JPH0421164B2 - - Google Patents

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JPH0421164B2
JPH0421164B2 JP55027258A JP2725880A JPH0421164B2 JP H0421164 B2 JPH0421164 B2 JP H0421164B2 JP 55027258 A JP55027258 A JP 55027258A JP 2725880 A JP2725880 A JP 2725880A JP H0421164 B2 JPH0421164 B2 JP H0421164B2
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Pii Buruujiman Harii
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Xerox Corp
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポジテイブ円筒ミラーにより走査ス
ポツト位置の誤差を最小にするレーザビーム走査
装置に関する。
高速走査を得るために、従来のラスタ出力走査
装置は多くの場合、走査素子として回転多面体を
使用している。これらの走査装置は、またポジテ
イブピラミツド誤差補償円筒レンズ（これはまた
ゆれ修正円筒レンズとしても知られている。）を
有し、走査多面体の隣接面の間の走査平面と交差
する平面における角度整合誤差による走査スポツ
ト位置の誤差を最小にしている。
さらに進歩したラスタ入力走査装置では、多く
の場合、従来の光学装置よりも小型でかつ安価な
光学装置を必要としている。走査長を変えること
なく、光学装置を小型化するためには、走査角、
すなわちビームを偏向すべき角度を大きくしなけ
ればならない。走査角度が大きくなれば、ポジテ
イブピラミツド誤差補償円筒レンズによつて作ら
れるサジタル像面の湾曲が、補正を要する好まし
くないレベルまで大きくなる。
このようなポジテイブピラミツド誤差補償円筒
レンズにより作られるサジタル像面湾曲の増大を
補償するための実験的な試みの一つとして、この
ポジテイブ円筒レンズの近くに低屈折率のネガテ
イブ円筒レンズが設けられた。しかしながら、こ
の２つのレンズは、サジタル像面湾曲を満足度が
得られる程度までに除去するよう結合しなかつ
た。サジタル像面湾曲を除去する別の試みとして
は、前記ポジテイブ円筒レンズをトロイドとなる
ようにタンジエンシヤル平面内においえ湾曲させ
たものがあつた。このトロイドのタンジエンシヤ
ル方向の曲率及びパワーは小さいので、円筒レン
ズをトロイドに変えても、タンジエンシヤル像面
湾曲に対してはわずかな影響があるに過ぎなかつ
たが、サジタル平面内におけるパワーは大きいの
でサジタル像面湾曲に対しては影響が大きかつ
た。この影響は、トロイド上の湾曲による非点収
差の変化のために生じたものである。非点収差
は、円筒の表面へのビームの入射角の２乗に比例
するので、タンジエンシヤル平面内において円筒
を湾曲状にすることにより、この円筒の表面は、
タンジエンシヤル方向走査を通じて前記ビームに
対してほぼ直角のままに維持される。したがつ
て、非点収差、従つてサジタル像面湾曲に対する
非点収差の影響は小さい。ゆえに、このようなト
ロイド状の湾曲技術は、サジタル像面湾曲に関す
る問題を解決するが、トロイドをガラスで製造す
るのは高価なものとなり、またそれをプラスチツ
クで模写しても、高価でありかつ長期間にわたる
走査を要すると思われる。従つて、ポジテイブピ
ラミツド誤差補償円筒レンズにより作られるサジ
タル像面湾曲に関する問題を解決するために、他
の安価な方法が望まれている。
本発明によれば、光ビームを発生する光源と、
感光表面と、該光源と感光表面との間の光路内に
置かれた複数の光反射面を有し且つこの面の運動
に応じて感光表面の平面を横切るように光ビーム
を走査する光学走査器とを有する光学走査装置に
おいて、前記走査器と感光表面との間に光路内に
置かれ、それにより走査器の隣接面の間の角度不
整合による走査位置の誤差を最小にするポジテイ
ブ円筒ミラーと、前記走査器と前記ポジテイブ円
筒ミラーとの間に設けられたネガテイブ円筒レン
ズとを有し、前記ポジテイブ円筒ミラーは走査平
面と交差するサジタル平面内においてパワーを有
するが走査平面内にはパワーを有さず、また前記
ネガテイブ円筒レンズは前記走査平面と交差する
サジタル平面内においてパワーを有することを特
徴とする光学走査装置が提供される。
すなわち、本発明によれば、従来のピラミツド
誤差補償円筒レンズの代わりに、走査平面と交差
するサジタル平面においてパワーを有しかつ走査
平面すなわちタンジエンシヤル平面においてパワ
ーを有さないように配向された円筒ミラーが設け
られている。この円筒ミラーが上記ボジテイブ円
筒ミラーに相当する。ピラミツド誤差補償のため
にこのように円筒ミラーを使用する走査装置は、
回折限界に近ずく程度にサジタル像面湾曲を大き
く減少させている。しかしながら多面体の回転に
伴なう多面体の各走査面の軸方向への並進運動に
より、サジタル像面湾曲がいくらか残存する。こ
のサジタル像面の残存湾曲を補償するために、上
記円筒ミラーと走査器すなわち回転多面体との間
にネガテイブ円筒レンズすなわち屈折円筒レンズ
を設けている。この屈折円筒レンズは、適当な符
号の少量のサジタル像面湾曲を与えて像面の残存
湾曲を減少して、それによりサジタル像面湾曲を
回折限界以下まで減少させる。このように、本発
明は、ピラミツド誤差補償円筒レンズを使用する
従来の走査装置において起きるサジタル像面湾曲
に関する問題を軽減又は除去するために、比較的
安価な方法を提供する。
第１図及び第２図を参照すると、本発明の走査
装置のタンジエンシヤル平面及びサジタル平面に
おける平面図がそれぞれ示されている。本書で
は、“タンジエンシヤル平面”とは、対称光学系
の主光線及び中心軸の両方を含む平面、すなわ
ち、走査平面をいい、“サジタル平面”とは、主
光線を含み、タンジエンシヤル平面に垂直な平
面、すなわち、走査平面に垂直な平面をいう。
以下、図面を参照しながら本発明の特定の実施
例について詳細に説明する。
第１図及び第２図をさらに参照すると、従来の
レーザ（図示せず）により発生されて従来の光変
調器（図示せず）により強度変調された単色コヒ
ーレント光ビーム２が回転多面体６の面４に入射
している。例えば、レーザビーム２は、従来のあ
ふれ照射方式で照射され、すなわち、レーザビー
ムの作る扇形領域が、面４の走査中を通じて、そ
の面４のすべての部分を覆うように幅広く、それ
により従来の駆動モータ（図示せず）により多面
体６がその回転軸７のまわりに回転するのに伴な
い、面４が回転するにつれてその角度分だけレー
ザビームが走査される。しかしながら、本発明の
誤差補償概念は、走査中に多面体６の各面、すな
わち照射不足面をレーザビームが追従する面追従
動作で実現するのがよい。
レーザビームは、面４から反射した後、多面体
の後方に位置するポスト多面体レンズ８を通過
し、さらにポジテイブ円筒ミラー１０により反射
され、光導電性表面１２に入射してその面を横方
向に走査する。前記誤差補償概念は、多面体の前
方に位置するプレ多面体レンズで実現してもよ
い。しかしながら、このプレス多面体レンズは、
タンジエンシヤル像面湾曲が大きいので、サジタ
ル像面湾曲の補正を無意味なものにしてしまう。
走査レンズ８は、レーザビームを光導電性表面１
２において合焦させるようにタンジエンシヤル平
面において適当なパワーを有する。ミラー１０
は、平坦な面を有し、故にタンジエンシヤル平面
にはパワーを有さないので円筒ミラー１０により
ピンボケが生じることはない。しかしながら、ポ
ジテイブミラー１０は、サジタル平面内において
パワーを有し、そのパワーの効果を第２図に示
す。第２図では、レーザビームは、走査位置の中
心に示してあるが、レーザビームは、タンジエン
シヤル平面内においてあらゆる走査装置に存在
し、パジテイブ円筒ミラーの中立軸に沿つて移動
するので、ビーム位置は、サジタル平面上ではす
べて同一位置に投影される。
本発明によれば、（円筒光学系については第３
次収差理論は存在しないので）サジタル平面内に
おいてパワーを有するがタンジエンシヤル平面内
においてはパワーを有さないように配向されたポ
ジテイブ円筒ミラー１０は、サジタル像面湾曲を
有さないだろうと仮定される。このポジテイブ円
筒ミラーはタンジエンシヤルパワーを有さないの
で、当然タンジエンシヤル像面湾曲を有さず、ま
た（第３次収差理論が存在する）球面ミラーのサ
ジタル部分は、サジタル像面湾曲を有さないので
サジタル像面湾曲を有さない。前記仮定の考察に
より、タンジエンシヤル平面内においてパワーを
有さずサジタル平面内においてパワーを有する薄
い円筒ミラーでは、タンジエンシヤル像面湾曲を
有さないが、次の式で与えられるサジタル像面湾
曲を有することがわかつている。
Cs＝１／fs（１＋１／ｎ）（１−Ｈ）2 ここでCsは、サジタル平面内における像面湾曲
（湾曲像の曲率半径の逆数）であり、fsは、サジ
タル平面内における焦点距離（パワーの逆数）で
あり、ｎは、円筒ミラーの材料の屈折率であり、
Ｈは、光導電性表面における走査ビームの高さに
対する円筒ミラーにおける走査ビームの高さの
比、すなわち、第１図に示すように、光導電性表
面１２の長さに対するミラー１０の長さの比であ
る。ミラーの場合は屈折率は−１であるから、１
＋１／ｎは零となり、円筒ミラーはサジタル像面
の湾曲を有さない。
実際は、走査レンズ８とレーザビームの両要素
の間の干渉を避けるために、レーザビームは、タ
ンジエンシヤル平面内において、多面体の面に対
し垂直ではなく、ある角度をもつて当てられる。
さらに、ポジテイブ円筒ミラー１０から反射され
たレーザビームと走査器の主要部分との間の干渉
を避けるために、円筒ミラー１０は、第２図に示
すようにサジタル平面内において、その中立軸の
まわりに少量、たとえば約５度だけ傾斜してい
る。円筒ミラーは、その中立軸のまわりに傾斜し
ており、かつこの中立軸は、タンジエンシヤル平
面内において１本の直線であるので、ミラー１０
の傾斜による湾曲現象は、感光表面における走査
線には現われない。
第１図及び第２図の光学系がポジテイブミラー
１０を包含することにより、この光学系は、サジ
タル像面の湾曲を小さくする。しかし、多面体の
回転に伴なう多面体の面の並進運動のために、あ
る程度サジタル像面の湾曲が残存する。このサジ
タル像面の残存湾曲を補償するために、第３図及
び第４図に示すように、走査レンズ８とポジテイ
ブ円筒ミラー１０との間にネガテイブ屈折円筒レ
ンズ１４が設けられている。第３図及び第４図に
おいて、第１図及び第２図の走査装置の要素と同
一の要素には、同一の参照番号を付している。ネ
ガテイブ円筒レンズ１４は、サジタル平面内にお
いてパワーを有し、タンジエンシヤル平面内にお
いてパワーを有さないように配向されている。レ
ンズ１４がサジタル平面内においてパワーを有す
るので、少量の負のサジタル像面湾曲を与え、そ
れにより残存像面湾曲を小さくする。
ポジテイブ円筒ミラー１０及びネガテイブ円筒
レンズ１４のパワーを明確に示すように、走査装
置のこれらの構成要素は、第２図及び第４図では
誇張して図示している。特定の例をあげると、ポ
ジテイブ円筒ミラー１０は、＋0.10991950の曲率
（約23.1cm（9.0976インタ）の曲率半径）を有し
てもよく、またネガテイブ屈折円筒レンズ１４
は、サジタル平面において＋0.16294866及び−
0.16294866の曲率（約15.7cm（6.1369インチ）の
曲率半径）を有してもよい。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第３図は、本発明による走査装置の
タンジエンシヤル平面内における平面図である。
第２図及び第４図は、第１図及び第３図の走査装
置のサジタル平面内における平面図である。 ２……光ビーム、４……面、６……回転多面
体、８……ポスト多面体レンズ、１０……ポジテ
イブ円筒ミラー、１２……感光表面、１４……ネ
ガテイブ円筒レンズ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 光ビームを発生する光源と、感光表面と、該
    光源と感光表面との間の光路内に置かれた複数の
    光反射面を有し且つこの面の運動に応じて感光表
    面の平面を横切るように光ビームを走査する光学
    走査器とを有する光学走査装置において、 前記走査器と感光表面との間の光路内に置か
    れ、それにより走査器の隣接面の間の角度不整合
    による走査位置の誤差を最小にするポジテイブ円
    筒ミラーと、 前記走査器と前記ポジテイブ円筒ミラーとの間
    に設けられたネガテイブ円筒レンズと を有し、前記ポジテイブ円筒ミラーは走査平面と
    交差するサジタル平面内においてパワーを有しか
    つ走査平面内にパワーを有さず、また前記ネガテ
    イブ円筒レンズは前記走査平面と交差するサジタ
    ル平面内においてパワーを有することを特徴とす
    る光学走査装置。
JP2725880A 1979-03-26 1980-03-04 Optical scan device Granted JPS55127514A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/023,940 US4247160A (en) 1979-03-26 1979-03-26 Scanner with reflective pyramid error compensation

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Publication Number Publication Date
JPS55127514A JPS55127514A (en) 1980-10-02
JPH0421164B2 true JPH0421164B2 (ja) 1992-04-08

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ID=21818032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2725880A Granted JPS55127514A (en) 1979-03-26 1980-03-04 Optical scan device

Country Status (5)

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US (1) US4247160A (ja)
EP (1) EP0016630B1 (ja)
JP (1) JPS55127514A (ja)
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