JP3556706B2 - ラスタ出力スキャナ画像形成システム - Google Patents
ラスタ出力スキャナ画像形成システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3556706B2 JP3556706B2 JP16952594A JP16952594A JP3556706B2 JP 3556706 B2 JP3556706 B2 JP 3556706B2 JP 16952594 A JP16952594 A JP 16952594A JP 16952594 A JP16952594 A JP 16952594A JP 3556706 B2 JP3556706 B2 JP 3556706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polygon
- scan direction
- raster output
- mirror
- output scanner
- 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 - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/124—Details of the optical system between the light source and the polygonal mirror
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ラスタ出力スキャナ(ROS)に関し、更に詳細にはコンパクト(小型)な光学系設計を備えるROSに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
情報を再現(再生、複写)するためにレーザを利用する印刷システムは、当業者に周知である。一般的に、このようなシステムは、レーザビームを生成するためのレーザと、例えば音響光学変調器又はレーザダイオードドライバエレクトロニクス等、再現される入力情報に従ってレーザビームを変調するための変調器と、変調レーザビームを線毎に媒体を横切るように走査するマルチファセット(多小面)ポリゴンスキャナと、媒体にレーザビームの焦点を合わせ位置合わせするための様々な光学的構成要素と、を含む。
【0003】
幾つかの印刷システムにおいて、一般的にウォブルエラーと称されるモータポリゴンが起こすサジタルビーム位置エラーを光学的に補正するようレーザビームを成形するために変調レーザビームとポリゴンスキャナとの間に、円柱レンズが置かれることが要求される。米国特許第3、750、189号に開示された光学系は、このようなレンズの一般的な利用性を説明する。好ましくは、円柱レンズは、記録媒体に入射するレーザビームのエネルギー分布が媒体の走査開始位置及び走査終了位置に関して実質的に対称的であり、小さなスポットに焦点を合わされるように、変調レーザビームのエネルギーを再分布するように、レーザビームと適切に位置合わせされる。これは、電子写真記録媒体を用いるシステムにおいて特に重要である。
【0004】
ROSプリンタの従来技術の型式の走査光学系に関するコンパクト設計は、機械自体をできるかぎりコンパクトにすること、及び同じROS設計の拡張性を多くの機械方式中で可能にすることが所望される。
【0005】
周知の技術は、光路を折るために折りミラー(鏡)を取り入れ、光学的構成要素をよりコンパクトな領域に配置できることである。米国特許第5、142、403号に開示される別の概念では、ポリゴンの前にある光学系の折りミラーと円柱レンズの両方を単一の円柱ミラーと置換することである。この技術は、例えば回転ポリゴンに対して向けられる光ビームが各ファセット(面)の一部分だけを照射する等のアンダーフィルド(underfilled) ファセット設計、又は例えば回転ポリゴンに対して向けられる光ビームが各ファセット及び隣接ファセットの一部分を完全に照射する等のオーバーフィルド(overfilled)ファセット設計のいずれかを用いるROSシステムに有用であることが分かった。オーバーフィルド及びアンダーフィルドの各設計は、利点及び欠点を有する。オーバーフィルド設計の欠点の1つは、オーバーフィルドファセットで、より大きなスポットを適切に画像形成するために、ポリゴンの前に、より長い光路が必要とされるとことである。円柱レンズは、平行ビームを交差走査平面のファセットに焦点を合わせるために必要とされるが、2つの円柱レンズは、よりコンパクトなポリゴン前の光学距離を可能とする望遠構造にも使用できる。米国特許第4、941、721号は、オーバーフィルドシステムでビームコリメータとポリゴンの間での2つの円柱レンズの使用を説明する。
【0006】
【課題を解決するための手段と作用】
本発明によれば、従来技術の2つの円柱レンズは、望遠レンズに近づくように2つの円柱ミラーと置換される。凹面鏡は、素子と光ビームの間の位置的な干渉を除去するために交差走査方向(サジタル平面)又は高速走査方向(接平面)のいずれかに僅かな角度で傾けられなくてはならない。凸面鏡も、ポリゴンファセットに入射するビームをポリゴンのディスク(盤)面と平行になるように向けるために反対方向に同量傾けられる。この傾斜角度は大きくなるべきではない。その理由は、傾斜角度が大きくなるにつれ収差が大きくなるからである。ミラーが小さくなるにつれ、角度を小さくできる。理解されるように、この設計によって、ポリゴン前の機械的距離の縮小が得られ、追加の素子を必要としないよりコンパクトな設計を可能にする。技術的にこの概念は、アンダーフィルド又はオーバーフィルドROSシステムのいずれにおいても作用するが、ポリゴン前の距離(パス長さ)がアンダーフィルドシステムよりも一般的にかなり長いオーバーフィルドシステムから最大の利益が得られる。更に詳細には、請求項1の本発明はラスタ出力スキャナ(ROS)画像形成システムに関し、光路に沿ってコヒーレント平行光ビーム出力を生成するための光源と、感光性画像平面と、光源と感光性画像平面の間の光路におかれた回転可能な多数ファセットポリゴンであって、前記ポリゴンのファセットに向けられる光ビームを高速走査方向及び低速走査方向に感光性画像平面を横切って走査する前記ポリゴンと、前記高速走査方向及び低速走査方向に前記ポリゴンから反射された光ビームの焦点を合わせるポリゴンの後ろにある光学系と、前記光源と前記ポリゴンの間の光路に配置される凹面鏡を含み、この凹面鏡が、光を凸面鏡に反射し、この凸面鏡がビームを前記ポリゴンへ反射し、前記凹面鏡及び前記凸面鏡がポリゴンの交差走査軸に焦点を合わされたビームを生成すると共に、ビームの視準を直交軸又は走査軸に維持すること、を含むポリゴンの前にある光学系と、を備える。
【0008】
請求項2に記載のラスタ出力スキャナ画像形成システムは、請求項1に記載の画像形成システムにおいて、回転ポリゴンに対して向けられる光ビームが各ファセット及び隣接するファセットの1部分を完全に照射する。
【0009】
【実施例】
説明のために、図1は印刷される情報を表す入力ビデオ信号が変調出力ビームを生成するレーザ12へ送られる従来技術のROS式スキャナ10を示す。光学系14はレーザ出力の従来の平行及びビームエクスパンション(拡大)を提供する。光学系14からの平行出力は、円柱レンズユニット20によって回転ポリゴン18のファセット(小面)18Aに焦点を合わされる。図2(A)の斜視図及び図2(B)の側面図に示されるユニット20は、2つの円柱レンズ20A、20Bから構成される。ポリゴン18のファセットから反射される光線は、Fθレンズ24によって画像平面22で高速及び低速走査方向に焦点を合わせられる。更に、Fθレンズ24がトロイダル(環状)素子を含まない場合、追加の円柱ミラー素子は、ポリゴン18のファセットから反射される光線を低速走査方向(サジタル平面)に画像平面で焦点を合わせるために使用可能である。この素子も主なウォブル補正素子になる。
【0010】
本発明の第1態様によれば、図3(A)及び図3(B)に示されるように、レンズ20A、20Bは、2つのプラスチック、ガラス又は金属円柱ミラーと置換される。第1実施例において、ミラー30及びミラー32はそれぞれ表1に示される設計パラメータを有する負のミラー及び正のミラーである。
【0011】
【表1】
【0012】
図示される折り構造のこれらのミラーの配列は、オーバーフィルド画像をファセット18の表面に生成する。
【0013】
2つのミラー設計を用いる利点を説明するために、例えば表1の上記2つのミラーに与えられる、交差走査倍率要求が−32.588である、ポリゴンの前にある光学系の比較がなされる。下記表2に示されるように、この倍率は、ダイオードレーザ、コリメータアセンブリ並びに、望遠構造及び、示されるような光学特性を有する2つの円柱レンズで得られる。この構造の代わりに、2つの円柱レンズを、−32.588の同じポリゴン前の倍率要求を満たす2つの円柱ミラー、例えば、表1に示される設計データを有するミラー対、と置換することができる。
【0014】
【表2】
【0015】
表3は、2つの光学系に関する比較データを提供する。各光学系は、同じポリゴン前の倍率及び、デュアル円柱レンズ及びデュアル円柱ミラーのいずれもで、ほぼ同じ焦点距離を有することがわかる。(光が移動する経路にわたる)光学距離はデュアル円柱ミラー設計がデュアル円柱レンズ設計よりも僅かに長いが、機械的距離(アセンブリに対して求められる全体長さ)は125mm( 約5インチ)だけ減少することに留意されたい。このことによりポリゴン前の距離(パス長さ)は実質的に減少する。この例の場合、2つの円柱ミラーを備えるポリゴンの前の距離は、2つの円柱レンズを備えるポリゴン前の距離の57%にすぎない。光学軸に沿った機械的な距離は減少するが、ポリゴン前の光学系の機械的な高さは円柱ミラーに要求される傾斜角度のために僅かに増大する。しかし、一般的にポリゴンモータの高さが、ROSアセンブリの全体高さを導くことが留意されるべきである。従って、ミラーの組合せの機械的距離は従来技術のレンズ20の構造(図2(A))の機械的距離よりも短い。従って、レーザ源からポリゴンまでの総距離を減少し、よりコンパクトなシステム設計を可能にする。
【0016】
【表3】
【0017】
ポリゴンの前の円柱レンズの大切な機能は、1つの軸だけのファセットでビームを正確なf数へ成形することであるので、ミラー30及び32は従来技術のレンズと同様に作用する。加えて、ミラー対がレーザ源からファセットへの総距離を自動的に減少するので、円柱ミラーはポリゴン前のあらゆる折りミラーの必要性を除去する。
【0018】
また、円柱ミラーは、ミラーが製造される材料のために、同等品質の円柱レンズよりも安価に製造できるという事実からも多大な利益が得られる。レンズはガラス又は透明プラスチックでなくてならないが、ミラーはガラスや安価なプラスチック又は金属であることが可能である。更に、レンズが、ガラス及びプラスチックの屈折光学系が有する同様の熱、波長、及び屈折率、のばらつき感度を備えないミラーに置換されるので、2つの円柱レンズを2つの円柱ミラーと置換することによって、温度的により安定した光学系が可能になる。
【0019】
【発明の効果】
本発明によって、コンパクトな光学系設計を備えるROSが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術のROSスキャナの接平面を示す平面図。
【図2】図1のポリゴンの前にある光学系を示す平面斜視図及び側面図。
【図3】本発明の原理に従って、2つの円柱レンズを2つの円柱ミラーに置換した、ず2に示されるポリゴン前の光学系を示す平面斜視図及び側面図。
【符号の説明】
14 光学系
18 ポリゴン
18A ポリゴンファセット
30 ミラー
32 ミラー
Claims (2)
- ラスタ出力スキャナ画像形成システムであって、
光路に沿ってコヒーレント平行光ビーム出力を生成するための光源と、
感光性画像平面と、
光源と感光性画像平面の間の光路におかれた回転可能な多数ファセットポリゴンであって、前記ポリゴンのファセットに向けられる光ビームを高速走査方向及び低速走査方向に感光性画像平面を横切って走査する前記ポリゴンと、
前記高速走査方向及び低速走査方向に前記ポリゴンから反射された光ビームの焦点を合わせるポリゴンの後ろにある光学系と、
前記光源と前記ポリゴンの間の光路に配置された負の凹面鏡を備え、この凹面鏡が光を正の凸面鏡に反射し、この凸面鏡がビームを前記ポリゴンへ反射し、前記凹面鏡及び前記凸面鏡がポリゴンの交差走査軸に焦点を合わされたビームを生成すると共に、ビームの視準を直交軸又は走査軸に維持すること、を含むポリゴンの前にある光学系と、
を備えるラスタ出力スキャナ画像形成システム。 - 回転ポリゴンに対して向けられる光ビームが各ファセット及び隣接するファセットの1部分を完全に照射する請求項1記載のラスタ出力スキャナ画像形成システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US100809 | 1979-12-06 | ||
US08/100,809 US5343326A (en) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | Compact ros imaging system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0772414A JPH0772414A (ja) | 1995-03-17 |
JP3556706B2 true JP3556706B2 (ja) | 2004-08-25 |
Family
ID=22281656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16952594A Expired - Fee Related JP3556706B2 (ja) | 1993-08-02 | 1994-07-21 | ラスタ出力スキャナ画像形成システム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5343326A (ja) |
EP (1) | EP0637770B1 (ja) |
JP (1) | JP3556706B2 (ja) |
CA (1) | CA2125707C (ja) |
DE (1) | DE69427253T2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5475524A (en) * | 1994-12-19 | 1995-12-12 | Xerox Corporation | Optics for passive facet tracking and passive scan angle doubling |
US5559627A (en) * | 1994-12-19 | 1996-09-24 | Xerox Corporation | Optics for passive facet tracking |
US5486945A (en) * | 1994-12-21 | 1996-01-23 | Xerox Corporation | Optics for passive facet tracking |
DE19612710A1 (de) * | 1996-03-29 | 1997-10-02 | Sick Ag | Lichtfleckerzeugungsvorrichtung |
US5650871A (en) * | 1996-05-01 | 1997-07-22 | Xerox Corporation | Single element optics for passive facet tracking |
US6163559A (en) * | 1998-06-22 | 2000-12-19 | Cymer, Inc. | Beam expander for ultraviolet lasers |
US6052212A (en) * | 1998-12-14 | 2000-04-18 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for correcting coma in a high resolution scanner |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3706484A (en) * | 1970-04-23 | 1972-12-19 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Optical system for mechanically scanning with a rotating polyhedral reflector |
US3750189A (en) * | 1971-10-18 | 1973-07-31 | Ibm | Light scanning and printing system |
FR2576115B1 (fr) * | 1985-01-11 | 1987-01-23 | Trt Telecom Radio Electr | Analyseur optico-mecanique ayant un champ de telemetrie fixe |
US4912321A (en) * | 1987-03-26 | 1990-03-27 | Texas Instruments Incorporated | Radiation scanning system with pupil control |
US4941721A (en) * | 1989-06-01 | 1990-07-17 | Xerox Corporation | Raster scanning system utilizing overfilled polygon facet design |
US4980549A (en) * | 1990-03-05 | 1990-12-25 | Eastman Kodak Company | Beam position sensor for a light beam scanner having emitter and detector disposed along the same optical axis |
US5142403A (en) * | 1991-04-01 | 1992-08-25 | Xerox Corporation | ROS scanner incorporating cylindrical mirror in pre-polygon optics |
-
1993
- 1993-08-02 US US08/100,809 patent/US5343326A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-06-13 CA CA002125707A patent/CA2125707C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-21 JP JP16952594A patent/JP3556706B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-29 DE DE69427253T patent/DE69427253T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-07-29 EP EP94305666A patent/EP0637770B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69427253T2 (de) | 2001-09-06 |
DE69427253D1 (de) | 2001-06-28 |
JPH0772414A (ja) | 1995-03-17 |
EP0637770B1 (en) | 2001-05-23 |
EP0637770A2 (en) | 1995-02-08 |
CA2125707A1 (en) | 1995-02-03 |
CA2125707C (en) | 1997-04-29 |
EP0637770A3 (en) | 1995-11-22 |
US5343326A (en) | 1994-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2327059C (en) | Multiple wobble correction optical elements to reduce height of raster output scanning (ros) system | |
EP0016630B1 (en) | Optical scanning apparatus | |
US6057953A (en) | Dual beam double pass raster output scanner | |
JP3193546B2 (ja) | 反射型走査光学系 | |
US5410563A (en) | Laser beam optical system capable of compensating focal length changes thereof | |
JP2778776B2 (ja) | 光学スキャナー | |
US5550668A (en) | Multispot polygon ROS with maximized line separation depth of focus | |
US4099829A (en) | Flat field optical scanning system | |
US6104523A (en) | Dual beam double pass raster output scanner | |
JP3556706B2 (ja) | ラスタ出力スキャナ画像形成システム | |
KR100335624B1 (ko) | 레이저빔주사장치 | |
US5966232A (en) | Scanning optical system | |
US5142403A (en) | ROS scanner incorporating cylindrical mirror in pre-polygon optics | |
JP4349500B2 (ja) | 光走査光学系 | |
JPH07111509B2 (ja) | 光走査装置 | |
US5381259A (en) | Raster output scanner (ROS) using an overfilled polygon design with minimized optical path length | |
JP2626708B2 (ja) | 走査結像光学系 | |
JP3192537B2 (ja) | 走査光学装置 | |
JPH0772402A (ja) | 光走査装置 | |
JP2907292B2 (ja) | 色消しレーザ走査光学系 | |
JP3571808B2 (ja) | 光走査光学系及びそれを備えるレーザービームプリンタ | |
JP3132047B2 (ja) | 光ビーム走査光学系 | |
KR100335625B1 (ko) | 레이저빔주사장치 | |
JPH01200220A (ja) | 光ビーム走査光学系 | |
JP3387805B2 (ja) | 走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20040128 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20040206 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040511 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040513 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090521 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100521 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |