JPH02275408A - マルチビーム走査光学装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、レーザープロッタ、カラースキャナ等の画
像走査記録装置におけるマルチビーム走査光学装置に関
し、特に記録面上における複数の光ビームの像（光点）
相互の間隔（ピッチ）を、光点径を変えることなく変更
することのできるビーム間隔調整手段を備えたマルチビ
ーム走査光学装置に関する。

（従来の技術） スキャナやプリンタなどの画像走査記録装置においては
、複製画像を記録する際の露光時間を短縮すること等の
ために、複数の光ビームを同時に感光材上に結像させて
露光するマルチビーム走査方式が用いられている。そし
て、記録される複製画像が網目版画像の場合には、個々
の網点は所定数の光ビームの走査によって形成されてい
る。

一方、特に製版用の画像走査記録装置では、複製画像の
網点のピッチを所定の範囲内で変更できる機能を有する
ことが必要で、その際網点のピッチを変更しても、１つ
の網点を形成するための光ビームの数は変わらないのが
普通である。従って、網点のピッチを変更する場合には
、光ビームの感光材上の像（以下、「光点」と呼ぶ。）
のピッチも網点ピッチに比例して変更する必要がある。

このような光点のピッチを変更する装置としては、例え
ば特開昭６０−１６９８２０号公開に開示されたものな
どが知られている。この装置では、ズームレンズを用い
て光点のピッチを変化させているため、光点のピッチを
大きくすると、光点の直径（以下、「光点径」と呼ぶ。

）も大きくなる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、光点が大きくなると、それに応じて光点内の
強度分布か緩やかになる。従って、光点があまり大きく
なり過ぎると、露光された網点の境界がはけてくるとい
う問題がある。特に、１回の主走査の距離か長い平面走
査型スキャナなどでは光学系の制約から光点ピッチが小
さいときにも光点径をあまり小さくできないので、この
問題が大きい。すなわち、光点ピッチが小さいときに、
比較的大きな光点径（例えば約２０μｍ）の光点で走査
するように光学系を設定し、ズームレンズを用いて光点
ピッチを３倍にすると、光点径が約６０μｍとなってし
まう。このような大きな光点径の光ビームで網点を露光
すれば、上述のように網点の境界がひどくはけてしまう
ことになる。

従って、このような平面走査型スキャナなどにおいては
、光点径を変えずに光点ピッチを変更できることが望ま
ｌ、い。

（発明の目的） この発明は従来技術における上述の課題を解決するため
になされたものであり、光点径を変えずに光点ピッチを
変更することのできるビーム間隔調整手段を備えた・マ
ルチビーム走査光学装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の課題を解決するため、この発明では、複数の光ビ
ームを合成して合成ビームとするビーム合成手段と、前
記合成ビームを所定の記録面上に結像さぜる結像レンズ
とを備えたマルチビーム走査光学装置において、前記ビ
ーム合成手段の手前にビーム間隔調整手段を設ける。

このビーム間隔調整手段は、前記複数の光ビームのすべ
ての光ビームの光路上、または１本を除くすべての光ビ
ームの光路上に配設された平行平面板と、当該平行平面
板を前記光ビームの光軸と直交する支点軸まわりに傾け
るための駆動手段とを備えている。なお、当該平行平面
板に入射する光ビーム自体は平行ビームでないことが必
要である。

そして、前記駆動手段によって前記平行平面板の傾きを
調整することにより、前記記録面上における複数の光点
の間隔を調整する。

なお、平行平面板を傾けるための駆動手段の作用点は、
光軸と垂直な方向に沿って支点軸から一定の距離を保つ
ように前記駆動手段が構成されているとともに、前記駆
動手段は、前記作用点を前記光軸と平行な方向に移動さ
せることにより、前記平行平面板を傾けるようにしても
よい。

さらに、平行平面板が光路上に設置された光ビームが２
本以上存在するとともに、駆動手段は、前記毛行十面板
のそれぞれの作用点を光軸方向に゛［行に移動させるに
際して、その移動量の比を互いに整数比に保ちつつ前記
平行平面板を傾けるように構成されていることが好まし
い。

（作用） 平行平面板を光軸と直交する面から傾けると、平行平面
板を通過した後の光ビームは、通過前の光ビームから平
行移動する。そして、その移動量は平行平面板の傾きに
依存する。従って、例えば２本の光ビームのうち、１本
の光ビームをこのビーム間隔調整手段で平行移動させれ
ば、記録面上での２個の光点のピッチが変わる。一方、
ズームレンズを用いていないので、記録面へ収束する光
ビームの収束角は変化せず、その結果光点径の大きさは
変わらない。

また、平行平面板を傾ける作用点を、光軸と垂直な方向
に沿って支点軸から一定の距離を保つようにし、駆動手
段がこの作用点を光軸方向に平行に移動させるようにす
れば、作用点の移動量と光点のピッチの変化量がほぼ比
例するようになる。

さらに、平行平面板が光路上に設置された光ビムが２本
以上あるときに、各平行平面板の作用点の移・動量を整
数比に保つようにすれば、各平行平面板を通る光ビーム
に対応する記録面上の光点のピッチも、その整数比に従
って変化する。

（実施例） Ａ、装置の全体構成 第１図は、この発明の一実施例としてのマルチビーム走
査光学装置ＭＳＡを示す概略斜視図である。図において
、レーザ発振器１から出射されたレーザービームＬ１は
、第ルンズ２により発散光となる。このレーザービーム
Ｌ１はミラー３によって反射された後、マルチビーム制
御機構４に入射する。

マルチビーム制御機構４には、この発明の特徴部である
ビーム間隔調整手段が設けられている。

このマルチビーム制御機構４では、レーザービームＬ　
から４本の光ビームＬ、Ｌｂ、Ｌ。。

ｔ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ａＬｄ
に分割され、その０Ｎ１０ＦＦ状態やビーム間隔調整手
段を通過した光ビームＬ　　−Ｌｄ相互のピッチが調整
されるが、その詳細については後述する。

４本の光ビームは、マルチビーム制御機構４内て見かけ
上１本の光ビームＬ２に合成されて出射する。この合成
光ビームＬ２はミラー５で反射された後、ポリゴンミラ
ー６によって偏向される。

ポリゴンミラー６で偏向された合成光ビームＬ２は走査
レンズ８およびミラー９を介して記録面１０」二で結像
する。なお、図の記録面１０上には、合成光ビームＬ２
が結像した結果として得られる４つの隣接した光点の軌
跡Ｒ−Ｒｄが拡大して示されている。

この図からもわかるように、ポリゴンミラー６がモータ
７で駆動されて回転することによって、記録面１０上の
Ｘ方向（主走査方向）に合成光ビームＬ２の主走査が行
われる。また、レーザビーム発振器１からミラー９まて
の機構と記録面１０と’Ｌｘ方向（副走査方向）に相対
的に移動させることにより、副走査が行われる。

Ｂ、マルチビーム制御機構の１１■成 第２Ａ図はマルチビーム制御機構４を拡大して示す概略
斜視図であり、第２Ｂ図はその概略平面図である。

マルチビーム制御機構４に入射されたレーザビームＬｌ
は、集光レンズ４１０によって絞り込まれ、後述する音
響光学変調器（ＡＯＭ）４５１〜４５４内で結像する収
束光となる。このレーザビームＬ１は水ル面と４５°の
方向へ偏波面を持つ直線偏光である。

集光レンズ４１０を通過したレーザビームＬ１は４本の
光ビームに分割される。すなわち、まず無偏光ビームス
プリンタ４２１て互いに光量の等しい２本の光ビームＬ
ａｂ”　ｃｄに分割される。このうち、無偏光ビームス
プリッタ４２〕を直進した光ビームＬａｂは、偏光ビー
ムスプリッタ４２２によってさらに２本の光ビームＬ　
　、Ｌｂに分割される。そして、光ビームＬｂはさらに
ミラー４３１で反射されてＸ方向に平行に進む光ビーム
になる。一方、無偏光ビームスプリッタ４２１で反射さ
れた光ビームＬ　は−旦ミラー４３２で反射ｄ された後、偏光ビームスプリッタ４２３で２本の光ビー
ムＬ、Ｌｄに分割される。そして、光ビ−ムＬ、はさら
にミラー４３３で反射されてＸ方向に平行に進む光ビー
ムになる。この結果、光量が互いに等しい４本の光ビー
ムＬ　　−Ｌｄが形成される。なお、これらの光ビーム
Ｌ　　−Ｌｄをそれぞれ第１〜第４チヤンネルの光ビー
ムと呼ぶ。

Ｘ方向に進む４本の光ビームＬ　　−Ｌ、は、それぞれ
第１平行平面板４４１〜４４４を通過した後、ＡＯＭ４
５１〜４５４の中で集光する。すなわち、集光レンズ４
１０から各ＡＯＭ４５１〜４５４までの光路長が等しく
なっている。

第１平行平而板４４１〜４４４は、各ＡＯＭ４５１〜４
５４の内部におけるトランスデユーサ４５１ａ　〜４５
４ａから光ビームＬ　　−Ｌｄの結像位置までの距離を
調整するためのものである。これらの第１平行平面板４
４１〜４４４は、図示しない支持構造を個別に調節する
ことによって、光ビームＬ　　−Ｌｄの光軸と直交する
水平な回転軸、すなわちＹ方向の軸を中心として互いに
独立して傾けられるようになっている。そして、第１平
行平面板４４１〜４４４の傾きを調整すると、各光ビー
ムＬ　−ＬｄがＡＯＭ４５１〜４５４に入射する高さ（
Ｘ方向の位置）が変化する。トランスデユーサ４５１ａ
　〜４５４ａはＡＯＭ４５１〜４５４の最上部に設けら
れており、光ビームＬ　〜Ｌ、の入射高さが変化すると
、各トランスデユーサ４５１ａ　〜４５４ａから光ビー
ムＬ　　−Ｌｄの結像位置までの距離が変化する。従っ
て、第１平行平面板４４１〜４４４の傾きを個別に調整
することによって、トランスデユーサ４５１ａ〜４５４
ａに０Ｎ−ＯＦＦ信号を入力してがら各光ビームＬ　　
−Ｌｄが実際に０Ｎ１０ＦＦされるまでの遅延時間を互
いに一致させることができる。

各ＡＯＭ４５１〜４５４から出射された１次回折光ＬＡ
−Ｌ、は水平面（ＸＹ平面）から傾いているので、偏心
レンズ４６１〜４６４によってそれぞれ水平な光ビーム
に修正される。これらの光ビームＬ　　−Ｌｏは、第２
平行平面板４７１〜４７４を含むビーム間隔調整機構に
入射する。

４つの第２平行平面板４７１〜４７４のうち、第２〜第
４チヤンネルの光ビームＬ　ｎ　−Ｌ　ｏのための第２
平行平面板４７２〜４７４は、特別なホルダー４８２〜
４８４にそれぞれ入れられている。

各ホルダー４８２〜４８４は、光軸と直交する方向（Ｙ
方向）に伸びた支点ピン４８２ａ〜４８４ａ（第２Ｂ図
）を有し、また、その上端には上方に伸びる駆動ピン４
８２ｂ〜４８４ｂを有している。

これらの駆動ビン４８２ｂ〜４８４ｂは、ホルダー４８
２〜４８４の上方に設置されたビンガイド板４９０のビ
ンガイド穴４９０ｂ〜４９０ｄにそれぞれ挿通されてい
る。ピンガイド穴４９０ｂ〜４９０ｄは光軸と平行なＸ
方向に沿って伸びる長孔である。駆動ビン４８２ｂ〜４
８４ｂのうち、ビンガイド板４９０の上方へ突出したそ
れぞれの部分は、アーム板４９１の端面４９１ａに当接
している。

アーム板４９１とビンガイド板４９０とは、連結ピン４
９２によって回動自在に連結されている。

また、アーム板４９１には、連結ピン４９２と反対側の
端部にナツト部４９３が固定されており、このナツト部
４９３は、モータ４９４の回転軸に連結されたネジ部４
９５と螺合されている。モタ４９４は、図示しない支持
構造によってマルチビーム制御機構４の基台（図示せず
）側に固定されており、モータ４９４が回転すると、ア
ーム板４９１が連結ピン４９２を支点として回動する。

なお、ホルダー４８２゛〜４８４の下端は隣接する第３
平行平面板５０２〜５０４の図示しない支持構造と、バ
ネ４８２ｃ〜４８４ｃによって連結されている。この結
果、ホルダー４８２〜４８４の下端は常にＸ方向に付勢
されており、駆動ビン４８２ｂ〜４８４ｂはアーム板４
９１に常に押しつけられている。

ビーム間隔調整機構は、これらの第２平行平面板４７２
〜４７４と、ホルダー４８２〜４８４と、ビンガイド板
４９０と、アーム板４９１と、ナツト部４９３と、モー
タ４９４とネジ部４９５なとから構成されている。なお
、ビンガイド板４９０゜アーム板４９１．ナツト部４９
３．モータ４９４およびネジ部４９５は図示の都合上、
第２Ｂ図では省略されている。

連結ビン４９２で規定されるアーム板４９１の支点は、
第１チヤンネルの光ビームＬａの光軸の真上にあり、こ
の支点と３つの駆動ピン４８２ｂ〜４８４ｂとは水平方
向の一直線上に並んでいる。

また、支点から３つの駆動ピン４８２ｂ〜４８４ｂまで
の距離の比は２：５ニアである。このような配列は、後
述するインターレース走査方法との関連で定められてい
る。

モータ４９４の回転によりネジ部４つ５が回転すると、
アーム板４９１が水平面内で回動し、垂直ビン４８２ｂ
〜４８４ｂがＸ方向に押される。

この結果、第２平行平面板４７２〜４７４が支点ピン４
８２ａ〜４８４ａを中心にして傾けられる。

このように第２平行平面板４７２〜４７４を傾けること
によって、４本の光ビームＬＡ−ＬＤが記録面１０上に
結像する像（光点）のビ・ソチを調整することができる
が、その詳細については後述する。なお、第１チヤンネ
ルにおかれた第２平行平面仮４７１はこの実施例では傾
ける必要がないが、各チャンネルの光路長を備えるため
に配置してあり、光ビームＬＡの光軸と垂直な平面を形
成するように、図示しない支持機構によって基台側に固
定されている。

第２平行平面板４７１〜４７４を通過した各光ビームＬ
Ａ−ＬＤは、さらに第３平行平面板５０１〜５０４をそ
れぞれ通過する。この第３平行平面板５０１〜５０４は
、記録面１０上における４つの光点の初期位置を微小に
調整するためのものである。４つの光点の初期位置とは
、ビーム間隔調整機構の第２平行平面板４７２〜４７４
を傾けない状態における４つの光点の記録面１．０上の
位置をいう。例えば、第３平行平面板５０１〜５０４の
傾きを個別に調整することによって、４つの光点の初期
位置が互いに一致するように調整される。

４本の光ビームＬ　−ＬＤは、次のようにして見かけ上
１本の合成光ビームＬ２に合成される。

まず、第１チヤンネルの光ビームＬＡはミラー４３４で
反射された後、偏光ビームスプリッタ４２４によって第
２チヤンネルの光ビームＬＢと合成されて合成光ビーム
ＬＡＢとなる。一方、第３チヤンネルの光ビームＬｃも
ミラー４３５で反射された後、偏光ビームスプリッタ４
２５によって第４チヤンネルの光ビームＬＤと合成され
て合成光ビームＬＣＤとなる。さらに、２本の合成光ビ
ームＬ　　、Ｌ　　は無偏光ビームスプリッタ４２６に
よＡＢ　　　ＣＤ って合成光ビームＬ２□に合成される。なお、無偏光ビ
ームスプリッタ４２６から出射されるもう１本の合成光
ビームＬ２□は記録面１０での露光に用いられない。従
って、合成光ビームＬ２１の光量は、合成前の４本の光
ビームＬ　　−Ｌ、の合計の光量の約半分である。

合成光ビームＬ２□は、ＡＯＭ４５１〜４５４から出射
された０次光と１次光とをともに含むが、このうち０次
光は０次光力ツタ−５１０によってカットされる。０次
光を露光に用いないのは、０次光がＡＯＭ４５１〜４５
４によって０Ｎ１０ＦＦ制御できない光だからである。

０次光は１次光の下方側を通っているので、０次光力ツ
タ−５１０は、１次光のみを通過させるように合成光ビ
ームＬ２１の下方側に設置されている。

このようにして、０次光がカットされた合成光ビームＬ
２は、コリメータレンズ５２０を通過し、平行光として
マルチビーム制御機構４から出射される。

なお、上記のマルチビーム制御機構４の中で制御される
４本の光ビームＬ　　−ＬＤのうち、例えば第１および
第３チヤンネルの光ビームＬＡＬｏの偏波面は水平であ
り、第２および第４チヤンネルの光ビームＬ、ＬＤの偏
波面は垂直であり る。すなわち、隣接する２本の光ビームは互いに偏波面
が直交している。このようにするのは、記録面１０上の
４つの光点の位置が互いに近接しているときに、隣接す
る光点同士で干渉を起こさないようにするためである。

Ｃ，ビーム間隔調整の原理 次に、ビーム間隔１″Ｊ５Ｊ整機構４におけるビーム間
隔調整の原理について説明する。

第３図は平行平面板の傾きによって光ビームが平行移動
する様子を示す概念図である。図において、光ビームＬ
　がＸ方向に進行しており、そのＣ 光路上に平行平面板４７３の平行面４７３ａ　　４７３
ｂが、光軸と垂直な面から角度θだけ傾いているとする
。このとき、平行平面板４７３を通過した光ビームＬ。

が平行移動する量ΔＺは次式で与えられる。

ΔＺ−ｄ（ｓｉｎθ−Ａ　）　　　　　　　　　　　　
・　（ｌａ）Ａ−ｃｏｓθ・Ｓ１ｎθ／（ｎ　　−５ｉ
ｎ　　θ）ｌ／２２．２ ・・・（１ｂ） ここで、ｄ；平行平面板の厚み ｎ：平行平面板の屈折率 第４Ａ図〜第４Ｃ図は、アーム板４９１の移動量と平行
平面板の傾き角の関係を示す概念図である。いま、第４
Ａ図に示すように、アーム板４９１の支点Ｐ　と、ホル
ダー４８３の駆動ピン４８３ｂへのアーム板４９１の作
用点Ｐ　との距離をｂとし、支点Ｐ　とアーム板４９１
上の力点Ｐ。

（ネジ部４９５かアーム板４９］を押す点）との距離を
ａとする。また、第４Ｂ図に示すように、ホルダー４８
３の支点ピン４８３ａから駆動ピン４８３ｂの作用点Ｐ
ａまでの高さをｑとする。そして、第４Ｃ図に示すよう
に、力点Ｐｒを距Ｒ＃ｓだけ動かすことにより、作用点
Ｐ　を距離ΔＸだけ移動させたとき、第４Ｂ図に示す平
行平面板の傾き角θは次式で与えられる。

θ−ｔａｎ”　（ΔＸ／　ｑ　）　　　　　　　−（２
ａ）ΔＸ　−ｂ　ｓ　／　ａ　　　　　　　　　　　・
・・（２ｂ　）（２ａ）式と（２ｂ）式を（ｌａ）式と
（１ｂ）式に代入すれば、次式が得られる。

ΔＺ−ｄ　ｃ　ｓ−Ｎ／Ｍ　　　　　　　　−・−（３
ａ）Ｍ＝　（１＋　ｃ　２ｓ　２＞　１／２　　　　　
　・・・（３１３）Ｎ−１−１／　（Ｍ２ｎ２−ｃ２ｓ
２）　１／２・・・（３Ｃ） ｃ　＝　ｂ　／　ａ　ｑ　　　　　　　　　　　　　　
　　　・・・（３ｄ）（３ａ）　〜（３ｄ）式を使用す
れば、モータ４９４によって、アーム板４９１の力点Ｐ
ｒを距離Ｓだけ移動させたときの光ビームＬ。の高さ方
向の移動量ΔＺを算出できる。第１表は、力点Ｐｆの移
動距離Ｓ、傾きθ、光ビームの移動量ΔＺおよびリニア
リティＲ１、の計算結果の一例を示す点である。

第１表 ここで、（３ａ）〜（３ｄ）式において、下記の値が用
いられている。

ａ　−１２０ｍｍ、　　　ｂ　−９０ｍｒａｑ＝　　１
５ｎ＋ｎ、　　　ｄ＝　　３ｍｎ。

ｎ　−１，５１５ また、リニアリティＲ＋、は次式で定義される。

Ｒ，、＝　（ΔＺ　−０，０５１ｓ　）　／　０．０５
１　　ｓＸ　１００　　　　　　　　（％）　　　　　
・・・（４）すなわち、リニアリティＲＬは、理想的な
平行移動量ΔＺ、が、力点Ｐｒの移動ｆｆ１ｓの一次式
％式％（５） で表わされると仮定し、この理想的な平行移動量ΔＺｉ
に対する現実の平行移動量ΔＺの（−差を示すゴである
。なお、定数１（の値は第１表がらちゎかるように力点
Ｐｒの移動量ｓが１　ｍｍのときの平行移動量ΔＺの値
をとっている。

第５図は、第１表に示す結果のうち、傾き角θとリニア
リティＲｔ、の関係を示す図である。同図かられかるよ
うに、傾き角θが０〜約４０’の範囲では、アーム板４
９１の力点Ｐｒの移動ＵＳと光ビームＬｃの平行移動量
ΔＺの間のリニアリティＲ１、は０．６％以内である。

このように、（３ａ）〜（３ｄ）式を用いて算出される
ｔ行移動量ΔＺは、はぼ（５）式のように、距Ｍ　Ｓに
比例する一次関数で近似できる。一方、（３ａ）〜（３
ｄ）式において、距離Ｓに比例しないのは、（３ｂ）式
の項Ｍと（３Ｃ）式の項Ｎである。ところで、（３ａ）
式の右辺において、Ｎ／Ｍの値は距離Ｓの値が小さいと
きには一定値ｍ。と置換えられる。Ｎ／Ｍの値を一定値
ｍ。で置換えると（３ａ）式は次のように書換えられる
。

ΔＺｓｌｌｄＣ８ｍ。

−ｄｓｍ　　−ｂ／ａｑ　　　　　　　−１ｅ）（６）
式のうち、各光ビームのチャンネルの位置に応じて変わ
るのはアーム板４９１の支点から駆動ピンの作用点まで
の距離すだけであるから、（６）式はさらに次式のよう
に表わされる。

ΔＺ−ｋｏｓｂ　　　　　　　　　　　・・・（７）但
し、ｋ　　（＝ｄｍｏ／ａｑ）は定数である。

〇 一方、第２Ｂ図にも示したように、第１チヤンネルから
第２〜第４チヤンネルまでのＹ方向の距離の比は、第１
チヤンネルと第２チヤンネルとの距離を２ｂ　で表わせ
ば、２ｂ　：５ｂｏ　：７ｂｏである。そこで、（７）
式の値すに２　ｂ　ｏ　。

５ｂ、７ｂｏを代入すれば、アーム板４９１を距離Ｓ・
たけ動かしたときの、第２〜第４チヤンネルの光ビーム
Ｌ３〜Ｌ、の平行移動量ΔＺＩ３〜ΔＺＤが次のように
表わされる。

ΔＺ　　　＝２ｋ　　　ｂ　　　５−２ｋ　　　ｓ　　
　　−（８ａ）Ｂｏｏ　　　　　　　　　ｉ ΔＺ　　　−５ｋ　　　ｂ　　　５＝５ｋ　　　ｓ　　
　　・・・（８ｂ）ΔＺ　−７ｋ　ｂ　Ｓ−７ｋＩＳ　
　・・・（８Ｃ）Ｄ　　　　　　　００ 但し、ｋ　　（−ｋ。ｂｏ）は定数である。

（８ａ）〜（８Ｃ）式かられかるように、アーム板４９
１を距離Ｓだけ移動させたとき、第２〜第４チヤンネル
の光ビームＬ　−ＬＤのＺ方向の平行移動量ΔＺ　〜Δ
ＺＤは２：５ニアの比を保っている。

これは、第１チヤンネルから第２〜第４チヤンネルまで
の距離の比に等しい。

アーム板４９１を移動させると第２〜第４チヤンネルの
光ビームＬ　−ＬＤが平行移動し、後て詳しく述べるよ
うに、この平行移動量に応じて記録面１０上の光点の位
置も変化する。従って光ビームＬ　Ａ　−Ｌ　ｏの記録
面１−０上の４つの光点の距離の比が常に２：５ニアに
保たれるように光点相互のピッチが変化する。つまり、
光点Ｆ１互のピ・ソチは常に２：３：２に保たれる。

第６図は、ビーム間隔調整機構における光ビームの平行
移動量と、記録面上の光点位置のずれ量との関係を示す
概念図である。図に示すように、光ビームＬ　はＡ　Ｏ
Ｍ　４５３内で１度結像し、第２平行Ｗ面板４７３．コ
リメータレンズ５２０および走査レンズ８を通過して記
録面１０上で再び結像する。すなわち、ＡＯＭ４５３内
の結像画と記録面１０とは共役となっている。これは他
のＡＯＭ４５１，４５２，４５４も同様である。なお、
実際の光ビームＬ　の像Ｉ、Ｉ２は円形だが、本図では
図示の都合上、矢印で示している。

記録面１０上の像Ｉ２の大きさは、次に示すようにＡＯ
Ｍ４５３内の像１１の大きさの１／２となる。まず、Ａ
ＯＭ４５３内に絞り込まれる光ビームＬ　の開口数Ｎ　
Ａ　ｔの値は１／８０である。

一方、記録面１０上に絞り込まれる光ビームＬ２の開口
数ＮＡ２の値は１／４０である。従って、これらの光ビ
ームＬ、Ｌ２の間の角倍率（−ＮＡ　　／ＮＡ１）の値
は２であり、その横倍率（＝１／゛（角倍率））の値は
１／２である。横倍率はＡＯＭ４５３内の像１１の大き
さに対する記録面１０上の像１２の大きさの比を示す値
である。従って、像Ｉ　は像■１の１／２の大きさとな
る。

このように、光ビームＬ　とＬ２の間の横倍率が１／２
であるので、甲面平面［４７３を傾けて光ビームＬ。を
Ｚ方向にΔＺだけ平行移動させると、記録面１０上の光
点の位置は１／２・ΔＺたけ移動する。

すなわち、平行平面板を透過する光ビームが平行光でさ
えなければ（収束先または発散光であれば）　平行平面
板の位置と記録面１０の間の（黄倍率は零でなく、平行
平面板を透過する光ビームの平行移動にともなって記録
面１０上の光点の位置は移動する。また、この平行平面
板はＡＯＭ４５１〜４５４からビーム合成手段までの光
路上の任意の位置に配置できる。

なお、！Ｉｚ行平面数４７３は光ビームＬ。を平行移動
させるだけてあり、像ＩＩの大きさを変えていないので
、記録面１０上の像（光点）Ｉ２の大きさは変わらない
。また、ここで発生する球面収差、非点収差は充分小さ
く、無視できる程度である。

平行平面板による光ビームの平行移動量と記録面１０上
の光点の移動量との関係は、第２〜第４チヤンネルで共
通である。従って、ビーム間隔調整機構で第２〜第４チ
ヤンネルの光ビームＬ１３〜Ｌｏが２：５ニアの比でＺ
方向に平行移動すれば、記録面１０上のそれぞれの光点
の位置も２：５ニアの比で移動する。

第７図は、光点ピッチを変更した場合の記録面上の光点
の位置変化の例を示す図である。まず、状ｇ０１におい
て、光ビームＬＢ−ＬＤの光点■　〜■　は、光ビーム
ＬＡの光点ｌＡからそれ３Ｄ ぞれ副走査方向（Ｘ方向）に１１．２μｍ　、　２８．
０μｍおよび３９．２μｍの距離にある。そして、光点
ピッチの比は２：３：２になっている。また、各光点１
　−１．は直径約２０μｍの円である。

その後、ビーム間隔調整機構を動作させることによって
、状態Ｃ２になったとする。このとき、光点Ｉ′　から
光点■８〜Ｉ、まての距離はそれぞれ３４．２μｍ、　
８５．５μｍおよび１１９．７μｍである。

そして、光点ピッチの比は２：３：２に保たれている。

また、各光点■　〜Ｉｏの直径も約２０μ＾ ｍのままである。

状態Ｃ１は例えばスクリーン線数が２００線／インチ、
状態Ｃ２は６５線／インチの場合に相当するが、このよ
うに、光点ピッチを約３倍に拡大しても光点径を一定に
保ったまま、かつ、相互の光点ピッチを一定の比率に保
っておくことができる。

以上のように、この実施例では、アーム板４９１をモー
タ４９４で移動させるだけで、第１〜第４チヤンネルの
光ビームＬ　−ＬＤの記録面１０上での光点■＾〜ＩＤ
の大きさを変えずに、かつ、相互のピッチの比を一定に
保ったまま光点ピッチを拡大したり縮小したりすること
ができるという利点がある。

Ｄ、インターレース走査方式 上述のように、この実施例では光点ＩＡ〜■。

のピッチの比を２：３：２としている。もちろん、この
比を１：１１にしてもよく、この発明の効果も変わらな
い。そして、最も単純には、光点ピッチの比を１．　：
　１　：　１として、さらに、光点ピッチの値を副走査
方向の走査ピッチと等しくすることも可能である。

このとき、第８Ａ図に示すように、走査ピッチｐ　が光
点１，１．の直径ｄ１よりも十分太きＡ　　　　　　　
　　ａ いときには問題はない。しかし、第８Ｂ図に示すように
、走査ピッチｌ）Ｂが光点径ｄ１と同等以下になると、
隣接する光点１，１．同士が干渉して光点１，１ｂの形
状が乱れるという問題が生じる。

隣接する光点１．Ｉ、の偏光方向を互いに直交させれば
、第８Ｂ図のような場合にも光点Ｉ　。

Ｉｂの形状が乱れることはない。しかし、走査ピッチｐ
Ｂがさらに小さくなると、１つおきの光点同士が違いに
干渉し合うようになる。

そこで、このような問題を回避するために、この実施例
では光点１〜■、のピッチを、副走査へ 方向の走査線ピッチの整数倍にしている。すなわち、走
査線ピッチをｐとすれば、光点■＾〜ＩＤ間の光点ピッ
チを２ｐ、３ｐ、２ｐとしている（第７図参照）。この
ように、光点線ピッチを走査線ピッチｐよりも大きくし
て走査する方式を、インターレース走査方式と、一般に
呼んでいる。

第９図は、この実施例におけるインターレース走査の方
法を示す概念図である。図に示すように、第１〜第４チ
ヤンネルの光点ＩＡ−１，は、光点ピッチが２ｐ、３ｐ
、２ｐとなるように配列されている。従って、１回目の
走査では、光点ＩＡ〜■　がそれぞれ副走査方向位置Ｘ
。、　　Ｘ２　、　　Ｘ５およびＸ７において主走査方
向ｙに沿って走査される。なお、この主走査に伴い、必
要に応じてＡＯＭ４５１〜４５４によって光ビームＬ　
　−Ｌ　　　ｄ が独立に０Ｎ１０ＦＦ制御され、主走査線上の露光位置
が決定されることは言うまでもない。２回目の走査では
光点１４〜Ｉ、がそれぞれ副走査方向位置Ｘ４　、Ｘ６
　、ＸｇおよびＸｌ■に配列される。

１回目と２回目の走査サイクルの間に送られる副走査方
向の送りピッチは４ｐである。一般に、チヤンネル数を
Ｎｃとすると、１走査サイクルの間に送られる副走査方
向の距離はＮ。Ｘｐで表わされる。なお、第９図では図
示の都合上１回目〜４回目の主走査の開始位置をずらせ
て書いているが、実際には同じ主走査方向位置から走査
を開始することは言うまでもない。

第９図に示すように、主走査と副走査送りを繰り返して
いくと、各副走査位置における主走査が必ず１回行われ
、しかも同じ副走査位置で主走査が２回行われることが
無い。副走査方向の座標Ｘの左に示されたクラスＡ−Ｄ
は、それぞれの副走査位置ｘ　　−ｘ　　が光点１　−
ＩＤのうちのいず０　　　　　１９　　　　　　　　＾ れによって走査されるかを示している。このように、イ
ンターレース走査方式では、光点同士の干渉を防止しつ
つ、複数の光点を用いて効率的に走査を行っていくこと
ができる。

なお、本実施例の走査レンズ８としては、正弦歪曲特性
を持つレンズ（すなわちｒｓｉｎθレンズ）が用いられ
ている。これは、主走査をする間に副走査方向の走査ピ
ッチｐが変わらないようにするためである。（ｆθレン
ズを使用すると画角端で各光ビーム間の副走査方向のピ
ッチが変わる。）さらに、第９図では、複数の光点Ｉ　
Ａ””’　Ｉ　ｏを副走査方向Ｘに一列に並べて主走査
を行っている。

こうすれば、光点ＩＡ〜■、の主走査位置は常に互いに
同じなので、各チャンネルの光ビームＬａ〜ＬｄをＡＯ
Ｍ４５１〜４５４でそれぞれ０Ｎ１０ＦＦ制御するため
の４つの制御信号を、常に互いに同期させておけばよい
からである。逆に言えば、光点ＩＡ−１，を互いに主走
査方向ｙにずらせて走査すると、そのずれ量に応じてＡ
ＯＭ４５１〜４５４の制御信号を遅延させることができ
るように４つの遅延回路を設けておかなくてはならない
。

従って、マルチビームの走査方法としては、副走査方向
Ｘに沿って一列に光点ＩＡ〜■、を配列し、かつ走査レ
ンズ８としてｒｓｌｎθレンズを用いて走査を行うのが
最も好ましい。そして、この実施例では、このような走
査方法を維持しつつ、かつ、光点径を変化させずに光点
ピッチを変えることができるという利点がある。

第１０Ａ図〜第１０Ｅ図は、光点数を変えた場合の種々
のインターレース走査方式における光点の配列を示す図
である。このように、インターレース走査方式は、光点
の数Ｎ　と光点ピッチの取り方°によって多数の変形が
考えられる。

なお、このような他のインターレース走査方式を使用し
ても、上記実施例と同様のピッチ間隔調整機構を用いれ
ば、光点径を変えずに光点ピッチを変更できることは言
うまでもない。

Ｅ、変形例 この発明は、上記実施例に限らず、次のような変形も可
能である。

■　第１図、第２Ａ図および第２Ｂ図に示す例では、１
本のレーザービームＬ１を、４本の光ビームＬ　　−Ｌ
、に分割したが、４本の光ビームＬ　　−Ｌｄを形成す
るためのレーザ発振器を４つ用いてもよい。第１１図は
、４つのレーザーダイオード１ａ〜１ｄをレーザ発振器
として用いた場合の例を示す図である。各レーザーダイ
オード１ａ〜１ｄから出射された光ビームＬ　−Ｌｄは
、それぞれ集光レンズ４１０ａ〜４１０ｄで収束光とさ
れた後、ビーム間隔調整機構の第２平行平面板４７１〜
４７４に入射する。第１１図の装置では、レーザ光を４
本の光ビームに分割するためのビームスプリッタやミラ
ーなどが不要であるばかりでなく、第２Ａ図および第２
Ｂ図に示した要素のうちで、第１平行平面板４４１〜４
４４　　ＡＯＭ４５１〜４５４．偏心レンズ４６１〜４
６４、および０次光力ツタ−５１０が不要である。これ
は、レーザーダイオード１ａ〜１ｄの０Ｎ１０ＦＦをレ
ーザーダイオード自体で個別に制御できるので、ＡＯＭ
４５１〜４５４が不要になるからである。また、第１平
行平面板４４１〜４４４や偏心レンズ４６１〜４６４お
よびＯ次光カッター５１０はＡＯＭがなければ不要だか
らである。

■　第２平行平面板のためのホルダーは、例えば第１２
Ａ図および第１２Ｂ図に示すようなものでもよい。この
ホルダー４８０は、平行平面板４７０が嵌入される保持
部４８０ａと、保持部４８０ａの下部にあって光軸方向
Ｘの厚みｔ２が保持部４８０ａの厚みｔｌよりも薄くな
ったくびれ部４８０ｂと、くびれ部４８０ｂのさらに下
部にある台座部４８０Ｃとが一体として形成されたもの
である。また、保持部４８０ａの上端には駆動ピン４８
０ｄが形成されている。

このホルダー４８０を用いるときは、台座部４８０ｃが
その下部にある図示しない構造物に固定される。そして
、第２Ａ図に示したのと同様なピンガイド板４９０のピ
ンガイド穴に駆動ピン４８０ｄを通し、アーム板４９１
によって駆動ビン４８０ｄを第１２Ｂ図のＦ方向に押す
。すると、くびれ部４８０ｄが弾性変形して、保持部４
８０ｄがくびれ部４８０ｂを中心として図中の破線で示
すように傾くことになる。この明細書における「支点軸
」とは、ホルダー４８２〜４８４の支点ピン４８２ａ〜
４８４ａやホルダー４８０のくびれ部４８０ｂを含む用
語である。

なお、このホルダー４８０を用いた場合も、アーム板４
９１の移動量Ｓと光ビームの平行移動量ΔＺとの関係は
、上述の通りである。

なお、このホルダー４８０は、駆動ピン４８０ｄをＦ方
向に押すと弾性変形する材質で作成すればよい。そうす
れば第２Ａ図のようなバネ４８２Ｃ〜４８４Ｃを用いな
くてもよく、アーム板４９１を元に戻せば保持部４８０
ａが鉛直な位置に戻ることになる。例えばホルダー４８
０を金属で製作した場合には、くびれ部４８０ｂの変形
が当該金属の弾性範囲内に収まるようにすればよい。

■　光ビームの本数は４本に限らず、２本以上であれば
何本であってもこの発明が適用可能である。

■　ビンガイド板４９０とアーム板４９１との支点（連
結ピン４９２）は、第１チヤンネルの光軸上にあるとし
たが、これに限らず、他の位置に支点をずらせてもよい
。（８ａ）〜（８Ｃ）式の導出の際に述べたように、記
録面１０上における各光点ＩＡ〜ＩＤの移動量は、支点
から各チャンネルの光軸までの距離に比例する。従って
、支点から各チャンネルの光軸までの比が整数倍になる
ようにすればよい。例えば、支点の位置を第２〜第４千
ヤンネルのいずれかの光軸上に決めてもよく、第１〜第
４チヤンネルの光軸以外の位置にしてもよい。

しかし、上記実施例のように１つのチャンネルの光軸上
に支点を位置させるようにすれば、そのチャンネルの第
２平行平面板を傾ける必要がないという利点がある。さ
らには、そのチャンネルの記録面１０上の光点の位置が
、光点ピッチを調整しても変化しないという利点もある
。

■　さらに、ホルダー４８２〜４８４を傾ける機構は、
ビンガイド板４９０やアーム板４９１を用いたものに限
らず、他の機構や手段でもよい。

特に、光ビームが２本の場合には、そのうちの、少なく
とも１本の光ビームに対応した平行平面板をその光軸と
直交する面から傾けて、その傾きを調整できるような駆
動手段であればよい。但し、上記実施例のように、平行
平面板を傾けるための作用点Ｐ　（第４Ａ図〜第４Ｃ図
参照）を光軸と平行な方向に移動させれば、その移動量
と記録面上での光点の移動量がほぼ比例するので、ビー
ム間隔調整機構の構造が簡単になるという利点がある。

さらに、２本以上の光ビームに対応した平行平面板を傾
けるときに、それらを傾けるための作用点を所定の整数
比で光軸と平行な方向に移動させるようにすれば、その
整数比に従って走査面上の光点ピッチが変わるという利
点がある。

■　第１図に示す走査レンズ８と第２Ａ図および第２Ｂ
図に示すコリメータレンズ５２０は、まとめて１つの結
像レンズにしてもよい。すなわち、これらのレンズ系は
合成光ビームＬ２を記録面１０上に結像させる結像レン
ズ系をｔ＋Ｗ成していればよい。

上記した実施例はいずれも記録面を平面として図示し、
説明したか、例えば第１３図に示す様な静止円筒（又は
円筒の一部）内面走査にも適用することができる。

（発明の効果） 以上説明したしたように、この発明によれば、複数の光
ビームを合成光ビームとする前に、平行平面板を通過さ
せるようにし、平行平面板の傾きを調整することによっ
て結像面上での光ビームの像（光点）のピッチを変える
ように、マルチビーム光学装置を構成したので、ズーム
レンズを用いずに光点ピッチを変えることができる。従
って、光点径を変えずに光点ピッチを変更することがで
きるという効果がある。

また、請求項２に記載したように構成すれば、平行平面
板を傾けるための作用点の移動量と結像面上での光点の
移動量とがほぼ比例するので、簡単な構成で駆動手段を
製作することができる。

さらに、請求項３に記載したように構成すれば、平行＝
ｒｚ面仮が設置された光ビームが２本以上ある場合に、
結像面上の光点のピッチが整数比を保つように変化する
ので、複数の光点ピッチの比を常にその整数比に保ちつ
つ、光点ピッチを変更することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２Ａ図はこの発明の一実施例としてのマ
ルチビーム光学装置を示す概略斜視図、第２Ｂ図は第２
Ａ図の平面図、 第３図は平行平面板の傾きと光ビームの平行移動量の関
係を示す説明図、 第４Ａ図ないし第４Ｃ図および第５図はビーム間隔調整
機構の動きと平行平面板の傾きの関係を示す説明図、 第６図は光ビームの平行移動量と走査面上の光点の移動
量の関係を示す概念図、 第７図は光点ピッチの調整の例を示す説明図、第８Ａ図
および第８Ｂ図は光点同士の干渉の有無を示す説明図、 第９図および第１ＯＡ図ないし第１０Ｅ図はインターレ
ース走査方式を示す説明図、 第１１図はこの発明の他の実施例としてのマルチビーム
光学装置を示す概略斜視図、 第１２Ａ図および第１２Ｂ図は平行平面板のホルダーの
他の実施例を示す図、 第１３図は記録面の変形例を示す概念図である。 １・・・レーザ発振器、 ４・・・マルチビーム制御機構、 ６・・・ポリゴンミラー　　　　８・・・走査レンズ、
１０．１０ａ・・・記録面、 ４５１〜４５４・・・音響光学変調器（Ａ　ＯＭ）、４
７１〜４７４・・・第２平行平面板、４８２〜４８４・
・・ホルダー ４８２ａ〜４８４ａ・・・支点ピン、 ４８２ｂ〜４８４ｂ・・・駆動ピン、 ４９０・・・ビンガイド板、　　４９１・・・アーム板
、４９２・・連結ピン、　　　　４９３・・・ナツト部
、４９４・・・モータ、　　　　　４９５・・ネジ部第
１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の光ビームを合成して合成ビームとするビー
   ム合成手段と、前記合成ビームを所定の光ビーム偏向手
   段を介して記録面上に結像させる結像レンズとを備えた
   マルチビーム走査光学装置において、 前記ビーム合成手段の手前にビーム間隔調整手段を設け
   、 前記ビーム間隔調整手段は、前記複数の光ビームのすべ
   ての光ビームの光路上、または１本を除くすべての光ビ
   ームの光路上に配設された平行平面板と、当該平行平面
   板を前記光ビームの光軸と直交する支点軸まわりに傾け
   るための駆動手段とを備えており、 前記駆動手段によって前記平行平面板の傾きを調整する
   ことにより、前記記録面上における複数の光点の間隔を
   調整することを特徴とするマルチビーム走査光学装置。
2. （２）平行平面板を傾けるための駆動手段の作用点は、
   光軸と垂直な方向に沿って支点軸から一定の距離を保つ
   ように前記駆動手段が構成されているとともに、 前記駆動手段は、前記作用点を前記光軸と平行な方向に
   移動させることにより、前記平行平面板を傾ける請求項
   １記載のマルチビーム走査光学装置。
3. （３）平行平面板が光路上に設置された光ビームが２本
   以上存在するとともに、 駆動手段は、前記平行平面板のそれぞれの作用点を光軸
   方向に平行に移動させるに際して、その移動量の比を互
   いに整数比に保ちつつ前記平行平面板を傾けるように構
   成されている請求項２記載のマルチビーム走査光学装置
   。