JPH0961737A - 光走査装置および光走査方法 - Google Patents
光走査装置および光走査方法Info
- Publication number
- JPH0961737A JPH0961737A JP21752695A JP21752695A JPH0961737A JP H0961737 A JPH0961737 A JP H0961737A JP 21752695 A JP21752695 A JP 21752695A JP 21752695 A JP21752695 A JP 21752695A JP H0961737 A JPH0961737 A JP H0961737A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- beams
- scanning
- polygon mirror
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】複数本ビームで走査する場合でも、シリンダレ
ンズ、回転多面鏡、Ｆθレンズを、１本ビームで走査す
る場合とほぼ同じ寸法で実現できる光走査装置を提供す
る。 【解決手段】光源(1)が発した複数本のビームをカップ
リングレンズ(2)で集光して回転多面鏡(5)に入射させる
光ビーム入射光学系を有する光走査装置において、カッ
プリングレンズ(2)と回転多面鏡(5)との間にリレーレン
ズ(3)を設けた。
ンズ、回転多面鏡、Ｆθレンズを、１本ビームで走査す
る場合とほぼ同じ寸法で実現できる光走査装置を提供す
る。 【解決手段】光源(1)が発した複数本のビームをカップ
リングレンズ(2)で集光して回転多面鏡(5)に入射させる
光ビーム入射光学系を有する光走査装置において、カッ
プリングレンズ(2)と回転多面鏡(5)との間にリレーレン
ズ(3)を設けた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数本のビームを用い
て記録を行なう例えばレーザプリンタ等に適用される光
走査装置および光走査方法に関する。
て記録を行なう例えばレーザプリンタ等に適用される光
走査装置および光走査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザプリンタ等の光走査装置では、印
刷速度の高速化、印刷ドット密度の高精細化に伴い複数
本ビームの光走査装置が必要となってきている。複数本
ビーム光走査により複数の光ビームを同時に走査するこ
とによって、１回の走査で複数本のビームを走査するこ
とが可能となり、回転多面鏡の回転数を上げずに高速印
刷、高ドット密度印刷が可能となる。また、複数の光源
を用いたマルチビーム走査のとき、ビーム走査開始信号
はそれぞれのビームごとに独立である方が、高い印刷品
質を得るために有利である。このために、それぞれの光
線は走査面内でずらした位置に配置している。この光学
系を以下に説明する。
刷速度の高速化、印刷ドット密度の高精細化に伴い複数
本ビームの光走査装置が必要となってきている。複数本
ビーム光走査により複数の光ビームを同時に走査するこ
とによって、１回の走査で複数本のビームを走査するこ
とが可能となり、回転多面鏡の回転数を上げずに高速印
刷、高ドット密度印刷が可能となる。また、複数の光源
を用いたマルチビーム走査のとき、ビーム走査開始信号
はそれぞれのビームごとに独立である方が、高い印刷品
質を得るために有利である。このために、それぞれの光
線は走査面内でずらした位置に配置している。この光学
系を以下に説明する。
【０００３】従来のマルチビーム光走査装置を図３、図
４を用いて説明する。この場合の光源の数は簡単にする
ため２本としているが、何本であっても基本的には同じ
説明が適用できる。図３は、光学系の走査面と直交する
断面を見た図である。光源１は、この図では、２つの光
源がほぼ重なっていることになる。図では、光線８と光
線９に分けて表示している。この光源１からでたビーム
光は、カップリングレンズ２で平行なビーム光に変換さ
れ、シリンダレンズ４によって回転多面鏡５の表面上に
絞りこまれるように配置する。このシリンダレンズ４は
回転多面鏡の面倒れを補正する目的でいれられているも
のである。そのあと回転多面鏡５を反射した光は、Ｆθ
レンズ６によって走査面７上の点に結像される。
４を用いて説明する。この場合の光源の数は簡単にする
ため２本としているが、何本であっても基本的には同じ
説明が適用できる。図３は、光学系の走査面と直交する
断面を見た図である。光源１は、この図では、２つの光
源がほぼ重なっていることになる。図では、光線８と光
線９に分けて表示している。この光源１からでたビーム
光は、カップリングレンズ２で平行なビーム光に変換さ
れ、シリンダレンズ４によって回転多面鏡５の表面上に
絞りこまれるように配置する。このシリンダレンズ４は
回転多面鏡の面倒れを補正する目的でいれられているも
のである。そのあと回転多面鏡５を反射した光は、Ｆθ
レンズ６によって走査面７上の点に結像される。
【０００４】一方、図４は走査平面内の図である。この
図の場合には複雑になるので、それぞれの主光線のみを
光線８、９として示している。光源は図４のように位置
をずらして配置してある。それぞれの光源からのビーム
の中心を示す主光線は、カップリングレンズ２までは平
行に進み、カップリングレンズ２のあとこのレンズの焦
点距離Ｂだけ進んだところの点でそれぞれの主光線８、
９は交差する。このあとそれぞれの光線はお互いの間の
距離を広げながら直進し、シリンダレンズ４、回転多面
鏡５、Ｆθレンズ６を通り、走査面７へお互いの間隔を
拡大した位置に結像される。
図の場合には複雑になるので、それぞれの主光線のみを
光線８、９として示している。光源は図４のように位置
をずらして配置してある。それぞれの光源からのビーム
の中心を示す主光線は、カップリングレンズ２までは平
行に進み、カップリングレンズ２のあとこのレンズの焦
点距離Ｂだけ進んだところの点でそれぞれの主光線８、
９は交差する。このあとそれぞれの光線はお互いの間の
距離を広げながら直進し、シリンダレンズ４、回転多面
鏡５、Ｆθレンズ６を通り、走査面７へお互いの間隔を
拡大した位置に結像される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のようなことか
ら、シリンダレンズ４、回転多面鏡５、Ｆθレンズ６な
どを１本のビームで走査するときよりも、ビーム間隔の
広がりに相当する大きさだけ、つまり図４の２つのビー
ムの広がりに相当するだけ寸法を大きくした光学系の設
計が必要であった。この場合、回転多面鏡の各面の寸法
が大きくなると風損が大きくなり、高速回転するのが困
難になり、また、遠心力による変形で破損する恐れもで
てくるという問題がある。その他、シリンダレンズ、Ｆ
θレンズも寸法を大きく設計しなければならない点も問
題となってくる。以上のほかに、従来の構成では、ビー
ム径を適正な値にするには、レンズをさらに２枚いれる
か、スリット等をいれて、ビーム光の幅を調整しなけれ
ばならなかった。レンズを２枚入れる方法は、光利用効
率は良いが、系が複雑になり問題であった。また、スリ
ットをいれる方法は光利用効率が下がってしまい問題で
あった。
ら、シリンダレンズ４、回転多面鏡５、Ｆθレンズ６な
どを１本のビームで走査するときよりも、ビーム間隔の
広がりに相当する大きさだけ、つまり図４の２つのビー
ムの広がりに相当するだけ寸法を大きくした光学系の設
計が必要であった。この場合、回転多面鏡の各面の寸法
が大きくなると風損が大きくなり、高速回転するのが困
難になり、また、遠心力による変形で破損する恐れもで
てくるという問題がある。その他、シリンダレンズ、Ｆ
θレンズも寸法を大きく設計しなければならない点も問
題となってくる。以上のほかに、従来の構成では、ビー
ム径を適正な値にするには、レンズをさらに２枚いれる
か、スリット等をいれて、ビーム光の幅を調整しなけれ
ばならなかった。レンズを２枚入れる方法は、光利用効
率は良いが、系が複雑になり問題であった。また、スリ
ットをいれる方法は光利用効率が下がってしまい問題で
あった。
【０００６】本発明の目的は、複数本ビームで走査する
場合でも、シリンダレンズ、回転多面鏡、Ｆθレンズ
を、１本ビームで走査する場合とほぼ同じ寸法で実現で
きる光走査装置を提供することにある。また、本発明の
他の目的は、ビーム径を適正な値にすることができる光
走査装置を提供することにある。
場合でも、シリンダレンズ、回転多面鏡、Ｆθレンズ
を、１本ビームで走査する場合とほぼ同じ寸法で実現で
きる光走査装置を提供することにある。また、本発明の
他の目的は、ビーム径を適正な値にすることができる光
走査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、光源が発
した複数本のビームをカップリングレンズで集光して回
転多面鏡に入射させる光ビーム入射光学系を有する光走
査装置において、前記カップリングレンズと回転多面鏡
との間にリレーレンズを設けることにより達成される。
した複数本のビームをカップリングレンズで集光して回
転多面鏡に入射させる光ビーム入射光学系を有する光走
査装置において、前記カップリングレンズと回転多面鏡
との間にリレーレンズを設けることにより達成される。
【０００８】
【作用】本発明によれば、カップリングレンズの後にリ
レーレンズを設けたので、複数本のビームが回転多面鏡
表面上に交差するようになり、シリンダレンズ、回転多
面鏡、Ｆθレンズの大きさを、１本ビームで走査すると
きとほぼ同じ寸法で実現できるようになる。また、光源
とカップリングレンズとの距離、カップリングレンズお
よびリレーレンズの焦点距離、カップリングレンズおよ
びリレーレンズにおけるビーム径、リレーレンズおよび
回転多面鏡間の距離を、所定の条件下に設定することに
より、任意のビーム径に拡大縮小することが可能とな
る。
レーレンズを設けたので、複数本のビームが回転多面鏡
表面上に交差するようになり、シリンダレンズ、回転多
面鏡、Ｆθレンズの大きさを、１本ビームで走査すると
きとほぼ同じ寸法で実現できるようになる。また、光源
とカップリングレンズとの距離、カップリングレンズお
よびリレーレンズの焦点距離、カップリングレンズおよ
びリレーレンズにおけるビーム径、リレーレンズおよび
回転多面鏡間の距離を、所定の条件下に設定することに
より、任意のビーム径に拡大縮小することが可能とな
る。
【０００９】
【実施例】図１は本発明によるマルチビーム光走査装置
の実施例を示す図である。図１は、光学系の走査面を見
た図である。この図１では走査ビーム数を２本とし、光
線８、光線９と表示している。半導体レーザアレイなど
で構成される光源１から出た複数の光ビームはカップリ
ングレンズ２によってコリメートされ、その後、リレー
レンズ３によって平行光にされ、シリンダレンズ４を通
り回転多面鏡５上へ副走査方向ビームのみ絞り込まれ
る。この後、回転多面鏡５で偏向走査されＦθレンズ６
で感光体７上へ絞り込まれる。図２は、光線８、光線９
の複数ビーム光の中心光線を示した図である。図２でマ
ルチビームの中心光線は、カップリングレンズ２まで平
行光となり、そのあと一度交差してリレーレンズ３へ向
かう。このあと回転多面鏡面上ですべてのビーム光線が
交差するようにしている。
の実施例を示す図である。図１は、光学系の走査面を見
た図である。この図１では走査ビーム数を２本とし、光
線８、光線９と表示している。半導体レーザアレイなど
で構成される光源１から出た複数の光ビームはカップリ
ングレンズ２によってコリメートされ、その後、リレー
レンズ３によって平行光にされ、シリンダレンズ４を通
り回転多面鏡５上へ副走査方向ビームのみ絞り込まれ
る。この後、回転多面鏡５で偏向走査されＦθレンズ６
で感光体７上へ絞り込まれる。図２は、光線８、光線９
の複数ビーム光の中心光線を示した図である。図２でマ
ルチビームの中心光線は、カップリングレンズ２まで平
行光となり、そのあと一度交差してリレーレンズ３へ向
かう。このあと回転多面鏡面上ですべてのビーム光線が
交差するようにしている。
【００１０】マルチビーム光源と、カップリングレンズ
の距離をＡ、カップリングレンズの焦点距離をＢ、リレ
ーレンズの焦点距離をＣ、カップリングレンズにおける
ビーム径をＤ、リレーレンズにおけるビーム径をＥ、リ
レーレンズと回転多面鏡の間の距離をＣ＋Ｇとする。ま
た、リレーレンズの後の光は平行光となるようにしてい
る。以上は、図５、図６のように図示できる。図５は、
マルチビームの中の１つの光線の拡がりの様子を示し、
図６は、２本のマルチビームの中心光の光路を示してい
る。
の距離をＡ、カップリングレンズの焦点距離をＢ、リレ
ーレンズの焦点距離をＣ、カップリングレンズにおける
ビーム径をＤ、リレーレンズにおけるビーム径をＥ、リ
レーレンズと回転多面鏡の間の距離をＣ＋Ｇとする。ま
た、リレーレンズの後の光は平行光となるようにしてい
る。以上は、図５、図６のように図示できる。図５は、
マルチビームの中の１つの光線の拡がりの様子を示し、
図６は、２本のマルチビームの中心光の光路を示してい
る。
【００１１】まず、焦点距離Ｂのカップリングレンズに
関して、レンズの公式より式（３）が成り立つ。 Ｂ2＝（Ａ−Ｂ）×（（ＣＤ／Ｅ）−Ｂ）…（３） 式（３）を変形すると、（１）式になる。 Ａ＝ＢＣＤ／（ＣＤ−ＢＥ）…（１） 次に、焦点距離Ｃのリレーレンズに関して、レンズの公
式より式（４）が成り立つ。 Ｃ2＝（（（ＤＣ＋ＥＣ）／Ｅ）−Ｂ−Ｃ）×Ｇ …（４） 式（４）をまとめると式（２）になる。 Ｇ＝ＥＣ2／（ＤＣ＋ＥＣ−ＥＢ−ＥＣ）…（２） よって、式（１）（２）を満たすように配置すれば、各
マルチビームの中心光が回転多面鏡上で交差し、且つそ
れぞれ適正な大きさで平行なビームを得ることができ
る。
関して、レンズの公式より式（３）が成り立つ。 Ｂ2＝（Ａ−Ｂ）×（（ＣＤ／Ｅ）−Ｂ）…（３） 式（３）を変形すると、（１）式になる。 Ａ＝ＢＣＤ／（ＣＤ−ＢＥ）…（１） 次に、焦点距離Ｃのリレーレンズに関して、レンズの公
式より式（４）が成り立つ。 Ｃ2＝（（（ＤＣ＋ＥＣ）／Ｅ）−Ｂ−Ｃ）×Ｇ …（４） 式（４）をまとめると式（２）になる。 Ｇ＝ＥＣ2／（ＤＣ＋ＥＣ−ＥＢ−ＥＣ）…（２） よって、式（１）（２）を満たすように配置すれば、各
マルチビームの中心光が回転多面鏡上で交差し、且つそ
れぞれ適正な大きさで平行なビームを得ることができ
る。
【００１２】実際に数値をいれて検討してみる。例え
ば、Ｂ＝１５ｍｍ、Ｃ＝１００ｍｍ、Ｄ＝６ｍｍ、Ｅ＝
９ｍｍ、なら式（１）より、 Ａ＝１５×１００×６／（６００−１５×９）＝１９.
３５ となり、Ａ＝約１９.３５ｍｍと求められる。
ば、Ｂ＝１５ｍｍ、Ｃ＝１００ｍｍ、Ｄ＝６ｍｍ、Ｅ＝
９ｍｍ、なら式（１）より、 Ａ＝１５×１００×６／（６００−１５×９）＝１９.
３５ となり、Ａ＝約１９.３５ｍｍと求められる。
【００１３】また、式（２）より、 Ｇ＝９×１００2／(６×１００＋９×１００−９×１５
−９×１００)＝１９３.５ となり、１９３.５ｍｍとなる。
−９×１００)＝１９３.５ となり、１９３.５ｍｍとなる。
【００１４】よって、上記の設計値にもとずいて実施例
を図示すれば、図７のようになり望みの光学系が得られ
ることになる。この図７では、２本のマルチビームの中
心光線のみ示している。走査ビーム数がさらに増加して
も、本発明が適用できることは明らかである。
を図示すれば、図７のようになり望みの光学系が得られ
ることになる。この図７では、２本のマルチビームの中
心光線のみ示している。走査ビーム数がさらに増加して
も、本発明が適用できることは明らかである。
【００１５】なお、上記実施例の説明においては、シリ
ンダレンズとＦθレンズを含む走査光学系について説明
したが、これらのレンズを含まない光走査光学系につい
ても同様の効果があることは明らかである。
ンダレンズとＦθレンズを含む走査光学系について説明
したが、これらのレンズを含まない光走査光学系につい
ても同様の効果があることは明らかである。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、ビーム径も任意の大き
さにすることができるとともに、１本ビームで走査する
レーザ走査装置の場合とほぼ同寸法のシリンダレンズ、
回転多面鏡、Ｆθレンズを用いてマルチビームのレーザ
走査装置を実現することができる。
さにすることができるとともに、１本ビームで走査する
レーザ走査装置の場合とほぼ同寸法のシリンダレンズ、
回転多面鏡、Ｆθレンズを用いてマルチビームのレーザ
走査装置を実現することができる。
【図１】本発明の実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例を示す概略構成図である。
【図３】従来例を示す説明図である。
【図４】従来例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施例を示す要部説明図である。
【図６】本発明の実施例を示す要部説明図である。
【図７】本発明による具体例を示す説明図である。
１は光源、２はカップリングレンズ、３はリレーレン
ズ、４はシリンダレンズ、５は回転多面鏡、６はＦθレ
ンズ、７は感光体である。
ズ、４はシリンダレンズ、５は回転多面鏡、６はＦθレ
ンズ、７は感光体である。
Claims (2)
- 【請求項１】光源が発した複数本のビームをカップリン
グレンズで集光して回転多面鏡に入射させる光ビーム入
射光学系を有する光走査装置において、前記カップリン
グレンズと回転多面鏡との間にリレーレンズを設けたこ
とを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】光源が発した複数本のビームをカップリン
グレンズで集光して回転多面鏡に入射させる光ビーム入
射光学系を有する光走査装置において、前記カップリン
グレンズと回転多面鏡との間にリレーレンズを設けると
ともに、前記光源とカップリングレンズとの距離をＡ、
カップリングレンズの焦点距離をＢ、リレーレンズの焦
点距離をＣ、カップリングレンズにおけるビーム径を
Ｄ、リレーレンズにおけるビーム径をＥ、リレーレンズ
および回転多面鏡間の距離をＣ＋Ｇとしたとき、 Ａ＝ＢＣＤ／（ＣＤ−ＢＥ）、 Ｇ＝ＥＣ2／（ＤＣ＋ＥＣ−ＥＢ−ＥＣ） を満足する条件で前記複数本のビームを走査することを
特徴とする光走査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21752695A JPH0961737A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 光走査装置および光走査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21752695A JPH0961737A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 光走査装置および光走査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961737A true JPH0961737A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16705632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21752695A Withdrawn JPH0961737A (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 光走査装置および光走査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961737A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435023B1 (ko) * | 2000-10-10 | 2004-06-09 | 캐논 가부시끼가이샤 | 멀티빔광주사광학계, 멀티빔광주사장치, 및 화상형성장치 |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP21752695A patent/JPH0961737A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435023B1 (ko) * | 2000-10-10 | 2004-06-09 | 캐논 가부시끼가이샤 | 멀티빔광주사광학계, 멀티빔광주사장치, 및 화상형성장치 |
| US6989855B2 (en) | 2000-10-10 | 2006-01-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi-beam scanning optical system, multi-beam scanning optical apparatus, and image forming apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021105 |