JPH07209596A - テレセントリックな主出口光線を有する多重ビームラスタ出力スキャナ光学システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テレセントリックな主光線を備えた光学シス
テムを提供する。 【構成】 ラスタ出力スキャナからの差分スキャナライ
ン曲がりを除去するシステムが、各スキャン光ビームの
少なくとも主出口光線をシステム軸と整列する。主出口
光線をシステム軸と実質的に平行になるよう整列するこ
とによって曲がりが全体として減少される。この結果、
多重ステーションプリンタの異なるステーションから
の、若しくは、多重経路プリンタの異なる経路からの、
曲がりスキャンラインはほぼ同一とされまた整列され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラスタ出力スキャナに
おける曲がり補償に関する。特に、本発明は、単一及び
多重ステーションゼログラフィー型電子プリンタや複写
機で用いられる多重ビームラスタ出力スキャナにおける
ビームの差分曲がり歪曲（differential bow distortio
n)を最少とするようなシステムに関する。更に言えば、
本発明は、多重ビームに残っているどのような曲がりを
もその形状と位置付けの両方に関してビーム間で同一の
ものとすることを確実とする。

【０００２】

【従来の技術】回転ポリゴン式光学システムの基本機能
が以下に述べられているが、これは、以下に及びより好
ましい実施例の詳細な説明に述べられた技術的議論の理
解をより容易なものとするためにのみ記述されている。
従来例を示す図５は、既知の回転ポリゴン多重ビームＲ
ＯＳスキャナを示す。以下に記述された機能は多数の光
源が独立的に用いられているほとんどのポリゴン型シス
テムに等しく適用されることを理解すべきである。図５
は、サジタルにオフセットされた一対のレーザダイオー
ド３１、３２を示す。レーザダイオード３１と３２によ
って放出されたビーム４３と４２は、コリメータ３３
（レンズＬ１）によってコリメートされる。Ｆ／＃を制
御するため、ビーム４１と４２が光軸と交差する所にサ
ジタル開口３４が配置される。入力シリンドリカル光学
素子３５（レンズＬ２）がビーム４１と４２を回転ポリ
ゴンの現在のポリゴンファセット３６の表面上に焦合す
る。現在のファセット３６から反射した後、ビーム４１
と４２はＦΘレンズ３７（レンズＬ３）を通過する。Ｆ
Θレンズ３７は一般にタンジェンシャルな子午線では比
較的低いパワーを有する。ＦΘレンズ３７の主な機能は
ポリゴン回転の単位角毎の一様なスポット変位によって
タンジェンシャルな子午線で焦合を提供し、スキャンの
線型性を制御することである。

【０００３】運動補償光学素子（ＭＣＯ）３９の機能は
ポリゴン角度エラーや現在のファセット３６の傾斜とは
独立に、現在のポリゴンファセット３６からの焦合ビー
ム４１、４２を光受容体（ＰＲ）平面４０上の所定位置
に再像形成することである。このような補償が可能なの
は、焦合ビームがＦΘレンズ３７とＭＣＯ３９に対して
静的な「対象物」だからである。しかしながら、ポリゴ
ンの傾斜や揺れに起因して、ビーム４１と４２は、回転
ポリゴンの各異なるファセットに関してポスト・ポリゴ
ン光学開口の異なる位置へ反射され、ビーム４１、４２
はＰＲ平面４０の同じ位置に像形成される。回転ポリゴ
ン、単一スポットＲＯＳ型のゼログラフィー複写機やプ
リンタでは、曲がり歪曲が光学許容差の累積から生じて
いる。曲がり自身は高感度スキャン方向にそれが移動し
たときにＲＯＳのスキャンレーザビームによって表され
る曲線である。従って、ラインが高感度スキャン方向に
延長された場合、この曲がりは処理方向においてスキャ
ンラインの変位として現れる。多重ビーム、レーザダイ
オード型のＲＯＳは高品質、高スループットのゼログラ
フィー印刷を行なうのに最も適当な技術と考えられてい
るが、差分スキャンライン曲がり（differential scan
line bow) として知られる現象が不所望な副作用として
残る。差分スキャンライン曲がりは、多重ビーム光学シ
ステムの非常に本質的なことから生じている。ここで
は、ビームはサジタルに（クロススキャン方向で）オフ
セットされるため、ビームの半分は光軸の上でビームの
半分は光軸の下となるか、あるいは、全てのビームが光
軸の上若しくは下となる。

【０００４】システム設計に依存して、差分スキャンラ
イン曲がりはスキャンラインを互いに向き合うように
（バレル歪曲（barrel distortion)）移動させることも
あるし、あるいは、互いに離すように（ピンクッション
歪曲（pin cushion distortion））移動させることもあ
る。これら両方の場合において、光源（レーザ）は光軸
の反対側に配置される。故に、曲がりスキャンラインの
湾曲の中心も光軸の反対側に存在する。全ての光源が光
軸の一方の側に配置された場合、全てのスキャンライン
が光軸の反対側に像形成される。故に、全ての曲がりラ
インの湾曲中心も同じ側の軸上に存在する。しかしなが
ら、各ラインは異なる曲率半径で曲げられる。この結
果、これが他の型の差分曲がりの原因である。単一ビー
ムモノクロームや単一ビーム多重経路カラー印刷装置で
は連続するスキャンラインの曲がりが同じであるため、
２、３００ミクロンの曲がりは画質に関して人目につか
ないほどの低下しか引き起こさない。しかしながら、マ
ルチビーム、モノクローム、単一ステーション印刷装置
や、単一若しくは多重光受容体ステーションを備えた多
重ビーム、単一経路カラー印刷装置では、差分曲がり
は、単一モノクローム画像においても、また、多重レイ
ヤカラー画像におけるカラーレイヤの中でも、その両方
においてとても大きな不一致を引き起こしてしまう。

【０００５】特に、この不一致は大きさ (magnitude)や
前述した異なる曲がりの異なるオリエンテーション（or
ientation)によって発生し得る。従来システムの主な欠
点は図５に示されているように、異なる曲がりが許され
たスキャンラインを生成できない点にある。上に示した
ように、性能が貧弱であるのは、主光線とＭＣＯおよび
ＰＲ画像面間のシステム軸との間のかなりの角度偏差よ
る。この角度偏差は、許容し得る運動補償範囲と一致す
るようなスポット焦合の実行可能深さを適度な範囲に確
立することを不可能なものにしてしまう。言い換えれ
ば、適当に指定されたポリゴン角度傾斜（例えば、アー
クの＋／−１分（１"））が導入され、画像面が適度な
距離（例えば、＋／−２ｍｍ）で最良の焦合となるよう
内側および外側に移動された場合には、スキャンに沿っ
たスポットサイズにおける変動や異なる曲がり量、更
に、ポリゴン傾斜に起因するスキャンラインシフトの
量、これら各々が、高品質の画像を発生するには許容し
得ないものとなる。

【０００６】

【発明の概要】故に、本発明は、光学システムから光受
容体への主出口光線がテレセントリックであるマルチビ
ームＲＯＳを提供する。テレセントリックな主出口光線
を有するシステムを提供することにより、マルチビーム
システムは、ピラミッド状ポリゴン角エラー（pyramida
l polygon angular errors) を容認するものとなるとと
もに、適度に安定した実質的に曲がりのない性能を単一
ステーションゼログラフィープリンタにおいて容認し得
る焦点深さで維持することができる。更に、曲がりの全
形状およびオリエンテーションを厳密に制御することに
より、単一経路、多重ステーションシステムは、広く分
離されたゼログラフィーステーションによって書かれた
様々な画像の間でも、容認し得る不一致レベルで印刷を
行なうことができる。本発明は、このように、差分スキ
ャンライン曲がりを適当に補償するような単一ステーシ
ョン多重ビームシステムを提供する。本発明は、更に、
多重ステーションを提供するもので、ここでは、ステー
ションシステム毎に単一ビームを提供しており、異なる
ステーションの複数のビームを整列することが可能とさ
れ、差分曲がりは実質的に取り除かれ、スキャンライン
はサジタルに整列される。

【０００７】本発明は、更に、多重ステーションを提供
するもので、ここでは、ステーションシステム毎に多重
ビームを提供しており、異なるステーションの複数のビ
ームを整列することが可能とされ、差分曲がりは実質的
に取り除かれ、スキャンラインはサジタルに整列され
る。最後に、本発明は、ビーム放出素子（レーザダイオ
ード）間の間隔を増加させることを可能とするようなシ
ステムを提供し、こうして、設計を容易にするととも
に、システムに許容誤差を作り出している。上に大まか
に述べられた目的を達成するため、本発明は、総合的な
解決策を提供する。この総合的な解決策では、差分スキ
ャンライン曲がりの除去という目標を、必要とされるほ
どに若しくは実際的に可能なほどにサジタル主光線角を
テレセントリックなものにすることによって達成してい
る。これは、全てのビームについて最少と最大の曲がり
値を所定の範囲内に維持することを可能とする。この範
囲は、光軸上に集中させる必要はない。なぜなら、全て
のビームは実質的に同じプロセス方向オフセットと一般
的な形態を有しているため、人目につくような不一致は
発生しないからである。更に、曲がり補償を提供する光
学素子は、ピラミッドポリゴン角エラーによって発生さ
れた不所望なスキャンライン揺れも矯正する。

【０００８】

【実施例】図１〜図４は、差分スキャンライン曲がりに
よって引き起こされ得る様々なタイプのエラーを示す。
第１の曲がりスキャンライン２３は、第２の曲がりスキ
ャンライン２４の曲率半径とは異なる第１の曲率半径を
有する。図２において、第３の曲がりスキャンライン２
６は第１の曲がりスキャンライン２２上に重ね合わされ
ている。図２に示されているように、第３の曲がりスキ
ャンライン２６は第１の曲がりスキャンライン２２の湾
曲の中心に対して理想的なスキャンライン２０の反対側
に湾曲の中心を有する。図３において、曲がりスキャン
ライン２１、２３の湾曲の中心は、曲がりスキャンライ
ンがピンクッション歪曲を作り出すよう理想的なスキャ
ンライン２０の反対側に位置付けられている。これは、
曲がりスキャンライン２１、２３が同一の曲率半径を有
しているか、異なる曲率半径を有しているかに係わらず
発生する。図４において、曲がりスキャンライン２５、
２７の湾曲の中心もまた、理想的なスキャンライン２０
の反対側であるが（同じ若しくは異なる半径で）、互い
に関する配列はピンクッション歪曲を形成するようなも
のである。これもまた、曲がりスキャンライン２５、２
７が曲率半径と同一の曲率半径を有しているか、異なる
曲率半径を有しているかに係わらず発生する。

【０００９】一般に、第１のオーダでは、従来システム
におけるこれら全ての歪曲は図５に示されているように
出力主光線とシステム軸の間のかなりの角度偏差によっ
て発生される。図１〜４に対して、図９は本発明のテレ
セントリック特性によって発生された曲がり自由スキャ
ンライン２８、２９を示している。本発明の第１のより
好ましい実施例は、図６に示されているように前述した
性能欠陥に対して一般的な解決策を与えるものである。
コリメータレンズＬ１の焦合長さおよび位置は、開口面
（主光線が互いに交差する場所）がＭＣＯの後方焦合面
で像形成されるように選択される。この状態のため、Ｍ
ＣＯは全ての光学素子に共通であるシステム軸と平行に
主光線を屈折させる。こうして、テレセントリックシス
テムが作り出される。本発明では、ＦΘレンズ３７（レ
ンズＬ３）とＭＣＯとを組み合わせてＰＲ上のレーザビ
ームのスポットをポリゴン平面からＰＲ平面へ再焦合し
続けることに注意すべきである。同時に、ＭＣＯだけが
その後方焦合面に対象物として配置されたサジタル開口
ストップの画像を見る。この結果、ＭＣＯは主光線をシ
ステム軸に平行に屈折させる。こうして、ＭＣＯは、差
分曲がりとは独立のスキャンライン、大きな焦合深さ、
更に、ポリゴンエラーの傾斜による低スキャンライン動
作に必要とされる好ましい状態を作り出す。一般に、シ
ステムの各光ビームの主出口光線はシステム軸に対して
平行に０．１度の範囲内にあることが必要である。しか
しながら、光ビームの主出口光線は平行の１度範囲内に
存在し得るものであり、いまだにテレセントリックと考
えられる。

【００１０】図５に示されているように、この図は従来
装置３０のサジタルアンフォールド（unfolded) ・ブロ
ック図を示すものであり、一対のレーザダイオード３
１、３２が一対の光ビーム４１、４２を放出する。光ビ
ーム４１、４２は、コリメータ３３（レンズＬ１）を通
過して、サジタル開口ストップ３４で交差する。光ビー
ム４１、４２はその後、これらの光ビームをポリゴンフ
ァセット表面３６上に焦合する入力シリンドリカルレン
ズを通過し続ける。ポリゴンファセット表面３６によっ
て反射され且つスキャンされた後、光ビーム４１、４２
は、ＦΘ３７（レンズＬ３）を通過する。ＦΘレンズの
後、光ビーム４１、４２はアナモルフィック運動補償光
学系（ＭＣＯ３９）を通過する。アナモルフィック運動
補償光学系３９は、シリンドリカルレンズ、若しくはミ
ラーである。ＭＣＯ３９を通過した後、光ビーム４１、
４２は、スキャナスポット４３、４４を形成する光受容
体平面４０上に焦合される。スキャナスポット４３、４
４はそれらが光受容体と交差してスキャンされた場合
に、少なくとも１２インチ（つまり、少なくとも１ペー
ジ幅）のスキャンラインを形成する。図５において、Ｍ
ＣＯからの主出口光線はテレセントリックでないことを
理解すべきである。即ち、主出口光線はシステム軸３８
と平行ではない。また、サジタル開口ストップの画像
は、殆どの場合、光受容体平面の後ろ側に配置された領
域４５に配置されることに注意することが重要である。

【００１１】これに対して、図６は本発明の第１の好ま
しい実施例のサジタルの明確なブロック図を示す。図６
に示されているように、光学装置５０は一対のレーザビ
ーム６１、６２をその各々が放出するような一対のレー
ザダイオード５１、５２を備える。光学システム５０は
３つ若しくは４つ以上のレーザダイオードやレーザビー
ムを備えたシステムにも等しく適用されることに注意す
べきである。レーザビームが奇数の場合、中央のレーザ
はサジタル光軸に配置されることに注意すべきである。
更に、各レーザダイオード５１、５２は自身の光ビーム
を他のレーザダイオードによって放出された光ビームの
波長とは異なる波長で放出することができることを理解
すべきである。最後に、システムはレーザダイオードに
は限定されない。ソリッド状態レーザ、ガスレーザ、液
体レーザ、若しくは、セミコンダクタレーザのような既
知のなんらかの光放出デバイスを使用することもでき
る。更に、光放出ビームは変更され得る（それが出力さ
れるときに、若しくは、マイクロモジュレータ型のスキ
ャナによって）。従って、フラッシュランプやそのよう
なものを光源として使用することもできる。

【００１２】レーザビーム６１、６２は、先ずコリメー
タ５３（レンズＬ１）を通過して、サジタル開口ストッ
プ５４で交差する。レーザビーム６１と６２はその後、
入力シリンドリカルレンズ５５（レンズＬ２）を通過し
て、ポリゴンファセット表面５６上に焦合される。図５
に示されているように、ポリゴンファセット表面の回転
はレーザビーム６１と６２に光受容体平面の両端（紙の
内側および外側）をスキャンさせる。ポリゴンファセッ
ト表面５６によって反射された後、レーザビーム６１と
６２はＦΘスキャンレンズ５７（レンズＬ３）を通過し
てサジタル開口ストップ５８の画像で再び交差する。こ
れもまた、アナモルフィック運動補償光学系（ＭＣＯ）
５９の後方焦合面である。この場合、サジタル開口スト
ップの画像は光受容体平面６０の前のみでなく、ＭＣＯ
５９の前でもある。ＭＣＯ５９はシリンドリカルレン
ズ、若しくはシリンドリカルミラーを備えている。ＭＣ
Ｏ５９を通過した後、レーザビーム６１と６２は光受容
体平面６０上に焦合され、スキャンスポット６３と６４
を形成する。最も重要なことは、レーザビーム６６と６
７の主出口光線６６と６７が各々、システム軸６５に平
行なことである。即ち、主出口光線６６と６７はテレセ
ントリックである。出力光学系のいずれの素子もドーナ
ツ型の表面を持つことができる点に注意すべきである。
更に、このドーナツ型の表面は、サジタル若しくはタン
ジェンシャル方向のいずれにおいても一様若しくは非一
様な半径を有することができる。

【００１３】図７は、本発明の第２の好ましい実施例を
示す。図７では、テレセントリックな光学システムの部
分的なサジタル図だけが示されている。図７では、ポリ
ゴンファセット表面５６の左側への光学システム部分は
省略されている。更に、サジタルビームの分離が図７で
は明確化のために誇張されている。図７では、レーザビ
ーム６１と６２はポリゴンファセット表面５６によって
反射された後、それらはＦΘレンズ５７ａと５７ｂを通
過する。即ち、この実施例では、ＦΘレンズ５７は、２
つの部分５７ａと５７ｂに分離されている。これらのレ
ンズ、レンズＬ３−１とＬ３−２、が結合されてＦΘ補
償を提供する。第２のＦΘレンズ５７ｂを通過した後、
レーザビーム６１と６２は第１のアナモルフィック運動
補償光学系（ＭＣＯ−１）５９ａを通過する。第１のＭ
ＣＯ、ＭＣＯ−１はシリンドリカルレンズを備えてい
る。その後、第１のＭＣＯ５９ａを通過した後、レーザ
ビーム６１と６２は再びサジタル開口ストップの画像に
おいて交差する。この場合、サジタル開口ストップは光
受容体平面６０の前に残っているが、今回は第１のＭＣ
Ｏ５９ａの後方であることに注意すべきである。しかし
ながら、サジタル開口ストップ５８の画像を通過した
後、レーザビーム６１と６２は第２のアナモルフィック
運動補償光学系（ＭＣＯ−２）５９ｂから反射される。
第２のＭＣＯ５９ｂはネガティブなシリンドリカルミラ
ーを備えている。ここでもまた、サジタル開口ストップ
５８の画像は第１のＭＣＯ５９ａの後方であるが、それ
は第２のＭＣＯ５９ｂの前に残っていることに注意すべ
きである。

【００１４】第２のＭＣＯ５９ｂを反射された後、レー
ザビーム６１と６２はフォールドミラー（folding mirr
or) ６８から反射され、光受容体平面６０に衝突する前
に窓６９を通過する。この結果、レーザ６１と６２は再
びスキャンスポット６３と６４を光受容体平面６０の上
に形成する。更に、主光線６６と６７もまたテレセント
リックである。最後に、図７に示された光学システム
は、光学系だけをポリゴンファセット表面５６から光受
容体平面６０へ規定することによってテレセントリック
な主出口光線を得ることができるため、システム５０は
コリメートされたビームがポリゴンファセット表面５６
へ入力されることだけを要求する。この結果、どのプリ
・ポリゴン光学系を使用しても適当にコリメートされた
ビームをポリゴンファセット表面５６に得ることができ
る。図８は、図７に示されたその一部である光学システ
ムのタンジェンシャルな図面を示す。図８に示されてい
るように、レーザビーム６１と６２は紙面に整列されて
存在し、回転ポリゴン７にポリゴンファセット表面５６
で衝突してＦΘレンズ５７ａと５７ｂへ反射される。Ｆ
Θレンズの２つの部分５７ａと５７ｂを通過した後、レ
ーザビーム６１と６２は第１のアナモルフィック運動補
償光学系（ＭＣＯ−１）５９ａを通過する。第１のＭＣ
Ｏ５９ａを通過した後、レーザビーム６１と６２は、第
２のＭＣＯ５９ｂを反射されて、フォールドミラー６８
上へ反射される。フォールドミラー６８から反射された
後、レーザビーム６１と６２は光受容体平面６０上へス
キャンスポット６３と６４において焦合される。また、
主出口光線６６と６７は、第２のＭＣＯ５９ｂから反射
された後、サジタル面においてテレセントリックとな
る。

【００１５】スキャンデバイスは回転ポリゴンである必
要がないことに注意すべきである。スキャンデバイス
は、従来例で知られたどのような型のマイクロモジュレ
ータであってもよい。更に、回転ポリゴンは、所望のシ
ステム特性を得るためにどのような数、即ち、３つから
所望とするだけの数、のファセットを有することもでき
る。更に、スキャンデバイスは、回転ポリゴンであって
も、マイクロモジュレータであっても、他の既知のいず
れの型のスキャナであっても、光ビームによって不十分
に満たすこともできるし、光ビームによって十分すぎる
ほど満たすこともできるし、臨界的に満たすこともでき
る。表１は、図６〜図８に示されたテレセントリックＲ
ＯＳ光学システムのための一般仕様を概説している。

【００１６】

【表１】表１ 本発明に基づいて設計されたサンプルテレセントリック
ＲＯＳ光学システムのための一般仕様 解像度： １インチあたり６００スポット スキャン長さ： １１．９インチ（３０２．８ｍｍ） 波長： ６７０ｎｍ レーザの数： ２個 レーザ・オリエンテーション： サジタルにオフセット
されている レーザ分離： ２５ミクロン インターレース・ファクタ： ３ スキャンライン分離： （３×１／６００インチ） （scan line separation) 表１に示されているように、図６〜図８に示された光学
システムのための設計仕様は、全体で１１．９インチで
あるスキャンラインにおいて１インチあたり６００ピク
セルの解像度を必要とする。レーザビームの通常の波長
は６７０ｎｍであり、２個のレーザダイオードが使用さ
れる。レーザダイオードは列上に垂直に整列されてお
り、２５ミクロンによってサジタルに（垂直に）オフセ
ットされている。更に、レーザダイオードによって放出
されたレーザビームが使用されて、３というインターレ
ース (interlace)を有するインターレース画像を形成す
る。最終的に、隣接するスキャンライン間の最終のスキ
ャンライン分離は１／２００インチである。また、スキ
ャンラインは連続的な、若しくは、イン・ピッチスキャ
ンラインを形成して、各スキャンの間にテキストのブロ
ックを形成することもできる。

【００１７】以下に示す表２〜表５は図６〜図８に示さ
れた部分的な光学システムの全体設計を述べている。こ
れらの表２〜表５は、表１で特定された規準に基づく設
計の詳細を掲げたものである。

【００１８】

【表２】

【００１９】

【表３】

【００２０】

【表４】

【００２１】

【表５】

【００２２】以下に示す表６は、表２〜表５に示された
設計によって発生されるスポットサイズの概要である。

【００２３】

【表６】 表 ６ スポットサイズデータ ──────────────────────────────── +2mm デフォーカス 最良の焦点面 -2mmデフォーカス サジタル×タンジェ サジタル×タンジェ サジタル×タンジェ POS NO ンシャル ンシャル ンシャル Ｘ × Ｙ Ｘ × Ｙ Ｘ × Ｙ ミクロン ミクロン ミクロン SOS 1 40.3 × 36.1 40.2 × 35.67 40.4 × 37.38 2 41.8 × 36.38 42.43× 35.57 43.66× 35.17 3 43.8 × 36.38 43.6 × 35.67 43.87× 35.67 COS 4 43.8 × 36.74 43.6 × 35.5 43.87× 35.67 5 42.74× 36.1 43.04× 35.32 43.66× 35.8 6 40.59× 36.73 40.59× 35.67 42.03× 35.67EOS 7 40.34× 36.73 40.2 × 36.9 40.36× 38.0 表６は、最良の焦点面から＋２ｍｍだけ離れた焦点から
最良の焦点面から−２ｍｍだけ離れた焦点までの範囲に
あるスポットサイズデータを示す。最も左側のコラムに
スキャン開始位置（ＳＯＳ）１からスキャン中央位置
（ＣＯＳ）４を通じてスキャン終了位置（ＥＯＳ）７ま
で延びた測定位置が示されている。第２コラムに焦点面
が最良の焦点面から＋２ｍｍだけ離されている場合のス
ポットサイズデータを示す。第２コラムに示されている
ように、サジタルな、即ち、Ｘ方向の、スポットサイズ
は４０．３ｍｍから４３．８ｍｍまで変化する。同時
に、タンジェンシャル、即ち、Ｙ方向のスポットサイズ
は３６．１ｍから３６．７ｍｍまで変化する。この結
果、＋２ｍｍのデフォーカス（defocus)におけるスポッ
トサイズでの全変動は、サジタル方向で３．５ミクロン
であるのに対してタンジェンシャル方向では .６ミクロ
ンである。

【００２４】第３コラムにおいて、これは最良の焦点面
に対するスポットサイズデータを示すものであるが、ス
ポットサイズにおけるサジタル変動は４０．２〜４３．
６ミクロンである。同時に、スポットサイズにおけるタ
ンジェンシャル変動は３５．３〜３６．９ミクロンの範
囲にある。この結果、最少の焦点面における全スポット
サイズ変動は、サジタル方向では３．４の範囲を持つの
に対してタンジェンシャル方向では１．６の範囲を持
つ。最も右側のコラムでは、このコラムは−２ｍｍのデ
フォーカス面に対するスポットサイズデータを示すもの
であるが、サジタル方向におけるスポットサイズは４
０．４ミクロンから４３．９ミクロンの範囲にある。同
時に、スポットサイズは、タンジェンシャル方向におい
ては３５．２ミクロンから３８．０ミクロンまで変化す
る。この結果、サジタルスポットサイズの範囲は３．５
ミクロンであるのに対してタンジェンシャルスポットサ
イズの範囲は２．８ミクロンである。±２ｍｍのデフォ
ーカスにおけるサジタルおよびタンジェンシャルスポッ
トサイズは共に十分容認し得る変動範囲内である。図７
と図８に示された光学システムにおける変動範囲によっ
ては、大きな若しくは人目につくような不一致、若しく
は視覚的効果は生じない。

【００２５】最後に、以下に示す表７は、表２〜表５に
示された設計によって発生された差分曲がりとスキャン
ラインシフトの総量を示す。

【００２６】

【表７】 表 ７ 焦点位置とポリゴンファセット傾斜の関数としての 差分曲がりとスキャンラインシフト ─────────────────────────────────── 差分曲がり スキャンライン位置 の総計 ポリゴンファセット （ミクロン） 傾斜によるシフト （ミクロン） 焦合 ポリゴンファセット 3.0 None 傾斜 +2mm デフォーカス NO 4.6 0.1 -2mm NO 4.7 0.2 フォーカス +１分 OFARC POL 4.4 0.05 +2mm デフォーカス +１分 4.9 3.1-2mm デフォーカス +１分 4.6 3.1 焦点位置とポリゴンファセット傾斜の関数としての 差分曲がりとスキャンラインシフト ─────────────────────────────────── 差分曲がり ポリゴンファセットの の総計 傾斜に因るスキャンラ （ミクロン） イン位置シフト （ミクロン） 焦合 ポリゴンファセット 3.0 なし 傾斜なし +2mm デフォーカス ポリゴンファセット 4.6 0.1 傾斜なし -2mm ポリゴンファセット 4.7 0.2 傾斜なし 焦合 アークポリゴン傾斜 4.4 0.05 の +１分 +2mm デフォーカス アークポリゴン傾斜 4.9 3.1 の +１分 -2mm デフォーカス アークポリゴン傾斜 4.6 3.1 の +１分 表７は、差分曲がりとスキャンラインシフトを焦点位置
とポリゴンファセット傾斜角の関数として示している。
コラム１において、焦点位置は最良の焦点面から＋２ｍ
ｍのデフォーカスまで、および、−２ｍｍのデフォーカ
スまでの範囲にある。コラム２において、ポリゴンファ
セット傾斜は０若しくはアークの±１分のいずれかであ
る。

【００２７】コラム３には、焦点およびポリゴンファセ
ット傾斜の様々な組み合わせに関して差分曲がりの総計
がミクロン単位で示されている。最後に、第４コラムで
は、ポリゴンファセット傾斜のみによるスキャンライン
位置シフトがミクロンで示されている。スキャンライン
位置シフトは全てのスキャンラインに同時に影響するこ
とに注意すべきである。１番目の行では、ビームは最良
の焦点面に焦合されており且つポリゴンファセット傾斜
は存在していない。ここでは、差分曲がりの総計は３ミ
クロンであり、スキャンライン位置シフトは０である。
その後に続く５つの行では、デフォーカスとポリゴンフ
ァセットの傾斜が異なった状態を示しており、差分曲が
りの総計は４．４ミクロンと４．９ミクロンの間で変化
し、焦合され且つ傾斜が存在しない状態からみれば総計
で１．９ミクロンの範囲で変化している。同様に、スキ
ャンライン位置シフトは０．５ミクロンから３．１ミク
ロンで変化するため、ライン位置シフト範囲の総計は
３．１ミクロンである。ポリゴン傾斜値でのデフォーカ
スの範囲がここに示されているような範囲においては、
上で述べた差分曲がり値の総計は１２７ミクロンのスキ
ャンライン分離のたった３．８％だけを表示すること
に、注意すべきである。１２７ミクロンスキャンライン
分離は１インチあたり６００スポットと３というインタ
ーレースの仕様によって決定される。更に、最大のスキ
ャンラインシフトは１２７ミクロンスキャンライン分離
のたった２．４％を表示する。

【００２８】一般に、スキャンラインシフト補償はシフ
トが総計で４〜５ミクロン以下であるか、若しくは、ス
キャンライン分離の３％以下である場合に優れていると
考えることができる。同様に、差分曲がり補償はそれが
総計で４〜５ミクロン以下であるか、若しくは、スキャ
ンライン分離が４％以下である場合に優れたものと考え
ることができる。更に、スキャンライン位置シフトはそ
れが総計で１０ミクロン以下であるか、若しくは、スキ
ャンライン分離の６％以下である場合に容認され得ると
考えられており、一方、曲がり補償の差分はそれが総計
で１０ミクロン以下であるか、若しくは、スキャンライ
ン分離の８％以下である場合に容認し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学軸の同一側にあるが曲率半径が異なってい
る湾曲中心を備えた一対の曲がりスキャンラインを示
す。

【図２】反対側にあり曲率半径が同じか若しくは異なっ
ているような湾曲中心を備えた一対の曲がりスキャンラ
インを示す。

【図３】反対側にあり曲率半径が同じか若しくは異なっ
ているような湾曲中心を備えた一対の曲がりスキャンラ
イン間のバレル歪曲を示す。

【図４】反対側にあり曲率半径が同じか若しくは異なっ
ているような湾曲中心を備えた一対の曲がりスキャンラ
イン間のピン・クッション歪曲を示す。

【図５】一般的な従来技術におけるポリゴン光学システ
ムのサジタルブロック図を示す。

【図６】本発明の光学システムのアンフォールド・サジ
タルブロック図を示す。

【図７】サジタルなテレセントリック光学システム設計
のサジタル図。

【図８】図７に示された光学システムのタンジェンシャ
ル図。

【図９】図７に示された光学システムから生じた実質的
な曲がりが存在しない一対のスキャンラインを示す図。

【符号の説明】

３１ レーザダイオード ３２ レーザダイオード ３３ コリメータ ３４ サジタル開口ストップ ３６ ポリゴンファセット表面 ３７ ＦΘレンズ ３８ システム軸 ３９ ＭＣＯ ４３ スキャナスポット ４４ スキャナスポット ５０ 光学装置 ５１ レーザダイオード ５２ レーザダイオード ５３ コリメータ ５５ 入力シリンドリカルレンズ ５６ ポリゴンファセット表面 ５７ａ ＦΘレンズ ５７ｂ ＦΘレンズ ５９ ＭＣＯ ６０ 光受容体平面 ６１ レーザビーム ６２ レーザビーム ６６ 主出口光線 ６７ 主出口光線 ６８ フォールドミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディヴィッド エイ グラフトン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90402 サンタ モニカ パリサデス ア ベニュー 427

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷装置のためのラスタ出力スキャナ光
   学システムにおいて、 その各々が少なくとも１つの光ビームを放出する少なく
   とも１つの光放出デバイスと、 光受容体と、 各少なくとも１つの光ビームを光受容体に沿ってスキャ
   ンする走査デバイスと、 少なくとも１つの光ビームをコリメートして少なくとも
   １つのコリメートされた光ビームを前記走査デバイスに
   与える入力光学システムと、 少なくとも１つの光ビームを光受容体の上に焦合し、出
   力光学システムから出る各少なくとも１つの光ビームの
   少なくとも１つの主出口光線を光学システムのシステム
   軸と整列させるような出力光学システムと、を備えるこ
   とを特徴とするシステム。