JP2000028943A - 走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数本の平行な走査ラインを走査する走査ユ
ニットが複数基配列されて成る走査装置において、被走
査面との相対的な送り量の簡単な制御により、位置ずれ
のない走査軌跡を得る。 【解決手段】 走査装置（１）は、副走査方向に一定ピ
ッチで複数本の平行な走査ライン（Ｓ１〜Ｓ４）を走査
する走査ユニット（２ａ〜２ｂ）が主走査方向に沿って
複数基配列されて成る。主走査方向と副走査方向とが直
交し、かつ、副走査方向の送り量は、各走査ユニット
（２，２…）における走査ライン（Ｓ１〜Ｓ４）の配列
ピッチ（Ｐ）のＫ倍（但し、Ｋ＝ｊ〜（２ｊ−１），ｊ
は走査ラインの数）に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走査装置に関するもの
であり、詳しくは、複数本の平行な走査ラインを走査す
る走査ユニットが複数基配列されて成る走査装置であっ
て、被走査面との相対的な送り量の簡単な制御により、
位置ずれのない走査軌跡を得ることが可能な走査装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザープリンタや製版装置などに設け
られる走査装置は、露光、感光用のレーザービームを走
査し、媒体にデジタル画像を形成する装置である。斯か
る走査装置は、比較的大きな幅の露光面を走査するた
め、それぞれにビームを走査する複数の走査ユニットを
主走査方向に配列し、露光面を分割して走査する様に構
成される。そして、分割方式の走査装置においては、各
走査ユニットによる露光面上の走査軌跡を滑らかに連続
させ、画像のずれを防止することが重要である。

【０００３】例えば、特開平９−５６５５号公報には、
４つのフォトダイオード（クウァッドランドダイオー
ド）から成る検出器を偏差決定手段として使用し、予め
設定した走査ラインと実際の走査ラインのずれを検出し
て偏向用ポリゴンミラーの回転を制御することにより、
続いて走査する後段の走査ユニットにおける走査ライン
を修正し、露光面における幅方向の複数の走査軌跡を途
切れなく連続させる、すなわち、各走査ユニット間の走
査軌跡の繋ぎ部分のずれを出来る限り少なくする走査装
置の技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、走査装置に
おいて、走査速度を高めるためには、１つの走査ユニッ
トで同時に複数本の平行な走査ラインを走査するマルチ
走査方式が考えられる。一方、上記の公報に記載された
分割方式の走査装置においては、前段のポリゴンミラー
の歪みによる画像ずれや回転変動を後段のポリゴンミラ
ーの回転制御によって補完する様になされているため、
ポリゴンミラーの回転の高い安定性および回転制御の高
い追従精度が要求される。従って、また、回路を含む制
御機構がより複雑となり、かつ、製造コストが高くなる
と言う問題がある。

【０００５】本発明は、分割方式の走査装置にマルチ走
査方式を利用し且つその制御の簡素化を主眼になされた
ものであり、その目的は、複数本の平行な走査ラインを
走査する走査ユニットが複数基配列されて成る走査装置
であって、被走査面との相対的な送り量の簡単な制御に
より、ずれのない走査軌跡を得ることが可能な走査装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の走査装置は、副走査方向に一定ピッチで複
数本の平行な走査ラインを走査する走査ユニットが主走
査方向に沿って複数基配列されて成る走査装置であっ
て、主走査方向と副走査方向とが直交し、かつ、副走査
方向の送り量が、各走査ユニットにおける複数本の走査
ラインの配列ピッチのｊ〜（２ｊ−１）倍（但し、ｊは
走査ラインの数）に設定されていることを特徴とし、送
り量に関する前記の特定の設定は、複数本の平行な走査
ラインによって得られる走査軌跡を各走査ユニット間で
一直線に連続させる。

【０００７】また、上記の態様においては、主走査方向
の各下流側の走査ユニットにおける各走査ラインのデー
タ座標が、その上流側の走査ユニットの各対応する走査
ラインの位置に対し、Ｋ−（ｊ−１）（但し、Ｋは送り
量の設定倍数，ｊは走査ラインの数）だけ遅れた座標に
設定されていることにより、各同一周期の走査軌跡を各
走査ユニット間で連続させることが出来る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る走査装置の一実施形
態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る走
査装置の一例を示す図であり、走査ユニットの配置およ
び走査状態を模式的に示す平面図である。図２は、図１
における走査状態を拡大して示す平面図であり、走査ラ
イン数、送り量の設定およびデータ周期の関係を示す図
である。図３は、走査ユニットの概略の構成要素を示す
平面図および側面図である。

【０００９】本発明の走査装置は、図１中に符号（１）
で示されており、周知の走査装置と同様に、レーザープ
リンタや製版装置などの画像処理装置における読取装置
または感光、露光装置として使用される光学装置であ
る。図１に示す様に、走査装置（１）は、副走査方向に
一定ピッチ（Ｐ）で複数本の平行な走査ライン（Ｓ１，
Ｓ２…）を走査する走査ユニット（２）が主走査方向に
沿って複数基配列されて成る。

【００１０】例えば、図１に示す走査装置（１）におい
ては、４基の走査ユニット（２ａ，２ｂ…）が主走査方
向に沿って配列され、被走査面（３）の走査領域を４つ
に分割し、各領域を４本の走査ライン（Ｓ１〜Ｓ４）で
走査する。本発明において、主走査方向とは、走査ライ
ン（Ｓ１，Ｓ２…）の伸長方向、すなわち１本のビーム
の実際の走査軌道の方向を言い、また、副走査方向と
は、走査装置（２）と被走査面（３）の相対的な送り操
作の方向を言う。そして、上記の相対的な送り操作とビ
ーム走査によって得られる被走査面（３）上の画像線を
走査軌跡と言う。なお、図中、被走査面（３）上の上向
きの白矢印が媒体の移動または相対移動の方向を示す。

【００１１】各走査ユニット（２）は、図３に示す様
に、概略、光源（２１）、コリメートレンズ（２２）、
ポリゴンミラー（２３）、ｆ・θレンズ（２４）、光路
に配置されたミラー（２７）、（２５）及びシリンドリ
カルレンズ（２６）等の光学部品および制御回路（２
９）によって構成され、感光体などの媒体の被走査面
（３）に対し、一定の走査範囲（Ｒ）で且つ４本の平行
なビームを直線的に走査する。１つの走査ユニット
（２）の走査範囲（Ｒ）は、通常、４０〜１００ｍｍ程
度である。

【００１２】光源（２１）としては、通常、紫外から可
視線波長に発光スペクトルを有するレーザー光源、例え
ば、半導体レーザー、アルゴンイオンレーザー、Ｈｅ−
Ｎｅレーザー、Ｈｅ−Ｃｄレーザー等の光源が使用され
る。特に、安定性、寿命、コストの点から、アルゴンイ
オンレーザーや半導体レーザーが優れている。光源（２
１）から照射するビーム径は、被走査面（３）において
約５〜５０μｍ、ビームの走査ピッチ、すなわち、走査
ラインの配列ピッチ（Ｐ）（走査ライン間の距離）は、
約５〜５０μｍとされる。

【００１３】また、図３に示す様に、走査装置（２）
は、光源（２１）から照射した光を画像情報に応じて変
調させる光変調器（図示省略）と、フォトダイオード等
の光半導体から成る原点検出器（２８ｂ）とを備えてお
り、原点ミラー（２８ａ）を介し、原点検出器（２８
ｂ）に入射した起点位置のビームの光強度信号を出力す
る様になされている。

【００１４】そして、上記の制御回路（２９）は、光源
（２１）の発光、ポリゴンミラー（２３）の駆動を制御
する機能と共に、上記の原点検出器（２８ｂ）の出力信
号によってビームの起点を検出するディテクター回路を
有し、光変調器を制御する機能を備えている。すなわ
ち、走査装置（２）において、制御回路（２９）は、光
源（２１）から照射されたビームを上記の一連の光学部
品を介し、一定の走査範囲（Ｒ）で直線状に走査させ、
また、原点検出器（２８ｂ）によって検出された走査起
点のビームの信号に基づいて光変調器の変調タイミング
を制御する。

【００１５】本発明の走査装置（１）においては、図１
に示す様に、隣接する走査ユニット（２，２）間で走査
軌跡の繋ぎ部分を滑らかに連続させるため、主走査方向
と副走査方向とが直交し、かつ、副走査方向の送り量
（Ｌ）、すなわち、走査装置（２）と被走査面（３）の
相対的な送り操作の量が、各走査ユニット（２）におけ
る複数本の走査ライン（Ｓ１，Ｓ２…Ｓｊ）の配列ピッ
チ（Ｐ）のＫ倍（但し、Ｋ＝ｊ〜（２ｊ−１），ｊは走
査ラインの数）に設定される。

【００１６】具体的には、図１に示す走査装置（１）
は、上記の様に、４基の走査ユニット（２ａ〜２ｄ）に
より、図中に破線で示す４本の走査ライン（Ｓ１〜Ｓ
４）を走査する。その場合、副走査方向の送り量（Ｌ）
は、走査ライン（Ｓ１，Ｓ２…）の配列ピッチ（Ｐ）の
４〜７倍に設定でき、図１の態様においては、４倍に設
定されている。

【００１７】更に、本発明の走査装置（１）において
は、隣接する走査ユニット（２，２）間で各同一周期の
走査軌跡を連続させるため、図２に示す様に、主走査方
向の各下流側の走査ユニット（２）における各走査ライ
ン（Ｓ１，Ｓ２…）のデータ座標が、その上流側の走査
ユニット（２）の各対応する走査ライン（Ｓ１，Ｓ２
…）の位置に対し、Ｋ−（ｊ−１）（但し、Ｋは送り量
の設定倍数，ｊは走査ラインの数）だけ遅れた座標に設
定される。

【００１８】具体的には、図示した走査装置（１）にお
いて、例えば、走査ユニット（２ｂ）における各走査ラ
イン（Ｓ１〜Ｓ４）のデータ座標は、走査ユニット（２
ａ）の各対応する走査ライン（Ｓ１〜Ｓ４）の位置に対
し、１周期だけ遅れた座標に設定される。すなわち、走
査ユニット（２ａ）の走査ライン（Ｓ１）がｎ番目の画
像情報を有する位置で走査される場合、これに対応する
走査ユニット（２ｂ）の走査ライン（Ｓ１）は、ｎ−１
番目の画像情報に従って走査され、その結果、走査ユニ
ット（２ｂ）の走査ライン（Ｓ１）は、画像情報（Ｎ−
１）の走査軌跡を形成し、そして、斯かる走査軌跡は、
走査ユニット（２ａ）の走査ライン（Ｓ２）によって形
成されるｎ−１番目の画像情報（Ｎ−１）の走査軌跡に
連続する。

【００１９】同様に、走査ユニット（２ｂ）の走査ライ
ン（Ｓ２，Ｓ３）によって形成される画像情報（Ｎ−
２，Ｎ−３）の走査軌跡は、走査ユニット（２ａ）の走
査ライン（Ｓ３，Ｓ４）によって形成されるｎ−２、ｎ
−３番目の画像情報（Ｎ−２，Ｎ−３）の走査軌跡に連
続する。更に、走査ユニット（２ｂ）の走査ライン（Ｓ
４）によって形成される画像情報（Ｎ−４）の走査軌跡
は、走査ユニット（２ａ）の前回の走査による走査ライ
ン（Ｓ１）によって形成される画像情報（Ｎ−４）の走
査軌跡に連続する。また、走査ユニット（２ｂ）と（２
ｃ）並びに走査ユニット（２ｃ）と（２ｄ）における走
査ライン（Ｓ１〜Ｓ４）、走査軌跡およびデータ周期の
関係は、上記の走査ユニット（２ａ）と（２ｂ）におけ
る関係と同様である。走査ライン数（ｊ）に対する送り
量（Ｌ）の設定とデータ周期の上記の様な関係は表１に
示す通りである。

【００２０】

【表１】

【００２１】本発明の走査装置（１）は、図１に示す様
に、４つの走査ユニット（２ａ〜２ｄ）により、被走査
面（３）の幅方向を４つの走査範囲（Ｒ）に分割し、か
つ、各々、パラレルに入力される画像データに基づいて
変調された４本の走査ライン（Ｓ１〜Ｓ４）を並行的に
走査する。その際、上記の様に、走査ライン（Ｓ１〜Ｓ
４）の配列ピッチ（Ｐ）のＫ倍と言う送り量（Ｌ）の特
定の設定は、これらの走査ライン（Ｓ１〜Ｓ４）によっ
て得られる走査軌跡を各走査ユニット（２ａ〜２ｄ）間
で一直線に連続させる。

【００２２】すなわち、本発明の走査装置（１）におい
ては、１つの走査ユニット（２）におけるポリゴンミラ
ー（２３）の歪み等の影響などがなく、また、各走査ユ
ニット（２ａ〜２ｄ）の走査ライン（Ｓ１〜Ｓ４）間の
ずれを防止するために複雑な制御を行う必要がなく、静
止状態における各走査ユニット（２ａ〜２ｄ）の走査ラ
イン（Ｓ１〜Ｓ４）を予め一直線に調整した後、被走査
面（３）との相対的な送り量の簡単な制御により、ずれ
のない正確な走査軌跡を得ることが出来る。

【００２３】そして、本発明の走査装置（１）において
は、副走査方向の送り量（Ｌ）に対応し、主走査方向の
下流側の走査ユニット、例えば、走査ユニット（２ｂ）
のデータ座標がその上流側の走査ユニット（２ａ）に対
して上記の様にＫ−（ｊ−１）だけ遅れた座標に設定さ
れることにより、各同一周期の走査軌跡を各走査ユニッ
ト（２ａ，２ｂ）間で連続させることが出来る。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、複
数本の平行な走査ラインを走査する走査ユニットが複数
基配列されて成る走査装置において、被走査面との相対
的な送り量の簡単な制御により、ずれのない走査軌跡を
得ることが出来る。そして、上記の送り量に対応し、主
走査方向の下流側の走査ユニットにおけるデータ周期の
特定の設定により、各同一周期の走査軌跡を各走査ユニ
ット間で連続させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】走査装置における走査ユニットの配置および走
査状態を模式的に示す平面図

【図２】走査ライン数、送り量の設定およびデータ周期
の関係を示す平面図

【図３】走査ユニットの概略の構成要素を示す平面図お
よび側面図

【符号の説明】 １ ：走査装置 ２ ：走査ユニット ２１ ：光源 ２３ ：ポリゴンミラー ２４ ：ｆ・θレンズ ２８ａ：原点ミラー ２８ｂ：原点検出器 ２９ ：制御回路 ３ ：被走査面 Ｌ ：送り量 ｊ ：走査ラインの数 Ｒ ：走査範囲

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 副走査方向に一定ピッチで複数本の平行
   な走査ラインを走査する走査ユニットが主走査方向に沿
   って複数基配列されて成る走査装置であって、主走査方
   向と副走査方向とが直交し、かつ、副走査方向の送り量
   が、各走査ユニットにおける複数本の走査ラインの配列
   ピッチのＫ倍（但し、Ｋ＝ｊ〜（２ｊ−１），ｊは走査
   ラインの数）に設定されていることを特徴とする走査装
   置。
2. 【請求項２】 主走査方向の各下流側の走査ユニットに
   おける各走査ラインのデータ座標が、その上流側の走査
   ユニットの各対応する走査ラインの位置に対し、Ｋ−
   （ｊ−１）（但し、Ｋは送り量の設定倍数，ｊは走査ラ
   インの数）だけ遅れた座標に設定されている請求項１に
   記載の走査装置。