JP2001305448A

JP2001305448A - 走査光学系

Info

Publication number: JP2001305448A
Application number: JP2000116853A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Saito; 賢一斉藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】既存の部品点数を維持しつつ、光源ユニット
から所定位置までの光路長を短くすることで、ユニット
全体を小型化する。【解決手段】ＡＯＭ２１４からポリゴンミラー２１８
までの光路を構成する光学系を、ＡＯＭ２１４側からシ
リンドリカルレンズ２１６、コリメータレンズ２１７の
順に配置したため、両者に必要な光路をタ゛フ゛らせること
ができると共に、シリンドリカルレンズ２１６のみのパ
ワーで集光することで必要であった光路長を、コリメー
タレンズ２１７のパワーを利用するようにしたため、光
路長を大幅に軽減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光軸がＺ軸とされ
発散光を出力する光源ユニットと、前記光源ユニットか
ら射出された発散光のＸ軸方向又はＹ軸方向の内から選
択された何れか一方の軸に沿う側の光束を所定の集光面
に集光させ、かつ他方の軸に沿う側の光束を平行光とす
る集光光学系を備えた走査光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
写真フィルムに記録された画像を印画紙に記録するディ
ジタルラボシステム等における像の書込みには、レーザ
光を発生する光源を用いて印画紙を走査露光する画像露
光装置が広く用いられている。

【０００３】このような画像露光装置は、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の各色のレーザ光を発生する光源を備
えており、カラー画像データに基づいてＲ、Ｇ、Ｂ各色
毎にレーザ光を変調し、該レーザ光をコリメータレン
ズ、シリンドリカルレンズの順に光学系を通過させ、偏
向器（ポリゴンミラー）により主走査方向に偏向すると
共に印画紙を副走査方向に搬送し、ｆθレンズ、シリン
ドリカルレンズ等の走査レンズ系を通過させて印画紙上
を走査露光し、カラー画像を記録していた。

【０００４】ここで、光源から出力された光ビームは、
画像濃度に基づいて変調される。例えばＳＨＧレーザが
適用された場合には、ＡＯＭ等の外部変調器によって変
調されるようになっている。

【０００５】上記構成の走査光学系において、外部変調
器から偏向器（ポリゴンミラー）までの間の光学系とし
て、光源側からコリメータレンズ、シリンドリカルレン
ズの順に配列されている。

【０００６】この場合、外部変調器から出力する発散光
を先に球面コリメータレンズで主走査方向及び副走査方
向共に略平行ビームとし、その後にポリゴンミラーに線
像を結ぶためのシリンドリカルレンズを配置しているが
（図７（Ａ）参照）、このときのシリンドリカルレンズ
の焦点距離は、ポリゴンミラーに結ぶ線像の幅（副走査
方向ビーム径）と、コリメータレンズの焦点距離が所定
である場合は一義的に定まり、外部変調器〜ポリゴンミ
ラーまでの光路長も同様に一義的となる。

【０００７】従って、外部変調器〜ポリゴンミラーの副
走査方向の光学系が拡大光学系である場合、シリンドリ
カルレンズの焦点距離は長くする必要があり、光路長も
長くなって走査光学系のユニット自体が大型となる。

【０００８】これを解消するためには、シリンドリカルレンズを複数枚配列し、バックフォー
カス長を短くして全体の光路長を短くする（図７（Ｂ）
参照）。シリンドリカルレンズの焦点距離を短めにした上で、
アパーチャでビームを蹴ることによってポリゴンミラー
上での副走査方向のビーム径を所定の値にする（図７
（Ｃ）参照）。といった方法が考えられる。

【０００９】については、レンズ枚数が増えることに
よってコストアップの要因になる他、レイアウト上レン
ズ配置に支障を来す場合がある。については、レンズ
枚数を増やすことなく光路長を短くおさえることができ
るが、蹴られによって像面でのビーム品質が劣化して画
質に影響することと、蹴られ量が増えることで光量ロス
が大きくなるという問題が生じる。

【００１０】従って、焦点距離が長いものであるとき
は、光路長が長くなって走査光学系のユニット自体が大
型となる。これを解消するためには、シリンドリカルレ
ンズを複数枚配列し、光路長を短くする構成があるが、
部品点数の増加を招き、組付作業性も低下する。

【００１１】本発明は上記事実を考慮し、既存の部品点
数を維持しつつ、光源ユニットから所定位置までの光路
長を短くすることで、ユニット全体を小型化することが
できる走査光学系を得ることが目的である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光軸がＺ軸とされ発散光を出力する光源ユニットと
前記光源ユニットから射出された発散光のＸ軸方向又は
Ｙ軸方向の内から選択された何れか一方の軸に沿う側の
光束を所定の集光面に集光させ、かつ他方の軸に沿う側
の光束を平行光とする集光光学系を備えた走査光学系で
あって、前記集光光学系が、前記光源ユニットの下流側
に配設され前記一方に沿う側の光束のみに対してパワー
を持つシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレ
ンズの下流側に配設され、前記２軸の両方に沿う光束に
対してパワーを持つコリメータレンズと、で構成されて
いることを特徴としている。

【００１３】請求項１に記載の発明によれば、光源ユニ
ットから順に、シリンドリカルレンズ、コリメータレン
ズの順に配置する。この場合、コリメータレンズの位置
は、光源ユニットから焦点距離の位置に配置することが
必須であり、この焦点距離は、最終ビーム径とこの最終
ビーム径を形成する下流側光学系の焦点距離によって一
義的に決められる。

【００１４】これに対して、シリンドリカルレンズをコ
リメータレンズよりも上流に配置した場合は、外部変調
器からシリンドリカルレンズまでの距離（図５（Ｂ）の
Ｌ１ ^'）よりも短い焦点距離（Ｆ２^'）のシリンドリカル
レンズを選ぶことによって、結像面でのビーム径は所望
の値にしたまま、レンズ枚数を増やさず、ビーム品質も
保持したままその後のコリメータレンズから副走査方向
結像面（ポリゴンミラー位置）までの距離を短くするこ
とができる。また、このＦ２^,とＬ１^,を適当な組み合わ
せにすれば、レイアウト上の都合に合わせて全体の光路
長設計が自由度の大きいものになる。

【００１５】請求項２に記載の発明は、前記請求項１に
記載の発明において、前記光源ユニットが、導波路型Ｓ
ＨＧレーザと、この導波路型ＳＨＧレーザから出力する
発散光を所定の位置で集光させる凸レンズと、前記凸レ
ンズの集光位置に配設され、前記導波路型ＳＨＧレーザ
から出力する光の強度を調整する変調器と、で構成され
ていることを特徴としている。

【００１６】請求項２に記載の発明によれば、光源ユニ
ットが、導波路型ＳＨＧレーザと、この導波路型ＳＨＧ
レーザから出力する発散光を所定の位置で集光させる凸
レンズと、前記凸レンズの集光位置に配設され、前記導
波路型ＳＨＧレーザから出力する光の強度を調整する変
調器と、で構成され、前記変調器の出射端面を前記請求
項１の光源ユニットの出力点としている。

【００１７】請求項３に記載の発明は、各々波長の異な
る光を射出する複数の光源を備え、前記複数の光源から
射出された複数の光ビームを外部変調器を通すことによ
って画像濃度データに基づく強度に変調し、変調された
光ビームを偏向器で偏向することによって主走査を行
い、記録材料を副走査することで、当該記録材料上に画
像を記録する画像記録装置において、前記外部変調器か
ら出力される発散光を前記偏向器へ主走査方向に平行な
線状の光ビームに変換する光路を形成する走査光学系で
あって、前記外部変調器の下流側に配設され前記副走査
方向のみに対してパワーを持つシリンドリカルレンズ
と、前記シリンドリカルレンズの下流側に配設され、前
記主走査及び副走査方向の両方にパワーを持つコリメー
タレンズと、を有することを特徴としている。

【００１８】請求項３に記載の発明によれば、ＳＨＧレ
ーザから出力される発散光を最終的には、記録材料上で
所定のスポット径とするための走査光学系としては、偏
向器よりも上流側と下流側とに分類される。

【００１９】偏向器の下流側は、主としてｆθレンズに
より、主走査される光ビームの１主走査間における焦点
距離の補正、ドット間隔の補正がなされ、所定の径（ス
ポット径）のビームとなって記録材料上を走査する。

【００２０】この記録材料上のスポット径と、ｆθレン
ズの焦点距離と、により前記偏向器の上流側に位置する
走査光学系によって形成される偏向器上の平行ビーム径
（主走査方向の寸法）が一義的に決まる。

【００２１】また、副走査方向のスポット径において
も、偏向器の反射面の面倒れ補正系の倍率から決まる。

【００２２】このとき、主走査方向及び副走査方向の両
方にパワーを持つコリメータレンズに外部変調器から出
力する光を最初に入射させると、この外部変調器とコリ
メータレンズとの距離をコリメータレンズの焦点距離と
しなければならなくなる。

【００２３】さらに、このコリメータレンズの下流側に
シリンドリカルレンズを配置すると、このシリンドリカ
ルレンズにより、偏向器での副走査方向のスポットを所
定の径としなければならないため、シリンドリカルレン
ズからポリゴンミラーまでの距離もほぼ焦点距離にしな
ければならず、変調器とポリゴンミラーとの倍率が拡大
系の場合には、この距離が非常に長いものになる（図８
（Ａ）参照）。

【００２４】また、変調器での副走査方向のビームウエ
スト径が小さいと、発散ビームの広がり角が大きくな
り、コリメータレンズ位置での副走査ビーム径が大きく
なって、レンズ開口でビームが蹴られることになる（図
８（Ｂ）参照）。

【００２５】例えば、変調器での副走査方向のビームウ
エスト径が２０μｍ、ビーム波長５３２ｎｍ、コリメー
タレンズ焦点距離が２００ｍｍとすると、コリメータレ
ンズ位置での副走査方向ビーム径は６．７ｍｍ程度にな
り、蹴られないためにはこの倍程度の幅の開口が必要に
なる。

【００２６】これに対し、コリメータレンズよりも手前
にシリンドリカルレンズを配置すれば、各レンズを通過
するビームの太さをおさえることができる。

【００２７】このような制限を解消するため、外部変調
器から出力する光を最初にシリンドリカルレンズに入射
させ、その後、コリメータレンズに入射させる系とす
る。

【００２８】これにより、外部変調器とコリメータレン
ズとの間の距離は従前通りであるが、これにダブらせ
て、シリンドリカルレンズとコリメータレンズとの両方
のパワーで偏向器で副走査方向に光を集光させることが
できるため、前記ダブらせた距離と、シリンドリカルレ
ンズ単体のパワーと、２つのレンズによるパワーとの差
に応じた距離分、光路長を短縮することができる。これ
により、走査光学系を小型化することができる。

【００２９】請求項４に記載の発明は、光軸がＺ軸とさ
れ発散光を出力する光源ユニットと、前記光源ユニット
から射出された発散光のＸ軸方向又はＹ軸方向の内から
選択された何れか一方の軸に沿う側の光束を所定の集光
面に集光させ、かつ他方の軸に沿う側の光束を平行光と
する集光光学系を備えた走査光学系であって、前記集光
光学系が、前記光源ユニットの下流側に配設され前記一
方に沿う側の光束のみに対してパワーを持つ第１のシリ
ンドリカルレンズと、前記第１のシリンドリカルレンズ
の下流側に配設され、前記２軸の内、第１のシリンドリ
カルレンズがパワーを持たない軸に沿う側のみに対して
パワーを持つ第２のシリンドリカルレンズと、で構成さ
れていることを特徴としている。

【００３０】請求項４に記載の発明によれば、光源ユニ
ットから順に、第１のシリンドリカルレンズ、第２のシ
リンドリカルレンズの順に配置する。この場合、第２の
シリンドリカルレンズの位置は、光源ユニットから焦点
距離の位置に配置することが必須であり、この焦点距離
は、最終ビーム径とこの最終ビーム径を形成する下流側
光学系の焦点距離によって一義的に決められる。

【００３１】これに対して、第１のシリンドリカルレン
ズは、適当な焦点距離を選択することにより、この焦点
距離に応じた光源ユニットと第２のシリンドリカルレン
ズの間の所望の位置に置くことができる。このため、最
終ビーム径を維持しつつ、光源ユニットから所定の集光
面（一方が集光され、他方の軸に沿って平行の線状の光
となる面）の間の光路長を短くすることができる。

【００３２】また、２枚目のレンズが双方向にパワーを
持つ球面レンズを用いた光学系の場合、焦点距離誤差等
を吸収するピント調整時には、先にこのレンズで主走査
方向のピントを合わせ、その後シリンドリカルレンズで
副走査方向の調整を行なう必要がある。逆に後で球面レ
ンズを調整すると、双方向にパワーを持つため、先に合
わせた副走査方向のピントがずれてしまう。

【００３３】これに対し、２枚とも各方向に独立にパワ
ーを持つシリンドリカルレンズの場合、調整上の都合に
よりどちらを先に調整することも可能になる。

【００３４】また、調整量についても、前者の場合には
副走査方向には２枚のレンズで構成されるため、後に行
なうシリンドリカルレンズのピント調整量は、先に調整
した球面レンズの調整量分が上乗せされて大きいものに
なる。これに対し２枚が独立であれば、各々の調整量は
それ自身の公差分に対する調整量ですむことになる。

【００３５】請求項５に記載の発明は、前記請求項４に
記載の発明において、前記光源ユニットが、ＳＨＧレー
ザと、このＳＨＧレーザから出力する発散光を所定の位
置で集光させる凸レンズと、前記凸レンズの集光位置に
配設され、前記ＳＨＧレーザから出力する光の強度を調
整する変調器と、で構成されていることを特徴としてい
る。

【００３６】請求項５に記載の発明によれば、光源ユニ
ットが、導波路型ＳＨＧレーザと、この導波路型ＳＨＧ
レーザから出力する発散光を所定の位置で集光させる凸
レンズと、前記凸レンズの集光位置に配設され、前記導
波路型ＳＨＧレーザから出力する光の強度を調整する変
調器と、で構成され、前記変調器の出射端面を前記請求
項４の光源ユニットの出力点としている。

【００３７】請求項６に記載の発明は、各々波長の異な
る光を射出する複数の光源を備え、前記複数の光源から
射出された複数の光ビームを外部変調器を通すことによ
って画像濃度データに基づく強度に変調し、変調された
光ビームを偏向器で偏向することによって主走査を行
い、記録材料を副走査することで、当該記録材料上に画
像を記録する画像記録装置において、前記外部変調器か
ら出力される発散光を前記偏向器へ主走査方向に平行な
線状の光ビームに変換する光路を形成する走査光学系で
あって、前記外部変調器の下流側に配設され前記副走査
方向のみに対してパワーを持つ副走査シリンドリカルレ
ンズと、前記副走査シリンドリカルレンズの下流側に配
設され、前記主走査方向のみに対してパワーを持つ主走
査シリンドリカルレンズと、を有することを特徴として
いる。

【００３８】請求項６に記載の発明によれば、ＳＨＧレ
ーザから出力される発散光を最終的には、記録材料上で
所定のスポット径とするための走査光学系としては、偏
向器よりも上流側と下流側とに分類される。

【００３９】偏向器の下流側は、主としてｆθレンズに
より、主走査される光ビームの１主走査間における焦点
距離の補正、ドット間隔の補正がなされ、所定の径（ス
ポット径）のビームとなって記録材料上を走査する。

【００４０】この記録材料上のスポット径と、ｆθレン
ズの焦点距離と、により前記偏向器の上流側に位置する
走査光学系によって形成される偏向器上の平行ビーム径
（主走査方向の寸法）が一義的に決まる。

【００４１】また、副走査方向のスポット径において
も、偏向器の反射面の面倒れ補正系の倍率から決まる。

【００４２】このとき、主走査方向のみに対してパワー
を持つ主走査シリンドリカルレンズに外部変調器から出
力する光を最初に入射させると、この外部変調器と主走
査シリンドリカルレンズとの距離を主走査シリンドリカ
ルレンズの焦点距離としなければならなくなる。

【００４３】さらに、この主走査シリンドリカルレンズ
の下流側に副走査シリンドリカルレンズを配置すると、
この副走査シリンドリカルレンズにより、偏向器での副
走査方向のスポットを所定の径としなければならないた
め、これもほぼ焦点距離としなければならない。

【００４４】このような制限を解消するため、外部変調
器から出力する光を最初に副走査シリンドリカルレンズ
に入射させ、その後、主走査シリンドリカルレンズに入
射させる系とする。

【００４５】これにより、外部変調器と主走査シリンド
リカルレンズとの間の距離は従前通りであるが、これに
ダブらせて、副走査シリンドリカルレンズと主走査シリ
ンドリカルレンズとの両方のパワーで偏向器で副走査方
向に光を集光させることができるため、前記ダブらせた
距離分、光路長を短縮することができる。これにより、
走査光学系を小型化することができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】図１に示すように、このラボシス
テム１０は、ラインＣＣＤスキャナ１４、画像処理部１
６、レーザプリンタ部１８、及びプロセッサ部２０を含
んで構成されており、ラインＣＣＤスキャナ１４と画像
処理部１６は、図２に示す入力部２６に設けられてお
り、レーザプリンタ部１８及びプロセッサ部２０は、図
２に示す出力部２８に設けられている。

【００４７】ラインＣＣＤスキャナ１４は、ネガフィル
ムやリバーサルフィルム等の写真フィルムに記録されて
いるフィルム画像を読み取るためのものである。

【００４８】ラインＣＣＤスキャナ１４は、上記フィル
ム画像をラインＣＣＤで読み取り、画像データを出力す
る。なお、上記のラインＣＣＤスキャナ１４に代えて、
エリアＣＣＤによってフィルム画像を読み取るエリアＣ
ＣＤスキャナを設けてもよい。

【００４９】画像処理部１６は、ラインＣＣＤスキャナ
１４から出力された画像データ（スキャン画像データ）
が入力されると共に、デジタルカメラでの撮影によって
得られた画像データ、フィルム画像以外の原稿（例えば
反射原稿等）をスキャナで読み取ることで得られた画像
データ、コンピュータで生成された画像データ等（以
下、これらをファイル画像データと総称する）を外部か
ら入力する（例えば、メモリカード等の記憶媒体を介し
て入力したり、通信回線を介して他の情報処理機器から
入力する等）ことも可能なように構成されている。

【００５０】画像処理部１６は、入力された画像データ
に対して各種の補正等の画像処理を行って、記録用画像
データとしてレーザプリンタ部１８へ出力する。また、
画像処理部１６は、画像処理を行った画像データを画像
ファイルとして外部へ出力する（例えばメモリカード等
の記憶媒体に出力したり、通信回線を介して他の情報処
理機器へ送信する等）ことも可能である。

【００５１】レーザプリンタ部１８はＲ、Ｇ、Ｂのレー
ザ光を発振するレーザ光源を備えており、画像処理部１
６から入力された記録用画像データに応じて変調したレ
ーザ光を印画紙に照射して、走査露光によって印画紙に
画像を記録する。また、プロセッサ部２０は、レーザプ
リンタ部１８で走査露光によって画像が記録された印画
紙に対し、発色現像、漂白定着、水洗、乾燥の各処理を
施す。これにより、印画紙上に画像が形成される。

【００５２】図３には、レーザプリンタ部１８の光学系
の構成が示されている。レーザプリンタ部１８は、本発
明の光源としてのレーザ光源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１
０Ｂの３個のレーザ光源を備えている。レーザ光源２１
０ＲはＲの波長（例えば、６８０ｎｍ）のレーザ光（以
下、Ｒレーザ光と称する）を射出する半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）で構成されている。また、レーザ光源２１０Ｇは、
ＬＤと、該ＬＤから射出されたレーザ光を１／２の波長
のレーザ光に変換する波長変換素子（ＳＨＧ）から構成
されており、ＳＨＧからＧの波長（例えば、５３２ｎ
ｍ）のレーザ光（以下、Ｇレーザ光と称する）が射出さ
れるようにＬＤの発振波長が定められている。同様に、
レーザ光源２１０ＢもＬＤとＳＨＧから構成されてお
り、ＳＨＧからＢの波長（例えば、４７５ｎｍ）のレー
ザ光（以下、Ｂレーザ光と称する）が射出されるように
ＬＤの発振波長が定められている。

【００５３】レーザ光源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ
のレーザ光射出側には、各々集光レンズ２１２、音響光
学変調素子（ＡＯＭ）２１４が順に配置されている。Ａ
ＯＭ２１４は、各々入射されたレーザ光が音響光学媒質
を透過するように配置されていると共に、各々ＡＯＭド
ライバに接続されており、ＡＯＭドライバから高周波信
号が入力されると、音響光学媒質内を前記高周波信号に
応じた超音波が伝搬し、音響光学媒質を透過するレーザ
光に音響光学効果が作用して回折が生じ、前記高周波信
号の振幅に応じた強度のレーザ光がＡＯＭ２１４から回
折光として射出される。

【００５４】ＡＯＭ２１４の各々の回折光射出側には、
平面ミラー２１５が配置されており、平面ミラー２１５
の各レーザ光射出側には、入射されたレーザ光の内副走
査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレンズ２１
６、次いで、主走査方向及び副走査方向の両方にパワー
を持つコリメータレンズ２１７及び主走査手段としての
ポリゴンミラー２１８が順に配置されている。

【００５５】シリンドリカルレンズ２１６は、図４
（Ｂ）に示される如く、副走査方向の光を略平行光とす
るのみで、主走査方向の光に対しては、図４（Ａ）に示
される如く、基本的には影響を及ぼさない。

【００５６】一方、コリメータレンズ２１７は、図４
（Ａ）及び（Ｂ）に示される如く、主走査方向及び副走
査方向に対してパワーを持つため、主走査方向では平行
光とし、副走査方向では、収束光としている。

【００５７】すなわち、ＡＯＭ２１４の各々から回折光
として射出されたＲレーザ光、Ｇレーザ光、及びＢレー
ザ光は、平面ミラー２１５によって反射された後、シリ
ンドリカルレンズ２１６及びコリメータレンズ２１７を
介してポリゴンミラー２１８の偏向反射面上の略同一の
位置に照射され、ポリゴンミラー２１８で反射される。

【００５８】ポリゴンミラー２１８のレーザ光射出側に
は露光面上の走査速度を補正するｆθレンズ２２０、副
走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンド
リカルレンズ２２１、シリンドリカルミラー２２２が順
に配置されており、さらにシリンドリカルミラー２２２
のレーザ光射出側には折り返しミラー２２３が配置され
ている。

【００５９】ポリゴンミラー２１８で反射された３本の
レーザ光はｆθレンズ２２０、シリンドリカルレンズ２
２１を順に透過し、シリンドリカルミラー２２２によっ
て反射された後、折り返しミラー２２３によって略鉛直
下方向に反射されて開孔部２２６を介して印画紙２２４
に照射される。

【００６０】以下に本実施の形態の作用を説明する。

【００６１】上記構成のレーザプリンタ部１８では、レ
ーザ光源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂのレーザ光が、
音響光学変調素子（ＡＯＭ）２１４に入射され、高周波
信号の振幅に応じた強度のレーザ光がＡＯＭ２１４から
回折光として射出される。

【００６２】ＡＯＭ２１４から出力された光は、平面ミ
ラー２１５で反射され、シリンドリカルレンズ２１６及
びコリメータレンズ２１７を介してポリゴンミラー２１
８の偏向反射面上の略同一の位置に照射され、ポリゴン
ミラー２１８で反射される。

【００６３】ポリゴンミラー２１８で反射された３本の
レーザ光はｆθレンズ２２０、シリンドリカルレンズ２
２１を順に透過し、シリンドリカルミラー２２２によっ
て反射された後、折り返しミラー２２３によって略鉛直
下方向に反射されて開孔部２２６を介して印画紙２２４
に照射される。

【００６４】ここで、本実施の形態では、上記レーザプ
リンタ部１８におけるポリゴンミラー２１８よりも上流
側の走査光学系に適用されるシリンドリカルレンズ２１
６及びコリメータレンズ２１７の光路上の相対位置関係
を定めている。すなわち、ＡＯＭ２１４に近い側にシリ
ンドリカルレンズ２１６を配置し、その下流側にコリメ
ータレンズ２１７を配置しており、従来とは全く逆の配
置構成となっている。

【００６５】以下に、図５に従い、従来の配置構成と、
本実施の形態の配置構成とを比較する。

【００６６】図５（Ａ）は従来の配置構成（副走査方向
を上下とした）であり、コリメータレンズ２１７とＡＯ
Ｍ２１４との距離は、他の条件（後述）で決まる焦点距
離と一致している。一方、シリンドリカルレンズ２１６
とポリゴンミラー２１８との距離も、他の条件（後述）
で決まる焦点距離にほぼ一致している。

【００６７】ここで、最終的に印画紙２２４上で形成さ
れるスポット径は、主走査方向においては、ポリゴンミ
ラー上での副走査方向の径とｆθレンズ２２０の焦点距
離によって決まる。言い換えれば、最終スポット径は決
まっているため、ポリゴンミラー上の副走査方向の径も
決まるため、これにより、図５（Ａ）の走査光学系で
は、コリメータレンズ２１７の焦点距離が一義的に決ま
り、この焦点距離にＡＯＭ２１４が配置される必要があ
る。

【００６８】一方、シリンドリカルレンズ２１６におい
ては、ポリゴンミラー２１８の面倒れ補正系の倍率によ
って決まるため、シリンドリカルレンズ２１６の焦点距
離も一義的に決まり、結果としてシリンドルレンズとポ
リゴンミラー２１８との間の距離も決まる。

【００６９】すなわち、図５（Ａ）の走査光学系では、
主走査方向と副走査方向との制限をそれぞれコリメータ
レンズ２１７及びシリンドリカルレンズ２１６のそれぞ
れ単体で補償しているため、倍率が高くなれば光路長は
さらに増加するばかりである。

【００７０】これに対して、図５（Ｂ）では、コリメー
タレンズ２１７のＡＯＭ２１４との関係は維持している
が、この間に主走査方向にパワーの無いシリンドリカル
レンズ２１６を配置することで、それぞれに必要な光路
長をタ゛フ゛らせることができる。このとき、シリンドリカ
ルレンズ２１６は、主走査方向に対してほとんど影響を
及ぼさない。

【００７１】次に、従来、シリンドリカルレンズ２１６
のみで、ポリゴンミラー２１８へ所定の径に集光させて
いたものを、シリンドリカルレンズ２１６とコリメータ
レンズ２１７の２個のレンズのパワーで集光させること
ができるため、このパワーの差の分光路長を短くするこ
とができる。

【００７２】図９に示される如く、２枚レンズで構成さ
れた共役光学系において、物点（変調器）からレンズ１
までの距離をＺ１１、ビーム波長をλ、変調器でのビー
ム半径をω０、レンズ１、レンズ２の焦点距離をそれぞ
れｆ１、ｆ２、レンズ１〜レンズ２距離をＺ２１、レン
ズ２〜像面（ポリゴン面）距離をＺ２２とすると、レン
ズ１像面Ｉ１でのビーム半径ω１は ω１＝ω０・ｆ１／[（ｆ１−Ｚ１１）²−（π・ω０²／λ）²]^1/2・・・レンズ１からレンズ１のみの像面Ｉ１までの距離はＺ１２＝ｆ１−（ω１／ω０）²・（ｆ１−Ｚ１１）²・・・ポリゴン面上でのビーム半径ω２は ω２＝ω０・ｆ２／〔[ｆ２＋（Ｚ１２−Ｚ２１）]²−（π・ω１²／λ）²〕¹ ^/2 ・・・従って最終的にレンズ２からポリゴンミラー面までの距
離はＺ２２＝ｆ２−（ω２／ω１）²・[ｆ２＋（Ｚ１２−Ｚ２１）]²・・・として求められる。

【００７３】これらを図５（Ａ），（Ｂ）の設定に当て
はめると、従来形態ではレンズ１はコリメータレンズ
（ｆ１＝Ｆ１＝ｃｏｎｓｔ）、レンズ２はシリンドリカ
ルレンズ（ｆ２＝Ｆ２）、Ｚ１１＝Ｌ１（＝Ｆ１）、Ｚ
２１＝Ｌ２、Ｚ２２＝Ｌ３となり、本実施形態ではレン
ズ１はシリンドリカルレンズ（ｆ１＝Ｆ２^,）、レンズ
２はコリメータレンズ（ｆ２＝Ｆ１＝ｃｏｎｓｔ）、Ｚ
１１＝Ｌ１^,，Ｚ２１＝Ｌ２^,、Ｚ２２＝Ｌ３^,となる。

【００７４】表１は、実際の走査光学径を設計した場合
の、従来（表１（Ａ）参照）と本実施の形態（表１
（Ｂ）参照）の差を示している。これを、図５（Ａ）の
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に当てはめることにより、本実施の形
態の光路長が短くなることが分かる。

【００７５】

【表１】

【００７６】このように、本実施の形態では、ＡＯＭ２
１４からポリゴンミラー２１８までの光路を構成する光
学系を、ＡＯＭ２１４側からシリンドリカルレンズ２１
６、コリメータレンズ２１７の順に配置したため、両者
に必要な光路をタ゛フ゛らせることができると共に、シリン
ドリカルレンズ２１６のみのパワーで集光することで必
要であった光路長を、コリメータレンズ２１７のパワー
を利用するようにしたため、光路長を大幅に軽減するこ
とができる。（変形例）図６には、前記実施の形態におけるコリメー
タレンズ２１７の位置に、このコリメータレンズ２１７
に代えて、シリンドリカルレンズ２１７_CYLを配置した
変形例が示されている。なお、図６（Ａ）は主走査方向
を図面縦方向とした光学系であり、図６（Ｂ）は副走査
方向を図面縦方向とした光学系である。

【００７７】このような配置とすることで、ポリゴンミ
ラー２１８上に線像を結ぶレンズだけでなく、主走査方
向に平行ビームを形成するレンズもシリンドリカルレン
ズ２１７_CYLのみとなり、相反する走査方向に影響を及
ぼすことなく独立してピント調整が可能となる。

【００７８】また、シリンドリカルレンズ２１６を物点
（ＡＯＭ２１４の出射口）とシリンドリカルレンズ２１
７_CYLとの間に配置すると、全体の光路長を大幅に短く
することができ、その上シリンドリカルレンズ２１７
_CYLの位置によって全体の光路長を所望の長さに合わせ
込むことができる。さらに、アパーチャーも不要であ
り、光量ロスやビーム品質悪化も発生することがない。

【００７９】以下、表２に変形例における光学系の各部
の寸法等を列挙する。なお、比較対象は、表１（Ａ）の
従来例であるため、ここでの記載は省略する。

【００８０】

【表２】

【００８１】なお、本実施の形態並びに変形例で説明し
た走査光学系では、３個の光源の波長の差によって若干
設計値が異なる場合があるため、それぞれの光源に対し
て最適な光路長を設定する必要がある。

【００８２】

【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る走査光学
系は、既存の部品点数を維持しつつ、光源ユニットから
所定位置までの光路長を短くすることで、ユニット全体
を小型化することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るディジタルラボシステムの概
略ブロック図である。

【図２】ディジタルラボシステムの外観図である。

【図３】レーザプリンタ部の光学系の概略構成図であ
る。

【図４】本実施の形態に係るポリゴンミラーより上流側
の走査光学系の概略図であり、（Ａ）は主走査方向を上
下方向とした場合、（Ｂ）は副走査方向を上下方向とし
た場合である。

【図５】（Ａ）は従来のポリゴンミラーより上流側の走
査光学系の概略図、（Ｂ）は、図４（Ｂ）と同様の本実
施の形態に係るポリゴンミラーより上流側の走査光学系
の概略図である。

【図６】変形例に係る走査光学系であり、（Ａ）は主走
査方向を縦方向とした場合、（Ｂ）は副走査方向を縦方
向とした場合の光学系概略図である。

【図７】（Ａ）外部変調器とポリゴンミラーまでの光学
系の一般的構成図、（Ｂ）及び（Ｃ）は図７（Ａ）の変
形例である。

【図８】請求項３に記載の発明を説明するために、比較
（従来）となる外部変調器とポリゴンミラーまでの光学
系である。

【図９】外部変調器とポリゴンミラーまでの光学系の
一般的構成図である。

【符号の説明】

１８レーザプリンタ部２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂレーザ光源（光
源）２１４ＡＯＭ２１６シリンドリカルレンズ２１７コリメータレンズ２１８ポリゴンミラー２２０ｆθレンズ２２４印画紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 13/00 Ｇ０３Ｂ 27/32 Ｚ５Ｃ０７２Ｇ０３Ｂ 27/32 27/46 ９Ａ００１ 27/46 27/54 Ｚ 27/54 Ｂ４１Ｊ 3/00 ＤＨ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４ＡＦターム(参考） 2C362 BA58 BA86 CA40 DA06 2H045 AA01 BA24 BA32 CA03 CA33 CA63 DA02 2H087 KA19 LA24 LA25 PA01 PA02 PA17 PB01 PB02 RA07 2H106 BA91 BH00 2H109 AA12 AA29 AA53 AA96 5C072 AA03 BA01 HA02 HA13 HB06 HB10 9A001 BB06 JJ35 KK16 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光軸がＺ軸とされ発散光を出力する光源
ユニットと、前記光源ユニットから射出された発散光の
Ｘ軸方向又はＹ軸方向の内から選択された何れか一方の
軸に沿う側の光束を所定の集光面に集光させ、かつ他方
の軸に沿う側の光束を平行光とする集光光学系を備えた
走査光学系であって、前記集光光学系が、前記光源ユニットの下流側に配設され前記一方に沿う側
の光束のみに対してパワーを持つシリンドリカルレンズ
と、前記シリンドリカルレンズの下流側に配設され、前記２
軸の両方に沿う光束に対してパワーを持つコリメータレ
ンズと、で構成されていることを特徴とする走査光学系。
【請求項２】前記光源ユニットが、ＳＨＧレーザと、
このＳＨＧレーザから出力する発散光を所定の位置で集
光させる凸レンズと、前記凸レンズの集光位置に配設さ
れ、前記ＳＨＧレーザから出力する光の強度を調整する
変調器と、で構成されていることを特徴とする請求項１
記載の走査光学系。
【請求項３】各々波長の異なる光を射出する複数の光
源を備え、前記複数の光源から射出された複数の光ビー
ムを外部変調器を通すことによって画像濃度データに基
づく強度に変調し、変調された光ビームを偏向器で偏向
することによって主走査を行い、記録材料を副走査する
ことで、当該記録材料上に画像を記録する画像記録装置
において、前記外部変調器から出力される発散光を前記
偏向器へ主走査方向に平行な線状の光ビームに変換する
光路を形成する走査光学系であって、前記外部変調器の下流側に配設され前記副走査方向のみ
に対してパワーを持つシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズの下流側に配設され、前記主
走査及び副走査方向の両方にパワーを持つコリメータレ
ンズと、を有することを特徴とする走査光学系。
【請求項４】光軸がＺ軸とされ発散光を出力する光源
ユニットと、前記光源ユニットから射出された発散光の
Ｘ軸方向又はＹ軸方向の内から選択された何れか一方の
軸に沿う側の光束を所定の集光面に集光させ、かつ他方
の軸に沿う側の光束を平行光とする集光光学系を備えた
走査光学系であって、前記集光光学系が、前記光源ユニットの下流側に配設され前記一方に沿う側
の光束のみに対してパワーを持つ第１のシリンドリカル
レンズと、前記第１のシリンドリカルレンズの下流側に配設され、
前記２軸の内、第１のシリンドリカルレンズがパワーを
持たない軸に沿う側のみに対してパワーを持つ第２のシ
リンドリカルレンズと、で構成されていることを特徴とする走査光学系。
【請求項５】前記光源ユニットが、ＳＨＧレーザと、
このＳＨＧレーザから出力する発散光を所定の位置で集
光させる凸レンズと、前記凸レンズの集光位置に配設さ
れ、前記ＳＨＧレーザから出力する光の強度を調整する
変調器と、で構成されていることを特徴とする請求項４
記載の走査光学系。
【請求項６】各々波長の異なる光を射出する複数の光
源を備え、前記複数の光源から射出された複数の光ビー
ムを外部変調器を通すことによって画像濃度データに基
づく強度に変調し、変調された光ビームを偏向器で偏向
することによって主走査を行い、記録材料を副走査する
ことで、当該記録材料上に画像を記録する画像記録装置
において、前記外部変調器から出力される発散光を前記
偏向器へ主走査方向に平行な線状の光ビームに変換する
光路を形成する走査光学系であって、前記外部変調器の下流側に配設され前記副走査方向のみ
に対してパワーを持つ副走査シリンドリカルレンズと、前記副走査シリンドリカルレンズの下流側に配設され、
前記主走査向のみに対してパワーを持つ主走査シリンド
リカルレンズと、を有することを特徴とする走査光学
系。