JP3527366B2 - 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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Description
装置に関する。
従来から広く知られた光走査装置は、単一の光束の偏向
により光走査で画像書込みを行なうシングルビーム方式
であるが、近来、画像書込み速度の向上を目して、複数
の光束により一度に複数の走査線を走査する「マルチビ
ーム走査装置」の実現が意図されている。
ら放射された光束は、その主光線が光学系の光軸に合致
するようにして光偏向器に導かれ、光偏向器で偏向され
た光束の主光線は、fθレンズ等の走査結像光学系の光
軸を含む面内で偏向する。このようなシングルビーム走
査方式では、光スポットの移動軌跡である走査線には
「曲がり」は殆ど生じない。
からの複数の光束のうちの一部は、光源から被走査面に
到る光路が、光学系の光軸に対して副走査対応方向(光
源から被走査面に到る光路を直線的に展開した仮想的な
光路上で副走査方向に平行的に対応する方向、上記仮想
的な光路上で主走査方向に平行的に対応する方向を主走
査対応方向という)へずれるため、このように光軸に対
してずれた光束による光スポットの走査する走査線は直
線にならず、僅かながら湾曲する。
4本の光束により4つの光スポットを得、4本の走査線
を同時に走査する場合が例示されている。S1〜S4が
それぞれ走査線を示している。破線で示す線Aは「偏向
光束の主光線が走査結像光学系の光軸を含み、主走査対
応方向に平行な面内で偏向して走査を行なった場合の理
想的な走査線(シングルビーム走査方式の場合の走査線
に相当し、曲がりがない)」を示し、これを基準線Aと
称する。
2はそれぞれ、基準線Aに対し、副走査方向(図の上下
方向)において走査線S3,S4と対称的である。走査
線S1,S2は図の上方へ向かって単純に凸に湾曲して
おり、走査線S3,S4は、図の下方に向かって単純に
凸に湾曲している。図2(a)は「4つの光スポットに
よる同時の走査」が、相続いて2回行なわれた状態の走
査を示している。これら2回の走査のうち先に行なわれ
たのが走査B1であり、後に行なわれたのが走査B2で
ある。従って、光書込みは、上記走査B1,B2のよう
な走査が、交互に繰り返されることにより行なわれる。
に、図に「イ」で示す部分では、走査B1における走査
線S4と、走査B2における走査線S1との間隔(走査
線のピッチ)が狭くなり、「ロ」で示す部分では、走査
線S2とS3とのピッチが広くなる。換言すれば、走査
により書き込まれる記録画像の、主走査方向中央部近傍
の画像密度が、副走査方向に周期的に変動し、記録画像
の像質を低下させる原因になる。
同時の走査C1とこれに続く走査C2が描かれている。
走査線S1とS4、走査線S2とS3は、それぞれ基準
線Aに対して副走査方向に対称的である。走査線S1,
S2は、主走査方向(図の左右方向)において、なだら
かな山が2つあり、中央部に緩やかな谷があるような湾
曲であり、湾曲の程度は走査線S1のほうが走査線S2
より大きい。走査線S3,S4は、主走査方向におい
て、緩やかな谷が2つあり、中央部になだらかな山があ
るような湾曲であり、湾曲の程度は走査線S4のほうが
走査線S3より大きい。
4と、走査C2における走査線S1の「湾曲の向き」が
逆になるため、「ハ」で示す部分では走査線間のピッチ
が大きく、「ニ」で示す部分ではピッチが小さくなる。
従って、記録画像における画像密度が、連続する2走査
C1,C2の境界部で主走査方向に変動して画質を低下
させる原因となる。
て、走査線の湾曲に起因して生じる走査線間のピッチの
変動を「ピッチ偏差」とよぶ。ピッチ偏差は上記のよう
に、記録画像の像質を低下させる原因となる。
法として、特開平7−199109号公報に記載された
ように、走査結像光学系により「像面湾曲を意図的に発
生させる方法」が知られている。この方法ではピッチ偏
差自体は軽減されるものの、像面湾曲を発生させたこと
に伴い、被走査面上における光スポットのスポット径が
像高とともに大きく変動し、特に像高の大きいところで
スポット径が大きくなりやすく、やはり、記録画像の像
質を低下させる原因になる。
トのスポット径の大きな変動を伴うこと無く、ピッチ偏
差を有効に軽減したマルチビーム走査装置の実現を課題
とする。
走査装置は「複数の光源からの複数の光束を共通の光偏
向器で偏向させ、複数の偏向光束を共通の走査結像光学
系により被走査面上に、副走査方向に互いに分離した複
数の光スポットとして集光させ、複数走査線を同時に走
査するマルチビーム走査装置」であって「複数の光スポ
ットの同時の走査による複数の走査線の曲がりが、同じ
向きとなるようにした」ことを特徴とする(請求項
1)。「複数の走査線の曲がりが同じ向きとなる」と
は、例えば、図2(a)の走査線S1とS2や、図2
(b)の走査線S1とS2のように、各光スポットの像
高が同じ部分では、走査線が同じ向きに曲がっているこ
とを意味する。この意味からすると、例えば、図2
(a)の走査線S2とS3とは、走査線の曲がりが互い
に逆向きである。即ち、図2(a)の例では、4本の走
査線S1〜S4のうち、走査線S1,S2の曲がりが同
じ向きであり、走査線S3,S4の曲がりが同じ向きで
あるが、走査線S1,S2における曲がりの向きと、走
査線S3,S4における曲がりの向きは互いに逆であ
る。
査線の本数がn(>1)本であるとすれば、これらn本
の走査線の曲がりが「全て同じ向きになる」ようにする
のである。
ッチ偏差は「隣接する走査線における曲がりの向きが逆
になる」ことにより発生するから、この発明におけるよ
うに「一度に走査されるn本の走査線の曲がりの向きを
揃える」ことにより、走査線のピッチ偏差を有効に軽減
させることができる。
ッチ偏差を軽減させるのに、意図的に像面湾曲を発生さ
せることがないから、光スポットのスポット径が像高に
より大きく変動することもない。
ンズ系により構成することができる(請求項2)。この
ような場合に、複数の光スポットで同時に走査される複
数の走査線の曲がりが同じ向きになるようにするには、
光源から放射される全ての光束の主光線が、光源から被
走査面に到る光路上において、光軸に対して常に同じ側
にあるようにすればよい。
射型結像素子を有する」ように構成でき、この場合、反
射型結像素子は「共通の光偏向器により偏向された複数
の偏向光束が反射型結像素子に入射して反射されるよう
に、且つ、反射型結像素子による反射光束の光路が入射
光束の光路と重ならないよう」に配備態位を定められる
(請求項3)。
像素子を主走査対応方向に平行な軸の回りに回転させ
て、反射面を入射光束の入射方向に対して副走査対応方
向に傾けたり(所謂「ティルト」)、反射型結像素子を
副走査対応方向へ平行移動させたり(所謂「シフト」)
することであり、このように反射型結像素子を、ティル
トやシフトを持たせて配備することにより同時に、複数
の走査線の曲がりを「同じ向き」に揃えることが可能に
なる。
においては「反射型結像素子と被走査面との間に、少な
くとも副走査対応方向にパワーを持つ光学素子を有す
る」ことができる(請求項4)。「少なくとも副走査対
応方向にパワーを持つ光学素子」は、例えば、副走査対
応方向にパワーを有するシリンダレンズ、あるいはトー
リックレンズやその変形(樽型の面を持つ変形トーリッ
クレンズ等)である。
載のマルチビーム走査装置において、走査結像光学系に
より被走査面上に集光された複数の光スポットが、互い
に隣接する走査線を同時に走査するようにすることがで
きる(請求項5)。
の発明の実施の1形態を示している。光源装置10から
は平行光束化された4本の光束が放射される。これら4
本の光束は、線像結像光学系であるシリンダレンズ20
により副走査対応方向にのみ集束され、「共通の光偏向
器」であるポリゴンミラー30の偏向反射面近傍に主走
査対応方向に長い線像として結像される。
り偏向され、「共通の走査結像光学系」であるfθレン
ズ40に入射し、被走査面50上に「副走査方向に互い
に分離した4つの光スポット」として集光し、4本の走
査線を同時に走査する。被走査面50の位置には、光導
電性の感光体が配備されるので、4つの光スポットは実
体的には感光体を同時走査することになる。
において、4本の光束の主光線は、光軸に対して常に同
じ側にあり、このため、4つの光スポットが同時に走査
する4本の走査線S1〜S4は「走査線の曲がりが同じ
向き」となっている。
トによる同時の走査A1と、これに続く同時の走査A2
において、走査線S1〜S4の曲がりの向きが揃ってい
るため、走査線のピッチ偏差は有効に低減される。従っ
て、同時の走査A1,A2を交互に繰り返して形成され
る記録画像において、ピッチ偏差に起因する像質低下は
有効に防止される。
は、いわゆる「面倒れ」を補正する機能を有している。
また、光源装置10から放射される光束は、走査結像光
学系の設計如何により、弱い発散性の光束とすることも
できるし、弱い集束性の光束とすることもできる。
形態を示す図である。図3(a)に示すように、光源部
100から放射された4本の光束は共通のコリメートレ
ンズ200により平行光束化され、共通の光偏向器であ
るポリゴンミラー30により同時に偏向され、「走査結
像光学系」をなす結像機能を持つ反射型結像素子である
凹面鏡41(少なくとも主走査を等速化する機能を有す
るので、以下、fθミラー41と呼ぶが、主走査対応方
向と副走査対応方向とで結像パワーが異なるアナモフィ
ックな結像系である)に反射され、fθミラー41の作
用により被走査面に周面を合致させた光導電性の感光体
500上に「副走査方向に互いに分離した4つの光スポ
ット」として集光し、4本の走査線S1,S2,S3,
S4を同時に走査する。
光体500に到る光路状態を、主走査対応方向から見た
状態を示している。この図に示すように、反射型結像素
子であるfθミラー41は、反射光束Cの光路が入射光
束Bの光路と重ならないように、ティルト角:βとシフ
ト量:ΔZを与えられており、この配備態位により、4
本の走査線S1〜S4の曲がりを同じ向きに揃え、ピッ
チ偏差を有効に軽減させている。
形態を示す図である。図4(a)に示すように、光源部
100から放射された4本の光束は共通のコリメートレ
ンズ200により平行光束化され、共通の光偏向器であ
るポリゴンミラー30により同時に偏向され、fθミラ
ー41に反射され、面倒れ補正用の長尺トロイダルレン
ズ45(請求項4記載の発明における「少なくとも副走
査対応方向にパワーを持つ光学素子」)を介して感光体
500上に集光する。集光作用はfθミラー41と長尺
トロイダルレンズ45により行なわれる。集光された4
光束は感光体500上に「副走査方向に互いに分離した
4つの光スポット」を形成し、4本の走査線S1,S
2,S3,S4を同時に走査する。
に、fθミラー41は、反射光束Cの光路が入射光束B
の光路と重ならないように、ティルト角:βとシフト
量:ΔZを与えられており、この配備態位により、4本
の走査線S1〜S4の曲がりを同じ向きに揃え、ピッチ
偏差を有効に軽減させている。
〜S4の曲がりは、図4(c−1)に示すように「副走
査方向の一方に凸の単純な湾曲」であるが、図4(a)
に示す実施の形態では、長尺トロイダルレンズ45の作
用により、走査線S1〜S4のまがりの形態は、図4
(c−2)に示す如く「主走査中央部が谷状」になり、
湾曲量も、(c−1)の湾曲量:W1から(c−2)の
湾曲量:W2に減少する。
ポットによる同時の走査D1と、これに続く同時の走査
D2において、走査線S1〜S4の曲がりが同じ向きに
揃っており、従って走査線の「ピッチ偏差」は有効に低
減され、同時の走査D1,D2を交互に繰り返して形成
される記録画像において、ピッチ偏差に起因する像質低
下は有効に防止される。
コリメートレンズ200に代えてカップリングレンズを
用い、光源装置100からの4光束をそれぞれ、弱い発
散性の光束や、弱い集束性の光束にカップリングするこ
ともできる。
施の形態において、同時に走査される走査線S1〜S4
は「記録画像において互いに隣接する走査線」となって
いる(請求項5)。しかし、マルチビームにより同時に
走査される複数の走査線は、記録画像上において必ずし
も隣接しなくてもよい。例えば、走査線S1とS2の
間、走査線S2とS3の間、走査線S3とS4の間が、
記録画像を形成する走査線ピッチの整数倍となっていて
もよい。しかし、同時に走査される走査線の間隔が大き
くなると、複数の走査線の曲がりの向きが同じ向きに揃
っていても、記録画像の像質低下の問題が生じる。
査される4本の走査線S1〜S4において、走査線S1
とS2の間、S2とS3の間、S3とS4の間が共に
「記録画像を形成する走査線ピッチ」の3ピッチ分に設
定されている。このため、走査線S1,S4間が上記走
査線ピッチにして9ピッチ分開いており、走査線の曲が
りは、走査線S1〜S4に就いて同じ向きであるが、走
査線の曲がりの程度は、走査結像光学系の光軸近傍を通
る光束の走査線S4から、上記光軸を最も離れた位置を
走査する光束による走査線S1に向かって次第に増加し
ている。
ッチの「3ピッチ分とび」に走査を行なう場合を考えて
みると、上記走査線S1を走査する光スポットの走査
は、最初の走査で実線の走査線S1を走査し、次の走査
で破線の走査線S1’を走査し、その次の走査では鎖線
の走査線S1’’を走査する。この場合、例えば、走査
線S1’’と、これに隣接することになる走査線S4と
の間では、前述した「ピッチ偏差」がかなり顕著に現れ
ることになる。
ポットが「記録画像上における互いに隣接する走査線を
同時に走査する(請求項5)」ことにより、ピッチ偏差
を有効に抑えられることが理解されるであろう。
ば新規なマルチビーム走査装置を実現できる。この発明
においては、上記のように、複数の光スポットにより同
時に走査される走査線の曲がりが同じ向きに揃っている
ので、ピッチ偏差を有効に軽減して「見た目に良好」な
記録画像を形成することが可能である。
ある。
特有のピッチ偏差を説明するための図である。
である。
である。
である。
同時に走査される走査線 50 被走査面
Claims (5)
- 【請求項1】複数の光源からの複数の光束を共通の光偏
向器で偏向させ、複数の偏向光束を共通の走査結像光学
系により被走査面上に、副走査方向に互いに分離した複
数の光スポットとして集光させ、複数走査線を同時に走
査するマルチビーム走査装置において、 複数の光スポットの同時の走査による複数の走査線の曲
がりが、同じ向きとなるようにしたことを特徴とするマ
ルチビーム走査装置。 - 【請求項2】請求項1記載のマルチビーム走査装置にお
いて、 走査結像光学系がレンズ系であることを特徴とするマル
チビーム走査装置。 - 【請求項3】請求項1記載のマルチビーム走査装置にお
いて、 走査結像光学系が、結像機能を持つ反射型結像素子を有
し、 共通の光偏向器により偏向された複数の偏向光束が、上
記反射型結像素子に入射して反射され、 上記反射型結像素子は、反射光束の光路が入射光束の光
路と重ならないように配備態位を定められていることを
特徴とするマルチビーム走査装置。 - 【請求項4】請求項3記載のマルチビーム走査装置にお
いて、 反射型結像素子と被走査面との間に、少なくとも副走査
対応方向にパワーを持つ光学素子を有することを特徴と
するマルチビーム走査装置。 - 【請求項5】請求項1または2または3または4記載の
マルチビーム走査装置において、 走査結像光学系により被走査面上に集光された複数の光
スポットは、互いに隣接する走査線を同時に走査するこ
とを特徴とするマルチビーム走査装置。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP22378796A JP3527366B2 (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | マルチビーム走査装置 |
US08/916,959 US6069723A (en) | 1996-08-26 | 1997-08-25 | Multi-beam scanning apparatus with controlled scan line bow |
KR1019970041279A KR100283194B1 (ko) | 1996-08-26 | 1997-08-26 | 멀티-빔주사장치 |
US09/552,730 US6266174B1 (en) | 1996-08-26 | 2000-04-19 | Multi-beam scanning apparatus with controlled scan line bow |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22378796A JP3527366B2 (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | マルチビーム走査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1068898A JPH1068898A (ja) | 1998-03-10 |
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Family
ID=16803712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22378796A Expired - Lifetime JP3527366B2 (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | マルチビーム走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3527366B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1996
- 1996-08-26 JP JP22378796A patent/JP3527366B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1068898A (ja) | 1998-03-10 |
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