JPH08313811A - マルチビーム記録装置の光学系 - Google Patents

マルチビーム記録装置の光学系

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JPH08313811A
JPH08313811A JP11875195A JP11875195A JPH08313811A JP H08313811 A JPH08313811 A JP H08313811A JP 11875195 A JP11875195 A JP 11875195A JP 11875195 A JP11875195 A JP 11875195A JP H08313811 A JPH08313811 A JP H08313811A
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JP
Japan
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light source
optical system
light
fresnel lens
condenser lens
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Withdrawn
Application number
JP11875195A
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English (en)
Inventor
Satoru Tachihara
悟 立原
Takayuki Iizuka
隆之 飯塚
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Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】マルチビーム記録装置において、その光学系の
小型化を図る。 【構成】所定の間隔で配列された複数のLED55と、
LED55の前方に配置された、各LED55と対向す
る開口58を備えた遮光板57と、各LED55から発
せられ、開口58を通った光束を結像する結像光学系と
を備え、前記結像光学系の最も光源側に、前記各開口5
8と対向するフレネルレンズ片113を複数備えたコン
デンサレンズ111を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチビーム記録装置
の光学系に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】従来のビームプロッタ
(記録装置)は、描画光学系として、発光ダイオード
(LED)、レーザダイオード(LD)を備え、このL
EDなどから出力された光を開口を透過させ、コンデン
サレンズで集束して、結像レンズによって描画面にドッ
トとして結像している。このような光学系を用いるビー
ムプロッタにおいては、同時に記録できるドット数を多
くするためには、LEDの数を多くすればよいが、LE
Dは発熱の問題、パッケージの問題などによって定まる
最小間隔で配置されるために、各LEDの間隔は広くな
り、LEDアレイの発光面は非常に大きな面積になる。
このように広がった各LEDからの光束群を縮小投映す
るための光学系としては、最も光源側に、ほぼダイオー
ドアレイの発光面をカバーする大きさのコンデンサレン
ズを必要とする。そのため、コンデンサレンズの径が大
きくなり、厚くなって非常に重くなってしまう。重量の
増加は、描画ヘッドの慣性質量の増加を招く。また、コ
ンデンサレンズをフレネルレンズ化すると、輪帯部の段
部(切れ目)と対向する開口を生じてしまい、この段部
を透過した光束が散乱してドットを形成できない、など
の問題を生じてしまう。
【0003】
【発明の目的】本発明は、上記問題に鑑みてなされたも
ので、マルチビーム記録装置の光学系の小型、軽量化を
図ることを目的とする。
【0004】
【発明の概要】この目的を達成する請求項1に記載の本
発明は、所定の間隔で配列された複数の光源部と、各光
源部から発せられた光束を結像する結像光学系と、を備
え、前記結像光学系の最も光源側に、各光源部と対向す
るフレネルレンズ片を複数備えたコンデンサレンズを配
置したこと、に特徴を有する。
【0005】
【実施例】以下図示実施例に基づいて本発明を説明す
る。図4は、本発明の光学系を搭載したマルチビーム記
録装置の概要を示す斜視図である。このマルチビーム記
録装置は、描画材41を載置する描画テーブル21を主
走査方向に駆動し、描画ヘッド51を副走査方向に駆動
する構成である。描画テーブル21は、詳細は図示しな
いが、本体11の上面に、所定間隔で平行に固定された
主走査ガイドレール23、23によって主走査方向に移
動自在にガイドされている。そして描画テーブル21
は、一対の主走査ガイドレール23、23の中間に平行
に配置されたスクリューねじ25の回転によって主走査
方向に駆動される。なお、図には表われていないが、ス
クリューねじ25はモータによって回転駆動される。
【0006】本体11には、主走査方向の一方の端部
に、主走査方向と直交する副走査方向に延びる副サポー
ト台13が設けられている。この副サポート台13の上
面に、副走査方向に延びる一対の副走査ガイドレール3
3、33が固定されている。描画ヘッド51は、一対の
副走査ガイドレール33、33によって副走査方向に移
動自在にガイドされたスライダ31に固定されている。
そして描画ヘッド51は、副走査ガイドレール33、3
3の間に平行に配置されたスクリューねじ35の回転に
よって副走査方向に駆動される。スクリューねじ35
は、モータ37によって回転駆動される。
【0007】図5および図6には、描画ヘッド51に搭
載される描画光学系を示してある。描画ヘッド51に
は、プリント基板53の装着されたLED55アレイか
らなる光源が搭載されている。プリント基板53の一方
の面には、複数の光源部として、多数のLED55が格
子状に配置されている(図6(A)参照)。
【0008】各LED55の前方(図5では下方)に
は、LED55側から順番に遮光板57、コンデンサレ
ンズ59、および結像レンズ61が配置されている。L
ED55から発光され、開口58を通った光束が結像レ
ンズ61によってドットとして結像される描画面63
に、描画材41が配置される。
【0009】各LED55は、隣接するLED55のピ
ッチよりも小さいピッチでの精細描画を可能にするため
に、図6の(A)に示すように、副走査方向には一直線
上に等間隔で配置され、主走査方向には、副走査方向と
直交する方向からわずかに傾斜した直線上に等間隔で配
置されている。そして、副走査方向の描画位置は、描画
ヘッド51を主走査方向に移動することで調整してい
る。
【0010】遮光板57には、各LED55と対向する
位置に、各LED55が発した光束が点光源を構成し、
また他のLED55が発した光に混入しないようにする
ための開口58が形成されている。開口58を透過した
光束は、コンデンサレンズ59によって結像レンズ61
に向かって偏向され、集束されて、結像レンズ61によ
って描画面63上に点像として結像される。各描画面6
3上に形成された像を示したのが、図6の(B)であ
る。本実施例では、像のピッチはLED55のピッチの
1/25である。つまり、本実施例の結像光学系の像倍
率は1/25倍である。
【0011】次に、本発明の特徴について、図1から図
3に示した実施例を参照して説明する。本実施例は、前
記コンデンサレンズ、またはコンデンサレンズに代えて
装着される、コンデンサレンズに相当する光学素子に特
徴を有する。
【0012】図1には、本発明のコンデンサレンズの第
1の実施例を示してある。このコンデンサレンズ111
は、各開口58に対応する部分をそれぞれフレネルレン
ズ化したことに特徴を有する。同図には、従来のコンデ
ンサレンズの球面との比較のために、半分をフレネルレ
ンズ化前の状態で示し、半分をフレネルレンズ化した本
実施例として示してある。
【0013】レンズの球面112を、各開口58に対向
する領域、つまり、開口58を透過した光束が入射する
領域に区切って、各領域ごとにフレネルレンズ片11
3、113、……を形成してある。このように、各開口
58に対応するフレネルレンズ片113を形成したの
で、各開口58を通る光束のほぼすべてが対応するフレ
ネルレンズ片113に入射し、均一に結像レンズ61に
導かれて、描画面63上に結像する。すなわち、各LE
D55の像、つまり描画ドットの均一性を維持しつつ、
コンデンサレンズの薄型化を図ることができる。なお、
本実施例の説明では1個の開口58に対応して1個のフ
レネルレンズ片113を形成してあるが、2個、3個、
4個あるいはそれ以上の開口58について1個のフレネ
ルレンズ片113を形成する構成にしてもよい。また、
各フレネルレンズ片113は球面、非球面でもよく、平
面、つまりプリズムでもよい。
【0014】図2には、別の実施例を示してある。この
実施例のコンデンサレンズ121は、軸線が交差する方
向に延びるシリンドリカルレンズをフレネルレンズ化し
たものである。つまり、開口58に対向するシリンドリ
カルレンズの第1面122aに、開口58の主走査方向
の並びに沿って延びる短冊状の第1面のフレネルレンズ
片123、123、…を形成し、開口58とは反対側の
第2面122bに、開口58の副走査方向の並びに沿っ
て延びる短冊状の第2面のフレネルレンズ片125、1
25、…を形成した。各開口58を透過した光束は、先
ず、第1面のフレネルレンズ片123に入射し、第2面
のフレネルレンズ片125から射出する。ここで、LE
D55側からコンデンサレンズ121を見ると、第1面
のフレネルレンズ片123および第2面のフレネルレン
ズ片125の重なり部分が、各開口58に対応するフレ
ネルレンズ片を形成している。
【0015】このように各開口58に対応する、第1
面、第2面のフレネルレンズ片123、125の重複部
分を形成することにより、各開口58を通る光束のほと
んど全てが重複部分を透過し、結像レンズ61に導かれ
て、描画面63上に結像する。すなわち、各LED55
の像、つまり描画ドットの均一性を維持しつつ、コンデ
ンサレンズの薄型化を図ることができる。なお、本実施
例の説明では1個の開口58に対応して1個の第1、第
2フレネルレンズ片123、125の重複部分を形成し
てあるが、2個、3個、4個あるいはそれ以上の開口5
8について第1、第2フレネルレンズ片123、125
の重複部分を1個形成する構成にしてもよい。また、各
フレネルレンズ片123、125は、図示実施例ではシ
リンドリカル面であるが、平面、つまりプリズムにでき
る。
【0016】図3には、さらに別の実施例を示してあ
る。この第3の実施例は、平行平板状の光学材132
に、各開口58に対向する部分にプリズム片133を形
成または貼り付けたコンデンサレンズ(フレネルレン
ズ)131としたことに特徴を有する。各プリズム片1
33は、円柱を所定角度で切断した截頭台状の、所定の
頂角からなる断面三角プリズムである。さらに各プリズ
ム133は、開口58を透過した光束を、光軸Oに向か
って所定角度屈折し、偏向するように、それらの第1面
133aを傾斜させてある。本実施例では、光軸を中心
とした仮想の第1の仮想円134a内に位置するプリズ
ム片133の第1面133aは頂角を0に設定、つまり
光軸と直交させてあり、各仮想円134a、134b、
134c、…で囲まれた輪帯部内に位置するプリズム片
133は同一の頂角に形成し、かつ最大傾斜方向を光軸
Oに向けて設定してある。
【0017】このように、各開口58に対応する部分に
のみプリズム片133を形成して、これらのプリズム片
133によって各開口58を透過した光束を偏向し、集
束するので、各開口58を通る光束のほとんど全てが重
複部分を透過し、結像レンズ61に導かれ、各LED5
5の像、つまり描画ドットの均一性を維持しつつ、フレ
ネルレンズ131を薄型化し、軽量化できる。また、本
実施例では、1個の開口58に対応して1個のプリズム
片を形成したものを示したが、2個、3個、4個または
それ以上の数の開口58に対応して1個のプリズムを形
成する構成としてもよい。プリズム片の正面形状も円形
には限定されず、多角形、任意の曲線形状でもよい。
【0018】また、本実施例ではLED55の前方に開
口58を設けたが、LED55の外周に遮光部材を付し
てもよく、開口を有しないものでもよい。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り請求項1に
記載の発明は、所定の間隔で配列された複数の光源部
と、各光源部から発せられた光束を結像する結像光学系
と、を備えマルチビーム描画装置の描画光学系におい
て、前記結像光学系の最も光源側に、各光源部と対向す
るフレネルレンズ片を複数備えたコンデンサレンズを配
置したので、均一な光学特性を維持しつつ、コンデンサ
レンズを薄型および軽量化することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるマルチビーム記録装置の光学系
に使用するコンデンサレンズの一実施例を示す正面図で
ある。
【図2】同コンデンサレンズの別の実施例を示す正面図
である。
【図3】本発明にかかるマルチビーム記録装置の光学系
に使用する、コンデンサレンズと同様の作用をするマイ
クロプリズムを備えた光学系の実施例を示す正面図であ
る。
【図4】本発明を適用するマルチビーム描画装置の一例
を示す斜視図である。
【図5】同マルチビーム描画装置の描画光学系の構成を
模式的に説明する図である。
【図6】同描画光学系の光源とその像との関係を説明す
る図である。
【符号の説明】
41 描画材 51 描画ヘッド 55 LED 58 開口 111 コンデンサレンズ 123 フレネルレンズ片 121 コンデンサレンズ 123 第1面のフレネルレンズ片 125 第2面のフレネルレンズ片 131 フレネルレンズ(コンデンサレンズ) 133 プリズム片
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 33/00 H01L 33/00 M

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の間隔で配列された複数の光源部
    と、各光源部から発せられた光束を集光する結像光学系
    と、を備え、 前記結像光学系の最も光源側に、各光源部と対向するフ
    レネルレンズ片を複数備えたコンデンサレンズを配置し
    たこと、を特徴とするマルチビーム記録装置の光学系。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記フレネルレンズ
    片は、球面から形成されていること、を特徴とするマル
    チビーム記録装置の光学系。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記フレネルレンズ
    片は、1個の各光源部につき1個形成されていること、
    を特徴とするマルチビーム記録装置の光学系。
  4. 【請求項4】 請求項1において、前記フレネルレンズ
    片は、複数個の光源部につき1個形成されていること、
    を特徴とするマルチビーム記録装置の光学系。
  5. 【請求項5】 請求項1から4のいずれか一項におい
    て、前記各光源部と前記コンデンサレンズとの間には、
    各光源部に対応する開口を備えた遮光板が配置されてい
    ること、を特徴とするマルチビーム記録装置の光学系。
  6. 【請求項6】 請求項1から5のいずれか一項におい
    て、前記各光源部は発光ダイオードであり、複数の発光
    ダイオードが格子状に配置されていること、を特徴とす
    るマルチビーム記録装置の光学系。
  7. 【請求項7】 所定の間隔で配列された複数の光源部
    と、各光源部から発せられた光束を集光する結像光学系
    と、を備え、 前記結像光学系の最も光源側に、第1面および第2面が
    それぞれ、前記光源部が並ぶ方向に沿って延びる軸を有
    するシリンドリカルレンズから形成した短冊状の第1面
    のフレネルレンズ片および第2面のフレネルレンズ片を
    複数備えたコンデンサレンズが配置されていること、を
    特徴とするマルチビーム記録装置の光学系。
  8. 【請求項8】 所定の間隔で配列された複数の光源部
    と、各光源部から発せられた光束を集光する結像光学系
    と、を備え、 前記結像光学系の最も光源側に、前記光源部から発せら
    れた光束を一定方向に偏向するマイクロプリズムを複数
    備えた光学板が配置されていること、を特徴とするマル
    チビーム記録装置の光学系。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の各マイクロプリズム
    は、前記光源部から発せられた光束を前記結像光学系の
    光軸に向かって屈折するように形成されていること、を
    特徴とするマルチビーム記録装置の光学系。
  10. 【請求項10】 請求項8または9において、前記光軸
    からほぼ等距離にある複数の前記マイクロプリズムは、
    ほぼ同一の屈折力を有すること、を特徴とするマルチビ
    ーム記録装置の光学系。
JP11875195A 1995-05-17 1995-05-17 マルチビーム記録装置の光学系 Withdrawn JPH08313811A (ja)

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