JPS63193124A

JPS63193124A - 多ビ−ム走査式光学装置

Info

Publication number: JPS63193124A
Application number: JP62026125A
Authority: JP
Inventors: Rei Morimoto; 玲森本; Taizo Saito; 泰三斎藤
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1988-08-10
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JP2548928B2

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】産業上の利用分野この発明は、複数の光源を用いたレーザープリンター等
の走査式光学装置の改良に関するものである。

従来の技術第８図は、従来の多ビーム走査式光学装置の一例を示し
たものである。

図示されるように、この多ビーム走査式光学装置は、基
準ビームを発する光源装置１及び可変角ビームを発する
光源装置２と、これらのビームを合成するハーフミラ−
３と、合成されたビームを反射させるポリゴンミラー４
と、このポリゴンミラー４で反射されたビームを集束さ
せて走査対象上にスポットＳ１．Ｓ、を結ばせるＦθレ
ンズ５とを備えている。なお、スポットＳ１、Ｓ２は、
走査対象上に副走査方向ｎに沿って並列する。

各ビームは、シリンドリカルレンズ６によって整形され
ると共に、ポリゴンミラー４の回転によってＦθレンズ
５に対して種々の角度で入射する。

そして、それに伴って走査対象上に結ばれたスポットＳ
□、８つが主走査方向ｍにスキャンされ、光源装置１．
２の出力に応じて走査対象上に２列のドツト列を形成す
る。

スポットＳＬ、Ｓ２が主走査方向ｍに一回スキャンされ
ると走査対象が図示しない駆動機構によって副走査方向
ｎに移動し、これらの動作の繰返しによってドツト列の
集合としての出力像が形成されてゆく。

なお、ハーフミラ−３は、上記の光源装置１．２から発
したビームを合成する機能の他に、可変角ビームの基準
ビームに対する角度を調整するビーム角度調整機構とし
ての機能をも有している。

すなわち、上記の多ビーム走査式光学装置においては、
ハーフミラ−３を軸Ｑ１回りに回動調整することにより
、可変角ビームによって形成されるスポットＳ８を基準
ビームによって形成されるスポットＳ、に対して副走査
方向ｎに沿って離反、接近させる構成となっている。

日が解決しようとする−へ５しかしながら、スポットＳ１とスポットＳ、との相対的
な位置関係の調整をハーフミラ−３の回動調整によって
行う場合には、回動調整の精度がかなり高く要求される
ために調整作業が困難であるという問題点があった。

具体的には、スポットの径は約５０〜６０μ、２つのス
ポットの中心位置の間隔は約５０μであるため、スポッ
トＳ２のスポットＳ□に対する副走査方向ｎへの調整精
度はミクロン単位が要求される。そして１例えばスポッ
トＳ、を５μ移動させるためには、ハーフミラ−３の回
動調整角は２′となり、このような調整を正確に行うこ
とは事実上極めて回部であった。

発明の目的この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
走査対象上に結ばれた複数のスポットの相対的な位置関
係の調整を、容易にしかも正確に行うことができる多ビ
ーム走査式光学装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手ところで、プリズムに単色光線を入射させた場合、この
入射光線と出射光線とのなす角を偏角。

あるいはふれ角と呼ぶが、この偏角は入射角と出射角と
が等しいときに最小値をとり、この付近の領域では入射
角の変化に対する偏角の変化率が低くなる。

例えば、第６図に示したように、頂角δのプリズムに対
して光線が垂直に入射するよう設定し。

このプリズムを図中時計回り、反時計回りに回動させた
場合、プリズムの回動角度をθ、（符号は時計回りを＋
１反時計回りを−としている）、対応する偏角を０８と
すると、その関係は第７図に示す通りである。なお、第
７図中、実線はδ＝１０゜の場合、破線はδ＝５″′の
場合をそれぞれ示している。

この図からも理解できるように、頂角を小さくとれば偏
角の変化率も低くなり、特に第７図中矢印で示した最小
偏角付近では変化率が極めて低くなる。すなわち、この
性質を利用すれば、光線のプリズムに対する入射角度を
比斡的大きなレベルで調整することによって、この光線
の角度を微小なレベルで変化させることができることと
なる。

そこでこの発明に係る多ビーム走査式光学装置では、基
準ビームに対する可変角ビームの角度を調整するビーム
角度調整機構を、少なくとも１つのプリズムと、このプ
リズムに対する可変角ビームの入射角度を変化させる変
角手段とから構成し、しかもこのプリズムを、偏角の変
化率の低い領域で可変角ビームを入射させるよう配置し
、もって上記目的の達成を図っている。

■ この発明は上記のような構成としたため、ビーム角度調
整機構の調整レベルの単位を大きくすることができる。

すなわち、可変角ビームのプリズムに対する入射角度を
比較的大きく変化させたとしても、可変角ビームの基準
ビームに対する角度変化は微小なものとなるため、この
調整を容易に、しかも正確に行うことができる。

実施例以下この発明を図面に基づいて説明する。第１図〜第５
図はこの発明の一実施例を示したものである。図中、従
来と同一の部材に↓よ同一符号を付している。

図示されるように、この多ビーム走査式光学装置には、
基準ビームを発する光源装置１及び可変角ビームを発す
る光源装置２と、これらの光源装置１．２から発するビ
ームを合成するハーフミラ−３と、合成されたビームを
反射させるポリゴンミラー４と、このポリゴンミラー４
で反射されたビームを集束させて走査対象である走査対
象上にスポットＳ１、Ｓ２を結ばせるＦＤレンズ５とが
従来と同様に設けられている。

なお、上記の光源装置１．２は、レーザー素子とこのレ
ーザー素子から発する発散光を平行光束とするコリメー
トレンズとから構成されており、また、スポットＳ、、
Ｓ、は、走査対象上に副走査方向ｎに沿って並列する。

可変角ビームを発する光源装置２とハーフミラ−３との
間には、可変角ビームの基準ビームに対する角度を調整
するビーム角度調整機構１０が設けられている。このビ
ーム角度調整機構ｌｏは、この例では第２図に拡大して
示したような２つのプリズム１１．１２と、これらのプ
リズム１１．１２の角度を調節する変角手段（後述する
）とから構成されている。

ここで説明のため、図中に光源装置２がら発するビーム
の進行方向をＸ、ポリゴンミラー４の回転軸方向をｙ、
これらＸ及びｙと直交する方向を２とする座標を設定す
る。

上記のプリズム１１．１２のうち、一方のプリズム１１
は２軸と平行な回転軸Ｑ２回りに回動調整可能とされて
おり、他方のプリズム１２はｙ軸と平行な回転軸０１回
りに回動調整可能とされている。

プリズム１１．１２は、それぞれ互いに非平行な入射面
１１ａ、　１２ａと出射面ｌｌｂ、１２ｂとを有する６
面体である。

そして、これらのプリズム１１．１２は、入射面１１ａ
、１２ａから入射する光線を３次元的に屈折させて出射
面１１ｂ、１２ｂから出射させる構成とされている。

また、プリズム１１．１２は、入射角度の変化に対する
偏角の変化率が低い領域で可変角ビームを入射させるよ
う配置されており、零調整時にはプリズム１１の入射面
１１ａがプリズム１２の出射面１２ｂと平行になり、プ
リズム１１の出射面１２ａがプリズム１２の入射面１２
ａと平行になるよう配置されている。

なお、偏角の変化率が最も低い領域は、第７図に矢印で
示した最小偏角付近の領域であるが、調整に供する領域
をこの最小偏角を含む両側に設定すると、入射角を何れ
の方向に変化させても偏角は増大する方向にしか変化せ
ず、調整の方向性が一方的となってしまう。そのため、
この最小偏角付近から多少ズした領域を使用することが
望ましし）。

上記のプリズム１１．１２の配置を第２図に基づいて詳
述すると、プリズム１１の入射面１１ａとプリズム１２
の出射面１２ｂとは、ｙ−ｚ平面を２軸回りに傾けた面
と平行であり、プリズム１１の出射面１１ｂとプリズム
１２の入射面１２ａとは、ｙ−ｚ平面をｙ軸回りに傾け
た面と平行である。その他の４面は、それぞれｘ−ｙ平
面及びｘ−ｚｊｌｌＺ面件平行である。

第３図及び第４図は、上記零調整時における光線の屈折
具合を示した図であり、第３図はプリズムの中央を通る
ｘ−ｙ平面と平行な面で切断した断面図、第４図はプリ
ズムの中央を通るｘ−ｚ平面と平行な面で切断した断面
図である。この図からも理解できるように、零調整時に
おいては入射光線と出射光線とは平行となり、ｙ軸方向
及びＺ軸方向へ多少シフトする。

なお、このように対称形状の２つのプ□リズムを使用し
た場合には、一方のプリズムによる色収差やビームの形
状変化は他方のプリズムで補正されるため、透過するビ
ームにはほとんどこれらの影響がない。

次に、上記実施例の作用を説明する。

光源装置１から発した基準ビームと、光源装置２から発
してビーム角度調整機構１０を透過した可変角ビームと
は、ハーフミラ−３で合成され、シリンドリカルレンズ
６で整形される。

そして、これらの合成されたビームは、軸り回りに回転
するポリゴンミラー４によって反射され。

ＦＯレンズ５を介して走査対象上に副走査方向ｎに沿っ
て並列する２つのスポットＳ１．　Ｓ、を結ぶ。

これらのスポットＳｉ、Ｓ、は、ポリゴンミラー４の回
転に伴って主走査方向ｍにスキャンされ、それぞれの光
源装置１．２の出力に応じてスポットＳ１は一列目のド
ツト列２０を、そしてスポットＳ２は二列目のドツト列
２１を形成する。

そして、スポットＳ１、Ｓ２が主走査方向ｍに一回スキ
ャンされると走査対象が図示しない駆動機構によって副
走査方向ｎに移動し、これらの動作の繰返しによって走
査対象上に光源装置の出力に応じた出力像を形成してゆ
く。

このとき、スポットＳ１とスポットＳ８との相対的な位
置関係が適正でないと出力像にムラができてしまうため
、このような場合はそれらの位置関係を補正する必要が
生ずる。

この実施例で示した装置では、プリズム１１．１２を回
動調整することによって、可変角ビームの基準ビームに
対する角度を変化させ、スポットＳ２をスポットＳ、に
対して変位させ、る構成となっている。

すなわち、スポットＳ３をスポットＳ、に対して主に副
走査方向へ変位させる場合にはプリズム１１を軸Ｑ２回
りに回動調整し、主に主走査方向へ変位させる場合には
プリズム１２を軸Ｑ３回りに回動調整する。

これらのプリズム１１．１２は、前述したように入射角
度の変化による偏角の変化率が小さい領域で可変角ビー
ムを入射させるよう配置されているため、スポットＳ８
をミクロン単位で変位させる際に、すなわち可変角ビー
ムを秒単位で変化させる際に、プリズムを分単位、ある
いは度単位で回動：ｌｉＩ！！することができる。従っ
て、調整作業が容易となり、正確な調整を行い得るよう
になる。

なお、調整時、可変角ビームには角度変化に加えて多少
の光軸のシフトも起きるため、このシフトを相殺するよ
うに光源装置ｉ！２を変位可能に設けた場合には更に正
確な調整を行い得る。

前述した変角手段としては、各プリズムをホルダーに収
め、このホルダー設けた軸を装置の本体に回動可能に取
付壁る方法、あるいはプリズムの配置を多少変更して第
５図に示すような機構に組付ける方法等種々の方法が考
えられる。

第５図に示した変角手段の構成を説明すると、プリズム
１１は、板バネ１３によって当付面１４側に付勢されて
おり、この付勢力に対向するように当接する調整ネジ１
５の先端によって位置決めされている。また、プリズム
１２は板バネ１３と同様の板バネ（図示せず）によって
当付面１６側に付勢されており。

この付勢力に対向するように当接する調整ネジ１７の先
端によって位置決めされている。すなわち、これらの調
整ネジ１５．１７の回動調整によってプリズム１１．１
２の可変角ビームに対する角度が変化する。

なお、この発明の実施のためには、必ずしも上記実施例
で示したような形状のプリズムを使用する必要がないの
は勿論であり、主断面が３角形の通常のプリズムを使用
しても調整精度を向上させるという効果を達成すること
ができる。

更に、上記実施例では、スポットＳ２を主走査方向ｍ、
あるいは副走査方向ｎの両方向に調整可能な構成とした
が、何れか一方のみに調整可能としてもよい。

夏果以上説明してきたように、この発明の多ビーム走査式光
学装置は、基準ビームに対する可変角ビームの角度を調
整するビーム角度調整機構を、少なくとも１つのプリズ
ムと、このプリズムに対する可変角ビームの入射角度を
変化させる変角手段とから構成し、しかもこのプリズム
を、偏角の変化率の低い領域で可変角ビームを入射させ
るよう配置したため、走査対象上に結ばれた複数のスポ
ットの相対的な位置関係を精度よく調整することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る多ビーム走査式光学装置の一実
施例を示す光学部品の配置構成図、第２図はビーム角度
調整機構を構成するプリズムの拡大斜視図、第３図及び
第４図はそれぞれ第２図に示したプリズムによる光線の
屈折状態を示す説明図、第５図は変角手段の一例を示す
斜視図、第６図はプリズムの断面図、第７図は入射角度
と偏角との関係を示すグラフ、第８図は従来の多ビーム
走査式光学装置を示す第１図と同様な図である。１．２・・・光源装置　　　　３・・・ハーフミラ−４
・・・ポリゴンミラー　　　５・・・ＦθレンズＩＯ・
・・ビーム角度調整機構　１１．１２・・・プリズム１
３〜１７・・・女角手段　　　　Ｓ７、Ｓ２・・・スポ
ット第２図第３図ｌ１１１１）　　　　１１第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基準ビームと、該基準ビームに対する角度を調整
するビーム角度調整機構を介して前記基準ビームに合成
される１つ又は２つ以上の可変角ビームとが、ポリゴン
ミラー及びＦθレンズを介して走査対象上にスポットを
結び、該スポットが前記ポリゴンミラーの回転によって
主走査方向にスキャンされる多ビーム走査式光学装置に
おいて、前記ビーム角度調整機構は、少なくとも１つの
プリズムと該プリズムに対する前記可変角ビームの入射
角度を変化させる変角手段とを備え、前記プリズムは、
前記入射角度の変化に対する偏角の変化率が低い領域で
前記可変角ビームを入射させるよう配置されたことを特
徴とする多ビーム走査式光学装置。
（２）前記ビーム角度調整機構は、前記可変角ビームに
よって前記走査対象上に形成されるスポットを、前記基
準ビームによって形成されるスポットに対してそれぞれ
主走査方向、及び副走査方向に沿って離反、接近させる
よう調整を行う２つのプリズムを備えることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の多ビーム走査式光学装
置。
（３）前記２つのプリズムは、それぞれ入射する光線を
３次元的に屈折させて出射させる構成とされ、かつ前記
２つのプリズムは、零調整時に一方の入射面が他方の出
射面と平行となるよう配置されていることを特徴とする
特許請求の範囲第２項に記載の多ビーム走査式光学装置
。