JPH06308406A - 光走査装置とそれを用いたレーザービームプリンタ - Google Patents
光走査装置とそれを用いたレーザービームプリンタInfo
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- JPH06308406A JPH06308406A JP10066393A JP10066393A JPH06308406A JP H06308406 A JPH06308406 A JP H06308406A JP 10066393 A JP10066393 A JP 10066393A JP 10066393 A JP10066393 A JP 10066393A JP H06308406 A JPH06308406 A JP H06308406A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学系構成要素を保持する筐体が環境雰囲気
の変化により変形を生じ、これにより発生する光量損失
の変動や回折による光スポットの強度分布の劣化を抑制
する。 【構成】 レーザー光束を射出する光源手段1と偏向手
段3との間に、レーザー光束の偏向手段による偏向方向
である主走査方向に直角な副走査方向の開口幅が主走査
方向において変化するアパチャ部材9を配置することを
特徴とする。
の変化により変形を生じ、これにより発生する光量損失
の変動や回折による光スポットの強度分布の劣化を抑制
する。 【構成】 レーザー光束を射出する光源手段1と偏向手
段3との間に、レーザー光束の偏向手段による偏向方向
である主走査方向に直角な副走査方向の開口幅が主走査
方向において変化するアパチャ部材9を配置することを
特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザー等からな
る光源手段から射出するレーザー光束を小さな光スポッ
トに絞り込んで被走査面上に集光し偏向方向に主走査す
る光走査装置に関する。
る光源手段から射出するレーザー光束を小さな光スポッ
トに絞り込んで被走査面上に集光し偏向方向に主走査す
る光走査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光源手段から射出されるレーザー光束
を、偏向手段の偏向反射面により反射偏向させ、偏向光
束を結像光学系により被走査面上に光スポットとして集
光させて光走査を行う光走査装置は、レーザービームプ
リンタやデジタル複写機等の光記録機能部として一般に
よく用いられている。
を、偏向手段の偏向反射面により反射偏向させ、偏向光
束を結像光学系により被走査面上に光スポットとして集
光させて光走査を行う光走査装置は、レーザービームプ
リンタやデジタル複写機等の光記録機能部として一般に
よく用いられている。
【0003】光源手段から被走査面に至る光学配置を光
軸に沿って直線的に展開した仮想的な展開光路を考え、
この展開光路において偏向手段によって偏向されるレー
ザー光束の偏向面を含む面を主走査面と呼び、主走査面
と平行になる方向を主走査方向と呼ぶ。これに対して垂
直な面あるいは方向を副走査面あるいは副走査方向と呼
ぶ。
軸に沿って直線的に展開した仮想的な展開光路を考え、
この展開光路において偏向手段によって偏向されるレー
ザー光束の偏向面を含む面を主走査面と呼び、主走査面
と平行になる方向を主走査方向と呼ぶ。これに対して垂
直な面あるいは方向を副走査面あるいは副走査方向と呼
ぶ。
【0004】偏向手段としては回転多面鏡やガルバノミ
ラー、あるいはピラミダルミラー等の偏向反射面を持つ
ものが用いられるが、これら偏向手段において偏向反射
面の回転軸や揺動軸を、動作中倒れなく適正な方向に維
持することは困難であり、上記回転軸や揺動軸の方向は
僅かながら変動する。この変動に伴い、偏向光束の集光
位置が副走査方向に変位し、その結果被走査面上に結像
する光スポットは副走査方向に変動する。さらに、回転
多面鏡においては、複数の偏向反射面がそれぞれ回転軸
に対する平行度誤差を持ち、この誤差によっても光スポ
ットの集光位置が副走査方向に変動する要因をもたら
す。
ラー、あるいはピラミダルミラー等の偏向反射面を持つ
ものが用いられるが、これら偏向手段において偏向反射
面の回転軸や揺動軸を、動作中倒れなく適正な方向に維
持することは困難であり、上記回転軸や揺動軸の方向は
僅かながら変動する。この変動に伴い、偏向光束の集光
位置が副走査方向に変位し、その結果被走査面上に結像
する光スポットは副走査方向に変動する。さらに、回転
多面鏡においては、複数の偏向反射面がそれぞれ回転軸
に対する平行度誤差を持ち、この誤差によっても光スポ
ットの集光位置が副走査方向に変動する要因をもたら
す。
【0005】このような面倒れの問題を解決する方法と
して従来から、偏向手段と被走査面との間に設けられる
結像光学系にアナモフイックな長尺レンズを被走査面近
傍に配置する方法や、アナモフイックなfθレンズを結
像光学系とする方法が知られている。
して従来から、偏向手段と被走査面との間に設けられる
結像光学系にアナモフイックな長尺レンズを被走査面近
傍に配置する方法や、アナモフイックなfθレンズを結
像光学系とする方法が知られている。
【0006】近年、レーザービームプリンタやデジタル
複写機の高精細かつ多階調による高画質化の要求に対応
して記録画素の微細な位置制御や大きさを変化させるこ
とが行われつつある。この際、記録画像の高精細化を実
現するにしても階調性を実現するにしても、被走査面上
に結像する光スポットにおける光強度分布がガウス分布
に似た滑らかな分布であることが望ましい。
複写機の高精細かつ多階調による高画質化の要求に対応
して記録画素の微細な位置制御や大きさを変化させるこ
とが行われつつある。この際、記録画像の高精細化を実
現するにしても階調性を実現するにしても、被走査面上
に結像する光スポットにおける光強度分布がガウス分布
に似た滑らかな分布であることが望ましい。
【0007】一般に光走査装置では光スポット径を所定
の大きさに調整するために光源手段と偏向手段の間にア
パチャ部材を設ける。このアパチャ部材は光源手段から
射出されるほぼ平行なレーザー光束の一部の通過を規制
し遮蔽するが、副走査方向におけるアパチャ部材の開口
幅は、一般に0.3〜0.6mm程度と小さく、このた
め特に副走査方向において回折光による影響が大きく発
生し、光スポットの光強度分布の特性を複雑化する。
の大きさに調整するために光源手段と偏向手段の間にア
パチャ部材を設ける。このアパチャ部材は光源手段から
射出されるほぼ平行なレーザー光束の一部の通過を規制
し遮蔽するが、副走査方向におけるアパチャ部材の開口
幅は、一般に0.3〜0.6mm程度と小さく、このた
め特に副走査方向において回折光による影響が大きく発
生し、光スポットの光強度分布の特性を複雑化する。
【0008】特に、面倒れの補正をアナモフィックな長
尺レンズにより行う方法では被走査面上の光スポット側
からみたアパチャ部材は主走査方向ではほぼ無限遠の物
点となり回折の影響は少ないが、副走査方向では有限位
置の物点となり上記回折の影響が強く現われ、光スポッ
トの光強度分布は相当に複雑となって光スポットの径、
形状とも像高に応じて変化する。このため記録画像の高
精細化も困難であるし、記録画像に滑らかな階調性を与
えることも難しい。
尺レンズにより行う方法では被走査面上の光スポット側
からみたアパチャ部材は主走査方向ではほぼ無限遠の物
点となり回折の影響は少ないが、副走査方向では有限位
置の物点となり上記回折の影響が強く現われ、光スポッ
トの光強度分布は相当に複雑となって光スポットの径、
形状とも像高に応じて変化する。このため記録画像の高
精細化も困難であるし、記録画像に滑らかな階調性を与
えることも難しい。
【0009】アナモフイックな長尺レンズを用いず、結
像レンズ系自体をアナモフイックな光学系として面倒れ
補正を行う場合には結像レンズ系の像面湾曲が小さけれ
ば上記回折の影響は少ないが、ある程度の像面湾曲があ
ると、やはり回折の影響で光スポットの径や形状に乱れ
が出る像高領域が発生する。
像レンズ系自体をアナモフイックな光学系として面倒れ
補正を行う場合には結像レンズ系の像面湾曲が小さけれ
ば上記回折の影響は少ないが、ある程度の像面湾曲があ
ると、やはり回折の影響で光スポットの径や形状に乱れ
が出る像高領域が発生する。
【0010】これらに対して、特開平4−212119
号公報等では、光源手段と偏向手段との間に配置する光
スポット径を調節するアパチャ部材による回折光が光ス
ポットの径や形状に影響するのを防止するために、上記
アパチャ部材により生じた回折光を遮蔽するアパチャ手
段を偏向手段以後の光学系に持たせる構成法が提案され
ている。
号公報等では、光源手段と偏向手段との間に配置する光
スポット径を調節するアパチャ部材による回折光が光ス
ポットの径や形状に影響するのを防止するために、上記
アパチャ部材により生じた回折光を遮蔽するアパチャ手
段を偏向手段以後の光学系に持たせる構成法が提案され
ている。
【0011】すなわち、主走査方向に長いスリットを有
するスリット板を被走査面近傍に配置された長尺レンズ
に近接して配置することによりアパチャ手段を実現する
方法、あるいは、回転多面鏡の偏向反射面の幅を狭く規
制し、回転多面鏡がアパチャ手段を兼ねる方法、さらに
は、結像光学系の被走査面近傍に配置される長尺レンズ
のレンズ面あるいは長尺ミラーに主走査方向に長いスリ
ットを有する遮蔽層を形成して、長尺レンズあるいは長
尺ミラーがアパチャ手段を兼ねるようにする方法、ま
た、結像光学系がfθレンズを含む場合に、このfθレ
ンズの所定のレンズ面の副走査方向の開口幅を、遮蔽等
により規制することでfθレンズがアパチャ手段を兼ね
るようにする方法等が開示されている。
するスリット板を被走査面近傍に配置された長尺レンズ
に近接して配置することによりアパチャ手段を実現する
方法、あるいは、回転多面鏡の偏向反射面の幅を狭く規
制し、回転多面鏡がアパチャ手段を兼ねる方法、さらに
は、結像光学系の被走査面近傍に配置される長尺レンズ
のレンズ面あるいは長尺ミラーに主走査方向に長いスリ
ットを有する遮蔽層を形成して、長尺レンズあるいは長
尺ミラーがアパチャ手段を兼ねるようにする方法、ま
た、結像光学系がfθレンズを含む場合に、このfθレ
ンズの所定のレンズ面の副走査方向の開口幅を、遮蔽等
により規制することでfθレンズがアパチャ手段を兼ね
るようにする方法等が開示されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
方法はいずれも光源手段ないし光スポット径を調節する
アパチャ部材から遠くはなれた被走査面側に近い位置に
走査方向に長く副走査方向に非常に狭い開口のスリット
を設けるものと等価であり、光源手段、偏向手段、結像
光学系の基準面に対する各構成要素のアライメントがず
れ、特に偏向された光束に対して副走査方向に光束を移
動させるように影響したとき上記スリットの幅が副走査
方向に狭いため大きく光束がけられ、光量損失が発生し
画像品質に重大な劣化を生ずる。
方法はいずれも光源手段ないし光スポット径を調節する
アパチャ部材から遠くはなれた被走査面側に近い位置に
走査方向に長く副走査方向に非常に狭い開口のスリット
を設けるものと等価であり、光源手段、偏向手段、結像
光学系の基準面に対する各構成要素のアライメントがず
れ、特に偏向された光束に対して副走査方向に光束を移
動させるように影響したとき上記スリットの幅が副走査
方向に狭いため大きく光束がけられ、光量損失が発生し
画像品質に重大な劣化を生ずる。
【0013】一般に、光源手段、偏向手段、結像光学系
を配置する基準面は樹脂成形の筐体から構成されること
が多く、環境雰囲気変化に対してこのような問題を避け
ることは非常に困難であった。
を配置する基準面は樹脂成形の筐体から構成されること
が多く、環境雰囲気変化に対してこのような問題を避け
ることは非常に困難であった。
【0014】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、環境雰囲気の変化に非常に強く、しかも
回折の影響を容易にかつ有効に軽減ないし除去できる新
規な光走査装置およびこを用いたレーザービームプリン
タを提供することを目的とする。
ものであって、環境雰囲気の変化に非常に強く、しかも
回折の影響を容易にかつ有効に軽減ないし除去できる新
規な光走査装置およびこを用いたレーザービームプリン
タを提供することを目的とする。
【0015】
【課頭を解決するための手段】本発明の第1の発明にな
る光走査装置は、光源手段からのレーザー光束を偏向手
段の偏向反射面により反射偏向させ、偏向光束を結像光
学系により被走査面上に光スポットとして集光しかつ偏
向方向に主走査するように構成され、上記光スポット径
を補正するためのアパチャ部材が上記光源手段と偏向手
段との間に設けられた光走査装置において、上記アパチ
ャ部材は主走査方向に直角な副走査方向の開口幅が主走
査方向において変化する形状としたことを特徴とする。
る光走査装置は、光源手段からのレーザー光束を偏向手
段の偏向反射面により反射偏向させ、偏向光束を結像光
学系により被走査面上に光スポットとして集光しかつ偏
向方向に主走査するように構成され、上記光スポット径
を補正するためのアパチャ部材が上記光源手段と偏向手
段との間に設けられた光走査装置において、上記アパチ
ャ部材は主走査方向に直角な副走査方向の開口幅が主走
査方向において変化する形状としたことを特徴とする。
【0016】この場合、アパチャ部材の副走査方向の開
口幅が正弦波状に、あるいは三角波状に変化するように
することができ、またこれらの変化が1周期以上である
ようにすることができる。また別に、副走査方向の開口
幅が主走査方向に不規則に変化するようにすることもで
きる。
口幅が正弦波状に、あるいは三角波状に変化するように
することができ、またこれらの変化が1周期以上である
ようにすることができる。また別に、副走査方向の開口
幅が主走査方向に不規則に変化するようにすることもで
きる。
【0017】本発明の第2の発明になる光走査装置は、
光源手段からのレーザー光束を偏向手段の偏向反射面に
より反射偏向させ、偏向光束を結像光学系により被走査
面上に光スポットとして集光しかつ偏向方向に主走査す
るように構成され、上記光スポット径を補正するための
アパチャ部材が上記光源手段と偏向手段との間に設けら
れた光走査装置において、上記アパチャ部材は光軸上に
光源手段から偏向手段に順に配設された少なくとも2つ
のアパチャ部材を備え、上記光源手段側からの前段アパ
チャ部材による回折光の第1極小より外側の光束部分
を、これの後ろに位置する後段アパチャ部材により主走
査方向に直角な副走査方向において遮蔽することを特徴
とする。
光源手段からのレーザー光束を偏向手段の偏向反射面に
より反射偏向させ、偏向光束を結像光学系により被走査
面上に光スポットとして集光しかつ偏向方向に主走査す
るように構成され、上記光スポット径を補正するための
アパチャ部材が上記光源手段と偏向手段との間に設けら
れた光走査装置において、上記アパチャ部材は光軸上に
光源手段から偏向手段に順に配設された少なくとも2つ
のアパチャ部材を備え、上記光源手段側からの前段アパ
チャ部材による回折光の第1極小より外側の光束部分
を、これの後ろに位置する後段アパチャ部材により主走
査方向に直角な副走査方向において遮蔽することを特徴
とする。
【0018】
【作用】光源手段からのレーザー光束はほぼガウス分布
の光強度分布を有しているが、アパチャ部材による遮蔽
の影響による回折は、ガウス分布の両側の裾付近に光の
回り込みによる強度分布の変化をもたらす。一般的な光
走査装置では主走査方向に関しては、被走査面から見て
アパチャ部材が光学的にほぼ無限遠となる場合が多く、
このような場合にはアパチャ部材による回折はフラウン
ホーファー回折となり、被走査面上の光スポットに与え
る影響は少ない。しかしながら、副走査方向に関しては
アパチャ部材が結像光学系により被走査面近傍で結像
し、アパチャ部材による回折光がフレネル回折となり被
走査面上の光スポットの光強度分布の副走査方向断面の
強度分布に大きな影響を与える。
の光強度分布を有しているが、アパチャ部材による遮蔽
の影響による回折は、ガウス分布の両側の裾付近に光の
回り込みによる強度分布の変化をもたらす。一般的な光
走査装置では主走査方向に関しては、被走査面から見て
アパチャ部材が光学的にほぼ無限遠となる場合が多く、
このような場合にはアパチャ部材による回折はフラウン
ホーファー回折となり、被走査面上の光スポットに与え
る影響は少ない。しかしながら、副走査方向に関しては
アパチャ部材が結像光学系により被走査面近傍で結像
し、アパチャ部材による回折光がフレネル回折となり被
走査面上の光スポットの光強度分布の副走査方向断面の
強度分布に大きな影響を与える。
【0019】本発明の第1の発明になる光走査装置の上
記構成では、アパチャ部材の副走査方向の開口幅が主走
査方向に変化する形状であることにより、このアパチャ
部材により発生する回折光を複数の異なった状態で発生
させ、光スポットに与える回折光の影響も同様に複数の
異なる回折光の影響が積分されることとなるので、単一
の回折光の影響による光スポットの光強度分布の崩れに
比較して、崩れ方の程度が分散し実質的に光記録した際
の画像に与える影響をはるかに小さくすることができ
る。
記構成では、アパチャ部材の副走査方向の開口幅が主走
査方向に変化する形状であることにより、このアパチャ
部材により発生する回折光を複数の異なった状態で発生
させ、光スポットに与える回折光の影響も同様に複数の
異なる回折光の影響が積分されることとなるので、単一
の回折光の影響による光スポットの光強度分布の崩れに
比較して、崩れ方の程度が分散し実質的に光記録した際
の画像に与える影響をはるかに小さくすることができ
る。
【0020】本発明の第2の発明になる光走査装置の上
記構成では、少なくとも2つの第1のアパチャ部材と第
2のアパチャ部材からなるアパチャ部材が光源手段と偏
向手段との間に順に位置して、光源手段側となる前段の
アパチャ部材による回折光の第1極小より外側の光束部
分を、これの後ろに位置する後段アパチャ部材により少
なくとも副走査方向において遮蔽するので、アパチャ部
材から射出する光束中に強度の大きな回折光が含まれな
いようにすることができ、被走査面上の光スポットはほ
ぼガウス分布の光強度分布を有する。
記構成では、少なくとも2つの第1のアパチャ部材と第
2のアパチャ部材からなるアパチャ部材が光源手段と偏
向手段との間に順に位置して、光源手段側となる前段の
アパチャ部材による回折光の第1極小より外側の光束部
分を、これの後ろに位置する後段アパチャ部材により少
なくとも副走査方向において遮蔽するので、アパチャ部
材から射出する光束中に強度の大きな回折光が含まれな
いようにすることができ、被走査面上の光スポットはほ
ぼガウス分布の光強度分布を有する。
【0021】しかも第1、第2の各発明の上記構成で
は、アパチャ部材の副走査方向の開口が大きく、結像光
学系の構成部材の基準面に対する位置がずれてこれが光
束を副走査方向に移動させるように影響しても、光束の
けられを少なくすることができるし、第2の発明の構成
で複数のアパチャ部材を用いているがこれらは近接して
配置し一体化したアパチャ部材とすることができるとと
もに、光源手段の近傍に配置できるので、環境雰囲気の
変化による筐体の変形等が引き起こす光量損失の変動を
抑制することができる。
は、アパチャ部材の副走査方向の開口が大きく、結像光
学系の構成部材の基準面に対する位置がずれてこれが光
束を副走査方向に移動させるように影響しても、光束の
けられを少なくすることができるし、第2の発明の構成
で複数のアパチャ部材を用いているがこれらは近接して
配置し一体化したアパチャ部材とすることができるとと
もに、光源手段の近傍に配置できるので、環境雰囲気の
変化による筐体の変形等が引き起こす光量損失の変動を
抑制することができる。
【0022】第1、第2の各発明の光走査装置を用いた
レーザービームプリンタの構成では、環境雰囲気の変化
による光量損失の変動がなく、しかも光スポットの強度
分布の崩れの影響が少ないか、影響が無い状態での安定
した光走査を達成することができる。
レーザービームプリンタの構成では、環境雰囲気の変化
による光量損失の変動がなく、しかも光スポットの強度
分布の崩れの影響が少ないか、影響が無い状態での安定
した光走査を達成することができる。
【0023】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の幾つかの実施
例を具体的に詳細に説明する。
例を具体的に詳細に説明する。
【0024】「図1」は本発明の光走査装置の第1の実
施例を示す全体構成図である。半導体レーザとコリメー
タレンズ、あるいは必要に応じて光利用効率を向上させ
るためのプリズムまたはシリンドリカルレンズからなる
光束径変換光学系を含む光源手段1から射出するレーザ
ー光束は、副走査方向に屈折力を有するシリンドリカル
レンズ2によって、複数の反射面を有した偏向手段であ
るポリゴンミラー3の反射面に対し、この反射面近傍に
主走査方向に長く線状に結像するようにして入射され
る。
施例を示す全体構成図である。半導体レーザとコリメー
タレンズ、あるいは必要に応じて光利用効率を向上させ
るためのプリズムまたはシリンドリカルレンズからなる
光束径変換光学系を含む光源手段1から射出するレーザ
ー光束は、副走査方向に屈折力を有するシリンドリカル
レンズ2によって、複数の反射面を有した偏向手段であ
るポリゴンミラー3の反射面に対し、この反射面近傍に
主走査方向に長く線状に結像するようにして入射され
る。
【0025】ポリゴンミラー3に入射されるレーザー光
束は、ポリゴンミラー3の回転によって反射偏向され
る。この偏向される偏向光束は長尺レンズ4からなる結
像光学系により所望の被走査面上に光スポットとして集
光され、被走査面上をレーザー光束の偏向方向に、つま
り主走査方向に光走査する。
束は、ポリゴンミラー3の回転によって反射偏向され
る。この偏向される偏向光束は長尺レンズ4からなる結
像光学系により所望の被走査面上に光スポットとして集
光され、被走査面上をレーザー光束の偏向方向に、つま
り主走査方向に光走査する。
【0026】ミラー5、ミラー6、ミラー7は前記偏向
前および偏向後のレーザー光束を所定の光走査装置筐体
8の内部で光路を曲げ被走査面上にレーザー光束を導く
ためのものである。
前および偏向後のレーザー光束を所定の光走査装置筐体
8の内部で光路を曲げ被走査面上にレーザー光束を導く
ためのものである。
【0027】そして光源手段1と偏向手段であるポリゴ
ンミラー3との間にアパチャ部材9が配置され、光源手
段1からのレーザー光束の太さを規制することで被走査
面上の光スポット径を補正する。
ンミラー3との間にアパチャ部材9が配置され、光源手
段1からのレーザー光束の太さを規制することで被走査
面上の光スポット径を補正する。
【0028】「図2」は「図1」から光走査装置として
機能する光学系構成要素のみの構成を取り出して示す空
間配置図である。光源手段1は半導体レーザ11、コリ
メータレンズ12、集束レンズ13、プリズム14、1
5から構成されている。被走査面は感光ドラム10とし
て図示されている。
機能する光学系構成要素のみの構成を取り出して示す空
間配置図である。光源手段1は半導体レーザ11、コリ
メータレンズ12、集束レンズ13、プリズム14、1
5から構成されている。被走査面は感光ドラム10とし
て図示されている。
【0029】感光ドラム10上をこれの軸線方向に走査
する主走査方向では、既述のごとく、結像点すなわち光
スポット側からみてアパチャ部材9はほぼ無限遠の位置
の物点となり、このアパチャ部材9による回折はフラウ
ンホーファー回折となる。そして光スポットに与える影
響はほぼ無視でき主走査方向の強度分布はほぼガウス分
布となる。
する主走査方向では、既述のごとく、結像点すなわち光
スポット側からみてアパチャ部材9はほぼ無限遠の位置
の物点となり、このアパチャ部材9による回折はフラウ
ンホーファー回折となる。そして光スポットに与える影
響はほぼ無視でき主走査方向の強度分布はほぼガウス分
布となる。
【0030】これに対して従来の形状のアパチャ部材で
は副走査方向においては、光スポット側からみてアパチ
ャ部材は有限の位置の物点となり回折の影響が大きくな
り、さらにこれによる回折はフレネル回折となり複雑な
光スポットの強度分布となり無視できない影響を光スポ
ットに与える。
は副走査方向においては、光スポット側からみてアパチ
ャ部材は有限の位置の物点となり回折の影響が大きくな
り、さらにこれによる回折はフレネル回折となり複雑な
光スポットの強度分布となり無視できない影響を光スポ
ットに与える。
【0031】特に本実施例ではアパチャ部材9の開口の
形状を「図3」に示すように副走査方向に開口の幅が主
走査方向において変化することで実質的に問題となるよ
うな光スポットへの影響を軽減する。すなわち、「図
3」においてX軸方向が主走査方向、Y軸方向が副走査
方向であり、同図に示すように副走査方向の開口幅を規
制する開口の上側辺16と下側辺17がそれぞれ正弦波
状となり、かつ位相差が180度であるので副走査方向
の開口幅は主走査方向に正弦波状に変化する。最大開口
幅18と最少開口幅19による回折によるそれぞれの回
折光の第1極小の生ずる光スポットの中心からの距離は
異なる。
形状を「図3」に示すように副走査方向に開口の幅が主
走査方向において変化することで実質的に問題となるよ
うな光スポットへの影響を軽減する。すなわち、「図
3」においてX軸方向が主走査方向、Y軸方向が副走査
方向であり、同図に示すように副走査方向の開口幅を規
制する開口の上側辺16と下側辺17がそれぞれ正弦波
状となり、かつ位相差が180度であるので副走査方向
の開口幅は主走査方向に正弦波状に変化する。最大開口
幅18と最少開口幅19による回折によるそれぞれの回
折光の第1極小の生ずる光スポットの中心からの距離は
異なる。
【0032】したがって、開口部のX軸方向に沿って変
化する副走査方向の開口幅による複数の異なった回折状
態の回折光は光スポット上で積分されるため、従来問題
であったある特定の部分だけに回折の影響が集中して発
生することがなく光スポットの強度分布をほぼガウス分
布とすることができる。このため、実質的に光走査装置
としていわゆるレーザービームプリンタの光書き込み装
置として用いても解像度への影響無く使用し、画質の向
上を図ることができる。
化する副走査方向の開口幅による複数の異なった回折状
態の回折光は光スポット上で積分されるため、従来問題
であったある特定の部分だけに回折の影響が集中して発
生することがなく光スポットの強度分布をほぼガウス分
布とすることができる。このため、実質的に光走査装置
としていわゆるレーザービームプリンタの光書き込み装
置として用いても解像度への影響無く使用し、画質の向
上を図ることができる。
【0033】また結像光学系の基準面に対する各構成要
素のアライメントがずれ、特に偏向された光束に対して
副走査方向に光束を移動させるように影響したとして
も、アパチャ部材9の副走査方向の開口幅が大きいの
で、大きく光束がけられるようなことはなく、光量損失
が僅かで画像品質が劣化するようなことはない。
素のアライメントがずれ、特に偏向された光束に対して
副走査方向に光束を移動させるように影響したとして
も、アパチャ部材9の副走査方向の開口幅が大きいの
で、大きく光束がけられるようなことはなく、光量損失
が僅かで画像品質が劣化するようなことはない。
【0034】「図4」は本発明の第2の実施例になるア
パチャ部材9を示すもので、X軸方向が主走査方向、Y
軸方向が副走査方向であり、同図に示すように副走査方
向の開口幅を規制する開口の上側辺20と下側辺21が
それぞれ三角波状となり、かつ位相差が180度である
ので副走査方向の開口幅は主走査方向に三角波状に変化
する。第1の実施例の場合と同様に、開口部のX軸方向
に沿って変化する開口幅による複数の異なった回折状態
の回折光が光スポット上で積分されるため、従来問題で
あったある特定の部分だけに回折の影響が集中して発生
することがなく光スポットの強度分布をほぼガウス分布
とすることができる。このため、実質的に光走査装置と
していわゆるレーザービームプリンタの光書き込み装置
として用いても解像度への影響無く使用することができ
る。
パチャ部材9を示すもので、X軸方向が主走査方向、Y
軸方向が副走査方向であり、同図に示すように副走査方
向の開口幅を規制する開口の上側辺20と下側辺21が
それぞれ三角波状となり、かつ位相差が180度である
ので副走査方向の開口幅は主走査方向に三角波状に変化
する。第1の実施例の場合と同様に、開口部のX軸方向
に沿って変化する開口幅による複数の異なった回折状態
の回折光が光スポット上で積分されるため、従来問題で
あったある特定の部分だけに回折の影響が集中して発生
することがなく光スポットの強度分布をほぼガウス分布
とすることができる。このため、実質的に光走査装置と
していわゆるレーザービームプリンタの光書き込み装置
として用いても解像度への影響無く使用することができ
る。
【0035】なお、第1の実施例、第2の実施例におい
ては多くの回折光を光スポット上で積分するために正弦
波あるいは三角波は主走査の開口幅の中で1周期以上変
化することが望ましい。
ては多くの回折光を光スポット上で積分するために正弦
波あるいは三角波は主走査の開口幅の中で1周期以上変
化することが望ましい。
【0036】「図5」は本発明の第3の実施例になるア
パチャ部材9を示すもので、X軸方向が主走査方向、Y
軸方向が副走査方向であり、同図に示すように副走査方
向の開口幅を規制する開口の上側辺22と下側辺23が
それぞれ不規則に変化する波形形状であり副走査方向の
開口幅は主走査方向に不規則に変化する。既述の第1あ
るいは第2の実施例の場合と同様に、開口部のX軸方向
に沿って変化する開口幅による複数の異なった回折状態
の回折光が光スポット上で積分されるため、従来問題で
あったある特定の部分だけに回折の影響が集中して発生
することがなく光スポットの強度分布をほぼガウス分布
とすることができる。このため、実質的に光走査装置と
していわゆるレーザービームプリンタの光書き込み装置
として用いても解像度への影響無く使用することができ
る。
パチャ部材9を示すもので、X軸方向が主走査方向、Y
軸方向が副走査方向であり、同図に示すように副走査方
向の開口幅を規制する開口の上側辺22と下側辺23が
それぞれ不規則に変化する波形形状であり副走査方向の
開口幅は主走査方向に不規則に変化する。既述の第1あ
るいは第2の実施例の場合と同様に、開口部のX軸方向
に沿って変化する開口幅による複数の異なった回折状態
の回折光が光スポット上で積分されるため、従来問題で
あったある特定の部分だけに回折の影響が集中して発生
することがなく光スポットの強度分布をほぼガウス分布
とすることができる。このため、実質的に光走査装置と
していわゆるレーザービームプリンタの光書き込み装置
として用いても解像度への影響無く使用することができ
る。
【0037】「図6」は本発明のアパチャ部材を用いた
光走査装置として機能する光学系構成要素のみの構成を
示す空間配置図である。半導体レーザ11、コリメータ
レンズ12、集束レンズ13、プリズム14、15から
なる光源手段1から射出するレーザー光束は、副走査方
向に屈折力を有するシリンドリカルレンズ2によって、
複数の反射面を有した偏向手段であるポリゴンミラー3
の反射面に対し、この反射面近傍に主走査方向に長く線
状に結像するようにして入射される。
光走査装置として機能する光学系構成要素のみの構成を
示す空間配置図である。半導体レーザ11、コリメータ
レンズ12、集束レンズ13、プリズム14、15から
なる光源手段1から射出するレーザー光束は、副走査方
向に屈折力を有するシリンドリカルレンズ2によって、
複数の反射面を有した偏向手段であるポリゴンミラー3
の反射面に対し、この反射面近傍に主走査方向に長く線
状に結像するようにして入射される。
【0038】ポリゴンミラー3に入射されるレーザー光
束は、このポリゴンミラー3の回転によって反射偏向さ
れる。偏向後の偏向光束は長尺レンズ4からなる結像光
学系により所望の被走査面である感光ドラム10上に光
スポットとして集光され、偏向方向である主走査方向に
光走査する。ミラー5、ミラー6、ミラー7はレーザー
光束を第1の実施例の場合と同様な所定の光走査装置筐
体の内部で光路を曲げ被走査面上にレーザー光束を導く
ためのものである。
束は、このポリゴンミラー3の回転によって反射偏向さ
れる。偏向後の偏向光束は長尺レンズ4からなる結像光
学系により所望の被走査面である感光ドラム10上に光
スポットとして集光され、偏向方向である主走査方向に
光走査する。ミラー5、ミラー6、ミラー7はレーザー
光束を第1の実施例の場合と同様な所定の光走査装置筐
体の内部で光路を曲げ被走査面上にレーザー光束を導く
ためのものである。
【0039】光源手段1と偏向手段であるポリゴンミラ
ー3との間にアパチャ部材24が配置され、光源手段1
からのレーザー光束の太さを規制することで被走査面上
の光スポット径を補正する。
ー3との間にアパチャ部材24が配置され、光源手段1
からのレーザー光束の太さを規制することで被走査面上
の光スポット径を補正する。
【0040】「図7」はこのアパチャ部材24を光軸を
含み副走査方向に切断した本発明の第4の実施例の断面
図である。アパチャ部材24は光源手段1側から順に配
設された第1アパチャ部材26と第2アパチャ部材27
を備え、これら第1、第2各アパチャ部材26、27を
鏡枠25によって光軸方向に所定の間隔を保持するよう
に互いに固定されている。
含み副走査方向に切断した本発明の第4の実施例の断面
図である。アパチャ部材24は光源手段1側から順に配
設された第1アパチャ部材26と第2アパチャ部材27
を備え、これら第1、第2各アパチャ部材26、27を
鏡枠25によって光軸方向に所定の間隔を保持するよう
に互いに固定されている。
【0041】第1アパチャ部材26には副走査方向に開
口幅28、第2アパチャ部材27には副走査方向に開口
幅29を有する開口が設けられている。「図8」と「図
9」は第1アパチャ部材26と第2アパチャ部材27を
光源手段1側から見た図である。各図においてX軸は主
走査方向、Y軸は副走査方向を示す。
口幅28、第2アパチャ部材27には副走査方向に開口
幅29を有する開口が設けられている。「図8」と「図
9」は第1アパチャ部材26と第2アパチャ部材27を
光源手段1側から見た図である。各図においてX軸は主
走査方向、Y軸は副走査方向を示す。
【0042】光源手段1側から入射したレーザー光束は
第1アパチャ部材26により副走査方向において、その
光束幅が開口幅28により制限される。これにより回折
光が発生する。次に光束幅が規制されたレーザ光束は第
2アパチャ部材27の開口を通過する。しかしながら、
第2アパチャ部材27の副走査方向の開口幅29は前記
第1アパチャ部材26により発生した回折光の第1極小
より外側の光束部分を遮蔽するだけの開口幅に設定され
ているため、第2アパチャ部材27を通過したレーザー
光束が感光ドラム10上で形成する光スポットの強度分
布はほぼガウス分布となる。
第1アパチャ部材26により副走査方向において、その
光束幅が開口幅28により制限される。これにより回折
光が発生する。次に光束幅が規制されたレーザ光束は第
2アパチャ部材27の開口を通過する。しかしながら、
第2アパチャ部材27の副走査方向の開口幅29は前記
第1アパチャ部材26により発生した回折光の第1極小
より外側の光束部分を遮蔽するだけの開口幅に設定され
ているため、第2アパチャ部材27を通過したレーザー
光束が感光ドラム10上で形成する光スポットの強度分
布はほぼガウス分布となる。
【0043】第1アパチャ部材26と第2アパチャ部材
27は、第1の実施例と同様に副走査方向の開口幅が大
きいのと、鏡枠25により保持固定されて一体化され、
かつ光源手段1側だけに近接配置されているため本発明
になる光走査装置を構成する各光学系構成要素を担持す
る筐体の形状が環境雰囲気等の変動により変形しても従
来のような大きな光量損失の発生を抑制することができ
る。
27は、第1の実施例と同様に副走査方向の開口幅が大
きいのと、鏡枠25により保持固定されて一体化され、
かつ光源手段1側だけに近接配置されているため本発明
になる光走査装置を構成する各光学系構成要素を担持す
る筐体の形状が環境雰囲気等の変動により変形しても従
来のような大きな光量損失の発生を抑制することができ
る。
【0044】もっとも、本実施例でのアパチャ部材24
は、2つのアパチャ部材の組み合わせに限らず、複数の
アパチャ部材を順次に配置して前記のような前後に位置
し合うアパチャ部材の組み合わせによる回折光に対する
処理を適数段階に行うこともできる。
は、2つのアパチャ部材の組み合わせに限らず、複数の
アパチャ部材を順次に配置して前記のような前後に位置
し合うアパチャ部材の組み合わせによる回折光に対する
処理を適数段階に行うこともできる。
【0045】「図10」は第1、第2の発明になる光走
査装置を用いるレーザービームプリンタ30の概略構成
図である。光走査装置筐体8の内部に設けられた光源手
段1とポリゴンミラー3との間に上記第1〜第4の各実
施例で示したアパチャ部材9および24のいずれかが配
置されている。これによって、光源手段1から射出する
レーザー光束は、前記配置されたアパチャ部材を経てポ
リゴンミラー3に入射され、このポリゴンミラー3の回
転により反射偏向されミラー6、ミラー7と長尺レンズ
4を経由して感光ドラム10上に光スポットを形成し
て、前記配置されたアパチャ部材に応じた特徴のある光
走査を行い、レーザー光束が画像信号に応じて変調され
ていることにより、表面が予め帯電され副走査方向に回
転する感光ドラム10上に所定の画像を露光する。これ
によって感光ドラム上に潜像が形成され、この潜像が静
電写真現像器34によりトナー現像されて顕像化され
る。
査装置を用いるレーザービームプリンタ30の概略構成
図である。光走査装置筐体8の内部に設けられた光源手
段1とポリゴンミラー3との間に上記第1〜第4の各実
施例で示したアパチャ部材9および24のいずれかが配
置されている。これによって、光源手段1から射出する
レーザー光束は、前記配置されたアパチャ部材を経てポ
リゴンミラー3に入射され、このポリゴンミラー3の回
転により反射偏向されミラー6、ミラー7と長尺レンズ
4を経由して感光ドラム10上に光スポットを形成し
て、前記配置されたアパチャ部材に応じた特徴のある光
走査を行い、レーザー光束が画像信号に応じて変調され
ていることにより、表面が予め帯電され副走査方向に回
転する感光ドラム10上に所定の画像を露光する。これ
によって感光ドラム上に潜像が形成され、この潜像が静
電写真現像器34によりトナー現像されて顕像化され
る。
【0046】一方、給紙トレー35内に置かれた紙31
は、紙搬送機構36により前記感光ドラム10に搬送さ
れ感光ドラム10上のトナー像はこの紙31に転写され
る。
は、紙搬送機構36により前記感光ドラム10に搬送さ
れ感光ドラム10上のトナー像はこの紙31に転写され
る。
【0047】転写後の紙31は加熱ローラ32により定
着処理され、排紙受け33まで搬送される。
着処理され、排紙受け33まで搬送される。
【0048】
【発明の効果】本発明の第1の発明になる光走査装置に
よれば、アパチャ部材により発生する回折光を主走査方
向に複数の異なった状態で発生させて、光スポットに与
える回折光の影響も同様に複数の異なる回折光の影響が
積分されるのを利用し、単一の回折光の影響による光ス
ポットの光強度分布の崩れに比較して、崩れ方の程度が
分散し実質的に光記録した際の画像に与える影響をはる
かに小さくなるようにすることができるし、本発明の第
2の発明になる光走査装置によれば、前段のアパチャ部
材による回折光の第1極小より外側の光束部分を、後段
のアパチャ部材により少なくとも副走査方向において遮
蔽することにより、アパチャ部材から射出する光束中に
強度の大きな回折光が含まないようにし、被走査面上の
光スポットはほぼガウス分布の光強度分布を有するよう
にすることができるので、光記録したときの画質に対す
る影響を軽減し、または無くすことができる。
よれば、アパチャ部材により発生する回折光を主走査方
向に複数の異なった状態で発生させて、光スポットに与
える回折光の影響も同様に複数の異なる回折光の影響が
積分されるのを利用し、単一の回折光の影響による光ス
ポットの光強度分布の崩れに比較して、崩れ方の程度が
分散し実質的に光記録した際の画像に与える影響をはる
かに小さくなるようにすることができるし、本発明の第
2の発明になる光走査装置によれば、前段のアパチャ部
材による回折光の第1極小より外側の光束部分を、後段
のアパチャ部材により少なくとも副走査方向において遮
蔽することにより、アパチャ部材から射出する光束中に
強度の大きな回折光が含まないようにし、被走査面上の
光スポットはほぼガウス分布の光強度分布を有するよう
にすることができるので、光記録したときの画質に対す
る影響を軽減し、または無くすことができる。
【0049】しかも、第1、第2の各発明によれば、ア
パチャ部材の副走査方向の開口が大きく、結像光学系の
構成部材の基準面に対する位置がずれてこれが光束を副
走査方向に移動させるように影響しても、光束のけられ
を少なくすることができるし、1つのアパチャ部材しか
用いない第1の発明では環境の変化によってアパチャ部
材自体に狂いを生じることがないのは勿論、複数のアパ
チャ部材を用いる第2の発明でも、複数のアパチャ部材
を近接して配置し一体化したものとするとともに光源手
段の近傍に配置することにより、環境雰囲気の変化によ
る筐体の変形等が引き起こす光量損失の変動や回折光に
よる光スポットの光強度分布の崩れを抑制することがで
きるので、環境雰囲気の変化に対して非常に強いものと
なる。
パチャ部材の副走査方向の開口が大きく、結像光学系の
構成部材の基準面に対する位置がずれてこれが光束を副
走査方向に移動させるように影響しても、光束のけられ
を少なくすることができるし、1つのアパチャ部材しか
用いない第1の発明では環境の変化によってアパチャ部
材自体に狂いを生じることがないのは勿論、複数のアパ
チャ部材を用いる第2の発明でも、複数のアパチャ部材
を近接して配置し一体化したものとするとともに光源手
段の近傍に配置することにより、環境雰囲気の変化によ
る筐体の変形等が引き起こす光量損失の変動や回折光に
よる光スポットの光強度分布の崩れを抑制することがで
きるので、環境雰囲気の変化に対して非常に強いものと
なる。
【0050】したがって、解像度の高いレーザービーム
プリンタ用の光走査装置として好適であり、産業上の価
値は大である。
プリンタ用の光走査装置として好適であり、産業上の価
値は大である。
【0051】第1、第2の各発明の光走査装置を用いた
レーザービームプリンタの構成では、環境雰囲気の変化
による光量損失の変動がなく、しかも回折光による影響
が少ないか、影響が無い状態での光走査により、常に安
定した高解像度の光記録を達成することができる。
レーザービームプリンタの構成では、環境雰囲気の変化
による光量損失の変動がなく、しかも回折光による影響
が少ないか、影響が無い状態での光走査により、常に安
定した高解像度の光記録を達成することができる。
【図1】本発明の一実施例の光走査装置の全体構成図で
ある。
ある。
【図2】本発明の一実施例の光走査装置として機能する
光学系構成要素の空間配置図である。
光学系構成要素の空間配置図である。
【図3】本発明の第1の実施例になるアパチャ部材の開
口の形状を示す図である。
口の形状を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施例になるアパチャ部材の開
口の形状を示す図である。
口の形状を示す図である。
【図5】本発明の第3の実施例になるアパチャ部材の開
口の形状を示す図である。
口の形状を示す図である。
【図6】本発明の一実施例の光走査装置として機能する
光学系構成要素の空間配置図である。
光学系構成要素の空間配置図である。
【図7】本発明の第4の実施例になるアパチャ部材の断
面図である。
面図である。
【図8】本発明のアパチャ部材の1つをなす第1アパチ
ャ部材の開口の形状を示す図である。
ャ部材の開口の形状を示す図である。
【図9】本発明のアパチャ部材の今1つをなす第2アパ
チャ部材の開口の形状を示す図である。
チャ部材の開口の形状を示す図である。
【図10】本発明の光走査装置を用いたレーザービーム
プリンタの概略構成図である。
プリンタの概略構成図である。
1 光源手段 3 ポリゴンミラー 4 長尺レンズ 9 アパチャ部材 24 アパチャ部材 26 第1アパチャ部材 27 第2アパチャ部材
Claims (8)
- 【請求項1】 光源手段からのレーザー光束を偏向手段
の偏向反射面により反射偏向させ、偏向光束を結像光学
系により被走査面上に光スポットとして集光しかつ偏向
方向に主走査するように構成され、上記光スポット径を
補正するためのアパチャ部材が上記光源手段と偏向手段
との間に設けられた光走査装置において、上記アパチャ
部材の主走査方向に直角な副走査方向の開口幅が主走査
方向において変化する形状としたことを特徴とする光走
査装置。 - 【請求項2】 アパチャ部材の副走査方向の開口幅が正
弦波状に変化する形状とした請求項1記載の光走査装
置。 - 【請求項3】 アパチャ部材の副走査方向の開口幅が三
角波状に変化する形状とした請求項1記載の光走査装
置。 - 【請求項4】 アパチャ部材の副走査方向の開口幅が1
周期以上変化する形状とした請求項2あるいは3記載の
光走査装置。 - 【請求項5】 アパチャ部材の副走査方向の開口幅が不
規則に変化する形状とした請求項1記載の光走査装置。 - 【請求項6】 光源手段からのレーザー光束を偏向手段
の偏向反射面により反射偏向させ、偏向光束を結像光学
系により被走査面上に光スポットとして集光しかつ偏向
方向に主走査するように構成され、上記光スポット径を
補正するためのアパチャ部材が上記光源手段と偏向手段
との間に設けられた光走査装置において、アパチャ手段
は光軸上に光源手段から偏向手段に順に配設された少な
くとも2つのアパチャ部材を備え、上記光源手段側から
の前段アパチャ部材による回折光の第1極小より外側の
光束部分を、これの後ろに位置する後段アパチャ部材に
より主走査方向に直角な副走査方向において遮蔽するよ
うにしたことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項7】 請求項1記載の光走査装置を用いたレー
ザービームプリンタ。 - 【請求項8】 請求項6記載の光走査装置を用いたレー
ザービームプリンタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10066393A JP3078680B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10066393A JP3078680B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 光走査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06308406A true JPH06308406A (ja) | 1994-11-04 |
JP3078680B2 JP3078680B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=14280037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10066393A Expired - Fee Related JP3078680B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 光走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3078680B2 (ja) |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP10066393A patent/JP3078680B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3078680B2 (ja) | 2000-08-21 |
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