JPH06202020A - マルチビーム走査光学装置 - Google Patents

マルチビーム走査光学装置

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JPH06202020A
JPH06202020A JP4360938A JP36093892A JPH06202020A JP H06202020 A JPH06202020 A JP H06202020A JP 4360938 A JP4360938 A JP 4360938A JP 36093892 A JP36093892 A JP 36093892A JP H06202020 A JPH06202020 A JP H06202020A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
cylindrical lens
focal length
scanning optical
light beams
Prior art date
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Pending
Application number
JP4360938A
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English (en)
Inventor
Toru Nanbara
透 南原
Toru Naganuma
徹 長沼
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、マルチビーム走査光学装置におい
て、光源より射出された複数の光ビームの面倒れの補正
のため走査光学系の前後に配置されるシリンドリカルレ
ンズを用いて、結像面上の各光ビームの結像点の結像点
間距離を任意に設定する。 【構成】所定のビーム間距離d1 及び任意の結像点間距
離d2 を(3)式に適用して得た総合倍率βより、第1
のシリンドリカルレンズの焦点距離f1 及び第2のシリ
ンドリカルレンズの焦点距離f2 が(2)式を満足する
ようにする。これにより、光源より射出された複数の光
ビームの面倒れの補正と共に、複数の光ビームを任意の
結像点間距離d2 で受光面に結像させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(図1及び図2) 作用(図1及び図2) 実施例(図1〜図3) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明はマルチビーム走査光学装
置に関し、例えばレーザビームプリンタに適用して好適
なものである。
【0003】
【従来の技術】従来、レーザビームプリンタとして、レ
ーザ光源から射出された光ビームを例えばポリゴンミラ
ー等で所定方向に折り曲げると共に振り、fθレンズを
通じて感光体結像面上に走査させるようになされたもの
がある。またレーザビームプリンタにおいては印刷速度
をさらに高速化するために、複数の光ビームを同時に射
出するいわゆるマルチビーム光源を用いて感光体結像面
上に形成される走査線に幅を持たせるようになされたい
わゆるマルチビームプリンタがある。
【0004】このようにレーザビームをポリゴンミラー
等で走査するマルチビームプリンタにおいて、ミラーの
鏡面の傾斜による結像位置のずれ(以下、面倒れと呼
ぶ)の補正のためにはポリゴンミラー等の前後にシリン
ドリカルレンズをそれぞれ配置すればよいことが知られ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが複数のレーザ
ビームをシリンドリカルレンズを介してミラーで走査し
た場合、感光面の各結像点間の距離が所望の距離になら
ないことがあるという問題があつた。これはシリンドリ
カルレンズを配置する面倒れの補正の方法が、本来は1
本のレーザビームのみを感光面の所定の高さの結像位置
に結像させることを目的とし、複数のビームを感光面に
結像させる場合の結像点間隔については考慮されていな
いためである。
【0006】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、光源より射出された複数の光ビームの面倒れの補正
のため走査光学系の前後に配置されるシリンドリカルレ
ンズを用いて、結像面上の各光ビームの結像点の結像点
間距離を任意に設定し得るマルチビーム走査光学装置を
提案しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、マルチビーム光源2から射出され
た複数の光ビーム3を、コリメータレンズ4、第1のシ
リンドリカルレンズ5、走査光学系6、第2のシリンド
リカルレンズ7及びfθレンズ8を通じて所定の受光面
9に照射し、受光面9上を複数の光ビーム3の配列方向
に応じた結像点幅で走査するマルチビーム走査光学装置
1において、第1のシリンドリカルレンズ5の焦点距離
1 及び第2のシリンドリカルレンズ7の焦点距離f2
が次の式を満足するようにした。
【数3】 ここでβはマルチビーム走査光学装置1の総合倍率を表
し、f1 は第1のシリンドリカルレンズ5の焦点距離を
表し、f2 は第2のシリンドリカルレンズ7の焦点距離
を表し、F1 はコリメータレンズ4の焦点距離を表し、
2 はfθレンズ8の焦点距離を表す。
【0008】また本発明においては、複数の光ビーム3
は、マルチビーム光源2において所定のビーム間距離で
等間隔に配列されると共に、所定のビーム間距離d1
び受光面9上の複数の結像点10における結像点間距離
2 が次の式を満足するようにした。
【数4】
【0009】
【作用】所定のビーム間距離d1 及び任意の結像点間距
離d2 を次式
【数5】 に適用して得た総合倍率βより、第1のシリンドリカル
レンズ5の焦点距離f1及び第2のシリンドリカルレン
ズ7の焦点距離f2 が次式
【数6】 を満足するようにしたことにより、光源2より射出され
た複数の光ビーム3の面倒れの補正と共に、複数の光ビ
ーム3を任意の結像点間距離d2 で受光面9に結像させ
得る。
【0010】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0011】図1において、1は全体としてレーザビー
ムプリンタの光学系を示し、マルチビームレーザ光源2
から射出された複数のレーザビーム(レーザビーム列は
紙面に垂直な方向に並んでいる)3はコリメータレンズ
4によつて平行ビームにされた後、第1シリンドリカル
レンズ5を通過し、ポリゴンミラー6で反射され、第2
シリンドリカルレンズ7を通過し、fθレンズ8によ
り、感光体結像面9上に結像される。その際、ポリゴン
ミラー6の回転によつて、感光体結像面9上を感光体結
像面9の左右方向(以下、主走査方向と呼ぶ)に走査結
像される。
【0012】図1との対応部分に同一符号を付した図2
はレーザビームプリンタの光学系1を主走査方向より見
たものであり、マルチビームレーザ光源2におけるレー
ザビーム列は紙面に平行な方向に並んでいる。
【0013】面倒れとは、ポリゴンミラー6の鏡面が傾
くことにより感光体結像面9上に結像する位置が変化す
ることをいい、また面倒れの補正とは、複数のレーザビ
ーム3をレーザビーム列の方向(以下、副走査方向と呼
ぶ)のみ第1シリンドリカルレンズ5によりポリゴンミ
ラー6上に結像し、最終的に第2シリンドリカルレンズ
7及びfθレンズ8の組合せで感光体結像面9上に結像
することにより結像点10の位置を一定に保つというも
のである。
【0014】因みにマルチビームレーザ光源2から射出
された複数のレーザビーム3をコリメータレンズ4で平
行にするため、マルチビームレーザ光源2及びコリメー
タレンズ4の物体側主点の距離はコリメータレンズ4の
焦点距離F1 となされている。
【0015】また平行ビームにされた複数のレーザビー
ム3をポリゴンミラー6上に結像させるため、第1シリ
ンドリカルレンズ5の像側主点及びポリゴンミラー6の
距離は第1シリンドリカルレンズ5の焦点距離f1 とな
されている。
【0016】さらにポリゴンミラー6で反射された後に
広がつていく複数のレーザビーム3を再び副走査方向に
平行にするため、ポリゴンミラー6及び第2シリンドリ
カルレンズ7の物体側主点の距離は第2シリンドリカル
レンズ7の焦点距離f2 となされている。
【0017】最終的に複数のレーザビーム3を主走査方
向及び副走査方向に共に感光体結像面9上に結像させる
ため、fθレンズ8の像側主点及び感光体結像面9の距
離はfθレンズ8の焦点距離F2 となされている。
【0018】図2との対応部分に同一符号を付した図3
は光学系の倍率について考えるためのもので、レーザビ
ームプリンタの光学系1を主走査方向より見たもので、
マルチビームレーザ光源2におけるレーザビーム列は紙
面に平行な方向に並んでいる。
【0019】以上の構成において、マルチビームレーザ
光源2の位置に置いた高さxの物体11はポリゴンミラ
ー6の前のコリメータレンズ4及び第1シリンドリカル
レンズ5によりポリゴンミラー6上において高さyの像
12を形成する。
【0020】さらにこの像12はポリゴンミラー6の後
の第2シリンドリカルレンズ7及びfθレンズ8により
感光体結像面9上に高さzの像13を形成する。
【0021】このとき物体11の高さx、像12の高さ
y及び像13の高さzの関係は次式
【数7】 によつて表される。
【0022】結局、レーザビームプリンタの光学系1の
総合倍率βは次式
【数8】 で表される。
【0023】これによりマルチビームレーザ光源2を用
いたレーザビームプリンタの光学系1において総合倍率
βとする場合には、(6)式を満足する焦点距離f1
第1シリンドリカルレンズ5及び焦点距離f2 の第2シ
リンドリカルレンズ7をポリゴンミラー6の前後に配置
すればよいことが分かる。
【0024】また複数のレーザビーム3がビーム間距離
1 で等間隔に並ぶマルチビームレーザ光源2を使用
し、感光体結像面9上における各結像点の結像点間距離
をd2とする場合には、総合倍率βを次式
【数9】 で表したとき(6)式を満足する焦点距離f1 の第1シ
リンドリカルレンズ5及び焦点距離f2 の第2シリンド
リカルレンズ7をポリゴンミラー6の前後に配置すれば
よいことが分かる。
【0025】以上の構成によれば、ビーム間距離d1
び結像点間距離d2 を(7)式に適用して得た総合倍率
βより、第1シリンドリカルレンズ5の焦点距離f1
び第2シリンドリカルレンズの焦点距離f2 が(6)式
を満足するようにすることにより複数のレーザビーム3
の面倒れを補正し得ると共に複数のレーザビーム3を任
意の結像点間距離d2 で感光体結像面9に結像させ得
る。
【0026】なお上述の実施例においては、コリメータ
レンズ4、第1シリンドリカルレンズ5、第2シリンド
リカルレンズ7及びfθレンズ8が1枚レンズの場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、コリメータレ
ンズ4、第1シリンドリカルレンズ5、第2シリンドリ
カルレンズ7及びfθレンズ8がそれぞれのレンズの役
割と等価なレンズ群によつて構成される場合にも適用で
きる。
【0027】また上述の実施例においては、コリメータ
レンズ4、第1シリンドリカルレンズ5、第2シリンド
リカルレンズ7及びfθレンズ8が1枚レンズの場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、トロイダルレ
ンズを組み合わせて、コリメータレンズ4及び第1シリ
ンドリカルレンズ5を組み合わせた役割と等価なレンズ
群と、第2シリンドリカルレンズ7及びfθレンズ8を
組み合わせた役割と等価なレンズ群とを構成する場合に
も適用できる。
【0028】さらに上述の実施例においては、光ビーム
としてレーザビームを用いた場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えば赤外線ビームや紫外線ビー
ム等、他の種類の光ビームを用いる場合にも広く適用し
得る。
【0029】また上述の実施例においては、1つの感光
体受光面9に対して各1つのマルチビーム光源2、コリ
メータレンズ4、第1シリンドリカルレンズ5、ポリゴ
ンミラー6、第2シリンドリカルレンズ7及びfθレン
ズ8を用いるレーザビームプリンタの光学系1に適用し
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、受光
面の面積、形状、受光面までの距離等に応じて2つ以上
のマルチビーム光源、コリメータレンズ、第1シリンド
リカルレンズ、ポリゴンミラー、第2シリンドリカルレ
ンズ及びfθレンズ等を設け、受光面にマルチビームを
結像させる光学系にも広く適用し得る。
【0030】さらに上述の実施例においては、1つのマ
ルチビーム光源2が射出した複数のレーザビーム3をポ
リゴンミラー6で走査する場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、2つ以上のマルチビーム光源が射出
した複数の光ビームを光カプラ等により合成し、合成さ
れた複数の光ビームをポリゴンミラー等で走査する光学
系にも適用し得る。
【0031】さらに上述の実施例においては、ポリゴン
ミラー6によつてレーザビームを走査する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、例えば電歪素子、磁
歪素子等により、電気的、磁気的に光ビームを偏向して
走査する光学系にも広く適用し得る。
【0032】さらに上述の実施例においては、本発明を
マルチビームプリンタに適用した場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、例えば反射型又は透過型の
表示画面や写真のフイルム等、任意の面積、形状、距離
の受光面にマルチビームを結像させる光学系にも広く適
用し得る。
【0033】さらに上述の実施例においては、光ビーム
の受光面がマルチビームプリンタの感光体結像面の場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば写真
のフイルム、集積回路の感光材等の他の感光材又は散乱
材等、任意の材質の受光面にマルチビームを結像させる
光学系にも広く適用し得る。
【0034】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、所定のビ
ーム間距離d1 及び任意の結像点間距離d2 を(7)式
に適用して得た総合倍率βより、第1のシリンドリカル
レンズの焦点距離f1 及び第2のシリンドリカルレンズ
の焦点距離f2 が(6)式を満足するようにすることに
より複数の光ビームの面倒れを補正し得ると共に複数の
光ビームを任意の結像点間距離d2 で受光面に結像させ
得るマルチビーム走査光学装置を実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザビームプリンタの光学系を副走査方向に
見た略線図である。
【図2】レーザビームプリンタの光学系を主走査方向に
見てレーザビームの結像状態の説明に供する略線図であ
る。
【図3】レーザビームプリンタの光学系を主走査方向に
見て光学系の総合倍率の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
1……レーザビームプリンタの光学系、2……マルチビ
ームレーザ光源、3……レーザビーム、4……コリメー
タレンズ、5……第1シリンドリカルレンズ、6……ポ
リゴンミラー、7……第2シリンドリカルレンズ、8…
…fθレンズ、9……感光体結像面、10……結像点。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】マルチビーム光源から射出された複数の光
    ビームを、コリメータレンズ、第1のシリンドリカルレ
    ンズ、走査光学系、第2のシリンドリカルレンズ及びf
    θレンズを通じて所定の受光面に照射し、当該受光面上
    を上記複数の光ビームの配列方向に応じた結像点幅で走
    査するマルチビーム走査光学装置であつて、 上記第1のシリンドリカルレンズの焦点距離f1 及び上
    記第2のシリンドリカルレンズの焦点距離f2 が次の式
    を満足するようにしたことを特徴とするマルチビーム走
    査光学装置。 【数1】 ここでβは上記マルチビーム走査光学装置の総合倍率を
    表し、f1 は上記第1のシリンドリカルレンズの焦点距
    離を表し、f2 は上記第2のシリンドリカルレンズの焦
    点距離を表し、F1 は上記コリメータレンズの焦点距離
    を表し、F2 は上記fθレンズの焦点距離を表す。
  2. 【請求項2】上記複数の光ビームは、上記マルチビーム
    光源において所定のビーム間距離で等間隔に配列される
    と共に、上記所定のビーム間距離d1 及び上記受光面上
    の複数の結像点における結像点間距離d2 が次の式を満
    足するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のマ
    ルチビーム走査光学装置。 【数2】
JP4360938A 1992-12-29 1992-12-29 マルチビーム走査光学装置 Pending JPH06202020A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104706323A (zh) * 2015-03-18 2015-06-17 福建工程学院 一种高速大视场多光谱光声成像方法及其装置
CN117048055A (zh) * 2023-10-11 2023-11-14 杭州爱新凯科技有限公司 一种扫描系统振镜打印幅面和精度的调节装置

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CN104706323B (zh) * 2015-03-18 2017-04-19 福建工程学院 一种高速大视场多光谱光声成像方法及其装置
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