JPH1039244A - 受動的面追尾式システム及び走査システム - Google Patents
受動的面追尾式システム及び走査システムInfo
- Publication number
- JPH1039244A JPH1039244A JP9105492A JP10549297A JPH1039244A JP H1039244 A JPH1039244 A JP H1039244A JP 9105492 A JP9105492 A JP 9105492A JP 10549297 A JP10549297 A JP 10549297A JP H1039244 A JPH1039244 A JP H1039244A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- facet
- polygon
- toroidal mirror
- mirror
- convex
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
- G02B26/129—Systems in which the scanning light beam is repeatedly reflected from the polygonal mirror
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 受動的面追尾式光学走査システムのための単
一エレメント光学系を提供する。 【解決手段】 トロイダルミラー４０の単一受動光学要
素を使用して光ビーム３２を誘導し、回転ミラーポリゴ
ン３６のファセットを追尾する２バウンド受動的面追尾
式システムが提供される。トロイダルミラー４０の特性
は、回転ポリゴンミラー３６からの出力光ビームがファ
セットでサジタル平面に集束され、接平面にコリメート
され、及びポリゴンミラーの回転軸に垂直である。
一エレメント光学系を提供する。 【解決手段】 トロイダルミラー４０の単一受動光学要
素を使用して光ビーム３２を誘導し、回転ミラーポリゴ
ン３６のファセットを追尾する２バウンド受動的面追尾
式システムが提供される。トロイダルミラー４０の特性
は、回転ポリゴンミラー３６からの出力光ビームがファ
セットでサジタル平面に集束され、接平面にコリメート
され、及びポリゴンミラーの回転軸に垂直である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転ポリゴンミラ
ーを使用する受動的面追尾式（ファセットトラッキン
グ）光学走査システムに関し、更に詳細には、２バウン
ド（double bounce）受動的面追尾式光学走査システム
に関する。
ーを使用する受動的面追尾式（ファセットトラッキン
グ）光学走査システムに関し、更に詳細には、２バウン
ド（double bounce）受動的面追尾式光学走査システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は走査のために回転ポリゴンミラー
を使用する従来のラスタ出力走査システムを表す。レー
ザー等の光源１０は、コヒーレントな光ビーム１２を放
射する。該光ビーム１２はプレ−ポリゴン光学系１４を
通過して平らな反射ファセット１８を有する回転ポリゴ
ンミラー１６で反射される。該ミラー１６が回転する
と、該ビーム１２は走査線に沿って受光体（例えば感光
体）２２上に走査される。該走査線に沿った方向は接平
面であり、該受光体２２上の走査線の垂直方向はサジタ
ル平面である。
を使用する従来のラスタ出力走査システムを表す。レー
ザー等の光源１０は、コヒーレントな光ビーム１２を放
射する。該光ビーム１２はプレ−ポリゴン光学系１４を
通過して平らな反射ファセット１８を有する回転ポリゴ
ンミラー１６で反射される。該ミラー１６が回転する
と、該ビーム１２は走査線に沿って受光体（例えば感光
体）２２上に走査される。該走査線に沿った方向は接平
面であり、該受光体２２上の走査線の垂直方向はサジタ
ル平面である。
【０００３】光学スキャナの性能は、ミラーが回転する
速度の物理的制限、回転ポリゴンのファセットから反射
されたレーザービームの偏向角度、ファセットの数、フ
ァセットのサイズ、及び回転ミラーに入射された場所で
走査されたビームの幅によって決定される。
速度の物理的制限、回転ポリゴンのファセットから反射
されたレーザービームの偏向角度、ファセットの数、フ
ァセットのサイズ、及び回転ミラーに入射された場所で
走査されたビームの幅によって決定される。
【０００４】ビーム幅が回転ミラー上のファセットの最
小ファセットサイズを決定するため、該ビーム幅は走査
速度に影響を与える。ファセットが大きいということは
回転ポリゴンが大きいということであり、従って高電力
モーター及び／又は低走査速度を有するより大きくてよ
りコスト高なモーターポリゴンアセンブリであることを
意味する。所与のビーム幅のための走査速度は、面追尾
式装置を使用することによって増大することができる。
なぜならこれらの装置によってより小さなファセットを
使用することが可能となり、従ってより速く回転するこ
とができるより小さな回転ミラーが使用できるようにな
るからである。
小ファセットサイズを決定するため、該ビーム幅は走査
速度に影響を与える。ファセットが大きいということは
回転ポリゴンが大きいということであり、従って高電力
モーター及び／又は低走査速度を有するより大きくてよ
りコスト高なモーターポリゴンアセンブリであることを
意味する。所与のビーム幅のための走査速度は、面追尾
式装置を使用することによって増大することができる。
なぜならこれらの装置によってより小さなファセットを
使用することが可能となり、従ってより速く回転するこ
とができるより小さな回転ミラーが使用できるようにな
るからである。
【０００５】面追尾式装置は、ロッブ（Lobb）による米
国特許番号第３，９７３，８２６号等に記された従来技
術で公知である。ロッブはプレスキャナを使用した受動
的面追尾式システムについて述べており、該システムは
スキャナと共に回転するときに走査ビームの可変な偏向
を行うため、走査周期中該ビームはスキャナと同じ速度
で同じ方向に移動する。該プレスキャナは、該ビームを
スキャナと同じ速度で同じ方向に僅かに偏向させること
によって、ビームの位置を走査ファセットの中央に維持
する。特に、プレスキャナに集束されたビームは該プレ
スキャナから凹面状のミラーに反射され、これによって
該ビームは収束されるが、該スキャナのファセット上に
は集束されない。該プレスキャナは円筒状の又は湾曲し
たファセットを使用して組み立てられ、該スキャナは平
らなファセットを使用して組み立てられる。
国特許番号第３，９７３，８２６号等に記された従来技
術で公知である。ロッブはプレスキャナを使用した受動
的面追尾式システムについて述べており、該システムは
スキャナと共に回転するときに走査ビームの可変な偏向
を行うため、走査周期中該ビームはスキャナと同じ速度
で同じ方向に移動する。該プレスキャナは、該ビームを
スキャナと同じ速度で同じ方向に僅かに偏向させること
によって、ビームの位置を走査ファセットの中央に維持
する。特に、プレスキャナに集束されたビームは該プレ
スキャナから凹面状のミラーに反射され、これによって
該ビームは収束されるが、該スキャナのファセット上に
は集束されない。該プレスキャナは円筒状の又は湾曲し
たファセットを使用して組み立てられ、該スキャナは平
らなファセットを使用して組み立てられる。
【０００６】ロッブの特許では、該ビームはスキャナフ
ァセットで接平面にコリメートされないので、該ファセ
ット間の半径のどのようなばらつきも、走査線上に走査
誤差となってあらわれる。光学スキャナを使用したレー
ザープリントの実施では、これらの走査誤差はプリント
されたページ上にピクセル配置誤差として可視化されて
現れる。該走査ビームがスキャナファセットで走査平面
にコリメートされれば、ポリゴン製作トレランス（公
差）が緩和され、その結果コストが抑えられる。
ァセットで接平面にコリメートされないので、該ファセ
ット間の半径のどのようなばらつきも、走査線上に走査
誤差となってあらわれる。光学スキャナを使用したレー
ザープリントの実施では、これらの走査誤差はプリント
されたページ上にピクセル配置誤差として可視化されて
現れる。該走査ビームがスキャナファセットで走査平面
にコリメートされれば、ポリゴン製作トレランス（公
差）が緩和され、その結果コストが抑えられる。
【０００７】ロッブの特許では、該ビームはサジタル平
面のスキャナファセット上には集束されない。その結
果、該スキャナファセットにおけるピラミッド誤差及び
ベアリングのぶれによって走査線間の間隔がばらつく。
レーザープリントの実施では、これらの誤差はプリント
されたライン間の間隔の違いとなってプリントされたペ
ージ上に現れる。どんなに小さな違いがあらわれても、
許容不可能な出力品質を生じる。該ビームがサジタル平
面のスキャナファセット上に集束されるとき、該ピラミ
ッド誤差及びベアリングのぶれの影響はビームをファセ
ット上に及びファセットからのビームを該走査線上に集
束させることによって光学的に除去される。また、これ
によってポリゴン製作公差が緩和され、その結果コスト
の削減が可能になり及びプリント品質に遜色が起こらな
い。
面のスキャナファセット上には集束されない。その結
果、該スキャナファセットにおけるピラミッド誤差及び
ベアリングのぶれによって走査線間の間隔がばらつく。
レーザープリントの実施では、これらの誤差はプリント
されたライン間の間隔の違いとなってプリントされたペ
ージ上に現れる。どんなに小さな違いがあらわれても、
許容不可能な出力品質を生じる。該ビームがサジタル平
面のスキャナファセット上に集束されるとき、該ピラミ
ッド誤差及びベアリングのぶれの影響はビームをファセ
ット上に及びファセットからのビームを該走査線上に集
束させることによって光学的に除去される。また、これ
によってポリゴン製作公差が緩和され、その結果コスト
の削減が可能になり及びプリント品質に遜色が起こらな
い。
【０００８】本発明の出願と同じ出願人によって出願さ
れた米国特許出願番号第０８／３５９，１２１号（当該
特許の開示内容は本明細書中に援用されて、本発明の一
部とする）は、球面レンズ及び再帰反射器のアナモルフ
ィック光学系を使用して、放射状の及びピラミッド状の
ばらつきのある走査ファセットによって生じた誤差が実
質的に軽減され又は簡単に修正されて改良された走査を
提供するように、ビームを走査ファセットで平面にコリ
メート及び集束する。本発明の出願と同じ出願人によっ
て出願された米国特許番号第５，４７５，５２４号（当
該特許の開示内容は本明細書中に援用されて、本発明の
一部とする）は、アナモルフィック３枚レンズ及び湾曲
した円筒状ミラーを使用してビームを走査ファセットで
平面にコリメート及び集束する。
れた米国特許出願番号第０８／３５９，１２１号（当該
特許の開示内容は本明細書中に援用されて、本発明の一
部とする）は、球面レンズ及び再帰反射器のアナモルフ
ィック光学系を使用して、放射状の及びピラミッド状の
ばらつきのある走査ファセットによって生じた誤差が実
質的に軽減され又は簡単に修正されて改良された走査を
提供するように、ビームを走査ファセットで平面にコリ
メート及び集束する。本発明の出願と同じ出願人によっ
て出願された米国特許番号第５，４７５，５２４号（当
該特許の開示内容は本明細書中に援用されて、本発明の
一部とする）は、アナモルフィック３枚レンズ及び湾曲
した円筒状ミラーを使用してビームを走査ファセットで
平面にコリメート及び集束する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】受動的面追尾式光学走
査システムのための単一エレメント光学系を提供するこ
とが、本発明の目的である。
査システムのための単一エレメント光学系を提供するこ
とが、本発明の目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、トロイ
ダルミラーの単一受動光学要素を使用して光ビームを誘
導し、回転ミラーポリゴンのファセットを追尾する２バ
ウンド受動的面追尾式システムが提供される。トロイダ
ルミラーの特性は、回転ポリゴンミラーからの出力光ビ
ームがファセットでサジタル平面に集束され、接平面に
コリメートされ、及びポリゴンミラーの回転軸に垂直で
ある。
ダルミラーの単一受動光学要素を使用して光ビームを誘
導し、回転ミラーポリゴンのファセットを追尾する２バ
ウンド受動的面追尾式システムが提供される。トロイダ
ルミラーの特性は、回転ポリゴンミラーからの出力光ビ
ームがファセットでサジタル平面に集束され、接平面に
コリメートされ、及びポリゴンミラーの回転軸に垂直で
ある。
【００１１】本発明の第一の態様は、受動的面追尾式シ
ステムであって、１つの回転軸及び２つのファセットを
有するデュアルミラー回転ポリゴンを含み、１方のファ
セットはもう一方のファセットの上に回転軸に沿った方
向で配置され、前記ファセットのうち一つは平らなファ
セットであって前記ファセットのうちもう一方は凸状の
ファセットであり、トロイダルミラーを含み、前記ポリ
ゴン及び前記トロイダルミラーは、前記凸状ファセット
がビームを第一パスに沿って前記トロイダルミラーに反
射するように構成されて互いに相対配置されており、前
記トロイダルミラーは前記ポリゴンの凸状ファセットか
ら反射された該ビームを受け取り、該ビームを第二パス
を介して前記ポリゴンの平らなファセットへ反射させ、
及び前記ポリゴンの平らなファセットは前記トロイダル
ミラーから受け取った該ビームを走査後方向に反射し、
及び、前記トロイダルミラーは、前記ポリゴンの凸状フ
ァセットに集束されたビームを、前記ポリゴンの凸状フ
ァセットからの第一パスに沿った反射及び前記トロイダ
ルミラーからの第二パスに沿った反射の後、接平面でコ
リメートし、これによってビームが前記ポリゴンの平ら
なファセットに到達したときに該ビームが該接平面でコ
リメートされるように構成され、更に前記トロイダルミ
ラーは、前記ポリゴンの凸状ファセット上に集束された
該ビームを、前記ポリゴン凸状ファセットからの第一パ
スに沿った反射及び前記トロイダルミラーからの第二パ
スに沿った反射の後、サジタル平面で集束させ、これに
よりビームが前記ポリゴンの平らなファセットに到達し
たときに該ビームがサジタル平面で集束されるように構
成される。
ステムであって、１つの回転軸及び２つのファセットを
有するデュアルミラー回転ポリゴンを含み、１方のファ
セットはもう一方のファセットの上に回転軸に沿った方
向で配置され、前記ファセットのうち一つは平らなファ
セットであって前記ファセットのうちもう一方は凸状の
ファセットであり、トロイダルミラーを含み、前記ポリ
ゴン及び前記トロイダルミラーは、前記凸状ファセット
がビームを第一パスに沿って前記トロイダルミラーに反
射するように構成されて互いに相対配置されており、前
記トロイダルミラーは前記ポリゴンの凸状ファセットか
ら反射された該ビームを受け取り、該ビームを第二パス
を介して前記ポリゴンの平らなファセットへ反射させ、
及び前記ポリゴンの平らなファセットは前記トロイダル
ミラーから受け取った該ビームを走査後方向に反射し、
及び、前記トロイダルミラーは、前記ポリゴンの凸状フ
ァセットに集束されたビームを、前記ポリゴンの凸状フ
ァセットからの第一パスに沿った反射及び前記トロイダ
ルミラーからの第二パスに沿った反射の後、接平面でコ
リメートし、これによってビームが前記ポリゴンの平ら
なファセットに到達したときに該ビームが該接平面でコ
リメートされるように構成され、更に前記トロイダルミ
ラーは、前記ポリゴンの凸状ファセット上に集束された
該ビームを、前記ポリゴン凸状ファセットからの第一パ
スに沿った反射及び前記トロイダルミラーからの第二パ
スに沿った反射の後、サジタル平面で集束させ、これに
よりビームが前記ポリゴンの平らなファセットに到達し
たときに該ビームがサジタル平面で集束されるように構
成される。
【００１２】本発明の第二の態様は、走査システムであ
って、光ビームを提供する光源を含み、該光ビームを集
束する集束手段を含み、走査後レンズ手段を含み、第一
の態様の受動的面追尾式システムを含み、前記光源、集
束手段、及び受動的面追尾式手段は該光源からの光ビー
ムがポリゴンの凸状ファセット上に集束されるように構
成されて配置され、前記受動的面追尾式手段、走査後レ
ンズ手段、及び走査媒体は、走査後方向に反射された該
ビームが前記走査後レンズ手段を通過して前記走査媒体
に受け取られるように構成されて配置される。
って、光ビームを提供する光源を含み、該光ビームを集
束する集束手段を含み、走査後レンズ手段を含み、第一
の態様の受動的面追尾式システムを含み、前記光源、集
束手段、及び受動的面追尾式手段は該光源からの光ビー
ムがポリゴンの凸状ファセット上に集束されるように構
成されて配置され、前記受動的面追尾式手段、走査後レ
ンズ手段、及び走査媒体は、走査後方向に反射された該
ビームが前記走査後レンズ手段を通過して前記走査媒体
に受け取られるように構成されて配置される。
【００１３】
【発明の実施の形態】他の目的及び達成は、本発明の全
般的な理解と共に、添付の図面を考慮して下記の記載及
び請求の範囲を参照して明らかになり、理解されるであ
ろう。
般的な理解と共に、添付の図面を考慮して下記の記載及
び請求の範囲を参照して明らかになり、理解されるであ
ろう。
【００１４】図２を参照すると、受動的面追尾式システ
ムの接平面の部分的レイアウトが図示されている。ビー
ム３２はデュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ３
６に向けられ、集束される。デュアルミラーモーターポ
リゴンアセンブリ３６は図４に斜視図で表されている。
デュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ３６は該ビ
ーム３２をトロイダルミラー４０の単一要素受動的面追
尾式光学系（図２参照）に反射させ、該光学系は接平面
で凹面及びサジタル平面で凹面である。
ムの接平面の部分的レイアウトが図示されている。ビー
ム３２はデュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ３
６に向けられ、集束される。デュアルミラーモーターポ
リゴンアセンブリ３６は図４に斜視図で表されている。
デュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ３６は該ビ
ーム３２をトロイダルミラー４０の単一要素受動的面追
尾式光学系（図２参照）に反射させ、該光学系は接平面
で凹面及びサジタル平面で凹面である。
【００１５】図３に図示されたように、トロイダルミラ
ー４０はビーム３２を反射してデュアルミラーモーター
ポリゴンアセンブリ３６に戻す。デュアルミラーモータ
ーポリゴンアセンブリ３６は次に該ビーム３２をデュア
ルミラーモーターポリゴンアセンブリの回転軸と垂直な
角度で反射させて走査後光学系及び受光体（図示されて
いない）へ向ける。
ー４０はビーム３２を反射してデュアルミラーモーター
ポリゴンアセンブリ３６に戻す。デュアルミラーモータ
ーポリゴンアセンブリ３６は次に該ビーム３２をデュア
ルミラーモーターポリゴンアセンブリの回転軸と垂直な
角度で反射させて走査後光学系及び受光体（図示されて
いない）へ向ける。
【００１６】図４に斜視図で示されたデュアルミラーモ
ーターポリゴンアセンブリ３６は、平らなファセット５
０及び凸面状のファセット５２を含み、モーター５４に
よって軸Ｒに沿って回転する。軸Ｒは該ポリゴン３６の
中心であり、各平らなファセット５０の中心から距離ｄ
のところに位置する。凸面状のファセット５２は湾曲し
たファセットであり、ポリゴン３６の距離ｄより僅かに
大きな半径ｒを有する各凸面状のファセット５２が図５
に図示されている。
ーターポリゴンアセンブリ３６は、平らなファセット５
０及び凸面状のファセット５２を含み、モーター５４に
よって軸Ｒに沿って回転する。軸Ｒは該ポリゴン３６の
中心であり、各平らなファセット５０の中心から距離ｄ
のところに位置する。凸面状のファセット５２は湾曲し
たファセットであり、ポリゴン３６の距離ｄより僅かに
大きな半径ｒを有する各凸面状のファセット５２が図５
に図示されている。
【００１７】単一トロイダルミラー受動的面追尾式光学
系４０は、サジタル平面及び接平面では異なる機能を発
揮するように設計される。これらの異なる機能は図２、
図３、図６、及び図７に図示される。
系４０は、サジタル平面及び接平面では異なる機能を発
揮するように設計される。これらの異なる機能は図２、
図３、図６、及び図７に図示される。
【００１８】単一トロイダルミラー４０は図６及び図７
に図示されたような２バウンド受動的面追尾式のための
全ての光学系機能を果たす。該トロイダルミラー４０は
接平面において焦点距離Ｆt 及びサジタル平面において
焦点距離Ｆs を有する。接平面の焦点距離Ｆt はサジタ
ル平面の焦点距離Ｆs の２倍である。該トロイダルミラ
ーは光学的に凸状ファセット５２と平らなファセット５
０との間の中間にある。しかし、実際の光学デザインは
折り返されるので、該トロイダルミラーは隣接するファ
セット５０及び５２から接平面の焦点距離と同じ距離で
ある。
に図示されたような２バウンド受動的面追尾式のための
全ての光学系機能を果たす。該トロイダルミラー４０は
接平面において焦点距離Ｆt 及びサジタル平面において
焦点距離Ｆs を有する。接平面の焦点距離Ｆt はサジタ
ル平面の焦点距離Ｆs の２倍である。該トロイダルミラ
ーは光学的に凸状ファセット５２と平らなファセット５
０との間の中間にある。しかし、実際の光学デザインは
折り返されるので、該トロイダルミラーは隣接するファ
セット５０及び５２から接平面の焦点距離と同じ距離で
ある。
【００１９】光ビーム３２は、デュアルミラーモーター
ポリゴンアセンブリ３６の第一凸状ファセット５２でサ
ジタル平面及び接平面の両方に集束されている。
ポリゴンアセンブリ３６の第一凸状ファセット５２でサ
ジタル平面及び接平面の両方に集束されている。
【００２０】図６に図示された接平面において、集束さ
れた光ビーム３２は凸状ファセット５２から反射され、
トロイダルミラー４０の面追尾式光学系に向かって距離
Ｆt発散する。発散された該光ビーム３２は該トロイダ
ルミラー４０によって反射され、コリメートされる。こ
のコリメートされた光ビームは平らなファセット５０に
反射される。このコリメートされたビームは該平らなフ
ァセット５０が回転して一本の走査線を提供する時にこ
のファセットを追尾する。
れた光ビーム３２は凸状ファセット５２から反射され、
トロイダルミラー４０の面追尾式光学系に向かって距離
Ｆt発散する。発散された該光ビーム３２は該トロイダ
ルミラー４０によって反射され、コリメートされる。こ
のコリメートされた光ビームは平らなファセット５０に
反射される。このコリメートされたビームは該平らなフ
ァセット５０が回転して一本の走査線を提供する時にこ
のファセットを追尾する。
【００２１】サジタル平面では、該集束された光ビーム
３２は凸状のファセット５２から反射され、トロイダル
ミラー４０の面追尾式光学系に向かって距離Ｆt （２Ｆ
S と同じ）発散する。この発散された光ビーム３２はト
ロイダルミラー４０によって反射されて集束される。こ
の光ビームは平らなファセット５０に反射され、集束さ
れる。この集束されたビームは該平らなファセット５０
を追尾する。ミラー４０は該サジタル平面に僅かに傾
き、該レーザービーム３２がモーターポリゴンアセンブ
リ３６に戻るときにこれを該ファセット５０に偏向させ
る。該光ビーム３２は次に、平らなファセット５０によ
って、デュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ３６
の回転軸Ｒに垂直な角度で、走査後光学系及び受光体
（図示されていない）の方向へ反射される。
３２は凸状のファセット５２から反射され、トロイダル
ミラー４０の面追尾式光学系に向かって距離Ｆt （２Ｆ
S と同じ）発散する。この発散された光ビーム３２はト
ロイダルミラー４０によって反射されて集束される。こ
の光ビームは平らなファセット５０に反射され、集束さ
れる。この集束されたビームは該平らなファセット５０
を追尾する。ミラー４０は該サジタル平面に僅かに傾
き、該レーザービーム３２がモーターポリゴンアセンブ
リ３６に戻るときにこれを該ファセット５０に偏向させ
る。該光ビーム３２は次に、平らなファセット５０によ
って、デュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ３６
の回転軸Ｒに垂直な角度で、走査後光学系及び受光体
（図示されていない）の方向へ反射される。
【００２２】図８は光源３１及びビーム３２をデュアル
ミラーモーターポリゴンアセンブリ３６に方向付ける折
り返しミラー３３を含むレーザー走査システムにおいて
使用される受動的面追尾式システムを図示している。ビ
ーム３２が走査後光学系３５に反射されるのはデュアル
ミラーモーターポリゴンアセンブリ３６の平らなファセ
ットからである。サジタル平面で平らなファセット５０
にビーム３２を集束させることで、ピラミッド型のポリ
ゴン及びベアリングのぶれの製作公差の緩和を可能にす
る走査後光学系における標準ぶれ補正光学系を含むこと
が可能である。一方のポリゴンミラーのファセットをデ
ュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ３６中の他方
のポリゴンミラーのファセットにサジタルにイメージン
グすることによって、第一ポリゴンのぶれもまた標準ぶ
れ補正光学系によって修正される。更に、該ビーム３２
はサジタル平面で平らなファセット５０に垂直な角度で
デュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ３６に戻
る。ビーム３２はデュアルミラーモーターポリゴンアセ
ンブリ３６によって走査されるのでこの垂直面に残り、
走査線が曲がるのを本質的に防ぐ。
ミラーモーターポリゴンアセンブリ３６に方向付ける折
り返しミラー３３を含むレーザー走査システムにおいて
使用される受動的面追尾式システムを図示している。ビ
ーム３２が走査後光学系３５に反射されるのはデュアル
ミラーモーターポリゴンアセンブリ３６の平らなファセ
ットからである。サジタル平面で平らなファセット５０
にビーム３２を集束させることで、ピラミッド型のポリ
ゴン及びベアリングのぶれの製作公差の緩和を可能にす
る走査後光学系における標準ぶれ補正光学系を含むこと
が可能である。一方のポリゴンミラーのファセットをデ
ュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ３６中の他方
のポリゴンミラーのファセットにサジタルにイメージン
グすることによって、第一ポリゴンのぶれもまた標準ぶ
れ補正光学系によって修正される。更に、該ビーム３２
はサジタル平面で平らなファセット５０に垂直な角度で
デュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ３６に戻
る。ビーム３２はデュアルミラーモーターポリゴンアセ
ンブリ３６によって走査されるのでこの垂直面に残り、
走査線が曲がるのを本質的に防ぐ。
【００２３】接平面では、レーザービーム３２は平らな
ファセット５０にコリメートされる。この接平面でのレ
ーザービームのコリメートによって、個々のファセット
間のポリゴンの半径のばらつきを緩和することができ
る。
ファセット５０にコリメートされる。この接平面でのレ
ーザービームのコリメートによって、個々のファセット
間のポリゴンの半径のばらつきを緩和することができ
る。
【００２４】面追尾式光学系は、接平面の曲率とサジタ
ル平面の曲率が異なるトロイダルミラー４０である。該
トロイダルミラー４０はファセット５０と５２との間の
光学的に中間に位置し、完全に対称設計になっている。
凸状ファセット５２の接平面に集束されたビームは、平
らなファセット５０にコリメートされたビームとなって
トロイダルミラー４０から逆戻りする。凸状ファセット
５２のサジタル平面に集束されたビームは、該平らなフ
ァセット５０にコリメートされたビームとなってトロイ
ダルミラー４０から逆戻りする。
ル平面の曲率が異なるトロイダルミラー４０である。該
トロイダルミラー４０はファセット５０と５２との間の
光学的に中間に位置し、完全に対称設計になっている。
凸状ファセット５２の接平面に集束されたビームは、平
らなファセット５０にコリメートされたビームとなって
トロイダルミラー４０から逆戻りする。凸状ファセット
５２のサジタル平面に集束されたビームは、該平らなフ
ァセット５０にコリメートされたビームとなってトロイ
ダルミラー４０から逆戻りする。
【００２５】本発明における２バウンド受動的面追尾式
光学走査システムのための光学系は、単一要素、即ちト
ロイダルミラーである。従来技術において、球面レンズ
又は３枚レンズが、受動的面追尾式光学系のための円筒
形ミラーと組み合わされていた。該トロイダルミラーは
トータル反射光学システムを提供する。該トロイダルミ
ラーは、該ビームをレンズに通過させることによってビ
ームに対するレンズの光路差及びパワーのロスを避け
る。更に、トロイダルミラーを使用するとによって、レ
ンズをビームの光学パスに正確に配置することにおける
問題を回避する。
光学走査システムのための光学系は、単一要素、即ちト
ロイダルミラーである。従来技術において、球面レンズ
又は３枚レンズが、受動的面追尾式光学系のための円筒
形ミラーと組み合わされていた。該トロイダルミラーは
トータル反射光学システムを提供する。該トロイダルミ
ラーは、該ビームをレンズに通過させることによってビ
ームに対するレンズの光路差及びパワーのロスを避け
る。更に、トロイダルミラーを使用するとによって、レ
ンズをビームの光学パスに正確に配置することにおける
問題を回避する。
【００２６】本発明のトロイダルミラーは光学要素であ
る。しかし、該トロイダルミラーは偏向バイナリ回折光
学要素（米国特許番号第４，８４６，５５２号に教示さ
れ、当該特許の開示内容は本明細書中に援用されて、本
発明の一部とする）または他の（非バイナリ）偏向回折
光学要素でもよい。
る。しかし、該トロイダルミラーは偏向バイナリ回折光
学要素（米国特許番号第４，８４６，５５２号に教示さ
れ、当該特許の開示内容は本明細書中に援用されて、本
発明の一部とする）または他の（非バイナリ）偏向回折
光学要素でもよい。
【００２７】本発明の受動的面追尾式光学システムは単
一ビームシステムに言及して記載されたが、マルチビー
ムシステムで使用することも可能である。
一ビームシステムに言及して記載されたが、マルチビー
ムシステムで使用することも可能である。
【００２８】本発明は好適な実施の形態及び使用方法に
関して記載されたが、本発明をその実施の形態に限定す
ることを意図するものではないことを理解されたい。反
対に、請求の範囲によって定義された本発明の精神及び
範囲に含まれる全ての代替物、修正物、及び同等物をカ
バーすることが意図される。
関して記載されたが、本発明をその実施の形態に限定す
ることを意図するものではないことを理解されたい。反
対に、請求の範囲によって定義された本発明の精神及び
範囲に含まれる全ての代替物、修正物、及び同等物をカ
バーすることが意図される。
【００２９】
【発明の効果】本発明のトロイダルミラーはトータル反
射光学システムを提供する。該トロイダルミラーは、ビ
ームをレンズに通過させることによってビームに対する
レンズの光路差及びパワーのロスを避ける。更に、トロ
イダルミラーを使用するとによって、レンズをビームの
光学パスに正確に配置することにおける問題を回避す
る。
射光学システムを提供する。該トロイダルミラーは、ビ
ームをレンズに通過させることによってビームに対する
レンズの光路差及びパワーのロスを避ける。更に、トロ
イダルミラーを使用するとによって、レンズをビームの
光学パスに正確に配置することにおける問題を回避す
る。
【図１】 走査のために回転ポリゴンミラーを使用す
る従来技術の光学走査システムの側断面の概略図であ
る。
る従来技術の光学走査システムの側断面の概略図であ
る。
【図２】 本発明に従って形成された受動的面追尾式
システムのための単一要素光学系の接平面における側断
面の概略図である。
システムのための単一要素光学系の接平面における側断
面の概略図である。
【図３】 図２に図示された受動的面追尾式システム
のための単一要素光学系の続きである。
のための単一要素光学系の続きである。
【図４】 デュアルミラーモーターポリゴンアセンブ
リの略斜視図である。
リの略斜視図である。
【図５】 図４のデュアルミラーモーターポリゴンア
センブリの側断面の略図である。
センブリの側断面の略図である。
【図６】 図２の受動的面追尾式システムのための単
一要素光学系の接平面における断面の略図である。
一要素光学系の接平面における断面の略図である。
【図７】 図２の受動的面追尾式システムのための単
一要素光学系のサジタル平面における側断面の略図であ
る。
一要素光学系のサジタル平面における側断面の略図であ
る。
【図８】 レーザー走査システムで使用される図２の
受動的面追尾式システムのための単一要素光学系の側断
面の略図である。
受動的面追尾式システムのための単一要素光学系の側断
面の略図である。
３１ 光源 ３５ 走査後光学系 ３６ デュアルミラーモーターポリゴンアセンブリ ４０ トロイダルミラー受動的面追尾式システム
Claims (8)
- 【請求項１】 受動的面追尾式システムであって、 （Ａ）１つの回転軸及び２つのファセットを有するデュ
アルミラー回転ポリゴンを含み、１方のファセットはも
う一方のファセットの上に回転軸に沿った方向で配置さ
れ、前記ファセットのうち一つは平らなファセットであ
って前記ファセットのうちもう一方は凸状のファセット
であり、 （Ｂ）トロイダルミラーを含み、 （Ｃ）前記ポリゴン及び前記トロイダルミラーは、前記
凸状ファセットがビームを第一パスに沿って前記トロイ
ダルミラーに反射するように構成されて互いに相対配置
されており、前記トロイダルミラーは前記ポリゴンの凸
状ファセットから反射された該ビームを受け取り、該ビ
ームを第二パスを介して前記ポリゴンの平らなファセッ
トへ反射させ、及び前記ポリゴンの平らなファセットは
前記トロイダルミラーから受け取った該ビームを走査後
方向に反射し、及び、 （Ｄ）前記トロイダルミラーは、前記ポリゴンの凸状フ
ァセットに集束されたビームを、前記ポリゴンの凸状フ
ァセットからの第一パスに沿った反射及び前記トロイダ
ルミラーからの第二パスに沿った反射の後、接平面でコ
リメートし、これによってビームが前記ポリゴンの平ら
なファセットに到達したときに該ビームが該接平面でコ
リメートされるように構成され、更に前記トロイダルミ
ラーは、前記ポリゴンの凸状ファセット上に集束された
該ビームを、前記ポリゴン凸状ファセットからの第一パ
スに沿った反射及び前記トロイダルミラーからの第二パ
スに沿った反射の後、サジタル平面で集束させ、これに
よりビームが前記ポリゴンの平らなファセットに到達し
たときに該ビームがサジタル平面で集束されるように構
成される、 受動的面追尾式システム。 - 【請求項２】 前記トロイダルミラーが反射回折光学要
素である、請求項１に記載の受動的面追尾式システム。 - 【請求項３】 前記トロイダルミラーの接平面における
焦点距離が前記トロイダルミラーのサジタル平面におけ
る焦点距離の２倍である、請求項１に記載の受動的面追
尾式システム。 - 【請求項４】 前記トロイダルミラーが前記トロイダル
ミラーの接平面において、前記凸状ファセット及び前記
平らなファセットからの焦点距離が同じ距離である、請
求項３に記載の受動的面追尾式システム。 - 【請求項５】 走査システムであって、 （Ａ）光ビームを提供する光源を含み、 （Ｂ）該光ビームを集束する集束手段を含み、 （Ｃ）走査後レンズ手段を含み、 （Ｄ）受動的面追尾式手段を含み、該受動的面追尾式手
段は、（ｉ）回転軸及び２つのファセットを有するデュ
アルミラー回転ポリゴンを含み、１方のファセットはも
う一方のファセットの上に回転軸に沿った方向で配置さ
れ、前記ファセットのうち一つは平らなファセットであ
って前記ファセットのうちもう一方は凸状のファセット
であり、（ii）トロイダルミラーを含み、（iii ）前記
ポリゴン及び前記トロイダルミラーは、前記凸状ファセ
ットがビームを第一パスに沿って前記トロイダルミラー
に反射するように構成されて互いに相対配置されてお
り、前記トロイダルミラーは前記ポリゴン凸状ファセッ
トから反射された該ビームを受け取り、第二パスを介し
て前記ポリゴンの平らなファセットへ該ビームを反射
し、及び前記ポリゴンの平らなファセットは前記トロイ
ダルミラーから受け取った該ビームを走査後方向に反射
し、及び、（iv）前記トロイダルミラーは、前記ポリゴ
ンの凸状ファセットに集束されたビームを、前記ポリゴ
ンの凸状ファセットからの第一パスに沿った反射及び前
記トロイダルミラーからの第二パスに沿った反射の後、
接平面でコリメートし、これによってビームが前記ポリ
ゴンの平らなファセットに到達したときに該ビームが該
接平面でコリメートされるように構成され、更に前記ト
ロイダルミラーは、前記ポリゴンの凸状ファセット上に
集束された該ビームを、前記ポリゴン凸状ファセットか
らの第一パスに沿った反射及び前記トロイダルミラーか
らの第二パスに沿った反射の後、サジタル平面で集束さ
せ、これによりビームが前記ポリゴンの平らなファセッ
トに到達したときに該ビームがサジタル平面で集束され
るように構成され、 （Ｆ）前記光源、集束手段、及び受動的面追尾式手段は
該光源からの光ビームがポリゴンの凸状ファセット上に
集束されるように構成されて配置され、 （Ｇ）前記受動的面追尾式手段、走査後レンズ手段、及
び走査媒体は、走査後方向に反射された該ビームが前記
走査後レンズ手段を通過して前記走査媒体に受け取られ
るように構成されて配置された、 走査システム。 - 【請求項６】 前記トロイダルミラーが反射回折光学要
素である、請求項５に記載の走査システム。 - 【請求項７】 前記トロイダルミラーの接平面に於ける
焦点距離が前記トロイダルミラーのサジタル平面に於け
る焦点距離の２倍である、請求項５に記載の走査システ
ム。 - 【請求項８】 前記トロイダルミラーが前記トロイダル
ミラーの接平面において前記凸状ファセット及び前記平
らなファセットからの焦点距離が同じ距離である、請求
項７に記載の走査システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/641,605 US5650871A (en) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | Single element optics for passive facet tracking |
| US641605 | 1996-05-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1039244A true JPH1039244A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=24573078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9105492A Withdrawn JPH1039244A (ja) | 1996-05-01 | 1997-04-23 | 受動的面追尾式システム及び走査システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5650871A (ja) |
| EP (1) | EP0806692A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1039244A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6400442B1 (en) * | 1996-08-28 | 2002-06-04 | Polaroid Corporation | Optical system for use in a photographic printer |
| US7641595B2 (en) * | 2002-09-24 | 2010-01-05 | Sharps Chester H | Golf exercise device |
| US7102805B2 (en) * | 2003-08-08 | 2006-09-05 | Seiko Epson Corporation | Scanner having scan angle multiplier |
| US7948606B2 (en) * | 2006-04-13 | 2011-05-24 | Asml Netherlands B.V. | Moving beam with respect to diffractive optics in order to reduce interference patterns |
| US10921498B2 (en) * | 2018-10-26 | 2021-02-16 | Helmuth G. Bachmann | Rotating arched heliograph for continuous visual signaling, drone tracking and bird deterrent |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3973826A (en) * | 1972-01-25 | 1976-08-10 | Redifon Limited | Scanning devices |
| DE3022365A1 (de) * | 1979-11-01 | 1981-05-14 | Barr & Stroud Ltd., Glasgow, Scotland | Optische abtastvorrichtung |
| US4846552A (en) * | 1986-04-16 | 1989-07-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method of fabricating high efficiency binary planar optical elements |
| JPH04194814A (ja) * | 1990-11-22 | 1992-07-14 | Minolta Camera Co Ltd | 光ビーム走査光学系 |
| US5142403A (en) * | 1991-04-01 | 1992-08-25 | Xerox Corporation | ROS scanner incorporating cylindrical mirror in pre-polygon optics |
| GB9201268D0 (en) * | 1992-01-21 | 1992-03-11 | Sira Ltd | Optical apparatus |
| US5343326A (en) * | 1993-08-02 | 1994-08-30 | Xerox Corporation | Compact ros imaging system |
| US5491578A (en) * | 1994-12-19 | 1996-02-13 | Xerox Corporation | Optics for passive scan angle doubling |
| US5475524A (en) * | 1994-12-19 | 1995-12-12 | Xerox Corporation | Optics for passive facet tracking and passive scan angle doubling |
| US5546201A (en) * | 1994-12-20 | 1996-08-13 | Xerox Corporation | Double bounce passive facet tracking with a reflective diffraction grating on a flat facet |
-
1996
- 1996-05-01 US US08/641,605 patent/US5650871A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-23 JP JP9105492A patent/JPH1039244A/ja not_active Withdrawn
- 1997-05-01 EP EP97302985A patent/EP0806692A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0806692A2 (en) | 1997-11-12 |
| US5650871A (en) | 1997-07-22 |
| EP0806692A3 (en) | 2000-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4505134B2 (ja) | ラスタ出力走査（ｒｏｓ）式像形成システム | |
| JP3739841B2 (ja) | 走査角倍増システム及び走査システム | |
| US6445483B2 (en) | Optical scanning apparatus | |
| US5475524A (en) | Optics for passive facet tracking and passive scan angle doubling | |
| US4984858A (en) | Light beam scanning optical system | |
| CA1328756C (en) | Polycone scanning system with multiple beams | |
| KR100335624B1 (ko) | 레이저빔주사장치 | |
| JP2983535B1 (ja) | 光走査装置 | |
| EP0138400B1 (en) | Optical scanning apparatus including polygonal scanning mirror assembly | |
| JPH09304720A (ja) | 光学走査装置及び光学レンズ | |
| JPH1039244A (ja) | 受動的面追尾式システム及び走査システム | |
| JPH08248345A (ja) | 光走査装置 | |
| JPH10177147A (ja) | 光学装置及び光学装置の走査方法 | |
| JPH10206778A (ja) | 光学走査装置 | |
| US5559627A (en) | Optics for passive facet tracking | |
| JP2643224B2 (ja) | 光ビーム走査光学系 | |
| US5486945A (en) | Optics for passive facet tracking | |
| JP3726928B2 (ja) | 面倒れ補正光学系 | |
| JPH1020235A (ja) | 光走査装置 | |
| JP3680871B2 (ja) | 自己増幅偏向走査光学系 | |
| JP3482798B2 (ja) | 光学走査装置 | |
| KR100335625B1 (ko) | 레이저빔주사장치 | |
| JPH01200220A (ja) | 光ビーム走査光学系 | |
| JP2750597B2 (ja) | 高密度走査装置 | |
| JPH01300218A (ja) | 光ビーム走査光学系 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |