JPH10246860A - 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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JPH10246860A
JPH10246860A JP6534497A JP6534497A JPH10246860A JP H10246860 A JPH10246860 A JP H10246860A JP 6534497 A JP6534497 A JP 6534497A JP 6534497 A JP6534497 A JP 6534497A JP H10246860 A JPH10246860 A JP H10246860A
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JP
Japan
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lens
cylinder lens
optical element
optical
scanning
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JP6534497A
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Inventor
Manabu Kato
加藤  学
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学素子の製作誤差や環境変動等に影響され
ずにピッチムラのない高品位な画像を形成することがで
きるマルチビーム走査光学装置を得ること。 【解決手段】 独立に光変調が可能な複数の発光部を有
する光源手段から出射した複数の光束の状態を第1の光
学素子により他の状態に変換し、変換された複数の光束
を第2の光学素子により偏向素子の偏向面上において主
走査方向に長手の線状に結像させ、偏向素子で偏向され
た複数の光束をプラスチック材料で形成された第3の光
学素子により被走査面上にスポット状に結像させ、被走
査面上を複数の光束で同時に走査する際、第2の光学素
子はプラスチック材料で形成された凹シリンダーレンズ
とガラス材料で形成された凸シリンダーレンズとを有
し、両レンズのレンズ間隔と、両レンズ全体の光軸方向
の位置とが共に調整可能であること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はマルチビーム走査光
学装置に関し、特に光源手段から光変調され出射した複
数の光束(レーザービーム)を回転多面鏡より成る光偏
向器で偏向反射させた後、fθ特性を有する結像光学系
(fθレンズ系)を介して被走査面上を複数の光束で光
走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写
真プロセスを有するレーザービームプリンターやデジタ
ル複写機等の装置に好適なマルチビーム走査光学装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりレーザービームプリンター(L
BP)等の走査光学装置においては画像信号に応じて光
源手段から光変調され出射した光束を、例えば回転多面
鏡(ポリゴンミラー)より成る光偏向器により周期的に
偏向させ、fθ特性を有する結像光学系によって感光性
の記録媒体(感光ドラム)面上にスポット状に集束さ
せ、その面上を光走査して画像記録を行っている。
【0003】このようなLBPに用いられる走査光学装
置は該LBPの高速化、高精細化によってより高速走査
の可能なものが求められており、走査手段であるモータ
ーの回転数、偏向手段であるポリゴンミラーの面数や大
きさ等の限界から、特に複数の光束を同時に走査できる
マルチビーム走査光学装置の要求が高まっている。
【0004】図7は従来のマルチビーム走査光学装置の
要部概略図である。同図において光源手段としてのマル
チ半導体レーザ71から独立変調され出射した複数(2
本)の発散光束(レーザービーム)はコリメーターレン
ズ72により略平行光束に変換され、絞り73によって
該光束(光量)を制限してシリンドリカルレンズ74に
入射する。シリンドリカルレンズ74に入射した平行光
束のうち主走査面内においてはそのまま平行光束の状態
で射出する。また副走査面内においては集束して回転多
面鏡(ポリゴンミラー)から成る光偏向器75の偏向面
(反射面)75aにほぼ線像として結像する。そして光
偏向器75の偏向面で偏向反射された複数の光束をfθ
特性を有する結像光学系(fθレンズ系)76を介して
被走査面としての感光ドラム面78上の互いに異なる領
域に導光し、該光偏向器75を矢印A方向に回転させる
ことによって、該感光ドラム面78上を複数の光束で矢
印B方向(主走査方向)に同時に光走査して画像情報の
記録を行なっている。尚、マルチ半導体レーザ71から
の光束は2本出射しているが、同図では1本のみの光束
を記してある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図8は図7に示したマ
ルチビーム走査光学装置のマルチ半導体レーザからポリ
ゴンミラーまでの副走査方向の一部分の要部断面図であ
る。同図において図7に示した要素と同一要素には同符
番を付している。
【0006】同図に示されているように面倒れ補正光学
系ではポリゴンミラーの偏向面の倒れを光学的に補正す
るため、シリンドリカルレンズ(凸シリンダー)74に
より副走査断面内でポリゴンミラー75の偏向面に光束
を一度集光させ、さらにfθレンズ(不図示)が偏向面
と被走査面(不図示)とが光学的に共役関係(結像関
係)となるように配置されている。
【0007】また同図において全系の副走査方向の倍率
βsはマルチ半導体レーザー71からポリゴンミラー7
5までの副走査方向の倍率βcとポリゴンミラー75か
ら被走査面までの副走査方向の倍率βfとの積で表わさ
れ、例えばマルチ半導体レーザー71の副走査方向のピ
ッチ間隔(発光点間隔)をPLas 、ポリゴンミラー75
面上での副走査方向のピッチ間隔をPPor 、被走査面上
での副走査方向のピッチ間隔(走査線間隔)をPImg と
したとき、
【0008】
【数1】 で定義される。
【0009】一般に光源であるマルチ半導体レーザーは
通常、発光点間の熱的干渉、電気的干渉による光量変動
が低減するため、その発光点間隔PLas は数十μmから
百数十μmの間で設定されている。その一方で被走査面
上における走査線間隔PImgは解像度によって異なり、
インターレース走査をしない場合、300dpiでは8
4.6μm、600dpiでは42.3μmにすること
が必要であり、このため走査光学系の副走査方向の倍率
βsはマルチ半導体レーザーの発光点間隔PLas と走査
光学系の解像度によって一定の値に決定される。
【0010】しかしながら現状ではマルチ半導体レーザ
ーの発光点間隔PLas がレーザーにより変動すること、
光学素子の製作誤差により副走査方向の倍率βsが変動
すること等から被走査面上における走査線間隔PImg を
一定にするためには、マルチ半導体レーザーの発光点間
隔PLas 、又は光学素子の副走査方向の倍率βsのいず
れかを調整する必要がある。
【0011】そこで従来では、例えば特公昭60−33
019号で提案されているようにマルチ半導体レーザー
を光学系の光軸を中心に回転させ(傾け)、該マルチ半
導体レーザーの副走査方向の発光点間隔PLas を変化さ
せることにより、被走査面上での走査線間隔PImg が一
定になるよう調整している。
【0012】しかしながら同公報ではレーザー保持部の
回転調整機構が複雑になること、レーザーチップの回転
によりレーザーの偏光方向、ファーフィールドパターン
(Far Field Pattern 遠視野像)等も回転し、光学系
の結像性能や被走査面における照度分布に悪影響を及ぼ
すという問題点があった。
【0013】一般に走査光学装置においては光偏向器の
各偏向面の面倒れを補正する為、又fθ特性を得る為や
像面湾曲等を補正する為、更には高解像度化を図る為に
シリンドリカルレンズやトーリックレンズ等の回転非対
称なガラス材料より成る光学素子を用いて光学系を構成
している。
【0014】しかしながらガラス材料より成るシリンド
リカルレンズやトーリックレンズ等の光学素子は一般に
重量があり、しかも非常に高価である為、装置全体の軽
量化及び低コスト化を図るのが非常に難しかった。
【0015】そこで近年ではこのような回転非対称な光
学素子を安価で生産性の良いプラスチック材料の型成形
で製作することにより装置全体の軽量化及び低コスト化
を図っている。
【0016】しかしながらこのプラスチック材料より成
る光学素子はガラス材料より成る光学素子に比べて周囲
の環境変化(特に温度変化)により、その光学的特性が
大きく変化するという問題点があった。例えば温度変化
に対してその材質の屈折率が大きく変化し、これにより
光学素子の光学的屈折力(パワー)が変化し、この結果
被走査面上でのビームスポットのピント位置が許容以上
にズレてしまい、出力画像の画質に悪影響(画質の劣
化)を与えてしまうという問題点があった。
【0017】このようにプラスチック材料は特殊な形状
のレンズ(非球面レンズ)を製作する場合の加工性の良
さや軽量であること等、ガラス材料にない利点はあるも
のの屈折力の均質性、温度依存性の点で問題が残されて
いる。
【0018】本発明の第1の目的は第2の光学素子をプ
ラスチック材料で形成された凹シリンダーレンズとガラ
ス材料で形成された凸シリンダーレンズとを適切に組み
合わせて構成し、両レンズのレンズ間隔と両レンズ全体
(第2の光学素子)の光軸方向の位置とをそれぞれ独立
に調整できるよう構成することにより、マルチビーム走
査光学装置の副走査方向の倍率を補正することができる
と共にマルチビーム走査時における走査線間隔を適当な
値に設定することにより、ピッチムラのない高品位な画
像を形成することができ、更には第3の光学素子として
のfθレンズ系をプラスチック材料で形成したときの環
境変動(特に温度変化)に伴なうピッチ間隔(走査線間
隔)と像面変化を補償することができるマルチビーム走
査光学装置の提供にある。
【0019】本発明の第2の目的は第2の光学素子をプ
ラスチック材料で形成された凹シリンダーレンズとガラ
ス材料で形成された第1、第2の凸シリンダーレンズと
を組み合わせて構成し、該凹シリンダーレンズと第1の
凸シリンダーレンズとのレンズ間隔と該第2の凸シリン
ダーレンズの光軸方向の位置とをそれぞれ独立に調整で
きるよう構成することにより、マルチビーム走査光学装
置の副走査方向の倍率を補正することができると共にマ
ルチビーム走査時における走査線間隔を適当な値に設定
することにより、ピッチムラのない高品位な画像を形成
することができ、更には第3の光学素子としてのfθレ
ンズ系をプラスチック材料で形成したときの環境変動
(特に温度変化)に伴なうピッチ間隔(走査線間隔)と
像面変化を補償することができるマルチビーム走査光学
装置の提供にある。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明のマルチビーム走
査光学装置は、 (1) 独立に光変調が可能な複数の発光部を有する光源手
段から出射した複数の光束の状態を第1の光学素子によ
り他の状態に変換し、該変換された複数の光束を第2の
光学素子により偏向素子の偏向面上において主走査方向
に長手の線状に結像させ、該偏向素子で偏向された複数
の光束をプラスチック材料で形成された第3の光学素子
により被走査面上にスポット状に結像させ、該被走査面
上を該複数の光束で同時に走査するマルチビーム走査光
学装置において、該第2の光学素子はプラスチック材料
で形成された凹シリンダーレンズとガラス材料で形成さ
れた凸シリンダーレンズとを有し、両レンズのレンズ間
隔と、両レンズ全体の光軸方向の位置とが共に調整可能
であることを特徴としている。
【0021】特に(1-1) 前記第3の光学素子は少なくと
も1枚のトーリックレンズより成り、該トーリックレン
ズは前記偏向素子と前記被走査面との中点よりも該偏向
素子側に配置されており、前記凹シリンダーレンズと前
記凸シリンダーレンズは前記光源手段側から順に凹シリ
ンダーレンズ、そして凸シリンダーレンズの順で配され
ていることや、(1-2) 前記第3の光学素子は球面レンズ
と副走査方向にのみ屈折力を有する長尺シリンダーレン
ズより成り、前記凹シリンダーレンズと前記凸シリンダ
ーレンズは前記光源手段側から順に凸シリンダーレン
ズ、そして凹シリンダーレンズの順で配されていること
や、(1-3)前記凹シリンダーレンズと前記凸シリンダー
レンズとのレンズ間隔を調整することにより前記被走査
面上における複数の光束の走査線間隔を補正し、該レン
ズ間隔を調整したことにより発生する像面位置の変化を
該レンズ間隔を保ったまま、両レンズ全体の光軸方向の
位置を調整することにより補正したこと等を特徴として
いる。
【0022】(2) 独立に光変調が可能な複数の発光部を
有する光源手段から出射した複数の光束の状態を第1の
光学素子により他の状態に変換し、該変換された複数の
光束を第2の光学素子により偏向素子の偏向面上におい
て主走査方向に長手の線状に結像させ、該偏向素子で偏
向された複数の光束を第3の光学素子により被走査面上
にスポット状に結像させ、該被走査面上を該複数の光束
で同時に走査するマルチビーム走査光学装置において、
該第2の光学素子は凹シリンダーレンズ、第1の凸シリ
ンダーレンズ、そして第2の凸シリンダーレンズを有
し、該凹シリンダーレンズと該第1の凸シリンダーレン
ズとのレンズ間隔と、該第2の凸シリンダーレンズの光
軸方向の位置とが共に調整可能であることを特徴として
いる。
【0023】特に(2-1) 前記凹シリンダーレンズと前記
第1の凸シリンダーレンズとのレンズ間隔を調整するこ
とにより前記被走査面上における複数の光束の走査線間
隔を補正し、該レンズ間隔を調整したことにより発生す
る像面位置の変化を該レンズ間隔を保ったまま前記第2
の凸シリンダーレンズの光軸方向の位置を調整すること
により補正したことや、(2-2) 前記凹シリンダーレンズ
はプラスチック材料で形成されており、前記第1、第2
の凸シリンダーレンズは共にガラス材料で形成されてい
ることや、(2-3) 前記第3の光学素子は少なくとも1枚
のトーリックレンズを有し、該トーリックレンズは前記
偏向素子と前記被走査面との中点よりも該偏向素子側に
配置されていることや、(2-4) 前記トーリックレンズは
プラスチック材料で形成されていること等を特徴として
いる。
【0024】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態1のマル
チビーム走査光学装置の主走査方向の要部断面図であ
る。
【0025】同図において1は独立に光変調が可能な複
数のレーザ発光部を副走査方向に並置した光源手段であ
り、例えばマルチ半導体レーザーより成っている。2は
第1の光学素子としてのコリメーターレンズであり、光
源手段1から出射された複数の光束(レーザービーム)
を略平行光束に変換している。3は絞りであり、通過光
束(光量)を制限している。
【0026】4は第2の光学素子としてのシリンドリカ
ルレンズ部であり、マルチ半導体レーザー側から順にプ
ラスチック材料で形成された凹シリンダーレンズ41と
ガラス材料で形成された凸シリンダーレンズ42とを有
し、両レンズ41,42のレンズ間隔と、両レンズ全体
(シリンドリカルレンズ部)4の光軸方向の位置とが共
に調整できるように構成している。また各々のシリンダ
ーレンズ41,42は副走査方向にのみ所定の屈折力を
有しており、絞り3を通過した光束を副走査断面内で後
述する光偏向器の偏向面にほぼ線像として結像させてい
る。
【0027】5は偏向素子としての光偏向器であり、例
えばポリゴンミラー(回転多面鏡)より成っており、モ
ーター等の駆動手段により矢印A方向に一定速度で回転
している。
【0028】6は第3の光学素子としての集光機能とf
θ特性を有するfθレンズ系(結像光学系)であり、副
走査方向に拡大系の単一のプラスチック材料で形成され
た非球面トーリックレンズより成っており、光偏向器5
と被走査面8との中点よりも該光偏向器5側に配され、
該光偏向器5の偏向面によって偏向反射された画像情報
に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面8上に結
像させ、かつ副走査断面内において該光偏向器5の偏向
面の面倒れを補正している。
【0029】本実施形態においてマルチ半導体レーザー
1より出射した複数(本実施形態では2つ)の光束はコ
リメーターレンズ2により略平行光束に変換され、絞り
3によって該光束(光量)を制限してシリンドリカルレ
ンズ部4に入射する。シリンドリカルレンズ部4に入射
した複数の平行光束のうち主走査断面内においてはその
まま平行光束の状態で射出する。また副走査断面内にお
いては集束してポリゴンミラー5の偏向面5aにほぼ線
像(主走査方向に長手の線像)として結像する。そして
光偏向器5の偏向面で偏向反射された複数の光束は主走
査方向と副走査方向とで互いに異なる屈折力を有するf
θレンズ系6を介して感光ドラム面8上の互いに異なる
領域に導光され、該光偏向器5を矢印A方向に回転させ
ることによって、該感光ドラム面8上を複数の光束で矢
印B方向(主走査方向)に同時に光走査している。これ
により記録媒体である感光ドラム面8上に画像記録を行
なっている。尚、マルチ半導体レーザー1からの光束は
2本出射しているが、同図では1本のみの光束を記して
ある。
【0030】図2(A),(B)は各々本実施形態のマ
ルチ半導体レーザー1からポリゴンミラー5までの副走
査方向の一部分の要部断面図である。同図(A),
(B)において図1に示した要素と同一要素には同符番
を付している。
【0031】本実施形態ではfθレンズ系として副走査
方向に拡大系の単一の非球面トーリックレンズ6を使用
しているため、マルチ半導体レーザー1からポリゴンミ
ラー5までの副走査方向の倍率を低く設定する必要があ
る。
【0032】図2においてコリメーターレンズ2からの
略平行光束は凹シリンダーレンズ41により一度発散し
た後、凸シリンダーレンズ42によって偏向面(ポリゴ
ンミラー面)5a上に集光される。ここで凹シリンダー
レンズ41と凸シリンダーレンズ42とは副走査方向に
のみ光束を発散(拡大)するため、両レンズ41,42
のレンズ間隔eを調整することにより、被走査面上の副
走査方向のFno(Fナンバー)を変えると共に全系の副
走査方向の倍率βsを変えることができる。従って組立
調整時に複数の光束の走査線間隔を測定し、両レンズ4
1,42のレンズ間隔eを調整することで走査線間隔を
理論値と一致させることができる。また両レンズ41,
42のレンズ間隔調整により生じる副走査方向の像面位
置の変化を両レンズ41,42のレンズ間隔eを保った
まま、両レンズ全体(シリンドリカルレンズ部)4の光
軸方向の位置を調整することにより補償することができ
る。
【0033】例えば図2(A)に示す光学配置において
被走査面上における走査線の間隔が理論値より狭すぎた
場合には、図2(B)に示すように両レンズ41,42
のレンズ間隔eを狭くし、かつそのレンズ間隔eを保っ
たまま両レンズ全体(シリンドリカルレンズ部)4をマ
ルチ半導体レーザー1側へ移動させることにより副走査
方向の倍率を上げ、走査線間隔をより広くし理論値と一
致させることができる。
【0034】また本実施形態では前述の如く凹シリンダ
ーレンズ41をプラスチック材料で形成し、凸シリンダ
ーレンズ42をガラス材料で形成することにより、プラ
スチック材料で形成した非球面トーリックレンズ6の環
境変動(特に温度変化)によるピッチ間隔(走査線間
隔)と像面変化を補償することができる。
【0035】このように本実施形態では上述の如く第2
の光学素子としてのシリンドリカルレンズ部4をマルチ
半導体レーザー側から順に凹シリンダーレンズ41、そ
して凸シリンダーレンズ42とで構成し、両レンズ4
1,42のレンズ間隔eと両レンズ全体(シリンドリカ
ルレンズ部)4の光軸方向の位置とをそれぞれ独立に調
整できるように構成することにより、マルチビーム走査
時における走査線間隔を補正することができ、これによ
りピッチムラのない高品位な画像を形成することができ
る。また本実施形態においてはfθレンズ系6を拡大系
とし、単一の非球面トーリックレンズで構成することに
より、さらなる軽量化及び低コスト化を達成することが
できる。
【0036】さらに本実施形態では凹シリンダーレンズ
41と凸シリンダーレンズ42のパワーを最適化に設定
することにより全系の副走査方向の倍率を小さくし、副
走査方向が拡大系のfθレンズ系6においても光源であ
るマルチ半導体レーザー1を回転配置させることなく容
易にマルチビーム走査光学装置を実現することができ
る。
【0037】図3は本発明の実施形態2のマルチビーム
走査光学装置における主走査方向の要部断面図である。
同図において図1に示した要素と同一要素には同符番を
付している。
【0038】本実施形態において前述の実施形態1と異
なる点は、第3の光学素子としてのfθレンズ系をプラ
スチック材料で形成された球面レンズと被走査面近傍に
配置した副走査方向にのみパワーを有するプラスチック
材料で形成された長尺シリンダーレンズとの2枚のレン
ズより構成し、該fθレンズ系として副走査方向を縮小
系にしたこと、及びこれに伴い第2の光学素子としての
シリンドリカルレンズ部をマルチ半導体レーザー側から
順にガラス材料で形成された凸シリンダーレンズ、そし
てプラスチック材料で形成された凹シリンダーレンズの
2つのレンズより構成したことである。その他の構成及
び光学的作用は前述の実施形態1と略同様であり、これ
により同様な効果を得ている。
【0039】即ち、同図において36は第3の光学素子
としてのfθレンズ系であり、プラスチック材料で形成
された球面レンズ61と被走査面近傍に配置した副走査
方向にのみパワーを有するプラスチック材料で形成され
た長尺シリンダーレンズ62との2つのレンズより成っ
ており、副走査方向を縮小系にしている。14は第2の
光学素子としてのシリンドリカルレンズ部であり、マル
チ半導体レーザー1側から順にガラス材料で形成された
凸シリンダーレンズ42、そしてプラスチック材料で形
成された凹シリンダーレンズ41の2枚のレンズより成
っており、両レンズ41,42のレンズ間隔と、両レン
ズ全体(シリンドリカルレンズ部)14の光軸方向の位
置とが共に調整できるように構成している。
【0040】図4(A),(B)は各々本実施形態のマ
ルチ半導体レーザー1からポリゴンミラー5までの副走
査方向の要部断面図である。同図(A),(B)におい
て図3に示した要素と同一要素には同符番を付してい
る。
【0041】本実施形態ではfθレンズ系36として副
走査方向に縮小系の球面レンズ61と長尺シリンダーレ
ンズ62とを使用しているため、マルチ半導体レーザー
1からポリゴンミラー5までの副走査方向の倍率を高く
設定する必要がある。
【0042】図4においてコリメーターレンズ2からの
略平行光束は凸シリンダーレンズ42により一度収束し
た後、凹シリンダーレンズ41によって偏向面(ポリゴ
ンミラー面)5a上に集光される。ここで凸シリンダー
レンズ42と凹シリンダーレンズ41とは副走査方向に
のみ光束を収束するため、両レンズ42,41のレンズ
間隔eを調整することにより、被走査面上の副走査方向
のFno(Fナンバー)を変えると共に全系の副走査方向
の倍率βsを変えることができる。従って組立調整時に
複数の光束の走査線間隔を測定し、両レンズ42,41
のレンズ間隔eを調整することで走査線間隔を理論値と
一致させることができる。また両レンズ42,41のレ
ンズ間隔調整により生じる副走査方向の像面位置の変化
を両レンズ42,41のレンズ間隔eを保ったまま、両
レンズ全体(シリンドリカルレンズ部)14の光軸方向
の位置を調整することにより補償することができる。
【0043】例えば図4(A)に示す光学配置において
被走査面上における走査線の間隔が理論値より広すぎた
場合には、図4(B)に示すように両レンズ42,41
のレンズ間隔eを狭くし、かつそのレンズ間隔eを保っ
たまま両レンズ全体(シリンドリカルレンズ部)14を
マルチ半導体レーザー1側へ移動させることにより副走
査方向の倍率を下げ、走査線間隔をより狭くし理論値と
一致させることができる。
【0044】このように本実施形態では上述の如くfθ
レンズ系36を球面レンズ61と長尺シリンダーレンズ
62より構成し、及びこれに伴い第2の光学素子として
のシリンドリカルレンズ部14をマルチ半導体レーザー
側から順に凸シリンダーレンズ42、そして凹シリンダ
ーレンズ41とで構成し、両レンズ42,41のレンズ
間隔eと両レンズ全体(シリンドリカルレンズ部)14
の光軸方向の位置とをそれぞれ独立に調整できるように
構成することにより、マルチビーム走査時における走査
線間隔を良好に補正することができ、これによりピッチ
ムラのない高品位な画像を形成することができる。さら
に本実施形態においてはfθレンズ系36を縮小系と
し、球面レンズ61と長尺シリンドリカルレンズ62と
で構成したことにより、副走査方向の光学敏感度を低
く、環境変動(特に温度変化)に強いマルチビーム走査
光学装置を実現している。
【0045】図5は本発明の実施形態3のマルチビーム
走査光学装置における主走査方向の要部断面図である。
同図において図1に示した要素と同一要素には同符番を
付している。
【0046】本実施形態において前述の実施形態1と異
なる点は、第2の光学素子としてのシリンドリカルレン
ズ部をマルチ半導体レーザー側から順にプラスチック材
料で形成された凹シリンダーレンズ、ガラス材料で形成
された第1の凸シリンダーレンズ、そして同じくガラス
材料で形成された第2の凸シリンダーレンズの3つのレ
ンズで構成したことである。その他の構成及び光学的作
用は前述の実施形態1と略同様であり、これにより同様
な効果を得ている。
【0047】即ち、同図において24は第2の光学素子
としてのシリンドリカルレンズ部であり、マルチ半導体
レーザー1側から順にプラスチック材料で形成された凹
シリンダーレンズ41、ガラス材料で形成された第1の
凸シリンダーレンズ43、そして同じくガラス材料で形
成された第2の凸シリンダーレンズ44の3つのレンズ
より成っており、該凹シリンダーレンズ41と該第1の
凸シリンダーレンズ43とのレンズ間隔と、該第2の凸
シリンダーレンズ44の光軸方向の位置とが共に調整で
きるように構成している。
【0048】図6(A),(B)は各々は本実施形態の
マルチ半導体レーザー1からポリゴンミラー5までの副
走査方向の一部分の要部断面図である。同図(A),
(B)において図5に示した要素と同一要素には同符番
を付している。
【0049】本実施形態では前述の実施形態1と同様に
fθレンズ系として副走査方向に拡大系の単一の非球面
トーリックレンズを使用しているため、マルチ半導体レ
ーザー1からポリゴンミラー5までの副走査方向の倍率
を低く設定する必要がある。
【0050】図6においてコリメーターレンズ2からの
略平行光束は凹シリンダーレンズ41により一度発散し
た後、第1の凸シリンダーレンズ43によって光束幅を
変え、再び略平行光束に変換され、該変換された略平行
光束は第2の凸シリンダーレンズ44によって偏向面5
a上に集光される。ここで凹シリンダーレンズ41と第
1の凸シリンダーレンズ43とは副走査方向にのみ光束
を発散するため、両レンズ41,43のレンズ間隔eを
調整することにより被走査面上の副走査方向のFno(F
ナンバー)を変えると共に全系の副走査方向の倍率βs
を変えることができる。従って組立調整時に複数の光束
の走査線間隔を測定し、両レンズ41,43のレンズ間
隔eを調整することで走査線間隔を理論値と一致させる
ことができる。また凹シリンダーレンズ41と第1の凸
シリンダーレンズ43とのレンズ間隔調整により生じる
副走査方向の像面位置の変化を第2の凸シリンダーレン
ズ44の光軸方向の位置を調整することにより補償する
ことができる。
【0051】例えば図6(A)に示す光学配置において
被走査面上における走査線の間隔が理論値より狭すぎた
場合には、図6(B)に示すように凹シリンダーレンズ
41と第1の凸シリンダーレンズ43のレンズ間隔eを
狭くし、かつ第2の凸シリンダーレンズ44をマルチ半
導体レーザー1側へ移動させることにより副走査方向の
倍率を上げ、走査線間隔をより広くし理論値と一致させ
ることができる。
【0052】このように本実施形態では上述の如く第2
の光学素子としてのシリンドリカルレンズ部24をマル
チ半導体レーザー1側から順に凹シリンダーレンズ4
1、そして第1、第2の凸シリンダーレンズ43,44
で構成し、凹シリンダーレンズ41と第1の凸シリンダ
ーレンズ43のレンズ間隔eと第2の凸シリンダーレン
ズ44の光軸方向の位置とをそれぞれ独立に調整できる
ように構成することにより、マルチビーム走査時におけ
る走査線間隔を補正することができ、これによりピッチ
ムラのない高品位な画像を形成することができる。また
本実施形態においては副走査方向の倍率と像面位置の変
化を独立に調整することができるので、より高精度な走
査線間隔や副走査方向の像面移動の補償を行なうことが
できるマルチビーム走査光学装置を実現することができ
る。
【0053】更に本実施形態では前述の如く凹シリンダ
ーレンズ41をプラスチック材料で形成し、第1、第2
の凸シリンダーレンズ43,44をガラス材料で形成す
ることにより、プラスチック材料で形成した非球面トー
リックレンズ6の環境変動(特に温度変化)によるピッ
チ間隔(走査線間隔)と像面変化を補償することができ
る。
【0054】
【発明の効果】第1の発明によれば前述の如く面倒れ補
正のための第2の光学素子をプラスチック材料で形成さ
れた凹シリンダーレンズとガラス材料で形成された凸シ
リンダーレンズとを適切に組み合わせて構成し、両レン
ズのレンズ間隔と両レンズ全体(第2の光学素子)の光
軸方向の位置とをそれぞれ独立に調整できるように構成
することにより、マルチビーム走査光学装置の副走査方
向の倍率を良好に補正することができると共にマルチビ
ーム走査時における走査線間隔を適当な値に設定するこ
とにより、ピッチムラのない高品位な画像を形成するこ
とができ、更には第3の光学素子としてのfθレンズ系
をプラスチック材料で形成したときの環境変動(特に温
度変化)に伴なうピッチ間隔(走査線間隔)と像面変化
を補償することができるマルチビーム走査光学装置を達
成することができる。
【0055】第2の発明によれば前述の如く面倒れ補正
のための第2の光学素子をプラスチック材料で形成され
た凹シリンダーレンズとガラス材料で形成された第1、
第2の凸シリンダーレンズとを組み合わせて構成し、該
凹シリンダーレンズと第1の凸シリンダーレンズとのレ
ンズ間隔と該第2の凸シリンダーレンズの光軸方向の位
置とをそれぞれ独立に調整できるように構成することに
より、マルチビーム走査光学装置の副走査方向の倍率を
良好に補正することができると共にマルチビーム走査時
における走査線間隔を適当な値に設定することにより、
ピッチムラのない高品位な画像を形成することができ、
更には第3の光学素子としてのfθレンズ系をプラスチ
ック材料で形成したときの環境変動(特に温度変化)に
伴なうピッチ間隔(走査線間隔)と像面変化を補償する
ことができるマルチビーム走査光学装置を達成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1の主走査方向の要部断面
【図2】 本発明の実施形態1のマルチ半導体レーザー
からポリゴンミラーまでの副走査方向の要部断面図であ
り、調整前後の走査線間隔の変化を示す図
【図3】 本発明の実施形態2の主走査方向の要部断面
【図4】 本発明の実施形態2のマルチ半導体レーザー
からポリゴンミラーまでの副走査方向の要部断面図であ
り、調整前後の走査線間隔の変化を示す図
【図5】 本発明の実施形態3の主走査方向の要部断面
【図6】 本発明の実施形態3のマルチ半導体レーザー
からポリゴンミラーまでの副走査方向の要部断面図であ
り、調整前後の走査線間隔の変化を示す図
【図7】 従来のマルチビーム走査光学装置の主走査方
向の要部断面図
【図8】 従来のマルチビーム走査光学装置のマルチ半
導体レーザーからポリゴンミラーまでの副走査方向の要
部断面図
【符号の説明】
1 光源手段(マルチ半導体レーザー) 2 第1の光学素子(コリメーターレンズ) 3 絞り 4,14,24 第2の光学素子(シリンドリカルレ
ンズ部) 41 凹シリンダーレンズ 42 凸シリンダーレンズ 43 第1の凸シリンダーレンズ 44 第2の凸シリンダーレンズ 5 偏向素子(光偏向器) 6,36 第3の光学素子(fθレンズ系) 61 球面fθレンズ 62 長尺シリンダーレンズ 8 被走査面(感光ドラム面)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 独立に光変調が可能な複数の発光部を有
    する光源手段から出射した複数の光束の状態を第1の光
    学素子により他の状態に変換し、該変換された複数の光
    束を第2の光学素子により偏向素子の偏向面上において
    主走査方向に長手の線状に結像させ、該偏向素子で偏向
    された複数の光束をプラスチック材料で形成された第3
    の光学素子により被走査面上にスポット状に結像させ、
    該被走査面上を該複数の光束で同時に走査するマルチビ
    ーム走査光学装置において、 該第2の光学素子はプラスチック材料で形成された凹シ
    リンダーレンズとガラス材料で形成された凸シリンダー
    レンズとを有し、両レンズのレンズ間隔と、両レンズ全
    体の光軸方向の位置とが共に調整可能であることを特徴
    とするマルチビーム走査光学装置。
  2. 【請求項2】 前記第3の光学素子は少なくとも1枚の
    トーリックレンズより成り、該トーリックレンズは前記
    偏向素子と前記被走査面との中点よりも該偏向素子側に
    配置されており、前記凹シリンダーレンズと前記凸シリ
    ンダーレンズは前記光源手段側から順に凹シリンダーレ
    ンズ、そして凸シリンダーレンズの順で配されているこ
    とを特徴とする請求項1記載のマルチビーム走査光学装
    置。
  3. 【請求項3】 前記第3の光学素子は球面レンズと副走
    査方向にのみ屈折力を有する長尺シリンダーレンズより
    成り、前記凹シリンダーレンズと前記凸シリンダーレン
    ズは前記光源手段側から順に凸シリンダーレンズ、そし
    て凹シリンダーレンズの順で配されていることを特徴と
    する請求項1記載のマルチビーム走査光学装置。
  4. 【請求項4】 前記凹シリンダーレンズと前記凸シリン
    ダーレンズとのレンズ間隔を調整することにより前記被
    走査面上における複数の光束の走査線間隔を補正し、該
    レンズ間隔を調整したことにより発生する像面位置の変
    化を該レンズ間隔を保ったまま、両レンズ全体の光軸方
    向の位置を調整することにより補正したことを特徴とす
    る請求項1、2又は3記載のマルチビーム走査光学装
    置。
  5. 【請求項5】 独立に光変調が可能な複数の発光部を有
    する光源手段から出射した複数の光束の状態を第1の光
    学素子により他の状態に変換し、該変換された複数の光
    束を第2の光学素子により偏向素子の偏向面上において
    主走査方向に長手の線状に結像させ、該偏向素子で偏向
    された複数の光束を第3の光学素子により被走査面上に
    スポット状に結像させ、該被走査面上を該複数の光束で
    同時に走査するマルチビーム走査光学装置において、 該第2の光学素子は凹シリンダーレンズ、第1の凸シリ
    ンダーレンズ、そして第2の凸シリンダーレンズを有
    し、該凹シリンダーレンズと該第1の凸シリンダーレン
    ズとのレンズ間隔と、該第2の凸シリンダーレンズの光
    軸方向の位置とが共に調整可能であることを特徴とする
    マルチビーム走査光学装置。
  6. 【請求項6】 前記凹シリンダーレンズと前記第1の凸
    シリンダーレンズとのレンズ間隔を調整することにより
    前記被走査面上における複数の光束の走査線間隔を補正
    し、該レンズ間隔を調整したことにより発生する像面位
    置の変化を該レンズ間隔を保ったまま前記第2の凸シリ
    ンダーレンズの光軸方向の位置を調整することにより補
    正したことを特徴とする請求項5記載のマルチビーム走
    査光学装置。
  7. 【請求項7】 前記凹シリンダーレンズはプラスチック
    材料で形成されており、前記第1、第2の凸シリンダー
    レンズは共にガラス材料で形成されていることを特徴と
    する請求項5又は6記載のマルチビーム走査光学装置。
  8. 【請求項8】 前記第3の光学素子は少なくとも1枚の
    トーリックレンズを有し、該トーリックレンズは前記偏
    向素子と前記被走査面との中点よりも該偏向素子側に配
    置されていることを特徴とする請求項5記載のマルチビ
    ーム走査光学装置。
  9. 【請求項9】 前記トーリックレンズはプラスチック材
    料で形成されていることを特徴とする請求項8記載のマ
    ルチビーム走査光学装置。
JP6534497A 1997-03-04 1997-03-04 マルチビーム走査光学装置 Pending JPH10246860A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7088484B2 (en) 2002-03-25 2006-08-08 Ricoh Company, Inc. Optical scanning method and system capable of performing high speed scanning and high resolution, and image forming apparatus having the optical scanning system
JP2010002832A (ja) * 2008-06-23 2010-01-07 Ricoh Co Ltd 光走査装置、および画像形成装置
JP2012141544A (ja) * 2011-01-06 2012-07-26 Ricoh Co Ltd 光走査装置、及び画像形成装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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