JPH04101113A - 画像走査装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ポリゴンミラー等の回転多面鏡からなる偏向
手段と走査レンズとにより、光ビームを被走査面に結像
し走行させて、被走査面に画像を記録したり或いは被走
査面上の画像を読み取る画像走査装置に関し、より詳し
くは回転多面鏡に入射する光ビームの入射角を微調整す
ることにより、回転多面鏡の面倒れ誤差補正を行う画像
走査装置に関する。

（従来の技術） 平面走査型の製版用スキャナ等においては、画像読取り
或いは記録用の光ビームを主走査方向に沿って周期的に
偏向する必要がある。そして、この偏向手段として、ポ
リゴンミラー（回転多面鏡）が一般に使用される。

ところで、ポリゴンミラーで偏向された光ビームの被走
査面上の軌跡（被走査面の主走査方向に時々刻々結像さ
れる多数の結像点の集合からなるラインであり、以下ト
レースラインという）は、必ずしも完全な直線にはなら
ず、ポリゴンミラーの面倒れ誤差に起因して副走査方向
のピッチずれや湾曲を発生し勝ちである。

このようなピッチずれや湾曲を発生し、その度合が大き
い場合は、結果的に描画品質や読取り精度が損なわれる
。そこで、このような不具合を防止するために、従来よ
りポリゴンミラーの面倒れ誤差補正が行われている。

ここに、ポリゴンミラーの面倒れとは、回転軸に対して
各ミラー面の平行度が不揃いの状態になることをいい、
加工精度上の限界に起因して面倒れ誤差（例えば、±ｌ
Ｏ“）が発生する。

そして、この種の面倒れ誤差補正を行う画像走査装置の
一従来例として、特開昭５８−１００１１７号公報に開
示されたものがある（以下第１従来例という）。この第
１従来例では、ポリゴンミラーの回転軸に垂直な主走査
面からレーザビームをポリゴンミラーに入射させると共
に、ポリゴンミラーの面倒れ誤差に相当する量を主走査
面からずらす方向に入射ビームを振って、ポリゴンミラ
ーのミラー面からの反射ビームが必ず主走査面に反射す
るように、ポリゴンミラーの各面の面倒れ誤差と回転軸
の回転角度に応じてレーザビームのポリゴンミラーへの
入射角をＡＯＤ　（音響光学偏向器）等により微調整し
、これによりトレースラインにピッチずれや湾曲が発生
するのを抑制する。

即ち、トレースラインの湾曲量を打ち消す方向にレーザ
ビームの入射角を微調整する構成をとる。

なお、主走査面とは、ポリゴンミラーの各ミラー面によ
り反射される光ビームを結像して感光材に導くｆ・θレ
ンズの光軸を含みポリゴンミラーの回転軸に垂直な偏向
面をいう。

また、他の従来例（以下第２従来例という）として、特
開昭６０−１８６８２１号公報に開示されたものがある
。この第２従来例では、レーザビームを主走査面外であ
って、ポリゴンミラーの出射側に設けられるｆ・θレン
ズの光軸の真下からポリゴンミラーに入射させると共に
、上記第１従来例同様にポリゴンミラーの各ミラー面の
面倒れ誤差に応じて、レーザビームのポリゴンミラーに
対する入射角をＡＯＤ等により微調整してトレースライ
ンに湾曲が発生するのを抑制する構成をとる。

上記のように、ポリゴンミラーに対してｆ・θレンズの
真下からレーザビームを入射させる場合は、トレースラ
インに発生する湾曲量を小さくできるものの、主走査面
がｆ・θレンズの光軸外にあるため、入射光線がｆ・θ
レンズの光軸に対して成る角度を持ち、この角度の影響
により、反射ビームの結像スポットが走査中心から端へ
進めば進む程、理想走査線からずれる現象を生じ、結局
トレースラインの両端側が同一方向に変形する弓張り状
のラインボウ（第７図参照）を生し、描画品質や読取り
精度が損なわれるという欠点がある。

そこで、この第２従来例においては、ラインボウを補正
するために、凹面鏡等の光学的補正手段が設けられる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記第１従来例による場合は、走査レンズと
してｆ・θレンズを用いるため、その結像特性（走査特
性）により、面倒れ誤差のあるポリゴンミラーが回転す
ると、これに起因して入射ビームとポリゴンミラー間の
角度が時々刻々変化するため、トレースラインが第７図
に示すように、図上Ｘ軸に相当する理想走査線に対して
非線形状態に傾斜するねじれ現象を発生する。このよう
な、ねじれ現象を発生すると、トレースラインの理想走
査線に対する副走査方向におけるずれ量がポリボンミラ
ーの同一のミラー面において区々に異なることになる。

従って、この第１従来例によれば、面倒れ誤差量のみな
らず、ポリゴンミラーの回転軸の回転角度を検出し、画
情報に従ってレーザビームの入射角を同一のミラー面あ
たり連続的に微調整して、ねじれ現象を解消する必要が
ある。このため、極めて高速、且つ高精度の制御を要し
、制御系の構成が複雑、且つ大型化し、コストアップを
招来するという欠点がある。

一方、上記第２従来例によれば、入射光ビームのレンズ
光軸に対する入射角が大きく　（例えば５〜１５’）な
るので、大きなラインボウを生じて実用にならない。こ
れを補正するには、レーザビームの走査幅と同程度ある
いはそれ以上の大きな凹面鏡を必要とするため、記録あ
るいは読み取りが大サイズ化するに伴って、光学系が複
雑、且つ大型化し、コストアンプを招来するという欠点
がある。

（発明の目的） 本発明は、上記従来技術の諸欠点を解消するためになさ
れたものであり、簡潔な装置構成で、回転多面鏡の面倒
れ誤差を補正でき、描画品質や読取り精度の向上が図れ
る画像走査装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、回転多面鏡に入射する光ビームの入射角を微
調整することにより回転多面鏡の面倒れ誤差補正を行う
画像走査装置において、ｆ−ｓｉｎθなる走査特性を有
し、その光軸を前記回転多面鏡の回転軸に略直交する状
態で配置した走査レンズと、前記回転多面鏡の回転軸と
前記走査レンズの光軸を含む面内であって、走査レンズ
の略真下又は真上から前記光ビームを回転多面鏡に入射
させ、かつ、その入射光路を可変になす光路可変手段と
、検出された前記回転多面鏡の各ミラー面の面倒れ誤差
量に基づき、面倒れ誤差補正量を算出する演算手段と、
算出された面倒れ誤差補正量に基づき前記光路可変手段
を駆動して前記光ビームの入射角を微調整する制御手段
と、を備えたことを特徴としている。

また、本発明に係る画像走査装置は、回転多面鏡のいず
れのミラー面により走査されているかを検出する検出手
段と、回転多面鏡の各ミラー面の面倒れ誤差をキャンセ
ルできる面倒れ誤差補正量に関する補正データを予め記
憶した記憶手段とを備え、前記検出手段により検出され
たミラー面に対する補正データを前記記憶手段から読み
出して、この補正データに基づき該当するミラー面の面
倒れ誤差を補正するようにしたことを特徴としている。

（作用） 上記のように、回転多面鏡のミラー面で反射された光ビ
ームを結像する走査レンズとしてｆ−８ｔルθレンズを
用いる場合は、これの結像特性（走査特性）により、ｆ
−ｓｉｎ１３レンズの光軸に対して入射光ビームが成る
傾き角を持っていても、この傾き角に直角な方向に入射
光ビームを振ることにより、ｆ−ｓｉｎθレンズを出た
スポット光の副走査方向における光軸からの位置ずれを
、面倒れ誤差を有する回転多面鏡の回転にもかかわらず
ほぼ一定の値に維持できる。従って、ラインポウは実用
上無視できるほど小さくなる。

また、回転多面鏡の回転軸と前記走査レンズの光軸を含
む面内であって、ｆ−ｓｔｎθレンズの光軸の略真下又
は真上から光ビームを回転多面鏡に入射させる場合は、
トレースラインの湾曲が副走査方向を基準にして左右対
称に現れるので、上記したトレースラインのねしれ現象
を発生することがない。従って、面倒れ誤差補正を１個
のミラー面において時間的に連続して行う必要がなく、
ミラー回毎に行えばよいので、簡潔な制御構成で実現で
きる。

（実施例） 八−金婆盪戒 第１図は、本発明に係る画像走査装置の一実施例の全体
構成を示す斜視図である。この装置１は、主偏向器とし
てポリゴンミラー（回転多面鏡）９を備えた平面走査型
の製版用スキャナとなっており、図中に示すＸ方向及び
Ｙ方向が、夫々画像走査装置における主走査方向及び副
走査方向に相当する。

レーザ光源２で発生したレーザビームＬＢは、ハーフミ
ラ−３によって主光ビームＬＭと参照光ビームＬＲとに
分割される。主光ビームＬＭは、ミラー５で反射された
後に、光路可変手段を兼用する前置偏向器としてのＡＯ
Ｄ　（音響光学偏向器）８へ入射する。ＡＯＤ８には、
図外の画像信号発生装置より主光ビームＬＭを０Ｎ１０
ＦＦ変調する画像信号ＳＴが入力され、後述するように
感光材１２に対する記録動作が行われる。

一方、参照光ビームＬＲは、ミラー６．７によって順次
反射され、主光ビームＬＭと平行なビームとなってＡＯ
Ｄ８へ入射する。ＡＯＤ８には、後述の第６図で示され
る制御装置７０（面倒れ誤差補正量の演算手段及び入射
光ビームの微調整用の制御手段）からポリゴンミラー９
のミラー面に対する光ビームの入射角をミラー回毎にＲ
１ｔＭ整するための角度調整信号ＡＳが入力されるよう
になっており、この角度調整信号ＡＳに応して主光ビー
ムＬＭ及び参照光ビームＬＲをＦ７方向へ偏向する。こ
のＦＹ力方向、副走査方向Ｙに対して光学的に等価な方
向である。また、主光ビームＬＭ参照光ビームＬＲの夫
々の偏向角度は、実質的に同一である。

ＡＯＤ８によって偏向された後の主光ビームＬＭ、参照
光ビームＬＲは、ミラー１３を介して図示するａ方向に
等速回転するポリゴンミラー９に入射する。その結果、
主光ビームＬＭ、参照光ビームＬＲは、ポリゴンミラー
９の回転に伴ってＦ８方向へ周期的に偏向されたビーム
となる。このＦ、方向は、主走査方向Ｘに対して光学的
に等価な方向である。

偏向後の光ビームＬＭ、ＬＲのうち、主光ビームＬＭは
、ｆ−ｓｉｎθレンズ１０を通った後にミラー（折り返
しミラー）１１で反射されて感光材１２へと向かう。従
って、ポリゴンミラー９の回転に伴って主光ビームＬＭ
は、感光材１２を主走査方向Ｘに走査し、その表面を選
択的に露光する。

この走査の軌跡、即ちトレースラインＴＬは、画像記録
における走査線を規定する。

また、感光材１２は、図外の搬送機構により主光ビーム
ＬＭに対して相対的に副走査方向Ｙに移動され、これに
よって画像信号Ｓｌに応した２次元画像が潜像として感
光材１２上に記録される。

なお、第１図において、ＡＯＤ８は、ｆ−ｓｉｎθレン
ズ１０の光軸の真下に設けられ、光軸及びこれに直交す
るポリゴンミラー９の回転軸とを含む面内から光ビーム
をポリゴンミラー９の各ミラー面に入射するようになっ
ている。また、図示例では、ミラー１３を介して光ビー
ムをポリゴンミラー９のミラー面に入射させる構成をと
るが、ミラー１３を設けずＡＯＤ８から直接に光ビーム
を入射させる構成をとることもできる。

一方、ポリゴンミラー９で偏向された参照光ビームＬＲ
は、ｆ−ｓχルθレンズ１０を通った後にフォトセンサ
アレイ　（グレーティングセンサ）１００に入射する。

このフォトセンサアレイ１００は、長尺の絶縁性基板４
０の上に複数のフォトセンサ２０ａ、２０ｂ、・・・、
２０ｍを直線的に配列して固定した構造をとる。そして
、フォトセンサアレイ１００は、その長平方向り、と幅
方向Ｄ７とが夫々主走査方向Ｘと副走査方向Ｙとに対し
て光学的に等価となるように配置されている。換言すれ
ば、フォトセンサアレイ１００の配置位置は、感光材１
２上の主光ビームＬＭ、即ちトレースラインＴＬＩこ対
して等価な位置となっている。

加えて、フォトセンサ２０ａ〜２０ｍの夫々は、互いに
平行に配列した上部センサと下部センサを有している。

そして、フォトセンサ２０ａ〜２０ｍの夫々の上部セン
サが電気的に相互に接続されて上部センサアレイ１００
Ｕを構成している。また、フォトセンサ２０ａ〜２０ｍ
の夫々の下部センサも電気的に相互に接続されて下部セ
ンサアレイ１００Ｌを構成している。フォトセンサアレ
イ１００によって参照光ビームＬＲを受光したとき、上
部センサアレイ１００Ｕ及び下部センサアレイ１００Ｌ
によってこの参照光ビームＬＲが光電変換され、一対の
光電変換信号ＳＵ、ＳＬとして制御装置７０（第６図参
照）に出力される。

この光電変換信号ＳＵ、ＳＬにより、フォトセンサアレ
イ１００上での参照光ビームＬＲの入射位置が、上部セ
ンサアレイ１００Ｕと下部センサアレイ１００Ｌとの境
界上に定義された基準線ＲＦから副走査方向Ｙにどれだ
けずれているかが示される。このフォトセンサアレイ１
００は、後述する面倒れ誤差補正により、トレースライ
ンＴＬの湾曲が確実に解消されたかどうかを最終的に確
認するために使用される。即ち、後述する補正内容によ
り理論的に面倒れ誤差が解消されたとしても、ポリゴン
ミラー９の回転軸の軸振れにより、トレースラインＴＬ
に微小な湾曲が発生する場合があるので、このような場
合に理論式に対して所定の係数補正を行うためのデータ
として利用される。

なお、この確認手段としては、上記フォトセンサアレイ
１００に限定されるものではない。

加えて、参照光ビームＬＲの走査域には、スタートセン
サ７１が設けられ、またポリゴンミラー９の回転軸には
、原点パルス発生器７２が連結される。スタートセンサ
７１及び原点パルス発生器７２の検出信号は、第６図に
示されるように制御装置７０に入力される。制御装置７
０は、雨検出信号に従い、現時点においてポリゴンミラ
ー９のいずれのミラー面による走査が行われているかを
判定する。

即ち、例えば、参照光ビームＬＲがスタートセンサ７１
を横切り、スタートセンサ７１から参照光ビームＬＲ検
出信号が与えられると、その時点からの経過時間を計数
し、計数値により参照光ビームＬＲの位置を判定する。

そして、原点パルス発生器７２からの原点パルスを基準
にして、ポリゴンミラー９の回転軸の回転角度位置を判
定し、両判定結果により、現時点においてポリゴンミラ
ー９のいずれのミラー面による走査が行われているかを
判定する。

（以下余白） Ｂ、　　　　　　に　　る　　　れ　　　　　　の次に
、第２図ないし第４図に従って本発明に係る面倒れ誤差
補正の原理について説明する。但し、第２図（ａ）、（
ｂ）は、ポリゴンミラー９の回転軸とｆ−ｓｉｎθレン
ズ１０の光軸を含む面で切断した状態を示す断面図であ
り、この内、第２図（ａ）においては、光路可変手段と
しての微調用ミラー８０をポリゴンミラー９とｆ−ｓｉ
ｎθレンズ１０との間に配置する構成をとり、第２図（
ｂ）においては、微調用ミラー８０をｆ−ｓｉｎθレン
ズ１０の外側方に配置する構成をとる。なお、微調用ミ
ラー８０はポリゴンミラー９に対する光ビームの入射角
を微調整するためのものであり、この微調用ミラー８０
を設ける場合は、前記ＡＯＤ８が不要になる。

第３図は、入射光ビーム、反射光ビーム、ポリゴンミラ
ー９の回転角２面倒れ誤差の関係及び以下の式に出て来
る各文字の定義を示す斜視図、第４図は、反射光ビーム
がｆ−ｓｉｎθレンズ１０を経て感光材１２上の露光面
に至るまでを簡略して示す斜視図である。

本実施例における面倒れ誤差補正は、上記した如く、ポ
リゴンミラー９から反射される光ビームを感光材１２上
の露光面に導く走査レンズとして、従来一般に多用され
るｆ・θレンズに代えてｆ・ｓｉｎθレンズ１０を用い
、且つポリゴンミラー９の各ミラー面に対してレーザ光
源２からの光ビームを、ｆ−ｓｉｎθレンズ１０の光軸
の略真下、即ち、ｆ−ｓｒｎθレンズｌＯの光軸とこれ
に直交するポリゴンミラー９の回転軸を含む面内であっ
て、ｆ−ｓｉｎθレンズｌＯの光軸の真下から入射させ
、ポリゴンミラー９に対する光ビームの入射角を微調整
することにより、ポリゴンミラー９の各ミラー面におけ
る面倒れ誤差を簡単な構成で補正することを主眼とする
ものである。

まず、第３図に従って、以下の説明及び弐で用いられる
文字の定義をする。但し、第３図においては、説明の便
宜上、ポリゴンミラー９のミラー面とその回転軸が同一
の平面内にあるように描いである。

第３図に示される幾何光学系は、主走査方向をＸ軸、副
走査方向（ポリゴンミラー９の回転軸に一致する）をＹ
軸、ｆ−ｓｉｎθレンズ１０の光軸をＺ軸とする。−ｘ
ｙｚ三次元直交座標系を構成する。この座標系において
、ＳＯは、第１図に示されるＡＯＤ８又は第２図に示さ
れる微調用ミラー８０を介してレーザ光源２からポリゴ
ンミラー９のミラー面に入射される入射光ビームを示す
。

ＯＴは、ポリゴンミラー９のミラー面から反射され、感
光材１２の露光面に導かれる反射光ビーム、ＯＪは、ポ
リゴンミラー９のミラー面に立てた法線である。そして
、Ｋ点及び１点がＴ点及び５点からＸＺ平面（主走査面
）に下ろした垂線の足である。同様に、Ｒ点は、８点か
らＸＺ平面に下ろした垂線の足である。

また、図において、５Ｏ＝ＯＴ＝ｑと設定しであるため
、／ＴＪＯ＝ＺＳＪＯ＝９０°の関係があり、入射光ビ
ームＳＯとｆ−ｓｉｎθレンズＩＯの光軸のなす角／Ｓ
ＯＲは、１ｓＯＲ＝ｉ＋Δで表わす。ここに、Δは、ポ
リゴンミラー９の面倒れ誤差に応じて前記ＡＯＤ８又は
微調用ミラー８０により微調整される入射光ビームＳＯ
の角度調整量であり、制御装置７０からの角度調整信号
ＡＳにより調整される。

また、／ＲＯＩ”ａは、ポリゴンミラー９の回転軸の回
転角、／ＪＯＩ　＝δ、即ちＸＺ平面と法線ＯＪとがな
す角がポリゴンミラー９のミラー面の面倒れ誤差角であ
る。／ＴＯＫ＝αは、反射光ビームＯＴとＸＺ平面とが
なす角、／ＲＯＫ：βは、反射光ビームＯＴのＸＺ平面
への投影像ＯＫとｆ−ｓｉｎθレンズ１０の光軸とがな
す角を夫々示す。更に、図において、／ＪＯ８と／ＪＯ
Ｔとの間には、／ＪＯ３＝／ＪＯＴの関係が成立し、以
下／ＪＯ３＝／ＪＯＴ＝ｂとする。

この第３図は以下に説明する第４図の原点０付近を拡大
したものであり、上記角度α、β等は第４図においても
共通である。

次に、第４図に従って面倒れ誤差による偏差量ｙ　−ｙ
ｏ　＃の詳細について説明する。図において、四辺形Ａ
ＢＣＤは、ｆ−５１ｎθレンズ１０の一部を示しており
、光軸０２に直交する。四辺形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’は、四
辺形ＡＢＣＤに平行かつ相似な感光材１２上の露光面で
ある。図中破線で示す○ＤＥは、ＸＺ平面内を走査する
光ビームを示す。また、ＯＣＦは、ＸＺ平面に対して角
度Ｔだけ傾いた面を走査する光ビームである。Ｄ′点は
、ＸＺ平面上の点である。

なお、第４図では図示されていないが、β＝０の時のＡ
’Ｆ　（但し、このＡ’Ｆは、図示状態の線分Ａ’Ｆを
意味するのではなく、β＝０の時は、Ｇ点がＡ′点に一
致するので、その場合のＡ’Ｆの長さを意味する）の長
さをｙｏ　″とする。即ち、ｙ０″は、β＝０の時の副
走査方向Ｙの原点に相当する。

また、四辺形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’において、ＥＡ′をｘ’
、ＧＡ’をＸ＃とじ、ｘ′−ｘ＃＝ΔＸとする。また、
ｙ　−ｙｏ　＝Δｙとする。一方、四辺形ＡＢＣＤにお
いて、ＤＡ＝ｘ、ＤＣ＝ｙ。

／ＣＡＤ二γ、ＯＡ　＝　Ｚ　ｏとする。四辺形ＡＢＣ
１）　／／四辺形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’だから／ＣＡＤ＝／
Ｃ’Ａ’Ｄ’＝γとなる。更に、図において、／ＤＡＯ
＝、＜Ｄ　’　Ａ　’　Ｏ＝　９０°となる。また、／
ＡＯＣ＝／Ａ’Ｏ’Ｃ’＝θとする。

以上の関係により、下記■〜■弐が成立する。

ｔａｎα＝　　　　ｃｏｓβ　　・・・■ｔａｎβ＝　
　　　　　　　　・・・■ｔａｎγ＝　　　　　　　　
　　　　・・・■但し、θは、第４図に示すように、光
軸と反射光ビームＯＣとがなす角度である。

ここで、上記０〜０式において、以下に０式を例にとっ
て、その導きかたを説明する。

図示する幾何学的関係により、ｔａｎα＝　（ＤＣ／Ｄ
ｏ）＝　（ｙ／Ｄｏ）・・・■′が成立する。一方、／
ＤＡＯが９０ｅ′であるので、ＤＯは、ＤＯ＝ＡＯ／ｃ
ｏｓβ＝Ｚｏ／ｃｏｓβ・・・■″として表される。

従って、■“式を■′式に代入すると、上記０式が得ら
れる。

以上の０〜０式において、四辺形Ａ　Ｂ　ＣＤ　ｔｔ四
辺形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’の関係があるから、上記０〜０式
において、γ、ｘ、ｙ、θ、Ｚｏを消去して行く方向に
、０〜０式からなる連立方程式を解く。また、第４図の
ようにｘ　　、ｙ“を採ると、下記０式及び０式が得ら
れる。

ｘ’＝ｉ−ｃｏｓγ　・・・■ ｙ“＝１２−ｓ暑箆γ　・・・■ 但し、１＝ＦＡ’である。

次に、上記０〜０式の解および■、０式に基づき、レン
ズがｆ−ｔａｎθレンズ、ｆ・θレンズ及びｆ−ｓｉｎ
θレンズである場合のｘ＃、ｙ“、ΔＸ、Δｙを求める
。但し、ｆは、これらのレンズの焦点距離であり、上記
ｌとの間に、１＝ｆ−ｔａミル、ｌ＝ｆ・θ、ｌ１＝ｆ
−ｓｉｎθの関係が成立する。それ故、レンズがｆ−ｔ
ａｎθレンズ、ｆ・θレンズ及びｆ−５ｔｙＬθレンズ
である場合のＸ″ｙ　、ΔＸ、Δｙは下記■式〜＠式で
示される。

（Ｉ）ｆ−ｔａｎθレンズの時 Δｘ　　−０ Δｙ＝ｆ−ｔ（Ｌｎα（ ｃｏｓβ ｌ） ニ ■ ・・・■ （ＩＩ）　　ｆ・θレンズの時 （ＤＩ）　　ｆ　−５ｉｎθレンズの時Ｘ“＝ｆ−ｃｏ
ｓ（Ｘ・ｓｉｎβ ｙ”＝ｆ０ｓｘｎα　　　　−・・・■Δｘ＝ｆ−ｓｉ
ｎβ（１−ｃｏｓｃｘ）ユ９．。　　　　　　■８０．
。

ただし、上記０式は角度αが一定であることを前提にし
ている。また、この実施例において角度αは一定ではな
いが、後述するように、Δｙを非常に小さくできる。

上記■式〜＠式を比較すると、レンズがｆ−ｓｉ几θレ
ンズである場合には、偏差量ｙ″がβ成分を含まないこ
とがわかる。即ち、ｆ−ｓｉｎθレンズによれば、面倒
れ誤差のあるポリゴンミラー９が回転したとしても、こ
れの回転軸の回転角ａ（第３図参照）に応じて変化する
β（光軸ＯＺに対する反射光ビームの角度）の影響を受
けるβの影響を受けないことがわかる。従って、ｆ−ｓ
ｉｎθレンズによれば、第４図におけるα、即ちポリゴ
ンミラー９のミラー面から反射される反射光ビームＯＣ
のＸＺ平面に対する角度αが一定であれば、偏差量ｙ″
を一定に維持でき、ラインボウを発生しないことがわか
る。角度αを一定に維持するには、ポリゴンミラー９の
ミラー面に存在する面倒れ誤差を考慮巳て、第１図に示
されるＡＯＤ８又は第２図に示される微調用ミラー８０
により、入射光ヒームＳＯとｒ’ｓｚｎθレンス１０の
光軸のなす角／ＳＯＲ：ｌ−Δ（第３図参照）のΔの値
を微調整すればよい。

そこで、本発明では、以下↓こ述べるようにして、αと
１−Δとの関係を具体的に求め、αの値を維持できるよ
うに１−Δ、より具体的にはΔの値を調整し、これによ
りトレースラインＴＬにラインボウが発生するのを防止
する構成をとる。

以下、第３図に従ってαとｉ　−ｔ−Δとの関係を求め
る。図において、ＴＫとＳＲは、共にＸＺ平面に垂直だ
から、ＴＫ／／ＳＲの関係が成立する。

方、ＴＳとＫ　’Ｒは、ＴＫとＳＲが形成する平面上に
有る。また、ＲＫはＸＺ平面上の線である。従って、Ｔ
ＳとＫＲの交点ＨはＸＺ平面上に有る。

△ＴＳＯは、ｏ’ｒ＝ｏｓ＝ｑの関係から二等辺三角形
であり、且つＯＪはＴＳの垂直２等分線だから、ＴＪ＝
ＳＪの関係が成立する。また、ＴＫ／／Ｊ　Ｉ／／ＳＲ
より、ＫＩ＝ＲＩ＝ｒの関係が成立する。ここで、○Ｊ
＝ｐとすると、下記０〜０式が成立する。

ｑ　°ｓｉｎα−ｐ　°Ｓｌｎδ ＝ｐ’ｓ団δ−ｑ　−５ｉｎＣ４十Δ）　　・・・０ｒ
２＝ｑ２°ｃｏｓ２ｃｉ　＋Δ）＋ｐ２・ＣＯ５２δ２
ｐ　’　Ｑ−ＣＯ５ＣｉキΔ）　・ｃｏｓａ・ｃｏｓａ
　−＠＝ｑ２−５ｉｎ２ｂ （ｐ　−ｓｉｎδ−ｑ−ｓｉｎ（ｉ＋Δ））　２・・・
■ｑ　’　ｃｏｓａ−ｓｉｎβ＝２ｐ”ｃｏｓａ−５ｉ
ｎａ　−＠ｐ−ｑ°Ｃ０５ｂ　　・・・Ｏ なお、上記０式は、Ｔ　Ｋ　／／　Ｊ　Ｉ　／／　ＲＳ
、且つＴＪ＝ＪＳの関係が成立し、これにより、幾何学
的にＴＫ−Ｊ　Ｉ＝Ｊ　Ｉ＋Ｒ３となるので、この関係
式ＴＫ−Ｊ　Ｉ＝Ｊ　ｌ−ｌ−Ｒ３より導かれる。

また、上記０式は△ＲＩＯでの余弦定理により導かれる
。即ち、ｒ２＝ＯＲ２＋Ｑ　Ｉ２−２ＯＲ・○Ｉ　ｃｏ
ｓａより求められる。０式と右辺が等しい上記［相］式
は、／Ｊｌ○＝ＺＳＪ○＝９０°であるので、（ＪＩ＋
Ｒ５）、Ｒ１及びＳＪの三辺で形成される三角形が直角
三角形であることにより導かれる。

更に［相］弐は、Ｋｒ＝ＲＩ＝ｒの関係が成立するので
、Ｋ点、１点よりＺ軸（ｆ−ｓｉｎθレンズｌＯの光軸
）に下した垂線の長さの比が２：１になる事により導か
れる。０式は、△ＳＪＯが直角三角形であり、且つＺＪ
Ｏ３＝ｂである事より導かれる。

０弐を変形すると、下記［相］式が成立する。

＝ｃｏｓｂ　　　・・・［相］ また、上記０式及び０式の右辺同士が等しいことにより
、下記の式が導かれる。

ｑ２ｃｏｓ２（ｉ　＋Δ）　　＋ｐ２ｃｏｓ２δ２＋）
　−ｑ　−ｃｏｓ（ｉ＋Δ）ｃｏｓδ°ｃｏｓａ＝ｑ２
°５ｉｎ２ｂ　−（ｐ−ｓｉｎδ−ｑ　−ｓｉｎ＜ｉ＋
Δ））２・ｑ２・（ｃＯｓ２（１＋Δ）　　−５ｉｎ２
ｂ＋ｓｒｎ　２（ｉ　　＋Δ））＋ｐ２・（ｃｏｓ２δ
＋５ｉｎ２δ）＝２ｐ°ｑ°（ｃＯｓ（ｉ＋Δ）ｃｏｓ
ａ−ｃｏｓａ＋Ｓ団δ・Ｓ団（ｉ＋Δ）） ２　　　　　　　（ＣＯ５（ｉ”Δ）−ｃｏｓａ　’　
ｃｏｓａ＋ｓｉｎδ°Ｓ！ｙＩ（ｉ十Δ）） となる。

そして、この弐に上記０式を代入すると、下記＠弐が成
立する。

ＣＯ５２ｂ±ｃｏｓ２ｂ ＝２ＣＯ５ｂ・（ＣＯ５（１＋Δ）　°ｃｏｓδ°ｃｏ
ｓａ＋Ｓはδ−ｓｉｎ＜ｉ＋Δ）） ｃｏｓｂ　＝　ｃｏｓ　（ｉ＋Δ）　−ｃｏｓδ’ｃｏ
ｓａ′ｓｉｎδ−５ｉｎ（ｉ＋Δ）　　＝−＠また、上
記０式を変形すると、 ５ｉｎｃｘ　＝　２　　　　　ｓｉｎδ−５ｉｎ（ｉ＋
Δ）となり、これに０式を代入すると、 ＝　２ｃｏｓｂ　−ｓｉｎδ−５ｉｎ＜ｉ＋Δ）となる
。

更に、この式に０式を代入すると、 ｓｉｎ　ｃｘ　＝　２　ｃｏｓａ　−ｓｉｎδ−ｃｏｓ
ａ−ｃｏｓ（ｉ＋Δ）−２ｓｉｎ２δ　・５ｔｙｌ（ｉ
＋Δ）−ｓｉｎ（ｉ＋Δ）＝ｃｏｓａ　−５ｘｎ２δ　
−ｃｏｓ（ｉ＋Δ）ｃｏｓ２δ　−５ｉｎｃｉ−Δ）・
・・［相］となる。

一方、上記［相］弐を変形すると、 ｑ　　’　　ｃｏｓａ これに上記［相］式を代入すると、 ＣＯ５α この式に、更に［相］弐を代入すると、＝　　ｆ２ＣＯ
５（ｉ＋Δ＞　’　ｃｏｓａ・ｃｏｓａ　’　ｃｏｓａ
・５ｉｎａ　＋２ｓｉｎδ−，５ｉｎ（ｉ＋Δ）。

ｃｏｓδ゛５ｉｎａ　ｌ　／ｃｏｓａ ＝　（ｓｉｎ２ａ−ｃｏｓ２δ°ｃｏｓ（ｉ±Δ）＋５
ｉｎａ−ｓｉｎ２δ・５ｉｎｃｉ＋Δ）　　）　／ｃｏ
ｓ　ｃｘ　・、Ｃ）りとなる。

上記［相］式より、αとｊ＋Δとの関係が定まるので、
例えば、［相］式中のαに種々の値を順次代入して行き
、好ましいαの値に対応したΔの値を選定し、選定され
たΔだけＡＯＤ８又は微調用ミラー８０により入射光ビ
ームＳＯの光路を変換すると、面倒れ誤差のあるポリゴ
ンミラー９を回転させたとしても、トレースラインＴＬ
にラインボウを発生しないことになる。但し、この［相
］式においては、ａ、δ、ｉという未知数を含んでいる
ので、このままの状態では、両者の関係を直接求めるこ
とができない。そこで、以下のようにして、トレースラ
インＴＬの湾曲の大きさを示す関係式Δｙ＝ｙ−ｙｏ　
＃を求め、且つ上記未知数の値を固定することにより、
種々の条件下におけるΔｙを算出し、このΔｙをΔｙ＃
０にできるΔの値に従ってＡＯＤ８又は微調用ミラー８
０を制御すればよい。

即ち、第４図にもとづく０式に示すように、ｘ’＝ｆ−
ｃｏｓα°ｓｉｎβ ｙ“＝ｆ−ｓｉｎαとおき、 ａ＝δ＝Δ＝００時のｙ″の値をｙｏ　″とおくと、 ｙ、＝−ｆ−ｓ躇ｉとなる。

よって、 ｙ“−ｙｏ＝ｆ（ｓｉｎα＋５１ｎｉ）・・・０となる
。

この０式がトレースラインＴＬの湾曲の大きさを示す。

以下、下記第１表及び第５図に示すグラフに、種々の条
件下におけるΔｙの値を示す。第５図において、縦軸は
、Δｙ（μｍ）を、横軸は、ポリゴンミラー９の回転角
ａ　（０）を夫々示す。

但し、ｆ−ｓｉｎθレンズ１０の焦点距離ｆを、ｆ＝４
００ｍとし、ｉを、ｉ　＝　　５１１に固定した。

第１表 なお、上記第１表中には、ａ　＝−２，５〜−１２，５
の時のｙ　−ｙｏ　″の数値を表示していないが、第５
図から明らかなように、士が変わるだけで、絶対値が同
一であることがわかる。

第５図から明らかなように、ポリゴンミラー９の該当す
るミラー面が、例えば−１０″の面倒れ誤差角を発生し
ている場合に、Δを１９．８″だけ微調整すると、図中
（１）で示す走査線を得ることができる。この具体例で
はΔｙを０にはできないが、理想走査線（３）からのズ
レは多くても０．５μｍ程度で実用上の問題はない。従
って、本発明によれば、ポリゴンミラー９の各ミラー面
の回転軸に対する正、負方向の面倒れ誤差を知るだけで
、トレースラインＴＬの湾曲を実用上で問題のないレベ
ルまで抑制できる。それ故、ミラー回毎の面倒れ誤差の
補正で済む。

Ｃ０貝 第６図はＡＯＤ８又は微調用ミラー８０を制御して、Δ
を微調整することにより、面倒れ誤差を補正する制御系
を示す図面である。制御装置７０には、ポリゴンミラー
９の各ミラー面の面倒れ誤差角δや、上記［相］式に従
って予め求められたαとｉ−ｊΔとの関係を示すデータ
が設定されており、スタートセンサ７１及び原点パルス
発生器７２からの検出信号が入力されると、上記した手
順に従フて、該当するミラー面を判定し、次いでこのミ
ラー面の面倒れ誤差角δやαとｉ＋Δとの関係を示すデ
ータに従って、ΔｙをＯにできるΔの値を演算し、次い
で演算結果に対応した角度調整信号ＡＳをＡＯＤ８又は
微調用ミラー８０に出力して、ＡＯＤ８の偏向角又は微
調用ミラー８０の角度を調整するために連結されるピエ
ゾ素子からなる駆動手段を制御して、入射光ビームの角
度を面倒れ誤差を解消できる方向に調整する。

なお、下記第２表に、ｆ＝４０ＯＮ、ｉ　＝−５Δ＝０
　（補正無し）の場合のΔｙを参考のために示す。

第２表 この第２表の例からもわかるように、ｆｓ躇θレンズを
用い、その光軸直下から光ビームをポリゴンミラーへ入
射させることで、面倒れ誤差角δ（１０“）のポリゴン
ミラーで走査しても、ラインボウは０．９　（＝３８．
６−３７．　７）μｍ程度に押えられているが、ビーム
ピッチは３８μｍ程度狂っている。

そして、ポリゴンミラーの各ミラー面ごとに光ビームの
入射角を補正することにより、上記ビームピンチの狂い
を１μｍ程度に抑制できる。この各ミラー面ごとの補正
量はリアルタイムで計算しなくても、予め求めてメモリ
装置ムこ記憶させておき、実際の走査の際に各ミラー面
ごとの補正量を読出して使用すればよい。

また、参考として第１表と同様の補正有りの例を第３表
に示す。第３表の例では、ｆ＝４００■１．１−−５°
、Δ−土１９．７６３“である。

第３表 １１■ なお、上記実施例では、ポリゴンミラーの面倒れ誤差を
補正する場合について説明したが、円柱体の周面の対向
する２箇所を平坦状に加工した多面鏡等の他の回転多面
鏡の面倒れ誤差補正についても同様に適用できる。また
、上記実施例では、感光材上を露光する画像記録装置と
して本発明画像走査装置を通用する場合について説明し
たが、本発明画像走査装置は、画像読取装置としても同
様に適用できることは勿論である。

（発明の効果） 以上の本発明↓こよる場合は、ｆ−ｓｉｎθなる走査特
性を有する走査レンズを用い、且つこの走査レンズの光
軸及びこれに直交する回転多面鏡の回転軸を含む面内で
あって、走査レンズの光軸の略真下から光ビームを回転
多面鏡の各面に入射させる構成をとるので、回転多面鏡
の各面園有の面倒れ誤差を補正するだけで、実用上、副
走査方向ムこ平行であって、且つ等ピンチと見なし得る
トレースラインを得ることができる。

従って、上記第１従来例のように、同一の面当り、時間
的に連続した煩わしい制御を行う必要がないので、装置
構成を簡潔なものにでき、コストダウンが図れるという
利点がある。

更に、上記第２従来例とは異なり、光学的補正手段たる
凹面鏡が不要になるので、光学系を簡潔なものにでき、
コストダウンが図れるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像走査装置の一実施例の全体
構成を示す斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）は、ポリゴン
ミラー９の回転軸とｆ−ｓｉｎθレンズ１０の光軸を含
む面で切断した状態を示す断面図、第３図は、入射光ビ
ーム、反射光ビーム、ポリゴンミラー９の回転角・面倒
れ誤差の関係及び以下の式に出て来る各文字の定義を示
す斜視図、第４図は、反射光ビームがｆ−ｓｉｎθレン
ズ１０を経て感光材１２上の露光面に至るまでを示す斜
視図、第５図は、種々の条件下におけるトレースライン
ＴＬの湾曲量を示すグラフ、第６図はＡＯＤ８又は微調
用ミラー８０を制御して、Δを微調整することにより、
面倒れ誤差を補正する制御系を示す図面である。 第７図はラインポウ及びトレースラインのねじれ現象を
示す図面である。 ７０・・・制御装置、７１・・・スタートセンサ、７２
・・・原点パルス発生器、ａ・・・ポリゴンミラーの回
転角、α・・・反射光ビームと主走査面とがなす角、β
・・・反射光ビームとｆ・ｓｉｎθレンズの光軸とがな
す角、δ・・・面倒れ誤差角δ、Δ・・・入射光ビーム
の角度調整量、ＴＬ・・・トレースライン。 特許出願人　大日本スクリーン株式会社代理人　　：弁
理士　　　　中島司朗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転多面鏡に入射する光ビームの入射角を微調整
   することにより回転多面鏡の面倒れ誤差補正を行う画像
   走査装置において、 ｆ・ｓｉｎθなる走査特性を有し、その光軸を前記回転
   多面鏡の回転軸に略直交する状態で配置した走査レンズ
   と、 前記回転多面鏡の回転軸と前記走査レンズの光軸を含む
   面内であって、走査レンズの略真上又は真下から前記光
   ビームを回転多面鏡に入射させ、かつ、その入射光路を
   可変になす光路可変手段と、検出された前記回転多面鏡
   の各ミラー面の面倒れ誤差量に基づき、面倒れ誤差補正
   量を算出する演算手段と、 算出された面倒れ誤差補正量に基づき前記光路可変手段
   を駆動して前記光ビームの入射角を微調整する制御手段
   と、 を備えたことを特徴とする画像走査装置。
2. （２）請求項１記載の画像走査装置において、回転多面
   鏡のいずれのミラー面により走査されているかを検出す
   る検出手段と、 回転多面鏡の各ミラー面の面倒れ誤差をキャンセルでき
   る面倒れ誤差補正量に関する補正データを予め記憶した
   記憶手段とを備え、 前記検出手段により検出されたミラー面に対する補正デ
   ータを前記記憶手段から読み出して、この補正データに
   基づき該当するミラー面の面倒れ誤差を補正するように
   したことを特徴とする画像走査装置。