JPS5915922A - 走査装置 - Google Patents

走査装置

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Publication number
JPS5915922A
JPS5915922A JP57126252A JP12625282A JPS5915922A JP S5915922 A JPS5915922 A JP S5915922A JP 57126252 A JP57126252 A JP 57126252A JP 12625282 A JP12625282 A JP 12625282A JP S5915922 A JPS5915922 A JP S5915922A
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JP
Japan
Prior art keywords
deflection
optical system
plane
acousto
optic element
Prior art date
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Pending
Application number
JP57126252A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Matsuoka
和彦 松岡
Masayuki Usui
臼井 正幸
Kazuo Minoura
一雄 箕浦
Takeshi Baba
健 馬場
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to JP57126252A priority Critical patent/JPS5915922A/ja
Publication of JPS5915922A publication Critical patent/JPS5915922A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/33Acousto-optical deflection devices

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数の光束を用いて被走査面上を高速且つ高
密度に走査する走査装置に関するものである。
従来高速走査を実現する一方式として、回転多面鏡を偏
向器として使用しこれを高速度回転する方式は良く知ら
れている。
しかしながら上記方式を実施するに際しては、良好な結
像性能を安定して得る為に部品の加工、組立にあたって
厳しい条件が要求される。又多面鏡の鏡面数を増す試み
は、偏向する光束の径、偏向角等偏向効率との兼ね合い
も有り多面鏡を太きぐする必要が生じ、従って偏向装置
が大型化して好ましくない。
更なる方式として、変調器として使用する音響光学素子
を複数の変調信号で同時に駆動して、それぞれが独立に
変調された複数の変調光を同時に発生し、被走査面上で
複数のビームスポットを同時に走査させることにより高
速化を企る方式も広く知られている。この方式に於いて
は一つの変調信号による変調光の強度が他の変調信号の
影響を受ける為に、変調信号数に応じて変調光の強度が
変化すると云う欠点を有する。
従ってそれ全補正する為の手段が必要と成り装置が複雑
化して好ましくない。
更なる方式としては、第1偏向器として音響光学素子を
使用し、それにより形成される偏向面と直交する平面内
で回転鏡の如き第2偏向器を使用し、一本の走査用ビー
ムで複数の走査ラインを並行して走査することにより高
速化を計るものである。
本発明の目的は高速で被走査面を走査出来、且つコンパ
クトな構成の走査装置を提供することにある。
本発明の更なる目的は、被走査面上を良好な結像スポッ
トで且つ高密度に走査することが出来る走査装置を提供
することにある。
本発明に係る装置は、上記従来例の内、第1の偏向器と
して音響光学素子を、第2の偏向器とし機械的な偏向装
置を用いるタイプの走査装置を改良することにより、上
記目的を達成せんとしたもので、複数の光源部を前記走
査系と適切に組み合わせることにより、被走査面を高速
で走査し、且つコンパクトな4i’&成を達成したもの
である。
第1図及び第2図には本発明に係る走査装置の一実施例
を示す図で、第1図は、第1偏向器による偏向走査面(
第1偏向器で偏向された光束が経時的に形成する面で、
本明細書では偏向走査面はこの面のことを意味する)に
於ける展開図、第2図は第2偏向器による偏向走査面に
於ける展開図を示す。
第1図に於いて1 a 、 11)は情報信号に応じて
変調された信号光を発生する光源部を示し、例えばガス
レーザーと変調器の組合せ、或は自己変調可能な半導体
レーザーを用いる。2は図示する第1偏向走査面内で光
束を偏向する第1偏向器であり、音響光学素子である。
3は第2偏向走査面内で光束を偏向する第2偏向器であ
り、例えば回転鏡の如き機械的偏向器である。
4は被走査面である。まず第1図に示す、第1偏向走査
面内での光束の振舞について述べる。
光源部工から発生された変調光束はコリメート機能、ビ
ーノ、断面形状整形機能等を有する第1光学系11を通
過した後、第1偏向走査面に於いてはパワーを有さない
シリンドリカル光学系である第2光学系12を通過して
音響光学素子2にコリメート光の状態で入射する。音響
光学素子2により偏向された光束は第2光学系2と同様
に、第1偏向走査面に於いてはパワーを有さないシリン
ドリカル光学系である第3光学系13を通過した後、第
1偏向走査面内にのみパワーを有するシリンドリカル光
学系である第4光学系14により回転鏡3の鏡面近傍に
第1偏向面と直交する線状に一旦結像され、更にアナモ
フィックな第5光学系15により被走査面4上に結像さ
れる。第5光学系15は第1偏向走査面内に於いて、回
転!a、3の鏡面と被走査面4を光学的に共役な関係と
する事により鏡面の回転軸に対する角度誤差を補正する
機能を有する。
上記配置に於いて、音響光学素子2が光束t−第1偏向
走査面内で偏向する事により回転鏡3の鏡面付近の線像
は第1偏向走査面内で移動し、従って結像スポットは被
走査面4上を第1偏向方向に走査する。
次に第2図を用いて第2偏向器の偏向走査面内での光束
の挙動について説明する。光源部1aから発生した変調
光束は、第1光学系11、第2光学系12を通過した後
、便宜上図示された平面pi上で結像する光束として音
響光学素子2へ入射する。その後光束は第3光学系13
によりコリメート光束とされた後、第4光学系14を通
過し、回転鏡3にコリメート光の状態で入射する。そし
て回転鏡3によって第2偏向方向に偏向されると共に第
5光学系15によって被走査面4上にA点として結像さ
れる。第2偏向走査面内に於いて被走査面4上を等速走
査する為に、第4光学系15には回転鏡3の回動特性に
応じた歪み特性を持たせる事も可能である。
第1図に示す第1偏向面内に於いて音響光学素子20へ
入射する光束は高密度化の目的の為には「1】広い光束
である事が望ましい。しかしながら入射光束径が広がれ
ばアクセス時間が増大し高速化の目的とは相反する。こ
の欠点を解消する為に本発明に於いては、光源部1aと
は独立な変調信号により動作する更なる光源部1bを第
1偏向面とは直交する平面内に配置する。光源部1bか
ら発生される変調光束は破線で示す光路を通り前記光源
部1aからの光束と同様の作用を受け、被走査面4上に
B点として結像され、回転鏡3の回転に伴ないA点と同
時に第2偏向方向へ被走査面を走査する。
この様に複数の光源部(la、lb)  を設け、各々
の光源部からの光束に、同じ様に偏向作用を与える必要
がある。特に、第1の偏向器である音響光学素子2では
、該素子に入射する位置によって、光束は偏向作用の受
は方を異にする。
第2図に示す領域P2は、音響光学素子2に於いて、入
射光束に対し偏向作用を与える位置を示すものである。
従って、各々の光源部(la。
lb)からの光束の主光線か、とのP2なる領域で交わ
る様に光学系を設定すれば、各々の光束は音響光学素子
2から等しく偏向作用を受けることになる。この為に第
2図に示す如く第2偏向器の偏向走査面内に於いては、
第1光学系11と第2光学系12との合成された糸の焦
点位置に、音響光学素子2の偏向作用領域P2が来る様
に、音響光学素子2は配されている。この様に音響光学
素子2を配することて、各々の光束に等しく偏向作用を
与える以外に、この事により音響光学素子の駆動パワー
を大きくする事なく、充分な光量を得る事が可能に成り
、駆動回路の簡便化に寄与できる。第3図には音響光学
素子2の偏向周波数(単位時間あたりの偏向回数)を回
転鏡3の偏向周波数よりも高く設定゛した場合に、被走
査面4上を結像スポットA。
Bが走査する様子全示す。音響光学素子2による第1偏
向でIの位置にあるスポットは同時に走査線A+ B、
+’を描く。第1偏向の帰線中に回転#!3による第2
偏向でスポットは11の位置に移動した後同時に走査線
A2B、f、描く。このように音響光学素子による1回
の偏向で光源部の数に応じた複数の走査線を同時に描く
事が可能であり、実効走査時間(単位面積を走査開始・
完了するのに必要な時間)f:短縮し、且づ高密度な走
査を行なう事が可能である。
別な観点に立ち実効走査時間を同一として比較すれば、
音響光学素子の偏向周波数を低減する事が可能と成り1
.駆動回路の簡便化に寄与できる。
上記目的の為に用いる複数の光源部として、半導体レー
ザーアレイ、LEDアレイは好適である。
上記実施例で示した様に、第2偏向器3の倒れを補正す
る場合に於いて、被走査面上で良好な結像スポットを得
る為に望ましい事は、第2図に示す第2偏向走査面内で
複数の光束が回転鏡3の近傍の同地点P3で交差するよ
うに第3光学系13を配置する事である。即ち、第3光
学系13は前記P1と23点を光学的に共役な関係に保
っている。23点は第5光学系15にとって第2偏向走
査面内では入射瞳であると見做せる。然るに回転鏡3の
回転に伴ない第2偏向走査面内でP3が移動する場合が
有り、複数の光束がP3で交差していない場合には各光
束に対応する入射瞳が種々の移動を行ない、従って結像
性能が各光束毎に変化する。複数の光束の内任意の一つ
に対応した結像性能の変化に対しては、被走査面上で平
均して良好な結像性能が得られる位置に第5光学系15
を配置する事は可能であるが、他の光束については良好
な結像性能が得られる保証は無い。各光束の交差する位
置が回転鏡3から遠ざかるにつれてこの欠点は一層顕著
になる。この欠点を解消する為に上述の如く第2偏向走
査面内で複数の光束が回転@3の近傍の同地点P3で交
差する事が第2偏向走査面内で良好な結像性能を得る為
に重要な条件である。
更に第1図に示す第1偏向走査面内に於いてP3は第5
光学系15にとっては物点と見做せ、従ってこの面内に
注目すればP3の位置で各光束が線状に交差して結像す
るように第4光学系エ4を配置する事は、回転鏡3の回
転に伴なう第5光学系15の物体距離の変化を各光束に
ついて同程度とし、第1偏向走査面内で良好な結像性能
を得る為に重要な条件である。
本発明に於いて更に望ましい事は、第2図に示す第2偏
向走査面内に於いて、音響光学素子2を通過する光束の
径が充分小さい事である。
このことにより音響光学素子2の駆動パワーを大きくす
る事なく被走査面上を走査するのに充分な光量を得る事
が可能となり、駆動回路の簡便化と共に走査速度の高速
化に寄与できる。上記目的を実現する為には、例えば充
分小さい光束径を持つ平行光束を音響光学素子2へ入射
させても良いし、第1光学系1、第2光学系2の合成系
により便宜上図示された平面pi上へ集束する光束とし
て入射させても実現できる。
仮想の平面P1は音響光学素子2の入射側にあっても出
射側にあっても良い。
第2図には、第1光学系11にコリメート機能を持たせ
、更に第3光学系13の前側主点を上記仮想平面P1に
一致さぜる事により、第2光学系と第3光学系の合成系
をアフォーカル系として用いる一例を示している。
本発明に係る走査装置に於いては、上記目的を達成する
為の光学系の配置は、第1図、第2図に示される配置に
限定されるもので−1ない事を説明する為に、以下に他
の実施例金示す。第4図及び第5図は、本発明に係る装
置の他の実施例を示す図で、第4図は第1偏向走査面内
に於ける展開図、第5図は第2偏向走査面内に於ける展
開図である。
尚、第1図及び第2図に示す部材と同一の部材には同じ
番号が付されている。第4図及び第5図に示す装置は、
第1偏向走査面に於ける光束の挙動はほぼ同じであるの
で、第4図に関しては説明を省く。第5図に於いて、購
数の光源部(la 、lb)からの光束は仮想平面I)
1上に結像する収れん光として音響光学素子2内部の同
地点P2を通過する。P2を通過した光束は第3光学系
13によシ発散光として回転鏡3の近傍の同地点P3を
通過し、第5光学系15により被走査面4上へ結像され
る。
この実施例に於いては、仮想平面Plと第3光学系工3
との位置は一致し、更に第3光学系は、P2とP3とを
瞳共役な関係とするフィールドレンズとしての機能を持
つ事により光学系の小型化に寄与している。
尚、被走査面4上の結像スボツ)A、Bの間隔を変化さ
せる為には、複数の光源部の互いの間隔を、設置されて
いる平面内で変化させる事によって可能であるし、第2
偏向走査面内でのみ角倍率が可変なシリンドリカル・ズ
ーム°エキスパンダーを導入して、回転鏡へ入射する複
数の光束が互いに成す角度を変化させる事によっても可
能である。
第6図は、上述した本発明に係る走査装置を適用したレ
ーザ・ビーム・プリンターの一実施例を示す斜視図であ
る。第6図に用いた光学系は、上述した実施例で示した
走査装置と同じ光学系であり、同じ番号を伺した部材は
同じ部材を示しているので、ここでは説明を省く。
尚、3′はガルバノミラ−14′は感光ドラムであり、
感光ドラム4′の周辺には図示してはいないが、感光ド
ラムに潜像を形成する為のプロセスに必要な部材、潜像
を顕画化する為の部材等が配置されており、これ等の部
材はやはり複写装置に於いては公知の部材であるので、
ここでは省いである。第6図に於いて、音響光学素子2
により光束が偏向される第1偏向走査面はX−z平面、
ガルバノミラ−3′により光束が偏向される第2偏向走
査面はx −y平面であり、感光ドラム4′の表面はy
 −z平面(第1偏向走査面と実質的に等価と見做せる
面)内で移動している。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明に係る走査装置の第1実施例
を示す図で、第1図は第1偏向走査面内での展開図、第
2図は第2偏向走査面内での展開図、第3図は本発明に
係る走査装置に於いて、被走査面上での走査線の軌跡を
示す図、第4図及び第5図は本発明に係る走査装置の第
2実施例を示す図で、第4図は第1偏向走査面内での展
開図、第5図は第2偏向走査面内での展開図、第6図は
本発明に係る走査装置を適用したレーザビームプリンタ
ーの斜視図。 la、lb・・・光源部、2・・・音響光学素子、3・
・・第2@向器、4・・・被走査面、11・・・第1光
学系、12・・・第2光学系、13・・・第3光学系、
14・・・第4光学系、15・・・第5光学系、P2・
・・偏向作用領域。 出願人  キャノン株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)音響光学素子で第1の偏向を与えた後、この第1
    の偏向による偏向走査面とは直交する面内で第2の偏向
    を与える偏向手段を有する走査装置に於いて、各々独立
    した複数本の光束を供給可能な光源部が設けられており
    、各々の光束の主光線が前記音響光学素子の偏向作用領
    域で交わる様にした事を特徴とする走査装置。
  2. (2)  前記第2の偏向手段による偏向走査面内に於
    いては、前記音響光学素子と第2の偏向を与える偏向手
    段の間に配された光学系に関して、前記音響光学素子の
    偏向作用領域と第2の偏向手段の偏向作用位置とはほぼ
    共役である特許請求の範囲第1項記載の走査装置0
JP57126252A 1982-07-20 1982-07-20 走査装置 Pending JPS5915922A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57126252A JPS5915922A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 走査装置

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JP57126252A JPS5915922A (ja) 1982-07-20 1982-07-20 走査装置

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JPS5915922A true JPS5915922A (ja) 1984-01-27

Family

ID=14930565

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JP (1) JPS5915922A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62257267A (ja) * 1986-05-01 1987-11-09 Canon Inc 画像記録装置
WO2020200530A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 Mycronic AB Long sweep length duv microlithographic beam scanning acousto-optical deflector and optics design

Cited By (3)

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