JPH07333537A - 光走査光学系およびそれを有する画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 調整が容易で、しかも低コストの光走査光学
系を提供する。 【構成】 等倍アフォーカル光学系２１と反射ミラー２
２とで偏向部２０が構成される。等倍アフォーカル光学
系２１は、ある角度で光が入射すると、角度の大きさそ
のものは変化せずに、光軸に対する方向だけが反転した
状態で光を出射するという特性を有しているため、偏向
部２０に入射する光の傾きにかかわらず、入射光と出射
光との角度関係が一定に保たれる。ここで、もし当該角
度関係が所望の値からずれていたとしても、反射ミラー
２２を調整することで、容易に補正することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、偏向手段を回転させる
ことで、光出力手段から光出射方向に進む光を前記光出
射方向に直交する平面内で走査させる光走査光学系およ
びその光走査光学系を有する画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、偏向手段としてペンタプリズ
ムを用いた光走査光学系およびその光走査光学系を備え
た画像記録装置が知られている。例えば、１９８４年１
０月９日発行の米国特許第4,475,787号公報において
は、１つのペンタプリズムを回転軸回りに一定速度で回
転させながら当該ペンタプリズムに光源からの光を入射
させることで、回転軸と直交する平面内で光を走査させ
ながら、当該走査光を結像レンズを介して記録面に結像
して、所望の画像を記録する画像記録装置が開示されて
いる。

【０００３】このようにペンタプリズムを偏向手段とし
て用いた場合、次のような利点がある。すなわち、ペン
タプリズムでは、入射光が２回内部反射した後、入射光
に対し常に９０゜の角度で出射するため、仮に回転駆動
されるペンタプリズムが揺動したとしても、入射光と出
射光の光線の角度関係は一定（９０゜）に保たれ、出射
光は光軸に対し平行移動するだけで、結像レンズにより
結像される位置はペンタプリズムの揺動にかかわらず変
化しない。このため、この光走査光学系を用いた画像記
録装置では、高品質で画像を記録することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、高品質な画
像を得るためには、入射光と出射光の光線の角度関係を
所定の設計値に設定する（上記従来例では９０゜に設定
する）必要があるが、ペンタプリズムにおける入射光と
出射光の光線の角度関係は製造精度に依存するものであ
り、例えばペンタプリズムの面での反射角度が設計値か
らずれることがあり、当該角度関係が９０゜とならず、
画像品質が劣化することがある。また、ペンタプリズム
では上記反射角度を調整することは不可能であるため、
光走査光学系の偏向手段としてペンタプリズムを用いる
場合には、高精度でペンタプリズムを製造する必要があ
り、光走査光学系およびそれを用いた画像記録装置が高
価となる。

【０００５】また、従来の画像記録装置では、次のよう
な問題もある。すなわち、従来の画像記録装置を構成す
る光走査光学系では、ペンタプリズムが１回転するうち
の一定角度範囲でしか光を走査させることができず、単
位時間当たりに走査することができる光の走査線数が少
なく、走査効率が低い。

【０００６】本発明は、上述のような問題に鑑みてなさ
れたものであって、低コストで、しかも入射光と出射光
の角度関係を容易に調整することができる光走査光学系
を提供することを第１の目的とする。

【０００７】また、本発明は、低コストで、しかも高速
描画が可能な画像記録装置を提供することを第２の目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
第１の目的を達成するため、光出射方向に光を出射する
光出力手段と、２組のレンズからなる等倍のアフォーカ
ル光学系と、反射部材とからなり、前記光出力手段から
の光をほぼ９０゜偏向する偏向手段と、前記光出射方向
と平行な回転軸回りに前記偏向手段を回転させて前記光
出射方向に直交する平面内で光を走査する回転駆動手段
と、を備えている。

【０００９】請求項２の発明は、上記第１の目的達成す
るため、光出射方向に光を出射する光出力手段と、複数
面を有し、その一面に反射部材が密着されたプリズムか
らなり、前記光出力手段から入射された光を前記反射部
材および他の一面でそれぞれ１回反射して、ほぼ９０゜
偏向する偏向手段と、前記光出射方向と平行な回転軸回
りに前記偏向手段を回転させて前記光出射方向に直交す
る平面内で光を走査する回転駆動手段と、を備えてい
る。

【００１０】請求項３の発明は、平面状の記録媒体の表
面を光で走査することにより、前記記録媒体を露光して
画像記録を行う画像記録装置であって、上記第２の目的
達成するため、光出射方向に光を出射する光出力手段
と、２組のレンズからなる等倍のアフォーカル光学系
と、光出射方向に平行な回転軸に対しほぼ対称な形状の
複数の反射面を有する反射部材とからなり、前記光出力
手段からの光をほぼ９０゜偏向する偏向手段と、前記偏
向手段を前記回転軸回りに回転させて前記光出射方向に
直交する平面内で光を走査する回転駆動手段と、前記偏
向手段と前記記録媒体との間に固定配置され、前記偏向
手段からの光を前記記録媒体上に結像する結像光学系
と、を備えている。

【００１１】請求項４の発明は、平面状の記録媒体の表
面を光で走査することにより、前記記録媒体を露光して
画像記録を行う画像記録装置であって、上記第２の目的
達成するため、光出射方向に光を出射する光出力手段
と、複数面を有し、その一面に反射部材が密着されたプ
リズムを２個互いに固着したプリズムとからなり、前記
光出力手段からの光を前記プリズム内部および前記反射
部材でそれぞれ１回反射して、ほぼ９０゜偏向する偏向
手段と、前記偏向手段を光出射方向に平行な回転軸回り
に回転させて前記光出射方向に直交する平面内で光を走
査する回転駆動手段と、前記偏向手段と前記記録媒体と
の間に固定配置され、前記偏向手段からの光を前記記録
媒体上に結像する結像光学系と、を備えている。

【００１２】請求項５の発明は、光が前記回転軸から平
行にずれた状態で前記偏向手段に入射するようにしてい
る。

【００１３】請求項６の発明は、光が前記回転軸に沿っ
て進み、前記反射部材のすべての反射面に入射するよう
にしている。

【００１４】請求項７の発明は、円筒部材の内面を光で
走査することにより、前記内面に保持された記録媒体を
露光して画像記録を行う画像記録装置であって、上記第
２の目的達成するため、前記円筒部材の中心軸に沿って
光を前記円筒部材の内部に向けて出力する光出力手段
と、前記光出力手段からの光を前記円筒部材の内面に偏
向する偏向手段と、前記光出力手段からの光を前記記録
媒体上に結像する結像光学系とが一体的に前記中心軸回
りに回転可能な状態で、前記円筒部材の内部に設けられ
てなる光学ヘッドと、前記光学ヘッドを前記中心軸回り
に回転させて前記光学ヘッドからの光で前記記録媒体上
を走査する光学ヘッド駆動手段と、を備えており、前記
偏向手段を、２組のレンズからなる等倍のアフォーカル
光学系と、前記中心軸に対しほぼ対称な形状の複数の反
射面を有する反射部材とで構成し、前記光出力手段から
の光をほぼ９０゜偏向させるようにしている。

【００１５】請求項８の発明は、光が前記中心軸から平
行にずれた状態で前記光学ヘッドに入射するようにして
いる。

【００１６】請求項９の発明は、光が前記中心軸に沿っ
て進み、前記反射部材のすべての反射面に入射するよう
にしている。

【００１７】

【作用】請求項１ないし４の発明においては、偏向手段
が以下のように構成され、光出力手段からの光がほぼ９
０゜で偏向される。また、この偏向手段が回転駆動手段
により光出射方向と平行な回転軸回りに回転されること
で、光が前記光出射方向に直交する平面内で走査され
る。

【００１８】請求項１の発明では、等倍アフォーカル光
学系と反射部材とで偏向手段が構成される。等倍アフォ
ーカル光学系は、ある角度で光が入射すると、角度の大
きさそのものは変化せずに、光軸に対する方向が反転し
て光を出射する特性を有している。したがって、等倍ア
フォーカル光学系と反射部材とを組合せることで、例え
ば入射光が光軸に対してある角度（＋θ）傾いていた場
合も、等倍アフォーカル光学系から出射する光は光軸に
対して角度（−θ）だけ傾き、その結果、偏向手段に入
射する光の傾きにかかわらず、偏向手段に入射する光と
出射する光との角度関係が一定に保たれる。ここで、も
し当該角度関係が所望の値からずれていたとしても、上
記反射部材を調整することで、容易に補正することがで
きる。

【００１９】請求項２の発明では、前記偏向手段が、複
数面を有するプリズムで構成され、その一面に反射部材
が密着される。このため、前記光出力手段から入射され
た光が前記反射部材および他の一面でそれぞれ１回反射
されて、前記偏向手段からの出射光が入射光に対してほ
ぼ９０゜偏向される。

【００２０】請求項３の発明では、偏向手段が、２組の
レンズからなる等倍のアフォーカル光学系と、光出射方
向に平行な回転軸に対しほぼ対称な形状の複数の反射面
を有する反射部材とで構成され、前記光出力手段からの
光を各反射面でほぼ９０゜偏向させるとともに、回転駆
動手段により前記回転軸回りに回転される。これによっ
て、前記光出射方向に直交する平面内で複数の光が走査
される。

【００２１】請求項４の発明では、複数面を有し、その
一面に反射部材が密着されたプリズムを２個互いに固着
したプリズムとで構成されるとともに、回転駆動手段に
より光出射方向と平行な回転軸回りに回転される。この
偏向手段では、光出力手段からの光が前記プリズム内部
および前記反射部材の各反射面でそれぞれ１回反射され
て前記偏向手段から出射する複数の光が入射光に対して
ほぼ９０゜偏向され、前記光出射方向に直交する平面内
で偏向部の１回転につき光が複数回走査される。

【００２２】請求項５の発明では、光が前記回転軸から
平行にずれた状態で前記偏向手段に入射する、つまり光
が前記回転軸に対しオフセットされる。

【００２３】請求項６の発明では、光が前記回転軸に沿
って進み、前記反射部材のすべての反射面に入射する。
このため、前記反射部材から複数の光が出射する。

【００２４】請求項７の発明では、偏向手段と結像光学
系とからなる光学ヘッドが円筒部材の中心軸回りに回転
可能な状態で、前記円筒部材の内部に設けられる。この
偏向手段は、２組のレンズからなる等倍のアフォーカル
光学系と、前記中心軸に対しほぼ対称な形状の複数の反
射面を有する反射部材とで構成され、前記光出力手段か
らの光を各反射面でほぼ９０゜偏向させる。このため、
各反射面から出射された複数の光が前記円筒内面に保持
された記録媒体上を走査される。

【００２５】請求項８の発明では、光が前記中心軸から
平行にずれた状態で前記偏向手段に入射する、つまり光
が前記中心軸に対しオフセットされる。

【００２６】請求項９の発明では、光が前記中心軸に沿
って進み、前記反射部材のすべての反射面に入射する。
このため、前記反射部材から複数の光が出射する。

【００２７】

【実施例】

〔光走査光学系〕図１は、この発明にかかる光走査光学
系の第１実施例を有する平面走査型画像記録装置を示す
図である。この平面走査型画像記録装置は、光を出射す
る光出力部１０と、光出力部１０からの光を光出射方向
Ｚと直交する方向Ｙに偏向する偏向部２０と、光出射方
向Ｚと平行な回転軸ＲＡ回りに偏向部２０を回転させる
回転駆動部（図示省略）と、偏向部２０と感材ＦＭとの
間に固定配置され、偏向部２０からの光を記録媒体たる
感材ＦＭの表面に結像する結像レンズ（結像光学系）３
０とで構成されている。

【００２８】光出力部１０は半導体レーザ１１とコリメ
ータレンズ１２とで構成されている。この半導体レーザ
１１は装置全体を制御する制御部（図示省略）からの信
号に基づき直接変調駆動され、感材ＦＭの表面上におい
て、記録を行うべき画素では半導体レーザ１１から光を
出力し、感材ＦＭの表面上に照射して露光する一方、記
録を行わない画素では半導体レーザ１１からの光の出力
を停止させる。こうして半導体レーザ１１から出力され
た光はコリメータレンズ１２でビーム整形された後、偏
向部２０に向けて出力される。なお、光出力部１０は、
例えばヘリウムネオンレーザ，アルゴンレーザなどの直
接変調できない光源と、その光源からの光を変調する変
調器とで構成してもよい。また、半導体レーザ１１の代
わりに、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いてもよ
い。

【００２９】偏向部２０では、同一の焦点距離ｆを有す
るレンズ２１ａ，２１ｂを一定距離（２ｆ）だけ離隔し
て配置した等倍アフォーカル光学系２１と、光出射方向
Ｚに対し約４５゜の傾きを有する反射ミラー２２とが、
光出力部１０から出射された光が進む経路上に、この順
序で配置されている。このように構成された偏向部２０
は上述したペンタプリズムと同一の光学特性を有してい
る。以下、その点について、図２および図３を参照しな
がら詳述する。

【００３０】図２は偏向部２０の構成を示す図であり、
また図３は等倍アフォーカル光学系２１での光の進む様
子を図示したものである。図３に示すように、光出力部
１０からの光ＬＢが光軸ＡＸに対してある角度（−θ）
で入射すると、そのアフォーカル光学系２１から出射す
る光は光軸ＡＸに対し角度（＋θ）で出射する。つま
り、等倍アフォーカル光学系２１は、ある角度θで光Ｌ
Ｂが入射すると、角度の大きさそのものは変化せずに、
光軸ＡＸに対する方向だけが反転した状態で光を出射す
るという特性を有している。したがって、等倍アフォー
カル光学系２１を通過した光を、光軸ＡＸに対し４５゜
傾いた反射面を有する反射ミラー２２で反射させること
で、図２に示すように、入射光ＬＢが光軸ＡＸに対して
角度（＋θ）だけ傾いていた場合であっても、感材ＦＭ
に向けて導かれる光ＬＢ′は光軸ＡＸに対して角度（＋
θ）だけ傾き、その結果、偏向部２０に入射する光ＬＢ
の傾きにかかわらず、偏向部２０に入射する光ＬＢと出
射する光ＬＢ′との角度関係が一定に保たれる（図
２）。すなわち、等倍のアフォーカル光学系２１と反射
ミラー２２を組み合わせてなる偏向部２０は、上述のペ
ンタプリズムと同様の光学特性を有する。しかも、この
実施例では、偏向部２０をこのように構成したことで、
上記角度関係が所望の値からずれていたとしても、反射
ミラー２２を調整することで、容易に補正することがで
きる。また、偏向部２０を構成する要素（レンズ２１
ａ，２１Ｂおよび反射ミラー２２）はいずれも一般的な
光学素子であり、安価で供給されることから、偏向部２
０の低コスト化を図ることができる。

【００３１】偏向部２０により９０゜偏向された光Ｌ
Ｂ′は結像レンズ３０を介して感材ＦＭに進む。このと
き、回転駆動部によって偏向部２０は光出射方向Ｚに伸
びる回転軸ＲＡ回りに回転されるため、その回転運動に
応じて光が光出射方向Ｚとほぼ直交する走査面（ＸＹ平
面）で走査され、感材ＦＭの表面上に走査線Ｌが形成さ
れる。

【００３２】以上のように、この実施例では、等倍アフ
ォーカル光学系２１と反射ミラー２２とで偏向部２０を
構成し、光出力部１０からの光ＬＢをほぼ９０゜で偏向
するように光走査光学系を構成しているため、入射光と
出射光との角度関係の調整が容易となり、しかも光走査
光学系の低コスト化を図ることができる。

【００３３】なお、反射ミラー２２と等倍アフォーカル
光学系２１との位置関係は、図１や図２に示すものに限
定されるものではなく、図４に示すように入射側に反射
ミラー２２を配置するとともに感材ＦＭ側に等倍アフォ
ーカル光学系２１を配置してもよい。また、図５に示す
ように等倍アフォーカル光学系２１を構成するレンズ２
１ａ，２１ｂの間に反射ミラー２２を配置するようにし
てもよい。また、等倍アフォーカル光学系２１を２枚の
単レンズ２１ａ，２１ｂで構成しているが、単レンズ２
１ａ，２１ｂの代わりに複数のレンズを組み合わせた
（組レンズ）合成焦点距離ｆのレンズ群を、用いてもよ
い。組レンズには単レンズも含まれる。

【００３４】図６は、この発明にかかる光走査光学系の
第２実施例を有する平面走査型画像記録装置の示す図で
ある。この画像記録装置に組み込まれた光走査光学系が
先に説明した光走査光学系（第１実施例）と相違する点
は、この第２実施例では等倍アフォーカル光学系２１の
代わりに図１０で示すプリズム２６が用いられている点
であり、その他の構成は同一である。すなわち、この第
２実施例にかかる光走査光学系では、プリズム２６のみ
で偏向部２０を構成し、回転駆動部によって偏向部２０
を光出射方向Ｚに伸びる回転軸ＲＡ回りに回転すること
で、光出力部１０からの光ＬＢが光出射方向Ｚとほぼ直
交する走査面（ＸＹ平面）で走査されるようになってい
る。

【００３５】このプリズム２６は、図１０に示すよう
に、等倍アフォーカル光学系２１と同様の特性を有して
いる。すなわち、光出力部１０からの光が、光軸ＡＸに
対して角度（＋θ）だけ傾いて、プリズム２６の入射面
２６ｂに入射すると、入射光はプリズム２６内を直進
し、面２６ｃで全反射された後、さらに反射面２６ａで
反射し、面２６ｃから出射する。この出射側では、出射
光は光軸ＡＸに対して角度（−θ）だけ傾く。したがっ
て、プリズム２６とその反射面２６ａを組み合わせてな
る偏向部２０も、上述のペンタプリズムと同様の光学特
性を有し、第１実施例と同様の効果が得られる。

【００３６】さらに、このように等倍アフォーカル光学
系２１の代わりにプリズム２６を用いた場合には、次の
ような効果が得られる。第１実施例の等倍アフォーカル
光学系２１を構成するためには、レンズ２１ａ，２１ｂ
の焦点距離を厳密に一致させる必要があるのに対し、プ
リズム２６を用いた場合には、このような問題が生じな
い。また第１実施例では、レンズ２１ａの後側焦点とレ
ンズ２１ｂの前側焦点を完全に一致させる必要があり、
レンズ２１ａ，２１ｂの設置後で両者の位置関係を調整
しなければならない場合があるが、プリズム２６を用い
た第２実施例では、このような問題は生じない。そのた
め、第２実施例によれば、第１実施例に比べて、より調
整が簡単で、低コストの光走査光学系が得られる。

【００３７】また、上記実施例では、実施例にかかる光
走査光学系を平面走査型画像記録装置に適用した場合に
ついて説明したが、当該光走査光学系の適用対象は、こ
れに限定されるものではなく、例えば円筒内面走査型画
像記録装置にも適用可能であり、上記第１実施例にかか
る光走査光学系を有する円筒内面走査型画像記録装置に
ついて、後で詳説する。

【００３８】〔平面走査型画像記録装置〕次に、上記の
ように構成された光走査光学系を有する平面走査型画像
記録装置について説明する。なお、偏向部の１回転につ
いて光を走査面内で１回走査して平面状の感材ＦＭの表
面に所望の画像を記録する装置（「シングルスキャン平
面走査型画像記録装置」と称す）については、上記にお
いて詳述しているため、ここでは、偏向部の１回転につ
いて光を複数回走査させて画像記録を行う平面走査型画
像記録装置（「マルチスキャン平面走査型画像記録装
置」と称す）について説明する。

【００３９】図８は、この発明にかかるマルチスキャン
平面走査型画像記録装置の第１実施例を示す図である。
この画像記録装置が上述したシングルスキャン平面走査
型画像記録装置（図１）と大きく相違する点は次に説明
する２点である。

【００４０】まず、第１点目として、反射ミラー２２に
代えて回転軸ＲＡに対して対称な２つの反射面２７ａ，
２７ｂを有する表面反射プリズム２７を採用して、マル
チスキャン化を図っている。

【００４１】また、第２点目として、偏向部２０への光
の入射位置を回転軸ＲＡに対しオフセットしている。つ
まり、光出力部１０からの光ＬＢが回転軸ＲＡから離
れ、しかも回転軸ＲＡに平行な経路１３で偏向部２０に
入射するように、光出力部１０が固定配置されている。

【００４２】なお、その他の構成はほぼ同一である。こ
のため、同一構成については、同一符号を付して、その
説明を省略する。

【００４３】上記の相違点を有するマルチスキャン平面
走査型画像記録装置では、例えば同図に示すように、光
出力部１０からの光ＬＢが等倍アフォーカル光学系２１
を介して反射面２７ａに入射する間は、光出力部１０か
らの光が偏向部２０によって９０゜偏向され、結像レン
ズ３０を介して感材ＦＭに導かれる。このとき、回転駆
動部によって偏向部２０は回転されるため、その回転運
動に応じて光が光出射方向Ｚとほぼ直交する走査面（Ｘ
Ｙ平面）で走査され、感材ＦＭの表面上に走査線Ｌが形
成される。

【００４４】一方、偏向部２０が回転しながら光出力部
１０からの光ＬＢが等倍アフォーカル光学系２１を介し
て反射面２７ｂに入射する間においても、同様に光出力
部１０からの光が９０゜偏向され、感材ＦＭの表面上に
走査線Ｌが形成される。

【００４５】このように、この実施例によれば、偏向部
２０が１回転する間に２本の走査線Ｌが感材ＦＭの表面
に形成されることとなり、上述したシングルスキャン平
面走査型画像記録装置（図１）に比べて偏向部１回転当
たりに走査できる回数が倍となり、高速描画が可能とな
る。

【００４６】図９は、この発明にかかるマルチスキャン
平面走査型画像記録装置の第２実施例を示す図である。
この第２実施例にかかるマルチスキャン平面走査型画像
記録装置が第１実施例と相違する点は、上記第１実施例
では光の入射位置を回転軸ＲＡに対しオフセットしてい
るのに対し、第２実施例では光出力部１０からの光が偏
向部２０の光軸（回転軸ＲＡ）に沿って進み、表面反射
プリズム２７の反射面２７ａ，２７ｂに同時に入射する
ように構成されている点であり、その他の構成は同一で
ある。

【００４７】この第２実施例では、光出力部１０から等
倍アフォーカル光学系２１を介して表面反射プリズム２
７に入射された光は反射面２７ａで反射された後、結像
レンズ３０を介して感材ＦＭの表面に結像される。した
がって、回転駆動部によって偏向部２０が回転軸ＲＡ回
りに回転し、表面反射プリズム２７の反射面２７ａが結
像レンズ３０側を向いている間、反射面２７ａからの光
が光出射方向Ｚに対しほぼ直交する走査面（ＸＹ平面）
上を走査され、感材ＦＭの表面上に走査線Ｌが形成され
る。また、この間、反射面２７ｂに入射された光は、同
図への図示を省略するが、その反射面２７ｂで反射され
た後、反射面２７ａからの光とは正反対の方向（−Ｙ）
に導かれる。そして、偏向部２０が回転して反射面２７
ｂが結像レンズ３０側を向いている間は、反射面２７ｂ
から出射された光が感材ＦＭの表面上を走査される一
方、それとは反対方向（−Ｙ）に反射面２７ａから光が
出射する。

【００４８】このように、この第２実施例によれば、偏
向部２０が１回転する間に２本の走査線Ｌが感材ＦＭの
表面に形成されることとなり、第１実施例と同様の効
果、つまり高速描画が可能となる。

【００４９】なお、上記第２実施例では等倍アフォーカ
ル光学系２１と表面反射プリズム２７とで偏向部２０を
構成しているが、図１０に示すように等倍アフォーカル
光学系２１の代わりにプリズム２６を２個互いに固着し
て用いてもよく、そのように構成された第３実施例によ
れば、上記第２実施例と同様の効果が得られる。また、
第３実施例によれば、プリズム２６を用いたことで、さ
らに次の効果が得られる。すなわち、この第３実施例で
は、等倍アフォーカル光学系２１を用いた場合の必須条
件、つまりレンズ２１ａ，２１ｂの焦点距離を厳密に一
致させるという条件が不要となり、その結果、偏向部２
０の低コスト化により安価なマルチスキャン平面走査型
画像記録装置を提供することができる。また、光出力部
１０からの光ＬＢを回転軸ＲＡに対してオフセットした
場合も同様の効果が得られる。

【００５０】ところで、第１ないし第３実施例では、偏
向部２０が１回転する間に２本の走査線Ｌを感材ＦＭの
表面に形成している。実施例１と２ではさらに回転軸Ｒ
Ａに対して対称な多数の反射面を有する反射部材を用い
ることで偏向部１回転当りの走査線Ｌの本数を増やし、
より高速な描画を達成することができる。ここでは、そ
れらの一例として、４つの反射面を有する反射部材を用
いたものと、８面の反射面を有する反射部材を用いたも
のについて、図面を参照しつつ説明する。

【００５１】図１１は、この発明にかかるマルチスキャ
ン平面走査型画像記録装置の第４実施例を示す図であ
る。この第４実施例では、４つの反射面２８ａ，２８
ｂ，２８ｃ，２８ｄを有する反射部材２８と等倍アフォ
ーカル光学系２１とで偏向部２０が構成されており、そ
の他の構成は第１実施例にかかるマルチスキャン平面走
査型画像記録装置と同一である。

【００５２】この反射部材２８は、ほぼ同一形状の４つ
の直角プリズム２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄを準備
し、図１２に示す配置で直角プリズム２８Ａ，２８Ｂ，
２８Ｃ，２８Ｄを相互に接合したものであり（図１
３）、反射面２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは回転軸
ＲＡに対して対称な形状であり、しかもそれぞれ光軸に
対して約４５゜傾いており、等倍アフォーカル光学系２
１を通過した光を９０゜偏向可能となっている。

【００５３】また、この第４実施例では、光の入射位置
が回転軸ＲＡに対しオフセットされており、光出力部１
０からの光ＬＢが回転軸ＲＡから離れ、しかも回転軸Ｒ
Ａに平行な経路１３で偏向部２０に入射するようになっ
ている。このため、例えば同図に示すように、光出力部
１０からの光ＬＢが等倍アフォーカル光学系２１を介し
て反射面２８ａに入射する間は、光出力部１０からの光
が偏向部２０によって９０゜偏向され、結像レンズ３０
を介して感材ＦＭに導かれる。このとき、回転駆動部に
よって偏向部２０は回転されるため、その回転運動に応
じて光が光出射方向Ｚとほぼ直交する走査面（ＸＹ平
面）で走査され、感材ＦＭの表面上に走査線Ｌが形成さ
れる。

【００５４】また、偏向部２０が回転しながら光出力部
１０からの光ＬＢが等倍アフォーカル光学系２１を介し
て各反射面２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに入射する間も、同
様にして光出力部１０からの光が９０゜偏向され、感材
ＦＭの表面上に走査線Ｌがそれぞれ形成される。

【００５５】したがって、この実施例によれば、偏向部
２０が１回転する間に４本の走査線Ｌが感材ＦＭの表面
に形成されることとなり、上述したシングルスキャン平
面走査型画像記録装置（図１）に比べて偏向部２０の１
回転当たりに走査できる光の本数が４倍となり、また第
１実施例にかかるマルチスキャン平面走査型画像記録装
置に比べても倍となり、より高速で描画することができ
る。

【００５６】図１４は、この発明にかかるマルチスキャ
ン平面走査型画像記録装置の第５実施例を示す図であ
る。この実施例は、等倍アフォーカル光学系２１からの
光を反射する手段として図１３の反射部材２８を用いて
いる点を除いて、第２実施例にかかるマルチスキャン平
面走査型画像記録装置と同一構成である。

【００５７】この実施例では、光出力部１０から出射し
た光は等倍アフォーカル光学系２１を介して反射部材２
８の反射面２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄに同時に入
射し、各反射面２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄで反射
された後、結像レンズ３０を介して感材ＦＭの表面に結
像される。したがって、回転駆動部によって偏向部２０
が回転軸ＲＡ回りに回転し、例えば反射面２８ａが結像
レンズ３０側を向いている間、反射面２８ａからの光が
光出射方向Ｚに対しほぼ直交する走査面（ＸＹ平面）上
を走査され、感材ＦＭの表面上に走査線Ｌが形成され
る。また、この間、残りの反射面２８ｂ，２８ｃ，２８
ｄに入射された光は、図示を省略するが、各反射面２８
ｂ，２８ｃ，２８ｄで反射されている。そして、偏向部
２０が回転して、反射面２８ｂ（２８ｃあるいは２８
ｄ）が結像レンズ３０側を向いている間、反射面２８ｂ
（２８ｃあるいは２８ｄ）から出射された光が感材ＦＭ
の表面上を走査される。

【００５８】このように、この第５実施例によれば、上
記第４実施例と同様に、偏向部２０が１回転する間に４
本の走査線Ｌが感材ＦＭの表面に形成されることとな
り、第４実施例と同様の効果、つまりより高速な描画が
可能となる。

【００５９】図１５は、この発明にかかるマルチスキャ
ン平面走査型画像記録装置の第６実施例を示す図であ
る。この実施例では、回転軸ＲＡに対して対称な８つの
反射面２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，…を有する多角錐状の
反射部材２９と、等倍アフォーカル光学系２１とで偏向
部２０が構成されるとともに、光出力部１０からの光が
偏向部２０の光軸（回転軸ＲＡ）に対しオフセットされ
ている。なお、その他の構成は、第１実施例と同様であ
る。

【００６０】この実施例では、光出力部１０から光が連
続的に出射するとともに、偏向部２０が回転軸ＲＡ回り
に一定速度で回転される。このため、偏向部２０の回転
運動に応じて、等倍アフォーカル光学系２１を通過して
きた光が反射面２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，…で順次、連
続的に反射され、偏向部２０が１回転する間に８本の走
査線Ｌが感材ＦＭの表面に形成される。このように、こ
の実施例によれば、さらに多くの光で感材ＦＭの表面を
走査することができ、さらに高速で描画することができ
る。

【００６１】なお、上記第６実施例では、光出力部１０
からの光を光軸に対しオフセットしているが、上記第２
および第４実施例と同様に、オフセットせずに等倍アフ
ォーカル光学系２１を通過した光を反射部材２９の全反
射面２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，…に同時に入射させるよ
うにしてもよく（図１６）、上記第６実施例と同様の効
果が得られる。

【００６２】〔円筒内面走査型画像記録装置〕次に、上
記のように構成された光走査光学系を有する円筒内面走
査型画像記録装置について説明する。以下、偏向器１回
転当り円筒部材の内面を光で１回走査することにより、
当該内面に保持された記録媒体たる感材を露光して画像
記録を行う装置（「シングルスキャン円筒内面走査型画
像記録装置」と称す）について説明した後で、偏向器１
回転当り光を複数回走査させて画像記録を行う円筒内面
走査型画像記録装置（「マルチスキャン円筒内面走査型
画像記録装置」と称す）について説明する。

【００６３】図１７は、この発明にかかるシングルスキ
ャン円筒内面走査型画像記録装置の第１実施例を示す概
略斜視図である。また、図１８はこの画像記録装置に設
けられた光走査光学系を示す図である。この装置では、
円筒形状のドラム（図示省略）の内面に記録媒体のひと
つである感材ＦＭが保持されている。

【００６４】また、円筒内面走査型画像記録装置には、
図１７および１８に示すように、半導体レーザ１１とコ
リメータレンズ１２とからなる光出力部１０が設けられ
ており、装置全体を制御する制御部（図示省略）からの
信号に基づき半導体レーザ１１が直接変調駆動される。
すなわち、半導体レーザ１１から出力された光ＬＢはコ
リメータレンズ１２でビーム整形された後、ドラムの中
心軸ＣＡに沿って当該ドラムの内部に向けて出力され
る。なお、光出力部１０は、上記平面走査型画像記録装
置と同様に、例えばヘリウムネオンレーザ，アルゴンレ
ーザなどの直接変調できない光源と、その光源からの光
を変調する変調器とで構成してもよい。また、半導体レ
ーザ１１の代わりに、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）
を用いてもよい。

【００６５】このドラムの内部には、ドラムの中心軸Ｃ
Ａ回りに光学ヘッドＨＤが回転可能に設けられている。
この光学ヘッドＨＤでは、レンズ２１ａ，２１ｂで構成
された等倍アフォーカル光学系２１と、反射ミラー２２
と、結像レンズ３０とで構成された偏向部２０が配置さ
れるとともに、反射ミラー２２の出射側に結像レンズ３
０が配置されている。このため、光出力部１０から出射
した光が光学ヘッドＨＤに入射すると、偏向部２０でほ
ぼ９０゜偏向された後、結像レンズ（結像光学系）３０
を介して感材ＦＭの表面に結像される。

【００６６】上記のように構成された光学ヘッドＨＤに
は、光学ヘッド駆動手段たるモータＭが連結されてお
り、偏向部２０と結像レンズ３０とを一体的に中心軸Ｃ
Ａ回りに矢印方向Ｂ（図１８）に回転駆動し、光学ヘッ
ドＨＤから出射する光で感材ＦＭ上を走査する。

【００６７】さらに、この円筒内面走査型画像記録装置
では、光学ヘッドＨＤと感材ＦＭを相対的にＺ方向に往
復移動させる往復移動機構（図示省略）が設けられてお
り、上記のようにして光で感材ＦＭ上を走査しながら光
学ヘッドＨＤと感材ＦＭをＹ方向に相対移動させること
で、所望の画像を感材ＦＭに記録する。

【００６８】このように、シングルスキャン円筒内面走
査型画像記録装置によれば、等倍アフォーカル光学系２
１と反射ミラー２２とで偏向部２０を構成し、光出力部
１０からの光ＬＢをほぼ９０゜偏向するようにしている
ため、上記と同様の効果が得られる、つまり調整が容易
で、しかも低コスト化を図ることができる。

【００６９】なお、上記第１実施例では、結像レンズ３
０を反射ミラー２２の出射側に配置しているが、図１９
に示すように、その入射側、例えば等倍アフォーカル光
学系２１と反射ミラー２２との間に配置してもよい。

【００７０】また、等倍アフォーカル光学系２１を構成
するレンズ２１ａ，２１ｂのうち結像レンズ３０に近い
方のレンズ２１ｂと結像レンズ３０との代わりに、これ
らの光学特性を兼ね備えた１組のレンズ３１を配置して
もよい（図２０，２１）。この場合には、図１９と同一
特性を有する円筒内面走査型画像記録装置をコンパクト
に、しかも低コストで提供することができる。

【００７１】さらに、レンズ３１の配設位置は、レンズ
２１ａと反射ミラー２２との間に限定されるものではな
く、例えば図２２に示すように反射ミラー２２の出射側
に配置してもよい。

【００７２】図２３は、この発明にかかるマルチスキャ
ン円筒内面走査型画像記録装置の一実施例を示す斜視図
である。この実施例では、反射ミラー２２に代えて中心
軸ＣＡに対して対称な２つの反射面２８ａ，２８ｂを有
する反射部材２８を採用することで、マルチスキャン化
を図っている。すなわち、レンズ２１ａ，３１と反射部
材２８とで光学ヘッドＨＤを構成し、光出力部１０から
出射され、レンズ２１ａ，３１を介して反射部材２８に
光ＬＢが入射すると、入射光のうち反射面２８ａで反射
された光ＬＢaはある方向（この図では下方向）に導か
れると同時に、反射面２８ｂで反射された光は光ＬＢa
とは正反対の方向（この図では上方向）に導かれる。そ
して、光学ヘッド駆動手段（図２０のモータＭ）によっ
て光学ヘッドＨＤを１回転する間に２本の走査線Ｌが感
材ＦＭの表面に形成される。

【００７３】このように、この実施例によれば、上述し
たシングルスキャン円筒内面走査型画像記録装置（図１
７など）に比べて光学ヘッドＨＤの１回転当たりに走査
できる走査線数が倍となり、高速描画が可能となる。

【００７４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、前記偏向手段を、２組のレンズを組み合わせた等倍
のアフォーカル光学系と、反射部材とで構成し、前記光
出力手段からの光をほぼ９０゜偏向させるようにしてい
るので、前記偏向手段に入射する光と出射する光との角
度関係が偏向手段の回転による揺動によっても変化せず
かつその角度を容易に調整することができ、しかもコス
トの低減を図ることができる。

【００７５】請求項２の発明によれば、偏向手段を、複
数面を有し、その一面に反射部材が密着され、前記光出
力手段から入射された光を前記反射部材および他の一面
でそれぞれ１回反射して前記偏向手段から出射する光が
入射光に対してほぼ９０゜偏向されるプリズムで構成し
ているので、上記請求項１の発明と同様の効果が得られ
る。

【００７６】請求項３の発明によれば、偏向手段を、２
組のレンズを組み合わせた等倍のアフォーカル光学系
と、光出射方向に平行な回転軸に対しほぼ対称な形状の
複数の反射面を有する反射部材とで構成し、前記光出力
手段からの光をほぼ９０゜偏向させるとともに、回転駆
動手段により前記偏向手段を光前記回転軸回りに回転し
ているので、前記光出射方向に直交する平面内で複数回
の走査線を描画することができ、その結果、低コスト
で、しかも高速描画が可能となる。

【００７７】請求項４の発明によれば、偏向手段を、複
数面を有し、その一面に反射部材が密着されたプリズム
を２個互いに固着したプリズムとで構成している。そし
て、光出力手段からの光が前記プリズム内部および前記
反射部材の各反射面でそれぞれ１回反射されて前記偏向
手段から出射する複数の光が入射光に対してほぼ９０゜
偏向されるようにしているので、前記光出射方向に直交
する平面内で偏向部１回転当り複数の光を走査すること
ができ、請求項３の発明と同様の効果が得られる。

【００７８】請求項５の発明によれば、光が回転軸から
平行にずれた状態で反射部材に入射するように構成して
いるので、光出力手段からの光を連続的に複数の反射面
で偏向することができる。

【００７９】請求項６の発明によれば、光を回転軸に沿
って導き、反射部材のすべての反射面に入射するように
しているので、前記反射面から同時に複数の光を出射す
ることができる。

【００８０】請求項７の発明によれば、偏向手段を、２
組のレンズを組み合わせた等倍のアフォーカル光学系
と、円筒部材の中心軸に対しほぼ対称な形状の複数の反
射面を有する反射部材とで構成し、前記光出力手段から
の光をほぼ９０゜偏向させるようにしているので、各反
射面から出射された複数の光を円筒内面に保持された記
録媒体上を走査することができ、その結果、低コスト
で、しかも高速描画が可能となる。

【００８１】請求項８の発明によれば、光が中心軸から
平行にずれた状態で反射部材に入射するように構成して
いるので、光出力手段からの光を連続的に複数の反射面
で偏向することができる。

【００８２】請求項９の発明によれば、光を中心軸に沿
って導き、反射部材のすべての反射面に入射するように
しているので、前記反射面から同時に複数の光を出射す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる光走査光学系の第１実施例を
有する平面走査型画像記録装置の示す図である。

【図２】偏向部の構成を示す図である。

【図３】等倍アフォーカル光学系での光の進む様子を示
す図である。

【図４】偏向部の別の実施例を示す図である。

【図５】偏向部のさらに別の実施例を示す図である。

【図６】この発明にかかる光走査光学系の第２実施例を
有する平面走査型画像記録装置の示す図である。

【図７】偏向部の他の実施例を示す図である。

【図８】この発明にかかるマルチスキャン平面走査型画
像記録装置の第１実施例を示す図である。

【図９】この発明にかかるマルチスキャン平面走査型画
像記録装置の第２実施例を示す図である。

【図１０】この発明にかかるマルチスキャン平面走査型
画像記録装置の第３実施例を示す図である。

【図１１】この発明にかかるマルチスキャン平面走査型
画像記録装置の第４実施例を示す図である。

【図１２】図１１のマルチスキャン平面走査型画像記録
装置において用いられている反射部材の製造方法を示す
斜視図である。

【図１３】図１１のマルチスキャン平面走査型画像記録
装置において用いられている反射部材を示す斜視図であ
る。

【図１４】この発明にかかるマルチスキャン平面走査型
画像記録装置の第５実施例を示す図である。

【図１５】この発明にかかるマルチスキャン平面走査型
画像記録装置の第６実施例を示す図である。

【図１６】この発明にかかるマルチスキャン平面走査型
画像記録装置の第７実施例を示す図である。

【図１７】この発明にかかるシングルスキャン円筒内面
走査型画像記録装置の第１実施例を示す概略斜視図であ
る。

【図１８】図１７の画像記録装置に設けられた光走査光
学系を示す図である。

【図１９】この発明にかかるシングルスキャン円筒内面
走査型画像記録装置の第２実施例を示す概略斜視図であ
る。

【図２０】この発明にかかるシングルスキャン円筒内面
走査型画像記録装置の第３実施例を示す概略斜視図であ
る。

【図２１】図２０の画像記録装置に設けられた光走査光
学系を示す図である。

【図２２】この発明にかかるシングルスキャン円筒内面
走査型画像記録装置の第４実施例を示す概略斜視図であ
る。

【図２３】この発明にかかるマルチスキャン円筒内面走
査型画像記録装置の一実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 光出力部 ２０ 偏向部 ２１ 等倍アフォーカル光学系 ２２ 反射ミラー ２６ プリズム ２７ 表面反射プリズム ２８，２９ 反射部材 ３０ 結像レンズ ＣＡ 中心軸 ＦＭ 感材 ＲＡ 回転軸 Ｚ 光出射方向

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光出射方向に光を出射する光出力手段
   と、 ２組のレンズからなる等倍のアフォーカル光学系と、反
   射部材とからなり、前記光出力手段からの光をほぼ９０
   ゜偏向する偏向手段と、 前記光出射方向と平行な回転軸回りに前記偏向手段を回
   転させて前記光出射方向に直交する平面内で光を走査す
   る回転駆動手段と、を備えた光走査光学系。
2. 【請求項２】 光出射方向に光を出射する光出力手段
   と、 複数面を有し、その一面に反射部材が密着されたプリズ
   ムからなり、前記光出力手段から入射された光を前記反
   射部材および他の一面でそれぞれ１回反射して、ほぼ９
   ０゜偏向する偏向手段と、 前記光出射方向と平行な回転軸回りに前記偏向手段を回
   転させて前記光出射方向に直交する平面内で光を走査す
   る回転駆動手段と、を備えた光走査光学系。
3. 【請求項３】 平面状の記録媒体の表面を光で走査する
   ことにより、前記記録媒体を露光して画像記録を行う画
   像記録装置であって、 光出射方向に光を出射する光出力手段と、 ２組のレンズからなる等倍のアフォーカル光学系と、光
   出射方向に平行な回転軸に対しほぼ対称な形状の複数の
   反射面を有する反射部材とからなり、前記光出力手段か
   らの光をほぼ９０゜偏向する偏向手段と、 前記偏向手段を前記回転軸回りに回転させて前記光出射
   方向に直交する平面内で光を走査する回転駆動手段と、 前記偏向手段と前記記録媒体との間に固定配置され、前
   記偏向手段からの光を前記記録媒体上に結像する結像光
   学系と、を備えた画像記録装置。
4. 【請求項４】 平面状の記録媒体の表面を光で走査する
   ことにより、前記記録媒体を露光して画像記録を行う画
   像記録装置であって、 光出射方向に光を出射する光出力手段と、 複数面を有し、その一面に反射部材が密着されたプリズ
   ムを２個互いに固着したプリズムとからなり、前記光出
   力手段からの光を前記プリズム内部および前記反射部材
   でそれぞれ１回反射して、ほぼ９０゜偏向する偏向手段
   と、 前記偏向手段を光出射方向に平行な回転軸回りに回転さ
   せて前記光出射方向に直交する平面内で光を走査する回
   転駆動手段と、 前記偏向手段と前記記録媒体との間に固定配置され、前
   記偏向手段からの光を前記記録媒体上に結像する結像光
   学系と、を備えた画像記録装置。
5. 【請求項５】 光が前記回転軸から平行にずれた状態で
   前記偏向手段に入射する請求項３または４記載の画像記
   録装置。
6. 【請求項６】 光が前記回転軸に沿って進み、前記反射
   部材のすべての反射面に入射する請求項３または４記載
   の画像記録装置。
7. 【請求項７】 円筒部材の内面を光で走査することによ
   り、前記内面に保持された記録媒体を露光して画像記録
   を行う画像記録装置であって、 前記円筒部材の中心軸に沿って光を前記円筒部材の内部
   に向けて出力する光出力手段と、 前記光出力手段からの光を前記円筒部材の内面に偏向す
   る偏向手段と、前記光出力手段からの光を前記記録媒体
   上に結像する結像光学系とが一体的に前記中心軸回りに
   回転可能な状態で、前記円筒部材の内部に設けられた光
   学ヘッドと、 前記光学ヘッドを前記中心軸回りに回転させて前記光学
   ヘッドからの光で前記記録媒体上を走査する光学ヘッド
   駆動手段と、を備えており、 前記偏向手段が、２組のレンズからなる等倍のアフォー
   カル光学系と、前記中心軸に対しほぼ対称な形状の複数
   の反射面を有する反射部材とからなり、前記光出力手段
   からの光をほぼ９０゜偏向させる画像記録装置。
8. 【請求項８】 光が前記中心軸から平行にずれた状態で
   前記光学ヘッドに入射する請求項７記載の画像記録装
   置。
9. 【請求項９】 光が前記中心軸に沿って進み、前記反射
   部材のすべての反射面に入射する請求項７記載の画像記
   録装置。