JP2001004940A - 光ビーム走査装置およびその補正方法 - Google Patents
光ビーム走査装置およびその補正方法Info
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Abstract
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
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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(La,Lb,Lc)を出力する。
これらのレーザビームLa,Lb,Lc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(AODa,AODb,AODc)とを介し、
合波光学系12により合波される。
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。
れレーザビームLa,Lb,Lc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。
ーフミラーHM1、HM2とで形成される。
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Loに合波される。なおこの合波されたビー
ムLo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。
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Lo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。
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po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。
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Lo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La,Lb,Lcのビーム位置が検出さ
れる。
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
AODa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AODb,AODcに対して別々に設けられ
る。
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po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。
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。
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La,
Lb,Lcの相互の位置ずれを打消すことができる。
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。
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
(Fx,Fy)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。
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。
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。
域である。このメモリ領域40は3つの光ビームLa,
Lb,Lc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La,Lb,Lc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。
14で検出した1本の光ビームLa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fa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Lb,Lcに対
してもこの差すなわちビーム位置補正データfb,fc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。
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。
モリ領域44に記憶されたビーム位置補正データfa,
fb,fcに対して追加補正データfoa,fob,focを付
加(加算)することにより、最終補正データ(fa+f
oa),(fb+fob),(fc+foc)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。
foc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foa,fob,focは出力解像度に対応して複数
種記憶される。
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fo a(96),fob(96),foc(96)として
記憶され、72resに対するデータがfoa(72),
fob(72),foc(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foa(N),f
ob(N),foc(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foa,fob,foc
は例えば図5に示す手順によって求めることができる。
ム(基本ビーム)をLbとしてこの基準ビームLb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Laを射出させ、このビーム位
置を前記原点とするようにAODaを制御する。すなわ
ち初期設定座標がビームLbと同一になるようにする。
置を検出し、この記録位置が露光面上で基準ビームLb
の記録位置に一致するようにAODa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La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AODaの駆動周波数の修正分を追加補
正データfoa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Lc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focとして第2のメモリ領域50に記憶する(ステ
ップ102,104)。
foa,fob,focは、第2演算手段46でそれぞれビー
ム位置補正データfa,fb,fcと加算され(ステップ
110)、その結果が最終補正データ(fa+foa),
(fb+fob),(fc+foc)として第3のメモリ領域
48に記憶される(ステップ112)。
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。
え指令βが入力されると、1本の光ビームLa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fa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Lb,Lcに対しても差を求めて
ビーム位置補正データfb,fcとして第1のメモリ領域
44に記憶する。
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,fob,foc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(fa+foa),(fb
+fob),(fc+foc)を求めて第3のメモリ領域4
8に記憶しておく。
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。
それぞれのAODa,AODb,AODc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La,Lb,Lc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La,Lb,Lc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。
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Lo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Lo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。
る。この実施態様は3本の光ビームLa,Lb,Lcのう
ち1本の光ビームLbを基本ビームとし、他の光ビーム
La,Lcだけを光偏向素子AODa,AODcで偏向させ
るようにした。すなわち、この基本ビームLb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Lbに対する光偏向素子AODb(図
1参照)を省いたものである。
SをビームエキスパンダEXの上流側で合波ビームLo
を分割するようにした。合成ビームLo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。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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)。
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)。
点を説明するための図
D 16 AOD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 La、Lb、Lc、LB1、LB2 光ビーム Lo 合波ビーム β 書換え指令 L4 集光レンズ ND 濃度フィルタ fa、fb、fc ビーム位置補正データ foa、fob、foc 追加補正データ
Claims (14)
- 【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。
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-
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