JP2001004940A

JP2001004940A - 光ビーム走査装置およびその補正方法

Info

Publication number: JP2001004940A
Application number: JP2000108116A
Authority: JP
Inventors: Tsunehisa Takada; 倫久高田; Takeshi Fujii; 武藤井
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1999-04-21
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2001-01-12
Anticipated expiration: 2020-04-10
Also published as: JP4233728B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数本の光ビームの少くとも一部の光ビーム
を光偏向素子で偏向した後全ての光ビームを合成して、
共通の走査光学系により走査する光ビーム走査装置にお
いて、走査光学系より前の光学系の温度変化や経時変化
により複数の光ビーム相互間の位置が変動するのを防
ぎ、また光ビーム径内の光パワーの不均一性や光学系の
非点収差などによる画質低下を防ぐ。【解決手段】複数本の光ビームの位置をビーム位置検
出素子で検出し、このビーム位置検出素子で検出した各
光ビームの相対位置を一定に保つための光偏向素子に対
するビーム位置補正データをメモリする一方、光ビーム
露光面上に記録される各光ビームの記録位置からこれら
記録位置の相対位置ずれを検出し、この記録位置の相対
位置ずれを補正するための追加補正データをビーム位置
補正データに付加して光偏向素子を駆動するための最終
補正データとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は複数の光ビームを
集めて共通の走査光学系により走査する光ビーム走査装
置と、その補正方法とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数のレーザビームなどの光ビームを、
共通の走査光学系を用いて露光面に置いた記録シート上
で走査させ、画像を記録する光ビーム走査装置が従来よ
り考えられている。複数の光ビームを用いることにより
画像記録を高速化できるからである（例えば米国特許第
５５０２７０９号）。

【０００３】

【従来技術の問題点】この場合複数の光ビームの全て、
あるいは少くとも基本となる光ビーム以外の光ビームは
別々の光偏向素子によって独立に偏向され、各光ビーム
が描く走査線が記録シート上で等間隔な直線になるよう
に制御される。各光ビームは共通の走査光学系を同時に
通るから、走査光学系の経時的変化による影響は全ての
光ビームに対して同一となるから通常問題ない。

【０００４】しかし各光ビームを合波光学系で合波する
前の段階では、各光ビームの光学系は別々に分かれてい
るため、これらの各光学系の経時的変化はただちに各光
ビーム相互間の位置等に影響する。例えば各光ビームの
光学系の温度変化や経時的変化により、各光ビーム間隔
が変化したり走査線上の位相が変化する。このため記録
した画像の画質が悪くなるという問題が生じる。

【０００５】そこで光ビームをビームスプリッタで分割
し、この分割した光ビームをビーム位置検出素子に導い
て光ビームの位置を検出している。例えば露光面と光学
的に共役となる平面（共役面）上またはこの平面から僅
かにずれた位置に４分割光ビーム検出素子やＰＳＤ（Po
sition Sensing Device，二次元位置センサ）などを置
いて、光ビームの位置を検出している。この検出結果か
ら光ビームの位置が適正になるように光偏向素子による
偏向を補正している。

【０００６】しかし光ビームはその径内における光パワ
ーの分布が周方向に均一でないことが多い。このため露
光面上の記録位置とビーム位置検出素子で検出したビー
ム位置とが正確に一致しないことがあることが解った。
図９はその原因（露光面上の記録位置とビーム位置検出
素子により検出したビーム位置とが不一致になる原因）
を説明するための図である。この図で（Ａ）は光ビーム
の光パワー分布を示すものであり、横軸ｘが光ビームに
直交する平面上の位置を示し、縦軸ｐが光パワーを示し
ている。このように光パワーｐは光パワー最大の位置ｘ
₀を中心にして非対称になっている。

【０００７】一方ビーム位置検出素子としては通常４分
割ビーム検出素子やＰＳＤが用いられるが、これらは光
パワーの重心を検出するものである。すなわちこの図９
の（Ａ）では、光パワーｐの曲線と横軸ｘとで囲まれる
面積が左右等しくなる位置ｘ ₁をビーム位置として検出
する。これに対して光ビームが露光面上のフィルムで記
録する記録濃度Ｄは、図９の（Ｂ）に示すようになる。
この図において横軸ｘは露光面上の位置を、縦軸Ｄは記
録濃度を示す。この記録濃度Ｄは光パワーｐが最大とな
る位置ｘ₀で最も濃くなる。

【０００８】このため光ビームの光パワーが径方向に完
全に対称でない場合は、ビーム位置検出素子で検出した
ビーム位置ｘ₁と露光されたビーム記録位置ｘ₀との間に
誤差Δｘが生じる。この誤差Δｘは複数の光ビーム同志
で常に発生するため、出力画質を低下させる原因とな
る。

【０００９】また高解像度の画像を出力する場合には、
光ビーム径をビームエキスパンダで拡大してから露光面
上にビームを小さく絞ることが必要である。この場合に
は口径の大きいレンズやミラーが必要になるが、これら
の部材は製造上の制約から非点収差が大きくなり易い。
この場合光ビームの位置は、ビームエキスパンダに入る
前の小径の光ビームを分波してビーム位置検出素子に導
いて検出するから、この光ビームの非点収差は小さい。
このことをさらに図１０を用いて説明する。

【００１０】この図１０の（Ａ）は円筒内面走査型の光
ビーム走査装置の構成例を示す図である。この図ではレ
ーザーからなる２本の光ビームＬＢ₁，ＬＢ₂を合波する
ものを示す。２本の光ビームＬＢ₁，ＬＢ₂はレーザーダ
イオードＬＤ₁，ＬＤ₂から射出され、それぞれ音響光学
偏向素子ＡＯＤ₁，ＡＯＤ₂によって偏向される。これら
の光ビームＬＢ₁，ＬＢ₂は十分に小径である。これらの
小径な光ビームＬＢ₁，ＬＢ₂は合波ミラーＭ₁で合波さ
れ、レンズＬ₁，Ｌ₂で形成されるビームエキスパンダＥ
Ｘでその径が拡大される。

【００１１】この拡大された光ビームはアパーチャＡＰ
を通り、集光レンズＬ₃に導かれ、さらにスピナーＳＰ
によって露光面Ｓに導かれる。ここにスピナーＳＰはエ
キスパンダＥＸおよび集光レンズＬ₃と同軸上で高速回
転するミラーを持つ。また露光面ＳはこのスピナーＳＰ
と同軸な円筒の内面で形成され、スピナーＳＰの回転に
同期してスピナーＳＰの回転軸延伸方向に相対移動す
る。

【００１２】このような走査装置において、ビーム位置
検出素子ＰＳにはエキスパンダＥＸに入る前の小径の光
ビームＬＢ₁，ＬＢ₂が分波ミラーＭ₂で分波され、集光
レンズＬ₄を通って導かれる。従って集光レンズＬ₄は小
径ですみその非点収差も小さくなる。同図の（Ｂ）はこ
のビーム位置検出素子ＰＳにおける結像の様子を拡大し
て示す。この図から明らかなように結像面上の互いに直
交する２方向（ｘ方向およびｙ方向）から見た焦点位置
の差（非点収差）はほぼゼロになる。

【００１３】一方同図の（Ｃ）は露光面Ｓ上での結像の
様子を拡大して示す。この図から明らかなように、ｘ方
向から見た焦点位置とｙ方向から見た焦点位置との差
（非点収差）αが大きくなっている。これは前記したよ
うに集光レンズＬ₃の口径が大きいためである。

【００１４】このように図９で説明した光ビームの光パ
ワーが非対称になることによる誤差Δｘや、図１０で説
明した非点収差αによる誤差があると、記録する画質が
低下する。特に高精度な画像記録が要求される印刷用イ
メージセッターの場合には、出力した画像に網かけ処理
するために画像上に周期的に発生する僅かな濃度変化と
網点とによるモアレ縞が発生することがある。このため
画質品質の劣化を招くという問題があった。

【００１５】

【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、走査光学系より前の光学系の温度変化や経
時変化により複数の光ビーム相互間の位置が変動するの
を防ぎ、また光ビーム径内の光パワーの不均一性や光学
系の非点収差などによる画質低下を防ぐことができる光
ビーム走査装置の補正方法を提供することを第１の目的
とする。またこの方法の実施に直接使用する光ビーム走
査装置を提供することを第２の目的とする。

【００１６】

【発明の構成】本発明によればこの目的は、複数本の光
ビームの少くとも一部の光ビームを光偏向素子で偏向し
た後、全ての光ビームを合波して共通の走査光学系によ
り走査する光ビーム走査装置の補正方法において、前記
複数本の光ビームの位置をビーム位置検出素子で別々に
検出し、この検出した各光ビームの相対位置を一定に保
つための光偏向素子に対するビーム位置補正データをメ
モリし、光ビーム露光面上に記録される各光ビームの記
録位置からこれら記録位置の相対位置ずれを検出し、こ
の記録位置の相対位置ずれを補正するための追加補正デ
ータを前記ビーム位置補正データに付加して前記光偏向
素子を駆動するための最終補正データとすることを特徴
とする光ビーム走査装置の補正方法、により達成され
る。

【００１７】光偏向素子は各光ビームのうち基本となる
１本の光ビーム（基本ビーム）以外の光ビームに対して
設け、基本とする１本の光ビーム（基本ビーム）は光偏
向素子を通さずに走査光学系に導き、他の光ビームを光
偏向素子で偏向させることができる。全ての光ビームに
対してそれぞれ光偏向素子を設け、全ての光ビームを偏
向させるようにしてもよい。

【００１８】ビーム位置補正データは第１のメモリ領域
に記憶しておき、記録位置の相対位置ずれを補正するた
めの追加補正データは光ビーム露光面上の出力解像度に
対応して予め複数種を第２のメモリ領域に記憶しておく
ことにより、必要な出力解像度に対応する追加補正デー
タを第２のメモリ領域から選び出してこれと第１のメモ
リ領域に入れたビーム位置補正データとを組合せて最終
補正データとすることができる。

【００１９】第１のメモリ領域および第２のメモリ領域
は、共通のメモリ内を複数のメモリ領域に分割し、異な
るメモリ領域をそれぞれ第１および第２のメモリ領域と
してもよい。第１および第２のメモリ領域は別個のメモ
リ素子で構成してもよい。

【００２０】追加補正データは、次のように求めること
ができる。ビーム位置検出素子のデータを用いて各ビー
ムを一致させるように各光偏向素子を制御した後、実際
に露光面に出力された記録位置にずれが生じているか否
かを確認し、ずれが生じている場合にこのずれを修正す
るために必要となる光偏向素子の制御量の修正量を求
め、この修正量を追加補正データとするものである。

【００２１】追加補正データは、露光面に出力された複
数の光ビームによる出力ラインの間隔を測定し、この線
間隔が一定になるように設定することによって求めても
よい。この間隔の測定は拡大レンズと測定ゲージを用い
て目視により行うことができる。これらの追加補正デー
タは記録面上の出力解像度に応じて予め複数種を第２の
メモリ領域にメモリしておくことができる。

【００２２】第２の目的は、複数本の光ビームを合波し
て共通の走査光学系により走査する光ビーム走査装置に
おいて、複数の光ビームの少くとも一部の光ビームを偏
向する光偏向素子と；この偏向された光ビームを含む全
ての光ビームを合波する合波光学系と；この合波した合
波ビームを露光面に導いて走査し画像を記録する走査光
学系と；前記合波ビームを分割するビームスプリッタ
と；この分割された光ビームの位置を検出するビーム位
置検出素子と；このビーム位置検出素子が検出した複数
のビーム位置のデータと予めメモリした初期設定データ
とを比較して両データの差をビーム位置補正データとし
て求める第１演算手段と、このビーム位置補正データを
記憶する第１のメモリ領域と；光ビーム露光面上に記録
される各光ビームの記録位置から検出したこれら光ビー
ムの記録位置の相対位置ずれを補正するための追加補正
データを記憶する第２のメモリ領域と；前記ビーム位置
補正データと前記追加補正データとに基づいて前記光偏
向素子に対する最終補正データを求める第２演算手段
と；前記走査光学系に同期して前記光偏向素子による偏
向を前記最終補正データに基づいて制御する光偏向素子
制御手段とを備えることを特徴とする光ビーム走査装
置、により達成することができる。

【００２３】ここにビーム位置検出素子は２次元位置セ
ンサを用いることができる。光ビームはレーザーダイオ
ードや固体レーザーから射出されるレーザービームとす
ることができる。走査光学系は円筒内面走査型のものと
することができ、この場合には光偏向素子は２次元に偏
向できるものが適し、例えば２次元音響光学偏向素子を
用いたり、１次元音響光学偏向素子を２個互いに直交方
向に組合せて用いることができる。また光偏向素子は音
響光学偏向素子に代えて、電気光学偏向素子を用いても
よい。

【００２４】第２のメモリに記憶する追加補正データは
出力解像度に対応して複数種とし、選択したいずれかの
追加補正データを用いて最終補正データを求めることが
できる。第１のメモリ領域の内容は適時に入力される書
換え指令によって書き換えられるようにするのがよい。
第１のメモリ領域に対する書換え指令は、例えば電源投
入時、一定時間経過毎、一定ページ数の画像出力毎、オ
ペレータが希望する時などに送出すればよい。

【００２５】

【作用】光ビーム走査装置は、各光ビームの相互の最適
な位置情報を予め初期設定データとしてメモリしてお
く。まず最初に、光ビーム１本ごとのビーム位置をビー
ム位置検出素子で検出し、そのデータを求めて初期設定
データとの差を求めこれをビーム位置補正データとす
る。このビーム位置補正データは第１のメモリ領域に記
憶される。この補正データは全ての光ビームに対して同
様にして別々にメモリされる。なお第２のメモリ領域に
は最初は出力解像度に対応した補正データだけを追加補
正データとして記憶しておく。

【００２６】複数の光ビームのうち１本を基本ビームと
し他の光ビームだけを光偏向素子で偏向させる場合に
は、基本ビームを走査光学系の光軸上に位置を合わせる
ように調整をしておく。そして他の光ビームに対して前
記のようにビーム位置補正データをメモリすればよい。

【００２７】その後第１のメモリ領域の内容であるビー
ム位置補正データと第２のメモリ領域の内容である追加
補正データ（出力解像度に対応した補正データ）とを用
いて最終補正データを求めて各光ビームに対する光偏向
素子の偏向量を補正しながら光ビーム走査を行う。すな
わち各光ビームに対しては、出力解像度に応じた所定の
偏向を与えるように光偏向素子を駆動することによっ
て、各光ビームの相互の位置を適切に、すなわち走査線
間隔を解像度に対応させて制御する。このようにして相
互の位置を適切に保った合波ビームは、共通の走査光学
系で走査されて記録シート上を走査する。

【００２８】このようにして露光面上で記録した各光ビ
ームによる出力ラインを精査して線間隔の不揃いを検出
する。この不揃いがあればこれを打ち消すための補正デ
ータ、すなわち記録位置の相対位置ずれを補正するため
のデータを、前記した出力解像度に対応した補正データ
に加算することにより追加補正データを求める。そして
これを第２のメモリ領域に記憶する。この追加補正デー
タは、ビーム位置検出素子上で各光ビームが一致するよ
うに各光偏向素子を制御し、この時に露光面上で生じる
各光ビームによる記録位置のずれを修正するように求め
ることもできる。

【００２９】第２演算手段は、第１のメモリ領域に記憶
したビーム位置補正データと、第２のメモリ領域に記憶
した追加補正データとを組合せて最終補正データを求め
る。光偏向素子制御手段はこの最終補正データを用いて
光偏向素子を駆動する。このため複数の光ビームによる
出力ライン間隔の不揃いが修正され、画質が向上する。

【００３０】

【実施態様】図１は本発明の一実施態様である円筒内面
走査型光ビーム走査装置を示す概念図、図２はビームス
プリッタの説明図、図３は光偏向素子の制御手段を示す
図、図４は偏向補正手段を示す図、図５は本発明方法の
手順を示す図、図６は第１および第２のメモリ領域の内
容を説明する図である。

【００３１】これらの図において１０（１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ）は光ビーム出力手段としての３個のレーザ
ダイオードであり、これらはほぼ同一波長かつほぼ同一
強度のレーザビームＬ（Ｌ_a，Ｌ_b，Ｌ_c）を出力する。
これらのレーザビームＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_cはそれぞれ図示し
ない光学系と、光偏向素子としての２次元音響光学偏向
素子ＡＯＤ（ＡＯＤ_a，ＡＯＤ_b，ＡＯＤ_c）とを介し、
合波光学系１２により合波される。

【００３２】ＡＯＤは後記するように所定周波数の超音
波がトランスデューサより発生されることにより駆動さ
れ、この時の１次回折光が０次光カット板（図示せず）
で選択されるものである。なお２値画像信号がオフの時
にはレーザダイオード１０の出力がオフとなる。

【００３３】３つのＡＯＤは、この実施態様ではそれぞ
れレーザビームＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_cをｘ軸方向およびｙ軸方
向に２次元的に偏向させるものである。すなわち、ＡＯ
Ｄにより、レーザビームＬを互いに直交する２つの方向
（ｘ軸方向およびｙ軸方向）に偏向させ、主走査線の湾
曲と間隔と長さとを修正するものである。

【００３４】合波光学系１２は、全反射ミラーＭと、ハ
ーフミラーＨＭ₁、ＨＭ₂とで形成される。

【００３５】そしてレーザビームＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_cはこの
合波光学系１２によりほぼ１つのレーザビームすなわち
合波ビームＬ_oに合波される。なおこの合波されたビー
ムＬ_oは図２〜４では１本のビームとして表している
が、実際には合波光学系１２の部品誤差や調整誤差があ
るために、図１に示すように互いに分かれた３本の共軸
ではないビームになる。

【００３６】この合波ビームＬ_oは、さらにビームエキ
スパンダＥＸを構成するレンズＬ₁およびＬ₂においてビ
ーム径の拡大・変更が行われる。このビームＬ_oはドラ
ム（円筒）Ｄの中心軸に沿ってドラムＤ内に導かれる。
ドラムＤの中心軸上には、走査光学系を形成する集光レ
ンズＬ₃およびスピナーＳＰが設けられている。

【００３７】このスピナーＳＰは中心軸（回転軸）に対
して約４５°の反射面を持ち、モータにより高速回転さ
れる。なおこのモータにはロータリーエンコーダＥＮが
取付けられ、スピナーＳＰの回転角（θ＝ωｔ）が検出
される。すなわち所定回転角ごとに出力されるパルス信
号ｐと、１回転の基準位置を示す基準位置信号ｐ_oとが
出力される。なおこのスピナーＳＰに導かれるビーム
は、回転軸上にあるビームエキスパンダＥＸおよび集光
レンズＬ₃を通って、ドラムＤの内周面あるいは記録シ
ートＳに合焦する。

【００３８】なおビームキスパンダＥＸにはビームスプ
リッタＢＳ₁が設けられ、このビームスプリッタＢＳ₁は
合波ビームＬ_oの一部を分割してレンズＬ₁の焦点面Ｐ₁
と共役な他の焦点面Ｐ₂に結像する。この焦点面Ｐ₂上あ
るいはこれより僅かにずれた位置にはビーム位置検出素
子としての２次元ＰＳＤ（２次元位置センサ）１４が設
けられ、光ビームＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_cのビーム位置が検出さ
れる。

【００３９】図４において符号１６はＡＯＤ制御手段で
あり、このスピナーＳＰの回転角θに同期してＡＯＤを
制御する。図３はＡＯＤ制御手段１６の回路構成例を示
す図である。この図３では説明を簡単にするため１つの
ＡＯＤ_aのみの駆動回路を示すが、実際はこの図と同様
な回路が他のＡＯＤ_b，ＡＯＤ_cに対して別々に設けられ
る。

【００４０】この図３において１８はクロック回路であ
り、エンコーダＥＮがスピナーＳＰの一定回転角度ごと
に出力するパルス信号ｐと基準位置信号ｐ_oとに基づい
て、制御クロック信号を出力する。２０は正弦波生成回
路、２２は余弦波生成回路である。

【００４１】これら正弦波生成回路２０と余弦波生成回
路２２は、それぞれｘ方向およびｙ方向の偏向データを
出力するものである。これらの偏向データは、主走査線
の湾曲と間隔と長さとを修正するために、レーザビーム
Ｌをｘ軸方向およびｙ軸方向に偏位させるためにＡＯＤ
の駆動周波数に付加するものである。

【００４２】なおこれら正弦波生成回路２０および余弦
波生成回路２２には偏向補正手段２４から出力される補
正データが入力される。これらの回路２０，２２の出力
は、この補正データに基づき補正され、この結果光学系
の温度変化や経時的変化などによる各光ビームＬ_a，
Ｌ_b，Ｌ_cの相互の位置ずれを打消すことができる。

【００４３】前記正弦波生成回路２０および余弦波生成
回路２２は、スピナＳＰの回転角度すなわちクロック回
路１８が出力するクロック信号に基づいて、所定の振幅
と位相とを持った正弦波（Ｓｉｎ）および余弦波（Ｃｏ
ｓ）を出力する。一方偏向補正手段２４は、通常これら
の正弦波および余弦波の振幅や位相を修正するための補
正データを出力する。従ってこれら補正データは通常定
数である。この偏向補正手段２４については後記する。

【００４４】２６，２８は電圧制御発振器（ＶＣＯ）で
あり、正弦波および余弦波生成回路２０，２２の出力電
圧変化に対応して周波数が変化する周波数変調信号Ｆ
（Ｆ_x，Ｆ_y）を出力する。この信号Ｆは、それぞれ別々
に増幅器（ＡＭＰ）３０，３２で増幅された後、対応す
るＡＯＤに導かれ光ビームをｘ方向およびｙ方向に偏向
させる。

【００４５】３４は２値画像信号生成回路であり、図示
しない画像処理回路から入力される画像信号に基づい
て、３本のレーザビームＬで記録する３本の主走査線を
書込むための２値画像信号を出力する。これらの２値画
像信号はレーザダイオード１０（１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ）に入力される。この結果各レーザダイオード１０
は、２値画像信号がオンの時にレーザビームを射出し、
各ＡＯＤは、レーザビームＬの一次回折光をｘ，ｙ両方
向に偏向させる。この結果記録シートＳには直線状の３
本の主走査線を等間隔に記録させることができる。

【００４６】次に偏向補正手段２４を図４に基づいて説
明する。３６は座標検出回路であり、ここには２次元Ｐ
ＳＤ１４の出力が増幅器３８を介して入力される。座標
検出回路３６は２次元ＰＳＤ１４の複数の出力を比較す
ることにより光ビームの位置を検出する。なお２次元Ｐ
ＳＤ１４は焦点面Ｐ₂（図２）上またはこの位置から僅
かにずれた位置に設けられ、光ビームの光束が或る程度
広がった状態で入射する。このため２次元ＰＳＤ１４の
複数の出力を比較することによって光ビームの位置を検
出することができる。

【００４７】４０は初期設定データを記憶するメモリ領
域である。このメモリ領域４０は３つの光ビームＬ_a，
Ｌ_b，Ｌ_cの適切な座標などを示すデータを予め記憶す
る。例えばスピナーＳＰの或る角度位置において各光ビ
ームＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_cがそれぞれ位置すべき座標を記憶す
る。これらのデータはこの光ビーム走査装置の初期設定
の際に入力され得るものである。

【００４８】４２は第１演算手段であり、２次元ＰＳＤ
１４で検出した１本の光ビームＬ_aの位置を示すデータ
と、メモリ領域４０に記憶した初期設定データとの差を
求める。この差は、光学系や種々の素子の特性、あるい
は光学系の経時変化や温度変化などにより決まるもので
あり、ビーム位置補正データｆ_aとして第１のメモリ領
域４４に記憶される。同様に他の光ビームＬ_b，Ｌ_cに対
してもこの差すなわちビーム位置補正データｆ_b，ｆ_cが
求められ、同様に第１のメモリ領域４４に記憶される。
図６の（Ａ）はこの第１のメモリ領域４４の内容を示
す。

【００４９】なおこの第１演算手段４２による演算と第
１のメモリ領域４４の内容の書き換えは、書換え指令β
によって行われる。この書換え指令βは、操作者が適宜
入力してもよいが、電源スイッチの投入時や一定時間お
きに自動的に出力されるようにしてもよい。また所定ペ
ージ数の画像出力が済む度に出力されるようにしてもよ
い。

【００５０】４６は第２演算手段であり、この第１のメ
モリ領域４４に記憶されたビーム位置補正データｆ_a，
ｆ_b，ｆ_cに対して追加補正データｆ_oa，ｆ_ob，ｆ_ocを付
加（加算）することにより、最終補正データ（ｆ_a＋ｆ
_oa），（ｆ_b＋ｆ_ob），（ｆ_c＋ｆ_oc）を求める。この最
終補正データは第３のメモリ領域４８に記憶される。

【００５１】ここで用いる追加補正データｆ_oa，ｆ_ob，
ｆ_ocは、（１）出力解像度に対応した補正データと、
（２）記録シートＳに記録されたビーム記録位置とビー
ム位置検出素子１４で検出したビーム位置との間の誤差
を修正する補正データとを加算したもの、すなわち
（１）＋（２）であり、第２のメモリ領域５０に記憶し
ておく。この第２のメモリ領域５０に記憶される追加補
正データｆ_oa，ｆ_ob，ｆ_ocは出力解像度に対応して複数
種記憶される。

【００５２】すなわちこの第２のメモリ領域５０には、
第６図の（Ｂ）に示すように、出力解像度９６ｒｅｓ
（走査線本数／mm，2438dpiに相当する）に対するデー
タがｆ_o _a（９６），ｆ_ob（９６），ｆ_oc（９６）として
記憶され、７２ｒｅｓに対するデータがｆ_oa（７２），
ｆ_ob（７２），ｆ_oc（７２）として記憶され、同時に他
の出力解像度に対するデータがｆ_oa（Ｎ），ｆ
_ob（Ｎ），ｆ_oc（Ｎ）として記憶される。ここにＮは出
力解像度を示す。この追加補正データｆ_oa，ｆ_ob，ｆ_oc
は例えば図５に示す手順によって求めることができる。

【００５３】この図５において、まず基準となる光ビー
ム（基本ビーム）をＬ_bとしてこの基準ビームＬ_bのみを
射出させ、その露光面上すなわち記録シートＳ上の記録
位置を検出し、この位置を原点とする（ステップ１０
０）。次に他の光ビームＬ_aを射出させ、このビーム位
置を前記原点とするようにＡＯＤ_aを制御する。すなわ
ち初期設定座標がビームＬ_bと同一になるようにする。

【００５４】この状態でビームＬ_aによる露光面上の位
置を検出し、この記録位置が露光面上で基準ビームＬ_b
の記録位置に一致するようにＡＯＤ_aの駆動周波数を変
化させる（ステップ１０２）。この時を基準にしてこの
光ビームＬ_aを出力解像度に対応した線間隔だけ離すた
めに必要とするＡＯＤ_aの駆動周波数の修正分を追加補
正データｆ_oaとして第２のメモリ領域５０に記憶する
（ステップ１０４）。他のビームＬ_cに対して同様の操
作を繰り返し（ステップ１０６，１０８）、追加補正デ
ータｆ_ocとして第２のメモリ領域５０に記憶する（ステ
ップ１０２，１０４）。

【００５５】このようにして求めて追加補正データ
ｆ_oa，ｆ_ob，ｆ_ocは、第２演算手段４６でそれぞれビー
ム位置補正データｆ_a，ｆ_b，ｆ_cと加算され（ステップ
１１０）、その結果が最終補正データ（ｆ_a＋ｆ_oa），
（ｆ_b＋ｆ_ob），（ｆ_c＋ｆ_oc）として第３のメモリ領域
４８に記憶される（ステップ１１２）。

【００５６】ＡＯＤ制御手段１６では、前記正弦波生成
回路２０および余弦波生成回路２２が出力する偏向デー
タを、この第３のメモリ領域４８に記憶した最終補正デ
ータに基づいて補正する。すなわち最終補正データは偏
向データに対する補正データとなる。この最終補正デー
タは、通常前記した正弦波および余弦波の振幅や位相を
修正するための定数である。

【００５７】次にこの実施態様の動作を説明する。書換
え指令βが入力されると、１本の光ビームＬ_aだけを出
力させてそのビーム位置を２次元ＰＳＤ１４で検出す
る。そしてその時のスピナーＳＰの角度位置に対応した
初期設定データと比較して両者の差を求め、ビーム位置
補正データｆ_aとして第１のメモリ領域４４に記憶す
る。同様に他の光ビームＬ_b，Ｌ_cに対しても差を求めて
ビーム位置補正データｆ_b，ｆ_cとして第１のメモリ領域
４４に記憶する。

【００５８】また露光面上におけるビームＬ_a，Ｌ_b，Ｌ
_cの記録位置のずれを修正するための追加補正データｆ
_oa，ｆ_ob，ｆ_ocを図５に示した手順に従って求め、第２
のメモリ領域５０に記憶しておく。そしてこの第２のメ
モリ領域５０と第１のメモリ領域４４の内容を用いて第
２演算手順４６で最終補正データ（ｆ_a＋ｆ_oa），（ｆ_b
＋ｆ_ob），（ｆ_c＋ｆ_oc）を求めて第３のメモリ領域４
８に記憶しておく。

【００５９】このような準備が終わってから、２値画像
信号生成回路３４が出力する２値画像信号に基づいてレ
ーザダイオード１０ａ，１０ｂ，１０ｃがオン・オフさ
れ、スピナーＳＰが回転する。またＡＯＤ制御手段１６
の正弦波生成回路２０および余弦波生成回路２２は、第
３のメモリ領域４８の内容（最終補正データ）により補
正された正弦波および余弦波を出力し、これらの正弦波
および余弦波に対応した高周波でＡＯＤを駆動する。

【００６０】この結果３本の光ビームＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_cは
それぞれのＡＯＤ_a，ＡＯＤ_b，ＡＯＤ_cにより適正に偏
向され、相互の距離や位置が出力解像度に応じて適正に
保たれる。このように互いにビーム位置が補正された３
本の光ビームＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_cは合波光学系１２で合波さ
れ、ビームエキスパンダＥＸ、走査光学系（Ｌ₃，Ｓ
Ｐ）を介して記録シートＳに導かれる。このため３本の
光ビームＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_cにより記録シート上に描かれる
３本の走査線を互いに平行な直線とし、それらの長さや
位相も揃えることができ、記録画像の画質を向上させる
ことができる。

【００６１】

【他の実施態様】図７は他の実施態様を示す図である。
前記図１〜４に示した実施態様ではビームエキスパンダ
ＥＸにビームスプリッタＢＳ₁を設けて合波ビームＬ_oの
一部を分割して２つの焦点面Ｐ₁，Ｐ₂を形成した。しか
しビームスプリッタＢＳ₁に代えて図７に示すように光
量を調整するための濃度フィルタＮＤを挿入することに
よって合波ビームＬ_oの一部を分割し、集光レンズＬ₄に
より焦点面Ｐ₃に結像させてもよい。そしてこの焦点面
Ｐ₃上あるいはこの付近に配設した２次元ＰＳＤ１４Ａ
で各光ビームの位置を検出すればよい。この場合にはこ
の焦点面Ｐ₃はエキスパンダＥＸのレンズＬ₁による焦点
面Ｐ₁と共役とする。

【００６２】

【他の実施態様】図８は他の実施態様を示す概念図であ
る。この実施態様は３本の光ビームＬ_a，Ｌ_b，Ｌ_cのう
ち１本の光ビームＬ_bを基本ビームとし、他の光ビーム
Ｌ_a，Ｌ_cだけを光偏向素子ＡＯＤ_a，ＡＯＤ_cで偏向させ
るようにした。すなわち、この基本ビームＬ_bを走査光
学系の光軸上に位置させるように調整することによっ
て、この基本ビームＬ_bに対する光偏向素子ＡＯＤ_b（図
１参照）を省いたものである。

【００６３】またこの実施態様ではビームスプリッタＢ
ＳをビームエキスパンダＥＸの上流側で合波ビームＬ_o
を分割するようにした。合成ビームＬ_oのビーム径はビ
ームエキスパンダＥＸの上流側で小さいから、ビームス
プリッタＢＳをこの位置に設けることにより、ビームス
プリッタＢＳやレンズＬ₄を小型化できる効果が得られ
る。なおこの図８では前記図１，７と同一部分に同一符
号を付したからその説明は繰り返さない。

【００６４】以上の実施態様は円筒内面走査型の装置に
適用したものであるが、本発明は円筒外面走査型や平面
走査型などの装置にも適用でき、これらを含む。また光
偏向素子は２次元のものに限らず、１次元のものをそれ
らの偏向方向が交差するように２つ組合せたもの、１次
元のものであってもよい。光偏向素子は音響光学（Ａ
Ｏ）素子が望ましいが、他の素子例えば電気光学（Ｅ
Ｏ）素子、ピエゾミラー、ガルバノミラーなどであって
もよい。

【００６５】また光ビームの光源としてはレーザーダイ
オードを用いるのが望ましいが、固体レーザー、ガスレ
ーザーなどの光源に変調素子、例えば音響光学素子や電
気光学素子などを組合せたものを用いてもよい。なお第
１のメモリ領域４４には、ビーム位置検出素子が検出し
たビーム位置のデータと予めメモリした初期設定データ
との差をそのまま記憶してもよいが、この差と実質的に
同等な他の要素を含むビーム位置補正データを記憶して
もよく本発明はこの場合を含む。

【００６６】

【発明の効果】請求項１〜５の発明は以上のように、ビ
ーム位置検出素子で検出した複数の光ビームの相対位置
を一定に保つためのビーム位置補正データをメモリする
一方、露光面上における各光ビームの記録位置の相対位
置ずれを検出して、この記録位置の相対位置ずれを補正
するための追加補正データを前記したビーム位置補正デ
ータに付加して最終補正データとし、この最終補正デー
タを用いて各光偏向素子を制御するものである。このた
め光学系の温度変化や経時変化による光ビーム間の位置
ずれがビーム位置補正データによって補正され得る。ま
た追加補正データによってビーム位置補正データを補正
するから、光ビーム径内の光パワー分布の不均一性や光
学系の非点収差などによる画質低下を防ぐことができ
る。

【００６７】ビーム位置検出素子は、光ビーム露光面の
共役面上あるいはその付近に配設することができる（請
求項２）。ビーム位置補正データは、第１のメモリ領域
に記録しておき、追加補正データには出力解像度に応じ
た複数のデータを記憶しておき、この中から選択した出
力解像度に対する追加補正データを用いて最終補正デー
タを求めることができる（請求項３）。追加補正データ
は、複数のビームの位置をビーム位置検出素子の出力デ
ータを用いて一致させた時に、露光面上で発生する各ビ
ームの記録位置のずれを検出し、このずれを修正するの
に必要となる光偏向素子の制御量の修正量と、出力解像
度に対応した補正量との加算値とすることができる（請
求項４）。追加補正データは、ビーム位置補正データを
用いて各光ビームで実際に露光面上に記録を行い、この
記録位置の間隔を測定してこの測定値が出力解像度に対
応した一定値になるような光偏向素子の制御量の修正量
とすることができる（請求項５）。

【００６８】請求項６の発明によれば、この方法の実施
に直接使用する光ビーム走査装置が得られる。この場合
に、ビームスプリッタに代えて合波ビームの光路中に挿
入される反射ミラーを用い、この反射ミラーで光ビーム
をビーム位置検出素子に導くようにしてもよい（請求項
７）。ここで用いる反射ミラーは、透過光量を調整する
濃度フィルタと兼用させることができる（請求項８）。
またビームスプリッタまたは反射ミラー（濃度フィル
タ）で反射された光ビームを、集光レンズによって露光
面の共役面あるいはその付近に配設した位置検出器に集
光させてもよい（請求項９）。

【００６９】ビーム位置検出素子は２次元位置センサと
することができ（請求項１０）、走査光学系は円筒内面
走査型とすることができる（請求項１１）。光ビームは
レーザーダイオードあるいは固体レーザーから射出され
るレーザービームとすることができる（請求項１２）。
光偏向素子は２次元に偏向できる２次元音響光学偏向素
子あるいは電気光学偏向素子とすることにより、各光ビ
ームによる複数の走査線の直線性および間隔と、長さや
位相を適正に制御できる（請求項１３）。

【００７０】第２のメモリに記憶する追加補正データ
は、出力解像度に対応して複数種とし、そのいずれかを
選択して用いるようにしてもよい（請求項１４）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様を示す概念図

【図２】ビームスプリッタの説明図

【図３】光偏向素子（ＡＯＤ）の制御手段を示す図

【図４】偏向補正手段を示す図

【図５】本発明方法の手順を示す図

【図６】第１および第２のメモリの内容を説明する図

【図７】他の実施態様を示す概念図

【図８】他の実施態様を示す概念図

【図９】光ビームの光パワー分布の不均一性による問題
点を説明するための図

【図１０】非点収差による問題点を説明するための図

【符号の説明】

１０レーザーダイオード１２合波光学系１４、１４Ａビーム位置検出素子としての２次元ＰＳ
Ｄ１６ＡＯＤ制御手段１８クロック回路２０正弦波生成回路２２余弦波生成回路２４偏向補正手段３６座標検出回路４０初期設定座標のメモリ領域４２第１演算手段４４ビーム位置補正データを記憶する第１のメモリ領
域４６第２演算手段４８最終補正データを記憶する第３のメモリ領域５０追加補正データを記憶する第２のメモリ領域ＡＯＤ光偏向素子としての２次元音響光学偏向素子ＥＸビームエキスパンダＢＳ₁ ビームスプリッタＰ₁、Ｐ₂、Ｐ₃ 焦点面ＳＰ走査光学系を形成するスピナーＬ_a、Ｌ_b、Ｌ_c、ＬＢ₁、ＬＢ₂ 光ビームＬ_o 合波ビーム β 書換え指令Ｌ₄ 集光レンズＮＤ濃度フィルタｆ_a、ｆ_b、ｆ_c ビーム位置補正データｆ_oa、ｆ_ob、ｆ_oc 追加補正データ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/23 １０３Ｚ 1/06 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ 1/23 １０３Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数本の光ビームの少くとも一部の光ビ
ームを光偏向素子で偏向した後、全ての光ビームを合波
して共通の走査光学系により走査する光ビーム走査装置
の補正方法において、前記複数本の光ビームの位置をビーム位置検出素子で別
々に検出し、この検出した各光ビームの相対位置を一定
に保つための光偏向素子に対するビーム位置補正データ
をメモリし、光ビーム露光面上に記録される各光ビーム
の記録位置からこれら記録位置の相対位置ずれを検出
し、この記録位置の相対位置ずれを補正するための追加
補正データを前記ビーム位置補正データに付加して前記
光偏向素子を駆動するための最終補正データとすること
を特徴とする光ビーム走査装置の補正方法。
【請求項２】ビーム位置検出素子は、光ビーム露光面
の共役面上あるいはその付近に配設されている請求項１
の光ビーム走査装置の補正方法。
【請求項３】ビーム位置補正データは第１のメモリ領
域に記憶しておく一方、前記追加補正データは光ビーム
露光面上の出力解像度に対応して複数種第２のメモリ領
域に記憶し、前記第１のメモリ領域から読出したビーム
位置補正データと前記第２のメモリから読出したいずれ
か１つの出力解像度に対応する追加補正データとを用い
て光偏向素子の最終補正データを求める請求項１または
２の光ビーム走査装置の補正方法。
【請求項４】ビーム位置検出素子のデータを用いて基
準となる光ビームと他の光ビームの記録位置を順次一致
させるように各光偏向素子を制御し、露光面上における
前記基準の光ビームの記録位置に対する前記他の光ビー
ムの記録位置のずれを検出し、このずれを修正するため
に必要となる各光偏向素子の制御量の修正量と出力解像
度に対応した補正量とを加算して追加補正データとする
請求項１または２または３の光ビーム走査装置の補正方
法。
【請求項５】追加補正データは、光ビーム露光面に複
数の光ビームにより記録された複数の記録ラインの線間
隔を測定し、この線間隔が解像度に対応した一定値にな
るように設定される請求項１または２または３の光ビー
ム走査装置の補正方法。
【請求項６】複数本の光ビームを合波して共通の走査
光学系により走査する光ビーム走査装置において、複数
の光ビームの少くとも一部の光ビームを偏向する光偏向
素子と；この偏向された光ビームを含む全ての光ビーム
を合波する合波光学系と；この合波した合波ビームを露
光面に導いて走査し画像を記録する走査光学系と；前記
合波ビームを分割するビームスプリッタと；この分割さ
れた光ビームの位置を検出するビーム位置検出素子と；
このビーム位置検出素子が検出した複数のビーム位置の
データと予めメモリした初期設定データとを比較して両
データの差をビーム位置補正データとして求める第１演
算手段と、このビーム位置補正データを記憶する第１の
メモリ領域と；光ビーム露光面上に記録される各光ビー
ムの記録位置から検出したこれら光ビームの記録位置の
相対位置ずれを補正するための追加補正データを記憶す
る第２のメモリ領域と；前記ビーム位置補正データと前
記追加補正データとに基づいて前記光偏向素子に対する
最終補正データを求める第２演算手段と；前記走査光学
系に同期して前記光偏向素子による偏向を前記最終補正
データに基づいて制御する光偏向素子制御手段とを備え
ることを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項７】請求項６において、ビームスプリッタに
代えて合波ビームの光路中に挿入される反射ミラーを用
い、ビーム位置検出素子にはこの反射ミラーで反射され
た光ビームが導かれるようにした光ビーム走査装置。
【請求項８】請求項７において、反射ミラーは透過光
量を調整する濃度フィルタを兼ねるようにした光ビーム
走査装置。
【請求項９】請求項６または７または８において、ビ
ームスプリッタまたは反射ミラーで分割または反射した
光ビームを、集光レンズによって露光面の共役面上ある
いはその付近に配設したビーム位置検出素子に集光させ
るようにした光ビーム走査装置。
【請求項１０】ビーム位置検出素子は２次元位置セン
サである請求項６〜９のいずれかの光ビーム走査装置。
【請求項１１】走査光学系は円筒内面走査型である請
求項６〜１０のいずれかの光ビーム走査装置。
【請求項１２】光ビームはレーザーダイオードまたは
固体レーザーから射出されるレーザービームである請求
項６〜１１のいずれかの光ビーム走査装置。
【請求項１３】光偏向素子は光ビームを２次元に偏向
する音響光学偏向素子または電気光学素子である請求項
１２の光ビーム走査装置。
【請求項１４】追加補正データは光ビーム露光面上の
出力解像度に対応して複数種あり、選択されたいずれか
１つの出力解像度に対応する追加補正データを用いて最
終補正データを求める請求項６〜１３のいずれかの光ビ
ーム走査装置。