JP2001318328A

JP2001318328A - 補正機能付き走査光学システム

Info

Publication number: JP2001318328A
Application number: JP2001037064A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kamasako; 正二鎌迫
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】描画面上で、各ファセットによって偏向され
たレーザビームが主走査方向と平行で、かつ等間隔に並
ぶように、走査位置の補正を行うことができる、補正機
能付き走査光学システムを提供すること。【解決手段】補正機能付き走査光学システム１００
は、レーザビームの光路上に設けられ、描画面２０上の
副走査方向における走査位置を変更する走査位置変更手
段４と、描画面２０上に配置され、所定の基準ラインＳ
に対するずれ量検出手段５、９と、副走査方向における
ずれ量に基づいて、実際の走査位置を基準ラインＳ上ま
で移動させるための補正量を偏向面毎に決定する補正量
決定手段６と、補正量を記憶する記憶手段７と、記憶手
段７に記憶されている補正量に基づいて、走査位置変更
手段４を駆動して、実際の走査位置を補正しながら、描
画面２０上に描画を行う描画制御手段６、８を有する。

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、レーザコピー機
やレーザプリンタ等のレーザビーム走査装置で使用する
走査光学システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザコピー機やレーザプリンタでは、
複写や描画に際し、光源から照射されるレーザビーム
を、描画データに基づいて生成される変調信号に同期し
てオン／オフ制御しつつ、偏向器を用いて、描画面上を
所定の方向に走査させている。また同時に、露光される
描画面をレーザビームの走査方向と直交する方向へ平行
移動することで複写や所望の描画が行われる。本明細書
では前者を主走査方向、後者を副走査方向と定義する。

【０００３】偏向器としては、例えば、ホログラムディ
スクが用いられる。ホログラムディスクは、フレームに
よって区切られた複数のファセットで構成されている。
各ファセットは回折格子になっており、ホログラムディ
スクを回転させることにより、レーザビームの光路中を
各ファセットが通過して、透過するレーザビームの回折
角を変化させることにより、描画面上においてレーザビ
ームを走査させる（主走査）。主走査と同期して描画面
を副走査方向に平行移動し、２次元の画像を描画面に描
く。

【０００４】各ファセットの光学的特性にばらつきがな
ければ、図１に示すように、全てのファセットによる走
査ラインが描画面上で主走査方向と平行になり、各走査
ラインは等間隔に並ぶ。

【０００５】しかしホログラムディスクの製造過程にお
いて、各ファセットが有する光学的特性には必ずばらつ
きが生ずる。従って、例えば、図２に示すように、描画
面上での各ファセットに対応した走査ラインが等間隔に
並ばない現象が起こる。

【０００６】さらには、偏向したレーザビームの走査ラ
インが、図３Ａに示すように主走査方向に対して傾いた
り、図３Ｂに示すように副走査方向に湾曲したりする場
合もある。本明細書では、上記の諸現象を総括して副走
査方向におけるずれと記す。これら副走査方向における
ずれは、描画面上で描画が正確に行われなくなる大きな
原因となっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は上記の
事情に鑑み、描画面上で、各ファセットによって偏向さ
れたレーザビームが主走査方向と平行で、かつ等間隔に
並ぶように、走査位置の補正を行うことができる、補正
機能付き走査光学システム、およびレーザビーム走査装
置における走査位置補正方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の補正機能付き走査光学システムは、入射するレーザ
ビームを偏向して、所定の基準ライン上に沿って描画面
上を主走査方向に走査させるための偏向面を複数備えた
偏向手段と、レーザビームの光路上に設けられ、描画面
上の副走査方向における走査位置を変更する走査位置変
更手段と、描画面上に配置され、所定の基準ラインに対
する偏向手段の各偏向面により偏向されたレーザビーム
の実際の走査位置の副走査方向におけるずれ量を検出す
るずれ量検出手段と、副走査方向におけるずれ量に基づ
いて、実際の走査位置を基準ライン上まで移動させるた
めの補正量を偏向面毎に決定する補正量決定手段と、補
正量を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されている
補正量に基づいて、走査位置変更手段を駆動して、実際
の走査位置を補正しながら、描画面上に描画を行う描画
制御手段を有することを特徴とする。

【０００９】この補正機能付き走査光学システムによれ
ば、予め検出されたレーザビームの走査ラインの副走査
方向におけるずれ量からファセット毎に必要な補正量が
決定され、描画時には該補正量に基づいてレーザビーム
の描画面上における副走査方向におけるずれを補正する
ため、どのファセットによって描画面上を走査しても所
望の走査ラインを描くことができ、各走査ラインは等間
隔に並ぶ。すなわち、所望の描画が得られる。また、予
め各ファセットに対応する補正量が記憶手段に記憶され
ているため、描画時に走査位置を補正するための処理に
かかる時間が少なくてすむ。

【００１０】請求項２に記載の補正機能付き走査光学シ
ステムによれば、上記走査位置変更手段は、偏向手段の
各偏向面により偏向されたレーザビームの光路上に設け
られた反射鏡と、駆動手段とを有し、駆動手段により反
射鏡の位置を変化させることで、反射鏡に入射するレー
ザビームの、描画面上における実際の走査位置を変更す
る。

【００１１】上記駆動手段には、ピエゾ素子を用いるこ
とができる。この場合、補正量は、前記ピエゾ素子に印
加する電圧の値を示すことになる（請求項３）。

【００１２】請求項４に記載の補正機能付き走査光学シ
ステムによれば、上記ずれ量検出手段は、描画面上の所
望の描画領域に配置された２次元ＰＳＤと、偏向手段の
回転に対応して第１の間隔で定期的にパルスを出力する
エンコーダとを有する。そして、各偏向面により偏向さ
れたレーザビームの１回の走査において、前記エンコー
ダから前記パルスが出力される毎に、２次元ＰＳＤによ
って受光された実際の描画位置を検知し、副走査方向に
おけるずれ量を検出する。

【００１３】この発明によれば、レーザビームの描画面
２０上における走査ラインが、図３Ｂに示すように副走
査方向に湾曲するものであっても、各ファセットによっ
て偏向したレーザビームが描く走査ラインが、主走査方
向に平行であり、かつ描画面上の副走査方向において等
間隔に並ぶように補正することができる。

【００１４】補正量決定手段は、一定でかつずれ量を検
出する際の第１の間隔よりも短い、第２の間隔で補正量
を決定し、描画制御手段は、前記第２の間隔で実際の走
査位置を補正することが望ましい（請求項５）。これに
より、より精度の高い補正が保証される。

【００１５】さらに、上記ずれ量検出手段は、２次元Ｐ
ＳＤの代わりに、少なくとも２以上の受光素子から構成
される受光素子群または１次元ＰＳＤを、１または複数
有することもできる（請求項６、請求項７）。

【００１６】上記偏向手段は、ホログラムディスクであ
ってもポリゴンミラーであってもよい（請求項８、請求
項９）。偏向手段としてホログラムディスクを使用した
場合、偏向面である各ファセットが有する光学的特性の
ばらつきが原因で生じる副走査方向におけるずれを補正
することができる。偏向手段としてポリゴンミラーを使
用した場合、各反射面の面倒れや平面ムラ等が原因で生
じる副走査方向におけるずれを補正することができる。

【００１７】請求項１０に記載のレーザビーム走査装置
における走査位置補正方法は、複数の偏向面を有する偏
向手段を用いて、描画面上でレーザビームを走査させる
レーザビーム走査装置において、（１）各偏向面により
偏向されたレーザビームで描画面を走査し、（２）レー
ザビームの走査ラインが有する、所定の基準ラインから
副走査方向へのずれ量を検出し、（３）ずれ量に基づい
て、レーザビームが所定の基準ライン上を走査するため
に必要な補正量を求め、（４）補正量を各偏向面に関す
る補正データとして記憶手段に記憶させ、（５）描画時
には、記憶手段から補正データを読み出して、レーザビ
ームを偏向する各偏向面に対応して走査位置の補正を行
う。この方法は、描画面上での各ファセットに対応した
走査ラインが等間隔には並ばない場合における、各走査
ラインのずれ量検出に有効である。

【００１８】（２）において、さらに該走査ラインが、
所定の基準ラインに対して傾きを有する場合であっても
ずれ量も検出することができる（請求項１１）。この方
法は、描画面上での各ファセットに対応した走査ライン
が主走査方向に対して傾く状態であってもずれ量を検出
することができる。

【００１９】さらに（２）において、さらに該走査ライ
ンが有する、副走査方向への湾曲によるずれ量も検出す
ることも可能である（請求項１２）。

【００２０】

【発明の実施の形態】図４は、本発明の実施形態の補正
機能付き走査光学システム１００（以下、単にシステム
１００という）の主要部の構成を表したものである。シ
ステム１００は、モータ１、ホログラムディスク２、反
射鏡３、補正器４、２次元ＰＳＤ（Position Sensitive
Device）５、制御部６、メモリ７、ドライバ８、エン
コーダ９から構成されている。

【００２１】図５は、ホログラムディスク２の構造を簡
単に示した図である。描画時には、ホログラムディスク
２は、モータ１により一定速度で回転駆動される。ホロ
グラムディスク２はフレームによって区切られた４つの
ファセット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを有する。各ファセ
ット２Ａ〜２Ｄは、それぞれ入射するレーザビームを描
画面上における主走査方向に偏向する回折格子になって
いる。

【００２２】図示しない光源から照射されたレーザビー
ムは、各ファセット２Ａ〜２Ｄにより偏向され、反射鏡
３を介し、後述する補正器４に入射する。図６は補正器
４の拡大図である。補正器４は、ピエゾ素子４１、反射
鏡４２、基板４３、回転支軸４４、を有する。基板４３
は一方の面にピエゾ素子４１、逆の面に反射鏡４２が固
定されている。ピエゾ素子４１の基板との接合面４１Ａ
と対になる面４１Ｂはフレーム等の固定部材４５に固定
されている。

【００２３】また基板４３は、回転支軸４４によって図
６中α方向へ回動自在に支持されている。回転支軸４４
は、描画面２０上の主走査方向と平行な方向に延びる円
柱状の部材で、基板４３上のピエゾ素子４１の設置位置
から十分に離れた位置で基板４３を支持する。よって、
ピエゾ素子４１に電圧を印加して歪ませることで基板４
３をα方向に回動させ、反射鏡４２の反射面を描画面２
０に近づけたり遠ざけたりすることができる。これによ
り、反射鏡４２に入射するレーザビームの反射角が変化
し、レーザビームの走査位置を副走査方向に任意に変え
ることができる。なお各ファセット２Ａ〜２Ｄの光学的
特性のばらつきの影響を受けつつ偏向したレーザビーム
を、全て反射して描画面２０上に入射させるように、反
射鏡４２は、縦、横（すなわち描画面２０上における主
走査方向と副走査方向）共に十分な長さを有している。

【００２４】各ファセット２Ａ〜２Ｄにより偏向された
レーザビームは、反射鏡４２によって反射され、描画面
２０上を走査する。各ファセット２Ａ〜２Ｄの光学的特
性が同一であれば、どのファセットにより偏向されたレ
ーザビームの走査ラインも、設計時に定めた主走査方向
に平行な基準ラインＳ（図４、および図７Ｃ中一点鎖
線）上に描かれる。基準ラインＳとは、描画面２０上に
おける各走査ラインが主走査方向に平行で、かつ等間隔
に並ぶため、つまり正確な描画が行われるために、どの
ファセットにより偏向されたレーザビームも走査すべき
基準となるラインのことをいう。また１回の走査におい
て、描画は、描画面上の走査が可能な全領域に渡って行
われるのではなく、走査可能領域の一部（描画面２０に
おける中央部）である所定の描画領域内でのみ行われる
（図４参照）。

【００２５】図４に示すように、副走査方向におけるず
れ量を検出する際には、描画面２０上に２次元ＰＳＤ５
が設けられる。２次元ＰＳＤ５は、描画領域の主走査方
向の長さよりも多少長めのものを用いる。２次元ＰＳＤ
５は、長手方向を主走査方向に沿わせ、かつ基準ライン
Ｓが受光面内に含まれるように描画面２０上に配置され
る。２次元ＰＳＤ５は、各ファセット２Ａ〜２Ｄにより
偏向されて描画面２０上の描画領域内を走査するレーザ
ビームを受光する。例えば２次元ＰＳＤ５は、受光面が
基準ラインＳによって副走査方向に均等に２分割される
ように配置される。

【００２６】また描画面２０上には、描画領域外であっ
て、走査可能領域内の所定位置に、ビーム検出素子２０
Ａが設けられている（図４）。なお本実施形態において
は、ビーム検出素子２０Ａからの信号に基づいて制御部
６がレーザビームのオン・オフ制御を行うため、主走査
方向へのずれ、例えば描画開始位置や描画終了位置が主
走査方向にずれるといった現象は生じない。

【００２７】エンコーダ９は、原点信号を有する多パル
スを出力することができる。エンコーダ９は、モータ１
に接続されており、ホログラムディスク２が１回転する
毎に１回原点信号を出力する。さらにエンコーダ９は、
ホログラムディスク２が所定の回転角分回転する毎に１
回パルスを出力する。

【００２８】システム１００では、描画を行う前に、実
際に各ファセット２Ａ〜２Ｄによって偏向されたレーザ
ビームの描画面２０上における走査ラインを２次元ＰＳ
Ｄ５により検出する。そして、描画時には、この検出結
果に基づいてレーザビームの副走査方向に対する走査位
置を補正することで、どのファセットにより偏向された
レーザビームも、常に基準ラインＳ上を走査するように
している。

【００２９】なお本実施形態において行われる一連の補
正は、ファセット２Ａ〜２Ｄに共通の処理である。従っ
て以下の本文では、特にファセット２Ａによって偏向さ
れるレーザビームの副走査方向に対する走査位置の補正
について述べる。

【００３０】２次元ＰＳＤ５は、ファセット２Ａにより
偏向されたレーザビームを受光すると、受光位置に対応
する信号を制御部６に出力する。なお制御部６におい
て、２次元ＰＳＤ５からの信号がどのファセットにより
偏向されたレーザビームによる走査ラインに関する信号
であるかの特定は、エンコーダ９から出力される原点信
号を基準として、ビーム検出素子２０Ａからの信号をカ
ウントすることにより行われる。制御部６は、エンコー
ダ９から定期的に出力されるパルスを受信する度に、フ
ァセット２Ａにより偏向されたレーザビームの１回の走
査における、２次元ＰＳＤ５の受光位置を検出する。

【００３１】図７は、ファセット２Ａにより偏向された
レーザビームの走査ラインのずれ量の検出を表してい
る。図７Ｃがファセット２Ａにより偏向されたレーザビ
ームの描画面２０上における走査ラインを表したもので
ある。

【００３２】まず制御部６は、所定のタイミングでエン
コーダ９から出力される原点信号およびビーム検出素子
２０Ａからの信号（図４Ａ）を用いて、２次元ＰＳＤ５
からの信号の内、ファセット２Ａにより偏向されるレー
ザビームによる走査ラインに関する信号を特定する。そ
して、エンコーダ９から定期的に出力されるパルス（図
７Ｂ）を受信した時刻Ｐ_１〜Ｐ_１１に、２次元ＰＳＤ５
から流れた光電流の値を計測することで、パルス受信時
刻Ｐ_１〜Ｐ_１１における２次元ＰＳＤ５の副走査方向の
受光位置ｙ_１〜ｙ_１１を検出する。なおパルス受信時刻
Ｐ_１は、ビーム検出素子２０Ａからの信号（図４Ａ）を
受信してからパルスを所定回数受信した後のパルス受信
時刻であり、受光位置ｙ_１は描画開始位置である。また
パルス受信時刻Ｐ_１１では、描画終了位置通過後のレー
ザビームの受光位置ｙ_１１を検出する。これにより、描
画終了位置を含む全走査ラインにおけるずれ量を、ほぼ
正確に検出することができる（図７Ｄ）。

【００３３】なお、実際にエンコーダ９から出力される
パルスは、図７Ｂに示すよりも短いタイミングで出力さ
れている。すなわち図７Ｂは、エンコーダ９から出力さ
れるパルスの内、走査ラインの、副走査方向におけるず
れ量を検出するために用いられるパルスのみを表してい
る。本発明では、走査ラインの副走査方向におけるずれ
量を検出するために必要となるパルスは、制御部６の処
理速度や補正の精度等を総合的に勘案して決定すること
ができる。

【００３４】次に制御部６は、各パルス受信時刻Ｐ_１〜
Ｐ_１１における受光位置ｙ_１〜ｙ_１ _１が基準ラインＳか
らそれぞれどのくらいずれているかを求める。本実施形
態では、２次元ＰＳＤ５は、基準ラインＳが、受光面を
副走査方向に均等に２分割するように配置されているの
で、検出された各受光位置ｙ_１〜ｙ_１１がそのまま基準
ラインＳからのずれ量となる（図７Ｄ参照）。

【００３５】図７Ｄでは例えば、パルス受信時刻Ｐ_１で
は、副走査の逆方向にｙ_１だけずれており、パルス受信
時刻Ｐ_１１では、副走査の順方向にｙ_１１だけずれてい
る。本明細書では、描画時に走査ラインが描かれていく
方向を副走査の順方向、その逆方向すなわち描画面２０
が描画時に平行移動する方向を副走査の逆方向と定義す
る（図７Ｃ、Ｄ参照）。

【００３６】次に制御部６は、実際の走査ラインが有す
るずれ量の変移に対応して副走査の順、逆いずれかの方
向に実際の走査位置を補正するための補正量を求める。
ここで補正量とは、具体的にはピエゾ素子４１に印加す
る電圧値に対応する量を意味する。

【００３７】描画時において制御部６は、より精度の高
い補正をするため、図８に示すように、ずれ量を求める
時の周期（図７Ｂ）よりも、短い周期で抽出したパルス
（図８Ａ）、例えば、エンコーダ９から出力されるパル
ス全てに同期させて補正信号を送信する。そのため補正
量を求める際、制御部６は、まず求められた１の受光位
置と隣り合う他の受光位置とを順次直線で結ぶことによ
り、実際の走査ラインの受光位置の変移を近似する（図
７Ｅ）。

【００３８】そして実際の検出結果から求められたずれ
量に基づいて補正量を求めるだけでなく、実際には検出
していない走査位置における補正量を計算により求め
る。すなわち、描画時の補正信号送信時に用いるパルス
数（図８Ａ参照）分の補正量を求める。なお上記受光位
置の変移は、実際の検出結果から求められたずれ量全て
を曲線で結ぶことで、２次あるいはそれ以上の多項式を
用いて近似することも可能である。

【００３９】このようにして求められた補正量は、ファ
セット２Ａに関する補正データとしてメモリ７に保存す
る。これにより、ずれ量検出時に使用したパルス（図７
Ｂ）が長い周期であっても、補正時に使用する短い周期
のパルス（図８Ａ）出力に対応する補正データがメモリ
７に保存される。（図８Ｂ）。

【００４０】以上の処理を、他のファセット２Ｂ〜２Ｄ
についても行い、各ファセット２Ｂ〜２Ｄに関する補正
データをメモリ７に保存する。そして描画時には、メモ
リ７に保存された各補正データを用いてレーザビームの
副走査方向に対する走査位置を補正する。

【００４１】描画を開始すると制御部６は、エンコーダ
９から出力される原点信号およびビーム検出素子２０Ａ
からの信号（図４Ａ）を使用して、レーザビームを偏向
するファセットを特定し、特定したファセットに関する
補正データをメモリ７から読み出す。そしてビーム検出
素子２０Ａからの信号を受信した時から、レーザビーム
が描画開始位置を通過時までの所定の時間が経過した
後、読み出した補正データをパルス（図８Ａ）に同期さ
せ、補正信号としてドライバ８に送信する（図８Ｃ）。
図８Ｃに示す補正信号は、副走査の順、逆いずれの方向
へどれだけ移動すればよいかを表している。

【００４２】ドライバ８は、制御部６から送信される補
正信号に基づいて、対応する電圧をピエゾ素子４１に印
加する。すなわち、上記のファセット２Ａにより偏向さ
れたレーザビームの走査ライン（図７Ｃ）のように、基
準ラインＳから副走査方向におけるずれ量が主走査にお
ける走査位置によって異なる場合には、随時印加電圧が
変化し、補正器４が対応する量だけ回動される。従っ
て、反射鏡４２の描画面２０に対する傾きが変化し、フ
ァセット２Ａから射出されたレーザビームの反射鏡４２
への入射角（反射角）が変わるため、レーザビームの描
画面２０上での走査位置が基準ラインＳ上になるように
補正することができる。同様にして、他のファセット２
Ｂ〜２Ｄによって偏向されたレーザビームも、描画面２
０上ではレーザビームは必ず基準ラインＳ上を走査する
よう、走査位置が補正される。

【００４３】描画は常に上記補正を行いながら実行され
るため、描画面２０が副走査の逆方向へ一定の速度で平
行移動することにより、図１に示すように、各走査ライ
ンが等間隔となった状態で、描画が行われる。

【００４４】以上の各実施形態によれば、各ファセット
２Ａ〜２Ｄが有する光学的特性のばらつきが、走査ライ
ンの副走査方向におけるずれを引き起こすものであって
も、各走査ラインが基準ラインＳ上を通るように補正で
き、各ファセット２Ａ〜２Ｄによる走査ラインの間隔を
等間隔にすることが可能となる。

【００４５】以上が本発明の実施形態である。本発明は
上記実施形態に限定されるものではなく趣旨を逸脱しな
い範囲で様々な変形が可能である。

【００４６】上記の実施形態では、エンコーダ９から出
力するパルスを多くすればするほど、２次元ＰＳＤ５で
のレーザビームの走査位置を多く検出することができ
る。つまり、制御部６の処理に要する時間は増えるもの
の、ずれ量の変移を求める際の精度が増すことになる。
従ってエンコーダ９から出力される所定時間あたりのパ
ルス数は、必要とする補正の正確性と処理の効率性に鑑
みて設定することができる。

【００４７】また上述した実施形態では、補正信号送信
時に制御部６は、副走査方向におけるずれ量を検出する
時に使用するパルス（図７Ｂ）の周期よりも短い周期で
抽出したパルス（図８Ａ）を使用する。しかし本発明で
は、ずれ量検出時に使用するパルスの周期と補正信号送
信時に使用するパルスの周期との関係を、制御部６の処
理速度や補正の正確性等を総合的に勘案して決定するこ
とができる。

【００４８】例えば本発明は、副走査方向におけるずれ
量を検出する時に使用するパルスと同一周期のパルスを
用いて補正信号を送信することも可能である。上記実施
形態では、制御部６は、２次元ＰＳＤ５により検出され
たレーザビームの受光位置から実際の走査ラインの受光
位置の変移を近似する処理、および実際には検出してい
ない走査位置に対する補正量を算出する処理を行うが
（図７Ｅ）、この変形例では、これらの処理は行われな
い。

【００４９】上記実施形態では、レーザビームの描画面
２０上での走査位置を補正するために、ピエゾ素子４１
を備え、回動自在な補正器４を使用しているが、補正器
はこれに限定されるものではない。例えば他の駆動手段
により、描画面２０上でのレーザビームの通過位置を補
正する光学系を用いても構わない。また、本発明にかか
る補正機能付き走査光学システム１００を搭載する描画
装置の構造によっては、図９に示す補正器４’を使用す
ることもできる。

【００５０】図９（Ａ）、（Ｂ）は、補正器４の変形例
である補正器４’を表す図である。補正器４’は、基板
４３および回転支軸４４の代わりに、底面が直角三角形
の三角柱状の支持部材４３’を有し、該三角柱状の斜面
に相当する面に反射鏡４２を備える。図９（Ａ）に示す
補正器４’の場合、補正時には、補正器４’全体を副走
査方向と平行な方向（図中左右方向）に平行移動するこ
とで描画面２０上でのレーザビームの通過位置を補正す
ることができる。図９（Ｂ）に示す補正器４’の場合、
補正時には、補正器４’全体を図中上下方向に平行移動
することで描画面２０上でのレーザビームの通過位置を
補正することができる。

【００５１】また図１０および図１１は、補正機能付き
走査光学システム１００の変形例を表した図である。各
図中、網で囲まれた部分は、レーザビームによる走査ラ
インを表している。

【００５２】図１０は、２次元ＰＳＤの代わりに４つの
受光素子からなる検出器５０を使用する状態を示す。図
１０に示す検出器５０は、受光素子を描画面２０の両端
近傍に各々２つずつ副走査方向に並べた状態で配置され
る。この変形例は、レーザビームの描画面２０上におけ
る走査ラインが、図３Ｂに示すように副走査方向に湾曲
しないことが明らかである場合や、湾曲していても描画
時には無視できる程度のわずかなものである場合（例え
ば、図２や図３Ａ）に使用することができる。該変形例
では制御部６（図４参照）は、検出器５０が有する計４
つの受光素子から流れる光電流の値に基づいて、レーザ
ビームによる走査ラインが主走査方向に対してどのよう
に傾いているか、またはどの程度基準ラインＳから副走
査方向に平行移動しているかを検出することができる。

【００５３】図１１では、２次元ＰＳＤ５の代わりに副
走査方向に並べた２つの受光素子からなる検出器５０
を、描画面２０の描画領域外であって走査可能領域内に
設けた状態を示している。この変形例は、レーザビーム
の描画面２０上における走査ラインが、特に図２に示す
状態になる場合に使用することができる。該変形例では
制御部６は、検出器５０を構成する２つの受光素子から
流れる光電流値を比較して、レーザビームによる走査状
態が、どの程度基準ラインＳから副走査方向に平行移動
しているかを検出することができる。

【００５４】なお、図１０や図１１に示す変形例におい
て使用する検出器５０は、１次元ＰＳＤで代用すること
も可能である。

【００５５】上記実施形態では、レーザビームの偏向手
段として、ホログラムディスク２を使用しているが、こ
れに限定されるものではない。例えば、図１２に示すよ
うなポリゴンミラー１０を用いた走査光学システムにも
応用することができる。図１２（Ａ）に示すようにポリ
ゴンミラー１０は、ガラス製もしくは表面が鏡面研磨さ
れた金属製の多面体であり、回転軸を中心として所定の
方向に回転する。回転駆動中のポリゴンミラー１０は、
入射するレーザビームを複数の表面１０ａで反射するこ
とにより偏向する。

【００５６】ここで、ポリゴンミラー１０が正多面体で
あればどの表面で偏向されたレーザビームも、常に基準
ラインＳ上を走査することができる。しかしポリゴンミ
ラー１０は、製造誤差等により表面１０ａの面倒れや平
面ムラを有してしまうため、走査ラインの副走査方向に
おけるずれが生じる。例えば、図１２（Ｂ）は、ポリゴ
ンミラー１０を用いた場合の副走査方向におけるずれの
一例を表す。製造誤差のない仮想の表面１０ａ_Ｃおよび
表面１０ａ_Ｃにより偏向されたレーザビームを点線で示
し、面倒れしている表面１０ａ_Ｅおよび表面１０ａ_Ｅに
より偏向されたレーザビームを実線で示す。図１２
（Ｂ）に示すように、面倒れがあると走査ラインにずれ
が生じることが分かる。そこで上述した本発明を実施す
ることにより、表面１０ａの面倒れや平面ムラ等に対応
した走査位置の補正をすることができ、各走査ラインを
基準ラインＳに一致させることができる。

【００５７】

【発明の効果】上述の通り本発明の補正機能付き走査光
学システムは、レーザビームを偏向するファセット毎に
異なる、レーザビームの走査ラインの副走査方向におけ
るずれを、予め実測して検出し、描画作業時には、該実
測結果をもとに生成した補正データを用いて、レーザビ
ームの走査位置を調整することにより、各ファセットに
よって偏向したレーザビームの描く走査ラインが、主走
査方向に平行であり、且つ描画面上の副走査方向におい
て等間隔に並ぶように補正でき、正確な描画を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザコピー機等の描画面上での所望の描画状
態を表した図である。

【図２】レーザコピー機等の描画面上での実際の描画状
態の一例を表した図である。

【図３】レーザコピー機等の描画面上での実際の描画状
態の一例を表した図である。

【図４】本発明の補正機能付き走査光学システムの概略
図である。

【図５】本発明の補正機能付き走査光学システムのホロ
グラムディスクを表した図である。

【図６】本発明の補正機能付き走査光学システムの補正
器を詳しく表した図である。

【図７】特定のファセットにより偏向されたレーザビー
ムの走査ラインのずれ量の検出を示す。

【図８】特定のファセットにより偏向されたレーザビー
ムの補正データと補正信号とを示す。

【図９】本発明の補正機能付き走査光学システムの補正
器の変形例を表した図である。

【図１０】本発明の補正機能付き走査光学システムの変
形例を表した図である。

【図１１】本発明の補正機能付き走査光学システムの変
形例を表した図である。

【図１２】本発明の補正機能付き走査光学システムの変
形例を表した図である。

【符号の説明】

２ホログラムディスク２Ａ〜２Ｄファセット４補正器４１ピエゾ素子５２次元ＰＳＤ６制御部７メモリ９エンコーダ１０ポリゴンミラー１００補正機能付き走査光学システム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射するレーザビームを偏向して、所定
の基準ライン上に沿って描画面上を主走査方向に走査さ
せるための偏向面を複数備えた偏向手段と、前記レーザビームの光路上に設けられ、前記描画面上の
副走査方向における走査位置を変更する走査位置変更手
段と、前記描画面上に配置され、前記所定の基準ラインに対す
る前記偏向手段の各偏向面により偏向されたレーザビー
ムの実際の走査位置の副走査方向におけるずれ量を検出
する、ずれ量検出手段と、前記副走査方向におけるずれ量に基づいて、実際の走査
位置を前記基準ライン上まで移動させるための補正量を
前記偏向面毎に決定する補正量決定手段と、前記補正量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている前記補正量に基づいて、
前記走査位置変更手段を駆動して、実際の走査位置を補
正しながら、前記描画面上に描画を行う描画制御手段を
有することを特徴とする補正機能付き走査光学システ
ム。
【請求項２】前記走査位置変更手段は、前記偏向手段
の各偏向面により偏向されたレーザビームの光路上に設
けられた反射鏡と、駆動手段とを有し、前記駆動手段により前記反射鏡の位置を変化させること
で、前記反射鏡に入射する前記レーザビームの、描画面
上における実際の走査位置を変更することを特徴とする
請求項１に記載の補正機能付き走査光学システム。
【請求項３】前記駆動手段は、ピエゾ素子であり、前
記補正量は、前記ピエゾ素子に印加する電圧の値を示す
ことを特徴とする請求項２に記載の補正機能付き走査光
学システム。
【請求項４】前記ずれ量検出手段は、描画面上の所望
の描画領域に配置された２次元ＰＳＤと、前記偏向手段の回転に対応して第１の間隔で定期的にパ
ルスを出力するエンコーダと、を有し、各偏向面により偏向されたレーザビームの１回の走査に
おいて、前記エンコーダから前記パルスが出力される毎
に、前記２次元ＰＳＤによって受光された実際の描画位
置を検知し、前記副走査方向におけるずれ量を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記
載の補正機能付き走査光学システム。
【請求項５】前記補正量決定手段は、一定であり、か
つずれ量を検出する際の前記第１の間隔よりも短い第２
の間隔で前記補正量を決定し、前記描画制御手段は、前記第２の間隔で実際の走査位置
を補正することを特徴とする請求項４に記載の補正機能
付き走査光学システム。
【請求項６】前記ずれ量検出手段は、所定の基準ライ
ン上に設けられた、少なくとも２以上の受光素子から構
成される受光素子群を１または複数有し、各偏向面により偏向されたレーザビームの１回の走査に
おいて、前記受光素子群の各受光素子が受光した光量か
ら、前記副走査方向におけるずれ量を検出することを特
徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の補正
機能付き走査光学システム。
【請求項７】前記ずれ量検出手段は、所定の基準ライ
ン上に設けられた、１次元ＰＳＤを１または複数有し、各偏向面により偏向されたレーザビームの１回の走査に
おいて、前記１次元ＰＳＤの受光位置を検知し、前記副
走査方向におけるずれ量を検出することを特徴とする請
求項１から請求項３のいずれかに記載の補正機能付き走
査光学システム。
【請求項８】前記偏向手段は、回折格子から構成され
るファセットを前記偏向面とするホログラムディスクで
あることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか
に記載の補正機能付き走査光学システム。
【請求項９】前記偏向手段は、ポリゴンミラーである
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記
載の補正機能付き走査光学システム。
【請求項１０】複数の偏向面を有する偏向手段を用い
て、描画面上でレーザビームを走査させるレーザビーム
走査装置において、（１）各偏向面により偏向されたレーザビームで描画面
を走査し、（２）前記レーザビームの走査ラインが有する、前記所
定の基準ラインから副走査方向へのずれ量を検出し、（３）前記ずれ量に基づいて、前記レーザビームが所定
の基準ライン上を走査するために必要な補正量を求め、（４）前記補正量を各偏向面に関する補正データとして
記憶手段に記憶させ、（５）描画時には、前記記憶手段から前記補正データを
読み出して、レーザビームを偏向する各偏向面に対応し
て走査位置の補正を行う、レーザビーム走査装置におけ
る走査位置補正方法。
【請求項１１】前記（２）において、さらに前記走査
ラインが有する、所定の基準ラインに対する傾きによる
ずれ量も検出することを特徴とする、請求項１０に記載
のレーザビーム走査装置における走査位置補正方法。
【請求項１２】前記（２）において、さらに前記走査
ラインが有する、副走査方向への湾曲によるずれ量も検
出することを特徴とする、請求項１１に記載のレーザビ
ーム走査装置における走査位置補正方法。