JP2001188188A - マルチビーム走査装置 - Google Patents
マルチビーム走査装置Info
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Abstract
り、低コストで、シェーディング特性による画質低下を
効果的に防止する。 【解決手段】 ビーム合成プリズム9は、コリメートレ
ンズ5および6によりコリメートされ且つカップリング
されたLD1および2の射出ビーム、並びにコリメート
レンズ7および8によりカップリングされたLD3およ
び4の射出ビームをほぼ同一方向の光軸に合成する。ビ
ーム合成プリズム9により合成されたビームは、シリン
ドリカルレンズ10で主走査方向に沿うほぼ直線状に集
光し、ポリゴンミラー11で反射偏向し且つ偏向角度を
等角速度的に変化させる。ポリゴンミラー11で反射さ
れたビームは、fθレンズ12、折返しミラー13およ
びトロイダルレンズ14を介して感光体15の被走査面
上に結像する。走査は、LD1→LD3→LD2→LD
4の順序で行なわれる。
Description
ンタ(LBP)等の光学式プリンタ、ディジタル複写機
(PPC)および普通紙ファクシミリ(PPF)等に用
いられる光走査装置に係り、特に複数の光ビームを用い
て走査を高速化するマルチビーム走査装置に関するもの
である。
プリンタ、ディジタル複写機、および普通紙ファクシミ
リ等に用いられる光走査装置の高速化が要求されてきて
いる。光走査装置において高速化および高密度化を達成
する合理的な方法の一つに複数の光源による光束、つま
りマルチビームを用いる方式がある。すなわち、この種
の光走査装置において高速化を図る場合、単一の光ビー
ムによる走査では、走査用の偏向器等を非常に高速に動
作させなければならないので、騒音の低減および光源の
高出力化等が必要になり、偏向器の製造コストも大幅に
上昇する。そこで、複数の光ビームを被走査面上で副走
査方向に所定のピッチ間隔を存して走査する、いわゆる
マルチビーム走査を採用することにより、偏向器の回転
速度等を高速化することなく高速走査を達成し、高速印
字等を実現することが可能になる。
平9−230260号公報に示されている。特開平9−
230260号公報のマルチビーム走査装置は、光源と
しての複数のレーザダイオードの偏光方向の配置に工夫
を施して、光の有効利用を意図したものである。この特
開平9−230260号公報のマルチビーム走査装置に
は、λ/2波長板、λ/4波長板または3λ/4波長板
等の波長板を使用して偏光方向を調整し、シェーディン
グ特性等の光量特性を向上することが示されている。ま
た、4ビーム光学系において、光束を合成後に波長板を
使用してシェーディング特性を改善すること、および波
長板を使用せずに一定量のシェーディングを許容してコ
ストダウンを図ることなども検討されている。
化に対応するため、多数の光源によるビームを合成する
マルチビーム方式においては、偏光特性を制御する波長
板を使用して、個々のビームが作る各ラインの像高に対
する光量差を低減し且つライン間の光量差も低減して、
シェーディングを低減し、良好なシェーディング特性を
得るようにしている。2つの光源による2つの光ビーム
の光軸に開き角を持たせ、所定の条件で交差させること
により高性能を達成する交差方式が検討されているが、
この交差方式を用いて、4個以上の光源によるマルチビ
ームにおける高性能化を達成することは、著しく困難で
ある。このため、4個以上の光源によるマルチビーム走
査では、上述した交差方式と偏光を用いる合成方式の併
用が有力であると考えられ、マルチビーム光源としての
レーザダイオードアレイを用いる場合には、低コストな
2チャンネルレーザダイオードアレイと偏光とを用いる
合成方式が有力であると考えられる。
波長板等の波長板を用いる方法が知られている。ところ
が、波長板は高価であり、しかも波長板を挿入すること
によって、部品点数が増えるため、部品や組み付けの誤
差によるばらつきが累積されて、画質低下の原因とな
る。本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、
波長板を必要とせずに、少ない部品点数により、低コス
トで、シェーディング特性による画質低下を効果的に防
止し得るマルチビーム走査装置を提供することを目的と
している。本発明の請求項1の目的は、特に、波長板を
用いることなく、シェーディング特性による画質低下を
効果的に防止し得るマルチビーム走査装置を提供するこ
とにある。
上のレーザダイオードを用いたマルチビーム方式に好適
なマルチビーム走査装置を提供することにある。本発明
の請求項3の目的は、特に、4個のレーザダイオードを
用いたマルチビーム方式に好適なマルチビーム走査装置
を提供することにある。本発明の請求項4の目的は、特
に、レーザダイオードアレイを用いて複数の光源を構成
するマルチビーム方式に好適なマルチビーム走査装置を
提供することにある。本発明の請求項5の目的は、特
に、複数の光源の光量補正を行なって、前記複数の光源
による被走査面上の所定の像高における光強度を所定値
とし、シェーディング特性を改善し得るマルチビーム走
査装置を提供することにある。本発明の請求項6の目的
は、特に、複数の光源の全てについて、所定の像高にお
ける光強度を所定値として、シェーディング特性を改善
し得るマルチビーム走査装置を提供することにある。
明に係るマルチビーム走査装置は、上述した目的を達成
するために、駆動回路により駆動される複数の光源と、
前記複数の光源を所定個数ずつカップリングする複数の
第1の光学系と、前記第1の光学系から射出される各光
束をほぼ同一方向の光軸に合成する合成光学系と、前記
合成光学系により合成された光束を主走査方向に沿うほ
ぼ直線状に集光する第2の光学系と、前記第2の光学系
から射出される光束を偏向し且つ該光束の偏向角度を変
化させて主走査方向の走査を生じさせる偏向手段と、前
記偏向手段により偏向された複数の偏向光束を被走査面
に向けて集光し、且つこれら複数の光束が前記偏向角度
の変化にともなって被走査面を略等速的に走査するよう
にする走査結像素子を含む第3の光学系とを備え、前記
複数の光源に基づく各光束の配列を、シェーディング特
性の非類似な光束が副走査方向に隣接する配列とするこ
とを特徴としている。
ーム走査装置は、前記複数の光源が、4個以上のレーザ
ダイオードからなり、前記第1の光学系が、前記複数の
光源を構成するレーザダイオードと同数のカップリング
レンズを含むとともに、前記合成光学系が、偏光面を有
するプリズムおよび偏光ハーフミラーのいずれか一方を
含むことを特徴としている。請求項3に記載した本発明
に係るマルチビーム走査装置は、前記複数の光源が、4
個のレーザダイオードからなり、前記第1の光学系が、
4個のカップリングレンズを含むとともに、前記合成光
学系が、前記4個のうちの各2個のレーザダイオードの
射出光を、光軸が開き角を持つ交差方式により合成し、
且つ、これら2個ずつのレーザダイオードの射出光を合
成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハーフミラー
のいずれか一方を含むことを特徴としている。
ーム走査装置は、前記複数の光源が、複数の発光点を有
する一対のレーザダイオードアレイを含み、前記第1の
光学系が、前記一対のレーザダイオードアレイにそれぞ
れ対応する一対のカップリングレンズを含むとともに、
前記合成光学系が、前記一対のカップリングレンズの射
出光を合成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハー
フミラーのいずれか一方を含むことを特徴としている。
請求項5に記載した本発明に係るマルチビーム走査装置
は、前記駆動回路が、前記複数の光源による被走査面上
の所定の像高における光強度が所定値となるように前記
複数の光源の光量補正を行う手段を含むことを特徴とし
ている。請求項6に記載した本発明に係るマルチビーム
走査装置は、前記所定の像高はすべての光束について同
一の像高であり、前記光強度の前記所定値はすべての光
束について同一の光強度であることを特徴としている。
ム走査装置は、駆動回路により駆動される複数の光源
を、第1の光学系により所定個数ずつカップリングし、
該第1の光学系から射出される各光束を合成光学系によ
ってほぼ同一方向の光軸に合成し、この合成光学系によ
り合成された光束を第2の光学系によって主走査方向に
沿うほぼ直線状に集光して、この第2の光学系から射出
される光束を、偏向手段にて、偏向し且つ該光束の偏向
角度を変化させて主走査方向の走査を生じさせ、前記偏
向手段により偏向された複数の偏向光束を、第3の光学
系により、被走査面に向けて集光し、且つこれら複数の
光束が前記偏向角度の変化にともなって被走査面を略等
速的に走査するようにするとともに、前記複数の光源に
基づく各光束の配列を、シェーディング特性の非類似な
光束が副走査方向に隣接する配列とする。
いることなく、少ない部品点数により、低コストで、シ
ェーディング特性による画質低下を効果的に防止するこ
とができる。また、本発明の請求項2によるマルチビー
ム走査装置は、前記複数の光源が、4個以上のレーザダ
イオードからなり、前記第1の光学系が、前記複数の光
源を構成するレーザダイオードと同数のカップリングレ
ンズを含むとともに、前記合成光学系が、偏光面を有す
るプリズムおよび偏光ハーフミラーのいずれか一方を含
む。このような構成により、特に、4個以上のレーザダ
イオードを用いたマルチビーム方式にて、波長板を必要
とせずに、少ない部品点数により、低コストで、シェー
ディング特性による画質低下を効果的に防止することが
できる。
装置は、前記複数の光源が、4個のレーザダイオードか
らなり、前記第1の光学系が、4個のカップリングレン
ズを含むとともに、前記合成光学系が、前記4個のうち
の各2個のレーザダイオードの射出光を、光軸が開き角
を持つ交差方式により合成し、且つ、これら2個ずつの
レーザダイオードの射出光を合成する偏光面を有するプ
リズムおよび偏光ハーフミラーのいずれか一方を含む。
このような構成により、特に、4個のレーザダイオード
を用いたマルチビーム方式にて、波長板を必要とせず
に、少ない部品点数により、低コストで、シェーディン
グ特性による画質低下を効果的に防止することができ
る。
装置は、前記複数の光源が、複数の発光点を有する一対
のレーザダイオードアレイを含み、前記第1の光学系
が、前記一対のレーザダイオードアレイにそれぞれ対応
する一対のカップリングレンズを含むとともに、前記合
成光学系が、前記一対のカップリングレンズの射出光を
合成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハーフミラ
ーのいずれか一方を含む。このような構成により、特
に、レーザダイオードアレイを用いて複数の光源を構成
するマルチビーム方式にて、波長板を必要とせずに、少
ない部品点数により、低コストで、シェーディング特性
による画質低下を効果的に防止することができる。
装置は、前記駆動回路が、前記複数の光源による被走査
面上の所定の像高における光強度が所定値となるように
前記複数の光源の光量補正を行う手段を含む。このよう
な構成により、特に、複数の光源の光量補正を行なっ
て、前記複数の光源による被走査面上の所定の像高にお
ける光強度を所定値とし、シェーディング特性を改善す
ることができる。本発明の請求項6によるマルチビーム
走査装置は、前記所定の像高はすべての光束について同
一の像高であり、前記光強度の前記所定値はすべての光
束について同一の光強度である。このような構成によ
り、特に、複数の光源の全てについて、所定の像高にお
ける光強度を所定値として、シェーディング特性を改善
することができる。
図面を参照して本発明のマルチビーム走査装置を詳細に
説明する。
1の実施の形態に係るマルチビーム走査装置の要部であ
る光学系の構成を示している。図1に示すマルチビーム
走査装置は、第1のレーザダイオード1(以下、「LD
1」と称する)、第2のレーザダイオード2(以下、
「LD2」と称する)、第3のレーザダイオード3(以
下、「LD3」と称する)、第4のレーザダイオード4
(以下、「LD4」と称する)、第1のコリメートレン
ズ5、第2のコリメートレンズ6、第3のコリメートレ
ンズ7、第4のコリメートレンズ8、ビーム合成プリズ
ム9、シリンドリカルレンズ10、ポリゴンミラー1
1、fθレンズ12、折返しミラー13、トロイダルレ
ンズ14、感光体15および同期検知用ミラー16を具
備している。図1においては、比較のために従来用いら
れているλ/4波長板QLも示している。
この場合4個の光源としての第1、第2、第3および第
4のレーザダイオードであり、LD1およびLD2は、
副走査方向に対応する方向に所定間隔を存して配置され
て、例えばアルミダイカスト等の十分な合成を有する部
材からなる第1のベース(図示せず)に固定支持され、
LD3およびLD4は、副走査方向に対応する方向に所
定間隔を存して配置されて、第2のベース(図示せず)
に固定支持されている。これらLD1〜LD4は、図示
していない駆動回路により、個別に光量調整可能として
駆動されている。第1のコリメートレンズ5および第2
のコリメートレンズ6は、それぞれLD1およびLD2
から、例えば発散状態として射出される光ビームである
レーザビームを平行光束となるようにコリメートし、且
つ光軸を対称軸として互いに交差する方向となるように
カップリングしてビーム合成プリズム9に導く。
リメートレンズ8は、それぞれLD3およびLD4か
ら、例えば発散状態として射出されるレーザビームを平
行光束となるようにコリメートし、光軸を対称軸として
互いに交差する方向となるようにカップリングしてビー
ム合成プリズム9に導く。すなわち、第1〜第4のコリ
メートレンズ5〜8は、第1の光学系としてのカップリ
ングレンズである。ビーム合成プリズム9は、偏光プリ
ズムを用いた合成光学系であり、第1および第2のコリ
メートレンズ5および6によりカップリングされたLD
1およびLD2の射出ビーム、並びに第3および第4の
コリメートレンズ7および8によりカップリングされた
LD3およびLD4の射出ビームをほぼ同一方向の光軸
に合成してシリンドリカルレンズ10に入射させる。ビ
ーム合成プリズム9においては、第1および第2のコリ
メートレンズ5および6によりカップリングされたLD
1およびLD2の射出ビームと、第3および第4のコリ
メートレンズ7および8によりカップリングされたLD
3およびLD4の射出ビームとを偏光面により異なる偏
光方向として合成し、ビーム合成による光量低下を低減
している。
系であり、副走査方向にのみ曲率を有していて、ビーム
合成プリズム9により合成されたビームを、主走査方向
に沿うほぼ直線状に集光してポリゴンミラー11に入射
する。ポリゴンミラー11は、正多面体を形成する鏡面
を有する偏向手段であり、入射ビームを反射偏向し且つ
回転により偏向角度を等角速度的に変化させて、主走査
方向の走査を生じさせる。第3の光学系としてのfθレ
ンズ12は、例えば凹メニスカス状の長尺レンズおよび
平凸状の長尺レンズの組合わせからなり、ポリゴンミラ
ー11で反射されたビームを折返しミラー13に入射さ
せる。折返しミラー13は、fθレンズ12から入射さ
れたビームを偏向し、トロイダルレンズ14を介して感
光体15の被走査面上にスポット状に結像させる。シリ
ンドリカルレンズ10およびトロイダルレンズ14は、
面倒れ補正光学系として機能する。感光体15の被走査
面上に結像されるビームスポットは、ポリゴンミラー1
1の回転による等角速度的な偏向角度の変化により、被
走査面を主走査方向に走査する。
に固定されたLD1およびLD2は、像高に対する光量
特性、つまりシェーディング特性が互いに類似してお
り、第2のベースに固定されたLD3およびLD4も、
像高に対する光量特性、つまりシェーディング特性が互
いに類似している。そして、感光体15の被走査面上で
の走査は、LD1→LD3→LD2→LD4の順序で行
なわれ、このような走査を、感光体15の回転駆動によ
る被走査面の副走査方向への動作と交互に繰り返す。し
たがって、被走査面上では、シェーディング特性の異な
る走査ラインが隣接するように走査されることになる。
同期検知用ミラー16は、折返しミラー13の画像領域
外に配置され、該同期検知用ミラー16により反射され
たビームは、図示していない同期検知センサ等による同
期検知に供される。なお、波長板が用いられる場合に
は、ビーム合成プリズム9とシリンドリカルレンズ10
との間にλ/4波長板QLが挿入される。
ーム走査装置の動作を説明する。上述したように、第1
のベースに光源となるLD1およびLD2が組み付けら
れ、第1の光学系を構成する第1および第2のカップリ
ングレンズ5および6によってカップリングされる。同
様に、第2のベースに光源となるLD3およびLD4が
組み付けられ、第1の光学系を構成する第3および第4
のカップリングレンズ7および8によってカップリング
される。これらカップリングされたレーザビームは、合
成光学系であるビーム合成プリズム9によって、ほぼ同
一方向の光軸に合成された後、第2の光学系であるシリ
ンドリカルレンズ10に入射する。
11の反射偏向面には単層コートを施し、1枚の折返し
ミラー13には4層の多層膜を施した場合を例にとって
説明する。ビーム合成プリズム9とシリンドリカルレン
ズ10との間にλ/4波長板QLを用いた場合、LD1
〜LD4による4つの光束の像高に対する相対光量は、
表1の通りである。
度の最大値Imaxと最小値Iminとの差と、最大値Imax
との比を百分率で示し、次の数1で定義される。
1より4.2%である。ここで示している例は、A3版
用の光走査装置であり、像高は±150mmとし、同期検知
は、+像高側で行なっているものとした。次に、本発明
に従い、同様の構成において、λ/4波長板QLを取り
除いた場合における光量を求める。第1のベースに取着
されたLD1およびLD2による光束については、表2
に示すようになる。
る。また、第2のベースに取着されたLD3およびLD
4による光束については、表3に示すようになる。
る。そして、本発明では、感光体15の被走査面におけ
る副走査方向の光束配列を、第1のベースに取着された
LD1およびLD2による光束と第2のベースに取着さ
れたLD3およびLD4による光束が、交互になるよう
に設定する。例えば、LD1→LD3→LD2→LD4
の順で走査するとき、隣接する2本の光束を平均した相
対光量は、次の表4のようになる。
なる。表1〜表4のシェーディングを示す光量特性は、
図2に示す通りとなる。
を用いた場合には、表1に示した通りとなり、4.2%
のシェーディングを達成し、像高に対する光量変化の勾
配も比較的緩やかである。また、λ/4波長板QLを取
り除いた場合には、表2および表3にそれぞれ示すよう
に、シェーディングが5.4%および6.0%と大き
く、光量変化の勾配も大きい。本発明に従い、λ/4波
長板QLを用いないで、LD1、LD2、LD3および
LD4に基づく各光束の配列を、シェーディング特性の
非類似な光束が副走査方向に隣接するように配列するこ
とにより、表4に示すように、像高に対する光量変化の
勾配が極めて緩やかになり、しかも2.8%の平均シェ
ーディング特性を達成している。
を交差方式で合成し、それらの一対を偏光プリズムで合
成して4ビームを作成するようにしている。シェーディ
ング特性を良好にするためにλ/2波長板を使う方法が
知られているが、上述した図1の構成では波長板を使用
しないため、個々の1ラインにおけるシェーディング、
またはライン間のシェーディング差が発生する。そこ
で、シェーディング特性の異なるラインをペアまたはそ
れ以上で組合せて、平均的な光量の分布を平滑化して、
高画質を達成するようにしている。例えば1200dpi
の場合には、副走査方向のビーム走査ラインのピッチは
21.2μmであり、これはプリントやコピーの最終検
出器となる人間の眼では検知することができず、2ビー
ムの42.4μmにて平滑することによって実質的に高
画質を得ることができる。加えて、光量はライン間のシ
ェーディングを低減するように調整することで、さらに
良好な特性を得ることができる。
〜1mm程度の(周期)構造へのレスポンスは良く、この
ような周期的なパターンは目立って見えるが、視野中心
から両側へ外れていくに従って鈍感になることが知られ
ている。例えば、1200dpiでは、副走査方向のビー
ムピッチは21.2μm(=0.0212mm)であり、
表4の場合のように2倍の周期(42.4μm=0.0
424mm)ではあるが、より均一化されていることは、
高画質化上望ましい。もしも副走査方向にLD1→LD
2→LD3→LD4の順で走査した場合には、4倍の周
期(84.8μm=0.0848mm)でシェーディング
の違いが現れ、視覚の敏感な領域に近付くので周期構造
が目立ち易くなる。また、各光束に対する光量調整は中
心である像高=0mmの近傍で行われることが多いが、こ
の例では、像高=−100mmにおいて、LD1およびL
D2とLD3およびLD4とのシェーディングを示す光
量変化特性のカーブが交差しており、この像高近傍にお
いて、等しい光量に調整することにより、良好なシェー
ディング特性とすることができ、調整が複雑にならな
い。
4波長板QLを取り除いても、各光束の副走査方向の配
列が、シェーディング特性の非類似なものおよび/また
は相補的なものを隣接させているので、各走査ラインが
一定量のシェーディングを有していても、高画質を維持
することができ、しかも低コストである。また、複数の
レーザダイオードアレイを用いる場合、同じ副走査ピッ
チに対して発光点のピッチを2倍またはそれ以上に設定
することができ、製作が容易で低コストな光源を使用す
ることができる。さらに、光量を全体のシェーディング
が最小になるよう調整することができるので、一層効果
的である。このとき、全ての光源についてシェーディン
グ特性で定まる同一の像高付近で、同一の光強度、つま
り光出力、となるように調整することができ、調整が複
雑にならずに済む。
2の実施の形態に係るマルチビーム走査装置の光学系の
要部の構成を示している。本発明の第2の実施の形態に
係るマルチビーム走査装置は、図3に示すように、図1
と実質的に同様の光源としてのLD1(第1のレーザダ
イオード1)、LD2(第2のレーザダイオード2)、
LD3(第3のレーザダイオード3)、LD4(第4の
レーザダイオード4)および第2の光源としてのシリン
ドリカルレンズ10等を有している。LD1およびLD
2は、第1のベースB1に固定支持されて、第1のレー
ザダイオードアレイ21(以下、「LDA21」と称す
る)を構成し、LD3およびLD4は、第2のベースB
2に固定支持されて、第2のレーザダイオードアレイ2
2(以下、「LDA22」と称する)を構成している。
1の光学系として、図1の第1〜第4のコリメートレン
ズ5〜8に代えて、コリメートレンズ23およびコリメ
ートレンズ24を設け、合成光学系として、図1のビー
ム合成プリズム9に代えてビーム合成ハーフミラー25
を設けている。LDA21のLD1およびLD2は、コ
リメートレンズ23によりカップリングされ、LDA2
2のLD3およびLD4は、コリメートレンズ24によ
りカップリングされる。コリメートレンズ23は、LD
1およびLD2から、例えば発散状態として射出される
光ビームであるレーザビームを平行光束となるようにコ
リメートするとともに、光軸を対称軸として互いに交差
する方向となるようにカップリングしてビーム合成ハー
フミラー25に導く。コリメートレンズ24は、LD3
およびLD4から、例えば発散状態として射出される光
ビームであるレーザビームを平行光束となるようにコリ
メートするとともに、光軸を対称軸として互いに交差す
る方向となるようにカップリングしてビーム合成ハーフ
ミラー25に導く。
されたビームと、コリメートレンズ24によりカップリ
ングされたビームは、ビーム合成ハーフミラー25に入
射する。コリメートレンズ23の光軸は、ビーム合成ハ
ーフミラー25に、例えば45°の入射角で入射し、ビ
ーム合成ハーフミラー25により、この場合、直角に偏
向される。コリメートレンズ24の光軸は、ビーム合成
ハーフミラー25に、例えば45°の入射角で入射し、
ビーム合成ハーフミラー25を透過する。したがって、
ビーム合成ハーフミラー25は、直角に偏向されるコリ
メートレンズ23からのビームと、透過されるコリメー
トレンズ24からのビームとを合成する。ビーム合成ハ
ーフミラー25は、例えば偏光面を有する偏光ミラーで
形成され、コリメートレンズ23からのビームおよびコ
リメートレンズ24からのビームの偏光方向を適切に配
置して、少ない光量低下でビーム合成を達成する。
板QLを示しており、ビーム合成ハーフミラー25で合
成されたビームは、コリメートレンズ24の光軸に沿っ
て射出され、λ/4波長板QL(もしあれば)を介して
シリンドリカルレンズ10に入射する。シリンドリカル
レンズ10以後の構成は、図1の場合と同様であるとす
る。すなわち、LDA21に光源であるLD1およびL
D2が並設されており、これらLD1およびLD2に共
通の第1の光学系であるコリメートレンズ23によりカ
ップリングされる。また、LDA22に光源であるLD
3およびLD4が並設されており、これらLD3および
LD4に共通の第1の光学系であるコリメートレンズ2
4によりカップリングされる。
と、コリメートレンズ24から射出するビームとは、合
成光学系であるビーム合成ハーフミラー25により、ほ
ぼ同一方向の光軸に合成された後、第2の光学系である
シリンドリカルレンズ10に入射する。シリンドリカル
レンズ10以後の後続の光学系についての詳細な説明は
省略するが、図1の場合と同様に、LDA21の共通の
ベースB1上に設けられるLD1とLD2は、シェーデ
ィング特性が類似しており、LDA22の共通のベース
B2上に設けられるLD3とLD4も、シェーディング
特性が類似している。ところが、一般に、異なるベース
上で異なるアレイを構築するLD1およびLD2と、L
D3およびLD4とは異なったシェーディング特性を持
ちやすい。なお、シェーディング特性等の光量特性は、
各光学部品のコート(コーティング)の有無、そのコー
ティングの種類、折り返しミラー13等の枚数、防塵ガ
ラスの有無、および防音ガラスの有無等により特性が異
なるので、図1の場合の特性で代表させている。
ザダイオードアレイLDA21およびLDA22、コリ
メートレンズ23および24を用いて、偏光面を有する
ビーム合成ハーフミラー25で合成して4ビームを作成
するようにしている。なお、図3の構成においては、レ
ーザダイオードアレイ(LDA)は、2チャンネルのも
ので説明しているが、2チャンネルのレーザダイオード
アレイは、製造上、低コストであり、しかも熱の影響や
クロストーク等に対して対称性があり、特性が揃い易い
という利点もある。また、この図3の構成の場合、LD
A21のベースB1およびLDA22のベースB2のレ
ーザダイオードからのビームによる走査ラインを副走査
方向に交互に配置するので、LDA21およびLDA2
2それぞれの各レーザダイオードの発光点のピッチは、
2倍に広く作成することができるという利点がある。こ
の場合、各レーザダイオードの相互間の熱の影響等が少
なくなり高性能な光源とすることができる。
のレーザダイオードを用いる方式およびレーザダイオー
ドアレイを用いる方式、共に4ビームで説明したが、4
以上の偶数個のビームを用いる場合には、上述と同様の
考えを適用することができる。また、奇数個のときに
も、類似した考えを適用し、コスト低減のため、1走査
ラインには一定量のシェーディングを許容するが、隣接
するラインで打ち消しあい、画質の劣化をもたらさない
ようにすることができる。また、光量に十分に余裕があ
る場合には、偏光プリズムや偏光ミラー等の偏光合成素
子を用いない構成が考えられるが、その場合にも上述し
た本発明の基本思想は応用することができる。
動回路により駆動される複数の光源を、第1の光学系に
より所定個数ずつカップリングし、該第1の光学系から
射出される各光束を合成光学系によってほぼ同一方向の
光軸に合成し、この合成光学系により合成された光束を
第2の光学系によって主走査方向に沿うほぼ直線状に集
光して、この第2の光学系から射出される光束を、偏向
手段にて、偏向し且つ該光束の偏向角度を変化させて主
走査方向の走査を生じさせ、前記偏向手段により偏向さ
れた複数の偏向光束を、第3の光学系により、被走査面
に向けて集光し、且つこれら複数の光束が前記偏向角度
の変化にともなって被走査面を略等速的に走査するよう
にするとともに、前記複数の光源に基づく各光束の配列
を、シェーディング特性の非類似な光束が副走査方向に
隣接する配列とする構成により、特に、波長板を用いる
ことなく、少ない部品点数により、低コストで、シェー
ディング特性による画質低下を効果的に防止し得るマル
チビーム走査装置を提供することができる。
査装置によれば、前記複数の光源が、4個以上のレーザ
ダイオードからなり、前記第1の光学系が、前記複数の
光源を構成するレーザダイオードと同数のカップリング
レンズを含むとともに、前記合成光学系が、偏光面を有
するプリズムおよび偏光ハーフミラーのいずれか一方を
含む構成により、特に、4個以上のレーザダイオードを
用いたマルチビーム方式にて、波長板を必要とせずに、
少ない部品点数により、低コストで、シェーディング特
性による画質低下を効果的に防止することができる。
によれば、前記複数の光源が、4個のレーザダイオード
からなり、前記第1の光学系が、4個のカップリングレ
ンズを含むとともに、前記合成光学系が、前記4個のう
ちの各2個のレーザダイオードの射出光を、光軸が開き
角を持つ交差方式により合成し、且つ、これら2個ずつ
のレーザダイオードの射出光を合成する偏光面を有する
プリズムおよび偏光ハーフミラーのいずれか一方を含む
構成により、特に、4個のレーザダイオードを用いたマ
ルチビーム方式にて、波長板を必要とせずに、少ない部
品点数により、低コストで、シェーディング特性による
画質低下を効果的に防止することができる。この請求項
3の構成は、4ビームで走査を行う場合に、性能/コス
トの比が極めて優れた組合せの一つである。
によれば、前記複数の光源が、複数の発光点を有する一
対のレーザダイオードアレイを含み、前記第1の光学系
が、前記一対のレーザダイオードアレイにそれぞれ対応
する一対のカップリングレンズを含むとともに、前記合
成光学系が、前記一対のカップリングレンズの射出光を
合成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハーフミラ
ーのいずれか一方を含む構成により、特に、レーザダイ
オードアレイを用いて複数の光源を構成するマルチビー
ム方式にて、波長板を必要とせずに、少ない部品点数に
より、低コストで、シェーディング特性による画質低下
を効果的に防止することができる。
によれば、前記駆動回路が、前記複数の光源による被走
査面上の所定の像高における光強度が所定値となるよう
に前記複数の光源の光量補正を行う手段を含む構成によ
り、特に、複数の光源の光量補正を行なって、前記複数
の光源による被走査面上の所定の像高における光強度を
所定値とし、シェーディング特性を改善することができ
る。本発明の請求項6のマルチビーム走査装置によれ
ば、前記所定の像高はすべての光束について同一の像高
であり、前記光強度の前記所定値はすべての光束につい
て同一の光強度である構成により、特に、複数の光源の
全てについて、所定の像高における光強度を所定値とし
て、シェーディング特性を改善することができる。
走査装置の要部の構成を模式的に示す斜視図である。
ためのシェーディング特性図である。
走査装置の主要部の構成を模式的に示す斜視図である。
DA) 23,24 第1、第2のコリメートレンズ 25 ビーム合成ハーフミラー B1,B2 第1、第2のベース
Claims (6)
- 【請求項1】 駆動回路により駆動される複数の光源
と、 前記複数の光源を所定個数ずつカップリングする複数の
第1の光学系と、 前記第1の光学系から射出される各光束をほぼ同一方向
の光軸に合成する合成光学系と、 前記合成光学系により合成された光束を主走査方向に沿
うほぼ直線状に集光する第2の光学系と、 前記第2の光学系から射出される光束を偏向し且つ該光
束の偏向角度を変化させて主走査方向の走査を生じさせ
る偏向手段と、 前記偏向手段により偏向された複数の偏向光束を被走査
面に向けて集光し、且つこれら複数の光束が前記偏向角
度の変化にともなって被走査面を略等速的に走査するよ
うにする走査結像素子を含む第3の光学系とを備え、 前記複数の光源に基づく各光束の配列を、シェーディン
グ特性の非類似な光束が副走査方向に隣接する配列とす
ることを特徴とするマルチビーム走査装置。 - 【請求項2】 前記複数の光源は、4個以上のレーザダ
イオードからなり、 前記第1の光学系は、前記複数の光源を構成するレーザ
ダイオードと同数のカップリングレンズを含むととも
に、 前記合成光学系は、偏光面を有するプリズムおよび偏光
ハーフミラーのいずれか一方を含むことを特徴とする請
求項1に記載のマルチビーム走査装置。 - 【請求項3】 前記複数の光源は、4個のレーザダイオ
ードからなり、 前記第1の光学系は、4個のカップリングレンズを含む
とともに、 前記合成光学系は、前記4個のうちの各2個のレーザダ
イオードの射出光を、光軸が開き角を持つ交差方式によ
り合成し、且つ、これら2個ずつのレーザダイオードの
射出光を合成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハ
ーフミラーのいずれか一方を含むことを特徴とする請求
項2に記載のマルチビーム走査装置。 - 【請求項4】 前記複数の光源は、複数の発光点を有す
る一対のレーザダイオードアレイを含み、 前記第1の光学系は、前記一対のレーザダイオードアレ
イにそれぞれ対応する一対のカップリングレンズを含む
とともに、 前記合成光学系は、前記一対のカップリングレンズの射
出光を合成する偏光面を有するプリズムおよび偏光ハー
フミラーのいずれか一方を含むことを特徴とする請求項
1に記載のマルチビーム走査装置。 - 【請求項5】 前記駆動回路は、前記複数の光源による
被走査面上の所定の像高における光強度が所定値となる
ように前記複数の光源の光量補正を行う手段を含むこと
を特徴とする請求項1〜請求項4のうちのいずれか1項
に記載のマルチビーム走査装置。 - 【請求項6】 前記所定の像高はすべての光束について
同一の像高であり、前記光強度の前記所定値はすべての
光束について同一の光強度であることを特徴とする請求
項5に記載のマルチビーム走査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37259999A JP2001188188A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | マルチビーム走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37259999A JP2001188188A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | マルチビーム走査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001188188A true JP2001188188A (ja) | 2001-07-10 |
Family
ID=18500725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP37259999A Pending JP2001188188A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | マルチビーム走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001188188A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102313882A (zh) * | 2011-07-22 | 2012-01-11 | 江苏徕兹光电科技有限公司 | 激光测距仪的光学***结构 |
JP2013101333A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-23 | Canon Inc | 光走査装置および画像形成装置 |
US9046691B2 (en) | 2011-10-03 | 2015-06-02 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Laser scanning optical device |
CN114911052A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-08-16 | 西安应用光学研究所 | 一种光学扫描装置及控制方法 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37259999A patent/JP2001188188A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102313882A (zh) * | 2011-07-22 | 2012-01-11 | 江苏徕兹光电科技有限公司 | 激光测距仪的光学***结构 |
US9046691B2 (en) | 2011-10-03 | 2015-06-02 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Laser scanning optical device |
JP2013101333A (ja) * | 2011-10-21 | 2013-05-23 | Canon Inc | 光走査装置および画像形成装置 |
CN114911052A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-08-16 | 西安应用光学研究所 | 一种光学扫描装置及控制方法 |
CN114911052B (zh) * | 2022-06-07 | 2024-03-26 | 西安应用光学研究所 | 一种光学扫描装置及控制方法 |
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