(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学スキャニングシステム内のスキャンラインの反りを補償する装置であって、
光ビームを前記光学スキャニングシステム内の感光性媒体に反射させる揺れ補正ミラーと、
前記揺れ補正ミラーの１つの辺に沿って伸びる加熱素子であって、前記加熱素子からの熱が前記揺れ補正ミラーの曲率を可変コントロールして、前記光ビームの前記スキャンラインの反りを補償する加熱素子と、
前記加熱素子に接続されて、前記加熱素子への電流を変化させかつ前記揺れ補正ミラーに加える熱を変化させるレオスタット及び電源と、
前記揺れ補正ミラーの水平端部を固定するミラーマウントと、
を備え、
前記加熱素子によって加えられた熱により前記揺れ補正ミラー自身が湾曲してスキャンラインの反りを補償する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
光学スキャニングシステム内のスキャンラインの反りを補償する装置であって、
光ビームを前記光学スキャニングシステム内の感光性媒体に反射させる揺れ補正ミラーと、
前記揺れ補正ミラーの１つの辺に沿って伸びる加熱素子であって、前記加熱素子からの熱が前記揺れ補正ミラーの曲率を可変コントロールして、前記光ビームの前記スキャンラインの反りを補償する加熱素子と、
前記加熱素子に接続されて、前記加熱素子への電流を変化させかつ前記揺れ補正ミラーに加える熱を変化させるレオスタット及び電源と、
前記揺れ補正ミラーの水平端部を固定するミラーマウントと、
を備え、
前記加熱素子によって加えられた熱により前記揺れ補正ミラーが横方向の光ビームに対して縦方向に湾曲してスキャンラインの反りを補償する、
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、
前記加熱素子は、前記揺れ補正ミラーの１つの辺に沿って設けられたニクロムワイヤを有し、
スキャンラインの反りをモニタするセンサがコントローラに接続され、コントローラが加熱素子を絶えず調整してスキャンラインの反りを補償する、
ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学スキャニングシステムにおけるスキャンラインの反りに関し、またより詳細には、光学スキャナにおけるスキャンラインの反りを補償及び補正するための、又は複数ビーム式光学スキャニングシステムにおいてスキャンラインの反りをほぼ等しくするための、シリンドリカルミラー、一般に揺れ補正ミラーの曲率を調整する加熱素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ラスタ出力スキャナ（すなわち、ＲＯＳ）は、従来、その中心軸の周りで回転する多面ポリゴンミラーを有している。一方、輝度変調されたビームは、所定の角度でこの回転ポリゴンの方向に向けられる。光ビームは面によって反射され、その後、感光性記録媒体上の「スポット」に集束される。ポリゴンの回転により、このスポットがスキャン方向に感光性媒体を横切って直線的にスキャンする。その間に、感光性媒体がスキャン方向に直角な方向に、スキャン速度よりも比較的ゆっくりと前進する。このように、ビームが感光性媒体をラスタスキャニング様式でスキャンする。
【０００３】
具体的には、図１を参照すると、従来技術のラスタスキャニングシステム１０が開示されている。レーザダイオードの光源１２は変調されたコヒーレントな光ビーム１４を放射し、この光ビーム１４は多素子光学コリメータ１６によって平行にされる。結果として生じた平行ビーム１４は、クロススキャンのシリンドリカルレンズ１８を通過する。このシリンドリカルレンズ１８は、光ビーム１４をビームのスキャン部分の平行性を維持しながら、サジタル面すなわちクロススキャン面内の回転多面ポリゴンミラー２２の切子面２０上に集束させる。この光ビーム１４は、これにより、切子面２０上でラインを形成する。
【０００４】
光ビーム１４は切子面２０から反射され、反射された光ビームはスキャン面内でまだ平行にされており、クロススキャン面内ではこの時発散している。次に、反射されたビーム１４は、負の平球形面レンズ２６、正の平球形面レンズ２８及びクロススキャンのシリンドリカルレンズ３０から構成するエフシータスキャンレンズ２４を通過する。このエフシータスキャンレンズの構成により、ビーム１４がスキャン軸内に収束させる。
【０００５】
エフシータスキャンレンズ２４を通過した後、光ビーム１４は、次に、揺れ補正シリンドリカルミラー３２で反射される。このミラー３２は、クロススキャン面では正の円柱状をしており、スキャン面では平坦である。このため、揺れ補正ミラーは、光ビーム１４の前に発散したクロススキャン部分を収束させるが、エフシータレンズ２４により集束された光ビーム１４の収束しているクロススキャン部分が影響されずに通過することを可能にする。反射されたビーム１４は、光受容体などの感光性媒体３６上のスキャンライン３４に集束する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ラスタスキャナは、一般に、特定の設計を受け入れるために、多数のレンズ及びミラーを備えている。これらの光学素子の形状及び／又は取付けにおいて偏差が発生することは避けられないため、光受容体上のスキャンラインの品質にいくつかの不具合が必然的にもたらされる。また、ラスタスキャナの様々な光学素子によりエラーが累積して、種々のエラーが光ビームに取り込まれることがある。そのような不具合の１つは反りである。
【０００７】
光ビームが記録媒体上のスキャンラインのスキャン方向における理想的な水平の直線からクロススキャン方向にオフセットする場合の反りは、スキャンラインの望ましくない特性である。スキャンラインの反りは、ビームが光学システムを通って進行するとき、ＲＯＳの光学システムの倍率がクロススキャン方向にわたって変化するために発生する。
【０００８】
反りの例は、図２のスキャンライン５０によって示される。ＲＯＳにおける偏差のタイプに基づいて、反りが付いたスキャンラインの２つの端部のポイントは、反りが付いたスキャンラインの中間点に関して、真っ直ぐで反りのないライン５２から離れて、反対方向に湾曲する。スキャンラインの端部ポイントが下側に位置する反り５０（図２）をフローン（ｆｒｏｗｎ）と呼び、スキャンラインの端部ポイントが上側にある反り５４（図３）をスマイル（ｓｍｉｌｅ）と呼ぶ。
【０００９】
複数ラスタのスキャナからのスキャンラインは、感光性媒体上の平行ラインに記録又は配置される。複式ビームのスキャナについての別の望ましくない特性は、差動の反りと呼ばれる。差動の反りは、複数の光ビームがお互いに対してまた真っ直ぐな反りのないスキャンラインに対して表面上軸からずれる複式ビームのラスタスキャナで発生する。
【００１０】
例えば、図４を参照すると、１つのＲＯＳからの１つの光ビームの反りが付いたスキャンライン５６がスマイルであり、一方別のＲＯＳからの他のビームの反りが付いたスキャンライン５８がフローンである場合、２つのビーム間の隔離距離６０はスキャンに沿って変化する。この現象が差動の反りと呼ばれる。差動の反りには、図５に示すように、反りの形は同じであるが各スキャンライン上での反りの量が異なっている２つのスキャンライン６２及び６４のように異なった形状がある。全てのスキャンラインを直線で平行にし、スキャンラインにわたるビームの隔離距離を均一にして、これにより差動の反りを除くことが望ましい。
【００１１】
差動の反りは、単一のＲＯＳからの複数のビームから発生する。スキャンラインの反りは異なる問題である。スキャンラインの反りは、単一及び複数のビームの両方のＲＯＳで発生し、理想的な直線のスキャンラインに対するスキャンラインの全体的な湾曲である。
【００１２】
本発明の目的は、シリンドリカルミラーの曲率を熱的に調整して、単一ビームの光学スキャニングシステムにおけるスキャンラインの反りを補償及び補正する装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、加熱素子がシリンドリカル状の揺れ補正ミラーの曲率を調整して、光学スキャナ用のスキャンラインの反りを補償及び補正する。ミラーの一方の側に沿って加熱素子を通して電流を印加することによって、ミラーを横方向のビームに対して縦方向に湾曲させ、単一ビームに対するスキャンラインの反りを調整して、複数のビームについてのスキャンラインの反りをほぼ等しくさせる。レオスタットが電流を変化させ加える熱量を変えて、ミラーにおける湾曲量をコントロールする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
ここで図６を参照すると、本発明によるシリンドリカルミラー１０２の曲率を調整する加熱素子１００の、第１の実施形態が示されている。このシリンドリカルミラー１０２は、一般に、ＲＯＳにおける揺れ補正ミラーである。このミラーは、反射性誘電体のコーティングが付いたプラスチックから製造される。あるいはまた、このミラーはガラス又は金属から製造することもできる。またさらに、このミラーに反射性金属のコーティングを行うこともできる。
【００１５】
揺れ補正ミラーは、光ビームが感光性媒体のスキャンライン上のスポットに集束する前の、ラスタ出力式スキャニングシステム内の最終段の光学素子である。スキャンラインの反りが前段の光学ＲＯＳ用素子内の不完全性から発生するため、また不完全性の光学的な影響が累積するので、揺れ補正ミラーはＲＯＳの反りを補正する最後で最良の機会である。
【００１６】
ミラーは、ミラーマウント１０８，１１０によって水平な端部１０４，１０６に弾力的に固定される。ミラーの長い水平軸に沿ったねじれを避けるために、ミラーを水平な端部で固定するが、ミラーをその垂直軸に沿って湾曲させて、湾曲量を加熱素子１００によって調整することができる。
【００１７】
この加熱素子１００は、ミラー１０２の底辺１１４に沿ったミラー１０２の水平長さに沿っている、薄く電気的に導電性のニクロムワイヤ１１２を有している。このワイヤ１１２は、スイッチ１１８及びレオスタット１２０を通して電源１１６に接続されている。
【００１８】
図６に示すように、加熱素子１００はオンの状態ではなく、スイッチ１１８は開いている。光ビーム１２２がミラー１０２の表面に入射している。ビーム１２２は、フローンの反りで反っている。
【００１９】
図７では、スイッチ１１８は閉じており、電源１１６からの電流はレオスタット１２０によって可変調整され、加熱素子１００のワイヤ１１２を通って流れている。ワイヤ１１２が発生した熱によって、ミラー１０２はワイヤに向かってまたミラーの底面１１４に向かって縦方向に湾曲される。ミラー１０２の底面１１４及び上面１２４の両方が下側に湾曲する。光ビーム１２２は、この場合、ミラー１０２上で真っ直ぐで反りのないラインになる。加熱素子によって与えられた熱によりミラーが湾曲して、ミラーのスキャンラインにおける反りが補正される。
【００２０】
ミラーの幅及び長さにもよるが、一般的なミラー１０２を縦方向に２ミリメータまで動かすことができる。しかしながら、スキャンラインの反りの問題を補正するには、わずか１ミリの何分の一の動きで十分である。
【００２１】
レオスタット１２０によって、電源１１６から加熱素子のワイヤ１１２に流れる電流を可変調整することができる。ワイヤへの電流が変化すると、ミラーの表面に加えられる、ワイヤが発生した熱量が変化することになる。また、ミラーに加えられる熱量が変化すると、ミラーの縦方向の変位量が変化する。
【００２２】
ミラー１０２の加熱素子１００は、光ビーム１２２の光学経路内の最終段のミラー、すなわち、ラスタ出力式スキャニングシステム内の揺れ補正ミラーの曲率を、光ビームが光受容体上に入射する前に調整することが好ましい。しかしながら、本発明は光学システム内の任意のミラーに使用することができる。
【００２３】
光学システム内のスキャンラインの反りの量を確定した後で、加熱素子を調整することが好ましい。このことは、最初に光ビームをミラーから反射させて、実際のＲＯＳシステム内の光受容体の代わりに、測定システム上にスキャンさせることによって行うことができる。スキャンラインの反りは、この時、当業者には周知なように、確定及び測定することができる。加熱素子は、次に、上述した方法及び装置を用いて適当に調整され、スキャンラインの反りを補償及び補正する。光ビームは、次に、ミラーから反射されて、ミラーに取り入れた補償されたスキャンラインの反りを用いて光受容体を横切ってスキャンする。再度、スキャンラインの反りが確定及び測定される。必要な場合、加熱素子は、スキャンラインの反りがほぼ取り除かれるまで、再度調整される。
【００２４】
このプロセスを複数ビームのラスタ出力式スキャニングシステム内のそれぞれのビームについて繰り返して、差動の反りを補正することができる。スキャンラインの反りを確定する他の方法も、本発明の範囲の中に含まれる。
【００２５】
従って、前述した装置及び方法を用いるラスタ出力式スキャニングシステムのミラー１０２の中に補償するスキャンラインの反りを取り入れることによって、スキャンラインの反りを補正することができる。
【００２６】
単一のＲＯＳに対するスキャンラインの反りを補償して真っ直ぐなスキャンラインに補正することにより、本願の発明は、複数のＲＯＳからの複数のビームについてのスキャンラインの反りを、単一ビームを発生する各個別のＲＯＳとほぼ等しくすることができる。
【００２７】
ここで図８を参照する。この図では、本発明に基づいて、シリンドリカルミラー１０２の曲率を調整する加熱素子２００の第２の実施形態が示されている。
【００２８】
スキャンライン２０２は、シリンドリカルミラー１０２上でスマイル形の反りをしている。この加熱素子２００は、ミラーの上面１２４に沿ったミラー１０２の長さに沿って伸びる、薄く電気的に導電性のニクロムワイヤ２０４を有している。このワイヤ２０４は、スイッチ２０８及びレオスタット２１０を通して電源２０６に接続されている。図８では、オンの状態ではなく、スイッチ２０８は開いている。
【００２９】
図９では、スイッチ２０８は閉じており、電源２０６からの電流はレオスタット２１０によって可変調整され、加熱素子のワイヤ２０４を通って流れている。ワイヤ２０４が発生した熱によって、ミラー１０２はワイヤに向かってまたミラーの上面１２４に向かって縦方向に湾曲される。ミラーは、ミラーマウント１０８，１１０によって水平な端部１０４，１０６に弾力的に固定される。ミラー１０２の底面１１４及び上面１２４の両方が上側に湾曲する。光ビーム２０２は、この場合、ミラー１０２上で真っ直ぐで反りのないラインになる。
【００３０】
本発明の加熱素子を絶えず調整して、スキャンラインの反りに対するダイナミックな解決策を提供することができる。スキャンライン用センサは、ＲＯＳの揺れ補正用シリンドリカルミラー又は感光性媒体のいずれかで、スキャンラインの反りをモニタすることができる。このセンサはコントローラに接続することができる。コントローラは加熱素子のスイッチ及びレオスタットをコントロールして、加熱素子及びスキャンラインに対して常に調整を行っている。
【００３１】
加熱素子の熱発生ワイヤは、あるいはまた、薄い又は厚いフィルム抵抗、又は複数の抵抗性熱発生素子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術のラスタ式スキャニングシステムを説明する図である。
【図２】  スキャンラインの反りの「フローン」を説明する図である。
【図３】  スキャンラインの反りの「スマイル」を説明する図である。
【図４】  差動の反りの第１の形状を説明する図である。
【図５】  差動の反りの第２の形状を説明する図である。
【図６】  本発明の加熱素子を用いる揺れ補正ミラーの、第１の実施形態を説明する図である。
【図７】  動作中の図６の加熱素子を用いる揺れ補正ミラーを説明する図である。
【図８】  本発明の加熱素子を用いる揺れ補正ミラーの、第２の実施形態を説明する図である。
【図９】  動作中の図８の加熱素子を用いる揺れ補正ミラーを説明する図である。
【符号の説明】
１０  ラスタスキャニングシステム、１２  光源、１４  光ビーム、１６  多素子光学コリメータ、１８  シリンドリカルレンズ、２０  切子面、２２  回転多面ポリゴンミラー、２４  エフシータスキャンレンズ、２６  負の平球形面レンズ、２８  正の平球形面レンズ、３０  シリンドリカルレンズ、３２  揺れ補正シリンドリカルミラー、３４  スキャンライン、３６  感光性媒体、５０  スキャンライン、５２  反りのないライン、５４  反り、５６，５８  反りが付いたスキャンライン、６０  隔離距離、６２，６４  スキャンライン、１００  加熱素子、１０２  シリンドリカルミラー、１０４，１０６  水平な端部、１０８，１１０  ミラーマウント、１１２  ワイヤ、１１４  底面、１１６  電源、１１８  スイッチ、１２０，２１０  レオスタット、１２４  ミラーの上面、２００  加熱素子、２０２  スキャンライン、２０４  ニクロムワイヤ、２０６  電源、２０８  スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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