JPS6256919A - 光走査方式における変倍方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、光走査方式における変倍方法に関する。

（従来技術） 光走査方式は、光プリンター等に関連して良く知られて
いる。

光走査方式において、主走査方向とは、被走査面上にお
いて、これを走査する光のスポットが、走査ビームの偏
向によって移動する方向であり。

この主走査によるスポットの軌跡を主走査ラインと称す
る。また１、主走査ラインにおいて被走査面一に接する
平面を考え、この平面上で主走査ラインに直交する方向
を副光・査方向と称する。

また、走査ビームの光路上の任意の点において、光路方
向に直交し、かつ相互に直交する２方向を考え、これら
２方向を光路に従って追跡するとき。

被走査面上で、これら２方向の一方が主走査方向、他方
が副走査方向に一致するならば、上記光路上における一
方の方向を主走査方向に対応する方向と呼び、他方の方
向を副走査方向に対応する方向と称する。

さて、このような光走査方式のうちに、光源として、複
数の半導体レーザーを互いに近接させて配列したものを
用い、複数ラインを同時に主走査する光走査方式が知ら
れている。

第２図は、この複数ライン同時走査方式の１例として、
２ライン同時走査の場合が説明図的に示している。第２
図では、左右方向が主走査方向。

上下方向が副走査方向である。

１回目の光走査では、第２図中に符号■で示す２本の主
走査ラインが同時に走査される。次の光走査では、２本
の主走査ラインＪが、さらに１次の光走査では、２本の
主走査ラインＫが、というように、２ラインずつ走査さ
れる。もちろん、光走査される被走査面の方は、１回の
光走査あたりに、２ライン分ずつ、副走査方向へ変位す
る。

光源は２つの半導体レーザーであり、一方が１本の主走
査ラインの走査を受けもち、他方が、他の主走査ライン
の走査を受けもつ。第２図の丸印は、光走査により書き
込まれる１画素を示している。無印の丸は１方の半導体
レーザーにより書き込まれる画素であり、斜線を施した
丸は他方−の半導体レーザーにより書き込まれた画素で
ある。

第２図において、符号ＬＯで示す間隔、すなわち。

同時に走査される２本の主走査ラインの間隔を、以下、
ライン間隔と称する。また、符号ＤＰで示す長さを、光
走査のスポットの、副走査方向径と称する。

第２図に示す２ライン同時方式の場合を例にとって、光
走査により書き込まれる情報を、第３図に示すように変
倍することを考えて見る。この場合において、変倍のた
めに必要な条件は何であろうか。第３図でも、左右方向
が主走査方向であり、上下方向が、副走査方向であると
する。また、説明の簡単のため、主走査速度は、変倍の
前後で変わらないものとする。

まず、副走査方向について考えて見ると、変倍率をＭと
すると、ライン間隔および、スポットの副走査方向径に
ついて。

が成立たねばならない。

また、被走査面の副走査方向の移動速度を、変倍の前後
で、ＶＯ，Ｖｌとすると。

が成立たねばならない。

上記（１）と（２）とが、副走査方向における変倍条件
である。

次に、主走査方向にづいて考えて見ると、主走査方向で
は、１画素の読取もしくは書込みに割あてられた時間τ
を、変倍前後でて０．τ、とするときτ− が満足されねばならない。ｆ＝１／τなる量は。

画素周波数として知られている。（４）式は、画素とな
る。

また、スポットの主走査方向の径をも変える必要がある
が、これには、画素周波数を有するクロックパルスのデ
ユーティ比を変化させ、１画素あたりについて半導体レ
ーザーを点灯させる時間を変えればよい。

次に、上記変倍条件を如何にして実現するかを考えて見
ると、主走査方向の諸条件は、すべて、これを、電気的
な処理で実現できる。

また、副走査方向の条件のうち、条件（２）は、機械的
な処理で実現できる。そこで最後にのこる条件は、副走
査方向におけろ条件（１）である。この条件は１本質的
に光学的であり、光学的な処理によって実現され５る。

従来、条件（１）を、光学的に実現する方法としては、
特開昭５７−５４９１４号公報に開示された方法が知ら
れているが、この方法は、アフォーカルなアナモフィッ
クズームレンズという、複雑な構成のレンズ系を必要と
する点に問題があった。

（目　　的） 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって
、上記の変倍のための光学的条件を、簡単な構成のレン
ズで実現できる。新規な変倍方法の提供を目的とする。

（構　　成） 以下、本発明を説明する。

本発明においても、光源としては、複数個の半導体レー
ザーを、互いに近接させて配列してなるものを用いる。

このような光源の例としては１例えば、ＬＤアレイをあ
げることができる。

光源と、偏向手段との間には、結像レンズとシリンダー
レンズとが配される。結像レンズは、光源の例に配備さ
れ、シリンダーレンズは負のパワーを有する。光源と結
像レンズとは、光軸方向において変位可能とされる。

また、シリンダーレンズは、その母線方向、すなわち、
パワーのない方向を、副走査方向に対応する方向にして
定位置に配備される。

変倍は、光源と結像レンズとの変位により、結像レンズ
による結像倍率を変化させることにより行なわれる。こ
の際、光源、結像レンズの変位は。

上記結像レンズからの光が、シリンダーレンズにより主
走査方向に対応する方向において平行光束化されるよう
に行なわれる。主走査方向に対応する方向において平行
光束化するとは、゛結像レンズからの光が、シリンダー
レンズを透過した後の状態を、副走査方向に対応する方
向から見たとき。

透過光束が、平行光束として見えることを意味する。

以下、図面を参照して説明する。

本発明の１実施例を示す第１図は１本発明を適用した光
プリンター（２ライン同時走査方式）を要部のみ略示し
ている。

図中、符号ｌＯは光源、符号１２は結像レンズ、符号１
４はシリンダーレンズ、符号１６は、偏向手段。

符号１８はｆθレンズ、符号２０はシリンダーレンズ、
符号２２は、記録媒体としての光導電性の感光体をそれ
ぞれしめている。

光による情報の記録は、感光体２２を回転させつつ帯電
し、これに光走査を行って情報書込を行ない、形成され
る静電潜像を現像し、得られる可視像を記録紙上に転写
、定着することにより行なわれる。

光源１０は、２個の半導体レーザーを互いに近接させて
一体化してなっている。この光ｇ１０と、結像レンズ１
２とが、光軸方向へ変位可能である。

シリンダーレンズ１４は、負のパワーを有し、結像レン
ズ１２と、偏向手段１６との間に配備される。

偏向手段１６は、多面鏡１６Ａと、これを回転させるモ
ーター１６Ｂとからなっている。

シリンダーレンズ２０は正のパワーを有する。

この例において、光源１０における２個の半導体レーザ
ーの配列方向、シリンダーレンズ１４の母線方向、偏向
手段１６における、多面鏡１６Ａの回転軸方向は、いず
れも、副走査方向に対応しており。

シリンダーレンズ２０の長手方向および、感光体２２の
母線方向は、主走査方向に対応している。

さて、この光学系の結像状態は、主走査方向に対応する
方向、副走査方向に対応する方向において、それぞれ、
以下の如きものとなっている。

まず、主走査方向に対応する方向についてみる。

この方向における光学的状態は、これを副走査方向に対
応する方向から見ることによって観察できる。主走査方
向に対応する光束の状態を、副走査方向から見ると光ｇ
ｔｏから出た２つの光束（各半導体レーザーからの光束
）は、いずれも、結像レンズ１２を介してシリンダーレ
ンズ１４に入射し、同レンズを透過したのちは、多面鏡
１６Ａに反射され。

ｆＯレンズ１８と、シリンダーレンズ２０を介して感光
体２２上にいたり、ｆＯレンズ１８の作用により、感光
体２２上に集束する。一方、副走査方向に対応する方向
での光束状態は、これを主走査方向に対応する方向から
見ることによって知ることができる。それによれば、光
源から出た２つの光束は、−結像レンズ１２の作用によ
って、いずれも、多面鏡１６Ａによる反射点（以下、偏
向の起点という）に結像する。シリンダーレンズ１４は
、副走査方向に対応する方向ではパワーをもたないので
、上記結像は専ら、結像レンズ１２による。結像レンズ
１２による結像を、便宜上、光源像と呼ぶことにする。

ところで、副走査方向に対応する方向においては。

上記偏向の起点と、主走査ラインの位置が、ｆθレンズ
１８とシリンダーレンズ２０とにより共役の関係で結ば
れており、従って、２つの半導体レーザーの発光部の像
である光源像が、さらに、ｆＯレンズ１８とシリンダー
レンズ２０とによって感光体上に結像される訳である。

かくして・、感光体上には、各半導体レーザーに対応し
て、２つの走査スポットが得られる訳である。従って、
モーター１６Ｂにより多面ｆｉ１６Ａを回転させること
により２ラインを同時走査できる。

副走査方向に対応する方向において、偏向の起点と被走
査面とを共役関係にむすぶ、ｆＯレンズ１８、シリンダ
ーレンズ２０の合成結像倍率は一定である。従って、副
走査方向において、前述の変倍条件を満足するには、光
源像の大きさを変えねばならず、そのためには、結像レ
ンズ１２による結像倍率を変えれば良いのである。

第４図において、（Ｉ）は、副走査方向に対応する方向
における光束の様子を示し、（ＩＩ）は、主走査方向に
対応する方向における光束の様子を示す。

Ｐで示す位置は、偏向の起点である。この偏向の起点Ｐ
と、シリンダーレンズ１４の位置は固定的である。

今、光走査の倍率がＭであるとき、光１ｔｏ−、結像レ
ンズ１２．シリンダーレンズ１４、偏向の起点Ｐの間の
相対的な距離を、第４図ＣＩＩＩ）の如く、ａ。

ｂ、ｃ、ｘとする。このとき、結像レンズ１２の結像倍
率μはｂ　／　ａで与えらゝれる。また、結像レンズ１
２、シリンダーレンズ１４の焦点距離を、それぞれ、ｆ
、ｆとする。

この状態において、 が成立つから、ｃ＝（ｔである６ さて、光走査の副走査方向の走査倍率をＭから、Ｍ＋Δ
Ｍに変えるためには、結像レンズ１２の結像倍率を、μ
から、μ＋Δμに変えねばならない。ΔＭはに従って定
めることができる。丘は変倍率である。

このとき、ａ、ｂがそれぞれ、Δａ、Δｂだけ変化する
とすれば。

が成立つ。これから、Δａ、Δｂを求めることができる
。このようにして得られたΔａに従って、光源ｌＯと結
像レンズ１２との間の距離ａを変化させ、またΔｂに従
って、結像レンズ１２とシリンダーレンズ１４との間の
距１Ｉｉｘを変化させればよい。そうすれば、副走査方
向の走査倍率を所望のΔＭだけ変化させることができる
。またこのとき、主走査方向に対応する方向では、シリ
ンダーレンズ１４を透過した光束は平行光束であり、ｆ
θレンズ１８（第１図）によって確実に、被走査面上に
集束する。

従ってあとは、前述した機械的処理によって条件（２）
を満足させ、電気的処理により、条件（３）。

（４）等を満足させることで、光走査の変倍が実現され
る。

（効　　果） 以上１本発明によれば、光走査方式における新規な変倍
方法を提供できる。この方法は上記の如く構成されてい
るため、極めて簡素なレンズ系で実現できる。

なお、上の説明では、２ライン同時走査の場合を例にと
ったが、３ライン以上の同時走査の場合も、勿論、全く
同様に実現される。また、光走査による情報の書込の場
合について説明したが、情報の読取の場合にも同様に適
用できる。この場合には、読取られる１画素の大きさが
変倍される。

また、光源像の結像点を上の説明では偏向の起゛点に一
致させたが、これは偏向手段における多面鏡の回転のさ
いの面倒れを補正するためであり。

本発明の原理上は、偏向の起点と光源像の結像位置がず
れてもよい。

また偏向手段としてホロスキャナーやガルバノ−ミラー
等を用いる場合にも、本発明は勿論適用できる。なお、
結像レンズとしては、コリメータレンズをデフォーカス
して用いてもよい。上記説明では説明の簡単のため、薄
いレンズの式を用いたが必要に応じて、厚いレンズの公
式に変更することはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例を要部のみ説明図的に示す
斜視図、第２図ないし第４図は、光走査における変倍を
説明するための図である。 ｌＯ・・・・光源、１２・・・・結像レンズ、１／１．
２０・・・・シリンダーレンズ、１６・・・・偏向手段
、１８・・・・ｆθレンズ、２２・・・・感光体。 づイ弓フ　　　　ブ　　　　ｒさ？−１＋　　２　２６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の半導体レーザーを、互いに近接させて配列してな
   る光源を用い、複数ラインを同時に主走査する光走査方
   式において、副走査方向の走査倍率を変える方法であっ
   て、 光源と、偏向手段との間に、結像レンズと、負のパワー
   を有するシリンダーレンズとを、上記結像レンズが光源
   の側となるように配備し、 上記結像レンズと光源とを、光軸方向において変位可能
   とし、 上記シリンダーレンズを、その母線方向が副走査方向に
   対応するようにして定位置に配備し、上記光源と結像レ
   ンズとの変位により、上記結像レンズによる結像倍率を
   変化させるとともに、主走査方向に対応する方向におい
   ては、上記結像レンズからの光束を上記シリンダーレン
   ズにより平行光束化することにより、副走査方向の走査
   倍率を変えることを特徴とする、変倍方法。