請求項４】前記回転多面鏡が１回転する間に検知信
号を１回出力することを特徴とする請求項２記載の光走
査位置検出装置。
【請求項５】前記検知信号発生手段が、前記回転多面
鏡と該回転多面鏡に隣接する固定位置との一方に設けら
れたホール素子と、他方に設けられた、前記ホール素子
に磁界を付与する磁界付与手段とからなることを特徴と
する請求項２記載の光走査位置検出装置。
【請求項６】前記ホール素子を、前記回転多面鏡の各
面に対応させて、該面と同じ数だけ設けたことを特徴と
する請求項５記載の光走査位置検出装置。
【請求項７】前記ホール素子を、前記回転多面鏡に１
つ設けたことを特徴とする請求項５記載の光走査位置検
出装置。
【請求項８】前記検知信号発生手段が、前記回転多面
鏡上に形成された光学的位置識別子と、該位置識別子に
向けて光を照射する発光素子と、前記位置識別子により
反射された前記光を受光する受光素子とからなることを
特徴とする請求項２記載の光走査位置検出装置。
【請求項９】前記位置識別子を、前記回転多面鏡の各
面に対応させて、該面と同じ数だけ設けたことを特徴と
する請求項８記載の光走査位置検出装置。
【請求項１０】前記位置識別子を、前記回転多面鏡に
１つ設けたことを特徴とする請求項８記載の光走査位置
検出装置。