JPS6010221A - 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】

（、）　発明の技術分野 この発明は光走査装置に係り、特に光走査手段として回
転多面鏡をもちいた光走査装置の改良に関する。 （ｂ）　技術の背景 回転多面鏡を用いた光走査装置６を利用したものとして
レーザ光による？に子写真式ラインプリンタがよく知ら
れている。その概要は第１図に示すようにレーザ発振器
１１から出たレーザ発振器・はコリメータレンズ１２に
よって必要なビーム径にされた後　超音波光変調器（以
下Ａ　ＯＭとする）１３により記録情報に応じてその強
度が変円される。ＡＵＭ１３の出力光は回転多面繞１４
よりなる光ビーム走査手段により走査され結像光学系１
６により光導電体ドラム１７の走査面上に集光され、一
定のスポット径でドラム１７の回転方向と直角方向に走
査される。回転多面鏡１４はモータ１５によって矢印方
向に高速に回転される。このようにして記録パターンを
ドラム１７上に露光させることにより、周知の電子写真
プロセスにより普通紙にドツトによるパターンをｎ８録
することができる２、 （Ｃ）従来技術と問題点 さて、このＪ：うにぶて得られる印刷結果が高品位で蔦
るための１つの条ｆ／ｌは走査面における光ビームのヌ
ボット位置が走査方向およびこれと垂直な方向にも等間
ｈ°１４でかつ直線上に並んでいることが必要である。 ところが、回転多面鏡の各鏡面は、工作誤差のため回転
軸に幻して完全に平行ではない。このずれ角を、倒れ角
という。倒れ誤差のため、光ヒームの走査線位置は走査
方、向と垂直の方向にずれでしまい、印字品位が低下す
る。倒れ誤差とその影響の説明を、第２，３図に示す、 今、回転多面鏡１４の各面に倒れ誤差がないとすると、
鏡面に対する入射光と、その反射光とは平行であるが（
実線）、倒れ誤差がθとすると、その反射光は入射光に
対して２θの角度をもって出力するため、第３図に示す
ように（ａ）の倒れ誤差がない場合に比して、（ｂ）の
ように走査線と垂直方向におけるドツトの間隔にバラツ
キを生じ、結果として印字品質の低下を来たす。 この誤差は、′第４図に示すように、回転多１Ｍ鏡１４
に入射する光ヒームの角度を、倒れ角に応じて制御して
やることにより、補正可能である。すなわち、倒れ角を
・θとすると、入射光と反射光は角２θをなすので、あ
らかじめ入射光の入射角を一２θだけ変化させてやれば
、反射光の角度は倒れ角が０の場合ｆこ一致する（すな
わち、倒れ誤差は補正される）。 従来、このための補正技術としてはドラム十、の走査線
の走査開始位置前段にフ第１・ダイオードアレイを設け
て光ビームの走査方向と垂直方向における位置を検出し
、その出力によってＡ　ＯＭの（俟送波周波数を制御す
ることが知られている。ＡＵＭは周知のように搬送波の
振幅によ１．て光強度を要請することができるが、−−
−−−−−一−−−−−−−−＝このとき入射光と出射
光は、搬送波周波数に比例した角をなす。したがって、
ＡＯＭの搬送波周波数を制御することにより、倒れ誤差
を安価に補正できる１、 以上述べたように、従来は位置検出手段からの情報を、
そのままＡＯＭの搬送波制ｆｌＩ情報に対応させていた
。しかし、走査線位置ずれを精密に測定して解析してみ
ると、その原因は各鏡面の倒れ誤差だけではないことが
わか−）ｌ、：。ずなわち、走査線位置ずれの原因は、 （１）　鏡面の倒れ誤差に起因するもの０各鏡面につい
て、走査開始から終了まで一定値をとる。 （）回転多面鏡の一回転を一周明、として周期的に変化
する （２）回転多面鏡の軸、Ｒ’ｉ１．　’　（ｉｉｘ差運
動）等に起因するもの ０非周期的に変化する１、。 という種類に分類できる。以下、（１）を走査線位置ず
れの周期的成分、（２）を非周期的成分と呼ぶ１、しカ
ルながら、従来の補正技術では前記周期的成分を補正す
ることはできても、非周期的成分を補正することはでき
なかった。何故ならば、補正するだめの基準点は各走査
線の前段において、標準の位置よりもどれだけ位置がず
れているかによ−て回転多面鏡に入射する光ビームの入
射角を制御するものであるから、走査中における位１〆
ずずれすなわち回転多面鏡の軸ぶれによる肖差は全く補
正されないこととなる。　□ 回転多面鏡の回転速度は、敬白ないｌ、／　ｔ：に万１
１１１転／′分と範囲が広い。中〜高速のものでは、非
周期的成分は比較的小さτ）が、低速領１或では１１゛
周期的成分が大きい場合が多〈従来の方式では捕市精度
が不十分である。中〜高速のものでも、将来高精度・高
解像化のか向に向かうのは必至であり、従来の方式では
補正精度が不十分となろう。 （ｄ）　発明の目的 この発明は回転多面鏡の倒れ誤差に伴なう印字品質の低
下だけでなく、回転多面鏡の軸ぶれに伴なう印字品質の
低下を簡晰な回路の付加により防ｉＬ　シた光走査装置
を提供することを目的としたものである。 （ｅ）　発明の構成 この目的のために、本発明は光源と、該光源から出射さ
れた光ビー　ムの強度をりぜ円する強度変調手段と、該
強度変調手段を通過した１）ＩＩ記）′Ｃ：ビームをｆ
ｌｉＡ向走査する回転多面鏡と、該多面鏡により走査さ
れた［）ｉｉ記）１／、ビームの走査１ａｌｌこむける
走査線と交差する、方向の位置を検出する走査線位置検
出手段、］）１■記光ビームの走査面一１−における走
査線と交差する方向の位Ｆｊを制御する角度制御手段と
を備えた光走査装置において、前記走査線位置検出手段
の出力１直を１３ｉＪ記回転多面鏡の周期に関１７て周
期的な成分値と゛非周期的な成分値とに分離する手段と
、＋’ｊＪ記走在而上の面査線方向の任、ｆｆＮの点に
おける前記非周期的成分値を補間近似する手段と、該補
間近似された非周期的な成分］Ｉ／（と＋’＋ｉＪ記周
期的な（ｆ）　発明の実施例 以下に、回向に沿って本発明による光走査装置の実施例
を詳細に説明する。 ｖＨ５図は本発明の詳細な説明するためのブロック図、
第６図は第５図における動作を示すフロータ チ却−トである、 本発明の実施例のプロ・り１゛：１を、第５図に示す。 レー４１゛ブリンクでは、通常毎回の１１′：’ｉ’ｉ
三開始後の各１ｉ１ｉｉ素位置に１パルスが対応するり
１１．７りが用いられる。第５図では、走査光制御クロ
ック発生器５１が、これ３こ対応する７、カウンタ５２
のｎｌ欣値Ｃは各画素位置を示す４、 走傑線位置検用器５３の出力Ｐは、計数イ・ｆｆ、Ｃｌ
−ともに′フイクロフ「ｉセッサ１１４に入力され、後
述する処理の」］）ｈ果シンセザイザ５５の制ｊ３１１
　ｆｌｆｃ　ｓが出力される。シンセリ−イザ５５はＳ
に対応するＡ　ＯＭ搬送波を発生し１、ＡＯＭ＋’ライ
バ５（３を経て−Ａ　ＯＦ、１が＋ｇ＋動される１、 マイク■７ブ１１セッサ５・１では、２１〜６図に示す
ように、のべ回転数をｒ（ｒは自然り０、回転多面鏡の
鏡面数をｎ（ｎは１１−≧：（なる可、′）数）、１・
、χ面拓′υ“をｍ（ｉｎは０　＜ｍ≦ｎ−１なる４層
％　ｉ’）ｋ　）、　鏡面ｎ１に対応する走査線位置検
出値をＰｒ、ｍとして、過去ｒｏ回転における各鏡面の
走査線位ＩＮ、検出値Ｐｉ　、　ｍ（ｉはｒ−ｒＯ←１
≦ｉ駕ｒ　ｆｌる整数）から鏡面ｍの走査線位６′貫検
出値の平均値を算出する。ｒｏが十分大きな値であれば
非周期的！成分は打消し合って（）となり、周期的成分
の値が得られる。し、だが。て周期的成分；１層−−Ｌ
Σ　ｐｐｍ ｒＯｔ＝ｒ−ｒａ＋１ 非周期的成分÷ｌ’ｒ　、　ｍ−汎１が得られる１、過
去ｒＯ回転について、非周期的成分子１６列（ｒ’ｒ−
ｒｏ＋ｌ、ｍ＋ｉ　−Ｐｍ＋］）＋　（ｒ’＋−、ｍ−
４層ｍ）が得られるので、これから　□−−−−−−−
−−−−−−−−−−一うクランジ、補間公式、または
チェビシュフ補間公式などを用いて画；（ｉ：　ｆＩ’
ｆ　ｉｉ・ＩＣｏにおける外周Ｊ１：１的成分の補間近
似関数Ｆｒ、ｍ（Ｃｏ）をめる。 各走査位置で力・クンタ＋ｉｌ数値（：に対応するＦｒ
。 ｍ　（Ｃ）を計算し、周期的成分とのイＩＩ　Ｆｒ、＋
η（Ｃ，）　＋氏を計算する。。 これから、シンセサイザ制御値Ｓを計算する。 なお、回転多面鏡の反射光の角度誤差（非周期的成分を
禽む）を△θｒ、仁れに対応する走査線位ｌｉ′７：ず
れを△Ｐ、ＡＯＭの搬送周波数の中心周波数ｆｃ　、　
Ａ　ＯＭ　４ｅｊ送波周波数変化Δｆｃに対応する４０
Ｍ出射光の角度変化を△θＣとすると、Ａ　ＯＭ　Ｊ’
ｆｆｔ送波周波数ｆＡｏＭは たｔでし、ｐ、は走査１１ｔｊ位置Ｐ］！想値と与えら
れる。 他の実施例としで、非１９Ｍ期的成分の変化辿度が走査
周期に比べて部分遅く、各ｆ！Ｉ″Ｘ１ｒＩｊ間のＪ１
周期的成分の値を直線で結ぶｔごけて−１分な精［Ｅの
補間近似関数がｉｊ、ｌられる局ｒ１を考える１、この
１゛シ合、ｉ′１５５図においても最もｉ復列゛な計−
（９を貿する部分がｉ’！’　ｌ／く筒中−になるので
、マイクロゾｒ＋　−ｌｙ　＝、すｌ

【シでも実現１す
”能である。 鏡面１ｎについて、走に６＋’ｉｌ　ｊＨ’ｉ　ｉｉ’
１′検出イｉ／ロ’ｄ　「ｎの非周期的成分をＰｒ＋ｎ
＋とすると、 ｆ’ｄｍ　＝　亘、”、→　ｔ’ｎｍ　・　・　・　（
２）Ｐ山＋＋−１＝　Ｉ”ｍ−１＋Ｐｎ１ｎ−１”・・
・（３）となる。Ｐｎ□＋１を直線近似でめると第７図
に示すように Ｐｎｍ４１中Ｐｎ１ｎ　＋（Ｐｎ＋ｎ　、−Ｐ。１Ｉｌ
−５）・・・・・・・・（４）となり、走査Ｎ１期をｔ
ｑ、とすれば鏡面ｍの走在開始からεｔａ　（０≦ε＜
］）　７Ｑの走査線位１ｉ’Ｉ′Ｐ。。（ε−ｔｓ）は
Ｐｃｍ　（ｅ：ｔｓ）　＝　Ｐｄｍ＋ε（Ｐｎｍ−Ｉ　
Ｐｎ＋ｎ）−Ｐｄｍ　＋ε（％　Ｐ。−、＋）−（５）
となる。 ここで、シンセサイザの周波数は一定の間隔で指定可能
なものとし、最小周波数制御ステップに対応する走査線
位１ｒｒ変化幅を△ｒ８とし、走査周期ｔｓに対応する
カウンタ計ＦＪｊ値をＣｍ　ｎｘとする。第８図に示す
ように、シンセサイザ周波数を一定間隔で増減するもの
とすると、一定間隔に対応するカウンタの値Ｃ８は次式
で与えられる。 Ｃｃ　＝　Ｃｍａｘ／　（（’ｎｍ　Ｐｎｍ−４）／Ａ
ＰＩ　）−ΔＰＢ　Ｃｍａｙ　／（＋’ｎｒｎ−ｒ’ｎ
Ｔｎ−１　）”””　（”）編ビＰｎｍ−１の値のとり
得る範囲は有限であり、これをあらかじめ定めることが
できる。すべてのｐｎｍ　Ｐｎｍ−＋に対応するｃｅの
値を計算してＲＯＭ等に格納しておけば、シンセサイザ
の制御は、カウンタが００の整数倍に達するたびに最小
ステップだけ周波数を増減（’ｎｒｎ−’ｎｍ−，の符
号に応じて）するだけでよいことになる。また、走査線
位置検出値の周期成分へは各鏡面ｍについて一定の値で
あるから、これもＲＯＭ等に格納しておけば、平均値算
出手段が不要となる。このような実施例のブロック図を
、第９図に示す。第９図の実施例の動作は、以下の通り
である。 ｎ進カウンタ９１は、走査開始信号をカウントするｎ進
カウンタ（ｎ　ｌ、を回転多面鏡の鏡面ａ）であり、基
準となる鏡面の検出信号によりクリアされるので、鏡面
番号ｍに対して（ｍ−１）を出力する。 （（）≦ｍ−１≦ｎ−１）　ＲＯＭＩのアドレスｏ〜（
ｎ−１）には周期的成分Ｐ、〜Ｐｎが格納されており、
ｎ進カウンタの出力（ｍ−１）に応じて九を出力する。 走査線位置検出器５３の出力Ｐｄｍは減算器９３に入力
され、ＲＯＭ】の出力部との差が出力される。 式により　これはＰｎｍｌ　つまり非周期的成分である
。ラウチ９４は走査終了時に減算器９３の出力を記憶す
るので、鏡面ｍの走査開始時にはう、チ９４の出力はＰ
ｎｍ＋ｌである。°減算器９５は減算器９３の出力Ｐｎ
ｍと、ラッチ９４の出力Ｐｎｍ−１を入力し、（Ｐｎｍ
　Ｐｎｌ、）とその符号Ｓ（正なら１．負なら０）を出
力する。ＲＯＭ２のアドレスＡに４、式（６）Ａ＝踊　
ｐ。 ｍ−１とおいた場合のＣｅの値が格納されており、減豹
、器９５の出力（Ｐｎ＋ｎ　Ｐｎｍ−＋　）に応じて、
これに対応するカウンタ計数値Ｃｃを出力する。ＲＯＭ
２の出力Ｃｅは、Ｎ進カウンタ５２に入力される。走査
光制御り［１ツク発生器５］の出力はＮ進カウンタ５２
により計数され、Ｃ０個のパルスを計数するたびにパル
スＣｏｄが出力される。走査開始時に走査線検出値Ｐｄ
ｍと１／Δｌ）ｓが乗算器９８で乗算され、その出力Ｐ
ｄｍ／ΔＰｓが１ツプダウンカウンク９９にロードされ
る。アップダウンカンフ≦）９の値は、減算器９５の符
号°出力部に応して、Ｎ進カウンタ９６がパルスＣｏｄ
メ を出力するたびにインフリラン１−またはディクリメン
トされる。すなわち、Ｐ、ｍ−１１−、＞＋＋のとき、
走査光制御クロックパルスＣＱ個の間隔で、アップダウ
ンカウンタ出力が１増加する。Ｐｏ。−Ｐｎ＋ｎ−１＜
　０のとき、走査光制御クロックパルスＣＱ個ノｌｂ’
ｌｌｌテ、アップダウンカウンタ出力が１減少する１、
すなわち、第７図、第８図に示した制御が行われる。ア
ップダウンカウンタ９９の出力Ｓにより、シンセサイザ
５５が制御され、ＡＯＭドライバ５６を・経丁ｈ’ｏｙ
ｔが駆動される、。 尚、上記実施例ではいずれも、光ビームの強度を変調す
る手段゛と、光ビームの走査面上における走査線と交差
する方向の位置を制御する角度制御手段とを１つのＡＯ
Ｍによって兼用したが、これはそれぞれの機能をそれぞ
れ別の手段に分割してもたせてもよいことは勿論である
。 （ｇ）　発明の効果 本発明によれば、従来の回転多面鏡の走査線位置ずれ補
正系に、若干の回路を４１加ｒることにより、周期的な
走査線位置ずれだけでなく、非周期的な走査線位置ずれ
も補正できるので、回転多面鏡の軸ぶれ等の許容限界を
広げることができ、安価に高精度・高層イ９な光走査装
置が実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプリンタの措戒図、ｔｌ゛彎図は回転多面鏡の
倒れ誤差の物理的意味を説ＩＴＩする図、第３図は回転
多面鏡の倒れ誤差が光走査特ｆ°１ミに与える」：（ａ
響を説明する図、第４図は回転多面鏡の倒れ誤差の補正
原理を説明する図、第５図は本発明による走査線位置、
補正の実施例のプロ５・り図である。第６図は第５図に
おける動作を示すフローチ、　−＋−１ｇ１’Ｓ　７図
は他の実施例のための走査線位置近似計算法を説明する
図、第８図は実施例２のシンセサイザ制御方法を説明す
る図、第９図は実施例２のブロック図である。 図中、１１はレーザ発振器、】３は超音波光変調器。 １４は回転多面鏡、１７は光導電体ドラ！１，５＋（は
走査線位置検出器を示す３、 第１図 １乙 第２１η 第３図 （０）（ｂ） 第４図 Ｉθ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源と、該光導から出射された光ビームの強度を変ｔｔ
   ｌする強度変潤手段と、該強度変哨手段を通過した前記
   光ビームを偏向走査する回転多面鏡と、該多面鏡により
   走査された前記光ビームの走査面」−における走査ｒ；
   Ａと交差する方向の位置を検出する走査線位置検出手段
   、前記光ビームの走査面上における走査線と交差する方
   向の位置を制御する角度制御手段とを備えた光走査装置
   ｉ７ｆ、において、ｒＪ’Ｊ記走糞線位置検出手段の出
   力値を１１１１記回転多而鏡の周期に関して周期的な成
   分値と非周期的な成分値とに分１’ｌ＋１する手段と、
   前記走査面上の走査線方向の任意の点における削記非周
   ＪｊＪＪ的成分値を補間近似する手段と、該補間近似さ
   れた非周期的な成分値と前記周期的な成分値とを合成す
   る手段を有し、該合成された値によりＯ４ｌ記角産制御
   手段を制御することを特徴とする光走査装置。