JPS63240518A - マルチビ−ム合成器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の光ビームを合成するマルチビーム合成
器に関し、特に、各光ビーム間の位置関係を正確に維持
した状態で複数の光ビームを合成するマルチビーム合成
器に関する。

〔従来の技術〕

光学装置においては、複数の光ビームを合成して近接し
た複数本の平行光ビームを得るためにマルチビーム合成
器が必要な場合がある。

例えば、レーザプリンタ等においては、出力の高速化を
目的として、独立に変調された複数の光ビームをマルチ
ビーム合成器により合成し、この合成されたビームを回
転多面鏡で偏向することにより、複数の光ビームで感光
体を走査することが行われている。

このような、マルチビーム合成器の一つとして、特公昭
６０−５３８５７号公報に記載のものがある。

これは、第４図に示されるように、光源である半導体レ
ーザ１ａからの光ビームをコリメートレンズ２ａを介し
て偏光ビームスプリッタ４の一方の面に入射させ、他の
半導体レーザ１ｂからの光ビームをコリメートレンズ２
ｂ及び各波長板３を介して偏光ビームスプリッタ４の他
方の面に入射させて、合成された出射ビーム１２を得て
いる。このとき、半導体レーザｌａ、　ｌｂからの各光
ビームを偏光ビームスプリッタ４に互いに直交する方向
から入射させるために、半導体レーザｌａ、　ｌｂその
ものの位置を互いに直交するように配置している。

また、第４図に示される装置の小型化を目的として、第
５図に示されるように、半導体レーザｌａ。

１ｂを同じ向きに配置し、これらを一体化した構成とし
た装置が特願昭６１−９８７２８号として本出願人より
出願されている。この場合、半導体レーザｌａ。

１ｂからの各光ビームの位置関係は固定されるが、偏光
ビームスプリッタ４に対し直交する方向から光ビームを
入射させるために、光路を直角に曲げるミラー５が必要
となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第４図及び第５図に示される従来例によれば、複数のビ
ームを合成することができるが、以下に述べる理由によ
り、各ビーム間の位置関係、すなわち、アライメントの
調整及び維持が困難であった。

すなわち、特公昭６０−５３８５７号公報に記載の従来
技術では、光源である半導体レーザｌａ、　ｌｂが独立
しているため、相互の位置ズレにより、また特願昭６１
−９８７２８号で提案された技術では、追加されたミラ
ー５の位置ズレ、角度ズレにより、結像面上の複数の光
ビームのアライメントに狂いが生じるという欠点があっ
た。また、２波長板３．偏光ビームスプリッタ４．ミラ
ー５等を個々に調整していたため調整に手間がかかると
いう問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するために案出されたもの
であって、光ビームの合成に不可欠な反射部、偏光ビー
ムスブリック及び％波長板を一体に構成することにより
、各光学要素間の位置ズレの影響が生じに＜＜シ、結像
面上の光ビームアライメントを常に正しく保つことを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のマルチビーム合成器は、前記目的を達成するた
め、光源からの平行な複数の光ビームの光軸に対して傾
斜している一対の傾斜面を有する平行四辺形プリズムの
前記光源に向いている側の傾斜面に直角プリズムを固着
すると共に、前記四辺形プリズムと直角プリズムとの固
着面に偏光ビームスプリフタを形成し、更に前記平行四
辺形プリズム又は前記直角プリズムの前記光源側の面に
各波長板を固着したことを特徴とする。

〔作用〕

本発明においては、光源部本体からの一方の光ビームは
平行四辺形プリズムの光源とは反対側に向いている傾斜
面で反射し他方の傾斜面に入射する。また、光源部本体
からの他方の光ビームは直角プリズムを通過して他方の
傾斜面に入射する。

一方及び他方の光ビームの偏光特性は各波長板により互
いに異なっており、また、平行四辺形プリズムと直角プ
リズムの固着面には偏光ビームスプリッタが形成されて
いるので、一方及び他方の光ビームはこの偏光ビームス
プリッタで合成される。

このとき、マルチビーム合成器が光源部本体に対して平
行に移動したとしても、前記平行四辺形プリズムの各傾
斜面の間隔は一定であるので各光ビームの光路自体は移
動しない。したがって、マルチビーム合成器から出射さ
れる各光ビームの位置関係は常に一定に保たれる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の特
徴を具体的に説明する。

第１図は本発明実施例のマルチビーム合成器の概略図を
示す。

図において、ｌａ、　ｌｂは半導体レーザを示し、同半
導体レーザｌａ、　ｌｂから出射した光線５ａ、　６ｂ
は、各々コリメートレンズ２ａ、　２ｂにより平行光束
７ａ。

７ｂとなる。半導体レーザｌａ、　ｌｂ及びコリメート
レンズ２ａ、　２ｂは、そのアライメント調整後に光源
部本体８に一体に固定される。したがって、光源部本体
８からの平行光束７ａ、　７ｂの位置関係は固定されて
いる。

光源部本体８からの平行光束７ａ、　７ｂはマルチビー
ム合成器１０に入射する。このマルチビーム合成器ｌＯ
は、平行四辺形プリズムであるラムボイドプリズム９．
直角プリズム１１及び％波長板３を一体に固着すること
により構成され、ラムボイドプリズム９及び直角プリズ
ム１１の固着面が偏光ビームスプリフタ部へを形成して
いるものである。

すなわち、平行光束７ａ、　７ｂに対してラムボイドプ
リズム９の対向する二つの傾斜面９ａ、　９ｂが４５゜
の角度を持ち、且つ、平行光束７ａ、　７ｂに対して、
対向する他の二つの面９ｃ、　９ｄが直交するようにラ
ムボイドプリズム９を装置する。そして、傾斜面９ｂに
対して直角プリズム１１の傾斜面が固着され、更にこの
直角プリズム１１の光源部本体８側の面に２波長板３が
固着されている。この固着手段としえは、バルサム、紫
外線硬化性樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエ
ステル樹脂等を使用することができる。

このラムボイドプリズム９及び直角プリズム１１の固着
部においては、ラムボイドプリズム９或いは直角プリズ
ム１１の面には干渉膜が形成され偏光ビームスブリフタ
部Ａが形成される。例えば、重フリントガラスから構成
されるラムボイドプリズム９又は直角プリズム１１の面
に、真空蒸着、スパッタリング等によりＭ　ｇ　Ｆ　２
膜及びＺｒＯ□膜を多層膜コーティングすることにより
干渉膜が形成される。

なおこのとき、Ｍｇｌ’２膜は低屈折率膜として、また
、ＺｒＯ２膜は高屈折率膜として作用する。

光源皿本体８からの平行光束７ａはラムボイドプリズム
９の傾斜面９ａにて反射され傾斜面９ｂに入射するが、
本実施例では、平行光束７ａ、　７ｂの偏光は、傾斜面
９ｂに形成される偏光ビームスプリッタ部Ａに対しＳ波
となっているため、傾斜面９ｂで反射され出射ビーム１
２の光路をとる。一方、平行光束７ｂは、各波長板３に
よりＰ波に変換されるため偏光ビームスブリフタ部Ａと
して作用する傾斜面９ｂを透過し、同じく出射ビーム１
２の光路をとるので、両方の光ビームが合成される。

このとき、両方の光ビームの偏光を２波長板３により、
互いに異ならせているので、両方の光ビームのパターン
を一致させた状態で合成することができる。すなわち、
半導体レーザｌａ、　ｌｂからの光線［ｉａ、　５ｂは
偏光されているので、半導体レーザｌａ、　ｌｂの一方
を光軸を中心として９０°回転させれば、２波長板３を
使用することなく偏光ビームスプリッタ部Ａで光ビーム
を合成することができるが、半導体レーザｌａ、　ｌｂ
の発光パターンは一般に楕円であるで、このような合成
を行った場合、両方の光ビームのパターンが一致せず、
解像度低下等の不都合を招く。

この合成された光ビームは、回転多面鏡スキャナ１３に
照射され、ここで偏向をうけ、ｆθレンズ１４により像
面１５上に結像、走査される。このとき、半導体レーザ
ｌａ、　ｌｂは、回転多面鏡スキャナ１３の軸方向に僅
かにその位置をずらしているので、像面１５は複数の光
ビームで同時に走査されることになる。

次に、光源皿本体８に対してマルチビーム合成器１０の
位置が移動したときの光路について説明する。

いま、マルチビーム合成器１０が第１図の紙面内で光源
皿本体８に対し左右方向に位置ズレをｔじた場合、平行
光束７ｂの光路は直進のまま不変である。一方、平行光
束７ａの光路は、ラムボイドプリズム９の傾斜面９ａと
、偏光ビームスブリフタ部Ａを構成している傾斜面９ｂ
の移動量が常に等しく且つ平行であるため、マルチビー
ム合成器１０の位置ズレ量に拘わらず出射ビーム１２と
同一の光路となり、マルチビーム合成器１０が移動した
場合でもその光路は変化しない。

また、マルチビーム合成器１ｏが第１図の紙面内で、光
源皿本体８に対し上下方向に位置ズレを生じた場合も、
上記と同様に出射ビーム１２の光路は不変である。

更に、マルチビーム合成器１ｏが光源皿本体８に対し、
第１図の紙面に対し垂直方向に位置ズレした場合にも出
射ビーム１２の光路が不変なのは明らかである。

以上の説明から明らかなように、マルチビーム走査光学
系の中で、マルチビーム合成器１ｏにおいて位置ズレが
発生しても、合成されたマルチビームの光学系内の絶対
位置及び光ビーム同士の相対位置に変化は生じない。し
たがって、常に正しい光ビームアライメントが結像面上
において得られることになる。

第２図はマルチビーム合成器１ｏの変形例であり、発光
源である半導体レーザｌａ、　ｌｂの偏光が偏光ビーム
スプリフタ部へに対しＰ波の場合には、図に示されるよ
うに各波長板３の位置を変え、平行光束７ａ側に設けれ
ばよい。

また、第１図に示される光学系において、すなわち、半
導体レーザｌａ、　ｌｂの偏光が偏光ビームスプリッタ
部へに対しＳ波の場合にふいて、各波長板３の位置を、
第３図に示されるように平行光束７ｂ側に変えるだけで
合成光ビームの取り出しの向きを９０°変えることが可
能である。したがって、マルチビーム走査光学系内の各
光学素子の配置の制約がある場合でもこれに対応するこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればマルチビーム合成
器が光源部に対してどの方向に平行に移動しても、合成
された光ビームの光源部に対する絶対位置及び光ビーム
同士の相対位置は不変である。したがって、結像面上の
光ビームも変動を受けず各光ビーム間の正確なアライメ
ントが安定に維持される。このため、マルチビームによ
り画像を再現する場合でも、歪みのない正確な画像を得
ることができる。また本発明によるマルチビーム合成器
では、各光学要素が一体的に構成されているだめに、調
整個所が減少し、従来の各光学要素を独立に調整するも
のに比べてはるかに容易に調整できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のマルチビーム合成器を使用した
マルチビーム走査光学系の概略を示す構成図、第２図は
マルチビーム合成器の変形例を示す概略図、第３図はマ
ルチビーム合成器の更に他の変形例を示す概略図、第４
図は光源が直交して配置された従来のマルチビーム合成
器の概略図、第５図は光源が平行に配置された従来のマ
ルチビーム合成器の概略図である。 ｌａ、ｌｂ：半導体レーザ　　２ａ、２ｂ：コリメート
レンズ３：′／を波長板　　　　　　４：偏光ビームス
プリッタ５ａ、　６ｂ：光線　　　　　　７ａ、７ｂ：
　平行光束８：光源部本体　　　　　９：ラムボイドプ
リズム９ａ、９ｂ：傾斜面　　　　　１０：マルチビー
ム合成器１１：直角プリズム　　　　１２：出射ビーム
１３：回転多面鏡スキャナ　１４；ｆθレンズ１５：像
面 ＾：偏光ビームスプリフタ部 特許出願人　　　　　富士ゼロックス株式会社代　理　
人　　　　　小　堀　　益（ほか２名）第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光源からの平行な複数の光ビームの光軸に対して傾
   斜している一対の傾斜面を有する平行四辺形プリズムの
   前記光源に向いている側の傾斜面に直角プリズムを固着
   すると共に、前記四辺形プリズムと直角プリズムとの固
   着面に偏光ビームスプリッタを形成し、更に前記平行四
   辺形プリズム又は前記直角プリズムの前記光源側の面に
   １／２波長板を固着したことを特徴とするマルチビーム
   合成器。