JPH04232913A - optical scanning device - Google Patents
optical scanning deviceInfo
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- JPH04232913A JPH04232913A JP2408849A JP40884990A JPH04232913A JP H04232913 A JPH04232913 A JP H04232913A JP 2408849 A JP2408849 A JP 2408849A JP 40884990 A JP40884990 A JP 40884990A JP H04232913 A JPH04232913 A JP H04232913A
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- Japan
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- hologram
- photoreceptor
- laser
- diameter
- scanning device
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- Pending
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- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザプリンタ
ーやレーザ複写機における、レーザ光をホログラム等の
回折格子により偏向し直線走査する光偏向装置に関する
。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical deflection device used in, for example, a laser printer or a laser copying machine, for linearly scanning a laser beam by deflecting it using a diffraction grating such as a hologram.
【0002】0002
【従来の技術】従来より、レーザ光を偏向させ、被走査
面上を走査する光走査装置が知られている。このような
光走査装置の一種として、光源に半導体レーザ、偏向手
段としてホログラムディスクを用いたものが提案されて
いる(例えば、特開昭56−70517号公報,特開昭
57−181523号公報参照)。2. Description of the Related Art Conventionally, optical scanning devices have been known that deflect a laser beam to scan a surface to be scanned. As a type of such an optical scanning device, one that uses a semiconductor laser as a light source and a hologram disk as a deflection means has been proposed (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-70517 and Japanese Patent Laid-Open No. 57-181523). ).
【0003】以下図4を参照しながらレーザプリンター
用の従来の光走査装置について簡単に説明する。A conventional optical scanning device for a laser printer will be briefly described below with reference to FIG.
【0004】レーザ光源1から射出されたレーザビーム
はコリメータレンズ2を通って、偏向手段としてのホロ
グラム3およびホログラムディスク4により回折され、
感光体5の被走査面に結像される。したがってホログラ
ムディスク4を回転させることにより感光体5の被走査
面上のレーザスポットを走査することができる。またホ
ログラムディスク4は複数の分割された部分すなわち複
数のファセットからなり、1回転でファセットの数だけ
走査することができる。A laser beam emitted from a laser light source 1 passes through a collimator lens 2 and is diffracted by a hologram 3 and a hologram disk 4 as deflection means.
An image is formed on the scanned surface of the photoreceptor 5. Therefore, by rotating the hologram disk 4, the laser spot on the scanned surface of the photoreceptor 5 can be scanned. Further, the hologram disk 4 is composed of a plurality of divided parts, that is, a plurality of facets, and can be scanned by the number of facets in one rotation.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、2つの光源の
干渉により作製したホログラムの場合、ホログラム内で
露光量のばらつきが生じ、その結果回折効率が場所によ
り変化する。このため感光体上でほぼ均一のレーザスポ
ットを形成するように最適設計されたホログラムを用い
ても実際に光学系を通じて感光体上に形成される画像の
ドット径は走査線の中央部と両端部とでは大きく異なる
ことになる。However, in the case of a hologram produced by interference between two light sources, variations in the exposure amount occur within the hologram, and as a result, the diffraction efficiency varies depending on the location. For this reason, even if a hologram is optimally designed to form a nearly uniform laser spot on the photoconductor, the dot diameter of the image actually formed on the photoconductor through the optical system is limited to the center and both ends of the scanning line. It will be very different.
【0006】回折効率を均一にするためホログラム作製
時の露光方法やフォトレジストに工夫を加えたり、また
、計算機ホログラムを使用することも考えられるが、作
製コストの増大や大量生産には向かないといった問題点
を有していた。[0006] In order to make the diffraction efficiency uniform, it is possible to improve the exposure method and photoresist during hologram production, or to use computer generated holograms, but these methods increase the production cost and are not suitable for mass production. It had some problems.
【0007】本発明は上記課題を解決するもので、感光
体上の均一な径のドットを形成することのできる光走査
装置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an optical scanning device that can form dots of uniform diameter on a photoreceptor.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ホログラムと感光体との間に、レーザビー
ムの焦点位置を感光体表面から前後にずらせるための長
尺トーリックレンズを配してなるものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes a long toric lens between a hologram and a photoreceptor for shifting the focal position of the laser beam back and forth from the surface of the photoreceptor. It is something that is arranged.
【0009】[0009]
【作用】レーザビームによって感光体表面に形成される
光像であるレーザスポットの径は所定の解像度を得るた
めにその大きさの範囲が決められているが、100μm
径のレーザスポットが照射される場合、感光体表面上で
のスポット断面は完全な円形でなくてもよく、だ円形と
なった場合通常は短径方向に20μm、長径方向に40
μm程度の変動幅が許容されている。通常レーザスポッ
ト径はピーク値の1/e2の所の径をさすため(以下1
/e2径という)、ピーク値が異なる場合、すなわちホ
ログラムの回折効率が異なる場合、異なる位置のスポッ
トは呼称される径が同じでも感光体上で感光する面積は
異なる。[Operation] The diameter of the laser spot, which is the optical image formed on the surface of the photoreceptor by the laser beam, is determined to be within a range of 100 μm in order to obtain a predetermined resolution.
When a laser spot with a diameter of
A fluctuation range of about μm is allowed. Normally, the laser spot diameter refers to the diameter at 1/e2 of the peak value (hereinafter 1
/e2 diameter), and when the peak values are different, that is, when the diffraction efficiency of the hologram is different, the areas exposed to light on the photoreceptor are different even if the spots at different positions have the same diameter.
【0010】レーザ光源の出力を変化させずに1走査中
の感光体上に形成される感光領域のドット径をほぼ同じ
にするため、走査線の中心部から離れるにしたがってレ
ーザスポット径が大きくなるように長尺トーリックレン
ズにより焦点位置を感光体表面から前後にずらせる。こ
れによりホログラムの回折効率の小さい部分を透過した
場合、レーザスポット全体の光量は下がるが、感光体の
感光限界のエネルギー強度以上の強度を有するスポット
領域の面積は走査線の中央部とほぼ同じにすることがで
きる。[0010] In order to make the dot diameter of the photosensitive area formed on the photoreceptor during one scan almost the same without changing the output of the laser light source, the laser spot diameter increases as it moves away from the center of the scanning line. In this way, a long toric lens is used to shift the focal point back and forth from the surface of the photoreceptor. As a result, when the laser spot passes through a portion of the hologram with low diffraction efficiency, the light intensity of the entire laser spot decreases, but the area of the spot region with an energy intensity greater than the photosensitive limit of the photoreceptor is approximately the same as the center of the scanning line. can do.
【0011】レーザスポットのエネルギー強度分布は通
常ガウス分布で表わされる。すなわちx方向(スポット
断面の半径方向)のエネルギー強度y(x)は次式で表
わされる。[0011] The energy intensity distribution of the laser spot is usually expressed as a Gaussian distribution. That is, the energy intensity y(x) in the x direction (radial direction of the spot cross section) is expressed by the following equation.
【0012】0012
【数1】[Math 1]
【0013】ここにσはガウス分布の分散を表わし、Here, σ represents the variance of the Gaussian distribution,
【
0014】[
0014
【数2】[Math 2]
【0015】はエネルギー強度のピーク値を表わす。上
式において同一半径xにおいて、σ1・P1なるレーザ
スポットとσ2・P2なるレーザスポットのエネルギー
強度が等しいとすると、##EQU1## represents the peak value of energy intensity. In the above equation, if the energy intensity of the laser spot σ1・P1 and the laser spot σ2・P2 are equal at the same radius x, then
【0016】[0016]
【数3】[Math 3]
【0017】逆にP1とP2の比がP1/P2のときσ
の値が上式を満足していれば半径xにおいてレーザスポ
ットのエネルギー強度は等しく、このエネルギー強度以
上の入射エネルギーで感光する感光体を使用すれば、そ
の感光領域は半径xのドット状となる。これにより感光
体上に形成されるドットはほぼ均一な大きさにすること
ができる。Conversely, when the ratio of P1 and P2 is P1/P2, σ
If the value of satisfies the above equation, the energy intensity of the laser spot is equal at radius x, and if a photoreceptor that is sensitive to incident energy greater than this energy intensity is used, the photosensitive area will be dot-shaped with radius x. . This allows the dots formed on the photoreceptor to have a substantially uniform size.
【0018】[0018]
【実施例】以下本発明の一実施例を図1〜図3を参照し
ながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
【0019】図1に本実施例の光走査装置の概略構成を
示す。図において1は半導体を利用したレーザ光源、2
はコリメータレンズ、3は固定ホログラム、4はホログ
ラムディスク、5は感光体、6は長尺トーリックレンズ
である。FIG. 1 shows a schematic configuration of the optical scanning device of this embodiment. In the figure, 1 is a laser light source using a semiconductor, 2
3 is a collimator lens, 3 is a fixed hologram, 4 is a hologram disk, 5 is a photoreceptor, and 6 is a long toric lens.
【0020】上記の構成において、レーザ光源1から出
射されたレーザ光は、コリメータレンズ2により集束光
となる。さらに、ホログラム3により回折され、ホログ
ラムディスク4により感光体5上の被走査面上の所定の
走査線に沿って走査するようにレーザビームの波面が補
正される。長尺トーリックレンズ6では感光体上に均一
なドットが形成されるようにレーザビームの焦点位置調
整が行なわれる。In the above configuration, the laser light emitted from the laser light source 1 is focused by the collimator lens 2. Further, the wavefront of the laser beam is corrected so that it is diffracted by the hologram 3 and scanned by the hologram disk 4 along a predetermined scanning line on the surface to be scanned on the photoreceptor 5 . In the long toric lens 6, the focal position of the laser beam is adjusted so that uniform dots are formed on the photoreceptor.
【0021】ホログラムディスク4には複数のホログラ
ムが設けられており、それぞれが1走査を行えるように
なっている。ホログラムは感光体上で所定のスポット径
を形成するように最適設計されるが、その所定のスポッ
ト径はホログラムの回折効率まで考慮されたものではな
い。The hologram disk 4 is provided with a plurality of holograms, each of which can perform one scan. A hologram is optimally designed to form a predetermined spot diameter on a photoreceptor, but the predetermined spot diameter does not take into account the diffraction efficiency of the hologram.
【0022】ホログラムは2つの光源を用いた干渉露光
による作製が一般的であるが、光源に近い部分と光源か
ら遠い部分とでは回折効率が異なり、光源に近い方が回
折効率は高くなる。このため1走査中のスポット径の変
化は従来図2(b)のようになるように設計されていた
が、本実施例では図2(a)のように走査端部に近づく
ほど1/e2径が大きくなるように長尺トーリックレン
ズ6により焦点位置をずらしている。[0022] Holograms are generally produced by interference exposure using two light sources, but the diffraction efficiency differs between a part close to the light source and a part far from the light source, with the diffraction efficiency being higher in the part closer to the light source. For this reason, the change in spot diameter during one scan was conventionally designed to be as shown in FIG. 2(b), but in this embodiment, as shown in FIG. The focal position is shifted by the long toric lens 6 so that the diameter becomes larger.
【0023】レーザスポットの強度分布を図3に示す。
7aは走査線中心部近傍のスポットのエネルギー強度分
布、7bは長尺トーリックレンズにより拡大された走査
線端部のスポットのエネルギー強度分布、7cはホログ
ラムの回折効率も考慮した走査線端部のすなわち本発明
の長尺トーリックレンズを通過したスポットのエネルギ
ー強度分布である。7a,7cは実際に感光体に入射す
るレーザスポットである。7aと7cの感光限界光量に
おけるスポット径は同じであり、このとき形成されるド
ットの大きさも同じとなる。7bと7cの差はホログラ
ムの回折効率による。FIG. 3 shows the intensity distribution of the laser spot. 7a is the energy intensity distribution of the spot near the center of the scanning line, 7b is the energy intensity distribution of the spot at the end of the scanning line magnified by a long toric lens, and 7c is the energy intensity distribution of the spot at the end of the scanning line, taking into account the diffraction efficiency of the hologram. It is an energy intensity distribution of the spot which passed through the long toric lens of this invention. 7a and 7c are laser spots that actually enter the photoreceptor. The spot diameters at the exposure limit light amount of 7a and 7c are the same, and the sizes of the dots formed at this time are also the same. The difference between 7b and 7c is due to the diffraction efficiency of the hologram.
【0024】以上のように本実施例によれば、レーザビ
ームはホログラム内の回折効率変化に対応して回折効率
の大きい走査中心近傍で最も小さなレーザスポット(1
/e2径)を形成し、回折効率が小さくなっていく走査
中心以外では感光体5上でほぼ同じ感光面積が得られる
ようにレーザスポットを長尺トーリックレンズ6で大き
くする(1/e2径を大きくする)ことにより、1走査
中の感光体上に形成されるドット径を均一化することが
できる。As described above, according to this embodiment, the laser beam is focused on the smallest laser spot (1
/e2 diameter), and the laser spot is enlarged with a long toric lens 6 (1/e2 diameter By increasing the diameter of the dots formed on the photoreceptor during one scan, the diameter of the dots formed on the photoreceptor during one scan can be made uniform.
【0025】なお、上記実施例では波長変動補正のため
固定したホログラム3も用いているが、ホログラムディ
スク4のみでもよい。In the above embodiment, the fixed hologram 3 is also used for wavelength fluctuation correction, but only the hologram disk 4 may be used.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、レーザビームはホログラム内の回折効率変化
に対応して回折効率の大きい走査中心近傍で最も小さな
レーザスポット(1/e2径)を形成し、回折効率が小
さくなっていく走査中心以外では感光体上でほぼ同じ感
光面積が得られるようにレーザスポットを長尺トーリッ
クレンズで大きくしているので、ホログラムを作製する
際に回折効率を均一化するため光量の均一化を図ったり
、感光体の感度を調整したり、レーザ光源の強度を1走
査中に変化させたりすることなく、1走査中の感光体上
に形成されるドット径を均一化することができる。As is clear from the above embodiments, according to the present invention, the laser beam is adjusted to the smallest laser spot (1/e2 diameter ), and the laser spot is enlarged with a long toric lens so that almost the same photosensitive area on the photoreceptor can be obtained except at the scanning center where the diffraction efficiency decreases. It is formed on the photoreceptor during one scan without equalizing the light intensity to equalize efficiency, adjusting the sensitivity of the photoreceptor, or changing the intensity of the laser light source during one scan. Dot diameters can be made uniform.
【0027】また、ホログラムを用いた光走査装置では
レーザ光源の波長ばらつきや温度変化、また印加電流の
変化による波長変動によりレーザスポットの位置が大き
く変化したり、ホログラムディスクの面振れに対して従
来のポリゴンミラー方式よりも影響が大きいという欠点
があったが、長尺トーリックレンズを用いることにより
これらの欠点も同時に取り除くことができる。In addition, in an optical scanning device using a hologram, the position of the laser spot changes greatly due to variations in the wavelength of the laser light source, temperature changes, and wavelength fluctuations due to changes in the applied current. However, by using a long toric lens, these drawbacks can be eliminated at the same time.
【図1】本発明の一実施例における光走査装置の概略構
成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical scanning device according to an embodiment of the present invention.
【図2】(a)本発明の光走査装置のレーザスポットの
形状を示す図(b)従来の光走査装置のレーザスポット
の形状を示す図FIG. 2 (a) Diagram showing the shape of the laser spot of the optical scanning device of the present invention (b) Diagram showing the shape of the laser spot of the conventional optical scanning device
【図3】本発明の光走査装置のスポットのエネルギー強
度分布図[Fig. 3] Spot energy intensity distribution diagram of the optical scanning device of the present invention
【図4】従来の光走査装置の概略構成図[Figure 4] Schematic configuration diagram of a conventional optical scanning device
1 レーザ光源 4 ホログラムディスク 5 感光体 6 長尺トーリックレンズ 1 Laser light source 4 Hologram disc 5 Photoreceptor 6. Long toric lens
Claims (1)
定の走査線に沿って走査するためのホログラムと感光体
とを用いた光走査装置において、前記ホログラムと感光
体との間に、レーザビームの焦点位置を感光体表面から
前後にずらせるための長尺トーリックレンズを設けたこ
とを特徴とする光走査装置。1. An optical scanning device using a hologram and a photoreceptor for scanning a laser beam emitted from a laser light source along a predetermined scanning line, in which a laser beam is emitted between the hologram and the photoreceptor. An optical scanning device characterized by being provided with a long toric lens for shifting the focal point position back and forth from the surface of a photoreceptor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2408849A JPH04232913A (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2408849A JPH04232913A (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | optical scanning device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232913A true JPH04232913A (en) | 1992-08-21 |
Family
ID=18518250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2408849A Pending JPH04232913A (en) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | optical scanning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04232913A (en) |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2408849A patent/JPH04232913A/en active Pending
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