JP2003149582A - Method and device for light beam scanning - Google Patents

Method and device for light beam scanning

Info

Publication number
JP2003149582A
JP2003149582A JP2002242203A JP2002242203A JP2003149582A JP 2003149582 A JP2003149582 A JP 2003149582A JP 2002242203 A JP2002242203 A JP 2002242203A JP 2002242203 A JP2002242203 A JP 2002242203A JP 2003149582 A JP2003149582 A JP 2003149582A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light beam
wavefront
control element
scanning
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002242203A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003149582A5 (en
Inventor
Katsuto Sumi
克人 角
Fumiaki Miyamaru
文章 宮丸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2002242203A priority Critical patent/JP2003149582A/en
Publication of JP2003149582A publication Critical patent/JP2003149582A/en
Publication of JP2003149582A5 publication Critical patent/JP2003149582A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for light beam scanning, which make it possible to obtain an image of high quality with an inexpensive device by correcting deterioration in converged light spot shape due to a focus position shift of a light beam or an aberration of an optical system caused by various factors, or a spot position shift of the light beam by simple constitution. SOLUTION: The cylindrical internal surface of external surface of a sheet type scanned body is scanned with the light beam which is emitted by a light source and passed through the optical system, the wavefront of the light beam is controlled by a wavefront control element to correct at least one of the spot position shift of the light beam, the focus position shift of the light beam, and the aberration of the optical system.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ビーム走査方法
および装置に関する。詳しくは、本発明は、種々の要因
により発生する光ビームのスポット位置ずれによる集光
スポット位置の誤差や、光ビームの焦点位置ずれ(デフ
ォーカス)および光学系の収差による集光スポット形状
の劣化(ボケ)等を補正し、高精度な光走査を実現す
る、すなわち、高品質な画像記録あるいは高精度な画像
読取を行う光走査技術を用いる光ビーム走査方法および
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light beam scanning method and device. More specifically, the present invention is directed to an error in the focal spot position due to the displacement of the spot position of the light beam, which is caused by various factors, and a focal spot displacement (defocus) of the light beam and deterioration of the focal spot shape due to the aberration of the optical system. The present invention relates to a light beam scanning method and apparatus using an optical scanning technique that corrects (blurring) and the like and realizes high-precision optical scanning, that is, high-quality image recording or high-precision image reading.

【0002】特に、本発明は、円筒内面走査型光ビーム
走査において、種々の要因により発生する光ビームのス
ポット位置ずれ、光ビームの焦点位置ずれおよび光学系
の収差の少なくとも一つを補正し、高品質な画像記録あ
るいは高精度な画像読取を行う光走査技術を用いる円筒
内面走査型光ビーム走査方法および装置に関する。
In particular, the present invention corrects at least one of a spot position shift of a light beam, a focus position shift of the light beam, and an aberration of an optical system, which are caused by various factors, in a cylindrical inner surface scanning type light beam scanning, BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical inner surface scanning type light beam scanning method and device using an optical scanning technique for performing high-quality image recording or high-accuracy image reading.

【0003】また、本発明は、様々な要因で発生する光
ビームのスポット位置ずれ、光ビームの焦点位置ずれお
よび光学系の収差の少なくとも一つを補正し、高精度な
光走査を実現する、CTP(Computer to Plate)、イメ
ージセッター、DDCP(Direct Digital Color Proof
er) 等のあらゆる光記録ヘッドに好適に適用可能な、光
ビームスポットの補正光走査技術を用いる円筒外面走査
型光ビーム走査方法および装置に関する。
Further, according to the present invention, at least one of a light beam spot position shift, a light beam focus position shift, and an aberration of an optical system, which are caused by various factors, is corrected to realize highly accurate optical scanning. CTP (Computer to Plate), Imagesetter, DDCP (Direct Digital Color Proof)
er) and the like, which are preferably applicable to all optical recording heads, and a method and apparatus for scanning a cylindrical outer surface of a light beam using a light beam spot correction light scanning technique.

【0004】[0004]

【従来の技術】レーザ等の光ビームを走査光学系によっ
て記録媒体上に導き、走査させて記録媒体を露光するこ
とにより画像を記録するレーザプリンタや光ビームを用
いて画像の読み取りを行う光ビーム読取装置等の光ビー
ム走査装置が開発されている。この光ビーム走査装置に
は、平面状の記録媒体に対してレーザビームを走査する
フラットベッド型、回転するドラムの外周面に装着され
た記録媒体に対してレーザビームを走査する円筒外面走
査型(外面円筒型(アウタードラム型))およびドラム
の内周面に装着された記録媒体に対してレーザビームを
走査する円筒内面走査型(内面円筒型(インナードラム
型))等の種類がある。
2. Description of the Related Art A laser printer that guides a light beam of a laser or the like onto a recording medium by a scanning optical system and scans the recording medium to expose an image, or a laser beam that reads an image using the light beam. A light beam scanning device such as a reading device has been developed. This light beam scanning device includes a flat bed type that scans a flat recording medium with a laser beam and a cylindrical outer surface scanning type that scans a recording medium mounted on the outer peripheral surface of a rotating drum with a laser beam ( There are types such as an outer surface cylindrical type (outer drum type) and a cylindrical inner surface scanning type (inner surface cylindrical type (inner drum type)) that scans a recording medium mounted on the inner peripheral surface of the drum with a laser beam.

【0005】このうち、インナードラム型光ビーム走査
装置は、記録中における記録媒体の剥離がなく、高速走
査性、経済性等に優れている、また、記録光ビームの品
質が高いため、多く用いられている。図10に従来のイ
ンナードラム型光ビーム走査装置を示す。図10に示す
ように、インナードラム型光ビーム走査装置100は、
画像等の記録される記録媒体(記録シート)102を円
筒内周面に装着するドラム104と、レーザビームLを
発生する光源(レーザビーム発生器)106と、前記ド
ラム104の中心軸に対し同心状に配設され、前記レー
ザビームLを前記記録媒体102に対して走査するレー
ザビーム走査部108とから基本的に構成される。
Of these, the inner-drum type light beam scanning device is often used because the recording medium is not peeled off during recording, the high-speed scanning property is excellent, and the quality of the recording light beam is high. Has been. FIG. 10 shows a conventional inner drum type light beam scanning device. As shown in FIG. 10, the inner drum type light beam scanning device 100 is
A drum 104 for mounting a recording medium (recording sheet) 102 on which an image or the like is recorded on an inner peripheral surface of a cylinder, a light source (laser beam generator) 106 for generating a laser beam L, and a concentric center axis of the drum 104. And a laser beam scanning unit 108 that scans the recording medium 102 with the laser beam L.

【0006】レーザビーム走査部108は、レーザビー
ムLと同一光軸上に設定される集光レンズ110と、レ
ーザビームLの入射方向に対して略45°の傾斜角に設
定された反射面を有する光偏向器(スピナー)112お
よび該スピナー112をレーザビームLの光軸を中心と
して回転駆動するモータ114とを有している。そし
て、レーザビーム発生器106より出力されたレーザビ
ームLは、集光レンズ110で集光された後、モータ1
14によって高速回転するスピナー112の反射面によ
って反射され、記録媒体102に導かれる。このとき、
回転するスピナー112によってレーザビームLが、記
録媒体102上を高速回転しながら走査(主走査)する
一方、レーザビーム走査部108が、図に矢印Xで示す
方向に、図示しない副走査移動トラバースにより副走査
移動されつつ、記録媒体102に画像等が記録される。
The laser beam scanning unit 108 includes a condenser lens 110 set on the same optical axis as the laser beam L and a reflecting surface set at an inclination angle of about 45 ° with respect to the incident direction of the laser beam L. It has an optical deflector (spinner) 112 and a motor 114 that drives the spinner 112 to rotate about the optical axis of the laser beam L. The laser beam L output from the laser beam generator 106 is condensed by the condenser lens 110, and then the motor 1
It is reflected by the reflecting surface of the spinner 112 which rotates at a high speed by 14 and is guided to the recording medium 102. At this time,
While the laser beam L scans (main scanning) the recording medium 102 while rotating at high speed by the rotating spinner 112, the laser beam scanning unit 108 moves in the direction indicated by arrow X in the drawing by a sub-scanning moving traverse (not shown). An image or the like is recorded on the recording medium 102 while being moved in the sub-scanning direction.

【0007】しかし、インナードラム型光ビーム走査装
置においては、偏向器であるスピナーが回転することに
より、遠心力でその反射面が歪み、記録媒体を走査する
レーザビームの波面が歪み、記録画像の品質が悪化する
という問題がある。これに対し、USP5907153
号に、このスピナーの回転により発生する反射面の歪み
によって生ずるレーザビームの歪み(distortions in t
he reflected beam)を、透過型または反射型の「光路長
補正素子」(compensating device)を用いて補正する技
術が開示されている。
However, in the inner drum type light beam scanning device, when the spinner, which is a deflector, is rotated, its reflecting surface is distorted by centrifugal force, and the wavefront of the laser beam scanning the recording medium is distorted, so that the recorded image is recorded. There is a problem that the quality deteriorates. On the other hand, USP 5907153
Distortion of the laser beam caused by the distortion of the reflecting surface caused by the rotation of the spinner.
There is disclosed a technique for correcting a he reflected beam by using a transmission type or a reflection type “optical path length compensating device”.

【0008】すなわち、図11に示すように、光ビーム
走査型画像記録装置において、モジュレータ202に接
続されたレーザダイオード201から発生され、光レベ
ルコントローラ203を通過したレーザビームを、補正
素子(コンペンセイティングデバイス)204によって
反射し、ビームエキスパンダ205、解像度セレクタ2
06、フォーカスレンズ207等を通した後、回転する
スピナー211の反射面210で反射して、円筒209
の内面に装着された記録媒体208を走査し、画像等を
記録する。このとき、スピナー211の回転に起因する
収差または歪み(aberrations or distortions) をこの
補正素子204によって補正しようというものである。
That is, as shown in FIG. 11, in a light beam scanning type image recording apparatus, a laser beam generated from a laser diode 201 connected to a modulator 202 and passing through an optical level controller 203 is corrected by a correction element (compensation). Beam expander 205, resolution selector 2
06, the focus lens 207, etc., and then is reflected by the reflecting surface 210 of the rotating spinner 211 to form a cylinder 209.
The recording medium 208 mounted on the inner surface of the scanner is scanned to record an image or the like. At this time, the correction element 204 corrects aberrations or distortions caused by the rotation of the spinner 211.

【0009】補正素子204は、図12に示すように、
平面状のミラー213の下に電極215およびピエゾ素
子214を有し、さらに、その下に、図13に示すよう
に212の部分に分割されて円周状に配置された電極2
16A〜216Lを有している。電極215および21
6A〜216Lは、図11に示すように、メモリ21
9、マイクロプロセッサ218および電圧源620によ
って制御される。そして、スピナー211の回転に同期
させて電極216A〜216Lを制御することによって
ピエゾ素子214を変形させて、ミラー213を変形し
てスピナー211に起因するレーザビームの歪みを補正
するものである。
The correction element 204, as shown in FIG.
An electrode 215 and a piezo element 214 are provided under a planar mirror 213, and further, an electrode 2 which is divided into 212 parts and is circumferentially arranged below the electrode 215 and the piezo element 214.
It has 16A-216L. Electrodes 215 and 21
6A to 216L, as shown in FIG.
9, controlled by microprocessor 218 and voltage source 620. Then, by controlling the electrodes 216A to 216L in synchronization with the rotation of the spinner 211, the piezoelectric element 214 is deformed, the mirror 213 is deformed, and the distortion of the laser beam caused by the spinner 211 is corrected.

【0010】一方、前述したように、光ビーム走査装置
の一つとして、円筒外面走査型光ビーム走査装置があ
る。これは、前述したように、アウタードラム型ともい
われ、一定速度で回転するドラム(記録ドラム)の外周
面に巻き付けられた記録媒体上に記録ビームを結像させ
るとともに、ドラムの回転軸方向に走査光学系を副走査
移動させて、記録媒体を光ビームで走査するものであ
る。
On the other hand, as described above, as one of the light beam scanning devices, there is a cylindrical outer surface scanning type light beam scanning device. As described above, this is also called an outer drum type, which forms an image of a recording beam on a recording medium wound around the outer peripheral surface of a drum (recording drum) that rotates at a constant speed, and scans in the rotational axis direction of the drum. The optical system is moved in the sub-scanning direction to scan the recording medium with a light beam.

【0011】従来、アウタードラム型光ビーム走査装置
においては、以下のような様々な要因により、記録光ビ
ームのスポット位置ずれや光学系の収差によるボケや、
記録光ビームの焦点位置ずれが生じ、画質が劣化するこ
とが知られている。例えば、ドラムの製造時に生じる円
筒方向の偏心や歪み、あるいはドラム外周面に巻き付け
ているプレートやフィルム等の記録媒体の厚みバラツキ
等により、ドラムが1回転する間に記録面上で光ビーム
のスポット位置ずれや光ビームの焦点位置ずれが生じ
る。また、走査光学系を副走査させる副走査機構のレー
ルの歪みや撓み、露光定盤の撓み、もしくは副走査機構
の副走査ボールネジのリードピッチ誤差による副走査送
り速度誤差等によっても光ビームの記録面上でのスポッ
ト位置ずれが発生する。
Conventionally, in an outer-drum type light beam scanning device, due to various factors such as the following, blurring due to spot position deviation of a recording light beam and aberration of an optical system,
It is known that the focus position of the recording light beam shifts and the image quality deteriorates. For example, due to eccentricity or distortion in the cylindrical direction that occurs during the manufacture of the drum, or variation in the thickness of the recording medium such as the plate or film wound around the drum outer surface, the spot of the light beam on the recording surface during one rotation of the drum. A position shift or a light beam focus position shift occurs. The recording of the light beam is also caused by distortion or flexure of the rail of the sub-scanning mechanism for sub-scanning the scanning optical system, flexure of the exposure surface plate, or sub-scanning feed speed error due to lead pitch error of the sub-scanning ball screw of the sub-scanning mechanism. A spot position shift occurs on the surface.

【0012】さらに、マルチビームを用いてスパイラル
露光する際に生じる記録ビームの位置ずれによって図形
ずれが生じる。このように様々な要因により、記録ビー
ムのスポット位置ずれが発生し、図形精度等の画像品質
の劣化が生じており、従来はこれらに対して、ドラム等
の各部品の高精度な加工によって対応するだけで、特に
有効な対策はない。
Further, the positional deviation of the recording beam that occurs when the spiral exposure is performed by using the multi-beam causes a graphic deviation. As described above, due to various factors, the recording beam spot position shift occurs, and the image quality such as figure accuracy is deteriorated. In the past, these were dealt with by highly accurate processing of each component such as the drum. However, there is no particularly effective measure.

【0013】また、CTP等の場合には、アルミのプレ
ートをドラム外面に巻き付けているが、ドラム回転中
に、そのプレートが遠心力により外側に引っ張られ、プ
レートがドラム外面から浮いた状態となり、焦点位置ず
れが生ずる。あるいは、ドラム外面に巻き付けたプレー
トやフィルム等の記録媒体とドラム外面との間に微小な
ゴミが挟まった場合に、その箇所で記録媒体がドラム外
面から浮いて、同様に焦点位置ずれが生ずる。さらに、
走査光学系をドラムの回転方向に副走査移動させる副走
査機構(トラバース)のレールに歪みや撓みが存在する
ことにより、副走査するに伴って、焦点位置ずれが生ず
る。
In the case of CTP or the like, an aluminum plate is wound around the outer surface of the drum, but during rotation of the drum, the plate is pulled outward by centrifugal force, and the plate floats from the outer surface of the drum. A focus position shift occurs. Alternatively, when a minute dust is caught between the recording medium such as a plate or film wound around the drum outer surface and the drum outer surface, the recording medium floats from the drum outer surface at that location, and similarly the focal position shift occurs. further,
Since the rails of the sub-scanning mechanism (traverse) that moves the scanning optical system in the sub-scanning direction in the drum rotation direction are distorted or bent, a focal position shift occurs as the sub-scanning is performed.

【0014】従来は、このような焦点位置ずれを、光源
から射出される光を結像するレンズ系の位置を移動させ
ることによって補正している。例えば、図14に示すよ
うに、光源300から射出された光ビームを第1レンズ
群302および第2レンズ群304を介して、記録ドラ
ム306外面に巻き付けられた記録媒体308上に導
き、走査露光する露光装置において、第2レンズ群30
4を、図に破線で示すように移動することにより、上記
焦点位置ずれを補正することで、記録画像のピントを補
正していた。あるいは、図15に示すように、光源30
0、第1レンズ群302および第2レンズ群304を含
む光学系全体を移動させることにより焦点位置ずれを補
正している。
Conventionally, such a focal position shift is corrected by moving the position of a lens system which forms an image of light emitted from a light source. For example, as shown in FIG. 14, a light beam emitted from a light source 300 is guided through a first lens group 302 and a second lens group 304 onto a recording medium 308 wound around an outer surface of a recording drum 306, and scanning exposure is performed. In the exposure apparatus, the second lens group 30
By moving No. 4 as indicated by the broken line in the figure, the focus position shift is corrected to correct the focus of the recorded image. Alternatively, as shown in FIG.
The focus position shift is corrected by moving the entire optical system including 0, the first lens group 302, and the second lens group 304.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図10
〜図15に示すインナードラム型光ビーム走査装置にお
いて、記録画像の品質、あるいは画像読み取りの図形精
度を悪化させる原因としては、上記レーザビームの歪み
(distortion) の他に、スポット径が太ったり、スポッ
ト径が崩れたりする集光スポット形状の劣化や、画像を
記録するドットの位置が目標位置からずれてしまう光ビ
ームのスポット位置ずれ(すなわち、集光スポット位置
の誤差)がある。これらの集光スポット形状の劣化およ
び集光スポット位置の誤差が発生する要因としては、上
述したような回転するスピナーの歪みに起因するものだ
けではなく、スピナーに起因するもの以外に、例えば、
光ビームの焦点位置ずれ(デフォーカス)によるもの
や、光学系の収差等によるものがある。前記スピナーに
よるものが動的なものであるのに対して、光学系の収差
によるものは、レンズ単体あるいはレンズの組み合わせ
によって生じる静的なものである。また、その他にドラ
ムの真円度からの誤差(ドラム偏芯や円柱状誤差な
ど)、副走査移動するトラバースの直線性からのずれ、
トラバースの移動方向とドラム中心線との不一致(平行
シフトや交差)、あるいは記録媒体の厚さのバラツキ等
の要因がある。
However, as shown in FIG.
In the inner drum type light beam scanning device shown in FIG. 15, the cause of deteriorating the quality of the recorded image or the figure accuracy of the image reading is not only the distortion of the laser beam but also the thick spot diameter, There are deterioration of the shape of the condensed spot such as collapse of the spot diameter, and displacement of the spot position of the light beam (that is, an error of the condensed spot position) in which the position of the dot for recording the image is displaced from the target position. The factors that cause the deterioration of the focused spot shape and the error of the focused spot position are not only those caused by the distortion of the rotating spinner as described above, but also those caused by the spinner, for example,
There are ones due to the focal position shift (defocus) of the light beam, and ones due to the aberration of the optical system. The one caused by the spinner is dynamic, while the one caused by the aberration of the optical system is static caused by a single lens or a combination of lenses. In addition, errors from the circularity of the drum (drum eccentricity, columnar error, etc.), deviation from the linearity of the traverse that moves in the sub-scan,
There are factors such as inconsistency (parallel shift or intersection) between the traverse movement direction and the drum center line, or variation in the thickness of the recording medium.

【0016】ここで要するに、集光スポット形状の劣化
とは、光軸方向(z方向)のレーザビームの焦点位置ず
れ(デフォーカス)や光学系に起因する収差によるスポ
ット径の太りや、スポット形状のくずれであり、集光ス
ポット位置の誤差とは記録媒体上(x,y方向)のレー
ザビームの記録位置のずれである。従来、上記様々な要
因によって発生する集光スポット形状の劣化(以下、光
ビームの焦点位置ずれおよび光学系の収差で代表する)
および集光スポット位置の誤差(以下、光ビームのスポ
ット位置ずれで代表する)を回避し、高品質な記録画像
を得るためには、高精度な加工や高精度な調整に頼るし
かなく、結果的に装置のコストが高価になってしまうと
いう問題がある。
In short, the deterioration of the focused spot shape means that the spot diameter becomes thick or the spot shape becomes large due to the aberration of the focal position shift (defocus) of the laser beam in the optical axis direction (z direction) or the optical system. The error of the focused spot position is the deviation of the recording position of the laser beam on the recording medium (x and y directions). Conventionally, the deterioration of the focused spot shape caused by the above various factors (hereinafter, represented by the focus position shift of the light beam and the aberration of the optical system)
And, in order to avoid the error of the focused spot position (hereinafter, represented by the light beam spot position shift) and obtain a high-quality recorded image, it is necessary to rely on high-precision processing and high-precision adjustment. There is a problem that the cost of the device becomes expensive.

【0017】また、図14および図15に示すアウター
ドラム型光ビーム走査装置においては、ドラム等の高精
度な加工に頼って、光ビームのスポット位置ずれを補正
しようとすると、製品価格が高価なものとなってしまう
という問題がある。また、上述したように、レンズ群等
を移動させて光ビームの焦点位置ずれを補正する方法で
は、重量の重いレンズ群等を移動させるため、高速の応
答はあまり望めず、例えば上述したようなゴミ等の要因
に起因する焦点位置ずれの補正は、極めて困難であっ
た。また、レンズ群をメカニカルに移動させるため、そ
れによって生じる振動によって、記録精度に悪影響が発
生する虞がある。結局、従来は、光ビームのスポット位
置ずれあるいは焦点位置ずれをなくすには、ドラム等の
部材を高精度に加工し、さらにゴミ等の除去を行う装置
を付加しなければならない等、製品の価格の高騰を招い
てしまうという問題がある。
Further, in the outer drum type light beam scanning device shown in FIGS. 14 and 15, if the spot position deviation of the light beam is corrected by relying on highly accurate processing of the drum or the like, the product price will be high. There is a problem that it becomes a thing. Further, as described above, in the method of correcting the focal position shift of the light beam by moving the lens group or the like, the heavy lens group or the like is moved, so that high-speed response cannot be expected so much. It is extremely difficult to correct the focus position shift due to factors such as dust. Further, since the lens group is mechanically moved, the vibration generated thereby may adversely affect the recording accuracy. After all, in the past, in order to eliminate the spot position shift or the focus position shift of the light beam, it is necessary to process a member such as a drum with high precision and further add a device for removing dust and the like. There is a problem that it will lead to soaring.

【0018】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、上述したようにスピナーに起因するもの
以外の、種々の要因で発生する、特に、光ビームの焦点
位置ずれ(デフォーカス)あるいは光学系の収差による
集光スポット形状の劣化や、光ビームのスポット位置ず
れを、簡単な構成で補正し、高品質な画像を安価な装置
で得ることのできる光ビーム走査方法および装置を提供
することを第1の課題とし、このような光ビーム走査方
法および装置を適用する円筒内面走査型光ビーム走査方
法および装置を提供することを第2の課題とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and is caused by various factors other than those caused by the spinner as described above, in particular, the focal position shift (defocus) of the light beam. ) Or a light beam scanning method and device capable of obtaining a high-quality image with an inexpensive device by correcting the deterioration of the condensed spot shape due to the aberration of the optical system and the spot position shift of the light beam with a simple configuration. The first object is to provide the method, and the second object is to provide the method and the apparatus for scanning the inner surface of the cylinder, to which the method and the apparatus for scanning the light beam are applied.

【0019】また、本発明は、前記従来の問題に鑑みて
なされたものであり、上記第1の課題に加えて、上述し
たような、種々の要因により発生する光ビームの記録面
上でのスポット位置ずれや、光ビームの焦点位置ずれや
光学系の収差を、ドラム等の部材を高精度なものにする
ことなく、また従来のようなレンズ自体のメカニカルな
移動やドラム等の部材の高精度の加工をすることなく、
振動等の悪影響を抑えた、安価な装置で補正し、安定し
たシステムを実現した円筒外面走査型光ビーム走査方法
および装置を提供することを第3の課題とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and in addition to the first problem described above, the light beam generated on the recording surface due to various factors as described above is recorded. With respect to spot position shifts, light beam focus position shifts, and optical system aberrations, the mechanical movement of the lens itself and the height of members such as drums can be prevented without making the members such as drums highly accurate. Without precision processing
It is a third object to provide a cylindrical outer surface scanning type light beam scanning method and device which realizes a stable system by correcting an adverse effect such as vibration by an inexpensive device.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記の第1の課題を解決
するために、本発明の第1の態様は、光源から射出さ
れ、光学系を通過した光ビームによりシート状被走査体
を走査するに際し、波面制御素子により前記光ビームの
波面を制御して、前記光ビームのスポット位置ずれ、前
記光ビームの焦点位置ずれおよび前記光学系の収差の少
なくとも一つを補正することを特徴とする光ビーム走査
方法を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned first problem, the first aspect of the present invention is to scan a sheet-shaped object by a light beam emitted from a light source and passing through an optical system. In this case, the wavefront of the light beam is controlled by a wavefront control element to correct at least one of a spot position shift of the light beam, a focus position shift of the light beam, and an aberration of the optical system. A light beam scanning method is provided.

【0021】ここで、上記の第2の課題を解決するため
に、本発明の第2の態様は、上記第主態様において、前
記シート状被走査体は、円筒内周面に保持されており、
前記光源から射出され、前記光学系を通過し、回転光偏
向器により反射偏向された光ビームによって走査される
円筒内面走査型光ビーム走査方法を提供するものである
のが良い。
Here, in order to solve the above-mentioned second problem, a second aspect of the present invention is the above-mentioned main aspect, wherein the sheet-shaped object to be scanned is held on an inner peripheral surface of a cylinder. ,
It is preferable to provide a cylindrical inner surface scanning type light beam scanning method of scanning with a light beam emitted from the light source, passing through the optical system, and reflected and deflected by a rotary light deflector.

【0022】また、上記の第3の課題を解決するため
に、本発明の第3の態様は、上記第1の態様において、
前記シート状被走査体は、一定速度で回転するドラムの
外面に巻き付けられ、前記光源から射出され、前記光学
系を通過した光ビームによって走査される円筒外面走査
型光ビーム走査方法を提供するものであるのが良い。
In order to solve the above-mentioned third problem, a third aspect of the present invention is the same as the above-mentioned first aspect.
A sheet-shaped object to be scanned is provided on a cylindrical outer surface scanning type light beam scanning method which is wound around an outer surface of a drum rotating at a constant speed, and is scanned by a light beam emitted from the light source and passing through the optical system. Is good.

【0023】ここで、前記波面制御素子から射出される
前記光ビームの波面のパワーまたは歪みを制御すること
により、前記光ビームの焦点位置ずれおよび前記光学系
の収差の少なくとも一方を補正するのが好ましい。ま
た、前記波面制御素子から射出される前記光ビームの波
面の傾きを制御することにより、前記光ビームのスポッ
ト位置ずれを補正するのが好ましい。
Here, by controlling the power or distortion of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element, at least one of the focal position shift of the light beam and the aberration of the optical system is corrected. preferable. Further, it is preferable to correct the spot position deviation of the light beam by controlling the inclination of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element.

【0024】また、前記波面制御素子から射出される前
記光ビームの波面のパワーまたは歪みを制御することに
よる前記光ビームの焦点位置ずれの補正、前記波面制御
素子から射出される前記光ビームの波面のパワーまたは
歪みを制御することによる前記光学系の収差の補正、お
よび前記波面制御素子から射出される前記光ビームの波
面の傾きを制御することによる前記光ビームのスポット
位置ずれの補正のうちの少なくとも2つ以上の補正を組
み合わせて行うのが好ましい。
Further, the focal position shift of the light beam is corrected by controlling the power or distortion of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element, and the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element. Of the correction of the aberration of the optical system by controlling the power or distortion of the optical system and the correction of the spot position deviation of the light beam by controlling the inclination of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element. It is preferable to combine at least two or more corrections.

【0025】また、前記波面制御素子は、ピエゾタイ
プ、電歪タイプ、静電引力タイプおよび液晶タイプのい
ずれかであるのが好ましい。また、前記波面制御素子
は、基板面上に配列された複数の電極と、これらの電極
に対向し、表面が反射面として機能する変形可能な導電
膜とを有し、前記電極に電圧を印加して静電引力を生じ
させ、前記導電膜を変形させることによって、前記反射
面を所望の形状に形成するのが好ましい。
Further, the wavefront control element is preferably any one of a piezo type, an electrostrictive type, an electrostatic attractive type and a liquid crystal type. The wavefront control element has a plurality of electrodes arranged on the surface of the substrate and a deformable conductive film facing the electrodes and having a surface functioning as a reflecting surface, and a voltage is applied to the electrodes. It is preferable that the reflective surface is formed into a desired shape by causing electrostatic attraction to deform the conductive film.

【0026】また、前記シート状被走査体は、シート状
記録媒体であり、前記光ビームは、記録用光ビームであ
り、この記録用光ビームで前記シート状記録媒体を2次
元的に走査することにより、前記シート状記録媒体に画
像を記録するのが好ましい。
Further, the sheet-shaped object to be scanned is a sheet-shaped recording medium, and the light beam is a recording light beam, and the sheet-shaped recording medium is two-dimensionally scanned by the recording light beam. Therefore, it is preferable to record an image on the sheet-shaped recording medium.

【0027】また、上記第1の課題を解決するために、
本発明の第4の態様は、光ビームを射出する光源と、前
記光源から射出された光ビームを通過させる光学系と、
前記光ビームの波面を制御して、前記光ビームのスポッ
ト位置ずれ、前記光ビームの焦点位置ずれおよび前記光
学系の収差の少なくとも一つを補正する波面制御素子と
を有し、前記光源から射出され、光学系を通過し、前記
波面制御素子によって補正された前記光ビームによって
シート状被走査体を走査することを特徴とする光ビーム
走査装置を提供するものである。
In order to solve the above first problem,
A fourth aspect of the present invention is a light source that emits a light beam, and an optical system that allows the light beam emitted from the light source to pass through.
A wavefront control element that controls the wavefront of the light beam to correct at least one of the spot position shift of the light beam, the focus position shift of the light beam, and the aberration of the optical system, and emits from the light source. A light beam scanning device is provided, which scans a sheet-shaped object to be scanned with the light beam that has passed through an optical system and is corrected by the wavefront control element.

【0028】また、上記第2の課題を解決するために、
本発明の第5の態様は、上記第4の態様の光ビーム走査
装置であって、さらに、その円筒内周面に前記シート状
被走査体を保持するドラムと、回転することにより、前
記光ビームを反射偏向して、前記シート状被走査体を走
査す回転光偏向器とを有し、前記波面制御素子は、前記
回転光偏向器より前記光ビームの進行方向の上流側に設
置されることを特徴とする円筒内面走査型光ビーム走査
装置を提供するものであるのが良い。
In order to solve the above second problem,
A fifth aspect of the present invention is the light beam scanning device according to the fourth aspect, further comprising: a drum for holding the sheet-shaped object to be scanned on an inner peripheral surface of a cylinder thereof; A rotating light deflector for reflecting and deflecting a beam to scan the sheet-shaped object to be scanned, wherein the wavefront control element is installed upstream of the rotating light deflector in the traveling direction of the light beam. It is preferable to provide a cylindrical inner surface scanning type light beam scanning device characterized by the above.

【0029】また、上記第3の課題を解決するために、
本発明の第6の態様は、上記第4の態様の光ビーム走査
装置であって、さらに、その外面に前記シート状記録媒
体が巻き付けられ、一定速度で回転するドラムを有する
ことを特徴とする円筒外面走査型光ビーム走査装置を提
供するものであるのが良い。
In order to solve the above third problem,
A sixth aspect of the present invention is the light beam scanning device according to the fourth aspect, further comprising a drum around which the sheet-shaped recording medium is wound and which rotates at a constant speed. It is preferable to provide a light beam scanning device for scanning the outer surface of a cylinder.

【0030】ここで、前記波面制御素子は、射出する前
記光ビームの波面のパワーまたは歪みを制御して、前記
光ビームの焦点位置ずれおよび前記光学系の収差の少な
くとも一方を補正するのが好ましい。また、前記波面制
御素子は、射出する前記光ビームの波面の傾きを制御し
て、前記光ビームのスポット位置ずれを補正するのが好
ましい。
Here, it is preferable that the wavefront control element controls the power or distortion of the wavefront of the emitted light beam to correct at least one of the focal position shift of the light beam and the aberration of the optical system. . Further, it is preferable that the wavefront control element controls the inclination of the wavefront of the emitted light beam to correct the spot position deviation of the light beam.

【0031】また、前記波面制御素子は、射出する前記
光ビームの波面のパワーまたは歪みを制御することによ
る前記光ビームの焦点位置ずれの補正、射出する前記光
ビームの波面のパワーまたは歪みを制御することによる
前記光学系の収差の補正、および射出する前記光ビーム
の波面の傾きを制御することによる前記光ビームのスポ
ット位置ずれの補正のうちの少なくとも2つ以上の補正
を組み合わせて行うのが好ましい。
The wavefront control element corrects the focal position shift of the light beam by controlling the power or distortion of the wavefront of the emitted light beam, and controls the power or distortion of the wavefront of the emitted light beam. The correction of at least two of the correction of the aberration of the optical system and the correction of the spot position shift of the light beam by controlling the wavefront inclination of the emitted light beam are performed in combination. preferable.

【0032】また、前記波面制御素子は、ピエゾタイ
プ、電歪タイプ、静電引力タイプおよび液晶タイプのい
ずれかであるのが好ましい。また、前記波面制御素子
は、基板面上に配列された複数の電極と、これらの電極
に対向し、表面が反射面として機能する変形可能な導電
膜とを有し、前記電極に電圧を印加して静電引力を生じ
させ、前記導電膜を変形させることによって、前記反射
面を所望の形状に形成するのが好ましい。
Further, the wavefront control element is preferably any one of a piezo type, an electrostrictive type, an electrostatic attraction type and a liquid crystal type. The wavefront control element has a plurality of electrodes arranged on the surface of the substrate and a deformable conductive film facing the electrodes and having a surface functioning as a reflecting surface, and a voltage is applied to the electrodes. It is preferable that the reflective surface is formed into a desired shape by causing electrostatic attraction to deform the conductive film.

【0033】また、前記シート状被走査体は、シート状
記録媒体であり、前記光ビームは、記録用光ビームであ
り、この記録用光ビームで前記シート状記録媒体を2次
元的に走査することにより、前記シート状記録媒体に画
像を記録するのが好ましい。
Further, the sheet-shaped object to be scanned is a sheet-shaped recording medium, and the light beam is a recording light beam, and the sheet-shaped recording medium is two-dimensionally scanned by the recording light beam. Therefore, it is preferable to record an image on the sheet-shaped recording medium.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】本発明に係る光ビーム走査方法お
よび装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以
下に詳細に説明する。まず、図1〜図5を参照して、本
発明の第1および第4の態様に係る光ビーム走査方法お
よび装置を適用する本発明の第2および第5の態様に係
る円筒内面走査型光ビーム走査方法および装置について
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A light beam scanning method and apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings. First, with reference to FIGS. 1 to 5, the cylindrical inner surface scanning light according to the second and fifth aspects of the present invention to which the light beam scanning method and device according to the first and fourth aspects of the present invention are applied. A beam scanning method and apparatus will be described.

【0035】図1は、本発明の第2の態様に係る円筒内
面走査型光ビーム走査方法を実施する、本発明の第5の
態様に係る円筒内面走査型光ビーム走査装置(以下、イ
ンナードラム型光走査装置という)の一実施形態の概略
構成を示す概念図である。なお、本発明の第5の態様に
係る円筒内面走査型光ビーム走査装置は、本発明の第1
の態様に係る光ビーム走査方法を実施する、本発明の第
4の態様に係る光ビーム走査装置の一実施形態であるこ
とはいうまでもない。
FIG. 1 shows a cylindrical inner surface scanning type light beam scanning device (hereinafter, inner drum) according to a fifth embodiment of the present invention for carrying out the cylindrical inner surface scanning type light beam scanning method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of one embodiment of a type optical scanning device). It should be noted that the cylindrical inner surface scanning type light beam scanning device according to the fifth aspect of the present invention is the first embodiment of the present invention.
It goes without saying that this is an embodiment of the light beam scanning device according to the fourth aspect of the present invention, which carries out the light beam scanning method according to the above aspect.

【0036】図1において、インナードラム型光走査装
置10は、ほぼ同一波長かつほぼ同一強度のレーザビー
ムを出力する光ビーム出力手段としての3個のレーザダ
イオード12a、12b、12cを有している。また、
インナードラム型光走査装置10は、レーザダイオード
12a、12b、12cから出力されたレーザビームを
コリメートし、平行光として生成するために、第1コリ
メートレンズ14a、14b、14c、光偏向素子とし
ての2次元音響光学素子(AOD)16a、16b、1
6c、AOD射出レンズ18a、18b、18c、0次
光カット板20a、20b、20cおよび第2コリメー
トレンズ22a、22b、22cを有している。さら
に、生成された平行光を合波するために、反射ミラー2
4a、偏光ビームスプリッタ24b、ビームスプリッタ
24cから成る合波光学系24を有し、これにより平行
光は、ほぼ1本のレーザビームに合波される。
In FIG. 1, an inner drum type optical scanning device 10 has three laser diodes 12a, 12b, 12c as light beam output means for outputting laser beams having substantially the same wavelength and substantially the same intensity. . Also,
The inner drum type optical scanning device 10 collimates the laser beams output from the laser diodes 12a, 12b, 12c and generates them as parallel light, so that the first collimating lenses 14a, 14b, 14c, and 2 as a light deflection element. -Dimensional acousto-optic device (AOD) 16a, 16b, 1
6c, AOD emission lenses 18a, 18b, 18c, zero-order light cut plates 20a, 20b, 20c and second collimating lenses 22a, 22b, 22c. Further, in order to combine the generated parallel light, the reflection mirror 2
4a, a polarization beam splitter 24b, and a beam splitter 24c are included in the combining optical system 24, whereby parallel light is combined into almost one laser beam.

【0037】インナードラム型光走査装置10は、ま
た、この略1本のレーザビームに合波された光ビームの
ビーム径を拡大するためのビームエキスパンダ系26、
28、フレア光を除去するための開口30、光ビームの
方向を変えるミラー32、光ビームを集光しスポット光
とする集光レンズ34、および集光されたスポット光を
ドラム40の内面に装着された被走査体である記録シー
ト42上に回転走査させる光偏向器(スピナー)36を
有している。また、集光レンズ34やスピナー36等の
光学系をドラムの中心線に沿って移動させるトラバース
(副走査搬送系)44が設けられている。
The inner drum type optical scanning device 10 also includes a beam expander system 26 for expanding the beam diameter of the light beam combined with the substantially one laser beam.
28, an opening 30 for removing flare light, a mirror 32 for changing the direction of the light beam, a condenser lens 34 for condensing the light beam into spot light, and the condensed spot light on the inner surface of the drum 40. An optical deflector (spinner) 36 for rotating and scanning is provided on the recording sheet 42 which is the scanned object. Further, a traverse (sub-scanning transport system) 44 for moving the optical system such as the condenser lens 34 and the spinner 36 along the center line of the drum is provided.

【0038】なお、本実施形態におけるインナードラム
型光走査装置10は、この他に、本発明の特徴をなす、
種々の要因、特に光ビームの焦点位置ずれ(デフォーカ
ス)あるいは光学系の収差による光ビームの集光スポッ
ト形状の劣化(光ビームのボケ)や光ビームのスポット
位置ずれ(集光スポット位置の誤差)(光ビームのスポ
ット位置ずれ)を補正するための、波面制御素子(WF
C・・・ Wave FrontControl(device) )38を有して
いる。波面制御素子38は、詳しくは後述するが、光ビ
ームの波面を制御するものであり、光偏向器36の上流
側、好ましくは、ビームエキスパンダ28と集光レンズ
34との間に設置される。特に本実施形態の場合には、
図1に示すように、波面制御素子38は、ミラー32と
集光レンズ34との間に設置されている。
The inner drum type optical scanning device 10 according to the present embodiment is, in addition to this, a feature of the present invention.
Various factors, especially deterioration of the focal position of the light beam (defocus) or deterioration of the focused spot shape of the light beam due to aberration of the optical system (blurring of the light beam) and spot shift of the light beam (error of the focused spot position) ) (Light beam spot position deviation) for correcting the wavefront control element (WF
C ... Wave Front Control (device)) 38. The wavefront control element 38, which will be described in detail later, controls the wavefront of the light beam, and is installed upstream of the optical deflector 36, preferably between the beam expander 28 and the condenser lens 34. . Particularly in the case of this embodiment,
As shown in FIG. 1, the wavefront control element 38 is installed between the mirror 32 and the condenser lens 34.

【0039】波面制御素子38は、光ビームの波面を制
御するものであり、具体的には、例えば、天体望遠鏡等
で用いられている可変形鏡を用いることができる。これ
は、星からの光が、大気の揺らぎによりその波面が歪ん
だ場合に、例えば、表面の形状を変形させた反射鏡でそ
の光を反射して、その波面の歪みを補正するものであ
る。可変形鏡(反射鏡型)としては、例えば、フェース
シート鏡、バイモルフ鏡、分割ピストン鏡等が知られて
いる。また、波面制御素子38としては、液晶素子を使
った透過型のものも用いることができる。
The wavefront control element 38 controls the wavefront of the light beam, and specifically, for example, a deformable mirror used in an astronomical telescope or the like can be used. This is to correct the distortion of the wave front by reflecting the light from the star with a mirror whose surface shape is deformed, for example, when the wave front is distorted by the fluctuation of the atmosphere. . As the deformable mirror (reflecting mirror type), for example, a face sheet mirror, a bimorph mirror, a split piston mirror, etc. are known. Further, as the wavefront control element 38, a transmission type element using a liquid crystal element can also be used.

【0040】フェースシート鏡は、多数のアクチュエー
タの上に薄いガラス等の鏡面を張り付けて、別個にアク
チュエータを動かして鏡面を変形させるようにしたもの
である。鏡面を変形させるアクチュエータとしては、積
層ピエゾ素子、電歪素子(PMN)、静電引力タイプ
(例えばOKO社製等)等が考えられる。バイモルフ鏡
は、互いに反対方向に分極した複数のピエゾの板を張り
付けて、これに電圧をかけることにより、鏡面の曲率を
変えて鏡面を変形させるようにしたものである。分割ピ
ストン鏡は、鏡面を分割して独立にピストンで傾きを制
御するようにしたものである。また、液晶素子を使った
透過型のものは、光路長を制御することにより波面制御
するものである。
The face sheet mirror is made by sticking thin mirror surfaces of glass or the like on a large number of actuators and moving the actuators separately to deform the mirror surfaces. As the actuator that deforms the mirror surface, a laminated piezo element, an electrostrictive element (PMN), an electrostatic attraction type (for example, manufactured by OKO Co., Ltd.) or the like can be considered. The bimorph mirror is configured such that a plurality of piezoelectric plates polarized in opposite directions are attached to each other and a voltage is applied to the plates to change the curvature of the mirror surface to deform the mirror surface. The split piston mirror is one in which the mirror surface is split and the tilt is independently controlled by the piston. Further, the transmission type using a liquid crystal element controls the wavefront by controlling the optical path length.

【0041】ここで、図2に、波面制御素子38の一実
施例として、静電引力タイプの波面制御素子(フェース
シート鏡)の具体的構成を示す。同図に示す波面制御素
子38は、基板46上に2次元的に配置された複数の微
小電極47(図2中では47a、47b、47c、47
dおよび47e)と、この微小電極47と一定距離離間
して対向して設けられ、表面が鏡面となって反射面を成
すアルミニウム薄膜等からなる導電膜48とを有し、微
小電極47に制御装置45で生成された制御信号に従っ
た電圧が印加され、微小電極47と導電膜48との間に
静電引力が生じることによって、反射面となる導電膜4
8の形状が所望の形状に変化して、反射面に入射する光
ビームLの反射方向を自在に変えて偏向させるものであ
る。
FIG. 2 shows a specific construction of an electrostatic attraction type wavefront control element (face sheet mirror) as an embodiment of the wavefront control element 38. The wavefront control element 38 shown in the figure has a plurality of microelectrodes 47 (47a, 47b, 47c, 47 in FIG. 2) two-dimensionally arranged on a substrate 46.
d and 47e) and a conductive film 48 formed of an aluminum thin film or the like, which is provided facing the microelectrode 47 with a certain distance therebetween and has a mirror surface to form a reflection surface, and controls the microelectrode 47. A voltage according to a control signal generated by the device 45 is applied, and an electrostatic attractive force is generated between the microelectrode 47 and the conductive film 48, so that the conductive film 4 serving as a reflective surface.
The shape of 8 is changed to a desired shape, and the reflection direction of the light beam L incident on the reflection surface is freely changed and deflected.

【0042】図示例の波面制御素子38においては、例
えば、制御装置45によって、導電膜48の平面形状を
維持したまま傾斜角度が変化するように微小電極47を
一様に制御し、反射面をチルトさせる(傾ける)ことも
できるし、微小電極47を個々に制御して、導電膜48
の表面形状に所定の曲率や所定の歪みを与えて、すなわ
ち反射面にパワーや歪みを付与することもできる。この
ような構成を持つ波面制御素子は、MEMS(Micro El
ectro MechanicalSystems)の技術により作製が容易で
あり、高価な音響光学素子やピエゾ素子や電気光学素子
に比べて安く入手することができる。
In the wavefront control element 38 of the illustrated example, for example, the control device 45 uniformly controls the minute electrodes 47 so that the inclination angle changes while maintaining the planar shape of the conductive film 48, and the reflection surface is changed. It can be tilted (tilted), or the microelectrodes 47 are individually controlled to make the conductive film 48.
It is also possible to give a predetermined curvature or a predetermined distortion to the surface shape of, that is, to give power or distortion to the reflecting surface. The wavefront control element having such a structure is a MEMS (Micro El
It is easy to manufacture by the technology of ectro Mechanical Systems), and can be obtained at a lower cost than expensive acousto-optic elements, piezo elements, or electro-optical elements.

【0043】本実施形態は、このように、光路中に波面
制御素子38を設けて、光ビームの焦点位置ずれあるい
は光学系の収差による光ビームの集光スポット形状の劣
化や光ビームのスポット位置ずれを補正するものであ
る。光ビームの焦点位置ずれ(以下、デフォーカスとも
いう)による集光スポット形状の劣化の要因としては、
例えば、ドラムの真円度からの誤差(ドラム偏芯、円柱
状誤差等)、副走査移動トラバースの直線性誤差、トラ
バースの移動方向とドラム中心線との不一致(平行シフ
ト、交差)、感光媒体の厚さバラツキ等がある。
In this embodiment, as described above, the wavefront control element 38 is provided in the optical path so that the focal spot of the light beam shifts or the aberration of the optical system deteriorates the focused spot shape of the light beam or the spot position of the light beam. The deviation is corrected. The causes of the deterioration of the focused spot shape due to the shift of the focal position of the light beam (hereinafter, also referred to as defocus) are as follows.
For example, an error from the circularity of the drum (drum eccentricity, cylindrical error, etc.), a linearity error of the sub-scanning moving traverse, a disagreement between the moving direction of the traverse and the drum center line (parallel shift, crossing), a photosensitive medium There are variations in thickness.

【0044】ここでは、ドラム真円度誤差とは、図3
(a)に示すように、ドラムが真円Cとはなっておら
ず、歪んだ円C’となっている場合に、真円からのずれ
Δzを言う。すなわち、本来ドラムが真円Cとなってい
るものとして、その上に画像を記録すべくスポット径が
調整されているところ、C’のようにドラムが歪んでい
ると、そのずれΔzの分だけスポット径が劣化してしま
う。また、円柱状誤差とは、図3(b)に示すように、
ドラムの場所によってその曲率半径r、r’が異なるこ
とを言う。この場合にも、同じように画像記録を行って
いると、画像形状が歪んでしまう。また、トラバースの
直線性誤差とは、トラバース44の移動が直線に沿って
行われず、直線からずれて曲線となっているということ
であり、トラバースの移動方向とドラム中心線との不一
致とは、トラバース44の移動は直線に沿って行われて
いるが、その方向がドラム中心線とずれているというこ
とである。
Here, the drum roundness error is as shown in FIG.
As shown in (a), when the drum is not a perfect circle C but a distorted circle C ', the deviation Δz from the perfect circle is referred to. That is, assuming that the drum is originally a perfect circle C, and the spot diameter is adjusted so as to record an image on it, if the drum is distorted like C ′, only the amount of deviation Δz will occur. The spot diameter deteriorates. Further, the columnar error is, as shown in FIG.
It is said that the radius of curvature r, r ′ varies depending on the location of the drum. Even in this case, if the same image recording is performed, the image shape is distorted. Further, the traverse linearity error means that the movement of the traverse 44 is not performed along a straight line but is a curve deviating from the straight line, and the disagreement between the moving direction of the traverse and the drum center line is The movement of the traverse 44 is performed along a straight line, but the direction is deviated from the drum center line.

【0045】これらの要因によって生ずるデフォーカス
による光ビームの集光スポット形状の劣化に対しては、
波面制御素子38に対し、その光ビームの作用面、例え
ば反射面または透過面にパワー(屈折力(波面の曲
率);2次関数)を付与することにより、その結果、こ
の波面制御素子38から射出される光ビームの波面のパ
ワーまたは歪みを制御することにより、これを補正する
ことができる。波面制御素子38へのパワーの与え方と
しては、特に限定されるものではなく、波面制御素子3
8のアクチュエータを駆動して反射面を変形し、屈折力
または曲率を変えるようにしてもよいし、透過型の場合
には、内部の分子構造を変えることによって屈折率を変
えるようにしてもよい。
With respect to the deterioration of the focused spot shape of the light beam due to defocus caused by these factors,
By applying power (refractive power (curvature of wavefront); quadratic function) to the action surface of the light beam, for example, the reflecting surface or the transmitting surface, to the wavefront controlling element 38, as a result, the wavefront controlling element 38 This can be corrected by controlling the power or distortion of the wavefront of the emitted light beam. The method of applying power to the wavefront control element 38 is not particularly limited, and the wavefront control element 3
The reflecting surface may be deformed by driving the actuator of No. 8 to change the refracting power or the curvature, or in the case of the transmission type, the refractive index may be changed by changing the internal molecular structure. .

【0046】具体的に、集光レンズ34の焦点距離をf
=280mm、ビーム光束径をΦb=30mm、記録面
上におけるデフォーカスをΔz=100μmとする。ま
た、波面制御素子38は、図4に斜線で示すように、入
射光Li と反射光Lo のなす平面と波面制御素子38の
反射面との交線方向の径(長軸)がΦmt、これと直交す
る方向の径(短軸)がΦmsの楕円形状をしている。
Specifically, the focal length of the condenser lens 34 is set to f
= 280 mm, the beam luminous flux diameter is Φb = 30 mm, and the defocus on the recording surface is Δz = 100 μm. The wavefront control element 38 has a diameter (major axis) in the direction of the line of intersection of the plane formed by the incident light Li and the reflected light Lo and the reflection surface of the wavefront control element 38, as indicated by the diagonal lines in FIG. It has an elliptical shape with a diameter (minor axis) in the direction orthogonal to Φms.

【0047】このとき、波面制御素子38への光ビーム
入射角をθとすると、Φmt=Φms/cos θ=Φb /cos
θとするのが望ましい。また、図4に破線で示すよう
に、波面制御素子38を斜線の楕円の長軸方向および短
軸方向での切り口がいずれも円の一部となるような形状
に変形する。このとき、前記デフォーカスの補正に必要
な中心部の変形量Δdは、Δd=0.1μmとなる。こ
のように、波面制御素子38の反射面を変形させること
により、波面制御素子38により制御された光ビームの
波面がパワーを持つことにより、前記デフォーカスを補
正することができる。
At this time, when the incident angle of the light beam on the wavefront control element 38 is θ, Φmt = Φms / cos θ = Φb / cos
It is desirable to set θ. Further, as shown by the broken line in FIG. 4, the wavefront control element 38 is deformed into a shape in which the cuts in the major axis direction and the minor axis direction of the diagonal ellipse are both part of a circle. At this time, the deformation amount Δd of the central portion necessary for the correction of the defocus is Δd = 0.1 μm. In this way, by deforming the reflecting surface of the wavefront control element 38, the wavefront of the light beam controlled by the wavefront control element 38 has power, so that the defocus can be corrected.

【0048】また、光学系の収差による集光スポット形
状の劣化の補正については、例えば光学系の軸外物点か
ら出た光線束の集光位置がサジタル平面とタンジェンシ
ャル平面で一致しない非点収差の場合には、波面制御素
子38の反射面の縦、横のパワー量を変えるように制御
することで補正する。また、例えばスピナー36が回転
することにより、その反射面の断面形状が3次曲線状に
歪むことにより発生するコマ収差の場合には、その形状
に合わせて波面制御素子38の作用面(反射面や透過
面)に歪み(3次以上の関数)を与えることにより、こ
の波面制御素子38から射出される光ビームの波面のパ
ワーまたは歪みを制御することで補正するようにすれば
よい。
As for the correction of the deterioration of the shape of the condensed spot due to the aberration of the optical system, for example, the astigmatism where the condensing position of the ray bundle emitted from the off-axis object point of the optical system does not match on the sagittal plane and the tangential plane. The aberration is corrected by controlling the amount of power in the vertical and horizontal directions of the reflecting surface of the wavefront control element 38. Further, for example, in the case of coma aberration caused by the spinner 36 rotating to distort the cross-sectional shape of its reflecting surface into a cubic curve, the action surface (reflecting surface) of the wavefront control element 38 is adjusted according to the shape. It is only necessary to correct the power or distortion of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element 38 by giving distortion (function of third or higher order) to the (or transmission surface).

【0049】また、光ビームのスポット位置ずれの要因
としては、例えばドラムの真円度からの誤差(ドラム偏
芯、円柱状誤差等)、副走査移動トラバースの直線性誤
差、トラバースの移動方向とドラム中心線との不一致
(平行シフト、交差)、入射光ビームとドラム中心線と
の不一致等がある。これらの要因に起因する光ビームの
スポット位置ずれに対しては、波面制御素子38の作用
面、例えば反射面または透過面にチルト (傾き;1次関
数)を付与することにより、その結果、波面制御素子3
8により、この波面制御素子38から射出される光ビー
ムの波面のチルト(傾き)を制御することにより、これ
を補正することができる。具体的に、集光レンズ34の
焦点距離をf=280mm、ビーム光束径をΦb=30
mm、記録面上におけるビーム位置誤差をΔx=100
μmとする。すなわち、記録シート42上でx方向に1
00μmずれているとする。
The factors causing the deviation of the spot position of the light beam include, for example, an error from the circularity of the drum (drum eccentricity, cylindrical error, etc.), a linearity error of the sub-scanning moving traverse, and a traverse moving direction. There are discrepancies with the drum centerline (parallel shifts, intersections), discrepancies between the incident light beam and the drum centerline, and so on. With respect to the displacement of the spot position of the light beam due to these factors, a tilt (tilt; linear function) is applied to the action surface of the wavefront control element 38, for example, the reflection surface or the transmission surface, and as a result, the wavefront is changed. Control element 3
By controlling the tilt of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element 38, it is possible to correct this. Specifically, the focal length of the condenser lens 34 is f = 280 mm, and the beam luminous flux diameter is Φb = 30.
mm, the beam position error on the recording surface is Δx = 100
μm. That is, 1 on the recording sheet 42 in the x direction.
It is assumed that the displacement is 00 μm.

【0050】このとき、図5に示すように、波面制御素
子38の反射光の方向を0.36mradだけ変えなければ
ならない。その結果、上記位置誤差の補正に必要な波面
制御素子38のチルト量(傾斜角)Δθは、Δθ=0.
36/2=0.18mradとなる。すなわち、この場合に
は、波面制御素子38の反射面(ミラー面)を0.18
mrad傾けることによって、記録シート42上におけるx
方向のずれを補正することができる。なお、図5は、補
正の様子を概念的に示したものであり、位置ずれの方向
に応じて、波面制御素子38を傾ける方向も変化する。
At this time, as shown in FIG. 5, the direction of the reflected light of the wavefront control element 38 must be changed by 0.36 mrad. As a result, the tilt amount (tilt angle) Δθ of the wavefront control element 38 required to correct the position error is Δθ = 0.
36/2 = 0.18 mrad. That is, in this case, the reflection surface (mirror surface) of the wavefront control element 38 is set to 0.18.
By tilting mrad, x on the recording sheet 42
It is possible to correct the deviation in the direction. Note that FIG. 5 conceptually shows the manner of correction, and the direction in which the wavefront control element 38 is tilted also changes depending on the direction of the positional deviation.

【0051】上の例は、それぞれ光ビームの焦点位置ず
れ(デフォーカス)あるいは光学系の収差による集光ス
ポット形状の劣化、および光ビームのスポット位置ずれ
が発生している場合に対する補正方法を説明したもので
あるが、これらの劣化および誤差が同時に発生している
場合もあり得る。その場合には、波面制御素子38によ
り制御された光ビームの波面がパワーを持つとともに、
同時にチルトするように制御して補正するようにする。
例えば、波面制御素子38のミラー面を変形させなが
ら、傾けるようにすることで、それぞれを同時に補正す
ることができる。このように、これらの補正動作のうち
2つあるいは3つを組み合わせて補正することもでき
る。
The above example describes a correction method for the case where the focal position shift (defocus) of the light beam or the focus spot shape deterioration due to the aberration of the optical system and the spot position shift of the light beam occur. However, these deteriorations and errors may occur at the same time. In that case, the wavefront of the light beam controlled by the wavefront control element 38 has power, and
At the same time, the tilt is controlled so that the tilt is corrected.
For example, by tilting the mirror surface of the wavefront control element 38 while deforming it, it is possible to correct each of them simultaneously. In this way, two or three of these correction operations can be combined and corrected.

【0052】また、波面制御素子38に対する上記制御
は、スピナー36の回転に同期させて行うようにする。
これは、例えば、波面制御素子38の反射面を制御する
アクチュエータを電気的に制御することによって行われ
る。また、上記各誤差(焦点位置ずれおよびスポット位
置ずれ)の誤差量は、事前に測定しておき、テーブルと
して持っておき、これにより波面制御素子38を制御す
るようにする。あるいは、出力画像を測定して誤差量を
算出して、それに応じて補正するようにしてもよい。
The above-mentioned control of the wavefront control element 38 is performed in synchronization with the rotation of the spinner 36.
This is done, for example, by electrically controlling an actuator that controls the reflective surface of the wavefront control element 38. Further, the error amount of each of the above errors (focal position shift and spot position shift) is measured in advance and held as a table so that the wavefront control element 38 is controlled. Alternatively, the output image may be measured to calculate the error amount, and the error amount may be corrected accordingly.

【0053】なお、以上説明した例は、ドラムの真円度
からの誤差(ドラム偏芯、円柱状誤差等)、副走査移動
トラバースの直線性誤差、トラバースの移動方向とドラ
ム中心線との不一致(平行シフト、交差)等の要因に起
因する光ビームの集光スポット形状の劣化(焦点位置ず
れや光学系の収差)や、スポット位置ずれを、波面制御
素子38により、この波面制御素子から射出される光ビ
ームの波面のパワーまたは歪みを制御することで、ある
いは光ビームの波面のチルト(傾き)を制御することに
よって補正するものであったが、回転するスピナー36
の反射面の歪みに起因する光ビームの波面歪み(distor
tion)をも、上記波面制御素子38によりその波面を制
御することで、同様に補正するようにしてもよい。
In the example described above, the error from the roundness of the drum (drum eccentricity, cylindrical error, etc.), the linearity error of the sub-scanning moving traverse, the traverse moving direction and the drum center line do not match. Deterioration of the focused spot shape of the light beam (focal position shift and aberration of the optical system) and spot shift caused by factors such as (parallel shift, crossing) and the like are emitted from the wavefront control element by the wavefront control element 38. The correction is performed by controlling the power or distortion of the wavefront of the light beam to be generated, or by controlling the tilt of the wavefront of the light beam.
Distortion of the light beam due to distortion of the reflection surface of the
may also be similarly corrected by controlling the wavefront by the wavefront control element 38.

【0054】以上詳細に説明したように、本態様によれ
ば、各種誤差要因による光ビームの焦点位置ずれや光学
系の収差による集光スポット形状の劣化または光ビーム
のスポット位置ずれを波面制御素子によって補正するよ
うにしたため、画像記録および画像読み取りにおける画
像品質を向上させることができる。また、各誤差(位置
ずれや収差)の許容量を緩和させることができるため、
加工コストおよび調整コストが抑えられ、装置コストを
低減することができる。
As described in detail above, according to the present aspect, the wavefront control element can prevent the deviation of the focal position of the light beam due to various error factors, the deterioration of the focused spot shape due to the aberration of the optical system, or the deviation of the spot position of the light beam. Since the correction is performed by the method, the image quality in image recording and image reading can be improved. Also, since the tolerance of each error (positional deviation and aberration) can be relaxed,
The processing cost and the adjustment cost can be suppressed, and the device cost can be reduced.

【0055】次に、図6〜図9を参照して、本発明の第
1および第4の態様に係る光ビーム走査方法および装置
を適用する本発明の第3および第6の態様に係る円筒外
面走査型光ビーム走査方法および装置について説明す
る。
Next, referring to FIGS. 6 to 9, the cylinders according to the third and sixth aspects of the present invention to which the light beam scanning method and device according to the first and fourth aspects of the present invention are applied. An outer surface scanning type light beam scanning method and apparatus will be described.

【0056】図6は、本発明の第3の態様に係る円筒内
面走査型光ビーム走査方法を実施する、本発明の第6の
態様の円筒外面走査型光ビーム走査装置(以下、アウタ
ードラム型光走査装置という)の第1実施形態を示す概
略構成図である。本第1実施形態は、各種要因によって
生ずる光ビームのスポット位置ずれを、波面制御素子に
より、この波面制御素子から射出される光ビームの波面
のチルトを制御することによって、補正するものであ
る。なお、本発明の第6の態様に係る円筒外面走査型光
ビーム走査装置は、本発明の第1の態様に係る光ビーム
走査方法を実施する、本発明の第4の態様に係る光ビー
ム走査装置の一実施形態であることはいうまでもない。
図6に示すように、本第1実施形態のアウタードラム型
光走査装置50は、光源52、第1レンズ群54、波面
制御素子56、第2レンズ群58および記録ドラム(ド
ラム)60から成り、ドラム60の外周面にはシート状
被走査体である記録媒体62が巻き付けられている。
FIG. 6 shows a cylindrical outer surface scanning type light beam scanning device (hereinafter referred to as an outer drum type) of a sixth embodiment of the present invention for carrying out the cylindrical inner surface scanning type light beam scanning method according to the third embodiment of the present invention. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an optical scanning device). The first embodiment corrects the spot position deviation of the light beam caused by various factors by controlling the tilt of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element by the wavefront control element. The cylindrical outer surface scanning type light beam scanning device according to the sixth aspect of the present invention implements the light beam scanning method according to the first aspect of the present invention, and the light beam scanning according to the fourth aspect of the present invention. It goes without saying that this is an embodiment of the device.
As shown in FIG. 6, the outer drum type optical scanning device 50 of the first embodiment comprises a light source 52, a first lens group 54, a wavefront control element 56, a second lens group 58 and a recording drum (drum) 60. A recording medium 62, which is a sheet-shaped object to be scanned, is wound around the outer peripheral surface of the drum 60.

【0057】本実施形態のアウタードラム型光走査装置
50は、光源52から射出された光ビームを、第1レン
ズ群54を通して、波面制御素子56で反射して、第2
レンズ群58を介してドラム60上の記録媒体62を露
光して、画像を記録するものである。
In the outer drum type optical scanning device 50 of this embodiment, the light beam emitted from the light source 52 is reflected by the wavefront control element 56 through the first lens group 54, and the
The recording medium 62 on the drum 60 is exposed through the lens group 58 to record an image.

【0058】光源52としては充分な光量の光を射出で
きるものであれば、対象となる記録媒体の分光感度に応
じた各種の光源が利用可能である。例えば、記録媒体が
紫外線による露光が可能な通常に用いられるPS版(コ
ンベンショナルPS版)であれば、超高圧水銀灯やメタ
ルハライドランプ等を用いればよい。また、赤外光に感
度を持つヒートモードプレートに対しては、赤外のBroa
d area Laser Diode等を用いればよい。その他に、ハロ
ゲンランプ、キセノンランプ、2次元状のアレイ状光源
(LED)等も記録媒体に合わせて用いることができ
る。
As the light source 52, various light sources corresponding to the spectral sensitivity of the target recording medium can be used as long as they can emit a sufficient amount of light. For example, if the recording medium is a commonly used PS plate (conventional PS plate) that can be exposed to ultraviolet light, an ultra-high pressure mercury lamp or a metal halide lamp may be used. In addition, for heat mode plates that are sensitive to infrared light, infrared Broa
A d area Laser Diode or the like may be used. In addition, a halogen lamp, a xenon lamp, a two-dimensional array light source (LED), etc. can be used according to the recording medium.

【0059】第1レンズ群54は、コリメータレンズを
含んで構成され、光源52から射出された光ビームを平
行光とするものである。第2レンズ群58は、集光レン
ズ(フォーカシングレンズ)を含んで構成され、光ビー
ムのビーム径を絞り、スポット光として、ドラム60の
外面に巻き付けられた記録媒体62上に像を結像させる
ものである。また、波面制御素子56は、その反射面
(波面)のチルト(傾き)や、パワー(屈折力)や、歪
み等を変化させることにより、光ビームの波面を制御す
るものであり、本実施形態では、この波面制御素子56
を用い、射出される光ビームの波面のチルトを制御し
て、光ビームのスポット位置ずれを補正する。
The first lens group 54 includes a collimator lens and collimates the light beam emitted from the light source 52 into parallel light. The second lens group 58 includes a condenser lens (focusing lens), narrows the beam diameter of the light beam, and forms an image as spot light on the recording medium 62 wound around the outer surface of the drum 60. It is a thing. The wavefront control element 56 controls the wavefront of the light beam by changing the tilt (inclination), power (refractive power), distortion, etc. of the reflection surface (wavefront) thereof. Then, this wavefront control element 56
Is used to control the tilt of the wavefront of the emitted light beam to correct the spot position deviation of the light beam.

【0060】波面制御素子56は、そのチルトや、パワ
ーや、歪み等を変化させて光ビームの波面を制御するも
のであり、上述した第2および第6の態様において用い
られる波面制御素子28と同様のものを用いれば良いの
で、その詳細な説明は省略する。
The wavefront control element 56 controls the wavefront of the light beam by changing its tilt, power, distortion, etc., and is the same as the wavefront control element 28 used in the above-mentioned second and sixth aspects. Since the same one may be used, detailed description thereof will be omitted.

【0061】本実施形態は、このように、第1レンズ群
54と第2レンズ群58との間に光ビームの波面を制御
することのできる波面制御素子56を設けて、各種要因
による光ビームのスポット位置ずれを補正するようにし
たものである。光ビームのスポット位置ずれの要因とし
ては、前述したように、例えばドラムの製造時に生じる
ドラム円筒方向の偏心や歪み、あるいはドラム外周面に
巻き付けているプレートやフィルム等の記録媒体の厚み
バラツキ等、走査光学系を副走査させる副走査機構のレ
ールの歪みや撓み、露光定盤の撓み、もしくは副走査機
構の副走査ボールネジのリードピッチ誤差による副走査
送り速度誤差等が考えられる。さらに、マルチビームを
用いてスパイラル露光する際に生じる記録ビームの位置
ずれによっても図形ずれが生じる。
In this embodiment, as described above, the wavefront control element 56 capable of controlling the wavefront of the light beam is provided between the first lens group 54 and the second lens group 58, and the light beam is controlled by various factors. The spot position deviation is corrected. As a factor of the spot position shift of the light beam, as described above, for example, eccentricity or distortion in the drum cylindrical direction that occurs during the manufacturing of the drum, or the thickness variation of the recording medium such as a plate or film wound around the drum outer peripheral surface, Distortion or bending of the rail of the sub-scanning mechanism for sub-scanning the scanning optical system, bending of the exposure surface plate, or sub-scanning feed speed error due to lead pitch error of the sub-scanning ball screw of the sub-scanning mechanism may be considered. Further, the figure shift also occurs due to the position shift of the recording beam that occurs when the spiral exposure is performed using the multi-beam.

【0062】これら各種の要因によって、光ビームのス
ポット位置ずれ、すなわち、記録面上での記録すべき位
置のずれ(記録面上のxy方向のずれ)が生じた場合
に、波面制御素子56によってこれを補正する。具体的
には、波面制御素子56の光ビーム作用面、図示例では
ミラー面をチルトする(傾ける)ことによって、光ビー
ムのスポット位置ずれを補正する。例えば、図6に実線
で示したような位置にある波面制御素子56を、破線で
示すような位置までチルト(傾斜)させることにより、
記録媒体62上に集光させる光ビームが、実線で示すも
のから破線で示すものへ位置補正される。
When the spot position shift of the light beam, that is, the shift of the position to be recorded on the recording surface (shift in the xy directions on the recording surface) occurs due to these various factors, the wavefront control element 56 causes Correct this. Specifically, by tilting (tilting) the light beam acting surface of the wavefront control element 56, that is, the mirror surface in the illustrated example, the displacement of the spot position of the light beam is corrected. For example, by tilting the wavefront control element 56 at the position shown by the solid line in FIG. 6 to the position shown by the broken line,
The position of the light beam focused on the recording medium 62 is corrected from that shown by the solid line to that shown by the broken line.

【0063】このとき、記録面上でのスポット位置ずれ
量に対する波面制御素子56のチルト量(傾き角)の関
係は、予め実際に記録媒体に記録を行い、記録中に発生
する位置ずれ量を測定して、これに対するチルト量を算
出しておき、これを波面制御素子56のドライバに与え
ておけばよい。これにより、記録面内に存在する種々の
スポット位置ずれ量に、チルト量が同期するように、波
面制御素子56のドライバを駆動して、波面制御素子5
6を制御することで、各種要因によるスポット位置ずれ
を補正することができる。
At this time, the relationship between the amount of displacement of the spot position on the recording surface and the amount of tilt (angle of inclination) of the wavefront control element 56 is that the amount of positional displacement that occurs during recording is actually recorded on the recording medium in advance. It suffices to measure and calculate the tilt amount for this, and give this to the driver of the wavefront control element 56. As a result, the driver of the wavefront control element 56 is driven so that the tilt amount is synchronized with various spot position shift amounts existing in the recording surface, and the wavefront control element 5 is driven.
By controlling 6, it is possible to correct the spot position shift due to various factors.

【0064】このように本実施形態によれば、アウター
ドラム型光走査装置において、種々の要因によって生じ
る光ビームのスポット位置ずれを補正することができ、
これにより露光装置自体の安定した画像品質を確保する
ことができる。また、光ビームのスポット位置ずれを生
じさせる要因となりうるドラムに対しても、その加工精
度はそれほど要求されないため、ドラムやその他各種部
材の加工精度を下げることができ、その結果、装置の価
格をより安価にすることができる。すなわち、本発明を
適用することにより、より安価な装置で簡単に光ビーム
のスポット位置ずれを補正することができ、高画質な画
像品質を得ることが可能となる。
As described above, according to this embodiment, in the outer drum type optical scanning device, it is possible to correct the spot position deviation of the light beam caused by various factors,
Thereby, stable image quality of the exposure apparatus itself can be secured. Further, since the processing accuracy of the drum, which may be a factor that causes the displacement of the spot position of the light beam, is not so required, the processing accuracy of the drum and other various members can be lowered, and as a result, the price of the apparatus can be reduced. It can be cheaper. That is, by applying the present invention, it is possible to easily correct the spot position deviation of the light beam with a less expensive device, and it is possible to obtain high-quality image quality.

【0065】次に、本発明の第6の態様の第2実施形態
について説明する。本実施形態は、光ビーム走査装置と
して上記第1実施形態と同じアウタードラム型光走査装
置(露光装置)に対して本発明を適用したものであり、
波面制御素子により、この波面制御素子から射出される
光ビームの波面のパワーを制御することによって、各種
要因によって生ずる光ビームの焦点位置ずれを補正する
ようにしたものである。
Next, a second embodiment of the sixth aspect of the present invention will be described. In the present embodiment, the present invention is applied to the same outer drum type optical scanning device (exposure device) as the above-described first embodiment as a light beam scanning device,
The wavefront control element controls the power of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element to correct the focal position shift of the light beam caused by various factors.

【0066】図7に本実施形態のアウタードラム型光走
査装置50を示すが、これは図6に示した上記第1実施
形態のものと同じであるので、装置構成についての詳し
い説明は省略する。本実施形態が、上記第1実施形態と
異なるのは、波面制御素子56の制御方法である。すな
わち、本実施形態においては、波面制御素子56に対
し、パワー(屈折力)を付与することにより、光ビーム
の焦点位置ずれを補正するようにしている。
FIG. 7 shows the outer drum type optical scanning device 50 of the present embodiment. Since this is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 6, a detailed description of the device configuration will be omitted. . The present embodiment differs from the first embodiment in the method of controlling the wavefront control element 56. That is, in the present embodiment, power (refractive power) is applied to the wavefront control element 56 to correct the focal position shift of the light beam.

【0067】光ビームの焦点位置ずれの要因としては、
前述したように、例えば、ドラムの製造時に生じるドラ
ム円筒方向の偏芯や歪み、CTP等の場合のドラム回転
中における遠心力によるアルミプレートのドラム外面か
らの浮き上がり、ドラム外面に巻き付けられている記録
媒体とドラム外面との間に微小なゴミが挟まることによ
り記録媒体の浮き上がり、あるいは副走査機構のレール
の歪みや撓み等が考えられる。これら各種の要因によっ
て、光ビームの焦点位置ずれ、すなわち光軸方向(記録
面上のxy方向に対し、これに垂直なz方向)のずれ
(Δz)が生じたとき、波面制御素子56によってこれ
を補正する。
Factors causing the focal position shift of the light beam are as follows:
As described above, for example, the eccentricity or distortion in the drum cylindrical direction that occurs during the manufacture of the drum, the lift of the aluminum plate from the outer surface of the drum due to the centrifugal force during the rotation of the drum in the case of CTP, and the recording wound on the outer surface of the drum. It is conceivable that the recording medium floats up due to the inclusion of minute dust between the medium and the outer surface of the drum, or the rail of the sub-scanning mechanism is distorted or bent. When a shift in the focal position of the light beam, that is, a shift (Δz) in the direction of the optical axis (z direction perpendicular to the xy directions on the recording surface) occurs due to these various factors, this is caused by the wavefront control element 56. To correct.

【0068】波面制御素子56の波面のパワー(例え
ば、曲率)を制御して、この素子から射出される光ビー
ムの波面のパワーを制御することにより光ビームの焦点
位置ずれを補正する。このとき波面制御素子56により
前記波面のパワーを制御する方法は、特に限定はされな
い。例えば、波面制御素子56が、最初、図7に実線で
示したように平面状であったものを、図示しない波面制
御素子ドライバによって波面制御素子56を制御して、
図7に破線で示したように、その形状を曲面状に変形さ
せて屈折率を変えるようにしてもよい。あるいは、波面
制御素子56が液晶タイプの場合のように、その形状を
変えることなく、内部の分子配列を変化させることによ
って屈折率を変えるようにしてもよい。
By controlling the power (eg, curvature) of the wavefront of the wavefront control element 56 and controlling the power of the wavefront of the light beam emitted from this element, the focal position shift of the light beam is corrected. At this time, the method of controlling the power of the wavefront by the wavefront control element 56 is not particularly limited. For example, when the wavefront control element 56 is initially flat as shown by the solid line in FIG. 7, the wavefront control element 56 is controlled by a wavefront control element driver (not shown),
As shown by the broken line in FIG. 7, the refractive index may be changed by deforming the shape into a curved surface. Alternatively, as in the case where the wavefront control element 56 is a liquid crystal type, the refractive index may be changed by changing the internal molecular arrangement without changing its shape.

【0069】このように、波面制御素子を用いることに
より、アウタードラム型光走査装置における種々の要因
によって生じる焦点位置ずれを補正するようにしたた
め、光走査装置(露光装置)自体の安定した画像品質を
確保することができる。また、ドラムの加工精度や他の
種々の部材の加工精度がそれほど要求されないため、よ
り安価な装置を実現することができる。さらに、重いレ
ンズ等のメカニカルな移動がないため、余分な振動を抑
制できると共に、駆動電流を少なくすることができる。
As described above, by using the wavefront control element, the focal position shift caused by various factors in the outer drum type optical scanning device is corrected, so that the stable image quality of the optical scanning device (exposure device) itself is corrected. Can be secured. Further, since the processing accuracy of the drum and the processing accuracy of other various members are not so required, it is possible to realize a more inexpensive device. Furthermore, since there is no mechanical movement of a heavy lens or the like, extra vibration can be suppressed and the drive current can be reduced.

【0070】なお、波面制御素子56で、光ビームの焦
点位置ずれを補正するにあたり、光ビームの焦点位置ず
れの検出は、予め記録媒体の走査を行って、そのデータ
を得ておき、そのデータを基にして波面制御素子56を
制御するようにすればよい。特に、ドラムの偏芯や副走
査機構のレールの歪み等のシステムに固有の要因による
場合には、このように予めデータを得ておいて、これを
波面制御素子ドライバに入力しておき、これを用いて制
御する方法は有効である。また、ゴミ等が挟まったこと
により、記録媒体が浮き上がる等の要因の場合には、そ
の都度、焦点位置ずれの発生する場所が異なるため、後
述するような方法で、センサで検出してフィードバック
をかけてリアルタイムで補正するようにすればよい。
In correcting the focal position shift of the light beam by the wavefront control element 56, the detection of the focal position shift of the light beam is performed by previously scanning the recording medium to obtain the data, and the data is obtained. The wavefront control element 56 may be controlled based on In particular, in the case of system-specific factors such as eccentricity of the drum and distortion of the rail of the sub-scanning mechanism, such data is obtained in advance and input to the wavefront control element driver. The method of controlling by using is effective. In addition, when the recording medium is lifted due to trapping dust or the like, the position where the focal position shift occurs is different each time, so feedback is performed by detecting with a sensor in the method described below. It suffices that the correction is made in real time.

【0071】次に、本発明の第6の態様の第3実施形態
について説明する。本第3実施形態は、前述した第1実
施形態あるいは第2実施形態における第1レンズ群54
と第2レンズ群58の間に設けられた波面制御素子56
について、波面制御素子56と第2レンズ群58との配
置を、より好ましい配置にして、ビーム径をほとんど変
化させることなく、焦点位置のみを移動して、光ビーム
の焦点位置ずれを補正するようにしたものである。すな
わち、図8に示すように、本第3実施形態のアウタード
ラム型光走査装置51は、光源52、第1レンズ群5
4、第2レンズ群58、記録ドラム60および第1レン
ズ群54と第2レンズ群58との間に波面制御素子56
を設けて成る構成は、第1実施形態あるいは第2実施形
態と同じであるが、波面制御素子56と第2レンズ群5
8との配置が好適な配置となるように、以下述べるよう
に工夫したものである。
Next, a third embodiment of the sixth aspect of the present invention will be described. The third embodiment is the same as the first lens group 54 in the first embodiment or the second embodiment described above.
And the wavefront control element 56 provided between the second lens group 58 and
With respect to the above, the arrangement of the wavefront control element 56 and the second lens group 58 is set to a more preferable arrangement, and only the focal position is moved with almost no change in the beam diameter so that the focal position shift of the light beam is corrected. It is the one. That is, as shown in FIG. 8, the outer drum type optical scanning device 51 of the third embodiment includes a light source 52 and a first lens group 5.
4, the second lens group 58, the recording drum 60, and the wavefront control element 56 between the first lens group 54 and the second lens group 58.
The configuration including the above is the same as that of the first or second embodiment, except that the wavefront control element 56 and the second lens group 5 are provided.
The arrangement as described below has been devised so that the arrangement with 8 is a preferable arrangement.

【0072】前述したように、波面制御素子56は、パ
ワーを変化させることでその屈折率(作用面の曲率)を
変えることができ、その結果、焦点距離を変えることが
できる可変焦点系である。一方、第2レンズ群58は、
焦点距離は一定であり、固定焦点系である。このとき、
可変焦点系である波面制御素子56の後側主点56a
と、固定焦点系である第2レンズ群58の前側主点58
aとの間の距離をdとする。また、第2レンズ群58の
前側焦点距離をfとする。
As described above, the wavefront control element 56 is a varifocal system which can change its refractive index (curvature of the working surface) by changing the power, and as a result, can change the focal length. . On the other hand, the second lens group 58 is
The focal length is constant and it is a fixed focus system. At this time,
Rear principal point 56a of the wavefront control element 56 which is a variable focus system
And the front principal point 58 of the second lens group 58, which is a fixed focus system.
Let d be the distance from a. Further, the front focal length of the second lens group 58 is f.

【0073】ここで、波面制御素子56と、第2レンズ
群58とを、前記各主点間の距離dが、第2レンズ群5
8の前側焦点距離fと等しくなるように、すなわちd=
fとなるように配置する。すなわち、可変焦点系である
波面制御素子56の後側主点56aが、第2レンズ群5
8の前側焦点位置と一致するように波面制御素子56
と、第2レンズ群58を配置する。
Here, regarding the wavefront control element 56 and the second lens group 58, the distance d between the principal points is determined by the second lens group 5
8 to be equal to the front focal length f, that is, d =
It is arranged so as to be f. That is, the rear principal point 56a of the wavefront control element 56, which is a varifocal system, is located at the second lens group 5
8 so as to match the front focal position of the wavefront control element 56.
Then, the second lens group 58 is arranged.

【0074】このように波面制御素子56と第2レンズ
群58を配置することにより、第2レンズ群58により
記録媒体62上に集光される光ビームのビーム径をほと
んど変化させることなく、その焦点位置のみを移動させ
ることができる。従って、前記第1実施形態あるいは第
2実施形態の構成で、特に、本第3実施形態のような配
置とすることにより、より優れた効果を得ることができ
る。
By arranging the wavefront control element 56 and the second lens group 58 in this way, the beam diameter of the light beam focused on the recording medium 62 by the second lens group 58 is hardly changed, and Only the focus position can be moved. Therefore, with the configuration of the first embodiment or the second embodiment, particularly by arranging as in the third embodiment, more excellent effects can be obtained.

【0075】次に、本発明の第6の態様の第4実施形態
について説明する。本第4実施形態は、センサを設け
て、走査光学系と記録面との距離を測定し、ゴミ等によ
る記録媒体の浮き上がり等の焦点位置ずれの要因を検出
し、これに応じて波面制御素子を制御することにより、
リアルタイムに焦点位置ずれを補正しようというもので
あり、センサの検出結果をフィードバックすることによ
りオートフォーカシングを実現するものである。
Next, a fourth embodiment of the sixth aspect of the present invention will be described. In the fourth embodiment, a sensor is provided, the distance between the scanning optical system and the recording surface is measured, and a factor of focus position deviation such as floating of the recording medium due to dust or the like is detected, and the wavefront control element is accordingly detected. By controlling
It is intended to correct the focus position shift in real time, and realizes autofocusing by feeding back the detection result of the sensor.

【0076】図9に、本実施形態のアウタードラム型光
走査装置の概略を平面図で示す。図9に示すように、本
実施形態のアウタードラム型光走査装置70は、波面制
御素子等の光学系を搭載した露光ヘッド72によって、
記録ドラム74に巻き付けられた記録媒体76を走査す
るものであるが、露光ヘッド72の近くに露光ヘッド7
2から記録媒体76の記録面までの距離を測定する記録
面距離センサ78を有している。露光ヘッド72および
記録面距離センサ78は、共に副走査移動機構(図示せ
ず)により、副走査レール80上を図に矢印で示すよう
に、記録ドラム74の回転軸と平行な方向に移動する。
また、記録面距離センサ78の測定信号は、コンピュー
タ(制御手段)82に入力され、コンピュータ82はこ
れを基に、波面制御素子を制御する。なお、コンピュー
タ82は、波面制御素子のみならず、ドラムの回転や副
走査移動機構および画像データの制御等、装置全体の制
御をも行うものである。
FIG. 9 is a plan view schematically showing the outer drum type optical scanning device of this embodiment. As shown in FIG. 9, the outer drum type optical scanning device 70 of the present embodiment uses an exposure head 72 equipped with an optical system such as a wavefront control element.
Although the recording medium 76 wound around the recording drum 74 is scanned, the exposure head 7 is provided near the exposure head 72.
A recording surface distance sensor 78 for measuring the distance from 2 to the recording surface of the recording medium 76 is provided. The exposure head 72 and the recording surface distance sensor 78 are both moved by a sub-scanning moving mechanism (not shown) on the sub-scanning rail 80 in a direction parallel to the rotation axis of the recording drum 74 as indicated by an arrow in the figure. .
Further, the measurement signal of the recording surface distance sensor 78 is input to a computer (control means) 82, and the computer 82 controls the wavefront control element based on this. The computer 82 controls not only the wavefront control element but also the entire apparatus such as the rotation of the drum, the sub-scanning moving mechanism and the image data.

【0077】露光ヘッド72は、図示しない光源から射
出された光ビームを受けて、これを記録面上に集光して
露光を行うとともに、副走査レール80上を移動し、こ
れにより記録面に2次元的に画像が露光される。なお、
露光ヘッド72としては、図6〜図8に示すアウタード
ラム型光走査装置50および51における波面制御素子
56を含む光学系を、例えば、光学定盤等に搭載したも
のを用いることができる。記録面距離センサ78は、副
走査方向において、少なくとも露光ヘッド72が露光を
行う位置よりも少し前の位置において、記録面までの距
離を測定する。測定した結果はコンピュータ82に送ら
れ、コンピュータ82において結果の分析がなされる。
The exposure head 72 receives a light beam emitted from a light source (not shown), focuses the light beam on the recording surface for exposure, and moves on the sub-scanning rail 80 so that the recording surface is exposed. The image is exposed two-dimensionally. In addition,
As the exposure head 72, an optical system including the wavefront control element 56 in the outer drum type optical scanning devices 50 and 51 shown in FIGS. 6 to 8 mounted on, for example, an optical surface plate can be used. The recording surface distance sensor 78 measures the distance to the recording surface at least at a position slightly before the exposure position of the exposure head 72 in the sub-scanning direction. The measurement result is sent to the computer 82, and the computer 82 analyzes the result.

【0078】コンピュータ82において、測定された距
離が一定値ではなく、異なる値が検出された場合、例え
ばほぼ同じ値が送られていたところ、今までよりも小さ
い値が来た場合には、記録面が何らかの要因で浮き上が
っていると判断し、その位置を露光ヘッド72が露光す
る際には、それに同期して波面制御素子を制御して焦点
位置を補正するようにする。また、例えば記録ドラム7
6の径が場所によって異なるような場合でも、測定信号
によってそれを検出し、それに合わせて波面制御素子を
制御するようにすることで、常に焦点位置を記録面上に
一致させることができる。
When the measured distance is not a constant value but a different value is detected by the computer 82, for example, when almost the same value is sent, but when a smaller value than before is received, recording is performed. When it is determined that the surface is lifted for some reason, and the position is exposed by the exposure head 72, the wavefront control element is controlled in synchronization with it to correct the focus position. Also, for example, the recording drum 7
Even if the diameter of 6 varies depending on the location, it is possible to always match the focus position on the recording surface by detecting it by the measurement signal and controlling the wavefront control element accordingly.

【0079】このように、センサによる測定値をフィー
ドバックして、これを基に波面制御素子を制御するよう
にすることにより、装置自体に起因する要因のみではな
く、ゴミ等のように、突発的な要因による焦点位置ずれ
の発生をも容易に補正することができる。また、このよ
うに高速に焦点位置ずれを補正することにより、ゴミ等
の影響を除去でき、画像品質の安定性を確保することが
できる。このようにして完全なオートフォーカシングを
実現することができる。
As described above, by feeding back the measured value by the sensor and controlling the wavefront control element based on this, not only the factors caused by the device itself but also abruptly caused by dust etc. It is possible to easily correct the occurrence of the focal position shift due to various factors. Further, by correcting the focus position shift at high speed in this way, the influence of dust or the like can be removed, and the stability of image quality can be ensured. In this way, complete autofocusing can be achieved.

【0080】また、以上、説明した本態様の各実施形態
の記録光ビームのスポット位置ずれ補正および焦点位置
ずれ補正は、それぞれを単独で行うようにしてもよい
が、これら2つの補正を同時に行うようにして、記録光
ビームのスポット位置ずれと焦点位置ずれを同時に補正
するようにしてもよい。すなわち、この場合には、波面
制御素子の波面にパワーを付与するとともにチルトさせ
るようにすればよい。さらに、本態様においても、本発
明の第2および第5の態様と同様に、波面制御素子の波
面にパワーおよび歪みを付与することにより、光学系の
収差を補正するようにしても良いし、光学系の収差に加
えて光ビームの焦点位置ずれを補正しても良いし、さら
に、これらに加えて、波面制御素子の波面をチルトさせ
るようにして、光ビームのスポット位置ずれをも補正す
るようにしても良い。
Further, although the spot position deviation correction and the focus position deviation correction of the recording light beam of each of the embodiments of the present aspect described above may be performed independently, these two corrections are performed simultaneously. In this way, the spot position shift and the focus position shift of the recording light beam may be simultaneously corrected. That is, in this case, power may be applied to the wavefront of the wavefront control element and the wavefront may be tilted. Further, also in this aspect, similarly to the second and fifth aspects of the present invention, the aberration of the optical system may be corrected by imparting power and distortion to the wavefront of the wavefront control element, In addition to the aberration of the optical system, the deviation of the focal position of the light beam may be corrected. Further, in addition to these, by tilting the wavefront of the wavefront control element, the deviation of the spot position of the light beam is also corrected. You may do it.

【0081】なお、本発明の各態様の上記各実施形態で
は、光ビーム走査装置として、光ビームでシート状記録
媒体に露光する光ビーム記録装置(画像露光装置)を例
にとり説明したが、本発明は、レーザビーム等の光ビー
ムを用いて画像担持媒体から画像等の読取を行う光ビー
ム読取装置(画像読取装置)に適用することも可能であ
る。
In each of the above embodiments of each aspect of the present invention, a light beam recording device (image exposure device) that exposes a sheet-like recording medium with a light beam is described as an example of the light beam scanning device. The present invention can also be applied to a light beam reading device (image reading device) that reads an image or the like from an image bearing medium using a light beam such as a laser beam.

【0082】以上、本発明の光ビーム走査方法および装
置について、種々の実施形態を挙げて詳細に説明した
が、本発明は、上述した種々の実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、
各種の改良や設計の変更を行ってもよいのはもちろんで
ある。
Although the light beam scanning method and apparatus of the present invention have been described in detail above with reference to various embodiments, the present invention is not limited to the above-described various embodiments, and the present invention is not limited thereto. Within the scope of the gist,
Of course, various improvements and design changes may be made.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の第1お
よび第4の態様によれば、種々の要因によって発生する
光ビームの焦点位置ずれ(デフォーカス)あるいは光学
系の収差による集光スポット形状の劣化や光ビームのス
ポット位置ずれを、簡単な構成で補正することができ、
高品質な画像を安価な装置で得ることが可能となる。
As described above in detail, according to the first and fourth aspects of the present invention, the focal position shift (defocus) of the light beam caused by various factors or the aberration caused by the aberration of the optical system occurs. Deterioration of the light spot shape and spot displacement of the light beam can be corrected with a simple configuration.
It is possible to obtain a high quality image with an inexpensive device.

【0084】また、以上、詳述したように、本発明の第
2および第5の態様によれば、円筒内面走査型の光ビー
ム走査において、上記効果、すなわち種々の要因によっ
て発生する光ビームの焦点位置ずれ(デフォーカス)あ
るいは光学系の収差による集光スポット形状の劣化や光
ビームのスポット位置ずれを、簡単な構成で補正するこ
とができ、高品質な画像を安価な装置で得ることができ
る。
Further, as described in detail above, according to the second and fifth aspects of the present invention, in the light beam scanning of the cylindrical inner surface scanning type, the above effect, that is, the light beam generated by various factors Deterioration of the focused spot shape due to defocusing of the focal point or aberration of the optical system and spot deviation of the light beam can be corrected with a simple configuration, and a high-quality image can be obtained with an inexpensive device. it can.

【0085】以上、詳述したように、本発明の第3およ
び第6の態様によれば、波面制御素子を用いて光ビーム
のスポット位置ずれや焦点位置ずれや、光学系の収差を
補正するようにしたため、ドラム等の部材の加工精度を
下げることができ、円筒外面走査型の光ビーム走査にお
いて、種々の要因によって発生する光ビームのスポット
位置ずれや焦点位置ずれや光学系の収差を、より安価な
装置で簡単に補正することができ、さらに、重いレンズ
等のメカニカルな移動がないため、余分な振動を抑制す
ることができるとともに、駆動電流を少なくすることも
可能となる。
As described above in detail, according to the third and sixth aspects of the present invention, the light beam spot position deviation, the focus position deviation, and the aberration of the optical system are corrected using the wavefront control element. Therefore, it is possible to reduce the processing accuracy of the member such as the drum, and in the light beam scanning of the cylindrical outer surface scanning type, the spot position shift, the focus position shift, and the aberration of the optical system caused by various factors, It can be easily corrected by a cheaper device, and since there is no mechanical movement of a heavy lens or the like, it is possible to suppress extra vibration and reduce the drive current.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第5の態様に係るインナードラム型
光ビーム走査装置の一実施形態の概略構成を示す概念図
である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an inner drum type light beam scanning device according to a fifth aspect of the present invention.

【図2】 図1に示すインナードラム型走査装置で用い
られる波面制御素子の一実施例の模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of a wavefront control element used in the inner drum type scanning device shown in FIG.

【図3】 (a)は、ドラムの偏芯を示す説明図であ
り、(b)は、ドラムの円柱状誤差を示す説明図であ
る。
3A is an explanatory diagram showing eccentricity of the drum, and FIG. 3B is an explanatory diagram showing a cylindrical error of the drum.

【図4】 波面制御素子にパワーを付与する様子を示す
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which power is applied to the wavefront control element.

【図5】 波面制御素子にチルトを付与する様子を示す
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing how a tilt is applied to the wavefront control element.

【図6】 本発明の第6の態様に係るアウタードラム型
光ビーム走査装置の第1実施形態を示す概略構成図であ
る。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an outer drum type light beam scanning device according to a sixth aspect of the present invention.

【図7】 本発明の第6の態様に係るアウタードラム型
光ビーム走査装置の第2実施形態を示す概略構成図であ
る。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of an outer drum type light beam scanning device according to the sixth aspect of the present invention.

【図8】 本発明の第6の態様に係るアウタードラム型
光ビーム走査装置の第3実施形態を示す概略構成図であ
る。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of an outer drum type light beam scanning device according to the sixth aspect of the present invention.

【図9】 本発明の第6の態様に係るアウタードラム型
光ビーム走査装置の第4実施形態の概略構成を示す平面
図である。
FIG. 9 is a plan view showing a schematic configuration of a fourth embodiment of an outer drum type light beam scanning device according to a sixth aspect of the present invention.

【図10】 従来のインナードラム型光ビーム走査装置
の概略を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing an outline of a conventional inner drum type light beam scanning device.

【図11】 従来のスピナーに起因するビーム波面歪み
を補正するインナードラム型光ビーム走査装置の概略を
示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing an outline of an inner drum type optical beam scanning device that corrects a beam wavefront distortion caused by a conventional spinner.

【図12】 図11の補正素子の概略を示す構成図であ
る。
12 is a configuration diagram showing an outline of the correction element of FIG.

【図13】 同じく図11の補正素子を示す平面図であ
る。
FIG. 13 is a plan view showing the correction element of FIG.

【図14】 従来のアウタードラム型光ビーム走査装置
の例を示す概略構成図である。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional outer drum type light beam scanning device.

【図15】 同じく、従来のアウタードラム型光ビーム
走査装置の他の例を示す概略構成図である。
FIG. 15 is also a schematic configuration diagram showing another example of a conventional outer drum type light beam scanning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 内面円筒型光走査装置 12a、12b、12c レーザダイオード 14a、14b、14c 第1コリメートレンズ 16a、16b、16c 2次元音響光学素子(AO
D) 18a、18b、18c AOD射出レンズ 20a、20b、20c 0次光カット板 22a、22b、22c 第2コリメートレンズ 24 合波光学系 24a 全反射ミラー 24b 偏光ビームスプリッタ 24c ビームスプリッタ 26、28 ビームエキスパンダ(系) 30 開口 32 ミラー 34 集光レンズ 36 光偏向器(スピナー) 38 波面制御素子 40 ドラム 42 記録シート 44 トラバース(副走査搬送手段) 45 制御装置 46 基板 47、47a、47b、47c、47d、47e 微小
電極 48 導電膜 50、51、70 円筒外面走査型光走査装置 52 光源 54 第1レンズ群 56 波面制御素子 56a 波面制御素子の後側主点 58 第2レンズ群 58a 第2レンズ群の前側主点 60、64 (記録)ドラム 62、66 記録媒体 72 露光ヘッド 78 記録面距離センサ 80 副走査レール 82 コンピュータ
10 Inner surface cylindrical optical scanning device 12a, 12b, 12c Laser diode 14a, 14b, 14c First collimating lens 16a, 16b, 16c Two-dimensional acousto-optic device (AO
D) 18a, 18b, 18c AOD emission lenses 20a, 20b, 20c 0th order light cut plates 22a, 22b, 22c Second collimating lens 24 Combined optical system 24a Total reflection mirror 24b Polarization beam splitter 24c Beam splitters 26, 28 Beam extractor Panda (system) 30 Aperture 32 Mirror 34 Condenser lens 36 Optical deflector (spinner) 38 Wavefront control element 40 Drum 42 Recording sheet 44 Traverse (sub scanning means) 45 Control device 46 Substrate 47, 47a, 47b, 47c, 47d , 47e Microelectrode 48 Conductive films 50, 51, 70 Cylindrical outer surface scanning optical scanning device 52 Light source 54 First lens group 56 Wavefront control element 56a Rear principal point of wavefront control element 58 Second lens group 58a Of second lens group Front principal points 60, 64 (recording) drums 62, 66 recording medium 72 dew Optical head 78 Recording surface distance sensor 80 Sub-scanning rail 82 Computer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C362 AA31 AA36 AA47 AA48 AA49 BA87 BB28 BB46 2H041 AA23 AB12 AB38 AC06 AC08 AC10 AZ06 2H045 AG09 CB00 CB22 DA41 5C051 AA02 CA07 DB22 DB24 DB30 DC04 DE09 DE23 5C072 AA03 CA06 DA02 DA04 DA20 DA21 HA02 HA06 HA14 HA16 HB15 JA02 RA12    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2C362 AA31 AA36 AA47 AA48 AA49                       BA87 BB28 BB46                 2H041 AA23 AB12 AB38 AC06 AC08                       AC10 AZ06                 2H045 AG09 CB00 CB22 DA41                 5C051 AA02 CA07 DB22 DB24 DB30                       DC04 DE09 DE23                 5C072 AA03 CA06 DA02 DA04 DA20                       DA21 HA02 HA06 HA14 HA16                       HB15 JA02 RA12

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源から射出され、光学系を通過した光ビ
ームによりシート状被走査体を走査するに際し、 波面制御素子により前記光ビームの波面を制御して、前
記光ビームのスポット位置ずれ、前記光ビームの焦点位
置ずれおよび前記光学系の収差の少なくとも一つを補正
することを特徴とする光ビーム走査方法。
1. When scanning a sheet-shaped object to be scanned by a light beam emitted from a light source and passing through an optical system, a wavefront control element controls the wavefront of the light beam to shift the spot position of the light beam, A method of scanning a light beam, wherein at least one of a focus position shift of the light beam and an aberration of the optical system is corrected.
【請求項2】前記シート状被走査体は、円筒内周面に保
持されており、前記光源から射出され、前記光学系を通
過し、回転光偏向器により反射偏向された光ビームによ
って走査される請求項1に記載の円筒内面走査型光ビー
ム走査方法。
2. The sheet-shaped object to be scanned is held by an inner peripheral surface of a cylinder, and is scanned by a light beam emitted from the light source, passing through the optical system, and reflected and deflected by a rotary light deflector. The cylindrical inner surface scanning type light beam scanning method according to claim 1.
【請求項3】前記シート状被走査体は、一定速度で回転
するドラムの外面に巻き付けられ、前記光源から射出さ
れ、前記光学系を通過した光ビームによって走査される
請求項1に記載の円筒外面走査型光ビーム走査方法。
3. The cylinder according to claim 1, wherein the sheet-shaped object to be scanned is wound around an outer surface of a drum that rotates at a constant speed, emitted from the light source, and scanned by a light beam that has passed through the optical system. External scanning type light beam scanning method.
【請求項4】前記波面制御素子から射出される前記光ビ
ームの波面のパワーまたは歪みを制御することにより、
前記光ビームの焦点位置ずれおよび前記光学系の収差の
少なくとも一つを補正する請求項1〜3のいずれかに記
載の光ビーム走査方法。
4. By controlling the power or distortion of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element,
The light beam scanning method according to claim 1, wherein at least one of a focal position shift of the light beam and an aberration of the optical system is corrected.
【請求項5】前記波面制御素子から射出される前記光ビ
ームの波面の傾きを制御することにより、前記光ビーム
のスポット位置ずれを補正する請求項1〜4のいずれか
に記載の光ビーム走査方法。
5. The light beam scanning according to claim 1, wherein the spot position deviation of the light beam is corrected by controlling the inclination of the wave front of the light beam emitted from the wave front control element. Method.
【請求項6】前記波面制御素子から射出される前記光ビ
ームの波面のパワーまたは歪みを制御することによる前
記光ビームの焦点位置ずれの補正、前記波面制御素子か
ら射出される前記光ビームの波面のパワーまたは歪みを
制御することによる前記光学系の収差の補正、および前
記波面制御素子から射出される前記光ビームの波面の傾
きを制御することによる前記光ビームのスポット位置ず
れの補正のうちの少なくとも2つ以上の補正を組み合わ
せて行う請求項1〜5のいずれかに記載の光ビーム走査
方法。
6. A correction of focus position deviation of the light beam by controlling the power or distortion of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element, and the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element. Of the correction of the aberration of the optical system by controlling the power or distortion of the optical system and the correction of the spot position deviation of the light beam by controlling the inclination of the wavefront of the light beam emitted from the wavefront control element. The light beam scanning method according to claim 1, wherein at least two or more corrections are combined.
【請求項7】前記波面制御素子は、ピエゾタイプ、電歪
タイプ、静電引力タイプおよび液晶タイプのいずれかで
ある請求項1〜6のいずれかに記載の光ビーム走査方
法。
7. The light beam scanning method according to claim 1, wherein the wavefront control element is one of a piezoelectric type, an electrostrictive type, an electrostatic attractive type and a liquid crystal type.
【請求項8】前記波面制御素子は、基板面上に配列され
た複数の電極と、これらの電極に対向し、表面が反射面
として機能する変形可能な導電膜とを有し、 前記電極に電圧を印加して静電引力を生じさせ、前記導
電膜を変形させることによって、前記反射面を所望の形
状に形成する請求項1〜7のいずれかに記載の光ビーム
走査方法。
8. The wavefront control element includes a plurality of electrodes arranged on a substrate surface, and a deformable conductive film which faces these electrodes and whose surface functions as a reflecting surface. The light beam scanning method according to claim 1, wherein the reflective surface is formed into a desired shape by applying a voltage to generate an electrostatic attractive force and deforming the conductive film.
【請求項9】前記シート状被走査体は、シート状記録媒
体であり、前記光ビームは、記録用光ビームであり、こ
の記録用光ビームで前記シート状記録媒体を2次元的に
走査することにより、前記シート状記録媒体に画像を記
録する請求項1〜8のいずれかに記載の光ビーム走査方
法。
9. The sheet-shaped object to be scanned is a sheet-shaped recording medium, the light beam is a recording light beam, and the sheet-shaped recording medium is two-dimensionally scanned by the recording light beam. 9. The light beam scanning method according to claim 1, wherein an image is recorded on the sheet-shaped recording medium.
【請求項10】光ビームを射出する光源と、 前記光源から射出された光ビームを通過させる光学系
と、 前記光ビームの波面を制御して、前記光ビームのスポッ
ト位置ずれ、前記光ビームの焦点位置ずれおよび前記光
学系の収差の少なくとも一つを補正する波面制御素子と
を有し、 前記光源から射出され、光学系を通過し、前記波面制御
素子によって補正された前記光ビームによってシート状
被走査体を走査することを特徴とする光ビーム走査装
置。
10. A light source that emits a light beam, an optical system that passes the light beam emitted from the light source, a wavefront of the light beam is controlled, and a spot position shift of the light beam And a wavefront control element that corrects at least one of a focus position shift and an aberration of the optical system, the sheet beam is emitted from the light source, passes through the optical system, and is corrected by the wavefront control element. A light beam scanning device for scanning an object to be scanned.
【請求項11】請求項10に記載の光ビーム走査装置で
あって、 さらに、その円筒内周面に前記シート状被走査体を保持
するドラムと、 回転することにより、前記光ビームを反射偏向して、前
記シート状被走査体を走査す回転光偏向器とを有し、 前記波面制御素子は、前記回転光偏向器より前記光ビー
ムの進行方向の上流側に設置されることを特徴とする円
筒内面走査型光ビーム走査装置。
11. The light beam scanning device according to claim 10, further comprising: a drum that holds the sheet-shaped object to be scanned on an inner peripheral surface of the cylinder, and the light beam is reflected and deflected by rotating the drum. And a rotating light deflector for scanning the sheet-shaped object to be scanned, wherein the wavefront control element is installed upstream of the rotating light deflector in the traveling direction of the light beam. A cylindrical inner surface scanning type light beam scanning device.
【請求項12】請求項10に記載の光ビーム走査装置で
あって、 さらに、その外面に前記シート状記録媒体が巻き付けら
れ、一定速度で回転するドラムを有することを特徴とす
る円筒外面走査型光ビーム走査装置。
12. The optical beam scanning device according to claim 10, further comprising a drum around which the sheet-shaped recording medium is wound and which rotates at a constant speed. Light beam scanning device.
【請求項13】前記波面制御素子は、射出する前記光ビ
ームの波面のパワーまたは歪みを制御して、前記光ビー
ムの焦点位置ずれおよび前記光学系の収差の少なくとも
一方を補正する請求項10〜12のいずれかに記載の光
ビーム走査装置。
13. The wavefront control element controls power or distortion of a wavefront of the emitted light beam to correct at least one of a focal position shift of the light beam and an aberration of the optical system. 13. The light beam scanning device according to any one of 12.
【請求項14】前記波面制御素子は、射出する前記光ビ
ームの波面の傾きを制御して、前記光ビームのスポット
位置ずれを補正する請求項10〜13のいずれかに記載
の光ビーム走査装置。
14. The light beam scanning device according to claim 10, wherein the wavefront control element controls the inclination of the wavefront of the emitted light beam to correct the spot position deviation of the light beam. .
【請求項15】前記波面制御素子は、射出する前記光ビ
ームの波面のパワーまたは歪みを制御することによる前
記光ビームの焦点位置ずれの補正、射出する前記光ビー
ムの波面のパワーまたは歪みを制御することによる前記
光学系の収差の補正、および射出する前記光ビームの波
面の傾きを制御することによる前記光ビームのスポット
位置ずれの補正のうちの少なくとも2つ以上の補正を組
み合わせて行う請求項10〜14のいずれかに記載の光
ビーム走査装置。
15. The wavefront control element corrects the focal position shift of the light beam by controlling the power or distortion of the wavefront of the emitted light beam, and controls the power or distortion of the wavefront of the emitted light beam. At least two of the correction of the aberration of the optical system by the correction and the correction of the spot position shift of the light beam by controlling the inclination of the wavefront of the emitted light beam are performed in combination. The light beam scanning device according to any one of 10 to 14.
【請求項16】前記波面制御素子は、ピエゾタイプ、電
歪タイプ、静電引力タイプおよび液晶タイプのいずれか
である請求項10〜15のいずれかに記載の光ビーム走
査装置。
16. The light beam scanning device according to claim 10, wherein the wavefront control element is one of a piezo type, an electrostrictive type, an electrostatic attractive type and a liquid crystal type.
【請求項17】前記波面制御素子は、基板面上に配列さ
れた複数の電極と、これらの電極に対向し、表面が反射
面として機能する変形可能な導電膜とを有し、 前記電極に電圧を印加して静電引力を生じさせ、前記導
電膜を変形させることによって、前記反射面を所望の形
状に形成する請求項10〜16のいずれかに記載の光ビ
ーム走査装置。
17. The wavefront control element includes a plurality of electrodes arranged on the surface of a substrate, and a deformable conductive film which faces these electrodes and whose surface functions as a reflection surface. The light beam scanning device according to claim 10, wherein the reflective surface is formed into a desired shape by applying a voltage to generate an electrostatic attractive force and deforming the conductive film.
【請求項18】前記シート状被走査体は、シート状記録
媒体であり、前記光ビームは、記録用光ビームであり、
この記録用光ビームで前記シート状記録媒体を2次元的
に走査することにより、前記シート状記録媒体に画像を
記録する請求項10〜17のいずれかに記載の光ビーム
走査装置。
18. The sheet-shaped scanned body is a sheet-shaped recording medium, and the light beam is a recording light beam,
18. The light beam scanning device according to claim 10, wherein an image is recorded on the sheet-shaped recording medium by two-dimensionally scanning the sheet-shaped recording medium with the recording light beam.
JP2002242203A 2001-08-22 2002-08-22 Method and device for light beam scanning Pending JP2003149582A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002242203A JP2003149582A (en) 2001-08-22 2002-08-22 Method and device for light beam scanning

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-251267 2001-08-22
JP2001251267 2001-08-22
JP2001-263096 2001-08-31
JP2001263096 2001-08-31
JP2002242203A JP2003149582A (en) 2001-08-22 2002-08-22 Method and device for light beam scanning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003149582A true JP2003149582A (en) 2003-05-21
JP2003149582A5 JP2003149582A5 (en) 2005-09-08

Family

ID=27347359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002242203A Pending JP2003149582A (en) 2001-08-22 2002-08-22 Method and device for light beam scanning

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003149582A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005012978A1 (en) * 2003-07-08 2005-02-10 Esko-Graphics A/S Multibeam internal drum scanning system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005012978A1 (en) * 2003-07-08 2005-02-10 Esko-Graphics A/S Multibeam internal drum scanning system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0617948B2 (en) Optical beam scanning device
EP0580080B1 (en) Disk for light beam recording device and light beam recording device
JP2804647B2 (en) Optical beam scanning optical device
US6844892B2 (en) Multi-beam scanning device
US7250961B2 (en) Light beam scanning method and apparatus compensating for defects
JP2696364B2 (en) Monitor mechanism of scanning optical device
JPH09281420A (en) Laser beam scanning optical device
JP2546366Y2 (en) Exposure device
JP2678485B2 (en) Drawing surface adjustment mechanism of scanning type drawing device
JP2000180748A (en) Division scanner and beam state adjusting method therefor
JP2003149582A (en) Method and device for light beam scanning
JP2709949B2 (en) Drawing surface adjustment mechanism of scanning type drawing device
JP4138999B2 (en) Multi-beam optical scanning device
US7859558B2 (en) Optical scanning device, control method thereof, and image forming apparatus therewith
JP2003075762A (en) Light beam scanning method and device
JPH08190070A (en) Optical scanner
JP3543558B2 (en) Light source device and optical beam scanning optical device
JPS62278521A (en) Light beam scanning device
JP2907292B2 (en) Achromatic laser scanning optics
JP2834802B2 (en) Optical scanning device
JP3141597B2 (en) Optical scanning device
JPH10325929A (en) Optical scanner
JP2002250882A (en) Multibeam scanner
JPH03100617A (en) Scanning optical device
JP3150871U (en) Two-piece fθ lens for microelectromechanical system laser beam scanner

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050314

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050314

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20061213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080219

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080701