JPS63148275A - レ−ザ光走査装置 - 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】 （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Ｖ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″ａ２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「θレンズである。８はｆθ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を副走査方向く巻取方向）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８は光度￥Ａ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
れた光ビームはポリゴンミラー５で情報記録媒体８の主
走査方向に振り分けられ、ｆθレンズ７を介して情ｔＦ
ｌ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、Ｄ
１走査方向く巻取方向）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奢ア（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（ｆθ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λ１．λ２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ｆθ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しのとして、「
θレンズ７を通過した光は、波しλ１の光と２２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２１．破線が２２の光である。λ１とλ２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図は邑ずれの様子を示す図である。

例えばＡ部が波長λｌの光による照射領域、８部が波長
λ２の光による照射領域であるものとして、Ａ＋、Ｂ＋
部が色ずれ領域を形成し、これがそのまま見かけ上線幅
の太りどなる。

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。

■［θレンズ（結像レンズ）の色消しを完全に行う。

■画素クロッグを遅延することにより色収差を補正する
。この方法は１クロック中位の補正と１クロツク内の補
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／△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
クロック中位補正回路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コンバーク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ｇ度も高度なものが要求さ
れる。従って、ｆθ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。基本画素りＯツクと遅延画
素クロックとの単位遅延時間を６℃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Δを単位で
周明王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１よΔ【からΔ（きざみで下まで
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タツプの場合で４０００円）、精度もよくない（例え
ばΔｔ±５％稈Ｉ！２）。又、この方式の場合は画素ク
ロックを遅ら仕て、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
前接に任意に移８することができるレーデ光走査装置を
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ｆｍＢｌよりも色収差によりずれたビー
ム位置Ｂ２が後方に生ずる場合を、（ロ）は本来のビー
ム位置Ｂ１よりも色収差によりずれたビーム位置Ｂ２が
前方に生ずる場合をそれぞれ示している。

〈イ）に示づ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＜、（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 シック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ドツトの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図すに示す周波数Ｎｆ。

のクロックが出力され、Ｎ分周′／ｉ３１に入る。ここ
で、光検出器から第１６図ａに示づ゛ような位置検出信
号がＮ分周器３１にリセツ１−信＠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ｊＪＩＴｏのｖ本画素り
ロックｆ、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ｆｏを増減可
能なことがわかる。例えば３種類の分周比Ｎ＋　、Ｎ２
　、Ｎｓ　　（Ｎｈ　＜Ｎ２　＜Ｎｓ　）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をＮ３に
上げ（クロック周期Ｔｏが長くなる）、画素クロックを
進めたい時には分周比をＮ１まで下げる（クロック周Ｉ
９］　Ｔ　ｏ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
ク同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。ＮＺ分周時の画
素クロック周波数をｆ、とすると、Ｎ。

分周の時の画素クロック周波数は（Ｎｚ／Ｎ１＞×「ｏ
となり周波数が高くなる。Ｎ３分周の時の画素クロック
周波数は（Ｎ２　／Ｎ５）ｘｆ　Ｏ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
に示づ実施例は青（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。

ＲｆＵ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は線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、６０Ｍ１−１１クロツクを受け
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【プ、色
ずれを補正するクロックパターン（＠述のＮｒ　、Ｎ２
　、Ｎｓ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４１に入力され、分周比
を決定する。例えば、Ｎ分周器４１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、青光の光検知器信号は、Ｎ分周器４１及びカウンタ
４２にリヒットパルスとして与えられている。以上の構
成は、線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、Ｎ３　＝１６．Ｎ２　＝１５．Ｎ１−１４と
げる。ここで、Ｎｈ、、Ｎ３の分周比をＮ２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６０　Ｍ　ｌ−１ｚクロックａ
の分周を開始する。ＰＲ○Ｍ４３出力初明噴がＯ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）に承りように立上る。このカウンタ
４２出力が立上るとＰＲＯＭ４３の入力アドレス力２　
化シ、Ｆ　ＲＯＭ　４３１４　”　１　”をＮ分周器４
１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ＬＤ大入力取込み、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°Ｏ″を出力する。次のキ１７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ｔ７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（１４５）
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、残りの線用同期クロック発生回路５０．赤用
同明クロック発生回路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クロツクカウン
トとすると、他の２色は第３図の例では、緑が１０２ク
ロツクカウント、胃が９８クロツクカウントに設定され
る。更には、八［１，Δｔ２分のずれが残るのでこれを
、色ずれ補正の要領でキャンはルする。

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口金てに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成図で、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。他の肖用向期クロック
発生回路と線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ピット開通でると、２ｎ
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。或いは力ｒク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ｆｊ性が
異なる場合には、それぞれＮ１．Ｎ２．Ｎ３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、ｆθレンズの［θ特性からのずれも色すれと同時に
補正することも考えられる。

以上）７３べた如く、本方式では、ＰＲＯＭに予め■い
た任意の分周比のパターンを実現でき、クロック１１１
１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、ｆθレンズの中心からの像高（走査信号）をＹ
とし、Ｙ　＝　３０　ｍｍの点で、青が一５０μｆｆ！
（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ドツト／＋
ｎｍ）とすると、１６分周で（１６／１５）ｘ５０＝５
３．３μｍの画素が、又、１４分周で（１４／１５）Ｘ
５０＝４６．７μｍの画素が実現され、栓型５０μｍに
対し、±３．３μｍｉｉ！ｉｉ素ピッチをずらすことが
できる。

Ｙ＝３０１１１ｍ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３０Ｘ２０＝６００画素となる。

従って、冑に関しては一５０μｍ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、４００画素２１１１１１）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、２８８画素１．４ｎ＋
ｍ）に１回１４分周させる。これらの処理を行うことで
、’ｙ’−３Ｑｎ＋ｍ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、ＦＲＯＭ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涯延状態の説明
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−
Ｐ　ＲＯＭ ５ｏ・・・線用同期クロック発生回路 ６０・・・赤川同期クロック発生回路 第３じ乙 第４図 第５図 男 向 第６図 角客７図 第９図　　　　第１Ｑ図 第１１図 第１４図 第１５図 第１６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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。