JPS6232769A - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

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JPS6232769A
JPS6232769A JP60172157A JP17215785A JPS6232769A JP S6232769 A JPS6232769 A JP S6232769A JP 60172157 A JP60172157 A JP 60172157A JP 17215785 A JP17215785 A JP 17215785A JP S6232769 A JPS6232769 A JP S6232769A
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Susumu Imagawa
今河 進
Kazuyuki Shimada
和之 島田
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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】 (技術分野) 本発明はレーザプリンタ、レーザファックス等に用いら
れる光走査装置に関する。
(従来技術) 光走査装置は、被走査面を光ビームによって走査して、
光情報の書込を行うための装置として知られている。
このような光走査装置においては、光ビームはポリゴン
ミラーやホロスキャナー等の回転偏向器で等角速度的に
偏向されるのが普通であり、被走査面上における走査速
度を一定にするために一般にはfθレンズが用いられて
いる。しかし、fθレンズは特殊なレンズでコストが高
いため、できればこれを用いずにすませたいという要望
もある。
また、近時、光ビームの走査角速度が一定でないような
ポリゴンミラーも提案されつつあり(特願昭59−27
4324号)、このような場合は、fθレンズを用いて
も、走査速度は一定とならないので。
このような場合にはfOレンズの使用ができない6画像
走査クロックは、光走査の際、走査光ビームをオン・オ
フするためのクロック信号であり;その周波数fKは、
1画素の情I&I書込みにわりあてられた時間をTとし
て1/Tで与えられる。fθレンズを用いないとすれば
、走査光ビームによる被走査面の走査速度は一定とはな
らないので1画像走査クロックの周波数f I<を一定
にしておくと、情報の書込みに歪みが生ずることになる
例えば、第4図において、符号30は、被走査体として
の光導電性感光体、符号32は、光ビームLを等角速度
的に偏向させるためのポリゴンミラー。
符号34は、光ビームLを被走査面上に集束させるため
の集光レンズを示す。光ビームLは一般にガスレーザー
や半導体レーザーからのレーザー光である。距離Q、h
を、第4図の如く選ぶと、h=−Q−tanθ ポリゴンミラー32の角速度をω。(一定)とするとな
る。走査領域長を図の如<2)1とし、H+h=h’と
すると、 である。今、この走査領域長2H内に2no の画素が
あるものとすると、第4図の走査領域の左側の走査開始
側から数えてn番目の画素における走査速度Vnは である。ここにdは1画素幅である。画像走査々ロック
の周波数fKは、その定義からして、このとなる。従っ
て画像走査クロック周波数fI(を、1画素ごとに(1
)式に従って変化させれば、fθレンズを用いなくとも
、情報の書込みに歪みを生ずることなく光走査を実現で
きる。この場合画像走査クロックの周波数可変のタイミ
ング(期間)は一般的に走査面上又はそれと等価な位置
におがれた光センサ36からの同期信号を基準としてク
ロックのカウントを開始してそのカウント値から得てい
る。
しかしながら上記ポストオブジェクテブ型(回転偏向器
の前に集束レンズを配置するタイプ)の光走査装置では
回転偏向器の配置や光軸位置及び光センサの配置に誤差
があった場合画像走査クロックの周波数補正特性と実際
の走査速度変化特性とがずれてリニアリティ及び倍率誤
差が悪化し画質が悪化する。なおここで言うリニアリテ
ィとは例えば等間隔で直線を書いた場合の線間ピッチの
バラツキを言う。
(目  的) 本発明は画像走査クロックの周波数補正特性と走査速度
変化特性とのズレによる画質の悪化を改善することがで
きる光走査装置を提供することを目的とする。
(構  成) 本発明は光センサからの同期信号より所定時間経過後か
ら回転偏向器による走査速度に応じて画像走査クロック
の周波数を連続的に変化させる光走査装置において、上
記所定時間を可変する手段を有し、この手段により画像
走査クロックの周波数補正特性と走査速度変化特性との
ズレを無くして画質を改善することができる。
次に本発明の実施例について説明する。
この実施例は上述の光走査装置において光センサからの
同期信号より画像走査クロックの周波数変化開始までの
時間を可変できるようにしたものである。この実施例に
おける画像走査クロック発生装置は、発振器と、第1の
分周器と、アップ/ダウンカウンタ−と、制御回路と、
フェイズロックドループ回路とで構成される。フェイズ
ロックドループ回路を、以下PPLと略記することにす
る。
発振器は、基準クロックを発生する。この基準クロック
の周波数を以下foとする。foは勿論定数である。
第1の分周器は、上記基準クロックを分周して、位置制
御用クロックを発生させる。
アップ/ダウンカウンタ−(以下、U/Dカウンターと
略記する。)は、第1の分周器の分局率Nを切換える。
Nは、もちろん自然数である。
制御回路は、以下の如き機能を有する。走査領域は、あ
らかじめ、K個のブロックBLi(i=1〜K)に区分
され、あらかじめ定められた有限数列Mi(i=1〜K
)にもとづき、i番目のブロックBLi(i = 1〜
K)では上記位置制御用クロックの切換を実現せしめる
。すなわち、仮に分周率Nの初期値がNoであったとす
ると、位置制御用ブロンO りの周波数は当初−であるが、第1のブロックBLIで
N。
はこの位置制御用ブロックをM1パルスカウントすると
、制御回路はU/Dカウンターを介して、第1の分周器
の分周率をNOからN、(=No+ΔN)に切換える。
そうすると1位置制御用クロックの周O 波数は−となる。この新たな周波数のクロックをM1パ
ルス、カウントすると、さらに分周I N xからN2
へと切換る、ということを、n1回繰返す。つづいて、
第2のブロックBL2では、位置制御用ブロックのM2
パルスごとに分周率を切換ることをn2回繰返す。この
プロセスを各ブロックごとに行なうのである。i番目の
ブロックBLiでは1分周率の切換は、位置制御用クロ
ックのMiパルスごとにni回行なわれる。
PLL回路は、位相検波回路、ローパスフィルター、第
2の分周器、電圧制御発振器により構成される。第2の
分周器は固定的に設定された分周率Mを有する。
このPLL回路は1位置制御用クロックの周波数の段階
的変化に応じて、周波数が連続的に変化する画像走査ク
ロックを発生させる。
以下、この画像走査クロック発生装置について図面を参
照しながら説明する。
第2図において1位相検波回路18.ローパスフィルタ
ー20、電圧制御発振器22、第2の分周器24は、 
PLL回路を構成している。
発振器10から発生せられる周波数foの基準クロック
は、第1の分周器12により分周されて、周波O 数−の1位置制御用クロックとなり、制御回路16゜お
よびPLL回路の位相検波回路18に入力する。
位相検波回路18は、この位置制御用クロックと、分周
器24から入力するクロックCLAどの位相を比較し、
その位相差をパルス信号としてローパスフィルター20
に出力する。、Cr−パスフィルター20を介して上記
位相差の情報が電圧制御発振器22に入力すると、同発
振器22は、ローパスフィルター20の出力電圧に応じ
た周波数のクロックを出力する。
このクロックが1画像走査クロックとなる。画像走査ク
ロックは1分周器24で分周され、クロックCLAとし
て位相検波回路18へ印加され1位置制御用クロックと
位相比較される。
さて、PLL回路において、電圧制御発振器22から発
せられるクロックの周波数は1位相検波回路18で位相
比較されるクロックCLAと位置制御用クロックとの間
に位相差の変化がないときは、変化しない。このような
状態を、PLL回路の平衡状態と呼ぶことにする。
例えば、PLL回路の平衡状態で、位置制御用りf。
ロックの周波数が−であるとすると、このときりO クロックCLAの周波数も−となっているから、この状
態で、電圧制御発振器22から発せられるクロックのf
gは。
である。この状態で1分周器12の分周率をNからN′
へと切換ると、位置制御用クロックの周波数生ずる。従
って、これに応じて、電圧制御発振器22の出力クロッ
クの周波数fKも変化するが、この周波数f +<の変
化は連続的に生じ、周波数f I<変化する。
従って1分周器12の分周率Nを段階的に変化させるこ
とによって、画像走査クロックの周波数f I(を連続
的に変化させることができる。
さて、制御回路16は1分周器12における分周率のプ
リセット値を、U/Dカウンター14から出力させるた
めのクロックCK、 U/Dカウンター14をカウント
可能にする信号EN、アップダウンのモードを決定する
信号U/Dを発する。
アップダウンのモードは、走査速度の極値近傍でアップ
モード(もしくはダウンモード)からダウンモード(も
しくはアップモード)に切換るように、信号U/Dの発
生を行なう。
クロックCKが入力するとU/Dカウンター14はプリ
セット値を更新して、分周器12の分周率を切換る。
クロックCKの発生は、先にのべたように、各ブロック
BLi(i=1〜K)ごとに、有限数列Mi(i=1〜
K)にもとづき行なわれる。すなわち、各ブロックごと
に、Miとniとが予め設定されており。
1番目のブロックllLiでは、位置制御用クロックが
Miパルス入力するごとに、制御回路16からタロツク
CKが発生するが、このクロックCKは、このブロック
BLiでは、ni回発生するのである。
ブロック数にや、Mi、niの値は、電圧制御発振器2
2から発生する画像走査クロックの周波数fgが、走査
速度変化にともなう周波数変化、例えば(1)式を良く
近似するように設定される。これは。
設計条件に応じて実験的あるいは理論的に定められる。
第4図は、理想、上の画像走査クロックfKの変化(曲
[4−1)と分周率の切換による。クロックf′!(の
段階状変化の1例を示している。階段状の周波数変化の
下の数字5.6.10.16は、図の右端を走査開始側
として、それぞれMl、 82. M3゜M4に対応し
ている。図から分かるように、n1=6゜n2=9.n
3=3.n4=5である。この図は、対称図形の右半分
のみを示しており、M5=10. n5= 3 。
阿6=6.n6=9.M?=5.n7=6である。この
図から分かるように、ブロックBLiは1周波数fKの
連続曲線を直線近似する領域であり、各ブロック内では
、ステップの横幅が等しいのである。クロックf’には
、位置制御用クロックのM倍に相当する。クロックf′
に自体は1階段状に変化するが、PLL回路の作用によ
り現実の画像走査クロックの周波数は連続的に変化し1
曲線4−1をよく近似する。
第2図は、第1図に示す装置の説明図的なタイミング図
を示す。上から順に、同期信号、走査法f。
度0分周比N1位置制御用クロックの周波数−1画像走
査クロックの周波数fKを示す。U/Dカウンター14
のアップ/ダウンモードが、走査速度の極値近傍で切換
るので、分周比N、fo/N、fkともに、上記極値付
近の位置に関し対称的となっている。
同期信号は、第3図に符号36をもって示す光センサー
の出力であり、この同期信号により第1の分周器12が
初期化される。また同期信号は制御回路16へも印加さ
れる。
信号ENは、同期信号を受けてから所定時間Taだけ遅
れてカウンター動作を行なわせ、印字領域走査終了後、
Tb時間だけ遅れてカウンター動作を終了させている。
カウンター動作の終了とともに、分周比Nは初期値に固
定される。
具体的な例として回転角αに対して、偏向器2θ殊なポ
リゴンミラー(特願昭59−274324号で捉案され
たもの、A、Rはポリゴンの形態上の定数)を用いた場
合の具体例を記する。このポリゴンを用いる場合の画像
走査クロックの周波数fg(n)の変化は、第4図の曲
線4−1の如きものとなる。
この場合において、第3の周波器の分周比Mを8、基準
クロックの周波数foを20MHz、分周比Nの切換幅
ΔNを1、走査領域の画素数2n ry2400、有限
数列mの要素数7、M1=5 、 M2=6.M 3 
=10. M4=16.  M5=10.M6=6.M
7=5.n1=6.n2=9  、n3= 3 、 n
4=5 、 n5=3.n 6 = 9 、 n7=6
として実施したところ、不連続性がなく歪みも殆ど目立
たない良好な記録画像が得られた。分周比Nは、走査領
域の両端が69、中央部89である。画素間のばらつき
は2%以下であった。
またスイッチ40は画像走査クロックの周波数補正特性
を選択するものであり、具体的には分周器12の分周率
変化を示す段階波を選択するものである。この段階波は
画像走査クロックの周波数を光ビームの走査速度に応じ
て変化させるものであって、光センサ36からの同期信
号より所定時間Ta後に発生してTc時間後に終了する
が、このTa、 Tc時間がスイッチ40により切換え
られる。光変調手段は上記画像走査クロックに同期して
外部装置から入力される画像信号により光ビームLを変
調して感光体30上に画像を形成させるが、その画像形
成期間は上記階段波の発生期間内にある。上記階段波は
U/Dカウンタ14が制御回路16からのイネーブル信
号ENトよりカウント動作して分周器12の分周率が変
化する時に生じ、制御回路16は第8図に示すようなカ
ウンタ41及び論理回路42によりイネーブル信号EN
を発生してこのイネーブル信号ENに合わせて他の信号
GK、 U/Dを発生する。カウンタ41は光センサ3
6からの同期信号により初期化され、分周器12からの
位置制御用パルスをカウントする。論理回路42はカウ
ント41の内容が第1の値になるまでの期間にイネーブ
ル信号ENを発生し、上記第1の値と第2の値がスイッ
チ40により切換えられることによってイネーブル信号
ENの発生時期が第7図に示すように変化する。ここで
イネーブル信号ENの可変範囲tは t=(n−1)XΔL となる。但しnはスイッチ40により切換可能なイネー
ブル信号ENの数、Δtは分周器24の分周率をMとし
た場合M×Δnドツトに相当する時間である。例えば、
M=8.Δn=2.n=3とすると、t=8x2X (
3−1)=32ドツト分となる。第5図及び第6図はこ
の実施例のタイミングチャートである。
偏向角20がsin O: 1−−sinαで与えられ
る走査方向に曲率をもったポリゴンミラー(特願昭59
−274324号公報開示のもの)45を用いた本発明
の他の実施例における光学系を第9図に示す。ここにα
:回転角、A:円接円半径、R:反射面曲率である。光
源43からの光ビームは結像レンズ34゜ミラー44.
ポリゴンミラー45を介して感光体30゜光センサ36
に入射する。この実施例において上記光学系以外の部分
は上記実施例と同様であり、画像走査クロックの周波数
fK(n)の変化は第10図の曲線9−1のようになる
。この場合分周器24の分周比を8.基準クロックの分
周数foを20MH2、分周比Nの切換幅ΔN=1.走
査領域の画素数200=1968、有限数列mの要素数
7 、 M1=2 、 M2=3 、 M3= 6  
、  M4=16.  阿5=6  、  M6=  
3  、  M7=  2 、  n1=8  。
n2=19. n3:5 、 n4= 3 、 n5=
5 、 n6=19. n7=8とすると、第11図に
示すようにリニアリティ (図では12.7mmピッチ
の縦線の実際のピッチの変化率)は±1%と良好な画像
が得られる。
しかし第9図においてポリゴンミラー45に対する入射
位置が0.6m+++、また光センサ36が設計に対し
て1m+oずれた場合実際の走査速度と画像走査クロッ
ク周波数補正特性との間にズレが生じ、そのリニアリテ
ィは第12図のように悪化し画像端部では±1%を越え
てしまう。
そこでスイッチ40により画像走査クロック周波数補正
の開始をΔn=2、すなわちΔnXM=16ドツト遅ら
せると、そのリニアリティは第13図のように改善され
±1%以下となる。なお、画像走査クロック周波数補正
特性の選択は光走査装置の同期信号〜書込開始の時間及
び走査速度特性の理想特性からのズレを測定し設定する
(工場設定)。
(効  果) 以上のように本発明によれば画像走査クロックの周波数
補正特性を選択できるので、画像走査クロックの周波数
補正特性と走査速度変化特性とのズレによる画質の悪化
を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における画像走査クロック発
生装置を示すブロック図、第2図は同実施例のタイミン
グチャート、第3図は光走査装置における光学系の一例
を示す平面図、第4図は上記実施例の特性図、第5図及
び第6図は上記実施例のタイミングチャート、第7図は
上記実施例を説明するための図、第8図は上記実施例の
一部を示すブロック図、第9図は本発明の他の実施例に
おける光学系を示す平面図、第10図は同実施例の特性
図、第11図〜第13図は同実施例のリニアリティを説
明するための図である。 40・・・・スイッチ、41・・・・カウンタ、42・
・・・論理回路。 多 1 g 沸脩史立pyv、/? 脣 I 倣 う (− 儂撥(x/K) 茅13燗 宰多しす

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光源からの光ビームを感光体面上に微小スポットとして
    集束レンズで結像させると共に回転偏向器で走査し、こ
    の回転偏向器と上記光源との間に上記集束レンズを配置
    し、感光体領域外の走査領域内にて走査光ビームを検知
    する光センサからの同期信号より所定時間経過後から上
    記回転偏向器による走査速度に応じて画像走査クロック
    の周波数を連続的に変化させる光走査装置において、上
    記所定時間を可変する手段を有することを特徴とする光
    走査装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7193761B2 (en) 2004-06-07 2007-03-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Method of controlling beam scanning timing and beam energy and light beam scanning apparatus using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7193761B2 (en) 2004-06-07 2007-03-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Method of controlling beam scanning timing and beam energy and light beam scanning apparatus using the same

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