JPH03107910A

JPH03107910A - マルチビーム走査光学系

Info

Publication number: JPH03107910A
Application number: JP24728889A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Itabashi; 彰久板橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1991-05-08

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）本発明はレーザープリンタ、レーザー複写機、レーザー
ファクシミリ、レーザープロッタ等に適用し得るマルチ
ビーム走査光学系に関する。

（従来の技術）レーザー書込装置に用いられる走査光学系において、記
録速度を上げる手段として、偏向手段として、回転多面
鏡の回転速度を上げる方法がある。

しかし、この方法では高速回転に適合するよう空気軸受
、磁気軸受等高価なものを用いねばならずコスト高とな
る。

そこで複数のレーザー光束を同時に回転多面鏡に入射さ
せて複数の走査線を同時に走査させることにより、回転
多面鏡の回転速度を上げずに実質的に走査速度を上げる
走査光学系が開発されている。

このようなマルチビーム走査光学系としては、別体の光
源からの光束を合成するものと、一体の光源部からの複
数光束を利用するものがあり、前者の例として例えば特
開昭６２−２８Ｏｎ４号公報に開示のものがあり、その
概要は次の如きものである。

すなわち、第１光源と、第１光源からのビームを平行ビ
ームにするためのコリメート光学系と、コリメート光学
系からの平行ビームを線状に集束させる第１結像光学系
と、第１結像光学系からのビームを被走査媒体に向けて
偏向させる偏向手段と、偏向手段と被走査媒体との間に
配置された第２結像光学系と、上記コリメート光学系と
第１結像光学系との間に配置された偏光ビームスプリッ
タと、この偏光ビームスプリッタへコリメート光学系を
介してビームを出射する第２光源を有し、第１光源また
は第２光源の何れかからのビームの偏光方向を９０°変
化させる手段を設け、偏光ビームスプリッタにより第１
光源からのビームと、第２光源からのビームを合成して
複数ビームを得る走査光学系である。

また、上記後者の一体の光源部からの複数光束を利用す
るものとして、特開昭６３−２０８０２１号公報。

特公昭６４−１１９２６号公報にそれぞれ開示の技術が
ある。

そして、複数ビームを得る手段として、複数の光源を一
列に並べて配列する所謂アレイ状光源に関する技術が特
開昭５６−６９６１０号公報、特開昭５６−６９６１１
号公報に開示されている。

このようなアレイ状光源を用いた場合、■複数の走査線
を同時に記録、表示できるため高速であること、■その
ため回転多面鏡やガルバノミラ−等の偏向器の速度を遅
くできる、（■半導体レーザーのパワーが低くてよいた
め劣化に対して有利でる等の利点があり、アレイ状光源
を用いることはこれらの点で非常に有利である。

（発明が解決しようとする課題）しかし、前記従来技術に関しては、現在の技術ではレー
ザー光源をアレイ状に複数繋げることばコストアップに
つながり、例えば、１ビームのレーザー光源の価格を１
とすると、２ビームのレーザー光源の価格は約２０であ
り、３ビームとすると数１００の価格になると予想され
、コストの面で現実的でない１例えば仮りに第７図に示
すように１個で４つの光軸ａ、ｂ、Ｑ、ｄを有するアレ
イ状光源ｌＯを想定すると、偏向手段の大型化を伴うし
駆動力の大きいモーターが必要となり′、コストを押し
上げるためである。また、この例で、各ビームの間１１
４Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを揃えないと書き込まれるビームはピ
ッチむらを起こし、画像劣化の原因となってしまう、し
かし、３１１作技術の制約により各発光点の間隔をきち
んと揃えることは困難で数ミクロン−数１０ミクロンの
むらが起こり、画像劣化を生ずる。

他方、１ビームのレーザー光源を複数用いて。

各ビームを合成する技術がある。これに関しては特開昭
６２−２８０７１４号公報に具体例の開示があるが、せ
いぜい２ビームによる同時走査を可能とするに過ぎず、
それ程の多ビーム化は望めない。

本発明は、コスト的に折り合う現実的な範囲での多ビー
ム化を可能とし、ビーム相互間でのピッチ調整も可能な
マルチビーム走査光学系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）上記目的を達成するために、本発明のマルチビーム走査
光学系においては、第１光源、第２光源をそれぞれ、ア
レイ状に配列され、同一の偏光方向を有する２つのビー
ムを出射する光源で構成すると共に、これら各光源をそ
の光軸方向を回転軸に回動調整自在、光軸直交方向に移
動調整自在とした。

（作　用）レーザー光源のアレイ化は、アレイとして最小限の２個
となっており、このような２ビームを出射するアレイ状
光源が２つ用意されていて、このアレイ状光源を、光軸
方向を回転軸に回動させると主走査方向と直交する方向
でのビーム間ピッチが変動する。

また、アレイ状光源を光軸と直交する方向に移動するこ
とでアレイ状光源相互間のビーム間ピッチが変動する。

（実　施　例）本発明の一実施例として、アレイ状光源を用いたマルチ
ビーム走査光学系について第１図により説明する。

図において符号１は光源部を示し、その詳細は第２図、
第３図に示すように、偏光方向が同一な２つのビームを
出射する半導体レーザーアレイ１−１およびこの半導体
レーザーアレイから発振された２つのレーザービームＩ
Ｌ１．ＩＬ、を各々平行ビームにする共通のコリメート
光学系１−２を含んでいる。

符号２はコリメート光学系１−２からの平行ビームを線
状に集束させる第１結像光学系を示し、この第１結像光
学系２からのビームは偏向手段としての回転多面＃！３
に入射されるようになっている。　回転多面鏡３により
偏向走査されたビームはｆθレンズで構成される第２結
像光学系４を経て被走査媒体５上に結像される。なお、
上記コリメート光学系１−２と第１結像光学系２との間
には偏光ビームスプリッタ６が配置されている。

そして、この偏光ビームスプリッタ６に対し。

光源部１と９０″ずれた位置にはもう１つの光源部７が
λ／２板８を介して配置されている。この光源部７は前
記光源部１と全く同一の構成を有し。

光源部１からのレーザービームと同じ偏光方向Ｐ偏光に
設定されている。一方、λ／２板８は偏光面を９０°変
化させる機能を有しているので、λ／２板８を通過した
ビームはＳ偏光となる。

例えば光源部１．光源部２からの出射ビームの偏光ベク
トルが矢印１１及び１２で示すように、各光源部毎の２
つのレーザービームに平行な方向（Ｐ偏光）とする、光
源部１からの２つの出射ビームは略１００％偏光ビーム
スプリッタ６を通過する。

また、光源部２からの２つの出射ビームについても、λ
／２板の作用により偏光ビームスプリッタ６に入射する
段階で偏向走査方向に対し垂直な方向にＳ偏光になって
いるので略１００％が９０°方向へ反射され、前記光源
部ｌからの出射ビームと合成されて第１結像光学系２へ
向い、最終的には被走査媒体５上に４本のビームが走査
される。上記の例ではレーザービームの偏光方向を９０
＠回転させる手段としてλ／２板８を用いたが、これに
限らず、変面体等の偏光方向を９０＠変化させる光学素
子を用゛いてもよい。

ここで、再び話をアレイ状光源の話に戻す、先にも述べ
たようにレーザーダイオードを７レイ状に並べた場合、
第４図に説明するようにＸ方向を被走査媒体上での主走
査方向、Ｘ方向をこれと直交する副走査方向とするとき
１発光部Ｐ１〜Ｐ４同士のピッチ、つまりＡ、Ｂ、Ｃを
等しくしようとしても、現在の製作技術からどうしても
数ミクロン−数ｌθミクロンの誤差を生じていた。

そこで１本例では１個のアレイ状光源の発光点を第５図
のように間隔ａを以って配列されたＰｌ。

Ｐオの２点とし、合計２つの光源部からの各２つのビー
ムを偏光ビームスプリッタで合成して第４図に示す如き
４つのビームスポットＰ、〜Ｐ、からの走査光を持つか
の如くビームを合成する。

本例では、任意の基準状態に対し、光源部を光軸方向０
を回転軸にして傾き角θを与えることにより第５図、第
６図に示す如く同−光源部の２ビ一ム間のピッチＡない
しＣを調整する。この場合。

コリメート光学系１−２は光軸Ｏを中心として、回転対
称の光学特性を有しているので光源たる半導体レーザー
１−１のみを傾けても、また、光源部１全体を傾けても
両者は実質的に変わりはない。

さらに、光軸方向０と直交するＸ方向に各光源部１．７
若しくは何れか一方を他方に対し移動調整することによ
り第４図におけるピッチＢに相当する互いに異なる光源
部同士のビーム間のピッチを調整することができ、これ
で４ビ一ム間の全てのピッチＡ、Ｂ、Ｃに相当するピッ
チを自在に調整できることとなる０回動手段、移動手段
は、枢着機構やスライド機構等周知技術を適用できる。

以上により、ビーム数をコスト的に妥当する範囲で増す
ことができ、かつピッチむらは調整により除去すること
が可能であり、あまりコストアップせずに高速走査を実
現できる。

（発明の効果）本発明によ九ばコスト的に折り合う現実的な範囲である
２ビームレーザー光源を２組用ることでコスト面の問題
を解消し、多ビームに伴うビーム間ピッチの乱れも、調
整により揃えることができ。

コスト面でも、走査精度の面でも従来の問題を解決でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマルチビーム走査光学系の構成説
明図、第２図は光源部を構成する半導体レーザーアレイ
の説明図、第３図は光源部の説明図、第４図は４ビ一ム
間のピッチを説明した図、第５図、第６図は光源の傾き
と２ビ一ム間ピッチの変化について説明した図、第７図
は従来技術に係る光源によるビーム間ピッチｒＡａの困
難さを説明した図である。１．７・・・光源部、１−１・・・半導体レーザーアレ
イ。篤？ ■ 倦 ■ 見４

Claims

【特許請求の範囲】第１光源と、第１光源からのビームを平行ビームにする
ためのコリメート光学系と、コリメート光学系からの平
行ビームを線状に集束させる第１結像光学系と、第１結
像光学系からのビームを被走査媒体に向けて偏向させる
偏向手段と、偏向手段と被走査媒体との間に配置された
第２結像光学系と、上記コリメート光学系と第１結像光
学系との間に配置された偏光ビームスプリッタと、この
偏光ビームスプリッタへコリメート光学系を介してビー
ムを出射する第２光源を有し、第１光源または第２光源
の何れかからのビームの偏光方向を９０゜かえる手段を
設け、偏光ビームスプリッタにより第１光源からのビー
ムと、第２光源からのビームを合成して複数ビームを得
る走査光学系において、第１光源、第２光源をそれぞれ、アレイ状に配列され、
同一の偏光方向を有する２つのビームを出射する光源で
構成すると共に、これら各光源をその光軸方向を回転軸
にして回動調整自在、光軸直交方向に移動調整自在とし
たことを特徴とするマルチビーム走査光学系。