JPH08122674A - ラスタスキャン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラスタスキャン装置において、スキャン線の
湾曲差を除去する。 【解決手段】 ラスタスキャン装置は、光ビームを受光
する受光部２４〜３０と、光ビームを前記受光部２４〜
３０上でスキャンするポリゴンミラー１２と、前記ポリ
ゴンミラー１２と前記受光部２４〜３０との間の光ビー
ムのパスに配置され、光ビームを受光部２４〜３０に導
くミラー２２を有する。そして、調節装置によって、受
光部２４〜３０上の光ビームの湾曲を補正するようミラ
ー２２の曲率を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはラスタ
スキャン装置内の可撓式ミラーの曲率を調節する装置に
関し、特にラスタスキャン装置内の湾曲差を補正するた
めの曲率調節に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フライング・スポット・スキャナ
（ラスタ出力スキャナ(raster outputscanner) または
ＲＯＳとも呼ばれる）は、感光性の記録媒体が低速スキ
ャン方向に送りだされている時に、高速スキャン方向に
その記録媒体を横切って１本または複数の強度変調ビー
ムを繰り返し走査させるために、中心軸の回りを回転す
る多面ポリゴン反射ミラーを備えている。そのビーム
は、ラスタスキャンのパターンに基づいて記録媒体上を
スキャンする。デジタル印刷は、それぞれのビームを、
バイナリーサンプルストリングに応じて、連続的に強度
変調することにより実行される。複数のビームを同時に
走査するプリンタは、マルチビームプリンタと呼ばれて
いる。ＲＯＳ及びマルチビームプリンタの技術は、キタ
ムラによる米国特許４，４７４，４２２号に説明されて
おり、以後同特許の内容が引用により取り入れられるも
のとする。

【０００３】高速処理カラーターミナルまたはマルチハ
イライトカラーゼログラフィック画像出力ターミナル
は、別々の露光ステーションで同時に印刷される複数の
独立したアドレス可能のラスタ線を必要とする。これは
マルチステーション印刷と呼ばれている。マルチステー
ション処理カラープリンタの従来のアーキテクチャは、
別々のＲＯＳを複数個使用する。例えばムラヤマ他の米
国特許４，８４７，６４２号及び４，９０３，０６７号
では、通常、１つのシステムカラーにつき１個の割合で
計４個のＲＯＳを使用している。以後同特許の内容を引
用する。

【０００４】上記の装置に共通する問題は、複数のＲＯ
Ｓにかかるコストが高いこと、すなわち複数のほぼ同一
のＲＯＳ及びその周辺光学系を製造するのにかかるコス
トが高いこと、及びシステムカラーの正確な重ね合わせ
が困難なことである。

【０００５】米国特許５，２４３，３５９号でティボア
・フィスリ（Tibor Fisli ）は、マルチステーションプ
リンタ内で、複数のレーザービームを偏向できるＲＯＳ
装置を紹介している。以後同特許の内容が引用により開
示されるものとする。図１は、フィスリのマルチステー
ションプリンタ１０を示している。回転式ポリゴンミラ
ー１２は、波長が異なり、それぞれの最大発散角が互い
に平行で、群をなす複数のレーザービームを同時に偏向
する。次に、レーザービームが複数の光学フィルター１
６、１８、２０により分離され、ミラー２１、２２を介
して、各受光部２４、２６、２８及び３０に導かれる。
それぞれのビームの光学的パスの長さをほぼ等しくする
ことにより、各受光部２４、２６、２８及び３０上にほ
ぼ等しい大きさのスポットが得られる。米国特許５，２
４３，３５９号のレーザーダイオードは、低速スキャン
方向に整列している（すなわちサジタル方向にオフセッ
トしている）。低速スキャン方向に整列するダイオード
は、スポットの大きさ、エネルギーの均一性、湾曲及び
直線性等のビーム特性の偏差を最小にするため、ポリゴ
ンミラーの回転軸に平行な方向に沿って密集して配列さ
れなければならない。このため、光ビームができるだけ
ポリゴンミラー上のほとんど同一の部分に当たるよう
に、レーザーダイオードは、できるだけポリゴンミラー
の回転軸に平行の方向に沿って密集配置される。

【０００６】特願平６−１５３５３０号で、ジェームス
・アペル（James Appel ）他は、フィスリの米国特許
５，２４３，３５９号に開示されたレーザーダイオード
間隔の制限を相殺するために、レーザービーム群を接線
方向にオフセットする（すなわち高速スキャン方向に分
離する）ＲＯＳ装置を開示している。以後同特許の内容
を引用する。

【０００７】シングルスポット回転ポリゴンを基礎とす
る光学系では、光学的公差の蓄積により湾曲歪みが生じ
る。湾曲とは、レーザービームが高速スキャン方向に沿
って移動する際に、ＲＯＳのスキャンされたレーザービ
ームにより描かれる曲線である。湾曲は、スキャン線が
高速スキャン方向に伸びていく際に、処理方向における
スキャン線の変位量として現われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】マルチビーム及びレー
ザーダイオードを用いたＲＯＳは、高品質ゼログラフィ
ック印刷の最も強力な技術とみなされているが、スキャ
ン線湾曲差の問題が好ましくない副作用として存在す
る。スキャン線湾曲差の問題は、ビームをサジタル方向
（すなわち低速スキャン方向）にオフセットするマルチ
ビーム光学系の特質に由来するものである。湾曲は、サ
ジタル方向にオフセットされた各ビームが光学系を伝播
する際の、それぞれのサジタル平面で光学系の倍率が異
なるため起こるものである。

【０００９】スキャン線湾曲差は、装置のデザインに応
じて、スキャン線を互いに接近する方向に移動させ（た
る型歪曲）、互いに遠ざかる方向に移動させたりする
（糸巻型歪曲）。どちらの場合でも、光源は光軸を挟ん
だ両側にある。従って、湾曲したスキャン線の曲率の中
心も光軸を挟んだ両側に存在することになる。

【００１０】図６〜図８は、受光部表面上のスキャン線
湾曲差の問題を示している。理想スキャン線７０が、破
線で表されている。図６には、光軸から外れたレーザー
ビームをスキャンすることにより生じる湾曲したスキャ
ン線７２が描かれている。湾曲差が補正されないと、印
刷される線が直線ではなく、曲がってしまう恐れがあ
る。このような不具合は、通常肉眼でも見分けることが
できる。

【００１１】図７は、デュアルスポットＲＯＳにおける
湾曲差を示している。従来の技術でよく知られているよ
うに、デュアルスポットＲＯＳは、１つの受光部に２つ
のスポットを同時に結像する。このようなＲＯＳでは、
２種類の湾曲差が起こりうる。図７では、第１スキャン
線７２の曲率半径と異なる曲率半径を有する第２スキャ
ン線７４が生じており、湾曲スキャン線７２及び７４の
各曲率中心は、理想スキャン線７０に対し反対側に位置
しており、たる型歪曲を起こらせている。

【００１２】図８には、理想スキャン線７０に対し反対
側にそれぞれ曲率中心を持ち、糸巻型歪曲を起こしてい
る湾曲スキャン線７６及び７８が示されている。

【００１３】特願平６−３１４６９１号でティボア・フ
ィスリ他は、光学系から受光部に出力される主光線がテ
レセントリック状であるマルチビームＲＯＳを提供して
いる。以後同特許の内容を引用する。そのマルチビーム
装置は、テレセントリックな主出力光線を用いることに
より、シングルステーションゼログラフィックプリンタ
において、ピラミッド状ポリゴン角度誤差を許容し、満
足しうる焦点の深度内で十分安定的にほぼ湾曲皆無の印
刷を実現することができる。さらに、湾曲の全体的形状
及び向きを注意深く制御することにより、シングルパス
マルチステーション装置は、広域に分散配置されたゼロ
グラフィックステーションで描かれたさまざまな画像間
の重ね合わせの誤差を許容範囲に収めつつ印刷すること
ができる。

【００１４】図２は、図１のようなＲＯＳ装置のミラー
２２を装着するための従来装置の一例の平面図である。
ミラー２２はそれぞれ、反射面２３を入射光に向け、裏
面２５をその反対側に向けて装着されている。支持部材
３４は、装着板（図示せず）に固定されている。支持部
材３４には、ミラー２２の長手方向両端に接触するよう
に伸びる腕部３２を設けてもよい。またミラー２２は、
例えば、取付けクリップ、セメントまたは公知の取付け
手段で腕部３２に取付けられる。しかしながら、非変形
モードのミラー２２は、いかなる湾曲差の問題を補正す
ることもできない。

【００１５】本発明は、ミラーの曲率を調整するとによ
り、湾曲差の問題を補正する光学系を提供することを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、光ビームを受光する画像受信装置と、前記
光ビームを前記画像受信装置上でスキャンするスキャン
装置と、前記スキャン装置と前記画像受信装置の間の前
記光ビームのパス内に配置されるミラーであって、その
ミラーの曲率が前記画像受信装置上の光ビームの湾曲を
取り除くため調節制御され、湾曲された光ビームを受光
し湾曲の取り除かれた光ビームを反射するミラーと、を
有することを特徴とする。

【００１７】本発明は、光ビームを受ける画像受信装
置、画像受信装置上で光ビームをスキャンするスキャン
装置、画像受信装置とスキャン装置の間の光ビームパス
内に設置されたミラー、及びミラーの曲率を調節する調
節装置から成るラスタスキャン装置を提供する。

【００１８】さらに本発明は、ラスタスキャン装置内
で、湾曲を補正する手法を提供する。光ビームは、画像
受信部材上をスキャンされ、ミラーの曲率が調節され
る。その結果、ミラーの調節された曲率により、画像受
信部材上の光ビームの湾曲が取り除かれる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図３は、ミラー２２の曲率を調節
する調節装置の側面図である。調節装置は、ミラー２２
の長手方向の両端部の間のミラー２２中央位置に配置さ
れた装着装置５０及び曲げ装置４０から成っている。さ
らにミラー２２は、その長手方向の端部が、図４及び図
５に示されているように支持部材３４に固定されてい
る。図４及び図５はさらに、装着装置５０の中央位置を
示している。従って、ミラー２２は、長手方向の両端部
が固定されているが、長手方向の軸に沿って曲がるよう
になっており、その曲がり量は、調節装置によって、以
下に示すように調節される。

【００２０】曲げ装置４０は、ミラー２２を接触支持し
ている。曲げ装置４０は、好適には接触部材４２、４
４、４５及び４５Ａを使用してミラー２２を接触支持す
る。ミラー２２の裏面２５は、ミラー２２の中央点ＣＰ
で交差する中央長手軸と中央直交軸を有している。接触
部材４２及び４４は、好適には中央直交軸上に、それぞ
れの対が中央点ＣＰから等間隔で配置されるのが望まし
い。図３に示されるように、曲げ装置４０は、裏面接触
部材４２及び４４を含み、それらはミラー２２の裏面
と、ミラー２２の中央点ＣＰを挟んだ両側で接触してい
る。また、曲げ装置４０は、ミラー２２の底端部と上端
部の近辺で、中央位置ＣＰを挟んだ両側でそれぞれミラ
ー２２の前表面２３と接触するさらに２つの接触部材４
５及び４５Ａを含むこともできる。接触部材４２、４
４、４５及び４５Ａは、ミラー２２の曲率を調節するた
め曲げ装置４０に力が加えられる際、ミラー２２が壊れ
ることのないよう、アルミニウム等の柔らかな金属で作
られることが望ましい。接触部材４２、４４、４５及び
４５Ａのその他の実施例も本発明の主旨以内に含まれる
ものである。

【００２１】装着装置５０は、曲げ装置４０を囲んで配
設される。図４に示されているように、装着装置５０
は、好適には装着板９０に固定され、下記に説明される
ように曲げ装置４０が装着板９０に対して移動可能とな
るようにしている。図４は、ミラー２２及びミラー２２
の中央部付近に配置される装着装置５０の背面図を示し
ている。好適には、装着装置５０はミラー２２の上面か
ら底面の間を、ミラー２２の裏面に沿って伸びるように
配設する。また、好適には装着装置５０が曲げ装置４０
を囲んでいるので、曲げ装置４０は、裏面からは見えな
い。

【００２２】装着装置５０には、好適には、中央点ＣＰ
と同一直線上に沿って、装着装置５０を貫通して曲げ装
置４０まで伸びる調整ネジ６０を有する。図３に示され
ているように、調整ネジ６０は、装着装置のネジ穴と螺
合するネジ部６４と、曲げ装置４０の凹部４６に係合す
る係合部６２から成っている。係合部４６は、装着装置
５０に対する曲げ装置４０の動きを制御するためＴ字型
に作られている。すなわち、ネジ部６４は装着装置５０
のネジ穴と螺合するので、調整ネジ６０の回転角を変え
ると、係合部６２及びさらには曲げ装置４０が、回転方
向に応じて、矢印Ａ方向または矢印Ａの反対方向に移動
する。

【００２３】図４及び図５に示されているように、装着
装置５０及び曲げ装置４０はミラー２２の中央部付近に
位置している（すなわち中心点ＣＰの近傍）。従って、
調整ネジ６０が適切に調節されると、曲げ装置４０は、
ミラー２２に力を加え、ミラー２２の中央部分を引っ張
るか、押すかの作用をする。このような曲げ装置４０に
よる押しまたは引っ張りの作用は、長手方向軸の曲がり
により、ミラー２２の曲率の調節を実現する。すなわ
ち、中央点ＣＰの位置が、ミラーの長手方向の両端部で
規定される面からある距離だけ外れ、ミラー２２の「湾
曲」すなわち「曲がり」が生じる。ミラーの長さや幅に
もよるが、典型的な可撓式ミラー２２は、２ミリまでの
たわみを簡単に調節することができる。ただし、湾曲の
問題を補正するには、１ミリの数分の１程度の移動で十
分である。

【００２４】曲げ装置４０及び装着装置５０は、好適に
は、光学チャネルの終端ミラー２２の曲率を、光ビーム
が受光部に当たる前に調節する。しかし、本発明は、光
学系の任意のミラーに使用できる。

【００２５】上述の装置及び手法を用い、光学系の任意
のミラー２２に補償のための湾曲を加えることによって
湾曲差の補正が可能となる。補償のための湾曲が加えら
れると、ミラー２２は、一様な凹型または一様な凸型と
なる。コンピュータ解析によれば、ミラーの１４μｍの
湾曲が光学系の９．３μｍの湾曲を取り除くことができ
ることが明らかにされている。

【００２６】調整ネジ６０は、光学系の湾曲量を最初に
決めてから、ユーザが調節することが望ましい。これ
は、まず光ビームをミラーから反射させ、受光部上をス
キャンさせることによって達成される。それからこの分
野でよく知られているようにして湾曲が測定される。そ
の後、上述の手法と装置を使い、調整ネジ６０を適切に
調節することにより湾曲を補正される。さらに、光ビー
ムがミラーから反射し、ミラーによって補償された湾曲
で、受光部上をスキャンされる。ここで再び湾曲が測定
される。必要であれば、湾曲が実質的に取り除かれるま
で調整ネジ６０を再調節する。この工程が、図１に示さ
れたカラープリントシステムの４つのチャネルの１つず
つについて繰り返される。湾曲を決めるその他の手法も
本発明の主旨の範囲に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 マルチステーションラスタ出力スキャナーの
概略図である。

【図２】 ラスタ出力スキャナーに使用される従来のミ
ラー及び支持部材の平面図である。

【図３】 本発明の実施の形態におけるミラー及び調節
装置を示す側面図である。

【図４】 本発明の実施の形態におけるミラー及び調節
装置の背面図である。

【図５】 本発明の実施の形態におけるミラー及び調節
装置の正面図である。

【図６】 湾曲を有するスキャン線を示す図である。

【図７】 湾曲差のある２本のスキャン線を示す図であ
る。

【図８】 湾曲差のある２本のスキャン線を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ ラスタスキャン装置、１２ ポリゴンミラー、１
６，１８，２０ 光学フィルター、２１，２２ ミラ
ー、２４，２６，２８，３０ 受光部、３４ 支持部
材、４０ 曲げ装置、４２，４４，４５，４５Ａ 接触
部材、４６ 凹部、５０ 装着装置、６０ 調整ネジ、
９０ 装置板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを受光する画像受信装置と、 前記光ビームを前記画像受信装置上でスキャンするスキ
   ャン装置と、 前記スキャン装置と前記画像受信装置の間の前記光ビー
   ムのパス内に配置されるミラーであって、そのミラーの
   曲率が前記画像受信装置上の光ビームの湾曲を取り除く
   ため調節制御され、湾曲された光ビームを受光し湾曲の
   取り除かれた光ビームを反射するミラーと、 を有することを特徴とするラスタスキャン装置。