JPH0355512A - 光ビーム走査装置 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、画像記録装置等の光ビーム走査装置に関する
．　詳しくは、簡単な機構で回転多面鏡による面倒れを
好適に補正可能で、しかも副走査搬送ムラによる形成画
像の濃度ムラ等が目立たない良好な画像記録等を行うこ
とができる光ビーム走査装置に関する。

く従来の技術〉 主走査方向に偏向された光ビームによって、副走査方向
に搬送される被走査体を２次元的に走査する光ビーム走
査装置が画像記録装置等に適用されている。

このような光ビーム走査装置は、半導体レーザー　ガス
レーザ等の光源より射出されたレーザービーム等の光ビ
ームを、ポリゴンミラー等の光偏向器によって主走査方
向に偏向・反射する。　この偏向された光ビームによっ
て、主走査方向と略直交する方向に副走査搬送される感
光材料等の被走査体を２次元的に走査して、画像記録等
を行なうものである。

従って、このような光ビーム走査装置において、正確か
つ濃度ムラが視認されない良好な画像記録を行なうため
には、光ビームを被走査体上の所定の位置に正確に照射
して、走査線がビッチムラ、歪み等のない良好なもので
ある必要がある。

ところで、このような光ビーム走査装置における走査線
のビッチムラ等の原因としては、種々の要因が挙げられ
るが、大きな原因として被走査体の副走査搬送ムラ、お
よび光偏向器の面倒れが挙げられる。

通常、光偏向器は一定速度で回転または揺勤して、光ビ
ームを主走査方向に偏向する。　従って、被走査体の副
走査搬送速度にムラがあると走査線のピッチが一定にな
らず、走査線のピッチが広くなってしまった場合には露
光量の不足による画像濃度の上昇や低下や、問隔が大き
な場合には未露光部分が生じることによるスジ等が入っ
て濃度ムラを生じてしまう恐れもある。　逆に、走査線
のピッチが狭くなってしまった場合には、露光過剰によ
り画像濃度が高くあるいは低くなってしまい、やはり濃
度ムラのある画像となってしまう。

一方、面倒れとは光偏向器の取り付けや反射面仕上げ精
度の誤差等に起因するもので、例えば光偏向器としてポ
リゴン亙ラーを用いた場合、ポリゴンミラーの各反射面
を回転軸に対して完全に平行に作製するのは、コスト等
の点で非常に困難であり、通常の光ビーム走査装置に通
用されるポリゴンミラーには各反射面の仕上げ精度には
多少の誤差がある。　また、同様に、その回転軸も主走
査方向に対して完全に垂直に取りつけることは困難であ
り、さらに回転時に軸ブレ等も生じる。

従って、このようなポリゴンミラーの面倒れのため、通
常のボリゴンくラーを適用する光ビーム走査装置におい
ては、光ビームの照射位置が例えば最大±ｉｏｏμｍ程
度副走査方向に位置ズレを起こし、走査線が完全に同ピ
ッチかつ平行なものにならない、ピツチムラ等を生じる
。

このような光偏向器の面倒れを補正するために、通常の
光ビーム走査装置においては、光偏向器の前後にシリン
ドリカルミラー　シリンドリカルレンズ等の面倒れ補正
光学系を設け、これにより被走査体上における光ビーム
の照射位置を正確なものとしてビッチムラ等を解消して
いる。

ところが、このような面倒れ補正光学系は非常に高価で
あるため、装置のコストアップを招くという問題点があ
る。

これに対し、特開昭５９−１２４０１２号、同６１−２
８１２１４号等の各公報には、感光体とボリゴンよラー
との間に、長手力向が主走査方向であるスリットを配し
、このスリットの短手方向よりも副走査方向の径が大き
な光ビームによって、前記スリットを介して画像記録す
ることにより、ポリゴンミラーの面倒れを補正するレー
ザ記録装置が開示されている。

このレーザ記録装置は、前記の構成とすることにより、
面倒れによってレーザービームの照射位置がズレた際に
も、感光体上におけるレーザービームの照射位置は前記
スリットによって規定されるために、レーザービームの
照射位置が副走査方向にズレことかなく、常に所定の走
査線ピッチで画像記録を行なうことができるというもの
である。

く発明が解決しようとする課題〉 前述のレーザ記録装置によれば、確かにシリンドリカル
レンズ等の面倒れ補正光学系を用いなくても、ポリゴン
よラーの面倒れを補正することができ、レーザ記録装置
を安価なものとすることができる。

しかしながら、このレーザー記録装置では依然被走査体
（感光体）の搬送速度ムラに起因する濃度ムラなどの画
像不良は解決されてはいない。

しかも、このようなスリットを用いたレーザー記録装置
においては、副走査搬送ムラに起因する濃度ムラなどの
画像不良は、通常の面倒れ補正光学系を用いた画像記録
装置に比べ、より大きな問題となる。

つまり、このレーザー記録装置は前記所定の形状を有す
る光ビームをスリットを介して感光体に照射する。　従
って、通常の状態においては、第３図に示されるように
、感光体Ｓ上における光ビームスポット１００は、光ビ
ーム１０２の中心部分の光量が高い部分のものであり、
かつ、副走査方向にシャープなエッチを有する略矩形状
のものになってしまう。

そのため、感光体Ｓの副走査速度にムラが生じ、例えば
走査線ピッチが広くなった場合には、各走査線が完全に
離れてしまい、未露光部分が生じることにより、主走査
方向にスジが入ってしまう．　逆に、走査線ピッチが狭
くなった場合には、ビームスポットの副走査方向の端部
が重なってしまい、露光過剰による高または低濃度な部
分によるスジが入ってしまう。　このような、露光不足
あるいは過剰によるスジが、視認七のある濃度ムラとし
て再生画像に存在することになる。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決すること
にあり、シリンドリカルレンズ、シリンドリカルミラー
等の高価な面倒れ補正光学系を用いなくてもポリゴンミ
ラーの面倒れを好適に補正することができ、しかも、被
走査体の副走査速度ムラに起因する濃度ムラ等の画像不
良も生じない光ビーム走査装置を提供することにある． く課題を解決するための手段〉 前記目的を達戒するために、本発明は、光ビームを回転
多面鏡によって主走査方向に偏向し、この光ビームによ
って、前記主走査方向と略直交する方向に副走査移動す
る被走査体上を２次元的に走査する光ビーム走査装置で
あって、 前記回転多面鏡と前記被走査体との間の前記光ビームの
光路上に、前記副走査方向に透過光量分布を有するフィ
ルタを有し、 前記フィルタ上において副走査方向の巾よりも長尺な副
走査方向の径を有する光ビームによって、前記フィルタ
を介して前記被走査体を走査することを特徴とする光ビ
ーム走査装置を提供する。

また、前記光ビーム走査装置には、前記フィルタ上にお
ける前記光ビームの副走査方向の位置検出手段が配され
、前記フィルタ上における前記光ビームの位置に応じて
その光量を調整するように構成されるのが好ましい。

く発明の作用〉 本発明の光ビーム走査装置は、前記所定の構戒を有する
。

従って、ポリゴンよラーに面倒れが生じて被走査体上に
おける光ビームの照射位置がズレた場合においても、光
ビームは所定の透過光量分布を有するフィルタを通過し
て被走査体上に照射されるため、常にフィルタによって
被走査体上における走査位置を正確に規定され、面倒れ
による走査線ピッチのムラ、走査線の歪み等を生じるこ
とがない。

また、このフィルタは副走査方向に透過光量分布を有す
るので、被走査体の副走査速度ムラによって走査線ピッ
チにムラを生じた場合にも、光ビームはフィルタを通過
することにより副走査方向の光量が調整されるので、通
常のガウスビームとほぼ同様の光ビームによって感光材
料等の被走査体を走査することができ、露光ムラによる
画像濃度ムラの目立たない良好な画像を記録することが
できる。

しかも、常に良好な画像記録を可能としたにも関わらず
、従来必要であったシリンドリカルレンズ、シリンドリ
カルミラー等の面例れ補正光学系が不要であるので、光
ビーム走査装置を小型かつ安価なものとすることができ
る。

く実施態様〉 以下、本発明に係る光ビーム走査装置について、添付の
図面に示される好適実施例を基に詳細じ説明する。

第１図に、本発明の光ビーム走査装置による画像記録装
置の好適な一実施例が示される。

第１図に示される画像記録装置１０はモノクロ画像記録
装置であって、光ビーム１２ａを矢印ａで示される主走
査方向に反射・偏向し、この主走査方向と略直交する、
矢印ｂで示される方向に副走査搬送される感光材料Ａを
２次元的に走査して、画像記録を行なうものである。

このような画像記録装置１０は、基本的に、光ビーム１
２ａを射出する光源ｌ２と、光ビーム１２ａを所定の形
状に整形するビーム整形素子１４と、この光ビーム１２
ａを主走査方向に反射・偏向するポリゴンミラ−１６と
、ｆθレンズ１８と、偏向された光ビーム１２ａを立ち
下げる長尺稟ラー２０と、光ビーム１２ａの感光材料Ａ
上における照射位置を規定し、かつ副走査方向の光量分
布を調整するフィルタ２２とから構威されるものである
。

画像記録装置１０において、光源１２としては特に限定
はなく、各種の半導体レーザ、ガスレーザ等、通常の画
像記録装置に適用される光ビーム光源はいずれも通用可
能である。

光源１２より射出された光ビーム１２ａは、次いでビー
ム整形素子１４に入射し、後述の感光材料Ａ上において
所定の形状となるように整形される。

本発明に係る画像記録装置１０は、後に詳述するように
、光ビーム１２ａをフィルタ２２通過させることによっ
て、感光材料Ａ上における副走査方向の光ビーム１２ａ
の照射位置を規定して、かつ光量の調整を行い、ポリゴ
ンミラーｌ６の面倒れ補正、および感光材料Ａの副走査
搬送の速度ムラ（起因する露光ムラの補正を行うもので
ある． そのため、面倒れによってフィルタ２２における光ビー
ム１２ａの照射位置がズレた場合にも露光に必要な量の
光ビーム１２ａがフィルタ２２を通過するように、フィ
ルタ２２上における光ビーム１２ａの形状は副走査方向
の径がフィルタ２２の副走査方向の長さ（以下、フィル
タ２２の巾とする、）よりも長尺なものである必要があ
る。

なお、本発明においてフィルタ２２の巾とは、フィルタ
２２の副走査方向（おいて光ビーム１２ａが透過可能な
長さ（第２図中、ｂ，で示される長さ）を示すものとす
る． 本発明においては、このようなフィルタ２２上における
光ビーム１２ａの副走査方向の径は、フィルタ２２の巾
および面倒れによる光ビーム１２ａの照射位置の最大ズ
レ量に応じて適宜決定すればよく、通常このような画像
記録装置に適用されるポリゴンミラ−１６の面倒れによ
る光ビーム照射位置のズレ量は最大±１００μｍ程度で
あるので、通常２００〜３００μｍ程度とすればよい．
　なお、光ビーム１２ａの主走査方向の径は、適応する
画像記録装置の画像記録密度に応じて適宜決定すればよ
い． ビーム整形素子１４としては特に限定はなく、スリット
、プリズム、ビームリデューサ等、公知の光ビーム整形
手段はいずれも適用可能である． ビーム整形素子１４によって整形された光ビーム１２ａ
は、次いでボリゴンよラー１６に入射し、反射され、矢
印ａで示される主走査方向に偏向される。　なお、本発
明は、光偏向器としてガルバノメータ≧ラーを用いた画
像記録装置にも適用可能である。

ポリゴンミラ−１６によって主走査方向に反射・偏向さ
れた光ビーム１２ａは、ｆθレンズ１８に入射して、感
光材料Ａ上で所定の形状に結像するように調整され、次
いで長尺よラー２０に立ち下げられフィルタ２２に入射
する。

フィルタ２２は、感光材料Ａ上における光ビーム１２ａ
の照射位置を規定し、かつ光量の調整を行うもので、そ
の長手方向を主走査方向として、かつ副走査方向（巾方
向）に透過光量分布を有するものである． 前述のように、ポリゴンミラ−１６には、通常、各反射
面の仕上げ精度の誤差、ポリゴンセラ−１６の取り付け
誤差、回転軸のブレ、ふれまわり等に起因する面倒れが
生じるため、感光材料Ａ上における光ビーム１２ｇの照
射位置が副走査方向にズレてしまい、走査線のビッチム
ラ、歪み等を生じてしまう．　また、通常の光ビーム走
査装置には感光材料Ａの副走査搬送速度にも多少のムラ
があり、やはり走査線のビッチムラが生じ、記録する画
像が濃度ムラのあるものとなってしまう． これに対し、本発明に係る画像記録装置１０においては
、光ビーム１２ａを前述の所定の形状として、また、副
走査方向に透過光量分布を有するフィルタ２２をボリゴ
ンよラー１６と感光材料Ａとの間に配置することにより
、感光材料Ａ上における光ビーム１２ａの照射位置を規
定してポリゴンミラ−１６の面倒れ、および感光材料Ａ
の副走査搬送速度ムラに起因画像濃度ムラを好適に補正
することができる。

フィルタ２２は副走査搬送方向（矢印ｂ方向）に透過光
量分布を有するものであり、図示例の装置においては、
第２図に示される′Ｊ！ｉ過光量分布を有する． つまり、光ビーム１２ａの所定の主走査位置において、
副走査方向中心部の透過光量が最も高く、副走査方向に
行くに従って透過光量が低くなる． さらに、前記中心部から副走査方向に矢印ｂ１で示され
る部分を超えた領域では、光ビーム１２ａを完全に遮光
する．　つまり、図示例においては、光ビーム１２ａの
斜線で示される部分のみがフィルタ２２を通過して画像
記録に供される． 本発明においては、このようなフィルタ２２を用い、こ
のフィルタ２２の巾（ｂｌ）よりも副走査方向の径が長
尺である光ビーム１２ａによって、フィルタ２２を介し
て感光材料Ａを露光することにより、ポリゴンミラ−１
６の面倒れによって光ビーム１２ａの照射位置が例えば
第２図中点線で示される位置にズレたとしても、フィル
タ２２通過するのはｂ１で示される領域に照射された光
ビームのみであるので、感光材料Ａ上における光ビーム
１２ａの照射位置は好適に規定され、所定の走査線から
ズレることはない。

しかも、長尺な光ビーム１２ａを用い、フィルタ２２に
よって感光材料Ａ上における光ビーム１２ａの照射位置
を規定したにもかかわらず、フィルタ２２は例えばｔｓ
２図に示されるような透過光量分布を有するので、光ビ
ーム１２ａを通常の光ビーム走査装置に適用されるガウ
スビームとほぼ同様の状態とすることができ、副走査搬
送に速度ムラが生じた場合でも、従来のスリットを用い
た光ビーム走査装置に比べ濃度変動を押えることができ
、濃度ムラの少ない良好な画像記録を行うことができる
。

？ィルタ２２は、長手方向の長さは適用可能な感光材料
Ａの主走査方向を網羅するものであればよい．　また、
巾は特に限定はなく、形成する画像密度に応じて適宜決
定すればよく所望する走査線のピッチの１．４倍程度で
よい。

フィルタ２２の透過光量分布は、適用する光ビーム１２
ａの光量および光量分布や、感光材料Ａの特性に応じて
適宜決定すればよい。

また、本発明においては、異なる透過光量分布を有する
等の、各種の光学特性を有する複数のフィルタ２２を、
例えば用いる感光材料Ａの特性等に応じて任意に交換可
能に構成してもよい． このような所定の透過光量分布を有するフィルタ２２の
作製方法としては、例えば、Ｄ■８が高く、所望の透過
光量分布をか得られるγ特性を有するフィルム感光材料
を選択し、これに各種の光偏向器を用いてガウスビーム
を一走査して作製する方法等が挙げられる。

本発明においては、フィルタ２２の配置位置はボリゴン
ミラ−１６と感光材料Ａとの間の光ビーム１２ａの光路
であれば特に限定はないが、感光材料Ａの直前の光ビー
ム１２ａの光路に配置するのが好ましい。

また、フィルタ２２を例えば感光材料Ａ全体を覆えるサ
イズとして、光学ユニットの遮光部材として作用させて
もよい。

本発明の光ビーム走査装置による画像記録装置１０は、
前述のように、フィルタ２２はよって感光材料Ａ上にお
ける光ビーム１２ａの照射位置を規定することにより、
ポリゴンミラー１６の面倒れを補正するものである。

従って、面倒れが大きな場合は光ビーム１２ａが多量に
遮光されてしまい、露光量不足による画像濃度ムラを生
じる恐れがある。　特に銀塩写真感光材料を用いた場合
等の連続調画像の記録では、露光量の過不足は０．５％
を超えると十分に人間の面で確認可能であるので問題と
なる。

そのため、本発明に係る画像記録装置１０においては、
２分割センサ等のフィルタ２２における光ビーム１２ａ
の副走査方向の位置の検出手段を設け、検出された光ビ
ーム１２ａの位置に応じて、光源１２を変調して光ビー
ムｔ２ａによる感光材料Ａの露光量を調整するのが好ま
しい。

また、走査線の有効走査開始直前または終了直後の位置
で、フィルタ２２を通通した光ビーム１２ａの光量を測
定可能なセンサを配置し、必要な露光の補正量を求め、
感光材料Ａの露光量を調整してもよい． このような構成とすることにより、例えば光ビーム１２
ａの位置ズレ（面倒れ）が大きく、フィルタ２２を通過
する光ビームｆ２ａの量が低下した場合には光ビーム１
２ａの光量を多くすることにより、感光材料Ａの露光量
を常に所定のものとすることができ、連続調画像を記録
する際においても、濃度ムラのない良好な画像を得るこ
とができる． なお、このような光ビーム１２ａの光量の調整方法とし
ては、光ビーム１２ａの光強度を変調する方法、発光パ
ルス巾を変調する方法、露光時間を変調する方法等、公
知の光量（Ｐ４光材料Ａの露光量）調整方法はいずれも
適用可能である。

以上、本発明の光ビーム走査装置に係る画像記録装置に
ついて詳細に説明したが、本発明は図示例のモノクロ画
像記録装置のみならず、カラ一画像記録装置に適用して
もよいのはもちろんのことである． また、このような画像記録装置は、カラーもしくはモノ
クロ複写装置であっても画像読取部を有さす、種々の画
像処理装置、例えば、コンピュータ、ビデオ、光ディス
クからの画像であっても適合する画像処理装置により処
理されたカラーもしくはモノクロ画像情報を受けてカラ
ーもしくはモノクロ画像を記録するカラーもしくはモノ
クロプリンターであってもよい。

また、使用する記録材料としそは、モノクロ感光材料の
みならず、カラー感光材料や各種の感光体ドラム等であ
ってもよい。

このため、本発明を適用可能な画像記録装置は、カラー
あるいはモノクロのいずれであってもよいが例えば、本
出願人の出願に係る特願昭６３−２４１　５５２号等に
開示された画像記録装置を始めとして、電子写真式画像
記録装置、銀塩写真式画像記録装置、感熱転写式画像記
録装置、インクジェット画像記録装置、レーザプリンタ
、レーザ複写装置、ビデオプリンタ、ビデオ複写装置、
この他種々の感光材料、例えば感光感圧性感光材料、感
光性樹脂材料などを用いる画像記録装置等を挙げること
ができる。

また、本発明の光ビーム走査装置は、このような画像記
録装置のみならず、光ガイド等の集光部材や、各種の光
検出器、ＣＣＤセンサ等を配置して、感光材料Ａの換わ
りに印刷物、写真等の原稿を副走査搬送することにより
、画像読取装置として適用してもよい． 以上、本発明に係る光ビーム走査装置について詳細に説
明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに
設計の変更が可能なことは勿論である。

く発明の効果〉 以上詳細に説明したように、本発明の光ビーム走査装置
によれば、ポリゴンミラーに面倒れが生じて被走査体上
における光ビームの照射位置がズレた場合においても、
光ビームは所定の′Ｊ！１過光量分布を有するフィルタ
を通過して被走査体上に照射されるため、常にフィルタ
によって被走査体上における走査位置を正確に規定され
、面倒れによる走査線ピッチのムラ、走査線の歪み等を
生じることがない。

また、このフィルタは副走査方向に透過光量分布を有す
るので、通常の光ビーム走査装置に用いられるガウスビ
ームによる走査とほぼ同様の状態とすることができ、フ
ィルタを用いて光ビームの照射位置を規定したにも関わ
らず、被走査体の副走査速度ムラによって走査線ピッチ
にムラを生じた場合にも、露光ムラによる画像濃度ムラ
の目立たない良好な画像を記録することができる。

しかも、常に良好な画像記録等を可能としたにも関わら
ず、従来必要であったシリンドリカルレンズ、シリンド
リカルミラー等の面倒れ補正光学系が不要であるので、
光ビーム走査装置をコンパクトかつ安価なものとするこ
とができる。

４　．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る光ビーム走査装置による画像記
録装置の一実施例の概略斜視図である。 第２図は、本発明に係る光ビーム走査装置に適用される
フィルタと光ビームとの関係の一例を示す模式図である
。 第３図は、従来の光ビーム走査装置の画像記録位置付近
を示す模式図である。 符号の説明 １０・・・画像記録装置、 １２・・・光源、 １２ａ・・・光ビーム、 １４・・・ビーム整形素子、 １６・・・ポリゴンミラ− １８・・・ｆθレンズ、 ２０・・・長尺ミラー ２２・・・フィルタ、 Ａ・・・感光材料

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを回転多面鏡によって主走査方向に偏向
   し、この光ビームによつて、前記主走査方向と略直交す
   る方向に副走査移動する被走査体上を２次元的に走査す
   る光ビーム走査装置であって、 前記回転多面鏡と前記被走査体との間の前記光ビームの
   光路上に、前記副走査方向に透過光量分布を有するフィ
   ルタを有し、 前記フィルタ上において副走査方向の巾よりも長尺な副
   走査方向の径を有する光ビーム によって、前記フィルタを介して前記被走査体を走査す
   ることを特徴とする光ビーム走査 装置。