JPH01180513A - 光ビーム記録装置 - 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】 し産業上の利用分野］ 本発明は光ビーム記録装置に係り、特に回転体とこの回
転体の回転軸に平行な複数の反射面とを備えた回転多面
鏡によって反射される光ビームによって記録媒体へ画像
を記録する光ビーム記録装置に関する。

［従来技術］ 一般に光ビーム記録装置では、レーザからの記録用光ビ
ームは回転多面鏡（ポリゴンミラー）等で構成される走
査光学系により、照射方向が連続的に偏向されるように
なっている。すなわち、記録用光ビームのポリゴンミラ
ーへの入射角がポリゴンミラーの回転により変更され反
射方向を偏向している。ポリゴンミラーによって反射さ
れた光ビームは固定された記録ステージ上へ配置されて
いる記録媒体へと照射され、画像が記録される。

この記録媒体としては被照射部の記録層が例えば融解又
は蒸発してその透過率が変化するものが適用されてふり
、従来のハロゲン化銀感光材料等のように、画像を記録
した後現像処理等をしなくても、書込み（光ビームの照
射）と同時に記録されている状態を確認することができ
る（特開昭５４−１５３０２５号公報参照）。

ところが、このような構造ではポリゴンミラーの反射面
の精度が主走査ラインピッチに大きく影響され、所謂面
倒れが生じていると、記録材料に記録される主走査ライ
ンのピッチが不均一となり、画像に乱れが生じることに
なる。また、ポリゴンミラーは機械的に回転させている
ため、回転駆動系の寸法誤差や経時的な摩耗により反射
面が傾くごとも面倒れの要因となっている。

これを解消するため、反射面によって反射される光ビー
ムを光学系により補正してポリゴンミラーの各反射面に
よる走査線の軌跡を一致させる（面倒れ補正）ことが提
案されている（特公昭５２−２８６６６号、実開昭５３
−９１８４５号公報参照）。なお、上記公報に記載され
た技術を実施する場合、高品質が要求され製作が困難な
短焦点レンズが必ず必要とされるため、本出願人は特公
昭６０−５２４０９号公報において、比較的安価である
長い焦点距離の円柱レンズを用いることができることを
開示している。これらの公報によれば、ポリゴンミラー
と記録材料との間に光学系を介在させて前記面倒れを解
消している。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記面倒れ補正にはポリゴンミラーと記
録材料との間に光学系が介在され、この光学系の取り付
けに際しては高精度が要求されるため、組み付けがめん
どうであると共に部品点数が多く装置自体が大型となる
という問題点があった。

本発明は上記事実を考慮し、面倒れ補正のための光学系
を必要とせず、ポリゴンミラーの各反射面による光ビー
ムの走査軌跡を互いに一致させることができ、記録材料
への主走査ラインピッチを均一とすることができる光ビ
ーム記録装置を得ることが目的である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る光ビーム記録装置は、回転体とこの回転体
の周面に取り付けられた複数の反射鏡との間にそれぞれ
圧電素子を配設し、圧電素子へ供給する電気量を制御し
て回転体と反射鏡との相対角度を変更し回転体の回転に
応じて各反射鏡から順次反射される画像記録用光ビーム
の主走査軌跡を一致させる制御手段を備えた光ビーム記
録装置であって、前記回転体と反射鏡との相対角度を検
出する角度検出手段と、角度検出手段により検出された
角度に基づいて圧電素子への電気量を補正して圧電素子
のヒステリシスに対する角度誤差を補正する補正手段と
、を有している。

［作用コ 制御手段では、圧電素子へ供給する電気量を制御して回
転体と反射鏡との相対角度を変更し回転体の回転に応じ
て各反射鏡から順次反射される画像記録用光ビームの主
走査軌跡を一致させる。

これにより、反射鏡は所定の位置へ位置決めされ、この
状態で主走査がなされる。この反射鏡の所定位着への位
置決めを各反射鏡の走査開始直前時毎に行なうことによ
り、複数の反射鏡による走査軌跡が全て一致され、例え
ば記録媒体を副走査方向へ等速度移動させて、この光ビ
ームで画像を記録する場合、その主走査ラインピッチが
均一となり、画像にむらが生じることがない。また、反
射鏡と記録媒体との間に走査ラインピッチずれ補正のた
めの光学系が必要なくなり、部品点数が減少する。

ところで、圧電素子の材質として、チタン酸バリウムや
その同類であるＰＺＴ　（チタンジルコン酸鉛）等の機
械的動作に対してじょうぶな一群の圧電物質が適用可能
であるが、これらの圧電素子の特性として、少なからず
ヒステリシスを持っている。

本発明では、圧電素子による反射鏡の位置決めに際して
、各圧電素子の近傍に角度検出手段を設置しこの角度検
出手段によって回転体と反射鏡との相対角度を検出して
いる。補正手段ではこの検小角度に基づいて圧電素子の
ヒステリシス分を補正している。すなわち、圧電素子へ
同量の電気量を加えた場合に反射鏡が下から上へ向きを
変えるときに位置決めされる位置と、上から下へ向きを
変えるときに位置決めされる位置とを一致させるように
している。これにより、前記制御手段による反射鏡の位
置決めを精度よく行うことができる。

［実施例コ 第１図には本実施例に係る光ビーム記録装置１０の概略
図が示されている。本実施例では光ビーム照射用レーザ
が２個設けられ、一方は書込み用レーザ１２、他方は読
み取り用レーザ１４として適用されている。これらのレ
ーザ１２．１４は並設され、制御部１６からの信号に応
じて光ビーム（第１図１点鎖線）が照射されるようにな
っている。書込み用レーザ１２から照射される書込み用
光ビームは光変調器１８へ供給されグイクロイックミラ
ー２０を通過してポリゴンミラー２２へと照射されるよ
うになっている。一方、読み取り用光ビームはミラー２
４によって前記グイクロイックミラー２０方向へ反射さ
れ、このグイクロイックミラー２０により前記書込み用
光ビームと光軸が一致されるようになっている。従って
、ポリゴンミラー２２へは書込み用光ビームと読み取り
用光ビームとが合成された合成光ビーノ、が照射される
ことになる。

ポリゴンミラー２２は回転多面鏡で構成されており、こ
のポリゴンミラー２２の回転によって、所定の角度範囲
で入射される合成光ビームの入射角を連続的に変更させ
る役目を有している。このポリゴンミラー２２は制御部
１６からの制御信号によって制御され、回転されるよう
になっている。

ポリゴンミラー２２から反射された合成光ビームは、こ
のポリゴンミラー２２と共に走査光学系の一部を構成す
る収束光学系２６．２８によって収束され、前記読み取
り用光ビームを後述する記録媒体３６の上流に配置され
た光検出センサ３０によって検出して、このパルス信号
を制御部１６へ供給するようにしている。光検出センサ
３０は書込み用光ビームによる主走査開始直前の位置に
対応して配置されており、書込み用光ビームの照射開始
時期を得るようになっている。

制御部１６は図示しないマイクロコンピュータを含んで
構成されおり、光検出センサ３０からのパルス信号の人
力から所定時間後に書込み用光ビームの照射を開始させ
、記録媒体３６への画像記録を制御するようにしている
。

書込み用光ビームは前記読み取り用光ビームと同軸で、
記録ステージ４０に配置されたロール状の記録媒体３６
の記録面上へ照射して主走査を行なうようになっている
。記録ステージ４０は制御部１６からの信号により、そ
の支持台４２に対して第１図紙面奥側へ移動されるよう
になっており、これにより、記録媒体３６上に照射され
る書込み用光ビームが副走査されるようになっている。

なお、本実施例では記録媒体３６をロール状のフィルム
としたが、シート状の記録媒体３６に複数の画像を記録
する所謂マイクロフィッシュであってもよい。

第２図には、本発明の特徴であるポリゴンミラー２２と
その関連部品の斜視図が示されている。

ポリゴンミラー２２は多角形の回転体４４と、その角面
に配設された複数の反射鏡４６とで構成されており、回
転体４４０回転で前記書込み用光ビーム及び読み取り用
光ビームの反射鏡４６への入射角度を変更して、主走査
を行なうようにしている。このポリゴンミラー２２は、
モータ（図示省略）の駆動力で回転されるようになって
いる。

ところで、本実施例に係るポリゴンミラー２２では、第
３図にも示される如く、回転体４４と各反射鏡４６との
間にそれぞれ圧電素子４８が介在されている。これらの
圧電素子４８はそれぞれリード線５０Ａ、５０Ｂ・・・
により回転軸５２の周面に沿って取り付けられた回転端
子５４Ａ、５４Ｂ・・・と電気的に接続されている。回
転軸５２にはキャップ５６が軸着され、このキャップ５
６の外周から内周へ貫通されている固定端子（ブラシ）
５８Ａ、５８Ｂ・・・と前記回転端子（回転リング’＞
５４Ａ、５４Ｂ・・・とがそれぞれ対応配置されている
。キャップ５６のそれぞれの固室端子５８Ａ、５８Ｂ・
・・には制御部１６から圧電素子作動信号が供給される
ようになっており、これにより、複数の圧電素子４８は
別個に電圧が付与され、所定の微動をすることができる
ようになっている。

ポリゴンミラー２２の近傍には、書込み用光ビームと読
み取り用光ビームとの反射鏡４６への入射点に基準光線
（第２図２点鎖線）を入射する光源６０が配置されてい
る。また、この光源６０に対応して、光源６０から照射
される基準光線をポリゴンミラー２２が前記主走査開始
直前の位置へ来た場合に受光する光検出センサ６２が配
置されている。この光検出センサ６２のセンサ部６２Ａ
は４分割されており、それぞれのセンサ部での受光で異
なる補正信号を制御部１６へ供給するようになっている
。制御部１６ではこの補正信号に基づいて基準光線がセ
ンサ部６２Ａの中心点へ照射させるべく、前記圧電素子
４８を制御して、反射鏡４６を回転体４４の回転による
主走査方向に対して垂直な方向へ傾動させるようになっ
ている。

すなわち、回転体４４の回転軸５２の偏心等で回転にぶ
れがあっても各反射鏡４６で反射されて走査される光ビ
ームの走査軌跡を一致させるようにしている。ところで
、圧電素子４８はヒステリシスを持っており、圧電素子
４８による反射鏡４６の移動方向に応じて印加される電
圧が一定でも反射鏡４６が異なる位置に位置決めされる
ことがある。本実施例では、後述の磁気センサ６４を用
いてこのヒステリシス分を補正している。

以下に本発明の特徴である圧電素子４８のヒステリシス
分の補正をする構成について詳細に説明する。

第３図に示される如く、回転体４４と反射鏡４６との間
隙部（ごはその回転体４４側に磁気センサ６４の一部を
構成する磁気抵抗素子６６が圧電素子４８に対応してそ
れぞれ取り付けられている。

また、反射鏡４６側には磁気抵抗素子６６と共に磁気セ
ンサ６４を構成する磁性体６８が取り付けられている。

この磁気抵抗素子６６と磁性体６８とはそれぞれ対向配
置されている。磁気抵抗素子６６の出力側には角度検出
器７０が接続され、磁気抵抗素子６６によって検出され
る抵抗値に応じて回転体４４と反射鏡４６との相対角度
が検出されるようになっている。また、この角度検出器
７０の出力側には圧電電圧補正回路７２が接続されてい
る。この圧電電圧補正回路７２には、圧電電圧とこれに
対応する角度との特性が記憶されており、角度検出器７
０によって検出される実際の角度に基づいて圧電素子４
８へ印加される電圧値を変更させる役目を有している。

ここで、第３図（Ａ）に示される如く、ポリゴンミラー
２２に偏心がなく回転されている場合は、磁性体６８と
磁気抵抗素子６６との間隙寸法Ｇ１は全て一定とされ、
磁気抵抗素子６６の抵抗値は変化されない。ここで、第
３図（Ｂ）に示される如く、ポリゴンミラー２２の偏心
等があると、圧電素子４８により回転体４４と反射鏡４
６との相対角度に変化が生じ、このときの間隙寸法Ｇ２
及びＧ、が前記寸法Ｇｌに対して異なることがある。

これにより磁界に変化が生じ、磁気抵抗素子６６ではこ
の間隙寸法の変化に応じて抵抗値が変化され、回転体４
４と反射鏡４６との相対角度が検出されるようになって
いる。圧電電圧補正回路７２では、この検出された角度
に基づいて圧電素子４８への印加電圧を変化させ、前記
ヒステリシス分の補正している。なお、制御部１６から
供給される圧電素子４８への電流は常に一定に保持され
るようになっている。

以下に本実施例の作用を説明する。

読み取り用レーザ１４から読み取り用光ビームの照射が
開始されると、この読み取り用光ビームはミラー２４、
グイクロイックミラー２０を介してポリゴンミラー２２
へ入射される。ポリゴンミラー２２は制御部１６からの
信号によって等速度回転しており、これにより読み取り
用光ビームは所定の範囲内で入射角が変更され、これに
応じて反射光の方向が変更される。この反射光は収束光
学系２６．２８を介して光検出センサ３０へと至る。光
検出センサ３０でこの読み取り用光ビームを検出すると
、ポリゴンミラー２２が主走査開始直前の位置に来たこ
とになり、制御部１６ヘパルス信号を供給する。制御部
１６では、このパルス信号の入力から所定時間経過後が
画像記録タイミングであると判断する。

ここで、画像記録タイミングとなると（ポリゴンミラー
２２の位置が主走査開始位置となる）・、書込み用レー
ザ１２から書込み用光ビームの照射が開始される。書込
み用光ビームは光変調器１８によって変調された後、グ
イクロイックミラー２０を通過してポリゴンミラー２２
へ入射され、それ反射光が記録媒体３６上へ照射される
。

書込み用光ビームの照射開始時と同時に制御部１６の制
御で記録ステージ４０を移動させて副走査が行なわれ、
記録媒体３６上に画像が記録される。

ここで、ポリゴンミラー２２は機械的な駆動系により回
転駆動させている。従って、回転軸５２の偏心や組み付
は精度の問題から光ビームの反射方向が各反射鏡４６に
よって異なることが考えられる。すなわち、主走査ライ
ンピッチが均一とならず、画像にむらが生じることにな
るが、本実施例では、光源６０から基準光線（第２図２
点鎖線）を照射し、この基準光線の反射方向に基づいて
各反射、鏡４６の傾きを補正するようにしている。

これを詳細に説明すると以下の如くなる。

ポリゴンミラー２２が主走査開始直前のとなると、光源
６０から基準光線が照射される（なお、この基準光線は
常時照射されていてもよい）。基準光線は反射鏡４６に
より反射され、光検出センサ６２へと至る。光検出セン
サ６２はそのセンサ部６２Ａの受光位置により、異なる
補正信号を制御部１６へ供給する。制御部１６ではこの
補正信号に基づいて反射鏡４６の傾き量を演算し、この
演算結果に応じて対応する圧電素子４８へ所定の電圧を
付与する。ここで、例えば走査ラインピッチが小さくな
る方向へずれている場合（今回の光ビームの反射方向が
前回の光ビームの反射方向よりも第３図上側にずれてい
る場合）、第３図に示される如く、所定の電圧が付与さ
れた圧電素子４８は、第３図（Ａ）の状態から第３図（
Ｂ）の状態となり、反射鏡４６６を第３図下方へ傾ける
ことができる。これを各反射鏡４６毎に行なうことによ
り、前記回転軸５２の偏心等による光ビームの偏向が解
消されて主走査ラインピッチを均一に保つことができる
。

ここで、本実施例に適用される圧電素子４８は、ヒステ
リシスを持っており、反射鏡４６の移動方向、すなわち
、反射鏡４６が第３図下方へ向いている状態から上方へ
向く方向へ移動した場合と、上方へ向いている状態から
下方へ向く方向へ移動した場合とで、同じ電圧を印加し
ても位置決めされる位置が異なることがある。これを補
正するため、本実施例に適用される磁気センサ６４では
反射鏡４６と回転体４４との相対角度を検出し、圧電素
子４８に印加される電圧値を補正して前記角度を常に一
定とするようにしている。

すなわち、反射鏡４６と回転体４４とが相対移動すると
、この移動量に応じて、磁気抵抗素子６６と磁性体６８
との間隙寸法が変化する（第３図（Ｂ）の寸法Ｇ２及び
Ｇ、参照）。この間隙寸法が変化すると磁気抵抗素子６
６では磁界の変化に応じて抵抗値が変化し、この抵抗値
は角度検出器７０へ供給される。角度検出器７０では、
この抵抗値に基づいて回転体４４と反射鏡４６との相対
角度を検出し、この検出値を圧電電圧補正回路７２へ供
給する。圧電電圧補正回路７２では予め圧電電圧と前記
角度との特性が記憶されており、圧電電圧に対する正規
の角度と検出された角度との間に差が生じている場合は
、最初に供給された圧電電圧に応じた角度となるように
圧電電圧を補正する。これにより、圧電電圧に応じた反
射鏡４６と回転体４４との相対角度は常に一致され、正
確な光ビームの照射方向の変更が行なえる。

なお、本実施例では角度検出手段の一部を構成する回転
体４４と反射鏡４６との偏位を検出する手段として磁気
センサ６４を用いたが、回転体４４と反射鏡４６との間
隔を検出するギャップセンサ等の他の偏位検出手段を用
いてもよい。

また、本実施例では、基準光線を照射する光源６０を新
たに追加したが、読み取り用光ビームを受光して主走査
開始時期を得る光検出センサ３０のセンサ部を上記のよ
うに４分割すれば、読み取り用光ビームを基準光線とし
て適用することができる。

さらに、本実施例では、角度検出器７０及び圧電電圧補
正回路７２を回転体４４に埋設したが、これらを制御部
１６へ内蔵し、磁気抵抗素子６６からのセンサ信号を回
転体４４の外部へ取出してもよい。

［発明の効果］ 以上説明した如く本発明に係る光ビーム記録装置は、面
倒れ補正のための光学系を必要とせず、ポリゴンミラー
の各反射面による光ビームの走査軌跡を互いに一致させ
ることができ、記録材料への主走査ラインピッチを均一
とすることができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る光ビーム記録装置の概略図、第
２図はポリゴンミラーの斜視図、第３図（Ａ）及び（Ｂ
）は回転体と反射鏡との取り付は状態を示す断面図であ
る。 １０・・・光ビーム記録装置、 １２・・・書込み用レーザ、 １４・・・読み取り用レーザ、 １６・・・制御部、 ３６・・・記録媒体、 ４４・・・回転体、 ４６・・・反射鏡、 ４８・・・圧電素子、 ６０・・・光源、 ６２・・・光検出センサ、 ６２Ａ・・・センサ部、 ６４・・・磁気センサ、 ６６・・・磁気抵抗素子、 ６８・・・磁性体、 ７０・・・角度検出器、 ７２・・・圧電電圧補正回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転体とこの回転体の周面に取り付けられた複数
   の反射鏡との間にそれぞれ圧電素子を配設し、圧電素子
   へ供給する電気量を制御して回転体と反射鏡との相対角
   度を変更し回転体の回転に応じて各反射鏡から順次反射
   される画像記録用光ビームの主走査軌跡を一致させる制
   御手段を備えた光ビーム記録装置であって、前記回転体
   と反射鏡との相対角度を検出する角度検出手段と、角度
   検出手段により検出された角度に基づいて圧電素子への
   電気量を補正して圧電素子のヒステリシスに対する角度
   誤差を補正する補正手段と、を有する光ビーム記録装置
   。
2. （２）前記角度検出手段は前記圧電素子の近傍にそれぞ
   れ配置され磁界の変化に応じて抵抗値が変化する磁気セ
   ンサと、前記磁気センサによって得られた抵抗値から回
   転体と反射鏡との相対角度を検出する角度検出手段と、
   で構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載の光ビーム記録装置。