JPH0653420B2

JPH0653420B2 - レ−ザ光走査装置

Info

Publication number: JPH0653420B2
Application number: JP61296054A
Authority: JP
Inventors: 信介舟木
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1986-12-12
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPS63148275A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、レーザ光走査装置の改良に関し、更に詳しく
は多色記録レーザプリンタの色ずれを防止することがで
きるようにしたレーザ光走査装置に関する。

（従来の技術）従来より、画像信号に応じてレーザビームを変調し、変
調したレーザビームを光学系を介して情報記録媒体に照
射し、該情報記録媒体を走査露光することにより画像情
報を記録するレーザプリンタが知られている。第８図は
従来のこの種の装置の一例を示す構成図である。

図において、１は光ビームを出射するレーザ、２は該レ
ーザ１から出射された光ビームＢを画像信号に応じて変
調する光変調器、２０はそれぞれ光変調器２の出力光を
受けて所定のビームサイズに変換するビームエキスパン
ダである。該ビームエキスパンダ２０は、例えば光学レ
ンズ３，４で構成される。

５はビームエキスパンダ２０の透過光を主走査方向に振
り分けるポリゴンミラー、６は該ポリゴンミラー５を定
速で回転させるモータ、７はポリゴンミラー５の反射光
を受けて等速走査を行うf θレンズである。８はf θレ
ンズ７から走査光を受ける情報記録媒体である。９は光
ビームを受けて初期記録位置を検出する位置検出セン
サ、１０は情報記録媒体８を副走査方向（巻取方向）に
搬送する搬送ローラ、１１，１２は情報記録媒体８を搬
送ローラ１０に圧着する圧着ローラである。このように
構成された装置の動作を概説すれば、以下のとおりであ
る。

レーザ１から出射された光ビームＢは光変調器２で画像
信号に応じた変調を受ける。光ビームはビームエキスパ
ンダ２０により所定のビーム径に変換される。変換され
た光ビームはポイゴンミラー５で情報記録媒体８の主走
査方向に振り分けられ、f θレンズ７を介して情報記録
媒体８に向かって照射される。このとき、光ビームが位
置検出センサ９に当たると、カウンタ（図示せず）がク
ロック信号を計数し始め、その計数値が所定の値に達し
たら、画像信号により変調された光ビームが情報記録媒
体８の照射を開始する。Ｌはこのときの走査線を示す。
そして、前記カウンタの計数値が所定の値に達すると光
ビームをオフにし、露光動作を終了させる。１ラインの
走査が終了すると、搬送ローラ１０が回転し、副走査方
向（巻取方向）に１ライン分情報記録媒体８を搬送す
る。そして、新たな走査が行われる。走査露光された情
報記録媒体８は現像，定着され、所定の画像情報が記録
されることになる。レーザ１に直接変調可能なレーザ
（例えば半導体レーザ）を用いれば、光変調器２は除く
こともできる。

近年、複数波長のレーザ光、例えば、赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）のレーザ光を情報記録媒体に照射し、
走査露光することにより多色記録を可能としたレーザプ
リンタが開発されてきている。この種のレーザプリンタ
では、結像レンズ（f θレンズ）の色収差による結像面
での各波長のビームスポットのずれが問題となる。第９
図に示すように波長λ_１，λ_２のレーザ光Ｂがポリゴン
ミラー５に入射し、その反射光がf θレンズ７を介して
情報記録媒体８に照射される場合について考える。

情報記録媒体８の表面が結像位置であるものとして、f
θレンズ７を通過した光は、波長λ_１の光とλ_２の光と
に若干ずれる。このような現象（色収差という）は波長
毎にレンズの屈折率が異なることに基づいて生じる。図
の実線がλ_１，破線がλ_２の光である。λ_１とλ_２とが
ずれると、情報記録媒体８上で色ずれとなり、画像品質
の劣化と線幅が太ることによる解像度の低下の原因とな
る。第１０図は色ずれの様子を示す図である。例えばＡ
部が波長λ_１の光による照射領域，Ｂ部が波長λ_２の光
による照射領域であるものとして、Ａ_１，Ｂ_１部が色ず
れ領域を形成し、これがそのまま見かけ上線幅の太りと
なる。

このような不具合を除去するために、以下のような方法
が採られる。

f θレンズ（結像レンズ）の色消しを完全に行う。

画素クロックを遅延することにより色収差を補正す
る。この方法は１クロック単位の補正と１クロック内の
補正とに分けて行う。即ち、クロック単位の補正はデー
タを遅延させることにより、クロック内の補正はＤ／Ａ
コンバータのクロックを遅延させることにより行う。

第１１図は、色収差補正の回路図である。画像データは
クロック単位補正回路２１を経てＤ／Ａコンバータ２２
に入力され、画素クロックはクロック内補正回路２３を
経て、Ｄ／Ａコンバータ２２に変換クロックとして与え
られる。そして、クロック単位補正回路２１とクロック
内補正回路２３は制御回路２４によりその動作が制御さ
れる。即ち、クロック単位の補正は制御回路２４がクロ
ック単位補正回路２１に与えるクロックを制御してデー
タを遅延させることにより行う。一方、クロックの補正
は制御回路２４がクロック内補正回路２３を制御し、ク
ロック内補正回路２３からＤ／Ａコンバータ２２に与え
られる変換クロックを遅延することにより行う。

（発明が解決しようとする問題点）の場合、完全な色消しレンズを３色以上の波長の光に
ついて実現することができない。２色の場合において
も、色収差の少ないレンズを作るためには特殊な材料を
用いる必要があり、又、組立て精度も高度なものが要求
される。従って、f θレンズの歩留りも悪くなり、コス
トアップとなってしまう。

に示す方法の場合、画素クロックは一定であるので、
色収差により本来の位置からずれたビームを微動して本
来の位置にもってくる必要がある。第１２図を用いて説
明する。基本画素クロックと遅延画素クロックとの単位
遅延時間をΔt とすると、色ずれを補正するには図に示
すように遅延量を２Δt ，３Δt …と順次増やしていく
必要がある。このため、補正回路１３（第１１図参照）
で用いる遅延素子はΔt 単位で周期Ｔまで遅延可能な素
子、例えば遅延線と該遅延線により遅延された各段階の
クロックをセレクトするセレクタが必要となる。

第１３図は遅延回路の一例を示す図で、遅延線２５に入
力された画素クロックはΔt からΔt きざみでＴまで遅
らされる。これら各段階の遅延画素クロックはセレクタ
２６によって最適なものがセレクトされ、遅延画素クロ
ックとして出力される。

しかしながら、このような遅延線は高価であり（例えば
８タップの場合で４０００円）、精度もよくない（例え
ばΔt ±５％程度）。又、この方式の場合は画素クロッ
クを遅らせて、結像位置を後にずらすことはできるが前
に進めることはできない。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、高価な遅延線を用いることなく結像位置を
前後に任意に移動することができるレーザ光走査装置を
実現することを目的としている。

（問題点を解決するための手段）前記した問題点を解決する本発明は、波長の異なる複数
のレーザ光を画像情報に応じて変調し、偏向手段及び結
像光学系を介して情報記録媒体に導き走査を行うレーザ
光走査装置において、レーザ光の分周情報を記憶する記
憶手段と該記憶手段の出力に応じて分周比を変化させる
分周器とを具備し、該分周器出力に基づいて画像情報を
変調するように構成したことを特徴とするものである。

（作用）レーザ光の分周情報を予め記憶しておき、当該分周情報
に基づいて画素クロックの分周比を変化（画素クロック
を増減）させる。これにより画素クロックを進めたり遅
らせたりすることができ、あらゆる色収差のパターンを
色ずれのないように修正することができる。

第１４図は本発明による色ずれ補正方法の説明図であ
る。走査方向を図の矢印方向にとるものとして、（イ）
は本来のビーム位置Ｂ_１よりも色収差によりずれたビー
ム位置Ｂ_２が後方に生ずる場合を、（ロ）は本来のビー
ム位置Ｂ_１よりも色収差によりずれたビーム位置Ｂ_２が
前方に生ずる場合をそれぞれ示している。

（イ）に示すビーム位置を修正するには画素クロックを
遅らせる。つまり分周比Ｎを大きくすればよく、（ロ）
に示すビーム位置を修正するには画素クロックを進め
る。つまり分周比Ｎを小さくすればよい。このような目
的を達成するために、先ず、基本画素クロックをつく
り、この基本画素クロックを増減させるようにする。

（１）基本画素クロックの作り方シッタのない画像をするために、記録領域外の走査開始
位置付近に第８図の９に示すように光検知器をおき、こ
の光検知器からの信号に同期して、画像データを読み出
す。即ち、光検知器の出力に同期した画素クロックを発
生させる必要がある。一般にこの画素クロックの発生方
法として、光検知器の出力信号で画素クロックのＮ倍の
原発振をＮ分周させる。従って、原理的には１ドットの
１／Ｎのジッタは常に存在するが、Ｎを十分大きくすれ
ば目立たない。第１５図に画素クロック発生回路のブロ
ック図を、第１６図に各部のタイミングチャートを示
す。

発振器３０から第１６図b に示す周波数Ｎf _０のクロッ
クが出力され、Ｎ分周器３１に入る。ここで、光検出器
から第１６図a に示すような位置検出信号がＮ分周器３
１にリセット信号Ｒとして入ると、Ｎ分周器３１の出力
はこの間リセット状態になる。リセット信号がなくなっ
た時点でＮ分周器３１はＮ分周を開始し、第１６図c に
示すような同期Ｔ_０の基本画素クロックf _０を出力す
る。

（２）基本画素クロックの増減方法第１５図を参照すると明らかなように、分周比Ｎを変化
させることで、基本画素クロックの周波数f _０を増減可
能なことがわかる。例えば３種類の分周比Ｎ_１，Ｎ_２，
Ｎ_３（Ｎ_１＜Ｎ_２＜Ｎ_３）を考える。そして、画素クロ
ックを遅らせたい時には分周比Ｎ_３に上げ（クロック周
期Ｔ_０が長くなる）、画素クロックを進めたい時には分
周比をＮ_１まで下げる（クロック周期Ｔ_０が短くなる）
ように、分周比を画素ごとに変化させる。このような分
周比制御により任意のクロック周期パターンを作ること
ができる。

第１５図の場合を例にとって説明する。Ｎ_２分周時の画
素クロック周波数をf _０とすると、Ｎ_１分周の時の画素
クロック周波数は（Ｎ_２／Ｎ_１）×f _０となり周波数が
高くなる。Ｎ_３分周の時の画素クロック周波数は（Ｎ_２
／Ｎ_３）×f _０となり周波数が低くなる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示す要部構成図である。図
に示す実施例は青（Ｂ），緑（Ｇ），赤（Ｒ）のカラー
レーザプリンタに用いるもので、第１５図に示す同期ク
ロック発生回路をＢ，Ｇ，Ｒ毎に設けたものである。図
において、４０は青用同期クロック発生回路、５０は緑
用同期クロック発生回路、６０は赤用同期クロック発生
回路である。青用同期クロック発生回路４０は、６０Ｍ
Ｈz クロックを受けるＮ分周器４１，Ｎ分周器４１の出
力を受けるカウンタ４２，カウンタ４２の出力をアドレ
スとして受け、色ずれを補正するクロックパターン（前
述のＮ_１，Ｎ_２，Ｎ_３分周）を記憶させたＰＲＯＭ４３
より構成されている。ＰＲＯＭ４３の出力はＮ分周器４
１に入力され、分周比を決定する。例えば、Ｎ分周器４
１のロード入力にそれぞれ０，１，２が入力されれば、
分周比はそれぞれ１６，１５，１４に設定される。又、
青光の光検知要信号は、Ｎ分周器４１及びカウンタ４２
にリセットパルスとして与えられている。以上の構成
は、緑用同期クロック発生回路５０，赤用同期クロック
発生回路６０についても全く同様である。

ここで、同期クロック発生回路内のＮ分周期のの分周比
を例えば、Ｎ_３＝１６，Ｎ_２＝１５，Ｎ_１＝１４とす
る。ここで、Ｎ_１，Ｎ_３の分周比をＮ_２とかけ離れた値
にすると、修正をかけた部分が目立ってきて好ましくな
い。このように構成された回路の動作を第２図に示すタ
イミングチャートを参照しながら説明すれば、以下の通
りである。

第２図（イ）に示すように光検知器（図示せず）からの
光検知信号が入力されると、Ｎ分周器４１b と、カウン
タ４２出力は、第２図（ハ），（ホ）に示すようにクリ
アされる。そして、光検知信号が立下ると、Ｎ分周器４
１は第２図（ロ）に示す６０ＭＨz クロックa の分周を
開始する。ＰＲＯＭ４３出力初期値が０であったものと
する。Ｎ分周器４１出力が（ハ）に示すように立上る
と、この立上がりでカウント４２はこの立上りをカウン
トして（ホ）に示すように立上る。このカウンタ４２出
力が立上るとＰＲＯＭ４３の入力アドレスが変化し、Ｐ
ＲＯＭ４３は“１”をＮ分周器４１に与える。

Ｎ分周器４１がこれによりカウント値１５になると、
（ニ）に示すようなキャリー（carry ）信号Ｃを出力
し、それを自己の▲▼入力に取込み、ロード入力
“１”をロードする。この結果Ｎ分周器４１は“１”に
応じた分周比（１５分周）に設定される。次にＮ分周器
４１出力が（ハ）に示すように立上ると、カウンタ４２
出力は（ホ）に示すように立下る。これによりＰＲＯＭ
４３は“０”を出力する。次にキャリーＣで“０”がＮ
分周器４１にロードされ、Ｎ分周器４１は“０”に応じ
た分周比（１６分周）に設定される。更にＮ分周器４１
出力が立上ると、カウンタ４２出力は立下る。これによ
りＰＲＯＭ４３は“２”を出力する。そして、次のキャ
リーＣで“２”がＮ分周器４１にロードされ、Ｎ分周器
４１は“２”に応じた分周比（１４分周）に設定され
る。

以上、青用同期クロック発生回路４１の動作について説
明したが、残りの緑用同期クロック発生回路５０，赤用
同期クロック発生回路６０の動作についても全く同様で
ある。このように、本発明によれば、ＰＲＯＭの値に応
じて同期クロックを任意に増減でき、これによりレンズ
の色収差による色ずれを補正できる。

この実施例では、各色の光検知信号を独立にとっている
が、第８図で、位置検出センサ９から有効画像域までの
間（レフトマージン）に、上述の補正によって各色の色
ずれ（光検知信号に寄因する）を補正できれば、特定の
１色の光で光検知信号を得る構成にすることもできる。
これについて更に詳しく述べる。

例えば、第１図で赤光からの光検知信号を青，緑の検知
信号としても用いる。位置検出センサ９の位置での各色
のビームスポットが第３図に示すように並んでいるもの
とする。図に示すように、赤で光検出信号を取った場
合、他の２色はレフトマージンの画素数と、上述の補正
を組合わせて記録開始位置で３色を一致させる。

例えば、赤のレフトマージン値が１００クロックカウン
トとすると、他の２色は第３図の例では、緑が１０２ク
ロックカウント，青が９８クロックカウントに設定され
る。更には、Δt _１，Δt _２分のずれが残るのでこれ
を、色ずれ補正の要領でキャンセルする。

更には、任意の１色を基準にとれば、他の２色の基準の
１色に合せれば良いので、３色全てにＰＲＯＭのクロッ
クパターンは不要で２色のみでよい。

第４図は本発明の他の実施例を示す要部構造図で、赤色
を基準にとった場合を示している。図に示す実施例は赤
用同期クロック発生回路はＮ分周器のみで、ここでは１
５分周器として用いられている。他の青用同期クロック
発生回路と緑用同期クロック発生回路についてはＮ分周
器をＰＲＯＭ出力により可変する構成としている。

次に変形例を述べる。同一の画素について各ラインで補
正（クロックの増減）を行うと、副走査方向にムラとな
って現われることがある。第５図は副走査方向のムラの
発生状態を示す図である。図の斜線で示したスポットが
ムラを示している。これを防止するには、各ラインで補
正を受ける画素をランダムに配置する。これには、第１
図に示すカウンタ部を第６図に示すように上位と下位に
分割し、上位のみ位置検出センサ出力でリセットがかか
るようにする。

これで、下位ビットについては各ライン毎にランダムな
値をとるので、下位ビットをn ビット割当てると、２^ｎ
画素の中で補正される画素は各ライン毎にランダムにば
らつく。或いはカウンタにランダムな値を光検出器出力
によってロードさせるようにしてもよい。

更には、補正される画素とされない画素で階調特性が異
なる場合には、それぞれＮ_１，Ｎ_２，Ｎ_３分周される画
素について別のγ補正テーブルを用意することも考えら
れる。

又、f θレンズのf θ特性からのずれも色ずれと同時に
補正することも考えられる。

以上述べた如く、本方式では、ＰＲＯＭに予め書いた任
意の分周比のパターンを実現でき、クロック増減の精度
も原発振の精度で行え、コストもかからない。

最後に具体例を述べる。今、分周比を前の実施例と同一
に１４，１５，１６分周の３種と仮定し、１５分周を基
本とする。この時、例えば、第７図に示すように赤を基
準にし、f θレンズの中心からの像高（走査信号）をＹ
とし、Ｙ＝３０mmの点で、青が−５０μｍ（赤より手
前、第１４図（イ）の場合）緑が＋７０μｍ（赤より
先、第１４図（ロ）の場合）にビームが結像すると仮定
する。主走査方向の画素ピッチ５０μｍ（２０ドット／
mm）とすると、１６分周で（１６／１５）×５０＝５
３．３μｍの画素が、又、１４分周で（１４／１５）×
５０＝４６．７μｍの画素が実現され、標準５０μｍに
対し、±３．３μｍ画素ピッチをずらすことができる。

Ｙ＝３０mmの像高での画素数はレンズのセンター（中
心）を基準にして３０×２０＝６００画素となる。従っ
て、青に関しては−５０μｍより６００画素中５０／
３．３＝１５画素分１６分周させる。均等に割りふれ
ば、４０画素（２mm）に１回１６分周させる。緑に関し
ては、同様に、７０／３．３＝２１画素分１４分周させ
る。均等に割りふれば、２８画素（１．４mm）に１回１
４分周させる。これらの処理を行うことで、Ｙ＝３０mm
の点で、Ｂ，Ｇ，Ｒの３つのビームスポットを一致させ
ることができる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、クロック
を分周する時に、ＰＲＯＭの値に応じて分周比を適宜変
化させることにより、画素クロックを増減することがで
き、これにより各色のビームスポットのずれを合わせる
ことができる。従って、高価な遅延線を用いることな
く、結像位置を前後に任意に移動することができるレー
ザ光走査装置を実現することができる。本発明によれ
ば、カラーレーザプリンタの色ずれをなくすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部構成図、第２図は
各部の動作を示すタイミングチャート、第３図は各色の
ビームの位置関係を示す図、第４図は本発明の他の実施
例を示す要部構成図、第５図は副走査方向のムラの発生
を示す図、第６図はカウンタの構成を示す図、第７図は
色ずれの具体例の説明図、第８図はレーザプリンタの従
来構成例を示す図、第９図は色ずれの模式図、第１０図
は色ずれ状態を示す図、第１１図は色収差補正回路の一
例を示す図、第１２図は画素クロックの遅延状態の説明
図、第１３図は遅延線による画素クロックの遅延回路
図、第１４図は色ずれ修正の原理説明図、第１５図は画
素クロックの作り方の説明図、第１６図は第１５図のタ
イミングチャートである。４０……青用同期クロック発生回路４１……Ｎ分周器、４２……カウンタ４３……ＰＲＯＭ５０……緑用同期クロック発生回路６０……赤用同期クロック発生回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｄ 7251−5Ｃ１０４Ａ 7251−5Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長の異なる複数のレーザ光を画像情報に
応じて変調し、偏向手段及び結像光学系を介して情報記
録媒体に導き走査を行うレーザ光走査装置において、レ
ーザ光の分周情報を記憶する記憶手段と該記憶手段の出
力に応じて分周比を変化させる分周器とを具備し、該分
周器出力に基づいて画像情報を変調するように構成した
ことを特徴とするレーザ光走査装置。