JPH10129033A - マルチビーム記録装置 - Google Patents
マルチビーム記録装置Info
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- JPH10129033A JPH10129033A JP30241996A JP30241996A JPH10129033A JP H10129033 A JPH10129033 A JP H10129033A JP 30241996 A JP30241996 A JP 30241996A JP 30241996 A JP30241996 A JP 30241996A JP H10129033 A JPH10129033 A JP H10129033A
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- light emitting
- emitting diode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光ダイオードを光源として用いる場合、個
々の部品毎に射出光の指向性が異なるため、開口と発光
ダイオードとの位置関係が一律に定められている場合に
は、必ずしも発光ダイオードの光量を有効に利用できな
い。 【解決手段】 複数の発光ダイオード１１が基板１２上
に配列して構成される光源部１０と、この光源部の各発
光ダイオード毎に設けられて発光ダイオードの射出光の
範囲を限定する開口２１を備える開口板２０と、開口２
１を透過した光束を記録対象面上に縮小投影する投影光
学系３０と、感光体Ｐが載置されるテーブル４０とから
構成される。各発光ダイオード１１と対応する開口２１
とは、各発光ダイオード１１の指向性に合わせて最も射
出光の強度分布の高い部分が開口２１を透過するよう相
対的な位置関係が定められている。
々の部品毎に射出光の指向性が異なるため、開口と発光
ダイオードとの位置関係が一律に定められている場合に
は、必ずしも発光ダイオードの光量を有効に利用できな
い。 【解決手段】 複数の発光ダイオード１１が基板１２上
に配列して構成される光源部１０と、この光源部の各発
光ダイオード毎に設けられて発光ダイオードの射出光の
範囲を限定する開口２１を備える開口板２０と、開口２
１を透過した光束を記録対象面上に縮小投影する投影光
学系３０と、感光体Ｐが載置されるテーブル４０とから
構成される。各発光ダイオード１１と対応する開口２１
とは、各発光ダイオード１１の指向性に合わせて最も射
出光の強度分布の高い部分が開口２１を透過するよう相
対的な位置関係が定められている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の発光ダイ
オードを有する光源部からの光束を記録対象面上に縮小
投影してパターンを形成するマルチビーム記録装置に関
する。
オードを有する光源部からの光束を記録対象面上に縮小
投影してパターンを形成するマルチビーム記録装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】この種のマルチビーム記録装置は、例え
ば特開平６−１８６４９０号公報に開示される。この公
報に開示される装置では、二次元配列された複数の半導
体レーザーを有する光源部を備える光源部からの光束を
それぞれ対応する開口を介して縮小投影光学系に入射さ
せ、この投影光学系を介して感光材料上に光源部の発光
パターンを投影して露光を繰り返しつつ、感光材料を走
査させて順次パターンを記録する。
ば特開平６−１８６４９０号公報に開示される。この公
報に開示される装置では、二次元配列された複数の半導
体レーザーを有する光源部を備える光源部からの光束を
それぞれ対応する開口を介して縮小投影光学系に入射さ
せ、この投影光学系を介して感光材料上に光源部の発光
パターンを投影して露光を繰り返しつつ、感光材料を走
査させて順次パターンを記録する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマルチ
ビーム光学装置は、光源として半導体レーザーを利用す
るために光源部のコストが高く、半導体レーザーに代え
てより安価な発光ダイオードを用いることができればよ
り望ましい。ただし、発光ダイオードは個々の部品毎に
射出光の指向性が異なるため、開口と発光ダイオードと
の位置関係が一律に定められている場合には、必ずしも
発光ダイオードの光量を有効に利用することができると
は限らない。
ビーム光学装置は、光源として半導体レーザーを利用す
るために光源部のコストが高く、半導体レーザーに代え
てより安価な発光ダイオードを用いることができればよ
り望ましい。ただし、発光ダイオードは個々の部品毎に
射出光の指向性が異なるため、開口と発光ダイオードと
の位置関係が一律に定められている場合には、必ずしも
発光ダイオードの光量を有効に利用することができると
は限らない。
【０００４】特に、光源部の像を投影光学系により縮小
投影して高精細なパターンを形成する装置においては、
開口の径は極めて小さいため、発光ダイオードの最も発
光強度分布の高い射出方向が開口の位置する方向に一致
しない場合には、発光ダイオードから記録対象面に達す
る光の強度は容易に低下する。一部の発光ダイオードか
ら記録対象面に達する光量が低下すると、同一の発光量
に対する露光量の割合、すなわち光量の利用効率が異な
ることとなるため、形成されるパターンにばらつきが生
じる。また、この利用効率の違いを考慮して発光量を制
御したとしても、全体の描画速度は利用効率の低い部分
に合わせる必要があるため、描画速度が低下する。
投影して高精細なパターンを形成する装置においては、
開口の径は極めて小さいため、発光ダイオードの最も発
光強度分布の高い射出方向が開口の位置する方向に一致
しない場合には、発光ダイオードから記録対象面に達す
る光の強度は容易に低下する。一部の発光ダイオードか
ら記録対象面に達する光量が低下すると、同一の発光量
に対する露光量の割合、すなわち光量の利用効率が異な
ることとなるため、形成されるパターンにばらつきが生
じる。また、この利用効率の違いを考慮して発光量を制
御したとしても、全体の描画速度は利用効率の低い部分
に合わせる必要があるため、描画速度が低下する。
【０００５】なお、このような光量低下を避けるために
は、指向性の揃った発光ダイオードのみを選別して使用
すればよいが、その場合には発光ダイオードの歩留まり
が悪くなり、結果的に装置のコストを上昇させるという
問題がある。
は、指向性の揃った発光ダイオードのみを選別して使用
すればよいが、その場合には発光ダイオードの歩留まり
が悪くなり、結果的に装置のコストを上昇させるという
問題がある。
【０００６】この発明は、上記の課題に鑑みてなされた
ものであり、光源として発光ダイオードを用いた場合
に、発光ダイオードの歩留まりを低下させずに像面上に
達する光の強度を高く保つことができるマルチビーム記
録装置を提供することを目的とする。
ものであり、光源として発光ダイオードを用いた場合
に、発光ダイオードの歩留まりを低下させずに像面上に
達する光の強度を高く保つことができるマルチビーム記
録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるマルチ
ビーム記録装置は、上記の目的を達成させるため、複数
の発光ダイオードを備える光源部と、各発光ダイオード
毎に設けられて発光ダイオードの射出光の範囲を限定す
る開口を備える開口板と、発光ダイオードから発して開
口を透過した光束を記録対象面上に縮小投影する投影光
学系とを有し、各発光ダイオードと対応する開口とは、
当該発光ダイオードの指向性に合わせて最も強度分布の
高い部分が開口を透過するよう相対的な位置関係が定め
られていることを特徴とする。また、上記の前提におい
て、投影光学系の最も光源部側に配置された大口径のコ
ンデンサレンズを光軸方向に移動可能としたことを特徴
とする。
ビーム記録装置は、上記の目的を達成させるため、複数
の発光ダイオードを備える光源部と、各発光ダイオード
毎に設けられて発光ダイオードの射出光の範囲を限定す
る開口を備える開口板と、発光ダイオードから発して開
口を透過した光束を記録対象面上に縮小投影する投影光
学系とを有し、各発光ダイオードと対応する開口とは、
当該発光ダイオードの指向性に合わせて最も強度分布の
高い部分が開口を透過するよう相対的な位置関係が定め
られていることを特徴とする。また、上記の前提におい
て、投影光学系の最も光源部側に配置された大口径のコ
ンデンサレンズを光軸方向に移動可能としたことを特徴
とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるマルチビ
ーム記録装置の実施例を説明する。実施例のマルチビー
ム記録装置は、図１に示されるように、複数の発光ダイ
オード１１が基板１２上に配列して構成される光源部１
０と、この光源部の各発光ダイオード毎に設けられて発
光ダイオードの射出光の範囲を限定する開口２１を備え
る開口板２０と、第１〜第５レンズ３１，３２，３３，
３４，３５から成り、発光ダイオード１１から発して開
口２１を透過した光束を記録対象面上に縮小投影する投
影光学系３０と、記録対象である感光体Ｐが載置される
テーブル４０とから構成される。基板１２、開口板２
０、感光体Ｐは、いずれも投影光学系３０の光軸に対し
て垂直に配置されている。
ーム記録装置の実施例を説明する。実施例のマルチビー
ム記録装置は、図１に示されるように、複数の発光ダイ
オード１１が基板１２上に配列して構成される光源部１
０と、この光源部の各発光ダイオード毎に設けられて発
光ダイオードの射出光の範囲を限定する開口２１を備え
る開口板２０と、第１〜第５レンズ３１，３２，３３，
３４，３５から成り、発光ダイオード１１から発して開
口２１を透過した光束を記録対象面上に縮小投影する投
影光学系３０と、記録対象である感光体Ｐが載置される
テーブル４０とから構成される。基板１２、開口板２
０、感光体Ｐは、いずれも投影光学系３０の光軸に対し
て垂直に配置されている。
【０００９】ここで図中に投影光学系３０の光軸と平行
なｘ軸と、これと直交する面内で互いに直交するｙ軸、
ｚ軸とを定義する。光源部１０は、ｙ−ｚ面内で例えば
６４列３２行で合わせて２０４８個の発光ダイオード１
１が２次元のマトリクス状に配列して構成されており、
同様に開口板２０には発光ダイオードに対応して２０４
８個の開口２１が２次元的に形成されている。
なｘ軸と、これと直交する面内で互いに直交するｙ軸、
ｚ軸とを定義する。光源部１０は、ｙ−ｚ面内で例えば
６４列３２行で合わせて２０４８個の発光ダイオード１
１が２次元のマトリクス状に配列して構成されており、
同様に開口板２０には発光ダイオードに対応して２０４
８個の開口２１が２次元的に形成されている。
【００１０】投影光学系３０は、絞りＳを境に光源部側
に位置する第１〜第４レンズ３１，３２，３３，３４か
ら構成される第１群と、感光体Ｐ側に位置する第５レン
ズ３５から構成される第２レンズ群とから構成され、少
なくとも感光体Ｐ側に対してテレセントリックである。
最も光源部側の第１レンズ３１は、最も口径が大きいコ
ンデンサレンズであり、主として開口を透過した光束を
第１レンズ３１より像側のレンズ群に効率よく入射させ
るための機能を有する。また、第１レンズ３１は、開口
から射出する光束の像側のレンズ群への入射角度を調整
するために、光軸方向に移動調整可能である。
に位置する第１〜第４レンズ３１，３２，３３，３４か
ら構成される第１群と、感光体Ｐ側に位置する第５レン
ズ３５から構成される第２レンズ群とから構成され、少
なくとも感光体Ｐ側に対してテレセントリックである。
最も光源部側の第１レンズ３１は、最も口径が大きいコ
ンデンサレンズであり、主として開口を透過した光束を
第１レンズ３１より像側のレンズ群に効率よく入射させ
るための機能を有する。また、第１レンズ３１は、開口
から射出する光束の像側のレンズ群への入射角度を調整
するために、光軸方向に移動調整可能である。
【００１１】各発光ダイオード１１と対応する開口２１
とは、各発光ダイオード１１の指向性に合わせて最も射
出光の強度分布の高い部分が開口２１を透過するよう相
対的な位置関係が定められている。この例では、開口２
１が一定の規則に従って形成され、発光ダイオード１１
がこれらの開口の位置に合わせて射出光が効率よく開口
２１を透過するよう配置されている。
とは、各発光ダイオード１１の指向性に合わせて最も射
出光の強度分布の高い部分が開口２１を透過するよう相
対的な位置関係が定められている。この例では、開口２
１が一定の規則に従って形成され、発光ダイオード１１
がこれらの開口の位置に合わせて射出光が効率よく開口
２１を透過するよう配置されている。
【００１２】発光ダイオード１１から発した光束は、開
口２１を透過して投影光学系３０を介して感光体Ｐ上に
スポットを形成する。開口板２０の開口２１は、ｙ方向
に関しては隣接する２つの開口からの光束が感光体上で
形成するスポットの中心間のｙ方向の距離がスポット径
の３２倍となるよう形成されており、ｚ方向に関しては
隣接する２つの開口からの光束により形成されるスポッ
トの中心間のｙ方向の距離がスポット径と等しくなるよ
う形成されている。すなわち、開口２１は、ｙ方向に関
してはｙ方向と平行な直線上に配列し、ｚ方向に関して
はｚ方向に対して所定の角度を持つ斜めの直線上に配列
する。
口２１を透過して投影光学系３０を介して感光体Ｐ上に
スポットを形成する。開口板２０の開口２１は、ｙ方向
に関しては隣接する２つの開口からの光束が感光体上で
形成するスポットの中心間のｙ方向の距離がスポット径
の３２倍となるよう形成されており、ｚ方向に関しては
隣接する２つの開口からの光束により形成されるスポッ
トの中心間のｙ方向の距離がスポット径と等しくなるよ
う形成されている。すなわち、開口２１は、ｙ方向に関
してはｙ方向と平行な直線上に配列し、ｚ方向に関して
はｚ方向に対して所定の角度を持つ斜めの直線上に配列
する。
【００１３】感光体Ｐ上のｙ方向のあるラインに着目す
ると、テーブル４０をｚ方向に移動させることにより、
開口のｙ方向の各行からの光束が順次到達し、３２行の
光束が達した時点で当該ライン上のパターンが完成され
る。テーブル４０がｚ方向に移動して２０４８スポット
分の帯状の領域のパターン形成が終了すると、光学系ユ
ニットをｙ方向に移動させて次の帯状の領域にパターン
を形成する。
ると、テーブル４０をｚ方向に移動させることにより、
開口のｙ方向の各行からの光束が順次到達し、３２行の
光束が達した時点で当該ライン上のパターンが完成され
る。テーブル４０がｚ方向に移動して２０４８スポット
分の帯状の領域のパターン形成が終了すると、光学系ユ
ニットをｙ方向に移動させて次の帯状の領域にパターン
を形成する。
【００１４】発光ダイオード１１は、前述のように個々
の部品毎に射出光の指向性にばらつきがある。図２は、
射出光の指向性の例を示す図であり、(Ａ)は指向性に偏
りがない場合、(Ｂ)は偏りがある場合を示している。図
中の楕円が射出光束の広がりを示し、原点Ｏから楕円の
円周状の点に引いたベクトルがその方向に向かう光束の
強度を示す。指向性に偏りがない場合には、図２(Ａ)に
示されるように、発光量分布のピークとなる光線Ｌｐが
基準軸０゜の方向に向き、中心軸とのなす角度が大きく
なるほど強度が漸減する。例えば６゜の方向に向かう光
線の強度はピークの約８０％となる。これに対して、射
出光の指向性に偏りがある場合には、発光量分布のピー
クとなる光線Ｌｐが基準軸０゜に一致しない。図２(Ｂ)
の例では、発光量分布のピークとなる光線Ｌｐが基準軸
０゜に対して約６゜をなし、基準軸に一致する方向の光
線の強度はピークの約８０％となっている。
の部品毎に射出光の指向性にばらつきがある。図２は、
射出光の指向性の例を示す図であり、(Ａ)は指向性に偏
りがない場合、(Ｂ)は偏りがある場合を示している。図
中の楕円が射出光束の広がりを示し、原点Ｏから楕円の
円周状の点に引いたベクトルがその方向に向かう光束の
強度を示す。指向性に偏りがない場合には、図２(Ａ)に
示されるように、発光量分布のピークとなる光線Ｌｐが
基準軸０゜の方向に向き、中心軸とのなす角度が大きく
なるほど強度が漸減する。例えば６゜の方向に向かう光
線の強度はピークの約８０％となる。これに対して、射
出光の指向性に偏りがある場合には、発光量分布のピー
クとなる光線Ｌｐが基準軸０゜に一致しない。図２(Ｂ)
の例では、発光量分布のピークとなる光線Ｌｐが基準軸
０゜に対して約６゜をなし、基準軸に一致する方向の光
線の強度はピークの約８０％となっている。
【００１５】各発光ダイオードは、上記のような射出光
の指向性に応じて各開口２１に対して異なる位置関係で
配置される。図３に示されるように、発光ダイオード１
１の指向性に偏りがなく、中心光の射出角度範囲Ａｃと
周辺光の射出角度範囲Ａｐとが共に発光ダイオードの中
心を通る基準軸Ｒｘを中心に対称になる場合、あるい
は、図４に示されるように、中心光の射出角度範囲Ａｃ
が基準軸Ｒｘを中心に対称になり、周辺光の射出角度範
囲Ａｐが基準軸Ｒｘに対して非対称になる場合には、い
ずれも発光ダイオード１１は基準軸Ｒｘが開口２１の中
心に一致するよう配置される。
の指向性に応じて各開口２１に対して異なる位置関係で
配置される。図３に示されるように、発光ダイオード１
１の指向性に偏りがなく、中心光の射出角度範囲Ａｃと
周辺光の射出角度範囲Ａｐとが共に発光ダイオードの中
心を通る基準軸Ｒｘを中心に対称になる場合、あるい
は、図４に示されるように、中心光の射出角度範囲Ａｃ
が基準軸Ｒｘを中心に対称になり、周辺光の射出角度範
囲Ａｐが基準軸Ｒｘに対して非対称になる場合には、い
ずれも発光ダイオード１１は基準軸Ｒｘが開口２１の中
心に一致するよう配置される。
【００１６】中心光は、その中心軸が光量分布のピーク
となる光束であり、周辺光は、これより低光量の広がり
を持つ光束である。基準軸Ｒｘは、開口板２０に対して
垂直な軸であり、図３、図４の場合には開口２１を透過
するピークを含む中心光が開口板２０と垂直に、したが
って、投影光学系３０の光軸と平行に進むこととなる。
となる光束であり、周辺光は、これより低光量の広がり
を持つ光束である。基準軸Ｒｘは、開口板２０に対して
垂直な軸であり、図３、図４の場合には開口２１を透過
するピークを含む中心光が開口板２０と垂直に、したが
って、投影光学系３０の光軸と平行に進むこととなる。
【００１７】これに対して、図５に示されるように、中
心光の射出角度範囲Ａｃ、周辺光の射出角度範囲Ａｐが
いずれも基準軸Ｒｘに対して非対称になる場合には、発
光ダイオード１１は基準軸Ｒｘが開口２１の中心に一致
する位置ではなく、中心光の中心軸Ｌｐが開口２１の中
心に一致するよう配置される。この場合、開口２１を透
過するピークを含む中心光が開口板２０に対して所定の
角度を持ち、したがって、投影光学系３０の光軸に対し
て斜めに進むこととなる。
心光の射出角度範囲Ａｃ、周辺光の射出角度範囲Ａｐが
いずれも基準軸Ｒｘに対して非対称になる場合には、発
光ダイオード１１は基準軸Ｒｘが開口２１の中心に一致
する位置ではなく、中心光の中心軸Ｌｐが開口２１の中
心に一致するよう配置される。この場合、開口２１を透
過するピークを含む中心光が開口板２０に対して所定の
角度を持ち、したがって、投影光学系３０の光軸に対し
て斜めに進むこととなる。
【００１８】光源部１０を組み立てる際には、事前に各
発光ダイオードの指向性を調べて指向性の偏り量毎に分
類しておき、図３あるいは図４に示されるような比較的
偏りが少ない発光ダイオードを投影光学系の光軸と交差
する中心部近傍に配置し、光軸からの距離が大きくなる
にしたがって図５に示されるような指向性の偏りが大き
い発光ダイオードを配置する。光軸に近い中心部からの
光束は、第１レンズ３１を光軸方向に移動させた際にも
方向の変化は小さく、感光体Ｐに達する割合(利用効率)
を高めるためには射出光が光軸に対して平行に近づける
ことが望ましい。そのため、中心部では指向性の偏りが
小さい発光ダイオードを用いることが望ましい。
発光ダイオードの指向性を調べて指向性の偏り量毎に分
類しておき、図３あるいは図４に示されるような比較的
偏りが少ない発光ダイオードを投影光学系の光軸と交差
する中心部近傍に配置し、光軸からの距離が大きくなる
にしたがって図５に示されるような指向性の偏りが大き
い発光ダイオードを配置する。光軸に近い中心部からの
光束は、第１レンズ３１を光軸方向に移動させた際にも
方向の変化は小さく、感光体Ｐに達する割合(利用効率)
を高めるためには射出光が光軸に対して平行に近づける
ことが望ましい。そのため、中心部では指向性の偏りが
小さい発光ダイオードを用いることが望ましい。
【００１９】光軸から離れた周辺部では、ピーク光線の
方向が光軸から離れる方向であると、投影光学系に取り
込まれずに損失となる光量の割合が大きくなるため、ピ
ーク光線が光軸方向に向かうように、発光ダイオードの
指向性を投影光学系３０の光軸を中心に回転対称に揃え
る。すなわち、光源部１０上で光軸を中心としたリング
状の領域に、同程度の指向性の偏りを持つ発光ダイオー
ドをそれぞれピーク光が光軸に向かうよう方向付けて配
置する。このような配置によれば、周辺部の各開口から
の光束が光軸を中心に集まる収束光束となるため、第１
レンズ３１の光軸方向の位置を調整することにより、第
２レンズ３２に対して光束を効率よく入射させることが
できる。
方向が光軸から離れる方向であると、投影光学系に取り
込まれずに損失となる光量の割合が大きくなるため、ピ
ーク光線が光軸方向に向かうように、発光ダイオードの
指向性を投影光学系３０の光軸を中心に回転対称に揃え
る。すなわち、光源部１０上で光軸を中心としたリング
状の領域に、同程度の指向性の偏りを持つ発光ダイオー
ドをそれぞれピーク光が光軸に向かうよう方向付けて配
置する。このような配置によれば、周辺部の各開口から
の光束が光軸を中心に集まる収束光束となるため、第１
レンズ３１の光軸方向の位置を調整することにより、第
２レンズ３２に対して光束を効率よく入射させることが
できる。
【００２０】第１レンズ３１は、図１の破線で示す位置
に配置されている場合には、光軸と平行に入射する光束
を効率よく取り込むことができる。すなわち、全ての発
光ダイオードの指向性に偏りがない場合の位置であり、
その場合には、投影光学系３０は光源部側、感光体側の
双方に対してテレセントリックなレンズとなり、指向性
の偏りがない発光ダイオードを利用する際の利用効率を
最大にすることができる。一方、周辺部の発光ダイオー
ドの指向性に偏りがある場合には、第１レンズ３１は例
えば図１に実線で示す位置に配置される。この場合に
は、投影光学系は光源部側に関してはテレセントリック
ではなくなるが、指向性の偏りがある発光ダイオードを
利用する際の利用効率を最大にすることができる。
に配置されている場合には、光軸と平行に入射する光束
を効率よく取り込むことができる。すなわち、全ての発
光ダイオードの指向性に偏りがない場合の位置であり、
その場合には、投影光学系３０は光源部側、感光体側の
双方に対してテレセントリックなレンズとなり、指向性
の偏りがない発光ダイオードを利用する際の利用効率を
最大にすることができる。一方、周辺部の発光ダイオー
ドの指向性に偏りがある場合には、第１レンズ３１は例
えば図１に実線で示す位置に配置される。この場合に
は、投影光学系は光源部側に関してはテレセントリック
ではなくなるが、指向性の偏りがある発光ダイオードを
利用する際の利用効率を最大にすることができる。
【００２１】上記のレンズの移動、あるいは交換による
発光ダイオードからの光束の角度の変化を具体的な数値
例に基づいて説明する。図６は、投影光学系３０の具体
的な構成を示すレンズ図であり、その数値は以下の表１
に示されている。表中の記号ｒは曲率半径、ｄは光軸に
沿った面間の距離、ｎ450は波長450nmにおけるレンズの
屈折率、νdはアッベ数、ｎdはd-line(588nm)における
レンズの屈折率を示している。面番号１、２はコンデン
サレンズである第１レンズ３１、面番号３、４は第２レ
ンズ３２、面番号５、６は第３レンズ３３、面番号７、
８は第４レンズ３４をそれぞれ示す。これらのレンズ３
１〜３４は全て単レンズであるのに対し、第５レンズ３
５は面番号９〜２７で表される１０枚のレンズから構成
されている。
発光ダイオードからの光束の角度の変化を具体的な数値
例に基づいて説明する。図６は、投影光学系３０の具体
的な構成を示すレンズ図であり、その数値は以下の表１
に示されている。表中の記号ｒは曲率半径、ｄは光軸に
沿った面間の距離、ｎ450は波長450nmにおけるレンズの
屈折率、νdはアッベ数、ｎdはd-line(588nm)における
レンズの屈折率を示している。面番号１、２はコンデン
サレンズである第１レンズ３１、面番号３、４は第２レ
ンズ３２、面番号５、６は第３レンズ３３、面番号７、
８は第４レンズ３４をそれぞれ示す。これらのレンズ３
１〜３４は全て単レンズであるのに対し、第５レンズ３
５は面番号９〜２７で表される１０枚のレンズから構成
されている。
【００２２】
【表１】
【００２３】上記の構成によると、投影光学系３０の実
効Ｆナンバーは1:2.5、焦点距離は137.89mm、バックフ
ォーカスは17.97mmとなる。なお、開口板２０と第１レ
ンズ３１の開口版側の面との光軸に沿う距離ｄ0は、基
準状態では13.00mmである。像高Ｙに達する光束の主光
線がコンデンサレンズの手前で光軸となす角度αが、レ
ンズの移動や交換によってどのように変化するかを表１
の構成に基づいて分析した結果を表２に示す。表２のα
0は表１に示される基準状態における数値、αlは第１レ
ンズ３１を像側に150mm平行移動させた場合、すなわ
ち、ｄ0＝163.00mm，ｄ2＝210.48mmに変更した場合の数
値、α2は第１レンズ３１の像側の面の曲率半径ｒ2を-5
50mmに変更した場合、すなわち、第１レンズ３５をｒ1
＝∞、ｒ2=-550mm、ｄ1＝47mmのレンズに交換した場合
の数値である。
効Ｆナンバーは1:2.5、焦点距離は137.89mm、バックフ
ォーカスは17.97mmとなる。なお、開口板２０と第１レ
ンズ３１の開口版側の面との光軸に沿う距離ｄ0は、基
準状態では13.00mmである。像高Ｙに達する光束の主光
線がコンデンサレンズの手前で光軸となす角度αが、レ
ンズの移動や交換によってどのように変化するかを表１
の構成に基づいて分析した結果を表２に示す。表２のα
0は表１に示される基準状態における数値、αlは第１レ
ンズ３１を像側に150mm平行移動させた場合、すなわ
ち、ｄ0＝163.00mm，ｄ2＝210.48mmに変更した場合の数
値、α2は第１レンズ３１の像側の面の曲率半径ｒ2を-5
50mmに変更した場合、すなわち、第１レンズ３５をｒ1
＝∞、ｒ2=-550mm、ｄ1＝47mmのレンズに交換した場合
の数値である。
【００２４】
【表２】
【００２５】上記の表２より、同一の像高に向かう光束
であっても、第１レンズの位置、パワーを変えることに
より主光線の光軸に対する角度が変化することが理解で
きる。すなわち、発光ダイオードから発する光束の主光
線の方向が標準的な方向とは異なる場合にも、方向に合
わせてレンズの位置、パワーを変化させることにより、
光束を有効に取り込ませることかできる。
であっても、第１レンズの位置、パワーを変えることに
より主光線の光軸に対する角度が変化することが理解で
きる。すなわち、発光ダイオードから発する光束の主光
線の方向が標準的な方向とは異なる場合にも、方向に合
わせてレンズの位置、パワーを変化させることにより、
光束を有効に取り込ませることかできる。
【００２６】なお、上記の例では、周辺部の光束のピー
ク光線を投影光学系の光軸に向けるために、コンデンサ
レンズである第１レンズ３１を光軸方向に移動させる構
成を採用しているが、上記目的を達成するための手段は
これに限られず、コンデンサレンズをパワーの異なるレ
ンズに交換してもよいし、あるいは、パワーの弱いレン
ズや中心部が厚く周辺部が薄い円錐形のプリズムを挿入
してもよい。
ク光線を投影光学系の光軸に向けるために、コンデンサ
レンズである第１レンズ３１を光軸方向に移動させる構
成を採用しているが、上記目的を達成するための手段は
これに限られず、コンデンサレンズをパワーの異なるレ
ンズに交換してもよいし、あるいは、パワーの弱いレン
ズや中心部が厚く周辺部が薄い円錐形のプリズムを挿入
してもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、指向性に偏りを持つ発光ダイオードを用いて利用効
率の高いマルチビーム記録装置を構成することができ、
発光ダイオードの歩留まりを向上させて装置のコストを
低減させることができる。
ば、指向性に偏りを持つ発光ダイオードを用いて利用効
率の高いマルチビーム記録装置を構成することができ、
発光ダイオードの歩留まりを向上させて装置のコストを
低減させることができる。
【図１】 この発明にかかるマルチビーム記録装置の概
略を示す説明図である。
略を示す説明図である。
【図２】 発光ダイオードの射出光の指向性を示す説明
図である。
図である。
【図３】 発光ダイオードと開口との位置関係の一例を
示す説明図であり、周辺光、中心光の射出方向がいずれ
も基準軸に一致する例を示す。
示す説明図であり、周辺光、中心光の射出方向がいずれ
も基準軸に一致する例を示す。
【図４】 発光ダイオードと開口との位置関係の他の例
を示す説明図であり、中心光の射出方向が基準軸に一致
し、周辺光の射出方向が基準軸とは異なる例を示す。
を示す説明図であり、中心光の射出方向が基準軸に一致
し、周辺光の射出方向が基準軸とは異なる例を示す。
【図５】 発光ダイオードと開口との位置関係のさらに
他の例を示す説明図であり、周辺光、中心光の射出方向
がいずれも基準軸に一致しない例を示す。
他の例を示す説明図であり、周辺光、中心光の射出方向
がいずれも基準軸に一致しない例を示す。
【図６】 実施形態のマルチビーム記録装置の投影光学
系の設計例を示すレンズ図である。
系の設計例を示すレンズ図である。
１０ 光源部 １１ 発光ダイオード ２０ 開口板 ２１ 開口 ３０ 投影光学系 Ｐ 感光体
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の発光ダイオードを備える光源部
と、 各発光ダイオード毎に設けられて前記発光ダイオードの
射出光の範囲を限定する開口を備える開口板と、 前記発光ダイオードから発して前記開口を透過した光束
を記録対象面上に縮小投影する投影光学系とを有し、 前記各発光ダイオードと対応する前記開口とは、当該発
光ダイオードの指向性に合わせて最も強度分布の高い部
分が前記開口を透過するよう相対的な位置関係が定めら
れていることを特徴とするマルチビーム記録装置。 - 【請求項２】 前記開口板上の複数の開口は、一定の規
則で配置されており、前記発光ダイオードは、前記各開
口に合わせて位置が調整されることを特徴とする請求項
１に記載のマルチビーム記録装置。 - 【請求項３】 前記光源部の発光ダイオードは、強度の
高い射出方向が前記投影光学系の光軸方向に向かうよう
配置されていることを特徴とする請求項１に記載のマル
チビーム記録装置。 - 【請求項４】 前記発光ダイオードの指向性が前記投影
光学系の光軸を中心に回転対称に揃えられていることを
特徴とする請求項３に記載のマルチビーム記録装置。 - 【請求項５】 前記投影光学系は、最も前記光源部側に
大口径のコンデンサレンズを含み、該コンデンサレンズ
が光軸方向に移動可能であることを特徴とする請求項４
に記載のマルチビーム記録装置。 - 【請求項６】 前記投影光学系は、最も前記光源部側に
大口径のコンデンサレンズを含み、該コンデンサレンズ
は、パワーの異なるレンズと交換可能であることを特徴
とする請求項４に記載のマルチビーム記録装置。 - 【請求項７】 複数の発光ダイオードを備える光源部
と、各発光ダイオード毎に設けられて前記発光ダイオー
ドの射出光の範囲を限定する開口を備える開口板と、前
記発光ダイオードから発して前記開口を透過した光束を
記録対象面上に縮小投影する投影光学系とを有するマル
チビーム記録装置において、 前記投影光学系は、前記光源部側に配置されたコンデン
サレンズと、該コンデンサレンズより前記記録対象面側
に配置された像側レンズ群とから構成され、前記開口か
ら射出する光束の前記像側レンズ群への入射角度を調整
するために、前記コンデンサレンズを光軸方向に移動可
能としたことを特徴とするマルチビーム記録装置。 - 【請求項８】 複数の発光ダイオードを備える光源部
と、各発光ダイオード毎に設けられて前記発光ダイオー
ドの射出光の範囲を限定する開口を備える開口板と、前
記発光ダイオードから発して前記開口を透過した光束を
記録対象面上に縮小投影する投影光学系とを有するマル
チビーム記録装置において、 前記投影光学系は、前記光源部側に配置されたコンデン
サレンズと、該コンデンサレンズより前記記録対象面側
に配置された像側レンズ群とから構成され、前記開口か
ら射出する光束の前記像側レンズ群への入射角度を調整
するために、前記コンデンサレンズをパワーの異なるレ
ンズと交換可能としたことを特徴とするマルチビーム記
録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30241996A JPH10129033A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | マルチビーム記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30241996A JPH10129033A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | マルチビーム記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10129033A true JPH10129033A (ja) | 1998-05-19 |
Family
ID=17908699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30241996A Withdrawn JPH10129033A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | マルチビーム記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10129033A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008207540A (ja) * | 2007-02-02 | 2008-09-11 | Seiko Epson Corp | ラインヘッド、該ラインヘッドを用いた露光方法、画像形成装置、画像形成方法、および該ラインヘッドの調整方法 |
| JP2008224957A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Seiko Epson Corp | 画像形成装置および画像形成方法 |
| JP2009067041A (ja) * | 2007-08-20 | 2009-04-02 | Seiko Epson Corp | ラインヘッド及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP2009078538A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-04-16 | Seiko Epson Corp | 露光ヘッド及び該露光ヘッドを用いた画像形成装置 |
-
1996
- 1996-10-28 JP JP30241996A patent/JPH10129033A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008207540A (ja) * | 2007-02-02 | 2008-09-11 | Seiko Epson Corp | ラインヘッド、該ラインヘッドを用いた露光方法、画像形成装置、画像形成方法、および該ラインヘッドの調整方法 |
| JP2008224957A (ja) * | 2007-03-12 | 2008-09-25 | Seiko Epson Corp | 画像形成装置および画像形成方法 |
| JP2009067041A (ja) * | 2007-08-20 | 2009-04-02 | Seiko Epson Corp | ラインヘッド及びそれを用いた画像形成装置 |
| JP2009078538A (ja) * | 2007-09-04 | 2009-04-16 | Seiko Epson Corp | 露光ヘッド及び該露光ヘッドを用いた画像形成装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040427 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040812 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20040917 |