JPH02198411A - Light beam scanning controller - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、被走査対象物上において各種情報に基づく光
ビームを走査させるとともに、走査時の面倒れを補正す
る光ビーム走査制御装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a light beam scanning control device that scans an object to be scanned with a light beam based on various information and corrects surface tilt during scanning. It is.
（従来の技術）
第２図は、従来の光ビーム走査系を示す簡略構成因であ
る。第２図において、１は例えば半導体レーザからなる
光源、２はコリメータレンズ、３はコリメータレンズ２
を透過した光ビームの結像用シリンドリカルレンズ、４
は所定の回転数で回転する光偏向器としてのポリゴンミ
ラー ５はポリゴンミラー４で反射偏向された光ビーム
を結像する結像レンズとしてのｆθレンズ、６はｆθレ
ンズ５の光ビーム透過側に配置された同じく結像用シリ
ンドリカルレンズ、７は反射面がシリンドリカルレンズ
６を透過した光ビームの光路上に配置され、かつこの反
射面かｆθレンズ５の光軸に垂直な平面に対して所定角
度をもって傾斜して固定された折り返しミラー ８は被
走査対象物としての感光ドラムである。(Prior Art) FIG. 2 shows a simplified configuration of a conventional light beam scanning system. In FIG. 2, 1 is a light source made of, for example, a semiconductor laser, 2 is a collimator lens, and 3 is a collimator lens 2.
a cylindrical lens for imaging the light beam transmitted through the
5 is a polygon mirror as an optical deflector that rotates at a predetermined rotation speed; 5 is an fθ lens that is an imaging lens that forms an image of the light beam reflected and deflected by the polygon mirror 4; and 6 is on the light beam transmission side of the fθ lens 5. The similarly placed imaging cylindrical lens 7 has a reflective surface placed on the optical path of the light beam transmitted through the cylindrical lens 6, and this reflective surface is at a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the fθ lens 5. The folding mirror 8, which is tilted and fixed, is a photosensitive drum as an object to be scanned.
上記構成においては、光源１から出射された光ビームＢ
Ｍは、コリメータレンズ２、シリンドリカルレンズ３を
介してポリゴンミラー４に入射する。光ビームＢＭはポ
リゴンミラー４によって反射偏向されて等連日運動で主
走査方向に走査され、ｆθレンズ５に入射する。このｆ
θレンズ５において光ビームＢＭは、結像、即ち等遠回
運動走査から等遠回線運動走査に変換されて、さらに、
シリンドリカルレンズ６に入射する。ｆθレンズ５シリ
ンドリカルレンズ６を透過することによって、ポリゴン
ミラー４に起因する、いわゆる面倒れが補正されて、折
り返しミラー７の反射面７ａに入射する。ここで、光ビ
ームＢＭは所定角度をもって反射されて、図中、実線矢
印Ａで示す方向に主走査する。さらに、この主走査を受
けながら、感光ドラム８は所定速度で回転し、これによ
り、主走査方向と直交する方向に副走査を受けることに
なる。In the above configuration, the light beam B emitted from the light source 1
M enters the polygon mirror 4 via the collimator lens 2 and the cylindrical lens 3. The light beam BM is reflected and deflected by the polygon mirror 4, scanned in the main scanning direction in a constant motion, and is incident on the fθ lens 5. This f
In the θ lens 5, the light beam BM is imaged, i.e. converted from an equicircular scanning to an equicircular scanning, and further:
The light enters the cylindrical lens 6. By transmitting the fθ lens 5 through the cylindrical lens 6, the so-called surface tilt caused by the polygon mirror 4 is corrected, and the light enters the reflection surface 7a of the folding mirror 7. Here, the light beam BM is reflected at a predetermined angle and main-scans in the direction indicated by a solid arrow A in the figure. Further, while being subjected to this main scanning, the photosensitive drum 8 rotates at a predetermined speed, thereby being subjected to sub-scanning in a direction orthogonal to the main scanning direction.
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記従来の光ビーム走査系によれば、高
速で回転するポリゴンミラー４の表面の研磨加工精度や
取り付は精度、あるいは表面のぶれによる、いわゆる面
倒れを補正するために、シリンドリカルレンズ３及び６
のような高価なレンズ系をｆθレンズ５の光ビームの入
射及び透過側に配置する必要があり、装置の大型化並び
にコスト高を招くともに、光学系の調整に煩雑な手間を
要するという問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, according to the above-mentioned conventional light beam scanning system, the polishing accuracy and mounting accuracy of the surface of the polygon mirror 4 that rotates at high speed is insufficient, or the so-called surface error due to surface wobbling occurs. Cylindrical lenses 3 and 6 are used to correct
It is necessary to arrange an expensive lens system such as the one on the light beam incident and transmission side of the fθ lens 5, which increases the size and cost of the device, and requires complicated adjustment of the optical system. was there.
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、高価かつ大型のレ
ンズ系を用いることなく面倒れを補正でき、レーザプリ
ンタ等の光装置の小型化並びに低価格化を図れる光ビー
ム走査制御装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a light beam scanning control device that can correct surface tilt without using an expensive and large lens system, and that can reduce the size and cost of optical devices such as laser printers. It's about doing.
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明では、被走査対象物面
上に光源による各種情報に基づいた光ビームを、主走査
方向並びに該主走査方向とほぼ直交する副走査方向に走
査させる光ビーム走査制御装置において、前記光源によ
る光ビームを前記主走査方向に所定の範囲をもって偏向
する光偏向器と、該光偏向器により偏向された光ビーム
を結像する結像レンズと、該結像レンズを透過した光ビ
ームの光路上に配置され、該光ビームを前記被走査対象
物面上に反射する折り返しミラーと、該折り返しミラー
の両端部の各々に、少なくとも上下一対をなして圧電素
子が配置され、制御信号に基づいて前記各圧電素子を駆
動することによって、前記折り返しミラーを前記結像レ
ンズの光軸に垂直な面に対して所定角度回転させる折り
返しミラー回転手段と、前記折り返しミラーの反射面の
一端部に、前記光偏向器における基準面で偏向された光
ビームを予め設定した基準位置で受光するように配置さ
れ、光ビームの受光により少なくとも二つの位置信号を
出力する受光素子と、前記各位置信号に基づいて、前記
基準位置と光ビームの受光位置との誤差を算出し、この
誤差に応じた角度だけ前記折り返しミラーを回転させる
制御信号を一走査毎に前記折り返しミラー回転手段に出
力する制御部とを備えた。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the present invention, a light beam based on various information from a light source is directed onto the surface of an object to be scanned in the main scanning direction and almost perpendicular to the main scanning direction. A light beam scanning control device that scans in a sub-scanning direction includes an optical deflector that deflects a light beam from the light source in a predetermined range in the main scanning direction, and a light beam that forms an image of the light beam deflected by the optical deflector. an image lens, a folding mirror disposed on the optical path of the light beam transmitted through the imaging lens and reflecting the light beam onto the surface of the object to be scanned; A folding mirror rotation in which a pair of piezoelectric elements are arranged, and the folding mirror is rotated by a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the imaging lens by driving each of the piezoelectric elements based on a control signal. means, arranged at one end of the reflective surface of the folding mirror to receive the light beam deflected by the reference surface of the optical deflector at a preset reference position, and at least two positions by receiving the light beam; Based on a light receiving element that outputs a signal and each of the position signals, an error between the reference position and the light beam receiving position is calculated, and a control signal that rotates the folding mirror by an angle corresponding to this error is sent in one scan. and a control section that outputs an output to the folding mirror rotation means for each turn.
（作用）
本発明によれば、光源から出射した各種情報に基づいた
光ビームは、光偏向器に入射して所定の範囲をもって偏
向され、主走査方向に走査される。(Function) According to the present invention, a light beam based on various information emitted from a light source enters the optical deflector, is deflected within a predetermined range, and is scanned in the main scanning direction.
次いで、偏向された光ビームは、結像レンズに入射して
結像される。結像レンズを透過した光ビームのうち、−
の走査端の光ビームは受光素子に入射し、他の偏向され
結像された光ビームは折り返しミラーに入射し、ここで
反射されて被走査対象物面上を走査する。The deflected light beam then enters an imaging lens and is imaged. Of the light beam transmitted through the imaging lens, -
The light beam at the scanning end is incident on the light receiving element, and the other deflected and imaged light beam is incident on the folding mirror, where it is reflected and scanned over the surface of the object to be scanned.
一方、光ビームが入射された受光素子は、受光位置に対
応した値を有する、例えば二つの位置信号を制御部に出
力する。制御部は、入力した各位置信号に基づいて、受
光素子の受光基準位置と実際の受光位置との誤差を算出
して、この誤差に応じた角度だけ折り返しミラーを回転
するように、折り返しミラー回転手段に制御信号を出力
する。On the other hand, the light-receiving element into which the light beam is incident outputs, for example, two position signals having values corresponding to the light-receiving position to the control unit. The control unit calculates the error between the reference light receiving position of the light receiving element and the actual light receiving position based on each input position signal, and rotates the folding mirror so that the folding mirror is rotated by an angle corresponding to this error. outputting a control signal to the means;
制御信号を入力した折り返しミラー回転手段は、制御信
号に基づいて各圧電素子を駆動し、折り返しミラーを所
定角度だけ回転させる。The folding mirror rotation means to which the control signal is input drives each piezoelectric element based on the control signal, and rotates the folding mirror by a predetermined angle.
以上の制御が一走査毎に行なわれることにより、結像レ
ンズを透過して折り返しミラーに入射した光ビームは、
精度良く面倒れが補正されていることになる。By performing the above control for each scan, the light beam that passes through the imaging lens and enters the folding mirror is
This means that the surface tilt has been corrected with high precision.
（実施例）
第１図は、本発明による光ビーム走査制御装置の一実施
例を示す構成図であって、従来例を示す第２図と同一構
成部分は同一符号をもって表す。(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a light beam scanning control device according to the present invention, and the same components as those in FIG. 2 showing a conventional example are denoted by the same reference numerals.
即ち、１は半導体レーザからなる光源、２はコリメータ
レンズ、４は所定の回転数で回転する光偏向器としての
ポリゴンミラー ５はポリゴンミラ４で反射偏向された
光ビームを結像するための結像レンズとしてのｆθレン
ズ、８は被走査対象物である感光ドラムである。That is, 1 is a light source made of a semiconductor laser, 2 is a collimator lens, 4 is a polygon mirror as an optical deflector that rotates at a predetermined rotation speed, and 5 is a focal point for imaging the light beam reflected and deflected by the polygon mirror 4. An fθ lens is used as an image lens, and 8 is a photosensitive drum that is an object to be scanned.
１０は折り返しミラーで、主走査方向に長い反射面１０
ａがｆθレンズ５を透過した光ビームの光路上に配置さ
れ、後記する折り返しミラー回転手段２０の作用によっ
て第１図中、実線矢印Ｃで示す方向に、即ちｆθレンズ
５の光軸に垂直な面に対して所定角度回転し、ｆθレン
ズ５を透過した光ビームを感光ドラム８上に反射する。10 is a folding mirror, and the reflecting surface 10 is long in the main scanning direction.
a is placed on the optical path of the light beam transmitted through the fθ lens 5, and is rotated in the direction shown by the solid line arrow C in FIG. The light beam is rotated at a predetermined angle with respect to the surface, and the light beam transmitted through the fθ lens 5 is reflected onto the photosensitive drum 8.
また、折り返りミラー１０の反射面の長手方向一端部（
走査端部）には、後記する面倒れ検出用半導体装置検出
素子４０が配置しである。Also, one end in the longitudinal direction of the reflecting surface of the folding mirror 10 (
A semiconductor device detection element 40 for surface tilt detection, which will be described later, is arranged at the scanning end.
２０は折り返しミラー回転手段で、折り返しミラー１０
の反射面の背面側において、この背面の長手方向両端部
の上下に一対ずつ設けられた圧電素子２０１ａ、２０２
ａ、２０１ｂ、２０２ｂと、後記する制御信号ＣＴＬＩ
、ＣＴＬ２．．ＣＴＬ３゜ＣＴＬ４の入力に基づいて、
圧電素子２０１ａ。20 is a folding mirror rotating means, which rotates the folding mirror 10;
On the back side of the reflective surface, a pair of piezoelectric elements 201a and 202 are provided at the top and bottom of both ends in the longitudinal direction of the back surface.
a, 201b, 202b, and a control signal CTLI to be described later.
, CTL2. ．． Based on the input of CTL3゜CTL4,
Piezoelectric element 201a.
２０２ａ、２０１ｂ、２０２ｂを所定距離だけそれぞれ
変位させる圧電素子駆動回路２０３，２．０４．２０５
，２０６とから構成されており、上下対をなす圧電素子
２０１ａと２０１ｂ及び２０２ａと２０２ｂの各々は、
例えば、一方が縮む場合他方が伸びるように互いに相補
的に変位量が変化されるようになっている。Piezoelectric element drive circuits 203, 2.04.205 that respectively displace 202a, 201b, and 202b by predetermined distances.
, 206, and each of the upper and lower pairs of piezoelectric elements 201a and 201b and 202a and 202b is
For example, the amount of displacement is changed in a complementary manner so that when one contracts, the other expands.
３０．３１は折り返しミラー保持部で、折り返しミラー
１０の下端部を支持し、かつ、圧電素子２０１ａ、２０
１ｂ及び２０２ａ、２０２ｂを保持する支持部３０１，
３１１と、支持部３０１゜３１１の上部から折り返しミ
ラー１０の反射面に突出し折し返しミラー１０の背面方
向に力を加える押えばね板３０２，３１２により構成さ
れている。Reference numeral 30.31 denotes a folding mirror holder, which supports the lower end of the folding mirror 10, and also supports the piezoelectric elements 201a, 20.
1b and 202a, a support part 301 that holds 202b,
311, and pressing spring plates 302 and 312 that protrude from the upper part of the support portions 301 and 311 onto the reflective surface of the folding mirror 10 and apply force toward the rear surface of the folding mirror 10.
４０は半導体装置検出素子（受光素子）で、ポリゴンミ
ラー４の面倒れがない状態で反射された光ビームを、受
光面の中心位置（基準位置）で受光されるように折り返
しミラー１０の反射面１０ａ上における走査端部に配置
され、光ビームを受光すると、第１及び第２の位置信号
（光電流）Ｘｉ、Ｘ２を出力する。Reference numeral 40 denotes a semiconductor device detection element (light-receiving element), which converts the light beam reflected by the polygon mirror 4 with its surface not tilted to the reflecting surface of the folding mirror 10 so that the light beam is received at the center position (reference position) of the light-receiving surface. It is disposed at the scanning end portion of 10a, and when it receives a light beam, it outputs first and second position signals (photocurrents) Xi and X2.
第３図は、半導体装置検出素子４０を説明するための図
で、同図の（ａ）はこの半導体装置検出素子４０の概要
を示している。即ち、半導体装置検出素子４０は、長手
方向に長さ２Ｌを有する受光面４０１と、受光面４０１
の両端に設けられ、第１、第２の位置信号Ｘｉ、Ｘ２を
出力する電極４０２．４０３とから構成されており、折
り返しミラー１０の反射面１０ａには、長手方向が反射
面１０ａの長手方向と直交するように配置される。FIG. 3 is a diagram for explaining the semiconductor device detection element 40, and (a) of the figure shows an outline of the semiconductor device detection element 40. That is, the semiconductor device detection element 40 includes a light receiving surface 401 having a length of 2L in the longitudinal direction;
electrodes 402 and 403 that are provided at both ends of the mirror and output first and second position signals Xi and X2, and the longitudinal direction of the reflective surface 10a of the folding mirror 10 is the longitudinal direction of the reflective surface 10a. is placed perpendicular to the
また、第３図の（ａ）において、受光面４０１の中心位
置Ｏから受光位置ＳＰまでの距離をＸとすると、下記（
１）式に示す関係を満足する。In addition, in (a) of FIG. 3, if the distance from the center position O of the light receiving surface 401 to the light receiving position SP is set to X, then the following (
1) Satisfies the relationship shown in the formula.
この（１）式に基づいて、縦軸にＸ／Ｌ、横軸にＸをと
ると、第３図の（ｂ）に示すように、中心位置０から受
光位置ＳＰまでの距離Ｘ１即ち、基準位置に対する実際
の受光位置との誤差は（面倒れに相当） Ｘ／Ｌ （＝
Ｘ２−Ｘｉ ／Ｘｌ ＋Ｘ２ ）に比例していることが
わかる。Based on this equation (1), if we take X/L on the vertical axis and X on the horizontal axis, we get the distance X1 from the center position 0 to the light receiving position SP, that is, the reference The error between the actual light receiving position and the position is (corresponding to surface tilt) X/L (=
It can be seen that it is proportional to X2-Xi/Xl+X2).
５０は制御部で、半導体装置検出素子４ｏの出力信号で
ある第１及び第２の位置信号Ｘ１及びＸ２の入力により
、上記（１）式の（Ｘ２−Ｘｉ ）／ （Ｘｉ ＋Ｘ２
）を算出し、この算出結果に応じて、折り返しミラー
１０を所定角度だけ回転させるための制御信号ＣＴＬ１
．ＣＴＬ２．ＣＴＬ３゜ＣＴＬ４を圧電素子駆動駆動回
路２０３，２０４゜２０５．２０６にそれそ“れ出力す
る。Reference numeral 50 denotes a control unit which inputs first and second position signals X1 and X2, which are output signals of the semiconductor device detection element 4o, to calculate (X2-Xi)/(Xi +X2) in the above equation (1).
), and according to the calculation result, a control signal CTL1 for rotating the folding mirror 10 by a predetermined angle.
．． CTL2. CTL3°CTL4 are outputted to the piezoelectric element driving circuits 203, 204°, 205, and 206, respectively.
第４図は、この制御部５０の回路図であって、この第４
図に基づいて制御部５ｏの構成をさらに詳細に説明する
。FIG. 4 is a circuit diagram of this control section 50.
The configuration of the control unit 5o will be explained in more detail based on the drawings.
第４図において、５ｏ１は第１の増幅器で、半導体装置
検出素子４０による第１の位置信号Ｘ１を増幅した信号
ａを出力する。５０２は第２の増幅器で、半導体装置検
出素子４ｏによる第２の位置信号Ｘ２を増幅した信号す
を出力する。In FIG. 4, 5o1 is a first amplifier that outputs a signal a obtained by amplifying the first position signal X1 from the semiconductor device detection element 40. Reference numeral 502 denotes a second amplifier, which outputs a signal obtained by amplifying the second position signal X2 from the semiconductor device detection element 4o.
５０３は減算器で、第２の増幅器５０２の出力信号すの
値から第１の増幅器５０１の出力信号ａの値を減算した
値を有する減算信号（ｂ−ａ）を出力する。５０４は加
算器で、第１及び第２の増幅器５０１，５０２の出力信
号ａとｂの値を加算した値を有する加算信号１−（ａ＋
ｂ）ｌを出力する。A subtracter 503 outputs a subtraction signal (ba) having a value obtained by subtracting the value of the output signal a of the first amplifier 501 from the value of the output signal a of the second amplifier 502. Reference numeral 504 denotes an adder, which outputs an addition signal 1-(a+
b) Output l.
５０５は除算器で、減算器５０３による減算信号（ｂ−
ａ）の値を加算器５０４による加算信号＋−（ａ＋ｂ）
ｌの値で除算した除算信号（−（ｂ−ａ）／ （ａ＋ｂ
）１を出力する。５０６は比較器で、加算器５０４によ
る加算信号ｔ−（ａ＋ｂ）ｌの値と予め設定された基準
電圧値ｖ、Ｈとを比較し、加算信号１−（ａ＋ｂ）ｌの
値が基準電圧値ｖＴｌ□以下になると、信号ＢＤを出力
する。５０７はタイマで、比較器５０６の出力信号ＢＤ
を入力すると信号ＴＭを除算信号１−（ｂ−ａ）／（ａ
＋ｂ）］がピーク値に達するまで出力する。505 is a divider, which receives the subtraction signal (b-
The value of a) is added to the addition signal +-(a+b) by the adder 504.
The divided signal divided by the value of l (-(ba-a)/(a+b
) outputs 1. A comparator 506 compares the value of the addition signal t-(a+b)l from the adder 504 with preset reference voltage values v, H, and determines that the value of the addition signal 1-(a+b)l is the reference voltage value. When it becomes less than vTl□, a signal BD is output. 507 is a timer, which outputs the output signal BD of the comparator 506.
When inputting, the signal TM is divided by the signal 1-(ba-a)/(a
+b)] is output until it reaches its peak value.
５０８はサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）で、除算器５
０５による除算信号（（ｂ−ａ）／（ａ＋ｂ）ｌをサン
プリングし、かつ、入力ＳＡＭＰＬにタイマ５０７の出
力信号ＴＭが入力されなくなるタイミングにおいて、除
算信号ｆ−（ｂ−ａ）／（ａ＋ｂ）ｌを次に信号ＴＭが
入力されるまで保持し信号ＳＨとして出力する。508 is a sample hold circuit (S/H), and the divider 5
When sampling the division signal ((b-a)/(a+b)l by 05 and at the timing when the output signal TM of the timer 507 is no longer input to the input SAMPL, the division signal f-(b-a)/(a+b) l is held until the next signal TM is input and output as signal SH.
５０９は増幅率が調整トリマ５０９ａで調整される第１
の非反転増幅器で、（＋）入力にサンプルホールド回路
５０８の出力信号ＳＨを入力し、その信号ＳＨを増幅し
制御信号ＣＴＬ１として、圧電素子２０１ａの変位量を
変化させる圧電素子駆動回路２０３に出力する。509 is a first switch whose amplification factor is adjusted by an adjustment trimmer 509a.
A non-inverting amplifier inputs the output signal SH of the sample hold circuit 508 to the (+) input, amplifies the signal SH, and outputs it as a control signal CTL1 to the piezoelectric element drive circuit 203 that changes the amount of displacement of the piezoelectric element 201a. do.
５１０は増幅率が調整トリマ５１０ａで調整される第２
の非反転増幅器で、（＋）入力にサンプルホールド回路
５０８の出力信号ＳＨを入力して、この信号ＳＨを増幅
し制御信号ＣＴＬ２として、圧電素子２０２ａの変位量
を変化させる圧電素子駆動回路２０４に出力する。510 is a second switch whose amplification factor is adjusted by an adjustment trimmer 510a.
A non-inverting amplifier inputs the output signal SH of the sample hold circuit 508 to the (+) input, amplifies this signal SH, and uses it as a control signal CTL2 to the piezoelectric element drive circuit 204 that changes the amount of displacement of the piezoelectric element 202a. Output.
５１１は増幅率が調整トリマ５１１ａで調整される第１
の反転増幅器で、（−）入力にサンプルホールド回路５
０８の出力信号ＳＨを入力し、この信号ＳＨを増幅し、
制御信号ＣＴＬ３として、圧電素子２０１ｂの変位量を
変化させる圧電素子駆動回路２０５に出力する。Reference numeral 511 denotes a first switch whose amplification factor is adjusted by an adjustment trimmer 511a.
is an inverting amplifier, and a sample hold circuit 5 is connected to the (-) input.
Input the output signal SH of 08, amplify this signal SH,
It is output as a control signal CTL3 to the piezoelectric element drive circuit 205 that changes the amount of displacement of the piezoelectric element 201b.
５１２は増幅率が調整トリマ５１２ａで調整される第２
の反転増幅器で、（＝）入力にサンプルホールド回路５
０８の出力信号ＳＨを入力し、この信号ＳＨを増幅し、
制御信号ＣＴＬ４として、圧電素子２０２ｂの変位量を
変化させる圧電素子駆動回路２０６に出力する。512 is a second switch whose amplification factor is adjusted by an adjustment trimmer 512a.
is an inverting amplifier, and a sample hold circuit 5 is connected to the (=) input.
Input the output signal SH of 08, amplify this signal SH,
It is output as a control signal CTL4 to the piezoelectric element drive circuit 206 that changes the amount of displacement of the piezoelectric element 202b.
次に、上記構成による動作を説明する。また、制御部５
０の制御動作については、第５図のタイミングチャート
に基づいて説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained. In addition, the control unit 5
The control operation of 0 will be explained based on the timing chart of FIG.
まず、光源１から出射した光ビームＢＭは、コリメータ
レンズ２を介して、ポリゴンミラー４に入射する。光ビ
ームＢＭは、ポリゴンミラー４によって反射偏向され、
等連日運動で主走査方向に走査されてｆθレンズ５に入
射する。このｆθレンズ５において光ビームは、結像、
即ち、等連日運動走査から等遠回線運動走査に変換され
る。この等遠回線運動走査に変換されｆθレンズ５を透
過した光ビームのうち、走査端の光ビームは、半導体装
置検出素子４０の受光面４０１に入射する。First, the light beam BM emitted from the light source 1 enters the polygon mirror 4 via the collimator lens 2. The light beam BM is reflected and deflected by the polygon mirror 4,
The light is scanned in the main scanning direction with equal daily motion and enters the fθ lens 5. In this fθ lens 5, the light beam forms an image,
That is, the iso-daily motion scan is converted into an isopharine motion scan. Among the light beams converted into equidistant line motion scanning and transmitted through the fθ lens 5, the light beam at the scanning end is incident on the light receiving surface 401 of the semiconductor device detection element 40.
一方、ｆθレンズ５を透過した光ビームは、折り返しミ
ラー１０の反射面１０ａに入射し、ここで反射されて、
感光ドラム８上を走査する。On the other hand, the light beam transmitted through the fθ lens 5 enters the reflection surface 10a of the folding mirror 10, and is reflected there.
The photosensitive drum 8 is scanned.
一方、光ビームを受光した半導体装置検出素子４０は、
その受光位置に応じた値を有する第１及び第２の位置信
号Ｘ１及びＸ２を制御部５ｏに出力する。制御部５０に
入力した第１及び第２の位置信号Ｘ１及びＸ２のうち、
第１の位置信号Ｘ１は第１の増幅器５０１で増幅され信
号ａとして、第２の位置信号Ｘ２は、第２の増幅器５０
２で増幅され信号すとして減算器５０３及び加算器５゜
４に出力される。On the other hand, the semiconductor device detection element 40 that received the light beam,
First and second position signals X1 and X2 having values corresponding to the light receiving position are output to the control unit 5o. Of the first and second position signals X1 and X2 input to the control unit 50,
The first position signal X1 is amplified by the first amplifier 501 as a signal a, and the second position signal X2 is amplified by the second amplifier 50.
2 and output as a signal to a subtracter 503 and an adder 5.4.
減算器５０３は、信号すの値から信号ａの値を減算した
値を有する減算信号（ｂ−ａ）を除算器５０５に出力し
、加算器５０４は信号ａの値と信号すの値とを加算した
値を有する加算信号１−（ａ＋ｂ月を除算器５０５及び
比較器５０６に出力する。除算器５０５は、減算信号（
ｂ−ａ）の値を加算信号１−（ａ＋ｂＮの値で除算し、
除算信号ｆ−（ｂ−ａ）／ （ａ＋ｂ）ｌをサンプルホ
ールド回路５０８に出力する。The subtracter 503 outputs a subtraction signal (ba) having a value obtained by subtracting the value of the signal a from the value of the signal S to the divider 505, and the adder 504 subtracts the value of the signal a and the value of the signal S. The addition signal 1-(a+b month having the added value is output to the divider 505 and the comparator 506. The divider 505 outputs the subtraction signal (
Divide the value of b-a) by the value of the addition signal 1-(a+bN,
The divided signal f-(ba)/(a+b)l is output to the sample-and-hold circuit 508.
また、比較器５０６は、入力した加算信号（−（ａ＋ｂ
）ｌの値と予め設定しである基準電圧値”ＴＨとを比較
し、例えば第５図中、■で示すように加算信号１−（ａ
＋ｂ）ｌの値が基準電圧値ｖＴＨ以下になったならば、
信号ＢＤをタイマ５０７に出力する。Further, the comparator 506 receives the input addition signal (-(a+b
)l is compared with a preset reference voltage value "TH," and the addition signal 1-(a
+b) If the value of l becomes below the reference voltage value vTH,
The signal BD is output to the timer 507.
タイマ５０７は、第５図に示すように、信号ＢＤが入力
されてから除算信号（−（ｂ−ａ）／ （ａ＋ｂ）１の
値がピーク値に達るまで、信号ＴＭをサンプルホールド
回路５０８の入力ＳＡＭＰＬに出力する。この間、サン
プルホールド回路５０８はサンプルリング状態となる。As shown in FIG. 5, the timer 507 samples and holds the signal TM until the value of the division signal (-(ba)/(a+b)1) reaches its peak value after the signal BD is input. During this period, the sample hold circuit 508 is in the sampling state.
ここで、第５図に示すように、除算信号ｆ−（ｂ−ａ）
／（ａ＋ｂ）ｌがピーク値に達し、タイマ５０７から信
号ＴＭが出力されなくなるタイミングで、サンプルホー
ルド回路５０８はホールド状態となり、除算信号（−（
ｂ−ａ）／（ａ＋ｂ）ｌのピーク値をホールドし、信号
ＳＨとして、第１及び第２の非反転増幅器５０９．．５
１０並びに第１及び第２の反転増幅器５１１，５１２に
出力する。Here, as shown in FIG. 5, the division signal f-(b-a)
/(a+b)l reaches its peak value and at the timing when the timer 507 no longer outputs the signal TM, the sample and hold circuit 508 enters the hold state, and the division signal (-(
The peak value of b-a)/(a+b)l is held and used as the signal SH by the first and second non-inverting amplifiers 509. ．． 5
10 and first and second inverting amplifiers 511 and 512.
これら第１．第２の非反転増幅器５０９．５１０並びに
第１．第２の反転増幅器５１１，５１２に入力した信号
ＳＲは、増幅されて制御信号ＣＴＬｌ、ＣＴＬ２．ＣＴ
Ｌ３．ＣＴＬ４として各圧電素子駆動回路２０３，２０
４，２０５，２０６にそれぞれ出力される。These first. The second non-inverting amplifier 509,510 as well as the first . The signal SR input to the second inverting amplifiers 511, 512 is amplified and the control signals CTL1, CTL2 . CT
L3. Each piezoelectric element drive circuit 203, 20 as CTL4
4, 205, and 206, respectively.
各圧電素子駆動回路２０３，２０４，２０５゜２０６は
、入力した制御信号ＣＴＬＩ、ＣＴＬ２゜ＣＴＬ３．Ｃ
ＴＬ４に基づいて、例えば、圧電素子駆動回路２０３，
２０４は、折り返しミラ１０の上部側に配置された圧電
素子２０１ａ、２０２ａを縮むように変位量を変化させ
、圧電素子駆動回路２０５．・２０６は折り返しミラー
１ｏの下部側に配置された圧電素子２０１ｂ、２０２ｂ
を伸びるように変位量を変化させる。Each piezoelectric element drive circuit 203, 204, 205°206 receives input control signals CTLI, CTL2°CTL3. C
Based on TL4, for example, the piezoelectric element drive circuit 203,
A piezoelectric element drive circuit 205.204 changes the amount of displacement so as to contract the piezoelectric elements 201a and 202a arranged on the upper side of the folding mirror 10. - 206 are piezoelectric elements 201b and 202b arranged on the lower side of the folding mirror 1o
Change the amount of displacement so that it stretches.
これにより、折り返しミラー１０は、ｆθレンズ５の光
軸に垂直な面に対して、反射面１０ａがさらに鋭角とな
るように回転されることによって、ポリゴンミラー４の
面倒れが補正され、感光ドラム８上において、良好な光
ビーム走査が行なわれる。As a result, the folding mirror 10 is rotated so that the reflective surface 10a forms an even more acute angle with respect to the plane perpendicular to the optical axis of the fθ lens 5, thereby correcting the surface tilt of the polygon mirror 4, and Good light beam scanning is performed on 8.
以上のように、本実施例によれば、高価でしかも大型の
シリンドリカルレンズ等のレンズ系を用いることなく面
倒れを補正することができ、精度の良いレーザプリンタ
等の光装置を実現でき、しかもこれら光装置の小型化、
低価格化を実現できる。As described above, according to this embodiment, surface tilt can be corrected without using a lens system such as an expensive and large cylindrical lens, and an optical device such as a laser printer with high precision can be realized. Miniaturization of these optical devices,
Lower prices can be achieved.
また、折り返しミラー１０の上下対に配置した圧電素子
２０１ａと２０１ｂ並びに２０２ａと２０２ｂを相補的
に変位量を変化させているので、圧電素子２０１ａ、２
０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂの温度特性、非直線性、ヒ
ステリシス等による影響を相殺することができる。Furthermore, since the displacement amounts of the piezoelectric elements 201a and 201b and 202a and 202b arranged in the upper and lower pairs of the folding mirror 10 are changed in a complementary manner, the piezoelectric elements 201a, 2
The effects of temperature characteristics, nonlinearity, hysteresis, etc. of 01b, 202a, and 202b can be canceled out.
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、主に光偏向器に
よる面倒れを、高価なレンズ系を用いることなく補正す
ることができ、ひいては高精度なレーザプリンタあるい
はレーザ製版機等の光装置を実現でき、しかもこれら光
装置の小型化、低価格化を図ることができる利点がある
。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, it is possible to correct mainly the surface tilt caused by the optical deflector without using an expensive lens system, and it is also possible to correct the surface tilt caused by the optical deflector without using an expensive lens system. The present invention has the advantage that it is possible to realize optical devices such as machines, and furthermore, it is possible to reduce the size and cost of these optical devices.
第１図は本発明による光ビーム走査制御装置の一実施例
を示す構成図、第２図は従来の光ビーム走査系の簡略構
成図、第３図は本発明に係る半導体装置検出素子の説明
図、第４図は本発明に係る制御部の回路図、第５図は本
発明に係る制御部の動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
図中、１・・・光源、２・・・コリメータレンズ、４・
・・ポリゴンミラー（光偏向器）、５・・・ｆθレンス
（結像レンズ）、８・・・感光ドラム（被走査対象物）
１０・・・折り返しミラー ２０・・・折り返しミラ回
転手段、２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂ・・
・圧電素子、２０３，３０４，２０５，２０６・・・圧
電素子駆動回路、３０．３１・・・折り返しミラー保持
部、４０・・・半導体装置検出素子（受光素子）、４０
１・・・受光面、４０２，４０３・・・電極、５０・・
・制御部、５０１・・・第１の増幅器、５０２・・・第
２の増幅器、５０３・・・減算器、５０４・・・加算器
、５０５・・・除算器、５０６・・・比較器、５０７・
・・タイマ、５０８・・・サンプルホールド回路、５０
９・・・第１の非反転増幅器、５１０・・・第２の非反
転増幅器、５１１・・・第１の反転増幅器、５１２・・
・第２の反転増幅器、Ｘｌ・・・第１の位置信号、Ｘ２
・・・第２の位置信号、ＣＴＬＩ、ＣＴＬ２．ＣＴＬ３
．ＣＴＬ４・・・制御信号。
特許出願人 コバル電子株式会社
代理人 弁理士 吉 １） 精 孝寸FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a light beam scanning control device according to the present invention, FIG. 2 is a simplified block diagram of a conventional light beam scanning system, and FIG. 3 is an explanation of a semiconductor device detection element according to the present invention. 4 is a circuit diagram of a control section according to the present invention, and FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the control section according to the present invention. In the figure, 1... light source, 2... collimator lens, 4...
...Polygon mirror (light deflector), 5...fθ lens (imaging lens), 8...photosensitive drum (object to be scanned)
10... Turning mirror 20... Turning mirror rotating means, 201a, 201b, 202a, 202b...
・Piezoelectric element, 203, 304, 205, 206...Piezoelectric element drive circuit, 30.31...Folding mirror holding section, 40...Semiconductor device detection element (light receiving element), 40
1... Light receiving surface, 402, 403... Electrode, 50...
- Control unit, 501... first amplifier, 502... second amplifier, 503... subtracter, 504... adder, 505... divider, 506... comparator, 507・
...Timer, 508...Sample and hold circuit, 50
9... First non-inverting amplifier, 510... Second non-inverting amplifier, 511... First inverting amplifier, 512...
・Second inverting amplifier, Xl...first position signal, X2
. . . second position signal, CTLI, CTL2. CTL3
．． CTL4...Control signal. Patent applicant Kobal Electronics Co., Ltd. Agent Patent attorney Yoshi 1) Takasun Sei
Claims (1)
ームを、主走査方向並びに該主走査方向とほぼ直交する
副走査方向に走査させる光ビーム走査制御装置において
、 前記光源による光ビームを前記主走査方向に所定の範囲
をもって偏向する光偏向器と、 該光偏向器により偏向された光ビームを結像する結像レ
ンズと、 該結像レンズを透過した光ビームの光路上に配置され、
該光ビームを前記被走査対象物面上に反射する折り返し
ミラーと、 該折り返しミラーの両端部の各々に、少なくとも上下一
対をなして圧電素子が配置され、制御信号に基づいて前
記各圧電素子を駆動することによって、前記折り返しミ
ラーを前記結像レンズの光軸に垂直な面に対して所定角
度回転させる折り返しミラー回転手段と、 前記折り返しミラーの反射面の一端部に、前記光偏向器
における基準面で偏向された光ビームを予め設定した基
準位置で受光するように配置され、光ビームの受光によ
り少なくとも二つの位置信号を出力する受光素子と、 前記各位置信号に基づいて、前記基準位置と光ビームの
受光位置との誤差を算出し、この誤差に応じた角度だけ
前記折り返しミラーを回転させる制御信号を一走査毎に
前記折り返しミラー回転手段に出力する制御部とを備え
た ことを特徴とする光ビーム走査制御装置。[Scope of Claims] A light beam scanning control device for scanning a light beam based on various information from a light source on a surface of an object to be scanned in a main scanning direction and a sub-scanning direction substantially orthogonal to the main scanning direction, comprising: an optical deflector that deflects the light beam from the light source within a predetermined range in the main scanning direction; an imaging lens that forms an image of the light beam deflected by the optical deflector; and an imaging lens that forms an image of the light beam that has passed through the imaging lens. placed on the optical path,
A folding mirror that reflects the light beam onto the surface of the object to be scanned; and at least a pair of upper and lower piezoelectric elements are disposed at each end of the folding mirror, and the piezoelectric elements are controlled based on a control signal. a folding mirror rotation means that is driven to rotate the folding mirror by a predetermined angle with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the imaging lens; a light receiving element arranged to receive a light beam deflected by a plane at a preset reference position and outputting at least two position signals upon reception of the light beam; The method further comprises: a control unit that calculates an error with respect to a light receiving position of the light beam and outputs a control signal for rotating the folding mirror by an angle corresponding to the error to the folding mirror rotation means for each scan. A light beam scanning control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018034A JPH02198411A (en) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Light beam scanning controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018034A JPH02198411A (en) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Light beam scanning controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198411A true JPH02198411A (en) | 1990-08-06 |
Family
ID=11960387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1018034A Pending JPH02198411A (en) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | Light beam scanning controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02198411A (en) |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1018034A patent/JPH02198411A/en active Pending
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