JPH0519204A - 走査光学装置 - Google Patents

走査光学装置

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Publication number
JPH0519204A
JPH0519204A JP3198774A JP19877491A JPH0519204A JP H0519204 A JPH0519204 A JP H0519204A JP 3198774 A JP3198774 A JP 3198774A JP 19877491 A JP19877491 A JP 19877491A JP H0519204 A JPH0519204 A JP H0519204A
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JP
Japan
Prior art keywords
scanning
time
scanned
scanning time
lens system
Prior art date
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Application number
JP3198774A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Kuwayama
武司 桑山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0519204A publication Critical patent/JPH0519204A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各走査ライン毎の走査時間のバラツキを補正
し高精度な出力画像が得られる走査光学装置を得るこ
と。 【構成】 光源手段1からの光ビームを複数の偏向面を
有する光偏向器4で偏向反射させた後、複数のレンズを
有する結像レンズ系6を介して被走査面上に導光し、該
被走査面上を光走査する際、該被走査面の主走査方向の
走査開始側と走査終了側に各々前面にスリットを設けた
受光素子を有する光検出器8,9を配設し、該2つの光
検出器8,9から得られる信号を利用して走査時間を検
出し、該走査時間と予め求めておいた基準となる走査時
間とのズレ量を求め、該ズレ量に応じて該結像レンズ系
6を構成する少なくとも一部のレンズを移動させたこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は走査光学装置に関し、特
に走査光学装置を構成する光偏向器の各々の偏向面の製
造誤差や該光偏向器を駆動させるモータの駆動誤差等に
よって被走査面を光走査する際の走査時間のバラツキ
(走査ムラ)を良好に補正し高精度な光走査を可能とし
た例えばレーザービームプリンタ(LBP)に好適な走
査光学装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりレーザービームプリンタの走査
光学装置においては画像信号に応じてレーザ光源から放
射する光ビームを光変調している。そして該光変調した
光ビームを回転多面鏡等の光偏向器により偏向させ、f
−θレンズ等の結像レンズ系によって感光性の記録媒体
面上にスポット状に集束させ光走査している。そしてこ
れにより画像記録を行なっている。
【0003】一般に走査光学装置においては、例えばそ
れを構成する光偏向器の製造誤差により該光偏向器の各
面の面精度のバラツキや、又該光偏向器を駆動させるモ
ータの駆動誤差(回転ムラ)等により光ビームが被走査
面を光走査する際、各走査ライン毎に走査時間が異なる
走査ムラが生じてくる。
【0004】この為、これらの原因により各走査ライン
毎に走査位置ズレが生じ出力画像が劣化し良好なる画像
が得られなかった。
【0005】そこで従来の走査光学装置においては、例
えば製造工程において回転多面鏡等より成る光偏向器の
面精度を極力高めたり、あるいはモータの回転ムラを可
能な限り少なくなるようにして、これにより走査ムラを
補正し、高画質の出力画像が得られるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら更に高画
質の画像を追求する為、回転多面鏡の面精度を上げるこ
と及びモータの回転ムラを極力少なくすることは、製作
及び調整が大変困難であり、又例えばこれらを克服して
製品を商業ベースに載せようとするとコストが非常に高
くつくという問題点があった。
【0007】本発明は走査光学装置により被走査面上を
光ビームで光走査する際の各走査ライン毎の走査時間を
求め、該走査時間と予め計算より求めておいた基準とな
る走査時間とのズレ量に応じて結像レンズ系を構成する
少なくとも一部のレンズを光軸上移動させることによ
り、各走査ライン毎の走査時間のバラツキを少なくし、
画像に基づく光ビームによる被走査面上における光走査
を高精度に行なった走査光学装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の走査光学装置
は、光源手段からの光ビームを複数の偏向面を有する光
偏向器で偏向反射させた後、複数のレンズを有する結像
レンズ系を介して被走査面上に導光し、該被走査面上を
光走査する際、該被走査面の主走査方向の走査開始側と
走査終了側に各々前面にスリットを設けた受光素子を有
する光検出器を配設し、該2つの光検出器から得られる
信号を利用して走査時間を検出し、該走査時間と予め求
めておいた基準となる走査時間とのズレ量を求め、該ズ
レ量に応じて該結像レンズ系を構成する少なくとも一部
のレンズを移動させたことを特徴としている。
【0009】
【実施例】図1、図2は各々本発明の実施例1の要部側
面図と要部平面図である。同図において1は光源手段で
あり、例えば半導体レーザーより成っている。2はコリ
メーターレンズであり、光源手段1から放射した光ビー
ムを平行光ビームとしている。3はシリンドリカルレン
ズであり、副走査方向のみ所定の屈折力を有している。
4は複数の偏向面を有する光偏向器であり、例えば回転
多面鏡より成っている。5は駆動部であり、モータより
成っており、光偏向器4を矢印A方向に等速回転させて
いる。6はf−θ特性を有する結像レンズ系であり、レ
ンズ6aより成る第1群100とレンズ6bとレンズ6
cより成る第2群200の2群構成より成っており、光
偏向器4によって偏向反射された画像情報に基づく光ビ
ームを感光体ドラム7面上に結像させている。
【0010】本実施例においてのレンズ6aは後述する
ように圧電素子より成る駆動手段11により光軸上移動
可能となるように構成しており、これにより結像レンズ
系6の焦点距離を可変としている。
【0011】11は圧電素子より成る駆動手段であり、
圧電素子駆動回路12からの信号に基づいてレンズ6a
を駆動制御している。7は被走査面としての感光体ドラ
ムである。10は光検出手段であり、走査時間開始検出
器8と走査時間終了検出器9とを有している。走査時間
開始検出器8と走査時間終了検出器9は各々スリット8
a,9aとフォトセンサーから成る受光素子8b,9b
の各要素から成っており、被走査面である感光体ドラム
7面の走査開始側と走査終了側に各々配置している。
【0012】走査時間開始検出器8は感光体ドラム7面
上の走査開始端での光ビームの通過時刻を検出してい
る。又走査時間終了検出器9は感光体ドラム7面上を光
ビームが走査するときの走査終了時刻を検出している。
【0013】本実施例においては光偏向器4の各偏向面
を介した光束が走査時間開始検出器8に入射した時刻
(フォトセンサー8bで受光した時点)から走査時間終
了検出器9に入射するまで(フォトセンサー9bで受光
した時点)の時間を走査時間と定義している。
【0014】尚、光検出手段10の一部を構成する各々
のスリット8a,9aは副走査方向に対して長い開口部
を有しており、又各スリット8a,9aは感光体ドラム
7面と光学的に等価な位置に配置している。
【0015】本実施例において光源手段1より放射した
光ビームはコリメーターレンズ2により略平行光ビーム
とし、シリンドリカルレンズ3に入射している。シリン
ドリカルレンズ3は入射した平行光ビームのうち主走査
断面に於てはそのまま平行光束の状態で射出して、副走
査断面においては集束して光偏向器4の偏向面にほぼ線
像として結像している。
【0016】そして光偏向器4の偏向面で偏向反射した
光ビームは結像レンズ系6を介して被走査面である感光
体ドラム7面上に導光している。そして光偏向器4を矢
印A方向に回転させることによって光ビームは矢印B方
向に感光体ドラム7面上を光走査している。
【0017】次に本実施例において光偏向器4の各偏向
面の製造誤差やモータの駆動誤差等によって発生する各
走査ライン毎の走査時間のバラツキを改善する方法につ
いて説明する。
【0018】一般にレーザービームプリンタの走査光学
装置の一部を構成する結像レンズ系は走査角θと像高Y
とが比例関係となるように設計されており、f−θ補正
レンズ系と呼ばれている。この結像レンズ系の焦点距離
をfとしたとき Y=f・θ の関係となる。又走査角θは被走査面を光ビームで走査
する際の走査時間tに比例しθ=c・t(cは定数)で
あり、従って Y=f・c・t となる。ここで例えば像高YのズレをΔY、走査時間t
のズレをΔtとしたとき、結像レンズ系の焦点距離fが
一定ならば ΔY=f・c・Δt となる。これより走査時間のズレがあれば上式より像高
YはΔYだけズレることになる。
【0019】今、例えば結像レンズ系の焦点距離のズレ
をΔfとしたとき ΔY=Δf・c・t+f・c・Δt となる。ここで像高YのズレΔYを0にする為には
【0020】
【数1】 となり、この結果Δf分だけ結像レンズ系の焦点距離を
ずらせば良いことになる。
【0021】結像レンズ系(f−θレンズ系)は一般に
複数枚の単レンズを組み合わせて構成されている。今、
便宜上第1、第2の2つのレンズ群で構成されていると
する。ここで第1群の焦点距離をf1 、第2群の焦点距
離をf2 としたとき全系の焦点距離fは
【0022】
【数2】 (但しe´は第1群と第2群との主点間隔(換算間
隔))となる。これは
【0023】
【数3】 となる。これより結像レンズ系の焦点距離のズレをΔf
としたとき
【0024】
【数4】 (但しΔe´は第1群と第2群との主点間隔変位(間隔
変位))となり、主点間隔変位Δe´は
【0025】
【数5】 となる。
【0026】従って光偏向器の各偏向面の製造誤差やモ
ータの駆動誤差によって被走査面を走査する際の各走査
ライン毎の走査時間のバラツキが発生したときには、検
知した各走査ライン毎の走査時間のズレ量Δtより主点
間隔変位Δe´を求めておく。そしてこの値から結像レ
ンズ系を構成するレンズのレンズ間隔を制御するように
すれば各走査ライン毎の走査時間のバラツキを補正する
ことができ、これにより感光体ドラム面上の走査位置ズ
レを防止することができる。
【0027】そこで本実施例においてはある一定周期の
各走査ライン毎の走査時間を検出する為に走査開始端に
配置した走査時間開始検出器8で偏向面からの光ビーム
を検出し、被走査面への入射時刻を検出する。又走査終
了端に配置した走査時間終了検出器9で偏向面からの光
ビームを検出し、被走査面への終了時刻を検出してい
る。
【0028】そして各検出器8,9で得られた信号を基
にして走査時間検出器14によりある一定周期の各走査
ライン毎の走査時間を順次検出している。そして走査時
間検出器14で得られたデーター(出力信号)を用いて
間隔変位演算回路13により予め計算により求めておい
た基準となる走査時間と各走査ライン毎の走査時間との
ズレ量Δtを算出している。
【0029】そして該ズレ量Δtの値より各走査ライン
毎における第1群100と第2群200との間隔、即ち
主点間隔変位Δe1 ´を次式に従い求めている。
【0030】
【数6】 但しf1 は第1群100(レンズ6a)の焦点距離 f2 は第2群200(レンズ6bとレンズ6cとの合
成)の焦点距離 fは基準状態(結像レンズ系6の焦点距離が固定)のと
きの各レンズ6a,6b,6cとの合成の焦点距離 e1 ´は基準状態のときの第1群100と第2群200
との主点間隔(換算間隔) t0 は予め求めておいた基準となる走査時間 tn は各走査ライン毎の走査時間 そして(1)式より得られた各走査ライン毎の主点間隔
変位Δe1 ´をメモリー15に順次格納しておく。そし
て画像記録を行なう際には前記メモリー15からの主点
間隔変位Δe1 ´の値に基づいて圧電素子駆動回路12
により駆動手段11を制御して第1群100と第2群2
00との主点間隔がΔe1 ´になるようにレンズ6aを
矢印Cの如く光軸上移動させている。これにより結像レ
ンズ系6の焦点距離を変化させて各走査ライン毎の走査
時間のバラツキを効果的に補正している。
【0031】このように本実施例においては前述の如く
各走査ライン毎の走査時間のズレ量に応じて結像レンズ
系を構成する少なくとも一部のレンズを所定量移動させ
て該結像レンズ系の焦点距離を変化させることにより、
光偏向器の面精度のバラツキやモータの回転ムラに関わ
らず各走査ライン毎の走査時間のバラツキを少なくして
いる。これにより濃度ムラ等による画質の劣化を防止し
高精度な光走査を行なっている。
【0032】図3、図4は本発明の実施例2の要部側面
図と要部平面図である。図3、図4において図1、図2
に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【0033】本実施例において実施例1と異なる点は結
像レンズ系6の第1群100をレンズ6aとレンズ6b
を一体化に構成し、第2群200をレンズ6cより構成
し、第1群100と第2群200のレンズ間隔を後述す
る主点間隔変位Δe2 ´の値に基づいて第1群100を
矢印Cの如く光軸上移動させていることである。これに
より主点間隔を変化させて各走査ライン毎の走査時間の
バラツキを補正している。その他の構成は実質的に同様
である。
【0034】即ち、本実施例においては前述の実施例1
と同様にある一定周期の各走査ライン毎の走査時間を求
め、該走査時間と予め計算にて求めておいた基準となる
走査時間とのズレ量により第1群100と第2群200
との主点間隔、即ち主点間隔変位Δe2 ´を次式に従い
求めている。
【0035】
【数7】 但しf1 は第1群100(レンズ6aとレンズ6bとの
合成)の焦点距離 f2 は第2群200(レンズ6c)の焦点距離 fは基準状態(結像レンズ系6の焦点距離が固定)のと
きの各レンズ6a,6b,6cとの合成の焦点距離 e2 ´は基準状態のときの第1群100と第2群200
との主点間隔(換算間隔) t0 は予め求めておいた基準となる走査時間 tn は各走査ライン毎の走査時間 そして(2)式より得られた主点間隔変位Δe2 ´をメ
モリー15に格納しておき、画像記録を行なう際には該
メモリー15からのデータ(出力信号)に従い圧電素子
駆動回路12を介して駆動手段12により第1群100
と第2群200とのレンズ群間隔が主点間隔変位Δe2
´になるように第1レンズ群100を矢印Cの如く光軸
上移動させている。
【0036】これにより各走査ライン毎の走査時間のバ
ラツキを補正し、濃度ムラによる画質劣化を防止し良好
なる出力画像を得ている。
【0037】図5、図6は本発明の実施例3の要部側面
図と要部平面図である。図5、図6において図1、図2
に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【0038】本実施例において実施例2と異なる点は第
2群200を構成する単レンズ6cを駆動手段11の圧
電素子に結合させて該駆動手段11により第2群200
を光軸上移動させ、各走査ライン毎の走査時間のバラツ
キを補正したことである。その他の構成は実質的に同じ
である。
【0039】即ち、本実施例においては前述の実施例2
で求めた主点間隔変位Δe2 ´の値に基づいて第1群1
00と第2群200とのレンズ間隔変位がΔe2 ´とな
るように第2群200を駆動手段11により矢印Cの如
く光軸上移動させている。これにより前述の実施例2と
同様な効果を得ている。
【0040】尚、結像レンズ系の焦点距離を変化させる
際のレンズの移動方法としては第1群、第2群を共に相
対的に移動させても良く、又第1群を構成する2つのレ
ンズを相対的に移動させても本発明は前述の実施例と同
様に適用することができる。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば前述の如くある一定周期
の各走査ライン毎の走査時間を光検出手段により検出
し、該走査時間と予め計算より求めておいた基準となる
走査時間とのズレ量を算出し、該ズレ量の値により結像
レンズ系の主点間隔変位を求めておき、この主点間隔変
位の値に従って該結像レンズ系を構成する少なくとも一
部のレンズを移動させて主点間隔を制御することによ
り、各走査ライン毎の走査時間のバラツキを効果的に補
正することができ、これにより濃度ムラを軽減させ、良
好なる出力画像を得ることができる走査光学装置を達成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1の要部側面図
【図2】 本発明の実施例1の要部平面図
【図3】 本発明の実施例2の要部側面図
【図4】 本発明の実施例2の要部平面図
【図5】 本発明の実施例3の要部側面図
【図6】 本発明の実施例3の要部平面図
【符号の説明】
1 光源手段 2 コリメーターレンズ 3 シリンドリカルレンズ 4 光偏向器 5 駆動部 6 結像レンズ系 6a,6b,6c レンズ 100 第1群 200 第2群 8a,9a スリット 7 感光体ドラム 8 走査時間開始検出器(光検出器) 9 走査時間終了検出器(光検出器) 10 光走査手段 11 駆動手段 12 圧電素子駆動回路 13 間隔変位演算回路 14 走査時間検出器 15 メモリー 8b,9b 受光素子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源手段からの光ビームを複数の偏向面
    を有する光偏向器で偏向反射させた後、複数のレンズを
    有する結像レンズ系を介して被走査面上に導光し、該被
    走査面上を光走査する際、該被走査面の主走査方向の走
    査開始側と走査終了側に各々前面にスリットを設けた受
    光素子を有する光検出器を配設し、該2つの光検出器か
    ら得られる信号を利用して走査時間を検出し、該走査時
    間と予め求めておいた基準となる走査時間とのズレ量を
    求め、該ズレ量に応じて該結像レンズ系を構成する少な
    くとも一部のレンズを移動させたことを特徴とする走査
    光学装置。
  2. 【請求項2】 前記走査時間は前記光偏向器の各偏向面
    を介した光束が、前記被走査面の走査開始側に設けた光
    検出器に入射した時刻から前記走査終了側に設けた光検
    出器に入射するまでの時間であることを特徴とする請求
    項1記載の走査光学装置。
JP3198774A 1991-07-12 1991-07-12 走査光学装置 Pending JPH0519204A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07261103A (ja) * 1994-03-25 1995-10-13 Ricoh Co Ltd 走査光学装置
JP2003098457A (ja) * 2001-09-21 2003-04-03 Ricoh Co Ltd 画像形成装置の光走査装置及び画像形成装置
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