JPH0287112A - 走査光学装置 - Google Patents
走査光学装置Info
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- JPH0287112A JPH0287112A JP23944388A JP23944388A JPH0287112A JP H0287112 A JPH0287112 A JP H0287112A JP 23944388 A JP23944388 A JP 23944388A JP 23944388 A JP23944388 A JP 23944388A JP H0287112 A JPH0287112 A JP H0287112A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
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
ポッ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。
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
ポッ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ット状に集束させ、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。
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ット状に集束させ、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。
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６０１００１１
３号公報に、走査面上の光ビームの結像スポットの焦点
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
が開示しである。
３号公報に、走査面上の光ビームの結像スポットの焦点
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
が開示しである。
上記公報では光ビームの結像スポッ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。
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、上記従来装置め欠点を解消し、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。
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
制御することによって達成される。
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図は未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
微動させるアクチュエータ、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、前記アクチュエ
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
ウェスト、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て曲率中心を有すると、反射ビーム
９はビーム分割器ｌＯによって半導体レーザｌ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ットが形成される。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Ｉ
ＡＮＩＢとし、その差ΔＩ＝Ｉい−！８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
るスポットは一定の位置にあるから前記電気出力の差Δ
■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ットは一定の位置になく、レ
ンズの動（位置の変化に応じて前記電気出力の差ΔＩは
変化する。
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
微動させるアクチュエータ、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、前記アクチュエ
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
ウェスト、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て曲率中心を有すると、反射ビーム
９はビーム分割器ｌＯによって半導体レーザｌ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ットが形成される。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Ｉ
ＡＮＩＢとし、その差ΔＩ＝Ｉい−！８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
るスポットは一定の位置にあるから前記電気出力の差Δ
■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ットは一定の位置になく、レ
ンズの動（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ェストを形成させ
るように、制御系４０とアクチュエータ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ュレーションにより求めるこ
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ΔＩ。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ョン値Δ■ｏ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Δ■に対して、任意の偏向角θに
対して（ΔＩｏ−にΔりの値が零あるいはΔＩ／ΔＩｏ
が定数になるように、記憶処理装置１５と制御系４０、
そしてアクチュエータ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、シミュレーションによって得られたオフセット
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
補正する係数である。
るように、制御系４０とアクチュエータ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ュレーションにより求めるこ
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ΔＩ。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ョン値Δ■ｏ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Δ■に対して、任意の偏向角θに
対して（ΔＩｏ−にΔりの値が零あるいはΔＩ／ΔＩｏ
が定数になるように、記憶処理装置１５と制御系４０、
そしてアクチュエータ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、シミュレーションによって得られたオフセット
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
補正する係数である。
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偏向器に反射する反射
光学部材、偏向器から光源に到る光路中に反射光学部材
により反射され再び偏向器を経た光ビームを検出する検
出手段を配し、検出手段から得られた信号により走査面
上の光ビームの集束位置を制御する構成としたことによ
り、温度等の環境変動に起因するレーザスポット径の肥
大化を防止し得る。−この結果、常に所望の大きさのス
ポッ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
ッ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。
光源からの光ビームの一部を再び偏向器に反射する反射
光学部材、偏向器から光源に到る光路中に反射光学部材
により反射され再び偏向器を経た光ビームを検出する検
出手段を配し、検出手段から得られた信号により走査面
上の光ビームの集束位置を制御する構成としたことによ
り、温度等の環境変動に起因するレーザスポット径の肥
大化を防止し得る。−この結果、常に所望の大きさのス
ポッ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
ッ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）にスポット検出器付近のみレ
ーザを発振させて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。
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）にスポット検出器付近のみレ
ーザを発振させて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。
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。
する。
（オフセッ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ットを与える補正方式
について説明する。
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ッ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。
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。
アクチュエータ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ΔＩｏ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Ｑ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Ｑ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）はブロックダイアダラムであり、（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。
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ャナ
４１とこれに連動するスキャンビーム位置センサ４２か
ら構成される。スキャ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ャナ４１の負荷とならない
非接触型が望ましい。
４１とこれに連動するスキャンビーム位置センサ４２か
ら構成される。スキャ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ャナ４１の負荷とならない
非接触型が望ましい。
スキャンビーム位置センサ４２の出力はＭＰＵ１５２に
直接接続される。
直接接続される。
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Ａｌ２Ａと検出器８１
２Ｂの出力差として得られる。検出器Ａ１２Ａの出力Ｉ
Ａと検出器Ｂ１２Ｂの出力１８は差動増幅２１の入力と
なる。差動増幅２１の出力はΔＩはΔＩ＝Ｉえ−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。
うに検出器１２を構成する検出器Ａｌ２Ａと検出器８１
２Ｂの出力差として得られる。検出器Ａ１２Ａの出力Ｉ
Ａと検出器Ｂ１２Ｂの出力１８は差動増幅２１の入力と
なる。差動増幅２１の出力はΔＩはΔＩ＝Ｉえ−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、オフセットΔＩｏ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ΔＩ
ｏをシミュレーション計算又は実測値より求める。求め
たオフセットはＲＯＭ１５３に関数の形で記憶して置き
、スキャンビーム位置センサ４２の偏向角θλ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。
ｏをシミュレーション計算又は実測値より求める。求め
たオフセットはＲＯＭ１５３に関数の形で記憶して置き
、スキャンビーム位置センサ４２の偏向角θλ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゜Ｒ
ＯＭ１５３により新しい目標値ΔＩｏ−にΔＩを計算す
る。
ＯＭ１５３により新しい目標値ΔＩｏ−にΔＩ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。
補正する値となる。
Ｋはシミュレーションによって得られたオフセットと検
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ットΔＩｏを再計算す
る事な（、経時変化に対応できる。
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ットΔＩｏを再計算す
る事な（、経時変化に対応できる。
５、アクチュエータ
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
クチュエータ３を駆動し、結像レンズ２を光軸方向に移
動する。
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
クチュエータ３を駆動し、結像レンズ２を光軸方向に移
動する。
アクチュエータ３はシミュレーションによって得られた
オフセットΔ■ｏと検出器１２の出力にΔＩが等しくな
ると停止する。
オフセットΔ■ｏと検出器１２の出力にΔＩ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ΔＩｏ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。
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。
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。
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、レーザビームのウェ
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。
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、レーザビームのウェ
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とアクチュエータ３が動
作する。
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とアクチュエータ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。
る。
（検出器位置サーボによる補正）
第７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。
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。
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。
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。
アクチュエータ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Ｏ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Ｏ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）はブロックダイアダラムであり、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。
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Ａｌ２Ａと検出器８１
２Ｂの出力差として得られる。検出器Ａ１２Ａの出力Ｉ
Ａと検出器８１２Ｂの出力Ｉ８は差動増幅２１の入力と
なる。差動増幅２１の出力Δ■はΔ１＝Ｉ Ａ−Ｉ Ｆ
３となる。差動出力２１の出力ΔＩは制御系１８の入力
となる。
うに検出器１２を構成する検出器Ａｌ２Ａと検出器８１
２Ｂの出力差として得られる。検出器Ａ１２Ａの出力Ｉ
Ａと検出器８１２Ｂの出力Ｉ８は差動増幅２１の入力と
なる。差動増幅２１の出力Δ■はΔ１＝Ｉ Ａ−Ｉ Ｆ
３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Δ
Ｚをシミュレーショ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、スキャンビーム位置センサ４２の偏向角θ入力によ
りＲＡＭ１７１とＭＰＵ１７２により計算してもよいし
、ＲＯＭ １７３に実測値をそのまま入れておいても良
い。
Ｚをシミュレーショ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、スキャンビーム位置センサ４２の偏向角θ入力によ
りＲＡＭ１７１とＭＰＵ１７２により計算してもよいし
、ＲＯＭ １７３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゜Ｒ
ＯＭ１７３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（。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。
ＯＭ１７３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（。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、像画
湾曲を補正する値となる。
湾曲を補正する値となる。
５、アクチュエータ
差動増幅２１の出力は制御系１８に与えられる。制御系
１８の出力はアクチュエータ３を駆動し、結像レンズ２
を光軸方向に移動する。
１８の出力はアクチュエータ３を駆動し、結像レンズ２
を光軸方向に移動する。
アクチュエータ３は新しい検出器位置において検出器１
２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。
２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。
以上の実施例においては、感光体面上への結像作用を結
像レンズ２に負担させた所謂Ｐｏ５ｔ −ｏｂｊｅｃｔ
ｉｖｅ型の光学系について説明したが、光偏向器と感光
体の間に走査レンズ、たとえばｆθレンズが配置される
Ｐｒｅ−ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ型の光学系に対しても適用
可能である。
像レンズ２に負担させた所謂Ｐｏ５ｔ −ｏｂｊｅｃｔ
ｉｖｅ型の光学系について説明したが、光偏向器と感光
体の間に走査レンズ、たとえばｆθレンズが配置される
Ｐｒｅ−ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ型の光学系に対しても適用
可能である。
この場合には、光偏向器の偏向面を入射瞳としたときの
走査レンズの出射瞳の中心に少なくともレーザビームの
偏向される面内に曲率中心をもつ曲面によってレーザビ
ームの１部を反射する部分反射光学部材を走査レンズと
感光体の間に配置すればよい。
走査レンズの出射瞳の中心に少なくともレーザビームの
偏向される面内に曲率中心をもつ曲面によってレーザビ
ームの１部を反射する部分反射光学部材を走査レンズと
感光体の間に配置すればよい。
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。
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６０−１１２０
２０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６２−１１
２１２３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。
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６０−１１２０
２０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６２−１１
２１２３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、光源からの光ビームの一部を再び偏向器に反
射する反射光学部材、偏向器から光源に到る光路中に、
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
を検出する検出手段を配し、検出手段から得られた信号
により走査面上の光ビームの集束位置を制御する構成と
したことにより、温度等の環境変動に起因するレーザス
ポット径の肥大化を防止し得る。この結果、常に所望の
大きさのスポッ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
同一のユニッ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。
光路中に、光源からの光ビームの一部を再び偏向器に反
射する反射光学部材、偏向器から光源に到る光路中に、
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
を検出する検出手段を配し、検出手段から得られた信号
により走査面上の光ビームの集束位置を制御する構成と
したことにより、温度等の環境変動に起因するレーザス
ポット径の肥大化を防止し得る。この結果、常に所望の
大きさのスポッ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
同一のユニッ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ョン値を示す
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。
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ョン値を示す
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。
Claims (1)
- （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 true JPH0287112A (ja) | 1990-03-28 |
| JP2683057B2 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) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7916375B2 (en) | 2007-08-24 | 2011-03-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning apparatus and method for adjusting the same |
| DE102005029427B4 (de) | 2004-07-28 | 2021-09-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Verfahren zum Korrigieren einer Feldkrümmung von einem sich drehenden Scanner, prozessorlesbares Medium sowie elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung |
Citations (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
Patent Citations (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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005029427B4 (de) | 2004-07-28 | 2021-09-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Verfahren zum Korrigieren einer Feldkrümmung von einem sich drehenden Scanner, prozessorlesbares Medium sowie elektrophotographische Bilderzeugungsvorrichtung |
| US7916375B2 (en) | 2007-08-24 | 2011-03-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical scanning apparatus and method for adjusting the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2683057B2 (ja) | 1997-11-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |