JPH0380214A - ラスタ入力走査装置 - Google Patents
ラスタ入力走査装置Info
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- JPH0380214A JPH0380214A JP2138150A JP13815090A JPH0380214A JP H0380214 A JPH0380214 A JP H0380214A JP 2138150 A JP2138150 A JP 2138150A JP 13815090 A JP13815090 A JP 13815090A JP H0380214 A JPH0380214 A JP H0380214A
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- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 15
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 8
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
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- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0927—Systems for changing the beam intensity distribution, e.g. Gaussian to top-hat
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/125—Details of the optical system between the polygonal mirror and the image plane
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- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/0988—Diaphragms, spatial filters, masks for removing or filtering a part of the beam
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- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Lenses (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】
産業上の利用分野
本発明は、ラスク走査装置、より詳細にはオーバーフィ
ル型多面体設計で一様に照明される反射面を持つ回転多
面体を使用したラスク走査装置に関するものである。
ル型多面体設計で一様に照明される反射面を持つ回転多
面体を使用したラスク走査装置に関するものである。
発明が解決しようとする課題
従来の多くのラスク出力スキャナ（ＲＯ８）は回転軸に
平行な平坦反射面を持つ回転多面体を使用している。典
型的な走査装置では、ヘリウムネオンレーザ−などの光
源から放出された光ビームが、多面体前方の調整光学装
置を通過し、入力電気信号に従って変調され、回転多面
体の面に当てられる。多面体の高速回転（一般に、３〜
１５ ｋｒｐｍ ）により、ビームは多面体後方の調整
レンズを通して走査され、感光性像形成面において全走
査幅を横切ってレーザースポットを形成する。従来のＲ
Ｏ８装置の場合、多面体前方の調整光学装置は、一般に
、回転多面体に向けられたビームが回転多面体の面の一
部分のみを照明するアンダーフィル型設計で組み入れら
れる。ビームが各面および隣接する面の小部分を完全に
照明するオーバーフィル型設計は、ある程度使用されて
いるが、広く受は入れられていない。２つの設計を比較
すると、オーバーフィル型設計では、像形成面に一定サ
イズのスポットを生じさせるのに必要な面の大きさが非
常に小さく、同一直径の多面体により多くの面を設ける
ことが可能である。これは、多面体を比較的低い回転速
度で動作させることが可能であり、より小さいパワー（
そしてより安価な）のモーター駆動装置を使用できるこ
とを意味する。しかし、この長所は、これまで、２つの
要因すなわち生産効率が低いことと、多面体の面におけ
る照明が一様でないことによって相殺された。
平行な平坦反射面を持つ回転多面体を使用している。典
型的な走査装置では、ヘリウムネオンレーザ−などの光
源から放出された光ビームが、多面体前方の調整光学装
置を通過し、入力電気信号に従って変調され、回転多面
体の面に当てられる。多面体の高速回転（一般に、３〜
１５ ｋｒｐｍ ）により、ビームは多面体後方の調整
レンズを通して走査され、感光性像形成面において全走
査幅を横切ってレーザースポットを形成する。従来のＲ
Ｏ８装置の場合、多面体前方の調整光学装置は、一般に
、回転多面体に向けられたビームが回転多面体の面の一
部分のみを照明するアンダーフィル型設計で組み入れら
れる。ビームが各面および隣接する面の小部分を完全に
照明するオーバーフィル型設計は、ある程度使用されて
いるが、広く受は入れられていない。２つの設計を比較
すると、オーバーフィル型設計では、像形成面に一定サ
イズのスポットを生じさせるのに必要な面の大きさが非
常に小さく、同一直径の多面体により多くの面を設ける
ことが可能である。これは、多面体を比較的低い回転速
度で動作させることが可能であり、より小さいパワー（
そしてより安価な）のモーター駆動装置を使用できるこ
とを意味する。しかし、この長所は、これまで、２つの
要因すなわち生産効率が低いことと、多面体の面におけ
る照明が一様でないことによって相殺された。
生産効率の低さ（一般に、１０％〜１５％）を許すため
には、より高パワーのレーザーダイオードが必要である
。非一様照明の問題は第１図を参照して説明する。第１
図は、オーバーフィル型設計の場合の照明プロフィルを
示す。レーザー光源から得たビーム２はガウススポット
形状を有しており、回転多面体６の１つ以上の面４を照
明するため拡大される。出力媒体（図示せず）を横切っ
てレーザースポットを走査するため、多面体６が矢印の
方向に回転するにつれて、出力媒体から反射される光の
量が変化する。この理由は、回転多面体の面がガウス照
明プロフィルの異なる部分をサンプリングし、多面体の
有効面積が変化するからである。
には、より高パワーのレーザーダイオードが必要である
。非一様照明の問題は第１図を参照して説明する。第１
図は、オーバーフィル型設計の場合の照明プロフィルを
示す。レーザー光源から得たビーム２はガウススポット
形状を有しており、回転多面体６の１つ以上の面４を照
明するため拡大される。出力媒体（図示せず）を横切っ
てレーザースポットを走査するため、多面体６が矢印の
方向に回転するにつれて、出力媒体から反射される光の
量が変化する。この理由は、回転多面体の面がガウス照
明プロフィルの異なる部分をサンプリングし、多面体の
有効面積が変化するからである。
２つの多面体構造の長所と短所を比較すると、アンダー
フィル型設計は、生産効率が比較的高い（５０％）こと
から、より好ましいとされてきた。
フィル型設計は、生産効率が比較的高い（５０％）こと
から、より好ましいとされてきた。
しかし、非一様照明の問題を解決することができれば、
回転速度がより低いオーバーフィル型設計のほうが望ま
しい。
回転速度がより低いオーバーフィル型設計のほうが望ま
しい。
課題を解決するための手段
本発明では、第１の特徴として、オーバーフィル型モー
ドで動作する多面体の面を一様にスポット照明するため
、非球面レンズ系を有する多面体前方の調整光学装置が
設けられている。２つの球面レンズを使用してガウス入
力から平坦な一様強度プロフィルを作り出すことは、よ
く知られている。米国特許第４．４９２．４３５号明細
書の第３図に、全内部反射式変調器へ送る平行化された
光ビームを作り出すレンズ系５８が記載されている。し
かし、この形式のレンズ系は、収差が大きい（１０波長
以上）ので、回転多面体の面に対する一様プロフィル入
力を作り出すには適さない。
ドで動作する多面体の面を一様にスポット照明するため
、非球面レンズ系を有する多面体前方の調整光学装置が
設けられている。２つの球面レンズを使用してガウス入
力から平坦な一様強度プロフィルを作り出すことは、よ
く知られている。米国特許第４．４９２．４３５号明細
書の第３図に、全内部反射式変調器へ送る平行化された
光ビームを作り出すレンズ系５８が記載されている。し
かし、この形式のレンズ系は、収差が大きい（１０波長
以上）ので、回転多面体の面に対する一様プロフィル入
力を作り出すには適さない。
本発明では、もう１つの特徴として、ビームが走査の中
央では真正面から当たり走査の端ではある角度で当たる
ので、回転多面体の面における有効面積が変化して起き
る照明の減少を補償するため、回転多面体の各面におけ
るスポット照明をエツジの所で強めている。より詳細に
述べると、本発明は、オーバーフィル型多面体設計を用
いて、感光体に行イメージを形成するラスク入力走査装
置を提供する。
央では真正面から当たり走査の端ではある角度で当たる
ので、回転多面体の面における有効面積が変化して起き
る照明の減少を補償するため、回転多面体の各面におけ
るスポット照明をエツジの所で強めている。より詳細に
述べると、本発明は、オーバーフィル型多面体設計を用
いて、感光体に行イメージを形成するラスク入力走査装
置を提供する。
本発明によるラスク入力走査装置は、放射エネルギービ
ームを放出する手段と、電気信号に応答して前記放射エ
ネルギービームを変調する手段と、変調されたビームを
拡大する手段と、前記変調されたビームの光学路内に配
置され、前記感光体を横切ってスポットを走査するよう
に構成された少なくとも１個の反射面を有する多面体と
、前記変調手段と前記多面体の間に配置された非球面レ
ンズ系とを備え前記非球面レンズ系は、変調された出力
ビームを、前記反射面がビームを通過して回転するとき
反射面をオーバーフィルするほぼ平坦な一様強度プロフ
ィルを持つビームに変換するように構成されている。
ームを放出する手段と、電気信号に応答して前記放射エ
ネルギービームを変調する手段と、変調されたビームを
拡大する手段と、前記変調されたビームの光学路内に配
置され、前記感光体を横切ってスポットを走査するよう
に構成された少なくとも１個の反射面を有する多面体と
、前記変調手段と前記多面体の間に配置された非球面レ
ンズ系とを備え前記非球面レンズ系は、変調された出力
ビームを、前記反射面がビームを通過して回転するとき
反射面をオーバーフィルするほぼ平坦な一様強度プロフ
ィルを持つビームに変換するように構成されている。
実施例
第２図は、本発明に従って、オーバーフィル型多面体設
計を使用し、多面体の各面において平坦な照明プロフィ
ルを生じさせる多面体前方レンズを組み入れた形式のＲ
Ｏ８装置１０を示す。図示のように、好ましい実施例で
あるレーザーダイオード１２は、１５ｍ Ｗの出力パワ
一定格を有し、大強度の平行化された放射を発生する源
の役目を果たす。レーザーダイオード１２は自己変調形
であり、その出力ビームはビデオ信号に含まれた情報に
応じて変調される。変調されたビームは２個のレンズビ
ーム拡大器１４．１６によって拡大される。拡大された
ビーム１８は第１図に示したがウス強度プロフィルを有
し、開口板２ｏで形成された直線状開口すなわちスリッ
ト２０′を通過する。
計を使用し、多面体の各面において平坦な照明プロフィ
ルを生じさせる多面体前方レンズを組み入れた形式のＲ
Ｏ８装置１０を示す。図示のように、好ましい実施例で
あるレーザーダイオード１２は、１５ｍ Ｗの出力パワ
一定格を有し、大強度の平行化された放射を発生する源
の役目を果たす。レーザーダイオード１２は自己変調形
であり、その出力ビームはビデオ信号に含まれた情報に
応じて変調される。変調されたビームは２個のレンズビ
ーム拡大器１４．１６によって拡大される。拡大された
ビーム１８は第１図に示したがウス強度プロフィルを有
し、開口板２ｏで形成された直線状開口すなわちスリッ
ト２０′を通過する。
次に、ビーム１８は後で詳しく説明する非球面レンズ系
２２を通過する。非球面レンズ系２２は、平行化された
シート状の非一様ガウスプロフィルのビーム １８を、
回転多面体３２の面３ｏの幅を横切るように向けられる
平行化された一様強度ビーム２４に変換する。ビーム２
４は回転多面体の各面をオーバーフィルする。レンズ系
２２は、半径Ｒ１の非球面２６を持つ第１の凹レンズ要
素２５と、半径Ｒ３の非球面２８を持つ第２の凸レンズ
要素２７から成っている。レンズ系２２の設計パラメー
タを次ページの表に示す。
２２を通過する。非球面レンズ系２２は、平行化された
シート状の非一様ガウスプロフィルのビーム １８を、
回転多面体３２の面３ｏの幅を横切るように向けられる
平行化された一様強度ビーム２４に変換する。ビーム２
４は回転多面体の各面をオーバーフィルする。レンズ系
２２は、半径Ｒ１の非球面２６を持つ第１の凹レンズ要
素２５と、半径Ｒ３の非球面２８を持つ第２の凸レンズ
要素２７から成っている。レンズ系２２の設計パラメー
タを次ページの表に示す。
（１）非球面２６のｓａｇ ” ’！ ” ／２ｒ ＋
ａｙ’ ＋ｂｙ ’ 十ｃｙ ” ＋ ｄｙ ”
である。ここで、「・上記の表面半径 ｙ・表面の半径（光学軸からの距離） ａ ＝ ０．２０３２０４２ Ｘ １０−”ｂ ＝ ０
．１３２９０６６ Ｘｌ０−’ｃ ＝ ０．７５４９７
８８ ＸＩＯ””ｄ ＝ ０．２６９１６７７ ｘｌＯ
−”非球面２８の係数 ａ ＝ −０，６９８７３０４Ｘ １０−・ｂ ＝ −
０，６０５５３７８Ｘ１０−９ｃ＝ ０．１１３０１
８３ＸＩＯ−”ｄ ＝ −０，１０３６２５７ｘ １０
−”（２） 回転多面体の面３０は当たった光を反射する鏡面である
。矢印で示した方向に回転する多面体３２により、光ビ
ーム３６は各面３０で反射され、一連の多面体後方レン
ズ（図示しないが、この分野では通常のレンズ）を通過
する。前記一連のレンズは、ビーム３６を、感光性像形
成面上に全走査幅を横切って像形成する。ビーム３６が
走査の中央では真正面から当たり走査の端ではある角度
で当たるので、多面体での有効面積の変化に起因する照
明の減少を除いて、ビーム３６は−様な強度で像形成面
４６に当たる。第３図は、多面体の面３０ａの走査位置
の中央における照明プロフィル３４を示す。個々の装置
に関する設計細部やＲＯ８要求事項により、像形成面に
現れるわずかなエツジの非一様性は許容されるかも知れ
ないが、本発明のもう１つの特徴として、上記のエツジ
の照明減少効果を補償するため、レンズ要素２５゜２７
の非球面２６．２８をさらに修正し、ガウスプロフィル
を、少し湾曲したピーク付きエツジを持つプロフィルに
変換し、第４図のような照明プロフィル３４′を作るこ
とができる。この結果、多面体の面が回転して像形成面
を横切るようにスポットを走査するとき、エツジの照明
減少効果は補償され、像形成面へ反射される光の量は一
定に保たれる。
ａｙ’ ＋ｂｙ ’ 十ｃｙ ” ＋ ｄｙ ”
である。ここで、「・上記の表面半径 ｙ・表面の半径（光学軸からの距離） ａ ＝ ０．２０３２０４２ Ｘ １０−”ｂ ＝ ０
．１３２９０６６ Ｘｌ０−’ｃ ＝ ０．７５４９７
８８ ＸＩＯ””ｄ ＝ ０．２６９１６７７ ｘｌＯ
−”非球面２８の係数 ａ ＝ −０，６９８７３０４Ｘ １０−・ｂ ＝ −
０，６０５５３７８Ｘ１０−９ｃ＝ ０．１１３０１
８３ＸＩＯ−”ｄ ＝ −０，１０３６２５７ｘ １０
−”（２） 回転多面体の面３０は当たった光を反射する鏡面である
。矢印で示した方向に回転する多面体３２により、光ビ
ーム３６は各面３０で反射され、一連の多面体後方レン
ズ（図示しないが、この分野では通常のレンズ）を通過
する。前記一連のレンズは、ビーム３６を、感光性像形
成面上に全走査幅を横切って像形成する。ビーム３６が
走査の中央では真正面から当たり走査の端ではある角度
で当たるので、多面体での有効面積の変化に起因する照
明の減少を除いて、ビーム３６は−様な強度で像形成面
４６に当たる。第３図は、多面体の面３０ａの走査位置
の中央における照明プロフィル３４を示す。個々の装置
に関する設計細部やＲＯ８要求事項により、像形成面に
現れるわずかなエツジの非一様性は許容されるかも知れ
ないが、本発明のもう１つの特徴として、上記のエツジ
の照明減少効果を補償するため、レンズ要素２５゜２７
の非球面２６．２８をさらに修正し、ガウスプロフィル
を、少し湾曲したピーク付きエツジを持つプロフィルに
変換し、第４図のような照明プロフィル３４′を作るこ
とができる。この結果、多面体の面が回転して像形成面
を横切るようにスポットを走査するとき、エツジの照明
減少効果は補償され、像形成面へ反射される光の量は一
定に保たれる。
第１図は、従来のオーバーフィル型多面体設計における
照明プロフィルを示す図、 第２図は、本発明の非球面レンズの好ましい実施例を組
み入れた、オーバーフィル型設計で動作する多面体ＲＯ
８装置の底面図、 第３図は、第２図に示した照明されたオーバーフィル型
多面体の面の平坦な照明プロフィルを示す図、 第４図は、エツジプロフィルを強めた平坦な中央プロフ
ィルを持つ照明プロフィルを示す図である。 符号の説明 ２・・・光ビーム、 ４・・・面、 ６・・・回転多面体、 ０・・・ＲＯ３装置、 ２・・・レーザーダイオード、 ４．１６・・・レンズビーム拡大器、 ８・・・拡大された光ビーム、 ０・・・開口板、 Ｏ′・・・スリット、 ２・・・非球面レンズ系、 ４・・・平行化された均一強度の光ビーム、５・・・凹
レンズ要素、 ６・Ｉ・非球面、 ７・・・凸レンズ要素、 ８・・・非球面、 ０．３０ａ・・・面、 ２・・・回転多面体、 ４．３４’・・・照明プロフィル、 ６・・・光ビーム、４６・・・感光性像形成面。 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、 ３ 平底 年 月 日
照明プロフィルを示す図、 第２図は、本発明の非球面レンズの好ましい実施例を組
み入れた、オーバーフィル型設計で動作する多面体ＲＯ
８装置の底面図、 第３図は、第２図に示した照明されたオーバーフィル型
多面体の面の平坦な照明プロフィルを示す図、 第４図は、エツジプロフィルを強めた平坦な中央プロフ
ィルを持つ照明プロフィルを示す図である。 符号の説明 ２・・・光ビーム、 ４・・・面、 ６・・・回転多面体、 ０・・・ＲＯ３装置、 ２・・・レーザーダイオード、 ４．１６・・・レンズビーム拡大器、 ８・・・拡大された光ビーム、 ０・・・開口板、 Ｏ′・・・スリット、 ２・・・非球面レンズ系、 ４・・・平行化された均一強度の光ビーム、５・・・凹
レンズ要素、 ６・Ｉ・非球面、 ７・・・凸レンズ要素、 ８・・・非球面、 ０．３０ａ・・・面、 ２・・・回転多面体、 ４．３４’・・・照明プロフィル、 ６・・・光ビーム、４６・・・感光性像形成面。 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ、 ３ 平底 年 月 日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 オーバーフィル型多面鏡設計を用いて、感光体上に行イ
メージを形成するラスタ入力走査装置であって、 放射エネルギービームを放出する手段、 電気信号に応答して前記放射エネルギービームを変調す
る手段、 変調されたビームを拡大する手段、 前記変調されたビームの光学路内に配置され、前記感光
体を横切ってスポットを走査するように構成された少な
くとも１個の反射面を有する多面体、および 前記変調手段と前記多面体の間に配置された非球面レン
ズ系、 から成り、前記非球面レンズ系は、変調された出力ビー
ムを、前記反射面が前記ビームを通過して回転するとき
反射面をオーバーフィルするほぼ平坦な一様強度プロフ
ィルを持つビームに変換するように構成されていること
を特徴とす るラスタ入力走査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US359604 | 1989-06-01 | ||
| US07/359,604 US4941721A (en) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | Raster scanning system utilizing overfilled polygon facet design |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0380214A true JPH0380214A (ja) | 1991-04-05 |
| JP2577112B2 JP2577112B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=23414541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2138150A Expired - Fee Related JP2577112B2 (ja) | 1989-06-01 | 1990-05-28 | ラスタ入力走査装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4941721A (ja) |
| EP (1) | EP0400954A3 (ja) |
| JP (1) | JP2577112B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5757535A (en) * | 1996-05-10 | 1998-05-26 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Optical scanner |
| JP2005308807A (ja) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光走査装置 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5278691A (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-11 | Eastman Kodak Company | Symmetrical overfilled polygon laser scanner |
| US5489936A (en) * | 1992-11-03 | 1996-02-06 | Xerox Corporation | Fast scan spot correction in a polygon ROS using PWM |
| US5276544A (en) * | 1992-11-27 | 1994-01-04 | Xerox Corporation | Two element optical system for focus error correction in laser scanning systems |
| US5331468A (en) * | 1992-11-27 | 1994-07-19 | Eastman Kodak Company | Intensity redistribution for exposure correction in an overfilled symmetrical laser printer |
| US5270849A (en) * | 1992-12-10 | 1993-12-14 | Xerox Corporation | Prevention of stray light reflections in a raster output scanner (ROS) using an overfilled polygon design |
| US5377036A (en) * | 1992-12-10 | 1994-12-27 | Xerox Corporation | Suppression of stray light reflections in a raster output scanner (ROS) using an overfilled polygon design |
| US5367400A (en) * | 1992-12-14 | 1994-11-22 | Xerox Corporation | Optimal filling of a polygon facet by beam reprofiling |
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