JPH11295627A - マルチビーム走査装置 - Google Patents
マルチビーム走査装置Info
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- JPH11295627A JPH11295627A JP10499698A JP10499698A JPH11295627A JP H11295627 A JPH11295627 A JP H11295627A JP 10499698 A JP10499698 A JP 10499698A JP 10499698 A JP10499698 A JP 10499698A JP H11295627 A JPH11295627 A JP H11295627A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】温度が変動しても、光スポット径の変動および
光スポットの副走査方向のピッチの変動を、許容範囲内
におさえる。 【解決手段】複数の発光部を副走査対応方向に概ね一直
線上に配列した光源部１の、各発光部からの発散光束を
カップリングレンズ２により以後の光学系に適合する光
束に変換し、変換された光束を、副走査対応方向に屈折
力を有する第１結像系３により偏向器４の偏向面近傍に
略線状に結像し、偏向器４により偏向された光束を第２
結像系５，６により被走査媒体７上に光スポットとして
集光し、複数ラインを同時に走査するマルチビーム走査
装置。
光スポットの副走査方向のピッチの変動を、許容範囲内
におさえる。 【解決手段】複数の発光部を副走査対応方向に概ね一直
線上に配列した光源部１の、各発光部からの発散光束を
カップリングレンズ２により以後の光学系に適合する光
束に変換し、変換された光束を、副走査対応方向に屈折
力を有する第１結像系３により偏向器４の偏向面近傍に
略線状に結像し、偏向器４により偏向された光束を第２
結像系５，６により被走査媒体７上に光スポットとして
集光し、複数ラインを同時に走査するマルチビーム走査
装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はマルチビーム走査
装置に関する。
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数の発光部を副走査対応方向（光源か
ら被走査媒体に至る光路上で副走査方向に対応する方
向）に概ね一直線上に配列した光源部の、各発光部から
の光束を同時に偏向させ、被走査媒体上に、副走査方向
に互いに分離した複数の光スポットとして集光せしめ、
被走査媒体の複数ラインを同時に走査するマルチビーム
走査装置が実用化されつつある。
ら被走査媒体に至る光路上で副走査方向に対応する方
向）に概ね一直線上に配列した光源部の、各発光部から
の光束を同時に偏向させ、被走査媒体上に、副走査方向
に互いに分離した複数の光スポットとして集光せしめ、
被走査媒体の複数ラインを同時に走査するマルチビーム
走査装置が実用化されつつある。
【０００３】マルチビーム走査装置においては、被走査
媒体における光スポットのスポット径が所定の許容範囲
内にあることとともに、各光スポットの副走査方向のピ
ッチが揃っていることが重要である。
媒体における光スポットのスポット径が所定の許容範囲
内にあることとともに、各光スポットの副走査方向のピ
ッチが揃っていることが重要である。
【０００４】一般の事務機器と同様、マルチビーム走査
装置も使用環境温度の影響を免れない。一般的な使用状
況では、マルチビーム走査装置が使用される室内の温度
は１０〜３０度Ｃ程度の範囲であろうが、マルチビーム
走査装置が長時間使用されれば、装置内部の温度は電気
部品の発熱等の影響で５０度Ｃ以上に上昇することも珍
しく無い。
装置も使用環境温度の影響を免れない。一般的な使用状
況では、マルチビーム走査装置が使用される室内の温度
は１０〜３０度Ｃ程度の範囲であろうが、マルチビーム
走査装置が長時間使用されれば、装置内部の温度は電気
部品の発熱等の影響で５０度Ｃ以上に上昇することも珍
しく無い。
【０００５】マルチビーム走査装置に用いられる光学系
は、通常、使用される室内の標準温度を２０度Ｃとして
設計されるが、上記の如き温度変化があると、光学系の
特性が変化する。例えば、光学系を保持あるいは支持し
ている金属部材が温度変化で膨張したり収縮したりする
と、光学配置に変化が生じるし、光学素子として樹脂製
のものが用いられていれば、温度変化により樹脂製光学
素子の光学特性自体が変化する。このような光学系の特
性変化は、被走査媒体上における各光スポットのスポッ
ト径や光スポットの副走査方向のピッチの変動をもたら
す。
は、通常、使用される室内の標準温度を２０度Ｃとして
設計されるが、上記の如き温度変化があると、光学系の
特性が変化する。例えば、光学系を保持あるいは支持し
ている金属部材が温度変化で膨張したり収縮したりする
と、光学配置に変化が生じるし、光学素子として樹脂製
のものが用いられていれば、温度変化により樹脂製光学
素子の光学特性自体が変化する。このような光学系の特
性変化は、被走査媒体上における各光スポットのスポッ
ト径や光スポットの副走査方向のピッチの変動をもたら
す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、所定の温度範内で温度が変動しても、光スポ
ット径の変動および光スポットの副走査方向のピッチの
変動を、許容範囲内におさえることができるマルチビー
ム走査装置の実現を課題とする。
情に鑑み、所定の温度範内で温度が変動しても、光スポ
ット径の変動および光スポットの副走査方向のピッチの
変動を、許容範囲内におさえることができるマルチビー
ム走査装置の実現を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明のマルチビーム
走査装置は「複数の発光部を副走査対応方向に概ね一直
線上に配列した光源部の、各発光部からの発散光束をカ
ップリングレンズにより以後の光学系に適合する光束に
変換し、該変換された光束を、副走査対応方向に屈折力
を有する第１結像系により偏向器の偏向面近傍に略線状
に結像し、偏向器により偏向された光束を第２結像系に
より被走査媒体上に光スポットとして集光し、複数ライ
ンを同時に走査するマルチビーム走査装置」である。光
源部としては、複数の発光部がモノリシックに一体化さ
れた半導体レーザアレイやＬＥＤアレイを好適に用いる
ことができるほか、個別的な半導体レーザやＬＥＤから
の光束をプリズム等で合成し、光学的に合成された仮想
的な発光部が略１直線上に配列するようにしたもの等を
用いることができる。カップリングレンズの作用は、光
源部の各発光部から放射される発散性の光束を以後の光
学系に適した光束に変換することであるが、カップリン
グレンズによりカップリングされた光束は、実質的な平
行光束となってもよいし、弱い発散性の光束あるいは弱
い集束性の光束となってもよい。第１結像系は副走査対
応方向に屈折力を有し、光源部からの各光束を偏向器の
偏向反射面近傍に主走査対応方向（光源から被走査媒体
に至る光路上で主走査方向に対応する方向）に長く、略
線状に結像させる。
走査装置は「複数の発光部を副走査対応方向に概ね一直
線上に配列した光源部の、各発光部からの発散光束をカ
ップリングレンズにより以後の光学系に適合する光束に
変換し、該変換された光束を、副走査対応方向に屈折力
を有する第１結像系により偏向器の偏向面近傍に略線状
に結像し、偏向器により偏向された光束を第２結像系に
より被走査媒体上に光スポットとして集光し、複数ライ
ンを同時に走査するマルチビーム走査装置」である。光
源部としては、複数の発光部がモノリシックに一体化さ
れた半導体レーザアレイやＬＥＤアレイを好適に用いる
ことができるほか、個別的な半導体レーザやＬＥＤから
の光束をプリズム等で合成し、光学的に合成された仮想
的な発光部が略１直線上に配列するようにしたもの等を
用いることができる。カップリングレンズの作用は、光
源部の各発光部から放射される発散性の光束を以後の光
学系に適した光束に変換することであるが、カップリン
グレンズによりカップリングされた光束は、実質的な平
行光束となってもよいし、弱い発散性の光束あるいは弱
い集束性の光束となってもよい。第１結像系は副走査対
応方向に屈折力を有し、光源部からの各光束を偏向器の
偏向反射面近傍に主走査対応方向（光源から被走査媒体
に至る光路上で主走査方向に対応する方向）に長く、略
線状に結像させる。
【０００８】請求項１記載のマルチビーム走査装置は以
下の如き特徴を有する。即ち、設計上の基準温度を含む
所定の使用可能温度範囲を設定され、光源部における任
意の発光部の、副走査対応方向におけるカップリングレ
ンズ光軸からの距離をＰ1、カップリングレンズの焦点
距離をｆ1、第１結像系の焦点距離をｆ2、第２結像系の
副走査対応方向の結像横倍率をβ、上記距離：Ｐ1の位
置にある発光部から放射された光束が、被走査媒体上に
集光する位置の、副走査方向における第２結像系光軸か
らの距離をＰ2とするとき、ｆ1，ｆ2，Ｐ1，Ｐ2，β
は、設計基準において条件： （１） ０．９＜（ｆ1／ｆ2）・（Ｐ2／Ｐ1）・（１／
｜β｜） を満足する。
下の如き特徴を有する。即ち、設計上の基準温度を含む
所定の使用可能温度範囲を設定され、光源部における任
意の発光部の、副走査対応方向におけるカップリングレ
ンズ光軸からの距離をＰ1、カップリングレンズの焦点
距離をｆ1、第１結像系の焦点距離をｆ2、第２結像系の
副走査対応方向の結像横倍率をβ、上記距離：Ｐ1の位
置にある発光部から放射された光束が、被走査媒体上に
集光する位置の、副走査方向における第２結像系光軸か
らの距離をＰ2とするとき、ｆ1，ｆ2，Ｐ1，Ｐ2，β
は、設計基準において条件： （１） ０．９＜（ｆ1／ｆ2）・（Ｐ2／Ｐ1）・（１／
｜β｜） を満足する。
【０００９】第２結像系は「主走査対応方向と副走査対
応方向とで屈折力の異なるアナモルフィックレンズを１
枚以上有する」ことができる（請求項２）。偏向器とし
ては回転２面鏡や揺動鏡を用いることができるが、「回
転多面鏡を等速回転させるもの」は高速走査の実現が容
易な点で好適である。この場合の第２結像系は、等角速
度的に偏向する各偏向光束による走査を等速化する機能
を有することが好ましい（請求項３）。上記請求項１ま
たは２または３記載のマルチビーム走査装置において、
第１結像系および／または第２結像系は、樹脂製光学素
子を含むことができ、特に第２結像系に樹脂製光学素子
を含むことができる（請求項４）。この請求項４記載の
マルチビーム走査装置において、設計上の基準温度を２
０度Ｃとし、使用可能温度範囲を１０〜６０度Ｃとする
ことができる（請求項５）。
応方向とで屈折力の異なるアナモルフィックレンズを１
枚以上有する」ことができる（請求項２）。偏向器とし
ては回転２面鏡や揺動鏡を用いることができるが、「回
転多面鏡を等速回転させるもの」は高速走査の実現が容
易な点で好適である。この場合の第２結像系は、等角速
度的に偏向する各偏向光束による走査を等速化する機能
を有することが好ましい（請求項３）。上記請求項１ま
たは２または３記載のマルチビーム走査装置において、
第１結像系および／または第２結像系は、樹脂製光学素
子を含むことができ、特に第２結像系に樹脂製光学素子
を含むことができる（請求項４）。この請求項４記載の
マルチビーム走査装置において、設計上の基準温度を２
０度Ｃとし、使用可能温度範囲を１０〜６０度Ｃとする
ことができる（請求項５）。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、この発明のマルチビーム
走査装置の実施の１形態を示している。符号１で示す光
源部は、複数の発光点を副走査対応方向に概ね一直線上
に等間隔で有し、各発光部から「発散性の光束」を放射
する。図１においては、図が繁雑になるのを避けるた
め、光束（の主光線）の１つのみを代表して描いてい
る。光源部１から放射された光束はカップリングレンズ
２により「実質的な平行光束」に変換され、第１結像系
３に入射する。第１結像系３は「副走査対応方向にのみ
正の屈折力を持つシリンドリカルレンズ」であり、カッ
プリングレンズ２側から入射する光束を副走査対応方向
に集束させて、偏向器４の偏向反射面近傍に、主走査対
応方向に長い略線状に結像される。偏向器４は「回転多
面鏡」であり（請求項３）、等速回転することにより反
射光束を等角速度的に偏向させる。偏向光束は、第２結
像系をなすｆθレンズ５と長尺レンズ６とを透過し、折
り返しミラー８を介して、被走査媒体７である「光導電
性の感光体」上に光スポットとして集光する。長尺レン
ズ８はトロイダルレンズであって副走査対応方向に強い
正の屈折力をもち、主走査対応方向には微弱な屈折力を
持つアナモルフィックなレンズである（請求項２）。光
源部１の各発光部からの光束は、被走査媒体７上で副走
査対応方向に所定のピッチで分離し、被走査媒体７を複
数ライン同時に走査する。符号１００は「走査開始の同
期を取るための同期検知系」を示す。光源部１は具体的
には、1つの素子上に略等間隔に発光点を配列した半導
体レーザアレイである。図２は、図１の実施の形態にお
ける「光源部から被走査媒体に至る光路」を直線的に展
開した状態において、発光部の任意の１つから放射され
た光束の結像状態を示している。符号４ａは偏向器の偏
向反射面を示し、符号９は、第２結像系をなすｆθレン
ズ５と長尺レンズ６とを「合成系」としてまとめて示し
たものである。図２における上下方向が副走査対応方向
である。発光部１ａは、カップリングレンズ２の光軸か
ら副走査対応方向に距離：Ｐ1だけ離れている。発光部
１ａから放射された光束は、被走査媒体７上の位置１Ａ
に結像する。位置１Ａは第２結像系９の光軸（カップリ
ングレンズ２、第１結像系３の光軸と合致している）か
ら距離：Ｐ2だけ離れている。カップリングレンズ２の
焦点距離をｆ1、第１結像系３の焦点距離をｆ2、第２結
像系９の「副走査対応方向の結像横倍率」をβとする
と、発光部１ａから放射された光束が、被走査媒体７上
の位置１Ａに結像しているときには、ｆ1，ｆ2，Ｐ1，
Ｐ2，βの間に関係： Ｐ1＝（ｆ1／ｆ2）・Ｐ2・（１／｜β｜） （２） が成り立つ。ここで、光学系の設計の基準温度を２０度
Ｃとし、マルチビーム走査装置の使用可能温度範囲を１
０〜６０度Ｃに設定した場合を考えてみる（請求項
５）。
走査装置の実施の１形態を示している。符号１で示す光
源部は、複数の発光点を副走査対応方向に概ね一直線上
に等間隔で有し、各発光部から「発散性の光束」を放射
する。図１においては、図が繁雑になるのを避けるた
め、光束（の主光線）の１つのみを代表して描いてい
る。光源部１から放射された光束はカップリングレンズ
２により「実質的な平行光束」に変換され、第１結像系
３に入射する。第１結像系３は「副走査対応方向にのみ
正の屈折力を持つシリンドリカルレンズ」であり、カッ
プリングレンズ２側から入射する光束を副走査対応方向
に集束させて、偏向器４の偏向反射面近傍に、主走査対
応方向に長い略線状に結像される。偏向器４は「回転多
面鏡」であり（請求項３）、等速回転することにより反
射光束を等角速度的に偏向させる。偏向光束は、第２結
像系をなすｆθレンズ５と長尺レンズ６とを透過し、折
り返しミラー８を介して、被走査媒体７である「光導電
性の感光体」上に光スポットとして集光する。長尺レン
ズ８はトロイダルレンズであって副走査対応方向に強い
正の屈折力をもち、主走査対応方向には微弱な屈折力を
持つアナモルフィックなレンズである（請求項２）。光
源部１の各発光部からの光束は、被走査媒体７上で副走
査対応方向に所定のピッチで分離し、被走査媒体７を複
数ライン同時に走査する。符号１００は「走査開始の同
期を取るための同期検知系」を示す。光源部１は具体的
には、1つの素子上に略等間隔に発光点を配列した半導
体レーザアレイである。図２は、図１の実施の形態にお
ける「光源部から被走査媒体に至る光路」を直線的に展
開した状態において、発光部の任意の１つから放射され
た光束の結像状態を示している。符号４ａは偏向器の偏
向反射面を示し、符号９は、第２結像系をなすｆθレン
ズ５と長尺レンズ６とを「合成系」としてまとめて示し
たものである。図２における上下方向が副走査対応方向
である。発光部１ａは、カップリングレンズ２の光軸か
ら副走査対応方向に距離：Ｐ1だけ離れている。発光部
１ａから放射された光束は、被走査媒体７上の位置１Ａ
に結像する。位置１Ａは第２結像系９の光軸（カップリ
ングレンズ２、第１結像系３の光軸と合致している）か
ら距離：Ｐ2だけ離れている。カップリングレンズ２の
焦点距離をｆ1、第１結像系３の焦点距離をｆ2、第２結
像系９の「副走査対応方向の結像横倍率」をβとする
と、発光部１ａから放射された光束が、被走査媒体７上
の位置１Ａに結像しているときには、ｆ1，ｆ2，Ｐ1，
Ｐ2，βの間に関係： Ｐ1＝（ｆ1／ｆ2）・Ｐ2・（１／｜β｜） （２） が成り立つ。ここで、光学系の設計の基準温度を２０度
Ｃとし、マルチビーム走査装置の使用可能温度範囲を１
０〜６０度Ｃに設定した場合を考えてみる（請求項
５）。
【００１１】図３（ａ）において、符号３−１，３−
２，３−３で示す曲線は「何れも同じ曲線」であり、第
２結像系３により結像した光束の「副走査方向のビーム
ウエスト近傍において光束径（最大強度の１/ｅ2で定義
される）がどのように変化するか」を示したものであ
る。これらの曲線の最小となる部分がビームウエストを
与える。図３（ａ）において、Ｄｍａｘは被走査媒体上
における副走査方向の光スポット径の許容最大径、Ｄｍ
ｉｎは同許容最小径であり、Ｄｍｉｎ≦Ｄ≦Ｄｍａｘを
満足するＤが副走査方向における「光スポット径の適正
範囲」である。図３（ａ）において、曲線３−１は、副
走査方向におけるビームウエスト位置を（設計の基準温
度の２０度Ｃにおいて）被走査媒体７の表面（図の縦
軸）に合致させた場合を示している。このとき、結像関
係として式（２）の関係が成り立っている。この状態に
おいて、環境温度が１０度Ｃまで下がると、光源の波長
が短波長化し、第２結像系３の焦点距離が短くなるの
で、ビームウエスト位置は図３（ａ）の左側へずれ、曲
線３−２のようになる。このとき被走査媒体表面（図の
縦軸位置）における副走査方向の光スポット径は図中の
「Ｄ10」であって適正な光スポット径範囲内である。し
かし、環境温度が６０度Ｃになると、ビームウエスト位
置は図の右側へずれて、曲線３−３に示すごとくにな
り、被走査媒体表面における副走査方向の光スポット径
は図中の「Ｄ60」となって光スポット径の適正範囲を越
えてしまう。
２，３−３で示す曲線は「何れも同じ曲線」であり、第
２結像系３により結像した光束の「副走査方向のビーム
ウエスト近傍において光束径（最大強度の１/ｅ2で定義
される）がどのように変化するか」を示したものであ
る。これらの曲線の最小となる部分がビームウエストを
与える。図３（ａ）において、Ｄｍａｘは被走査媒体上
における副走査方向の光スポット径の許容最大径、Ｄｍ
ｉｎは同許容最小径であり、Ｄｍｉｎ≦Ｄ≦Ｄｍａｘを
満足するＤが副走査方向における「光スポット径の適正
範囲」である。図３（ａ）において、曲線３−１は、副
走査方向におけるビームウエスト位置を（設計の基準温
度の２０度Ｃにおいて）被走査媒体７の表面（図の縦
軸）に合致させた場合を示している。このとき、結像関
係として式（２）の関係が成り立っている。この状態に
おいて、環境温度が１０度Ｃまで下がると、光源の波長
が短波長化し、第２結像系３の焦点距離が短くなるの
で、ビームウエスト位置は図３（ａ）の左側へずれ、曲
線３−２のようになる。このとき被走査媒体表面（図の
縦軸位置）における副走査方向の光スポット径は図中の
「Ｄ10」であって適正な光スポット径範囲内である。し
かし、環境温度が６０度Ｃになると、ビームウエスト位
置は図の右側へずれて、曲線３−３に示すごとくにな
り、被走査媒体表面における副走査方向の光スポット径
は図中の「Ｄ60」となって光スポット径の適正範囲を越
えてしまう。
【００１２】そこで、このような場合、この発明におい
ては、図３（ｂ）に示すように、設計の基準温度２０度
Ｃにおいて、ビームウエスト位置を被走査媒体表面（縦
軸位置）よりも図の左方（−側：偏向器側）に予めシフ
トさせて設計するのである。このとき、副走査方向の光
スポット径はビームウエストの回りに曲線３−１０のよ
うに変化するので、被走査媒体表面ので光スポット径は
Ｄ0である。環境温度が１０度Ｃまで下がると、曲線３
−１０は偏向器側にずれて曲線３−２０のようになり、
被走査媒体上の光スポット径はＤ10’となる。また、環
境温度が６０度Ｃまで上がると、曲線３−１０は偏向器
から遠ざかるようにずれて曲線３−３０のようになり、
被走査媒体上の副走査方向の光スポット径はＤ60’のよ
うになる。しかし、光スポット径：Ｄ10’，Ｄ60’とも
に、副走査方向の光スポット径の適正範囲内にあるの
で、使用可能温度範囲：１０度Ｃ〜６０度Ｃにおいて、
適正な副走査方向の光スポット径を実現できる。主走査
対応方向においても同様に温度変化の影響を受けるの
で、上記と同様に、２０度Ｃのときのビームウエスト位
置を、光源とカップリングレンズの距離を調整すること
により、マイナスのデフォーカス側へ「ずらして」設定
する。
ては、図３（ｂ）に示すように、設計の基準温度２０度
Ｃにおいて、ビームウエスト位置を被走査媒体表面（縦
軸位置）よりも図の左方（−側：偏向器側）に予めシフ
トさせて設計するのである。このとき、副走査方向の光
スポット径はビームウエストの回りに曲線３−１０のよ
うに変化するので、被走査媒体表面ので光スポット径は
Ｄ0である。環境温度が１０度Ｃまで下がると、曲線３
−１０は偏向器側にずれて曲線３−２０のようになり、
被走査媒体上の光スポット径はＤ10’となる。また、環
境温度が６０度Ｃまで上がると、曲線３−１０は偏向器
から遠ざかるようにずれて曲線３−３０のようになり、
被走査媒体上の副走査方向の光スポット径はＤ60’のよ
うになる。しかし、光スポット径：Ｄ10’，Ｄ60’とも
に、副走査方向の光スポット径の適正範囲内にあるの
で、使用可能温度範囲：１０度Ｃ〜６０度Ｃにおいて、
適正な副走査方向の光スポット径を実現できる。主走査
対応方向においても同様に温度変化の影響を受けるの
で、上記と同様に、２０度Ｃのときのビームウエスト位
置を、光源とカップリングレンズの距離を調整すること
により、マイナスのデフォーカス側へ「ずらして」設定
する。
【００１３】上記のごとく、設計の基準温度：２０度Ｃ
における、第２結像系により結像した光束の副走査方向
のビームウエスト位置を、被走査媒体表面から偏向器側
へシフトさせるのであるが、このシフトは、第１結像系
により結像する「略線状の結像位置」を光源側へシフト
させることにより行えば良く（シフト量は、使用可能温
度範囲において、副走査方向の光スポット径の変動が、
適正範囲内になるように定める）、このシフトは、説明
中の実施の形態において第１結像系３をなすシリンドリ
カルレンズの焦点距離：ｆ2 を、上記結像の式（２）を
満足する値よりも小さく設定することにより行うのであ
る。このようにすると、発光部１ａと、その像である光
スポットとの結像倍率即ち、Ｐ2／Ｐ1が変化し、被走査
媒体上における光スポットの副走査方向のピッチが設計
上のものと異なることになるが、設定上のピッチに対し
て±１０％程度の変化は実用上問題とならないことが実
験的に確認されている。
における、第２結像系により結像した光束の副走査方向
のビームウエスト位置を、被走査媒体表面から偏向器側
へシフトさせるのであるが、このシフトは、第１結像系
により結像する「略線状の結像位置」を光源側へシフト
させることにより行えば良く（シフト量は、使用可能温
度範囲において、副走査方向の光スポット径の変動が、
適正範囲内になるように定める）、このシフトは、説明
中の実施の形態において第１結像系３をなすシリンドリ
カルレンズの焦点距離：ｆ2 を、上記結像の式（２）を
満足する値よりも小さく設定することにより行うのであ
る。このようにすると、発光部１ａと、その像である光
スポットとの結像倍率即ち、Ｐ2／Ｐ1が変化し、被走査
媒体上における光スポットの副走査方向のピッチが設計
上のものと異なることになるが、設定上のピッチに対し
て±１０％程度の変化は実用上問題とならないことが実
験的に確認されている。
【００１４】発光部と光スポットが結像関係にあるとき
には、前述の通り Ｐ1＝（ｆ1／ｆ2）・Ｐ2・（１／｜β｜） （２） が成り立っており、この式で、ピッチに関する量：Ｐ2
の変化が１０％以内になる条件は（２）式の右辺におけ
るＰ2が０．９より大きくなることであるから、 条件：０．９＜（ｆ1／ｆ2）・（Ｐ2／Ｐ1）・（１／｜
β｜） が成り立てば良い。上記ビームウエストのシフトを第１
結像系３の焦点距離を変化させる代わりに、第１結像系
自体を光軸方向へシフトさせてもよい。このときも、条
件（１）が成り立つように行えばよい、図４（ａ）で、
光源部１からの光束は、副走査対応方向において第１結
像系３により偏向反射面４ａ近傍に結像し、偏向反射面
４ａの面倒れを補正するため、偏向反射面４ａと被走査
媒体７は略共役な関係にされている。このとき第１結像
系３の結像位置が、図４（ｂ）に示すように「Δｘ」だ
けシフトすると、被走査媒体上に結像していたビームは
「Δｘ’」だけシフトし、両シフト量の関係は Δｘ’
＝Δｘ・β2 （３）で与え
られる。従って、ビームウエストのシフト量：Δｘ’に
応じて、上記第１結像系の結像位置をどれほどシフトさ
せるべきかは、上記（３）式により定めることができ
る。上の説明は、複数の発光部から放射された光束が被
走査媒体上を走査するのに、一つの偏向反射面で偏向さ
れた光束が全て被走査媒体を走査した後に、次の偏向反
射面で偏向された光束による走査が行われる「隣接走
査」の場合に対応しているが、一つの偏向反射面で偏向
された光束の走査ラインの間を、次の偏向反射面で偏向
された光束が走査するような「飛び越し走査」の場合で
も、条件（１）と許容範囲は変わらない。
には、前述の通り Ｐ1＝（ｆ1／ｆ2）・Ｐ2・（１／｜β｜） （２） が成り立っており、この式で、ピッチに関する量：Ｐ2
の変化が１０％以内になる条件は（２）式の右辺におけ
るＰ2が０．９より大きくなることであるから、 条件：０．９＜（ｆ1／ｆ2）・（Ｐ2／Ｐ1）・（１／｜
β｜） が成り立てば良い。上記ビームウエストのシフトを第１
結像系３の焦点距離を変化させる代わりに、第１結像系
自体を光軸方向へシフトさせてもよい。このときも、条
件（１）が成り立つように行えばよい、図４（ａ）で、
光源部１からの光束は、副走査対応方向において第１結
像系３により偏向反射面４ａ近傍に結像し、偏向反射面
４ａの面倒れを補正するため、偏向反射面４ａと被走査
媒体７は略共役な関係にされている。このとき第１結像
系３の結像位置が、図４（ｂ）に示すように「Δｘ」だ
けシフトすると、被走査媒体上に結像していたビームは
「Δｘ’」だけシフトし、両シフト量の関係は Δｘ’
＝Δｘ・β2 （３）で与え
られる。従って、ビームウエストのシフト量：Δｘ’に
応じて、上記第１結像系の結像位置をどれほどシフトさ
せるべきかは、上記（３）式により定めることができ
る。上の説明は、複数の発光部から放射された光束が被
走査媒体上を走査するのに、一つの偏向反射面で偏向さ
れた光束が全て被走査媒体を走査した後に、次の偏向反
射面で偏向された光束による走査が行われる「隣接走
査」の場合に対応しているが、一つの偏向反射面で偏向
された光束の走査ラインの間を、次の偏向反射面で偏向
された光束が走査するような「飛び越し走査」の場合で
も、条件（１）と許容範囲は変わらない。
【００１５】
【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。図１に即
して説明した実施の形態において、光源部１として、ピ
ッチ：１５μｍで２つの発光部を有する半導体レーザア
レイを用い、これら２つの発光部の中央部がカップリン
グレンズ２の光軸と合致するようにした。従って、各発
光部は、カップリングレンズ１の光軸から互いに逆の向
きに７．５μｍ離れて位置する。即ち、各発光部ともＰ
1＝７．５μｍである。また、被走査媒体表面における
走査ラインのピッチ（光スポットの副走査方向のピッ
チ）を６００ｄｐｉとした。設計の基準温度を２０度Ｃ
とし、この基準温度のときに、ビームウエストが被走査
媒体表面と合致するようにするには、Ｐ1＝７．５μ
ｍ，Ｐ2＝２１．２μｍに応じて、ｆ1＝１０ｍｍ，ｆ2
＝４０．９ｍｍ，β＝−０．７とすれば良い。しかし、
この場合、使用可能温度範囲を１０〜６０度Ｃとする
と、環境温度が５０度以上に上昇したとき、副走査方向
の光スポット径は適正範囲を越えて「肥大」してしまっ
た。実験を繰り返した結果、ビームウエストを被走査媒
体表面から偏向器側へ略１．５ｍｍシフトさせれば良い
ことが分かった。
して説明した実施の形態において、光源部１として、ピ
ッチ：１５μｍで２つの発光部を有する半導体レーザア
レイを用い、これら２つの発光部の中央部がカップリン
グレンズ２の光軸と合致するようにした。従って、各発
光部は、カップリングレンズ１の光軸から互いに逆の向
きに７．５μｍ離れて位置する。即ち、各発光部ともＰ
1＝７．５μｍである。また、被走査媒体表面における
走査ラインのピッチ（光スポットの副走査方向のピッ
チ）を６００ｄｐｉとした。設計の基準温度を２０度Ｃ
とし、この基準温度のときに、ビームウエストが被走査
媒体表面と合致するようにするには、Ｐ1＝７．５μ
ｍ，Ｐ2＝２１．２μｍに応じて、ｆ1＝１０ｍｍ，ｆ2
＝４０．９ｍｍ，β＝−０．７とすれば良い。しかし、
この場合、使用可能温度範囲を１０〜６０度Ｃとする
と、環境温度が５０度以上に上昇したとき、副走査方向
の光スポット径は適正範囲を越えて「肥大」してしまっ
た。実験を繰り返した結果、ビームウエストを被走査媒
体表面から偏向器側へ略１．５ｍｍシフトさせれば良い
ことが分かった。
【００１６】このとき、Δｘ’＝１．５として、Δｘ＝
３．０６ミリ（＝１．５/β2＝１．５/０．４９）とな
り、これから、第１結像系３の焦点距離：ｆ2’とし
て、３７．８ｍｍとすればよいことが分かる。このと
き、ｆ1/ｆ2’＝１０/３７．８＝０．２６，Ｐ2/Ｐ1＝
２１．２/７．５＝２．８，１／｜β｜＝１．４となる
から、これらの積：(ｆ1/ｆ2)・(Ｐ2/Ｐ1)・(１/｜β
｜)＝０．２６×２．８×１．４＝１．０２となって
０．９より大きく、条件（１）を満足している。
３．０６ミリ（＝１．５/β2＝１．５/０．４９）とな
り、これから、第１結像系３の焦点距離：ｆ2’とし
て、３７．８ｍｍとすればよいことが分かる。このと
き、ｆ1/ｆ2’＝１０/３７．８＝０．２６，Ｐ2/Ｐ1＝
２１．２/７．５＝２．８，１／｜β｜＝１．４となる
から、これらの積：(ｆ1/ｆ2)・(Ｐ2/Ｐ1)・(１/｜β
｜)＝０．２６×２．８×１．４＝１．０２となって
０．９より大きく、条件（１）を満足している。
【００１７】このように設定したマルチビーム走査装置
により「隣接走査」を行った結果、使用可能温度範囲：
１０〜６０度Ｃにおいて、常に、適正範囲内の光スポッ
ト径・走査ピッチで良好なマルチビーム走査を行うこと
ができた。
により「隣接走査」を行った結果、使用可能温度範囲：
１０〜６０度Ｃにおいて、常に、適正範囲内の光スポッ
ト径・走査ピッチで良好なマルチビーム走査を行うこと
ができた。
【００１８】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規なマルチビーム走査装置を実現できる。このマル
チビーム走査装置は、使用可能温度範囲内で環境温度が
変化しても常に、適正な光スポット径・走査ピッチで、
良好なマルチビーム走査を実行することができる。
ば新規なマルチビーム走査装置を実現できる。このマル
チビーム走査装置は、使用可能温度範囲内で環境温度が
変化しても常に、適正な光スポット径・走査ピッチで、
良好なマルチビーム走査を実行することができる。
【図１】この発明のマルチビーム走査装置の実施の１形
態を説明するための図である。
態を説明するための図である。
【図２】この発明の条件（１）を説明するための図であ
る。
る。
【図３】この発明の原理を説明するための図である。
【図４】ビームウエストのシフトを説明するための図で
ある。
ある。
１ 光源部 ２ カップリングレンズ ３ 第１結像系 ４ 偏向器 ５，６ 第２結像系 ７ 被走査媒体
Claims (5)
- 【請求項１】複数の発光部を副走査対応方向に概ね一直
線上に配列した光源部の、各発光部からの発散光束をカ
ップリングレンズにより以後の光学系に適合する光束に
変換し、該変換された光束を、副走査対応方向に屈折力
を有する第１結像系により偏向器の偏向面近傍に略線状
に結像し、上記偏向器により偏向された光束を第２結像
系により被走査媒体上に光スポットとして集光し、複数
ラインを同時に走査するマルチビーム走査装置におい
て、 設計上の基準温度を含む所定の使用可能温度範囲を設定
され、 光源部における任意の発光部の、カップリングレンズ光
軸からの距離をＰ1、カップリングレンズの焦点距離を
ｆ1、第１結像系の焦点距離をｆ2、第２結像系の副走査
対応方向の結像横倍率をβ、上記距離：Ｐ1の位置にあ
る発光部から放射された光束が、被走査媒体上に集光す
る位置の、上記第２結像系光軸からの距離をＰ2とする
とき、上記ｆ1，ｆ2，Ｐ1，Ｐ2，βが、設計基準におい
て条件： （１） ０．９＜（ｆ1／ｆ2）・（Ｐ2／Ｐ1）・（１／
｜β｜） を満足することを特徴とするマルチビーム走査装置。 - 【請求項２】請求項１記載のマルチビーム走査装置にお
いて、 第２結像系が、主走査対応方向と副走査対応方向とで屈
折力の異なるアナモルフィックレンズを１枚以上有する
ことを特徴とするマルチビーム走査装置。 - 【請求項３】請求項１または２記載のマルチビーム走査
装置において、 光ビームを偏向する偏向器は、回転多面鏡を等速回転さ
せるものであり、第２結像系が、等角速度的に偏向する
各偏向光束による走査を等速化する機能を有することを
特徴とするマルチビーム走査装置。 - 【請求項４】請求項１または２または３記載のマルチビ
ーム走査装置において、 第２結像系に樹脂製光学素子を含むことを特徴とするマ
ルチビーム走査装置。 - 【請求項５】請求項４記載のマルチビーム走査装置にお
いて、 設計上の基準温度が２０度Ｃであり、使用可能温度範囲
が１０〜６０度Ｃであることを特徴とするマルチビーム
走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10499698A JPH11295627A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | マルチビーム走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10499698A JPH11295627A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | マルチビーム走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11295627A true JPH11295627A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14395720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10499698A Pending JPH11295627A (ja) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | マルチビーム走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11295627A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215422A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-08-10 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置 |
| US7012724B2 (en) | 1999-11-24 | 2006-03-14 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device having a temperature compensation unit |
| US7515167B2 (en) | 2000-03-30 | 2009-04-07 | Ricoh Company, Ltd. | Multi-beam scanning device and image forming apparatus using the scanning device |
-
1998
- 1998-04-15 JP JP10499698A patent/JPH11295627A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7012724B2 (en) | 1999-11-24 | 2006-03-14 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device having a temperature compensation unit |
| JP2001215422A (ja) * | 2000-02-01 | 2001-08-10 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置 |
| US7515167B2 (en) | 2000-03-30 | 2009-04-07 | Ricoh Company, Ltd. | Multi-beam scanning device and image forming apparatus using the scanning device |
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Legal Events
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040510 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
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| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040726 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050329 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050530 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050823 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20051024 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20051027 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20051216 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20071001 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |