JPH03189635A - Light beam diameter conversion device - Google Patents

Light beam diameter conversion device

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JPH03189635A
JPH03189635A JP32821689A JP32821689A JPH03189635A JP H03189635 A JPH03189635 A JP H03189635A JP 32821689 A JP32821689 A JP 32821689A JP 32821689 A JP32821689 A JP 32821689A JP H03189635 A JPH03189635 A JP H03189635A
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JP
Japan
Prior art keywords
electro
optic crystal
light beam
conversion device
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP32821689A
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Japanese (ja)
Inventor
Masumi Sato
佐藤 眞澄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はレーザプリンタ、デジタル複写機、レーザファ
クシミリ等の光書込みに用いられる光ビーム径変換装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a light beam diameter conversion device used for optical writing in laser printers, digital copying machines, laser facsimiles, and the like.

(従来の技術) 一般にレーザビームプリンタは、レーザ光源から射出さ
れたコヒーレントな特性をもつレーザ光を集光レンズに
より収束させて、受光面に微小スポットを形成し、−様
帯電された感光体表面を走査露光するものである。ここ
に、レーザ光を画素信号により制御することにより感光
体表面には静電潜像が形成され、微粉トナーにより現像
される。
(Prior Art) In general, a laser beam printer converges a laser beam with coherent characteristics emitted from a laser light source using a condensing lens to form a minute spot on a light receiving surface, and forms a minute spot on a photoreceptor surface that is charged in a negative manner. It scans and exposes the image. By controlling the laser beam using pixel signals, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoreceptor and developed with fine powder toner.

このようなレーザビームプリンタにおいては、画素密度
に応じて光ビーム径が固定されており、階調表現を行う
際には、デイザ法等のマトリクスによる面積階調法が多
く用いられている。
In such a laser beam printer, the diameter of the light beam is fixed according to the pixel density, and when expressing gradation, an area gradation method using a matrix such as a dither method is often used.

(発明が解決しようとする課題) しかし、マトリクスを用いて階調表現を行うと解像度が
低下するという問題があるため、例えば副走査方向の光
ビーム径を可変とし、それに同調してレーザ露光時間を
変化させる(特開昭62−275214号)、あるいは
、レーザ光の強度変調と時゛間変調を共に行う(特開昭
61−124921号)など、1ドツト単位でドツトの
大きさを可変にすることで解像度の低減なく階調表現を
行う手段が種々提案されている。
(Problem to be solved by the invention) However, since there is a problem that the resolution decreases when gradation is expressed using a matrix, for example, the diameter of the light beam in the sub-scanning direction is made variable, and the laser exposure time is The size of the dot can be varied in units of one dot, such as by changing the dot size (Japanese Patent Laid-Open No. 62-275214), or by performing both intensity modulation and time modulation of the laser beam (Japanese Patent Laid-Open No. 61-124921). Various means have been proposed for expressing gradation without reducing resolution.

これらの従来手段においては、装置が複雑であリ経済的
でなかった。
These conventional means are complicated and uneconomical.

(発明の目的) 本発明は上述した事情に鑑みなされたものであり、極め
て簡単な手段で、経済的に1ドツト単位でドツトの大き
さを任意の一方向に可変とすることができる光ビーム径
変換装置を提供することを目的とする。
(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a light beam that can economically vary the size of dots in units of one dot in an arbitrary direction using extremely simple means. The object of the present invention is to provide a diameter conversion device.

(構成および作用) 本発明は上記目的を達成するため、ビームコンプレッサ
と1両端面に電極を有する電気光学結晶と、ビームエク
スパンダとを有し、前記ビームコンプレッサとビームエ
クスパンダの焦点が前記電気光学結晶の中心軸と一致す
るように配列され、該電気光学結晶の両端面電極に印加
される電圧により電気光学結晶の屈折率を変化させ任意
の一方向に光ビーム径を可変ならしめることを特徴とす
る。
(Structure and operation) In order to achieve the above object, the present invention includes a beam compressor, an electro-optic crystal having electrodes on both end faces, and a beam expander, and the focus of the beam compressor and the beam expander is The refractive index of the electro-optic crystal is changed by the voltage applied to the electrodes on both end faces of the electro-optic crystal, which are arranged to coincide with the central axis of the electro-optic crystal, thereby making the diameter of the light beam variable in any one direction. Features.

本発明はビームコンプレッサとビームエクスパンダはレ
ーザ光を一方向に収束させる14例えば。
In the present invention, a beam compressor and a beam expander converge laser light in one direction, for example.

シリンドリカルレンズで構成され、電気光学結晶はその
両端電極に電圧印加すると電気光学効果により屈折率が
変化し、これを利用して1ドツトの出射ビーム径を可変
とする。即ち、極めて簡単な構成で行なうことができ経
済的である。
Consisting of a cylindrical lens, an electro-optic crystal changes its refractive index due to the electro-optic effect when a voltage is applied to both end electrodes, and this is used to vary the diameter of the emitted beam of one dot. That is, it can be performed with an extremely simple configuration and is economical.

(実施例) 第1図は本発明の一実施例の構成を示し、図において、
1はビームコンプレッサ、2はビームエクスパンダ、3
は半円筒の形状をなした電気光学結晶、4は該電気光学
結晶3の両端面に付与された電極を示している。また、
fユl f2はビームコンプレッサ1.ビームエクスパ
ンダ2のそれぞれの焦点距離を、dは電気光学結晶3の
両端電極間の厚さを示す。
(Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention, and in the figure,
1 is a beam compressor, 2 is a beam expander, 3
4 indicates an electro-optic crystal having a semi-cylindrical shape, and 4 indicates electrodes provided on both end surfaces of the electro-optic crystal 3. Also,
f2 is the beam compressor 1. d indicates the focal length of each beam expander 2, and d indicates the thickness between the electrodes at both ends of the electro-optic crystal 3.

ビームコンプレッサ1.ビームエクスパンダ2゜電気光
学結晶3は、ビームコンプレッサ1.ビームエクスパン
ダ2の焦点が電気光学結晶3の中心軸と一致するように
配設されている。ここで、ビームコンプレッサ1.ビー
ムエクスパンダ2はレーザ光を一方向に関して収束させ
る、例えばシリンドリカルレンズ等である。電気光学結
晶3は電圧を印加すると電気光学効果により屈折率が変
化する結晶であり1本実施例の構成においては、電極4
に任意の電圧を印加することにより電気光学結晶3の屈
折率を変化させることができる。
Beam compressor 1. The beam expander 2° electro-optic crystal 3 is connected to the beam compressor 1. The beam expander 2 is arranged so that its focal point coincides with the central axis of the electro-optic crystal 3. Here, beam compressor 1. The beam expander 2 is, for example, a cylindrical lens that converges the laser beam in one direction. The electro-optic crystal 3 is a crystal whose refractive index changes due to the electro-optic effect when a voltage is applied.
The refractive index of the electro-optic crystal 3 can be changed by applying an arbitrary voltage to .

次に本発明のビーム径変換装置の動作原理を第2図に基
づいて説明する。第2図は本発明のビー11径変換装置
の構成を模式的に表したものである。
Next, the principle of operation of the beam diameter conversion device of the present invention will be explained based on FIG. FIG. 2 schematically shows the configuration of the bead 11 diameter converting device of the present invention.

いま直線偏光した光ビームL(入射ビーム)をビームコ
ンプレッサ1を介して電気光学結晶3に入射させると、
入射面においては電気光学結晶3の屈折率に従い屈折し
、出射面においては出射角が結晶表面に対して常に90
°をなしているため屈折は起こらずそのまま透過する。
Now, when the linearly polarized light beam L (incident beam) is made incident on the electro-optic crystal 3 via the beam compressor 1,
At the incident surface, it is refracted according to the refractive index of the electro-optic crystal 3, and at the exit surface, the exit angle is always 90 degrees with respect to the crystal surface.
Because it forms an angle of 100°, no refraction occurs and it passes through as is.

第2図中には、電気光学結晶3に電圧Vを印加しない場
合の光路を実線で、電気光学結晶3に電圧Vを印加した
場合の光路を破線で示しである。
In FIG. 2, the optical path when the voltage V is not applied to the electro-optic crystal 3 is shown by a solid line, and the optical path when the voltage V is applied to the electro-optic crystal 3 is shown by a broken line.

電気光学結晶3に電圧Vを印加しないときの屈折率・屈
折角をそれぞれno・ψ。、電圧Vを印加したときの屈
折率・屈折角をそれぞれn7・φ7、光ビームL(入射
ビーム)の入射角をθ、電圧Vを印加したことにより生
じた出射ビームL′の半径の差をΔD、とすると ΔDv=f、(tanψ、 −tanψ。)・・・・・
・(2)という関係が成り立つ。
The refractive index and refraction angle when no voltage V is applied to the electro-optic crystal 3 are no and ψ, respectively. , the refractive index and refraction angle when voltage V is applied are n7 and φ7, respectively, the incident angle of light beam L (incident beam) is θ, and the difference in radius of output beam L' caused by applying voltage V is If ΔD, then ΔDv=f, (tanψ, −tanψ.)...
- The relationship (2) holds true.

すなわち、電気光学結晶3に電圧を印加することにより
屈折角が変化し、印加する電圧により光ビーム径を変化
させることができる。
That is, by applying a voltage to the electro-optic crystal 3, the refraction angle changes, and the diameter of the light beam can be changed by changing the applied voltage.

また−船釣に印加する電圧Vと屈折率nvとの関係は、
電気光学結晶3が示す電気光学効果がP ockels
効果があるかK err効果があるかにより異なる。前
記の場合の屈折率は印加された電界の一次に比例して変
化し、後者の場合は印加された電界の二次に比例して変
化する。ここで電界とは、印加電圧Vを、この電圧を印
加する方向の結晶の厚さdで割ったものである。
Furthermore, the relationship between the voltage V applied to boat fishing and the refractive index nv is
The electro-optic effect exhibited by the electro-optic crystal 3 is called Pockels.
It depends on whether there is an effect or a K err effect. In the above case, the refractive index changes in linear proportion to the applied electric field, and in the latter case, it changes in proportion to the second order of the applied electric field. The electric field here is the applied voltage V divided by the thickness d of the crystal in the direction in which this voltage is applied.

(発明の効果) 以上説明したように本発明は極めて簡単な構成において
経済的に電気光学結晶に印加する電圧により光ビーム径
を変化させることができる。そのため本発明の光ビーム
径変換装置をレーザビームプリンタ等の光書込み部に応
用すると、解像度の低減なく細かな階調表現が行え、高
品質な画像を形成することができる。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention can economically change the diameter of a light beam by applying a voltage to an electro-optic crystal with an extremely simple configuration. Therefore, when the light beam diameter conversion device of the present invention is applied to an optical writing section of a laser beam printer or the like, fine gradation can be expressed without reducing resolution, and high-quality images can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は本発明の
動作原理を説明するための光ビーム径変換装置の模式図
を示す。 1 ・・・ ビームコンプレッサ、 2 ・・・ ビー
ムエクスパンダ、 3 ・・・電気光学結晶、4 ・・
・電極。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of a light beam diameter conversion device for explaining the operating principle of the present invention. 1... Beam compressor, 2... Beam expander, 3... Electro-optic crystal, 4...
·electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  ビームコンプレッサと、両端面に電極を有する電気光
学結晶と、ビームエックスパンダとを有し、前記ビーム
コンプレッサとビームエクスパンダの焦点が前記電気光
学結晶の中心軸と一致するように配列され、該電気光学
結晶の両端面電極に印加される電圧により電気光学結晶
の屈折率を変化させ任意の一方向に光ビーム径を可変な
らしめることを特徴とする光ビーム径変換装置。
It has a beam compressor, an electro-optic crystal having electrodes on both end faces, and a beam expander, arranged so that the focal points of the beam compressor and the beam expander coincide with the central axis of the electro-optic crystal, and the electric A light beam diameter conversion device characterized in that the refractive index of an electro-optic crystal is changed by a voltage applied to both end face electrodes of the optical crystal, thereby making the light beam diameter variable in any one direction.
JP32821689A 1989-12-20 1989-12-20 Light beam diameter conversion device Pending JPH03189635A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008181080A (en) * 2006-12-28 2008-08-07 Canon Inc Scanning optical device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008181080A (en) * 2006-12-28 2008-08-07 Canon Inc Scanning optical device

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