JPH02217815A - 光ビーム走査装置 - 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） 本発明は光ビームを回転多面鏡により偏向して被走査面
を走査させる光ビーム走査装置に関し、特に詳細には上
記回転多面鏡の反射面に対応する走査ムラの影響を低減
することのできる光ビーム走査装置に関するものである
。

（従来の技術） 近年、光ビームを用いて画像の読取りおよび／または記
録を行なう光ビーム走査装置が種々開発されている。こ
のような装置においては、光源から発せられた光ビーム
は、回転多面鏡等の偏向器によって反射偏向されて、一
定速度で相対的に偏向方向に垂直な方向に送られる（副
走査される）被走査面上を主走査することに上り、該被
走査面を２次元的走査するようになっている。しかしな
がら、従来の走査装置において用いられる回転多面鏡は
、光ビームの入射する各反射面をそれぞれ回転多面鏡の
回転軸に対して完全に平行にすることは技術的に難しく
、いわゆる面倒れが生じてしまう場合が多い。このよう
な面倒れが生じると各反射面により反射される光ビーム
の反射方向が副走査方向に異なったものとなり、被走査
面上に形成される主走査線の間隔（ピッチ）にむらが生
じてしまうという不都合がある。

上記ピッチむらを無くすために従来より種々の方法が提
案されており、中でもアナモルフィック光学系等の光学
的手段により、ピッチむらを解消するようにした走査装
置が数多く提案されている（特公昭＄２−８６２１０号
等）。すなわち、アナモルフィック光学系を備えた光ビ
ーム走査装置は、ビーム光源と回転多面鏡の間にシリン
ドリカルレンズ等の入射用光学系を設け、光ビームを回
転多面鏡に、回転多面鏡の回転軸に垂直な線像として入
射させると共に、回転多面鏡と被走査面の間に、副走査
方向において回転多面鏡と被走査面とを共役関係にし、
回転多面鏡に線像として入射せしめられた光ビームを被
走査面上において点像に結像せしめるアナモルフィック
光学系を設けて、面倒れの有無にかかわらず、光ビーム
を被走査面上の所定の位置に結像させるようにしたもの
である。

しかしながら、このような光学的方法により、ピッチむ
らを高精度に補正するためには、アナモルフィック光学
系の各光学素子の性能を高めなければならず、このよう
な光学素子は高価であるとともに、かかる方法によって
も、補正光学系の像面湾曲や、回転多面鏡の回転による
同一反射面内での光ビームの反射位置の移動により上記
ピッチむらを完全にな（すことは困難であり、周期的な
ピッチむらはいくらか残存してしまうという問題がある
。

また、上記回転多面鏡は、反射面の反射率についてもこ
れを各反射面間で完全に等しくすることは技術的に難し
く、反射率にばらつきが生じてしまうことが多い。この
ように反射面毎に反射率のばらつきが生じると被走査面
上を走査する光ビームに強度むらが生じ、最終的に得ら
れた画像に濃度むらとなってあられれる。そこで、予め
求められる反射率のばらつきに対応して光ビームの強度
を調整するようにした装置が提案されているか（特開昭
６２−１７８９２０等）、かかる方法によっても光ビー
ムの強度むらを完全に除去することは難しく、いわゆる
連続調の画像の記録を行なう画像記録装置等、光ビーム
の走査を高精度に行なうことの求められる装置において
は、補正精度が不十分となる場合がある。

（発明が解決しようとする課題） 従って上述した主走査線のピッチむらや、光ビームの強
度むらといった、回転多面鏡の反射面毎に固有の走査む
らを除去するためには、回転多面鏡の寸法精度、反射率
精度を極めて高いものとしなければならず、回転多面鏡
の製造コストが大幅に上昇してしまうといった不都合が
生じる。

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、
回転多面鏡の製造コストを大きく上昇させることなく、
前述した走査むらの画質への影響を低減することのでき
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。

（課題を解決するための手段および作用）光ビーム走査
装置に上述した走査むらが生じても、この走査むらが視
認できない程度のものであれば、実用上走査むらは問題
にならないと考えることができる。走査むらを視認する
人間の視覚感度は、主走査線の空間周波数に依存してお
り、例えば回転多面鏡の反射面の反射率ばらつきに起因
する主走査線の濃度差の視認限界値は、第２図に示すよ
うに、空間周波数１本／龍付近で最も小さくなり最も視
覚感度が高くなる。また空間周波数がこれより大きくな
ると視覚感度は急激に低下する。また、回転多面鏡の面
倒れに起因する主走査線のピッチむらの視認限界値も、
同様に空間周波数１本ＺＩＩＩｌ付近で最も小さくなり
、空間周波数が大きくなると視覚感度は急激に低下する
。回転多面鏡を用いた走査装置における主走査線のピッ
チは通常８０〜Ｉ００μｍ１回転多面鏡の面数は６〜ｌ
Ｏ面であるので、主走査線の空間周波数は最大で２本／
ａｍ程度、最小で１本／ｌ１１１１程度となる。従って
かかる装置においては空間周波数が小さくなる程、濃度
むら、ピッチむらといった走査むらは目立ち易くなると
考えることができる。

本発明は上述した知見に基づいて導き出されたものであ
り、０１個の反射面（但しｎｌは素数を除く自然数）を
をする回転多面鏡を備え、上記反射面のうち、０２面お
き（但し、ｎ２はｎ２＋１が上記ｎ１のｎｌを除く約数
となる自然数）の所定の反射面に入射した光ビームのみ
により被走査面の走査を行なうことを特徴とするもので
ある。

すなわち、本発明の走査装置は、回転多面鏡の反射面を
間引いて用いることにより、上述した主走査線の空間周
波数を０２＋１倍に増大させ、これによって上述した走
査むらを視認し難くしたものである。なお、使用される
反射面の数を減少させて空間周波数を増大させるために
は、予めｎ１／２面、ｎｌ／３面といった面数の回転多
面鏡を用いることも考えられるが、例えば、ｎｌ　−６
の場合には、上記回転多面鏡の反射面の数は３および２
となり、現実的に使用が困難なものになってしまう。ま
た、−殻内に反射面の数が少なくなると、回転多面鏡の
回転により生じる風によって光ビームが影響を受け、安
定した走査が妨げられ易くなるため、すべての反射面を
使用するか否かにかかわらず、回転多面鏡の面数は多く
しておく方が望ましい。従って、本発明の装置は、上記
風の影響を増加させることなく、主走査線の空間周波数
を増加させることができ、それにより走査むらの影響を
低減することのできるものである。

なお、本装置において、使用される反射面以外の反射面
によって光ビームが被走査面に入射せしめられないよう
にするためには、かかる反射面が光ビームの光路上にあ
る開光ビームの射出を中断させるようにしてもよいし、
かかる反射面の構造を、光ビームを被走査面に入射させ
ることのできないように変化させてもよい。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例である光ビーム走査記録装置
の概略斜視図である。

本装置においては記録光である光ビーム１を発する光源
として半導体レーザ２が用いられており、この半導体レ
ーザ２から発せられた光ビーム１はビーム整形レンズ３
により所定の断面形状のビームに整形された後、シリン
ドリカルレンズ４により、回転多面ｍ５の反射面に、該
回転多面鏡の回転軸に垂直な線像として入射せしめられ
る。

上記回転多面鏡５は６つの反射面５ａ、５ｂ。

５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを有しており、矢印入方向に高
速で回転することにより光ビーム１を反射偏向する。偏
向された光ビームの光路上には、上述のように反射面上
に線像として入射した光ビーム１を、被走査面である記
録面７上において点像として結像させるレンズ群である
結像レンズ６が配設されており、この結像レンズ６を通
過した光ビーム１は、記録面７上を矢印Ｂ方向に繰り返
し主走査する。記録面７は上記主走査の方向と略垂直な
矢印Ｃ方向に一定速度で搬送されて副走査され、記録面
７は光ビーム１により２次元的に走査される。また、本
装置は上述したシリンドリカルレンズ４および結像レン
ズ６を備えていることにより、回転多面＃１′！５の反
射面の面倒れによる主走査線のピッチむらをある程度ま
で補正することのできるものとなっている。

前記半導体レーザ２は駆動電流を変化させることよって
出力を変化させる、いわゆるアナログ直接変調が可能で
あり、半導体レーザ駆動回路８は画像信号出力回路９の
出力信号に応じて半導体レーザ２を駆動し、上記出力信
号（画像信号）に対応した強度の光ビーム１を射出させ
る。従って上記記録面７には上記画像信号に基づく画像
情報が記録される。

ところで本走査装置において、記録面７上に形成される
主走査線のピッチは一例として１００μｍであり、上述
した回転多面ｆｆ１５の６つの反射面５８〜５ｆがすべ
て用いられると、各反射面の面倒れや反射率のばらつき
に起因する走査むらは１００μ７７１ｘ５−８００μｍ
の周期であられれ、走査むらの空間周波数は約１．７本
／ｌｌ１１となる。これに対して本実施例においては、
上記６つの反射面が一面おきに使用され、反射面５ｇ、
５ｃ、５ｅのみが光ビームを反射するようになっている
。すなわち、本走査装置は、回転多面鏡５の回転と同期
して、光ビーム１の入射する反射面が切り換わる毎にタ
イミング信号を出力する信号発生手段ｌＯを備えており
、上記画像信号出力回路９は、この信号発生手段１０か
ら発せられる信号により、光ビーム１の光路上に上記反
射面５ａ、５ｃ、５ｅが位置している間のみ画像信号を
出力し、光ビーム１の光路上に反射面５ｂ、５ｄ、５ｆ
が位置している間は画像信号の出力を停止するようにな
っている。画像信号の出力が停止せしめられると半導体
レーザ２から光ビーム１は射出されなくなり、記録面７
上には反射面５ａ、５ｃ、５ｅにより反射された光ビー
ムのみによって主走査線が形成される。なお、信号発生
手段ＩＯは、予め各反射面の移動のタイミングを記憶し
ているものであってもよいし、回転多面鏡の駆動手段な
どから回転多面鏡の回転を示す情報を得、これにより上
記タイミング信号を発生するものであってもよい。

このように回転多面鏡の反射面を１面おきに用いるよう
にすれば、前述した走査むらは１００μｍＸ３−３０　
　μｍの周期であられれ、走査むらの空間周波数は約３
．３本／關になる。従って上記空間周波数は６つの反射
面をすべて用いた場合に比べて大きく増大し、走査線の
ピッチむら、濃度むらといった走査むらは視認されにく
くなる。従って本装置によれば、従来と同様の精度の回
転多面鏡を用いても走査むらが目立たなくなるので、製
造コストを上昇させることなく再生された画質の向上を
図ることができる。また画質については従来程度で十分
である場合には、回転多面鏡の仕上精度をゆるめること
ができるので、その製造コストを低減することができる
。例えば、従来のように６面の反射面をすべて用いる場
合には、各反射面の反射利率のばらつきはそれぞれ０．
２％以内、各反射面の面倒れはそれぞれ１０′以内であ
ることが望まれていたが、本実施例においては、反射率
のばらつきを０．４％以内に、反射面の面倒れは２０′
以内にそれぞれ広げることが可能となった。

なお、記録面７に対する記録速度を変えずに反射面を間
引いて用いるためには、回転多面鏡５の回転速度を、す
べての反射面を用いる場合に比べて２倍に上昇させる必
要があるが、回転多面鏡５の回転速度を従来より上昇さ
せることが困難な場合には、記録面７の搬送速度を遅く
して、所定のピッチで主走査線が形成されるようにすれ
ばよい。

また、本発明の装置に用いられる回転多面鏡は反射面の
数が６面のものに限られるものではなく、４面、８面、
９面、１０面等、反射面を所定の数の面ずつ間引いて用
いた場合に常に一定の反射面が用いられる（すなわち面
数が素数でない）ものであれば、任意の面数ののちので
あってよい。また使用される反射面は、上述した実施例
のように１面おきに限られず、２面おき、３面おき等で
あってもよい。また光ビームを射出する光源は半導体レ
ーザの他、ガスレーザ、固体レーザ等も用いることがで
きる。その場合には、これらのレーザは直接変調を行な
うことができないので、変調器として音響光学変調器（
ＡＯＭ）等を用いればよい。

さらに間引きされる反射面により光ビームが記録面を走
査しないようにするためには、上述した実施例のように
光ビームの射出を停止させる他、間引きされる反射面の
傾きを変え、これらの反射面で反射された光ビームが記
録面に入射しないようにしてもよい。なおその場合にも
、光ビームが間引きされる反射面に入射している間は、
画像信号に基づく変調は行なわないようにする必要があ
る。

また装置が、上述した実施例のように、而倒れ補正用の
光学系を備えている場合には、上下方向に傾いて反射さ
れた光ビームも上記光学系により所定の走査位置に導か
れてしまうので、これらの光学系の素子に光ビームが入
射しない程度に反射面の傾きを大きくする必要がある。

また本発明の光ビーム走査装置は、連続調の画像記録を
行なう記録装置の他、２値の画像の記録を行なう記録装
置であってもよいし、蓄積性蛍光体シートに蓄積記録さ
れた画像情報を励起光により走査して画像情報を光電的
に読取る放射線画像情報読取装置等の読取装置であって
もよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の光ビーム走査装置によれ
ば、回転多面鏡の反射面を所定の毎数ずつ間引いて用い
るようにしたので、回転多面鏡の風による走査への影響
を増大させることなく、主走査線のピッチむら、濃度む
らといった走査むらの空間周波数を減少させて、該走査
むらを目立たなくすることができる。従って最終的に得
られる画像の画質を向上させたり、あるいは回転多面鏡
の仕上げの精度をゆるめてその製造コストを低減させる
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である光ビーム走査記録装置
の概略斜視図、 第２図は主走査線の濃度差の視認限界値と空間周波数の
関係を示すグラフである。 １・・・光ビーム　　　　　５・・・回転多面鏡５ａ、
５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ−・・反射面７・・・記
録面 ８・・・半導体レーザ駆動回路 ９・・・画像信号出力回路　１０・・・信号発生手段唸
乗挾Ｃｍ１８艷瞼で

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｎ＿１個の反射面（但しｎ＿１は素数を除く自然数）を
   有する回転多面鏡により光ビームを主走査方向に偏向し
   て、該光ビームに対して相対的に副走査方向に移動せし
   められる被走査面を２次元的に走査させる光ビーム走査
   装置において、前記回転多面鏡の前記反射面のうち、ｎ
   ＿２面おき（但し、ｎ＿２はｎ＿２＋１が前記ｎ＿１の
   該ｎ＿１を除く約数となる自然数）の所定の反射面に入
   射した光ビームのみにより前記被走査面の走査を行なう
   ことを特徴とする光ビーム走査装置。