JPH02173717A - 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ｏ　ｎ　／　。

ｆｆ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。

−ａ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：　
　４００ｄｐｉ、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」） Ｃ発明が解決しようとする譚Ｍ］ 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
、回転鏡の回転角をエンコーダで検出し、検出信号によ
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） 垂直入射の場合、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 ＝（（ｓｉｎθｍ）／θｍ　）　２　　・・・（４）こ
のように異なる角度１：分離された光束が第１図の回転
１ｊｌ１０７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０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＋２ωし　　　　・・・（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ｇｔ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ｉ！囲２０
３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、回転鏡の回転角をエン
コーダで検出し、検出１８号により制御する。

以下、実施例に沿って説明する。

実施例１６ 第３図に示すような回路を製作した。エンコーダの出力
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。エンコーダの出力と制御
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）式に示す値をとる。

Ｋ＝１７Ｗｍ　　　（ｔｍｓ＜ｔ＜ｔｍｅ）・・・（８
） 制御回路はエンコーダの出力を受けて、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、８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。

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
な範囲 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。 以上 代理人弁理士　上柳雅９　（他１名） ２Ｑ２ ｆ−＋　ｓ ゼー１１ 第ｑ国 ゼ、１ １’ｌｅ 第 叫

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、回転鏡の
   回転角をエンコーダで検出し、検出信号により制御する
   事を特徴とする光走査装置。