JPS61296324A - レ−ザ光走査装置 - Google Patents
レ−ザ光走査装置Info
- Publication number
- JPS61296324A JPS61296324A JP13848285A JP13848285A JPS61296324A JP S61296324 A JPS61296324 A JP S61296324A JP 13848285 A JP13848285 A JP 13848285A JP 13848285 A JP13848285 A JP 13848285A JP S61296324 A JPS61296324 A JP S61296324A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating polygon
- polygon mirror
- laser beam
- mirror
- laser light
- 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.)
- Pending
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザ光を用いた印刷装置、複写装置、ファク
シミリ装置その他に利用する。
シミリ装置その他に利用する。
本発明はレーザ光を感光体表面上で所望の幅に走査する
回転多面鏡を備えたレーザ光走査装置の改良に関する。
回転多面鏡を備えたレーザ光走査装置の改良に関する。
本発明は、回転多面鏡によりレーザ光を扇状ビームに走
査する装置において、 回転多面鏡の各鏡面を曲面状にすることにより、その扇
状ビームが通過するレンズ系を不要にしもしくは簡単化
するものである。
査する装置において、 回転多面鏡の各鏡面を曲面状にすることにより、その扇
状ビームが通過するレンズ系を不要にしもしくは簡単化
するものである。
レーザ光走査装置では、レーザ光源の出力光を変調信号
により変調し、その変調された光ビームを回転多面鏡に
反射させて、感光体の表面上に所望の幅に走査する技術
が知られている。この装置では、感光体の幅は例えばＡ
４版または８４版の紙面に対応させるために、その走査
線の長さは２０〜３０ｃｍになる。したがって、この走
査線の各部分では回転多面鏡の回転中心からの距離が異
なることになり・その中心で焦点が結ばれるように設定
すると、その縁に近い部分では焦点がぼけてしまう。ま
た、この走査線の全域にわたり走査時間に対応して均一
な画像を得ることができない・このため従来の装置では
、回転多面鏡に反射して形成された扇状ビームの光路に
レンズ系を配置し、走査線の全域にわたり走査線の各部
分の焦点が正しく結ばれ、走査が均一になるように設定
されている。しかも、このレンズ系は簡単な構成ではな
く、一般に複数のレンズを組合せたかなり高級なレンズ
系を必要とする。
により変調し、その変調された光ビームを回転多面鏡に
反射させて、感光体の表面上に所望の幅に走査する技術
が知られている。この装置では、感光体の幅は例えばＡ
４版または８４版の紙面に対応させるために、その走査
線の長さは２０〜３０ｃｍになる。したがって、この走
査線の各部分では回転多面鏡の回転中心からの距離が異
なることになり・その中心で焦点が結ばれるように設定
すると、その縁に近い部分では焦点がぼけてしまう。ま
た、この走査線の全域にわたり走査時間に対応して均一
な画像を得ることができない・このため従来の装置では
、回転多面鏡に反射して形成された扇状ビームの光路に
レンズ系を配置し、走査線の全域にわたり走査線の各部
分の焦点が正しく結ばれ、走査が均一になるように設定
されている。しかも、このレンズ系は簡単な構成ではな
く、一般に複数のレンズを組合せたかなり高級なレンズ
系を必要とする。
したがって、この構造の装置では扇状ビームに挿入する
レンズ系により装置価格が高価になるとともに、そのレ
ンズ系を配置するための大きい空間を必要として、装置
を小型にすることができない欠点があった。
レンズ系により装置価格が高価になるとともに、そのレ
ンズ系を配置するための大きい空間を必要として、装置
を小型にすることができない欠点があった。
本発明はこれを改良するもので、扇状ビームに挿入する
レンズ系を不要にし、もしくはきわめて簡単なレンズ系
にすることができる装置を提供することを目的とする。
レンズ系を不要にし、もしくはきわめて簡単なレンズ系
にすることができる装置を提供することを目的とする。
゛ 本発明は、基台に固定されたレーザ光源と、このレ
ーザ光源の出力光を変調信号により変調する変調手段と
、上記変調信号と同期して回転する回転軸と、この回転
軸に取り付けられ、上記変調手段の出力光路上に配置さ
れ、この変調手段の出力光を反射してこの出力光を所定
の幅にわたり走査させる回転多面鏡とを備えたレーザ光
走査装置においで、上記回転多面鏡は、その各鏡面が曲
面状に形成されたことを特徴とする。
ーザ光源の出力光を変調信号により変調する変調手段と
、上記変調信号と同期して回転する回転軸と、この回転
軸に取り付けられ、上記変調手段の出力光路上に配置さ
れ、この変調手段の出力光を反射してこの出力光を所定
の幅にわたり走査させる回転多面鏡とを備えたレーザ光
走査装置においで、上記回転多面鏡は、その各鏡面が曲
面状に形成されたことを特徴とする。
曲面は非球面面であることが好ましい。
回転多面鏡の鏡面は金属であることが好ましい。
回転多面鏡の各鏡面を曲面状とすることにより、この鏡
面の反射により同時に収束作用を持たせることができる
。
面の反射により同時に収束作用を持たせることができる
。
この鏡面の曲面は、回転軸および走査線の具体的な配置
にしたがって、数値演算により計算機を用いて求める方
法を用いることがよい。具体的に数値を代入しながら、
数値の上で鏡面の状態を変化させ、走査線上の収束され
たビームと理想的な特性との誤差が小さくなるように漸
近計算させて求めることがよい。このようにして得られ
た曲面のパラメータを用いて数値制御による光学用金属
材料を切削ならびに研磨加工により製造できる。
にしたがって、数値演算により計算機を用いて求める方
法を用いることがよい。具体的に数値を代入しながら、
数値の上で鏡面の状態を変化させ、走査線上の収束され
たビームと理想的な特性との誤差が小さくなるように漸
近計算させて求めることがよい。このようにして得られ
た曲面のパラメータを用いて数値制御による光学用金属
材料を切削ならびに研磨加工により製造できる。
鏡面を理想的な曲面形状に工作できれば、扇状ビームに
挿入するレンズ系は不要になる。かりに鏡面の曲面が理
想的な形状にできなくとも、ある程度の近似精度をもた
せることにより、扇状ビームの中に挿入するレンズ系を
簡単な構造にすることができる。
挿入するレンズ系は不要になる。かりに鏡面の曲面が理
想的な形状にできなくとも、ある程度の近似精度をもた
せることにより、扇状ビームの中に挿入するレンズ系を
簡単な構造にすることができる。
レンズ系を不要にすることにより、全体の形状を小型に
設計することができる。レンズ系が簡単になる場合にも
、全体を小型にするとともに、たとえば単体レンズなど
安価なレンズ系でよいことになる。
設計することができる。レンズ系が簡単になる場合にも
、全体を小型にするとともに、たとえば単体レンズなど
安価なレンズ系でよいことになる。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は第一実施例の構成模式図である。第１図におい
て、基台１０上に固定されたレーザ光源１の出力レーザ
光ＬＢは、エキスパンダ２および超音波光変調器３を通
過し、回転多面鏡４で反射され、感光体５上に投射され
る。回転多面鏡４は超音波光変調器３の変調信号と同期
するスピンドルモータ４Ａによって回転駆動される。制
御装置６は配線Ｗ１〜Ｗ４により上記レーザ光源１、超
音波変調器３、スピンドルモータ４ Ａおよび感光体駆
動部５Ａの動作を制御する。
て、基台１０上に固定されたレーザ光源１の出力レーザ
光ＬＢは、エキスパンダ２および超音波光変調器３を通
過し、回転多面鏡４で反射され、感光体５上に投射され
る。回転多面鏡４は超音波光変調器３の変調信号と同期
するスピンドルモータ４Ａによって回転駆動される。制
御装置６は配線Ｗ１〜Ｗ４により上記レーザ光源１、超
音波変調器３、スピンドルモータ４ Ａおよび感光体駆
動部５Ａの動作を制御する。
ここで、本発明の特徴とするところは、回転多面鏡の各
鏡面が曲面により形成されることにある。
鏡面が曲面により形成されることにある。
この例では、さらにこの曲面は非球面であり、回転多面
鏡の鏡面は金属面である。
鏡の鏡面は金属面である。
次に、本実施例の回転多面鏡の曲面の形成を第３図を基
づいて説明する。第３図において、レーザ光ＬＢが回転
多面鏡の部分鏡面が図に実線で示す位置にあるとき、こ
の部分鏡面４−１で反射された場合に、レーザ光ＬＢ、
部分鏡面４−１および感光体５の面のそれぞれの幾何的
パラメータならびにレーザ光ＬＢの反射パラメータを用
いて数値計算する。これにより、部分鏡面４−１の曲面
形状を決定して、反射光ＲＢＩの収束点ＦＩを感光体５
の面上に位置するようにすることができる。つぎに回転
多面鏡は走査にしたがって回転するので、例えば図に鎖
線で示すような各位置を順次経過する。回転にしたがっ
て、レーザ光ＬＢの反射点は順にずれてゆく。このため
各鏡面の全域にわたり各部分を上述の方法でそれぞれ最
適な曲面形状にすれば本図に示す反射光ＲＢ２またはＲ
Ｂ、のそれぞれ収束点Ｆ２またはＦ３は感光体５の面上
に収束するように構成できる。すなわちこの収束点が多
数点にわたりそれぞれすべて感光体５の面上に位置する
ように、上記の各パラメータを用いて各部分鏡面のそれ
ぞれの曲面形状を計算する。この数値計算はそれぞれ計
算する部分鏡面の間隔をしだいに小さくし、回転多面鏡
の単位面積あたりできるだけ多数回の反復計算を行う。
づいて説明する。第３図において、レーザ光ＬＢが回転
多面鏡の部分鏡面が図に実線で示す位置にあるとき、こ
の部分鏡面４−１で反射された場合に、レーザ光ＬＢ、
部分鏡面４−１および感光体５の面のそれぞれの幾何的
パラメータならびにレーザ光ＬＢの反射パラメータを用
いて数値計算する。これにより、部分鏡面４−１の曲面
形状を決定して、反射光ＲＢＩの収束点ＦＩを感光体５
の面上に位置するようにすることができる。つぎに回転
多面鏡は走査にしたがって回転するので、例えば図に鎖
線で示すような各位置を順次経過する。回転にしたがっ
て、レーザ光ＬＢの反射点は順にずれてゆく。このため
各鏡面の全域にわたり各部分を上述の方法でそれぞれ最
適な曲面形状にすれば本図に示す反射光ＲＢ２またはＲ
Ｂ、のそれぞれ収束点Ｆ２またはＦ３は感光体５の面上
に収束するように構成できる。すなわちこの収束点が多
数点にわたりそれぞれすべて感光体５の面上に位置する
ように、上記の各パラメータを用いて各部分鏡面のそれ
ぞれの曲面形状を計算する。この数値計算はそれぞれ計
算する部分鏡面の間隔をしだいに小さくし、回転多面鏡
の単位面積あたりできるだけ多数回の反復計算を行う。
この多数回の反復計算は電子計算機で極めて容易に行う
ことができ、回転多面鏡の各鏡面の曲面の形状を幾何的
パラメータの数値を小数点以下多数桁まで近似させて、
数値解として得ることができる。
ことができ、回転多面鏡の各鏡面の曲面の形状を幾何的
パラメータの数値を小数点以下多数桁まで近似させて、
数値解として得ることができる。
本発明者はこの試行錯誤により近似解を得て、この数値
電源をフロッピィディスクに記録し、数値制御方式の切
削盤や研磨盤の制御指令部にインプットし、それぞれの
ツールの送りを制御することによって、所望の曲面形状
の回転多面鏡を得た。
電源をフロッピィディスクに記録し、数値制御方式の切
削盤や研磨盤の制御指令部にインプットし、それぞれの
ツールの送りを制御することによって、所望の曲面形状
の回転多面鏡を得た。
本実施例における鏡面の形状形成には数値制御方式の工
作機械を使用する。回転多面鏡の材料としては金属が用
いられる。またレーザ光の反射効率を向上するため、こ
の金属の成形曲面に金、銀またはモリブデンのメッキを
行う。さらに遠赤外線領域のレーザ光ではゲルマニウム
またはシリコンのコーティングを行うこともよい。
作機械を使用する。回転多面鏡の材料としては金属が用
いられる。またレーザ光の反射効率を向上するため、こ
の金属の成形曲面に金、銀またはモリブデンのメッキを
行う。さらに遠赤外線領域のレーザ光ではゲルマニウム
またはシリコンのコーティングを行うこともよい。
本実施例による回転多面鏡の各鏡面の曲面はこのような
数値解の結果、−ｉに非球面形となる。
数値解の結果、−ｉに非球面形となる。
この数値計算は上述のようにレーザ光、回転多面鏡およ
び感光体の幾何的−パラメータをもとに計算されるので
、実際上レーザ光走査装置の需要者からのレーザ光走査
装置の形状や寸法などの要目の指定があれば、これに対
応して設計することができる。
び感光体の幾何的−パラメータをもとに計算されるので
、実際上レーザ光走査装置の需要者からのレーザ光走査
装置の形状や寸法などの要目の指定があれば、これに対
応して設計することができる。
しかし、この指定条件によっては、上述の計算によって
得られたデータに基づいて形成された曲面では、各反射
光の収束点が感光体面の全面にわたっては配置されにく
いことがある。この場合には、第２図に示す本発明の第
二実施例のように、極めて簡単な単体レンズ７を回転多
面鏡４と感光体５の間の扇状ビーム内に挿入することに
より、ビームの収束を補正して、上記の困難を回避する
ことができる。この場合装置全体の形状・寸法は若干大
きくなるが、使用する単体レンズ７は従来用いられた複
雑なレンズ系に比べて極めて簡単であり安価なものであ
る。
得られたデータに基づいて形成された曲面では、各反射
光の収束点が感光体面の全面にわたっては配置されにく
いことがある。この場合には、第２図に示す本発明の第
二実施例のように、極めて簡単な単体レンズ７を回転多
面鏡４と感光体５の間の扇状ビーム内に挿入することに
より、ビームの収束を補正して、上記の困難を回避する
ことができる。この場合装置全体の形状・寸法は若干大
きくなるが、使用する単体レンズ７は従来用いられた複
雑なレンズ系に比べて極めて簡単であり安価なものであ
る。
本発明は、以上説明したように、レーザ光走査装置の回
転多面鏡の鏡面゛を曲面形状とすることによって、感光
体との間に多層の組合せ構造のレンズを不要としあるい
は簡単化することができる。
転多面鏡の鏡面゛を曲面形状とすることによって、感光
体との間に多層の組合せ構造のレンズを不要としあるい
は簡単化することができる。
これにより、装置の形状・寸法を小さくすることができ
るとともに、その価格を著しく低減する効果がある。
るとともに、その価格を著しく低減する効果がある。
第１図は本発明第一実施例の構成模式図。
第２図は本発明第二実施例の構成模式図。
第３図は回転多面鏡の回転によるレーザ光の収束説明図
。 １・・・レーザ光源、２・・・エキスパンダ、３・・・
超音波光変調器、４・・・回転多面鏡、４−１．４−２
．４−３・・・部分鏡面、４Ａ・・・スピンドルモータ
、５・・・感光体、５Ａ・・・感光体駆動部、６・・・
制御装置、７・・・単体レンズ、１０・・・基台、Ｗｌ
”’Ｗ４・・・配線、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・走査線の各部分
、Ｆ１〜Ｆ３・・・収束点、ＬＢ点レーザ光、ＲＢ、〜
ＲＢ、・・・反射光。
。 １・・・レーザ光源、２・・・エキスパンダ、３・・・
超音波光変調器、４・・・回転多面鏡、４−１．４−２
．４−３・・・部分鏡面、４Ａ・・・スピンドルモータ
、５・・・感光体、５Ａ・・・感光体駆動部、６・・・
制御装置、７・・・単体レンズ、１０・・・基台、Ｗｌ
”’Ｗ４・・・配線、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・走査線の各部分
、Ｆ１〜Ｆ３・・・収束点、ＬＢ点レーザ光、ＲＢ、〜
ＲＢ、・・・反射光。
Claims (3)
- （１）基台に固定されたレーザ光源と、 このレーザ光源の出力光を変調信号により変調する変調
手段と、 上記変調信号と同期して回転する回転軸と、この回転軸
に取り付けられ、上記変調手段の出力光路上に配置され
、この変調手段の出力光を反射してこの出力光を所定の
幅にわたり走査させる回転多面鏡と を備えたレーザ光走査装置において、 上記回転多面鏡は、その各鏡面が曲面状に形成されたこ
とを特徴とする レーザ光走査装置。 - （２）曲面は非球曲面である特許請求の範囲第（１）項
に記載のレーザ光走査装置。 - （３）回転多面鏡の鏡面は金属である特許請求の範囲第
（１）項に記載のレーザ光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13848285A JPS61296324A (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | レ−ザ光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13848285A JPS61296324A (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | レ−ザ光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61296324A true JPS61296324A (ja) | 1986-12-27 |
Family
ID=15223109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13848285A Pending JPS61296324A (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | レ−ザ光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61296324A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4875748A (en) * | 1987-07-06 | 1989-10-24 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Polygon mirror |
| US5064262A (en) * | 1987-09-22 | 1991-11-12 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Postobjective optical deflector |
| US5153766A (en) * | 1987-09-22 | 1992-10-06 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Postobjective optical scanner |
| US5204769A (en) * | 1987-09-22 | 1993-04-20 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Postobjective optical deflector |
-
1985
- 1985-06-25 JP JP13848285A patent/JPS61296324A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4875748A (en) * | 1987-07-06 | 1989-10-24 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Polygon mirror |
| US5064262A (en) * | 1987-09-22 | 1991-11-12 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Postobjective optical deflector |
| US5153766A (en) * | 1987-09-22 | 1992-10-06 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Postobjective optical scanner |
| US5204769A (en) * | 1987-09-22 | 1993-04-20 | Tokyo Electric Co., Ltd. | Postobjective optical deflector |
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