JP2006003907A

JP2006003907A - テレセントリックな主出口光線を有する多重ビームラスタ出力スキャナ光学システム

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Publication number: JP2006003907A
Application number: JP2005194659A
Authority: JP
Inventors: Tibor Fisli; フィズリーティボー; David A Grafton; エイグラフトンディヴィッド
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: BR9405287A; CA2136671C; EP0661573A1; JPH07209596A; DE69428508D1; DE69428508T2; JP3924305B2; US5512949A; CA2136671A1; EP0661573B1

Abstract

【課題】テレセントリックな主光線を備えた光学システムを提供する。
【解決手段】ラスタ出力スキャナからの差分スキャナライン曲がりを除去するシステムが、各スキャン光ビームの少なくとも主出口光線をシステム軸と整列する。主出口光線をシステム軸と実質的に平行になるよう整列することによって曲がりが全体として減少される。この結果、多重ステーションプリンタの異なるステーションからの、若しくは、多重経路プリンタの異なる経路からの、曲がりスキャンラインはほぼ同一とされまた整列される。
【選択図】図６

Description

本発明は、ラスタ出力スキャナにおける曲がり補償に関する。特に、本発明は、単一及び多重ステーションゼログラフィー型電子プリンタや複写機で用いられる多重ビームラスタ出力スキャナにおけるビームの差分曲がり歪曲（differential bow distortion)を最少とするようなシステムに関する。更に言えば、本発明は、多重ビームに残っているどのような曲がりをもその形状と位置付けの両方に関してビーム間で同一のものとすることを確実とする。

回転ポリゴン式光学システムの基本機能が以下に述べられているが、これは、以下に及びより好ましい実施例の詳細な説明に述べられた技術的議論の理解をより容易なものとするためにのみ記述されている。従来例を示す図５は、既知の回転ポリゴン多重ビームＲＯＳスキャナを示す。以下に記述された機能は多数の光源が独立的に用いられているほとんどのポリゴン型システムに等しく適用されることを理解すべきである。
図５は、サジタルにオフセットされた一対のレーザダイオード３１、３２を示す。レーザダイオード３１と３２によって放出されたビーム４３と４２は、コリメータ３３（レンズＬ１）によってコリメートされる。Ｆ／＃を制御するため、ビーム４１と４２が光軸と交差する所にサジタル開口３４が配置される。入力シリンドリカル光学素子３５（レンズＬ２）がビーム４１と４２を回転ポリゴンの現在のポリゴンファセット３６の表面上に焦合する。現在のファセット３６から反射した後、ビーム４１と４２はＦΘレンズ３７（レンズＬ３）を通過する。ＦΘレンズ３７は一般にタンジェンシャルな子午線では比較的低いパワーを有する。ＦΘレンズ３７の主な機能はポリゴン回転の単位角毎の一様なスポット変位によってタンジェンシャルな子午線で焦合を提供し、スキャンの線型性を制御することである。

運動補償光学素子（ＭＣＯ）３９の機能はポリゴン角度エラーや現在のファセット３６の傾斜とは独立に、現在のポリゴンファセット３６からの焦合ビーム４１、４２を光受容体（ＰＲ）平面４０上の所定位置に再像形成することである。このような補償が可能なのは、焦合ビームがＦΘレンズ３７とＭＣＯ３９に対して静的な「対象物」だからである。しかしながら、ポリゴンの傾斜や揺れに起因して、ビーム４１と４２は、回転ポリゴンの各異なるファセットに関してポスト・ポリゴン光学開口の異なる位置へ反射され、ビーム４１、４２はＰＲ平面４０の同じ位置に像形成される。
回転ポリゴン、単一スポットＲＯＳ型のゼログラフィー複写機やプリンタでは、曲がり歪曲が光学許容差の累積から生じている。曲がり自身は高感度スキャン方向にそれが移動したときにＲＯＳのスキャンレーザビームによって表される曲線である。従って、ラインが高感度スキャン方向に延長された場合、この曲がりは処理方向においてスキャンラインの変位として現れる。
多重ビーム、レーザダイオード型のＲＯＳは高品質、高スループットのゼログラフィー印刷を行なうのに最も適当な技術と考えられているが、差分スキャンライン曲がり（differential scan line bow) として知られる現象が不所望な副作用として残る。差分スキャンライン曲がりは、多重ビーム光学システムの非常に本質的なことから生じている。ここでは、ビームはサジタルに（クロススキャン方向で）オフセットされるため、ビームの半分は光軸の上でビームの半分は光軸の下となるか、あるいは、全てのビームが光軸の上若しくは下となる。

システム設計に依存して、差分スキャンライン曲がりはスキャンラインを互いに向き合うように（バレル歪曲（barrel distortion)）移動させることもあるし、あるいは、互いに離すように（ピンクッション歪曲（pin cushion distortion））移動させることもある。これら両方の場合において、光源（レーザ）は光軸の反対側に配置される。故に、曲がりスキャンラインの湾曲の中心も光軸の反対側に存在する。全ての光源が光軸の一方の側に配置された場合、全てのスキャンラインが光軸の反対側に像形成される。故に、全ての曲がりラインの湾曲中心も同じ側の軸上に存在する。しかしながら、各ラインは異なる曲率半径で曲げられる。この結果、これが他の型の差分曲がりの原因である。
単一ビームモノクロームや単一ビーム多重経路カラー印刷装置では連続するスキャンラインの曲がりが同じであるため、２、３００ミクロンの曲がりは画質に関して人目につかないほどの低下しか引き起こさない。しかしながら、マルチビーム、モノクローム、単一ステーション印刷装置や、単一若しくは多重光受容体ステーションを備えた多重ビーム、単一経路カラー印刷装置では、差分曲がりは、単一モノクローム画像においても、また、多重レイヤカラー画像におけるカラーレイヤの中でも、その両方においてとても大きな不一致を引き起こしてしまう。

特に、この不一致は大きさ (magnitude)や前述した異なる曲がりの異なるオリエンテーション（orientation)によって発生し得る。
従来システムの主な欠点は図５に示されているように、異なる曲がりが許されたスキャンラインを生成できない点にある。上に示したように、性能が貧弱であるのは、主光線とＭＣＯおよびＰＲ画像面間のシステム軸との間のかなりの角度偏差よる。
この角度偏差は、許容し得る運動補償範囲と一致するようなスポット焦合の実行可能深さを適度な範囲に確立することを不可能なものにしてしまう。言い換えれば、適当に指定されたポリゴン角度傾斜（例えば、アークの＋／−１分（１" ））が導入され、画像面が適度な距離（例えば、＋／−２ｍｍ）で最良の焦合となるよう内側および外側に移動された場合には、スキャンに沿ったスポットサイズにおける変動や異なる曲がり量、更に、ポリゴン傾斜に起因するスキャンラインシフトの量、これら各々が、高品質の画像を発生するには許容し得ないものとなる。

故に、本発明は、光学システムから光受容体への主出口光線がテレセントリックであるマルチビームＲＯＳを提供する。テレセントリックな主出口光線を有するシステムを提供することにより、マルチビームシステムは、ピラミッド状ポリゴン角エラー（pyramidal polygon angular errors) を容認するものとなるとともに、適度に安定した実質的に曲がりのない性能を単一ステーションゼログラフィープリンタにおいて容認し得る焦点深さで維持することができる。更に、曲がりの全形状およびオリエンテーションを厳密に制御することにより、単一経路、多重ステーションシステムは、広く分離されたゼログラフィーステーションによって書かれた様々な画像の間でも、容認し得る不一致レベルで印刷を行なうことができる。
本発明は、このように、差分スキャンライン曲がりを適当に補償するような単一ステーション多重ビームシステムを提供する。
本発明は、更に、多重ステーションを提供するもので、ここでは、ステーションシステム毎に単一ビームを提供しており、異なるステーションの複数のビームを整列することが可能とされ、差分曲がりは実質的に取り除かれ、スキャンラインはサジタルに整列される。

本発明は、更に、多重ステーションを提供するもので、ここでは、ステーションシステム毎に多重ビームを提供しており、異なるステーションの複数のビームを整列することが可能とされ、差分曲がりは実質的に取り除かれ、スキャンラインはサジタルに整列される。
最後に、本発明は、ビーム放出素子（レーザダイオード）間の間隔を増加させることを可能とするようなシステムを提供し、こうして、設計を容易にするとともに、システムに許容誤差を作り出している。
上に大まかに述べられた目的を達成するため、本発明は、総合的な解決策を提供する。この総合的な解決策では、差分スキャンライン曲がりの除去という目標を、必要とされるほどに若しくは実際的に可能なほどにサジタル主光線角をテレセントリックなものにすることによって達成している。これは、全てのビームについて最少と最大の曲がり値を所定の範囲内に維持することを可能とする。この範囲は、光軸上に集中させる必要はない。なぜなら、全てのビームは実質的に同じプロセス方向オフセットと一般的な形態を有しているため、人目につくような不一致は発生しないからである。更に、曲がり補償を提供する光学素子は、ピラミッドポリゴン角エラーによって発生された不所望なスキャンライン揺れも矯正する。

図１〜図４は、差分スキャンライン曲がりによって引き起こされ得る様々なタイプのエラーを示す。第１の曲がりスキャンライン２３は、第２の曲がりスキャンライン２４の曲率半径とは異なる第１の曲率半径を有する。
図２において、第３の曲がりスキャンライン２６は第１の曲がりスキャンライン２２上に重ね合わされている。図２に示されているように、第３の曲がりスキャンライン２６は第１の曲がりスキャンライン２２の湾曲の中心に対して理想的なスキャンライン２０の反対側に湾曲の中心を有する。
図３において、曲がりスキャンライン２１、２３の湾曲の中心は、曲がりスキャンラインがピンクッション歪曲を作り出すよう理想的なスキャンライン２０の反対側に位置付けられている。これは、曲がりスキャンライン２１、２３が同一の曲率半径を有しているか、異なる曲率半径を有しているかに係わらず発生する。
図４において、曲がりスキャンライン２５、２７の湾曲の中心もまた、理想的なスキャンライン２０の反対側であるが（同じ若しくは異なる半径で）、互いに関する配列はピンクッション歪曲を形成するようなものである。これもまた、曲がりスキャンライン２５、２７が曲率半径と同一の曲率半径を有しているか、異なる曲率半径を有しているかに係わらず発生する。

一般に、第１のオーダでは、従来システムにおけるこれら全ての歪曲は図５に示されているように出力主光線とシステム軸の間のかなりの角度偏差によって発生される。図１〜４に対して、図９は本発明のテレセントリック特性によって発生された曲がり自由スキャンライン２８、２９を示している。
本発明の第１のより好ましい実施例は、図６に示されているように前述した性能欠陥に対して一般的な解決策を与えるものである。コリメータレンズＬ１の焦合長さおよび位置は、開口面（主光線が互いに交差する場所）がＭＣＯの後方焦合面で像形成されるように選択される。この状態のため、ＭＣＯは全ての光学素子に共通であるシステム軸と平行に主光線を屈折させる。こうして、テレセントリックシステムが作り出される。本発明では、ＦΘレンズ３７（レンズＬ３）とＭＣＯとを組み合わせてＰＲ上のレーザビームのスポットをポリゴン平面からＰＲ平面へ再焦合し続けることに注意すべきである。同時に、ＭＣＯだけがその後方焦合面に対象物として配置されたサジタル開口ストップの画像を見る。この結果、ＭＣＯは主光線をシステム軸に平行に屈折させる。こうして、ＭＣＯは、差分曲がりとは独立のスキャンライン、大きな焦合深さ、更に、ポリゴンエラーの傾斜による低スキャンライン動作に必要とされる好ましい状態を作り出す。一般に、システムの各光ビームの主出口光線はシステム軸に対して平行に０．１度の範囲内にあることが必要である。しかしながら、光ビームの主出口光線は平行の１度範囲内に存在し得るものであり、いまだにテレセントリックと考えられる。

図５に示されているように、この図は従来装置３０のサジタルアンフォールド（unfolded)・ブロック図を示すものであり、一対のレーザダイオード３１、３２が一対の光ビーム４１、４２を放出する。光ビーム４１、４２は、コリメータ３３（レンズＬ１）を通過して、サジタル開口ストップ３４で交差する。光ビーム４１、４２はその後、これらの光ビームをポリゴンファセット表面３６上に焦合する入力シリンドリカルレンズを通過し続ける。ポリゴンファセット表面３６によって反射され且つスキャンされた後、光ビーム４１、４２は、ＦΘ３７（レンズＬ３）を通過する。ＦΘレンズの後、光ビーム４１、４２はアナモルフィック運動補償光学系（ＭＣＯ３９）を通過する。アナモルフィック運動補償光学系３９は、シリンドリカルレンズ、若しくはミラーである。ＭＣＯ３９を通過した後、光ビーム４１、４２は、スキャナスポット４３、４４を形成する光受容体平面４０上に焦合される。スキャナスポット４３、４４はそれらが光受容体と交差してスキャンされた場合に、少なくとも１２インチ（つまり、少なくとも１ページ幅）のスキャンラインを形成する。
図５において、ＭＣＯからの主出口光線はテレセントリックでないことを理解すべきである。即ち、主出口光線はシステム軸３８と平行ではない。また、サジタル開口ストップの画像は、殆どの場合、光受容体平面の後ろ側に配置された領域４５に配置されることに注意することが重要である。

これに対して、図６は本発明の第１の好ましい実施例のサジタルの明確なブロック図を示す。図６に示されているように、光学装置５０は一対のレーザビーム６１、６２をその各々が放出するような一対のレーザダイオード５１、５２を備える。光学システム５０は３つ若しくは４つ以上のレーザダイオードやレーザビームを備えたシステムにも等しく適用されることに注意すべきである。レーザビームが奇数の場合、中央のレーザはサジタル光軸に配置されることに注意すべきである。
更に、各レーザダイオード５１、５２は自身の光ビームを他のレーザダイオードによって放出された光ビームの波長とは異なる波長で放出することができることを理解すべきである。最後に、システムはレーザダイオードには限定されない。ソリッド状態レーザ、ガスレーザ、液体レーザ、若しくは、セミコンダクタレーザのような既知のなんらかの光放出デバイスを使用することもできる。更に、光放出ビームは変更され得る（それが出力されるときに、若しくは、マイクロモジュレータ型のスキャナによって）。従って、フラッシュランプやそのようなものを光源として使用することもできる。

レーザビーム６１、６２は、先ずコリメータ５３（レンズＬ１）を通過して、サジタル開口ストップ５４で交差する。レーザビーム６１と６２はその後、入力シリンドリカルレンズ５５（レンズＬ２）を通過して、ポリゴンファセット表面５６上に焦合される。図６に示されているように、ポリゴンファセット表面の回転はレーザビーム６１と６２に光受容体平面の両端（紙の内側および外側）をスキャンさせる。ポリゴンファセット表面５６によって反射された後、レーザビーム６１と６２はＦΘスキャンレンズ５７（レンズＬ３）を通過してサジタル開口ストップ５８の画像で再び交差する。これもまた、アナモルフィック運動補償光学系（ＭＣＯ）５９の後方焦合面である。この場合、サジタル開口ストップの画像は光受容体平面６０の前のみでなく、ＭＣＯ５９の前でもある。ＭＣＯ５９はシリンドリカルレンズ、若しくはシリンドリカルミラーを備えている。
ＭＣＯ５９を通過した後、レーザビーム６１と６２は光受容体平面６０上に焦合され、スキャンスポット６３と６４を形成する。最も重要なことは、レーザビーム６６と６７の主出口光線６６と６７が各々、システム軸６５に平行なことである。即ち、主出口光線６６と６７はテレセントリックである。出力光学系のいずれの素子もドーナツ型の表面を持つことができる点に注意すべきである。更に、このドーナツ型の表面は、サジタル若しくはタンジェンシャル方向のいずれにおいても一様若しくは非一様な半径を有することができる。

図７は、本発明の第２の好ましい実施例を示す。図７では、テレセントリックな光学システムの部分的なサジタル図だけが示されている。図７では、ポリゴンファセット表面５６の左側への光学システム部分は省略されている。更に、サジタルビームの分離が図７では明確化のために誇張されている。
図７では、レーザビーム６１と６２はポリゴンファセット表面５６によって反射された後、それらはＦΘレンズ５７ａと５７ｂを通過する。即ち、この実施例では、ＦΘレンズ５７は、２つの部分５７ａと５７ｂに分離されている。これらのレンズ、レンズＬ３−１とＬ３−２、が結合されてＦΘ補償を提供する。第２のＦΘレンズ５７ｂを通過した後、レーザビーム６１と６２は第１のアナモルフィック運動補償光学系（ＭＣＯ−１）５９ａを通過する。第１のＭＣＯ、ＭＣＯ−１はシリンドリカルレンズを備えている。その後、第１のＭＣＯ５９ａを通過した後、レーザビーム６１と６２は再びサジタル開口ストップの画像において交差する。この場合、サジタル開口ストップは光受容体平面６０の前に残っているが、今回は第１のＭＣＯ５９ａの後方であることに注意すべきである。しかしながら、サジタル開口ストップ５８の画像を通過した後、レーザビーム６１と６２は第２のアナモルフィック運動補償光学系（ＭＣＯ−２）５９ｂから反射される。第２のＭＣＯ５９ｂはネガティブなシリンドリカルミラーを備えている。ここでもまた、サジタル開口ストップ５８の画像は第１のＭＣＯ５９ａの後方であるが、それは第２のＭＣＯ５９ｂの前に残っていることに注意すべきである。

第２のＭＣＯ５９ｂを反射された後、レーザビーム６１と６２はフォールドミラー（folding mirror) ６８から反射され、光受容体平面６０に衝突する前に窓６９を通過する。この結果、レーザ６１と６２は再びスキャンスポット６３と６４を光受容体平面６０の上に形成する。更に、主光線６６と６７もまたテレセントリックである。最後に、図７に示された光学システムは、光学系だけをポリゴンファセット表面５６から光受容体平面６０へ規定することによってテレセントリックな主出口光線を得ることができるため、システム５０はコリメートされたビームがポリゴンファセット表面５６へ入力されることだけを要求する。この結果、どのプリ・ポリゴン光学系を使用しても適当にコリメートされたビームをポリゴンファセット表面５６に得ることができる。
図８は、図７に示されたその一部である光学システムのタンジェンシャルな図面を示す。図８に示されているように、レーザビーム６１と６２は紙面に整列されて存在し、回転ポリゴン７にポリゴンファセット表面５６で衝突してＦΘレンズ５７ａと５７ｂへ反射される。ＦΘレンズの２つの部分５７ａと５７ｂを通過した後、レーザビーム６１と６２は第１のアナモルフィック運動補償光学系（ＭＣＯ−１）５９ａを通過する。第１のＭＣＯ５９ａを通過した後、レーザビーム６１と６２は、第２のＭＣＯ５９ｂを反射されて、フォールドミラー６８上へ反射される。フォールドミラー６８から反射された後、レーザビーム６１と６２は光受容体平面６０上へスキャンスポット６３と６４において焦合される。また、主出口光線６６と６７は、第２のＭＣＯ５９ｂから反射された後、サジタル面においてテレセントリックとなる。

スキャンデバイスは回転ポリゴンである必要がないことに注意すべきである。スキャンデバイスは、従来例で知られたどのような型のマイクロモジュレータであってもよい。更に、回転ポリゴンは、所望のシステム特性を得るためにどのような数、即ち、３つから所望とするだけの数、のファセットを有することもできる。更に、スキャンデバイスは、回転ポリゴンであっても、マイクロモジュレータであっても、他の既知のいずれの型のスキャナであっても、光ビームによって不十分に満たすこともできるし、光ビームによって十分すぎるほど満たすこともできるし、臨界的に満たすこともできる。
表１は、図６〜図８に示されたテレセントリックＲＯＳ光学システムのための一般仕様を概説している。

表１
本発明に基づいて設計されたサンプルテレセントリックＲＯＳ光学システムのための一般仕様
解像度：１インチあたり６００スポット
スキャン長さ：１１．９インチ（３０２．８ｍｍ）
波長：６７０ｎｍ
レーザの数：２個
レーザ・オリエンテーション：サジタルにオフセットされている
レーザ分離：２５ミクロン
インターレース・ファクタ：３
スキャンライン分離：（３×１／６００インチ）
（scan line separation）
表１に示されているように、図６〜図８に示された光学システムのための設計仕様は、全体で１１．９インチであるスキャンラインにおいて１インチあたり６００ピクセルの解像度を必要とする。レーザビームの通常の波長は６７０ｎｍであり、２個のレーザダイオードが使用される。レーザダイオードは列上に垂直に整列されており、２５ミクロンによってサジタルに（垂直に）オフセットされている。更に、レーザダイオードによって放出されたレーザビームが使用されて、３というインターレース (interlace)を有するインターレース画像を形成する。最終的に、隣接するスキャンライン間の最終のスキャンライン分離は１／２００インチである。また、スキャンラインは連続的な、若しくは、イン・ピッチスキャンラインを形成して、各スキャンの間にテキストのブロックを形成することもできる。

以下に示す表２〜表５は図６〜図８に示された部分的な光学システムの全体設計を述べている。これらの表２〜表５は、表１で特定された規準に基づく設計の詳細を掲げたものである。

以下に示す表６は、表２〜表５に示された設計によって発生されるスポットサイズの概要である。

表６
スポットサイズデータ
────────────────────────────────
+2mm デフォーカス最良の焦点面 -2mmデフォーカス
サジタル×タンジェサジタル×タンジェサジタル×タンジェ
POS NO ンシャルンシャルンシャル
Ｘ × ＹＸ × ＹＸ × Ｙ
ミクロンミクロンミクロン
SOS 1 40.3 × 36.1 40.2 × 35.67 40.4 × 37.38
2 41.8 × 36.38 42.43× 35.57 43.66× 35.17
3 43.8 × 36.38 43.6 × 35.67 43.87× 35.67
COS 4 43.8 × 36.74 43.6 × 35.5 43.87× 35.67
5 42.74× 36.1 43.04× 35.32 43.66× 35.8
6 40.59× 36.73 40.59× 35.67 42.03× 35.67
EOS 7 40.34× 36.73 40.2 × 36.9 40.36× 38.0
表６は、最良の焦点面から＋２ｍｍだけ離れた焦点から最良の焦点面から−２ｍｍだけ離れた焦点までの範囲にあるスポットサイズデータを示す。最も左側のコラムにスキャン開始位置（ＳＯＳ）１からスキャン中央位置（ＣＯＳ）４を通じてスキャン終了位置（ＥＯＳ）７まで延びた測定位置が示されている。第２コラムに焦点面が最良の焦点面から＋２ｍｍだけ離されている場合のスポットサイズデータを示す。第２コラムに示されているように、サジタルな、即ち、Ｘ方向の、スポットサイズは４０．３ｍｍから４３．８ｍｍまで変化する。同時に、タンジェンシャル、即ち、Ｙ方向のスポットサイズは３６．１ｍから３６．７ｍｍまで変化する。この結果、＋２ｍｍのデフォーカス（defocus)におけるスポットサイズでの全変動は、サジタル方向で３．５ミクロンであるのに対してタンジェンシャル方向では .６ミクロンである。

第３コラムにおいて、これは最良の焦点面に対するスポットサイズデータを示すものであるが、スポットサイズにおけるサジタル変動は４０．２〜４３．６ミクロンである。同時に、スポットサイズにおけるタンジェンシャル変動は３５．３〜３６．９ミクロンの範囲にある。この結果、最少の焦点面における全スポットサイズ変動は、サジタル方向では３．４の範囲を持つのに対してタンジェンシャル方向では１．６の範囲を持つ。最も右側のコラムでは、このコラムは−２ｍｍのデフォーカス面に対するスポットサイズデータを示すものであるが、サジタル方向におけるスポットサイズは４０．４ミクロンから４３．９ミクロンの範囲にある。同時に、スポットサイズは、タンジェンシャル方向においては３５．２ミクロンから３８．０ミクロンまで変化する。この結果、サジタルスポットサイズの範囲は３．５ミクロンであるのに対してタンジェンシャルスポットサイズの範囲は２．８ミクロンである。
±２ｍｍのデフォーカスにおけるサジタルおよびタンジェンシャルスポットサイズは共に十分容認し得る変動範囲内である。図７と図８に示された光学システムにおける変動範囲によっては、大きな若しくは人目につくような不一致、若しくは視覚的効果は生じない。

最後に、以下に示す表７は、表２〜表５に示された設計によって発生された差分曲がりとスキャンラインシフトの総量を示す。

表７
焦点位置とポリゴンファセット傾斜の関数としての
差分曲がりとスキャンラインシフト
───────────────────────────────────
差分曲がりスキャンライン位置
の総計ポリゴンファセット
（ミクロン）傾斜によるシフト
（ミクロン）
焦合ポリゴンファセット 3.0 None
傾斜
+2mm デフォーカス NO 4.6 0.1
-2mm NO 4.7 0.2
フォーカス +１分 OFARC POL 4.4 0.05
+2mm デフォーカス +１分 4.9 3.1
-2mm デフォーカス +１分 4.6 3.1
焦点位置とポリゴンファセット傾斜の関数としての
差分曲がりとスキャンラインシフト
───────────────────────────────────
差分曲がりポリゴンファセットの
の総計傾斜に因るスキャンラ
（ミクロン）イン位置シフト
（ミクロン）
焦合ポリゴンファセット 3.0 なし
傾斜なし
+2mm デフォーカスポリゴンファセット 4.6 0.1
傾斜なし
-2mm ポリゴンファセット 4.7 0.2
傾斜なし
焦合アークポリゴン傾斜 4.4 0.05
の +１分
+2mm デフォーカスアークポリゴン傾斜 4.9 3.1
の +１分
-2mm デフォーカスアークポリゴン傾斜 4.6 3.1
の +１分
表７は、差分曲がりとスキャンラインシフトを焦点位置とポリゴンファセット傾斜角の関数として示している。コラム１において、焦点位置は最良の焦点面から＋２ｍｍのデフォーカスまで、および、−２ｍｍのデフォーカスまでの範囲にある。コラム２において、ポリゴンファセット傾斜は０若しくはアークの±１分のいずれかである。

コラム３には、焦点およびポリゴンファセット傾斜の様々な組み合わせに関して差分曲がりの総計がミクロン単位で示されている。最後に、第４コラムでは、ポリゴンファセット傾斜のみによるスキャンライン位置シフトがミクロンで示されている。スキャンライン位置シフトは全てのスキャンラインに同時に影響することに注意すべきである。１番目の行では、ビームは最良の焦点面に焦合されており且つポリゴンファセット傾斜は存在していない。ここでは、差分曲がりの総計は３ミクロンであり、スキャンライン位置シフトは０である。その後に続く５つの行では、デフォーカスとポリゴンファセットの傾斜が異なった状態を示しており、差分曲がりの総計は４．４ミクロンと４．９ミクロンの間で変化し、焦合され且つ傾斜が存在しない状態からみれば総計で１．９ミクロンの範囲で変化している。同様に、スキャンライン位置シフトは０．５ミクロンから３．１ミクロンで変化するため、ライン位置シフト範囲の総計は３．１ミクロンである。
ポリゴン傾斜値でのデフォーカスの範囲がここに示されているような範囲においては、上で述べた差分曲がり値の総計は１２７ミクロンのスキャンライン分離のたった３．８％だけを表示することに、注意すべきである。１２７ミクロンスキャンライン分離は１インチあたり６００スポットと３というインターレースの仕様によって決定される。更に、最大のスキャンラインシフトは１２７ミクロンスキャンライン分離のたった２．４％を表示する。

一般に、スキャンラインシフト補償はシフトが総計で４〜５ミクロン以下であるか、若しくは、スキャンライン分離の３％以下である場合に優れていると考えることができる。同様に、差分曲がり補償はそれが総計で４〜５ミクロン以下であるか、若しくは、スキャンライン分離が４％以下である場合に優れたものと考えることができる。更に、スキャンライン位置シフトはそれが総計で１０ミクロン以下であるか、若しくは、スキャンライン分離の６％以下である場合に容認され得ると考えられており、一方、曲がり補償の差分はそれが総計で１０ミクロン以下であるか、若しくは、スキャンライン分離の８％以下である場合に容認し得る。

光学軸の同一側にあるが曲率半径が異なっている湾曲中心を備えた一対の曲がりスキャンラインを示す。反対側にあり曲率半径が同じか若しくは異なっているような湾曲中心を備えた一対の曲がりスキャンラインを示す。反対側にあり曲率半径が同じか若しくは異なっているような湾曲中心を備えた一対の曲がりスキャンライン間のバレル歪曲を示す。反対側にあり曲率半径が同じか若しくは異なっているような湾曲中心を備えた一対の曲がりスキャンライン間のピン・クッション歪曲を示す。一般的な従来技術におけるポリゴン光学システムのサジタルブロック図を示す。本発明の光学システムのアンフォールド・サジタルブロック図を示す。サジタルなテレセントリック光学システム設計のサジタル図。図７に示された光学システムのタンジェンシャル図。図７に示された光学システムから生じた実質的な曲がりが存在しない一対のスキャンラインを示す図。

符号の説明

３１レーザダイオード
３２レーザダイオード
３３コリメータ
３４サジタル開口ストップ
３６ポリゴンファセット表面
３７ＦΘレンズ
３８システム軸
３９ＭＣＯ
４３スキャナスポット
４４スキャナスポット
５０光学装置
５１レーザダイオード
５２レーザダイオード
５３コリメータ
５５入力シリンドリカルレンズ
５６ポリゴンファセット表面
５７ａＦΘレンズ
５７ｂＦΘレンズ
５９ＭＣＯ
６０光受容体平面
６１レーザビーム
６２レーザビーム
６６主出口光線
６７主出口光線
６８フォールドミラー

Claims

印刷装置のためのラスタ出力スキャナ光学システムにおいて、
複数の光ビームを放出する複数の光放出デバイスと、
光受容体と、
前記複数の光ビームを前記光受容体に沿ってスキャンする走査デバイス（５６）と、
前記複数の光ビームをコリメートしてコリメートされた複数の光ビームを前記走査デバイスに与える、開口面を有する入力光学システムと、
出力光学システムと、を備え、
前記出力光学システムは、前記走査デバイスから前記複数の光ビームを受け、これら複数の光ビームを前記光受容体の上に焦合し、前記出力光学システムから出る前記複数の光ビーム各々の少なくとも１つの主出口光線を前記光学システムのシステム軸と整列させるものであり、前記出力光学システムは、ＦΘ光学素子と、運動補償光学素子と、前記運動補償光学素子の後方焦合面で前記出力光学システムに像形成されるサジタル開口ストップと、を有することを特徴とするシステム。
前記サジタル開口ストップは、前記ＦΘ光学素子と前記運動補償光学素子の間に配置される請求項１記載のシステム。