JPH0121288Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は回転多面体鏡（ポリゴン）を用いたレ
ーザー写真植字機、レーザー表示装置などの光走
査装置における回転多面体鏡の面倒れ補正に関す
るものである。

回転多面体鏡を用いて光走査をおこない写真植
字や表示をおこなう装置においては、回転多面体
鏡の各面の製作誤差や回転ブレ等に起因する種々
の走査誤差に悩まされている。これらの誤差のう
ち特に多面体鏡の反射面の倒れによる誤差は例え
ば感材又は走査ビームを一定ピツチで送つていつ
たとき、第１図に実線で示した走査線のように走
査ピツチにばらつきを生じ、写真植字のように印
字位置精度を重要視する装置では大きな問題とな
る。そのため従来では各面の倒れ量をあらかじめ
測定しておき、超音波光偏向素子等の偏向素子を
用いて倒れ量に相当する分だけレーザー光を逆に
偏向して補正したり、鏡面位置を焦点位置とする
レンズで平行光束を得、結像位置を一定にするな
ど種々の方法が試みられている。しかしながらこ
れらの補正方法は補正の偏向角が大きくなればな
る程大きなエネルギーが必要であつたり、大口径
のレンズ等を必要とし、逆に補正量の小さな精度
の良い多面体鏡を得ようとすると、非常に高価な
ものとなつたしまう。

本考案はこのような点に鑑み、多面体鏡の面倒
れを積極的に利用して補正角が小さくて済むよう
にすると共に、簡単な構造の補正用偏向器が使用
できるようにした光走査装置を提供するためにな
したものであり、その特徴とするところは、ｎ走
査ピツチの範囲における各正規の走査位置を夫々
の鏡面の走査位置と定めた回転多面体鏡と、該回
転多面体鏡の回転方向に対する各鏡面の現在位置
を検出する鏡面検出回路と、圧電素子と光学素子
とからなり前記鏡面検出回路からの信号で回転多
面体鏡に入射する光束を偏向する偏向器と、前記
回転多面体鏡の各鏡面毎に前記定めた走査位置ま
での補正偏向量を記憶し偏向器に指令する補正偏
向量記憶回路と、前記各鏡面の定められた走査位
置を記憶し前記鏡面検出回路からの信号で次に走
査する鏡面に適した画像情報を読み出すよう画像
メモリに指令する走査位置指示回路とを有し、前
記回転多面体鏡からの光束で出力媒体上を走査す
るようにしたことである。以下本考案を図面に従
つて詳細に説明する。

まず最初に本考案の原理を説明する。今第２図
において破線２０で示した位置を正規の走査位
置、２１，２２をその正規の走査線位置から１走
査ピツチだけ離れた位置にある別の走査線位置だ
とし、多面体鏡の鏡面〜で光を走査したと
き、鏡面の面倒れによつて夫々〜の番号を付
けた位置を光が走査するものとする。そうすると
この第２図を見ればわかるとうり、鏡面，，
，が描く走査線は正規の走査位置２０に近い
が、鏡面，が描く走査線は１走査線ピツチだ
け離れた位置２１に近く、鏡面，が描く走査
線は同じく位置２２に近い。そのためこの鏡面
〜で作られる走査線の走査位置誤差をすべて正
規の位置２０に来るよう補正を加えると、約２走
査ピツチ分、あるいは場合によつてはそれ以上の
補正量を必要とする。ところが鏡面，，，
が描く走査線を正規の位置２０へ、鏡面，
が描く走査線を別の走査線位置２１へ、鏡面，
が描く走査線をもう１つの位置２２へ来るよう
に補正を加えるものとすると、どのように大きな
面倒れがあつても補正量は最大１走査ピツチ分と
なり、補正用の偏向器は小さな偏向角を与えれば
済む。そのため多面体鏡の各鏡面夫々につき、正
規の走査位置、その１走査ピツチだけ前後に離れ
た位置のいづれか最も近い位置を走査するように
あらかじめ定め、さらに１走査分に相当する画像
情報の読出し順序を多面体鏡の各鏡面の走査位置
に対応させて入れ換えると共に、走査毎の送り量
も各鏡面の走査位置に対応させてやる。こうする
と前記したように僅少な補正で精度の高い走査を
おこなうことが可能となる。

これを図面で具体的に説明したのが第３図であ
り、図中「No.」で示した実線は走査線を表わし、
感材上に出力されたときNo.１，No.２………という
順に配されていく。また〇付数字は前記鏡面の番
号を夫々示している。

今鏡面〜がこの番号の順に作られているも
のとし、第３図イのように感材３０がセツトされ
矢印の方向に移動するものとする。そして三角の
マーク３１を原点として第１番目の走査線No.１と
なる画像情報が画像メモリから読み出され点線の
ように走査されるものとすると、最初に使用する
鏡面は第２図から明らかなように正規の位置２
０を走査するのに適しており、そのつぎに使用す
る鏡面は正規な位置２０よりも１走査ピツチだ
け上方に離れた位置２１を走査するのに適してい
る。そのためまずロ図のように走査に先だつて１
走査ピツチに相当する距離ｐだけ感材３０を移動
して走査位置を動かす。そして感材３０上で２番
目に位置する走査線No.２の画像情報を画像メモリ
より読み出してそれをハのように鏡面で走査す
る。次いで感材を動かさずにそのままの状態でニ
のように走査線No.１を鏡面で走査する。これに
よつて前記したようにNo.１の走査線は第２図の走
査位置２１に対して僅少な補正量で走査すること
が可能となる。

その後の走査も全く同様であり、鏡面は正規
の位置２０（第２図）で走査するのが最も適して
いるから、走査線No.２の走査がニで終了したらホ
のように１走査ピツチｐだけ移動してNo.３の走査
をおこなうヘ。鏡面も同じように正規位置２０
に適しているからトでｐの移動を行ない、チでNo.
４の走査を行なう。この鏡面による走査が済む
と次の鏡面は位置２２を走査するのに適した面
であるから、走査位置の移動はおこなわずにその
ままの状態でリのようにNo.５を走査する。次の鏡
面は正規の位置２０で走査するのに適している
ものであるから、ヌで１走査ピツチｐの移動を行
ない、さらにルでもう１度ｐ分を移動してオでNo.
６の走査をする。鏡面は正規な位置２０に対
し、１走査ピツチだけ離れた位置２１を走査する
に適した面であるからオで鏡面の走査が終了す
るとワ，カのようの夫々ｐ分の移動をしてヨでNo.
７を鏡面で走査する。

次に走査するのは鏡面であるが、この面は位
置２２を走査するのに適したものであるからタの
ように感材３０を逆方向にｐ分だけ戻し、鏡面
による走査線が原点３１と合うようにしてからNo.
８の走査をするレ。

以上のようにあらかじめ回転多面体鏡の各鏡面
ごとに走査位置までの補正量を記憶しておき、各
鏡面の定められた位置を、必要ならば画像の走査
順序を入れ変えて走査することによつて、わずか
の偏向角で精度的にすぐれた走査線を得ることが
できる。ただこの実施例の場合、タで感材を逆方
向に戻すという操作を必要としてしまう。これは
装置全体に余分な負荷を強いることになる。

この点を改良したものが第３図のソ以下であ
る。前記のようにしてル図で原点３１に対してｐ
だけ移動したら、ソにおいてさらにｐを移動す
る。そしてツで第７番目となる走査線No.７を鏡面
で走査し、そのままの状態で位置２１を走査す
るのに適した鏡面でNo.６を走査しネ、さらにヲ
で位置２２を走査するのに適した鏡面でNo.８を
走査する。このようにして走査していくことによ
つて感材３０は常に一方向だけの移動ですみ、し
かもたかだか１走査ピツチ分の補正をおこなえば
精度的に優れた走査線を得ることが可能となる。
尚以上の説明では多面体鏡として８面体の場合を
例にとつて説明してきたが、この面数にとらわれ
ないのはもちろんであり、又走査位置の移動もレ
ーザー光そのものをスイングミラーなどで移動さ
せる方法、印字する感材の方を移動させる方法な
ど種々の方法を取りうることはいうまでもない。

第４図は本考案に用いる補正用の偏向器を示し
たもので、図中４０は図のような断面を持つたプ
リズム、４１はPZT等の圧電素子、４２は圧電
素子固定用の台座であり、この圧電素子４１に通
電することによつてプリズム４０が矢印４３方向
に上下する。そのためプリズム４０が例えばＡか
らＢのように上方に移動したとすると、それに伴
なつて例えばレーザーなどの光路４４のプリズム
４０からの射出位置は、図からあきらかなように
ＢではＡに対しプリズム４０の移動量の２倍だけ
上方に移動している。すなわちこれは圧電素子４
１への通電量を調節することでレーザー光の射出
位置を調節できることを示しており、これを前記
多面体の面倒れの補正用偏向量を得る偏向器とし
て用いれば、補正量そのものは前記したように僅
少で済むから、簡単、安価で理想的な偏向器を得
ることができる。尚以上の説明は光学素子として
プリズムを用いた偏向器の場合を示したが、レン
ズを用いても全く同様に構成でき、その場合の一
例を第５図に示した。

この第５図において５０はレンズ５１，５２を
有したレンズ鏡筒であり、この鏡筒は第４図の場
合と同様PZT等の圧電素子５３に固定されてい
る。そのためこの圧電素子５３に通電すれば、レ
ンズ鏡筒５０は矢印５４方向に移動し、レーザー
等の光５５はＢのように上方に移動する。そのた
め第４図の場合と全く同様に微小偏向用の偏向器
として使用しうる。

第６図は以上のような原理を応用した本考案の
光走査装置を採用した写真植字機の一実施例であ
る。図中５９は感材、６０は光ビーム発生器、６
１は光変調器、６２はPZTなどの圧電素子を用
いた第４図又は第５図に示したような光偏向器、
６３は回転多面体鏡、６４は回転エンコーダ等の
回転角度検出器、６５は固定反射鏡、６６は回転
角度検出器６４からの信号を受けて現在どの鏡面
で光走査がおこなわれているか検出する鏡面検出
回路、６７は各鏡面の倒れ補正のための偏向量を
記憶し、鏡面検出回路６６からの信号で該当する
鏡面の補正量を電圧発生回路６８に送る補正偏向
量記憶回路、６９は多面体鏡６３の各鏡面が第２
図に示したような走査位置２０，２１，２２のど
の位置を走査するのが最適かを記憶し、鏡面検出
回路６６からの信号で次に走査する鏡面に適した
画像情報を読み出すよう画像メモリ７０に指令す
ると共に、感材をどれだけ移動させたらよいかを
移動制御回路７１に指令する走査位置指示回路、
７２は感材５９を移動させる駆動源、７３は前記
走査位置指示回路６９で指示された１走査線分の
画像情報を画像メモリ７０から読み出して記憶す
るラインバツフア、７４はラインバツフア７３か
ら読み出した信号をもとに光変調用の信号を作成
する変調回路である。

このように構成した写真植字機において、鏡面
検出回路６６は図示していない駆動源によつて高
速回転している回転多面体鏡６３と一緒に動作し
ている回転角度検出器６４からの信号によつて、
今どの鏡面で走査がおこなわれているかを常時検
出している。そしてその信号は補正偏向量記憶回
路６７、走査位置指示回路６９に送られ、補正偏
向量記憶回路６７に記憶されている補正量に相当
する量だけ第４図におけるプリズム、第５図にお
けるレンズなどの光学素子を移動させるだけの電
圧を電圧発生回路６８に発生させ、偏向器６２の
PZTなどの圧電素子に印加させる。一方鏡面検
出回路６６から走査位置指示回路６９に送られた
今走査をおこなつている鏡面の信号によつてこの
鏡面は第２図におけるどの位置を走査するのかが
検出され、すでに走査が終つている画像情報との
関係が調べられる。そしてその結果が画像メモリ
７０、移動制御回路７１に送られて第３図で示し
たような方法で画像メモリ７０の内容を読み出
し、一方移動制御回路７１に第３図に示した移動
量ｐだけ感材を移動させるよう指令する。そのた
め駆動源７２は感材５９を指令された量だけ移動
させ、一方画像メモリ７０から読み出された１走
査線分の情報はラインバツフア７３に記憶された
後、変調回路７４に送られ、鏡面の走査に同期し
て変調信号を変調器６１に出力してゆく。

尚以上の説明は写真植字機の場合を例にとつて
説明してきたが、出力媒体としての感材のかわり
にスクリーンを置き、固定鏡６５をスイミングミ
ラーとすれば表示装置としてそのまま構成でき
る。又この第６図に説明した構成は一例であつ
て、鏡面検出のための検出器６４もエンコーダだ
けでなくタコジエネレータを使つたり、鏡面その
ものに鏡面検出用の光線を当てたりしてもよい。
又第２図、第３図の例では面倒れが２走査ピツチ
に収まる場合を例にとつて説明してきたが、それ
以上のｎ走査ピツチの範囲に倒れ量が達する場合
でも全く同様にできることは言うまでもない。

このように光走査装置を構成することによつ
て、たとえ各鏡面の倒れが大きなものであつても
僅少な補正だけで済み、又補正用の偏向器も非常
に簡単になる。そのため回転多面体鏡も各鏡面の
平面性さえ保たれれば倒れなどの精度はそれ程う
るさいことを言わずに済む。又倒れ補正用の偏向
器も安価なもので済むから全体が安価に構成で
き、その効果は非常に大きなものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は面倒れの有る回転多面体鏡で走査した
場合の走査線のばらつきの一例、第２図は各鏡面
の面倒れによる走査のばらつきの例、第３図は本
考案を説明するための説明図、第４図は本考案の
微小角偏向器の一例、第５図は同じく他の実施
例、第６図は本考案の光走査装置を用いた写真植
字機の一実施例である。 ２０……正規の走査位置、２１，２２……１走
査ピツチだけ離れた走査位置、４０……プリズ
ム、４１……圧電素子、４２……圧電素子の支持
体、４３……プリズムの移動方向、４４……光線
の入射方向、５０……レンズ鏡筒、５１，５２…
…レンズ、５３……圧電素子、５４……移動方
向、５５……レーザー光、５９……感材、６１…
…変調器、６２……偏向器、６３……回転多面体
鏡、６４……回転角度検出器、６５……固定鏡。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ｎ走査ピツチの範囲における各正規の走査位置
   を夫々の鏡面の走査位置と定めた回転多面体鏡６
   ３と、該回転多面体鏡の回転方向に対する各鏡面
   の現在位置を検出する鏡面検出回路６６と、圧電
   素子と光学素子とからなり前記回転多面体鏡に入
   射する光束を偏向する偏向器６２と、前記鏡面検
   出回路からの信号で回転多面体鏡の各鏡面毎に前
   記定めた走査位置までの補正偏向量を記憶し偏向
   器に指令する補正偏向量記憶回路６７と、前記各
   鏡面の定められた走査位置を記憶し前記鏡面検出
   回路からの信号で次に走査する鏡面に適した画像
   情報を読み出すよう画像メモリ７０に指令する走
   査位置指示回路６９とを有し、前記回転多面体鏡
   からの光束で出力媒体上を走査するようにした光
   走査装置。