JPH11337852A - 多ビーム光記録装置 - Google Patents
多ビーム光記録装置Info
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- JPH11337852A JPH11337852A JP14118198A JP14118198A JPH11337852A JP H11337852 A JPH11337852 A JP H11337852A JP 14118198 A JP14118198 A JP 14118198A JP 14118198 A JP14118198 A JP 14118198A JP H11337852 A JPH11337852 A JP H11337852A
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- photosensitive drum
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
- B41J2/47—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light
- B41J2/471—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror
- B41J2/473—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror using multiple light beams, wavelengths or colours
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の光スポットを感光ドラム上に結像し走
査する光走査装置に於いて、感光ドラム上の結像スポッ
トを著しく劣化させることなく光スポット列の斜め配列
角度を調整する光スポット配列角度調整機構と、光スポ
ット列の配列間隔を調整するための光スポット配列間隔
調整機構とを具備する多ビーム光記録装置を提供する。 【解決手段】 多ビーム光記録装置において、光学系に
配置されたビーム拡大器は、少なくとも２枚以上のレン
ズが光軸方向に移動可能なレンズ組を有し、レンズ組の
レンズ配置間隔を調整することにより前記レンズ組の合
成焦点距離を可変たらしめ、なおかつレンズ組の像側、
あるいは物側いずれかの合成主点は固定する。
査する光走査装置に於いて、感光ドラム上の結像スポッ
トを著しく劣化させることなく光スポット列の斜め配列
角度を調整する光スポット配列角度調整機構と、光スポ
ット列の配列間隔を調整するための光スポット配列間隔
調整機構とを具備する多ビーム光記録装置を提供する。 【解決手段】 多ビーム光記録装置において、光学系に
配置されたビーム拡大器は、少なくとも２枚以上のレン
ズが光軸方向に移動可能なレンズ組を有し、レンズ組の
レンズ配置間隔を調整することにより前記レンズ組の合
成焦点距離を可変たらしめ、なおかつレンズ組の像側、
あるいは物側いずれかの合成主点は固定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のレーザ光を
走査、変調することで光記録を行なうレーザビームプリ
ンタなどの光記録装置に属するものである。
走査、変調することで光記録を行なうレーザビームプリ
ンタなどの光記録装置に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術として知られている例として
特開平８−１５６２５がある。
特開平８−１５６２５がある。
【０００３】上記公報記載の装置は、複数の光ビームを
発生する光源と、前記光源から出射した複数の光ビーム
をコリメートしたあと光ビームを偏向して感光体上を主
走査する主走査手段との間に、各々副走査方向にのみレ
ンズパワーを有する第１と第２のレンズ系を配置し光軸
方向に移動調整することで、入射した複数の光ビームを
主走査手段に結像させると共に、前記感光体上の光ビー
ムの間隔および光ビー
発生する光源と、前記光源から出射した複数の光ビーム
をコリメートしたあと光ビームを偏向して感光体上を主
走査する主走査手段との間に、各々副走査方向にのみレ
ンズパワーを有する第１と第２のレンズ系を配置し光軸
方向に移動調整することで、入射した複数の光ビームを
主走査手段に結像させると共に、前記感光体上の光ビー
ムの間隔および光ビー
【０００４】ム径が目標光ビーム径となるようにしてい
る。
る。
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法で
は、感光体上の光ビーム間隔およびビーム径を調整する
ために配置されている第１と第２のレンズ系は共に副走
査方向にのみパワーを有するレンズ系であるために、光
軸を回転軸とする回転方向の配置誤差に対する裕度が厳
しく、第１および第２のレンズ系の母線を正確に一致さ
せなければ感光体上の結像ビームを著しく劣化させてし
まう等の問題があった。
は、感光体上の光ビーム間隔およびビーム径を調整する
ために配置されている第１と第２のレンズ系は共に副走
査方向にのみパワーを有するレンズ系であるために、光
軸を回転軸とする回転方向の配置誤差に対する裕度が厳
しく、第１および第２のレンズ系の母線を正確に一致さ
せなければ感光体上の結像ビームを著しく劣化させてし
まう等の問題があった。
【０００５】本発明の目的は、複数の光スポットを感光
ドラム上に結像し走査する光走査装置に於いて、感光ド
ラム上の結像スポットを著しく劣化させることなく光ス
ポット列の斜め配列角度を調整する光スポット配列角度
調整機構と、光スポット列の配列間隔を調整するための
光スポット配列間隔調整機構とを具備する多ビーム光記
録装置を提供することにある。
ドラム上に結像し走査する光走査装置に於いて、感光ド
ラム上の結像スポットを著しく劣化させることなく光ス
ポット列の斜め配列角度を調整する光スポット配列角度
調整機構と、光スポット列の配列間隔を調整するための
光スポット配列間隔調整機構とを具備する多ビーム光記
録装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の多ビーム光記録装置において、光学系に配
置されたビーム拡大器は、少なくとも２枚以上のレンズ
が光軸方向に移動可能なレンズ組を有し、該レンズ組の
レンズ配置間隔を調整することにより前記レンズ組の合
成焦点距離を可変たらしめ、なおかつレンズ組の像側、
あるいは物側いずれかの合成主点が固定するようにして
いる。
に、本発明の多ビーム光記録装置において、光学系に配
置されたビーム拡大器は、少なくとも２枚以上のレンズ
が光軸方向に移動可能なレンズ組を有し、該レンズ組の
レンズ配置間隔を調整することにより前記レンズ組の合
成焦点距離を可変たらしめ、なおかつレンズ組の像側、
あるいは物側いずれかの合成主点が固定するようにして
いる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【０００８】（実施例１）図１が本発明の第１の実施例
の光学系を示す図である。
の光学系を示す図である。
【０００９】レーザ光源１から出射した光は多ビーム発
生素子２に照射する。多ビーム発生素子２は多ビームを
発生し、各々のビームは、レンズ３−１によりＡＯ変調
器４上に絞られる。ＡＯ変調器４は非図示の印字データ
にしたがって、それぞれのビームを光変調する。ＡＯ変
調器４を出射した光はレンズ５−１により平行光となり
ダブプリズム７、焦点距離ｆ8を有するシリンダレンズ
８を透過後、回転多面鏡９を照射し、Ｆθレンズ１０を
透過した後、感光ドラム１１を走査する。感光ドラム１
１上では、多ビームは光走査線が互いに密着するように
斜め角度をもって走査している。この斜め角度はダブプ
リズム７を光軸回りに回転することによって設定する。
シリンダレンズ８は回転多面鏡９の回転時の揺動による
光走査線のずれを無くすためのもので、多ビーム各々を
回転多面鏡上に副走査方向に絞り込んでいる。
生素子２に照射する。多ビーム発生素子２は多ビームを
発生し、各々のビームは、レンズ３−１によりＡＯ変調
器４上に絞られる。ＡＯ変調器４は非図示の印字データ
にしたがって、それぞれのビームを光変調する。ＡＯ変
調器４を出射した光はレンズ５−１により平行光となり
ダブプリズム７、焦点距離ｆ8を有するシリンダレンズ
８を透過後、回転多面鏡９を照射し、Ｆθレンズ１０を
透過した後、感光ドラム１１を走査する。感光ドラム１
１上では、多ビームは光走査線が互いに密着するように
斜め角度をもって走査している。この斜め角度はダブプ
リズム７を光軸回りに回転することによって設定する。
シリンダレンズ８は回転多面鏡９の回転時の揺動による
光走査線のずれを無くすためのもので、多ビーム各々を
回転多面鏡上に副走査方向に絞り込んでいる。
【００１０】図３が図１に示した光学系の部品配置位置
を示す図で、図３（Ａ）は光記録装置を構成する光学系
のうち回転多面鏡９の回転面内からみた光学系、すなわ
ち感光ドラム１１上で主走査方向の光学系である。図３
（Ｂ）はそれとは垂直方向からみた光学系、すなわち副
走査方向の光学系である。
を示す図で、図３（Ａ）は光記録装置を構成する光学系
のうち回転多面鏡９の回転面内からみた光学系、すなわ
ち感光ドラム１１上で主走査方向の光学系である。図３
（Ｂ）はそれとは垂直方向からみた光学系、すなわち副
走査方向の光学系である。
【００１１】図３において、レンズ３−１の焦点距離を
ｆ3-1[ｍｍ]、複数のレンズ（本実施例では焦点距離ｆ
5-a[ｍｍ]のレンズ５−ａと焦点距離ｆ5-b[ｍｍ]のレン
ズ５−ｂの２枚）で構成されるレンズ５−１の合成焦点
距離をｆ5-1[ｍｍ]とするとき、多ビーム発生素子２と
レンズ３−１の間隔、およびレンズ３−１とＡＯ変調器
４の間隔がｆ3-1、また、ＡＯ変調器４とレンズ５−１
の光入射側主面との間隔がｆ5-1で配置されており、Ａ
Ｏ変調器４を介してレンズ３−１とレンズ５−１とでビ
ーム拡大器を構成している。レンズ５−１の光出射側主
面と回転多面鏡９の間隔は、ほぼｆ5-1の距離に配置さ
れている。
ｆ3-1[ｍｍ]、複数のレンズ（本実施例では焦点距離ｆ
5-a[ｍｍ]のレンズ５−ａと焦点距離ｆ5-b[ｍｍ]のレン
ズ５−ｂの２枚）で構成されるレンズ５−１の合成焦点
距離をｆ5-1[ｍｍ]とするとき、多ビーム発生素子２と
レンズ３−１の間隔、およびレンズ３−１とＡＯ変調器
４の間隔がｆ3-1、また、ＡＯ変調器４とレンズ５−１
の光入射側主面との間隔がｆ5-1で配置されており、Ａ
Ｏ変調器４を介してレンズ３−１とレンズ５−１とでビ
ーム拡大器を構成している。レンズ５−１の光出射側主
面と回転多面鏡９の間隔は、ほぼｆ5-1の距離に配置さ
れている。
【００１２】このように配置することによって、図３
（Ａ）の主走査方向の光学系では、多ビーム発生素子２
により回転多面鏡９の回転面内に対して垂直方向に分岐
された各レーザ光の主光線はレンズ３−１出射後に平行
となり、ＡＯ変調器４を通過後、レンズ５−１を照射す
る。その後、レンズ５−１を出射した各ビームの主光線
は回転多面鏡９上で概略一致する。
（Ａ）の主走査方向の光学系では、多ビーム発生素子２
により回転多面鏡９の回転面内に対して垂直方向に分岐
された各レーザ光の主光線はレンズ３−１出射後に平行
となり、ＡＯ変調器４を通過後、レンズ５−１を照射す
る。その後、レンズ５−１を出射した各ビームの主光線
は回転多面鏡９上で概略一致する。
【００１３】つぎに、図３に於ける多ビーム発生素子２
で分岐された各々のレーザ光について説明する。
で分岐された各々のレーザ光について説明する。
【００１４】ＡＯ変調器４上に絞られたビームのスポッ
ト径をδ[μｍ]、ビーム間隔をｄ[ｍｍ]とすると、レン
ズ５−１出射後のビーム径Ｄは、 Ｄ＝４λｆ5-1／（πδ） [ｍｍ] …………………… （１） で与えられる。ここで、λは光の波長である。
ト径をδ[μｍ]、ビーム間隔をｄ[ｍｍ]とすると、レン
ズ５−１出射後のビーム径Ｄは、 Ｄ＝４λｆ5-1／（πδ） [ｍｍ] …………………… （１） で与えられる。ここで、λは光の波長である。
【００１５】つぎに、図３（Ｂ）の副走査方向の光学系
におけるレーザ光について説明する。副走査方向の光学
系では、各ビームの主光線はレーザ光源１出射後から回
転多面鏡９まで、ほぼ光軸と一致している。また、各ビ
ームのビーム径についてもレンズ５を出射し、ビーム径
Ｄ＝４λｆ5-1／（πδ）[ｍｍ]の平行光になるところ
までは図３（Ａ）の光学系と同じであるが、レンズ５−
１を出射した光はシリンダレンズ８により回転多面鏡９
上に絞りこまれる。このときのスポット径をδ′[μｍ]
とすると、 δ′＝（ｆ8／ｆ5-1）δ [μｍ] …………………… （２） で表される。従って、回転多面鏡９の反射面には、図２
のように横幅Ｄ[ｍｍ]、縦幅δ′[μｍ]の光スポットが
形成される。つぎに、回転多面鏡９で反射した光はＦθ
レンズ10により感光ドラム８上に結像する。このとき、
Ｆθレンズの焦点距離をｆFθとすると、感光ドラム上
での結像スポット径は次式で表される。
におけるレーザ光について説明する。副走査方向の光学
系では、各ビームの主光線はレーザ光源１出射後から回
転多面鏡９まで、ほぼ光軸と一致している。また、各ビ
ームのビーム径についてもレンズ５を出射し、ビーム径
Ｄ＝４λｆ5-1／（πδ）[ｍｍ]の平行光になるところ
までは図３（Ａ）の光学系と同じであるが、レンズ５−
１を出射した光はシリンダレンズ８により回転多面鏡９
上に絞りこまれる。このときのスポット径をδ′[μｍ]
とすると、 δ′＝（ｆ8／ｆ5-1）δ [μｍ] …………………… （２） で表される。従って、回転多面鏡９の反射面には、図２
のように横幅Ｄ[ｍｍ]、縦幅δ′[μｍ]の光スポットが
形成される。つぎに、回転多面鏡９で反射した光はＦθ
レンズ10により感光ドラム８上に結像する。このとき、
Ｆθレンズの焦点距離をｆFθとすると、感光ドラム上
での結像スポット径は次式で表される。
【００１６】 ωx＝（ｆFθ／ｆ5-1）δ [μｍ] …………………… （３） ωy＝ｍδ′＝ｍ（ｆ8／ｆ5-1）δ [μｍ] …………………… （４） ここで、ωxは走査方向の結像スポット径、ωyは副走査
方向の結像スポット径、またｍはＦθレンズの副走査方
向の倍率である。光走査方向に対する多ビームの結像ス
ポットの傾きをΨとすると走査線間隔ｐ′は、 ｐ′＝ｍｄ（ｆ8／ｆ5-1）sin Ψ [ｍｍ] …………………… （５） で与えられる。すなわち、光スポット列斜め角度調整機
構であるダブプリズム７の回転角に関するパラメータ
ｍ、ｄ、ｆ8、ｆ5-1、Ψに依存する。
方向の結像スポット径、またｍはＦθレンズの副走査方
向の倍率である。光走査方向に対する多ビームの結像ス
ポットの傾きをΨとすると走査線間隔ｐ′は、 ｐ′＝ｍｄ（ｆ8／ｆ5-1）sin Ψ [ｍｍ] …………………… （５） で与えられる。すなわち、光スポット列斜め角度調整機
構であるダブプリズム７の回転角に関するパラメータ
ｍ、ｄ、ｆ8、ｆ5-1、Ψに依存する。
【００１７】以上、説明した光学系の各変数に具体的な
数値を代入して６００［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］の印刷密度
をもつ多ビーム光記録装置を考えてみる。
数値を代入して６００［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］の印刷密度
をもつ多ビーム光記録装置を考えてみる。
【００１８】ＡＯ変調器４上に絞られたビームのスポッ
ト径をδ＝５０[μｍ]、ＡＯ変調器４上に絞られたビー
ムのスポット間隔をｄ＝１.５[ｍｍ]、レンズ５−１の
焦点距離をｆ5-1＝２００[ｍｍ]、レンズ８の焦点距離
をｆ8＝１００[ｍｍ]、レンズ１０の焦点距離をｆFθ＝
２００[ｍｍ]、レンズ１０の倍率をｍ＝２[倍]、とする
と、感光ドラム１１上での結像スポットの間隔はｄ′＝
１.５［mm］、結像スポット径は、ωx＝５０[μｍ]、ω
y＝５０[μｍ] となる。また、感光ドラム１１上の走
査線間隔が、ｐ′＝４２.３[μｍ]であることから、Ψ
＝１.６２［deg］、φ＝０.８０８［deg］、ｐ＝２１.
２[μｍ]が算出できる。
ト径をδ＝５０[μｍ]、ＡＯ変調器４上に絞られたビー
ムのスポット間隔をｄ＝１.５[ｍｍ]、レンズ５−１の
焦点距離をｆ5-1＝２００[ｍｍ]、レンズ８の焦点距離
をｆ8＝１００[ｍｍ]、レンズ１０の焦点距離をｆFθ＝
２００[ｍｍ]、レンズ１０の倍率をｍ＝２[倍]、とする
と、感光ドラム１１上での結像スポットの間隔はｄ′＝
１.５［mm］、結像スポット径は、ωx＝５０[μｍ]、ω
y＝５０[μｍ] となる。また、感光ドラム１１上の走
査線間隔が、ｐ′＝４２.３[μｍ]であることから、Ψ
＝１.６２［deg］、φ＝０.８０８［deg］、ｐ＝２１.
２[μｍ]が算出できる。
【００１９】この時、各レンズの焦点距離とｄが不変の
場合、走査線間隔の許容誤差を±１％以下、即ちΔｐ′
≦±０.４２３[μｍ]以下に合わせることを目標とする
と、ΔΨ≦±０.０１６２[deg]の精度が必要となる。し
かし、これを機械精度で実現させるのはかなり困難なこ
とである。
場合、走査線間隔の許容誤差を±１％以下、即ちΔｐ′
≦±０.４２３[μｍ]以下に合わせることを目標とする
と、ΔΨ≦±０.０１６２[deg]の精度が必要となる。し
かし、これを機械精度で実現させるのはかなり困難なこ
とである。
【００２０】そこで、本発明ではビーム拡大器を構成す
るレンズ３−１とレンズ５−１のうち後ろ側のレンズ５
−１を２枚組レンズとし、レンズ５−１を構成するレン
ズ５−ａとレンズ５−ｂのレンズ配置間隔を調整し、レ
ンズ５−１の焦点距離を変化させ、なおかつ２つのレン
ズの位置を光軸方向に移動することによりレンズ５−１
の物側合成主点は固定させるようにする。つまり、レン
ズ３−１の光出射側主点とレンズ５−１の光入射側主点
間の距離は常にｆ3-1＋ｆ5-1を保つようにすることで、
感光ドラム上での結像スポットの焦点ぼけを生じること
なく走査線間隔の微調整が可能になる。
るレンズ３−１とレンズ５−１のうち後ろ側のレンズ５
−１を２枚組レンズとし、レンズ５−１を構成するレン
ズ５−ａとレンズ５−ｂのレンズ配置間隔を調整し、レ
ンズ５−１の焦点距離を変化させ、なおかつ２つのレン
ズの位置を光軸方向に移動することによりレンズ５−１
の物側合成主点は固定させるようにする。つまり、レン
ズ３−１の光出射側主点とレンズ５−１の光入射側主点
間の距離は常にｆ3-1＋ｆ5-1を保つようにすることで、
感光ドラム上での結像スポットの焦点ぼけを生じること
なく走査線間隔の微調整が可能になる。
【００２１】例えば焦点距離ｆ5-1＝２００[ｍｍ］のレ
ンズ５−１を構成するレンズ５−ａ、レンズ５−ｂの２
枚組のレンズペアの一例を挙げれば、ｆ5-a＝１００[ｍ
ｍ］、ｆ5-b＝−１５０[ｍｍ］、レンズ５−ａの光出射
側主点とレンズ５−ｂの光入射側主点との間隔ζをζ＝
２５[ｍｍ］にすればよい。光スポット列斜め角度調整
機構であるダブプリズムの回転により調整しきれなかっ
た走査線間隔の誤差は、レンズ５−ａとレンズ５−ｂを
光軸方向に移動し、レンズ間隔ζを変え、レンズ５−１
の焦点距離を２００[ｍｍ］から僅かに変化させてやれ
ば良い。例えば、上述したレンズ組のケースでは、ζ＝
２３[ｍｍ］にすればｆ5-1＝２０５.５[ｍｍ］、ζ＝２
７[ｍｍ］にすればｆ5-1＝１９４.８[ｍｍ］となり、Δ
ζ＝±２[ｍｍ］の調整で、約２.７％レンズ５−１の焦
点距離を変化させることができるので、先述した式よ
り、光スポット列斜め角度調整機構で調整しきれなかっ
た走査線間隔誤差を補正することができることがわか
る。この時、図５に示すようにレンズ間隔ζが変わるこ
とによって、すなわちレンズ５−１の焦点距離が変わる
ことによって感光ドラム上の走査線間隔と結像スポット
径が同時に変化する。しかし、走査線間隔の数％の誤差
が印刷品質に与える影響は大きいが、結像スポット径が
数％大小しても印刷品質が大幅に劣化することはないの
で実用上問題無い。
ンズ５−１を構成するレンズ５−ａ、レンズ５−ｂの２
枚組のレンズペアの一例を挙げれば、ｆ5-a＝１００[ｍ
ｍ］、ｆ5-b＝−１５０[ｍｍ］、レンズ５−ａの光出射
側主点とレンズ５−ｂの光入射側主点との間隔ζをζ＝
２５[ｍｍ］にすればよい。光スポット列斜め角度調整
機構であるダブプリズムの回転により調整しきれなかっ
た走査線間隔の誤差は、レンズ５−ａとレンズ５−ｂを
光軸方向に移動し、レンズ間隔ζを変え、レンズ５−１
の焦点距離を２００[ｍｍ］から僅かに変化させてやれ
ば良い。例えば、上述したレンズ組のケースでは、ζ＝
２３[ｍｍ］にすればｆ5-1＝２０５.５[ｍｍ］、ζ＝２
７[ｍｍ］にすればｆ5-1＝１９４.８[ｍｍ］となり、Δ
ζ＝±２[ｍｍ］の調整で、約２.７％レンズ５−１の焦
点距離を変化させることができるので、先述した式よ
り、光スポット列斜め角度調整機構で調整しきれなかっ
た走査線間隔誤差を補正することができることがわか
る。この時、図５に示すようにレンズ間隔ζが変わるこ
とによって、すなわちレンズ５−１の焦点距離が変わる
ことによって感光ドラム上の走査線間隔と結像スポット
径が同時に変化する。しかし、走査線間隔の数％の誤差
が印刷品質に与える影響は大きいが、結像スポット径が
数％大小しても印刷品質が大幅に劣化することはないの
で実用上問題無い。
【００２２】（実施例２）図６が本発明の第２の実施例
の光学系を示す図である。
の光学系を示す図である。
【００２３】多ビーム半導体レーザ光源１−２は、非図
示の印字データにしたがって、それぞれ独立に変調され
たビームを出射する。多ビーム半導体レーザ光源１−２
から出射した光はレンズ３−２によりコリメートされた
後、レンズ３−３に入射し、レンズ３−３とレンズ５−
２で構成されるビーム拡大器によりビーム径が拡大され
た平行光となり、焦点距離ｆ8を有するシリンダレンズ
８を透過後、回転多面鏡９を照射し、Ｆθレンズ１０を
透過した後、感光ドラム１１を走査する。感光ドラム１
１上では、多ビームは光走査線が互いに密着するように
斜め角度をもって走査している。この斜め角度は多ビー
ム半導体レーザ光源１−２を光軸回りに回転することに
よって設定する。シリンダレンズ８は回転多面鏡９の回
転時の揺動による光走査線のずれを無くすためのもの
で、多ビーム各々を回転多面鏡上に副走査方向に絞り込
んでいる。
示の印字データにしたがって、それぞれ独立に変調され
たビームを出射する。多ビーム半導体レーザ光源１−２
から出射した光はレンズ３−２によりコリメートされた
後、レンズ３−３に入射し、レンズ３−３とレンズ５−
２で構成されるビーム拡大器によりビーム径が拡大され
た平行光となり、焦点距離ｆ8を有するシリンダレンズ
８を透過後、回転多面鏡９を照射し、Ｆθレンズ１０を
透過した後、感光ドラム１１を走査する。感光ドラム１
１上では、多ビームは光走査線が互いに密着するように
斜め角度をもって走査している。この斜め角度は多ビー
ム半導体レーザ光源１−２を光軸回りに回転することに
よって設定する。シリンダレンズ８は回転多面鏡９の回
転時の揺動による光走査線のずれを無くすためのもの
で、多ビーム各々を回転多面鏡上に副走査方向に絞り込
んでいる。
【００２４】図４が図６に示した光学系の部品配置位置
を示す図で、図４（Ａ）は光記録装置を構成する光学系
のうち回転多面鏡９の回転面内からみた光学系、すなわ
ち感光ドラム１１上で主走査方向の光学系である。図４
（Ｂ）はそれとは垂直方向からみた光学系、すなわち副
走査方向の光学系である。
を示す図で、図４（Ａ）は光記録装置を構成する光学系
のうち回転多面鏡９の回転面内からみた光学系、すなわ
ち感光ドラム１１上で主走査方向の光学系である。図４
（Ｂ）はそれとは垂直方向からみた光学系、すなわち副
走査方向の光学系である。
【００２５】図４において、レンズ３−２の焦点距離を
ｆ3-2[ｍｍ]、レンズ３−３の焦点距離をｆ3 -3[ｍｍ]、
複数のレンズ（本実施例ではレンズ５−ｃとレンズ５−
ｄの２枚）で構成されるレンズ５−２の合成焦点距離を
ｆ5-2[ｍｍ]とするとき、多ビーム半導体レーザ光源１
−２とレンズ３−２の間隔がｆ3-2、レンズ３−２とレ
ンズ３−３のの間隔がｆ3-2＋ｆ3- 3、レンズ３−３とレ
ンズ５−２の光入射側主面との間隔がｆ3-3＋ｆ5-2で配
置されており、レンズ３−３とレンズ５−２とでビーム
拡大器を構成している。また、レンズ５−２の光出射側
主面と回転多面鏡９の間隔は、ほぼｆ5-2の距離に配置
されている。
ｆ3-2[ｍｍ]、レンズ３−３の焦点距離をｆ3 -3[ｍｍ]、
複数のレンズ（本実施例ではレンズ５−ｃとレンズ５−
ｄの２枚）で構成されるレンズ５−２の合成焦点距離を
ｆ5-2[ｍｍ]とするとき、多ビーム半導体レーザ光源１
−２とレンズ３−２の間隔がｆ3-2、レンズ３−２とレ
ンズ３−３のの間隔がｆ3-2＋ｆ3- 3、レンズ３−３とレ
ンズ５−２の光入射側主面との間隔がｆ3-3＋ｆ5-2で配
置されており、レンズ３−３とレンズ５−２とでビーム
拡大器を構成している。また、レンズ５−２の光出射側
主面と回転多面鏡９の間隔は、ほぼｆ5-2の距離に配置
されている。
【００２６】このように配置することによって、図４
（Ａ）の主走査方向の光学系では多ビーム半導体レーザ
光源１−２から平行に発した各レーザ光の主光線はレン
ズ３−３出射後に再び平行となり、レンズ５−２を照射
する。その後、レンズ５−２を出射した各ビームの主光
線は回転多面鏡９上で概略一致する。
（Ａ）の主走査方向の光学系では多ビーム半導体レーザ
光源１−２から平行に発した各レーザ光の主光線はレン
ズ３−３出射後に再び平行となり、レンズ５−２を照射
する。その後、レンズ５−２を出射した各ビームの主光
線は回転多面鏡９上で概略一致する。
【００２７】つぎに、図４に於ける多ビーム半導体レー
ザ光源１−２から発した各々のレーザ光について説明す
る。
ザ光源１−２から発した各々のレーザ光について説明す
る。
【００２８】多ビーム半導体レーザ光源１−２の発光ス
ポット径をδ[μｍ]、ビーム間隔をｄ[ｍｍ]とすると、
レンズ５−２出射後のビーム径Ｄは、 Ｄ＝４λｆ3-2ｆ5-2／（ｆ3-3πδ） [ｍｍ] …………………… （６） で与えられる。ここで、λは光の波長である。
ポット径をδ[μｍ]、ビーム間隔をｄ[ｍｍ]とすると、
レンズ５−２出射後のビーム径Ｄは、 Ｄ＝４λｆ3-2ｆ5-2／（ｆ3-3πδ） [ｍｍ] …………………… （６） で与えられる。ここで、λは光の波長である。
【００２９】つぎに、図４（Ｂ）の副走査方向の光学系
におけるレーザ光について説明する。副走査方向の光学
系では、各ビームの主光線は多ビーム半導体レーザ光源
１−２出射後から回転多面鏡９まで、ほぼ光軸と一致し
ている。また、各ビームのビーム径についてもレンズ５
を出射し、ビーム径Ｄ＝４λｆ3-2ｆ5-2／（ｆ3-3π
δ）[ｍｍ]の平行光になるところまでは図４（Ａ）の光
学系と同じであるが、レンズ５−２を出射した光はシリ
ンダレンズ８により回転多面鏡９上に絞りこまれる。こ
のときのスポット径をδ′[μｍ]とすると、 δ′＝（ｆ3-3ｆ8／ｆ3-2ｆ5-2）δ [μｍ] …………………… （７） で表される。従って、回転多面鏡９の反射面には、図２
のように横幅Ｄ[ｍｍ]、縦幅δ′[μｍ]の光スポットが
形成される。つぎに、回転多面鏡９で反射した光はＦθ
レンズ10により感光ドラム８上に結像する。このとき、
Ｆθレンズの焦点距離をｆFθとすると、感光ドラム上
での結像スポット径は次式で表される。
におけるレーザ光について説明する。副走査方向の光学
系では、各ビームの主光線は多ビーム半導体レーザ光源
１−２出射後から回転多面鏡９まで、ほぼ光軸と一致し
ている。また、各ビームのビーム径についてもレンズ５
を出射し、ビーム径Ｄ＝４λｆ3-2ｆ5-2／（ｆ3-3π
δ）[ｍｍ]の平行光になるところまでは図４（Ａ）の光
学系と同じであるが、レンズ５−２を出射した光はシリ
ンダレンズ８により回転多面鏡９上に絞りこまれる。こ
のときのスポット径をδ′[μｍ]とすると、 δ′＝（ｆ3-3ｆ8／ｆ3-2ｆ5-2）δ [μｍ] …………………… （７） で表される。従って、回転多面鏡９の反射面には、図２
のように横幅Ｄ[ｍｍ]、縦幅δ′[μｍ]の光スポットが
形成される。つぎに、回転多面鏡９で反射した光はＦθ
レンズ10により感光ドラム８上に結像する。このとき、
Ｆθレンズの焦点距離をｆFθとすると、感光ドラム上
での結像スポット径は次式で表される。
【００３０】 ωx＝（ｆ3-3ｆFθ／ｆ3-2ｆ5-2）δ [μｍ] …………………… （８） ωy＝ｍδ′＝ｍ（ｆ3-3ｆ8／ｆ3-2ｆ5-2）δ [μｍ] …………………… （ ９） ここで、ωxは走査方向の結像スポット径、ωyは副走査
方向の結像スポット径、またｍはＦθレンズの副走査方
向の倍率である。さらに、感光ドラム上での結像スポッ
トの間隔をｄ′とすると、 ｄ′＝ｄ（ｆ3-3ｆFθ／ｆ3-2ｆ5-2） [ｍｍ] …………………… （１０） で表される。光走査方向に対する多ビームの結像スポッ
トの傾きをΨとすると走査線間隔ｐ′は、 ｐ′＝ｍｄ（ｆ3-3ｆ8／ｆ3-2ｆ5-2）sin Ψ [ｍｍ] …………………… （１ １） で与えられる。すなわち、光スポット列斜め角度調整機
構であるダブプリズム７の回転角に関するパラメータ
ｍ、ｄ、ｆ3-3、ｆ8、ｆ3-2、ｆ5-2、Ψに依存する。
方向の結像スポット径、またｍはＦθレンズの副走査方
向の倍率である。さらに、感光ドラム上での結像スポッ
トの間隔をｄ′とすると、 ｄ′＝ｄ（ｆ3-3ｆFθ／ｆ3-2ｆ5-2） [ｍｍ] …………………… （１０） で表される。光走査方向に対する多ビームの結像スポッ
トの傾きをΨとすると走査線間隔ｐ′は、 ｐ′＝ｍｄ（ｆ3-3ｆ8／ｆ3-2ｆ5-2）sin Ψ [ｍｍ] …………………… （１ １） で与えられる。すなわち、光スポット列斜め角度調整機
構であるダブプリズム７の回転角に関するパラメータ
ｍ、ｄ、ｆ3-3、ｆ8、ｆ3-2、ｆ5-2、Ψに依存する。
【００３１】以上、説明した光学系の各変数に具体的な
数値を代入して６００［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］の印刷密度
をもつ多ビーム光記録装置を考えてみる。
数値を代入して６００［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］の印刷密度
をもつ多ビーム光記録装置を考えてみる。
【００３２】多ビーム半導体レーザ光源１−２の発光ス
ポット径を５[μｍ]、ビーム間隔を０.１５[ｍｍ]、レ
ンズ３−２の焦点距離をｆ5-1＝５[ｍｍ]、レンズ３−
３の焦点距離をｆ5-1＝５０[ｍｍ]、レンズ５−２の焦
点距離をｆ5-2＝２００[ｍｍ]、レンズ８の焦点距離を
ｆ8＝１００[ｍｍ]、レンズ１０の焦点距離をｆFθ＝２
００[ｍｍ]、レンズ１０の倍率をｍ＝２[倍]、とする
と、感光ドラム１１上での結像スポットの間隔はｄ′＝
１.５［mm］、結像スポット径は、ωx＝５０[μｍ]、ω
y＝５０[μｍ] となる。また、感光ドラム１１上の走
査線間隔が、ｐ′＝４２.３[μｍ]であることから、Ψ
＝１.６２［deg］、φ＝０.８０８［deg］、ｐ＝２１.
２[μｍ]が算出できる。
ポット径を５[μｍ]、ビーム間隔を０.１５[ｍｍ]、レ
ンズ３−２の焦点距離をｆ5-1＝５[ｍｍ]、レンズ３−
３の焦点距離をｆ5-1＝５０[ｍｍ]、レンズ５−２の焦
点距離をｆ5-2＝２００[ｍｍ]、レンズ８の焦点距離を
ｆ8＝１００[ｍｍ]、レンズ１０の焦点距離をｆFθ＝２
００[ｍｍ]、レンズ１０の倍率をｍ＝２[倍]、とする
と、感光ドラム１１上での結像スポットの間隔はｄ′＝
１.５［mm］、結像スポット径は、ωx＝５０[μｍ]、ω
y＝５０[μｍ] となる。また、感光ドラム１１上の走
査線間隔が、ｐ′＝４２.３[μｍ]であることから、Ψ
＝１.６２［deg］、φ＝０.８０８［deg］、ｐ＝２１.
２[μｍ]が算出できる。
【００３３】この時、各レンズの焦点距離とｄが不変の
場合、走査線間隔の許容誤差を±１％以下、即ちΔｐ′
≦±０.４２３[μｍ]以下に合わせることを目標とする
と、ΔΨ≦±０.０１６２[deg]の精度が必要となる。し
かし、これを機械精度で実現させるのはかなり困難なこ
とである。
場合、走査線間隔の許容誤差を±１％以下、即ちΔｐ′
≦±０.４２３[μｍ]以下に合わせることを目標とする
と、ΔΨ≦±０.０１６２[deg]の精度が必要となる。し
かし、これを機械精度で実現させるのはかなり困難なこ
とである。
【００３４】そこで、本発明ではビーム拡大器を構成す
るレンズ３−３とレンズ５−２のうち後ろ側のレンズ５
−２を２枚組レンズとし、レンズ５−２を構成するレン
ズ５−ｃとレンズ５−ｄのレンズ配置間隔を調整し、レ
ンズ５−２の焦点距離を変化させ、なおかつ２つのレン
ズの位置を光軸方向に移動することによりレンズ５−２
の物側合成主点は固定させるようにする。つまり、レン
ズ３−３の光出射側主点とレンズ５−２の光入射側主点
間の距離は常にｆ3-3＋ｆ5-2を保つようにすることで、
感光ドラム上での結像スポットの焦点ぼけを生じること
なく走査線間隔の微調整が可能になる。
るレンズ３−３とレンズ５−２のうち後ろ側のレンズ５
−２を２枚組レンズとし、レンズ５−２を構成するレン
ズ５−ｃとレンズ５−ｄのレンズ配置間隔を調整し、レ
ンズ５−２の焦点距離を変化させ、なおかつ２つのレン
ズの位置を光軸方向に移動することによりレンズ５−２
の物側合成主点は固定させるようにする。つまり、レン
ズ３−３の光出射側主点とレンズ５−２の光入射側主点
間の距離は常にｆ3-3＋ｆ5-2を保つようにすることで、
感光ドラム上での結像スポットの焦点ぼけを生じること
なく走査線間隔の微調整が可能になる。
【００３５】例えば焦点距離ｆ5-2＝２００[ｍｍ］のレ
ンズ５−２を構成するレンズ５−ｃ、レンズ５−ｄの２
枚組のレンズペアの一例を挙げれば、ｆ5-c＝１００[ｍ
ｍ］、ｆ5-d＝−１５０[ｍｍ］、レンズ５−ｃの光出射
側主点とレンズ５−ｄの光入射側主点の間隔ξをξ＝２
５[ｍｍ］にすればよい。光スポット列斜め角度調整機
構である多ビーム半導体レーザ光源１−２の回転により
調整しきれなかった走査線間隔の誤差は、レンズ５−ｃ
とレンズ５−ｄを光軸方向に移動し、レンズ間隔ζを変
え、レンズ５−２の焦点距離を２００[ｍｍ］から僅か
に変化させてやれば良い。例えば、上述したレンズ組の
ケースでは、ξ＝２３[ｍｍ］にすればｆ5-2＝２０５.
５[ｍｍ］、ξ＝２７[ｍｍ］にすればｆ5-2＝１９４.８
[ｍｍ］となり、Δξ＝±２[ｍｍ］の調整で、約２.７
％レンズ５−２の焦点距離を変化させることができるの
で、先述した式より、光スポット列斜め角度調整機構で
調整しきれなかった走査線間隔誤差を補正することがで
きる。この時、図５に示すようにレンズ間隔ζが変わる
ことによって、すなわちレンズ５−２の焦点距離が変わ
ることによって感光ドラム上の走査線間隔と結像スポッ
ト径が同時に変化する。しかし、走査線間隔の数％の誤
差が印刷品質に与える影響は大きいが、結像スポット径
が数％大小しても印刷品質が大幅に劣化することはない
ので実用上問題無い。
ンズ５−２を構成するレンズ５−ｃ、レンズ５−ｄの２
枚組のレンズペアの一例を挙げれば、ｆ5-c＝１００[ｍ
ｍ］、ｆ5-d＝−１５０[ｍｍ］、レンズ５−ｃの光出射
側主点とレンズ５−ｄの光入射側主点の間隔ξをξ＝２
５[ｍｍ］にすればよい。光スポット列斜め角度調整機
構である多ビーム半導体レーザ光源１−２の回転により
調整しきれなかった走査線間隔の誤差は、レンズ５−ｃ
とレンズ５−ｄを光軸方向に移動し、レンズ間隔ζを変
え、レンズ５−２の焦点距離を２００[ｍｍ］から僅か
に変化させてやれば良い。例えば、上述したレンズ組の
ケースでは、ξ＝２３[ｍｍ］にすればｆ5-2＝２０５.
５[ｍｍ］、ξ＝２７[ｍｍ］にすればｆ5-2＝１９４.８
[ｍｍ］となり、Δξ＝±２[ｍｍ］の調整で、約２.７
％レンズ５−２の焦点距離を変化させることができるの
で、先述した式より、光スポット列斜め角度調整機構で
調整しきれなかった走査線間隔誤差を補正することがで
きる。この時、図５に示すようにレンズ間隔ζが変わる
ことによって、すなわちレンズ５−２の焦点距離が変わ
ることによって感光ドラム上の走査線間隔と結像スポッ
ト径が同時に変化する。しかし、走査線間隔の数％の誤
差が印刷品質に与える影響は大きいが、結像スポット径
が数％大小しても印刷品質が大幅に劣化することはない
ので実用上問題無い。
【００３６】なお、本実施例ではレンズ５−２を２枚組
レンズにした場合を述べたが、複数レンズとするのはレ
ンズ３−３であってもよく、その場合は、レンズ３−３
の像側、つまり光出射側主点位置は変わらないようにす
る。
レンズにした場合を述べたが、複数レンズとするのはレ
ンズ３−３であってもよく、その場合は、レンズ３−３
の像側、つまり光出射側主点位置は変わらないようにす
る。
【００３７】以上、実施例１から実施例２で述べたビー
ム本数は２本の場合であったが、もちろんビーム本数は
２本以上であってもよい。
ム本数は２本の場合であったが、もちろんビーム本数は
２本以上であってもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
ビーム光記録装置において、光学系に配置されたビーム
拡大器は、ビーム拡大器を構成するレンズのうち少なく
とも１枚以上のレンズは２枚以上の光軸方向に移動可能
なレンズ組から成り、レンズ組のレンズ配置間隔を調整
することにより前記レンズ組の合成焦点距離を可変たら
しめ、なおかつレンズ組の像側、あるいは物側いずれか
の主点はレンズ移動によって固定するようにしている。
このようにすることによって、感光ドラム上の結像スポ
ットを著しく劣化させることなく光スポット配列間隔を
調整できる。
ビーム光記録装置において、光学系に配置されたビーム
拡大器は、ビーム拡大器を構成するレンズのうち少なく
とも１枚以上のレンズは２枚以上の光軸方向に移動可能
なレンズ組から成り、レンズ組のレンズ配置間隔を調整
することにより前記レンズ組の合成焦点距離を可変たら
しめ、なおかつレンズ組の像側、あるいは物側いずれか
の主点はレンズ移動によって固定するようにしている。
このようにすることによって、感光ドラム上の結像スポ
ットを著しく劣化させることなく光スポット配列間隔を
調整できる。
【図１】 本発明の一実施例の光学系を示す模式図であ
る。
る。
【図２】 回転多面鏡上でのビーム形状を示す模式図で
ある。
ある。
【図３】 光学系の配置位置を示す図である。
【図４】 光学系の配置位置を示す図である。
【図５】 レンズ間隔の変位に対する感光ドラム上での
結像スポット径・走査線間隔の変化率を示すグラフであ
る。
結像スポット径・走査線間隔の変化率を示すグラフであ
る。
【図６】 本発明の第２の実施例の光学系を示す模式図
である。
である。
１−１…レーザ光源、１−２…多ビーム半導体レーザ光
源、２…多ビーム発生素子、３−１…レンズ、３−２…
レンズ、３−３…レンズ、４…ＡＯ変調器、５−１…レ
ンズ組、５−２…レンズ組、８…シリンダレンズ、９…
回転多面鏡、１０…Ｆθレンズ、１１…感光ドラム、１
２…ビームディテクタ
源、２…多ビーム発生素子、３−１…レンズ、３−２…
レンズ、３−３…レンズ、４…ＡＯ変調器、５−１…レ
ンズ組、５−２…レンズ組、８…シリンダレンズ、９…
回転多面鏡、１０…Ｆθレンズ、１１…感光ドラム、１
２…ビームディテクタ
Claims (1)
- 【請求項１】 複数ビームを所定のビーム径に拡大する
ビーム拡大器と、該複数ビームを偏向し感光ドラム上を
主走査させる偏向手段と、該複数ビームを該感光ドラム
上に均一なスポットとして結像させるビーム結像手段
と、結像された各々のスポット列を該感光ドラム上で斜
めに配列して主走査するためのスポット列斜め角度調整
機構とを有する光走査装置において、前記ビーム拡大器
は、少なくとも２枚以上のレンズが光軸方向に移動可能
なレンズ組を有し、該レンズ組のレンズ配置間隔を調整
することにより該レンズ組の合成焦点距離を可変たらし
め、なおかつ該レンズ組の像側、あるいは物側いずれか
の合成主点が固定されていることを特徴とする多ビーム
光記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14118198A JPH11337852A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 多ビーム光記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14118198A JPH11337852A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 多ビーム光記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11337852A true JPH11337852A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15286043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14118198A Pending JPH11337852A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 多ビーム光記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11337852A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043398A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Ricoh Co Ltd | マルチビーム生成装置および光走査型画像表示装置 |
| JP2013029534A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
-
1998
- 1998-05-22 JP JP14118198A patent/JPH11337852A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043398A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Ricoh Co Ltd | マルチビーム生成装置および光走査型画像表示装置 |
| JP2013029534A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20040806 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040809 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 |