JPS58198962A - 光ビ−ムの走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、光ビームの走査装置にかかり、特に回転多
面鏡あるいは回転プリズム等の光学装置を回転させるこ
とによってレーザビームの走査を行うものであって、画
像信号の伝送速度が可変である光ビームの走査装置に関
する。

光ビームの走査装置は、ファクシミリの送信読取あるい
は受信記録装置の他レーザプリンタ等に使用されている
。このうち、レーザプリンタに使用されている光ビーム
特にレーザビームの走査装置の一例を示すと第１図の如
くである。この図において、レーザ発生用の光源１１か
ら発せら慇たレーザビームはシャッタ１２を介して音響
光学素子から成る光変調部１３によって変調を受け、駆
動部１６によって回転駆動される回転多面鏡１５によっ
て走査される（以下この走査を「主走査」という）。こ
の主走査されたレーザビームは受光素子から成るセンサ
２０と、画像が潜像として記録される感光ドラム１８上
に達、するが、このとき感光ドラム１８が駆動部１９に
よって回転駆動されることにより前記主走査と垂直の方
向に走査される（以下この走査を「副走査」という）。

他方、前記センサ２０の検知出力は同期信号発生部２１
に入力され、ここで必要な同期信号が形成されて制御部
２２に入力される。この制御部２２の端子ＴＭには、外
部から前記同期信号に同期されて送られてくる適宜のビ
デオデータが入力されるものであり、変調器２４におい
て発振器２３から出力される高周波信号がこのビデオデ
ータに基づいて変調される。更にこの変調信号はアンプ
２５によって増幅された後前記光変調部１３に入力され
、レーザビームの変調が行われる。

また、ｉｌｌ　ｍ１部２２は、感光ドラム１８の駆動部
１９に適宜の制御信号を出力し、これによって副走査の
制御が行われるようなっている。

かかる構成を有する光ビームの走査装置においてビデオ
データの転送速度と、主走査及び副走査速度とは密接な
関連があり、またこれらの程度によって画像の解像度が
影響を受けるものである。

従って、ある一定の転送速度（以下ｒｌ準転送速度」と
いう）に対する主走査速度と副走査速度とが定められて
いる場合において、前記基準転送速度より低い転送速度
でビデオデータが送られてくるときには、前記主走査及
び副走査速度も低い値とする必要がある。前述したよう
に、主走査は回転多面鏡１５によって行われ、副走査は
感光ドラム１８によって行われているが、このうち副走
査は、駆動部１９としてパルスモータ等を使用すること
により比較的容易に速度制御が可能である。

しかしながら回転多面鏡１５の回転速度を、広範囲にわ
たって連続的に可変とし且ついずれの速度においても安
定に動作させることは極めて困難である。このため従来
は、低速用モーター、駆動回路、電源を別に設計、顎作
し基準転送速度用のものと交換してビデオデータの転送
速度の変更に対応させていた。従って、かかる従来の手
段によっては、ビデオデータの転送速度が種々に変更さ
れてもこれに対応することができない。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、回転
多面鏡の回転速度を何ら変更することなく、ビデオデー
タの転送速度の変更に良好に対応して光ビームの走査を
行うことができる光ビームの走査装置を提供することを
その目的とし、ビデオデータの転送速度をあらかじめ定
められた基準転送速度に変換し、且つ基準転送速度に対
応した回転数で回転多面鏡を回転駆動してこれに同期す
るようにビデオデータを出力し、光ビーム変調を行うこ
とによって前記目的を達成しようとするものである。

以下この発明にかかる光ビームの走査＠瞳を添付図面に
示す実施例に従って詳細に説明する。

まず第２図（Ａ）乃至（Ｃ）に従って概要を説明する。

第２図（Ａ）乃至（Ｃ）のうち（Ａ）には、−画像がＲ
ｎで、−行が６１１のドツトＤ１乃至Ｄ６で構成されて
いる潜像を示す。なお、実際には、行数も、ドツト数も
非常に多いが説明のため第２図（Ａ＞のように仮定する
。まず第１図に示す感光ドラム１８が適宜回転されて第
一行目のＬｌがセットされる。次に、回転多面＃Ｒ１５
の回転によって感光ドラム１８上にドツトＤ１乃至Ｄ６
に対応するレーザビームが入射する。以上の動作が繰り
返されて第２図（Ａ＞に示す画像具体的には濡縁が感光
ドラム１８上に形成される。従って、−行を構成するビ
デオデータの転送時間は、１ドツト当りの転送時間の６
倍であって、これがドツトＤ１乃至Ｄ６の走査時間へＴ
に対応している。

イこで、副走査速度すなわち感光ドラム１８の回転速度
を１／２にしたと仮定し、且つビデオデータの転送速度
は同様で変更がないものとすると、第２図（８）の如く
ドツトＤ１乃至Ｄ６が副走査方向に重なることとなる。

これを防ぐためには第２図（Ｃ）に示すように一行おき
にレーザビームの照射を省くようにすればよい。すなわ
ち、前記走査時間ΔＴの略２倍の時間内に行われる２回
の主走査のうち１回のみレーザビームの照射を行うよう
にする。別言すれば、回転多面鏡１５の複数の反射面（
第１図においては６面）は、その回転に従って、１つの
面が１つの行の主走査に対応しているが、第２図（Ｃ）
においては、結果として２つの面が１つの行の主走査に
対応することとなる。

以十の前提を基本としてビデオデータの転送速度が１／
２になった場合を考えると、−行を構成するビデオデー
タの転送時開は、前記ΔＴの２倍１なわら２ΔＴとなる
。つまり２ΔＴの時開でドツトＤ１乃至Ｄ６に関するビ
デオデータが転送される。このビデオデータを一度メモ
リに記憶せしめ、次に第２図（Ａ）と同様の転送速度で
出力してレーザビームの主走査を行うこととすれば、′
まず第一行目し１ドツトＤ１乃至Ｄ６については回転多
面鏡１５の回転速度を何ら変更することなくｍｓを感光
ドラム１８上に形成することができる。

次に副走査速度を１／２とし、回転多面１１５の回転速
度をそのままとするのみならずレーザビームの照射を行
わないこととすると、第二行目Ｌ２は第２図（Ｃ）の如
くとなる。第三行目Ｌ３以後も同様である。すなわち、
ビデオデータの転送速庸が１／２となったときは、−走
査速度°を１／２とするとともに、ビデオデータの転送
速度を本来の速度で出力するようにし、かつ主走査の一
行おきにレーザビームの照射を行うようにすれば何ら回
転多面鏡１５の回転速度を変更することなく転送速度の
変更に対応することができる。転送速度が１／ｎとなっ
たときも同様である。

次にこの発明にかかる光ビームの走査′＠冒の一構成例
を第３図及び第４図に示す。第３図は構成全体の外観を
概略示すものであり、また第４図は電気的構成を示すも
ので、第５図に動作例を示す。

このうち、第３図において、レーザ光源１１から発せら
れた光は、シャッタ１２を介し光変調部１３によって画
像情報による変調を受けた後レンズ系１４．１７を介し
て感光体が表面に被着されている感光ドラム１８上に達
する。このとき、駆動部１６によって駆動される回転多
面鏡１５によ−、）で図の矢印Ｆ１の範囲で感光ドラム
１８上を光が走査するようになっている。感光ドラム１
８は駆動部１９によって所定の回転駆動が行われるので
、画像情報は感光ｊζラム１８上に潜像として記録され
ることとなる。また感光ドラム１８の外周には図示しな
い現像、転写、定着、清掃、帯電などの装置が具えられ
ており、所定の用紙に印刷が行われるようになっている
。

また、上述した矢印Ｆ１の走査範囲のうち、その走査開
始位胃には受光素子から成るセンサ２０が設けられてお
り、後述する制御装置３０に接続されている。制御装置
１３０は第４図に示すような回路構成を有しており、レ
ーザビームの走査を制御する機能を有している。

次に第４図において、前記光変調部１３には、発振器３
１の出力する高周波の搬送波が変調器３２によってビデ
オデータにより変調され、更にはアンプ３３によって増
幅されて入力されており、これによってレーザ光源１１
の発するレーザビームが変調されるようになっている。

また前記回転多面鏡１５は、反射面Ｓ１乃至Ｓ６を有し
ており、この駆動部１６にはコントローラ２６が接続さ
れて所定の回転速度で後述する他の構成部分と一定の周
期がと、られて回転動作するように制御される。

次に、走査制御回路は、制御に必要なタイミング信号を
発生するタイミング部４０と、端子ＴＭから転送入りさ
れるビデオデータの転送速度を突換して出力する速度変
換部６０と、前記タイミング部４０の発生する信号のタ
イミングと主走査及び副走査のタイミングとを同期させ
る同期制御部８０とを有している。このうち、同期制御
部８゜は、まず主走査のタイミングの基準を決定するた
め、一定のパルスを発生（第５図（ロ）参照）してセン
サ２０にレーザビームが入射するようにするためのＳＯ
Ｓゲート発生部８１を有している。

すなわら、ＳＯＳゲート発生部８１の出力パルスは、タ
ーミナル８２を介して変調器３２に入力されるようにな
っており、更には、光変調部１３に至る。これによって
、センサ２０にレーザビームが入射し、センサ２０から
主走査制御用のパルス（以下ｒｓｏｓ信号」という）が
出力され（第５図（ハ）参照）、このＳＯ８信号が主走
査の基準となる。このＳＯ８信号は、発振器８３の出力
パルスとともにＳＯＳゲート発生部８１に入力されて次
のパルス出力のタイミングの基礎となり、史には、同期
部８４及び同期信号発生部８５に各々入力されている。

このうち同期部８４は、発振器８３の出力パルスを前記
ＳＯ８信号に同期させて出力する機能を有しており（第
５図〈二）、（ホ）参照）、このパルス１つが感光ドラ
ム１８上の１１ニツトに対応している。また、同期信号
発生部８５は、ＳＯ８信号と前記同期部８４の出力パル
スに基づいて感光ドラム１８上のレーザビームの主走査
のうち潜像形成の行われる有効な走査範囲を決定する同
期信号を出力する機能を有している（第５図（へ）参照
）。従って、基準転送速度における通常のビーム走査に
おいては、同期信号発生部８５の出力する同期信号の期
間内において同期部８４の出力パルスのタイミングでレ
ーザビームの主走査を行うようにすればよい。なお、第
５図の例においては、理解を容易とするため主走査の一
行分が１３のドツトで構成されている場合を示した。

次に、タイミング部４０は、同期信号、分局部４１と、
パルス分局部４２とを有しており、選択部４３の操作に
よってビデオデータの転送速度が基準転送速度の何分の
１になったかが指定され（以下この指定値をｒ　１／ｎ
　Ｊと表現する）、これに基づいて四則信号分局部４１
とパルス分局部４２とが動作するようになっている。ま
ず同期信号分局部４１は、前記同期信号発生部の出力同
期信号が入力されており、選択部４３の指定値１／ｎに
従って同期信号を１／ｎに分周して出力する機能を有し
ている（第５図（ト）参照）。

次にパルス分局部４２には前記発振器８３の出力パルス
が入力されており、同様に選択部の指定輪１／ｎに分周
して出力する機能を有している（第５図（チ）参照）。

更に、タイミング部４４には、同期信号変換部４４が設
けられており、前記同期信号分局部４１及びパルス分局
部４２の出力が各々入力されて、同期信号分局部４１の
出力の立上りからパルス分周部４２の出力パルスをカウ
ントし、主走査の一行分のドツト数となるまでの同期信
号を出力する機能を有している（第５図（す）参照）。

更に、速度変換部６１は、デニアルラインバツファメモ
リ（以下単にしメモリ」という）６２．６３と、メモリ
コントローラ６１とを有しており、メモリ６２．６３の
入出力がメモリコントローラ６１によって制御されるよ
うになっている。メモリ６２．６３へのビデオデータ入
力は、端子ＴＭからターミナル６４を介して行われ、メ
モリ６２．６３のビデオデータ出力はターミナル６５．
８２を介して前記変調器３２に入力されるようになって
いる。他方、メモリコントローラ６１には、まずパルス
分周部４２及び同期信号変換部４４の出力が入力されて
おり、これらの信号のタイミングに従って主走査の一行
分のビデオデータがメモリ６２．６３に交互に入力記憶
されるようになっている。ターミナル６４は、ビデオデ
ータの入力方向をセレクトするためのものである。また
、メモリコントローラ６１には同期部８４及び同期信号
分周部４１の出力が入力されており、これらの信号のタ
イミングに従ってメモリ６２．６３の記憶内容が読み出
し出力されるようになっている。ターミナル６５は、ビ
デオデータを出力するメモリ６２又は６３をセレクトし
て接続するためのものである。

なお、選択部４３は、感光ドラム１８の駆動部１９に接
続されており、指定値１／ｎに基づいて回転速１１［ｔ
なわち副走査速度を１１０とするように感光ドラム１８
が駆動制御される。更に、この駆動部１９と、回転多面
鏡１５の駆動部１６とは、コントローラ２６に接続され
ており、同期制御部８０からの信号に基づいて適宜同期
した駆動制御が行われるようになっており従来技術と同
様である。

次に、上記実施例の全体的動作を上述した第２図乃至第
５図の他に、第６図を参照しながら説明する。なお第６
図は第２図（Ｃ）に対応するもので、第５図に示すタイ
ムチャートに従って感光ドラム１８上に形成された潜像
の様子を示したものである。また、第５図は、ｎ＝２と
してビデオデータの転送速度が１／２となった場合であ
って、主走査の一行分が１３ドツトで構成される場合を
例として示したものである。

まず、オペレータの指示あるいはビデオデータに含まれ
る制御信号に従って、レーザ光源１１、回転多面１１５
、感光ドラム１Ｂが駆動され、ＳＯＳゲート発生部８１
は時刻Ｔ１においてパルスを出力する（第５図（ロ）参
照）。これが変調器３２に入力されて発振器３１の出力
する高周波搬送波が変調される。この変調された搬送波
はアンプ３３を介して光変調部１３に入力され、レーザ
ビームが変調されて回転多面１１１５によりセンサ２０
に入射する。このときの反射面を８５とする第５図（し
）参照）。

センサ２０の出力であるＳＯ８信号（第５図（ハ）参照
）が入力されている同期部８４は、発振器８３の出力パ
ルス（第５図（ニ）参照）をＳＯ８信号に同期させて出
力する（第５図（ホ）参照）。この出力を受けて同期信
号発生部８５は、同期信号を出力する（第５図（、へ）
参照）。この同期信号の範囲内には、同期部８４の出力
パルスが１３個含まれており、−行分のドツト数に対応
している。更にこの同期信号は同期信号分局部４１に入
力され、１／２に分周され（第５図（ト）参照）、他方
発振器８３の出力はパルス分局部４２に入力され、同様
に１／２に分局される（第５図（チ）参照）。また、こ
れら分周された信号が同期信号変換部４４に入りされ、
他の同期信号が出りされる（第５図（す）参照）。この
同期信号（以下「変ＩＩｋ四期信号」という）は、その
範囲内にパルス分局部４１の出力パルスが１３個含まれ
ており、−行分のドツト数に対応している。また、同期
信号発生部８５ないしは同期信号分周部４１の出力であ
る同期信号に対して変換同期信号は略２倍の長さとなっ
ている。すなわち、第５図（へ）又は（ト）に示す同期
信号中には同期部８４の出力パルスが１３個含まれるが
、第５図（す）の変換同期信号中には、周波数が同期部
８４の出力パルスの１／２であるパルス分局部４２の出
力パルスが１３個含まれるようにしたの′１・・　・、
。

で信号の長さが略２倍となっている。

次に、入ｈビデオデータは第５図（ヌ）の如くであり、
−行分のデータの転送時間は、ＳＯ８信号の２倍の周期
となっている。このうち第一行目に相当するビデオデー
タは、第５図（ル）に示すようにメモリ６２に入力され
る。すなわち、同期信号変換部４４の変換同期信号の範
囲内でパルス分周部４２の出力パルスのタイミングに従
ってメモリ６２内に入力配憶されてゆく。この動作が時
刻Ｔ２乃至Ｔ３で行われ、またこの間に回転多面鏡１５
は主走査の二行分回転し、時刻Ｔ４では反射ｌ１ＩＳ１
がレーザビームの入射する位１となっている。また感光
ドラム１Ｂも二行分回転し、次の行が時刻Ｔ４でセット
されている。この行が第１行目となる。

時刻Ｔ４乃至Ｔ５では、メモリ６２の内容が出力され、
レーザビームが感光ドラム１８に照射されて潜像の形式
が行われる。メモリ６２がらのビデオデータ出力は、同
期信号分局部４１の同期信号の範囲内で、同期部８４の
出力パルスのタイミングに従って行われる。すなわち、
メモリ６２への記憶に要した時間の略２倍の速さで出力
が行われる（第５図（ヨ＞＊照）。このビデオデータに
基づいてレーザビームが変調され、第一行目の潜像が形
成されることとなる。すなわち、第６図の第一行目Ｌｌ
のドツトＯＡは第５図（ホ）のパルスＰＡのタイミング
に基づいて、ドツトＤＢはパルスＰＢのタイミングに基
づいて各々レーザビームが照射され潜像が形成されてゆ
く。ドツトＤＣ乃至ＤＭについても同様である。そして
、この主走査は、回転多面鏡１５の反射面Ｓ１によって
行われる（第５図（し）１！照）。

他方、時刻Ｔ４乃至Ｔ６においては、ビデオデータのう
ら第二行目に相当するデータが前述した動作と同様１（
シてメモリ６３に入力記憶される。

史に、時刻Ｔ５において感光ドラム１８は第二行目をセ
ットし、回転多面鏡１５は反射面Ｓ２による主走査が開
始されるが、ビデオデータは出力されないためレーザビ
ームは照射されず、潜像は形成されない（第５図（ヨ）
、（夕）、（し）参照）以上の時刻■５乃至■６が第６
図の第二行目１２に対応する。

次に、時刻Ｔ６乃至Ｔ７においては、メモリ６３から第
二行目に相当するビデオデータが出力され、第６図の第
三行目Ｌ３の潜像が形成されるとともに、時刻Ｔ６乃至
Ｔ８でビデオデータのうちの第三行目相当分がメモリ６
２に入力記憶される。更に、時刻Ｔ７乃至Ｔ８において
は、第６図に示す第４行目Ｌ４に対応する動作が行われ
る。

時刻Ｔ８以後についても同様である。

以上の動作によって明らかなように、入力されるビデオ
データの転送速度が基準転送速度の１／２となったとき
は、その１／２の速度でメモリ６２又は６３に記憶し、
次に基準転送速度でメモリ６２又は６３からビデオデー
タを出力してレーザビームを変調するようにすることに
より、回転多面鏡１５の回転速度を何ら変更することな
く良好に主走査を行うことができる。すなわち、回転多
面１１５の反射面Ｓ１乃至Ｓ６のうち１つおきにレーザ
ビームが入射されて主走査が行われることによって結果
的に主走査速度が１／２となるが、回転多面鏡１５の回
転速度は変更されず一定のままである。なお、副走査速
度である感光ドラム１８の回転速度は１／２となってお
り、このため行間隔が１／２となるが、回転多面［１５
の反射面Ｓ１乃至Ｓ６のうら１つおきにレーザビームが
入射するのに対応して一行おきにレーザビームが感光ド
ラム１８に入射するようにしたので潜像は良好に形成さ
れる。

なお、上記実施例においては、選択部４３の指定値が１
／２の場合を示したが、この発明は何らこれに限定され
るものではなく指定値は任意に定めてよい。しかし、ビ
デオデータの転送速度が基準転送速度よりも大きくなる
場合には、対応することはできないので、基準転送速度
すなわら指定値１／ｎ＝１のときの転送速度を当該シス
テムで可能な高い速度とするように回転多面１１５の回
転速度等を設定しておくことが好ましい。また、上記実
施例においては一行が１３ドツトで表わされる場合を示
したが、これは説明のためであって実際には例えば日本
工業規格Ｂ列４番の一行分は解慟度を１２ｄＯ１／ｊ１
１Ｉとすると３６４０ドツトて・構成される。

更に、上記実施例は、外部から転送されてくるビデオデ
ータに基づいて画像の印刷を行うレーザプリンタにこの
発明にかかる光ビームの走査装置を適用した場合を示し
たが、逆に外部ヘビデオデータを転送するような場合に
もこの発明は応用されるものである。例えばファクシミ
リの原稿送信装置に応用する場合である。相手方の端末
装置の設計仕様あるいは使用する通信線の伝送容量の関
係からビデオデータの転送速度を１／ｎに下げる必要が
ある場合には、原稿の送り速度（感光ドラム１８の回転
速度に対応する）を１／ｎとし、回転多面鏡１５等によ
る主走査のｎ回に１回の割合で情報を読み取りメモリ記
憶する。この動作は基準転送速度で行う。次にこの記憶
した内容を基準転送速度の１／ｎの転送速度で読み出し
出力してゆく。このようにすれば回転多面鏡の１５の回
転速度を変更する必要もなく、またメモリの容量も二行
分でよい４゜ また、上述した第４図は、−構成例であって、同様の機
能を有するものであれば他の回路構成としてもよい。

以上説明したように、この発明にががる光ビームの走査
装置によれば、転送速度の遅いビデオデータを速度変換
を行って基準転送速度のビデオデータとし、このビデオ
データに従って光ビームを変調することとしたので、回
転多面鏡の回転速度を基準転送速度に対応する値に一定
に保持して何ら変更することなくビデオデータの転送速
度の変更に対応でき、良好に光ビームの走査を行うこと
ができるというすぐれた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザビームの走査装置の一例を示すブロック
図、第２図（Ａ）乃至（Ｃ）は感光ドラム上の潜像の例
を示す説明図、第３図はこの発明にかがる光ビームの走
査装置の一構成例であって外観の概略を示す斜視図、第
４図は第３図の装置の電気的構成を示すブロック図、第
５図は第４図の菰１の動作を経時的に示すタイムチャー
ト、第６図は第５図の動作によって感光ドラム上に形成
されたｍ像を示す説明図である。 １５・・・回転多面鏡、１８・・・被走査面を有する感
光ドラム、４０・・・タイミング部、６０・・・速度変
換部、８０・・・同期ＩＪＩＩＩ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. あらかじめ定められた所定のビデオデータの基準転送速
   度に対応して駆動される回転多面鏡及び被走査面と、当
   該速度に対応してビデオデータによる光ビーム照射に必
   要な信号を出力する同期制御部とを有する光ビームの走
   査装置において、ビデオデータの転送速度が前記基準転
   送速度から変更された場合に、該蛮更後の転送速度でビ
   デオデータを入力し且つ前記回転多面鏡の駆動に同期し
   て基準転送速度でビデオデータを出力する速度変換部と
   、前記同期制御部の出力信号及び転送速度の変更データ
   に基づいて前記速度変換部のビデオデータ入出り動作の
   タイミング信号を出力するタイミング部とを具えたこと
   を特徴とする光ビームの走査装置。