JPH0365920A - スポット検出機構を備えた走査光学装置 - 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Ｊ 本発明は、レーザー等からのフライングスポットを感光
体等の被照射体上に走査する走査光学装置に関し、特に
被照射体上のスポットの集光状態を！Ｉ整する機能を有
する走査光学装置に関する。 ［従来の技術］ 従来、電子写真感光体や銀塩写真感光体等を用いたレー
ザービームプリンタにおいては、感光体上に結ばれたビ
ームスポットの集光状態のｎ測は、レーザー走査線上の
一部に配置された反射ミラーを介してビームを光電変換
素子に導くことにより行なわれているが、観測点は一個
所のみであるのが普通であった（例えば特開昭６１−２
７５８６８号公報、特開昭６０−１００１１３号公報、
特開昭６２−８１８７３号公報参照）。 ［発明が解決しようとする課Ｂ］ 従来の装置では、記録密度は４００ｄｐｉから６００ｄ
ｐｉ程度で、感光体上のスポット形状はφ８０μｍ乃至
φｌＯＯμｍｌ度であり被写界深度も２ｍｍ程度あるの
で、前述の様に走査線の１個所の部分を疑似的に観測す
るのみでも左程問題はなかった。 しかし、近年のデスクトップパブリッシングの急速な普
及に伴い、１２００ｄｐｉや２ｓｏｏｄｐｔといった更
なる高精度記録を目指すと、例えばスポット径は２５μ
ｍ程度で被写界深度は０．２ｍｍ位となり、従来の様に
走査線の１個所のみで疑似的にａｍを行なっていたので
は、温度や湿度によるデフォーカス、良像面と感光体面
の傾き、走査レンズなどの像面湾曲に起因するデフォー
カス等による感光体面のスポット形状の乱れを調整する
ことは不可能となる。 従って、本発明の目的は、上記課題に鑑み、フォーカシ
ング（焦点合わ電）、良像面と被照射体面の傾きの補正
、スポットサイズの補正等を可能として高精細なスポッ
トを実現する構成を有する走査光学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本発明においては、光源からの光束
を被照射体上に走査する走査光学装置で、被照射体上の
走査光束のスポットの集光状態を少なくとも２個所で観
測し、光検出手段で検出している。 光検出手段は１つであったり、ａ測個所の数に応じた数
であったりする。 また、検出手段の出力信号に応じては、走査光束ないし
フライングスポットのフォーカシングを制御したり、フ
ライングスポットの姿勢すなわち良像面の姿勢を、走査
光学系や被照射体を深度方向に前進後退させて行なった
りする。 ［作用１ 上記構成の本発明においては、被照射体上のスポットを
１（ｌｌｌ所において疑似的に検出するのではなく被照
射体のスポットの集光状態を複数個所において直接的に
観測しているので、スポットのフォーカシングを制御で
きるのみでなく良像面と被照射体面の精緻な一致なども
達成でき、４００ｄｐｉから６００ｄｐｉ程度の解像力
の限界を突き破って１２００ｄｐｔや２５００ｄｐｉと
いった高精細なスポット形状の調整も可能となっている
。また、？ｌＩｌ個所の観測を１つの検出手段で行なう
場合、構成も簡単となる。 ［実施例］ 第１図は本発明の第１実施例の構成を示す、同図におい
て、ｌは半導体レーザな含むレーザユニット、２はレー
ザユニット１からの光束を集光するコリメータレンズ、
３はコリメータレンズ２を光軸方向に前後動させるため
のアクチュエーター、４は不図示のモータにより矢印５
方向に高速で回転されるポリゴンミラー、６は必要に応
じてトーリックレンズ等が用いられるｆ・θレンズであ
る。 ここにおいて、アクチュエーター３としては、ボイスコ
イル、ヘリコイドと回転モーターの組合わせ、板バネを
ピエゾ素子で駆動するもの、ＣＤプレーヤのピックアッ
プや光磁気記録装置の光ピツクアップで用いられている
もの等が広く適用され、要素ｌ、２．３゜４．６はフレ
ーム７に取り付けられており、このフレーム７は回動中
心８（ポリゴンミラー４による光束の偏向中心点）を中
心として矢印９の方向に回動可能となっている。 更に、１０は本体機枠と一体的に構成された不動の機枠
の一部、１１はこの機枠の一部１０に取り付けられたパ
ルスモータ、１２はパルスモータ１１の回動方向によっ
て前後進するシャフトであり、シャフト１２はフレーム
７を回動方向９ａに押している。また、１３はシャフト
１２と並行してフレーム７を回動方向９ｂに引張ってい
る引張りコイルバネであり、これによりパルスモータ１
１の回動によりフレーム７の回動方向９の回動が実現さ
れる。 １４はフォトダイオードから成るビームディテクタ、１
５は折り曲げミラーであって、これによりレーザースキ
ャンの１走査における開始端が光学的に検出されて画像
の書き込みタイミングが決定される。また％　１６は感
光体であり、ドラム状に形成された電子写真感光体や、
ドラム状に巻き付けられた銀塩写真感光体等が用いられ
る。 次に、感光体１６上の走査光束のスポットの集光状態や
姿勢を検出する検出機構を説明する。 この検出機構では、画像書き込み開始端側のスポットか
らの反射光がレンズ１７でコリメートされ、折り曲げミ
ラー１８によって結像レンズ１９に導かれ、２次元撮像
素子２０にスポット形状を結像している。更に、画像書
き込み終端側のスポットからの反射光はレンズ２１によ
りコリメートされ、ハーフミラ−２２によって反射され
て結像レンズ１９に導かれ、２次元撮像素子２０にスポ
ット形状を結像している。 以上の構成に基づいて第１実施例の動作を説明する。 第１図では、温度、湿度、経時変化等によって長機面２
３が感光体１６の面に対して傾いている状態が示されて
いる。即ち、画像開始端２４では走査光束は適正に集光
して正確なスポット形状となっているが、画像終端２５
（ｌｌｌでは感光体１６の面より奥に長機が形成される
状態で感光体１６上ではデフォーカス像が形成されてい
る。 この様な状態のとき、撮像素子２０に入る情報は第２図
の様になる。同図において、２６はビームディテクタ１
４に入る信号を示し、各走査毎に、走査光束が画像開始
端２４に達する直前に信号２７が検出される。２８は撮
像素子２０かも信号を掃き出す為のカウンタを示し、書
き込み開始端のトリガー２９はビームディテクタ１４の
信号２７の立上がりからの一定遅延時間Ｔ、にょって決
定される、この遅延時間Ｔ、は折り曲げミラー１５の位
置と結像レンズ１７の位置と走査速度によって機械設計
時に一義的に決定される。 書き込み終端側のトリガー３０も同様に、折り曲げミラ
ー１５の位置と結像レンズ２１の位置と走査速度によっ
て、機械設計時に遅延時間Ｔ、が一義的に決定されるこ
とにより決定される。 以上より、ビームディテクタ１４の信号２７からＴ、時
間後にトリガー２９により撮像素子２０の信号を読み出
すことによって、書き込み開始端２４のスポット形状３
１が検出され、７８時間後にトリガー３０によって撮像
素子２０の信号を読み出すことにより、書き込み終端２
５のスポット形状３２が検出される。 こうして、感光体１６上のフライングスポットの望まし
い形状は予め分かつているので、スポット形状３１が望
ましい形状に一致しており、スポット形状３２がデフォ
ーカスしていることが知られる。 この検出結果から、第１図に示す様に、良倣面２３が傾
いていることが分かる。 この検出結果に基づいて長機面２３の傾きを補正する方
法の例を第３図によって説明する。この場合、フレーム
７を回動することで上記の傾きが補正されると判断され
て、パルスモータ１１のシャフト１３が後退させられフ
レーム７が矢印９ｂ方向に回動させられる、これにより
、第３図の如く長機面２３が感光体１６の面と平行にさ
れる。 ここで再び、光束が走査され、このときのスポットの集
光状態が撮像素子２０で検出される。第４図にこの撮像
情報を示す、ここでは、開始端２４のスポット形状３１
と終端２５のスポット形状３２は共に理想形状より大き
い、即ちデフォーカスしているが１両者は同一形状であ
るから長機面・２３は感光体１６に平行であることが知
られる。 従って、この結果に基づいてコリメータレンズ２を光軸
方向に動かしてフォーカシングを行なえばよいと判断さ
れる。第５図はこのフォーカシング方法の１例を示す、
ここでは、撮像素子２０による情報に基づいてアクチュ
ーター３が動作せしめられてコリメーターレンズ２が前
後進させられ、長機面２３と感光体１６面とが全走査領
域において一致させられ、正しい焦点合わせが行なわれ
る。 即ち、光束が走査されてスポットの集光状態が撮像素子
２０で検出され、第６図に示す撮像情報に基づいて、開
始端のスポット形状３１と終端のスポット形状３２が所
望の設計値になる様に、第５図の如くコリメーターレン
ズ２が前後進させられれば良い、この合焦状態への収束
方法としては、近年知られているオートフォーカスカメ
ラにおける収束方法などを用いれば良い。 以上の様に、第１実施例では１つの検出手段で複数個所
のスポット形状を観測して像面の傾き、フォーカシング
等が補正され所望のスポットを全走査領域で得ることが
できる。 第７図は第２実施例を示す、第２実施例では、感光体１
６の支持ドラム３３がガラス等の透明体で構成され、コ
リメーターレンズ１７、折り曲げミラー１８、結像レン
ズ１９、撮像素子２０．コリメーターレンズ２１％ハー
フミラ−２２が支持ドラム３３の内部に配置され、更に
、第３のコリメーターレンズ３４、第３の折り曲げミラ
ー（八−フミラー）３５を配することにより、スポット
形状を３個所で測定する様になっている。 第８図に撮像素子２０による撮像情報を示す０両端部の
スポット形状３１．３２に加えて中央部のスポット形状
３６を知ることにより、この検出結果に基づいて像面湾
曲やデイストーシヨンをも加味した補正ができる。従っ
て、より精密なスポットの集光状態の制御が可能となる
。 向、像面湾曲やデイストーシヨンの補正はｆ・θレンズ
６などを制御することにより行なえば良い。 以上の実施例では撮像素子を１つ設けるのみで、複数開
所の検出を行なっていたが、第９図に示す様に、各検出
個所に対応して撮像素子を設□けてもよい。 第９図において、１１７は開始ａ：２４からの光を撮像
素子１１８に結像する結像レンズであり、１１９は終端
２５からの光を撮像素子１２０に結像する結像レンズで
ある。第９図の第３実施例では撮像素子の数が増えるの
でその点第１実施例と比べて構成が複雑となるが、反面
、ミラー１８．２２などが不要となる。 その他の点、動作については第１実施例と実質的に同じ
である。 同様に、第７図に示す第２実施例についても、各観測個
所に対応して撮像素子を設ける構成としても良い。 ところで、上記実施例において、検出機構を作動させて
スポットの集光状態を調整することは、適宜の間隔を置
いて間欠的に行なったり、或は、温度センサなどを設け
て温度などが一定値以上になったことが検出されたとき
などに行なったりすれば良い。 また、検出機構の検出結果に基づいて長機面、フォーカ
シング、更には像面湾曲などの制御を行なう方法は、上
記例はあくまで１例であって、公知の方法を適当に用い
れば良い［発明の効果］ 以上の本発明の構成によれば、感光体などの被照射体上
のスポットの状態が２個所以上でａｉｍされる為、像面
の傾きや、フォーカシングなどが正確に補正され、従っ
て長機面を被照射体に正確に一致させることができる。 よって、従来技術では達成できなかった高４゜ 密度画像形成などが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成図、第２図は撮像素
子に入る情報を説明する図、第３図は像面の傾きの補正
を行なう方法を説明する図、第４図は像面傾き補正を行
なった後に撮像素子に入る情報を説明する図、第５図は
フォーカシングを行なう方法を説明する図、第６図はフ
ォーカシングを行なった後に撮像素子に入る情報を説明
する図、第７図は本発明の第２実施例を説明する図、第
８図は第２実施例の場合において撮像素子に入る情報を
説明する図、第９図は第３実施例を説明する図である。 ｌ・・・・・レーザーユニット、２・・・・・コリメー
ターレンズ％３・・・・・アクチュエータ、４・・・・
・ポリゴンミラー、６・・・・・ｆ・θレンズ、７・・
・・・フレーム、１１・・・・・パルスモータ、１３・
・・・・コイルバネ、１４・・・・・ビームディテクタ
、１６・・ １１７．１１９・・・ １１８．１２０・・ ・・・・・長機面 ・・・感光体、１９、 ・・結像レンズ、２０ ・・・撮像素子、２３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源からの光束を被照射体上に走査する走査光学装
   置において、被照射体上の走査光束のスポットの集光状
   態を少なくとも２個所で観測して検出する為の検出手段
   を備えることを特徴とする走査光学装置。 ２、前記検出手段は１つである請求項１記載の走査光学
   装置。 ３、前記検出手段は複数の観測個所に対応して複数設け
   られている請求項１記載の走査光学装置。 ４、前記検出手段の出力に基づいて、走査光束のスポッ
   トのフォーカシングが制御される請求項１記載の走査光
   学装置。 ５、前記検出手段の出力に基づいて、走査光束の良像面
   の被照射体に対する姿勢が制御される請求項１記載の走
   査光学装置。 ６、前記観測個所は少なくとも３個所であり、前記検出
   手段の出力に基づいて、被照射体上の像面湾曲、デイス
   トーシヨンが補正される請求項１記載の走査光学装置。