JPH10239615A - デュアルフォーマット／解像度式スキャナ - Google Patents
デュアルフォーマット／解像度式スキャナInfo
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- JPH10239615A JPH10239615A JP10045198A JP4519898A JPH10239615A JP H10239615 A JPH10239615 A JP H10239615A JP 10045198 A JP10045198 A JP 10045198A JP 4519898 A JP4519898 A JP 4519898A JP H10239615 A JPH10239615 A JP H10239615A
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- polygon mirror
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- scanning
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- H04N1/0402—Scanning different formats; Scanning with different densities of dots per unit length, e.g. different numbers of dots per inch (dpi); Conversion of scanning standards
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
- B41J2/47—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light
- B41J2/471—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- 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
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/09—Multifaceted or polygonal mirrors, e.g. polygonal scanning mirrors; Fresnel mirrors
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- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 異なるフォーマット及び解像度で画像を作成
し得るスキャナを提供する。 【解決手段】 デュアルフォーマット／解像度式スキャ
ナにおいて、第１の直径及び第１の面数を有する第１の
多面鏡と、第２の直径及び第２の面数を有する第２の多
面鏡とから構成され、上記第１の多面鏡と第２の多面鏡
に共通した軸まわりに回転するように取り付けられた多
面鏡タワーと、光ビームを生じる光源と、上記第１の多
面鏡と第２の多面鏡との間で上記光ビームの照準ポイン
トをシフトさせる上記光源と多面鏡タワーとの間に配置
されたペリスコープと、上記多面鏡タワーから偏向した
光ビームを受ける走査レンズとを設ける。
し得るスキャナを提供する。 【解決手段】 デュアルフォーマット／解像度式スキャ
ナにおいて、第１の直径及び第１の面数を有する第１の
多面鏡と、第２の直径及び第２の面数を有する第２の多
面鏡とから構成され、上記第１の多面鏡と第２の多面鏡
に共通した軸まわりに回転するように取り付けられた多
面鏡タワーと、光ビームを生じる光源と、上記第１の多
面鏡と第２の多面鏡との間で上記光ビームの照準ポイン
トをシフトさせる上記光源と多面鏡タワーとの間に配置
されたペリスコープと、上記多面鏡タワーから偏向した
光ビームを受ける走査レンズとを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、全体として、感
光媒体を露光するために、複数の面をもつ回転式の多面
鏡偏向器を用いるスキャナ、特に、複数のサイズ及び解
像度の画像をプリントする機能を備えたレーザプリンタ
に関する。
光媒体を露光するために、複数の面をもつ回転式の多面
鏡偏向器を用いるスキャナ、特に、複数のサイズ及び解
像度の画像をプリントする機能を備えたレーザプリンタ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】光電性の媒体上にデジタル画像を作成す
る場合、それぞれ異なる必要条件を伴う少なくとも２つ
の異なる画像形成の適用が考えられる。第１の適用は、
その作成速度があまり重要でない細かなテキスト及び絵
を備えた大フォーマットの高品質の画像のためのもので
ある。これらの画像は、幅について約１２インチまでの
もので、１インチ当たり４００スポットを超える点密度
を用いる。第２の適用は、大きなテキスト及び高速作成
速度に必要な条件を備えた、より小さなフォーマットの
像のためのものである。これらの画像では、幅が約５イ
ンチであるか、若しくはそれより小さく、点密度は、１
インチ当たり約４００スポット以下である。２つの機械
に要するフロア空間を最小にするために、フォーマット
及び点密度が、前述した２通りの適用の間で、容易に切
り換えられ得る単一のプリンタを用いることが望まし
い。加えて、プリンタは、両方のフォーマットについて
単一の紙送り経路を使用すべきであり、また、かかるプ
リンタの製造コストは、２つの別個の機械のそれよりも
安価でなければならない。
る場合、それぞれ異なる必要条件を伴う少なくとも２つ
の異なる画像形成の適用が考えられる。第１の適用は、
その作成速度があまり重要でない細かなテキスト及び絵
を備えた大フォーマットの高品質の画像のためのもので
ある。これらの画像は、幅について約１２インチまでの
もので、１インチ当たり４００スポットを超える点密度
を用いる。第２の適用は、大きなテキスト及び高速作成
速度に必要な条件を備えた、より小さなフォーマットの
像のためのものである。これらの画像では、幅が約５イ
ンチであるか、若しくはそれより小さく、点密度は、１
インチ当たり約４００スポット以下である。２つの機械
に要するフロア空間を最小にするために、フォーマット
及び点密度が、前述した２通りの適用の間で、容易に切
り換えられ得る単一のプリンタを用いることが望まし
い。加えて、プリンタは、両方のフォーマットについて
単一の紙送り経路を使用すべきであり、また、かかるプ
リンタの製造コストは、２つの別個の機械のそれよりも
安価でなければならない。
【０００３】例えば複写機における、特に静電画像を作
成するためのレーザプリンタの使用が、広く知られてい
る。これらの適用では、通常、単一のフォーマット及び
単一の解像度が用いられる。高品質のレーザプリンタ
は、一般に、ピラミッドエラー（面が鉛直な円柱を形成
しないような多面鏡の面の傾き）と呼ばれる多面鏡製造
上の欠陥のために、光学的な補正手段を組み込んでい
る。言い換えれば、それら面の法線は、共通して同じ平
面上に位置せず、面ごとに互いに異なり得る。このタイ
プの僅かなエラーでさえ、そのエラーが周期性をもつた
め、つまり、それが多面鏡の各回転毎に繰り返されるた
め、像についての過度の品質低下をもたらす。このこと
が、像における欠陥（いわゆるバンディング（bandin
g））を招くこととなる。人間の目は、このバンディン
グエラーに非常に敏感であるため、このタイプのエラー
を除去することが望ましい。
成するためのレーザプリンタの使用が、広く知られてい
る。これらの適用では、通常、単一のフォーマット及び
単一の解像度が用いられる。高品質のレーザプリンタ
は、一般に、ピラミッドエラー（面が鉛直な円柱を形成
しないような多面鏡の面の傾き）と呼ばれる多面鏡製造
上の欠陥のために、光学的な補正手段を組み込んでい
る。言い換えれば、それら面の法線は、共通して同じ平
面上に位置せず、面ごとに互いに異なり得る。このタイ
プの僅かなエラーでさえ、そのエラーが周期性をもつた
め、つまり、それが多面鏡の各回転毎に繰り返されるた
め、像についての過度の品質低下をもたらす。このこと
が、像における欠陥（いわゆるバンディング（bandin
g））を招くこととなる。人間の目は、このバンディン
グエラーに非常に敏感であるため、このタイプのエラー
を除去することが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】多面鏡のピラミッドエ
ラーに対処する補正手段の１つは、画像形成媒体と共役
した面を作ることである。スタークウェザー（Ｓtarkwe
ather）による米国特許第４０４００９６号では、この
共役の関係が、ビームのページ走査部においてのみ度
（power）を有する円柱レンズによりもたらされる。ま
た、ブリューゲマン（Ｂrueggemann）による米国特許第
４２４７１６０号は、多面鏡と画像形成媒体との間に配
置された正の円柱ミラーを有するレーザ多面鏡プリンタ
を開示している。しかしながら、これらの発明は共に、
複数の画像フォーマットをプリントし得ない。
ラーに対処する補正手段の１つは、画像形成媒体と共役
した面を作ることである。スタークウェザー（Ｓtarkwe
ather）による米国特許第４０４００９６号では、この
共役の関係が、ビームのページ走査部においてのみ度
（power）を有する円柱レンズによりもたらされる。ま
た、ブリューゲマン（Ｂrueggemann）による米国特許第
４２４７１６０号は、多面鏡と画像形成媒体との間に配
置された正の円柱ミラーを有するレーザ多面鏡プリンタ
を開示している。しかしながら、これらの発明は共に、
複数の画像フォーマットをプリントし得ない。
【０００５】１つのプリンタを用いた場合における複数
の画像解像度によるプリントは、走査方向についての幅
が変化する反射面を備えたスキャナを用いることにより
為されるものであった。Ｇ．スタークウェザーによる米
国特許第３９４４３２３号を参照せよ。１つのプリンタ
で複数の画像解像度を使用する他の方法が、米国特許第
５２８９００１号，第５２７４４９２号，第５２５５１
１５号，第５２３９３１３号，第４９５３０３６号，第
４７３４７１５号，第４５７８６８９号に開示されてい
る。これらの特許は、複数の多面鏡の使用を開示してお
らず、いずれも複数の走査長さを使用するものでない。
の画像解像度によるプリントは、走査方向についての幅
が変化する反射面を備えたスキャナを用いることにより
為されるものであった。Ｇ．スタークウェザーによる米
国特許第３９４４３２３号を参照せよ。１つのプリンタ
で複数の画像解像度を使用する他の方法が、米国特許第
５２８９００１号，第５２７４４９２号，第５２５５１
１５号，第５２３９３１３号，第４９５３０３６号，第
４７３４７１５号，第４５７８６８９号に開示されてい
る。これらの特許は、複数の多面鏡の使用を開示してお
らず、いずれも複数の走査長さを使用するものでない。
【０００６】複数のフォーマットの使用は、Ｊ．チャン
ドラー（Ｊ.Ｃhandler），Ｄ．ケスラー（Ｄ.Ｋessle
r）及びＥ．ミュカ（Ｅ.Ｍuka）により米国特許第４６
５１１７０号及び第４６５１１６９号に開示されてい
る。これらの特許では、線走査方向，走査長さについて
のフォーマットが、多面鏡偏向器と画像形成媒体との間
にあるスペースを調整することにより変化させられる。
ビームの走査系において媒体上にビームをフォーカスさ
せておくためには、多面鏡偏向器より前にある光学レン
ズが変更される。また、多面鏡の面を上記画像形成媒体
と共役させておくために、多面鏡に従事するシリンドリ
カルミラーは傾斜されて移動させされる。上記ページ走
査フォーマットは、移動する媒体における速度変化によ
って変化させられる。
ドラー（Ｊ.Ｃhandler），Ｄ．ケスラー（Ｄ.Ｋessle
r）及びＥ．ミュカ（Ｅ.Ｍuka）により米国特許第４６
５１１７０号及び第４６５１１６９号に開示されてい
る。これらの特許では、線走査方向，走査長さについて
のフォーマットが、多面鏡偏向器と画像形成媒体との間
にあるスペースを調整することにより変化させられる。
ビームの走査系において媒体上にビームをフォーカスさ
せておくためには、多面鏡偏向器より前にある光学レン
ズが変更される。また、多面鏡の面を上記画像形成媒体
と共役させておくために、多面鏡に従事するシリンドリ
カルミラーは傾斜されて移動させされる。上記ページ走
査フォーマットは、移動する媒体における速度変化によ
って変化させられる。
【０００７】本発明と同じ譲受け人に譲渡された、出願
番号０８／７７１３６７（代理人事件整理番号７４６２
０）のプリオブジェクティブ型スキャナに関する同時係
属出願は、異なる解像度で別々のフォーマットを走査す
るための同じ走査用対物レンズを備えた２つの異なる多
面鏡を示している。その発明では、各多面鏡が走査の中
央に位置する面が、走査用対物レンズから同じ距離にあ
るような所定位置にシフトさせられ、その結果、偏向ビ
ームが走査用対物レンズの光軸を含む平面を広がる。こ
の多面鏡の位置設定方法は、多面鏡の面と画像形成媒体
との間に光学上の共役関係が維持されることを保証する
ものである。
番号０８／７７１３６７（代理人事件整理番号７４６２
０）のプリオブジェクティブ型スキャナに関する同時係
属出願は、異なる解像度で別々のフォーマットを走査す
るための同じ走査用対物レンズを備えた２つの異なる多
面鏡を示している。その発明では、各多面鏡が走査の中
央に位置する面が、走査用対物レンズから同じ距離にあ
るような所定位置にシフトさせられ、その結果、偏向ビ
ームが走査用対物レンズの光軸を含む平面を広がる。こ
の多面鏡の位置設定方法は、多面鏡の面と画像形成媒体
との間に光学上の共役関係が維持されることを保証する
ものである。
【０００８】本発明は、異なるフォーマット及び解像度
で画像を作成し得るスキャナを提供することを目的とす
る。
で画像を作成し得るスキャナを提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの様相によ
れば、前述したオブジェクト、また、他のオブジェクト
は、光源を有し、第１の直径及び第１の面数を有する第
１多面鏡と、第２の直径及び第２の面数を有する第２多
面鏡とからなる多面鏡タワーに入射する光ビームを生じ
るスキャナにより実現される。上記多面鏡タワーは、第
１及び第２の両多面鏡に共通した軸のまわりに回転す
る。上記光ビームは、走査レンズを通じるように、多面
鏡タワーによって偏向させられる。多面鏡タワーにおけ
る光ビームの入射点は、光ビームが第１の多面鏡又は第
２の多面鏡のいずれかに指向させられるように、移動さ
せられる。１つの実施態様では、偏向した光ビームが、
その中心について、上記走査レンズの光軸から外れてい
る。上記多面鏡タワーにおける光ビームの入射点が、第
１の多面鏡から第２の多面鏡へ移動することにより、上
記走査レンズを移動させる、若しくは再フォーカスさせ
ることなしに、また、多面鏡タワー又は画像形成媒体を
移動させることなしに、画像のサイズ，フォーマット及
び解像度が変化する。
れば、前述したオブジェクト、また、他のオブジェクト
は、光源を有し、第１の直径及び第１の面数を有する第
１多面鏡と、第２の直径及び第２の面数を有する第２多
面鏡とからなる多面鏡タワーに入射する光ビームを生じ
るスキャナにより実現される。上記多面鏡タワーは、第
１及び第２の両多面鏡に共通した軸のまわりに回転す
る。上記光ビームは、走査レンズを通じるように、多面
鏡タワーによって偏向させられる。多面鏡タワーにおけ
る光ビームの入射点は、光ビームが第１の多面鏡又は第
２の多面鏡のいずれかに指向させられるように、移動さ
せられる。１つの実施態様では、偏向した光ビームが、
その中心について、上記走査レンズの光軸から外れてい
る。上記多面鏡タワーにおける光ビームの入射点が、第
１の多面鏡から第２の多面鏡へ移動することにより、上
記走査レンズを移動させる、若しくは再フォーカスさせ
ることなしに、また、多面鏡タワー又は画像形成媒体を
移動させることなしに、画像のサイズ，フォーマット及
び解像度が変化する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１
及び図２は、本発明の一例を示しているが、本発明は、
例示された多面鏡の数、１つの多面鏡についての面数、
特定のフォーマットサイズ、若しくは画像の解像度に限
定されるものではない。全体を通じて符号１０で記され
たデュアルフォーマット式のプリオブジェクティブ型ス
キャナ（dual format pre−objective scanner）は、入
力レンズ１２、多面鏡タワー１４及び走査レンズ１６か
らなる。入力レンズは、例えば半導体又はガスタイプの
レーザのような単一のモードレーザ等の種々の異なる光
源と、該光源からの光を焦点調整し、照準させるための
レンズとから構成され得る。上記走査レンズ１６は、上
記多面鏡タワー１４からの光を画像媒体（不図示）上に
フォーカス（焦点合せ）させるものである。
ついて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１
及び図２は、本発明の一例を示しているが、本発明は、
例示された多面鏡の数、１つの多面鏡についての面数、
特定のフォーマットサイズ、若しくは画像の解像度に限
定されるものではない。全体を通じて符号１０で記され
たデュアルフォーマット式のプリオブジェクティブ型ス
キャナ（dual format pre−objective scanner）は、入
力レンズ１２、多面鏡タワー１４及び走査レンズ１６か
らなる。入力レンズは、例えば半導体又はガスタイプの
レーザのような単一のモードレーザ等の種々の異なる光
源と、該光源からの光を焦点調整し、照準させるための
レンズとから構成され得る。上記走査レンズ１６は、上
記多面鏡タワー１４からの光を画像媒体（不図示）上に
フォーカス（焦点合せ）させるものである。
【００１１】「走査レンズ」という用語は、多面鏡検出
器と画像受容媒体との間に配置される光学系に関して用
いられる。走査レンズは、この技術分野においてよく知
られており、ビームの走査方向及び走査方向に交差する
方向の両方で、上記媒体に所望のサイズの画素を形成す
るための、光の偏向ビームの焦点調整、光学的に上記媒
体と共役する多面鏡面の作製、及び、レンズの走査系に
おけるfθ（ｆシータ）の位置における媒体での画素中
心の配置の作用のうち、少なくとも幾つかの作用をもた
らすものである。上記ｆθの位置とは、走査の中央から
走査線に沿って離れた距離であり、この距離は、レンズ
の走査方向における走査レンズ焦点距離と、偏向したビ
ームが走査レンズに入射した場合にラジアンで測定され
た、走査レンズの光軸に対する偏向ビームの角度との積
に等しい。
器と画像受容媒体との間に配置される光学系に関して用
いられる。走査レンズは、この技術分野においてよく知
られており、ビームの走査方向及び走査方向に交差する
方向の両方で、上記媒体に所望のサイズの画素を形成す
るための、光の偏向ビームの焦点調整、光学的に上記媒
体と共役する多面鏡面の作製、及び、レンズの走査系に
おけるfθ（ｆシータ）の位置における媒体での画素中
心の配置の作用のうち、少なくとも幾つかの作用をもた
らすものである。上記ｆθの位置とは、走査の中央から
走査線に沿って離れた距離であり、この距離は、レンズ
の走査方向における走査レンズ焦点距離と、偏向したビ
ームが走査レンズに入射した場合にラジアンで測定され
た、走査レンズの光軸に対する偏向ビームの角度との積
に等しい。
【００１２】上記デュアルフォーマット式のプリオブジ
ェクティブ型スキャナは、入力レンズ１２からの光のビ
ームを十六側面多面鏡２０、若しくは八側面多面鏡３０
のいずれかに投影することにより作用する。これら多面
鏡２０及び３０は、互いに共通した回転軸４２上に設け
られている。図３及び４は、入射ビーム３２を偏向させ
る八側面多面鏡３０を示している。偏向したビーム３３
は、ｆθレンズとして知られているレンズ２５，２６及
び２７から構成される走査用対物レンズを通過し、所定
間隔離れた画像形成媒体４０の中央において、１つのス
ポットに焦点を合わせられる。このとき、入射ビーム３
２は面の中央に当たる。上記多面鏡が反時計廻りに１
２．４度回転させられた場合に、偏向ビーム３９は、上
記走査レンズを通過する経路をたどる。
ェクティブ型スキャナは、入力レンズ１２からの光のビ
ームを十六側面多面鏡２０、若しくは八側面多面鏡３０
のいずれかに投影することにより作用する。これら多面
鏡２０及び３０は、互いに共通した回転軸４２上に設け
られている。図３及び４は、入射ビーム３２を偏向させ
る八側面多面鏡３０を示している。偏向したビーム３３
は、ｆθレンズとして知られているレンズ２５，２６及
び２７から構成される走査用対物レンズを通過し、所定
間隔離れた画像形成媒体４０の中央において、１つのス
ポットに焦点を合わせられる。このとき、入射ビーム３
２は面の中央に当たる。上記多面鏡が反時計廻りに１
２．４度回転させられた場合に、偏向ビーム３９は、上
記走査レンズを通過する経路をたどる。
【００１３】図５及び図６は、所定間隔離れた画像形成
媒体（不図示）の中央に位置するフォーカススポットへ
の、上記の場合と同じ走査用対物レンズを通過する同じ
経路に沿って、入射ビーム３２を偏向させる大きい方の
直径の十六側面多面鏡２０を示している。偏向ビーム２
３は、図示された経路上の走査レンズを通過する一方、
偏向ビーム２４は、上記多面鏡が反時計廻りに６．２度
回転させられた場合に、走査用対物レンズを通過する経
路をたどる。
媒体（不図示）の中央に位置するフォーカススポットへ
の、上記の場合と同じ走査用対物レンズを通過する同じ
経路に沿って、入射ビーム３２を偏向させる大きい方の
直径の十六側面多面鏡２０を示している。偏向ビーム２
３は、図示された経路上の走査レンズを通過する一方、
偏向ビーム２４は、上記多面鏡が反時計廻りに６．２度
回転させられた場合に、走査用対物レンズを通過する経
路をたどる。
【００１４】上記十六側面多面鏡２０は、画像形成媒体
において１／ｅ2の直径にて測定された直径０．１６９
ミリメータの画素を形成するために使用される。表記１
／ｅ2は、１３ １／２％に等しいピーク強度から測定
された強度レベルである。走査される画像のサイズは、
長さ５インチである。八側面多面鏡３０は、画像形成媒
体上に、１／ｅ2の直径にて測定された直径０．１２８
ミリメータのスポットを形成する。この八側面多面鏡３
０により走査される画像のサイズは、長さ１０インチで
ある。
において１／ｅ2の直径にて測定された直径０．１６９
ミリメータの画素を形成するために使用される。表記１
／ｅ2は、１３ １／２％に等しいピーク強度から測定
された強度レベルである。走査される画像のサイズは、
長さ５インチである。八側面多面鏡３０は、画像形成媒
体上に、１／ｅ2の直径にて測定された直径０．１２８
ミリメータのスポットを形成する。この八側面多面鏡３
０により走査される画像のサイズは、長さ１０インチで
ある。
【００１５】複数の波長、画像のサイズ及び解像度のた
めに同じ走査用対物レンズを用いるという課題を解決す
るために、多面鏡のサイズ及びその面の数の選択を十分
に考慮する必要がある。多面鏡に従属する対物レンズ
は、多面鏡の特性に極めて重要に依存するため、スキャ
ナ設計については、通常、この選択が開始点となる。以
下に、基本式である数式（１）が、多面鏡の最小サイズ
について与えられている。
めに同じ走査用対物レンズを用いるという課題を解決す
るために、多面鏡のサイズ及びその面の数の選択を十分
に考慮する必要がある。多面鏡に従属する対物レンズ
は、多面鏡の特性に極めて重要に依存するため、スキャ
ナ設計については、通常、この選択が開始点となる。以
下に、基本式である数式（１）が、多面鏡の最小サイズ
について与えられている。
【数１】 ここで、Ｄpは、角部を横切るようにして測定された多
面鏡の直径（多面鏡に外接する円の直径、図４参照）、
Ｓは走査線の長さ（図４参照）、λは光の波長である。
また、εはデューティサイクル（duty cycle）（有効走
査が行われる間における多面鏡の面に対する角度の分
数）、Ｎは多面鏡の面の総数、ω0は、画像における
（１／ｅ2強度レベルでの）ビームウェストの半径、β
は、入射ビームを通して回転する際に、走査の終了時に
おける多面鏡による打切り因子（truncation factor）
（１の値は、面の角部が１／ｅ2における入力ビームを
削除することを意味する）、そして、θiは、入射ビー
ムと走査の中間における偏向ビームとの間の全角度であ
る。
面鏡の直径（多面鏡に外接する円の直径、図４参照）、
Ｓは走査線の長さ（図４参照）、λは光の波長である。
また、εはデューティサイクル（duty cycle）（有効走
査が行われる間における多面鏡の面に対する角度の分
数）、Ｎは多面鏡の面の総数、ω0は、画像における
（１／ｅ2強度レベルでの）ビームウェストの半径、β
は、入射ビームを通して回転する際に、走査の終了時に
おける多面鏡による打切り因子（truncation factor）
（１の値は、面の角部が１／ｅ2における入力ビームを
削除することを意味する）、そして、θiは、入射ビー
ムと走査の中間における偏向ビームとの間の全角度であ
る。
【００１６】上式（１）は、走査の終了時での面による
ビーム削除が、各走査の終了時において同様であるよう
に、入射ビームが多面鏡に入射するという仮定に基づく
ものである。また、数式２は、多面鏡の中心から入力ビ
ームに下ろした垂線の長さＢSを規定するものである。
図７及び図８を参照せよ。各走査の終了時にて、入力ビ
ームを同様に削除するＢsの値は、次式により規定され
る。
ビーム削除が、各走査の終了時において同様であるよう
に、入射ビームが多面鏡に入射するという仮定に基づく
ものである。また、数式２は、多面鏡の中心から入力ビ
ームに下ろした垂線の長さＢSを規定するものである。
図７及び図８を参照せよ。各走査の終了時にて、入力ビ
ームを同様に削除するＢsの値は、次式により規定され
る。
【数２】 ここで、θpは多面鏡の単一の面に対する角度、ФはＳ
を走査するのに必要な多面鏡の全回転である。
を走査するのに必要な多面鏡の全回転である。
【００１７】図７は、八側面多面鏡３５を、走査の中間
時において、影像３４で示す走査の開始時において、影
像３６で示す走査の終了時において示している。入射ビ
ーム３２は、走査の開始時、走査の中間、及び、走査の
終了時において、それぞれ、３７，３３及び３９に示す
ビームになるように偏向させられる。ある走査終了時
に、上記多面鏡はФ／２だけ回転しており、走査の別の
終了時に、それは−Ф／２だけ回転している。上記多面
鏡は、−Ф／２において走査を開始しФ／２において走
査を終了するように、一方向に回転する。数式（２）に
従ってＢSの値を選択することにより、走査の終了時に
おける上記多面鏡面の角部から入射ビームの上縁部まで
の距離が、走査の別の終了時における上記多面鏡面の角
部から入射ビームの下縁部までの距離に等しくなる。
時において、影像３４で示す走査の開始時において、影
像３６で示す走査の終了時において示している。入射ビ
ーム３２は、走査の開始時、走査の中間、及び、走査の
終了時において、それぞれ、３７，３３及び３９に示す
ビームになるように偏向させられる。ある走査終了時
に、上記多面鏡はФ／２だけ回転しており、走査の別の
終了時に、それは−Ф／２だけ回転している。上記多面
鏡は、−Ф／２において走査を開始しФ／２において走
査を終了するように、一方向に回転する。数式（２）に
従ってＢSの値を選択することにより、走査の終了時に
おける上記多面鏡面の角部から入射ビームの上縁部まで
の距離が、走査の別の終了時における上記多面鏡面の角
部から入射ビームの下縁部までの距離に等しくなる。
【００１８】各多面鏡の最小直径は、面の数及びデュー
ティサイクルに左右される。しばしば、分母における正
弦関数の変数が、エラーの少ないラジアン単位の変数に
置換され得る。このエラーは、面の数が増えるにつれて
減少する。実際には、面の数が８より多いか、若しくは
それに等しい場合に、エラーは３％よりも小さい。これ
は、簡略化された次式に帰するものである。
ティサイクルに左右される。しばしば、分母における正
弦関数の変数が、エラーの少ないラジアン単位の変数に
置換され得る。このエラーは、面の数が増えるにつれて
減少する。実際には、面の数が８より多いか、若しくは
それに等しい場合に、エラーは３％よりも小さい。これ
は、簡略化された次式に帰するものである。
【数３】 他の全てのパラメータが一定である場合、四角形状の面
の数が増えるにつれて、直径は大きくなる。また、デュ
ーティサイクルεが０．５の値にある場合に、その直径
は最小になり、デューティサイクルが０．５から離れる
につれて、急速に大きくなる。
の数が増えるにつれて、直径は大きくなる。また、デュ
ーティサイクルεが０．５の値にある場合に、その直径
は最小になり、デューティサイクルが０．５から離れる
につれて、急速に大きくなる。
【００１９】上記多面鏡の直径は、走査の長さに比例
し、画像の画素サイズに反比例する。従って、より長い
ものを走査したり、より高い解像度で走査したりするに
は、より大きな多面鏡が必要である。前述した２つの必
要条件は、互いに矛盾するように思われる。すなわち、
より大きなフォーマット及びより高い解像度は共に、多
面鏡の直径を大きくするように作用するものである。従
って、大フォーマット高解像度の適用、及び、小フォー
マット低解像度の適用について、同じサイズ若しくは略
同じサイズの多面鏡を用いることは困難であるようにみ
える。しかしながら、両デバイスにおける印刷速度の必
要性を考慮した場合、多数の面は、少数の面よりも、１
解像度当たりより多数のラインを走査するであろう。ペ
ージ走査方向と呼ばれる垂直方向の走査が、通常、例え
ば画像媒体が取り付けられる円柱ドラムを用いた画像媒
体の動作によって実現される一方、各面は、ラスター走
査の１本のラインをもたらす。
し、画像の画素サイズに反比例する。従って、より長い
ものを走査したり、より高い解像度で走査したりするに
は、より大きな多面鏡が必要である。前述した２つの必
要条件は、互いに矛盾するように思われる。すなわち、
より大きなフォーマット及びより高い解像度は共に、多
面鏡の直径を大きくするように作用するものである。従
って、大フォーマット高解像度の適用、及び、小フォー
マット低解像度の適用について、同じサイズ若しくは略
同じサイズの多面鏡を用いることは困難であるようにみ
える。しかしながら、両デバイスにおける印刷速度の必
要性を考慮した場合、多数の面は、少数の面よりも、１
解像度当たりより多数のラインを走査するであろう。ペ
ージ走査方向と呼ばれる垂直方向の走査が、通常、例え
ば画像媒体が取り付けられる円柱ドラムを用いた画像媒
体の動作によって実現される一方、各面は、ラスター走
査の１本のラインをもたらす。
【００２０】面の数は、走査の長さ及び解像度の変化を
埋め合わせることが可能であり、それは、対象とする２
通りの適用について好適な様式で行われる。すなわち、
低解像度小フォーマットプリンタについて多数の面を用
いれば、多面鏡がほとんど同じサイズであるような様式
で、この場合に必要なより小さなサイズガ埋め合わされ
る。このアイデアは、２つのフォーマットに関して、Ｓ
Ｎ2／ωoの量をほぼ一定に維持するものである。入射角
は、両方の場合について一致することとなり、上記デュ
ーティサイクル及びクリップ比（clip ratio）は、各フ
ォーマットについての多面鏡がほぼ同じサイズになるこ
とを可能として、さほど異なるものでない。
埋め合わせることが可能であり、それは、対象とする２
通りの適用について好適な様式で行われる。すなわち、
低解像度小フォーマットプリンタについて多数の面を用
いれば、多面鏡がほとんど同じサイズであるような様式
で、この場合に必要なより小さなサイズガ埋め合わされ
る。このアイデアは、２つのフォーマットに関して、Ｓ
Ｎ2／ωoの量をほぼ一定に維持するものである。入射角
は、両方の場合について一致することとなり、上記デュ
ーティサイクル及びクリップ比（clip ratio）は、各フ
ォーマットについての多面鏡がほぼ同じサイズになるこ
とを可能として、さほど異なるものでない。
【００２１】付加的なステップは、両方の場合の画素を
形成するために、多面鏡の後ろに同じ対物レンズを用い
る可能性を考慮することである。所謂「ｆθ」レンズに
関し、走査の長さ又は画像の高さは、レンズに入光する
主要な光線の角度に比例する。実際には、上記ｆθレン
ズは、
形成するために、多面鏡の後ろに同じ対物レンズを用い
る可能性を考慮することである。所謂「ｆθ」レンズに
関し、走査の長さ又は画像の高さは、レンズに入光する
主要な光線の角度に比例する。実際には、上記ｆθレン
ズは、
【数４】 という特性を有している。この式では、Ｓは前述した走
査の全長、ｆは走査レンズの焦点距離、そして、θ
Sは、ラジアン単位における光学走査の全角度の半分で
ある。多面鏡は、反射において角度を２倍にするため、
θSは、１つの面を通した多面鏡の機械的な全回転Фと
なる（θS＝Ф）。そのため、上記デューティサイクル
εの定義式により、
査の全長、ｆは走査レンズの焦点距離、そして、θ
Sは、ラジアン単位における光学走査の全角度の半分で
ある。多面鏡は、反射において角度を２倍にするため、
θSは、１つの面を通した多面鏡の機械的な全回転Фと
なる（θS＝Ф）。そのため、上記デューティサイクル
εの定義式により、
【数５】 である。ここで、面に対する角度は、多面鏡面が回転し
得る最大角度２π／Ｎラジアンである。これらの２式
が、焦点距離について解決するために用いられた場合、
その結果は、
得る最大角度２π／Ｎラジアンである。これらの２式
が、焦点距離について解決するために用いられた場合、
その結果は、
【数６】 となる。複数のフォーマット走査について、同じ対物レ
ンズを用いるために、ＮＳ／４πεを両方のスキャナに
ついて同じに保つ必要がある。
ンズを用いるために、ＮＳ／４πεを両方のスキャナに
ついて同じに保つ必要がある。
【００２２】上記フォーマットのサイズ、デューティサ
イクル及び走査方向における走査レンズ焦点距離によっ
て、四角形状の面の数を求めることができる。すなわ
ち、
イクル及び走査方向における走査レンズ焦点距離によっ
て、四角形状の面の数を求めることができる。すなわ
ち、
【数７】 この式を多面鏡の直径についての式に代入すれば、
【数８】 が得られる。
【００２３】異なる走査及び解像度について同じ焦点距
離ｆを用いるという関係を理解するのに利用され得る式
がある。２つの異なるフォーマットについて、入射角
度、波長及び焦点距離は同じであると仮定し、各フォー
マットの値について、下つきの文字１及び２を用いる。
離ｆを用いるという関係を理解するのに利用され得る式
がある。２つの異なるフォーマットについて、入射角
度、波長及び焦点距離は同じであると仮定し、各フォー
マットの値について、下つきの文字１及び２を用いる。
【数９】 各式の右辺において同じ値にすれば、
【数１０】 この式は、次式のように書き換えられ得る。
【数１１】
【００２４】このことは、一方のフォーマット及び解像
度についての最小サイズの多面鏡を、他方のフォーマッ
ト及び解像度のそれに関連づける。異なるデューティサ
イクル及びクリップ比は、各スキャナについて認められ
る。通常、画素サイズ及びフォーマットは決められてお
り、値（ω02／ω01）＊（Ｓ2／Ｓ1）における柔軟性は
ほとんどない。異なるデューティサイクルを用いてみる
と、別のフォーマットに関して、最小多面鏡の要求には
酷な不利条件が課せられる。幾つかの数字を代入するこ
とにより、以下の表に示すような結果が得られる。
度についての最小サイズの多面鏡を、他方のフォーマッ
ト及び解像度のそれに関連づける。異なるデューティサ
イクル及びクリップ比は、各スキャナについて認められ
る。通常、画素サイズ及びフォーマットは決められてお
り、値（ω02／ω01）＊（Ｓ2／Ｓ1）における柔軟性は
ほとんどない。異なるデューティサイクルを用いてみる
と、別のフォーマットに関して、最小多面鏡の要求には
酷な不利条件が課せられる。幾つかの数字を代入するこ
とにより、以下の表に示すような結果が得られる。
【表１】
【００２５】この表は、第２多面鏡が、第１多面鏡とは
０．０２だけ異なるデューティサイクルで用いられた場
合に、その最小サイズが約９％になるまで大きくなるこ
とを示している。また、百分率による最小の変化が、第
１多面鏡が５０％のデューティサイクルで用いられる場
合に生じることが分かる。最小の多面鏡サイズが四角形
状の面の数に比例するため、高速度の適用のための多面
鏡のサイズを選択することが最良であるかもしれない。
速度の必要条件が支配的である場合、この多面鏡は、フ
ォーマットサイズ及び画素サイズについての要求が少な
いながらも、より大きくなるように思われる。
０．０２だけ異なるデューティサイクルで用いられた場
合に、その最小サイズが約９％になるまで大きくなるこ
とを示している。また、百分率による最小の変化が、第
１多面鏡が５０％のデューティサイクルで用いられる場
合に生じることが分かる。最小の多面鏡サイズが四角形
状の面の数に比例するため、高速度の適用のための多面
鏡のサイズを選択することが最良であるかもしれない。
速度の必要条件が支配的である場合、この多面鏡は、フ
ォーマットサイズ及び画素サイズについての要求が少な
いながらも、より大きくなるように思われる。
【００２６】もし、上記デューティサイクルεが両方の
多面鏡について同等であれば、等しい焦点距離の対物レ
ンズを用いるべく、値ＮＳ／４πεは一定でなければな
らないため、積ＮＳは、両方のフォーマットについて、
同じ値を有することが必要である。このことが、八側面
多面鏡３０が１０インチを走査する一方で、十六側面多
面鏡２０が５インチを走査するという事実についての説
明となる。
多面鏡について同等であれば、等しい焦点距離の対物レ
ンズを用いるべく、値ＮＳ／４πεは一定でなければな
らないため、積ＮＳは、両方のフォーマットについて、
同じ値を有することが必要である。このことが、八側面
多面鏡３０が１０インチを走査する一方で、十六側面多
面鏡２０が５インチを走査するという事実についての説
明となる。
【００２７】また別の可能性のある手段は、小さい方の
フォーマットについて、大きい方のフォーマットに用い
られる同じ多面鏡を用い、デューティサイクル因子を次
のように調整することである。
フォーマットについて、大きい方のフォーマットに用い
られる同じ多面鏡を用い、デューティサイクル因子を次
のように調整することである。
【数１２】 この方法を用いた場合、１０インチの走査の中間の５イ
ンチ部分の間のみ、レーザをオンにする。しかし、この
ことは、高性能データ処理エレクトロニクス及びレーザ
電力の利用を非効率的なものにする。この場合、多面鏡
の回転につき走査される線数がより少数であることから
その生産性が阻害されるのみならず、利用される各面の
走査可能な部分が僅かである。従って、この技術は好ま
しくない。
ンチ部分の間のみ、レーザをオンにする。しかし、この
ことは、高性能データ処理エレクトロニクス及びレーザ
電力の利用を非効率的なものにする。この場合、多面鏡
の回転につき走査される線数がより少数であることから
その生産性が阻害されるのみならず、利用される各面の
走査可能な部分が僅かである。従って、この技術は好ま
しくない。
【００２８】クリップ因子βを選択するために、完全に
フラットな画像面の不足によるスポットの成長（spot g
rowth）とともに、クリッピング（clipping）からのス
ポットサイズの成長を考慮する必要がある。非点収差に
よるスポットの成長及び走査にわたる像面湾曲は、クリ
ッピングによるスポットの成長がほとんど認められない
ほど大きくてもよい。このことは、走査終了時における
クリッピングからのスポットの成長を抑制するために、
クリッピング因子が１よりも大きい必要があることを意
味している。幸いにも、小フォーマットの多面鏡は、本
質的に、より多数の面によるより小さな走査角度を有し
ているであろう。その結果、走査レンズによりみられる
像面角度は、像面湾曲及び非点収差についての必然的な
減少とともに、小さくなるであろう。このフォーマット
について、上記スポットサイズの成長の必要がそれほど
求められない場合には、走査の終了時にスポットをより
成長させる、１よりも小さいβ因子を用いることが可能
である。１より小さいβ因子の長所は、より小さなβに
よって多面鏡のサイズが小さくできることである。
フラットな画像面の不足によるスポットの成長（spot g
rowth）とともに、クリッピング（clipping）からのス
ポットサイズの成長を考慮する必要がある。非点収差に
よるスポットの成長及び走査にわたる像面湾曲は、クリ
ッピングによるスポットの成長がほとんど認められない
ほど大きくてもよい。このことは、走査終了時における
クリッピングからのスポットの成長を抑制するために、
クリッピング因子が１よりも大きい必要があることを意
味している。幸いにも、小フォーマットの多面鏡は、本
質的に、より多数の面によるより小さな走査角度を有し
ているであろう。その結果、走査レンズによりみられる
像面角度は、像面湾曲及び非点収差についての必然的な
減少とともに、小さくなるであろう。このフォーマット
について、上記スポットサイズの成長の必要がそれほど
求められない場合には、走査の終了時にスポットをより
成長させる、１よりも小さいβ因子を用いることが可能
である。１より小さいβ因子の長所は、より小さなβに
よって多面鏡のサイズが小さくできることである。
【００２９】より大きな走査角度を備えた大フォーマッ
トについては、走査を通じて、非点収差及び像面湾曲
が、スポットの成長に大きな影響を与えるであろう。そ
の影響は、クリッピングによりもたらされるスポットの
成長が最小限に抑制されなければならないほど大きいか
も知れない。この多面鏡は、より少数の面を有するた
め、全体的には小さい方である。クリッピングからのス
ポットの成長を抑制すべく、最小のものよりも大きな多
面鏡を利用するのに十分な空間的余地がある。大フォー
マット用の多面鏡は、１よりも大きなβを有することが
可能であり、しかも、多面鏡のサイズに悪影響を与える
ことはない。
トについては、走査を通じて、非点収差及び像面湾曲
が、スポットの成長に大きな影響を与えるであろう。そ
の影響は、クリッピングによりもたらされるスポットの
成長が最小限に抑制されなければならないほど大きいか
も知れない。この多面鏡は、より少数の面を有するた
め、全体的には小さい方である。クリッピングからのス
ポットの成長を抑制すべく、最小のものよりも大きな多
面鏡を利用するのに十分な空間的余地がある。大フォー
マット用の多面鏡は、１よりも大きなβを有することが
可能であり、しかも、多面鏡のサイズに悪影響を与える
ことはない。
【００３０】フォーマット間の機械的な変化を簡単にす
るために、入力ビームと偏向ビームとの間の角度がθi
のままであるように、両方の入力ビームを、０の走査角
度にある面に同じ角度で入射させることが望ましい。画
像媒体における解像度又は画素を調整するために、入力
ビームの直径を変化させることがなお必要である。走査
レンズにおける変化がない場合、画素サイズに影響を与
えるための最も直接的な方法は、多面鏡に入射するビー
ムの直径である。このプリントの方法では、各解像度用
の多面鏡より前に位置する光学系における変更が必要と
なる。
るために、入力ビームと偏向ビームとの間の角度がθi
のままであるように、両方の入力ビームを、０の走査角
度にある面に同じ角度で入射させることが望ましい。画
像媒体における解像度又は画素を調整するために、入力
ビームの直径を変化させることがなお必要である。走査
レンズにおける変化がない場合、画素サイズに影響を与
えるための最も直接的な方法は、多面鏡に入射するビー
ムの直径である。このプリントの方法では、各解像度用
の多面鏡より前に位置する光学系における変更が必要と
なる。
【００３１】バンディングを回避するためには、光学系
のページ走査部において、多面鏡の面を画像媒体と共役
する関係に維持することが重要である。このことは、走
査光軸に沿って測定された走査の中間における面からｆ
θ又は対物レンズの第１成分までの距離が実質的に同じ
であるようにして、各多面鏡が所定位置にシフトされる
ことにより達せられる。この方法の短所は、それが各多
面鏡若しくは画像形成媒体の厳密な位置調整を要し、そ
して、それらの位置調整方法が共に、コスト高であるこ
とである。多面鏡又は画像受容媒体のいずれかを位置調
整する上でのコスト高及び不都合を回避するために、同
じモータの同じシャフトに取り付けられ、走査用対物レ
ンズに関して一定の位置関係に保持される各多面鏡を有
することが望ましい。これにより、画像受容媒体及びそ
れに関連するクロス走査機械システムが、フォーマット
が変化した場合にも、同じ位置に保持されることにな
る。
のページ走査部において、多面鏡の面を画像媒体と共役
する関係に維持することが重要である。このことは、走
査光軸に沿って測定された走査の中間における面からｆ
θ又は対物レンズの第１成分までの距離が実質的に同じ
であるようにして、各多面鏡が所定位置にシフトされる
ことにより達せられる。この方法の短所は、それが各多
面鏡若しくは画像形成媒体の厳密な位置調整を要し、そ
して、それらの位置調整方法が共に、コスト高であるこ
とである。多面鏡又は画像受容媒体のいずれかを位置調
整する上でのコスト高及び不都合を回避するために、同
じモータの同じシャフトに取り付けられ、走査用対物レ
ンズに関して一定の位置関係に保持される各多面鏡を有
することが望ましい。これにより、画像受容媒体及びそ
れに関連するクロス走査機械システムが、フォーマット
が変化した場合にも、同じ位置に保持されることにな
る。
【００３２】この技術を用いるために、偏向ビームの少
なくとも１本が、多面鏡タワーの高さに従って、上記走
査レンズの光軸を含まない所定平面にある走査レンズに
入射することになる。図９は、異なる解像度で２つ又は
それ以上のフォーマットサイズを走査するための同じ走
査レンズを用いる、本発明に従った多面鏡走査システム
を示している。異なる解像度の異なるフォーマットサイ
ズを作成するために、入射レーザビームは、それが所望
のフォーマット及び解像度を付与する多面鏡に衝突する
ように、移動させられる。このことを実現するために、
走査レンズの軸を外れた多面鏡の１つから偏向した光ビ
ームを用いて、多面鏡の面と画像形成媒体との間の光学
上の共役関係を維持しながら、画像形成媒体を走査する
必要がある。共通の回転軸４２上の多面鏡のスピンは、
両多面鏡について同じ入射ビームの幾何学様式を用い、
走査線にわたる画素の入射ビームの成長を最低限に抑制
する。
なくとも１本が、多面鏡タワーの高さに従って、上記走
査レンズの光軸を含まない所定平面にある走査レンズに
入射することになる。図９は、異なる解像度で２つ又は
それ以上のフォーマットサイズを走査するための同じ走
査レンズを用いる、本発明に従った多面鏡走査システム
を示している。異なる解像度の異なるフォーマットサイ
ズを作成するために、入射レーザビームは、それが所望
のフォーマット及び解像度を付与する多面鏡に衝突する
ように、移動させられる。このことを実現するために、
走査レンズの軸を外れた多面鏡の１つから偏向した光ビ
ームを用いて、多面鏡の面と画像形成媒体との間の光学
上の共役関係を維持しながら、画像形成媒体を走査する
必要がある。共通の回転軸４２上の多面鏡のスピンは、
両多面鏡について同じ入射ビームの幾何学様式を用い、
走査線にわたる画素の入射ビームの成長を最低限に抑制
する。
【００３３】図９は、多面鏡２０からビーム５４に沿っ
て偏向する入射レーザビームが描かれた、多面鏡タワー
１４の側面図である。偏向ビーム５４は、レンズ２５，
２６及び２７から構成される走査レンズ１６を通過し、
所定間隔離れた画像形成媒体（不図示）の中央におい
て、１つの画素に焦点を合わせられる。十六側面多面鏡
３０は、上記画像形成媒体上において画素を焦点調整す
るために、上記の場合と同じ走査レンズを通過する偏向
レーザビーム５５を示している。偏向ビーム５５は、偏
向ビーム５４に平行であるが、光軸を含む平面には存在
しておらず、垂直方向への移動により、光軸から離れて
いる。
て偏向する入射レーザビームが描かれた、多面鏡タワー
１４の側面図である。偏向ビーム５４は、レンズ２５，
２６及び２７から構成される走査レンズ１６を通過し、
所定間隔離れた画像形成媒体（不図示）の中央におい
て、１つの画素に焦点を合わせられる。十六側面多面鏡
３０は、上記画像形成媒体上において画素を焦点調整す
るために、上記の場合と同じ走査レンズを通過する偏向
レーザビーム５５を示している。偏向ビーム５５は、偏
向ビーム５４に平行であるが、光軸を含む平面には存在
しておらず、垂直方向への移動により、光軸から離れて
いる。
【００３４】本発明は、多面鏡のアッセンブリ及び走査
用対物レンズを、互いに一定の空間的な位置関係に維持
することに関している。あるフォーマットでは、入射ビ
ームが、偏向ビームと同じ平面に入射する。他の多面鏡
を用いて第２のフォーマット及び解像度の画像を作成す
るためには、入射ビームを第２の多面鏡に衝突させるべ
く、多面鏡より前に位置する光学系が、入射ビームの直
径が変化したり、また、入射ビームが垂直方向に移動し
たりするように改良される。このことを実現する１つの
方法は、多面鏡より前に位置する光学系を単に移動さ
せ、所望のビームサイズ及び位置をもたらす別の光学系
を所定位置に配置することである。
用対物レンズを、互いに一定の空間的な位置関係に維持
することに関している。あるフォーマットでは、入射ビ
ームが、偏向ビームと同じ平面に入射する。他の多面鏡
を用いて第２のフォーマット及び解像度の画像を作成す
るためには、入射ビームを第２の多面鏡に衝突させるべ
く、多面鏡より前に位置する光学系が、入射ビームの直
径が変化したり、また、入射ビームが垂直方向に移動し
たりするように改良される。このことを実現する１つの
方法は、多面鏡より前に位置する光学系を単に移動さ
せ、所望のビームサイズ及び位置をもたらす別の光学系
を所定位置に配置することである。
【００３５】このことを実現するまた別の方法は、多面
鏡より前に位置する光学系を変更することである。この
場合には、最初のレーザビームが、上記と同じ光軸に沿
って移動し始めるが、付加的なレンズを介して、入射ビ
ームを移動させるように潜望鏡式のペリスコープ（peri
scope）を構成する４５度に傾斜した鏡の対５２，５３
で、所定位置にシフトさせられる。図１０では、多面鏡
タワー１４が示されており、ここでは、入射ビーム３２
が、下方の多面鏡３０から離れるように偏向させられて
いる。入射ビーム３２は、４５度に傾斜した鏡の対５２
及び５３から構成されるペリスコープ５０により、上方
の多面鏡２０に衝突するように偏向させられる。上記ペ
リスコープ５０は、機械的若しくは電気的な手段（不図
示）により、所定位置に移動させられる。
鏡より前に位置する光学系を変更することである。この
場合には、最初のレーザビームが、上記と同じ光軸に沿
って移動し始めるが、付加的なレンズを介して、入射ビ
ームを移動させるように潜望鏡式のペリスコープ（peri
scope）を構成する４５度に傾斜した鏡の対５２，５３
で、所定位置にシフトさせられる。図１０では、多面鏡
タワー１４が示されており、ここでは、入射ビーム３２
が、下方の多面鏡３０から離れるように偏向させられて
いる。入射ビーム３２は、４５度に傾斜した鏡の対５２
及び５３から構成されるペリスコープ５０により、上方
の多面鏡２０に衝突するように偏向させられる。上記ペ
リスコープ５０は、機械的若しくは電気的な手段（不図
示）により、所定位置に移動させられる。
【００３６】光軸を外れた偏向ビームを用いて走査した
場合には、多くの問題が生じる。まず第１に、上記走査
レンズを抜けたビームは、所定平面においてもはや走査
せず、これにより、走査レンズは画像形成媒体上の湾曲
した軌道をたどるようになる。第２に、クロス走査及び
走査系の焦点がシフトし、これにより、光軸を含む平面
においてビームが走査される場合に得られるものとは異
なる非点収差の関係がもたらされる。また第３に、多面
鏡の面と画像形成媒体との間にある光学上の共役関係が
狂い、受け入れ不可能な画像のアーティファクトをもた
らし得る。更に第４に、入射ビームの幾何学様式が変化
させられなければ、ビームが走査方向において軸から外
れてしまう。また更に、第５に、光軸を外れた走査レン
ズ上の入射ビームは、前述した焦点のシフトに加えて、
画像形成側で横方向にシフトされた焦点位置を有するこ
とになる。第６に、他の多面鏡の位置が第１の多面鏡と
同じ回転軸を有すべく制約されるため、ビームのずれＢ
Sは、多面鏡の１つについてのみ最適化され得る。
場合には、多くの問題が生じる。まず第１に、上記走査
レンズを抜けたビームは、所定平面においてもはや走査
せず、これにより、走査レンズは画像形成媒体上の湾曲
した軌道をたどるようになる。第２に、クロス走査及び
走査系の焦点がシフトし、これにより、光軸を含む平面
においてビームが走査される場合に得られるものとは異
なる非点収差の関係がもたらされる。また第３に、多面
鏡の面と画像形成媒体との間にある光学上の共役関係が
狂い、受け入れ不可能な画像のアーティファクトをもた
らし得る。更に第４に、入射ビームの幾何学様式が変化
させられなければ、ビームが走査方向において軸から外
れてしまう。また更に、第５に、光軸を外れた走査レン
ズ上の入射ビームは、前述した焦点のシフトに加えて、
画像形成側で横方向にシフトされた焦点位置を有するこ
とになる。第６に、他の多面鏡の位置が第１の多面鏡と
同じ回転軸を有すべく制約されるため、ビームのずれＢ
Sは、多面鏡の１つについてのみ最適化され得る。
【００３７】第１の問題である湾曲した走査の軌道は、
最小の光学走査角度を備えた多面鏡に、軸外れの走査ビ
ームを生じさせることにより最低限に抑制される。走査
アーク（scan arc）における「ボウ（bow）」やクロス
走査エラーの最大量は、走査角度が大きくなるにつれて
増える。上記走査アークは、最小の光学走査角度を備え
た軸外れのビームを用いることにより、受け入れ可能な
レベルに削減される。
最小の光学走査角度を備えた多面鏡に、軸外れの走査ビ
ームを生じさせることにより最低限に抑制される。走査
アーク（scan arc）における「ボウ（bow）」やクロス
走査エラーの最大量は、走査角度が大きくなるにつれて
増える。上記走査アークは、最小の光学走査角度を備え
た軸外れのビームを用いることにより、受け入れ可能な
レベルに削減される。
【００３８】軸外れのビームについて異なる度合いの非
点収差を有する第２の問題は、画素のサイズを受け入れ
不可能な度合いにまで成長させ得る。この場合には、多
面鏡より前に位置する光学系が、軸外れのビームにより
もたらされた変化を補正する程度の非点収差を招くよう
に改良される。これは、入射したビームを第２の多面鏡
へ指向させるペリスコープ５０用の湾曲したシリンダ鏡
５２及び５３を用いることにより為される。これらの鏡
の湾曲は、ビームの走査及びクロス走査の焦点につい
て、独立に調整され得る。鏡５２の表面が湾曲するもの
であっても、若しくは、鏡５３の表面が湾曲するもので
あっても、あるいは、両方の鏡の表面が共に湾曲するも
のであってもよい。もし１つの鏡がクロス走査方向にお
いて補正されれば、他の鏡は走査方向において方向され
得る。もし非点収差がシビアでなければ、それを補正す
る必要はない。
点収差を有する第２の問題は、画素のサイズを受け入れ
不可能な度合いにまで成長させ得る。この場合には、多
面鏡より前に位置する光学系が、軸外れのビームにより
もたらされた変化を補正する程度の非点収差を招くよう
に改良される。これは、入射したビームを第２の多面鏡
へ指向させるペリスコープ５０用の湾曲したシリンダ鏡
５２及び５３を用いることにより為される。これらの鏡
の湾曲は、ビームの走査及びクロス走査の焦点につい
て、独立に調整され得る。鏡５２の表面が湾曲するもの
であっても、若しくは、鏡５３の表面が湾曲するもので
あっても、あるいは、両方の鏡の表面が共に湾曲するも
のであってもよい。もし１つの鏡がクロス走査方向にお
いて補正されれば、他の鏡は走査方向において方向され
得る。もし非点収差がシビアでなければ、それを補正す
る必要はない。
【００３９】第３の問題は、光軸から外れたビームによ
りもたらされる、多面鏡の面と画像媒体との間における
光学上の共役関係の変化である。全体として、光学系
は、軸外れの画像の焦点が、上記レンズから、光軸上の
画像よりも近くに合う、若しくは遠くに合うような像面
湾曲を有している。像面湾曲は、通常、好ましくない
が、この場合、走査レンズが適正な度合いの像面湾曲を
有すれば、この収差が有効に利用され得る。例えば、軸
外れの走査ビームを用いる場合には、上記走査レンズが
像面湾曲を有するため、上記多面鏡の面は、走査レンズ
に対してより近接して画像を形成する。もし面が適正な
度合いにより走査レンズに対してより近接して移動させ
られれば、面は、面のピラミッドエラーが補正されるよ
うに、画像媒体上に画像を形成し直すことができる。こ
のことを実現するために、軸外れの走査用の多面鏡は、
その面が画像媒体の共役位置に位置するように、サイズ
について、数式３で与えられる最小値よりも大きくな
る。
りもたらされる、多面鏡の面と画像媒体との間における
光学上の共役関係の変化である。全体として、光学系
は、軸外れの画像の焦点が、上記レンズから、光軸上の
画像よりも近くに合う、若しくは遠くに合うような像面
湾曲を有している。像面湾曲は、通常、好ましくない
が、この場合、走査レンズが適正な度合いの像面湾曲を
有すれば、この収差が有効に利用され得る。例えば、軸
外れの走査ビームを用いる場合には、上記走査レンズが
像面湾曲を有するため、上記多面鏡の面は、走査レンズ
に対してより近接して画像を形成する。もし面が適正な
度合いにより走査レンズに対してより近接して移動させ
られれば、面は、面のピラミッドエラーが補正されるよ
うに、画像媒体上に画像を形成し直すことができる。こ
のことを実現するために、軸外れの走査用の多面鏡は、
その面が画像媒体の共役位置に位置するように、サイズ
について、数式３で与えられる最小値よりも大きくな
る。
【００４０】図１１は、第４の問題である走査方向にお
ける偏向ビームの軸外れシフトを示している。この軸外
れのシフトはまた、非点収差を変化させるが、このこと
は、プリ多面鏡光学（pre−polygon optics）の設計に
おいて考慮されなければならない。図１１は、走査方向
におけるビームの軸外れシフトを示している。入射ビー
ム２２は、大きい方の十六側面多面鏡２０から光線２３
に沿って偏向し、走査レンズに入る。他方、入射ビーム
３２は、小さい方の八側面多面鏡３０から光線３３に沿
って偏向し、その後、走査レンズに入る。走査方向にお
いて、偏向したビームの間には変位５６が存在する。
ける偏向ビームの軸外れシフトを示している。この軸外
れのシフトはまた、非点収差を変化させるが、このこと
は、プリ多面鏡光学（pre−polygon optics）の設計に
おいて考慮されなければならない。図１１は、走査方向
におけるビームの軸外れシフトを示している。入射ビー
ム２２は、大きい方の十六側面多面鏡２０から光線２３
に沿って偏向し、走査レンズに入る。他方、入射ビーム
３２は、小さい方の八側面多面鏡３０から光線３３に沿
って偏向し、その後、走査レンズに入る。走査方向にお
いて、偏向したビームの間には変位５６が存在する。
【００４１】第５の問題である、多面鏡で走査方向にお
いて軸の外れたビームの結果としての、走査線に沿った
横方向のシフトは、走査タイミングの開始時に操作され
る。そのことは、走査方向において、ページにわたる全
ての画像をシフトさせる効果を有している。
いて軸の外れたビームの結果としての、走査線に沿った
横方向のシフトは、走査タイミングの開始時に操作され
る。そのことは、走査方向において、ページにわたる全
ての画像をシフトさせる効果を有している。
【００４２】第６の問題である、多面鏡のいずれかにつ
いて好適でないＢSについて説明する。図１１は、この
問題を示しているが、見て取れるように、入射ビーム
が、高い方向の多面鏡３０に、走査の中心における面で
衝突する。好適には、各多面鏡は、それぞれが、画素の
成長をクリッピングにより均等にするために最適なＢｓ
の値（数式２により付与される）を有するように位置設
定されるべきである。同じ回転軸における２つの多面鏡
を用いた場合、第２の多面鏡の位置が第１の多面鏡及び
入射ビームに関して定まっていることから、多面鏡の一
方のみが、ＢSの最適値で入射するビームを有し得るの
で、このことは可能でない。各多面鏡についてＢSの最
適値を有するためには、一方の多面鏡用の入射ビームを
移動させることが必要となる。この問題は、走査の終了
時に最も大きく入射ビームをクリップする多面鏡用のＢ
Sの最適値を選択することにより最低限に抑制される。
好適な実施態様では、ＢSは十六側面多面鏡について最
適化される。
いて好適でないＢSについて説明する。図１１は、この
問題を示しているが、見て取れるように、入射ビーム
が、高い方向の多面鏡３０に、走査の中心における面で
衝突する。好適には、各多面鏡は、それぞれが、画素の
成長をクリッピングにより均等にするために最適なＢｓ
の値（数式２により付与される）を有するように位置設
定されるべきである。同じ回転軸における２つの多面鏡
を用いた場合、第２の多面鏡の位置が第１の多面鏡及び
入射ビームに関して定まっていることから、多面鏡の一
方のみが、ＢSの最適値で入射するビームを有し得るの
で、このことは可能でない。各多面鏡についてＢSの最
適値を有するためには、一方の多面鏡用の入射ビームを
移動させることが必要となる。この問題は、走査の終了
時に最も大きく入射ビームをクリップする多面鏡用のＢ
Sの最適値を選択することにより最低限に抑制される。
好適な実施態様では、ＢSは十六側面多面鏡について最
適化される。
【００４３】本発明は、特に好適な実施態様を引用して
詳細に説明されているが、特許請求の範囲において前述
した本発明の精神及び要旨を逸脱しない限り、変更及び
改良が可能であることは言うまでもない。例えば、多面
鏡タワーは、共通の回転軸上に取り付けられる３つ以上
の多面鏡から構成されるものであってもよい。レーザプ
リンタ用の複数のフォーマットを提供するために、３つ
又はそれ以上の多面鏡が共通の回転軸４２上に取り付け
られてもよい。また、前述の中で、本発明はレーザプリ
ンタに組み込まれるものであるが、本発明は、いかなる
走査上の適用にも利用されることが可能である。
詳細に説明されているが、特許請求の範囲において前述
した本発明の精神及び要旨を逸脱しない限り、変更及び
改良が可能であることは言うまでもない。例えば、多面
鏡タワーは、共通の回転軸上に取り付けられる３つ以上
の多面鏡から構成されるものであってもよい。レーザプ
リンタ用の複数のフォーマットを提供するために、３つ
又はそれ以上の多面鏡が共通の回転軸４２上に取り付け
られてもよい。また、前述の中で、本発明はレーザプリ
ンタに組み込まれるものであるが、本発明は、いかなる
走査上の適用にも利用されることが可能である。
【００４４】上記走査レーザが僅か１つの素子、若しく
は図４に示される３つよりも多い素子から構成され、そ
の素子の形状が、図示されるものとは異なってもよいこ
とが理解されるべきである。また、本発明は、いかなる
数の面を備えた多面鏡にも適用可能であり、上記多面鏡
の順序が逆になっても構わない、すなわち、大きい方の
直径の多面鏡により、光軸を含む所定平面において入射
ビームを偏向させることも可能である。
は図４に示される３つよりも多い素子から構成され、そ
の素子の形状が、図示されるものとは異なってもよいこ
とが理解されるべきである。また、本発明は、いかなる
数の面を備えた多面鏡にも適用可能であり、上記多面鏡
の順序が逆になっても構わない、すなわち、大きい方の
直径の多面鏡により、光軸を含む所定平面において入射
ビームを偏向させることも可能である。
【００４５】本発明の特許請求の範囲の要旨内に含まれ
る付加的な変更は、各多面鏡における面の数に関するも
のである。前述した特定例では、小さい方の多面鏡につ
いて８つの面、大きい方の多面鏡について１６の面であ
るが、第１の多面鏡又は第２の多面鏡についての面の数
はいかなる数であってもよい。また、小さい方の直径を
備えた多面鏡が、少数の面を有する必要はない。更に別
の変更では、ペリスコープにおいて、鏡の代わりにプリ
ズムが利用されてもよい。また、ペリスコープを含む光
学素子が、図示されるようなシリンダ内に含まれる必要
もない。
る付加的な変更は、各多面鏡における面の数に関するも
のである。前述した特定例では、小さい方の多面鏡につ
いて８つの面、大きい方の多面鏡について１６の面であ
るが、第１の多面鏡又は第２の多面鏡についての面の数
はいかなる数であってもよい。また、小さい方の直径を
備えた多面鏡が、少数の面を有する必要はない。更に別
の変更では、ペリスコープにおいて、鏡の代わりにプリ
ズムが利用されてもよい。また、ペリスコープを含む光
学素子が、図示されるようなシリンダ内に含まれる必要
もない。
【００４６】尚、本発明は、例示された実施の形態に限
定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であること
は言うまでもない。
定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であること
は言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、上記多面鏡タワーにおける光ビームの入射点
が、第１の多面鏡から第２の多面鏡へ移動するため、上
記走査レンズを移動させる、若しくは再フォーカスさせ
ることなしに、また、多面鏡タワー又は画像形成媒体を
移動させることなしに、画像のサイズ，フォーマット及
び解像度を変化させることができる。
によれば、上記多面鏡タワーにおける光ビームの入射点
が、第１の多面鏡から第２の多面鏡へ移動するため、上
記走査レンズを移動させる、若しくは再フォーカスさせ
ることなしに、また、多面鏡タワー又は画像形成媒体を
移動させることなしに、画像のサイズ，フォーマット及
び解像度を変化させることができる。
【図１】 複数の面を有するデュアル多面鏡タワーを組
み込んでいるレーザ熱プリンタ用の光学系の斜視図であ
る。
み込んでいるレーザ熱プリンタ用の光学系の斜視図であ
る。
【図２】 上記レーザ熱プリンタ用の光学系の平面図で
ある。
ある。
【図３】 八側面多面鏡に入射する光ビームの側面図で
ある。
ある。
【図４】 入射する光ビームを偏向させて走査レンズに
通過させる八側面多面鏡の平面図である。
通過させる八側面多面鏡の平面図である。
【図５】 十六側面多面鏡に入射する光ビームの側面図
である。
である。
【図６】 入射する光ビームを偏向させて走査レンズに
通過させる十六側面多面鏡の平面図である。
通過させる十六側面多面鏡の平面図である。
【図７】 走査の開始，中間及び終了時における八側面
多面鏡の平面図である。
多面鏡の平面図である。
【図８】 入射ビームのずれを示す八側面多面鏡の平面
図である。
図である。
【図９】 多面鏡タワー及び走査レンズの側面図であ
る。
る。
【図１０】 ペリスコープにより偏向させられた入射ビ
ームを備えた多面鏡タワーの側面図である。
ームを備えた多面鏡タワーの側面図である。
【図１１】 上記多面鏡タワーの平面図である。
１０…スキャナ １２…入力レンズ １４…多面鏡タワー １６…走査レンズ ２０…十六側面多面鏡 ２２…入射ビーム ２３，２４…偏向ビーム ２５，２６，２７…レンズ ３０…八側面多面鏡 ３２…入射ビーム ３３…偏向ビーム ４２…回転軸
Claims (1)
- 【請求項１】 第１の直径及び第１の面数を有する第１
の多面鏡と、第２の直径及び第２の面数を有する第２の
多面鏡とから構成され、上記第１の多面鏡と第２の多面
鏡に共通した軸まわりに回転するように取り付けられた
多面鏡タワーと、 光ビームを生じる光源と、 上記第１の多面鏡と第２の多面鏡との間で上記光ビーム
の照準ポイントをシフトさせる上記光源と多面鏡タワー
との間に配置されたペリスコープと、 上記多面鏡タワーから偏向した光ビームを受光する走査
レンズとを備えたことを特徴とするデュアルフォーマッ
ト／解像度式スキャナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/806303 | 1997-02-26 | ||
| US08/806,303 US5861977A (en) | 1997-02-26 | 1997-02-26 | Dual format dual resolution scanner with off-axis beams |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239615A true JPH10239615A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=25193759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10045198A Pending JPH10239615A (ja) | 1997-02-26 | 1998-02-26 | デュアルフォーマット／解像度式スキャナ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5861977A (ja) |
| JP (1) | JPH10239615A (ja) |
| DE (1) | DE19807761A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6023059A (en) * | 1998-01-14 | 2000-02-08 | Eastman Kodak Company | Dual format pre-objective scanner |
| KR100311004B1 (ko) * | 1998-02-16 | 2002-02-19 | 윤종용 | 전자사진방식칼라인쇄기의빔주사장치 |
| US6292285B1 (en) | 1999-12-20 | 2001-09-18 | Xerox Corporation | Single rotating polygon mirror with v-shaped facets for a multiple beam ROS |
| DE10154508A1 (de) * | 2001-11-07 | 2003-05-22 | Mlt Micro Laser Technology Gmb | Vorrichtung zur Substratbehandlung mittels Laserstrahlung |
| US20070013882A1 (en) * | 2005-06-07 | 2007-01-18 | Carl Zeiss Smt Ag | Method of manufacturing projection objectives and set of projection objectives manufactured by that method |
| US7738188B2 (en) * | 2006-03-28 | 2010-06-15 | Carl Zeiss Smt Ag | Projection objective and projection exposure apparatus including the same |
| US10509110B2 (en) * | 2015-12-29 | 2019-12-17 | The Boeing Company | Variable resolution light radar system |
| JP6829514B1 (ja) * | 2019-08-29 | 2021-02-10 | ナルックス株式会社 | 走査光学系の製造方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3973826A (en) * | 1972-01-25 | 1976-08-10 | Redifon Limited | Scanning devices |
| US4040096A (en) * | 1972-11-27 | 1977-08-02 | Xerox Corporation | Flying spot scanner with runout correction |
| US4171917A (en) * | 1974-07-02 | 1979-10-23 | Centre De Recherches Metallurgiques-Centrum Voor Research In De Metallurgie | Determining the profile of a surface of an object |
| US3944323A (en) * | 1974-12-23 | 1976-03-16 | Xerox Corporation | Variable spot size scanning system |
| US4247160A (en) * | 1979-03-26 | 1981-01-27 | Xerox Corporation | Scanner with reflective pyramid error compensation |
| US4578689A (en) * | 1984-11-26 | 1986-03-25 | Data Recording Systems, Inc. | Dual mode laser printer |
| US4651170A (en) * | 1985-04-02 | 1987-03-17 | Eastman Kodak Company | Laser printer having means for changing the output-image size |
| US4651169A (en) * | 1985-04-02 | 1987-03-17 | Eastman Kodak Company | Laser printer for printing a plurality of output-images sizes |
| JPS61277255A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-08 | Toshiba Corp | レ−ザプリンタ |
| JPH01243779A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-28 | Ricoh Co Ltd | デジタル複写機 |
| US5289001A (en) * | 1989-08-07 | 1994-02-22 | Hitachi, Ltd. | Laser beam scanning apparatus having a variable focal distance device and the variable focal distance device for use in the apparatus |
| JPH04287011A (ja) * | 1991-03-18 | 1992-10-12 | Hitachi Ltd | 光走査装置及び該光走査装置を使用した記録装置 |
| US5198919A (en) * | 1991-08-26 | 1993-03-30 | Hughes Aircraft Company | Narrow field or view scanner |
| US5274492A (en) * | 1992-07-02 | 1993-12-28 | Mahmoud Razzaghi | Light spot size and shape control for laser projector |
| US5239313A (en) * | 1992-07-24 | 1993-08-24 | Hewlett-Packard Company | Continuously variable resolution laser printer |
| US5557438A (en) * | 1993-11-23 | 1996-09-17 | Schwartz; Nira | Scanning and tracking using rotating polygons |
-
1997
- 1997-02-26 US US08/806,303 patent/US5861977A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-02-24 DE DE19807761A patent/DE19807761A1/de not_active Withdrawn
- 1998-02-26 JP JP10045198A patent/JPH10239615A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5861977A (en) | 1999-01-19 |
| DE19807761A1 (de) | 1998-08-27 |
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