JPH02244022A - 光走査装置の光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は、光走査装置に用いる光源装置に関する。

［従来の技術１ カラーの光走査装置における光源装置として、複数の波
長の異なる発光体からの光束をミラー合成プリズム等に
より一本の光束に重ね合わせ、フォーカス面で１個のス
ポットになるようにする技術が知られている。

この例を第７図を参照して説明する。出力波長の異なる
複数の半導体レーザー１，２．３より射出したレーザー
光束１１，１２．１３は、それぞれコリメータレンズ４
，５．６で集光されて平行光束となる６次いで、この光
束１１は反射プリズム７で反射させ、グイクロイックプ
リズム８で光束１１と光束１２を重ね合わせ、同じくグ
イクロイックプリズム９でさらに光束１３を順次重ね合
わせて１本の光束１０として偏向器１４に入射させる。

さらに、偏向器１４で偏向されたビームはｆθレンズ１
５．折り返しミラー１６．ウィンドウ１７を経て感光紙
１８に達し、スキャンラインを形成する。

なお、符号１９および２０はスキャン開始位置決め用の
ミラーおよび受光センサーである。

さらに、特開昭６３−１３３１１７号、特開昭６０−３
３０１９号公報に記載されたもののように、複数の活性
層をもつｌチップの半導体レーザな光源として用いるも
のが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、第７図に示した光学系は、３本の光束をグイ
クロイックプリズムで重ね合わせて１本の光束としてる
ので、１本の光束に他の１本の光束を重ね、それが終わ
ればさらに他の１本の光束を順次重ねるという非常に手
間のかかる光学調整を必要とし、その上半導体レーザー
１，２．３とコリメータレンズ４，５．６を一体とした
光源装置の位置や首振り角度をも調整しなければならな
い。

また、この調整が終了しても、周囲の温度変化や振動に
より調整状態がくずれ、出力画像に色ずれを生ずる欠点
を有している。

さらに、第７図に示す光学系は、３個の半導体レーザー
１，２．３からの光束をそれぞれ別々のコリメートレン
ズ４，５．６で平行光として重ね合せており、これは、
言い換えれば個々の半導体レーザーの光束１１，１２．
１３は別々の光学系を通っているということを意味する
。そのため、たとλばコリメータレンズ４の位置が少し
でもずれると、半導体レーザーｌに対応するスポットだ
けが他の半導体レーザー２．３に対するスポットからず
れてしまう、このような調整位置に対する厳しい要求は
他のコリメータレンズ５．６に対しても同様であり、さ
らに半導体レーザー１，２゜３およびプリズム７．８．
９に対しても同様である。従って、このような重ね合せ
の調整状態を維持することは、その調整状態を維持しな
ければならない個所が多いこともあって、極めて難しい
作業となっている。

一方、これに比べて１チツプに複数の光源を有する半導
体レーザーを光源とする形式のものにおいては、調整状
態を維持するための負担は上記のものに比べて比較的少
ないが、半導体レーザーにおける各光源が熱干渉するた
め１発光パワーの制御が難しいという欠点を有している
。

［課題を解決するための手段］ この発明の光源システムは、レーザダイオード（ＬＤ）
等の発光体の光束を集光レンズにより光ファイバの一端
に入射させ、他端より射出させることを特徴とする光走
査装置に用いる光源システムである。また、上記発光体
および光ファイバを複数としてその端面なアレイ状に並
べることにより、さらに複数の発光体の波長を同一また
は異なるものとすることによって走査線の複数化、また
はカラー走査装置の光源装置とするものである。

し作　　用１ 発光体の光束を集光レンズにより発光体と対応させた複
数の光ファイバーの一端に入射させるようにしたので、
光束の重ね合せの調整を簡易化できるとともに、光束の
重ね合せ状態を温度変化や振動等により生じる色ずれを
軽減させることが可能となる。

［実　施　例］ 以下１図面に基づいてこの発明の詳細な説明する。第１
図は、この発明をカラーの走査装置に適用した光源シス
テムの一実施例を示している。

波長の異なる３個のレーザー２１，２２．２３より射出
したそれぞれのレーザー光束２４，２５゜２６は、集光
レンズ２７．２８．２９で集光され、シングルモード光
ファイバ３０，３１．３２の一端３０”、３１″、３２
”に入射し、光ファイバ３０，３１．３２の他端３０’
、３１　′３２′より射出する。

光ファイバ３０，３１．３２の射出端面３０′　３１′
　３２′はアレイ状に配列されており、各々の光ファイ
バの射出端面３０′３１′　３２’から射出する光束２
４，２５゜２６はコリメータレンズ３３．偏向器である
ポリゴンミラー１４．ｆθレンズ１５．折り返しミラー
１６およびウィンドウ１７を通過後メディア面３４でア
レイ状の３点に収束する。

次に、第２図を参照してスキャンライン上でのこの３個
の集束スポットの状態を説明する。

第１図に示した半導体レーザー２．１，２２゜２３のそ
れぞれのスポット３５，３６．３７はスキャンライン３
４上にあり、矢印３８の方向に進んでいる。スポット３
５とスポット３６は間隔３９を有し、スポット３５とス
ポット３７は間隔４０を有している。即ち、スキャンラ
イン３４上のある一点をスポット３５が通過してからス
ポット３６が同一点を通過するまでに間隔３９の走査分
だけ時間が必要となる。同様にスポット３７が通過する
までには間隔４０の走査分だけ時間が必要となる。符号
２０はＳＯ３（ＳＴＡＲＴ　　０ＦＳＣＡＮ）センサと
呼ばれるもので、画像の描き始めを定めるためのタイミ
ングを決めるためのものであり、スポット３５がＳＯＳ
センサ２０を通過してからある距離４１が過ぎた地点４
２で画像の書き込みが始まるようにする。なお、４３は
画像幅、４４は有効走査幅である。

次に、第３図に示すブロック図により、この実施例にお
ける走査光学系の半導体レーザーを駆動する回路構成に
ついて説明する。

ＳＯＳセンサ２０からの信号を遅延素子４６で時間ｔ１
だけ遅らせてクロック発生器４７に伝える。そして、こ
のクロック発生器４７から発生したクロック信号は、第
１の画像メモリ４８へ送られ、また、遅延素子８１によ
り時間ｔ、たけ遅らせて第２の画像メモリ４９へ送られ
、さらに遅延素子８２により時間ｔｓだけ遅らせて第３
の画像メモリ５０へ送られる。

次に、第１の画像メモリ４８の画像データはクロック信
号に同期して送り出され、第１のＤＡＣ（ディジタルア
ナログ変換器）５１によりアナログ信号となり半導体レ
ーザー２１の変調信号となる。同様に第２の画像メモリ
４９の画像（ｇ号は第２のＤＡＣ５２を経て半導体レー
ザー２２の変調信号となり、第３の画像メモリ５０の画
像信号は第３のＤＡＣ５３を経て半導体レーザー２３の
変調信号となる。

第１の画像メモリ４８には画像の各画素の色情報（シア
ン、マジエンタ、イエロー）のうちの一つ、たとえばシ
アンの情報が納められ、第２の画像メモリ４９．第３の
画像メモリ５０にはそれぞれ残りのマジェンタ、イエロ
ーの色の情報が納められている。そして、同一画素の各
色情報は３個の画像メモリ４Ｂ、４９．５０の同一番地
に入っている。従って、ある画素のシアン情報が半導体
レーザー２１から出力されてから時間ｔｌが経過すると
、その画素のマジエンタの情報が半導体レーザー２２か
ら出力され、時間ｔ、が経過すると半導体レーザー２３
からイエローの情報が出力される。このようにして、ス
キャンライン上のある一点にはイメージソースのある画
素の色情報が空間的にほぼ重なってその地点の色情報と
して出力されることになる。

次に、第４図に示すタイムチャートに基づいて、ＳＯ８
信号と半導体レーザー２１の出力５８、半導体レーザー
２２の出力５９、半導体レーザー２３の出力６０のタイ
ミングを説明する。この図において、横軸は時間であっ
て、ＳＯ８信号５７からｔ３時間６１が過ぎてから半導
体レーザー２２の出力５８が開始し、１．＋ｔ２時間６
２が過ぎてから半導体レーザー２２の出力５９が開始し
、ｔ＋＋ｔ＊＋ｔｓ時間６３が過ぎてから半導体レーザ
ー２３の出力６０が開始することになる。

次に、この実施例における３個の半導体レーザースポッ
トの重ね合せ調整を説明する。

スキャンラインと垂直方向については、光ファイバの光
束射出端３０′、３Ｊ　’、３２′をアレイ状に一直線
に配列し、かつファイバ３０゜３１．３２の入射端面３
０″　３１’　　３２”でのビームの入射位置を調整す
る。

スキャンラインと平行な方向については各レーザー駆動
回路の駆動タイミングの調整のみが必要である。

従って、従来のものに比べ、ビームの重ね合わせの調整
が非常に簡単なもとなる。

さらに、光ファイバを使用しているので、光源部の配置
の仕方の自由度が大きく、装置の小型化が図れる。

なお、上記実施例においては光ファイバとしてシングル
モード光ファイバを用いる例を説明したが、マルチモー
ド光ファイバを用いることもできることは勿論である。

シングルモード光ファイバを用いると、スポットを小さ
く絞れる反面、入射位置がずれると射出位置もずれその
結果スポットの位置がずれるので、光学系は強固に維持
しなければならないが、それでも従来の走査光学系に比
べれば調整を強固に維持しなければならない個所は少な
い。

マルチモード光ファイバを用いた場合では、調整状態の
維持の負担は上記シングルモードと変わらないが、シン
グルモード光ファイバに比べてビーム径を小さく絞れな
いという欠点と、メディアに干渉縞が出にくいという長
所を有している。

これらのいずれかを選ぶかは用途に応じて決めればよい
。

次に、シングルモード光ファイバを用いたこの発明の光
源システムにおいて、光ファイバに温度変化を与え、光
学的な減衰器機能を光ファイバに付加した一実施例を第
５図に基づいて説明する。

半導体レーザー７１から射出した光束７２は集束レンズ
７３によりスポットに絞られ、シングルモード光ファイ
バ７４に入射させる。この入射光束は光ファイバ７４を
透過中に、温度変化によりその偏光方向が変化する。光
ファイバ７４がら射出した光束はコリメートレンズ７５
により平行光束となり、偏光板７６で透過光７７と反射
光７８に分光され、透過光７７は作像に使用される。

温度制御装置１００によって、光ファイバ７４の温度を
制御することにより、その中を透過する光束の偏光方向
を制御し、偏光板７６を透過する光量を制御することが
できるので、光学的減衰器の機能をこの発明の光源シス
テムにもたせることができる。

この実施例では、各波長毎の半導体レーザーに１個ずつ
ファイバを用いているので、各々を個別に制御すること
により出力画像における色補正をすることが可能となる
。

上記の実施例においては、異なる波長の光源を有すると
いうことでカラー走査装置を対象としたが、この発明の
光源システムは複数の光束がスキャン方向と垂直に配列
される形式の複数の走査線を有するモノクロ走査装置に
対しても適用することができ、その一実施例を第６図に
基づいて説明する。

同一波長の半導体レーザー２１０，２２０゜２３０より
射出したレーザー光束２４０，２５０．２６０はそれぞ
れ集光レンズ２７０，２８０．２９０で集光され、光フ
ァイバ３００，３１０．３２０の一端３００’、３１０
”、３２０”に入射する。そして、これらの光束は光フ
ァイバ３００，３１０，３２０を透過して端面３００’
、３１０′、３２０′より射出する。この光ファイバの
射出端面３００′　３１０′　３２０′は垂直方向のＹ
方向にアレイ状に配列してあり、各々から射出する光束
２４０，２５０，２６０はコリメートレンズ３３０．ポ
リゴンミラー１４０、ｆθレンズ１５０を介しメディア
面３４０でアレイ状の３点に収束する。この場合、アレ
イの方向（Ｙ方向）は走査方向（Ｘ方向）とは直角方向
になるようにする。

この実施例によれば、複数の走査線を同時に走査できる
ので、記録の高速化が達成できる。

なお、この第６図の実施例においては、半導体レーザー
および光ファイバをそれぞれ３個とした例を示したが、
特にその数に制限されるものではない。

次に、複数の走査線を有し、かつカラーの走査装置にこ
の発明の光源装置を適用した実施例を第８図および第９
図に基づいて説明する。

第１群の半導体レーザー２０ＯＡ、２００Ｂ。

２００Ｃ，第２群の半導体レーザー２１　ＯＡ。

２１０Ｂ、２１０Ｃ１第３群の半導体レーザー２２ＯＡ
、２２０Ｂ、２２０Ｇはそれぞれ赤。

緑、青の３原色の光を射出する半導体レーザーである。

以下これらの各群における構成は同一であるので、第１
群のみを代表して説明する。

半導体レーザー２０ＯＡ、２００Ｂ、２００Ｃから射出
した光束２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃは、前記第１図
と同様に集光レンズ２０２Ａ。

２０２Ｂ、２０２Ｃにより集光され、それぞれ光ファイ
バ３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃの入射端面　　　　　
　　　　　　　　　に入射する。

この光ファイバは、第９図にその射出断面を示すように
第１群の光ファイバ３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ１第
２群の光ファイバ３１０Ａ。

３１、ＯＢ、３１０Ｃおよび第３群の光ファイバ３２０
Ａ、３２０Ｂ、３２０ＣがそれぞれＸ方向にアレイ状に
積層されて構成されている。従って、第１群の光ファイ
バ３００Ａの入射端面３０３Ａに入射した光はそれを透
過して射出端面から射出し、コリメートレンズ３３０．
ポリゴンミラー１４０およびｆθレンズ１５０を介して
メディア面３４０に集光する。同様に光ファイバ３００
Ｂ、３００Ｃに入射した光はメディア面３４０にアレイ
状に集光する。これは即ち、第１群の構成は前記第１図
に示すカラー走査装置に対応したものと同様にそれぞれ
走査方向と平行にアレイ状に収束することになる。

次に、第１群、第２群、第３群の光は、このメディア面
３４０にそれぞれ走査方向と垂直にアレイ状に収束する
ことになる。即ち、第６図のものと同様になる。

従って、これらの第１群、第２群、第３群を纏めると、
第１群のファイバ３００Ａ、３００Ｂ。

３０００は、前記第１図に示すカラー走査装置に対応し
、第１群の光ファイバ３００Ａ、第２群の光ファイバ３
１０Ａ、第３群の光ファイバ３２０Ａは、前記第６図に
示した複数の走査線を有するモノクロ走査装置に対応す
ることになる。

この例では、複数の走査線がそれぞれ３本のものについ
て説明したが、これは３本に限定される必要はない、即
ち、２本でもよ（（この場合には、半導体レーザー２２
０Ａ、２２０Ｂ。

２２０Ｃが省略される。）あるいは４本（この場合はさ
らに１群を追加する。）でもよい。

従って、この例のカラー走査装置はより高速化すること
が可能になる。

［発明の効果］ 光ファイバを光源システムに用いているため、スキャン
ラインと平行な方向については各レーザー駆動回路の駆
動タイミングの調整のみで良く、スキャンラインと垂直
な方向についても光ファイバを用いない形式のものに比
べ複数の光ファイバ端がアレイ状の東になっているので
、それぞれ個々に調整する個所が減少し、簡単化するの
で光束の重ね合わせ調整が従来の光ファイバを用いない
形式のものに比べ簡易化する。

また、ビームの重ね合わせ調整状態の維持の負担につい
ても、光束の重ね合わせ調整が簡易化するため、従来の
ものに比べ軽減する。

さらに、３つ以上の活性層アレイを持つ半導体レーザー
を使用した場合に比べて、光源間の熱干渉がないため、
発光パワーの制御がし易い。

その上、光ファイバは屈曲の自由度が大きいので、光源
部の配置の仕方の自由度が大きくなる利点を有し、高速
化に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光源システムをカラー走査装置に適
用した一実施例の構成を示す斜視図、第２図は、第１図
の実施例におけるスキャンライン上での収束スポットの
状態を説明する線図、第３図は、第１図の実施例の走査
光学系の半導体レーザーを駆動する回路のブロック図、
第４図は、第３図での信号のタイミングチャト、 第５図は、本発明の光源システムに光学的な減衰器の機
能を付加した一実施例を示す側面図、第６図は、本発明
の光源システムを複数の走査線を有する走査装置に適用
した一実施例の構成を示す斜視図。 第７図は、従来のカラー走査装置の一例の光走査装置の
光源装置を示す斜視図、 第８図は、この発明の他の実施例を示す光走査装置の光
源装置を示す斜視図、 第９図は、上記第８図に示す光ファイバの断面図である
。 １．２．　３．　２１．　２２．　２３．　２１０゜２
２０．　２３０．　２００Ａ、　　２００Ｂ。 ２００Ｃ，２１ＯＡ、２１０Ｂ、２１０Ｃ。 ２２ＯＡ、　　２２０Ｂ、　　２２０Ｇ・・・・・・・
・・・・・・・・・半導体レーザー４、　５．　６．　
２７．　２Ｂ、　　２９．　７３．　２７０、　２８０
．　２９０．　３３０．　２０２Ａ、　　２０２Ｂ、　
　２０２Ｃ，２１２Ａ、２１２Ｂ、　　２１２Ｃ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・コリメートレ
ンズ１４．１４０・・・・・・・・・・・ポリゴンミラ
ー３３．７５，３３０．　・・・・コリメートレンズ３
０、　３１．　３２．　７４．　３００．　３１０゜３
２０、　３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ，３１０Ａ、　
　３１０Ｂ、　　３１０Ｃ，３２０Ａ、３２０Ｂ、３２
０Ｃ・・・・・・・・・・・・・光ファイバ１５．１５
０・・・・・・・・・・・・・・・・ｆθレンズ１８．
３４０・・・・・・・・・・・・・・・メディア面２０
・・・ＳＯＳセンサ ３４・・・スキャンライン 第 図 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光走査装置の光源システムにおいて、複数のレー
   ザダイオード（ＬＤ）等の発光体の光束を集光レンズに
   より発光体と対応させた複数の光ファイバの一端に入射
   させ、アレイ状に並べた他端より射出させてコリメート
   レンズを介してポリゴンミラーに入射させることを特徴
   とする光走査装置の光源装置。
2. （２）上記複数の発光体を上記光ファイバのアレイの射
   出端面の方向を走査方向と平行にしたことを特徴とする
   請求項１記載の光走査装置の光源装置。
3. （３）上記複数の発光体を上記光ファイバのアレイの射
   出端面の方向と直交させたことを特徴とする請求項１記
   載の光走査装置の光源装置。