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JPH09218364A - Multibeam scanning optical system - Google Patents

Multibeam scanning optical system

Info

Publication number
JPH09218364A
JPH09218364A JP2380696A JP2380696A JPH09218364A JP H09218364 A JPH09218364 A JP H09218364A JP 2380696 A JP2380696 A JP 2380696A JP 2380696 A JP2380696 A JP 2380696A JP H09218364 A JPH09218364 A JP H09218364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
clock
scanning
scanning optical
beam scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2380696A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Kataoka
慶二 片岡
Hiroshi Ueno
浩 上野
Satoshi Aida
敏 相田
Yoji Hirose
洋二 広瀬
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.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
Priority to JP2380696A priority Critical patent/JPH09218364A/en
Publication of JPH09218364A publication Critical patent/JPH09218364A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the multibeam scanning optical system which enables high-precision recording free of print fluctuations even if a rotary polygon mirror has rotational variation or plural semiconductor lasers have variance in wavelength. SOLUTION: Two optical detectors 10 provided on both the side of a photosensitive drum 9 detect plural scanning laser lights and measures the time intervals between corresponding optical detection signals, and a clock period varying means varies the clock period corresponding to the time intervals; and data are read out of a memory according to clock, so that the data are optically recorded.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の半導体レー
ザから出射する多数のビームを走査するマルチビーム走
査光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-beam scanning optical system for scanning a large number of beams emitted from a plurality of semiconductor lasers.

【0002】[0002]

【従来の技術】複数の半導体レーザを用いるレーザプリ
ンタの一例を図1に示す。半導体レーザ1からの光をレ
ンズ2でシングルモード光ファイバ4に導くレーザモジ
ュール部3を複数個用意し、光ファイバの出射端5で一
列に配列し、ここから出射する光を回転多面鏡で同時
に、感光ドラム上に走査し、光記録を行う。感光ドラム
上を走査する光スポット列11は走査方向に対して斜め
になるようにする。斜めに配列し、走査される光スポッ
ト列を光検知器10で検知する。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows an example of a laser printer using a plurality of semiconductor lasers. A plurality of laser module parts 3 for guiding the light from the semiconductor laser 1 to the single mode optical fiber 4 by the lens 2 are prepared, arranged in a line at the emitting end 5 of the optical fiber, and the lights emitted from the laser module parts 3 are simultaneously produced by the rotating polygon mirror. , Scan on the photosensitive drum to perform optical recording. The light spot array 11 that scans on the photosensitive drum is inclined with respect to the scanning direction. The photodetector 10 detects a light spot array that is obliquely arranged and scanned.

【0003】図2は走査する光スポット11-1、11-2、11
-3、11-4と光検知器10の配置関係を示している。光検
知器が検知する信号は図3の12-1、12-2、12-3、12-4で
示されており、総称してここではBD信号と称する。こ
れら信号は、それぞれ11-1、11-2、11-3、11-4の走査光
スポットを光検知器が検知し、発生する信号である。B
D信号12-1、12-2、12-3、12-4はトリガとなり位相同期
したクロック信号を所定の個数だけ発生し、これらクロ
ックによりデータ信号が読みだされ、印刷される。
FIG. 2 shows scanning light spots 11-1, 11-2, and 11.
-3, 11-4 and the photodetector 10 are shown in the positional relationship. The signals detected by the photodetector are shown as 12-1, 12-2, 12-3 and 12-4 in FIG. 3, and are collectively referred to as BD signals here. These signals are signals generated by the photodetector detecting the scanning light spots 11-1, 11-2, 11-3, and 11-4, respectively. B
The D signals 12-1, 12-2, 12-3, 12-4 serve as triggers to generate a predetermined number of phase-locked clock signals, and the data signals are read out by these clocks and printed.

【0004】図3の13-1、13-2、13-3、13-4は上記した
クロックが発生する区間を示したものである。
Reference numerals 13-1, 13-2, 13-3 and 13-4 in FIG. 3 show the sections in which the above clock is generated.

【0005】図4は光スポット11-1、11-2、11-3、11-4
がNo.1、No.2、No.3、No.4で示される順番で、回転多面
鏡により走査され、感光ドラム上で紙面上、左から右へ
と印字した一定長さの走査線を示している。紙面上、左
端の走査開始位置は光検知器に近いので、すべての走査
線で走査開始位置が精度良く一致している。しかし、右
端の走査端側では14の曲線で示されるように印字位置
が正弦波状に変動する印字ゆれとなっている。これは回
転多面鏡に回転変動があるため生じるものである。さら
に、1回の走査で得られる複数の走査線間にも、走査線
の長さが変動している。これはマルチビームを走査する
ときに生じる特有の現象である。この原因はマルチビー
ムを発生する半導体レーザの波長が少しではあるが異な
るため、光学系を構成するガラス材料の波長による屈折
率も異なり、生じたもので、いはゆる波長収差と称され
るものである。これを解決するには光学系を波長収差補
正したものを用いれば良いのであるが、レンズ枚数が増
加するなどコストが嵩むことになる。
FIG. 4 shows light spots 11-1, 11-2, 11-3, 11-4.
Are scanned by the rotary polygon mirror in the order shown by No. 1, No. 2, No. 3, and No. 4, and scan lines of a certain length printed from left to right on the paper surface on the photosensitive drum. Shows. Since the scanning start position at the left end on the paper surface is close to the photodetector, the scanning start positions of all the scanning lines accurately match. However, on the scanning end side of the right end, as shown by the curve 14, the print position fluctuates in a sinusoidal manner. This is due to the rotation fluctuation of the rotary polygon mirror. Further, the lengths of the scanning lines also vary among the plurality of scanning lines obtained by one scan. This is a unique phenomenon that occurs when scanning multiple beams. The cause of this is that the wavelength of the semiconductor laser that generates the multi-beam is slightly different, so the refractive index of the glass material that constitutes the optical system also differs, which is also called loose wavelength aberration. Is. To solve this, it is sufficient to use an optical system whose wavelength aberration has been corrected, but the cost increases due to an increase in the number of lenses.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、右端の走査端
側では14の曲線で示されるように印字位置が正弦波状
に変動する印字ゆれとなっている。これは回転多面鏡に
回転変動があるため生じるものである。さらに、1回の
走査で得られる複数の走査線間にも、走査線の長さが変
動している。これはマルチビームを走査するときに生じ
る特有の現象である。この原因はマルチビームを発生す
る半導体レーザの波長が少しではあるが異なるため、光
学系を構成するガラス材料の波長による屈折率も異な
り、生じたもので、いはゆる波長収差と称されるもので
ある。これを解決するには光学系を波長収差補正したも
のを用いれば良いのであるが、レンズ枚数が増加するな
どコストが嵩むことになる。
However, on the scanning end side at the right end, the print position fluctuates sinusoidally as shown by the curve 14. This is due to the rotation fluctuation of the rotary polygon mirror. Further, the lengths of the scanning lines also vary among the plurality of scanning lines obtained by one scan. This is a unique phenomenon that occurs when scanning multiple beams. The cause of this is that the wavelength of the semiconductor laser that generates the multi-beam is slightly different, so the refractive index of the glass material that constitutes the optical system also differs, which is also called loose wavelength aberration. Is. To solve this, it is sufficient to use an optical system whose wavelength aberration has been corrected, but the cost increases due to an increase in the number of lenses.

【0007】従って、本発明の目的は、複数個の半導体
レーザを用いてマルチビーム走査を行う光学系におい
て、回転多面鏡の回転変動および複数個の半導体レーザ
の波長にばらつきがあっても、印字ゆれのない精度の高
い記録を可能とするマルチビーム走査光学系を提供する
ことにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical system for performing multi-beam scanning using a plurality of semiconductor lasers, even if there are variations in the rotation of the rotary polygon mirror and variations in the wavelengths of the plurality of semiconductor lasers. An object of the present invention is to provide a multi-beam scanning optical system that enables highly accurate recording without shaking.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、複数の半
導体レーザからのレーザ光が、感光ドラム上において光
スポット列を構成し、その光スポット列の配列方向を走
査方向に対して斜めになるように配置して走査するマル
チビーム走査光学系において、感光ドラムの両側に設け
た2個の光検知器により走査する複数のレーザ光それぞ
れを検知し、それぞれ対応する光検知信号間の時間間隔
を測定し、その時間間隔に対応してクロック周期可変手
段によりクロック周期を変化させ、このクロックに基づ
いてデータをメモリから読み出すようにすることにより
達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned object is that laser light from a plurality of semiconductor lasers forms a light spot array on a photosensitive drum, and the arrangement direction of the light spot arrays is oblique to the scanning direction. In a multi-beam scanning optical system that arranges and scans so that each of a plurality of laser beams to be scanned is detected by two photodetectors provided on both sides of the photosensitive drum, and the time interval between the corresponding photodetection signals is detected. Is measured, the clock cycle is changed by the clock cycle changing means corresponding to the time interval, and the data is read from the memory based on this clock.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のマルチビーム走査光学系
を図5に示す。半導体レーザ1からの光をレンズ2でシ
ングルモード光ファイバ4に導くレーザモジュール部3
を複数個用意し、光ファイバの出射端5で一列に配列
し、ここから出射する光を回転多面鏡で同時に、感光ド
ラム上に走査し、光記録を行う。感光ドラム上を走査す
る光スポット列11は走査方向に対して斜めになるよう
にする。斜めに配列し、走査される光スポット列は走査
開始側の光検知器10および走査終了側の光検知器15
で検知される。
FIG. 5 shows a multi-beam scanning optical system according to the present invention. A laser module section 3 that guides light from the semiconductor laser 1 to a single mode optical fiber 4 through a lens 2.
A plurality of optical fibers are arranged in a line at the emission end 5 of the optical fiber, and the light emitted from this is simultaneously scanned on the photosensitive drum by the rotary polygon mirror to perform optical recording. The light spot array 11 that scans on the photosensitive drum is inclined with respect to the scanning direction. The light spots arrayed obliquely and scanned are the photodetector 10 on the scanning start side and the photodetector 15 on the scanning end side.
It is detected by.

【0010】図6は走査する光スポット11-1、11-2、11
-3、11-4と光検知器10および15の配置関係を示して
いる。走査開始側の光検知器10が検知するBD信号は
図3の12-1、12-2、12-3、12-4で示されている。これら
信号は、それぞれ11-1、11-2、11-3、11-4の走査光スポ
ットが発生する信号に対応する。一方、走査終了側の光
検知器15が検出するBD信号は15-1、15-2、15-3、15
-4で表されている。それぞれのBD信号の時間間隔16-
1、16-2、16-3、16-4は測定クロックで測定する。
FIG. 6 shows scanning light spots 11-1, 11-2, 11
-3, 11-4 and the photodetectors 10 and 15 are shown in the positional relationship. BD signals detected by the photodetector 10 on the scanning start side are indicated by 12-1, 12-2, 12-3, and 12-4 in FIG. These signals correspond to the signals generated by the scanning light spots 11-1, 11-2, 11-3 and 11-4, respectively. On the other hand, the BD signal detected by the photodetector 15 on the scanning end side is 15-1, 15-2, 15-3, 15
It is represented by -4. Time interval of each BD signal 16-
1, 16-2, 16-3, 16-4 are measured with the measurement clock.

【0011】図8はある一個の半導体レーザのための印
字データを出力する回路構成を示す。注目している半導
体レーザが光走査し、2個の光検知器が発生する一対の
BD信号を12-1、15-1としている。測定クロックはBD
信号12-1に位相同期し、カウンタに入力される。カウン
タはBD信号12-1と15-1間の測定クロックの数を数える
ことにより時間間隔16-1を測定する。クロック選択回路
はカウンタがカウントした数により最適な印字クロック
を発生する。すなはち、もしBD信号間のカウント数が
所定値より多くなれば、これは回転多面鏡の回転速度が
遅くなっているか、あるいは波長収差のために走査幅す
なはち印字幅が短くなっているためであり、次の走査に
おいては所定値になるように印字クロックの周期を長く
する。以上の回路で発生した印字クロックをさらに位相
同期回路によりBD信号12-1に位相同期したものとし、
この位相同期した印字クロックに基づいて、FiFoメ
モリに一時記憶したデータの内容を読みだし、プリンタ
へ送る。
FIG. 8 shows a circuit configuration for outputting print data for one semiconductor laser. The pair of BD signals generated by the two photodetectors when the semiconductor laser of interest is optically scanned are designated as 12-1 and 15-1. The measurement clock is BD
The phase is synchronized with the signal 12-1 and input to the counter. The counter measures time interval 16-1 by counting the number of measurement clocks between BD signals 12-1 and 15-1. The clock selection circuit generates an optimum print clock according to the number counted by the counter. That is, if the number of counts between BD signals exceeds a predetermined value, it means that the rotation speed of the rotary polygon mirror is slow, or the scanning width or printing width is shortened due to wavelength aberration. Therefore, the cycle of the print clock is lengthened so that it becomes a predetermined value in the next scan. It is assumed that the print clock generated by the above circuit is further phase-locked with the BD signal 12-1 by the phase-locking circuit.
Based on the phase-synchronized print clock, the contents of the data temporarily stored in the FiFo memory are read out and sent to the printer.

【0012】図9および図10はクロック選択回路の2
種の構成を示す。図9では、fc1からfc4まで予め
クロックが用意され、カウンタの出力により、判定回路
により最適なクロックが選び出され、出力されている。
図10はカウンタの出力をD/A変換器で電圧の大きさ
に変換し、この電圧の大きさによりクロックの周期が変
わるVCO(電圧制御発振器)で印字クロックを発生させ
ている。
FIGS. 9 and 10 show a clock selection circuit 2
The composition of the species is shown. In FIG. 9, clocks are prepared in advance from fc1 to fc4, and the output of the counter selects and outputs the optimum clock by the determination circuit.
In FIG. 10, the output of the counter is converted into the magnitude of the voltage by the D / A converter, and the print clock is generated by the VCO (voltage controlled oscillator) whose clock cycle changes depending on the magnitude of the voltage.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明によれば、複数個の半導体レーザ
を用いてマルチビーム走査を行う光学系において、回転
多面鏡の回転変動および複数個の半導体レーザの波長に
ばらつきがあっても、印字ゆれのない精度の高い記録を
可能とするマルチビーム走査光学系を提供することがで
きる。
According to the present invention, in an optical system for performing multi-beam scanning using a plurality of semiconductor lasers, printing is performed even if there are fluctuations in the rotation of the rotary polygon mirror and variations in the wavelengths of the plurality of semiconductor lasers. It is possible to provide a multi-beam scanning optical system that enables highly accurate recording without shaking.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来技術を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional technique.

【図2】従来の斜めにした光スポット列による光走査と
光検知器の位置関係を示す説明図。
FIG. 2 is an explanatory view showing a positional relationship between optical scanning and a photodetector using a conventional oblique light spot array.

【図3】従来の光検知器出力と印字時間の関係を示す説
明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a conventional photodetector output and printing time.

【図4】マルチビーム走査で生じる印字ゆれの説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of print fluctuation caused by multi-beam scanning.

【図5】本発明のマルチビーム走査光学系の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a multi-beam scanning optical system of the present invention.

【図6】本発明の光学系における斜めにした光スポット
列による光走査と走査開始側および走査終了側に配置し
た光検知器の位置関係を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory view showing a positional relationship between optical scanning by an oblique light spot array and optical detectors arranged on a scanning start side and a scanning end side in the optical system of the present invention.

【図7】本発明の光学系における光検知出力と、対にな
っている光検知出力間の時間間隔の関係を示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the light detection output and the time interval between the paired light detection outputs in the optical system of the present invention.

【図8】本発明の光学系に用いられる制御回路の構成
図。
FIG. 8 is a configuration diagram of a control circuit used in the optical system of the present invention.

【図9】本発明の光学系に用いられるクロック選択回路
の構成図。
FIG. 9 is a configuration diagram of a clock selection circuit used in the optical system of the present invention.

【図10】本発明の光学系に用いられるクロック選択回
路の構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram of a clock selection circuit used in the optical system of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は半導体レーザ、2はレンズ、3は半導体レーザモジ
ュール部、5は光ファイバーアレイ部、7は回転多面
鏡、10は光検知器、11は光スポット列、9は感光ド
ラムである。
1 is a semiconductor laser, 2 is a lens, 3 is a semiconductor laser module part, 5 is an optical fiber array part, 7 is a rotary polygon mirror, 10 is a photodetector, 11 is a light spot array, and 9 is a photosensitive drum.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広瀬 洋二 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoji Hirose 1060 Takeda, Hitachinaka-shi, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Koki Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の半導体レーザからのレーザ光が、感
光ドラム上において光スポット列を構成し、その光スポ
ット列の配列方向を走査方向に対して斜めになるように
配置して走査するマルチビーム走査光学系において、感
光ドラムの両側に設けた2個の光検知器により走査する
複数のレーザ光それぞれを検知し、それぞれ対応する光
検知信号間の時間間隔を測定し、その時間間隔に対応し
てクロック周期可変手段によりクロック周期を変化さ
せ、このクロックに基づいてデータをメモリから読み出
すことにより光記録するマルチビーム走査光学系。
1. A multi-scan system in which laser light from a plurality of semiconductor lasers forms a light spot array on a photosensitive drum and is arranged such that the array direction of the light spot arrays is oblique to the scanning direction. In the beam scanning optical system, each of a plurality of laser beams to be scanned is detected by two photodetectors provided on both sides of the photosensitive drum, and the time interval between the corresponding photodetection signals is measured, and the corresponding time interval is measured. A multi-beam scanning optical system for optical recording by changing the clock cycle by the clock cycle changing means and reading data from the memory based on this clock.
【請求項2】前記クロック周期可変手段は、複数のクロ
ック周期からなるクロック発生回路からスイッチ回路に
よって選択することを特徴とする請求項1記載のマルチ
ビーム走査光学系。
2. The multi-beam scanning optical system according to claim 1, wherein the clock cycle changing means selects from a clock generating circuit having a plurality of clock cycles by a switch circuit.
【請求項3】前記クロック周期可変手段として、電圧制
御型発振器を用いることを特徴とする請求項1記載のマ
ルチビーム走査光学系。
3. The multi-beam scanning optical system according to claim 1, wherein a voltage control type oscillator is used as the clock cycle changing means.
JP2380696A 1996-02-09 1996-02-09 Multibeam scanning optical system Pending JPH09218364A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040303