JPS6250721A - 光走査同期装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、光走査ビームを偏光器等によシ被走査部材を
走査して画像形成、情報記録等或いは画像読取を行う光
走査同期装置に関する。

従来の技術 従来、この種の光学的走査装置として、第６図に示すレ
ーザ画像記録装置の静電潜像記録部が知られている０第
６図において、半導体レーザ２により出力された光走査
ビームＬはコリメータレンズ３により平行光とされた後
、回転多面鏡４により感光体ドラム１の軸方向（以下主
走査方向ａと称する）に偏光（走査）され、ｆ・θレン
ズ６により感光体ドラム１に結像されるようになされて
いる。半導体レーザ２により出力された光走査ビームＬ
は、図示しない電気信号により変調され。

また感光体ドラム１は矢印方向（以下副走査方向すと称
する）に一定速度で回転駆動されているので、感光体ド
ラム１上には静電潜像が二次元的に形成されるものであ
る。なお、この感光体ドラム１の周囲には、周知の電子
写真プロセスの現像。

転写手段が配置されており、上述の静電潜像を記録紙上
に可視化するようになっている０このような構成におい
て、感光体ドラム１の主走査方向ａの光走査ビームの変
調開始のタイミングを各走査毎にとり、記録画像部の位
置を正確に合わせるために、光走査ビームの走査経路中
に反射鏡６を設けるとともにその反射光を検出しりる位
置に光検出器７を設け、光走査ビームが光検出器７に入
射することにより光ビーム走査同期信号を発生させ、こ
の同期信号により、半導体レーザ２の画像記録信号の変
調開始のタイミングを制御している。この光ビーム走査
同期信号発生は、一般に光検出器７の出力レベルを予め
定められた基準レベルと比較して、光走査ビームを検知
することにより行われる。なお、この同期信号を正確に
一走査ごとに得ることによって、回転多面鏡４の面分割
角度の精度及び回転速度のムラ等に関係なく画像信号変
調開始のタイミングを正確に定め、従って画像の位置を
各走査ごとに正確に一致させることができるので、非常
に高精度に光走査ビームを検知し同期信号を発生する必
要がある。上記同期信号を用いた画信号変調開始タイミ
ングの制御の一つの方法は、上記の同期信号により一定
周波数のクロックをカウントし、そのカウント数が一定
数に達したとき、即ち光走査ビームＬが光検出器７を通
過し、画像記録開始位置に達したとき始めて画信号変調
を開始するように制御する方法である。また、他の方法
は、カウンタの代わりに、時定数回路を含むタイマを設
けることにより、一定数のクロックを計数する時間と同
一の一定時間後に画信号変調を開始するようにして同様
の効果を得るものである。これらの方法において、カウ
ンタの計数値或いはタイマの時定数を変化させることに
よって、記録紙サイズ等に応じて、画像記録開始位置を
選択的に規定することができる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、かかる構成によれば、光検出器７により光走査
ビームＬをいかに正確に検知し、画像記録開始のタイミ
ングを各走査ごとに一致させたとしても、被走査部材で
ある感光体ドラム１が、装着時のガタや軸受部の経年変
化により画像記録途中に主走査方向に位置変動を起こし
た場合、一定の記録タイミング信号に基づいて形成され
た画像も各走査ごとにずれてしまうことになる。これを
第６図を用いて説明する。主走査方向ａに偏光（走査）
された光走査ビームＬは、第６図の光検出器７に入射し
た後、一定の時間後に画像記録を開始するため、それに
よる記録ドラ）Ｄは光検出器７からは各主走査ごとに同
一の距離に記録されるが、感光体ドラム１が、光検出器
７の取付位置に対して主走査方向ａに位置変動を起こし
た場合の記録ドツトＤは、第６図の如く、感光体ドラム
１の端面を基準として見ると、主走査方向ａにずれてし
まうこととなる。この記録ドツトＤのずれΔＥば感光体
ドラム１の位置変動量に相当するものであり、記録画像
が乱れてしまう。

この問題に対して、画情報に応じて静電潜像を形成され
る感光体ドラム１の主走査方向の取付ガタを機械的な方
法で無くすことによって、記録ドツトＤのずれを防止す
ることは理論的には可能であるが、記録ドツトのずれは
非常に高精度に規定サレ、）１ｍレベルの精度が要求さ
れるため、実際には機械的な方法、例えば、感光体ドラ
ム１に板バネ等で強制的に負荷を与えてずれを防止する
方法を採用しても、完全にずれを防止するのは難しく、
また感光体ドラム１は定期的に保守をする必要があるた
め、その着脱の方法はできるだけ簡易であることが望ま
しく、上記の処置をすることによって機構が複雑化し、
コスト高につながる上、感光体ドラム１の機械的な振動
によるずれの場合は、この方法では防止できず、結局満
足な解決策とはならない。なお、このような問題は記録
装置に限らず光走査ビームを用いた読取装置においても
生じている。

本発明は、上述の問題点に鑑み為されたもので、被走査
部材上の記録画像のずれの発生を防止し、記録画像の歪
みがなく、常に安定した画像を記録することができ、或
いは被走査部材上の画像を安定してかつ歪を生じること
なく読み取ることのできる光走査同期装置を提供するこ
とを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決するため、光走査ビームの
一走査ごとの走査光を検出する光検出器と、該光検出器
からの検出出力によって走査開始の基準となる同期信号
を発生する手段と、該被走査部材の光走査ビームの偏光
方向の変動量を検出する手段と、前記変動量に基づいて
、前記同期信号の発生から画情報記録或いは読取を開始
するまでのタイミングを補正する手段とを備えたもので
ある。

作　　　用 本発明は上述の構成によって、被走査部材の各走査ごと
の主走査方向の変動量を検出し、その検出した変動量に
より七同期信号発生から画情報記録或いは読取を開始す
るまでの時間を補正することができ、記録位置或いは読
取位置のズレを防止することができる。このようにして
、被走査部材の記録位置が光検出器に対して主走査方向
に、種々の原因により第１ライン目の主走査開始位置か
ら変動したとしても、同期信号発生から画情報記録開始
又は読取開始までの時間が、その変動分に応じて各走査
ごとに補正される。

実施例 以下、本発明の好適な実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例のレーザ画像記録装置を示す
概略構成図であり、第６図に示す部材と同一の部材は同
一の符号で示し詳細な説明は省略する。

第１図において、８は結像レンズであり、９は位置検出
センサである。結像レンズ８は感光体ドラム１の端面近
傍の表面で反射した光走査ビームを位置検出センサ９の
受光センサ位置に結像するように調整されており、結像
レンズ８２位置検出七ンサ９とも感光体ドラム１とは別
に定位置に固定されている。位置検出センサ９は、感光
体ドラム１の記録幅以外の部分を走査している光走査ビ
ームの、反射光を読取り、その反射光の発生領域の変化
から感光体ドラム１の、主走査方向の位置を検出するも
のである。なお、本実施例では、結像レンズ８には集束
性ロッドレンズアレイ（ＳＬＡ）を、主走査方向ａに長
い形状を有するように配置している。また、位置検出セ
ンサ９には、Ｃ０Ｄ（電荷結合素子）を用いて、端面検
出精度をより高くし、結像レンズ８と位置検出センナを
結合した位置検出ユニットを軽量コンパクト化している
。

ＬＥは記録幅である。

第２図は本発明の一実施例のレーザ画像記録装置の回路
の概略構成を示す図である。１０は同期信号発生回路で
あり、光検出器７からの光走査ビームの検出信号を受け
、一走査毎の画情報記録開始のタイミングを合わせるた
めの同期信号を発生している。なお、光検出器７には、
高速応答可能なフォトダイオードが用いられ、半導体レ
ーザ２の発振波長に高感度を示すようにしである。１１
は６置検出回路であり、位置検出センサ９からの出力信
号によって、感光体ドラム１の主走査方向の変動量を検
知するものである。１２は記録制御回路で、あらかじめ
感光体ドラム１の主走査方向ａの変動量に基づく、画情
報記録開始タイミングの補正量を記憶しており、同期信
号発生回路１０からの同期信号を、また、位置検出回路
１１からの位置検出信号を入力し、この位置検出信号に
基づいて、記憶されている記録開始タイミングの補正量
を選択し、この指示された補正量によって画情報記録を
開始するまでの時間が、自動的に段階的または連続的に
設定可能なよって構成され、この設定により、同期信号
発生から画情報記録を行うまでのタイミングが補正され
るようになっている。この記録制御回路１２は、一般的
なカウンタまたはタイマなどで構成され、その計数値又
は時定数の値を外部から制御及び選択できるようにした
ものである。１３はレーザ、駆動回路で、記録制御回路
１２から送られてくる記録信号によって半導体レーザ２
への入力電流をオンオフ制御するように構成されている
。このレーザ駆動回路１３は、例えば公知の電流回路が
用いられているものである。１４は画情報入力部である
。この画情報入力部１４に送られて来た画像信号が、記
録制御回路１２により、一走査毎に記録開始位置とその
変調開始のタイミングを同期させられて、レーザ駆動回
路１３に送られ、感光体ドラム１上に画像を形成するよ
うになっている。

第３図は位置検出センサ９からの出力波形を説明する図
であり、位置検出センサ９の、光走査ビームの偏光方向
に対応した受光センサ位置（本実施例では、ＣＣＤセン
サ配列方向に相等しい）に対する出力電圧の総合的な変
化を示すものである〇その出力波形は、波形Ａ、波形Ｂ
の如く、光走査ビームの、感光体ドラム１表面からの反
射光光量に相当する出力波形Ｃが主走査により矢印方向
に移動することにより作られる波形であり、出力電圧値
の一定な領域と、立下り領域を有する形状となる。この
立下り領域の中間位置Ｅ１．Ｅ２から左側の矢印部分り
が感光体ドラム１を示す領域であり、中間位置Ｅ１．Ｅ
２から右側の矢印部分Ｆが感光体ドラム１の端面から外
側の領域に対応している。従って、感光体ドラム１の位
置が主走査方向に変動した場合、位置検出上ンサ９の出
力波形は、波形Ａ、波形Ｂの如く変化して立下り位置が
変動するので、一定の検知レベルとの比較により得られ
る出力信号は、波形Ａの場合は、一定の基準点からのセ
ンサ位置ｌ　に、波形Ｂの場合は１２に発生する。この
両者の出力信号の発生する位置の変動量即ち感光体ドラ
ム１の基準位置からの変動量を位置検出回路１１が検出
している。

次に上記実施例における作動を第４図に示す要部信号波
形図を参照して説明する。まず、第１回目の光走査にお
いて、光検出器７が反射鏡６で反射した光を検出すると
、同期信号発生回路１０が第４図イに示す同期信号を発
生する。この同期信号発生は極めて高精度に行う必要が
あるため、高周波クロックによるサンプリング回路又は
遅延回路等により位相が微妙にズした多相のクロックに
よるサンプリング回路により正確に検知するようにしで
ある。同期信号が記録制御回路１２に入力されると、記
録制御回路１２は第４図口で示すように、予め設定しで
ある時間ａだけ、レーザ駆動回路１３の作動を遅延させ
る。レーザ駆動回路１３はその後、第４図にハで示すよ
うに、画信号に応じて変調された光走査ビームを発生さ
せ、感光体ドラムへの記録を行う。記録終了後、適当な
時間間隔後に、レーザ駆動回路１３はレーザを連続的に
期間ｄだけ、発振させて感光体ドラムの端部部分を走査
し、位置検出上ンサ９により、感光体ドラム１の端面の
位置検出を行う。この時の位置Ｅ０が基準位置となる。

なお、連続発光期間ｄは、感光体ドラム１の主走査方向
の変動量の最大値を検出できるだけの幅を有していれば
良く、半導体レーザ２の寿命等を考慮して、できるだけ
短い時間に設定されている。

第２回目の走査も同様に行う。但し、第２回目には感光
体ドラム１の端面位置の基準位置からの変動量が位置検
出回路１１により検出され、記録制御回路１２に入力さ
れる。第３回目の光走査においては、同期信号発生から
記録開始までのタイミンク（第４図口の時間ａ）が前回
の走査時に検出された変動量によって補正される。以下
、同様の操作が繰り返される。ここで、感光体ドラム１
の変動量に応じたタイミング補正を更に説明する。

今、前回の走査時に感光体ドラム１の端面位置が第３図
のＥ　であり、センサ位置ｌ、が検出されま たものとする。次の走査時において、まず第４図二に示
す同期信号が同期信号発生回路１０から記録制御回路１
２に入力される。一方、位置検出回路１１は変動量ｌ、
を既に記録制御回路１２に出力している。記録制御回路
１２は、変動量１１に応じて、予め記憶している補正量
に基づき、第４図口の遅延時間ａをホに示すように、時
間すに補正する。かくして、同期信号発生より遅延時間
す経過後に、へに示すように、記録が行われる。ここで
遅延時間すは、記録開始位置から感光体ドラム端面位置
Ｅ１　までの距離が、ハにおける記録開始位置から感光
体ドラム端面位置Ｅ０までの距離に等しくなるように選
定されている。感光体ドラム１の端面位置がＥ２になっ
た場合も同様に、トで示す同期信号が発生した後、チに
示すように端面変動量１２に対応した遅延時間Ｃだけ遅
れて、りで示すように記録が行われる。この記録の開始
位置と感光体ドラム１の端面位置Ｅ２との間隔もハ、へ
の場合と同様である。以上のようにして、感光体ドラム
１の主走査方向の位置変動にかかわりなく、端面から同
一位置に記録が行われる。

なお、最初の同期信号発生から記録開始までの時間ａは
、光検出器７１反射鏡６の感光体ドラム１に対する配置
の機械的精度を緩和するため、また記録開始位置を記録
サイズにより変化させるため、外部から自動的又は手動
で制御できるようになっており、これにより設定された
時間に更に前述の補正が加えられるものである。

第１図の感光体ドラム上に形成された静電潜像は、図示
しない現像装置により可視化された後、記録媒体上に転
写され、最終的に記録画像となる。

この際、記録媒体は感光体ドラム１上の静電気により感
光体ドラム１上に一時的に吸着されるため、感光体ドラ
ム１に対して記録媒体はずれることがなく、従ってもし
、感光体ドラム１上の画像記録位置が各走査ごとに端面
から変動していると、その変動がそのまま記録媒体に移
ることとなる。しかし、上記したように感光体ドラム１
の端面に対して画情報記録領域が各走査ごとに一定とな
るように記録タイミング制御が行われているので、記録
媒体に転写した画像は歪みのない良好なものである。

なお、上記実施例においては、第１回目の走査時に検出
した感光体ドラムの端面位置を基準位置としたが、この
代わりに予め基準位置を設定しておき、常時該基準位置
からの変動量に応じて記録開始までの遅延時間を補正す
るようにしてもよい。

また、上記実施例では感光体ドラム１の端面位置を検出
するための位置検出センサ９の光源として、光走査ビー
ムを直接利用したが、これに限定されるものではなく、
光源として、ハロゲンランプやＬＥＤを用いて、同様の
制御を行っても良い。また、上記実施例においては周知
の電子写真プロセスに基づくレーザ画像記録装置を例示
したが、本発明はこれに限定されるものでなく、光走査
ビームを用いたあらゆる記録装置２画像読取装置にも応
用可能である。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は光検出器の出
力信号により同期信号を発生する手段と、被走査部材の
主走査方向の変動を検出する手段からの出力信号に従っ
て同期信号発生から画情報記録或いは読取開始までの時
間を補正制御することによって、各走査毎の両情報記録
位置或いは読取位置を一定にすることができるので、各
走査ごとの画像のズレがなく、安定した記録画像或いは
読取信号を得ることができるという効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光走査同期装置を用い
たレーザ画像記録装置の要部の概略構成を示す斜視図、
第２図はその回路ブロック図、第３図は第２図の位置検
出センサの出力の波形図、第４図は上記実施例の要部信
号の波形図、第６図は従来のレーザ画像記録装置の静電
潜像形成部の要部斜視図、第６図は従来の画像記録の例
の模式１・・・・・・感光体ドラム（被走査部材）、２
・・・・・・半導体レーザ、４・・・・・・回転多面鏡
、６・・・・・・反射鏡、７・・・・・・光検出器、８
・・・・・・結像レンズ、９・・・・・・位置検出セン
サ、１ｏ・・・・・・同期信号発生回路、１１・・・・
・・位置検出回路、１２・・・・・・記録制御回路、１
３・・・・・・レーザ駆動回路、１４・・・・・・画信
号入力部、Ａ。 Ｂ・・・・・・位置検出センサ出力波形。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ７−九検出孟 ８−一一牽診イ番しソス゛ ９−ｆｔＸ段出でンプ 第２図 第３図 セυｉｒ位１ 第４図 ： （ト）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 各走査ごとに光走査ビームを検出する光検出器と、この
   光検出器からの検出出力によって走査開始の基準となる
   同期信号を発生する手段と、前記被走査部材の光走査ビ
   ームの偏光方向の変動量を検出する手段と、前記変動量
   に基づいて、前記同期信号の発生から画情報記録又は読
   取を開始するまでのタイミングを補正する手段とを有す
   る光走査同期装置。