JPH03189635A - 光ビーム径変換装置 - 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） 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。

（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。

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。

（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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　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。