JPS5917768A - 光走査装置 - 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】 本発明は、複写機等に使用され、直交する２方向に光束
を偏向して、被走査媒体上を走査する所謂ダブルスキャ
ンニング方式において画像信号を制御する光走査装置に
関するものである。

従来、例えば特開昭５４−１９７６０号公報に開示され
ているイメージセンサを使用して走査ビームの位置ずれ
を検出し、Ａ１０デフレクタにフィードバックしてその
ずれ分を偏向によって補正するという方式が知られてい
る。しかしこの方式では、被走査媒体の移動むらが補正
できないだけでなく、被走査媒体の移動と走査線の位置
との相対的なずれ分も補正できない。

本発明の目的は、上記の欠点を解消し、高精度の画像品
質の良好な走査光像を得ることのできる光走査装置を提
供することにあり、その要旨は、出射する光束を変調Ｉ
ｊｆ能な光源ｉ＜ｌｉと、該変調光を副走査方向に偏向
する第１の偏向手段と、該第１の偏向手段により偏向さ
れた光束を副走査方向とほぼ直交する主走査方向に偏向
する第２の偏向手段と、これらの偏向手段によって偏向
された光束によって走査され副走査方向にｌ’ｌ）動の
被走査媒体と、該被走査媒体の表面にその移動方向に周
期的に配列されたコード信号と、該コード仙すの移動を
検出して信号を発信するコード信号発生手段と、＋ｉｉ
ｊ記被走査奴体］−に画くべき画像信号を発生する画像
信号発生回路とを具備し、前記コード信号発生回路から
の出力信号に応して画像信号発生回路からの１１１ｊ記
画像信号の発信を制御しながら、該画像信号により光源
部を変調するようにしたことを特徴とするものである。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明の詳細な説明するための構成図である。

変調可能な光源ｌから出射した光束りは、順次に集光々
学系２、例えば音響光学素子を用いた第１の偏向器３、
この第１の偏向器３で偏向された光束りの断面形状を整
形するだめの整形光学系４、第１の偏向器３によって光
束りが偏向される方向と直交する方向に光束りを偏向す
る例えばガルバノミラ−のような第２の偏向器５、この
第２の偏向器５を出射した光束りを例えばｆ・０レンズ
或いはアークサインレンズ或いは第２の偏向器５の偏向
面の振動を補正するレンズのような走査用レンズ系６を
経由して、矢印方向に移動する被走査媒体７０面４−に
導かれるようになっている。被走査媒体７上の有効走査
領域外には、移動方向に周期的に例えば濃淡パターンと
して配列されたコード信号８が配置されている。

また、被走査媒体７の近くには、このコード信号８を読
取り、電気信号に変換するだめのコード信号発生光学系
９が設けられている。このコード信号発生光学系９は、
コード信号８を照明するための照明光源ＩＯと、照明レ
ンズ１１と、コード信号８の反射光を読取るためのレン
ズ１２と、入射するコード情報を電気信号に変換する光
電変換素子１３とによって構成されている。光電変換素
子１３のパルス状の出力は第１の計数回路２０に入力し
、この第１の計数回路２０の出力は比較回路２１に接続
されている。一方、基準クロックパルス発生回路２２の
出力が第２の計数回路２３に人力され、この第２の計数
回路２３の出力も比較回路２１に入力され、比較回路２
１では第１、第２の計数回路２０．２３の入力値が一定
時間々隔ごとに比較演算されるようになっている。また
、この比較回路２１の出力は信号発生回路２４、クロッ
ク発振回路２５を経由して、被走査媒体７上に記録すべ
き画像信号を発する画像信号発生回路２６に送信され、
この画像信号発生回路２６の出力によって光源１を変調
するように構成されている。

更には、第２の偏向器５によって偏向された光束りの位
置を検出するための光電変換素子から成る位置検出器３
０が、被走査媒体７の近くに配置されている。この位置
検出器３０の出力信号は、ビーム位置信号発生回路３１
を介して掃引回路３２及び前記信号発生回路２４に入力
されている。

そして、掃引回路３２の出力は第１の偏向器３に接続さ
れ、第１の偏向器３の掃引を制御するようになっている
。

従って、光源１から出射された光束りは、第１の偏向器
３により副走査方向Ｄ１に走査され、同時に第２の偏向
器５により主走査方向Ｄ２に走査され、被走査媒体７上
では二次元的な走査線Ａが得られる。その間に、被走査
媒体７上のコード信号８は照明光源１０からの光束によ
って照射され、その反射光はコード信号８の濃淡パター
ンに対応して断続的に光電変換素子１３に入射される。

被走査媒体７の移動と同じだけ移動したコード信号８に
対応して、第１の計数回路２０は光電変換素子１３から
出力されるコード信号パルスＰ２の数を計数する。一方
、基準クロックパルス発生回路２２によって一定時間々
隔の基準クロックパルスＰ１が発信され、これを第２の
計数回路２３によって計数する。前述の第１の計数回路
２ｏによるパルスＰ２の旧数仙と、第２の計数回路２３
によるパルスＰＬの１；１数値とを比較回路２１によっ
て比較し、かつその差を演算し、一定Ｐ［間々隔で前記
両パルス数の差分に対応した信号を信号発生回路２４に
出力する。この信号発生回路２４は、比較回路２１から
の信すに応じてクロンク発振回路２５によるクロック発
振を開始するタイミングを決定するものである。このタ
イミング決定に応じて、クロンク発振回路２５から出力
される一連のクロックパルスＰ３によって、画像信号発
生回路２６から光源１への画像信号の発生が促がされる
。更に、この画像信号に従って光源１から出射する光束
りが変調されることになる。

−・方、第２の偏向器５により偏向される光束りのイ）
装置を検出するために、位置検出器３０によつ、　　て
入射光を電気信号に変換し、その信号に応じてビーム位
置信号発生回路３１からビーム位置信号として信号パル
スが発生される。この信号パルスを第１の偏向器３を周
期的に掃引する掃引回路３２に入力し、第１の偏向器３
の掃引開始時を決定する。また、前記のビーム位置信号
発生回路３１は掃引回路３２への信号パルスを発生して
から一定時間経過後に、信号発生回路２４のゲートを開
くように信号パルスを信号発生回路２４に出力する。

第１図において、被走査媒体７を保持する移動部材が円
筒体であれば、円筒体の半径或いは被走査媒体７の厚み
が一定でない場合には、被走査媒体７の面移動速度は一
定値ではなくなる。または、移動部材を駆動する駆動系
に何らかの原因があって、一様な速度が得られずに速度
むらが発生する場合もある。このように、被走査媒体７
の面上の速度に変化が生ずると、コード信号８の濃淡パ
ターンに応じてコード信号発生光学系９から出力される
信号パルスＰ２の時間々隔が変化する。即ち、その信号
パルスＰ２の単位時間当りの計数値が被走査媒体７の面
移動速度に相当する。従って、この移動に追従するよう
に画像信号発生回路２６を制御して光源１を変調すれば
、速度変化に対応した走査線Ａを被走査媒体７の面上に
形成できることになる。

その理由を第２図〜第５図を使用して説明する。第２図
において、（ａ）は基準クロックパルス発生回路２２か
ら発生する基準クロックパルスＰ１であり、（ｂ）はコ
ード信号発生光学系９から出力される信号パルスＰ２を
示し、前述のように被走査媒体７の面の移動速度むらに
応じて、パルス２２間の時間々隔が変化する。（ｃ）は
信号発生回路２４によって発振開始タイミングを決定さ
れ、クロック発振回路２５によって発生した一連のクロ
ックパルスＰ３である。時間ｔがｔ＝Ｔ（ｉ、ｊ）＋で
のときに、前記の一連のクロックパルスＰ３が発振開始
する場合が、被走査媒体７の面に移動速度むらの無い理
想的な状態に相当する。ここで、ｉは第２の偏向器５の
偏向回数、ｊは第２の偏向器５による１番１１の偏向開
始を基準とする第１の偏向器３の偏向回数であり、Ｔ（
１，ｊ”ｌ）　　Ｔ（ｉ、ｊ）及びτは一定値であると
する。時間ｔがｔ　＝Ｔ（ｉ、ｊ）　（但しｉ。

ｊ＝１，２．　　・・・）のときの基準クロックパルス
発生回路２２からの基準クロックパルスＰ１及びコード
信号発生光学系９からの信号パルスＰ２のそれぞれの累
積パルス数を第２の計数回路２３及び第１の計数回路２
０かも比較回路２１に一出力し、比較回路２１によって
その差分を演算する。この差分に応じて信号発生回路２
４では発振開始タイミングの信号パルスを発生する時間
を決定する。

いま、先の２種類の累積パルス数間に差がない場合、即
ち被走査媒体７の移動が理想的である場合には、ｔ　＝
　ｒ（ｉ、ｊ）＋でのときから一連のクロックパルスＰ
３がクロック発振回路２５から発信するように、信号発
生回路２４からの信号パルスによってクロック発振回路
２５は制御される。被走査媒体７の移動にむらが生じた
場合には、先の２種類の累積パルス数間に差が生じ、そ
の差に応じてｔ　＝　Ｔ（ｉ、ｊ）＋τ＋Δｔ　（ｉ、
Ｄのときから一連のクロックパルスＰ３が発振を開始す
る。即ち、Δｔ（ｉ、ｊ）はｔ　＝　Ｔ（ｉ、ｊ）にお
ける先の２種類の累積パルス数の差に対応する時間ずれ
である。同様の制御を一定時間経過後（ｉ、ｊ＋１）　
−Ｔ（ｉ、ｊ）で繰り返し、前記の発振開始時を制御さ
れたクロックパルスＰ３に応じて、画像信号発生回路２
６から光源１を変調する画像信号Ｐ４が発生されること
になる。

一方、位置検出器３０に入射した光束りは電気信号に変
換され、ビーム位置信号発生回路３１に入力し、それに
応じて時間Ｔ（ｉ、０）においてビーム位置信号発生回
路３１から信号パルスＰ５が発生する。いま、説明を簡
単にするため信号パルスＰ５が発生した直後に、第１の
偏向器３の掃引回路３２を作動させると、これによって
掃引される第１の偏向器３の偏向角度ω、と時間の関係
は第２図（ｆ）に示すようにＦとして表される。

次に、前述のＴ（ｉ、ｊ＋１）　　”（’ＩＪ）が第１
の偏向器３の偏向の１周期にあたる場合であって、また
信号パルスＰ５が発生した時間Ｔ（ｉ、Ｏ）からＮ・　
（Ｔ（ｉ。

ｊ”ｌ）　−Ｔ（ｉ、ｊ）ｌだけ経た時間後に、信号発
生回路２４のゲートを開くようにした場合について説明
する。ここで、Ｎは正の整数であり、第２図はＮ＝１の
場合を示している。従って、この場合に、ｔ　＝　Ｔ（
ｉ、ｊ）＋でのときに発生すべき画像信号ｐ４は、第１
の偏向器３の偏向Ｆ（ｉ、１）上の点Ｐτて示される偏
向角に対応し、被走査媒体７の速度にむらが発生すると
、画像信号の発生はΔｔ（ｉ、ｌ）だけずれ、その画像
信号発生の開始時間に対応した第１の偏向器３の偏向角
は点ＰΔで示される位置にずれる。結局、画像信号発生
開始、信号に応じて、変調光束りは第１の偏向器３によ
る所定の偏向角度に対してΔωだけずれた偏向角度で偏
向され、被走査媒体７の移動方向とほぼ平行な方向に被
走査媒体７の移動に追従する走査光像を得ることができ
る。時間ｔがｔ≧Ｔ（ｉ、２）においても同様の制御が
繰り返され、この間、走査光像りの第２の偏向器５の偏
向角ω２と時間との関係は、第２図（ｇ）に示すＧのよ
うに被走査媒体７の移動方向とほぼ直交するＤ２方向に
移動する。

第３図は第２の偏向器５のｉ番目の偏向におい　′て、
画像信号発生時間の制御を行わずに、被走査媒体７の面
の移動速度むらがある場合の、第１の偏向器３による走
査光像ｆ１、ｆ２、ｆ３、・Φ拳・によって形成される
歪んだ走査図形５（ｉ）の一部を示している。方向Ｄｉ
及びＤ２は、それぞれ被走査媒体７の移動とほぼ平行な
方向及び被走査媒体７の移動と直交する方向を示してい
る。また、第４図は先に説明した手段に従って歪みを補
正された走査光像ｆ１．　ｆ２．ｆ３、・＠Φ・によっ
て形成される走査図形５（１）を示している。このよう
な補正を第２の偏向器５によるｉ番目及びｉ＋１番目の
偏向に対して行えば、得られる走査図形５（ｉ）、Ｓ（
ｉ＋１）は第５図に示すようになる。即ち、走査図形５
（ｉ）及びＳ（ｉ＋１）の境界部において、走査光像は
重なることもなく離れ過ぎることもなく、所定の間隔を
得ることが可能となり、極めて良質の画像が得られる。

上述の説明は被走査媒体７の移動むらを補正する手段で
あるが、装置内の種々の駆動系によって発せられる振動
が、種々の光学部材或いは被走査媒体７に伝達し、その
結果として走査ビーム位置が被走査媒体７の移動方向に
変位することがある。このような場合において得られる
走査図形も、第３図に示したような歪んだ図形となる。

第６図はこのような場合の歪みを補正するための実施例
を示すものであり、アナモフイ・ンクレンズを有する走
査レンズ４０と被走査媒体７との間に、例えば一対の光
路反射用ミラーから成る光学部旧４１．４２が配置され
、第２の偏向器５から出射される光束りは、これらの光
学部材４１．４２を介して被走査媒体７の面上に結像さ
れるようになっている。一方、コード信号８への入射光
は照明光源４３から出射され、走査レンズ４０、光学部
材４１．４２を経由して照射され、その拡散反射光はレ
ンズ１２を介して光電変換素子１３に入射するようにな
っている。ここで変調可能な光源ｌ、集光々学系２、第
１の偏向器３．整形光学系４、第２の偏向器５、走査レ
ンズ系４０は同一の基板４４上に設層され、更に照明光
源４３もこの基板４４上に載置されている。

この場合、基板４４の振動、或いは光学部材４１．４２
の振動によって走査線Ａの位置がずれることがあっても
、コード信号８への入射光は光学部材４１．４２を介し
て、第１、第２の偏向器３．５等が載置された基板４４
上に設置された照明光源４３から出射されているので、
光源１から出射して第１、第２の偏向器３５により偏向
された走査光束りと同一の振動の影響を受け、この入用
光によるコード検出信号に応して光源１を変調すること
により、走査光束りは被走査媒体７の周速度変化に追従
してその間隔むらが補正されることになる。また１位置
検出器３０からの出力により第１の偏向器３２を掃引し
、信号発生回路２４に送信することは、先の実施例の場
合と同様である。この第６図の実施例においては、照明
光源４３を基板４４」−に載置したが、光電変換素子１
３を基板４４に置き、照明光源４３を第６図の光電変換
素子１３の位置に配置してもよい。

コード信号８としては周期的な濃淡パターンでよく、例
えば第７図に示すように、白黒の濃淡パターンから成る
周期格子像を記録した銀塩フィルム５０を使用したり、
第８図（ａ）に平面図、（ｂ）に断面図として示す光磁
気記録材料５１を使用することもできる。この光磁気記
録材料５１はベース５２又は被走査媒体７の上に被膜さ
れた均一な厚みの例えばＧｄＴｂＦｅであり、第８図（
ａ）における斜線部５３と非斜線部５４は磁化の方向が
異なる領域を示し、交互に周期的に配列されている。

この光磁気記録材料５１を用いる場合には、第９図に示
すように照明光源１０から出射する光束を照明レンズ系
１１で集光し、偏光子５５で直線偏光に揃えてから磁化
された光磁気記録材料５１を照射すればよい。そして、
その反射光は前記の磁化方向の偏光だけを透過するよう
な検光子５６を使用すれば、レンズ１２を介して光電変
換素子１３で得られた入射光は、一定の磁化方向に応じ
て被走査媒体７の周速度に比例した電気出力信号に変換
される。このような光磁気記録材料５１は、その膜厚が
銀塩フィルム５０などと比べれば極めて薄いものであり
、かつ蒸着によって被走査媒体７上に被着することがで
きる。そして、被走査媒体７の面が円筒面である場合に
、その直径の誤差又は偏心によって生ずる被走査媒体７
面上の周速度むらを正確に検出することができる。特に
、複数の被走査媒体７を使用して、それぞれの走査画像
を一つの媒体に重ね合わせるような例えばカラープリン
タなどにおいて、色ずれを減少させることができその効
果は大きい。

実施例においては、光源１は直接変調できるものとして
説明してきたが、直接には変調不能な光源であっても音
響光学素子のような変調素子と組合せれば本発明の実施
は可能である。

以北説明したように本発明に係る光走査装置では、被走
査媒体の表示に設けられたコード信号から非走査媒体の
移動量を求め、画像信号発生回路から出力される信号の
発生タイミングを決定するようにしたので、走査線の歪
みのない高精度な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る光走査装置の実施例を示し、第１図
は第１の実施例の構成図、第２図（ａ）〜（ｇ）は画像
信号発生タイミング制御信号のタイムチャート図、第３
図は補正をしない歪んだ走査光像の説明図、第４図は補
正をした走査光像の説明図、第５図はｉ番目及びｉ＋１
番目の偏向による走査光像の説明図、第６図は第２の実
施例の構成図、第７図は銀塩フィルムから成るコード信
号の平面図、第８図（ａ）は光磁気記録材料から成るコ
ード信号の平面図、（ｂ）はその断面図、第９図は光磁
気記録材料のコード信号を読取る検出系の構成図である
。 符号１は光源、２は集光々学系、３は第１の偏向器、４
は整形光学系、５は第２の偏向器、６は走査用レンズ系
１．７は被走査媒体、８はコード信号、９はコード信号
発生光学系、１ｏ、４３は照明光源、１３は光電変換素
子、２ｏは第１の計数回路、２１は比較回路、２２基準
クロックパルス発生回路、２３は第２の計数回路、２４
は信号発生回路、２５はクロック発振回路、２６は画像
信号発生回路、３０は位置検出器、３１はビーム位置信
号発生回路、３２は掃引回路、４ｏは走査レンズ、４４
は基板、５ｏは銀塩フィルム、５１は光磁気記録材料で
ある。 第１図 第２図 １ 第３図 １ 第５図 第６図 ■ 第７図 第８図 （Ｃ１） １ （ｂ） ３９９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　出用する光束を変調可能な光源部と、該変調光を
   副走査方向に偏向する第１の偏向手段と、該第１の偏向
   手段により偏向された光束を副走査方向とほぼ直交する
   主走査方向に偏向する第２の偏向手段と、これらの偏向
   手段によって偏向された光束によって走査され副走査方
   向に可動の被走査媒体と、該被走査媒体の表面にその移
   動方向に周期的に配列されたコード信号と、該コード信
   号の移動を検出して信号を発信するコード信号発生手段
   と、前記被走査媒体」二に画くべき画像信号を発生する
   画像信号発生回路とを具備し、前記コード信号発生手段
   からの出力信号に応じて画像信号発生回路からの前記画
   像信号の発信を制御しながら、該画像信号により光源部
   を変調するようにしたことを特徴とする光走査装置。 ２、　前記光源部から出射される光束の位置を被走査媒
   体の近くに配置した位置検出器により検出し、前記第１
   の偏向器の掃引開始時間を決定するようにした特許請求
   の範囲第１項記載の光走査装置。