JP2002189182A - マルチビーム光源装置 - Google Patents
マルチビーム光源装置Info
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Abstract
を記録媒体上に形成できて、各レーザビームの位相差が
視覚的に目立たないようにする。 【解決手段】 記録媒体上で主走査方向に直交する矢示
Bの副走査方向の直線Lと、半導体レーザアレイの複数
個の発光点からそれぞれ射出されて記録媒体上に形成さ
れるレーザビームスポットch1〜ch4の1番目と4
番目(n番目)の発光点のそれぞれ中心を通る直線L1
とがなす角度をθとしたとき、次式が成り立つように半
導体レーザアレイの位置を調整可能にする調整手段を設
ける。 θ≦tan‐1{1/(n−1)} それにより、良好なビーム径を記録媒体上に形成するこ
とができる。また、その各レーザビームの位相差が視覚
的に目立たない良好な画像になる。
Description
タ,デジタル複写機,ファクシミリ装置等の情報記録装
置に使用するマルチビーム光源装置に関し、特にLDア
レイを光源とするマルチビーム光源装置に関する。
等の情報記録装置は、記録速度の高速化及び記録密度の
高密度化が要求されている。そのため、複数のレーザビ
ームで同時に感光体等の記録媒体上を走査するマルチビ
ーム方式の光源装置が開発されている。
る光源には、例えば複数の発光点を同一基板上にアレイ
状に並べた半導体レーザアレイを使用したものがある
(例えば特開昭56−42248号公報,特開平9−2
6550号公報,特開平8−136841号公報及び特
開平9−251137号公報等を参照)。
されているものは、第1のレーザ光路を回動部材の回転
中心に一致させ、第2のレーザ光路をその回動部材を回
動させることにより、第1と第2の走査間隔(記録密度
間隔)を調整するようにしている。また特開平9−25
1137号公報に記載されているマルチビーム光源装置
(レーザ記録装置)は、それぞれの光ビーム検知領域
(受光領域)を直角三角形とする4つのセンサからなる
インデックスセンサにより、レーザアレイから射出され
た光ビームの主走査方向及び副走査方向の位置を検知
し、その検知情報に応じてレーザアレイを回転させて、
そのレーザアレイから射出される複数の光ビームの副走
査方向における間隔を調整するようにしている。
12に示すようにホルダ32内に複数の発光素子(発光
点)E1〜E4を有するレーザアレイ31のチップを矢
示G方向に回転可能に装着しているが、そのレーザアレ
イ31の回転中心に、チップ端部となる発光素子E1が
位置するように調整している。
ルチビーム光源装置として、その他に特開平10−39
241号公報,特開平9−251137号公報,特開平
9−1861号公報,特開平9−211350号公報等
に記載されているものもある。その特開平10−392
41号公報に記載されているものは、走査密度の選択に
応じてレーザアレイの回転角を制御するものであり、特
開平9−251137号公報に記載されているものは、
主走査方向及び副走査方向のビームの位置検出をし、レ
ーザアレイを回転させることにより副走査方向のピッチ
を調整するものである。
れているものは、複数ビームの主走査方向の位相差を補
正するものであり、特開平9−211350号公報に記
載されているものは、ビームピッチの変換を行っても書
き出し位置を補正するものである。
に複数個の発光点を設けたマルチビーム光源装置には種
々のものがあるが、それらはレーザビーム同士の相互干
渉が大きくなるために半導体レーザアレイの発光点間隔
を、例えば100μm以上にしているものが多かった
が、最近ではアイソレーション技術や半導体製造技術が
向上したこともあり、その発光点間隔を20μm以下に
した半導体レーザアレイもある。
ビーム光源装置としては、例えば上述した特開平9−2
51137号公報,特開平9−211350号公報及び
特開平9−1861号公報等に記載されているものがあ
る。
9−251137号公報に記載されているマルチビーム
光源装置(レーザ記録装置)は、上述したような複雑な
インデックスセンサを使用したり、ビーム検出アルゴリ
ズムを必要としたりしていたため、高価になってしまう
という問題点があった。また、従来のマルチビーム光源
装置では、記録媒体上に形成されるレーザビームスポッ
トのズレ量が画像に影響を与えるほど大きいときには、
書き出し位置の補正が必要であった(例えば特開平9−
211350号公報,特開平9−1861号公報に記載
されているマルチビーム光源装置)。
記載されているものの場合には、第1のレーザ光路を回
動部材の回転中心に一致させ、第2のレーザ光路をその
回動部材を回動させることにより移動させて、第1と第
2の走査間隔を調整するようにしているので、第2のレ
ーザ光路が第1のレーザ光路よりもコリメートレンズの
光軸から遠ざかるようになってしまうということがあっ
た。そのため、被走査面(記録媒体)上における第1と
第2のビームウェスト位置が異なってしまい、所望のビ
ーム径を得ることが困難になるという欠点があった。
ルチビーム光源装置の場合には、図12に示したように
レーザアレイ31の回転中心を、チップ端部の発光素子
E1にしているので、それと反対側の端部の発光素子E
4は光軸から遠くなってしまうため、良好なビーム径を
感光体等の記録媒体上に形成できなくなってしまい、高
画質が得られなくなるという問題点があった。
たものであり、記録速度の高速化及び記録密度の高密度
化を図ることができながら、良好なビーム径を感光体等
の記録媒体上に形成することができると共に、各レーザ
ビームの位相差が視覚的に目立たない良好な画像が得ら
れるようにすることを目的とする。
達成するため、同一のパッケージ内に複数個の発光点を
等間隔にアレイ状に配列した半導体レーザアレイを光源
として有し、記録媒体上に上記複数個の発光点から射出
した複数本のレーザビームを走査して情報の記録を行う
マルチビーム光源装置において、上記記録媒体上で主走
査方向と直交する副走査方向の直線と上記複数個の発光
点の1番目とn番目の発光点からそれぞれ発光されて上
記記録媒体上に照射されたレーザビームスポットのそれ
ぞれ中心を通る直線とがなす角度をθとしたとき、次式
が成り立つように上記半導体レーザアレイの位置を調整
可能にする調整手段を設けたものである。 θ≦tan‐1{1/(n−1)}
番目とn番目の発光点の各中心を互いに結んだ直線の中
間点付近を回転中心として上記半導体レーザアレイを回
転させる手段であるようにするとよい。また、上記記録
媒体上の記録密度間隔は50μm以下になるようにする
とよい。
個配置された発光点をアレイ状にそれぞれ配列した複数
個の半導体レーザアレイを光源として有し、記録媒体上
に上記各半導体レーザアレイからそれぞれ射出した複数
本のレーザビームを走査して情報の記録を行うマルチビ
ーム光源装置において、上記各半導体レーザアレイから
それぞれ射出されるレーザビームの本数をn、上記記録
媒体上で主走査方向と直交する副走査方向の直線と上記
各半導体レーザアレイの上記複数個の発光点の1番目と
n番目の発光点からそれぞれ発光されて上記記録媒体上
に照射されたレーザビームスポットのそれぞれ中心を通
る直線とがなす角度をθとしたとき、次式が成り立つよ
うに上記各半導体レーザアレイの位置を調整可能にする
調整手段を上記各半導体レーザアレイごとにそれぞれ設
けるとよい。 θ≦tan‐1{1/(n−1)}
レーザアレイの複数個の発光点の1番目とn番目の発光
点の各中心を互いに結んだ直線の中間点付近を回転中心
として上記各半導体レーザアレイを回転させて上記角度
θを調整する手段であるようにするとよい。また、上記
記録媒体上の記録密度間隔は50μm以下になるように
するとよい。
イは、その各半導体レーザアレイの光軸が上記各半導体
レーザアレイからそれぞれ射出されたレーザビームによ
って記録媒体上に形成されるレーザビームスポットがそ
の記録媒体上で主走査方向に互いに所定角度ずれて隔て
た位置になるように配置するとよい。
面に基づいて説明する。図1はこの発明によるマルチビ
ーム光源装置が有する半導体レーザアレイの複数の発光
点から射出された複数本のレーザビームにより記録媒体
上に形成されたレーザビームスポットを示す概略図、図
2は同じくそのマルチビーム光源装置の全体の構成を示
す斜視図、図3は同じくそのマルチビーム光源装置の光
源付近の構成を示す分解斜視図である。
ように同一のパッケージ内に複数個(この例では4個)
の発光点1a1〜1a4をピッチPiで等間隔に配列し
た半導体レーザアレイ1を光源とし、その半導体レーザ
アレイ1から射出した複数のレーザビームを、図2に示
すコリメートレンズ5により平行光束あるいは略平行光
束にし、その光束をアパーチャ6により規制する。さら
に、その規制したレーザビームを、シリンダレンズ11
からミラー18を介して回転多面鏡12よりなる偏向走
査手段に入射させる。
ことにより、レーザビームを矢示Aの主走査方向に繰り
返し走査する。その回転多面鏡12で反射させた4本の
レーザビームは、結像系であるfθレンズ13とトロイ
ダルレンズ14により収束光となり、ミラー15及び防
塵ガラス20を介してビームウェスト位置である結像位
置に配置している感光体ドラムである記録媒体16の被
走査面22上に光スポットとして、それぞれ投影され
る。
したミラーであり、17も同様に有効走査幅の領域外に
配置した光検知器である。そして、このミラー19と光
検知器17とにより、一走査毎に走査方向に移動するレ
ーザビームを検知して、その書き出し位置の同期をとっ
ている。
近の構成を、図3を参照して説明する。なお、図3で
は、矢印Aは主走査方向を、矢印Bは副走査方向を、矢
印Cは光軸方向をそれぞれ示している。このマルチビー
ム光源装置は、半導体レーザアレイ1が図示のように4
つの発光点1a1〜1a4を有する4ビーム走査の光源
装置であり、その半導体レーザアレイ1と、ホルダ2
と、制御・駆動回路部3と、押え部材4と、コリメート
レンズ5と、アパーチャ6と、ブラケット7とを、1つ
のユニット状に形成している。
ルダ2の略中央に2個のネジ8で螺着することによりホ
ルダ2に取り付ける。そして、その半導体レーザアレイ
1のホルダ2への取り付け時には、その半導体レーザア
レイ1に設けられている4つの発光点1a1〜1a
4が、図示のように矢示Bの副走査方向に1列あるいは
略1列になるように、図示しない位置決め治具等を用い
て固定する。ホルダ2には、嵌合軸部2aが突設されて
いて、その嵌合軸部2aの先端側にはツバ部2bが形成
されている。
2bに紫外線硬化接着剤25を使用して固定するが、そ
れを固定する際には半導体レーザアレイ1を発光させた
状態で、コリメートレンズ5を矢示A,B,Cの3方向
にそれぞれ微動させて、光軸位置とコリメート調整位置
とを決定し、その後で紫外線を照射して位置決めしたコ
リメートレンズ5を紫外線硬化接着剤25で固定する。
ホルダ2の嵌合軸部2aに形成している貫通孔2cの略
中心に合わせることにより、コリメートレンズ5の光軸
を半導体レーザアレイ1の発光点1a1〜1a4の発光
中心位置(1a2と1a3の中間)に合わせる。そし
て、そのホルダ2のツバ部2bの部分に、切欠き溝を設
けた有底の筒状をしたアパーチャ6をコリメートレンズ
5を覆うように被せることにより、サブアッセンブリ1
0とする。
7の略中央に形成している嵌合孔7aにホルダ2の嵌合
軸部2aを矢示E方向に回転可能に挿入し、その状態で
2個のネジ9,9をホルダ2の各ネジ孔2dに螺着する
ことによりブラケット7に固定する。その際、半導体レ
ーザアレイ1が有する4つの発光点1a1〜1a4が、
矢示Bの副走査方向に1列あるいは略1列に配置される
ように、サブアッセンブリ10全体を嵌合孔7aを回転
中心にして、ネジ9とブラケット7のネジ孔7bとのネ
ジ穴ガタ分だけ調整できるようにしている。
用いて両端の発光点1a1と1a4の位置を計測するこ
とにより容易に行うことができる。そして、最後にその
サブアッセンブリ10に制御・駆動回路部3を取り付け
れば、このマルチビーム光源装置が完成する。
点1a1〜1a4から発光されて記録媒体16上に照射
される4つのレーザビームスポットについて説明する。
その記録媒体16上に照射される4つのレーザビームス
ポットch1〜ch4は、図4に示すように、副走査方
向(矢示B方向)にピッチPi′の等しい間隔で直線状
に1列に配置されるのが理想形である。
ーザビームスポットch1〜ch4が、矢示Bの副走査
方向に延びる直線Lに対して角度θの傾きをもって1列
に並ぶようになった場合を示している。このように、4
つのレーザビームスポットch1〜ch4が、直線Lに
対して傾きをもって配置されても、上記の角度θが[0
036]で後述する関係式で示す所定の許容範囲内にあ
れば、良好なビーム径を感光体等の記録媒体16上に形
成することができる。したがって、その各レーザビーム
の位相差が視覚的に目立たないので、良好な画像が得ら
れる。
ーザアレイ1の各発光点1a1〜1a4(図3)から発
光された4本のレーザビームは、1走査ごとに記録媒体
16上を走査するが、その1走査毎に図2に示した光検
知器17を通過する時間が予めわかっているので、その
レーザビームが光検知器17を通過する少し前でレーザ
を、図5に示すタイミングで点灯(ON)させて同期検
出信号を得る。
整可能)の時間をおいて、画像の書き込みを開始する。
その画像の書き込みが終わるとレーザを消灯(OFF)
し、次の同期検出に備える。なお、図2に示した光検知
器17上においても、同様にレーザビームスポットが副
走査方向に1列に形成されるが、ここでは同期検出光は
トロイダルレンズ14を通過しないので、集束光とはな
らず、縦長スリット状になる。
ch1,ch2,ch3,ch4の間における矢示Aで
示す主走査方向のズレ量δは、一般的に1dotないし
1/2dot以下であれば、画像に影響を与えないとさ
れている。これは、例えば記録密度が600dpiとす
ると、1dot=25.4/600=42.33μmと
なり、この幅の間に4つのレーザビームスポットch1
〜ch4が全て配置されるようにすれば、良好な画像が
得られる。この42.33μmは、前述したCCDカメ
ラを用いて両端の発光点1a1と1a4の位置を計測す
ることにより、十分に調整可能な数値である。
ch1〜ch4のズレ量δを、上記の画像に影響を与え
ない量になるまで発光点1a1〜1a4を回転させるこ
とにより調整すれば、記録媒体16上への情報書き出し
位置タイミングは、1走査毎に4つのレーザビームのう
ち、1つのビームの検知信号だけを用いても良好な画像
が得られるので(4つのレーザビームスポットが問題と
なるズレ量にならないため)、1ビーム走査装置と同じ
光検出器と制御回路を使用して行うことができる。
37号公報に記載されているような複雑なセンサやビー
ム検出アルゴリズムを必要とせず、また従来のマルチビ
ーム光源装置(例えば特開平9−211350号公報,
特開平9−1861号公報等を参照)に見られるような
書き出し位置の補正を行う必要もない。
れるレーザビームの本数をn(上述した実施の形態では
n=4)とすると、図1に示したように記録媒体16上
で、その記録媒体16の主走査方向に直交する副走査方
向の直線Lと、1番目とn番目の発光点1a1と1a4
(1an)からそれぞれ射出されたレーザビームにより
記録媒体16上に形成されたレーザビームスポットch
1とch4のそれぞれ中心を通る直線L1とがなす角度
をθとしたとき、以下の関係式が得られるようにすれ
ば、良好なビーム径を記録媒体16上に形成することが
できる。また、その各レーザビームの位相差が視覚的に
目立たない良好な画像になる。 θ≦tan‐1{1/(n−1)}
つの発光点1a1〜1a4を有する半導体レーザアレイ
1の場合には、n=4となるので、θ=18.4゜以下
となる。したがって、θが18.4゜以下になるよう
に、図3で説明したホルダ2に半導体レーザアレイ1と
コリメートレンズ5とアパーチャ6とを固定して一体と
したサブアッセンブリ10を、ブラケット7の嵌合孔7
aを回転中心にしてネジ9とネジ孔7bとのネジ穴ガタ
分の範囲で回転させることにより調整すれば、図1に示
したレーザビームスポットch1とch4との間におけ
る矢示Aの主走査方向のズレ量δは、画像に影響を与え
ない量(1dot以下)になる。
センブリ10と、そのサブアッセンブリ10のアパーチ
ャ6の部分を回転可能に嵌入させる嵌合孔7aと2個の
ネジ孔7b,7bを有するブラケット7と、サブアッセ
ンブリ10をブラケット7に固定する2本のネジ9,9
とが、θ≦tan‐1{1/(n−1)}の関係式が成
り立つように半導体レーザアレイ1の位置を調整可能に
する調整手段として機能する。
1〜1a4のうち1番目の発光点1a1と4番目(n番
目)の発光点1a4の各中心を互いに結んだ直線の中間
点PM(図1参照)付近を回転中心として回動させる手
段であるので、記録媒体16上に形成されるレーザビー
ムスポットの理想形状に対する変形度合い(劣化)を少
なくすることができるため、画像の劣化を防止すること
ができる。
ビーム光源装置のように、4個(複数)の発光点E1〜
E4のうち一方の端部の発光点E1をレーザアレイ31
の回転中心にしている場合には、そのレーザアレイ31
から射出されて記録媒体上に形成されたレーザビームス
ポットが、図6に示すように理想位置(直線L3上)に
対して角度θだけ傾いているときには、他方の端部の発
光点E4からのレーザビームによって形成されるレーザ
ビームスポットch4′は理想位置に対して大きなずれ
量δ1となる。
ある発光点E4から照射されて記録媒体上に形成される
レーザビームスポットch4′は、回転中心から遠くな
る分だけ光軸から離れることにより理想形状に対する変
形度合いが大きくなるので、画像が劣化する。
ーム光源装置によれば、半導体レーザアレイ1の回転中
心は発光点1a2と1a3との中間位置になるため、図
6に示すようにレーザビームスポットch4は理想位置
に対して非常に小さなずれ量δ2で済む。また、その発
光点1a2と1a3の中間点(回転中心)は、コリメー
トレンズ5(図2)の光軸近傍であることからも、良好
な画像が得られる。
媒体16上のレーザビームスポットは、上述したように
図3に矢印Aで示した主走査方向に対して略直交する方
向(矢示Bで示す副走査方向)に1列に配置することが
できる。したがって、記録密度間隔は、その際の副走査
方向の横倍率により決定されるので、副走査方向にパワ
ーを持つシリンダレンズを適時選択することにより、所
望の記録密度間隔を得ることができる。そこで、このマ
ルチビーム光源装置では、記録媒体上の記録密度間隔は
50μm以下になるようにしている。
置を、半導体レーザアレイに4個の発光点1a1〜1a
4を有する場合の実施形態を一例として説明したが、そ
の半導体レーザアレイは4個の発光点を有するものに限
るものではなく、その発光点は2個,3個あるいは5個
以上のn個である場合であっても、同様に適用すること
ができる。
れ配列した複数個の半導体レーザアレイを光源として有
するマルチビーム光源装置の実施の形態について、図7
乃至図11を参照して説明する。図7はこの発明の他の
実施形態として複数個の半導体レーザアレイを光源とし
て有するマルチビーム光源装置を示す斜視図、図8は同
じくそのマルチビーム光源装置の光源付近の構成を示す
分解斜視図であり、図7及び図8において図2及び図3
と対応する部分には同一の符号を付してある。
置は、図8に示すように同一のパッケージ内でピッチP
iで等間隔に複数個(この例では4個)配置された発光
点1a1〜1a4をアレイ状にそれぞれ配列した複数個
(この例では2個)の半導体レーザアレイ1A,1Bを
光源として有し、図7に示す記録媒体16上にその半導
体レーザアレイ1A,1Bからそれぞれ射出した複数本
のレーザビームを走査して情報の記録を行う。
ーザアレイ1A,1Bから射出した各レーザビームは、
コリメートレンズ5A,5Bによって平行光束、あるい
は略平行光束になり、アパーチャ46A,46Bにより
光束が規制されて、ビーム合成部21により半導体レー
ザアレイ1A,1Bからの各レーザビームが合成され
る。
レンズ11、ミラー18を介して偏向走査器としての回
転多面鏡12に入射される。そして、その回転多面鏡1
2を回転させることにより、レーザビームは主走査方向
に繰り返し走査される。その回転多面鏡12で反射され
たレーザビームは、結像系であるfθレンズ13とトロ
イダルレンズ14とにより収束光となり、その収束光は
ミラー15、防塵ガラス20を介してビームウェスト位
置である結像位置に配置された感光体ドラム等である記
録媒体16の被走査面22上に光スポットとして投影さ
れる。
有効走査幅の領域外にミラー19と光検知器17とを設
けて、このミラー19と光検知器17とを使用して、1
走査毎に走査方向に移動するレーザビームを検知し、書
き出し位置の同期をとっている。
8に示す半導体レーザアレイ1A,1Bと、ホルダ42
A,42Bと、制御・駆動回路部3と、コリメートレン
ズ5A,5Bと、アパーチャ46A,46Bと、ブラケッ
ト47とを一体にユニット化して、光源部をサブアッセ
ンブリとしている。なお、図8において、矢印Aは主走
査方向を、矢印Bは副走査方向を、矢印Cは光軸方向を
それぞれ示している。
れホルダ42A,42Bに圧入等により取付けられてい
る。そして、この実施の形態では、半導体レーザアレイ
1A,1Bには、前述したようにそれぞれ4つの発光点
1a1〜1a4が設けられている。その半導体レーザア
レイ1A,1Bは、同様の構成をしている。
点1a1〜1a4が、図8の矢示Bの副走査方向に1列
あるいは略1列に配置されるように、ホルダ42A,4
2Bを位置決め治具等を用いてブラケット47に固定す
る。コリメートレンズ5Aはホルダ42Aのツバ部42
aに、コリメートレンズ5Bはホルダ42Bのツバ部4
2aに紫外線硬化接着剤25を用いてそれぞれ固定され
るが、その際に半導体レーザアレイ1A,1Bをそれぞ
れ発光させ、コリメートレンズ5A,5Bをそれぞれ矢
示A,B,Cの3方向に微動させて、光軸位置とコリメ
ート調整位置とを決定する。
剤25を硬化させて、コリメートレンズ5Aをホルダ4
2Aに、コリメートレンズ5Bをホルダ42Bにそれぞ
れ固定する。なお、このコリメートレンズ5A,5Bを
通過したレーザビームの平行光束あるいは略平行光束
は、アパーチャ46A,46Bにより整形される。
ブアッセンブリは、ブラケット47に形成している2つ
の嵌合穴47a,47aに、ホルダ42A,42Bの各
嵌合軸42b,42bをそれぞれ挿入した状態で、2本
のネジ48,48でそれぞれ固定する。
4が、矢示B方向の副走査方向に1列あるいは略1列に
配置されるように、上述した各サブアッセンブリ全体を
嵌合穴47a,47aをそれぞれ回転中心として、ネジ
48とそのネジ48を挿通するためにブラケット47に
形成している各ネジ穴との間に生じるガタ内で移動させ
て補正する。この調整は、例えばCCDカメラを用い
て、半導体レーザアレイ1A,1Bのそれぞれ両端の発
光点1a1と1a4の各位置を計測することにより、容
易に行うことができる。
されてアパーチャ46A,46Bをそれぞれ通過したレ
ーザビームは、ビーム合成部21により基準となる半導
体レーザアレイ1Aから射出されたレーザビームの光軸
近傍で合成される。その際、このマルチビーム光源装置
では、半導体レーザアレイ1Aの光軸と半導体レーザア
レイ1Bの光軸とが、互いに主走査方向に僅か(角度
α)だけずれるように設定してある。
面の所定位置に、図示しないネジ等による締結手段によ
り取付けられてブラケット49と一体のユニット状に形
成され、そのブラケット49に上述した半導体レーザア
レイ1A,1Bを有するサブアッセンブリと、制御・駆
動回路部3を取り付けてマルチビーム光源装置が完成す
る。
置の2個の半導体レーザアレイ1A,1Bより射出され
て記録媒体16上に照射されたそれぞれ4つずつのレー
ザビームスポットを示したものであり、図9は理想形を
示しており、図10は4つのレーザビームスポットが副
走査方向に対してそれぞれ角度θをもって照射された場
合の例を示している。図9では、半導体レーザアレイ1
A,1Bのそれぞれ4つの発光点1a1〜1a4から発
光されて記録媒体16(図7参照)上に照射されたそれ
ぞれ4つのレーザビームスポットch1〜ch4は、副
走査方向にまっすぐ1列に配置されている。
ーザビームスポットch1〜ch4(図9で上側の集
団)と、半導体レーザアレイ1Bからのレーザビームス
ポットch1〜ch4(図9で下側の集団)とが、主走
査方向に距離Δ(時間にしてΔT)だけずれた位置に形
成されている。これは、図8で説明したように、半導体
レーザアレイ1Aの光軸と半導体レーザアレイ1Bの光
軸とを互いに主走査方向に角度αだけずらすように設定
していることによる。
ーザアレイ1Aからのレーザビームスポットch1〜c
h4のそれぞれ中心を通る線L2と、半導体レーザアレ
イ1Bからのレーザビームスポットch1〜ch4のそ
れぞれ中心を通る線L3は、副走査方向の直線Lに対し
て角度θとなるように、それぞれ4つのレーザビームス
ポットch1〜ch4が直線状に整列配置されており、
実際に許容できるレーザビームスポット状態を示してい
る。
ーザアレイ1Aから第1の4本のレーザビームを射出し
て1走査ごとに記録媒体16上を走査するが、そのレー
ザビームが1走査毎に光検知器17を通過する時間は予
めわかっているので、そのレーザビームが光検知器17
を通過する少し前でレーザを図11に示すように点灯
(ON)させて同期検出信号を得て、その第1の同期信
号を得てから一定間隔(調整可能)の時間をおいて画像
を書き始める。
1に第1のレーザビームと図示)により画像を書き終え
ると、半導体レーザアレイ1Aの発光点1a1〜1a4
における発光をそれぞれ停止させて消灯し、次の同期検
出に備える。第1の同期信号が得られてからΔT時間後
に、半導体レーザアレイ1Bから第2の4本のレーザビ
ーム(図11に第2のレーザビームと図示)による同期
信号を得る。
レーザビームスポットは同様に副走査方向に1列に形成
されるが、この光検知器17に至るレーザビーム(同期
検出光)は、この実施の形態ではトロイダルレンズ14
を通過しないため集束光にならず、縦長スリット状とな
る。
アレイごとの4つのレーザビームスポットch1〜ch
4の主走査方向における互いのズレ量δは、図1でも説
明したように、一般的に1dotないし1/2dot以
下であれば画像に影響を与えないとされている。例え
ば、記録密度が600dpiとすると1dot=25.
4/600=42.33μmとなり、この幅の間に半導
体レーザアレイ1Aからの第1の4つのレーザビームス
ポットch1〜ch4を配置できれば、良好な画像が得
られる。
2の4つのビームスポットch1〜ch4も同様に、4
2.33μmの幅の間に配置できれば、良好な画像が得
られる。この42.33μmは、前述したようにCCD
カメラを用いて、両端の発光点1a1と1a4の位置を
計測することにより、十分に調整可能な数値である。
は、4つのレーザビームスポットが問題となるズレ量に
ならないようにすることで、記録媒体16上への情報書
き出し位置タイミングを、1走査毎に4つのレーザビー
ムのうち、1つのビームの検知信号だけで行っても良好
な画像が得られる。したがって、1ビーム走査装置と同
じ光検出器と制御回路を使用して行うことができる。
ーム光源装置も、前述した特開平9−251137号公
報に記載されているような複雑なセンサやビーム検出ア
ルゴリズムを必要とせず、また従来のマルチビーム光源
装置(例えば特開平9−211350号公報,特開平9
−1861号公報等を参照)に見られるような書き出し
位置の補正も行う必要がない。
ム光源装置では、半導体レーザアレイ1A,1Bからそ
れぞれ射出されるレーザビームの本数をn(図8の例で
はn=4)、記録媒体16上で図10に示したように主
走査方向と直交する副走査方向の直線Lと半導体レーザ
アレイ1A,1Bの複数個の発光点1a1〜1a4のう
ち1番目の発光点1a1とn番目の発光点1an(この
例では1a4)からそれぞれ発光されて記録媒体16上
に照射されたレーザビームスポットのそれぞれ中心を通
る直線L2,L3とがなす角度をそれぞれθとしたと
き、次式が成り立つように半導体レーザアレイ1A,1
Bの位置を調整可能にする調整手段を、各半導体レーザ
アレイ1A,1Bにそれぞれ設けている。 θ≦tan‐1{1/(n−1)}
は、半導体レーザアレイ1A,1Bは、それぞれ4つの
発光点1a1〜1a4を有するためn=4となるので、
θは18.4゜以下となる。
うに、図8で説明した半導体レーザアレイ1Aとコリメ
ートレンズ5Aを一体に固定したホルダ42Aを、ブラ
ケット47の嵌合孔47aを中心にしてネジ48とそれ
を挿入するブラケット47のネジ孔との間に形成される
ガタ分の範囲で回転させることにより角度θを調整すれ
ば、半導体レーザアレイ1Aからのレーザビームにより
形成されるレーザビームスポットch1とch4との間
における主走査方向のズレ量δを、画像に影響を与えな
い量(1dot以下)にすることができる。
に、半導体レーザアレイ1Bとコリメートレンズ5Bを
一体に固定したホルダ42Bを、ブラケット47の嵌合
孔47aを中心にしてネジ48とそれを挿入するブラケ
ット47のネジ孔との間に形成されるガタ分の範囲で回
転させることにより角度θを調整すれば、半導体レーザ
アレイ1Bからのレーザビームにより形成されるレーザ
ビームスポットch1とch4との間における主走査方
向のズレ量δを、画像に影響を与えない量(1dot以
下)にすることができる。
半導体レーザアレイ1Aとコリメートレンズ5Aを一体
に固定したホルダ42Aと、そのホルダ42Aを固定す
る2個のネジ孔を有するブラケット47と、固定用の2
本のネジ48,48とが、θ≦tan‐1{1/(n−
1)}の関係式が成り立つように半導体レーザアレイ1
Aの位置を調整可能にする調整手段として機能する。
コリメートレンズ5Bを一体に固定したホルダ42B
と、そのホルダ42Bを固定する2個のネジ孔を有する
ブラケット47と、固定用の2本のネジ48,48と
が、θ≦tan‐1{1/(n−1)}の関係式が成り
立つように半導体レーザアレイ1Bの位置を調整可能に
する調整手段として機能する。この実施の形態によるマ
ルチビーム光源装置によれば、半導体レーザアレイの発
光点間隔は半導体プロセスにより形成されるため、サブ
ミクロンの精度が容易に得られる。
ーム光源装置では、上記の各調整手段は、半導体レーザ
アレイ1A,1Bに複数個設けられている中の1番目の
発光点1a1とn番目の発光点1an(この例では4個
目の1a4)の各中心を互いに結んだ直線の中間点付近
を回転中心として半導体レーザアレイ1A,1Bをそれ
ぞれ回転させて図10に示した角度θを調整する手段に
してある。
a1〜1a4の中央となると共に、図8に示したブラケ
ット47の各嵌合穴47a,47aのそれぞれ中心とな
るので、それは自ずとコリメートレンズ5A,5Bのそ
れぞれ光軸近傍となる。これに対し、従来技術で説明し
た特開平9−251137号公報に記載されているもの
では、1番目の発光点を中心にして回転させる構成であ
るため、その回転中心から遠ざかる発光点ほど光軸から
離れるようになる。
ある発光点から射出されたレーザビームにより形成され
るレーザビームスポットの形状は理想形状に対して劣化
した形状となるため、画像を悪化させやすくなる。な
お、この実施の形態によるマルチビーム光源装置では、
記録媒体16上のレーザビームスポットは、上述したよ
うに図10に示した主走査方向に対して略直交する方向
(略副走査方向)に1列に配置することができる。
走査方向の横倍率により決定されるので、副走査方向に
パワーを持つシリンダレンズを適時選択することによ
り、所望の記録密度間隔を得ることができる。そこで、
このマルチビーム光源装置では、記録媒体上の記録密度
間隔は50μm以下になるようにしている。
ム光源装置では、2個(3個以上使用してもよい)の半
導体レーザアレイ1A,1Bを使用しているので、1個
の半導体レーザアレイのマルチビーム光源装置に比べて
記録速度の高速化や高密度化が図れる。
位置を[0068]に示した式により規定しているの
で、1ビーム走査装置と同様の書き出し位置手段が使用
できるため、簡易な部品構成にすることができながら、
誤差を最小に抑えることができる。そして、従来技術で
説明した特開平9−251137号公報に記載されてい
るマルチビーム光源装置のように、複雑なセンサやビー
ム検出アルゴリズムを必要としない。
ム光源装置では、図8で説明したように記録媒体上で半
導体レーザアレイ1A,1Bからそれぞれ射出されたレ
ーザビームによるレーザビームスポットの位置が主走査
方向に互いにずれるように、その半導体レーザアレイ1
A,1Bの各光軸を主走査方向に所定の角度αだけずら
している。それにより、半導体レーザアレイ1A,1B
からそれぞれ射出されたレーザビームにより記録媒体上
に形成されるレーザビームスポットが、図10に示した
ように主走査方向に距離Δだけずれるようになる。それ
により、各々の半導体レーザアレイごとに1ビーム走査
装置と同様の書き出し位置手段が使用できる。
211350号公報や特開平9−1861号公報に記載
されているマルチビーム光源装置の場合には書き出し位
置補正が必要であったが、この実施の形態によるマルチ
ビーム光源装置によれば、簡易な部品構成にすることが
できながら、書き出し位置の誤差を最小に抑えることが
できる。
ビーム光源装置によれば、記録速度の高速化及び記録密
度の高密度化を達成することができる。また、良好なビ
ーム径を感光体等の記録媒体上に形成することができる
と共に、各レーザビームの位相差が視覚的に目立たない
良好な画像を得ることができる。さらに、良好なビーム
径を感光体等の記録媒体上に形成することができるた
め、高画質を得ることができる。
ば、次に記載する効果を奏する。請求項1のマルチビー
ム光源装置によれば、前述したθ≦tan‐1{1/
(n−1)}の関係が成り立つように半導体レーザアレ
イの位置を調整可能にする調整手段を設けたので、同一
のパッケージ内に複数個の発光点を等間隔に配列した半
導体レーザアレイにより高速の記録速度で高密度の記録
密度で画像を形成しても、上記調整手段により半導体レ
ーザアレイの位置を画像に影響を与えない位置に調整す
ることができるので、良好なビーム径を感光体等の記録
媒体上に形成することができる。したがって、書き出し
位置補正を行うことなしに、各レーザビームの位相差が
視覚的に目立たない良好な画像が得られる。
ば、上記調整手段は、複数個の発光点の1番目とn番目
の発光点の各中心を互いに結んだ直線の中間点付近を回
転中心として回動させる手段であるので、その回転中心
を1番目あるいはn番目の発光点にしている場合に比べ
て、回転中心から最も離れた位置になる発光点の光軸か
らの距離が遠くならないため、良好なビーム径を感光体
等の記録媒体上に形成して高画質を得ることができる。
ば、記録媒体上の記録密度間隔は50μm以下になるの
で、記録速度の高速化及び記録密度の高密度化を達成す
ることができながら、良好なビーム径を感光体等の記録
媒体上に形成することができると共に、各レーザビーム
の位相差が視覚的に目立たない良好な画像が得られる。
ば、前述したθ≦tan‐1{1/(n−1)}の関係
が成り立つように各半導体レーザアレイの位置を調整可
能にする調整手段を各半導体レーザアレイごとにそれぞ
れ設けているので、複数の半導体レーザアレイを使用し
て高速の記録速度で高密度の記録密度で画像を形成して
も、上記調整手段により半導体レーザアレイの位置を画
像に影響を与えない位置に調整することができるので、
良好なビーム径を感光体等の記録媒体上に形成すること
ができる。それにより、各レーザビームの位相差が視覚
的に目立たない良好な画像が得られる。
ば、各半導体レーザアレイごとに各調整手段は、複数個
の発光点の1番目とn番目の発光点の各中心を互いに結
んだ直線の中間点付近を回転中心として回転するので、
全ての半導体レーザアレイについて、その回転中心を1
番目あるいはn番目の発光点にしている場合に比べて、
回転中心から最も離れた位置になる発光点の光軸からの
距離が遠くならない。それにより、良好なビーム径を感
光体等の記録媒体上に形成して高画質を得ることができ
る。
ば、記録媒体上の記録密度間隔を50μm以下にしてい
るので、記録速度の高速化及び記録密度の高密度化を達
成することができながら、良好なビーム径を感光体等の
記録媒体上に形成することができると共に、各レーザビ
ームの位相差が視覚的に目立たない良好な画像が得られ
る。
ば、各半導体レーザダイオードアレイの光軸は、その各
半導体レーザダイオードアレイからそれぞれ射出された
レーザビームによって記録媒体上に形成されるレーザビ
ームスポットがその記録媒体上で主走査方向に互いに所
定角度ずれて隔てた位置に形成されるようにしているの
で、各々の半導体レーザアレイごとに1ビーム走査装置
と同様の書き出し位置手段が使用できる。したがって、
特別な同期検出手段や書き出し位置補正が不用でありな
がら、記録速度の高速化及び記録密度の高密度化を達成
することができる。また、良好なビーム径を感光体等の
記録媒体上に形成して高画質を得ることができる。
半導体レーザアレイの複数の発光点から射出された複数
本のレーザビームにより記録媒体上に形成されたレーザ
ビームスポットを示す概略図である。
を示す斜視図である。
構成を示す分解斜視図である。
ームスポットの理想形を示す図1と同様な概略図であ
る。
N・OFFを示すタイミング図である。
光点にしたときと中心位置にしたときとでのレーザビー
ムスポットのズレ量を比較した概略図である。
レーザアレイを光源として有するマルチビーム光源装置
を示す斜視図である。
構成を示す分解斜視図である。
ーム光源装置で記録媒体上に照射された4つのレーザビ
ームスポットの理想形を示す概略図である。
ビーム光源装置で実際に許容できるレーザビームスポッ
ト状態を説明するための概略図である。
ON・OFFを示すタイミング図である。
分を示す正面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 同一のパッケージ内に複数個の発光点を
等間隔にアレイ状に配列した半導体レーザアレイを光源
として有し、記録媒体上に前記複数個の発光点から射出
した複数本のレーザビームを走査して情報の記録を行う
マルチビーム光源装置において、 前記記録媒体上で主走査方向と直交する副走査方向の直
線と前記複数個の発光点の1番目とn番目の発光点から
それぞれ発光されて前記記録媒体上に照射されたレーザ
ビームスポットのそれぞれ中心を通る直線とがなす角度
をθとしたとき、次式が成り立つように前記半導体レー
ザアレイの位置を調整可能にする調整手段を設けたこと
を特徴とするマルチビーム光源装置。 θ≦tan‐1{1/(n−1)} - 【請求項2】 前記調整手段は、前記複数個の発光点の
1番目とn番目の発光点の各中心を互いに結んだ直線の
中間点付近を回転中心として前記半導体レーザアレイを
回転させる手段であることを特徴とする請求項1記載の
マルチビーム光源装置。 - 【請求項3】 前記記録媒体上の記録密度間隔は50μ
m以下になるようにしていることを特徴とする請求項1
又は2記載のマルチビーム光源装置。 - 【請求項4】 同一のパッケージ内で等間隔に複数個配
置された発光点をアレイ状にそれぞれ配列した複数個の
半導体レーザアレイを光源として有し、記録媒体上に前
記各半導体レーザアレイからそれぞれ射出した複数本の
レーザビームを走査して情報の記録を行うマルチビーム
光源装置において、 前記各半導体レーザアレイからそれぞれ射出されるレー
ザビームの本数をn、前記記録媒体上で主走査方向と直
交する副走査方向の直線と前記各半導体レーザアレイの
前記複数個の発光点の1番目とn番目の発光点からそれ
ぞれ発光されて前記記録媒体上に照射されたレーザビー
ムスポットのそれぞれ中心を通る直線とがなす角度をθ
としたとき、次式が成り立つように前記各半導体レーザ
アレイの位置を調整可能にする調整手段を前記各半導体
レーザアレイごとにそれぞれ設けたことを特徴とするマ
ルチビーム光源装置。 θ≦tan‐1{1/(n−1)} - 【請求項5】 前記各調整手段は、前記各半導体レーザ
アレイの複数個の発光点の1番目とn番目の発光点の各
中心を互いに結んだ直線の中間点付近を回転中心として
前記各半導体レーザアレイを回転させて前記角度θを調
整する手段であることを特徴とする請求項4記載のマル
チビーム光源装置。 - 【請求項6】 前記記録媒体上の記録密度間隔は50μ
m以下になるようにしていることを特徴とする請求項4
又は5記載のマルチビーム光源装置。 - 【請求項7】 前記複数個の各半導体レーザアレイは、
その各半導体レーザアレイの光軸が前記各半導体レーザ
アレイからそれぞれ射出されたレーザビームによって前
記記録媒体上に形成されるレーザビームスポットがその
記録媒体上で主走査方向に互いに所定角度ずれて隔てた
位置になるように配置されていることを特徴とする請求
項4乃至6のいずれか1項に記載のマルチビーム光源装
置。
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