JPS6326366B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光ビーム走査、特に、回転多面鏡
（ポリゴナルミラー）、ガルバノミラー等の光偏向
用ミラーを用いて行う光ビーム平面走査におい
て、鏡面の平面度誤差、もしくは、多面鏡の軸心
に対する鏡面の平行度誤差等に起因して生じる走
査線間隔の不均一性を、実時間的に補正する方法
に関するものである。

カラースキヤナ、フアクシミリ等の画像走査記
録装置の走査方式としては、回転ドラム走査方式
および平面走査方式が知られている。

この回転ドラム走査方式においては、原画もし
くは記録材料等のシート材料を回転ドラム面に装
着し、この回転ドラムを、円周方向（主走査方
向）に高速回転（例えば900rpm）させて、シー
ト材料の走査を行なうため、時として、シート材
料が回転ドラム面から浮き上ることがあり、極端
な場合には、シート材料が回転ドラム面からはが
れて、破損するに至ることがある。

さらに、回転ドラムの高速回転化に伴い、振動
等の問題が生じるため、現在のところ、走査速度
を大幅に高速化することが困難な状態にある。

これに反して、平面走査方式においては、原画
もしくは記録材料等のシート材料を、副走査方向
に低速移動させる一方、該シート材料上を、その
移動方向と交差する方向に、画像信号に応じて変
調された光ビームを高速移動させることにより、
原画の光電走査、並びに複製画像の走査記録が行
なわれるものである。従つて、かかる走査方式に
おける高速化は、光ビームの走査速度によりほぼ
決まることとなり、光ビームの偏向系を構成する
光偏向用ミラーの性能に依存することになる。

このような光偏向用ミラーは、近来のレーザー
ビーム利用による平面走査方式の発達によつても
助長されて、改良が加えられ、前記回転ドラム走
査方式の高速化の限界を遥かに上まわる高速のも
のが実用化されつつある。

しかしながら、かかる光偏向用ミラーによる走
査、特に回転多面鏡を使用する場合には、第１図
の実線に示す如く、多面鏡への軸心の取付け精度
をも含めた軸心に対する各鏡面の平行度誤差、お
よび鏡面の平面度誤差に起因する走査線間隔の不
均一性が生ずる難点がある。

かかる走査線間隔の不均一性を補正する方法と
しては、従来、光偏向用ミラーで反射された光ビ
ームが投影される投影面の前段に、シリンドリカ
ルレンズを配置することにより、該投影面に生ず
る走査線間隔の不均一性を縮小する方法、およ
び、使用される光偏向用ミラーが回転多面鏡であ
る場合、各反射面における誤差をあらかじめ測定
して、メモリ装置に書込んでおき、使用される各
反射面に応じて、該メモリ装置から補正用データ
を読出し、該補正用データにより、偏向角補正用
の音響光学光偏向素子（以下、AOMと称する。）
を制御し、各反射面における誤差に対応した偏向
量を光ビームに付与することにより、光ビーム投
影面における走査線間隔の不均一性を補正する方
法が知られている。

しかしながら、前者方法は、走査線間隔の不均
一性を単に縮小して、該不均一性が見かけ上目立
たない様にしているだけにすぎず、また後者は、
各反射面における誤差を測定して、メモリ装置に
補正用データを書込んでおき、使用される鏡面に
応じて、対応する補正用データをメモリ装置から
読出して、AOMを制御しなければならないた
め、制御系が複雑で、高価なメモリ装置が必要に
なるとともに、光学軸を調整する場合、鏡面を清
掃するために多面鏡を取外した場合などには、再
度、各反射面における誤差を測定する必要があ
り、手間がかかるという難点がある。

本発明は、かかる従来の補正方法における不都
合を解消し、走査光ビームもしくは記録光ビーム
の如き走査光ビームとともに、検出光ビームを使
用して、光偏向器の各反射面における誤差を、検
出光ビームによつてあらかじめ検出することによ
り、走査線間隔の不均一性を、実時間で補正する
方法を提供することを目的とするものであり、以
下、記録側に本発明に係る補正方法を適用した場
合を例にとつて説明する。

第２図は、本発明に係る方法を実施するための
光学的並びに電気的構成の一例を示すもので、１
は、例えばArイオンガスレーザービームである
記録ビーム、２は、画像信号に応じて入射光ビー
ムが変調され、かつ本発明に係る方法により記録
光ビームの偏向角補正を行なうためのAOM、３
は回転多面鏡、４はＦ・θレンズ、５は、記録光
ビーム１投影面上に載置され、該光ビーム１と交
差する方向に低速移動させられる記録材料であ
る。

また、６は、例えばHe―Neガスレーザービー
ムである検出光ビーム、７はダイクロイツクミラ
ー、８は、検出光ビーム６を、後述する検出器９
上に結像させるために、その軸線が、回転多面鏡
３による検出光ビームの偏向方向に垂直に配置さ
れたシリンドリカルレンズ、９は、例えば２個の
光電変換素子が日の字状に並設された検出器、１
０は、検出器９へ検出光ビーム６が入射される状
態を検出するための検出回路、１１は電圧・周波
数（Ｖ／Ｆ）変換器、１２は平衡変調器、１３は
電力増幅器である。

検出光ビーム６は、記録光ビーム１と平行をな
す様に構成された光学系（図示せず）を介して、
回転多面鏡３に入射される。

この検出光ビーム６は、第３図に例示する如
く、回転多面鏡３の各鏡面において、記録ビーム
１に対して所定の時間差ｔに相当する間隔を維持
しながら、同一軌跡上を先行走査する様に構成さ
れている。

なお、この時間差ｔは、厳密には、回転多面鏡
３の回転に応じて変動するが、その変動量は極く
わずかで無視し得る程度であるため、以下では変
動しないものとして説明する。

回転多面鏡３の鏡面で反射された記録光ビーム
１は、ダイクロイツクミラー７を透過し、Ｆ・θ
レンズ４を経て、記録材料５上を、該記録材料５
の送り方向（副走査方向）と交差する方向（主走
査方向）に一定速度で移動し、所定の複製画像を
記録材料５上に記録する。

一方、検出光ビーム６は、赤色光ビームである
が故に、ダイクロイツクミラー７で反射され、シ
リンドリカルレンズ８を介して、２個の光電変換
素子が日の字状に並設された検出器９に入射す
る。この際、シリンドリカルレンズ８により、検
出光ビーム６は、回転多面鏡３による偏向角度の
如何にかかわらず定位置に落射し、鏡面の誤差に
起因するシリンドリカルレンズ８の軸線に沿つた
方向の偏位のみが検出される。検出器９に入射し
た検出光ビーム６は、該検出器９における光電変
換素子で光電変換され、検出回路１０へ入力す
る。

第４図は、検出器９と検出回路１０との接続関
係を示すもので、検出回路１０は、増幅器および
抵抗器から成る電流・電圧変換部と、差動増幅器
とで構成されている。

今、この検出器９の各光電変換素子９Ａ，９Ｂ
に入射される検出光ビーム６（第４図にハツチン
グを付して示す）の状態が、例えば第５図イに示
す如く変化した場合には、第４図の各電流・電圧
変換部からは、第５図ロおよびハに示す如き検出
信号が出力し、検出回路１０からは、最終的に
は、第５図ニに示す如き偏位信号が出力する。

かくして、走査線間隔の不均一性の原因となる
記録光ビーム１の部分的偏位は、検出光ビーム６
の部分的偏位によりあらかじめ検出されることと
なるが、この検出光ビーム６の部分的偏位に基い
て、記録光ビーム１における走査線間隔の不均一
性は、以下の如く補正される。

すなわち、検出回路１０から、第６図ロに示す
如き検出光ビーム６の偏位信号が出力されると、
該偏位信号は、次段のＶ／Ｆ変換器１１におい
て、第６図ハに示す如く電圧・周波数変換され、
この周波数変換された信号ハは、さらに次段の平
衡変調器１２において、第６図イに示す如き画像
信号により振幅変調され、該平衡変調器１２から
は、第６図ニに示す如き補正信号が出力される。

この補正信号は、電力増幅器１３を介して、
AOM２における超音波変換用トランスデユーサ
ーに印加され、AOM２に入射する記録光ビーム
１を、画像信号に応じて輝度変調するとともに、
検出回路１０によつて検出された検出光ビーム６
の偏位信号に応じて、記録光ビーム１の偏向角を
補正することにより、記録光ビーム１の走査線間
隔の不均一性を補正する。

かかる補正を行なう上で重要なことは、回転多
面鏡３の鏡面上の同一位置を、検出光ビーム６が
走査した後、対応する記録光ビーム１が走査する
までの遅れ時間ｔと、信号がAOM２における超
音波変換用トランスデユーサーに印加されてか
ら、該信号により、入射された記録光ビーム１が
変調されるまでの時間（t′）とを、あらかじめ一
致させておくことである。そのためには、例えば
次の様にすればよい。

すなわち、検出光ビーム６の光路上に光チヨツ
パを配置することにより、検出光ビーム６を、一
定幅および一定間隔のパルス光として光電変換器
に入射させ、該光電変換されたパルス信号を、画
像信号に代え、一定周波数の信号が入力されてい
る平衡変調器１２に、電流・電圧変換器を介して
入力する。

この平衡変調器１２からは、前記パルス信号に
応じて振幅変調された信号が出力し、この出力信
号を、電力増幅器１３を介して、AOM２の超音
波変調用トランスデユーサーに入力すると、超音
波は、該AOM２の結晶中を伝播して、記録光ビ
ーム１を変調するまでの伝播遅れ時間だけ遅れて
変調され、パルス光としてAOM２から出力され
る。

この記録光ビーム１を、該光ビーム１の光路中
に適宜配置された光電変換器（図示せず）に入射
せしめ、該光電変換器からの出力信号と、前記検
出光ビーム６の光路中に適宜配置された光電変換
器からの出力信号とを、例えばオシロスコープに
入力して、両光電変換器からの出力波形を表示
し、両出力波形の時間差が零となる様に、記録光
ビーム１がAOM２に入射する位置を調整する
か、あるいは、回転多面鏡３の鏡面に入射する検
出光ビーム６の基準位置を調整すればよい。必要
に応じて、適当な遅延回路を用いてもよい。

なお、光チヨツパー、及び両光電変換器は、か
かる調整時にのみ、光路中に配置されることは云
うまでもない。

上述のように、本発明に係る方法は、音響光学
光偏向素子の結晶中を超音波信号が伝播するに要
する時間を利用して、記録光ビームの走査線間隔
の不均一性を、実時間で補正する様にしたもの
で、補正信号が音響光学光偏向素子における超音
波変換用トランスデユーサーに印加され、該トラ
ンスデユーサーから出力された超音波信号が、記
録光ビームの入射位置まで伝播されて、当該記録
光ビームが変調されるまでの時間と、光偏向装置
の同一鏡面位置に検出光ビームが入射してから、
記録光ビームが入射するまでの時間差とを等しく
調整しておき、検出光ビームにより、光偏向装置
の各鏡面における誤差をあらかじめ検出し、該誤
差に対応する補正信号を、記録光ビームを変調す
るための画像信号とともに音響光学偏向素子に印
加することにより、記録光ビームの走査線間隔の
不均一性を実時間で補正する様にしたものであ
る。

上記した説明では、本発明に係る方法を、画像
走査記録装置の記録側に適用した場合について記
述したが、走査する原画が白黒原画であれば、平
衡変調器１２に入力される画像信号を、一定電圧
信号に切換えるだけで、走査側にも適用し得る。
この場合、AOMは、補正用の光偏向のみを行な
つて、記録側におけるような光変調を行なう必要
がないことはいうまでもない。

なお、上記した実施例においては、光ビームに
より平面走査を行なう場合について記載したが、
本発明に係る方法は、円筒面を走査する場合にも
同様に適用することができる。

以上の様に、本発明に係る方法は、記録光ビー
ム、走査光ビーム等の主光ビームに先行して、検
出光ビームを光偏向装置で偏向することにより、
該光偏向装置の各鏡面における非平滑性、平行度
誤差等の誤差をあらかじめ検出し、実時間で、走
査線間隔の不均一性を補正するものであるため、
光学軸を調整する場合等、光学系を調整した後で
も、そのまま使用し得るなど、実用上多大の利点
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、走査線間隔の不均一性の一例を示す
グラフ、第２図は、本発明に係る方法を実施する
ための光学・電気的構成の一例を示す図、第３図
は、第２図における回転多面鏡に入射する記録光
ビーム及び検出光ビームの状態を示す拡大斜視
図、第４図は、第２図における検出器及び検出回
路の一例を示す略図、第５図は、第２図の検出器
への検出光ビームの入射状態および検出信号の一
例を示す図、第６図は、第２図の各部における信
号波形の一例を示す図である。 １…記録光ビーム、２…AOM（音響光学光偏
向素子）、３…回転多面鏡、４…Ｆ・θレンズ、
５…記録材料、６…検出光ビーム、７…グイクロ
イツクミラー、８…シリンドリカルレンズ、９…
検出器、９Ａ，９Ｂ…光電変換素子、１０…検出
回路、１１…電圧・周波数（Ｖ／Ｆ）変換器、１
２…平衡変換器、１３…電力増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走査光ビームを、音響光学光変調素子を介し
   て光偏向用ミラーに入射させ、該偏向用ミラーで
   偏向された走査光ビームにより、投影面に載置さ
   れたシート材料を走査するに際し、前記走査光ビ
   ームと光色を異ならせた検出光ビームを、走査光
   ビームと所定の時間差をもつて、光偏向用ミラー
   の各鏡面における同一位置を先行走査させ、両光
   ビームを、光偏向用ミラーの後段の光路中に配置
   したダイクロツクミラーにより分離し、走査光ビ
   ームは、シート材料面を走査するように投射さ
   せ、一方、検出光ビームは、その軸線が光偏向用
   ミラーによる偏向方向に垂直に設置したシリンド
   リカルレンズを介して、光偏向ミラーの鏡面の誤
   差を検出光ビームの偏位により検出する光電変換
   装置に投射させ、該光電変換装置の検出値に基い
   て、検出光ビームの偏位に対する補正信号を、前
   記音響光学光変調素子に印加することにより、走
   査光ビームの偏位を補正することを特徴とする、
   光ビーム走査における走査線間隔の不均一性補正
   方法。 ２ 光偏向用ミラーの各鏡面における同一位置
   を、検出光ビームが走査してから、走査光ビーム
   が走査するまでの時間差を、音響光学光偏向素子
   に補正信号が印加されてから、音響光学光偏向素
   子に入射する走査光ビームが、該補正信号により
   変調されるまでの時間と等しくしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の光ビーム走査
   における走査線間隔の不均一性補正方法。 ３ 光電変換装置が、２個の光電変換素子を日の
   字状に組合わせたものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の光ビーム走査におけ
   る走査線間隔の不均一性補正方法。