JPS6230213A - 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】 （技術分野） 本発明はｆθレンズを用いない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。しがし、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ｆθレンズの使用ができない。

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ｆｇ
は、１画素の情報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、画像走査クロックの周波数ｆＫ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６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０．ｈを、第４図の如
く選ぶと、ｈ＝ＱＩＩｔａｎθ 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＜２Ｈとし、Ｈ＋ｈ＝ｈ’とす
ると、 である。今、この走査領域長２Ｈ内に２ｎ０　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１画像走査クロック
の周波数ｆｘ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ｆｘ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。

例えば画像走査クロック発生装置は発掘器と、第１の分
局器と、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
。

発掘器は、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の分局器は、主起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の分周器の分周率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、に個のブロックＢＬｉ（ｉ　＝　ｌ〜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Ｍｉパルスごとに、
上記Ｕ／Ｄカウンターの駆動を行ない、走査領域全域に
おいて分周率Ｎの段階的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
制御用プロｆ。

ツクの周波数は当初−であるが、第１のブロックＢＬＩ
でＯ 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Ｎｔ（＝Ｎｏ＋ΔＮ）に切換える。

そうすると、位置制御用クロックの周ｆ。

波数は−となる。この新たな周波数のクロックをＮ□ Ｍ１パルス、カウントすると、さらに分周率Ｎ１からＮ
２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ＢＬ、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０２回繰返す。

このプロセス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９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、電圧制御発掘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局率Ｍを有する。

このＰＬＬ回路は、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、位相検波回路１８、ローパスフィルタ
ー２０、電圧制御発掘器２２、第２の分周器２４は、Ｐ
ＬＬ回路を構成している。

発掘器１０から発生せられる周波数ｆｏの基準クロック
は、第１の分局器１２により分周されて、周波ｆ。

数−の、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。ローパスフィルター２０を介して上記位相
差の情報が電圧制御発掘器２２に入力すると、同発掘器
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０画像走査ク
ロックは５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、電圧制御発掘器２２から発
せられるクロックの周波数は、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、
電圧制御発掘器２２から発せられるクロックの周波数ｆ
ｘは、 である。この状態で、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はｆＯ・−
となり、クロックＣＬＡとの間に位相差がＮ′ 生ずる。従って、これに応じて、電圧制御発掘器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
Ｋの変化は連続的に生じ、周波数ｆＫ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ｆＫを連続的に
変化させることができる。

さて、制御回路１６は、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、分局器１２の分周率を切換る。

クロックＩＪ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１Ｍｉとｎｉとが予め設定されており、ｉ番目のブ
ロックＢＬｉ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がらクロック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、電圧制御発掘器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１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５図は、理想上の画像走査クロックｆｘの変化（曲線
４−１）と分局率の切換による、クロックｆ’ｘの段階
状変化の１例を示している０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、　Ｍ２．　Ｍ３゜Ｍ４に対応してい
る。図から分かるように、ｎ１＝６゜ｎ２＝９．ｎ３＝
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　。

Ｍ６＝　６　、　ｎ６＝　９　、　Ｍ７＝　５　、　ｎ
７＝　６である。この図から分かるように、ブロックＢ
Ｌｉ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’ｘは、位置制御用クロックのＭ倍に相
当する。クロックｆ’ｘ自体は、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３図は、第２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、走査速ｆ。

度１分周比Ｎ、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１
４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４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の分局器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りせ、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。

分局比Ｎは初期値に固定される。

光走査装置はさらに記録位置指示信号を発生する回路を
有し、この回路は光センサ３６からの同期信号により初
期化され分局器１２からの位置制御クロックをカウント
してそのカウント値がある値から別の値になる時期に記
録位置指示信号を発生する。この記録位置指示信号及び
上記画像走査クロックは外部装置に送られ、この外部装
置は記録位置指示信号が入力された時に画像信号を画像
走査クロックに同期して送出する。この画像信号は変調
手段に加えられて上記光ビームＬを変調し、例えば光ビ
ームを発生する半導体レーザをオン／オフさせ、感光体
３０上に潜像を形成させる。

しかし上記光走査装置にあっては光センサ３６からの同
期信号が回転偏向器３２によりばらついて分局器１２か
らの位置制御用クロックと分周器２４からのクロックＣ
ＬＡとの位相がずれるので、画像走査クロックと記録位
置指示信号との位相がそろわなくなって画像信号の一部
が消失することがあり画像品質が低下する。

（目　　　的） 本発明は画像走査クロックと記録位置指示信号との位相
をそろえることができて画像品質を向上させることがで
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により初期化されて位
置制御用クロックをカウントとするカウンタと、このカ
ウンタの所定値カウントで画像走査クロック発生用ＰＬ
Ｌ回路における分周器出力の立上り又は立下りのいずれ
かに同期して記録位置指示信号を発生する手段と、上記
立上り又は立下りのいずれかを選択する選択手段とを備
え、上記ＰＬＬ回路で発生する画像走査クロックと位相
がそろった記録位置指示信号を発生する。

次に本発明の一実施例について説明する。

この実施例は上記従来の光走査装置において記録位置指
示信号を発生する回路を第１図に示すようにカウンタ４
１．ＪＫフリップフロップ４２及び選択回路４３により
構成したものであり、選択回路４３はインバータ４４と
スイッチ４５からなる。

カウンタ４１は光センサ３６からの同期信号により初期
化（リセット）され１分周器１２からの位置制部用クロ
ックをカウントする。フリップフロップ４２ばカウンタ
４１の内容が各走査期間内の印字期間（感光体３０に潜
像を形成する期間）の初めと終了に略対応する第１の値
と第２の値になった時にそれぞれＪ、に端子にカウンタ
４１の出力信号が入力され１分周器２４からクロックＣ
ＬＡが選択回路４３を介して入力される。スイッチ４５
の可動接片を立上り側固定端子Ｕに切換えると、分周器
２４からのクロックＣＬＡはそのままフリップフロップ
４２に入力される。したがって、フリップフロップ４２
はカウンタ４１の内容が第１の値になった時以後にクロ
ックＣＬＡの立上りでセットされて記録位置指示信号を
発生し、カウンタ４１の内容が第２の値になった時以後
にクロックＣＬＡの立」ユリでリセットされる。

またスイッチ４５の可動接片を立下り側固定端子りに切
換えると９分周器２４からのクロックＣＬＡはインバー
タ４４で反転されてフリップフロップ４２に入力される
。したがってフリップフロップ４２はカウンタ４１の内
容が第１の値になった時以後にクロックＣＬＡの立上り
でリセットされて記録位置指示信号を発生し、カウンタ
４１の内容が第２の値になった時以後にクロックＣＬＡ
の立下りでリセットされる。よって記録位置指示信号を
クロックＣＬＡの立上りで発生させるかクロックＣＬＡ
の立下りで発生させるかはスイッチ４５で選択すること
ができ、つまりスイッチ４５により記録装置指示信号の
発生時期を調整することができる。この記録位置指示信
号及び上記画像走査クロックは外部装置に送られ。

外部装置は記録位置指示信号が入力された時に画像信号
を画像走査クロックに同期してこの実施例の変調手段に
送出し、変調手段がその画像信号により上記光ビームＬ
を変調する。

（効　　果） 以上のように本発明によれば同期信号によりカウンタを
初期化してこのカウンタに位置制御用クロックをカウン
トさせ、その所定値カウントで画像走査クロック発生用
ＰＬＬ回路の分周器出力の立上りと立下りのいずれかに
同期して記録位置指示信号で選択できるようにしたので
１画像走査クロックと記録位置指示信号との位相を揃え
ることができ、画像信号の一部消失がなくなって画像品
質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の一部を示すブロック図、第
２図は光走査装置における画像走査クロック発生装置の
一例を示すブロック図、第３図は同画像走査クロック発
生装置のタイミングチャート、第４図は光走査装置の一
例を示す平面図、第５図は同光走査装置を説明するため
の図である。 ４１・・・・カウンタ、４２・・・・フリップフロップ
。 Ｖ　Ｊ　尺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ビームを回転多面鏡で偏向してその光ビームにより被
   走査面を走査しｆθレンズは用いない光走査装置であっ
   て、基準クロックを発生する発掘器と、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する第１の分周
   器と、位相比較器、ローパスフィルタ、電圧制御発振器
   および第２の分周器により構成され、上記位置制御用ク
   ロックにより画像走査クロックを発生するフェイズロッ
   クドループ回路と、上記第１の分周器の分周率を段階的
   に切換えて上記画像走査クロックの周波数を上記光ビー
   ムの走査速度に応じて連続的に変化させる制御手段と、
   上記光ビームを画像走査領域外で検知する光センサと、
   記録位置指示信号により上記画像走査クロックに同期し
   て画像信号を得て上記光ビームを変調する手段とを有す
   る光走査装置において、上記光センサからの同期信号に
   より初期化されて上記位置制御用クロックをカウントす
   るカウンタと、このカウンタの所定値カウントで上記第
   ２の分周器の出力信号の立上りと立下りとのいずれかに
   同期して上記記録位置指示信号を発生する手段と、上記
   立上りと立下りとのいずれかを選択する選択手段とを備
   えたことを特徴とする光走査装置。