JPH0152728B2 - - Google Patents

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JPH0152728B2
JPH0152728B2 JP55097993A JP9799380A JPH0152728B2 JP H0152728 B2 JPH0152728 B2 JP H0152728B2 JP 55097993 A JP55097993 A JP 55097993A JP 9799380 A JP9799380 A JP 9799380A JP H0152728 B2 JPH0152728 B2 JP H0152728B2
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scanning
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lens
plane
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JPS5722218A (en
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Kazuo Minora
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K15/00Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
    • G06K15/02Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
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    • G06K15/1238Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point
    • G06K15/1257Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point on more than one main scanning line
    • G06K15/1261Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point on more than one main scanning line using an array of light sources
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/123Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光源部の発光源の数を複数個使用
し、その数に等しい走査線で、被走査面を同時に
走査する複数ビームを用いた走査方法に関するも
のである。 近年、走査光学系は、画像情報装置や情報処理
端末装置等に広く用いられており、その情報処理
能力を増す為に、単ビーム走査光学系に代つて、
複数ビーム走査光学系の要望が高まつている。 第1図は複数の光ビームを使用した従来の走査
方法を説明する図である。1a,1bは発光源、
2は光束を集光する為の対物レンズ、3は回転多
面鏡の如き偏向器、4は偏向された光束を結像す
る為のレンズ、5は回転円筒体、6は回転円筒体
表面上に設置された感光媒体、1a′,1b′は各々
発光源1a,1bに対応した走査線である。 この光学系において対物レンズ2及び走査レン
ズ4はいずれも回転対称の面で構成され、それら
レンズの合成系の結像倍率をβとするとき、走査
線1a′,1b′の間隔Pは、発光源1a,1bの間
隔P0に対して、 P=|β|・P0 (1) の関係を有する。一方、感光媒体面に集光される
光束のFナンバーをF′とし、各発光源から出射す
る光束の対物レンズ2で受光されるFナンバーを
Fとすると、 F′=|β|・F (2) なる関係がある。(1)、(2)式より P=F′/F・P0 (3) となり、走査線の間隔Pを小さくしようとすると
対物レンズ2のF値を大きく、すなわち受光光束
を少くせねばならない。この時、感光媒体上に到
達する光束も必然的に少くなり、高速記録を行う
場合には光エネルギーが不足することになり好ま
しくない。 本発明の目的は、複数本のビームで、同時に隣
接する走査線を走査することにより被走査面を走
査する複数ビームを用いた走査方法に於いて、光
源部からの光量を、被走査面上に充分に伝達する
ことが可能な走査方法を提供することにある。 本発明に係る複数ビームを用いた走査方法は、
接合面に平行な方向に複数個の発光源が配列され
た半導体レーザアレーを用い、該アレーの配列方
向を光ビームの偏向平面と直交する様に配して、
該半導体レーザアレーからの複数の光ビームを偏
向器及び結像光学系を介して、該光ビームの走査
方向と直交する方向に並んだ複数のビームスポツ
トで同時に隣接する走査線を走査することにより
被走査面上を走査する複数ビームを用いた走査方
法に於いて、前記結像光学系の、光ビーム偏向平
面内の結像倍率を該光ビーム偏向平面と直交し結
像光学系の光軸を含む平面内の結像倍率より大き
くすることにより、光ビーム偏向平面内について
は半導体レーザアレーからの光量を多く取り込む
様にしている。以下図面を併用して、本発明を詳
述する。 第2図は本発明に係る複数ビームを用いた走査
方法の一実施例を示す図で、第2図に示される装
置を用いて本発明の原理を説明する。1a,1b
は半導体レーザアレーの発光源、12は回転対称
系の対物レンズ、11は直交方向で屈折力の異な
るアナモフイツクレンズ、3は回転多面鏡あるい
は振動鏡の如き偏向器、13は回転対称レンズ、
14は直方方向で屈折力の異なるアナモフイツク
レンズ、5は回転円筒体、6は回転円筒体表面上
に設置された感光媒体、1a′,1b′は走査線であ
る。 この光学系において、光ビーム偏向面内のレン
ズ系合成系の結像倍率をβd、該偏向面と垂直で
且つ光軸を含む面内での合成系の結像倍率をβsと
すると走査線1a′,1b′の間隔Pは発光源の間隔
P0に対し、 P=|βs|・P0 (4) である。一方光ビーム偏向面内において、感光媒
体面に集光される光束のFナンバーをF′d、対物
レンズ12のFナンバーをFdとし、光ビーム偏
向面と垂直な面内において、感光媒体面に集光さ
れる光束のFナンバーをF′s、対物レンズ12の
FナンバーをFsとすると、 F′d=|βd|・Fd (5) F′s=|βs|・Fs (6) であるから、(4)、(6)式より P=F′s/FsP0 (7) となる。 ここで、走査線の間隔Pを小さくするためには
光ビーム偏向面と垂直な方向のFナンバーを暗く
する必要があるが、本発明においては発光源の配
光特性として第3図に示すような直交する二方向
(ξ、η)で発散光束の断面強度分布が異なる半
導体レーザーの発光源を使用している。 すなわち、等強度分布におけるξ、ηそれぞれ
の方向の配光角をφ〓、φ〓とし、 φ〓<φ〓 の場合、光ビーム偏向面と平行にη方向、該偏向
面と垂直な方向にξ方向が一致する様に、且つ、
発光源を配列する方向を接合面に平行な方向であ
るξ方向に選ぶことによつて、(5)、(7)式をみて明
らかな様に、光ビーム偏向面と平行な方向の光束
の受光関係とは独立に光ビーム偏向面と垂直な方
向の光束の受光関係を決定できる。 すなわち、上記配列方法に従うと光ビーム偏向
面と平行なη方向の光束の受光量とは無関係に、
走査線の間隔を小さくすることが可能である。こ
のとき、光ビーム偏向面と垂直なξ方向の受光量
に関しては比較的減少させないことが可能であ
る。何故ならばそのξ方向の発光源の配光角φ〓が
小さいからである。 上記レンズ系の合成系の光ビーム偏向面と直交
する方向の結像倍率をβsとし、さらに、上記レン
ズ系合成系の偏向面に平行な方向の結像倍率を
βdとし、感光体面上に結像される光束のFナン
バーをF′(偏向方向及びそれと直交する2方向と
も同じ)とするとき、偏向方向(η)において、
対物レンズ2で受光される光束の発散角φ〓は、 φ〓=sin-1〔|βd|〕/2F′〕 (10) で表わされ、それと直交する方向(ξ)におい
て、対物レンズ2で受光される光束の発散角φ〓
は、 φ〓=sin-1〔|βs|/2F′〕 (11) で表わされる。 光束が偏向される平面と直交する方向の結像倍
率|βs|の値が小さければ小さい程複数の発光源
の配列間隔を粗くすることが可能で半導体レーザ
ーアレーの製造が容易になる。 一方、光束が偏向される面内については光源か
らの光量をできるだけ多く受光できる様その面と
平行な方向の結像倍率|βd|の値を大きくする
ことが望ましい。従つて、|βd|>|βs|なる条
件を満足させれば、光源である半導体レーザアレ
ーの製造を容易にし(換言すれば感光媒体上の走
査線の間隔を密にし)、光源から放射される光束
を効率よく受光することが可能となる。 以上のように、光束を偏向する面とその面に直
交する面のそれぞれにおける屈折力を異にする光
学系を使用すると受光率を高く保持しつつ走査線
間隔を密にすることが可能にして、高速記録を達
成できることを説明した。 一方、偏向器3の回転軸の倒れ、あるいは偏向
面の加工誤差による倒れなどで、走査のピツチム
ラが生じ記録画質が悪化し易い。このピツチムラ
を補正する光学系は、例えばUSP3750189、
USP3946150、USP3865465、USP3877777、
USP4054360などが公知である。さらに、第2図
において、線像結像系11によつて偏向面3の偏
向面近傍に線像を形成し、その線像と感光体面上
の点とを共役関係にすればこの場合の光学系もま
た走査ピツチムラを補正する補正光学系である。 以上の例は、いずれも、アナモフイツクレンズ
を含み、本発明の原理を実現することが可能であ
る。これらの例においては、上記線像の線方向と
直交する方向に発光源を配列する。この様にする
ことにより、本発明の効果を失うことなく、走査
線ピツチムラを補正可能となる。 以上の様な走査線ピツチムラ補正系に対してだ
けでなく、第4図に示す様なピツチムラ補正系で
ない系に対しても本発明は適用可能である。第4
図において、21はアナモフイツクレンズ系で、
その構成は、第5図Aあるいは第5図Bに示す様
な負の屈折力を有するシリンドリカル面31,3
3と正の屈折力を有するシリンドリカル面32,
34とから成るアフオーカルアナモフイツクレン
ズであり、発光源の配列軸22と対物レンズ2の
光軸を含む平面内に屈折力を有する。第5図Aあ
るいは第5図Bにおいて、入射光束I0は対物レン
ズ2でコリメートされた光束で、光軸とθなる角
度で入射し、アナモフイツクレンズ系を通過後の
光束I0′は光軸とθ′なる角度で出射する。 この場合の入射角と出射角の関係は、 θ′<θ であることを特徴とする。この関係を満足する
と、前述の|βd|>|βs|の条件を満足し、本
発明の効果が生じる。 次に、第2図の走査レンズ系15の具体的構成
例を説明する。 第6図−Aには、偏向面と平行な平面内に於け
る、下記の表1に示す実施例のレンズ形状、第6
図−Bには、偏向面と垂直な断面内に於ける該実
施例のレンズ形状を示す。球面単レンズ13とト
ーリツク面を有する単レンズ14の実施例を以下
に示す。表1は走査レンズ系15の実施例を示す
ものである。表1に於いて、r1〜r4は、光ビーム
の偏向面に平行な平面内での、レンズの曲率半
径、r1′〜r4′は光ビームの偏向面と垂直な断面内
でのレンズの曲率半径(従つて球面単レンズ13
については、r1=r1′、r2=r2′である。)、d1は、球
面単レンズ13の軸上肉厚、d2は、球面単レンズ
13のr2面とトーリツク面を有する単レンズ14
のr3面との軸上空気間隔(球面単レンズ13の
r2′面とトーリツク面を有する単レンズ14の
r3′面との軸上空気間隔に等しい。)d3は、トーリ
ツク面を有する単レンズ14の軸上肉厚、n1は、
球面単レンズ13の屈折率、n2は、トーリツク面
を有する単レンズ14の屈折率である。 【表】
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の走査光学系を示す為の図、第
2図は本発明に係る複数ビームを用いた走査方法
の一実施例を示す図、第3図は本発明に係る複数
ビームを用いた走査方法に適用する半導体レーザ
の発光特性を示す図、第4図は本発明に係る複数
ビームを用いた走査方法の他の実施例を示す図、
第5図A,Bは各々本発明に係る複数ビームを用
いた走査方法に適用するアナモフイツクレンズ系
の一実施例を示す図、第6図A,Bは、本発明に
適用する走査用レンズ系の一実施例を示す図。 1a,1b……発光源、3……回転多面鏡、5
……回転円筒体、11……アナモフイツクレン
ズ、12……対物レンズ、13……回転対称レン
ズ、14……アナモフイツクレンズ、15……走
査レンズ系。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 接合面に平行な方向に複数個の発光源が配列
    された半導体レーザアレーを用い、該アレーの配
    列方向を光ビームの偏向平面と直交する様に配
    し、該半導体レーザアレーからの複数の光ビーム
    を偏向器及び結像光学系を介して、該光ビームの
    走査方向と直交する方向に並んだ複数のビームス
    ポツトで同時に隣接する走査線を走査することに
    より被走査面上を走査する複数ビームを用いた走
    査方法に於いて、 前記結像光学系の、光ビーム偏向平面内の結像
    倍率を該光ビーム偏向平面と直交し結像光学系の
    光軸を含む平面内の結像倍率より大きくすること
    により、光ビーム偏向平面内については半導体レ
    ーザアレーからの光量を多く取り込むことを特徴
    とする複数ビームを用いた走査方法。
JP9799380A 1980-02-06 1980-07-16 Scanning optical system using plural beams Granted JPS5722218A (en)

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JP9799380A JPS5722218A (en) 1980-07-16 1980-07-16 Scanning optical system using plural beams
GB8103627A GB2069176B (en) 1980-02-06 1981-02-05 Optical mechanical scanning using several light beams
DE19813104236 DE3104236A1 (de) 1980-02-06 1981-02-06 Optisches abtastsystem
GB08327259A GB2138162B (en) 1980-02-06 1983-10-12 Scanning optical system employing two or more beams

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JPS5722218A JPS5722218A (en) 1982-02-05
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