JPH04348311A - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

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JPH04348311A
JPH04348311A JP3035625A JP3562591A JPH04348311A JP H04348311 A JPH04348311 A JP H04348311A JP 3035625 A JP3035625 A JP 3035625A JP 3562591 A JP3562591 A JP 3562591A JP H04348311 A JPH04348311 A JP H04348311A
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JP
Japan
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mirror
light
light beam
lens
focal length
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Pending
Application number
JP3035625A
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English (en)
Inventor
Osamu Endo
理 遠藤
Hiromichi Atsumi
広道 厚海
Hiroyuki Suhara
浩之 須原
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、デジタル複写機、レ
ーザプリンタ等に用いられ、複数の光束を走査する光走
査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、デジタル複写機等に用いられてい
る光走査装置は、LD(半導体レーザ)を光源としてポ
リゴンミラー等の偏向器を回転させることにより感光体
等の被走査面を等速度で光走査する構成である。この光
走査装置にも種々の改良が成されており、例えば、ポリ
ゴンミラーに平面部と曲面部を設け、向かい合った平面
部だけを反射面として光走査に使用したり(特公昭63
−188112号公報)、あるいは、ピラミダルミラー
を利用して1つのLDで複数個所の光走査を行ったり(
特公昭64−11218号公報)、さらに、ピラミダル
ミラーの変形として、ミラー面(偏向面)をスキャナモ
ータの回転軸の一部に形成し、該回転軸と一体化した偏
向器(特公昭64−7015号公報)等がある。
【0003】ところで、光走査をより高速化するために
はポリゴンミラー(若しくはピラミダルミラー)の回転
数を増加させるために、該ポリゴンミラーを回転させる
スキャナモータの回転を超高速にする必要があり、コス
トがかかる。そこで、走査光束を複数本にして、この複
数の光束で静電潜像を形成すれば、スキャナモータの回
転数は増加させる必要がなく、低コストで高速印字が可
能となる。そこで、ポリゴンミラーを用いて複数本のレ
ーザビームを走査する場合について説明する。図4に示
すように、レーザ光源1を射出した発散光はコリメート
レンズ2で平行光とされ、シリンダレンズ3により副走
査方向でポリゴンミラーの鏡面14近傍に結像する。こ
の光束は鏡面14より後方では発散光となるが、レンズ
系15により像面9近傍に結像する。このレンズ系15
にはfθレンズ等が含まれている。このように、ポリゴ
ンミラーの鏡面14と像面9とは幾何光学的な共役関係
であり、所謂面倒れ補正光学系となっている。ここで、
レンズ系15の前側主点、後側主点をそれぞれH,H’
、前側主点から鏡面14までの距離をa、後側主点から
像面9までの距離をbとするとレンズ系15の横倍率β
は、β=b/aであり、縦倍率γは、γ=β2である。 この光学系で2本のレーザ光束を走査する場合、副走査
方向にピッチ(2本の光束の間隔)がある2点からLD
によって2本のレーザ光束を発する。このとき、ミラー
面14でのピッチをu1、結像面9上でのピッチをu2
とすると、u2=βu1である。例えば、a=42〔m
m〕、b=156〔mm〕とするとβ=3.7でu2を
100μmとするためにはu1=27〔μm〕となる。 この構成において、レンズ系15で副走査方向の像面湾
曲は補正されるが例えば3mm程度の像面湾曲量がある
場合、シリンダレンズ3を光軸方向に機械的に駆動して
その像面湾曲量を補正するために必要なシリンダレンズ
3の移動量Δxはγ=β2であるから、Δx×γ=3よ
りΔx=0.22〔mm〕となる。しかし、シリンダレ
ンズ3を光軸方向にΔx移動させたときにはミラー面1
4上でのピッチは変化し、ミラー面14より光軸方向に
Δx離れた位置でのピッチはu1となる。このとき、像
面9上でのピッチu2は、u2=u1×b/(a−Δx
)であり、u2=100.8〔μm〕となって、0.8
μm程度ピッチu2が変化する。この程度の変化であれ
ば実用上それ程問題ない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のポリゴンミラーを用いた複数光束の走査方法におい
ては、横倍率や像面湾曲の補正量が異なるとピッチの変
化量が大きくなり過ぎるという問題が生じる可能性があ
る。また、例えばシリンダレンズ3に可変焦点距離レン
ズを用い、電気的な制御を用いて像面湾曲を補正する場
合でも同様の問題が生じる可能性がある。また、前記ピ
ラミダルミラーを用いて複数本のレーザ光束を走査する
場合について示すと、図5に示すように、2本のレーザ
光束をピラミダルミラー7のミラー面7aの上方から回
転軸(2点鎖線)から少しずれた位置で入射させた場合
、ミラー面7aの稜線の最高点と最低点を結ぶ一点鎖線
に対して垂直な方向での2本の光束の間隔をd1、ピラ
ミダルミラー7を45°回転させたとき(同図(b))
の該間隔をd2とすると、d1>d2 である。同図(
a),(b)に対応する側面図(c),(d)に示して
いる高さ方向での2本の光束の間隔h1,h2はピラミ
ダルミラー7の頂角をθとすると、h1=d1/tan
θ、h2=d2/tanθであるのでh1>h2となる
。このように、ピラミダルミラー7の回転に伴って2本
のレーザ光束のピッチが変化し、正確な走査が行なえな
いという問題点があった。
【0005】そこで、この発明は上述した従来の問題点
を解消して、偏向器としてピラミダルミラーを用いてい
て、複数本のレーザ光束で走査可能な光走査装置を提供
することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨とすると
ころは、請求項1では異なる波長の光を発する複数のレ
ーザ光源と、該レーザ光源からの発散光束を集光する集
光レンズと、該集光レンズを通過した複数の光束を重ね
合わせて複合光束とするビームコンバイナーと、ピラミ
ダルミラーの鏡面上に該鏡面と平行な入射面を有する透
明媒質の層を接合して成り、該入射面より入射した前記
複合光束を波長別に分離して射出させる偏向器とを備え
ている。
【0007】請求項2では、請求項1の構成に加えて、
前記集光レンズを前記ピラミダルミラーの回転に同期し
て光軸方向に振動させる集光レンズ駆動手段とを備えて
いる。
【0008】請求項3では、請求項1の構成に加えて、
レーザ光源からの発散光束を集光する焦点距離可変レン
ズと、ピラミダルミラーの鏡面上に該鏡面と平行な入射
面を有する透明媒質の層を接合して成り、該入射面より
入射した前記複合光束を波長別に分離して射出させる偏
向器と、前記焦点距離可変レンズの焦点距離を前記ピラ
ミダルミラーの回転に同期して電気的に変化させる焦点
距離制御手段とを備えている。
【0009】
【作用】したがって、請求項1では、ビームコンバイナ
により異なる波長の光束が含まれる複合光束が生成され
、この複合光束が透明媒質に入射して、鏡面で反射され
た後、波長の異なった光束が別々に入射面より射出する
。この複数の光束により、それらの間隔(ピッチ)に変
化が生じることなく走査が行なわれる。また、請求項2
では、集光レンズ駆動手段により集光レンズを振動させ
ることにより、像面湾曲の補正を行なう。また、請求項
3では、集光レンズに焦点距離可変レンズを用いて焦点
距離制御手段で制御することにより、光走査の高速化が
達成されるものである。
【0010】
【実施例】図1において、符号1,2は異なる波長をも
つ半導体レーザ(LD)等のレーザ光源で、これらレー
ザ光源1,2を射出した発散光束は集光レンズ3,4を
通過することにより集束光とされ、ビームコンバイナ5
に入射する。このビームコンバイナ5を透過して合成さ
れた複合光束は同一光路上に2種類の波長の光を含み、
スキャナモータ8によって回転するピラミダルミラー7
の透明媒質6に入射する。透明媒質6に入射した光束は
、鏡面7aで偏向されて透明媒質6の端面(入射面)6
aから図中水平方向に射出して、感光体等の被走査面9
に結像し、この被走査面を走査する。
【0011】上記構成において、透明媒質6に光束が入
射してから射出する時の光束の分離について詳細に説明
する。図2に示すように、ピラミダルミラー7の回転軸
(一点鎖線で示す)と該ピラミダルミラー7の鏡面7a
の法線とのなす角、即ち、透明媒質6へ入射する光束の
入射角をθ、入射する2種類のレーザ光束の波長をそれ
ぞれλ1,λ2、透明媒質6の法線方向の厚さをhとす
る。同図に示すように、入射角θで入射した2種類の光
束はそれぞれ透明媒質6の端面6aにおいて屈折し、鏡
面7aで反射して再び端面6aから屈折して射出するが
、2種類の光束(図1においては、一方の光束を破線で
示している)の射出角をそれぞれθ1’,θ2’とする
とθ1’=θ、θ2’=θであり、例えばθ=45°と
すると、射出角θ1’,θ2’も45°であるから、透
明媒質6に入射した2種類の光束は入射方向に対して9
0°折り曲げられ、それらの光束は平行に射出される。
【0012】ここで、平行に射出した2本の光束のピッ
チをΔ、各波長λ1,λ2に対する透明媒質6の屈折率
をそれぞれn1,n2とすると、ピッチΔは次式で表わ
される。 上式において、θ=45°、n1=1.57221,n
2=1.6107,h=5.0mmとすると、Δ=10
5.7〔μm〕となる。なお、集光レンズ5により集光
され、ピラミダルミラー7により偏向された2本の光束
の集光位置はピラミダルミラー7の回転と共に略円弧を
成すが、それ程広画角でない、あるいはそれ程高密度で
ない光学系であれば問題はない。
【0013】次に、請求項2の実施例について図3を参
照して説明する。同図は、図1に示した光学系の平面図
である。同図において、像面9での集光点、即ち、像面
湾曲は円弧を描き、広画角では像面湾曲量は大きくなり
過ぎるという問題がある。そこで、集光レンズ3,4を
振動させる図示しない集光レンズ駆動手段であるアクチ
ュエータを配置することにより、該集光レンズを光軸方
向(矢印A方向)に200〜1000Hz程度で振動さ
せて、像面湾曲量を補正する。このアクチュエータは、
検知素子10によって光走査を検知し、その検知結果に
基づいて像面湾曲を補正するように電気的に制御される
ものである。
【0014】次に、請求項3の実施例について説明する
。請求項2の実施例では機械的な機構(アクチュエータ
)で像面湾曲を補正するため、高い振動数に対応しよう
とすると技術的に難しくなる。そこで、実施例において
は、集光レンズとして焦点距離可変レンズを用いること
により、電気的な制御で像面位置を補正する。この焦点
距離可変レンズは、例えばPLZTのように、電圧を印
加することにより屈折率分布を変化させることのできる
素子を利用したものであって、電圧を変化させる電気的
な制御(焦点距離制御手段)で焦点距離を変化させる。 このように、像面湾曲の補正を機械的機構を用いずに制
御すれば、高い振動数に対応した像面湾曲の補正を行な
うことができる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、異なる波長の光を含む複合光束を生成し、ピラ
ミダルミラーの鏡面に透明媒質を接合した偏向器によっ
て波長別に複数の光束を射出させる構成としたので、射
出光束のピッチが変化することなく、それ程広画角でな
い光走査装置に対して高速で印字を行なうことができる
。また、請求項2の発明によれば、請求項1の構成に加
えて集光レンズを光軸方向に振動させるアクチュエータ
を設けたので、請求項1の効果に加えて像面湾曲を充分
に補正でき、広画角な光走査を行なうことができる。 また、請求項3の発明によれば、請求項1の構成に加え
て焦点距離可変レンズと、これを制御する焦点距離制御
手段とを設けたので、請求項1及び2の効果に加えて、
広画角な走査を、高い振動数に対応してさらに高速で行
なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の実施例を示す光走査装置の構成図で
ある。
【図2】透明媒質内の光束の進路を示す説明図である。
【図3】請求項2の実施例を示す光走査光学系の平面図
である。
【図4】従来のポリゴンミラーを用いて複数光束の走査
を行なう光走査光学装置を示す構成図である。
【図5】従来のピラミダルミラーを用いて2本の光束を
走査する場合のピッチの変化を示す説明図である。
【符号の説明】
1,2    レーザ光源 3,4    集光レンズ 5        ビームコンバイナ 6        透明媒質 6a      入射面(端面) 7        ピラミダルミラー 7a      鏡面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】異なる波長の光を発する複数のレーザ光源
    と、該レーザ光源からの発散光束を集光する集光レンズ
    と、該集光レンズを通過した複数の異なる波長の光束を
    重ね合わせて複合光束とするビームコンバイナーと、ピ
    ラミダルミラーの鏡面上に該鏡面と平行な入射面を有す
    る透明媒質の層を接合して成り、該入射面より入射した
    前記複合光束を波長別に分離して射出させる偏向器とを
    備えていることを特徴とする光走査装置。
  2. 【請求項2】異なる波長の光を発する複数のレーザ光源
    と、該レーザ光源からの発散光束を集光する集光レンズ
    と、該集光レンズを通過した複数の異なる波長の光束を
    重ね合わせて複合光束とするビームコンバイナーと、ピ
    ラミダルミラーの鏡面上に該鏡面と平行な入射面を有す
    る透明媒質の層を接合して成り、該入射面より入射した
    前記複合光束を波長別に分離して射出させる偏向器と、
    前記集光レンズを前記ピラミダルミラーの回転に同期し
    て光軸方向に振動させる集光レンズ駆動手段とを備えて
    いることを特徴とする光走査装置。
  3. 【請求項3】異なる波長の光を発する複数のレーザ光源
    と、該レーザ光源からの発散光束を集光する焦点距離可
    変レンズと、該焦点距離可変レンズを通過した複数の光
    束を重ね合わせて複合光束とする複合光束生成光学系と
    、ピラミダルミラーの鏡面上に該鏡面と平行な入射面を
    有する透明媒質の層を接合して成り、該入射面より入射
    した前記複合光束を波長別に分離して射出させる偏向器
    と、前記焦点距離可変レンズの焦点距離を前記ピラミダ
    ルミラーの回転に同期して電気的に変化させる焦点距離
    制御手段とを備えていることを特徴とする光走査装置。
JP3035625A 1991-02-04 1991-02-04 光走査装置 Pending JPH04348311A (ja)

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JP3035625A JPH04348311A (ja) 1991-02-04 1991-02-04 光走査装置

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JP3035625A JPH04348311A (ja) 1991-02-04 1991-02-04 光走査装置

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ID=12447047

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JP3035625A Pending JPH04348311A (ja) 1991-02-04 1991-02-04 光走査装置

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JP (1) JPH04348311A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07250209A (ja) * 1994-03-14 1995-09-26 Ricoh Co Ltd 半導体レーザアレイを用いた光記録装置
EP0701158A2 (en) 1994-09-07 1996-03-13 Fuji Photo Film Co., Ltd. Apparatus for recording images on interior surface of cylinder

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EP0701158A2 (en) 1994-09-07 1996-03-13 Fuji Photo Film Co., Ltd. Apparatus for recording images on interior surface of cylinder
US5502709A (en) * 1994-09-07 1996-03-26 Fuji Photo Film Co., Ltd. Apparatus for recording images on interior surface of cylinder

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