JPH0343708A - 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、光束が被走査体上で常に適正位置に集光する
様に、また走査ラインの送りが一定間隔となる様に高精
度な制御機能を有し、複写装置、記録装置等において高
品位な画像出力等を与え得る光走査装置に関する。

［従来の技術］ 従来、光ビームを記録体面上に走査露光する光走査装置
において、光ビームの結像点を記録体の表面から常に一
定の位置に保つ方法として、光源或は光学系の一部を駆
動するちのが知られている（例えば、特開昭６３−７８
１６７号堅照）、この際、光源や光学系の一部を制御駆
動する為の情報としては、光学系の一部に設けられた光
検出器によって得られた情報、或は既に記憶手段に蓄え
られた情報が用いられる（剰えば、特開昭６０−１００
１１３号、特開昭６１−２５３６７号参ｌ］ｑ）。

また、露光走査の際に光束の走査位置を記録体上の一定
の位置に（呆つ為に、光学系の一部或は光学系の一部に
設けられた反射ミラー等を駆動する方法が知られている
（例えば、特開昭６１−２７８８１４号、特開昭６１−
１９０３１１号参照）。このとき、反射ミラー等を制御
する情報は、記録体の送りムラを検知する検知手段や、
走査手段である回転多面鏡（ポリゴンミラー）の面を検
知して予め面倒れ情報を記憶した記憶手段から得ている
（例えば、特開昭５９−１５２１７号参昭）［像面が解
決しようとする課題］ しかし乍ら、上記従来例では、例えば記憶手段より得ら
れる情報により光ビームの結像位置を一定に保つ場合、
或は走査位置を保つ場合に置いて、結像位置ずれや光走
査位置ずれなどが上記記憶手段に蓄えられている情報に
関するもの以外の原因によって発生したときは、補正制
御不可能となる問題点がある。

また、光学系の一部に設けられた光検出器或は記録体の
送りムラを検知する検知手段から得られる情報によって
補正制御する場合、走査線全てに亙って結像位置ずれや
走査位置ずれを補正制御することは装置構成上極めて困
難であり、且つ情報検出より補正するまでほぼ実時間に
おいて行なわなくてはならず、電子回路の処理時間等を
考慮するとこれも極めて困難である。

従って、本発明の目的は、上記課題を解決すべく、走査
の際に生じる結像位置ずれや光走査位置ずれの少なくと
も一方を全走査線に互って補正制御することが可能な光
走査装置を提供することにある。

［課題を解決する為の手段］ 上記目的を達成する為の本発明では、光源からの光束を
、光ビームを１次元的に走査する走査手段と光源からの
光ビームを被走査体Ｅに結像する結像手段とを介して、
被走査体上に集光、走査する′に走査装置において、被
走査体付近の光束の結像位置を検出する手段と被走査体
上の光走査位置を検出する手段のうちの少なくとも一方
と、結像位置検出手段からの情報に基づいて光束の結像
位置を結像手段の光軸方向に制御する制御手段と光走査
位置検出手段からの情報に基づいて光走査位置を走査面
（走査ビームが経時的に形成する面）に対して垂直な方
向に制御する制御手段のうちの少なくとも一方と、結像
手段の持つ像面湾曲等の偏差量に関する情報を記憶する
記憶手段と結像手段の持つ偏差量及び走査手段の持つ面
倒れ及び被走査体の位置ずれの少なくとも１つを含むも
のに関する情報を記憶する記憶手段のうちの少なくとも
一方とを有し、前記結像位置検出手段と光走査位置検出
手段のうちの少なくとも一方からの情報を基に光束の結
像位置と光走査位置のうちの少なくとも一方が被走査体
上から所定の位置ないし被走査体上の所定の位置に置か
れ、野に前記偏差量記憶手段と前記面倒れ等記憶手段の
うちの少なくとも一方の情報を基に各走査において結像
位置ないし光走査位置が制御される。

より具体的には、前記結像位置制御手段は光源、走査手
段、結像手段の少なくとも一部を駆動して光束の結像位
置を制御したり、前記光走査位置制御手段は光源、走査
手段、結像手段、被走査体の少なくとも一部を駆動して
光走査位置を制御したりする。また、前記光走査位置制
御手段は光源と被走査体との間の光路中に設けられた光
走査位置を走査面に対して垂直方向に変える変更駆動手
段であったりする。

［作用］ 上記構成を有する光走査装置においては、検出手段から
の情報により先ず光束の集光位置を被走査体に対して所
定の位置に置いた後に、更に記憶手段の情報を基に光束
の集光位置が制御されるので、検出手段による制御の長
所（検出時毎の最新の環境に合った制御ができること）
と記憶手段による制御の長所（走査締金てに亙って、装
置構成を複雑にすることなく光束の集光位置の制御がで
きること）を併せ持つ隻光位置制御が可能になる。

［実流例］ 第１（ｌ１２Ｉは本発明の実施例の構成図であり、同図
において、ｌは半導体レーザーとコリメータレンズより
成る光源装置、２は光ビームの結像位置と光走査位置の
少なくとも一方の制御系、３は回転多面鏡、４は回転多
面鏡３の駆動モータ、５は走査レンズ系、６はシート状
記録体７（例えば、乾式銀塩シート等）を支持するドラ
ム、７ａはシート状記録体７の一部に設けられた反射層
、８はＣＣＤ、ＭＯＳ等の２次元撮像素子を用いた光ビ
ーム検出器、９は反射層７ａからの走査光りを光ビム検
出器８に再結像させるための結像レンズ、１１は光ビー
ム検出器８からの出力信号と内部配位情報に基づいて制
御系２に対して制御信号を発生させる制御回路である。

次に、上記実施例における光束りの集光位置ずれの補正
制御方法、補正制御系を第２図乃至第５図を用いて説明
する。

第２図は結像光学系の像面湾曲によって生じる光束の集
光乃至結像位置ずれを示しく実線）、このずれ量は予め
知ることができるのでこれを第３図の制御回路１１にお
けるメモリ　（ＲＯＭ）１３に記憶させておく。そして
、走査角θに従って、このずれ量を補正する様に第１図
の制御系を制御駆動すれば、常に光ビームの結像位置を
記録体７面に対して一定の位置に保つことができる。

このことを、メリジオナル方向の像面湾曲を、主走査方
向に屈折力を有するシリンドリカルレンズの移動で補正
する例で説明する。

第４図は走査光学系の像面湾曲の一例を示す図であり、
ΔＭ、ΔＳは夫々メリジオナル（走査面内の方向）及び
サジタル（副走査方向）像面湾曲を示し、θは走査角（
基準位置からのビーム角度で示す）を示す、像面湾曲は
、その曲線（ΔＭ、ΔＳ）が縦軸と交わる点で零になり
、ビームが被走査・面７上で結像することを表わす、第
４図の例でいえば、θ＝０１と±３０°のときにメリジ
オナル像面湾曲（ΔＭ）が零になり、θ＝±１０”付近
のときにサジタル像面湾曲（ΔＳ）が零になる。それ以
外の走査角では像面湾曲は零ではない。

そこで、第１図の走査光学系の像面湾曲が第４図の様で
あったとする場合に、走査面内方向に屈折力を有するシ
リンドリカルレンズを光軸方向に動かすと、６似的には
第４図のメリジオナル像面湾曲（ΔＭ）のカーブのみが
左右方向に平行移動する。何故ならば、シリンドリカル
レンズはメリジオナル方向に屈折力を持っているので、
このレンズの移動によってメリジオナル方向の結像点は
移動するが、このレンズはサジタル方向には屈折力を持
たず平行平面ガラスと同等の効果しか持っていない為、
該レンズの移動によりサジタル方向の結像、屯は移動し
ないからである。更に、該レンズの移動によって結像、
屯の移動だけが起こり、収差の変化はないと近似出来る
からである。

第４図は以上の模様を示す。シリンドリカルレンズの移
動によりメリジオナル像面湾曲の曲線がΔＭからΔＭ′
へと移動し、他方Δ８は不動である。この様に、曲線Δ
Ｍが移動することで被走査面上でメツジオナル方向のピ
ントが合う走査位置（走査角）も変化し、この位置は第
４図中の縦軸上に黒点と矢印で示し、そのときの走査角
θ、〜θ１も示しである。

第４図より、走査角がθ４．０４　Ｍ　＋　θア、のと
きにはメリジオナル像面湾曲がΔＭとなり、走査角がθ
２１　θ０、θ。、θ６イのときにはメリジオナル像面
湾曲がΔＭ゛になるように、シリンドリカルレンズの位
置を制御すれば、これら７個所の走査角位置については
メツジオナル像面湾曲がなくなり、メリジオナル像面を
被走査面上に一致させられ得ることが分かる。

従って、他の全ての走査角においても、同様に、走査角
（走査位置）とタイミングを合わせてシリンドリカルレ
ンズを適切な量だけ移動させることにより、メリジオナ
ル像面湾曲の曲線を移動させてその走査角でのメリジオ
ナル像面湾曲量を零にし、メツジオナル方向の結像点を
被走査面上に一致させることができる。

以上の様にして、全走査角に亙ってメリジオナル像面湾
曲が補正され、メツジオナル方向の結像点を被走査面７
上に一致させられるしかし、以上の記憶情報による補正
制御に際し、コリメータレンズの熱膨張等の原因により
縫像走査光学系の焦点距離が変動すると、それに伴って
光ビームの結像位置も、例えば、第２図の破線の如く変
化し、上述の記憶情報のみでは補正制御できなくなる。

このとき、第１図に示す光ビーム検出器８によって、第
１図と第２図における反射層７ａの区間を光ビームが走
査する間に、変化する［再の光ビームの結像位置（第２
図の実線）に戻す様に（ずれ里Δｆを補正する様に）利
１卸系２を側副駆動しておけば、その後は、上述の４に
記憶情報によりシリンドリカルレンズなどを含む制御系
２を各走査角において補王制御ないし駆動することで走
査ライン全てにｒｚって光ビームの結像位置を記録体７
に対して一定の位置に保つことができる。

尚、記憶する清報としては、上記は１例であり、結像光
学系の種々の収差等の偏差量に関する情報であってもよ
く、結像位置の補正制御方法としては光源等を動かすや
り方もある。

第５図はドラム６の偏心等によって生じる尤ビーム走査
位置ずれを示す（実線）。このずれ：武も予め知ること
ができるので、第３［？！Ｉの１１０Ｍ１３に記憶して
おけばよい。他方回転多面境３の軸例れ５面倒れ等の原
因によっても光走査位置ずれが発生するが、これについ
ては第５図における反射層７ａの区間を光ビームが走査
する間に、上記面倒れ等によ−）で生じるずれ量Δ℃を
補正する様に、光ビーム検出器８かも得られた情報を基
に第１図の制（列系２を制御駆動しておく。そして、上
記結像位置ずれの場合と同様に、その後は記憶情報によ
り制御系２を制御駆動して光ビーム走査位置を記録体７
上の所定の一定位置に保つ様にする。

光走査位置ずれについても、その補正制御方法は種々あ
り、一般に光ビームの光軸を傾けることができる方法、
手段であればよい。

また、ＲＯＭ１３には制御系２に出力すべきデータその
ものが記憶されていても良いし、結像手段の偏差量等そ
のものを表現するデータが記憶されても良い。ＲＯＭ　
＋　３に後者が記憶されている場合には、画像記録など
の走査に先立ってＭＰＵ　ｌ　４によって後者から前者
が計算され、それをＲＡＭ１５に格納し、走査時にＲＡ
Ｍ１５からこのデータを読み出す様にすれば、制御系２
に出力すべぎデータそのものを記憶している場合と同様
に時間効率を上げることができる。

光ビーム検出手段についても、第１図の実施例では、反
射層７ａを介して２次元撮像素子８にビームを導くこと
で観測し、その結果に基づいて光ビームの結像位置と走
査位置を検出していたが、この態様に限らずどの様な検
出手段であってもよい。

例えば、光ビームが記録体７上の所定の走査ラインから
ずれていたり、この走査線に対して傾いていたりするこ
とは、走査ラインに沿って伸びるｌ対の光電変換素子を
前述の様に記録体７と光学的に略等価な位置に配置した
構成の検出器で行なっても良い、所定の走査ラインに沿
って光ビームが走査されるときは上記１対の充電変換素
子に同量の光が検知されて、それを信号処理回路で処理
することで光走査位置が適正であることが検知される。

しかし、光ビームが所定の走査ラインからずれると、一
方の光電変換素子に多くの光量が検知され、それを処理
回路で処理することでそのずれ程度が検知される。また
、光ビームが走査ラインに対して傾くことは、一方の光
電変換素子から他方の光電変換素子へと検知される光量
の大きさが変化し、その変化の程度を処理回路で測るこ
とで上記傾きの程度が検知される。

こうした光走査位置の検知情報に基づいて制御系２を駆
動することで光走査位置が適正に制御されることになる
が、光走査位置を移動する手段としては光源、走査手段
、結像手段、被走査体の少なくとも一部を駆動する方法
など、−Ｇに光軸を傾けることが可能な方法、手段であ
れば如何なるものでもよいことは上述した通りである。

光ビームの結像状態を検出する手段としては１例えば、
走査ラインに対して直角に伸びたスリット状の光電変換
素子を記録体７と光学的に略等価な位置に配置して行な
っても良い。

光ビームの結像位置が被走査面である記録Ｉ＊７に対し
て所定の関係にあれば１例えば、スリット状充電変換素
子では最大のピーク値が検出されたり、最小の分散の光
量分布のスポットとして検出されたり、最大の尖鋭度の
スポットとして検出されたりして、それを処理回路で処
理することで光ビームの結像位置が適正であることが検
出される。

そして、こうした結像位置の検出情報に基づいて制御系
２を駆動することで結像位置が適正に制御されることに
なるが、この様な結像位置移動手段としても、光源、走
査手段、結像手段の少なくとも一部を駆動する方法など
、一般に結像系の焦点距離などを変えられる方法１手段
であればよい。

［発明の効果］ １、’ｕ　ｈ説明した様に、以上の構成を持つ木兄４゜ 明では、有限の処理時間−の中で、装置構成を複雑なも
のにすることなく、走査締金てに互って、光ビームの結
像位置を被走査体の表面から一定の位置に保ったり、光
ビームの走査位置を被走査体上の所定の一定位置に保１
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は結像位置ず
れを説明する図、第３図は制御回路のブロックダイアグ
ラム、第４図は記憶情報に基づく補正制御を説明する図
、第５図は走査位置ずれを説明する図である。 ｌ・・・・・光源装置、２・・−・・制御系３・・・・
・回転多面鏡、５・・・・・走査レンズ系、６・・・・
・ドラム、７ ・・記録体、７ａ・・・・・反射層、８・・・・・光ビ
ーム検出器、９・・・・・結像レンズ、１１・・・・・
制御回路 第 ２ 図 結像位置ずル フ゛ローＩグダイ７ゲ−７Ａ 謬睡酌跨会 第 図 芝も虹置Ｊ′性

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源からの光束を走査手段と結像手段とを介して被
   走査体上に走査する光走査装置において、光束の結像位
   置を検出する検出手段と該検出手段からの情報に基づい
   て光束の結像位置を結像手段の光軸方向に制御する制御
   手段と、結像手段の持つ偏差量に関する情報を記憶する
   記憶手段とを有し、前記検出手段からの情報を基に光束
   の結像位置が被走査体から所定の位置に置かれ、更に前
   記記憶手段の情報を基に各走査に置いて光束の結像位置
   が制御される光走査装置。 ２、光源からの光束を走査手段と結像手段とを介して被
   走査体上に走査する光走査装置において、被走査体上の
   光走査位置を検出する検出手段と、該検出手段からの情
   報に基づいて光走査位置を走査面に対して垂直な方向に
   制御する制御手段と、結像手段の持つ偏差量及び走査手
   段の持つ面倒れ及び被走査体の位置ずれの少なくとも１
   つを含むものに関する情報を記憶する記憶手段とを有し
   、前記検出手段からの情報を基に光束の光走査位置が被
   走査体上の所定の位置に置かれ、更に前記記憶手段の情
   報を基に各走査において光走査位置が制御される光走査
   装置。 ３、被走査体上の光走査位置を検出する検出手段と、該
   検出手段からの情報に基づいて光走査位置を走査面に対
   して垂直な方向に制御する制御手段と、結像手段の持つ
   偏差量及び走査手段の持つ面倒れ及び被走査体の位置ず
   れの少なくとも１つを含むものに関する情報を記憶する
   記憶手段とを更に有し、前記光走査位置検出手段からの
   情報を基に光束の光走査位置も被走査体上の所定の位置
   に置かれ、更に前記面倒れ等記憶手段の情報を基に各走
   査において光走査位置も制御される請求項１記載の光走
   査装置。