JPS643244B2 - - Google Patents

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JPS643244B2
JPS643244B2 JP57092787A JP9278782A JPS643244B2 JP S643244 B2 JPS643244 B2 JP S643244B2 JP 57092787 A JP57092787 A JP 57092787A JP 9278782 A JP9278782 A JP 9278782A JP S643244 B2 JPS643244 B2 JP S643244B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は走査面における光スポツトの走査歪み
を補正し、また走査長を微細に調整しうる光ビー
ム走査装置に関する。
光ビームを偏向し、光スポツトの走査面に記録
材料を置いて情報を記録したり、原稿を置いて情
報を読取つたりする光ビーム走査装置が多く開発
されている。これらの装置の光ビーム偏向器とし
ては、ガルバノメータのような振動鏡や回転多面
鏡などを用いることが多い。これらの装置では走
査面における光スポツトを等速度で走査すること
が望ましく、走査速度歪みがあると、記録された
パターンや読取られた信号を再生したパターンに
歪みを生ずることになる。例えばガルバノメータ
を用いる場合、鋸歯状駆動信号を作る精度、及び
ガルバノメータの応答精度やくり返し精度を総合
した走査速度の歪みはかなり大きなものとなる。
そしてこの歪みは一般に高速度になるほど大きく
なる。また回転多面鏡を用いる場合も一定速度で
回転させることは相当に困難で、そのために光ス
ポツトの走査速度に歪みが生ずる。
このような光スポツト走査の歪みを実質的に補
正する方法として、情報を記録したりまたは読取
つたりする走査面と実質的に等価な面に、走査方
向に一定周期で交互に並んだ透明部と不透明部を
有する格子パターンを置き、この格子パターンを
通して得られる光電信号を走査の基準信号として
用いる方法がある。第1図、第2図および第3図
はこの方法を用いた光ビーム走査装置の例であ
る。これらの図において1は光偏向器、2は走査
レンズ、3は記録材料あるいは原稿が置かれるべ
き走査面、5は格子パターン、6はコンデンサー
レンズ、7は光検出器、8は記録材料あるいは原
稿の上を走査するための第1レーザビーム(実線
で示されている)、9は格子パターン上を走査す
るための第2レーザビーム(破線で示されてい
る)である。
第1図は第1レーザビーム8と第2レーザビー
ム9とが光偏向器1に実質的に共軸の状態で入射
する場合で、これらのレーザビームは光偏向器1
で偏向され走査レンズ2を通つたあと、ビーム分
岐鏡4によつて分離されて第1レーザビームは記
録材料あるいは原稿の置かれる走査面3上を、第
2レーザビームは格子パターン5上を走査する。
第2図は第1レーザビーム8と第2レーザビー
ム9とが光偏向器1に対して異なる角度から入射
する場合で、図では特に振動鏡の両面から入射す
る場合を示している。第1レーザビーム8は振動
鏡1で偏向され、第1の走査レンズ2を通つて記
録材料あるいは原稿が置かれる走査面3を走査す
る。また第2レーザビーム9は振動鏡1の裏面に
入射して偏向され、第2の走査レンズ2′を通つ
て格子パターン5上を走査する。
第3図は性能、価格の両面から優れた方法であ
る。第1レーザビーム8は振動鏡からなる光偏向
器1で偏向され、走査レンズ2を通つて記録材料
あるいは原稿が置かれる走査面3を走査する。ま
た第2のレーザビーム9は集束レンズ10を通つ
たあと振動鏡1の裏面に入射して偏向され、その
ビーム偏向点を中心とした円周に沿つて偏向面内
に配置された格子パターン5上を走査する。集束
レンズ10はレーザビーム9を格子パターン5上
にフオーカスさせる作用をもつ。
第1図、第2図および第3図によつて説明した
いずれの方法においても、格子パターン5で変調
されたレーザビームはコンデンサーレンズ6で光
検出器7上に集められ、得られた光電信号を基準
として走査のタイミングをとる。走査レンズ2及
び2′としては通常fθレンズが用いられるが、そ
の場合には格子パターン5は一定周期で透明部と
不透明部を有するようにしておく。このようにす
ると走査面上の光スポツトの走査速度自体に歪み
があつても、光スボツトの一定間隔の位置ごとに
走査のタイミングをとるので走査歪みが補正され
る。また格子パターンの走査方向の長さは、用い
る光学系で決められる一定の倍率で走査線の長さ
(走査長)を規定する。
以上述べた公知の光ビーム走査装置では格子パ
ターン5の周期が固定されているために、走査の
基準信号とすべき光電信号が一通りしか得られ
ず、走査面上の走査長を一義的に規定してしま
う。このことは走査長を微細に調整する必要があ
る場合に不都合を生じる。走査長を微細に調整す
る必要がある場合の例として、レーザプリンタや
レーザコムに本発明の如き光ビーム走査を用いる
場合がある。例えばレーザプリンタでは、走査す
るレーザビームを用いて電子計算機からの出力デ
ータをあらかじめ表や枠などの書式が印刷された
用紙の上に印刷したり、白紙の用紙の上に別な光
学系を通して露光される書式と共に印刷したりす
る。この場合、レーザビームの走査のタイミング
は、大きさの決められた書式にデータのサイズが
合うように決める必要がある。その時要求される
精度は、走査線上で解像すべき点数を3000点、許
容される誤差を解像点数で表わして1点とすれば
1/3000≒0.03%となり、極めて高い精度が要求さ
れる。従来技術によつてこのような高精度を実現
するには、fθレンズの焦点距離や格子パターンの
周期、さらに光学系全体の調整における精度とし
て極めて高い精度が要求され、高価格の装置とな
つてしまうという問題がある。
本発明の目的は、走査面における光スポツトの
走査歪みを補正した光ビーム走査装置を実現する
ことである。
また本発明の別の目的は、走査面における光ス
ポツトの走査長を高精度に設定しうる光ビーム走
査装置を実現することである。さらに、本発明の
別の目的は、走査面における光スポツトの走査長
を高精度に設定するのに高価格を避けることであ
る。
さらにまた本発明の別の目的は、走査面におけ
る光スポツトの走査長を調整しうる機能をもたせ
ることにより、融通性の高い光ビーム走査装置を
実現することである。
本発明は光ビームの走査方向に交互に透明部と
不透明部とを有し、前記走査方向と垂直な方向の
位置によつて周期が変化すると共にこの方向に移
動可能とされた格子パターンから得られる光電信
号を用いて走査面における光スポツトの走査のタ
イミングをとることにより、走査面における光ス
ポツトの走査歪みを補正すると共に走査長を調整
しうるようにしたことを特徴とする光ビーム走査
装置である。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は第1図、第2図、第3図に示した従来
技術のいずれの系を基本としても実施することが
できる。いずれにしても格子パターンを周期一定
の平行パターンでなく、第4図aまたはbに示す
ように光ビーム走査方向と直交する矢印13の方
向の位置によつて周期が変化したパターンとすれ
ばよい。しかし第1図、第2図、第3図のどの系
で用いるかに従つて格子パターンの大きさを決め
る必要がある。
いま第4図aまたはbのように、格子板5′の
パターン幅の本来の設計値をLtとし、一方の端
のパターン幅をLt−ΔL、他方の端のパターン幅
をLt+ΔLとしたとき、光ビームに対してこの格
子パターン5′を光ビーム走査方法と垂直な方向
(矢印13の方向)に移動することによつて、得
られる光電信号の周波数を±(ΔL/Lt)×100%の
割合だけ調整することができる。このことは、こ
の割合だけ走査の有効長さを調整することができ
ることを意味している。
具体的な実施例を挙げて述べる。第5図は第3
図に示した従来技術の光ビーム走査装置の格子パ
ターン5として、第4図aまたはbに示した如き
格子パターン5′を用いた場合の部分的平面図で
ある。振動鏡1が偏向中心から角度θ/2だけ偏
向すると、第1及び第2のレーザビーム8及び9
は、共にその基準方向12から角度θだけ偏向さ
れる。この基準方向12は走査レンズ2の光軸及
び格子パターン5′の中心軸に一致するものであ
る。走査レンズ2として焦点距離fのfθレンズを
用いると、偏向された第1レーザビームの走査面
3上でのスポツト位置xは、 x=fθ ……(1) である。一方偏向された第2レーザビームの格子
パターン5′上でのスポツト位置tは次式で表わ
される。
t=Rθ ……(2) ここにRは格子パターンの彎曲半径で、その中
心は第2レーザビーム9の偏向中心(振動鏡1の
裏面上)にあり、スポツト位置tは格子パターン
に沿つてとつている。この両式より x/t=f/R ……(3) となる。(3)式の意味するところは、走査面3上の
第1レーザビームのスポツト位置xと格子パター
ン5′上の第2レーザビームのスポツト位置tと
が、レーザビームの偏向角θに無関係な係数
(f/R)を介して比例関係に結ばれている、と
いうことである。従つて格子パターンを一定周期
で構成し、その格子パターンによつて変調された
光電信号で走査面3上を走査する光スポツトのタ
イミングをとれば、その走査速度の歪みは補正さ
れる。格子パターン5′が第4図aまたはbに示
されるように形成されていると、(3)式におけるt
が±(ΔL/Lt)×100%の割合だけ調整できるの
で、走査面上のスポツト位置xもこの割合だけ調
整され、結果的に走査長がこの割合だけ調整でき
ることになる。
この系をレーザプリンタに応用する場合を考え
てみよう。走査面3上での有効走査長をA4判の
長辺としてLx=297mmとし、これを偏向角2θ=
30゜で得ようとするとfθレンズの焦点距離はf=
Lx/2θ=567mmとなる。有効走査長の範囲内で解
像すべき画素数をN=3000点とする。通常、格子
パターン5′から得られる光電信号を逓倍して画
素に対応するクロツクパルスを作るが、例えばこ
の逓倍率を10倍とすれば、今考えている例では有
効走査長に対応して300線対の格子パターンが必
要となる。格子パターン5′の彎曲半径をR=60
mmとした場合、格子パターン幅の理想値はLt=
R・2θ=31.4mmとなり、この中に300線対の格子
パターンを与えるにはその周期は104.7μm/線対
となる。前述したように走査のタイミング誤差の
許容数値が有効走査長に対して1画素分であると
すると、fθレンズの焦点距離、格子パターンの
幅、及び光学系全体の配置を総合して1/3000=
0.03%という高精度が要求される。しかしfθレン
ズ1つをとつてみても、製作した結果の焦点距離
は良くみても0.1%程度の精度であり、ここで要
求されるような高精度を実現することは不可能に
近い。そこで本発明では格子パターン5′を第4
図aまたはbに示したようなパターンとする。こ
こで考えている例の場合、Lt=31.4mmに対して仮
にΔL=3mmとすると、±(ΔL/Lt)×100=±9.6
%の誤差まで補正できることになる。このための
調整は、格子パターン5′を走査と垂直な方向に
微動ヘツド等を用いて移動させて行なう。この光
ビーム走査装置をレーザプリンタに応用する場
合、レーザビームで印刷されるデータの大きさが
書式の大きさに整合するように調整する。
尚、第4図の2通りの格子パターンのうち、格
子パターンを走査と垂直な方向に移動した時、走
査の始点がaの場合は変動し、bの場合は一定し
ている。その点でbのパターンの方が好ましい場
合もあるが、電気的な補正手段を併せ用いればa
のパターンでも問題はない。
以上は第3図に示した従来技術の光ビーム走査
装置を基本として本発明を実施した場合を述べた
が、本発明は第1図や第2図に示した光ビーム走
査装置を基本としても実施しうることはもち論で
あり、さらにその他の構成になる光ビーム走査装
置においても実施しうる。例えば光偏向器として
回転多面鏡や音響光学的光偏向器、さらに特願昭
57−1243号明細書に記載された如きキログラム光
偏向器を用いた光ビーム走査装置においても実施
しうる。また用途としてもレーザプリンタに限ら
れることなく、レーザコムやレーザフアクシミ
リ、さらにレーザ製版装置など、光ビームを走査
して画像を記録したり原稿を読取つたりする各種
の画像機器がありうる。
以上詳述したように、本発明は走査面における
光スポツトの走査歪みを補正し、また走査長を微
細に調整しうる光ビーム走査装置を実現したもの
であり、これによつて装置の高価格化なしに高精
度の光ビーム走査装置を実現したものである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図は従来の光ビーム
走査装置の代表的な例を示す図、第4図は本発明
で用いる格子パターンを説明する概念図、第5図
は本発明の一実施例の部分的平面図である。図に
おいて1は光偏向器、2は走査レンズ、3は記録
材料あるいは原稿が置かれるべき走査面、5及び
5′は格子パターン、6はコンデンサーレンズ、
7は光検出器、8は記録材料あるいは原稿の上を
走査するための第1レーザビーム(実線で示され
ている)、9は格子パターン上を走査するための
第2レーザビーム(破線で示されている)、10
は集束レンズである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 光ビームの走査方向に交互に透明部と不透明
    部とを有し、前記走査方向と垂直な方向の位置に
    よつて周期が変化すると共にこの方向に移動可能
    とされた格子パターンから得られる光電信号を用
    いて走査面における光スポツトの走査のタイミン
    グをとることにより、走査面における光スポツト
    の走査歪みを補正すると共に走査長を調整しうる
    ようにしたことを特徴とする光ビーム走査装置。
JP57092787A 1982-05-31 1982-05-31 光ビ−ム走査装置 Granted JPS58209711A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57092787A JPS58209711A (ja) 1982-05-31 1982-05-31 光ビ−ム走査装置
US06/497,935 US4578577A (en) 1982-05-31 1983-05-25 Light beam scanning device

Applications Claiming Priority (1)

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JP57092787A JPS58209711A (ja) 1982-05-31 1982-05-31 光ビ−ム走査装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58209711A JPS58209711A (ja) 1983-12-06
JPS643244B2 true JPS643244B2 (ja) 1989-01-20

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ID=14064127

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JP57092787A Granted JPS58209711A (ja) 1982-05-31 1982-05-31 光ビ−ム走査装置

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JP (1) JPS58209711A (ja)

Cited By (1)

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US4578577A (en) 1986-03-25
JPS58209711A (ja) 1983-12-06

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