JPH01167720A - 走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 倉皇上夙机皿別夏 この発明は、被走査平面上に歪みの無い二次元像を形成
することのできる走査装置の改良に関するものである。

の　　　びその 固定された被走査平面上に二次元像を形成する手段とし
ては、従来から特公昭４４−９３２１号公報あるいは特
開昭５１−２６０５０号公報に開示されるような技術が
ある。

しかしながら、これらの公報に開示された二次元偏向装
置では、副偏向に対して主偏向の回動角度が一定の場合
、被走査平面上では歪みのある走査が行われるため、電
気的に信号を補正する必要があり、電気系がかなり複雑
かつ大規模になるという問題があった。

ｔＵ髪１旬− この発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであ
り、走査ラインの歪を光学的に補正することができる走
査装置を提供することを目的とする。

エ　　を　　するための この発明に係る走査装置は、一軸回りに回り光束を反射
偏向させる主走査偏向器と、偏向方向にのみ屈折力を有
し反射光束を光学系の光軸と直交する被走査平面上に結
像、走査させるシリンダー走査レンズと、主走査偏向器
の静止時に被走査平面上で走査方向と直交する線像を形
成し得る光源部と、線像方向に屈折力を有し光源部から
異なる角度で入射する光束を互いに平行な集束光として
主走査偏向器側へ出射させるテレセントリックレンズと
を備えることにより、上記目的の達成を図ったものであ
る。

生−肛 この発明の走査装置においては、光源部がら種々の角度
で出射する光束がテレセントリックレンズを介して互い
に平行な集束光となり、主走査偏向器で反射偏向されて
シリンダー走査レンズに入射し、このシリンダー走査レ
ンズを介して走査方向に集束される。すなわち、この装
置では光束の線像方向への集束は主走査偏向器より光源
側のみで行われているが、走査方向への集束は主走査偏
向器より被走査面側でも行われることとなる。

失魔亘 以下、この発明を図面に基づいて説明する。

（第１実施例）　　　− 第１図〜第３図はこの発明の第１実施例を示したもので
ある。

まず、第１図に基づいて概略を説明する。

この例で示した走査装置は、光源部としてＬＥＤアレイ
、あるいは多点発光レーザーのように多数（例えば、２
００〜３００個）の発光部が並列する多点発光素子１０
と、この多点発光素子１０の各発光部から発する光束を
略平行光束とするコリメートレンズ１１とを備えている
。なお、コリメートレンズ１１は、線像方向にのみ屈折
力を有している。

符号２０は、多点発光素子１０の異なる発光部から発し
コリメートレンズ１１をそれぞれ異なる角度で出射した
光束を、図中−点鎖線で示した光学系の光軸Ｘに対して
平行な集束光として出射させるテレセントリックレンズ
であり、２１はこのテレセントリックレンズ２０の物側
焦平面に置かれた開口絞りである。なお、この例ではテ
レセントリックレンズ２０として、多点発光素子１０の
発光１部の並列方向（以下、線像方向とする）にのみ屈
折力を有するシリンダーレンズを使用している。

また、符号３０は光軸Ｘに対して垂直、かつ線像方向に
平行な回転軸０回りに回転駆動される主走査偏向器とし
てのポリゴンミラー３０であり、テレセントリックレン
ズ２０を出射した光軸Ｘに平行な複数の光束は、このポ
リゴンミラー３０の側部に回転軸Ｑと平行に形成された
複数の反射面３１によって反射偏向される。

符号４０は、この偏向方向にのみ屈折力を有するシリン
ダー走査レンズであり、反射光束はこのシリンダー走査
レンズ４０を介して光軸に直交する被走査面５０に到達
する。なお、この例では主走査偏向器としてポリゴンミ
ラー３０を使用している関係上、シリンダー走査レンズ
４０は走査方向に関する像高が焦点距離と入射角度との
積となるような歪曲収差を有するｆθレンズとしての機
能を有している。主走査偏向器としてガルバノミラ−を
利用した場合には、その回動特性に合せて走査レンズ（
例えばアークサインレンズ）等の機能を上記の例とは変
更する必要がある。

ここで説明を容易とするため、被走査面５０上に線像方
向に延びるｙ軸と走査方向に延びる２軸とから成る直交
座標を設定し、続いて第２図〜第４図に従って具体的な
設計例について説明する。

第２図〜第４図は、第１図の光学系を光軸Ｘに沿って展
開した図に相当し、第２図はｘ−ｙ平面に沿ったもの、
第３図及び第４図はｘ−ｚ平面に沿ったものである。

コリメートレンズ１１は平凸レンズとメニスカスレンズ
とから成る５枚構成とされた回転対称なしンズであり、
焦点距離は５０ｍ＋ｓである。

テレセントリックレンズ２０は入射側３枚と出射側１枚
との回転非対称なシリンダーレンズから成り、Ｘ−７平
面内における焦点距離は４３０ｍｍである。

シリンダー走査レンズ４０は３枚の回転非対称なシリン
ダーレンズから成り、Ｘ−Ｚ平面内における焦点距離は
３００ｍｍである。

次に、上記のような構成とされた走査装置の作用を説明
する。

多点発光素子ｌＯの複数の発光部から発した光束（第２
図では４本で代表させている）は、コリメートレンズ１
１を透過してＸ−７平面に沿って進む平行光束となり、
開口絞り２１を介してテレセントリックレンズ２０に入
射する。

このテレセントリックレンズ２０を出射した光束は、光
軸Ｘとの距離り、（第２図参照）が光軸Ｘとその光束に
該当する発光部までの距離り、′に対応した集束光束と
なる。なお、テレセントリックレンズ２０はｘ−ｙ平面
内においてのみ各光束を被走査面５０上で結像するよう
な屈折力を有しており、Ｘ−２平面方向に関しては光束
に対して何ら作用しない。

テレセントリックレンズ２０を出射した光束はポリゴン
ミラー３０の反射面３１で反射偏向され、この偏向方向
にのみ屈折力を有するシリンダー走査レンズ４０に入射
する０反射面３１に入射する光束は光軸Ｘに対して平行
であり、しかも反射面３１はｙ軸と平行であるため、反
射面３１から被走査面５０に至る光束はその偏向方向に
かかわらず、ｘ−ｚ平面に対して平行でｘ−ｚ平面との
距離がり、となるような平面内を進行することとなる。

各発光部から発するそれぞれの光束は、前述のテレセン
トリックレンズ２０によってｙ方向へ集束されると共に
、シリンダー走査レンズ４ｏによって２方向に集束され
、被走査面５ｏ上で独立したスポットを形成する。なお
、このスポットのｙ座標は多点発光素子ｌＯの発光位置
り、′にょってのみ決定され、２座標はポリゴンミラー
３０の回転角度によってのみ決定される。

第４図は第３図に示した状態からポリゴンミラーが４．
５′″回転した状態を示すものであり、この際の２方向
に関する像高ｈ工はスポットのｙ座標に拘らず約４７ｍ
ｍとなる。

従って、ポリゴンミラー３０の静止時には各発光部を点
灯させることによってｙ軸と平行な線像を被走査面５０
上に形成することができ、また、各発光部を独立して駆
動しつつポリゴンミラー３０を回転させることにより発
光部の個数分の走査ラインによる二次元像を一回の走査
によって形成することができる。

このように、被走査面５０上でのスポットのｙ−２座標
をそれぞれ独立して制御することができるるため、複雑
な電気的処理を行わなくとも歪の無い二次元像を迅速に
形成することができる。

（第２実施例） 第５図はこの発明の第２実施例を示したものである。概
略構成は上記の第１実施例と同一であるので、相違点の
みを説明することとする。

この走査装置では、光源部の構成が上記第１実施例とは
異なるものとなっている。すなわち、多点発光素子の代
りに単一の発光部を有する発光素子１２を用い、この発
光素子１２から発する光束をコリメータレンズ１３を介
して略平行光束とし、かつ副走査偏向器としての副ポリ
ゴンミラー１４によって線像方向へ偏向させる構成とし
ている。

更に、副ポリゴンミラー１４の一定速回転に応じた被走
査面５０上でのスポット走査の等速性を得るためにテレ
セントリックレンズ２０にｆθレンズとしての作用をな
すよう歪曲収差を与えている。

なお、この実施例では主走査偏向器及び副走査偏向器と
してポリゴンモラーを用いた例についてのみ述べたが、
これに限定されずガルバノミラ−を使用することもでき
る。但し、ガルバノミラ−でラスタースキャンする場合
には、その回動特性に合せてシリンダー走査レンズ及び
テレセントリックレンズにアークサインレンズとしての
機能を持たせる必要がある。

主走査及び副走査偏向器としてガルバノミラ−１Ａ１０
ディフレクタ−等入力信号に比例する任意の角度に偏向
できる偏向器とｆθレンズを用いた場台には、角偏向器
の偏向角と被走査対象５０上でのスポットのｙ−ｚ方向
への移動ががそれぞれ独立してリニアな関係となるため
、従来困難であったベクタースキャンを複雑な制御なし
に行うことができる。

以上、説明してきたようにこの発明の走査装置によれば
、複雑な電気的処理を行わなくとも歪のない二次元像を
形成することができ１．シかも光源部に多点発光素子を
利用した場合には一回の走査で二次元像の形成を行うこ
とができ、また、光源部として単一の発光部を有する発
光素子と副走査偏向器とを設けた場合にはベクタースキ
ャンも簡単な制御で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、この発明に係る走査装置の第１実施
例を示したものであり、第１図は概略説明図。 第２図は線像方向に沿う断面図、第３図及び第４図は走
査方向に沿う断面図である。 第５図は、この発明に係る走査装置の第２実施例を示す
概略説明図である。 １２・・・発光素子 （副走査偏向器） ２０・・・テレセントリックレンズ ３０・・・ポリゴンミラー（主走査偏向器）４０・・・
シリンダー走査レンズ ５０・・・被走査面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一軸回りに回り光束を反射偏向させる主走査偏向
   器と、前記偏向方向にのみ屈折力を有し反射光束を光学
   系の光軸と直交する被走査平面上に結像、走査させるシ
   リンダー走査レンズと、前記主走査偏向器の静止時に前
   記被走査平面上で走査方向と直交する線像を形成し得る
   光源部と、前記線像方向に屈折力を有し前記光源部から
   異なる角度で入射する光束を互いに平行な集束光として
   前記主走査偏向器側へ出射させるテレセントリックレン
   ズとを備えることを特徴とする走査装置。
2. （２）前記光源部は、前記線像方向に並列する複数の発
   光部を有する多点発光素子と、該多点発光素子から出射
   する光束を異なる角度の平行光束として出射するコリメ
   ータレンズとから構成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の走査装置。
3. （３）前記光源部は、単一の発光部を有する発光素子と
   、該発光素子から発する光束を前記線像方向に反射偏向
   させる副走査偏向器とを備えることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の走査装置。