JPS628017Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、光ビーム偏向系により走査された光
ビームを利用する光走査装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

光ビーム偏向手段として回転多面鏡を用い、レ
ーザ光ビームを走査して記録体上に文字情報の記
録を行うレーザ・プリンタは、第１図に示すよう
な構成である。

レーザ１から出たレーザ・ビームは光変調器２
により変調され、ビーム拡大レンズ３により必要
なビーム径にされた後、回転多面鏡４により偏向
され、結像レンズ５を通して光導電体６上を走査
する。光ビームをオン・オフする変調器２は、光
変調器制御回路７によりコントロールされる。光
導電体６上を一定速度で走査すると同時に、光導
電体６は光ビーム走査と垂直方向に移動するの
で、ドツトによる印字パターンを光導電体６上に
露光させることができる。そして、電子写真プロ
セスにより、普通紙上にドツトによるパターンを
印字することができる。

この場合、パターンを構成するドツトの位置
は、非常に正確でなければならない。すなわち、
回転多面鏡４により、光ビームが毎回光導電体６
上を走査する度ごとに、光導電体６上の同位置か
ら一定距離間隔で変調を行えば、第２図ａに示す
ように歪のない正しいドツト・パターンの印字を
行うことができる。もし、この変調のタイミング
がずれて、変調開始位置が移動すると、印字され
るパターンは、第２図ｂに示すように大きな歪を
生じ、印字品位が低下する。

ところで、回転多面鏡４には鏡面の角度分割誤
差が存在し、また回転多面鏡駆動モータには、光
ビーム走査周期に比べて長い周期の回転変動が存
在するので、走査光ビームと光ビーム変調系の間
に何らかの同期手段を用いなけれが、光ビームの
変調開始位置に大きな変動を生じる。このため、
一般に、光ビーム走査線上に光検出器を設置し、
この光検出器出力を同期信号として基本クロツク
の分周を開始し、この分周出力に同期して光ビー
ムの変調を行う方法がとられる。このクロツク
を、文字制御クロツクと呼ぶことにする。

基本クロツクの周期をt₀、分周比をＮとすれ
ば、このときの光検出器からの同期信号と文字制
御クロツクとの同期ずれは、時間にしてt₀以内、
ドツトずれの大きさにして１／Ｎドツト以下とな
る。

文字制御クロツクは、次の条件を満足するもの
であることが必要である。すなわち、 (1) パターン・ドツトの位置ずれを光ビーム走査
開始点付近で数分の１ドツト以下とするため
に、同期信号と文字制御クロツクの同期精度
が、クロツク周期の数分の１以下のずれである
こと。

(2) １回の光ビームの走査で、数千個のドツトが
発生される。したがつて、この光ビーム走査範
囲全体で、パターン・ドツトの位置ずれを数分
の１ドツト以下にするため、毎回の光ビーム走
査に対する文字制御クロツクの再現性が、光ビ
ーム走査範囲全体について、クロツク周期の数
分の１以下のずれであること。

上記２つの条件を満足するためには、基本クロ
ツク発生器として、水晶発振器等の高安定度発振
器を用い、その周波数を文字制御クロツクの数倍
程度以上にすることにより可能である。すなわ
ち、水晶発振周波数をＮ倍にすれば、ドツトずれ
は１／Ｎドツト以内となる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、一般に回転多面鏡４の各鏡面は完全な
平面ではなく、第３図に示すように、近似的に大
きな半径の円筒面１０とみなすことができる。こ
のような各鏡面の平面度のばらつきにより、光ビ
ーム走査速度は各鏡面ごとに僅かずつ異なるの
で、走査終了点付近では大きなパターン・ドツト
の位置ずれを生じる。なお、第３図において、１
０は実際の鏡面、１１は理想的鏡面、ｒは多面鏡
の半径、Ｒは近似的に大きな円筒の半径である。

高品位のパターン印字を行うためには、このパ
ターン・ドツトの位置ずれを、光ビーム走査範囲
全体にわたつて、数分の１ドツト程度以下にする
必要がある。しかし、これに必要な回転多面鏡４
の鏡面工作精度は、現在の技術の限界に近く、回
転多面鏡４はきわめて高価なものとなつてしま
う。

また、従来、これを補正する方法が特開昭51−
88241号「光ビームの走査方法」にて提案されて
いる。しかしながら、この方法は各鏡面ごとの光
ビーム走査時間をあらかじめ計測しておき、この
走査時間に基づいて変調クロツクを補正している
ため、測定するための装置を光走査装置内に配置
する等の、極めて面倒な作業が必要になるという
問題があつた。

本考案の目的は、この問題を解決するため、パ
ターン・ドツトの位置ずれを、電気的にかつ簡単
で安価な回路により、高精度で補正する光走査装
置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記のパターン・ドツト位置ずれは、各鏡面ご
とに固有の大きさであるから、本考案において
は、各鏡面ごとの光ビーム走査時間を測定、記憶
し、その値に応じて文字制御クロツクの周期を部
分的に変化させ、上記パターン・ドツトの位置ず
れを、光ビーム走査範囲全体に、目立たない程度
の大きさで分散させることによつて上記の目的を
達成する。

〔実施例〕

以下、本考案を、図面により詳細に説明する。

第４図ａ，ｂは、本考案の原理を説明する図で
ある。

例えば、第４図ａに示すように、第１回目の走
査１では点A1で終了し、第２回目の走査２では
１ドツト分延長した距離の点A2で終了し、第３
回目の走査３では3/4ドツト短い距離の点A3で終
了したとする。

この場合、本考案においては、第４図ｂに示す
ように、文字制御クロツク周期を部分的に変化さ
せることによつて、第４図ａに示す光ビーム走査
長の変化を補正する。すなわち、第４図ｂの第２
回目の走査では、Ｘの位置で文字制御クロツク周
期を1/8ドツト分縮少させるような時間間隔Tcと
し、点B2で印字終了させる。また、第３回目の
走査では、Ｘの位置で文字制御クロツク周期を1/
８ドツト分延長させるような時間間隔Tc′とし、
点B3で印字終了させる。

第５図は、本考案の一実施例を示す文字制御ク
ロツク発生回路のブロツク図である。

走査開始位置を光検出器１２で検出すると、ク
ロツク・ゲート２１が開いてカウンタ１８はクロ
ツク発生器１３からのクロツクのカウントを開始
する。そして走査終了位置を光検出器１４が検出
すると、クロツク・ゲード２１が閉じるのでカウ
ンタ１８はカウントを停止し、光ビーム走査時間
を表示する。

一方、走査開始と同時に、カウンタ１９は１だ
けカウント・アツプし、カウント値で回転多面鏡
の鏡面番号を表示する。すなわち、回転多面鏡の
鏡面数をNsとすると、カウンタ１９はNs進カウ
ンタである。

走査終了時に、カウンタ１８のカウント値（光
ビーム走査時間）がメモリ２０に書込まれる。書
込まれる領域は、カウンタ１９が示す鏡面番号を
メモリ・アドレスとする領域である。

走査開始時には、カウンタ１９が示す鏡面番号
をメモリ・アドレスとして、メモリ２０にアクセ
スし、Ns回前の走査時の光ビーム走査時間を読
出した後、さらに読出された光ビーム走査時間の
値をアドレスとして、読出し専用メモリ１７か
ら、文字制御クロツク・パルス数Ncと方向Ｄを
読出して分周器１５に送出する。この文字制御ク
ロツク・パルス数Ncは、文字制御クロツク周期
を変化させる時間間隔Tc（第４図ｂ参照）を文
字制御クロツク周期で除算した値であり、さらに
方向Ｄは、文字制御クロツク周期を変化させる方
向を示すもので、延長するとき“１”、縮少する
とき“０”とする。

分周器１５は、送出されたクロツク・パルス数
Ncを分周比とする。また、分周器１６は、クロ
ツク・ゲート２１から基本クロツクを、分周器１
５から文字制御クロツクをそれぞれ受信し、文字
制御クロツク周期を基本クロツク周期で除算した
値Ｎを分周比とする。そして、分周器１６は、分
周器１５のカウント値がNcに達する度ごとに分
周器１６の分周比を、Ｄ＝１の場合にはＮ＋１、
Ｄ＝０の場合にはＮ−１とする。このようにして
分周した分周器１６の出力から、補正された文字
制御クロツクCONTCLKが得られる。すなわ
ち、基本クロツク周期をｔ_pとすると、分周比Ｎ
の分周器１６から出力される文字制御クロツク
CONTCLKの周期Nt_pは、分周器１５のカウント
値がNcになる度ごとに、（Ｎ＋１）ｔ_pに延びる
か（Ｎ−１）ｔ_pに縮むことになる。

第６図は、本考案の他の実施例を示す文字制御
クロツク発生回路のブロツク図である。

第５図と第６図における動作の相違点は、第５
図の分周器１６が分周比をＮからＮ±１に制御し
ているのに対し、第６図の分周器１６自体は分周
比をＮに一定しており、クロツク制御ゲート２２
と分周器１６とで分周比をＮからＮ±１に制御し
ている。

第７図ａ，ｂ，ｃは、第６図における分周器１
６の入力パルスのタイム・チヤートである。

第７図ａは、クロツク制御ゲート２２を開閉す
ることなく、基本クロツク（周器ｔ_c）をそのま
ま通過させた場合であり、分周器１６の出力すな
わち文字制御クロツクCONTCLKの周期Nt_cであ
る。勿論、この場合の分周比はＮである。

次に、第７図ｂは、クロツク制御ゲート２２を
一瞬閉じて基本クロツクをＡの間分周器１６に入
力しないようにした場合であり、文字制御クロツ
クCONTCLKの周期は（Ｎ＋１）ｔ_cとなる。こ
の場合の分周比は、Ｎ＋１と等価になる。

次に、第７図ｃは、クロツク制御ゲート２２が
基本クロツクをｔ_c／２だけ遅延させた出力のゲ
ートを一瞬開いて、Ｂの余分のクロツクをも分周
器１６に入力する場合のあり、文字制御クロツク
CONTCLKの周期は（Ｎ−１）ｔ_cとなる。この
場合の分周比は、Ｎ−１と等価である。

第７図ａ，ｂ，ｃの説明から明らのなように、
第６図のクロツク制御ゲート２２と分周器１６と
を組合せた動作は、第５図の可変分周比の分周器
１６の動作と等価であるから、第６図の回路は第
５図の回路と全く同じ動作を行う。

なお、実施例では、一般に用いられている基本
クロツクを分周して文字制御クロツクを発生する
方式に適用しているが、本考案は、必ずしも分周
してクロツクを発生する方式に限定されることな
く適用できる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、回転多
面鏡の鏡面平面精度のばらつきによるパターン・
ドツトの位置ずれを、文字制御クロツク発生回路
に簡単な回路を付加することにより、安価な方法
で補正することができる。これにより、安価な回
転多面鏡で高品位のパターン印字を行うことがで
き、システムの価格を大幅に下げることができ
る。そして、レーザ・プリンタに限らず、走査光
ビームを利用して記録加工等を行う装置に対し
て、安価で、かつ高精度な光ビーム変調タイミン
グ制御を可能にする。

さらに本考案によれば、従来の構成に簡単な回
路を付加するのみでよく、経年変化を自動的に補
正でき、高精度状態を維持することができ、ま
た、回転多面鏡を交換したときでも再調整が不要
になるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザ・プリンタの構成図、第２図
ａ，ｂは第１図における変調タイミングずれを説
明する図、第３図は第１図の回転多面鏡の鏡面の
説明図、第４図ａ，ｂは本考案の原理を説明する
図、第５図は本考案の一実施例を示す文字制御ク
ロツク発生回路のブロツク図、第６図は本考案の
他の実施例を示す文字制御クロツク発生回路のブ
ロツク図、第７図ａ，ｂ，ｃは第６図における分
周器入力パルスのタイム・チヤートである。 １２：走査開始位置の光検出器、１３：基本ク
ロツク発生器、１４：走査終了位置の光検出器、
１５，１６：カムンタ、１７：読出し専用メモ
リ、１８，１９：カウンタ、２０：メモリ、２
１：クロツク・ゲート、２２：クロツク制御ゲー
ト、CONTCLK：文字制御クロツク出力。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 光ビームを発生する光ビーム発生手段と、回転
   多面鏡を備え、該光ビーム発生手段からの光ビー
   ムを偏向して所定の直線上に走査させる光ビーム
   偏向手段と、該光ビーム偏向手段により走査され
   た光ビームを、文字制御クロツク発生回路の出力
   に同期して変調する光ビーム変調手段と、 前記直線上で該光ビームを受光するよう配置さ
   れ、該光ビームの走査開始位置を検出するための
   第１の光検出器と、前記直線上で該光ビームを受
   光するよう配置され、該光ビームの走査終了位置
   を検出するための第２の光検出器と、該第１と第
   ２の光検出器の検出出力に基づいて該回転多面鏡
   の各鏡面に対応する光ビームが前記直線上の所定
   範囲を走査する時間を計測する走査時間計測手段
   と、前記計測された各鏡面毎の光ビーム走査時間
   を記憶する記憶手段と、該記憶手段の記憶内容に
   基づいて各鏡面ごとに前記所定範囲内を走査する
   間のクロツク数が同一となるように一定時間間隔
   で文字制御クロツク周期を微小量変化させ、上記
   回転多面鏡の各鏡面の平面精度誤差による光ビー
   ム走査時間変動の影響を除去するクロツク補正手
   段と、 を具備して成ることを特徴とする光走査装置。