JP2002277780A - セグメント化されたミラーを用いる複数ビーム式ラスタ出力スキャニングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のビームを個々の揺れ補正ミラー及び光
受容体に対して分離するラスタ出力式スキャニングシス
テムを提供する。 【解決手段】 セグメント化されたミラー１００は、ラ
スタ出力スキャナ２００のエフシータスキャンレンズ２
３８の後の隣接する複数のビームを分離する。光ビーム
が回転ポリゴンミラーの切子面上にサジタル方向に集束
するので、エフシータスキャンレンズの後のビーム寸法
はまだ十分に小さいため、セグメント化されたミラーは
２つのビームを反射し、同時に他の２つのビームを透過
することができる。これにより、複数ビーム式ＲＯＳの
高さが１／２に減少される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数ビーム式ラスタ
光学スキャニング（ＲＯＳ）システムに関し、また特
に、複数のビームが単一の共通なラスタ光学スキャニン
グシステムによってスキャンされた後に、複数のビーム
を複数の光受容体に分離するセグメント化されたミラー
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ラスタ出力スキャナ（すなわち、ＲＯ
Ｓ）は、従来、その中心軸の周りで回転する多面ポリゴ
ンミラーを有している。一方、輝度変調されたビーム
は、所定の角度でこの回転ポリゴンの方向に向けられ
る。光ビームは切子面によって反射され、その後、感光
性記録媒体上の「スポット」に集束される。ポリゴンの
回転により、このスポットがスキャン方向に感光性媒体
を横切って直線的にスキャンする。その間に、感光性媒
体がスキャン方向に直角な方向に、スキャン速度よりも
比較的ゆっくりと前進する。このように、ビームが感光
性媒体をラスタスキャニング様式でスキャンする。ＲＯ
Ｓが感光性媒体上に形成したイメージは、次に、イメー
ジに静電気的に引き付けられたトナーを転写及び定着す
ることによって、通常普通紙の記録媒体上に永久イメー
ジを作るために使用される。

【０００３】単一のＲＯＳを使用して、単一のカラー特
に黒をプリントすることができる。フルカラーのプリン
タは、一般に、各シアン、マゼンタ及び黄色の三原色に
対するイメージ及び付加的な黒に対するイメージの４つ
のイメージを必要とする。複数のカラーは、各システム
カラー用スキャナの４ラスタ式光学スキャナのシーケン
スを用いて、システムを通るワンパスで記録媒体上に転
写することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】同じ光学システムを共
有する複数ビームについての現行の問題は、オーバラッ
プするビームによるビームの干渉である。ビーム間の物
理的な間隔が増加すると、共有する光学レンズ及びミラ
ーがより広くまたより大きくなり、より高価になる。ビ
ーム間の間隔が狭いと、複数のビームを複数の光受容体
に分離することが困難になる。

【０００５】ラスタスキャナは、一般に、特定の設計を
受け入れるために、多数のレンズ及びミラーを備えてい
る。これらの光学素子の形状及び／又は取付けにおいて
偏差が発生することは避けられないため、光受容体上の
スキャンラインの品質にいくつかの不具合が必然的にも
たらされる。また、ラスタスキャナの各種の光学素子に
よりエラーが累積して、種々のエラーが光ビームに取り
込まれることがある。そのような不具合の１つは反りで
ある。

【０００６】光ビームが記録媒体上のスキャンラインの
スキャン方向における理想的な水平の直線からクロスス
キャン方向にオフセットする場合の反りは、スキャンラ
インの望ましくない特性である。スキャンラインの反り
は、ビームが光学システムを通って進行するとき、ＲＯ
Ｓの光学システムの倍率がクロススキャン方向にわたっ
て変化するために発生する。

【０００７】ＲＯＳにおける偏差のタイプに基づいて、
反りが付いたスキャンラインの２つの端部のポイント
は、反りが付いたスキャンラインの中間点に関して、真
っ直ぐで反りのないラインから離れて、反対方向に湾曲
する。スキャンラインの端部ポイントが下側に位置する
反りをフローン（ｆｒｏｗｎ）と呼び、スキャンライン
の端部ポイントが上側にある反りをスマイル（ｓｍｉｌ
ｅ）と呼ぶ。

【０００８】複数のラスタスキャナからのスキャンライ
ンは光受容体上に位置付けられ、次に、記録媒体上の単
一のオーバラップしたラインに記録される。複数ビーム
式スキャナについての別の望ましくない特性は、差動の
反りと呼ばれる。差動の反りは、複数の光ビームがお互
いに対してまた真っ直ぐな反りのないスキャンラインに
対して表面上軸からずれるような複数ビーム式ラスタス
キャナで発生する。

【０００９】例えば、１つのＲＯＳからの１つの光ビー
ムの反りが付いたスキャンラインがスマイルであり、一
方別のＲＯＳからの他のビームの反りが付いたスキャン
ラインがフローンである場合、２つのビーム間の隔離距
離はスキャンに沿って変化する。この現象が差動の反り
と呼ばれる。差動の反りには、反りの形は同じであるが
各スキャンライン上での反りの量が異なっている２つの
スキャンラインのように異なった形状がある。全てのス
キャンラインを真っ直ぐで平行にし、スキャンラインに
わたるビームの隔離距離を均一にして、これにより差動
の反りを除くことが望ましい。

【００１０】本来なら、複数のビームが同じ光学システ
ムを共有する場合、複数ビーム式スキャニングシステム
内の差動の反りは減少される。しかしながら、単一の共
通光学システムを用いる複数ビーム式スキャニングシス
テム内の差動の反りは、各ビームがそれぞれの光受容体
に対して異なった一様でない数の反射体を有する場合は
増加する。共有光学素子が同じ場合、各ビームのそのス
キャンライン内の反りの量は同じになる。反射体の数が
同じでない場合、１つのビームの反りが付いたスキャン
ラインが、差動の反りを作っている他のビームの反りが
付いたスキャンラインに対して反転される。

【００１１】本発明の目的は、差動反りが減少した、単
一の共通光学システムを有する複数ビーム式ラスタ光学
スキャニング（ＲＯＳ）システムを提供することであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ラスタ
出力式スキャニングシステムの複数のビームが、エフシ
ータスキャンレンズへの共通の光学素子を共有する。セ
グメント化されたミラーが、複数のビームを個々の揺れ
補正ミラー及び光受容体に対して分離する。

【００１３】

【発明の実施の形態】ここで図１を参照すると、本発明
の、複数のレーザビームを分離するセグメント化された
ミラー１００が示されている。

【００１４】図１及び図２のセグメント化されたミラー
のビームスペーサ１００は、剛性フレーム１１０上に第
１の反射面１０２、第１の透過面１０４、第２の反射面
１０６、及び第２の透過面１０８を有している。このセ
グメント化されたミラーのビームスペーサ１００は、反
射面１０２，１０６及び透過面１０４，１０８が交互に
配置された縦形設計で構成されている。

【００１５】反射面１０２及び１０６は、レーザ光源が
放射する波長の光を反射する。一般に、これらの反射面
はアルミニウム又は他の何らかの金属面である。この実
施例では、アルミニウムの反射面１０２及び１０６が、
プラスチックのフレーム１１０の前面１１２上に蒸着さ
れる。

【００１６】透過面１０４及び１０８は、レーザ光源が
放射する波長の光を透過する。一般に、透過面は透明ガ
ラス又は物理的なホールである。この実施例では、ガラ
スプレートの透過面１０４及び１０８が、背面１１４か
ら前面１１２にプラスチックのフレーム１１０を通って
伸びている。

【００１７】ここで図２及び図３を参照すると、本発明
の複数のレーザビームを分離するセグメント化されたミ
ラー１００を有する、複数ビーム式ラスタ光学スキャニ
ングシステム２００が示されている。図２は、複数ビー
ム式ラスタ光学スキャニングシステム２００の単一で共
通なポリゴン前段の光学システム及び単一の回転ポリゴ
ンミラーが示されている。図３は、セグメント化された
ミラー１００を用いる、複数ビーム式ラスタ光学スキャ
ニングシステム２００の単一の回転ポリゴンミラー及び
部分的に共通のポリゴン後段の光学システムを示してい
る。

【００１８】具体的には図２では、ラスタ出力式スキャ
ニングシステム２００は、第１の光源２０２、第２の光
源２０４、第３の光源２０６及び第４の光源２０８を備
えている。

【００１９】レーザダイオードなどの第１の光源２０２
は、変調されたコヒーレントな光ビーム２１２を放射す
る。この第１の光ビーム２１２は、第１のイメージ出力
コントロール回路２１４から第１の光源２０２に送られ
た第１のビデオ信号の中に含まれる情報に基づいて変調
される。

【００２０】レーザダイオードなどの第２の光源２０４
は、変調されたコヒーレントな光ビーム２１６を放射す
る。この第２の光ビーム２１６は、第２のイメージ出力
コントロール回路２１８から第２の光源２０４に送られ
た第２のビデオ信号の中に含まれる情報に基づいて変調
される。

【００２１】レーザダイオードなどの第３の光源２０６
は、変調されたコヒーレントな光ビーム２２０を放射す
る。この第３の光ビーム２２０は、第３のイメージ出力
コントロール回路２２２から第３の光源２０６に送られ
たビデオ信号の中に含まれる情報に基づいて変調され
る。

【００２２】レーザダイオードなどの第４の光源２０８
は、変調されたコヒーレントな光ビーム２２４を放射す
る。この第４の光ビーム２２４は、第４のイメージ出力
コントロール回路２２６から第４の光源２０８に送られ
たビデオ信号の中に含まれる情報に基づいて変調され
る。

【００２３】４つの光源２０２，２０４，２０６及び２
０８は、同じコントロール回路を共有するか又はそれぞ
れが別のコントロール回路を持つことができる。４つの
光ビーム２１２，２１６，２２０及び２２４は、独立し
て変調することができる。

【００２４】４つの変調された光ビーム２１２，２１
６，２２０及び２２４は、４つのビームがＲＯＳ２００
の同じ光学素子を通過するように、互いに平行にまた狭
い間隔で放射される。

【００２５】第１の変調された光ビーム２１２、第２の
変調された光ビーム２１６、第３の変調された光ビーム
２２０及び第４の変調された光ビーム２２４は、単一の
共通なコリメーティングレンズ２２８によってコリメー
トされる。

【００２６】第１の変調されコリメートされた光ビーム
２１２、第２の変調されコリメートされた光ビーム２１
６、第３の変調されコリメートされた光ビーム２２０及
び第４の変調されコリメートされた光ビーム２２４は、
次に、単一の共通なシリンドリカルレンズ２３０によっ
て回転ポリゴンミラー２３２の切子面上に集束される。

【００２７】このシリンドリカルレンズ２３０は、サジ
タル面すなわちクロススキャン面内でコリメートされた
光ビーム２１２，２１６，２２０及び２２４を、ビーム
のスキャン部分の平行性を維持しながら、回転多面ポリ
ゴンミラー２３２の切子面２３４上に集束させる。それ
ぞれの光ビーム２１２，２１６，２２０及び２２４は、
このように、切子面２３４上に分離したラインを形成す
る。

【００２８】４つのビーム２１２，２１６，２２０及び
２２４の間隔が狭いため、単一のコリメーティングレン
ズ２２８及び単一の集束レンズ２３０の共通の光学素子
を共有することができる。

【００２９】図２及び図３でよく分かるように、本発明
のポリゴンミラー２３２は、当業者に周知の従来のモー
タ（図示せず）によって回転軸２３６の周りを回転す
る。

【００３０】図３を参照する。第１の光ビーム２１２、
第２の光ビーム２１６、第３の光ビーム２２０及び第４
の光ビーム２２４は、回転ポリゴンミラー２３２の切子
面２３４から反射される。

【００３１】切子面２３４から反射された光ビームはス
キャン面内ではまだコリメートされており、ここではク
ロススキャン面内では発散される。

【００３２】第１の光ビーム２１２、第２の光ビーム２
１６、第３の光ビーム２２０及び第４の光ビーム２２４
は、次に、２素子エフシータスキャンレンズ２３８を通
過する。このエフシータスキャンレンズ２３８は、負の
平球形面レンズ２４０及び正の平球形面レンズ２４２か
ら構成する。このエフシータスキャンレンズ２３８の構
成により、ビーム２１２，２１６，２２０及び２２４が
スキャン面内で収束される。

【００３３】ビームの隔離距離が十分に小さいので、４
つの光ビームは同じ単一のエフシータスキャンレンズ２
３８を通過することができる。

【００３４】セグメント化されたミラー１００は、ビー
ム２１２，２１６，２２０及び２２４の光軸２４４に対
して前面１１２が４５度の角度で配置されている。

【００３５】第１の光ビーム２１２は、エフシータスキ
ャンレンズ２３８の後、セグメント化されたミラー１０
０の前面１１２上の第１の反射面１０２に入射し、光軸
２４４に対して直角に反射される。

【００３６】第１の光ビーム２１２はセグメント化され
たミラーから反射されて、第１の折返しミラー２４６か
ら第２の折返しミラー２４８に反射される。第１のビー
ム２１２は、第２の折返しミラー２４８から第１の揺れ
補正ミラー２５０に反射される。この揺れ補正ミラーに
は、回転ポリゴンミラー２３２の揺れ及びその反射され
たスキャニングビームに対する影響を補正する機能があ
る。第１の揺れ補正ミラー２５０は、また、第１の反射
及び変調されたビーム２１２を第１の光受容体２５４上
のスキャンライン２５２に集束させる。

【００３７】第２の光ビーム２１６は、エフシータスキ
ャンレンズ２３８の後、セグメント化されたミラー１０
０の背面１１４上の第１の透過面１０４に入射する。第
２の光ビーム２１６は、透過面１０４を通って前面１１
２に透過され、光軸２４４に平行に進行する。

【００３８】第２の光ビーム２１６はセグメント化され
たミラーにより透過されて、第３の折返しミラー２５６
から第２の揺れ補正ミラー２５８に反射される。第２の
揺れ補正ミラー２５８は、また、第２の反射及び変調さ
れたビーム２１６を第２の光受容体２６２上のスキャン
ライン２６０に集束させる。

【００３９】第３の光ビーム２２０は、エフシータスキ
ャンレンズ２３８の後、セグメント化されたミラー１０
０の前面１１２上の第２の反射面１０６に入射し、光軸
２４４に対して直角に反射される。

【００４０】第３の光ビーム２２０はセグメント化され
たミラーから反射されて、第１の折返しミラー２４６か
ら第４の折返しミラー２６４に反射される。第３のビー
ム２２０は、第４の折返しミラー２６４から第３の揺れ
補正ミラー２６６に反射される。この第３の揺れ補正ミ
ラー２６６は、また、第３の反射及び変調されたビーム
２２０を第３の光受容体２７０上のスキャンライン２６
８に集束させる。

【００４１】第４の光ビーム２２４は、エフシータスキ
ャンレンズ２３８の後、セグメント化されたミラー１０
０の背面１１４上の第２の透過面１０８に入射する。第
４の光ビーム２２４は、透過面１０８を通って前面１１
２に透過され、光軸２４４に平行に進行する。

【００４２】第４の光ビーム２２４はセグメント化され
たミラーにより透過されて、第４の折返しミラー２７２
から第４の揺れ補正ミラー２７４に反射される。第４の
揺れ補正ミラー２７４は、また、第４の反射及び変調さ
れたビーム２２４を第４の光受容体２７８上のスキャン
ライン２７６に集束させる。

【００４３】これらの揺れ補正ミラー２５０，２５８，
２６６及び２７４は、クロススキャン面では凸面の円柱
状をしており、スキャン面では平坦である。このため、
それぞれの揺れ補正ミラーは、光ビームの前に発散した
クロススキャン部分を収束させるが、エフシータレンズ
により集束された光ビームの収束しているクロススキャ
ン部分が影響されずに通過することを可能にする。反射
されたビームは、光受容体などの感光性媒体上のスキャ
ンラインに集束する。

【００４４】セグメント化されたミラー１００は、ラス
タ出力スキャナ２００のエフシータスキャンレンズ２３
８の後の、隣接する複数のビームを分離する。光ビーム
が回転ポリゴンミラーの切子面上にサジタル方向に集束
するので、エフシータスキャンレンズの後のビーム寸法
はまだ十分に小さいため、セグメント化されたミラーは
２つのビームを反射し、同時に他の２つのビームを透過
することができる。これにより、複数ビーム式ＲＯＳの
高さが１／２に減少される。

【００４５】セグメント化されたミラーは、それぞれの
４つのビームを反射又は透過により別々の揺れ補正ミラ
ー及び別々の光受容体に向けられる。

【００４６】各ビームの光学経路内のミラーの全数は、
偶奇性を保存し差動の反りを防ぐために偶数だけ異なっ
ている。セグメント化されたミラーにより反射された２
つのビームは、エフシータスキャンレンズから光受容体
までに４つの反射体を有している。セグメント化された
ミラーにより透過された２つのビームは、エフシータス
キャンレンズから光受容体までに２つの反射体を有して
いる。４つのビームが狭い間隔で整列され、またエフシ
ータスキャンレンズが接線方向のパワーしか持っていな
いので、反り及びスキャンの非直線性についてのエラー
は４つの全てのビームに対して同じである。

【００４７】この複数ビーム式ＲＯＳのコストは、光学
素子を４つ全てのビームにより共有することができるの
で、それぞれのビームについて指定の光学素子を必要と
する場合よりも減少される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のセグメント化されたミラーを説明す
る図である。

【図２】 本発明の複数ビーム式ラスタ光学スキャニン
グシステムの、単一で共通のポリゴン前段の光学システ
ム及び回転ポリゴンミラーを示す図である。

【図３】 本発明の図１のセグメント化されたミラーを
用いる、図２の複数ビーム式ラスタ光学スキャニングシ
ステムの回転ポリゴンミラー及び部分的に共通のポリゴ
ン後段の光学システムを示す図である。

【符号の説明】

１００ セグメント化されたミラー、１０２ 反射面、
１０４ 第１の透過面、１０６ 第２の反射面、１０８
第２の透過面、１１０ フレーム、１１２前面、１１
４ 背面、２００ ラスタ光学スキャニング、２０２
第１の光源、２０４ 第２の光源、２０６ 第３の光
源、２０８ 第４の光源、２１２，２１６，２２０，２
２４ 光ビーム、２１４，２１８，２２２，２２６ 出
力コントロール回路、２２８ コリメーティングレン
ズ、２３０ シリンドリカルレンズ、２３２ ポリゴン
ミラー、２３４ 切子面、２３６ 回転軸、２３８ エ
フシータスキャンレンズ、２４０ 負の平球形面レン
ズ、２４２ 正の平球形面レンズ、２４４ 光軸、２４
６，２４８，２５６，２６４，２７２ 折返しミラー、
２５０，２５８，２６６，２７４ 揺れ補正ミラー、２
５４，２６２，２７０，２７８ 光受容体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 BA50 BA51 BA52 BA71 BA83 BA84 BA86 BA87 BA90 BB46 CA18 CA22 CA39 DA06 DA09 2H042 DA02 DA11 DA22 DC02 DE00 2H045 AA01 BA02 BA22 BA34 CA03 CA63 CB65 DA02 5C072 AA03 BA02 DA02 DA04 DA21 HA06 HA09 HB08 QA14 XA05

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数ビーム式ラスタ出力スキャニングシ
   ステムであって、 入力ビデオデータ信号に基づいて変調される第１の光ビ
   ームを放射する第１の光源と、入力ビデオデータ信号に
   基づいて変調される第２の光ビームを放射する第２の光
   源と、入力ビデオデータ信号に基づいて変調される第３
   の光ビームを放射する第３の光源と、入力ビデオデータ
   信号に基づいて変調される第４の光ビームを放射する第
   ４の光源と、 第１の光受容体と、第２の光受容体と、第３の光受容体
   と、第４の光受容体と、 複数の切子面を有する回転ポリゴンミラーと、 前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、前記第３の
   光ビーム、及び前記第４の光ビームをコリメートするコ
   リメーティングレンズと、前記第１の光ビーム、前記第
   ２の光ビーム、前記第３の光ビーム、及び前記第４の光
   ビームを前記コリメーティングレンズから前記回転ポリ
   ゴンミラーの前記切子面上に集束させるシリンドリカル
   レンズと、 前記第１の光ビームを前記回転ポリゴンミラーの前記切
   子面から前記第１の光受容体上に集束させ、前記第２の
   光ビームを前記回転ポリゴンミラーの前記切子面から前
   記第２の光受容体上に集束させ、前記第３の光ビームを
   前記回転ポリゴンミラーの前記切子面から前記第３の光
   受容体上に集束させ、かつ前記第４の光ビームを前記回
   転ポリゴンミラーの前記切子面から前記第４の光受容体
   上に集束させるエフシータスキャンレンズと、 前記第１の光ビームを前記エフシータスキャンレンズか
   ら第１の揺れ補正ミラーに反射させて、前記第１の光ビ
   ームを前記第１の光受容体に集束させる第１の反射面
   と、前記第２の光ビームを前記エフシータスキャンレン
   ズから第２の揺れ補正ミラーに反射させて、前記第２の
   光ビームを前記第２の光受容体に集束させる第１の透過
   面と、前記第３の光ビームを前記エフシータスキャンレ
   ンズから第３の揺れ補正ミラーに反射させて、前記第３
   の光ビームを前記第３の光受容体に集束させる第２の反
   射面と、前記第４の光ビームを前記エフシータスキャン
   レンズから第４の揺れ補正ミラーに反射させて、前記第
   ４の光ビームを前記第４の光受容体に集束させる第２の
   透過面と、を有するセグメント化されたミラーであっ
   て、前記反射面及び前記透過面が前記セグメント化され
   たミラー上に交互に存在するセグメント化されたミラー
   と、を備えることを特徴とする複数ビーム式ラスタ出力
   スキャニングシステム。