JPS60182411A - 光学走査装置 - Google Patents
光学走査装置Info
- Publication number
- JPS60182411A JPS60182411A JP59039122A JP3912284A JPS60182411A JP S60182411 A JPS60182411 A JP S60182411A JP 59039122 A JP59039122 A JP 59039122A JP 3912284 A JP3912284 A JP 3912284A JP S60182411 A JPS60182411 A JP S60182411A
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- JP
- Japan
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- scanning
- beams
- mirror
- polygon mirror
- rotating polygon
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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】
（ａｌ 発明の技術分野
本発明はレーザプリンタ、レーザ作図機等、回転多面鏡
でレーザビームを走査し、その先エネルギー量によって
感光面にパターンを記録する装置において、レーザビー
ムのエネルギー分布を副走査方向で変化させて回転多面
鏡の面倒れ補正を行う構造の光学走査装置に関する。
でレーザビームを走査し、その先エネルギー量によって
感光面にパターンを記録する装置において、レーザビー
ムのエネルギー分布を副走査方向で変化させて回転多面
鏡の面倒れ補正を行う構造の光学走査装置に関する。
（ｂ） 従来技術と問題点
従来の面倒れ補正を行う光学走査装置においては、副走
査方向に走査ビーム位置を変える手段として例えば音響
光学効果を用いて駆動周波数を変化させ走査位置を変え
る方法がある。しかしこの方法で各走査毎の駆動周波数
の切り換えを高速且つ安定に行うためには周波数の異な
る複数の発振器を用いる必要があった。また駆動周波数
が変わると光効率も変化するため、周波数の切り換えと
同時にゲイン調整も必要で駆動回路が複雑なものとなっ
ていた。
査方向に走査ビーム位置を変える手段として例えば音響
光学効果を用いて駆動周波数を変化させ走査位置を変え
る方法がある。しかしこの方法で各走査毎の駆動周波数
の切り換えを高速且つ安定に行うためには周波数の異な
る複数の発振器を用いる必要があった。また駆動周波数
が変わると光効率も変化するため、周波数の切り換えと
同時にゲイン調整も必要で駆動回路が複雑なものとなっ
ていた。
また面倒れ補正手段としてシリンドリカル・レンズを用
いる方法もあるが、そのレンズの製作精度が不充分で高
解像走査を得ることは非常に困難であった。
いる方法もあるが、そのレンズの製作精度が不充分で高
解像走査を得ることは非常に困難であった。
第１図は従来の回転多面鏡を用いた光学走査装置の構成
を説明するための図である。
を説明するための図である。
同図に示す如く該装置は、複数の鏡面６を有する回転多
面鏡５と、レーザ光源１から出射されたレーザビーム２
を図示されないＣＰＵの指令によって変調する光変調器
３と、変調されたビーム２を拡大して回動している前記
回転多面鏡５の鏡面６に入射させるビームエクスパンダ
４と、等角速度で回転している多面鏡５の鏡面６で反射
した前記ビーム２を微小スポットに集光して、感光面７
」二を等速度で走査させるｆθレンズ８とに依って構成
されている。そしてｃｐｕで制御されたビーム２が感光
面７を走査して該面７上に像を形成させる構造である。
面鏡５と、レーザ光源１から出射されたレーザビーム２
を図示されないＣＰＵの指令によって変調する光変調器
３と、変調されたビーム２を拡大して回動している前記
回転多面鏡５の鏡面６に入射させるビームエクスパンダ
４と、等角速度で回転している多面鏡５の鏡面６で反射
した前記ビーム２を微小スポットに集光して、感光面７
」二を等速度で走査させるｆθレンズ８とに依って構成
されている。そしてｃｐｕで制御されたビーム２が感光
面７を走査して該面７上に像を形成させる構造である。
しかしながら、この従来構造では鏡面６の回転軸０に対
する倒れ角Δθの製作精度誤差（数秒以下゛）がそのま
ま感光面７上の副走査方向の走査ピッチむらとなり、形
成画像の品質を低下させる一大障害要因となっていた。
する倒れ角Δθの製作精度誤差（数秒以下゛）がそのま
ま感光面７上の副走査方向の走査ピッチむらとなり、形
成画像の品質を低下させる一大障害要因となっていた。
第２図は回転多面鏡の面倒れによる影響を説明するため
の図であり、（ａｌは反射ビームのシフト状況、ｆｂｌ
は走査ビームのシフＩ−状況、（Ｃ）は走査ビームのシ
フトに依って形成される像の歪状況をそれぞれ示す。な
お同図において前第１図と同等の部分については同一の
符号を付している。
の図であり、（ａｌは反射ビームのシフト状況、ｆｂｌ
は走査ビームのシフＩ−状況、（Ｃ）は走査ビームのシ
フトに依って形成される像の歪状況をそれぞれ示す。な
お同図において前第１図と同等の部分については同一の
符号を付している。
第２図（ａｌに示す如く、回転軸心Ｏに対し７て６００
面倒れ角を有する回転多面鏡５の鏡面６に入射したレー
ザビーム２は該鏡面６で反射して、入射方向と２八〇だ
け副走査方向にずれた方向へ進行してしまうことになる
（鏡面の面倒れが無くΔθ−〇の場合は勿論２Δθ−０
）。
面倒れ角を有する回転多面鏡５の鏡面６に入射したレー
ザビーム２は該鏡面６で反射して、入射方向と２八〇だ
け副走査方向にずれた方向へ進行してしまうことになる
（鏡面の面倒れが無くΔθ−〇の場合は勿論２Δθ−０
）。
また第２図（ｂｌに示す如く鏡面６に面倒れΔθが有る
場合は、第２図（ａ）で説明したように感光面７上にお
けるビーム２の走査位置が正常位置から２ｆΔθ（ｆは
ｆθレンズ８の焦点距離）離れた位置へ移動してしまう
為に副走査方向（Ｙ方向）における走査ピンチも、正常
ピッチＰから２ｆΔθだけ移動することを示している。
場合は、第２図（ａ）で説明したように感光面７上にお
けるビーム２の走査位置が正常位置から２ｆΔθ（ｆは
ｆθレンズ８の焦点距離）離れた位置へ移動してしまう
為に副走査方向（Ｙ方向）における走査ピンチも、正常
ピッチＰから２ｆΔθだけ移動することを示している。
次の第２図ｆｃｌはビーム２が正常位置を走査した場合
と、異常位置を走査した場合のドツト９による文字形成
結果の相違を示す図であって、左図は正常位置走査時を
、右図は異常位置走査時をそれぞれ示している（文字は
Ａ）。
と、異常位置を走査した場合のドツト９による文字形成
結果の相違を示す図であって、左図は正常位置走査時を
、右図は異常位置走査時をそれぞれ示している（文字は
Ａ）。
このように回転多面鏡５の鏡面６の面倒れによってレー
ザビーム２が正常位置から外れた異常位置を走査した場
合は、形成されるドツト９の位置もずれて変形し、低品
質の文字になる。そしてこの現象は単に文字だけではな
く画像についても同様であることは云うまでもない。
ザビーム２が正常位置から外れた異常位置を走査した場
合は、形成されるドツト９の位置もずれて変形し、低品
質の文字になる。そしてこの現象は単に文字だけではな
く画像についても同様であることは云うまでもない。
ｆｃ） 発明の目的
本発明は上記従来の欠点を改良する為になされたもので
、微小な副走査方向の走査位置の切り換えを、高速且つ
高精度に実現できる手段を備えた光学走査装置を提供す
ることを目的とするものである。
、微小な副走査方向の走査位置の切り換えを、高速且つ
高精度に実現できる手段を備えた光学走査装置を提供す
ることを目的とするものである。
（ｄ＋ 発明の構成
そしてこの目的は本発明によれば、回転多面鏡を用いレ
ーザビームの走査によって感光面上に像を形成させる光
学走査系に於て、ビームの走査方向と直交する方向に分
布させた前記レーザビームが複数有って、各々の光強度
が等しいとしたとき各々のビームはその光強度のピーク
値の約１７２値以上で交差するオーバラップ領域を有す
る複数の走査ビームを同時に走査し、且つ各走査毎に前
記複数のｎビーム個々の光強度を前記回転多面鏡の各鏡
面の倒れ角に応じて変化させる手段を有することに依っ
て、前記感光面上に合成される光分布のピーク走査位置
を副走査方向に制御し得ることを特徴とする光学走査装
置を提供することによって達成される。
ーザビームの走査によって感光面上に像を形成させる光
学走査系に於て、ビームの走査方向と直交する方向に分
布させた前記レーザビームが複数有って、各々の光強度
が等しいとしたとき各々のビームはその光強度のピーク
値の約１７２値以上で交差するオーバラップ領域を有す
る複数の走査ビームを同時に走査し、且つ各走査毎に前
記複数のｎビーム個々の光強度を前記回転多面鏡の各鏡
面の倒れ角に応じて変化させる手段を有することに依っ
て、前記感光面上に合成される光分布のピーク走査位置
を副走査方向に制御し得ることを特徴とする光学走査装
置を提供することによって達成される。
（ｅｌ 発明の実施例
以下本発明の実施例を図面によって説明する。
第３図は本発明による光学走査装置の基本原理を説明す
るための図である。
るための図である。
同図（ａｌは副走査方向（矢印Ｘ方向）でオーバラップ
領域を有する複数のビーム２＾、２Ｂ（パワー比１：１
）を同時に走査した時の両ビームの分布例を示した図で
あり、ＯＡはビーム２＾の分布中心を＋ＯＢはビーム２
Ｂの分布中心をそれぞれ示している。同図（ｂｌは各ビ
ームのパワー比を変化させた時、ビーム２４．２Ｂから
形成される合成パワー分布の中心Ｏが■（パワー比を２
＾＝１．０．２Ｂ＝Ｏ）から■（パワー比を２＾・０．
２Ｂ・１．０）へと次第に副走査方向（矢印Ｘ方向）へ
シフトすることを利用すれば、前第２図（ｂ）に示した
走査ピッチのずれ（２ｆΔθ）を補正することが可能な
ことを示す本発明のポイントとなる重要な原理を説明す
るための図である。また第３図ｆｃ）はビーム２で形成
される画素のサイズが感光面７の感度に応じて変化する
状態を説明するだめの図であり、縦軸は感度レヘルを示
しておりｄは感度がピーク値の１／２レベルの時の画素
径を、Ｄハ同じ＜ １／ｅ”レヘルの時の画素径をそれ
ぞれ示している。第３図（ｄ）ば２Ａ、２Ｂ両ビームの
位置関係を示した図で、矢印は両ビームの主走査方向を
表している。
領域を有する複数のビーム２＾、２Ｂ（パワー比１：１
）を同時に走査した時の両ビームの分布例を示した図で
あり、ＯＡはビーム２＾の分布中心を＋ＯＢはビーム２
Ｂの分布中心をそれぞれ示している。同図（ｂｌは各ビ
ームのパワー比を変化させた時、ビーム２４．２Ｂから
形成される合成パワー分布の中心Ｏが■（パワー比を２
＾＝１．０．２Ｂ＝Ｏ）から■（パワー比を２＾・０．
２Ｂ・１．０）へと次第に副走査方向（矢印Ｘ方向）へ
シフトすることを利用すれば、前第２図（ｂ）に示した
走査ピッチのずれ（２ｆΔθ）を補正することが可能な
ことを示す本発明のポイントとなる重要な原理を説明す
るための図である。また第３図ｆｃ）はビーム２で形成
される画素のサイズが感光面７の感度に応じて変化する
状態を説明するだめの図であり、縦軸は感度レヘルを示
しておりｄは感度がピーク値の１／２レベルの時の画素
径を、Ｄハ同じ＜ １／ｅ”レヘルの時の画素径をそれ
ぞれ示している。第３図（ｄ）ば２Ａ、２Ｂ両ビームの
位置関係を示した図で、矢印は両ビームの主走査方向を
表している。
第４図は走査ビームの合成パワーの分布例を示す図であ
って、ビーム直径の等しいＡ、Ｂ一対の光ビームの各々
のパワーを、全パワーが一定となる条件で変えた時の合
成パワー分布の一例を示している。横軸は副走査方向の
距離を示し、ビーム半径で規格化されている（一般にレ
ーザビームはガウス分布をしており、ビーム径はピーク
値の１７０２幅で定義される）。そして縦軸は全パワー
一定の条件で規格化した相対パワーで、図中のパラメー
タは８分布（横軸座標Ｘ＝０．５に中心をもつ光ビーム
）のパワー割合を示し、８分布のパワー割合が増加する
と共に合成分布は八がらＢ方向へとシフトしている。
って、ビーム直径の等しいＡ、Ｂ一対の光ビームの各々
のパワーを、全パワーが一定となる条件で変えた時の合
成パワー分布の一例を示している。横軸は副走査方向の
距離を示し、ビーム半径で規格化されている（一般にレ
ーザビームはガウス分布をしており、ビーム径はピーク
値の１７０２幅で定義される）。そして縦軸は全パワー
一定の条件で規格化した相対パワーで、図中のパラメー
タは８分布（横軸座標Ｘ＝０．５に中心をもつ光ビーム
）のパワー割合を示し、８分布のパワー割合が増加する
と共に合成分布は八がらＢ方向へとシフトしている。
第５図は第４図で示した合成分布の中心位置シフト量を
示すグラフであり、横軸は８分布のパワー割合、縦軸は
副走査方向のシフト量（ビーム半径で規格化している）
である。同図では８分布の割合に応して記録位置が略直
緑形にシフトしていることがわかる。
示すグラフであり、横軸は８分布のパワー割合、縦軸は
副走査方向のシフト量（ビーム半径で規格化している）
である。同図では８分布の割合に応して記録位置が略直
緑形にシフトしていることがわかる。
次に副走査方向に集光位置が異なる２ビームの形成法に
ついて述べる。
ついて述べる。
集光位置の異なる２ビームは回転多面鏡５に入射する各
ビームが副走査方向で入射角差を持つように設定されれ
ばよい。
ビームが副走査方向で入射角差を持つように設定されれ
ばよい。
第６図はそれぞれ波長の異なる２組の半導体レーザ３５
，３６による２ビームの形成法を説明するための図で、
ダイクロインク・ミラー１５を用いて透過光λ１と反射
光λ２を副走査方向にΔだけ角度シフトさせた例を示し
た図である。この場合半導体レーザに印加する電圧値を
制御することにより二つのビームの強度を可変とするこ
とができるために、予め回転多面鏡の各鏡面の倒れ誤差
を測定しておき１回転に同期して電圧値を変える。
，３６による２ビームの形成法を説明するための図で、
ダイクロインク・ミラー１５を用いて透過光λ１と反射
光λ２を副走査方向にΔだけ角度シフトさせた例を示し
た図である。この場合半導体レーザに印加する電圧値を
制御することにより二つのビームの強度を可変とするこ
とができるために、予め回転多面鏡の各鏡面の倒れ誤差
を測定しておき１回転に同期して電圧値を変える。
第７図は偏光面の異なる半導体レーザによる２ビーム形
成法を説明するための図であって、偏光ビーム・スプリ
ッタ４０と一対の半導体レーザ３５を用いて紙面に平行
及び垂直な一対のビーム２ｘ、２ｚを形成し、これを合
成することにより、副走査方向（矢印Ｙ方向）へのビー
ム角度Δを構成した実施例である。
成法を説明するための図であって、偏光ビーム・スプリ
ッタ４０と一対の半導体レーザ３５を用いて紙面に平行
及び垂直な一対のビーム２ｘ、２ｚを形成し、これを合
成することにより、副走査方向（矢印Ｙ方向）へのビー
ム角度Δを構成した実施例である。
第８図は電気光学効果を用いたビームの偏光方法を説明
するための図であって、電気光学光変副器５０によって
入射する直線偏光ビーム２に位相シフトを生じさせて楕
円偏光ビーム２２を形成させ、さらに直交する偏光ビー
ムを分離するアナライザ（検光子）として複屈折テーバ
プリズム６０を用いた実施例である。この場合は光変調
器５０に加える電圧のみを変化させることで両ビームそ
れぞれの各パワーを設定できるという利点えある。
するための図であって、電気光学光変副器５０によって
入射する直線偏光ビーム２に位相シフトを生じさせて楕
円偏光ビーム２２を形成させ、さらに直交する偏光ビー
ムを分離するアナライザ（検光子）として複屈折テーバ
プリズム６０を用いた実施例である。この場合は光変調
器５０に加える電圧のみを変化させることで両ビームそ
れぞれの各パワーを設定できるという利点えある。
第９図は本発明による光学走査装置の一実施例を説明す
るだめの斜視図であって、ビーム発生器３０で一生させ
た偏向角の異なる複数のビーム２０を回転多面鏡５の鏡
面６に入射し、その反射光をｆθレンズ８を介して感光
面７上で走査して結像を得る構造であるが、このとき前
述した方法によって鏡面６の傾斜角Δθが感光面上では
補正されてビーム２の副走査方向のビーム間隔は正常ビ
、ノチＰに改善されることになる。
るだめの斜視図であって、ビーム発生器３０で一生させ
た偏向角の異なる複数のビーム２０を回転多面鏡５の鏡
面６に入射し、その反射光をｆθレンズ８を介して感光
面７上で走査して結像を得る構造であるが、このとき前
述した方法によって鏡面６の傾斜角Δθが感光面上では
補正されてビーム２の副走査方向のビーム間隔は正常ビ
、ノチＰに改善されることになる。
ｆｆｌ 発明の効果
以上詳細に説明したように本発明の光学走査装置は、副
走査方向に形成させた複数ビームのパワーを制御するこ
とによって記録位置を制御できるため、微小なシフト制
御を効率よ〈実施し得るといった効果大なるものである
。
走査方向に形成させた複数ビームのパワーを制御するこ
とによって記録位置を制御できるため、微小なシフト制
御を効率よ〈実施し得るといった効果大なるものである
。
第１図は従来の回転多面鏡を用いた光学走査装置の構成
を説明するための図、第２図は回転多面鏡の面倒れによ
る影響を説明するための図、第３図は本発明による光学
走査装置の基本原理を説明するための図、第４図は走査
ビームの合成パワーの分布例を示す図、第５図は第４図
で示した合成分布の中心位置シフト量を示すグラフ、第
６図はそれぞれ波長の異なる２組の半導体レーザによる
２ビームの形成法を説明するための図、第７図は偏光面
の異なる半導体レーザによる２ビーム形成法を説明する
ための図、第８図は電気光学効果を用いたビームの偏向
方法を説明するための図、第９図は本発明による光学走
査装置の一実施例を説明するための斜視図である。 図面において、■はレーザ光源、２はレーザビーム、３
は光変調器、４はビームエクスパンダ、５は回転多面鏡
、６は鏡面、７は感光面、８はｆθレンズ、９はドツト
、１５はダイクロインクミラー、２０は複数ビーム、２
２は楕円偏光ビーム、３ｏはビーム発生器、３５ 、３
６は半導体レーザ（発振波長λ３．λ２）、４０は偏向
ビームスプリンタ、５ｏは電気光学光変調器、６０は複
屈折テーバプリズム、をそれぞれ示す。 第１図 第２図 （Ｏ） ＋ 旬 ぐ、 Ｎ 。 −’ ｄ ｃ５ ０ ６ 第５図 第 ６ 図 ５ 第７図 第８図 第９肉
を説明するための図、第２図は回転多面鏡の面倒れによ
る影響を説明するための図、第３図は本発明による光学
走査装置の基本原理を説明するための図、第４図は走査
ビームの合成パワーの分布例を示す図、第５図は第４図
で示した合成分布の中心位置シフト量を示すグラフ、第
６図はそれぞれ波長の異なる２組の半導体レーザによる
２ビームの形成法を説明するための図、第７図は偏光面
の異なる半導体レーザによる２ビーム形成法を説明する
ための図、第８図は電気光学効果を用いたビームの偏向
方法を説明するための図、第９図は本発明による光学走
査装置の一実施例を説明するための斜視図である。 図面において、■はレーザ光源、２はレーザビーム、３
は光変調器、４はビームエクスパンダ、５は回転多面鏡
、６は鏡面、７は感光面、８はｆθレンズ、９はドツト
、１５はダイクロインクミラー、２０は複数ビーム、２
２は楕円偏光ビーム、３ｏはビーム発生器、３５ 、３
６は半導体レーザ（発振波長λ３．λ２）、４０は偏向
ビームスプリンタ、５ｏは電気光学光変調器、６０は複
屈折テーバプリズム、をそれぞれ示す。 第１図 第２図 （Ｏ） ＋ 旬 ぐ、 Ｎ 。 −’ ｄ ｃ５ ０ ６ 第５図 第 ６ 図 ５ 第７図 第８図 第９肉
Claims (1)
- 回転多面鏡を用いレーザビームの走査によって感光面上
に像を形成させる光学走査系に於て、ビームの走査方向
と直交する方向に分布させた前記レーザビームが複数有
って、各々の光強度が等しいとしたとき、各々のビーム
はその光強度のピーク値の約１７２値以上で交差するオ
ーハラツブ領域を有する複数の走査ビームを同時に走査
し、且つ各走査毎に前記複数の走査ビーム個々の光強度
を前記回転多面鏡の各鏡面の倒れ角に応じて変化させる
手段を有することに依って、前記感光面上に合成される
光分布のピーク走査位置を副走査方向に制御し得ること
を特徴とする光学走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039122A JPS60182411A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光学走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039122A JPS60182411A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光学走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182411A true JPS60182411A (ja) | 1985-09-18 |
| JPH0576609B2 JPH0576609B2 (ja) | 1993-10-25 |
Family
ID=12544289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59039122A Granted JPS60182411A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光学走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60182411A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61212818A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Canon Inc | 画像情報記録方法 |
| JPS62252262A (ja) * | 1986-04-24 | 1987-11-04 | Minolta Camera Co Ltd | レ−ザビ−ムプリンタの走査装置 |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP59039122A patent/JPS60182411A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61212818A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Canon Inc | 画像情報記録方法 |
| JPH077150B2 (ja) * | 1985-03-18 | 1995-01-30 | キヤノン株式会社 | 画像情報記録方法 |
| JPS62252262A (ja) * | 1986-04-24 | 1987-11-04 | Minolta Camera Co Ltd | レ−ザビ−ムプリンタの走査装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0576609B2 (ja) | 1993-10-25 |
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