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JPH04301978A - フライングスポット走査装置 - Google Patents

フライングスポット走査装置

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Publication number
JPH04301978A
JPH04301978A JP3281353A JP28135391A JPH04301978A JP H04301978 A JPH04301978 A JP H04301978A JP 3281353 A JP3281353 A JP 3281353A JP 28135391 A JP28135391 A JP 28135391A JP H04301978 A JPH04301978 A JP H04301978A
Authority
JP
Japan
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pixel
scanning
deflector
angle
pixels
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3281353A
Other languages
English (en)
Inventor
Melvin E Swanberg
メルヴィン　イー　スワンバーグ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Xerox Corp filed Critical Xerox Corp
Publication of JPH04301978A publication Critical patent/JPH04301978A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/047—Detection, control or error compensation of scanning velocity or position
    • H04N1/053—Detection, control or error compensation of scanning velocity or position in main scanning direction, e.g. synchronisation of line start or picture elements in a line
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
    • G06K15/02—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
    • G06K15/12—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ラスター入力スキャナ
として、或いはラスター出力スキャナ（ＲＯＳ）として
使われるフライングスポット走査装置に関する。本発明
は、レーザー印刷及びファクシミリなどの、特に、電子
イメージ伝送及び処理に使われるＲＯＳに適用できるも
のである。
【０００２】
【従来技術とその課題】従来のＲＯＳでは、変調された
光ビームが受光体にわたってラスター走査され、光スポ
ットは水平に急速に走査されて水平走査線を形成し、該
光スポットは同時に垂直に比較的に低速で走査される。 受光体は、静電的に帯電したドラム又はその他の形の感
光結像装置である。水平走査は、その周辺部に数個の平
らなミラー小面を有する回転ホイールにより行われる。 垂直走査は、光ビームの向きを変えることによって行わ
れるが、それは普通は受光体自体を垂直方向に動かすこ
とによって行われる。図１に示されている様に、各々の
露光された画素を水平に塗り潰し、にじませることによ
って該スキャナの出力イメージの解像度を低下させる効
果を有する。この効果は、例えば露光オンから露光オフ
ヘ、或いは露光オフから露光オンへと、一方の露光レベ
ルから他方への遷移があるときに発生する。図１の（ａ
）は、走査線に沿って生じる望ましいパターンを示す。 図１の（ｂ）は、丸い画素の列を使って走査線のこの部
分が理想的にはどの様にして書かれるのかを示し、図１
の（ａ）のシーケンスに対応する（２個の画素露光の次
に交互に露光オフ及び露光オンが続く）。第１画素露光
は時刻１４に始まって時刻１６に終わる。第２画素露光
は時刻１６に始まって時刻１８に終わり、１露光間隔に
続く。第３画素露光は時刻２０ａに始まって時刻２０ｂ
に終わり、第４画素露光は時刻２１ａに始まって時刻２
１ｂに終わる。
【０００３】図１ｃは、従来のフライングスポット走査
装置において露光間隔にスポットの運動に起因して「に
じみ」がどの様にして発生するかを示す。スポットは、
第１露光期間の始めには位置１４を中心とし、この露光
間隔の終わりには位置１８を中心とする。同じく、スポ
ットは、第２及び第３の露光間隔の初めには、２０ａ及
び２１ａにそれぞれ位置し、第２及び第３の露光間隔の
終わりには位置２０ｂ及び２１ｂにそれぞれ位置する。 図１の（ｄ）は、図１の（ａ）の示す位置にスポットを
位置させ、これらの位置を露光間隔中に維持することか
ら生じる典型的露光曲線を示す。図１の（ｅ）は、図１
の（ｃ）に示されている露光期間中に移動する走査スポ
ットから生じる典型的な露光濃度曲線を示す。図１の（
ｅ）のにじんだイメージにおいて、露光域及び非露光域
の間の移行勾配は図１の（ｄ）のにじんでいないイメー
ジに比べて減少しており、隣合う単一の露光された画素
と露光されていない画素とのコントラストは、図１の（
ｅ）のにじんでいないイメージに比べて減少している。
【０００４】露光にじみの効果を克服するために、フラ
イングスポット走査システムでは、図１に示されている
丸いスポットではなくて楕円形スポットを利用すること
が通例となっている。楕円の短軸は水平走査方向に向け
られるので、水平のにじみ効果は多少とも丸い露光を生
じさせる。しかし、楕円形走査スポットを使うことには
望ましくない側方効果がある。即ち、スポット生成ビー
ムのｆナンバーは、水平軸において減少されなければな
らない（入力ビーム・サイズが増大）。このビーム・サ
イズの増大は、走査ミラー小面のサイズの等しい増大を
必要とし、ｆナンバーの減少も焦点深度を減少させ、こ
れが機械的整列を一層困難にする。また、或る走査シス
テムは、走査時にスポットを回転させることによって、
露光にじみ補正のために楕円形スポットを使用すること
を排除する。
【０００５】本発明は、画素が書かれている間に各画素
を受光体上で安定させることにより、ビームの運動に起
因する画素のよごれを無くする。本発明は、該スキャナ
の出力ビームが画素から画素へと迅速に移動することを
可能にする。ラスター出力スキャナから高品質出力を出
すという課題は、設計者に大きな課題となった。改善さ
れた解像度は、フライングスポット走査装置／ラスター
出力スキャナから現在得られるよりも高い質の出力を与
える。フライングスポット走査装置産業においては、明
瞭で鮮明な画素を出力するスキャナが以前から求められ
ている。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、各画素が明瞭となる様に、ラ
スター出力スキャナ（ＲＯＳ）により出力される個々の
画素を位置決めする装置とに関する。各画素は、該画素
の持続時間の間、受光体上で空間的に安定している。こ
れは、ＲＯＳにより生成される迅速な「水平」光学走査
とは反対方向に１画素「水平」走査を与えることにより
、達成される。この１画素走査は、基本走査とは反対の
方向の速度を有し、各画素と同期して生成される。従っ
て、光ビームは、各画素の際に受光体上で安定していて
、１画素から次の画素への移行の際には迅速に次の画素
へ瞬間的に移動する。
【０００７】この１画素「補正」走査が平行光ビームで
行われるならば、角度において走査することにより、そ
の補正を行うことが出来る。一方、この１画素走査が発
散又は収斂する光ビームにおいて行われる場合には、光
ビームを１画素幅だけ平行移動させることによって補正
を行うことが出来る。これらの「補正」技術は、共に、
この発明の範囲内にある。
【０００８】好適な実施例に関する以下の記述を検討し
、添付図面を参照すれば、本発明の他の目標及び目的を
理解でき、且つ本発明の一層完全で包括的な理解に到達
できる。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明が解決しようとしている課題
を示す。図１の（ａ）は、ラスター出力スキャナ（ＲＯ
Ｓ）により受光体上に置かれるべき明るい画素と暗い画
素との所望の強度パターンである。図１の（ｂ）は、Ｒ
ＯＳが丸い画素を出力するときに、理想化されたパター
ンがどの様に見えるかを示す。図１の（ｃ）は、運動す
るＲＯＳビームにより実際に生成されるパターンにじみ
を示す。図１の（ｄ）は、図１の（ｂ）に示されている
理想化された状態の下で生成される水平露光曲線２２ａ
を示す。図１の（ｅ）は、図１の（ｃ）に示されている
様に、露光時にスポット運動の実際の状態の下で生成さ
れる、明瞭度の劣る水平露光曲線２２ｂを示す。よって
、図１の（ｅ）に示されているこの特別の実施例では、
形成されるイメージは、走査線に対して直交する方向（
垂直）よりは走査線に沿う方向（水平）に比較的に低い
解像度を有する。
【００１０】図２は、ラスター出力スキャナ（ＲＯＳ）
２３の一般的状態を示す。スキャナ２３はレーザー２４
を包含しており、このレーザーはビーム２６を放射し、
このビームは、レンズ２８により平行にされ、回転走査
ミラー３２の小面３０から反射され、次にレンズ３４に
よって集束される。明快にするために小面３０から反射
される中央の光線だけが示されている。反射されたビー
ム３６は、ゼロ番目の画素を走査し、反射ビーム３８は
ｎ番目の画素を走査し、これらの画素は走査線４０に沿
って位置している。各画素露光は走査方向に沿って寸法
４２だけにじんでおり、これは図２に誇張されて示され
ている。ビーム２６は、変調器によって有用な情報で変
調され（これは、この図には詳しくは示されていない）
、或いはレーザー光源２４の制御によって直接変調され
る。
【００１１】「画素」という概念は、各々の物理的画素
とこの画素に画素時間が付随して協働していることを必
要とする。ビーム３６、３８が走査線４０に沿って進行
した距離が図３に線４４として図式的に示されている。 線４４は、時間の線型関数である。即ち、光ビーム３６
、３８は連続的に移動するので、画素は、走査線に沿っ
て特定の距離を占めるものとして、或いは走査中に等し
い「画素時間」を占めるものとして定義されることが出
来る。図４において、好適な時間対距離特性曲線４６が
示されている。この好適な走査曲線４６（これは本発明
により達成される）では、ビームは各画素に全画素時間
中に留まり、その後、次の画素位置へ急速に「瞬間移動
」する。走査線に沿ってのビームの運動は、時間の一次
関数ではない。
【００１２】図５及び図６は本発明の好適な実施例４８
を示し、この実施例では第２の角度偏向器５０が平行ビ
ーム６０においてコリメータ・レンズ２８と回転走査ミ
ラー３２との間に挿入されている。角度偏向器５０は、
例えば、光学的に活性の結晶から構成されて、加えられ
た電圧の関数としてビームが屈折する角度を変更するよ
うに形成された電気光学素子である。角度偏向器５０は
、受光器において１画素のサイズに対応する小角度だけ
光ビームを動かすことが出来るだけでよい。
【００１３】図５は、第２の角度偏向器５０が組み込ま
れているが作動してはいないシステムを示す。これは、
本発明を利用していない従来からのＲＯＳと同等である
。レーザー２４からの光線３６は、運動するミラー小面
３０に入射する前に偏向されない。よって、１画素時間
中、小面３０から反射された光線は、画素直径に等しい
距離４２だけ受光体５４に沿って動く。距離４２は、図
５において明快にするために誇張されている。
【００１４】図６は、第２角度偏向器５０が作動して、
適切な電圧波形で駆動されているときに何が起きるかを
示す。この場合、平行ビーム６０は角度偏向器５０によ
って角度を偏向され、運動している小面３０から反射さ
れた収斂する出力ビーム６２は、第１画素時間中に受光
体５４に沿って第１画素位置６４に入射する。角度偏向
器６３は、第２角度偏向器５０の故に、ミラー小面３０
の偏向により、それを相殺するので、出力ビーム６２は
画素時間中に受光体５４上で運動しない。この角度偏向
器６３は、画素露光期間に発生する回転走査ミラー３２
の回転角度とは方向が反対で、その２倍に等しい。各画
素時間の終わりに、角度偏向器５０は平行ビーム６０を
偏向させることを突然止め、出力光源６２は急に次の画
素位置へ移る。
【００１５】図７は、この発明の別の実施例６８を示し
、この場合には並進偏向器７０が変調光源２４とコリメ
ータ・レンズ２８との間で、平行化されていないビーム
７２に挿入されている。並進偏向器７０は、例えば、光
学的に活性の結晶から構成されていて、加えられた電圧
の関数としてビームを変位させるように形成された電気
光学素子である。よって、図７の実施例では、適切な鋸
歯状電圧が並進偏向器７０に加えられるとき、ビーム７
２は、レンズ２８に入る前に平行移動させられ、そのこ
とによって、レンズ２８から出るビームの角度偏向を引
き起こす。運動方向７３は、運動する小面３０に起因す
るそれの反対である。よって、その効果は、レンズ２８
に続く角度偏向器５０の使用と同様である。
【００１６】図８は、適切な位相を持った鋸歯状偏向波
形７６を示し、この波形は、各画素が連続して安定化さ
れる様に各画素時間中に角度偏向器５０又は並進偏向器
７０に加えられる種類の波形である。鋸歯状電圧７６は
、各画素時間７８に反復される。図９において、走査シ
ステムの画素クロック（図示せず）は、鋸歯発生器或い
はドライバーコントローラ８２における鋸歯の発生を同
期化させるために使われる。画素クロック信号８０は、
画素ビデオデータを走査システムに同期化させるのに不
可欠であり、そして、その様なものとして、この様な全
ての走査システムで使用可能である。鋸歯発生器８２は
、偏向器ドライバー８４を駆動する。偏向器ドライバー
８４は、適切な特徴を持った駆動信号を偏向器５０、７
０へ送る。
【００１７】本発明を使用した正味の結果として、走査
線に沿って置かれる画素パターンが図１の（ｂ）に示さ
れている様になり、各画素は明瞭で、非常に大きなコン
トラストを有する。これは、図１の（ｃ）及び図１の（
ｅ）に示されている様にコントラスト勾配が露光にじみ
により減少し、交互に続く露光された画素と露光されな
い画素との系列のコントラストが大いに減少する従来の
フライングスポット走査装置で得られる結果とは極めて
異なる。ここでは詳しく言及しないけれども、本発明の
装置は、入力スキャナでも利用できるものである。
【００１８】本発明を、特別の好適な実施例を参照して
詳しく説明したけれども、当業者は、特許請求の範囲の
欄に記載した発明から逸脱することなく種々の修正や強
化が可能であることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】円形画素を使って受光体上に走査パターンをど
の様に書くかを示す。この図は、フライングスポット走
査装置の連続走査によって隣接する画素の上に書くこと
によって各画素がどの様にしてにじむかをも示すと共に
、にじんでいない露光及びにじんだ露光の曲線を示す。
【図２】本発明を取り入れていない一般的ラスター出力
スキャナ（ＲＯＳ）の略図である。
【図３】従来からあるＲＯＳにおける画素の時間対距離
特性曲線である。
【図４】本発明が与える好適な時間対距離特性曲線であ
る。
【図５】本発明の好適な実施例を示し、この実施例では
、コリメーター・レンズと回転走査ミラーとの間の、平
行光ビームの経路に角度偏向器が付加されている。この
図では、角度偏向器は作動していない。
【図６】本発明の好適な実施例を示し、この実施例では
、コリメーター・レンズと回転走査ミラーとの間の、平
行光ビームの経路に角度偏向器が付加されている。この
図は、本発明が働いている様子を示す。
【図７】本発明の別の実施例を示す。この場合、変調さ
れる光源とコリメータ・レンズとの間の発散光ビームの
経路に並進偏向器が付加されている。
【図８】各画素時に角度偏向器に加えられる波形のグラ
フを示す。
【図９】システム画素クロック信号を受取り、図１の（
ｂ）に示されている波形を生成し、この波形を使って本
発明の偏向器を駆動する回路のブロック図である。
【符号の説明】
１０　　走査線に沿う所望の画素パターン１２　　丸い
画素を使う好適なパターン１４　　第１画素の始まり １６　　第１画素の終わり、第２画素の始まり１８　　
第２画素の終わり ２０ａ　　第３画素の始まり ２０ｂ　　第３画素の終わり ２１ａ　　第４画素の始まり ２１ｂ　　第４画素の終わり ２２ａ　　理想化した水平露光曲線 ２２ｂ　　現実の水平露光曲線 ２３　　一般的なフライングスポット走査装置２４　　
変調される光源（レーザー） ２６　　光出力ビーム ２８　　コリメータ・レンズ ３０　　ミラー小面 ３２　　回転する多面体走査ミラー ３４　　収束レンズ ３６　　第１画素に対応するビーム位置３８　　最後の
画素に対応するビーム位置４０　　走査線 ４２　　走査線に沿う画素寸法 ４４　　ビームの線型時間対距離曲線 ４６　　好適な時間対距離曲線 ４８　　角度偏向器を組み込んだフライングスポット走
査装置 ５０　　角度偏向器 ５４　　受光体 ６０　　ビームの平行化位置 ６２　　第２角度偏向器により安定化される、第１画素
に対応するビーム ６３　　角度偏向の方向 ６４　　受光体上の第１画素の位置 ６８　　並進偏向器を組み込んだフライングスポット走
査装置 ７０　　並進偏向器 ７２　　ビームの発散部分 ７３　　並進運動の方向 ７６　　鋸歯状電圧 ７８　　画素時間 ８０　　画素クロック信号 ８２　　鋸歯発生器（ドライバーコントローラ）８４　
　偏向器ドライバー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　（ａ）　　光ビーム（２６）を走査す
    るため、変調される光源（２４）を包含し、前記光ビー
    ム（２６）は平行化された部分（６０）と、平行化され
    ていない部分（７２）とを有するフライングスポット走
    査手段（２３）と、（ｂ）　　走査線（４０）に沿って
    連続的に第１走査速度で且つ第１走査方向に前記光ビー
    ム（２６）を走査するようになっており、前記走査線（
    ４０）は、第１画素と最後の画素とを含む連続する複数
    の画素（１２）を包含していて、前記複数の画素（１２
    ）の各々は１つの画素時間（７８）と協働している第１
    偏向手段（３０、３２）と、（ｃ）　　前記画素時間（
    ７８）中に前記光ビーム（２６）を静止状態に保持する
    ため、前記画素時間（７８）中に前記光ビーム（２６）
    を第２走査方向に動かすことができ、この第２走査方向
    は、前記第１走査方向とは反対向きであって、前記第１
    走査速度に等しい走査速度を有しており、前記画素時間
    （７８）中は前記複数の画素（１２）の各々を前記走査
    線（４０）上に静止させたままに保っており、前記画素
    時間（７８）の完了時に前記光ビーム（２６）を動かす
    ことを止めて、前記第１偏向手段（３０、３２）によっ
    て、前記画素時間（７８）の前記完了時に前記光ビーム
    （２６）が他の画素へ急速に移動させられる様になって
    いる第２偏向手段（５０、７０）と、（ｄ）　　前記第
    ２偏向手段（５０、７０）を駆動するための駆動手段（
    ８４）と、（ｅ）　　前記駆動手段（８４）を制御する
    ためのドライバーコントローラ手段（８２）と、から成
    ることを特徴とする装置。
JP3281353A 1990-11-06 1991-10-28 フライングスポット走査装置 Withdrawn JPH04301978A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/623,156 US5103334A (en) 1990-11-06 1990-11-06 Resolution improvement in flying spot scanner
US07/623156 1990-11-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04301978A true JPH04301978A (ja) 1992-10-26

Family

ID=24497010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3281353A Withdrawn JPH04301978A (ja) 1990-11-06 1991-10-28 フライングスポット走査装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5103334A (ja)
EP (1) EP0485166A3 (ja)
JP (1) JPH04301978A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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