JP2683057B2 - 走査光学装置 - Google Patents
走査光学装置Info
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- JP2683057B2 JP2683057B2 JP63239443A JP23944388A JP2683057B2 JP 2683057 B2 JP2683057 B2 JP 2683057B2 JP 63239443 A JP63239443 A JP 63239443A JP 23944388 A JP23944388 A JP 23944388A JP 2683057 B2 JP2683057 B2 JP 2683057B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、光源からの光ビームをレンズ系及び偏向器
を介して走査面上を走査する走査光学装置に関し、特に
温度等の環境変動に起因する走査面上の光ビームの結像
スポツトの焦点位置ずれを検出して補正する機構を備え
た走査光学装置に関するものである。
を介して走査面上を走査する走査光学装置に関し、特に
温度等の環境変動に起因する走査面上の光ビームの結像
スポツトの焦点位置ずれを検出して補正する機構を備え
た走査光学装置に関するものである。
近年、走査光学装置として、画像信号に応じてレーザ
光源を変調し、該変調されたレーザ光源からのレーザ光
を偏向器により周期的に偏向させ、レンズ系によって、
感光性の記録媒体上にスポツト状に集束させ、露光走査
して画像記録を行うレーザビームプリンタ装置が広く一
般に使用されている。
光源を変調し、該変調されたレーザ光源からのレーザ光
を偏向器により周期的に偏向させ、レンズ系によって、
感光性の記録媒体上にスポツト状に集束させ、露光走査
して画像記録を行うレーザビームプリンタ装置が広く一
般に使用されている。
ところで、従来のレーザビームプリンタ装置では、環
境温度の変化によりレンズ系を構成する各部材が熱変形
を起こし、感光体（走査面）上のレーザ光の集束位置が
ずれてしまい画質が低下するという欠点があった。
境温度の変化によりレンズ系を構成する各部材が熱変形
を起こし、感光体（走査面）上のレーザ光の集束位置が
ずれてしまい画質が低下するという欠点があった。
その欠点を解決する手段として、特開昭60-100113号
公報に、走査面上の光ビームの結像スポツトの焦点位置
ずれを検出して補正する機構を備えた走査光学装置が開
示してある。
公報に、走査面上の光ビームの結像スポツトの焦点位置
ずれを検出して補正する機構を備えた走査光学装置が開
示してある。
上記公報では光ビームの結像スポツトの焦点位置ずれ
を検出する方法として、感光体近傍に走査される光ビー
ムの一部を取り出す為の鏡を設け、この鏡によって偏向
された光ビームは光学ガラス製のシリンドリカルレンズ
を通過したのち焦点ずれ検出手段、即ち４分割受光素子
に入射するよう構成している。しかし、この方式では感
光体近傍に鏡や焦点ずれ検出手段等をおく必要があるた
め、装置をコンパクト化する上では問題がある。また、
感光体を交換する際にも障害となる。
を検出する方法として、感光体近傍に走査される光ビー
ムの一部を取り出す為の鏡を設け、この鏡によって偏向
された光ビームは光学ガラス製のシリンドリカルレンズ
を通過したのち焦点ずれ検出手段、即ち４分割受光素子
に入射するよう構成している。しかし、この方式では感
光体近傍に鏡や焦点ずれ検出手段等をおく必要があるた
め、装置をコンパクト化する上では問題がある。また、
感光体を交換する際にも障害となる。
本発明の目的は、上記従来装置の欠点を解消し、コン
パクトな装置構成が可能な焦点位置ずれを検出して補正
する方法を提供することにある。
パクトな装置構成が可能な焦点位置ずれを検出して補正
する方法を提供することにある。
本発明の目的は、光源からの光ビームをレンズ系及び
偏向器を介して走査面上を走査する走査光学装置におい
て、前記偏向器から前記走査面に到る光路中に、前記光
源からの光ビームの一部を再び前記偏向器に反射する反
射光学部材、前記偏向器から前記光源に到る光路中に、
前記反射光学部材により反射され再び前記偏向器を経た
光ビームを検出する検出手段を配し、前記検出手段から
得られた信号により前記走査面上の光ビームの集束位置
を制御すると共に、前記偏向器を鏡面上に回転中心を有
する正弦振動鏡で構成し、前記反射光学部材の反射面を
前記正弦振動鏡の回転中心に一致した曲率中心を有する
形状に構成することによって達成される。
偏向器を介して走査面上を走査する走査光学装置におい
て、前記偏向器から前記走査面に到る光路中に、前記光
源からの光ビームの一部を再び前記偏向器に反射する反
射光学部材、前記偏向器から前記光源に到る光路中に、
前記反射光学部材により反射され再び前記偏向器を経た
光ビームを検出する検出手段を配し、前記検出手段から
得られた信号により前記走査面上の光ビームの集束位置
を制御すると共に、前記偏向器を鏡面上に回転中心を有
する正弦振動鏡で構成し、前記反射光学部材の反射面を
前記正弦振動鏡の回転中心に一致した曲率中心を有する
形状に構成することによって達成される。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第１図は本発明の走査光学装置の第１の実施例を示す
概略図で、１は光源である半導体レーザ、２は半導体レ
ーザから出射した光ビームを結像する結像レンズ、３は
制御系40からの信号によって結像レンズ２を光軸方向に
微動させるアクチユエータ、４は正弦振動鏡あるいは回
転多面鏡である光偏向器、５は走査面である感光体６を
有する回転ドラム、７は前記光偏向器４によって偏向さ
れた光ビーム８に対し、その一部の光量がほぼ同一光路
を戻るように光偏向器４と感光体面６との間に配置した
部分反射光学部材で、該部分反射光学部材７にて反射し
た光ビーム９は、光偏向器４を経てビーム分割器10にて
光源からの光ビームの光路から分離されレンズ11を通っ
て検出器12に導かれる。ここで、前記アクチユエータ３
によって結像レンズ２が駆動されない状態を考えると、
結像レンズ２によって形成されるレーザビームのウエス
ト、つまりビームの集束位置は、ビーム走査の結果円弧
状の軌跡13を描く。光偏向器４が鏡面上に回転中心を有
する正弦振動鏡で、その回転中心を偏向点としてレーザ
ビームを走査偏向すると前記軌跡13は完全な円弧とな
る。部分反射光学部材７の反射面は前記振動鏡の回転中
心に一致した曲率中心を有する形状である。反射ビーム
９はビーム分割器10によって半導体レーザ１からのビー
ムの光路と異なる方向に分割され、レンズ11によって所
定位置にレーザスポツトが形成される。ここで、レンズ
11の開口の半分を遮光板14にて遮光し、光検出器12は第
２図に示すように、光軸上に境界面を有する二つの光電
変換面12Aと12Bによって構成されるとする。今、この二
つの光電変換面からの各電気出力をIA、IBとし、その差
ΔＩ＝IA−IBに注目する。前述の説明の如く、結像レン
ズ２が固定された状態にあると、光検出器に対して前記
レンズ11によって形成されるスポツトは一定の位置にあ
るから前記電気出力の差ΔＩは一定となる。しかし、結
像レンズを動かした時は、光検出器に形成されるスポツ
トは一定の位置になく、レンズの動く位置の変化に応じ
て前記電気出力の差ΔＩは変化する。
概略図で、１は光源である半導体レーザ、２は半導体レ
ーザから出射した光ビームを結像する結像レンズ、３は
制御系40からの信号によって結像レンズ２を光軸方向に
微動させるアクチユエータ、４は正弦振動鏡あるいは回
転多面鏡である光偏向器、５は走査面である感光体６を
有する回転ドラム、７は前記光偏向器４によって偏向さ
れた光ビーム８に対し、その一部の光量がほぼ同一光路
を戻るように光偏向器４と感光体面６との間に配置した
部分反射光学部材で、該部分反射光学部材７にて反射し
た光ビーム９は、光偏向器４を経てビーム分割器10にて
光源からの光ビームの光路から分離されレンズ11を通っ
て検出器12に導かれる。ここで、前記アクチユエータ３
によって結像レンズ２が駆動されない状態を考えると、
結像レンズ２によって形成されるレーザビームのウエス
ト、つまりビームの集束位置は、ビーム走査の結果円弧
状の軌跡13を描く。光偏向器４が鏡面上に回転中心を有
する正弦振動鏡で、その回転中心を偏向点としてレーザ
ビームを走査偏向すると前記軌跡13は完全な円弧とな
る。部分反射光学部材７の反射面は前記振動鏡の回転中
心に一致した曲率中心を有する形状である。反射ビーム
９はビーム分割器10によって半導体レーザ１からのビー
ムの光路と異なる方向に分割され、レンズ11によって所
定位置にレーザスポツトが形成される。ここで、レンズ
11の開口の半分を遮光板14にて遮光し、光検出器12は第
２図に示すように、光軸上に境界面を有する二つの光電
変換面12Aと12Bによって構成されるとする。今、この二
つの光電変換面からの各電気出力をIA、IBとし、その差
ΔＩ＝IA−IBに注目する。前述の説明の如く、結像レン
ズ２が固定された状態にあると、光検出器に対して前記
レンズ11によって形成されるスポツトは一定の位置にあ
るから前記電気出力の差ΔＩは一定となる。しかし、結
像レンズを動かした時は、光検出器に形成されるスポツ
トは一定の位置になく、レンズの動く位置の変化に応じ
て前記電気出力の差ΔＩは変化する。
今、感光体面６上にレーザビームのウエストを形成さ
せるように、制御系40とアクチユエータ３を動作させて
結像レンズを光偏向器４の回動と同期して微動させた場
合の前記電気出力差はシミユレーシヨンにより求めるこ
とが可能で、光軸を基準とした偏向角θに対して第３図
のようにΔI0で表わされる。θ０は有効偏向角でこの範
囲内で感光体面６上に情報が記録される。第３図に示し
た電気出力差のシミユレーシヨン値ΔI0を偏向角θに対
して記憶処理装置15の中に記憶させ、前記光検出器の実
際の電気出力差ΔＩに対して、任意の偏向角θに対して
（ΔI0−ＫΔＩ）の値が零あるいはΔI/ΔI0が定数にな
るように、記憶処理装置15と制御系40、そしてアクチユ
エータ３を動作させ、走査面上の光ビーム集束位置を正
しく制御する。ここで、Ｋは所定の定数であり、シミユ
レーシヨンによって得られたオフセツトと検出器の出力
の光軸方向の移動距離に対する感度差を補正るる係数で
ある。
せるように、制御系40とアクチユエータ３を動作させて
結像レンズを光偏向器４の回動と同期して微動させた場
合の前記電気出力差はシミユレーシヨンにより求めるこ
とが可能で、光軸を基準とした偏向角θに対して第３図
のようにΔI0で表わされる。θ０は有効偏向角でこの範
囲内で感光体面６上に情報が記録される。第３図に示し
た電気出力差のシミユレーシヨン値ΔI0を偏向角θに対
して記憶処理装置15の中に記憶させ、前記光検出器の実
際の電気出力差ΔＩに対して、任意の偏向角θに対して
（ΔI0−ＫΔＩ）の値が零あるいはΔI/ΔI0が定数にな
るように、記憶処理装置15と制御系40、そしてアクチユ
エータ３を動作させ、走査面上の光ビーム集束位置を正
しく制御する。ここで、Ｋは所定の定数であり、シミユ
レーシヨンによって得られたオフセツトと検出器の出力
の光軸方向の移動距離に対する感度差を補正るる係数で
ある。
以上述べたように、偏向器から走査面に到る光路中
に、光源からの光ビームの一部を再び前記偏向器に反射
する反射光学部材、前記偏向器から前記光源に到る光路
中に、前記反射光学部材により反射され再び前記偏向器
を経た光ビームを検出する検出手段を配し、前記検出手
段から得られた信号により前記走査面上の光ビームの集
束位置を制御すると共に、前記偏向器を鏡面上に回転中
心を有する正弦振動鏡で構成し、前記反射光学部材の反
射面を前記正弦振動鏡の回転中心に一致した曲率中心を
有する形状に構成することにより、温度等の環境変動に
起因するレーザスポツト径の肥大化を防止し得る。この
結果、常に所望の大きさのスポツトを走査面上で得るこ
とができ、高密度及び高品位の画像を形成することがで
きる。また、走査面である感光体近傍に光ビームの検出
器等を配置する必要がないため、コンパクトな装置構成
が可能な焦点位置ずれを検出して補正する機構である。
更に、上記構成をとれば、焦点位置ずれ検出のための検
出手段、焦点位置ずれ補正のための補正手段，光源，偏
向器，レンズ系を同一のユニツトの中に組み込むことも
可能となるので、装置の製造，調整上好ましい。更に、
反射光学部材により反射され再び偏向器を経た光ビーム
を検出する構成としているので、光路長をかせぐことが
できるのでコンパクトな装置構成が可能である。
に、光源からの光ビームの一部を再び前記偏向器に反射
する反射光学部材、前記偏向器から前記光源に到る光路
中に、前記反射光学部材により反射され再び前記偏向器
を経た光ビームを検出する検出手段を配し、前記検出手
段から得られた信号により前記走査面上の光ビームの集
束位置を制御すると共に、前記偏向器を鏡面上に回転中
心を有する正弦振動鏡で構成し、前記反射光学部材の反
射面を前記正弦振動鏡の回転中心に一致した曲率中心を
有する形状に構成することにより、温度等の環境変動に
起因するレーザスポツト径の肥大化を防止し得る。この
結果、常に所望の大きさのスポツトを走査面上で得るこ
とができ、高密度及び高品位の画像を形成することがで
きる。また、走査面である感光体近傍に光ビームの検出
器等を配置する必要がないため、コンパクトな装置構成
が可能な焦点位置ずれを検出して補正する機構である。
更に、上記構成をとれば、焦点位置ずれ検出のための検
出手段、焦点位置ずれ補正のための補正手段，光源，偏
向器，レンズ系を同一のユニツトの中に組み込むことも
可能となるので、装置の製造，調整上好ましい。更に、
反射光学部材により反射され再び偏向器を経た光ビーム
を検出する構成としているので、光路長をかせぐことが
できるのでコンパクトな装置構成が可能である。
また、この焦点位置ずれを検出して補正する制御は、
あるまとまった１つの単位の情報の記録を行う前に行っ
てもよいし、記録走査を行う間（光源を変調し感光体面
に画像の形成を行う間）のブランキング期間（長時間画
像の形成が行われない期間）に前記の如き制御動作を実
行してもよい。もちろん記録走査を行っている間は前記
の如き制御動作は停止している。また、例えばA4,A3等
の用紙に所定複数枚数画像記録を行う間のブランキング
期間（ある用紙の画像記録が終了し、次の用紙の画像記
録が始まるまでの間）に前記の如き制御動作を実行して
もよい。もちろん、用紙に画像記録を行ってもいる間は
前記の如き制御動作は停止している。また、装置の制御
系にタイマを接続し、所定時間ごとに制御系を作動さ
せ、レーザビームを走査し、焦点位置の調整を行っても
よい。また、装置に温度，湿度等の環境の変化を検知す
るセンサを設け、このセンサにより環境が大きく変化し
たことを検知した場合に前述した焦点位置調整の動作を
行ってもよい。
あるまとまった１つの単位の情報の記録を行う前に行っ
てもよいし、記録走査を行う間（光源を変調し感光体面
に画像の形成を行う間）のブランキング期間（長時間画
像の形成が行われない期間）に前記の如き制御動作を実
行してもよい。もちろん記録走査を行っている間は前記
の如き制御動作は停止している。また、例えばA4,A3等
の用紙に所定複数枚数画像記録を行う間のブランキング
期間（ある用紙の画像記録が終了し、次の用紙の画像記
録が始まるまでの間）に前記の如き制御動作を実行して
もよい。もちろん、用紙に画像記録を行ってもいる間は
前記の如き制御動作は停止している。また、装置の制御
系にタイマを接続し、所定時間ごとに制御系を作動さ
せ、レーザビームを走査し、焦点位置の調整を行っても
よい。また、装置に温度，湿度等の環境の変化を検知す
るセンサを設け、このセンサにより環境が大きく変化し
たことを検知した場合に前述した焦点位置調整の動作を
行ってもよい。
第１図の実施例の信号処理系を次に説明する。
本実施例においては像面湾曲は補正されていないもの
とする。
とする。
（オフセツトサーボによる補正） 第４図によりレーザビームの反射光を検出して、レー
ザビームを偏向角θに対応して光軸方向に移動させるサ
ーボ系においてその目標値にオフセツトを与える補正方
式について説明する。
ザビームを偏向角θに対応して光軸方向に移動させるサ
ーボ系においてその目標値にオフセツトを与える補正方
式について説明する。
第１図においてレーザビームが光軸方向に移動しなけ
れば検出器12の光電出力ΔＩは、レーザビームが光偏向
器４により偏向されても一定である。
れば検出器12の光電出力ΔＩは、レーザビームが光偏向
器４により偏向されても一定である。
アクチユエータ３が制御系40の指令により結像レンズ
２を光軸方向に移動するか、又は何らかの外乱によりレ
ーザビームが光軸方向に移動すれば検出器12の出力は変
化する。ここでは外乱による光軸方向の移動は考えな
い。
２を光軸方向に移動するか、又は何らかの外乱によりレ
ーザビームが光軸方向に移動すれば検出器12の出力は変
化する。ここでは外乱による光軸方向の移動は考えな
い。
偏向角θに対応して補正量ΔI0を計算し、これと検出
器12の出力との差が０となるように制御系40に新しい目
標値として与えればレーザビームを偏向角θに対応して
光軸方向に移動できる。これにより、レーザビームは偏
向されてもその焦点位置を常に感光体６の上に固定でき
る。
器12の出力との差が０となるように制御系40に新しい目
標値として与えればレーザビームを偏向角θに対応して
光軸方向に移動できる。これにより、レーザビームは偏
向されてもその焦点位置を常に感光体６の上に固定でき
る。
第４図（ａ）はブロツクダイアグラムであり、（ｂ）
はレーザビームの光軸方向の移動距離と検出器出力の関
係を示す図である。
はレーザビームの光軸方向の移動距離と検出器出力の関
係を示す図である。
1.偏向角θ 光偏向器４はレーザビームを偏向させるビームスキヤ
ナ41とこれに連動するスキヤンビーム位置センサ42から
構成される。スキヤンビーム位置センサ42としてはA/D
変換の不要なデジタル出力型光電式ロータリーエンコー
ダのようにビームスキヤナ41の負荷とならない非接触型
が望ましい。
ナ41とこれに連動するスキヤンビーム位置センサ42から
構成される。スキヤンビーム位置センサ42としてはA/D
変換の不要なデジタル出力型光電式ロータリーエンコー
ダのようにビームスキヤナ41の負荷とならない非接触型
が望ましい。
スキヤンビーム位置センサ42の出力はMPU152に直接接
続される。
続される。
2.検出器出力ΔＩ レーザビームの光軸方向の移動は第４図（ｂ）に示す
ように検出器12を構成する検出器A12Aと検出器B12Bの出
力差として得られる。検出器A12Aの出力IAと検出器B12B
の出力IBは差動増幅21の入力となる。差動増幅21の出力
はΔＩはΔＩ＝IA−IBとなる。差動出力21の出力ΔＩは
A/D変換22により、デジタル量となり、MPU152へ送られ
る。
ように検出器12を構成する検出器A12Aと検出器B12Bの出
力差として得られる。検出器A12Aの出力IAと検出器B12B
の出力IBは差動増幅21の入力となる。差動増幅21の出力
はΔＩはΔＩ＝IA−IBとなる。差動出力21の出力ΔＩは
A/D変換22により、デジタル量となり、MPU152へ送られ
る。
3.オフセツトΔI0の計算 第３図に示すように、偏向角θに対するオフセットΔ
I0をシミユレーシヨン計算又は実測値より求める。求め
たオフセツトはROM153に関数の形で記憶して置き、スキ
ヤンビーム位置センサ42の偏向角θ入力によりRAM151と
MPU152により計算してもよいし、ROM153に実測値をその
まま入れておいても良い。
I0をシミユレーシヨン計算又は実測値より求める。求め
たオフセツトはROM153に関数の形で記憶して置き、スキ
ヤンビーム位置センサ42の偏向角θ入力によりRAM151と
MPU152により計算してもよいし、ROM153に実測値をその
まま入れておいても良い。
4.新しい目標値の算出 記憶処理装置15内のRAM151,MPU152,ROM153により新し
い目標値ΔI0−ＫΔＩを計算する。
い目標値ΔI0−ＫΔＩを計算する。
この新しい目標値は偏向角θの関数であり、像面湾曲
を補正する値となる。
を補正する値となる。
Ｋはシミユレーシヨンによって得られたオフセツトと
検出器12の出力の光軸方向の移動距離に対する感度差を
補正する係数である。これを外部からMPU152に入力でき
るように構成すればオフセツトΔI0を再計算する事な
く、経時変化に対応できる。
検出器12の出力の光軸方向の移動距離に対する感度差を
補正する係数である。これを外部からMPU152に入力でき
るように構成すればオフセツトΔI0を再計算する事な
く、経時変化に対応できる。
5.アクチユエータ 計算された新しい目標値はD/A変換23によりデジタル
量からアナログ電圧に変換される。D/A変換23の出力は
制御系40に与えられる。制御系40の出力はアクチユエー
タ３を駆動し、結像レンズ２を光軸方向に移動する。
量からアナログ電圧に変換される。D/A変換23の出力は
制御系40に与えられる。制御系40の出力はアクチユエー
タ３を駆動し、結像レンズ２を光軸方向に移動する。
アクチユエータ３はシミユレーシヨンによって得られ
たオフセツトΔI0と検出器12の出力ＫΔＩが等しくなる
と停止する。
たオフセツトΔI0と検出器12の出力ＫΔＩが等しくなる
と停止する。
レーザビームの焦点位置も検出器12の移動量ΔI0に比
例して変化する。このようにレーザビームの感光体６上
の焦点位置を偏向角θに対応して制御できる。
例して変化する。このようにレーザビームの感光体６上
の焦点位置を偏向角θに対応して制御できる。
第５図は本発明の走査光学装置の第２の実施例を示す
図で、第５図中16,17,18以外は前記第１図に示した実施
例と同じで、レーザビームの結像関係に関しても同じで
あるとする。
図で、第５図中16,17,18以外は前記第１図に示した実施
例と同じで、レーザビームの結像関係に関しても同じで
あるとする。
第５図において、16はピエゾ素子の如き駆動系で、偏
向角θに対応して所定の関係でレンズ11の光軸方向に光
検出器12を移動させるよう記憶処理制御装置17から信号
が出力される。偏向角θに対応する所定の関係とは、第
６図に示すように、計算上、レーザビームのウエストが
感光体面６上に形成されるように結像レンズ２を微動さ
せたとき、部分反射光学部材７によって反射したビーム
がレンズ11によって結像される位置の変化ΔＺが求めら
れる。この位置変化ΔＺを前記ピエゾ素子16にて発生せ
しめるべく信号が記憶処理制御装置17から発信される。
この場合は、前記光検出器からの電気出力差ΔＩ（＝IA
−IB）は偏向角θが変化しても常に一定値（零を含む）
になるように、制御系18とアクチユエータ３が動作す
る。
向角θに対応して所定の関係でレンズ11の光軸方向に光
検出器12を移動させるよう記憶処理制御装置17から信号
が出力される。偏向角θに対応する所定の関係とは、第
６図に示すように、計算上、レーザビームのウエストが
感光体面６上に形成されるように結像レンズ２を微動さ
せたとき、部分反射光学部材７によって反射したビーム
がレンズ11によって結像される位置の変化ΔＺが求めら
れる。この位置変化ΔＺを前記ピエゾ素子16にて発生せ
しめるべく信号が記憶処理制御装置17から発信される。
この場合は、前記光検出器からの電気出力差ΔＩ（＝IA
−IB）は偏向角θが変化しても常に一定値（零を含む）
になるように、制御系18とアクチユエータ３が動作す
る。
第５図の実施例の信号処理系を次に説明する。
本実施例においては像面湾曲は補正されてないものと
する。
する。
（検出器位置サーボによる補正） 第７図にレーザビームの反射光を検出して、レーザビ
ームを偏向角θに対応して光軸方向に移動させるサーボ
系においてその検出器位置を移動させて補正する方式に
ついて説明する。
ームを偏向角θに対応して光軸方向に移動させるサーボ
系においてその検出器位置を移動させて補正する方式に
ついて説明する。
第５図においてレーザビームが光軸方向に移動しなけ
れば検出器12の光電出力ΔＩは、レーザビームが光偏向
器４により偏向されても一定である。
れば検出器12の光電出力ΔＩは、レーザビームが光偏向
器４により偏向されても一定である。
アクチユエータ３が制御系40指令により結像レンズ２
を光軸方向に移動するか、又は何らかの外乱によりレー
ザビームが光軸方向に移動すれば検出器12の出力は変化
する。ここでは外乱による光軸方向の移動は考えない。
を光軸方向に移動するか、又は何らかの外乱によりレー
ザビームが光軸方向に移動すれば検出器12の出力は変化
する。ここでは外乱による光軸方向の移動は考えない。
偏向角θに対応して補正量を計算し、検出器12の位置
を光軸方向に移動して、検出器12の出力が常に０となる
ようにすれば、レーザビームを偏向角θに対して光軸方
向に移動できる。これにより、レーザビームは偏向され
てもその焦点位置を常に感光体６の上に固定できる。
を光軸方向に移動して、検出器12の出力が常に０となる
ようにすれば、レーザビームを偏向角θに対して光軸方
向に移動できる。これにより、レーザビームは偏向され
てもその焦点位置を常に感光体６の上に固定できる。
第７図（ａ）はブロツクダイアグラムであり、レーザ
ビームの光軸方向の移動距離と検出器出力の関係は第４
図（ｂ）と同じである。検出器12は駆動系16により光軸
方向に移動可能とする。
ビームの光軸方向の移動距離と検出器出力の関係は第４
図（ｂ）と同じである。検出器12は駆動系16により光軸
方向に移動可能とする。
1.偏向角θ 第４図と同じだから説明を省略する。
2.検出器出力ΔＩ レーザビームの光軸方向の移動は第４図（ｂ）に示す
ように検出器12を構成する検出器A12Aと検出器B12Bの出
力差として得られる。検出器A12Aの出力IAと検出器B12B
の出力IBは差動増幅21の入力となる。差動増幅21の出力
ΔＩはΔＩ＝IA−IBとなる。差動出力21の出力ΔＩは制
御系18の入力となる。
ように検出器12を構成する検出器A12Aと検出器B12Bの出
力差として得られる。検出器A12Aの出力IAと検出器B12B
の出力IBは差動増幅21の入力となる。差動増幅21の出力
ΔＩはΔＩ＝IA−IBとなる。差動出力21の出力ΔＩは制
御系18の入力となる。
3.検出器移動量ΔＺの計算 第６図に示すように、偏向角θに対する検出器移動量
ΔＺをシミユレーシヨン計算又は実測値より求める。求
めた検出器移動量はROM173に関数の形で記憶して置き、
スキヤンビーム位置センサ42の偏向角θ入力によりRAM1
71とMPU172により計算してもよいし、ROM173に実測値を
そのまま入れておいても良い。
ΔＺをシミユレーシヨン計算又は実測値より求める。求
めた検出器移動量はROM173に関数の形で記憶して置き、
スキヤンビーム位置センサ42の偏向角θ入力によりRAM1
71とMPU172により計算してもよいし、ROM173に実測値を
そのまま入れておいても良い。
4.検出器の移動 記憶処理装置17内のRAM171,MPU172,ROM173により求め
られた検出器移動量ΔＺは駆動系16に与えられる。駆動
系16はピエゾ素子のごとく光軸方向に直線移動するもの
でΔＺに比例して動く。検出器12は駆動系16により移動
する構成になっているから検出器12もΔＺに比例して移
動する。
られた検出器移動量ΔＺは駆動系16に与えられる。駆動
系16はピエゾ素子のごとく光軸方向に直線移動するもの
でΔＺに比例して動く。検出器12は駆動系16により移動
する構成になっているから検出器12もΔＺに比例して移
動する。
この新しい検出器の位置は偏向角θの関数であり、像
面湾曲を補正する値となる。
面湾曲を補正する値となる。
5.アクチユエータ 差動増幅21の出力は制御系18に与えられる。制御系18
の出力はアクチユエータ３を駆動し、結像レンズ２を光
軸方向に移動する。
の出力はアクチユエータ３を駆動し、結像レンズ２を光
軸方向に移動する。
アクチユエータ３は新しい検出器位置において検出器
12の出力が０になると停止する。レーザビームの焦点位
置も検出器12の移動量ΔＺに比例して変化する。このよ
うにレーザビームの感光体６上の焦点位置を偏向角θに
対応して制御できる。
12の出力が０になると停止する。レーザビームの焦点位
置も検出器12の移動量ΔＺに比例して変化する。このよ
うにレーザビームの感光体６上の焦点位置を偏向角θに
対応して制御できる。
以上の実施例では、走査面上の光ビームの集束位置を
光軸方向に移動させる手段として、結像レンズを移動さ
せる手段を用いたがその他の公知の技術を用いてもよ
い。
光軸方向に移動させる手段として、結像レンズを移動さ
せる手段を用いたがその他の公知の技術を用いてもよ
い。
光ビームの集束位置を移動させる手段としては、特開
昭60-100113号公報のようにコリメータレンズと回転多
面鏡の間に配した凸レンズを移動させるもの、特開昭59
-116603号公報のようにレーザ光源または結像レンズを
移動させるもの、特開昭60-112020号公報のように走査
レンズと走査媒体の光学的距離を可変するもの、特開昭
61-275868号公報のようにレーザのパワーを可変するも
の、特開昭62-112123号公報のようにコリメータレンズ
を移動させるもの等が考えられる。
昭60-100113号公報のようにコリメータレンズと回転多
面鏡の間に配した凸レンズを移動させるもの、特開昭59
-116603号公報のようにレーザ光源または結像レンズを
移動させるもの、特開昭60-112020号公報のように走査
レンズと走査媒体の光学的距離を可変するもの、特開昭
61-275868号公報のようにレーザのパワーを可変するも
の、特開昭62-112123号公報のようにコリメータレンズ
を移動させるもの等が考えられる。
以上説明したように、本発明は、偏向器から走査面に
到る光路中に、前記光源からの光ビームの一部を再び前
記偏向器に反射する反射光学部材、前記偏向器から前記
光源に到る光路中に、前記反射光学部材により反射され
再び前記偏向器を経た光ビームを検出する検出手段を配
し、前記検出手段から得られた信号により前記走査面上
の光ビームの集束位置を制御すると共に、前記偏向器を
鏡面上に回転中心を有する正弦振動鏡で構成し、前記反
射光学部材の反射面を前記正弦振動鏡の回転中心に一致
した曲率中心を有する形状に構成することにより、温度
等の環境変動に起因するレーザスポツト径の肥大化を防
止し得る。この結果、常に所望の大きさのスポツトを走
査面上で得ることができ、高密度及び高品位の画像を形
成することができる。また、走査面である感光体近傍に
光ビームの検出器等を配置する必要がないため、コンパ
クトな装置構成が可能な焦点位置ずれを検出して補正す
る機構である。更に、上記構成をとれば、焦点位置ずれ
検出のための検出手段、焦点位置ずれ補正のための補正
手段，光源，偏向器，レンズ系を同一のユニツトの中に
組み込むことも可能となるので、装置の製造，調整上好
ましい。更に、反射光学部材により反射され再び偏向器
を経た光ビームを検出する構成としているので、光路長
をかせぐことができるのでコンパクトな装置構成が可能
である。
到る光路中に、前記光源からの光ビームの一部を再び前
記偏向器に反射する反射光学部材、前記偏向器から前記
光源に到る光路中に、前記反射光学部材により反射され
再び前記偏向器を経た光ビームを検出する検出手段を配
し、前記検出手段から得られた信号により前記走査面上
の光ビームの集束位置を制御すると共に、前記偏向器を
鏡面上に回転中心を有する正弦振動鏡で構成し、前記反
射光学部材の反射面を前記正弦振動鏡の回転中心に一致
した曲率中心を有する形状に構成することにより、温度
等の環境変動に起因するレーザスポツト径の肥大化を防
止し得る。この結果、常に所望の大きさのスポツトを走
査面上で得ることができ、高密度及び高品位の画像を形
成することができる。また、走査面である感光体近傍に
光ビームの検出器等を配置する必要がないため、コンパ
クトな装置構成が可能な焦点位置ずれを検出して補正す
る機構である。更に、上記構成をとれば、焦点位置ずれ
検出のための検出手段、焦点位置ずれ補正のための補正
手段，光源，偏向器，レンズ系を同一のユニツトの中に
組み込むことも可能となるので、装置の製造，調整上好
ましい。更に、反射光学部材により反射され再び偏向器
を経た光ビームを検出する構成としているので、光路長
をかせぐことができるのでコンパクトな装置構成が可能
である。
第１図は本発明の走査光学装置の第１の実施例を示す概
略図、第２図は光検出器の検出面を示す図、第３図は偏
向角θに対する電気出力差のシミユレーシヨン値を示す
図、第４図（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施例にお
ける信号処理系を説明する図、第５図は本発明の走査光
学装置の第２の実施例を示す概略図、第６図は光検出器
の移動量を説明する図、第７図は光検出器位置の制御法
を説明する図である。 １……半導体レーザ、２……結像レンズ ３……アクチユエータ、４……偏向器 ６……感光体、７……反射光学部材 10……ビーム分割器、11……レンズ 12……検出器装置、14……遮光板 15……記憶処理装置、40……制御系
略図、第２図は光検出器の検出面を示す図、第３図は偏
向角θに対する電気出力差のシミユレーシヨン値を示す
図、第４図（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施例にお
ける信号処理系を説明する図、第５図は本発明の走査光
学装置の第２の実施例を示す概略図、第６図は光検出器
の移動量を説明する図、第７図は光検出器位置の制御法
を説明する図である。 １……半導体レーザ、２……結像レンズ ３……アクチユエータ、４……偏向器 ６……感光体、７……反射光学部材 10……ビーム分割器、11……レンズ 12……検出器装置、14……遮光板 15……記憶処理装置、40……制御系
Claims (1)
- 【請求項１】光源からの光ビームをレンズ系及び偏向器
を介して走査面上を走査する走査光学装置において、 前記偏向器から前記走査面に到る光路中に、前記光源か
らの光ビームの一部を再び前記偏向器に反射する反射光
学部材、前記偏向器から前記光源に到る光路中に、前記
反射光学部材により反射され再び前記偏向器を経た光ビ
ームを検出する検出手段を配し、前記検出手段から得ら
れた信号により前記走査面上の光ビームの集束位置を制
御すると共に、 前記偏向器を鏡面上に回転中心を有する正弦振動鏡で構
成し、前記反射光学部材の反射面を前記正弦振動鏡の回
転中心に一致した曲率中心を有する形状に構成したこと
を特徴とする走査光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63239443A JP2683057B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 走査光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63239443A JP2683057B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 走査光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0287112A JPH0287112A (ja) | 1990-03-28 |
| JP2683057B2 true JP2683057B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=17044849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63239443A Expired - Fee Related JP2683057B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 走査光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2683057B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7460146B2 (en) | 2004-07-28 | 2008-12-02 | Towner David K | Dynamic correction of field curvature from a scanner |
| JP2009053325A (ja) | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Canon Inc | 走査光学装置及びその調整方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108554U (ja) * | 1978-10-04 | 1980-07-30 | ||
| JPS60100113A (ja) * | 1983-11-07 | 1985-06-04 | Fuji Xerox Co Ltd | レ−ザ−ビ−ムプリンタ |
-
1988
- 1988-09-22 JP JP63239443A patent/JP2683057B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0287112A (ja) | 1990-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |