JPS63217318A - 光走査装置 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野］ 本発明は光走査装置例えはレーサービームて光記録する
ための光走査装置に関する。

［従来の技術］ 従来この種の光走査装置は倒れ補正光学系を採り入れる
ことにより主走査方向に交差する副走査方向のむらを軽
減していた。

［発明か解決しようとする問題点］ しかし走査鏡として金属面を鏡面とする走査鏡を用いる
場合、鏡面に切削のむらかある場合これか実質的な回折
格子となり、回折か生しることによりレーザービームの
強度分布に変化を生しさせる。そして走査鏡の後方にあ
る結像レンス（Ｆｉｌｌレンズ）は有限の開口角しか持
たないため例えば０次光と１次光のみか通過すると副走
査方向の結像スポット強度分布かガウス状強度分子【ｊ
から変化して結像スポット形状の変化により副走査方向
のむらか生ずる。

本発明の目的は、画面（例えば表示又は記録面）上を走
査するスポットの形状へ及ぼす走査鏡面の切削の跡（引
き口）の影響を極力減少させることにある。

［問題を解決するための手段］ 上記問題点を解決する一手段として後述の実施例で詳述
する如く０次光以外の光か０次光に混入しないように引
き目のピッチに応してヒ′−ムエキスパンダー５を変化
させ少なくとも走査方向に直交する方向のビームサイズ
を変更させる。０次光はガウス状強度分布を持ってしす
るため０次光のみ結像させることによりガウス状強度分
布をもったスポットか得られる。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示し、レーザー光源１からの
レーザービーム２か走査光学系を経て、回転トラム１２
上の記録フィルム１１に感光することにより画像を記録
するものである。

なおドラムは電子写真記録式の感光ドラムであってもよ
い。

第１図でレーザービーム２は先ずビームコンプレッサー
３により適当なビーム径にされてレーザービーム強度を
変調するＡ１０変調器４に入射する。これは、Ａ１０変
調器に入射するビーム径によりＡ１０変調器ての応答ス
ピード及び回折効率を適正にするためである。

次にビームエキスパンダー５でレーザービームの出射径
を変化させることかてきる。記録フィルム１１上のビー
ムスポットサイズはｄ＝（４／π）Ｆｎ、・入で求めら
れる。ここでｄは１　／　ｅ　２強度でのビーム径、Ｆ
、、。は結像レンズの焦点距離を入射ビーム径（１／　
ｅ　２強度）で割ったものである。λはレーザー光の波
長である。

これにより、Ｆθレンズの焦点距離か決まっている場合
、結像スポットのサイズを変化させるのにビームエキス
パンダーか使用されることか理解される。次に光ビーム
は反射鏡６、紙面内ては屈折力をもたず紙面に垂直方向
に屈折力をもつシリンドリカルレンズ７を経てポリゴン
ミラー９に至り、回転するポリゴンミラー９からのビー
ムＢは結像レンズであるＦθレンズｌＯへ入射すること
により回転ドラム１２上の記録フィルムｌｌ上を走査す
ることになる。ドラムは回転することにより副走査方向
に画像の記録をする。

ここで、シリンドリカルレンズ７はほぼポリゴンミラー
９上にビームエキスパンダー５から出た光束を倒れ補正
のために直線状のビームで結像している。又ポリゴンミ
ラー面と記録フィルム而１１は、ＦθレンズｌＯの紙面
と垂直な方向の結像性でもって共役関係にある。これは
、ポリゴンミラー面各々の倒れの影響で副走査方向のむ
らを除くための工夫として良く知られている。Ｆθレン
ズｌＯは従って紙面内方向と紙面に垂直方向では屈折力
か異なっている。

なおＦＯレンズ１０はシリンドリカル面或いはトーリッ
ク面が使われている。

次に本発明に係る回折に関する説明をする。

第１図でポリゴンミラー９の反射面に加工時の切削の引
き目か残存していると、照射ビームの回折か生じる。

なおこの回折のパターンは、ポリゴンミラー面の引き１
］のピッチ、引き目の幅などの影響を受ける。そしてＦ
θレンズ１０は有限の開口角しか持たないためポリゴン
ミラーで走査される走査線の記録フィルム１１上での主
走査方向位置により、結像スポットの強度分布か変化し
、しかもポリゴンミラーの角面によっても異なるので、
副走査方向のむらとなる。この状況を第２図に示す。第
２図で１３は照射光軸、１４は結像スポット、Ｓは引き
目ピッチを示す。

又１回折パターン観測面１５上に０次光１５ｏ、１次回
折光１５１．・・・か表わされている。第１図に戻って
ポリゴンミラー９と記録フィルム１１の間におかれたス
リット状のアパーチャーＡは０次光を通し、高次光を制
限する様にスリット幅を設定し走査中心に振分けに配置
されている。このスリットＡはレーザー光２かポリゴン
ミラーの中央部と交錯する点をほぼ中心にした円弧形状
にすれば、より各画角に対応する開口の幅を一定にでき
る。このスリットをＡ′で示す。

従って、回折光のビーム幅を考えなければ一般的に言っ
て０次光のみを通し、高次光を制限するようなスリット
状の絞りＡを第１図に示すように設定することにより、
０次回折光の強度は一定にできないまでも高次回折光の
影響は除去することがてきる。しかしながらスリットＡ
、Ａ’には本来０次光しか入射しないか走査方向に直交
する方向での照射ビームサイズによりでは各回折光のビ
ームに所定の拡がり（輻）が生じることによってＯ次光
以外の回折光がスリットＡ、にに混入することがある。

第３図でこの状況を詳述する。

第３図（Ａ）て結像スポット１４はＹ　−Ｙ’力方向引
き目の配列方向）に何本かの引き目を含んで第３図（Ｂ
）に示されるような光強度分布でポリゴンミラーを照射
する。

第３図（Ｂ）でＩは光強度、Ｓは引き目のピッチである
。ここでポリゴンミラー９で回折される回折光につき第
２図の回折パターン観測面１５でのη−η′方向での光
強度の平方根の分布は第３図（Ｃ）の如くなる。

第３図（Ｃ）て１６ｏはｔ５．の強度に対応し、結像ス
ポット１４のＹ　−Ｙ’力方向強度或いは振幅分布に関
係する。同様に１６．は１５、に各々対応する。な＄１
６．，１６．・・・は引き目のピッチＳに応じて所定の
包路線に沿う光強度分布を形成する。

そして引き目のピッチＳが決まっているとすると結像ス
ポット１４のＹ　−Ｙ’力方向幅が狭い程、１６．．１
６．・・・は幅拡がりの形状となる。なお１６０，１６
．・・・の回折光の間隔は引き目のピッチにより定まる
ものである。

このようにＹ　−Ｙ’力方向照射ビームサイズによりス
リットＡ、Ａ′にＯ次光以外の回折光か混入することか
ある為、スリットＡ、Ａ′に０次光のみが入射するよう
引き目のピッチＳに応じて照射ビームサイズを所定サイ
ズに設定する。この具体例を以下に示す。

第１図で光路中、ポリゴンミラー９とビームエキスパン
ダー５の間にハーフミラ−Ｍｌを設はハーフミラ−Ｍｌ
からポリゴンミラー９に至る光路長と、ハーフミラ−Ｍ
、で反射して一次元の光位置検出器Ｃ（例えばＣ０Ｄ）
に至る光路長か略等しくなるように光位置検出器Ｃを設
は該光位置検出器Ｃで引き目のピッチＳに応じたＹ　−
Ｙ’力方向照射ビームサイズφを検出する（第４図参照
）。

又光路中、ポリゴンミラー９とスリットＡ（スリットＡ
’）との間にハーフミラ−Ｍ２を設はハーフミラ−Ｍ２
からスリットＡ（スリットＡ’）に至る光路長と、ハー
フミラ−Ｍ２で反射して一次元の光位置検出器Ｄ（例え
ばＣＣＤ）に至る光路長が略等しくなるように光位置検
出器りを設け、該光位置検出器りより０次光と１次光の
間隔が求まりこれより引き目のピッチか算出可能である
。また光位置検出器りにて０次光と１次光の境界部（裾
部）でのオーバーラツプの有無が検出可能である。

光位置検出器Ｃ，Ｄの出力は光ビームサイズ制御子Ｂｓ
に入り、０次光以外の光が０次光に混入しないように光
ビームサイズ制御手段Ｓがビームエキスパンダー５を変
化させる。

ビームエキスパンター５はポリゴンミラー９の引き目方
向と垂直な方向でのみビームサイズを変化させるように
例えばシリンドリカルレンズより成るズームエキスパン
ターが用いられる。すなわちコンベンセータ５ａ、バリ
エータ５ｂ、固定レンズ５ｃを備え引き目ピッチに応じ
てコンベンセータ５ａ、バリエータ５ｂか矢印方向に移
動して引き目方向と垂直方向の［票珈例］ 上記実施例では金属ポリゴンミラーを示したか、金属ポ
リゴンミラー以外のものでも表面の状況によっては本発
明は適用可能である。なお上記実施例においてアパーチ
ャーＡ、Ａ’は０次光を通し高次光を制限するとしたが
、具体的には高次光を完全に遮光或いは強度的に弱くす
る。

なお、走査鏡はポリゴンミラーの如き回転鏡に限らず、
ガルバノミラ−の如き振動鏡でも良い。又、ハーフミラ
−Ｍ　ｌ、　Ｍ　２の替わりに不要時、光路外へ退去す
る全反射鏡を用いても良い。

更に光位置検出器Ｃ，Ｄについて、照射ビームサイズを
検出することは必須ではなくこの場合、光位置検出器Ｃ
は不要となり又、引き目ピッチが予めわかっている場合
若しくは他の検出手段で検出される場合には光位置検出
器りも不要となる。

なお本発明において、第２図に示されるポリゴンミラー
９の反射面に残存する加工時の切削の引き目の方向は走
査方向である場合に限らず、走査方向に対し斜めに傾い
た方向であっても良く、又引き目は直線引き目である場
合に限らず、曲線引き目であっても良いことは明らかで
ある。すなわち引き目で回折される光の内、０次光以外
の光が０次光に混入しないように照射ビームサイズを少
なくとも引き目の配列方向に変化させれば良い。

［効果］ 以上説明したように、本発明によればＯ次光以外の光を
制限することにより、スポット形状の歪による副走査方
向のむらな軽減する効果か大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の図、第２図はポリゴンミラー
面の引き目による回折パターンを示す図、第３図（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）は照射ビームサイズと回折パターンの関係
を示す図、第４図は照射ビームサイズ検出系の説明図、 図中、ｌはレーザー光源、３はビームコンプレッサー、
４はＡ１０変調器、５はビームキスパンター、７はシリ
ンドリカルレンズ、９はポリゴンミラー、１０はＦθレ
ンズ、１１は記録フィルム、１２はトラム、１３は入射
レーザービーム、１４はポリゴンミラー上でのスポット
、１５は回折パターン観測面、１５は０次回折光、１５
は１次回折光、Ａ、Ａ’はスリット開口、Ｃ，Ｄは光位
置検出器である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）走査方向に対し交差する方向に配列される実質的
   な回折格子が備わる走査鏡面に光 ビームを入射させ走査鏡の変位により光ビ ームを走査方向に偏向させる光走査装置に おいて、前記回折格子のピッチに応じて走 査鏡に入射する光ビームに対し走査鏡面で 回折される光の内、０次光以外の光が０次 光に混入しないように前記回折格子の配列 方向のビームサイズを変更させる手段を有 することを特徴とする光走査装置。
2. （２）走査鏡で反射される光路内にあって走査方向に長
   く走査方向に交差する方向に短い スリット状開口を備える特許請求の範囲第 １項記載の光走査装置。