JPH0576609B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0576609B2 JPH0576609B2 JP59039122A JP3912284A JPH0576609B2 JP H0576609 B2 JPH0576609 B2 JP H0576609B2 JP 59039122 A JP59039122 A JP 59039122A JP 3912284 A JP3912284 A JP 3912284A JP H0576609 B2 JPH0576609 B2 JP H0576609B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- beams
- polygon mirror
- rotating polygon
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明はレーザプリンタ、レーザ作図機等、回
転多面鏡でレーザビームを走査し、その光エネル
ギー量によつて感光面にパターンを記録する装置
において、レーザビームのエネルギー分布を副走
査方向で変化させて回転多面鏡の面倒れ補正を行
う構造の光学走査装置に関する。
転多面鏡でレーザビームを走査し、その光エネル
ギー量によつて感光面にパターンを記録する装置
において、レーザビームのエネルギー分布を副走
査方向で変化させて回転多面鏡の面倒れ補正を行
う構造の光学走査装置に関する。
(b) 従来技術と問題点
従来の面倒れ補正を行う光学走査装置において
は、副走査方向に走査ビーム位置を変える手段と
して例えば音響光学効果を用いて駆動周波数を変
化させ走査位置を変える方法がある。しかしこの
方法で各走査毎の駆動周波数の切り換えを高速且
つ安定に行うためには周波数の異なる複数の発振
器を用いる必要があつた。また駆動周波数が変わ
ると光効率も変化するため、周波数の切り換えと
同時にゲイン調整も必要で駆動回路が複雑なもの
となつていた。
は、副走査方向に走査ビーム位置を変える手段と
して例えば音響光学効果を用いて駆動周波数を変
化させ走査位置を変える方法がある。しかしこの
方法で各走査毎の駆動周波数の切り換えを高速且
つ安定に行うためには周波数の異なる複数の発振
器を用いる必要があつた。また駆動周波数が変わ
ると光効率も変化するため、周波数の切り換えと
同時にゲイン調整も必要で駆動回路が複雑なもの
となつていた。
また面倒れ補正手段としてシリンドリカル・レ
ンズを用いる方法もあるが、そのレンズの製作精
度が不充分で高解像走査を得ることは非常に困難
であつた。
ンズを用いる方法もあるが、そのレンズの製作精
度が不充分で高解像走査を得ることは非常に困難
であつた。
第1図は従来の回転多面鏡を用いた光学走査装
置の構成を説明するための図である。
置の構成を説明するための図である。
同図に示す如く該装置は、複数の鏡面6を有す
る回転多面鏡5と、レーザ光源1から出射された
レーザビーム2を図示されないCPUの指令によ
つて変調する光変調器3と、変調されたビーム2
を拡大して回動している前記回転多面鏡5の鏡面
6に入射させるビームエクスパンダ4と、等角速
度で回転している多面鏡5の鏡面6で反射した前
記ビーム2を微小スポツトに集光して、感光面7
上を等速度で走査させるfθレンズ8とに依つて構
成されている。そしてCPUで制御されたビーム
2が感光面7を走査して該面7上に像を形成させ
る構造である。
る回転多面鏡5と、レーザ光源1から出射された
レーザビーム2を図示されないCPUの指令によ
つて変調する光変調器3と、変調されたビーム2
を拡大して回動している前記回転多面鏡5の鏡面
6に入射させるビームエクスパンダ4と、等角速
度で回転している多面鏡5の鏡面6で反射した前
記ビーム2を微小スポツトに集光して、感光面7
上を等速度で走査させるfθレンズ8とに依つて構
成されている。そしてCPUで制御されたビーム
2が感光面7を走査して該面7上に像を形成させ
る構造である。
しかしながら、この従来構造では鏡面6の回転
軸Oに対する倒れ角Δθの製作精度誤差(数秒以
下)がそのまま感光面7上の副走査方向の走査ピ
ツチむらとなり、形成画像の品質を低下させる一
大障害要因となつていた。
軸Oに対する倒れ角Δθの製作精度誤差(数秒以
下)がそのまま感光面7上の副走査方向の走査ピ
ツチむらとなり、形成画像の品質を低下させる一
大障害要因となつていた。
第2図は回転多面鏡の面倒れによる影響を説明
するための図であり、(a)は反射ビームのシフト状
況、(b)は走査ビームのシフト状況、(c)は走査ビー
ムのシフトに依つて形成される像の歪状況をそれ
ぞれ示す。なお同図において前第1図と同等の部
分については同一の符号を付している。
するための図であり、(a)は反射ビームのシフト状
況、(b)は走査ビームのシフト状況、(c)は走査ビー
ムのシフトに依つて形成される像の歪状況をそれ
ぞれ示す。なお同図において前第1図と同等の部
分については同一の符号を付している。
第2図aに示す如く、回転軸心Oに対してΔθ
の面倒れ角を有する回転多面鏡5の鏡面6に入射
したレーザビーム2は該鏡面6で反射して、入射
方向と2Δθだけ副走査方向にずれた方向へ進行し
てしまうことになる(鏡面の面倒れが無くΔθ=
0の場合は勿論2Δθ=0)。
の面倒れ角を有する回転多面鏡5の鏡面6に入射
したレーザビーム2は該鏡面6で反射して、入射
方向と2Δθだけ副走査方向にずれた方向へ進行し
てしまうことになる(鏡面の面倒れが無くΔθ=
0の場合は勿論2Δθ=0)。
また第2図bに示す如く鏡面6に面倒れΔθが
有る場合は、第2図aで説明したように感光面7
上におけるビーム2の走査位置が正常位置から
2fΔθ(fはfθレンズ8の焦点距離)離れた位置へ
移動してしまう為に副走査方向(Y方向)におけ
る走査ピツチも、正常ピツチPから2fΔθだけ移
動することを示している。
有る場合は、第2図aで説明したように感光面7
上におけるビーム2の走査位置が正常位置から
2fΔθ(fはfθレンズ8の焦点距離)離れた位置へ
移動してしまう為に副走査方向(Y方向)におけ
る走査ピツチも、正常ピツチPから2fΔθだけ移
動することを示している。
次の第2図cはビーム2が正常位置を走査した
場合と、異常位置を走査した場合のドツト9によ
る文字形成結果の相違を示す図であつて、左図は
正常位置走査時を、右図は異常位置走査時をそれ
ぞれ示している(文字はA)。
場合と、異常位置を走査した場合のドツト9によ
る文字形成結果の相違を示す図であつて、左図は
正常位置走査時を、右図は異常位置走査時をそれ
ぞれ示している(文字はA)。
このように回転多面鏡5の鏡面6の面倒れによ
つてレーザビーム2が正常位置から外れた異常位
置を走査した場合は、形成されるドツト9の位置
もずれて変形し、低品質の文字になる。そしてこ
の現象は単に文字だけではなく画像についても同
様であることは云うまでもない。
つてレーザビーム2が正常位置から外れた異常位
置を走査した場合は、形成されるドツト9の位置
もずれて変形し、低品質の文字になる。そしてこ
の現象は単に文字だけではなく画像についても同
様であることは云うまでもない。
(c) 発明の目的
本発明は上記従来の欠点を改良する為になされ
たもので、微小な副走査方向の走査位置の切り換
えを、高速且つ高精度に実現できる手段を備えた
光学走査装置を提供することを目的とするもので
ある。
たもので、微小な副走査方向の走査位置の切り換
えを、高速且つ高精度に実現できる手段を備えた
光学走査装置を提供することを目的とするもので
ある。
(d) 発明の構成
そしてこの目的は本発明によれば、回転多面鏡
を用いレーザビームの走査によつて感光面上に像
を形成させる光学走査系に於て、ビームの走査方
向と直交する方向に分布させた前記レーザビーム
が複数有つて、各々の光強度が等しいとしたとき
各々のビームはその光強度のビーム値の約1/2値
以上で交差するオーバラツプ領域を有する複数の
走査ビームを同時に走査し、且つ各走査毎に前記
複数の走査ビーム個々の光強度を前記回転多面鏡
の各鏡面の倒れ角に応じて変化させる手段を有す
ることに依つて、前記感光面上に合成される光分
布のピーク走査位置を副走査方向に制御し得るこ
とを特徴とする光学走査装置を提供することによ
つて達成される。
を用いレーザビームの走査によつて感光面上に像
を形成させる光学走査系に於て、ビームの走査方
向と直交する方向に分布させた前記レーザビーム
が複数有つて、各々の光強度が等しいとしたとき
各々のビームはその光強度のビーム値の約1/2値
以上で交差するオーバラツプ領域を有する複数の
走査ビームを同時に走査し、且つ各走査毎に前記
複数の走査ビーム個々の光強度を前記回転多面鏡
の各鏡面の倒れ角に応じて変化させる手段を有す
ることに依つて、前記感光面上に合成される光分
布のピーク走査位置を副走査方向に制御し得るこ
とを特徴とする光学走査装置を提供することによ
つて達成される。
(e) 発明の実施例
以下本発明の実施例を図面によつて説明する。
第3図は本発明による光学走査装置の基本原理
を説明するための図である。
を説明するための図である。
同図aは副走査方向(矢印X方向)でオーバラ
ツプ領域を有する複数のビーム2A,2B(パワ
ー比1:1)を同時に走査した時の両ビームの分
布例を示した図であり、0Aはビーム2Aの分布
中心を、0Bはビーム2Bの分布中心をそれぞれ
示している。同図bは各ビームのパワー比を変化
させた時、ビーム2A,2Bから形成される合成
パワー分布の中心Oが(パワー比を2A=1.0,
2B=0)から(パワー比を2A=0,2B=
1.0)へと次第に副走査方向(矢印x方向)へシ
フトすることを利用すれば、前第2図bに示した
走査ピツチのずれ(2fΔθ)を補正することが可
能なことを示す本発明のポイントとなる重要な原
理を説明するための図である。また第3図cはビ
ーム2で形成される画素のサイズが感光面7の感
度に応じて変化する状態を説明するための図であ
り、縦軸は感度レベルを示しておりdは感度がピ
ーク値の1/2レベルの時の画素径を、Dは同じく
1/e2レベルの時の画素径をそれぞれ示してい
る。第3図dは2A,2B両ビームの位置関係を
示した図で、矢印は両ビームの主走査方向を表し
ている。
ツプ領域を有する複数のビーム2A,2B(パワ
ー比1:1)を同時に走査した時の両ビームの分
布例を示した図であり、0Aはビーム2Aの分布
中心を、0Bはビーム2Bの分布中心をそれぞれ
示している。同図bは各ビームのパワー比を変化
させた時、ビーム2A,2Bから形成される合成
パワー分布の中心Oが(パワー比を2A=1.0,
2B=0)から(パワー比を2A=0,2B=
1.0)へと次第に副走査方向(矢印x方向)へシ
フトすることを利用すれば、前第2図bに示した
走査ピツチのずれ(2fΔθ)を補正することが可
能なことを示す本発明のポイントとなる重要な原
理を説明するための図である。また第3図cはビ
ーム2で形成される画素のサイズが感光面7の感
度に応じて変化する状態を説明するための図であ
り、縦軸は感度レベルを示しておりdは感度がピ
ーク値の1/2レベルの時の画素径を、Dは同じく
1/e2レベルの時の画素径をそれぞれ示してい
る。第3図dは2A,2B両ビームの位置関係を
示した図で、矢印は両ビームの主走査方向を表し
ている。
第4図は走査ビームの合成パワーの分布例を示
す図であつて、ビーム直径の等しいA,B一対の
光ビームの各々のパワーを、全パワーが一定とな
る条件で変えた時の合成パワー分布の一例を示し
ている。横軸は副走査方向の距離を示し、ビーム
半径で規格化されている(一般にレーザビームは
ガウス分布をしており、ビーム径はピーク値の
1/e2幅で定義される)。そして縦軸は全パワー
一定の条件で規格化した相対パワーで、図中のパ
ラメータはB分布(横軸座標X=0.5に中心をも
つ光ビーム)のパワー割合を示し、B分布のパワ
ー割合が増加すると共に合成分布はAからB方向
へとシフトしている。
す図であつて、ビーム直径の等しいA,B一対の
光ビームの各々のパワーを、全パワーが一定とな
る条件で変えた時の合成パワー分布の一例を示し
ている。横軸は副走査方向の距離を示し、ビーム
半径で規格化されている(一般にレーザビームは
ガウス分布をしており、ビーム径はピーク値の
1/e2幅で定義される)。そして縦軸は全パワー
一定の条件で規格化した相対パワーで、図中のパ
ラメータはB分布(横軸座標X=0.5に中心をも
つ光ビーム)のパワー割合を示し、B分布のパワ
ー割合が増加すると共に合成分布はAからB方向
へとシフトしている。
第5図は第4図で示した合成分布の中心位置シ
フト両を示すグラフであり、横軸はB分布のパワ
ー割合、縦軸は副走査方向のシフト量(ビーム半
径で規格化している)である。同図ではB分布の
割合に応じて記録位置が略直線形にシフトしてい
ることがわかる。
フト両を示すグラフであり、横軸はB分布のパワ
ー割合、縦軸は副走査方向のシフト量(ビーム半
径で規格化している)である。同図ではB分布の
割合に応じて記録位置が略直線形にシフトしてい
ることがわかる。
次に副走査方向に集光位置が異なる2ビームの
形成法について述べる。
形成法について述べる。
集光位置の異なる2ビームは回転多面鏡5に入
射する各ビームが副走査方向で入射角差を持つよ
うに設定されればよい。
射する各ビームが副走査方向で入射角差を持つよ
うに設定されればよい。
第6図はそれぞれ波長の異なる2組の半導体レ
ーザ35,36による2ビームの形成法を説明す
るための図で、ダイクロイツク・ミラー15を用
いて透過光λ1と反射光λ2を副走査方向にΔだけ角
度シフトさせた例を示した図である。この場合半
導体レーザに印加する電圧値を制御することによ
り二つのビームの強度を可変とすることができる
ために、予め回転多面鏡の各鏡面の倒れ誤差を測
定しておき、回転に同期して電圧値を変える。
ーザ35,36による2ビームの形成法を説明す
るための図で、ダイクロイツク・ミラー15を用
いて透過光λ1と反射光λ2を副走査方向にΔだけ角
度シフトさせた例を示した図である。この場合半
導体レーザに印加する電圧値を制御することによ
り二つのビームの強度を可変とすることができる
ために、予め回転多面鏡の各鏡面の倒れ誤差を測
定しておき、回転に同期して電圧値を変える。
第7図は偏光面の異なる半導体レーザによる2
ビーム形成法を説明するための図であつて、偏光
ビーム・スプリツタ40と一対の半導体レーザ3
5を用いて紙面に平行及び垂直な一対のビーム2
X,2Zを形成し、これを合成することにより、副
走査方向(矢印Y方向)へのビーム角度Δを構成
した実施例である。
ビーム形成法を説明するための図であつて、偏光
ビーム・スプリツタ40と一対の半導体レーザ3
5を用いて紙面に平行及び垂直な一対のビーム2
X,2Zを形成し、これを合成することにより、副
走査方向(矢印Y方向)へのビーム角度Δを構成
した実施例である。
第8図は電気光学効果を用いたビームの偏光方
法を説明するための図であつて、電気光学光変調
器50によつて入射する直線偏光ビーム2に位相
シフトを生じさせて楕円偏光ビーム22を形成さ
せ、さらに直交する偏光ビームを分離するアナラ
イザ(検光子)として複屈折テーパプリズム60
を用いた実施例である。この場合は光変調器50
に加える電圧のみを変化させることで両ビームそ
れぞれの各パワーを設定できるという利点があ
る。
法を説明するための図であつて、電気光学光変調
器50によつて入射する直線偏光ビーム2に位相
シフトを生じさせて楕円偏光ビーム22を形成さ
せ、さらに直交する偏光ビームを分離するアナラ
イザ(検光子)として複屈折テーパプリズム60
を用いた実施例である。この場合は光変調器50
に加える電圧のみを変化させることで両ビームそ
れぞれの各パワーを設定できるという利点があ
る。
第9図は本発明による光学走査装置の一実施例
を説明するための斜視図であつて、ビーム発生器
30で発生させた偏向角の異なる複数のビーム2
0を回転多面鏡5の鏡面6に入射し、その反射光
をfθレンズ8を介して感光面7上で走査して結像
を得る構造であるが、このとき前述した方法によ
つて鏡面6の傾斜角Δθが感光面上では補正され
てビーム2の副走査方向のビーム間隔は正常ピツ
チPに改善されることになる。
を説明するための斜視図であつて、ビーム発生器
30で発生させた偏向角の異なる複数のビーム2
0を回転多面鏡5の鏡面6に入射し、その反射光
をfθレンズ8を介して感光面7上で走査して結像
を得る構造であるが、このとき前述した方法によ
つて鏡面6の傾斜角Δθが感光面上では補正され
てビーム2の副走査方向のビーム間隔は正常ピツ
チPに改善されることになる。
(f) 発明の効果
以上詳細に説明したように本発明の光学走査装
置は、副走査方向に形成させた複数ビームのパワ
ーを制御することによつて記録位置を制御できる
ため、微小なシフト制御を効率よく実施し得ると
いつた効果大なるものである。
置は、副走査方向に形成させた複数ビームのパワ
ーを制御することによつて記録位置を制御できる
ため、微小なシフト制御を効率よく実施し得ると
いつた効果大なるものである。
第1図は従来の回転多面鏡を用いた光学走査装
置の構成を説明するための図、第2図は回転多面
鏡の面倒れによる影響を説明するための図、第3
図は本発明による光学走査装置の基本原理を説明
するための図、第4図は走査ビームの合成パワー
の分布例を示す図、第5図は第4図で示した合成
分布の中心位置シフト量を示すグラフ、第6図は
それぞれ波長の異なる2組の半導体レーザによる
2ビームの形成法を説明するための図、第7図は
偏光面の異なる半導体レーザによる2ビーム形成
法を説明するための図、第8図は電気光学効果を
用いたビームの偏向方法を説明するための図、第
9図は本発明による光学走査装置の一実施例を説
明するための斜視図である。 図面において、1はレーザ光源、2はレーザビ
ーム、3は光変調器、4はビームエクスパンダ、
5は回転多面鏡、6は鏡面、7は感光面、8はfθ
レンズ、9はドツト、15はダイクロイツクミラ
ー、20は複数ビーム、22は楕円偏光ビーム、
30はビーム発生器、35,36は半導体レーザ
(発振波長λ1,λ2)、40は偏向ビームスプリツ
タ、50は電気光学光変調器、60は複屈折テー
パプリズム、をそれぞれ示す。
置の構成を説明するための図、第2図は回転多面
鏡の面倒れによる影響を説明するための図、第3
図は本発明による光学走査装置の基本原理を説明
するための図、第4図は走査ビームの合成パワー
の分布例を示す図、第5図は第4図で示した合成
分布の中心位置シフト量を示すグラフ、第6図は
それぞれ波長の異なる2組の半導体レーザによる
2ビームの形成法を説明するための図、第7図は
偏光面の異なる半導体レーザによる2ビーム形成
法を説明するための図、第8図は電気光学効果を
用いたビームの偏向方法を説明するための図、第
9図は本発明による光学走査装置の一実施例を説
明するための斜視図である。 図面において、1はレーザ光源、2はレーザビ
ーム、3は光変調器、4はビームエクスパンダ、
5は回転多面鏡、6は鏡面、7は感光面、8はfθ
レンズ、9はドツト、15はダイクロイツクミラ
ー、20は複数ビーム、22は楕円偏光ビーム、
30はビーム発生器、35,36は半導体レーザ
(発振波長λ1,λ2)、40は偏向ビームスプリツ
タ、50は電気光学光変調器、60は複屈折テー
パプリズム、をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 1 回転多面鏡を用いレーザビームの走査によつ
て感光面上に像を形成させる光学走査系に於て、
ビームの走査方向と直交する方向に分布させた前
記レーザビームが複数有つて、各々の光強度が等
しいとしたとき、各々のビームはその光強度のピ
ーク値の約1/2値以上で交差するオーバラツプ領
域を有する複数の走査ビームを同時に走査し、且
つ各走査毎に前記複数の走査ビーム個々の光強度
を前記回転多面鏡の各鏡面の倒れ角に応じて変化
させる手段を有することに依つて、前記感光面上
に合成される光分布のピーク走査位置を副走査方
向に制御し得ることを特徴とする光学走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039122A JPS60182411A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光学走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039122A JPS60182411A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光学走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182411A JPS60182411A (ja) | 1985-09-18 |
| JPH0576609B2 true JPH0576609B2 (ja) | 1993-10-25 |
Family
ID=12544289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59039122A Granted JPS60182411A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 光学走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60182411A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH077150B2 (ja) * | 1985-03-18 | 1995-01-30 | キヤノン株式会社 | 画像情報記録方法 |
| JPS62252262A (ja) * | 1986-04-24 | 1987-11-04 | Minolta Camera Co Ltd | レ−ザビ−ムプリンタの走査装置 |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP59039122A patent/JPS60182411A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60182411A (ja) | 1985-09-18 |
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