JP4285085B2 - 光記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を走査、変調することで光記録を行うレーザビームプリンタなどの光記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のマルチビーム走査光学系では、副走査方向に列状に複数個配列された半導体レーザからなるマルチビーム光源と、この光源からマルチビームを偏向して感光ドラム上を走査させるための回転多面鏡との間の光路中に、前群と後群との２つのレンズ群からなる調整部材を設け、当該前群と後群との２つのレンズ群の間隔を相対的に変化させて当該レンズ群の焦点距離を変化することにより、結像倍率を変え、感光ドラム上副走査方向の光ビームの間隔調整を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、複数のビームを発生する光源と、前記光源から出射した複数の光ビームをコリメートした後、該光ビームを偏向して感光体上を主走査する主走査手段との間に、各々副走査方向にのみレンズパワーを有する第１と第２のレンズ系を配置し、光軸方向に移動調整することで、入射した複数のビームを主走査手段に結像させるとともに、前記感光体上の光ビームの間隔および光ビーム径が目標光ビーム径となるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、独立に光強度変調が可能な多ビーム発生手段と、この発生手段から出射した複数の光ビームを一括して偏向走査する回転多面鏡と、走査面上で各ビームを所定のスポット径に収束させる走査レンズ等からなる光記録装置において、記録画像の解像度が変化した際に、解像度に応じた結像スポット、走査線間隔にするために前記光記録装置の光学系内に新たなレンズユニットを付加する（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】
特開平４−１０１１１２号公報
【特許文献２】
特開平８−１５６２５号公報
【特許文献３】
特開平０９−１０９４５８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１、２は、いずれも光学系内に配置されたレンズを変位させることでレンズの焦点距離を変え、走査線間隔を微調させるものであるため、解像度変換のように、走査線間隔が大きく変化する場合には対応できないという欠点がある。そして、特許文献３は、記録画像の解像度毎に独立した走査線間隔の調整ができないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来例の問題点に鑑みなされたもので、複数のビームを感光ドラム上に結像、走査し光記録を行うマルチビーム走査光学系において、異なった解像度を持つ画像を記録可能にし、しかも、記録画像の解像度毎に独立した平易で裕度の高い調整機構により感光ドラム上の結像スポット、走査線間隔の調整手段を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光記録装置は、光学系内に球面レンズ２枚、および前記球面レンズ間に配置された主走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズ１枚により構成される解像度変換レンズ系を着脱制御し、この際、前記球面レンズは下記（Ａ）式、（Ｂ）式を満足する。
【０００８】
ｆＬ５＝（（ａ＋ｂ＋ＨＨＬ５＋ＨＨＬ６）・（ｂ・ｎ＋ｔ））／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ−ｔ−ａ・ｎ・（γ−１））…（Ａ）
ｆＬ６＝−（ａ・（ｂ・ｎ＋ｔ）・γ）／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ＋ｎ・ｔ−ａ・ｎ・（γ−１）−ｂ・ｎ・（γ−１）−ｔ・γ）…（Ｂ）
ここで、ｆＬ５：第一の球面レンズの焦点距離、ＨＨＬ５：第一の球面レンズの入射側主面と出射側主面との間隔、ｆＬ６：第二の球面レンズの焦点距離、ＨＨＬ：第二の球面レンズの入射側主面と出射側主面との間隔、ａ：第二の球面レンズの出射側主面位置から回転多面鏡までの距離、ｂ：第一の球面レンズの出射側主面位置から第二の球面レンズの入射側主面位置までの距離、ｃ：回転多面鏡上でビームを副走査方向に絞り込むための副走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズの出射側主面位置から第一の球面レンズの入射側主面位置までの距離、ｎ：第一、第二の球面レンズ間に配置されたシリンダレンズの屈折率、ｔ：第一、第二の球面レンズ間に配置されたシリンダレンズの中心厚み、γ：解像度変換倍率である。
【０００９】
また、前記マルチビーム走査装置において、記録画像の解像度がα（ｄｐｉ）からβ（ｄｐｉ）に変更されたとき、光学系内に着脱される解像度変換レンズ系は、下記（Ｃ）式、及び（Ｄ）式の条件を満足するように、光学系の全体倍率を変換せしめる。さらに、該前記解像度変換レンズ系を光軸回りに回転調整するための回転機構を設ける。
【００１０】
ｍ_ｍａｉｎ＜ｍ_ｍａｉｎ’≦（α／β）ｍ_ｍａｉｎ …（Ｃ）
ｍ_ｓｕｂ’＝（α／β）ｍ_ｓｕｂ …（Ｄ）
但し、ｍ_ｍａｉｎ、ｍ_ｓｕｂ：解像度がα（ｄｐｉ）のときの主走査方向、及び副走査方向の光学系全体倍率、ｍ_ｍａｉｎ’、ｍ_ｓｕｂ’：解像度がβ（ｄｐｉ）のときの主走査方向、及び副走査方向の光学系全体倍率である。
【００１１】
あるいは、光学系内に球面レンズ２枚、および前記球面レンズの後方に配置された主走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズ１枚により構成される解像度変換レンズ系を着脱制御し、この際、球面レンズは下記（Ｅ）式、（Ｆ）式を満足する。
【００１２】
ｆＬ５＝（ｂ・ｎ・（ａ＋ｂ＋ＨＨＬ５＋ＨＨＬ６＋ｔ））／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ＋ｎ・ｔ−ａ・ｎ・（γ−１）＋ｔ・γ）…（Ｅ）
ｆＬ６＝−（ｂ・（ａ・ｎ＋ｔ）・γ）／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ＋ｎ・ｔ−ａ・ｎ・（γ−１）−ｂ・ｎ・（γ−１）−ｔ・γ）…（Ｆ）
ここで、ｆＬ５：第一の球面レンズの焦点距離、ＨＨＬ５：第一の球面レンズの入射側主面と出射側主面との間隔、ｆＬ６：第二の球面レンズの焦点距離、ＨＨＬ６：第二の球面レンズの入射側主面と出射側主面との間隔、ａ：第二の球面レンズの出射側主面位置から回転多面鏡までの距離、ｂ：第一の球面レンズの出射側主面位置から第ニの球面レンズの入射側主面位置までの距離、ｃ：回転多面鏡上でビームを副走査方向に絞り込むための副走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズの出射側主面位置から第一の球面レンズの入射側主面位置までの距離、ｎ：第一、第二の球面レンズの後方に配置されたシリンダレンズの屈折率、ｔ：第一、第二の球面レンズの後方に配置されたシリンダレンズの中心厚み、γ：解像度変換倍率である。
【００１３】
また、前記マルチビーム走査装置において、記録画像の解像度がα（ｄｐｉ）からβ（ｄｐｉ）に変更されたとき、光学系内に着脱される解像度変換レンズ系は、下記（Ｇ）式、及び（Ｈ）式の条件を満足するように、光学系の全体倍率を変換せしめる。さらに、該前記解像度変換レンズ系を光軸回りに回転調整するための回転機構を設ける。
【００１４】
ｍ_ｍａｉｎ＜ｍ_ｍａｉｎ’≦（α／β）ｍ_ｍａｉｎ …（Ｇ）
ｍ_ｓｕｂ’＝（α／β）ｍ_ｓｕｂ …（Ｈ）
但し、ｍ_ｍａｉｎ、ｍ_ｓｕｂ：解像度がα（ｄｐｉ）のときの主走査方向、及び副走査方向の光学系全体倍率、ｍ_ｍａｉｎ’、ｍ_ｓｕｂ’：解像度がβ（ｄｐｉ）のときの主走査方向、及び副走査方向の光学系全体倍率である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施例を説明する。
【００１６】
図１〜図６に本発明の第１の実施例を示す。図１は本発明の光記録装置の光学系全体図である。複数ビームを出射する複数ビーム光源１は、印刷データ信号１６にしたがって、それぞれ独立に変調された個々のビーム２〜４を出射する（図１では便宜上３ビームとしている）。複数ビーム光源１から出射した光はレンズ５によりコリメートされた後、レンズ６に入射し、レンズ６とレンズ７とで構成されるビームエキスパンダによりビーム幅が拡大された平行光に変換される。その後、副走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズ８を透過後、回転多面鏡９、走査レンズ１０により、感光ドラム１１上にスポット列として結像され、個々に変調されたスポットが走査することにより感光ドラム１１上に光記録が行われる。この際、感光ドラム１１上に結像される複数の結像スポット１２〜１４は、それぞれの結像スポットが形成する走査線が互いに密接するように斜め角度を持たせている。この斜め角度は、複数ビーム光源１を光軸回りに回転調整することにより設定される。回転多面鏡９の前に配置されたシリンダレンズ８は、回転多面鏡９の回転時の揺動による走査線の副走査方向のずれをなくすためのもので、それぞれのビームを回転多面鏡９の面上に副走査方向に絞り込んでいる。
【００１７】
図２と図３が図１に示した光学系の部品配置位置の詳細を示す図で、図２は回転多面鏡９の回転面内の光学系、すなわち感光ドラム１１上で主走査方向の光学系である。図３は、それとは垂直方向からみた光学系、すなわち副走査方向の光学系である。
【００１８】
図２、図３において、レンズ５、レンズ６、レンズ７、レンズ８の焦点距離をそれぞれｆｃｏｌ、ｆＬ１、ｆＬ２、ｆｃｙｌとするとき、複数ビーム光源１とレンズ５の間隔がｆｃｏｌ、レンズ５とレンズ６の間隔がｆｃｏｌ＋ｆＬ１、レンズ６とレンズ７の間隔がｆＬ１＋ｆＬ２、レンズ７と回転多面鏡９の間隔が概略ｆＬ２の距離に配置されている。このように配置することによって、図２において、複数ビーム光源１から平行に発した各レーザ光の主光線はレンズ６出射後に再び平行となり、レンズ７を照射する。その後、レンズ７を出射した各ビームの主光線は回転多面鏡９上で概略一致させることができるので、複数のビームを用いた場合でも回転多面鏡９の大きさを大きくする必要はなく、従来のものを用いることができる。
【００１９】
つぎに、図２において、複数ビーム光源１から発した各々のレーザ光について説明する。
【００２０】
複数ビーム光源１の発光スポット径をδ（μｍ）、ビーム間隔をｄ_ｍａｉｎ（ｍｍ）とすると、レンズ７出射後のビーム径Ｄは、次式で表される。
【００２１】
Ｄ＝４・λ・ｆｃｏｌ・ｆＬ２／（ｆＬ１・π・δ）（ｍｍ）…（１）
ここで、λは光の波長である。
【００２２】
一方、図３の副走査方向の光学系においては、レンズ７を出射し、ビーム径Ｄ＝４・λ・ｆｃｏｌ・ｆＬ２／（ｆＬ１・π・δ）（ｍｍ）の平行光になるところまでは図２の光学系と同じであるが、レンズ７を出射した光はシリンダレンズ８により回転多面鏡９上に絞りこまれる。このときの回転多面鏡９上に絞り込まれたスポットの副走査方向の大きさ（縦径）をδ’（μｍ）とすると、δ’は次式で表される。
【００２３】
δ’＝（（ｆＬ１・ｆｃｙｌ）／（ｆｃｏｌ・ｆＬ２））δ（μｍ）…（２）
また、回転多面鏡９上に絞り込まれたスポットの副走査方向の間隔をＰとすると、次式の関係が成り立つ。
【００２４】
Ｐ∝（（ｆＬ１・ｆｃｙｌ）／（ｆｃｏｌ・ｆＬ２））…（３）
従って、回転多面鏡９の反射面には、図４のように横幅Ｄ（ｍｍ）、縦幅δ’（μｍ）、間隔Ｐの光スポットが形成される。
【００２５】
回転多面鏡９で反射した光は走査レンズ１０により感光ドラム１１上に結像する。このとき、走査レンズ１０の焦点距離をｆＦθとすると、感光ドラム上での結像スポット径は次式で表される。
【００２６】
ωｘ＝（（ｆＬ１・ｆＦθ）／（ｆｃｏｌ・ｆＬ２））δ（μｍ）…（４）
ωｙ＝ｍδ’＝ｍ（（ｆＬ１・ｆｃｙｌ）／（ｆｃｏｌ・ｆＬ２））δ（μｍ）…（５）
ここで、ωｘは走査方向の結像スポット径、ωｙは副走査方向の結像スポット径、またｍは走査レンズ１０の副走査方向の倍率である。
つまり、この光学系の全体倍率は、主走査方向をｍ_ｍａｉｎ、副走査方向をｍ_ｓｕｂとすると次式で表される。
【００２７】
ｍ_ｍａｉｎ＝ωｘ／δ＝（（ｆＬ１・ｆＦθ）／（ｆｃｏｌ・ｆＬ２））…（６）
ｍ_ｓｕｂ＝ωｙ／δ＝ｍ（（ｆＬ１・ｆｃｙｌ）／（ｆｃｏｌ・ｆＬ２））…（７）
後述するように感光ドラム１１上に配列される結像スポット列の走査線に対する角度は小さいので、個々の結像スポット間の間隔をｄ’とすると、ｄ’は（５）式を用いて次式で近似される。
【００２８】
ｄ_ｍａｉｎ’≒ｍ_ｍａｉｎ・ｄ_ｍａｉｎ＝ｄ_ｍａｉｎ・（（ｆＬ１・ｆＦθ）／（ｆｃｏｌ・ｆＬ２））（ｍｍ）…（８）
光走査方向に対する多ビームの結像スポットの傾きをΨとすると走査線間隔ｐ’は、次式で与えられる。
【００２９】
ｐ’＝ｄ_ｍａｉｎ’・ｓｉｎΨ＝ｄ_ｍａｉｎ・（（ｆＬ１・ｆＦθ）／（ｆｃｏｌ・ｆＬ２））・ｓｉｎΨ（ｍｍ）…（９）
以上、説明した光学系において、記録画像の解像度を現行のα（ｄｐｉ）からβ（ｄｐｉ）に変更する場合を考えてみる。
【００３０】
解像度を変換するためには少なくとも、（５）式、（９）式で表される副走査方向の結像スポット径と走査線間隔を（α／β）倍に変換しなければならない。主走査方向には、結像スポットの変調時間を電気的に設定することができるので、（９）式で表される主走査方向の結像スポット径を光学的に副走査方向と同じように変化させることは必ずしも必要ではなく、現行の大きさωｘの１倍以上、（α／β）倍以下であれば良い。
【００３１】
（５）式、（９）式より、副走査方向の結像スポット径と走査線間隔を同時に（α／β）倍に変換するためには、ｆＬ１、ｆＦθの何れかを（α／β）倍に変換するか、ｆｃｏｌ、ｆＬ２、ｓｉｎΨのいずれかを（β／α）倍に変換することが必要であることがわかる。
【００３２】
図１に示した光学系では、解像度変換する際に、レンズ８と回転多面鏡９の間にレンズ２１、レンズ２２、レンズ２３からなる解像度変換レンズ系２４を新たに光路に挿入することで、焦点距離ｆＬ２を有するレンズ７の主走査方向の焦点距離を、レンズ７と解像度変換レンズ系２４の合成焦点距離で１〜（β／α）倍の間で任意の倍率に、つまり、ｆＬ２〜（β／α） ｆＬ２間で任意の距離に変換し、同時に、焦点距離ｆｃｙｌを有するレンズ８の副走査方向の焦点距離を、レンズ８と解像度変換レンズ系２４の合成焦点距離で、（α／β）倍に、つまり、（α／β）ｆｃｙｌに変換する。
【００３３】
なお、図１に示すように解像度変換に際しては、解像度変換レンズ系２４の光路中への出し入れは、コントローラ１８からの信号に基づき、レンズ駆動機構２０を介して行う。また、解像度変換に際して、光記録装置のプロセス速度が一定のままで解像度を行う場合には、回転多面鏡１９の回転速度も、コントローラ１８からのデータ信号に基づき、回転多面鏡駆動回路１９により、（β／α）倍に変換される。
【００３４】
さて、上述した光学系の各変数に具体的な数値を代入して６００（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）の解像度をもつ光記録装置を４８０（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）の解像度に変更する場合を考えてみる。
【００３５】
まずは６００（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）の光記録装置の場合である。
【００３６】
複数ビーム光源１の発光スポット径を５（μｍ）、ビーム間隔を０．１５（ｍｍ）、レンズ５の焦点距離をｆｃｏｌ＝２０（ｍｍ）、レンズ６の焦点距離をｆＬ１＝２００（ｍｍ）、レンズ７の焦点距離をｆＬ２＝４００（ｍｍ）、レンズ８の焦点距離をｆｃｙｌ＝２００（ｍｍ）、レンズ１０の焦点距離をｆＦθ＝４００（ｍｍ）、レンズ１０の倍率をｍ＝２（倍）、とすると、感光ドラム１１での結像スポットの間隔は、
ｄ_ｍａｉｎ’＝１．５（ｍｍ）…（１０）
となる。
【００３７】
また、主走査方向、副走査方向の光学系の全体倍率をそれぞれｍ_ｍａｉｎ、ｍ_ｓｕｂ、主走査方向、副走査方向の結像スポット径をそれぞれωｘ、ωｙとすると、
ｍ_ｍａｉｎ＝１０（倍）…（１１）
ｍ_ｓｕｂ＝１０（倍）…（１２）
ωｘ＝５０（μｍ）…（１３）
ωｙ＝５０（μｍ）…（１４）
となる。
【００３８】
また、感光ドラム１１上結像スポット列の走査線に対する角度Ψは、Ψ＝１．６１７（ｄｅｇ）に設定すれば、（９）式より、
ｐ’＝０．１５・（（２００・４００）／（２０・４００））・ｓｉｎ１．６１７＝４２．３（μｍ）…（１５）
となり、解像度６００（ｄｏｔ／ｉｎｃｈ）の走査線間隔になる。
【００３９】
つぎに、上述した光学系において、記録画像の解像度が６００（ｄｐｉ）から４８０（ｄｐｉ）に変更された場合について検討する。
【００４０】
この場合、必要条件として、走査線間隔を（６００／４８０）倍にする必要がある。このためには、（９）式より、ｆＬ１、ｆＦθのどちらかを（６００／４８０）倍に、あるいはｆｃｏｌ、ｆＬ２のどちらかを（４８０／６００）倍にすることによって実現できる。
【００４１】
本発明における設計例の１つを図５、図６に示す。図５、図６に示した光学系では、レンズ８と回転多面鏡９の間に、焦点距離が各々次式で表されるレンズ２３、レンズ２２、およびレンズ２１からなる解像度変換レンズ系２４を配置する。レンズ２１は、レンズ２３、レンズ２２間に配置される。
【００４２】
ｆＬ５＝（（ａ＋ｂ＋ＨＨＬ５＋ＨＨＬ６）・（ｂ・ｎ＋ｔ））／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ−ｔ−ａ・ｎ・（γ−１））…（Ａ）
ｆＬ６＝−（ａ・（ｂ・ｎ＋ｔ）・γ）／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ＋ｎ・ｔ−ａ・ｎ・（γ−１）−ｂ・ｎ・（γ−１）−ｔ・γ）…（Ｂ）
ここで、
ｆＬ５ ：レンズ２３の焦点距離
ＨＨＬ５：レンズ２３の入射側主面と出射側主面との間隔
ｆＬ６ ：レンズ２２の焦点距離
ＨＨＬ６：レンズ２２の入射側主面と出射側主面との間隔
ａ ：レンズ２２の出射側主面位置から回転多面鏡までの距離
ｂ ：レンズ２３の出射側主面位置からレンズ２２の入射側主面位置までの距離
ｃ ：レンズ８の出射側主面位置からレンズ２３の入射側主面位置までの距離
ｎ ：レンズ２３、レンズ２２間に配置されたシリンダレンズ２１の屈折率
ｔ ：レンズ２３、レンズ２２間に配置されたシリンダレンズ２１の中心厚み
γ ：解像度変換倍率
である。
【００４３】
例えば、（Ａ）式、（Ｂ）式にＨＨＬ５＝０．５（ｍｍ）、ＨＨＬ６＝０．５（ｍｍ）、ａ＝７７（ｍｍ）、ｂ＝８５（ｍｍ）、ｎ＝１．５、ｔ＝３（ｍｍ）、γ＝４８０／６００＝０．８（倍）を代入すると、レンズ２３、レンズ２２の焦点距離ｆＬ５、ｆＬ６は、各々、ｆＬ５＝８３０（ｍｍ）、ｆＬ６＝−１５４（ｍｍ）、また、レンズ８の出射側主面位置からレンズ２３の入射側主面位置までの距離ｃは、ｃ＝３４（ｍｍ）となる。レンズ２３、レンズ２２により、レンズ８と解像度変換レンズ系２４の副走査方向の合成焦点距離が、６００／４８０＝１．２５（倍）に、つまり、ｆｃｙｌ＝２００（ｍｍ）からｆｃｙｌ’＝２００×（６００／４８０）＝２５０（ｍｍ）に変換され、これにより、副走査方向のスポット径、及び走査線間隔も、６００／４８０＝１．２５（倍）に変換される。
【００４４】
一方、主走査方向に関しては、解像度変換レンズ系２４出射ビーム、すなわち、回転多面鏡２２の照射ビームが平行光になり、かつ、焦点距離ｆＬ２を有するレンズ７の主走査方向の焦点距離を、レンズ７と解像度変換レンズ系２４の合成焦点距離で１〜（４８０／６００）倍の間で任意の倍率に、つまり、このケースでは、４００〜３２０（ｍｍ）間で任意の距離に変換するような、シリンダレンズ２１を選定し、しかるべき位置に配置すればよい。図５では、焦点距離ｆＬ６＝２３１．５６０（ｍｍ）のシリンダレンズ２１を、レンズ２３出射側主面からレンズ２１出射側主面位置までの距離を６３．１４５（ｍｍ）の位置に配して、レンズ７と解像度変換レンズ系２４の合成焦点距離を（４８０／６００）倍に、つまり、ｆＬ２＝４００（ｍｍ）からｆＬ２’＝４００×（４８０／６００）＝３２０（ｍｍ）に変換し、これにより、主走査方向のスポット径が、６００／４８０＝１．２５（倍）に変換している。
【００４５】
なお、この際、解像度変換レンズ系２４に光軸回りの回転機構を設ける。これは、解像度変換レンズ系２４にはシリンダレンズ２１が含まれるので、シリンダレンズの母線調整が主目的であるが、この回転は走査線間隔にも影響する。この特性を利用すれば、母線調整後に、結像特性が大きく劣化しない範囲で光軸回りに回転することで走査線間隔の微調整が可能になる。
【００４６】
以上、上記実施例では光記録装置で用いるビーム本数は３本としたが、ビーム本数はこれに限るものではなく３本以上であってもよい。
【００４７】
本発明における第二の実施例の光学系の設計例の１つを図７に、設計例の１つを図８、図９に示す。
【００４８】
図７に示した光学系において、解像度変換レンズ系２４以外は実施例１で説明したものと同じである。本光学系では、レンズ８と回転多面鏡９の間に、焦点距離が各々次式で表されるレンズ２３、レンズ２２、およびレンズ２１からなる解像度変換レンズ系２４を配置しており、レンズ２１は、レンズ２２の後方に配置される。
【００４９】
ｆＬ５＝（ｂ・ｎ・（ａ＋ｂ＋ＨＨＬ５＋ＨＨＬ６＋ｔ））／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ＋ｎ・ｔ−ａ・ｎ・（γ−１）＋ｔ・γ）…（Ｅ）
ｆＬ６＝−（ｂ・（ａ・ｎ＋ｔ）・γ）／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ＋ｎ・ｔ−ａ・ｎ・（γ−１）−ｂ・ｎ・（γ−１）−ｔ・γ）…（Ｆ）
ここで、
ｆＬ５ ：第一の球面レンズの焦点距離
ＨＨＬ５：第一の球面レンズの入射側主面と出射側主面との間隔
ｆＬ６ ：第二の球面レンズの焦点距離
ＨＨＬ６：第二の球面レンズの入射側主面と出射側主面との間隔
ａ ：第二の球面レンズの出射側主面位置から回転多面鏡までの距離
ｂ ：第一の球面レンズの出射側主面位置から第ニの球面レンズの入射側主面位置までの距離
ｃ ：回転多面鏡上でビームを副走査方向に絞り込むための副走査向にのみレンズパワー有するシリンダレンズの出射側主面位置から第一の球面レンズの入射側主面位置までの距離
ｎ ：第一、第二の球面レンズの後方に配置されたシリンダレンズの屈折率
ｔ ：第一、第二の球面レンズの後方に配置されたシリンダレンズの中心厚み
γ ：解像度変換倍率
である。
【００５０】
例えば、（Ｅ）式、（Ｆ）式にＨＨＬ５＝０．５（ｍｍ）、ＨＨＬ６＝０．５（ｍｍ）、ａ＝７７（ｍｍ）、ｂ＝８５（ｍｍ）、ｎ＝１．５、ｔ＝３（ｍｍ）、γ＝４８０／６００＝０．８（倍）を代入すると、レンズ２３、レンズ２２の焦点距離ｆＬ５、ｆＬ６は、各々、ｆＬ５＝８０５．５２３（ｍｍ）、ｆＬ６＝−１５１．１１１（ｍｍ）、また、レンズ８の出射側主面位置からレンズ２３の入射側主面位置までの距離ｃは、ｃ＝３４（ｍｍ）となる。レンズ２３、レンズ２２により、レンズ８と解像度変換レンズ系２４の副走査方向の合成焦点距離が、６００／４８０＝１．２５（倍）に、つまり、ｆｃｙｌ＝２００（ｍｍ）からｆｃｙｌ’＝２００＊（６００／４８０）＝２５０（ｍｍ）に変換され、これにより、副走査方向のスポット径、及び走査線間隔も、６００／４８０＝１．２５（倍）に変換される。
【００５１】
一方、主走査方向に関しては、解像度変換レンズ系２４出射ビーム、すなわち、回転多面鏡２２の照射ビームが平行光になり、かつ、焦点距離ｆＬ２を有するレンズ７の主走査方向の焦点距離を、レンズ７と解像度変換レンズ系２４の合成焦点距離で１〜（４８０／６００）倍の間で任意の倍率に、つまり、このケースでは、４００〜３２０（ｍｍ）間で任意の距離に変換するような、シリンダレンズ２１を選定し、しかるべき位置に配置すればよい。図７では、焦点距離ｆＬ６＝２１３．７７０（ｍｍ）の主走査方向シリンダレンズ２１を、レンズ２２出射側主面からレンズ２１出射側主面位置までの距離を２２．５５７（ｍｍ）の位置に配して、レンズ７と解像度変換レンズ系２４の合成焦点距離を１倍に、つまり、ｆＬ２＝４００（ｍｍ）からｆＬ２’＝４００×１＝４００（ｍｍ）に変換し、これにより、主走査方向のスポット径を、１（倍）のままに変換している。
【００５２】
レンズ７と解像度変換レンズ系２４の合成焦点距離を不変にすると、６００（ｄｐｉ）において回転多面鏡９上で概略一致するようにした複数ビームの主光線の交差する位置が４８０（ｄｐｉ）にした場合でも殆ど変化しないようにできる。これにより、回転多面鏡９の面倒れにより走査線間隔が不均一になる現象を抑制できるメリットがある。
【００５３】
また、この際、解像度変換レンズ系２４に光軸回りの回転機構を設ける。これは、解像度変換レンズ系２４にはシリンダレンズ２１が含まれるので、シリンダレンズの母線調整が主目的であるが、この回転は走査線間隔にも影響する。この特性を利用すれば、母線調整後に、結像特性が大きく劣化しない範囲で光軸回りに回転することで走査線間隔の微調整が可能になる。
【００５４】
以上、上記実施例では光記録装置で用いるビーム本数は３本としたが、ビーム本数はこれに限るものではなく３本以上であってもよい。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複数のビームを感光ドラム上に結像、走査し光記録を行うマルチビーム走査光学系において、異なった解像度を持つ画像を記録可能にし、しかも、平易で裕度の高い調整手段により感光ドラム上の結像スポット、走査線間隔の解像度毎に独立に調整可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例の光学系全体概略構成図。
【図２】本発明の第一実施例における主走査方向の回転多面鏡前光学系。
【図３】本発明の第一実施例における副走査方向の回転多面鏡前光学系。
【図４】本発明の第一実施例における回転多面鏡面上のビームを示す図。
【図５】本発明の第一実施例における解像度変換レンズ系の一例を示す図。
【図６】本発明の第一実施例における解像度変換レンズ系の一例を示す図。
【図７】本発明の第二実施例における光学系全体概略構成図。
【図８】本発明の第二実施例における解像度変換レンズ系の一例を示す図。
【図９】本発明の第二実施例における解像度変換レンズ系の一例を示す図。
【符号の説明】
１…複数ビーム光源、２…光源、３…光源、４…光源、５…レンズ、６…レンズ、７…レンズ、８…シリンダレンズ、９…回転多面鏡、１０…走査レンズ、１１…感光ドラム、１２…結像スポット、１３…結像スポット、１４…結像スポット、１５…走査線、１６…データ信号、１７…レーザ変調回路、１８…コントローラ、１９…回転多面鏡駆動回路、２０…解像度レンズ系駆動回路、２１…シリンダレンズ、２２…球面レンズ、２３…球面レンズ、２４…解像度変換レンズ系。

Claims (6)

1. 多ビームからなるレーザ光を光学系、および回転多面鏡を介して感光ドラムに結像スポット列として結像し、該結像スポット列を前記感光ドラム上で斜めに配列して走査することにより光記録を行うマルチビーム走査装置において、前記光学系は回転多面鏡上でビームを副走査方向に絞り込むための副走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズを具備し、前記光学系内に新たに球面レンズ２枚、および前記球面レンズ間に配置された主走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズ１枚により構成される解像度変換レンズ系を着脱制御し、この際、前記球面レンズは下記（Ａ）式、（Ｂ）式を満足することにより、１台の装置で解像度の異なった記録画像を実現可能としたことを特徴とする光記録装置。
   ｆＬ５＝（（ａ＋ｂ＋ＨＨＬ５＋ＨＨＬ６）・（ｂ・ｎ＋ｔ））／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ−ｔ−ａ・ｎ・（γ−１））…（Ａ）
   ｆＬ６＝−（ａ・（ｂ・ｎ＋ｔ）・γ）／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ＋ｎ・ｔ−ａ・ｎ・（γ−１）−ｂ・ｎ・（γ−１）−ｔ・γ） … （Ｂ）
   （ｆＬ５：第一の球面レンズの焦点距離、ＨＨＬ５：第一の球面レンズの入射側主面と出射側主面との間隔、ｆＬ６：第二の球面レンズの焦点距離、ＨＨＬ６：第二の球面レンズの入射側主面と出射側主面との間隔、ａ：第二の球面レンズの出射側主面位置から回転多面鏡までの距離、ｂ：第一の球面レンズの出射側主面位置から第ニの球面レンズの入射側主面位置までの距離、ｃ：回転多面鏡上でビームを副走査方向に絞り込むための副走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズの出射側主面位置から第一の球面レンズの入射側主面位置までの距離、ｎ：第一、第二の球面レンズ間に配置されたシリンダレンズの屈折率、ｔ：第一、第二の球面レンズ間に配置されたシリンダレンズの中心厚み、γ：解像度変換倍率である。）
2. 記録画像の解像度がα（ｄｐｉ）からβ（ｄｐｉ）に変更されたとき、前記マルチビーム走査装置の光学系内に着脱される解像度変換レンズ系は、下記（Ｃ）式、及び（Ｄ）式の条件を満足するように、前記光学系の全体倍率を変換せしめ、なおかつ、前記解像度変換レンズ系には、該前記解像度変換レンズ系を光軸回りに回転調整するための回転機構を設けたことを特徴とする請求項１記載の光記録装置。
   ｍ_ｍａｉｎ＜ｍ_ｍａｉｎ’≦（α／β）ｍ_ｍａｉｎ … （Ｃ）
   ｍ_ｓｕｂ’＝（α／β）ｍ_ｓｕｂ … （Ｄ）
   （但し、ｍ_ｍａｉｎ、ｍ_ｓｕｂ：解像度がα（ｄｐｉ）のときの主走査方向、及び副走査方向の光学系全体倍率、ｍ_ｍａｉｎ’、ｍ_ｓｕｂ’：解像度がβ（ｄｐｉ）のときの主走査方向、及び副走査方向の光学系全体倍率である。）
3. 記録画像の解像度がα（ｄｐｉ）からβ（ｄｐｉ）に変更されたとき、コントローラからの指令に基づき前記光学系内への解像度変換レンズ系を挿入、離脱を行い、また、前記光学系の構成部品の１つである回転多面鏡の回転速度、および感光ドラム上を走査する結像スポットの変調速度を（β／α）倍に変更して、記録画像の解像度変換を行うことを特徴とする請求項１記載の光記録装置。
4. 多ビームからなるレーザ光を光学系、および回転多面鏡を介して感光ドラムに結像スポット列として結像し、該結像スポット列を前記感光ドラム上で斜めに配列して走査することにより光記録を行なうマルチビーム走査装置において、前記光学系は回転多面鏡上でビームを副走査方向に絞り込むための副走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズを具備し、前記光学系内に新たに球面レンズ２枚、および前記球面レンズの後方に配置された主走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズ１枚により構成される解像度変換レンズ系を着脱制御し、この際、前記球面レンズは下記（Ｅ）式、（Ｆ）式を満足することにより、１台の装置で解像度の異なった記録画像を実現可能としたことを特徴とする光記録装置。
   ｆＬ５＝（ｂ・ｎ・（ａ＋ｂ＋ＨＨＬ５＋ＨＨＬ６＋ｔ））／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ＋ｎ・ｔ−ａ・ｎ・（γ−１）＋ｔ・γ）…（Ｅ）
   ｆＬ６＝−（ｂ・（ａ・ｎ＋ｔ）・γ）／（ＨＨＬ５・ｎ＋ＨＨＬ６・ｎ＋ｎ・ｔ−ａ・ｎ・（γ−１）−ｂ・ｎ・（γ−１）−ｔ・γ）…（Ｆ）
   （ｆＬ５：第一の球面レンズの焦点距離、ＨＨＬ５：第一の球面レンズの入射側主面と出射側主面との間隔、ｆＬ６：第二の球面レンズの焦点距離、ＨＨＬ６：第二の球面レンズの入射側主面と出射側主面との間隔、ａ：第二の球面レンズの出射側主面位置から回転多面鏡までの距離、ｂ：第一の球面レンズの出射側主面位置から第ニの球面レンズの入射側主面位置までの距離、ｃ：回転多面鏡上でビームを副走査方向に絞り込むための副走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズの出射側主面位置から第一の球面レンズの入射側主面位置までの距離、ｎ：第一、第二の球面レンズの後方に配置されたシリンダレンズの屈折率、ｔ：第一、第二の球面レンズの後方に配置されたシリンダレンズの中心厚み、γ：解像度変換倍率である。）
5. 記録画像の解像度がα（ｄｐｉ）からβ（ｄｐｉ）に変更されたとき、前記マルチビーム走査装置の光学系内に着脱される解像度変換レンズ系は、下記（Ｇ）式、及び（Ｈ）式の条件を満足するように、前記光学系の全体倍率を変換せしめ、なおかつ、前記解像度変換レンズ系には、該前記解像度変換レンズ系を光軸回りに回転調整するための回転機構を設けたことを特徴とする請求項４記載の光記録装置。
   ｍ_ｍａｉｎ＜ｍ_ｍａｉｎ’≦（α／β）ｍ_ｍａｉｎ … （Ｇ）
   ｍ_ｓｕｂ’＝（α／β）ｍ_ｓｕｂ … （Ｈ）
   （但し、ｍ_ｍａｉｎ、ｍ_ｓｕｂ：解像度がα（ｄｐｉ）のときの主走査方向、及び副走査方向の光学系全体倍率、ｍ_ｍａｉｎ’、ｍ_ｓｕｂ’：解像度がβ（ｄｐｉ）のときの主走査方向、及び副走査方向の光学系全体倍率である。）
6. 記録画像の解像度がα（ｄｐｉ）からβ（ｄｐｉ）に変更されたとき、コントローラからの指令に基づき前記光学系内への解像度変換レンズ系を挿入、離脱を行い、また、前記光学系の構成部品の１つである回転多面鏡の回転速度、および感光ドラム上を走査する結像スポットの変調速度を（β／α）倍に変更して、記録画像の解像度変換を行うことを特徴とする請求項４記載の光記録装置。

Images