JPH10319337A - 複数の大きさをもつスポツト・ビームによる像形成システムおよびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実質的に等しいエネルギーを有する光ビーム
スポットを形成する。 【解決手段】 １以外の単一の固定倍率を有するレンズ
が光ビームの光路の中に存在するように第１の焦点と像
形成面との間に置かれている。レンズは第１の焦点から
第１の距離だけ離れ且つ該レンズの下手にある該光ビー
ムの第２の焦点から第２の距離だけ離れた第１の位置
と、第１の焦点から第２の距離だけ離れ且つ第２の焦点
から第１の距離だけ離れた第２の位置との間を動くこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術的分野】本発明は光学的画像処理、特に複数の大
きさをもつスポット・ビームを用いた画像処理に関す
る。

【０００２】

【背景となる技術】現代の画像処理機（ｉｍａｇｅｓｅ
ｔｔｅｒ）および製版処理機（ｐｌａｔｅｓｅｔｔｅ
ｒ）では、光学的スキャナーを用い、後で再生を行うた
めに画像を書き出す、即ち記録するか、或いは前以て記
録された画像を予め定められた分解能合比で読み取る。
このようなスキャナーは種々の媒体に画像を書き出すか
または記録し、またこれらの媒体から予め記録された画
像を読み出すことができる。このような媒体には写真感
光性または感熱性の紙または重合体フィルム、写真感光
性または感熱性の被膜または消去可能な画像形成材料、
アルミニウムまたは他の金属基質の印刷用製版材料、ま
たは他の種類の媒体が含まれる。これらの媒体は典型的
には平らなまたは曲がった像形成面に取り付けられ、次
いで光学的ビームで走査される。

【０００３】現代の画像処理システムおよび製版処理シ
ステムの主要な機素としては、画像を形成および／また
は編集するための画像処理機、即ちデータ信号を画像処
理機から、画像処理機または製版処理機による光学的ビ
ームの走査を制御する制御器が理解できる信号に変換す
るラスター画像処理機（ＲＩＰ）が含まれている。画像
処理機および製版処理機自身は典型的には走査アセンブ
リーを含んでいる。この走査アセンブリーはしばしば記
録用のまたは記録された媒体を取り付けたドラム型シリ
ンダーの内部に配置され、その中を動くことができる。
このコントローラは、ＲＩＰからの信号およびそれ自身
のプログラムされた指令に従って、光学的な走査を制御
する信号を発生させ、ドラム型シリンダーを固定したま
ま該ドラム型シリンダーの内周部を一つまたはそれ以上
の光学的ビームで走査することによりドラム型シリンダ
ーの内部に取り付けられた媒体に画像を書き出すか、ま
たはその媒体から画像を読み取る。シリンダー・ドラム
型の画像形成システムの典型的な走査アセンブリーは、
当業界の専門家には良く知られているように、ドラム・
シリンダーの内周部に光ビームを当てる回転鏡または他
の光学的装置を含んでいる。

【０００４】画像処理機および製版処理機はしばしば異
った品質の画像の記録または読み取りに使用されるか
ら、近代的なシステムは典型的には、種々の画像の分解
能において、しばしばいわゆる異ったシステムのアドレ
ッサビリティ（ａｄｄｒｅｓａｂｉｌｉｔｙ）と称せら
れる値を用いて画像の記録または読み取りが可能なよう
に設計されている。画像処理システムおよび製版処理シ
ステムは、記録の所望の画質に依存して、例えば１２０
０ ドット／インチ（ｄｐｉ）、１８００ｄｐｉ、２４
００ｄｐｉ、または３６００ｄｐｉのようないくつかの
分解能の中の一つの分解能で記録を行うように設計する
ことができる。例えば、新聞を印刷するのに使用される
絵と文章とを記録する媒体は比較的低い分解能で記録す
ることができるが、後で高品質の写真出版を行うような
絵を記録する媒体は典型的には比較的高い分解能を必要
とするであろう。

【０００５】従って画像処理機および製版処理機、並び
に他の光学的画像処理システムはしばしば多重分解能で
操作し得る必要がある。画像処理機および製版処理機の
ような光学的走査装置においては、走査点の大きさは、
典型的には少なくとも近似的に、システムのアドレッサ
ビリティ、従って画像の分解能が異る場合に必要とされ
る走査線の間隔の変化に合わせるように変更される。画
像処理および製版処理システムの装置において、光ビー
ムのスポットの大きさを変化させ異ったシステム・アド
レッサビリティを選択できるようにするための技術はい
くつか提案されている。

【０００６】例えば、或る選ばれたアドレッサビリティ
に対応してビーム・スポットの大きさを変えるために異
った大きさの孔を用いる方法、即ちビームのアポダイア
ゼーション（ａｐｏｄｉｚａｔｉｏｎ）を行うことは良
く知られている。この方法を用いるシステムは、多数の
孔を有する孔開きのディスクを含み、光ビームの経路に
おいて選ばれたアドレッサビリティに対応する孔の位置
までディスクを回転させ、これにより画像を生成する媒
体の上に当たるビーム・スポットの大きさを制御して所
望の分解能を得る。この孔開きディスクを用いる方法
は、選ばれたシステム・アドレッサビリティに対応して
画像生成媒体に当たる光ビームのスポットの大きさを変
化させる複雑さが比較的少ない廉価な方法である。さら
に、孔開きディスクを使用する方法では、ビームの方向
を乱したり、および／またはシステム内部における幾何
学的な誤差を生じたりすることはあまりない。しかしビ
ーム・スポットの異った大きさを得るために孔を用いる
方法では、像形成面に衝突するビーム・スポットの大き
さが大きくなると何時も該像形成面の所で得られるエネ
ルギーは著しく減少する。

【０００７】選ばれたシステム・アドレッサビリティに
対応して像形成面に衝突するビーム・スポットの大きさ
を変更するために、連続的な焦点をもつズーム・レンズ
または望遠レンズを配置する方法も提案されている。ズ
ーム・レンズの配置は連続的に分解能を調節する上で有
利である。しかしズーム・レンズは一般に複雑であると
考えられている。

【０００８】典型的にはズーム・レンズの配置において
は、焦点合わせおよびビームの位置合わせを厳密に調節
し、少なくともある種の走査構造物においては、走査線
の幾何学的誤差を厳密に監視し得ることが必要である。
ズーム・レンズを使用する場合、実際には一般にその複
雑さおよびコストの方が連続的な調節ができるという利
点を凌駕するように思われる。

【０００９】望遠レンズは典型的には、ビームを視準さ
せおよび／または焦点を合わせる光学系をさらに必要と
する。典型的な場合、望遠レンズが引っ込んだ位置また
は引き出された位置のいずれにあるかに従って、さらに
異った組の光学的機素を余分に必要とし、従って実際に
装着する必要がある光学機素の数がさらに増加する。商
業的な画像形成システムにこの方法を取り入れた場合、
コストが高くなり、また特に高分解能での走査を行う際
複雑な調節が必要となる。

【００１０】

【発明の目的】従って本発明の目的は、像形成面上にお
いて異った大きさでしかも実質的に等しいエネルギーを
有する光ビームのスポットをつくることである。

【００１１】また本発明の目的は、像形成面上において
予め定められたアドレッサビリティにそれぞれ対応した
異った大きさの光ビームのスポットをつくることであ
る。

【００１２】本発明の他の目的は、ビームの切り取りを
増大させる方法に頼ることなく、像形成面上に異った大
きさをもち高い光学的効率を有する光ビームのスポット
をつくることである。

【００１３】本発明のさらに他の目的は、像形成面上に
容易につくられ、位置合わせができ、また焦点を合わせ
得る異った大きさをもった光ビームのスポットをつくる
ことである。

【００１４】本発明のさらに他の目的は、光学的機素の
数を最小にして像形成面上に異った大きさをもった光ビ
ームのスポットをつくることである。

【００１５】本発明のさらに他の目的、利点、および新
規特徴は詳細な説明を含む下記の記述により、また本発
明を実施することにより当業界の専門家には明白になる
であろう。下記においては好適具体化例を参照して本発
明を説明するが、本発明はこれら好適具体化例に限定さ
れないことを了解されたい。以下の説明を読まれた当業
界の専門家は、他の配置、変更点、および具体化例、並
びに本発明の範囲内に入り本発明が重要な用途をもち得
る他の使用分野、例えば写真の分野を理解することがで
きよう。

【００１６】

【発明の概要】本発明に従えば、平らなまたは曲がった
像形成面上に異った大きさの光スポット・ビームをつく
るための画像形成システムは、第１のビームの焦点の下
手において像形成面に衝突する経路に沿って光ビームを
放射する発光器を含んでいる。この第１の焦点はビーム
を発生するレーザー光源の点の所、光ビームが放射され
る光ファイバーの端の所、画像を生成する物体の所、或
いはビームの経路に沿った他の焦点の所にあることがで
きる。１以外の値の単一の固定拡大率を有するレンズま
たはレンズ・アセンブリーが、光ビームの光の経路の中
で第１の焦点および像形成面の間に配置されている。こ
のレンズは次のような第１の位置と第２の位置との間で
動くことができる。第１の位置は、第１の焦点から一定
の第１の距離だけ離れ、且つ像形成面かまたは光ビーム
の経路に沿ったレンズの下手にある他の焦点であること
ができる第２の焦点から一定の第２の距離だけ離れた所
にある。第２の位置は、第１の焦点から該一定の第２の
距離だけ離れ、且つ第２の焦点から該第１の距離だけ離
れた所にある。レンズが第１の位置にある場合、光ビー
ムは像形成面上に第１の大きさのビーム・スポットを生
じ、他方レンズが第２の位置にある場合、光ビームは像
形成面上に第１の大きさとは異った第２の大きさのビー
ム・スポットを生じる。好ましくはレンズはその光学軸
に沿って第１の位置と第２の位置との間を動く。例え
ば、レンズを駆動して案内棒に沿って滑らせることがで
き、またローラおよび車の上に取り付けトラックに沿っ
て駆動することができる。レンズはさらに、或いはその
代わりに、第１の位置から第２の位置まで、或いはその
逆の方向に手で動かすことができる。事実、レンズは任
意所望の方法で、或いは適当な駆動機構を用いて第１お
よび第２の位置の間で動かすことができる。

【００１７】単一の可動レンズの形態においては、シス
テムは二つのシステム・アドレッサビリティを備えるこ
とができる。特にレンズの位置は、スポットの大きさの
一つを所望の画像生成分解能の一つに対応するように設
定し、他のスポットの大きさを他の所望の画像生成分解
能に対応するように設定し、多数の孔またはズーム・レ
ンズを用いることを必要とせずに、二重の分解能を用い
て高品質の画像をつくることができる。本発明の配置の
一実施例に従えば、第１の距離がレンズの有効焦点距離
に１．７０７を乗じた値に実質的に等しく、第２の距離
はレンズの有効焦点距離に２．４１４を乗じた値に実質
的に等しくなるように上記のようにレンズを配置し、二
つの位置の間でスポットの大きさを２：１の割合で変化
させることができる。当業界の専門家には明らかなよう
に、乗数は所望の分解能の比に依存して変化する。例え
ば上記の乗数は、下記にさらに説明するように、二つの
拡大率の変化に関係している。

【００１８】システムは、操作員の入力を受取り一つの
画像形成分解能から他の画像生成分解能へとシステムの
アドレッサビリティを変化させるようにつくられた入力
装置、例えばキーパッド、マウス、ダイアル、または他
の手動のまたは音声で作動される入力装置を含んでいる
ことが好ましい。このシステムはまた、操作員の入力に
応答して一つの操作位置から他の位置へ至るレンズの運
動を制御し、これによって選ばれたアドレッサビリティ
に対応するようにビーム・スポットの大きさを変化させ
るようにつくられた調節器を含んでいることが有利であ
る。

【００１９】ビーム・スポットの大きさが変化する前お
よびその後において像形成面上のビームの位置を検出す
る働きをするセンサーをシステムの内部に含ませること
により、閉鎖ループをなす監視および制御を行うことが
できる。当業界の専門家には明らかなように、像形成面
上のビームの位置はビームの大きさの変化に拘わらず同
じ位置に止まっていることが通常望ましい。従って、も
しビーム・スポットの大きさの変化の前後におけるビー
ム・スポットの検出された位置の位置合わせができてい
ない場合、制御器はさらに光学軸に実質的に垂直な方
向、例えば水平および／または垂直な方向、または水平
および垂直の成分を有する或る方向においてレンズの方
向を調節し、位置泡餌のずれを補正するようにつくられ
ている。配置によっては完全な位置合わせを行う必要が
ないから、この場合位置合わせのずれとは、スポットの
位置が、位置合わせを行った場合所望の結果の像を生成
するのに必要な位置合わせの閾値の範囲外にあることを
意味するものと了解されたい。このようにしてビーム・
スポットの大きさが変化した後のビーム・スポットの位
置を、ビーム・スポットの大きさが変化する前のビーム
・スポットの位置に合わせることができる。

【００２０】３個以上のアドレッサビリティが必要な場
合には、さらに他のレンズまたはレンズ・アセンブリー
を用いることができる。例えば４個のアドレッサビリテ
ィに対しては、第２のレンズを付け加える。第２のレン
ズは１以外の値の単一の固定倍率を有し、光ビームの光
路の中において第２の焦点の下手に配置される。第２の
レンズは第３および第４の位置の間で動くことができ
る。第３の位置は第２の焦点から下手に第３の距離だけ
離れ、第２のレンズの下手にある光ビームの第３の焦点
から下手に第４の距離だけ離れた所にある。第４の位置
は第２の焦点から第４の位置だけ離れ、第３の焦点から
第３の距離だけ離れた所にある。第３の焦点は像形成面
であるか、或いは第２の焦点の下手にある光ビームの他
の焦点であることができる。制御器は多重レンズ系の両
方のレンズの運動を制御するようになっている。

【００２１】第１のレンズが第１の位置にあり、第２の
レンズが第３の位置にある場合、光ビームは像形成面上
に第１の大きさのビーム・スポットを形成する。第１の
ビーム・スポットは特定のアドレッサビリティに、従っ
て特定の分解能、例えば１２００ｄｐｉに対応すること
が有利である。第１のレンズが第２の位置にあり、第２
のレンズが第３の位置にある場合、光ビームは像形成面
上に第２の大きさのビーム・スポットを形成する。この
第２のビーム・スポットは異ったアドレッサビリティお
よび分解能、例えば１８００ｄｐｉに対応する。第１の
レンズが第１の位置にあり、第２のレンズが第４の位置
にある場合、光ビームは像形成面上に第３の大きさのビ
ーム・スポットを形成する。第３のビーム・スポットは
さらに他の異ったアドレッサビリティおよび分解能、例
えば２４００ｄｐｉに対応する。第１のレンズが第２の
位置にあり、第２のレンズが第４の位置にある場合、光
ビームは像形成面上に第４の大きさのビーム・スポット
を形成する。第４のビーム・スポットはさらに他の異っ
たアドレッサビリティおよび分解能、例えば３６００ｄ
ｐｉに対応する。明らかなように、さらに他の動き得る
レンズまたはレンズ系を付け加えることにより、さらに
他のビームの大きさを像形成面上につくり、それに応じ
てさらに他の像の分解能を得ることができる。

【００２２】多重レンズ系の場合、ビーム・スポットの
大きさの変化の前後におけるビーム・スポットの検出さ
れた位置がずれている場合、制御器は１個またはそれ以
上のレンズの運動を光軸に垂直な方向において制御し、
ビーム・スポットの大きさが変った後のビーム・スポッ
トの位置をビーム・スポットの大きさが変る前のビーム
・スポットの位置に合わせるようになっている。この点
に関し、１個のレンズを制御して水平方向に動かし、他
のレンズを制御して垂直方向に動かすことができる。別
法として、光軸に実質的に垂直に１個のレンズだけを動
かし、位置合わせのずれを補正し、それによって運動の
方向が水平および垂直の両成分をもつようにすることが
できる。

【００２３】多重レンズは同一または相異なる有効焦点
距離をもつことができる。上記の二重レンズ系において
は、第３の距離は有効焦点距離に１．７０７を乗じた値
に実質的に等しく、第４の距離は第２の有効焦点距離に
２．４１４を乗じた値に実質的に等しい。しかし下記の
詳細な説明から判るように、このことは必ずしも必要で
はなく、乗数は像を形成する際の所望の分解能、即ちシ
ステムのアドレッサビリティに依存してレンズ毎に変え
ることができる。

【００２４】本発明の他の態様に従えば、コンピュータ
・プログラムにより像形成面上に異った大きさの光ビー
ム・スポットがつくられる。格納されたコンピュータ・
プログラムはコンピュータ可読な格納媒体からコンピュ
ータによって読み出すことができ、操作員が入力した信
号を処理して選ばれた分解能を識別するようにコンピュ
ータが操作される。次いでコンピュータは指令に従って
プログラムにより識別された分解能を表す信号を発生さ
せ、例えばシステムのモニター上に選ばれた分解能を表
示する。コンピュータはまたプログラムにより、上記の
型のレンズを選ばれた分解能に対応して第１の位置また
は第２の位置へと動かす信号を発生する。第１の位置は
レンズの上手にある光ビームの第１の焦点から第１の距
離だけ離れ、且つレンズの下手にある光ビームの第２の
焦点から第２の距離だけ離れた所にある。この第１の位
置にレンズを置くと、像形成面に第１の大きさのビーム
・スポットが生成する。第２の位置は第１の焦点から第
２の距離だけ離れ、第２の焦点からだ２の距離だけ離れ
た所にある。レンズをこの第２の位置に置くと、像形成
面に第１のスポットの大きさとは異った第２の大きさの
ビーム・スポットが生成する。

【００２５】コンピュータはまた、レンズを動かして位
置合わせのずれを識別する前後における像形成面上のビ
ーム・スポットの位置を表す信号を処理するようにプロ
グラムされていることが有利である。位置合わせのずれ
が識別されると、コンピュータはプログラムによりレン
ズの光軸に実質的に垂直な方向にレンズを動かし、識別
された位置合わせのずれを補正する信号を発生する。多
重レンズ系においても、コンピュータはプログラムによ
り上記のように第２のレンズを動かす指令を出すことが
できる。

【００２６】

【発明の最良実施態様】単一レンズの式により薄いレン
ズの上手にある第１の焦点と薄いレンズの下手にある第
２の焦点との間の全長が定義される。第１の焦点は、レ
ーザー・ダイオードのような光発生器、光ファイバーの
端のような光放射器、ＡＯＭのような光デバイス、画像
を形成させる物体の所での焦点、または光路、または像
形成面に沿った任意の焦点であることができる。第２の
焦点は、ビームの光路または平らなまたは曲がった画像
形成面に沿った任意の焦点であることができる。この式
は第１の焦点とレンズとの間の距離に対し、レンズの有
効焦点距離の各々の一定の組み合わせに対する第２の焦
点の所での拡大率、および第１および第２の固定焦点の
間の全長を得るための二つの解を有している。特に該距
離の一つにおいてレンズは一つの拡大率を与え、他の距
離の所でレンズは他の拡大率を与えるが、後者は、焦点
間の全長が一定に保たれた場合、第１の拡大率の逆数で
ある。

【００２７】厚いレンズまたは複合レンズ系のような実
際のレンズは、当業界の専門家には公知のように、両方
の解における焦点の間の実際の全長に対し、またはこの
距離から、計算可能な考慮されなかった距離を加えるか
差し引くかすると、薄いレンズの場合と実質的に同じ挙
動をすると考えることができる。レンズの収差によっ
て、最良の焦点および倍率を得るために実際に必要とさ
れる第１の焦点からレンズへ至る距離は、薄いレンズの
式の解に基づいて単純なレンズまたは実際のレンズの最
良の焦点および倍率を得るために理論的に必要とされる
距離とは異っている。しかし実際上の観点、即ちこの距
離の所で理論的ではなく実際に得られる焦点および倍率
の差というから立場からすれば、レンズの最良に位置は
典型的には小さく無視することができる。さらに高分解
能の走査を行う装置においては、使用するレンズは一般
にどのような場合でも高度に補正されており、従って焦
点および倍率の小さい相違は、実際に最良の焦点および
倍率を与える第１の焦点距離の所にレンズを配置すると
いう方法以外の方法で調節することができる。

【００２８】従って１以外の値のの倍率で操作されるレ
ンズまたはレンズ系は、レンズの光学軸の上にある二つ
の異った位置の間で単にレンズを動かすことにより、上
手の焦点および下手の焦点を固定状態に保ったまま二つ
の倍率を与えることができる。光学軸に沿ったレンズの
長手方向の運動は、レンズの支持物、および特定の装置
系に適した運動機構または運動アセンブリーを用いて達
成することができる。さらにこれに加えて、またはその
代わりに、必要に応じ手でレンズを動かすことができ
る。

【００２９】現代の画像処理機および製版処理機にしば
しば見られるように、三つ以上のアドレッサビリティ、
即ち分解能が必要な場合、従って異ったビーム・スポッ
トの大きさが三つ以上必要な場合には、下記にさらに詳
細に説明するように、多重レンズまたはレンズ系をカス
ケード状に配置し、最高２ⁿ個の異ったスポットの大き
さを得ることができることも当業界の専門家には明らで
ある。ここでｎはカスケード状に配置されたレンズまた
はレンズ系の数である。

【００３０】図１を参照すれば、公知のように、焦点距
離ｆおよび倍率ｍのレンズに対し、第２のレンズの位置
が存在し、ここで物体／像の共役関係が一定な場合、倍
率は１／ｍである。

【００３１】

【数１】

【００３２】ここでｓは物体の距離、即ちレンズから上
手の焦点１０までの距離であり、ｓ’は像の距離、即ち
レンズから下手の焦点２０までの距離、ｆはレンズの有
効焦点距離である。従って

【００３３】

【数２】

【００３４】ここでｍは倍率、ｎは或る乗数であり、必
ずしも整数である必要はない。従って

【００３５】

【数３】

【００３６】画像の分解能３６００および１８００ドッ
ト／インチ（ｄｐｉ）に対応する二つの位置を見出すた
めに、倍率の変化は２、即ち３６００／１８００であ
り、従ってレンズの倍率の比は

【００３７】

【数４】

【００３８】である。このことはｍ²＝２、即ち

【００３９】

【数５】

【００４０】を意味する。従って ｍ₂＝１／ｍ₁＝０．７０７ （６） 有効焦点距離（ＥＦＬ）が２５ｍｍに等しいと仮定すれ
ば、

【００４１】

【数６】

【００４２】任意の二つのアドレッサビリティに対して
上記式は成立する。

【００４３】４個のアドレッサビリティを取り扱うため
には、２個のレンズまたは２個のレンズ・アセンブリー
をデージー・チェイン（ｄａｉｓｙ ｃｈａｉｎ）状に
連結することができる。４個の異った位置の組み合わせ
の各々が１個のアドレッサビリティを表す。従って１個
のレンズまたはレンズ系を用い３６００および２４００
ｄｐｉのアドレッサビリティを取り扱うためには、倍率
の変化は１．５が必要である。このことは

【００４４】

【数７】

【００４５】であり、ｍ₂＝１／ｍ₁＝０．８１６である
ことを意味する。

【００４６】特に図１を参照すれば、レンズを焦点１０
から距離ｓの所に、また焦点２０から距離ｓ１’の所に
置いた場合、例えば画像形成面であり得る焦点２０の所
における倍率はｍである。レンズを焦点１０からの距離
がｓ’になり、従って焦点２０からの距離がｓになるよ
うに配置し直すと、焦点２０の所の倍率は１／ｍになる
であろう。従って単一レンズを固定焦点１０および２０
の間で単に再配置することにより、倍率を、従ってビー
ム・スポットの大きさを二つの異ったアドレッサビリテ
ィ、即ち二つの異った分解能に対応して変更することが
できる。

【００４７】図２Ａを参照すれば、比較的低い分解能に
対応する比較的大きなスポットの大きさを与えるための
単一レンズの配置が示されている。図示のように、ビー
ムは焦点１０の所からレンズ３０を通る。このレンズ
は、該焦点１０からの距離がｓ、レンズの下手に配置さ
れた像形成面２０’からの距離がｓ’になるように光ビ
ームの経路上に配置されている。図示のようなレンズの
配置を用いると、像形成面２０’の所に比較的大きな大
きさの、従って分解能が比較的低いビーム・スポットの
像が生じる。

【００４８】図２Ｂは像形成面２０’の所に小さなビー
ム・スポットが生じるように配置された図２Ａのレンズ
３０を示す。特に図２Ｂのレンズ３０を、図２Ａに示さ
れた位置から、焦点１０からの距離がｓ’、従って像形
成面２０’からの距離がｓ１になるように再配置し、像
形成面２０’におけるビーム・スポットの大きさを変化
させる。図２Ｂに示した位置でのレンズ３０の倍率は、
図２Ａに示した位置での倍率の逆数になっている。図２
Ｂに示されているように、像形成面２０’の所でのビー
ム・スポットの大きさは図２Ａの像形成面２０’におけ
るビーム・スポットの大きさよりも小さく、従ってシス
テムの高い分解能に対応している。

【００４９】図３は画像処理機および製版処理機に使用
するのに適した本発明の走査アセンブリーを示す。図示
のように、このシステムはレーザー光のビームを発生し
放射するガス・レーザー・ビーム光源２０５を含んでい
る。このビームはＡＯＭ焦点レンズ２１０を通ってＡＯ
Ｍ２１５に至り、ここで２２５に焦点を結ぶ。次ぎにこ
のビームはレンズ２２０および２２５を通る光路に沿っ
て伝播される。第１のレンズ２２０は、両頭の矢印で示
されるように、光軸２５０に沿って長手方向に動くこと
ができる。レーザー光のビームは第１のレンズ２２０に
より焦点２６０の所で焦点を結んだ後、このビームは第
２のレンズ２２５を通過する。第２のレンズ２２５は、
やはり両頭の矢印で示されているように、同様に光軸２
５０に沿って動くことができる。第１および第２のレン
ズ２２０、２２５は正確な位置合わせがされているよう
に示されており、従って両方とも単一の光軸２５０に沿
って動く。

【００５０】さらに下記に説明するように、光軸上にお
けるレンズの位置合わせが悪い場合、本発明の他の実施
態様に従ってこれを調節することができる。第２のレン
ズ２２５によりレーザー光のビームは２６５の所で焦点
を結んだ後、このビームは最終の焦点レンズ２３０を通
って回転鏡２４０に当たり、ここで向きを変えて画像形
成面２４５に焦点を結び、画像の読み込みまたは書き出
しが行われる。

【００５１】図４は、図３に示すものと同じであるが、
図３のガス・レーザー光源２０５、ＡＯＭ焦点レンズ２
１０およびＡＯＭ２１５の代わりに、レンズ２２０およ
び２２５を通る光路に沿って焦点を合わされたレーザー
光のビームを発生し放射するレーザー・ダイオードが用
いられている走査アセンブリーを示す。

【００５２】次に図９を参照すれば、図３および４に示
した焦点２５５、２６０および２６５に関する第１のレ
ンズ２２０および第２のレンズ２２５の位置が、或る選
ばれたシステムのアドレッサビリティに対して示されて
いる。従って図９のレンズの配置は画像形成面２４５に
おいて特定の分解能を与える。図９に示すように、第１
のレンズ２２０は焦点２５５からｓ１の距離、焦点２６
０からｓ１’の距離に位置している。第２のレンズ２５
５は、有効焦点距離が第１のレンズの有効焦点距離と同
じでも異っていることもできるが、これは焦点２６０か
らｓ２の距離、焦点２６５からｓ２’の距離に位置して
いる。

【００５３】既に図１を参照して説明し、またさらに下
記に説明を行うように、異ったシステム・アドレッサビ
リティに対応させるように、従って異った走査分解能を
与えるように、像形成面２４５の所におけるドットの大
きさを変えるためには、第１および第２のレンズのいず
れかまたは両方を光軸２５０に沿って第２の位置に動か
すことができる。例えば第１のレンズ２２０を、焦点２
５５からの距離がｓ１’になり、焦点２６０からの距離
がｓ１になるように再配置し、像形成面２５０の所での
スポットの大きさ、従ってシステムの分解能を変えるこ
とができる。別法として、或いはこれに加えて、第２の
レンズ２２５を、焦点２６０からの距離がｓ２’にな
り、焦点２６５からの距離がｓ２になるように再配置
し、像形成面２４５の所でのさらに他のスポットの大き
さ、従ってシステムの他の分解能を変えることができ
る。

【００５４】寸法ｓ１、ｓ１’、ｓ２およびｓ２’は使
用したレンズの中心線から示されているが、必ずしもそ
うする必要はなく、当業界の専門家には明らかなよう
に、これらの寸法をレンズまたはレンズ系の外表面か
ら、或いはレンズまたはレンズ系の内部の適当な面から
採ることもできる。

【００５５】次に図５を参照すれば、好ましくは制御パ
ネル４０５、キーパッド４２０、または直接局所的な入
力により或いは通信回線により操作員の入力を受取る他
の装置、画像処理機または製版処理機の操作員に対する
入力を目で見えるように表示する表示装置４３０、およ
びレンズ駆動アセンブリーを制御する制御器４１０を有
する制御システムが取り付けられている。操作を行う場
合、画像処理機および製版処理機の操作員は図５の二つ
のレンズ操作アセンブリーを用いて得られる４個のアド
レッサビリティの中の１個を選ぶ。入力信号は制御器４
１０に伝えられ、表示装置４３０に送られ、選ばれたア
ドレッサビリティおよび恐らくはそれに対応する他の情
報を表示する。

【００５６】また制御器は一つまたは両方のレンズ駆動
アセンブリー４４０または４５０に信号を送り、第１お
よび第２のレンズ２２０および２２５の片方または両方
を必要な位置に動かし、選ばれたアドレッサビリティに
対応して像形成面２４５の所におけるスポット・ビーム
の大きさを与える。制御器は、駆動アセンブリー４４０
および４５０の、従ってレンズ２２０および２２５の現
在の位置に対応するデータを保存することができる。こ
のような場合、制御器はレンズ・アセンブリー４４０お
よび４５０に対する信号を発生して送り出す前に、現在
のレンズの位置が選ばれたアドレッサビリティに対して
適切かどうかを先ず決定する。

【００５７】高品質の画像を得るためには、像形成面２
４５の所でのビーム・スポットの位置は、選ばれたシス
テム・アドレッサビリティの如何に拘わらず同じになる
であろう。即ちビーム・スポットの大きさを変えるため
のレンズ２２０の運動は、ビームが像形成面２４５に衝
突する位置に影響を及ぼしてはいけない。しかし実際の
画像処理および製版処理を行う装置では、レンズ２２０
および２２５の片方または両方の運動により、像形成面
２４５の所における光ビームの位置に若干のずれが生じ
る。

【００５８】図６は感知装置およびビーム・スポットの
位置を調節するアセンブリーを含んだ制御および閉鎖ル
ープ監視システムを有する操作システム示す。図６に示
された機素において、以前に示したものと同一の機素に
は同一の参照番号が付けられている。重複を避けるため
にこれらの機素については一般に説明を省略する。制御
システム４００’は制御器４１０’を含み、これは像形
成面２４５上におけるスポット・ビームの位置を検出す
るセンサー４６０に連結されている。

【００５９】センサー４６０は実時間センサーであり、
常にスポット・ビームの位置を監視してその状態を表わ
す信号を制御器４１０’に送るものであるか、或いはキ
ーパッド４２０を経由して入って来る操作員の入力に従
い制御器４１０’によって指令された時にだけ操作でき
るものであることもできる。例えば必要に応じセンサー
は、システムのアドレッサビリティを変化させる操作員
の入力に応答して、ビーム・スポットの現在の位置を検
出し、所望の分解能を与えるためにレンズ２２０および
／または２２５が再配置された直後のスポット・ビーム
の位置を検出するだけの操作しか行わないものであるこ
とができる。

【００６０】いずれの場合においても、センサー４６０
はレンズ２２０および２２５の片方または両方を動かし
て像形成面２４５の所でのビーム・スポットの大きさを
変える前後において、像形成面２４５の上のビーム・ス
ポットの位置を検出する。センサーは検出されたビーム
・スポットの位置を表わす信号を制御器４１０’へ送
る。制御器４１０’はセンサー４６０から受取った信号
を処理し、像の分解能、従って像形成面２４５の所のビ
ーム・スポットの大きさが変化した後の像形成面２４５
に衝突したスポット・ビームが、分解能を変化させる前
の像形成面２４５の所におけるビーム・スポットの位置
と同一であるか、或いは必要な位置合わせの許容範囲内
にあるかどうかを決定する。制御器４１０’によって位
置合わせの程度が許容できると決定された場合には、そ
れ以上の作業を行う必要はない。しかし制御器４１０’
により位置合わせに許容できないずれが存在すると決定
された場合には、ｘ方向のレンズ移動アセンブリーおよ
び／またはｙ方向のレンズ移動アセンブリーが、レンズ
２２０を水平方向ｘ（これは図の内側および外側への運
動として示されている）へ動かすか、および／またはレ
ンズ２２５をｙ方向に垂直に動かすかに対応した信号を
制御器４１０’が送り出すようになっている。ｘおよび
ｙ方向のレンズ移動アセンブリー４７０および４８０に
よりレンズ２２０および／または２２５が横方向に動か
される結果、当業界の専門家には公知のように、像形成
面２４５に衝突する光ビームが再配置され、位置合わせ
のずれが補正される。

【００６１】次に図７を参照すれば、レンズ駆動アセン
ブリー４５０”のｘ−ｙレンズ移動アセンブリー４９０
に連結された制御システム４００”が示されている。図
７に示されたシステムは図５および図６に示されたシス
テムと同様であり、同一の機素には同一の参照番号が付
けられており、これらの機素については一般にそれ以上
の説明は行わない。図６および図７の配置の主な相違
は、図７の配置においては、制御器４１０”は第１およ
び第２のレンズ２２０および２２５の両方の横方向の動
きを制御して許容できない位置決め上のずれを補正する
のではなく、単一のｘ−ｙ方向のレンズ移動アセンブリ
ーを制御してレンズ２２５の光軸２５０に対し実質的に
垂直に動かし、像形成面２４５の所におけビーム・スポ
ットの検出された位置合わせのずれを補正することによ
り、単一のレンズ２２５を動かすだけで位置合わせの誤
差を補正する点である。

【００６２】図８は制御システム４００、４００’およ
び４００”の幾分簡単化した図を示す。図８に示したよ
うに、制御器４１０、４１０’および４１０”はディジ
タル・プロセッサー５１０を含んでいるが、このプロセ
ッサーは例えばＰｅｎｔｉｕｍ^TMプロセッサーであるこ
とができよう。任意の市販のキーパッド４２０、マウス
（図示せず）または他の入力装置を使用することができ
る。表示装置４３０は市販のモニターである。制御シス
テム４００、４００’および４００”は市販のハードウ
エア機素から組み立てることが好ましい。制御器４１
０、４１０’および４１０”の独自性は読み出し専用メ
モリー（ＲＯＭ）５５０に格納されたソフトウエアの指
令にある。

【００６３】プロセッサー５１０およびＲＯＭ５５０の
他に、制御器４１０、４１０’および４１０”はそれぞ
れの場合に応じレンズ駆動アセンブリー４４０、４５０
または４４０’、４５０’または４４０、４５０”と交
信するための通信ポート、および使用される場合にはセ
ンサー４６０を含んでいる。レンズ駆動アセンブリーと
の交信にはレンズ移動アセンブリー４７０、４８０およ
び４９０に指令して片方または両方のレンズを横方向に
動かすのに必要な交信が含まれる。入力インターフェー
ス５２０によりキーパッド４２０へのインターフェース
が与えられ、表示インターフェース５３０により表示装
置４３０へのインターフェースが与えられる。適用可能
な制御器のプログラムされた指令に従ってプロセッサー
５１０が使用するデータを一時的に保存するために、ラ
ンダム・アクセス・メモリー（ＲＡＭ）５６０が備えら
れている。バス５４０により制御器の内部の下部部材の
間に通常の方法で信号が送られる。ＲＯＭ５５０の中に
保存されたプログラムの指令を実行し、プロセッサー５
１０に対し上記のような動作を行わせることは通常のプ
ログラム業務の問題であり、当業界の専門家はそれほど
苦労せずに容易に達成し得ることは理解できるであろ
う。

【００６４】図８に示した制御システムの操作を図７の
配置を参照して説明する。当業界の専門家には明らかな
ように、この制御システムは勿論上記図５および図６の
システムにおいても少し変更を行えば操作される。画像
処理機または製版処理機の操作員はキーパッド４２０に
選ばれたシステムのアドレッサビリティを入力する。キ
ーパッドは入力インターフェース５２０およびバス５４
０を介してプロセッサー５１０に連結されている。ＲＯ
Ｍ５５０に格納されたプログラムされた指令は、随時制
御操作中ＲＡＭ５６０へと送られることもできるが、こ
の指令に従ってプロセッサー５１０が信号を発生し、こ
れはバス５４０および通信ポート５７０を経てレンズ駆
動アセンブリー４４０および４５０”の片方または両方
に送られる。制御器４１０”から受取った信号に従って
レンズ駆動アセンブリー４４０および４５０”の片方ま
たは両方は、レンズ２２０および２２５の片方または両
方を光軸２５０に沿って横方向に動かし、選ばれたアド
レッサビリティに対応して像形成面２４５の所のビーム
・スポットの大きさを変更する。

【００６５】センサー４６０は、連続的に、或いはシス
テムのアドレッサビリティが変化した後バス５４０およ
びポート５７０を介してプロセッサー５１０から受取っ
た指令に応答して、スポットの大きさが変化する前およ
び変化した後における像形成面２４５の所でのビーム・
スポットの位置を検出し、スポットの大きさの変化の前
後における像形成面２４５の所におけるビーム・スポッ
トの位置を表す信号を制御器４１０”へ送る。この信号
は通信ポート５７０により受け取られ、バス５４０を経
てプロセッサー５１０へ送られる。プロセッサーは格納
されたプログラムの指令に従ってセンサー４６０からの
信号を処理し、大きさが変化した後のビーム・スポット
の位置が大きさを変化させる前のビーム・スポットに対
し適切に位置合わせされているかどうかを決定する。

【００６６】そうでない場合には、制御器４１０”は格
納されたプログラムの指令に従ってレンズ駆動アセンブ
リー４５０”への信号を発生させ、ｘ−ｙ方向のレンズ
移動アセンブリー４９０に指令を発し、光軸２５０に垂
直に第２のレンズ２２５を横方向に移動させ、現在のビ
ーム・スポットの位置を動かしてビーム・スポットの大
きさを変化させる前のビーム・スポットに合わせる。大
きさを変える前の像形成面２４５の所のビーム・スポッ
トの位置は、典型的には格納されたプログラムの指令に
従い、プロセッサー５７０により短時間の間ＲＡＭ５６
０に保存される。上記のように、必要に応じ、センサー
４６０および制御器４１０”は像形成面２４５の所にお
けるスポット・ビームの位置の検出されたずれを常に監
視し調節するのに用いることができる。別法として、新
しくインストールしたまたは新しく修復した画像処理機
または製版処理機の診断試験中、またはビーム・スポッ
トの大きさを変化させる間、最初の期間の間だけ感知お
よび調節を行うこともできる。

【００６７】次に図１０Ａ〜１０Ｄを参照すれば、第１
および第２の複合レンズ・アセンブリー２２０’および
２２５’は図示のビームの経路に沿って最後の焦点レン
ズ・アセンブリー２３０’と共にカスケード状に配置さ
れている。図示のように、それぞれの数字は異った分解
能、従って異ったシステム・アドレッサビリティを与え
るレンズの位置を示している。

【００６８】図示の特定の例における配置においては、
図１０Ａは１２００ｄｐｉの分解能を、図１０Ｂは１８
００ｄｐｉの分解能を、図１０Ｃは２４００ｄｐｉの分
解能を、また図１０Ｄは３６００ｄｐｉの分解能を与え
る。図１０Ａ〜１０Ｄに示すように、図１０Ａで示され
る位置にあるレンズ・アセンブリーから始まり、レンズ
２２０’を前記のような方法で動かすと同時にレンズ・
アセンブリー２２５’は位置を変化させないままに残
し、像形成面の所におけるスポットの大きさを１２００
ｄｐｉの分解能に対応する大きさから１８００ｄｐｉの
分解能に対応する大きさに変えることができる。第１の
レンズ・アセンブリー２２０’を、１２００ｄｐｉの分
解能に対応するビーム・スポットの大きさを生じるのに
必要な位置と同じ位置に保持し図１０Ｃに示すようにレ
ンズ・アセンブリー２２５’を動かすことにより、像形
成面の所におけるビーム・スポットの大きさを２４００
ｄｐｉの分解能に対応する値にすることができる。レン
ズ・アセンブリー２２０’および２２５’の両方を図１
０Ｄに示すように図１０Ａの位置から動かすことによ
り、像形成面の所に生じるビーム・スポットの大きさを
３６００ｄｐｉの分解能に対応させることができる。従
って図示のように、２個のレンズまたはレンズ・アセン
ブリーの配置を用いることにより、それぞれ異ったシス
テム・アドレッサビリティおよび分解能に対応する４種
の異ったビーム・スポットの大きさを像形成面の所でつ
くることができる。

【００６９】図１１は本発明のさらに他の態様を示す。
この具体化例においては、単一レンズまたはレンズ・ア
センブリー３０を第１の位置８４０から第２の位置８５
０へ移し、前に説明したようにスポット・ビームの大き
さを変化させる。図示のように、レンズ３０および最後
の焦点レンズ８９２は共通の光軸をもっている。光ビー
ムはレンズ３０および最後の焦点レンズ８９２を通って
進み、回転鏡８６５によって反射して像形成面８９５に
至る。

【００７０】レンズ３０はレンズ駆動アセンブリー８４
５によって支持され、該アセンブリーは制御システム８
００によって制御され、キーパッド８２０から入力され
るか、或いは通信回線を介して遠くから制御システム８
００の制御器８１０へ送られて来た所望の分解能に依存
して、レンズを第１の位置８４０から第２の位置８５０
へ、またその逆の方向に動かす。図示のように、制御シ
ステム８００は制御パネル８０５、キーパッド８２０ま
たは他の入力装置、表示装置８３０およびレンズ駆動ア
センブリーを制御して入力された分解能に対応しレンズ
を動かす制御器８１０を有している。

【００７１】上記のように、高品質の画像を得るために
は、像形成面８９５の所におけるビーム・スポットの位
置は選ばれたシステム・アドレッサビリティの如何に拘
わらず同じであることが好ましい。レンズ３０の運動の
結果像形成面８９５の所で光ビームの位置合わせに若干
のずれが生じるから、ｘおよびｙ方向にレンズを移動さ
せる調節アセンブリー８７０および８８０が備えられて
いる。図示のように、これらのアセンブリー８７０およ
び８８０はレンズ駆動アセンブリー８４５には取り付け
られておらず、レンズ３０の運動に関し静止した状態に
保たれるように取り付けられている。

【００７２】ｘ方向にレンズを動かす調節アセンブリー
８７０は、ｘ方向にだけ、またレンズが第１の位置８４
０にある場合にだけレンズ３０を調節する機械的な調節
アセンブリーである。ｙ方向にレンズを動かす調節アセ
ンブリー８８０はやはり、ｙ方向にだけ、またレンズが
第２の位置８５０にある場合にだけレンズ３０を調節す
る機械的な調節アセンブリーである。レンズ３０は各位
置においてそれぞれの直交した方向の一つの方向に対し
てだけ調節されるから、二つのレンズの位置８４０、８
５０における光軸８９０に垂直な方向のレンズの位置の
調節には複雑さが減少し、像形成面８９５の所における
ビーム・スポットの位置合わせは簡単になる。

【００７３】調節アセンブリー８７０および８８０を使
用しｘおよびｙ方向におけるレンズ３０の位置を調節す
るために、センサー８６０が備えられ、これは制御シス
テム８００の制御器８１０に連結されている。センサー
８６０は、一時的にシステムに取り付けられ、画像処理
機または製版処理機を工場で検査する際、または最初の
据え付け時においてシステムの許容試験を行う際、制御
器に連結される試験用のセンサーであることができる。
従ってセンサー８６０は一時的に使用されるだけであ
り、製作工場または据え付け装置において試験を行う際
キーパッド８２０に入力される特定の指令に応答して操
作される。

【００７４】センサー８６０はレンズ３０が第１の位置
８４０および第２の位置８５０にある際の像形成面８９
５の所におけるスポット・ビームの位置を感知し、感知
したデータを制御器８１０に送る。制御器は、プログラ
ムされた指令に従って、レンズ３０が第１および第２の
位置８４０、８５０にある場合、像形成面８９５上のス
ポット・ビームの位置が像形成面８９５の所においてｘ
軸およびｙ軸に沿って位置合わせされているかどうかを
決定する。そうでない場合には、表示装置に位置合わせ
のずれが表示される。操作員はキーパッド８２０を介し
て第１の分解能を入力し、これに応答して制御器８１０
はレンズ駆動アセンブリー８４５に信号を送り、レンズ
を第１の位置８４０に位置させる。ｘ方向にレンズを動
かす調節アセンブリー８７０を手で調節してレンズをｘ
方向に動かし、ビーム・スポットがｘ軸に沿って位置合
わせされるように像形成面８９５の所における所望のｘ
軸の位置へとスポット・ビームを動かす。

【００７５】次にキーパッド８２０を通じて第２の分解
能を入力し、これに対応して制御器８１０はレンズ駆動
アセンブリー８４５に信号を送り、レンズ３０を第２の
位置８５０へと動かす。センサー８６０を再び使用して
像形成面８９５上のスポット・ビームの変化した位置を
検出し、対応したデータを制御器８１０へ送るが、これ
は必ずしも必要なことではない。レンズ３０が第２の位
置にある場合、像形成面８９５の所においてスポット・
ビームのｙ軸方向の位置合わせにずれが存在する場合に
は、レンズが第２の位置８５０にある場合、ｙ方向にレ
ンズを動かす調節アセンブリー８８０を手で調節し、ｙ
方向においてビーム・スポットを適切に位置合わせする
ことによりレンズ３０をｙ方向に動かす。必要に応じレ
ンズが第１および第２の位置にある時にビーム・スポッ
トを感知し、感知したデータを制御器８１０で再び処理
してスポット・ビームの許容される位置合わせの状態を
確認することにより、位置合わせの状態をチェックする
ことができる。次いでｘおよびｙ方向にレンズを動かす
調節アセンブリーを調節された位置に固定し、画像処理
機または製版処理機からセンサーを取外す。

【００７６】当業界の専門家には明らかなように、一時
的なセンサー８６０および図６および図７を参照して上
記に説明したようなプログラムされた制御器の代わりに
永久的なセンサーを用い、オンラインによる感知機構を
用いレンズ３０を自動的な閉鎖ループでｘおよびｙ方向
に動かし、像形成面８９５の所でのスポット・ビームの
位置合わせのずれを除去することもできよう。しかし、
図１１に示された配置を用いると、複雑でない低価格の
方法で工場における試験または最初の据え付け時におい
てスポット・ビームの位置合わせを調節することがで
き、画像処理機または製版処理機システムにおいて実時
間的に調節を行うセンサーを除去することができる。

【００７７】図１２は図１１と同様であり、同様な機素
には同じ参照番号が付けられている。図１２において
は、図１１におけるｘ方向のレンズの動きを調節するア
センブリー８７０およびｙ方向のレンズの動きを調節す
るアセンブリー８８０のそれぞれの代わりに、ｘ−ｙ方
向のレンズの動きを調節するアセンブリー８７０’が用
いられている。このｘ−ｙ方向のレンズの動きを調節す
るアセンブリー８７０’はレンズ駆動アセンブリー８４
５とは分離されており、第１の位置８４０と第２の位置
８５０との間のレンズ３０の運動に関し静止した状態に
保たれている。

【００７８】図１２の配置においては、一時的センサー
８６０は、レンズ３０が第１および第２の位置８４０、
８５０にある際、像形成面８９５の所におけるビーム・
スポットの位置を表すデータを制御器に送る。このデー
タは、プログラムされた指令に従って制御器８１０’に
よって処理され、レンズが第１および第２の位置にある
際スポット・ビームの位置に関する位置合わせのずれが
存在するかどうかを決定する。ずれがある場合は、制御
器８１０’は表示装置８３０を動かし、ｘ方向およびｙ
方向の必要とされる調節の程度を表示させる。

【００７９】ｘ−ｙ方向へレンズを動かす調節アセンブ
リー８７０’は、レンズ３０が第１または第２の位置８
４０、８５０にある場合だけ手で操作され、光軸８９０
に垂直なｘおよびｙ方向においてレンズ３０を調節し、
像形成面８９５の所におけるスポット・ビームが適切に
位置合わせされるようにする。この位置合わせは、前に
説明したように調節アセンブリー８７０’の調節機構が
固定され、センサー８６０が取外される前に、必要に応
じセンサー８６０を用いてチェックされる。

【００８０】当業界の専門家には明らかなように、任意
の数の異ったレンズを動かす調節アセンブリーを用い、
上記の方法でレンズ３０を動かすことができる。また、
図１１および１２を参照して説明したレンズを動かす調
節アセンブリーの代わりに図６および７のレンズ移動ア
センブリーを用いること、および必要に応じその逆も可
能であることは明らかであろう。当業界の専門家はま
た、図１１および１２をのレンズを動かす調節アセンブ
リーを多レンズ系に適用する方法を理解することができ
よう。また必要に応じ、図１１および１２を参照して説
明した配置は、システムを操作する際に生じるスポット
・ビームの位置合わせのずれを除去するために、レンズ
を自動的且つ連続的に監視し調節するための閉鎖ループ
の一部として実時間センサーを含み得ることも明らかで
あろう。制御システム８００および８００’は図８記載
の制御システムと同様のものであることを了解された
い。

【００８１】以上説明したように、１個またはそれ以上
のレンズを単に動かすだけで、多数の孔やズーム・レン
ズの配置を用いる必要がなく、異った大きさで実質的に
等しいエネルギーをもつ光学ビームのスポットをつくる
ことができる。生成したビーム・スポットの大きさはそ
れぞれ予め定められた選択可能なシステムのアドレッサ
ビリティと関連している。上記のように、構成、位置合
わせおよび焦点合わせが容易で、最小の数の光学機素を
用い高い光学的効率を与える多重分解能システムが提供
される。

【００８２】以上１種またはそれ以上の好適具体化例を
用いて本発明を説明したが、本発明がこれらの具体化例
に限定されないことは当業界の専門家には明らかであろ
う。上記の本発明の種々の特徴および態様は個別的にま
たは組み合わせて使用することができる。さらに特殊な
環境において特定の目的の下に配置された具体化例につ
いて本発明を説明したが、当業界の専門家には明らかな
ように、本発明の有用性はこれらの態様だけに限定され
るものではなく、本発明はどのような環境および配置に
おいても有利に使用することができる。従って上記特許
請求の範囲は本発明の全範囲および全精神を包含してい
るものと解すべきである。

【００８３】本発明の主な特徴および態様は次の通りで
ある。

【００８４】１．像形成面（２４５）上に異った大きさ
の光ビームのスポットを形成するシステムにおいて、該
光ビームは第１の焦点（２５５）に焦点を結び、該第１
の焦点の下手において該像形成面に衝突する光ビームを
或る経路に沿って放射するようにつくられた発光器（２
０５）、および該光ビームの光路の中にあるように該第
１の焦点と該像形成面との間に配置され、該第１の焦点
から第１の距離（Ｓ１）だけ離れ且つレンズの下手にあ
る該光ビームの第２の焦点（２６０）から第２の距離
（Ｓ２）だけ離れた第１の位置と、該第１の焦点から該
第２の距離だけ離れ且つ該第２の焦点から該第１の距離
だけ離れている第２の位置との間を動き得る１以外の値
の単一の固定倍率をもったレンズ（２２０）を具備し、
該レンズが該第１の位置にある場合には光ビームは像形
成面上に第１の大きさのビーム・スポットを形成し、該
レンズが該第２の位置にある場合には光ビームは像形成
面上に第２の大きさのビーム・スポットを形成し、該第
１のスポットの大きさは第２のスポットの大きさとは異
っており、該レンズは一つの光軸を有し、該光軸に沿っ
て動くことができ、第１の分解能と第２の分解能との間
でシステムのアドレッサビリティを選ぶことができ、該
第１のスポットの大きさは該第１の分解能に対応し、該
第２のスポットの大きさは該第２の分解能に対応するシ
ステム。

【００８５】２．該レンズは有効焦点距離を有し、該シ
ステムのアドレッサビリティは第１の分解能と該第１の
分解能よりも大きい第２の分解能との間で選択すること
ができ、該第１のスポットの大きさは該第１の分解能に
対応し、該第２のスポットの大きさは該第２の分解能に
対応しており、該第１の距離は該有効焦点距離に１．７
０７を乗じた値に実質的に等しく、該第２の距離は該有
効焦点距離に２．４１４を乗じた値に実質的に等しい上
記第１項記載のシステム。

【００８６】３．該第２の焦点は像形成面の所に存在す
る上記第１項記載のシステム。

【００８７】４．さらに、操作員からの入力を受け取
り、第１の分解能と第２の分解能との間でシステムのア
ドレッサビリティを変更するようにつくられた入力装置
（４２０）、および操作員の入力に応答して、レンズが
該第１および第２の位置のいずれかから、それとは異る
該第１および第２の位置とのいずれかへと動くようにレ
ンズを制御し、選ばれたアドレッサビリティに対応する
ようにビーム・スポットの大きさを変更するようにつく
られた制御器（４１０）をさらに含んでいる上記第１項
記載のシステム。

【００８８】５．該レンズは有効焦点距離を有し、該第
１の距離は該有効焦点距離に１．７０７を乗じた値に実
質的に等しく、該第２の距離は該有効焦点距離に２．４
１４を乗じた値に実質的に等しい上記第４項記載のシス
テム。

【００８９】６．該レンズは第１のレンズであって、さ
らに第２のレンズ（２２５）を含み、該第２のレンズは
１以外の値の単一の固定倍率をもち、該光ビームの光路
の中にあるように該第２の焦点の下手に配置され、該第
２の焦点から第３の距離（Ｓ２）だけ離れ且つ第２のレ
ンズの下手にある該光ビームの第３の焦点（２６５）か
ら第４の距離（Ｓ２’）だけ離れた第３の位置と、該第
２の焦点から該第４の距離だけ離れ且つ該第３の焦点か
ら該第３の距離だけ離れている第４の位置との間を動く
ことができ、該第１のレンズが該第１の位置にあり該第
２のレンズが該第３の位置にある場合には光ビームは像
形成面上に第１の大きさのビーム・スポットを形成し、
該第１のレンズが該第２の位置にあり該第２のレンズが
該第３の位置にある場合には光ビームは像形成面上に第
２の大きさのビーム・スポットを形成し、該第１のレン
ズが該第１の位置にあり該第２のレンズが該第４の位置
にある場合には光ビームは像形成面上に第３の大きさの
ビーム・スポットを形成し、該第１のレンズが該第２の
位置にあり該第２のレンズが該第４の位置にある場合に
は光ビームは像形成面上に第４の大きさのビーム・スポ
ットを形成し、該第１、第２、第３および第４のビーム
・スポットの大きさはそれぞれ異っている上記第１項記
載のシステム。

【００９０】７．該システムのアドレッサビリティは第
１、第２、第３および第４の分解能の間で選択すること
ができ、該第１のスポットの大きさは該第１の分解能に
対応し、該第２のスポットの大きさは該第２の分解能に
対応し、該第３のスポットの大きさは該第３の分解能に
対応し、該第４のスポットの大きさは該第４の分解能に
対応しており、第４の分解能は第３の分解能より高く、
第３の分解能は第２の分解能より高く、第２の分解能は
第１の分解能より高い上記第６項記載のシステム。

【００９１】８．さらに操作員からの入力を受け取り、
第１の分解能、第１の分解能よりも高い第２の分解能、
第２の分解能よりも高い第３の分解能、および第３の分
解能よりも高い第４の分解能のいずれかから他のいずれ
かの分解能へとシステムのアドレッサビリティを変更す
るようにつくられた入力装置（４２０）、および第１の
レンズと第２のレンズとの少なくとも一つが動き、第１
のレンズが動く場合それは第１および第２の位置のいず
れかから該第１および第２の他の位置へと動き、第２の
レンズが動く場合それは第３および第４の位置のいずれ
かから該第３および第４の他の位置へと動き、選ばれた
アドレッサビリティに対応するようにビーム・スポット
の大きさを変更するようにつくられた制御器（４１０）
をさらに含み、該第２のレンズは一つの光軸を有し、そ
の光軸に沿って動く上記第７項記載のシステム。

【００９２】９．該第１レンズは第１の有効焦点距離を
有し、該第２レンズは第２の有効焦点距離を有し、該第
１の距離は該第１の有効焦点距離に１．７０７を乗じた
値に実質的に等しく、該第２の距離は該第１の有効焦点
距離に２．４１４を乗じた値に実質的に等しく、該第３
の距離は該第２の有効焦点距離に１．７０７を乗じた値
に実質的に等しく、該第４の距離は該第２の有効焦点距
離に２．４１４を乗じた値に実質的に等しい上記第６項
記載のシステム。

【００９３】１０．第３の焦点は像形成面である上記第
６項記載のシステム。

【００９４】１１．像形成面（２４５）に衝突するよう
に或る経路の沿って光ビームを放射（２０５）させ、該
像形成面の上手において第１の焦点（２２５）を結ば
せ、該第１の焦点と該像形成面との間に配置された１以
外の固定倍率をもつレンズ（２２０）をその光軸に沿
い、該第１の焦点から第１の距離（Ｓ１）だけ離れ且つ
レンズの下手にある該光ビームの第２の焦点（２６０）
から第２の距離（Ｓ２）だけ離れそれによって像形成面
の上に第１の大きさのビーム・スポットを形成する第１
の位置と、該第１の焦点から該第２の距離だけ離れ且つ
該第２の焦点から該第１の距離だけ離れそれによって像
形成面の上に第１の大きさのビーム・スポットの大きさ
とは異った第２の大きさのビーム・スポットを形成する
第２の位置とのいずれかへと動かす工程から成る像形成
面に異った大きさの光ビーム・スポットを形成する工程
から成る像形成面（２４５）に異った大きさの光ビーム
・スポットを形成する方法。

【００９５】１２．第１の像の分解能と第２の像の分解
能との間で選択を行う工程をさらに含み、該第１のスポ
ットの大きさを第１の像の分解能に対応させ、該第２の
スポットの大きさを第２の像の分解能に対応させるよう
にする上記第１１項記載の方法。

【００９６】１３．レンズは有効焦点距離を有し、該第
１の距離は該有効焦点距離に１．７０７を乗じた値に実
質的に等しく、該第２の距離は該有効焦点距離に２．４
１４を乗じた値に実質的に等しい上記第１１項記載の方
法。

【００９７】１４．該レンズは第１のレンズであり、さ
らに１以外の固定倍率をもち、該光ビームの光路の中で
該第２の焦点の下手に配置された第２のレンズ（２２
５）を、該第２の焦点から第３の距離（Ｓ２）だけ離れ
且つ該第２レンズの下手にある該光ビームの第３の焦点
から第４の距離（Ｓ２’）だけ離れた第３の位置と、該
第２の焦点から該第４の距離だけ離れ且つ該第３の焦点
から該第３の距離だけ離れた第４の位置とのいずれかへ
動かし、該第１のレンズが該第１の位置にあり該第２の
レンズが該第３の位置にある場合には光ビームは像形成
面上に第１の大きさのビーム・スポットを形成し、該第
１のレンズが該第２の位置にあり該第２のレンズが該第
３の位置にある場合には光ビームは像形成面上に第２の
大きさのビーム・スポットを形成し、該第１のレンズが
該第１の位置にあり該第２のレンズが該第４の位置にあ
る場合には光ビームは像形成面上に第３の大きさのビー
ム・スポットを形成し、該第１のレンズが該第２の位置
にあり該第２のレンズが該第４の位置にある場合には光
ビームは像形成面上に第４の大きさのビーム・スポット
を形成し、該第１、第２、第３および第４のビーム・ス
ポットの大きさはそれぞれ異っているようにする上記第
１１項記載の方法。

【００９８】１５．第１、第２、第３および第４の分解
能の間で選択を行い、該第１のスポットの大きさを該第
１の分解能に、該第２のスポットの大きさを該第２の分
解能に、該第３のスポットの大きさを該第３の分解能
に、該第４のスポットの大きさを該第４の分解能に対応
させ、第４の分解能は第３の分解能より高く、第３の分
解能は第２の分解能より高く、第２の分解能は第１の分
解能より高くする上記第１４項記載の方法。

【００９９】１６．該第１のレンズは第１の有効焦点距
離を有し、該第２のレンズは第２の有効焦点距離を有
し、該第１の距離は該第１の有効焦点距離に１．７０７
を乗じた値に実質的に等しく、該第２の距離は該第１の
有効焦点距離に２．４１４を乗じた値に実質的に等し
く、該第３の距離は該第２の有効焦点距離に１．７０７
を乗じた値に実質的に等しく、該第４の距離は該第２の
有効焦点距離に２．４１４を乗じた値に実質的に等しい
上記第１４項記載の方法。

【０１００】１７．第３の焦点は像形成面である上記第
１４項記載の方法。

【０１０１】１８．さらに、光軸に実質的に垂直な方向
にレンズを動かして第１の位置および第２の位置の位置
合わせを行うようにつくられたレンズ移動アセンブリー
（２２０’）を含む上記第１項記載のシステム。

【０１０２】１９．該レンズ移動アセンブリーは第１の
レンズ移動アセンブリーであり、該実質的に垂直な方向
は第１の方向であり、さらに該第１の方向に実質的に直
交し且つ光軸に実質的に垂直な第２の方向にレンズを動
かして第１の位置および第２の位置の位置合わせを行う
ようにつくられた第２のレンズ移動アセンブリー（２２
５’）を含み、第１のレンズ移動アセンブリーは該レン
ズが第１の位置にある場合だけ第１の方向にレンズを動
かし、第２のレンズ移動アセンブリーは該レンズが第２
の位置にある場合だけ第２の方向にレンズを動かす上記
第１８項記載のシステム。

【０１０３】２０．レンズ移動アセンブリーはレンズを
動かすために手で調節できる上記第１８項記載のシステ
ム。

【０１０４】２１．レンズ移動アセンブリーはレンズの
運動に関し静止した状態にある上記第１８項記載のシス
テム。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って像形成面上に像の分解能を交互
に変えるための単一可動レンズの使用。

【図２】比較的低い分解能をもつ選ばれたシステム・ア
ドレッサビリティに対してレンズを位置させた本発明に
よるレンズの配置Ａ、及び図２Ａと同様であるが、比較
的高い分解能をもつ異ったシステム・アドレッサビリテ
ィに対応してレンズを位置させた本発明によるレンズの
配置Ｂ。

【図３】ガス・レーザー発光器を有する本発明の多重レ
ンズ走査アセンブリー。

【図４】レーザー・ダイオード発光器を有する本発明の
多重レンズ走査アセンブリー。

【図５】本発明の制御器を含む多重レンズ走査アセンブ
リー。

【図６】本発明の制御器および多重レンズ位置合わせ調
節を行える閉鎖ループ監視システムを含む多重レンズ走
査アセンブリー。

【図７】本発明の制御器および単一レンズ位置合わせ調
節を行える閉鎖ループ監視システムを含む多重レンズ走
査アセンブリー。

【図８】図５、６および７の制御システムの簡単化した
ブロック図。

【図９】本発明による一つの位置における図５、６およ
び７のレンズの配置。

【図１０】 本発明により特定のシステム・アドレッサ
ビリティに対して配置された多重可動レンズ・アセンブ
リーを含むレンズの配置Ａ、図１０Ａと同様であるが、
レンズ・アセンブリーが第２のシステム・アドレッサビ
リティに対応して位置しているレンズの配置Ｂ、図１０
Ａおよび図１０Ｂと同様であるが、レンズ・アセンブリ
ーがさらに他のシステム・アドレッサビリティに対応し
て位置しているレンズの配置Ｃ、図１０Ａ〜図１０Ｃと
同様であるが、レンズ・アセンブリーがさらに他のシス
テム・アドレッサビリティに対応して位置しているレン
ズの配置Ｄ。

【図１１】本発明の単一レンズ位置合わせ調節装置を含
む単一レンズ走査システム。

【図１２】本発明の単一レンズ位置合わせ調節装置を含
む単一レンズ走査システムの他の具体化例。

【符号の説明】

１０ 焦点 ２０ 焦点 ３０ レンズ ２０５ 光源 ２２０ レンズ ２２５ レンズ ２３０ レンズ ２５０ 光軸 ４０５ 制御パッド ４１０ 制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595022371 200 ＢＡＬＬＡＲＤＶＡＬＥ ＳＴＲＥ ＥＴ，ＷＥＬＭＩＮＧＴＯＮ，ＭＡＳＳＡ ＣＨＵＳＥＴＴＳ 01887，Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像形成面上に異った大きさの光ビームの
   スポットを形成するシステムにおいて、 該光ビームは第１の焦点に焦点を結び、該第１の焦点の
   下手において該像形成面に衝突する光ビームを或る経路
   に沿って放射するようにつくられた発光器、および該光
   ビームの光路の中にあるように該第１の焦点と該像形成
   面との間に配置され、該第１の焦点から第１の距離だけ
   離れ且つレンズの下手にある該光ビームの第２の焦点か
   ら第２の距離だけ離れた第１の位置と、該第１の焦点か
   ら該第２の距離だけ離れ且つ該第２の焦点から該第１の
   距離だけ離れている第２の位置との間を動き得る１以外
   の値の単一の固定倍率をもったレンズを具備し、 該レンズが該第１の位置にある場合には光ビームは像形
   成面上に第１の大きさのビーム・スポットを形成し、該
   レンズが該第２の位置にある場合には光ビームは像形成
   面上に第２の大きさのビーム・スポットを形成し、該第
   １のスポットの大きさは第２のスポットの大きさとは異
   っており、 該レンズは一つの光軸を有し、該光軸に沿って動くこと
   ができ、 第１の分解能と第２の分解能との間でシステムのアドレ
   ッサビリティを選ぶことができ、 該第１のスポットの大きさは該第１の分解能に対応し、
   該第２のスポットの大きさは該第２の分解能に対応する
   ことを特徴とするシステム。
2. 【請求項２】 像形成面に衝突するように或る経路の沿
   って光ビームを放射させ、 該像形成面の上手において第１の焦点を結ばせ、 該第１の焦点と該像形成面との間に配置された１以外の
   固定倍率をもつレンズをその光軸に沿い、該第１の焦点
   から第１の距離だけ離れ且つレンズの下手にある該光ビ
   ームの第２の焦点から第２の距離だけ離れそれによって
   像形成面の上に第１の大きさのビーム・スポットを形成
   する第１の位置と、該第１の焦点から該第２の距離だけ
   離れ且つ該第２の焦点から該第１の距離だけ離れそれに
   よって像形成面の上に第１の大きさのビーム・スポット
   の大きさとは異った第２の大きさのビーム・スポットを
   形成する第２の位置とのいずれかへと動かす工程から成
   る像形成面に異った大きさの光ビーム・スポットを形成
   する工程から成ることを特徴とする像形成面に異った大
   きさの光ビーム・スポットを形成する方法。