JPS61128222A - 光ビ−ム走査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、光ビーム走査装置に関し、特に詳細にはガル
バノメータミラーによって光ビームを偏向させて被走査
面上を走査させる光ビーム走査装置において、ガルバノ
メータミラーの作動に起因する走査線の位置ずれを補正
する機構を持つ光ビーム走査装置に関するものである。

（発明の技術的背景および従来技術） 近年、光ビームを用いて画像の読み取りおよび記録を行
なうシステムが種々開発されている。このようなシステ
ムにおいては、光源から発せられた光ビームは、ガルバ
ノメータミラー等によって反射偏向されて、一定速度で
偏向方向と垂直方向に送られる（副走査される〉被走査
面上を主走査するようになっている。このようなガルバ
ノメータミラーを用いた走査装置で走査速度を上げよう
とする場合、ガルバノメータミラーの往復の偏向動作を
利用して往復主走査することが行なわれる。

ところが、この場合通常ガルバノメータミラーの駆動は
三角波もしくは正弦波等によって行なわれるために、所
定の幅を有する被走査面上の走査線は被走査面が一定速
度で副走査されると被走査面の両端部において往生走査
線と喪主走査線とが重なったり離れたりしてしまい、こ
のために均一な読み取りや記録ができなくなるという問
題があった。この問題を解決して往生走査線と喪主走査
線とが互いに平行になるような走査を行なわせるために
、微少偏向信号によって操作される補正用光偏向器を用
い、この補正用光偏向器をガルバノメータミラーと同期
して駆動させて光ビームを副走査方向に偏向させ、往生
走査線はそのままで喪主走査線を副走査方向に移動させ
て互いに平行な往復主走査線を得るという方法がすでに
提案されている。（例えば特開昭５５−１１９１７号な
ど）しかしながら、この方法では、ガルバノメータミラ
ーの駆動動作波形と被走査体の一定速度の副走査によっ
て予め決められる往復主走査線の非平行状態の補正は、
非平行状態に応じた補正信号によって補正用偏向器を駆
動することによって十分に行なうことができるが、主走
査の周期とは無関係に変化する走査線のゆがみについて
は補正不可能である。ところが実際にガルバノメータミ
ラーにより往復主走査を行なうと、ガルバノメータミラ
ーにウオブリングすなわち不規則な振動が生じ、それに
よって前述した方法では補正不可能な走査線のゆがみが
生じてしまい、このために均一な読取りおよび記録がで
きなくなるという問題がある。

（発明の目的） 本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり
、互いに平行な往生走査線および喪主走査線により、均
一な読取りおよび記録を行なうことのできる光ビーム走
査装置を提供することを目的とするものである。

〈発明の構成） 本発明の光ビーム走査装置は、ガルバノメータミラーの
駆動波形と被走査体の一定速度の副走査によって予め決
められる往復主走査線の非平行状態と、ガルバノメータ
ミラーのウオブリングによる往復主走査線のゆがみを、
走査線位置補正機構によって同時に補正するようにした
ことを特徴とするものである。

すなわち、本発明における上記走査線位置補正機構は、
主走査ガルバノメータミラーにより偏向された検出光ビ
ームを検出レンズ系によりビーム位置検出器上に偏向方
向にはほぼ静止させ、偏向方向と直交する方向にはほぼ
集束させて主走査ガルバノメータミラーのウオブリング
による該検出光ビームの位置ずれ（偏向方向に直角な方
向の位置ずれ）を検出し、この位置ずれの検出信号を、
被走査面上での往復主走査がほぼ平行に行なわれるよう
に主走査ガルバノメータミラーと同期して光ビームを被
走査面の送り方向とほぼ同じ方向に微少偏向させる信号
を発する発振器からの信号と比較し、両信号の差に応じ
た信号により前記光ビームを前記被走査面の送り方向に
微少偏向させるようにするものである。

（実ｔａ態様） 以下図面を参照して本発明の光ビーム走査装置について
詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施態様を示す概略図である。

光ビーム８は、補正用光偏向器４に入射して微少偏向さ
れた後、さらに矢印ｍ方向に揺動している主走査ガルバ
ノメータミラー１に入射して主走査方向に偏向され、続
いて光路上に設けられた走査レンズ２に入射する。この
走査レンズ２は偏向された光ビーム８が平坦な被走査面
上を等速で走査することができるようにするためのｆθ
レレンである。走査レンズ２を経た光ビーム８は被走査
面３上を走査し、被走査面３は矢印Ａで示す方向へ一定
速度で搬送される（副走査される）ため。

副走査とほぼ直交する角度で主走査が繰り返され、被走
査面３上で光ビーム８による２次元的走査が行なわれる
。

前記主走査ガルバノメータミラー１を光ビーム８を偏向
するように駆動させるのは、ガルバノメータミラー駆動
装置５であり、この駆動装置は主走査信号によって制御
されて、主走査ガルバノメータミラー１を三角波、正弦
波、三角波と正弦波の中間波等、柱と復とが対称となる
波形で駆動する。この主走査ガルバノメータミラー１の
偏向による光ビーム８の被走査面３上の走査線は、他の
偏向器による偏向等が一切ないものとすると、主走査ガ
ルバノメータ゛ミラー１の駆動波形が三角波の時は第２
図の（ａ）中の実線で示す走査線となる。−力走査線の
うち喪主走査線（第２図の（ａ）においてはＬ２Ｊ５よ
びＬａ　）を往生走査線（第２図の（ａ）においてはＬ
ｌ、Ｌ３およびＬｓ　）に平行になるよう光ビームを一
定周期で副走査方向に微少偏向させるための微少偏向信
号Ｓ１が発振器１３から発せられており、この微少偏向
信号Ｓ１に応じた微少偏向がそのまま光ご−ム８に対し
て行なわれると、第２図（ａ＞に示すように喪主走査線
Ｌ２はＬ２’　へ同じ＜ＬａはＬａ’　の位置に移動し
、往生走査線と喪主走査線は互いに平行になる。なおガ
ルバノメータミラー駆動装置５と発振器１３は同期信号
１６によって同期して作動するようになっており、主走
査信号Ｓ０と微少偏向信号Ｓ１は第２図（ｂ）に示すよ
うな周期および波形で発掘される。従って被走査面上で
の主走査ガルバノメータミラー１の偏向による走査線が
常に第２図（ａ）の実線で示した通りのものであれば微
少偏向信号Ｓｌに応じた補正用の微少偏向によって常に
平行な走査線が得られることになる。しかしながら、実
際には主走査ガルバノメータミラー１は偏向方向と垂直
な方向にウオブリングが生じるため走査線は副走査方向
にゆがんだものとなる。第３図にウオブリングが生じて
いない時の走査線、第４図にウオブリングが生じた時の
走査線の例を模式的に示し、いずれも（ａ）が三角波に
よって、（ｂ）が正弦波によって駆動されているものと
する。主走査ガルバノメータミラーのウオブリングによ
る走査線のゆがみは第４図に示すように主走査方向の位
置に依存し、またその状態は経時変化するので副走査方
向への一定周期の微少偏向だけで平行な走査線を得るこ
とはできない。

そこで次に第１図およびその一部拡大図である第５Ａ図
および第５Ｂ図に基づいて、主走査ガルバノメータミラ
ーのウオブリングによる走査線のゆがみを補正する機構
について説明する。検出光ビーム源６から発せられた検
出光ビーム９はビームエクスパンダ−１０によって適切
な太さにされた後、主走査ガルバノメータミラー１の裏
面（光ビーム８の入射面の裏側の面）に入射して偏向さ
れる。この偏向は光ビーム８の主走査ガルバノメータミ
ラー１による偏向と対応するものとなっており、偏向さ
れた検出光ビーム９は検出レンズ系１１に入射した後、
光路上に設けられたビーム位置検出器１２に入射する。

前記検出レンズ系１１は第５Ａ図および第５Ｂ図に詳し
く示すとおり、凸レンズ１１Ａと凸レンズに対する面が
凹面のシリンドリカルレンズ１１Ｂを組合わＶたもので
ある。第５Ａ図は上述した補正機構の光学系の要部を検
出光ビーム９の偏向面内でみたものであり、検出レンズ
系１１は、主走査ガルバノメータミラー１の面とビーム
位置検出器１２とを共役の関係で結んでおり、検出光ビ
ーム９は、主走査ガルバノメータミラーが偏向動作を行
なっても静止したままになっている。また第５Ｂ図に示
すように第５Ａ図に示した光学系を検出光ビーム９の偏
向面と垂直な面内でみると、凸レンズ１１Ａと凹面のシ
リンドリカルレンズ１１Ｂとによって検出光ご一ム９は
主走査ガルバノメータミラー１がウオブリングを起こす
ことなく作動している時はビーム位置検出器１２上のＡ
点に集束され、ウオブリングにより主走査ガルバノメー
タミラーが１′の位置にある時は図中破線で示すように
ビーム位置検出器１２上のＢ点に集束される。従って主
走査ガルバノメータミラー１のウオブリングに応じて、
集束位置は第５Ｂ図のビーム位置検出器１２上を矢印ａ
方向に上下するので、ビーム位置検出器１２は検出光ビ
ーム９の位置によってウオブリングを常時検出し、これ
にもとづいてウオブリング検出信号を常時発生する。こ
の検出光ビームとしてはガスレーザ、半導体レーザ、発
光ダイオード等のビームが用いられ、またビーム位置検
出器としては連続型半導体装置検出器、レーザビーム偏
向面と平行に分割線を有する分割型検出器、イメージセ
ンサ−等が用いられる。また、ウオブリングを検出する
ための光学系は第５Ａ図、第５Ｂ図に示したものに限ら
れず、ビーム位置検出器１２上での検出光ビーム９が検
出光ビームの偏向面内では静止し、偏向面内と垂直な面
内ではウオブリングによって変位する光学系であれば、
種々に設計することが可能である。またこのウオブリン
グ検出用の光学系は必ずしも本実施例の位置に設番プら
れる必要はなく、検出光ビームをガルバノメータミラー
の走査用の光ビームの入射面と同じ面に異なった角度で
入射させて、光ビームを走査させる光学系と同じ側に設
けてもよい。また主走査ガルバノメータミラー１と走査
レンズ２の間に光分別技を設けてレーザビーム８を２つ
に分割し、一方を検出光ビームとして用い、光源を１つ
にしてもよい。

上述したように主走査ガルバノメータミラー１のウオブ
リングに対応してビーム位置検出器１２から発せられた
検出信号は、前記発振器１３からの微少偏向信号ととも
に比較器１４に入力され、比較器１４は前記２つの信号
を比較してその差に応じた信号を出力する。すなわち、
ビーム位置検出器１２からの検出信号が零の時は発振器
１３から入力された微少偏向信号をそのまま発生し、ビ
ーム位置検出器１２からある検出信号が入力された時は
発振器１３から入力された周期的に一定の微少偏向信号
から、ビーム位置検出器からの検出信号を差し引いた信
号を発生する。従って比較器１４から出力された信号は
主走査ガルバノメータミラーのウオブリングと、往復主
走査線の周期的に一定の非平行状態とを同時に補正する
ための偏向信号となっている。なお、ここでは比較器１
４は２つの信号の差をとるものとして説明したが、２つ
の信号の符号のとり方によっては和をとる場合もありう
ることはちらろんであり、本発明にはこのような場合も
含まれる。この補正信号はさらに補正用光偏向器駆動装
置１５に入力され、補正用光偏向器駆動装置は上記補正
信号に応じて補正用光偏向器４を駆＋ｔｌＪ’ｒる。こ
のように補正用光偏向器４は、副走査方向に光ビームを
微少偏向させる微少偏向信号と、主走査ガルバノメータ
ミラーのウオブリングに対応した信号とによって決めら
れた補正信号によって偏向されるので、光ビーム８は補
正用光偏向器に入射してあらかじめ副走査方向に偏向さ
れていることになるため主走査ガルバノメータミラーに
ウオブリングが生じてもゆがみのない平行な往復主走査
を行なうことができる。

なお補正用光偏向器としては、超音波光偏向器（ＡＯＤ
）、ガルバノメータミラー、電歪素子型光偏向器等を用
いることができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の光ビーム走査装置
によれば、ガルバノメータミラーの駆動波形と被走査体
の一定速の副走査による往復主走査線の非平行状態と、
ガルバノメータミラーのウオブリングによる往復主走査
線のゆがみは補正用光偏向器により同時に補正すること
ができるので、ゆがみのない互いに平行な往生走査線お
よび喪主走査線を得ることができ、常に均一な読取りお
よび記録を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ビーム走査装置の一実施態様を示す
概略図、 第２図は被走査面上を光ビームを走査した時の走査線と
ガルバノメータミラーを駆動する信号の波形とを対応さ
せて示す概略図、 第３図（ａ）、（ｂ）は、主走査ガルバノメータミラー
のそれぞれ三角波、正弦波による偏向により光ビームが
被走査面上を走査した時の走査線を示す概略図、 第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第３図（ａ＞、（ｂ）
に示す走査線に主走査ガルバノメータミラーのウオブリ
ングによる位置ずれが生じた状態を示す概略図、 第５Ａ図および第５Ｂ図は第１図に示す装置の要部を拡
大して示す、平面図および側面図である。 １・・・主走査ガルバノメータミラー ３・・・被走査面　　　　４・・・補正用光偏向器８・
・・光ビーム　　　　９・・・検出光ビーム１１・・・
レンズ系　　　１２・・・ビーム位置検出器１３・・・
発娠器　　　　１４・・・比較器第　１　口 ！　２　図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）ｌｌｆ藺　　
ｇ４間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定速度で連続的に送られる被走査面上に、ガルバノメ
   ータミラーにより反射偏向された光ビームを往復主走査
   させる光ビーム走査装置において、前記ガルバノメータ
   ミラーに入射して反射偏向される検出光ビームを発生す
   る検出光ビーム源、この偏向された検出光ビームを検出
   面において偏向方向にはほぼ静止させ、偏向方向と直交
   する方向にはほぼ集束させる検出レンズ系、前記検出面
   に設けられ、前記ガルバノメータミラーのウォブリング
   によるこの検出光ビームの偏向方向に直角な方向の位置
   ずれを検出し、検出信号を発するビーム位置検出器、前
   記被走査面上での前記往復主走査がほぼ平行に行なわれ
   るように前記ガルバノメータミラーと同期して、前記光
   ビームを前記被走査面の送り方向とほぼ同じ方向に微少
   偏向させる信号を発する発振器、前記ビーム位置検出器
   からの検出信号と前記発振器からの信号を比較して、両
   信号の差に応じた信号を出力する比較器、および前記比
   較器からの出力信号により前記光ビームを、前記被走査
   面の送り方向に微少偏向させる補正用光偏向器からなる
   走査線位置補正機構が設けられたことを特徴とする光ビ
   ーム走査装置。