JPH02173716A - 光走査装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はデイスプレィ、プリンタ等に有用なレーザ光を
高速に走査させるための光走査装置に関するものである
。

［従来の技術］ 光走査装置は、特許出願公開昭５５−１０１９１１等に
記載の回転多面鏡によって、−本のレーザ光を偏向させ
、ｆθレンズにより直線上に結像、走査させる事で、画
素情報をレーザ光のＯｎ　／　Ｏｆｆでシリアルなドツ
トの配列に変換するものが主である。それらの精度やレ
ンズの機能を改良したものが各種発明され、レーザビー
ムプリンタやレーザ描画デイスプレィ等に応用されてき
た。

一般に回転多面鏡による走査速度＝　ｆ回／秒は、多面
鏡の面数Ｎ、モータの回転数ｎ　　ｒｐｍより、（１）
式で与えられる。

ｆ＝Ｎ＊ｎ／６０　　　　　　（１） 例えば、レーザビームプリンタにおいては、解像度：４
００ｄｐｉ、　　印刷速度Ａ４紙１０ｐｐｍに対して、
Ｎ＝６、ｎ＝７９２０ｐｐｍ程度である。

更に高い解像度で高速な記録を行なうには、回転多面鏡
の面数を増やすとか、回転数を上げるとかの対応が考え
られたが、回転の制御の困難性や装置の大型化、高コス
ト等の問題があった。

それらの問題の回答の一つにマルチビーム化があった。

マルチビーム化の一方式として、従来、回折格子を利用
した方法があった。　（当社出願中「光走査装置」）そ
の方法には０次の回折光と他の次数の回折光の間に出力
に差があり、それを補うために、あらかじめプログラム
された周期的信号によって制御する方法があった。　（
当社出願中「光走査装置」） ［発明が解決しようとする課題〕 しかし、従来の方法では、０次光と他の次数の回折光と
のあいだに光出力の切り替えの同期をとる手段がなく、
実用には不十分なものだった。

本発明はかかる問題点を解決するもので、より少ない面
数を持つ安い多面鏡と、より低い回転数の駆動源でより
高速な走査を実現する事を目的にしている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、反射面の回転を利用した光束の偏向手段に、
同一光源からの光束を複数の異なる進行方向を有する光
束に分離した後、異なる角度で該反射面に入射させ、特
定の角度域で各光束を時系列的に選択走査し、各光束の
強度が同一になるよう光源の出力を時系列的に制御する
光走査装置において、光源の出力を制御する手段として
、各光束の走査開始位置より前に受光素子を置き、該受
光素子の出力により制御する事を特徴とする。

〔実施例〕

第１図に本発明の基づく原理を示す。

回折格子１０１へ入射したコリメート光１０２は、回折
次数ごとに異なる角度へ回折される。回折次数ｍと回折
角θｍの関係は、例えばコロナ社刊光波電子工学ｐ１０
７に記載されているように、回折格子への入射角をθｉ
、格子の周期を１とおくと、　（２）式で表される。

１（ｓｉｎθｉ＋ｓｉｎθｍ）＝±ｍλ・・・　（２） 画直入肘の場合、θｉ＝０であるから、θｍは（３）式
で表される。

θｍ＝５ｉｎ−’（±ｍλ／　１　）−（３）また、ｍ
次の回折光の強度Ｗｍは０次の回折光のそれを１とする
と（４）式で表される。

Ｗｍ＝（ｓｉｎｃθｍ　）　２ ＝　　（（ｓｉｎ６１ｍ）／θｍ　）　２　　・・・（
４）このように異なる角度に分離された光束が第１図の
回転鏡１０７に入射した時、各々の光束１０４は反射面
の回転に伴い、同一の角速度で異なる角度１０５へ走査
される。次数ｍの光束の反射角をθｍ゛　反射面の回転
角をφとすると、（５）式の関係がある。

θｍ′＝θｍ＋２φ　　　　　・・・（５）回転鏡は等
速回転系なので、角速度をω、回転時間をｔとすると（
６）式の関係がある。

φ＝ωｔ　　　　　　　　　　・・・（６）（５）式に
（６）式を代入すると、　（７）式の関係が導かれる。

θｍｌ＝θｍ＋２ｃ、＋ｔ　　　　　＝（７）つまり、
回折光はいずれも等しい角速度で走査されると言える。

第２図は各θｍの時間変化を示した図である。

光源が単一の時、任意の走査パターンに対応するために
は時刻ｔに対して一つの光束が定まらなければならない
。そのため、走査可能範囲の第１条件２０１が定まる。

また、多面鏡の偏向角にも制限があり、第２の条件２０
２が設定される。これらの条件により、有効範囲２０３
が決まる。

第２図より異なる次数の回折光により一反射面の回転で
複数回の走査が時系列的に可能であることが判る。ただ
し、これらｍ次の回折光の強度は入射光の強度が一定の
時、　（４）式に示した強さとなる。

本発明はこのｍ次の回折光の強度が一定となるよう、光
源の出力を制御する手段として、各光束の走査開始位置
より前に受光素子を置き、該受光素子の出力により制御
する。

以下、実施例に沿って説明する。

実施例１゜ 第３図に示すような回路を製作した。受光素子の出力を
受けて、制御回路から出される信号の大小によって光出
力を変化させる回路である。受光素子の出力と制御回路
の出力信号を第４図に示す。

ｍ次の回折光の走査開始時刻をｔｍｓ、走査終了時刻を
ｔｍｅとしている。Ｋは制御回路の出力で光出力の増幅
率を表し、Ｔを周期として（８）式％式％ 制御回路は受光素子の出力を受けて、次の信号を受は取
るまで一定の値Ｋをとり続ける。

この構成により、各次の回折光は０次の回折光と同一の
強度が得られ、各回折光と同期をとることができる。受
光素子からの入力に対する出力は、ｍ番目の入力に対し
てｍｌ目のプログラムされた出力を対応させる方法で実
施できる。また、入力の大きさに反比例する出力が出る
ようなものでも可能である。

実施例２゜ 回折格子に正弦波格子を用いた。回折光は０次と±１次
の３つだけになり、その強度は（９）式に従った。　（
岩波書店刊　久保田広著　波動光学ｐ２７８参照） Ｗｍ＝１　　　（ｍ＝ｏ） ０．５（ｍ＝±１）　　　　　・・・（９）制御回路の
出力Ｋを第５図に示した。

［発明の効果］ 本発明により、極めて簡便に均一な強度のマルチビーム
のレーザービームスキャナを製作することができる。

また、マルチビームスキャナが実現されることで、高速
高密度のレーザービームプリンタや高精細なデイスプレ
ィが容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図である。番号は以下のものを表
す。 １０１・・・回折格子 １０２・・・入射光 １０３・・・ｍ次の回折光 １０４・・・−ｍ次の回折光 １０５・・・ｍ次回折光の反射光 １０６・・・０次回折光の反射光 １０７・・・回転鏡 第２図は各回折光の走査角の時間変化を表した状態図で
ある。 ２０１・・・各走査光が重ならない条件２０２・・・回
転多面鏡の走査可能条件２０３・・・回折光の利用可能
な範凹 第３図は本発明の実施例１の回路図である。光出力回路
は変調回路からの信号を出力制御回路からの信号に比例
して光出力を変化させる。 第４図は実施例１の出力制御回路の出力の周期的変化を
表す時間−出力関係図である。縦軸に出力（光出力の増
幅度）、横軸に時間をとり、周期をＴとおいた。 第５図は実施例２における出力制御回路の出力の周期的
変化を表す０間−出力関係図である。縦軸に出力（光出
力の増幅度）、横軸に時間をとり、周期をＴとおいた。 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　上柳雅誉　（他１名） 竿 困 ｆ−＋５ ｉ−ｔｅ　　　　せ１ｔ ｔｏ５　　　　ｔａｇ ｒｂ 第 ら 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反射面の回転を利用した光束の偏向手段に、同一光源か
   らの光束を複数の異なる進行方向を有する光束に分離し
   た後、異なる角度で該反射面に入射させ、特定の角度域
   で各光束を時系列的に選択走査し、各光束の強度が同一
   になるよう光源の出力を時系列的に制御する光走査装置
   において、光源の出力を制御する手段として、各光束の
   走査開始位置より前に受光素子を置き、該受光素子の出
   力により制御する事を特徴とする光走査装置。