JPH01189623A - 複数ビーム走査装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、複数個の半導体レーザーより成る光源部から
の光束を、所定の方向に偏向する偏向器を備えた複数ビ
ーム走査装置に関するものである。

［従来技術］ 従来、特開昭５１−１５８２５１号に見られる様に、半
導体レーザーの光出力部を複数個並べた、いわゆる半導
体レーザーアレイを使用して走査線ピッチを密にしよう
とする装置においては、半導体レーザーアレイの方向を
走査線に対して直交する方向でなく斜めに傾ける必要か
ある。この様な半導体レーザーアレイからの各光束はア
レイの端面の法線方向の光線を中心光線として発散する
。

第２図は従来の複数ビーム走査装置の一例を示す図であ
る。

１は複数の光出力部（ｌａ、ｌｂ）を有する半導体レー
ザー装置で、半導体レーザー装置１内に設ｃ３られた複
数の光出力部１ａ、ｌｂからコリメーターレンズ２によ
り、各発光部の中心光線ｈａ、ｈ、が出射する。、これ
らの中心光線は集光レンズ２の焦点Ｆを通り、シリンド
リカルレンズ３を通過した後、偏向器４の偏向ミラー４
ａ上に到達する。このとき、各光出力部１ａ、ｌｂから
の中心光線り、、ｈｂは偏向ミラー面４ａ上にて、偏向
ミラーによる光束の偏向方向に互いに離れた位置て反射
される。

シリンドリカルレンズ３は、各光出力部１ａ。

１ｂから出射して、集光レンズ２を通過した光束をミラ
ー面４ａの近傍に線像として形成する。

偏向ミラー面４ａて反射した光束はアナモフィック走査
レンズ系５によって例えは感光体の如き被走査媒体６０
表面上に結像される。

第３図は半導体レーサーの発光分布を示し、７は半導体
レーサーの接合面の方向で、８は半導体レーザーの接合
面方向に垂直な方向を示している。

そうして、接合面７の方向の拡がり角を０１１、接合面
と垂直な方向８の拡かり角を０２とすると、一般にθ１
１と０２は１：３の比率となっている。第３図はその半
値全中を示す。半導体レーザーの光量を有効に利用しよ
うとすると、接合面と垂直な方向の拡がり角θ２に合せ
て、コリメーターレンズ２のＦＮＯを設定しなければな
らない。

上述した様に、半導体レーザーからの光束の光量分布は
楕円分布となっている為、コリメーターレンズ２から出
射したビームの断面形状は、偏向面に垂直な方向に長軸
を持つ楕円分布となる。この為、被走査媒体上で偏向面
内と、該偏向面に垂直な方向でのＦナンバーをほぼ等し
くする為には、シリンドリカルレンズの焦点距離を長く
しなけれはならない。その為に、シリンドリカルレンズ
３と偏向器４との間隔を大きく取らねばならなくなり、
偏向ミラー４ａ上での中心光線り、、ｈ、の間隔か大き
く離れてしまう。又、被走査媒体６上での偏向方向のビ
ームスポット径を定める為に、コリメーターレンズの０
１．方向の焦点叩頭１を定めなければならない。

第４図は第２図に示す走査装置の偏向器４と被走査媒体
６との間の光学系を、第２図とは直交する面内から見た
図である″。第４図に示す如く、偏向器の倒れによる影
響が発生する面内ては、走査レンズ５に関して偏向ミラ
ー面４ａの近傍の点と被走査媒体６の面とを光学的に共
役な関係に保つことにより、偏向器の倒れによる影響を
除去している。

走査レンズ５は、第２図に示す面内と第４図に示す面内
とてはパワーの異なるアナモフィックな結像レンズで、
例えば球面レンズ５ａとトーリックレンズ５ｂとによっ
て構成される。

半導体レーザー装置の各光出力部１ａと１ｂから出射し
た中心光線ｈａ、ｈｈは前述の様に偏向ミラー面４ａ上
にて互いに離れた位置に入射する。すなわち、シリンド
リカルレンズ３によって形成される線像の中心位置は、
複数の光出力部のうちどれか一つに対応した線像たけは
その中心位置を所望の位置に設置可能であるか、反射面
かそれから大きく離れると、所望の位置から離れるこト
ニする。第４図の破線で示した光路がこの場合の結像の
様子を示すものて、すれた線像の中心位置Ｐは、所望の
位置からずれ、レンズ系５によって、被走査媒体表面上
に結像されなくなり、被走査媒体表面から離れた点Ｐ′
に結像され、いわゆるデフォーカスか発生する。偏向ミ
ラー４が回転すると、そのデフォーカス量はさらに著し
く大きくなり、被走査媒体表面上ての結像スポットは太
きくなってしまう。

［発明が解決しようとしている問題点］本発明の目的は
、上述した欠点を改良し、半導体レーザーアレイの様な
光源を用いても、光源の光量を有効に活用てき、かつ被
走査媒体面上て各々のビームスポットが良好に結像され
る様な走査装置を提供することにある。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明に係る複数ビーム走査装置においては、光偏向器
と複数のレーザー光束を発生する光源部との間に、前記
光源部からの光束の偏向走査面と平行な成分の光束径を
拡大させる光学部材を設けることにより、偏向走査面内
における各光束の主光線の広がりを押さえ、偏向ミラー
面上における主光線の間隔の広がりを押さえると共に、
被走査媒体上において走査方向（偏向方向）に短軸を有
する形状の楕円ビームスポットを得やすくする°もので
ある。

［実施例］ 第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明に係る走査装置
を説明する為の図であり、第１図（Ａ）は装置全体の光
学系を偏向走査面と垂直な方向から見た図、第１図（Ｂ
）はａ　−ａ’断面でのビームの形状を示す図、第１図
（Ｃ）は入射光束の一方の断面を拡大するプリズムの作
用を示す図である。

第１図（Ａ）において、半導体レーザー１１に設りられ
た発光部１１ａ、１１ｂより出た光束は各々第３図に示
すような発光分布てコリメーターレンズ１２に入射する
。該コリメーターレンズは偏向面内のＦＮＯか、偏向面
と垂直な面内てのＦＮＯより暗い。コリメーターレンズ
１２に入射した光は平行光となフて、第１図（Ｂ）に示
すアパーチャ−１３を出射する。第１図（Ｂ）に示すよ
うに、アバーヂャー１３は半導体レーザーの発光分布に
合った形をしているので、半導体レーサーの光束を有効
に利用することが可能である。コリメーターレンズより
出た光束はプリズム１４に入射する。第１図（Ｃ）に示
すように偏向面内でのビーム径をＤ　２　／　Ｄ　＋で
拡大する。尚、Ｄｌは偏向面内においてプリズム１４に
入射するビームの径、Ｄ２は同じくプリズム１４から出
射されるビームの径である。またこのプリズムを使用す
ることにより、１１ａ、１１ｂより出射した中心光線の
コリメーターレンズ１２の光軸よりの角度はプリズム１
４を通ることにより、はぼＤ１／Ｄまたけ減少する。

プリズム１４より出た光はシリンドリカルレンズ１５に
より、偏向器１６の反射面１６ａの近傍に線像として結
像されるが、シリンドリカルレン　。

ズの焦点距離が短くてよいことと、上記したプリズム１
４の効果により線像の間隔は、第２図に比べてはるかに
減少することができる６反射面１６ａより反射、偏向さ
れた光束は上述したアナモフィック走査レンズ１７によ
り被走査媒体１８上に結像され走査される。また偏向面
内に垂直な断面においても、上述した効果のため、結像
位置のズレはピントズレの許容以内におさめることが可
能になった。

上述した実施例では、偏向器の機械的な倒れを補正する
走査装置について述へたが、本発明はこの様な走査装置
に限らす、偏向器に平行な光ビームを入射させ、偏向器
と被走査媒体との間に球面レンズ系を配した走査装置に
ついても適用可能であることは言うまでもない。

又、一方向のビーム径を拡大させる光学素子としては、
プリズムの外によく知られているシリンドリカルレンズ
系を用いても良い。

以上説明した様に、複数の発光部を有する半導体レーサ
ーを用い、且つコリメーターレンズのＦナンバーを、偏
向走査面内より該面に垂直な方向において明るくし、更
に、コリメーターレンズと偏向器との間に、前記偏向走
査面内でのビーム径を拡大する光学部材を設けることに
より、半導体レーサーアレイの光束を有効に利用出来、
且つ被走査媒体面上での各々のビームスポットが良好な
走査装置か可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明に係る走査装置
を説明する為の図、第２図及び第４図は従来の走査装置
を示す図、第３図は複数の発光源を有する半導体レーサ
ーを示す図。 １１−ｍ−半導体レーサー、 １２−一一コリメーターレンズ、 １３−ｍ−アパーチャー、 １４−ｍ−プリズム、 １５−ｍ−シリントリカルレンズ、 １６−−−偏向器、 １７−−−アナモフイツク走査レンズ、１８−ｍ−被走
査媒体、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の半導体レーザーからの光束を光偏向器で
   所定の方向に偏向する複数ビーム走査装置において、 前記光偏向器と複数のレーザー光束を発生する光源部と
   の間には、前記光源部からの光束の偏向走査面と平行な
   成分の光束径を拡大させる光学部材を設けた事を特徴と
   する複数ビーム走査装置。