JPH0933836A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
- Publication number
- JPH0933836A JPH0933836A JP18554195A JP18554195A JPH0933836A JP H0933836 A JPH0933836 A JP H0933836A JP 18554195 A JP18554195 A JP 18554195A JP 18554195 A JP18554195 A JP 18554195A JP H0933836 A JPH0933836 A JP H0933836A
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- JP
- Japan
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- light
- light source
- scanning device
- scanning direction
- optical scanning
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光入射光学系のビーム幅の比率を変えること
で、走査するビームスポットの走査方向と副走査方向の
大きさの比率を変え、結果的に印刷する線幅の走査方向
と副走査方向の太さの比率を変える。 【解決手段】レーザ等の光源１と、コリメータレンズ２
と、シリンダレンズ３からなる回転多面鏡４への光入射
光学系と、回転多面鏡４、Ｆθ１レンズ５、Ｆθ２レン
ズ６、感光体８からなる走査光学系からなり、光入射光
学系の中に変形可能な、ビーム整形手段をいれるか、光
の拡がりが楕円の半導体レーザ等の光源１を光軸を中心
として回転させられる。
で、走査するビームスポットの走査方向と副走査方向の
大きさの比率を変え、結果的に印刷する線幅の走査方向
と副走査方向の太さの比率を変える。 【解決手段】レーザ等の光源１と、コリメータレンズ２
と、シリンダレンズ３からなる回転多面鏡４への光入射
光学系と、回転多面鏡４、Ｆθ１レンズ５、Ｆθ２レン
ズ６、感光体８からなる走査光学系からなり、光入射光
学系の中に変形可能な、ビーム整形手段をいれるか、光
の拡がりが楕円の半導体レーザ等の光源１を光軸を中心
として回転させられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリン
タ、コピー装置等に使用される光走査装置に関するもの
である。
タ、コピー装置等に使用される光走査装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の光走査装置の図である。
従来の光走査装置の問題点は、走査するビームスポット
径の大きさが固定であり、自由に変られないということ
である。印刷する走査方向の線幅と副走査方向の線幅の
比率が何らかの原因で所定の値に成っていない場合に、
従来は、この対策ができない構造であった。従来の光走
査装置は、レーザ等の光源１から発生した光は、コリメ
ータレンズ２によって平行光にされ、そのあとシリンダ
レンズ３によって、副走査方向のみ回転多面鏡４上へ絞
り込まれる。この回転多面鏡４によって偏向走査された
光は、５と６のＦθレンズを通り、感光体８上へ光を結
像させるような構成になっている。この感光体上のスポ
ット９の大きさについて以下に詳しく説明する。
従来の光走査装置の問題点は、走査するビームスポット
径の大きさが固定であり、自由に変られないということ
である。印刷する走査方向の線幅と副走査方向の線幅の
比率が何らかの原因で所定の値に成っていない場合に、
従来は、この対策ができない構造であった。従来の光走
査装置は、レーザ等の光源１から発生した光は、コリメ
ータレンズ２によって平行光にされ、そのあとシリンダ
レンズ３によって、副走査方向のみ回転多面鏡４上へ絞
り込まれる。この回転多面鏡４によって偏向走査された
光は、５と６のＦθレンズを通り、感光体８上へ光を結
像させるような構成になっている。この感光体上のスポ
ット９の大きさについて以下に詳しく説明する。
【０００３】走査方向のスポット径ａは、Ｆθレンズ
５、６の焦点距離Ｆと、回転多面鏡４へ入射させる光の
走査方向のビーム幅Ａと、光源の波長λと、円周率πで
表され、式（１）の様になる。 ａ＝４λＦ／πＡ ・・・ （１） 一方、副走査方向のスポット径ｂは、Ｆθレンズ５、６
の横倍率をｍ、シリンダレンズ３直前の光の副走査方向
のビーム幅をＢ、シリンダレンズ３の焦点距離をｆとす
ると、式（２）のように表せる。 ｂ＝４λｆｍ／πＢ ・・・ （２） 印刷される線幅は、スポット径に影響を受ける。特に走
査方向の線幅は、図３のように副走査方向スポット径ｂ
の大きさにそのまま対応する。副走査方向の線幅は図４
のようになり、１ドットを感光体上に書く時間で走査す
る距離をｃとすると、副走査方向線幅は、（ａ＋ｃ）と
なる。
５、６の焦点距離Ｆと、回転多面鏡４へ入射させる光の
走査方向のビーム幅Ａと、光源の波長λと、円周率πで
表され、式（１）の様になる。 ａ＝４λＦ／πＡ ・・・ （１） 一方、副走査方向のスポット径ｂは、Ｆθレンズ５、６
の横倍率をｍ、シリンダレンズ３直前の光の副走査方向
のビーム幅をＢ、シリンダレンズ３の焦点距離をｆとす
ると、式（２）のように表せる。 ｂ＝４λｆｍ／πＢ ・・・ （２） 印刷される線幅は、スポット径に影響を受ける。特に走
査方向の線幅は、図３のように副走査方向スポット径ｂ
の大きさにそのまま対応する。副走査方向の線幅は図４
のようになり、１ドットを感光体上に書く時間で走査す
る距離をｃとすると、副走査方向線幅は、（ａ＋ｃ）と
なる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の光走査装置で
は、λ、Ｆ、Ａが変えられないので、走査方向スポット
径ａを変えることができなかった。よって、副走査方向
の線幅はｃの値を変えて行っていた。この場合、線幅を
小さくしようと、ｃの値を小さくしていくと感光体へ光
を照射する時間が減り、全体の光の量が減ってしまうこ
とになる。そのため、感光体全面に光を照射する場合な
どに、充分感光体上へ光を当てることができなくなるの
で、印刷濃度が低下してしまい問題となっていた。同様
に、従来の光走査装置では、λ、ｆ、ｍ、Ｂが変えられ
ないので、副走査方向スポット径ｂを変えることができ
なったので、走査方向線幅を変えることができなかっ
た。
は、λ、Ｆ、Ａが変えられないので、走査方向スポット
径ａを変えることができなかった。よって、副走査方向
の線幅はｃの値を変えて行っていた。この場合、線幅を
小さくしようと、ｃの値を小さくしていくと感光体へ光
を照射する時間が減り、全体の光の量が減ってしまうこ
とになる。そのため、感光体全面に光を照射する場合な
どに、充分感光体上へ光を当てることができなくなるの
で、印刷濃度が低下してしまい問題となっていた。同様
に、従来の光走査装置では、λ、ｆ、ｍ、Ｂが変えられ
ないので、副走査方向スポット径ｂを変えることができ
なったので、走査方向線幅を変えることができなかっ
た。
【０００５】レーザビームプリンタ等の印刷品質を高め
るにあたり、印刷品質の一つである線幅、特に走査方向
線幅と副走査方向線幅の比率をそろえるということが、
重要な課題となっており、また走査方向と副走査方向の
線幅の比率を自由に変えたいという要求もあるので、本
発明はこれを実現させるものである。
るにあたり、印刷品質の一つである線幅、特に走査方向
線幅と副走査方向線幅の比率をそろえるということが、
重要な課題となっており、また走査方向と副走査方向の
線幅の比率を自由に変えたいという要求もあるので、本
発明はこれを実現させるものである。
【０００６】本発明の目的は、従来構成の光走査装置で
はできなかった印刷品質の一つである線幅の比率を変え
ることを可能にすることである。
はできなかった印刷品質の一つである線幅の比率を変え
ることを可能にすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、レーザ等
の光源と、そこから発生する光をコリメートするコリメ
ータレンズと、そこから出た光を副走査方向にのみ絞り
回転多面鏡上に結像するように配置したシリンダレンズ
と、その光を偏向走査する回転多面鏡と、その偏向され
た光を、感光体上の所定の位置に結像させるＦθレンズ
からなる光走査装置において、光源と回転多面鏡の間に
調整可能なビーム整形素子を設けることにより達成され
る。
の光源と、そこから発生する光をコリメートするコリメ
ータレンズと、そこから出た光を副走査方向にのみ絞り
回転多面鏡上に結像するように配置したシリンダレンズ
と、その光を偏向走査する回転多面鏡と、その偏向され
た光を、感光体上の所定の位置に結像させるＦθレンズ
からなる光走査装置において、光源と回転多面鏡の間に
調整可能なビーム整形素子を設けることにより達成され
る。
【０００８】
【作用】レーザ等の光源と、回転多面鏡の間に光を光軸
を中心として回転させる素子をいれるか、半導体レーザ
等の光源そのものを光軸を中心として回転できるように
しているので、回転多面鏡へいれるビームの幅を変えら
れるので、走査面上での光スポット径を変えることがで
き、結果的に、走査方向の線幅と副走査方向の線幅の比
率を自由に設定することができるようになる。
を中心として回転させる素子をいれるか、半導体レーザ
等の光源そのものを光軸を中心として回転できるように
しているので、回転多面鏡へいれるビームの幅を変えら
れるので、走査面上での光スポット径を変えることがで
き、結果的に、走査方向の線幅と副走査方向の線幅の比
率を自由に設定することができるようになる。
【０００９】
【実施例】本発明による実施例を図１に示す。図１にお
いて、１はレーザ等の光源で光の拡がりが楕円であるも
ので、ここから発生した光は、そのあとのコリメータレ
ンズ２を通ったあと光は平行光に変えられる。この光は
シリンダレンズ３によって、回転多面鏡４の反射面上に
副走査方向のみ絞り込まれる。そして、この光は回転多
面鏡４にて偏向走査され、Ｆθレンズ５、６によって感
光体８上に絞り込まれる。
いて、１はレーザ等の光源で光の拡がりが楕円であるも
ので、ここから発生した光は、そのあとのコリメータレ
ンズ２を通ったあと光は平行光に変えられる。この光は
シリンダレンズ３によって、回転多面鏡４の反射面上に
副走査方向のみ絞り込まれる。そして、この光は回転多
面鏡４にて偏向走査され、Ｆθレンズ５、６によって感
光体８上に絞り込まれる。
【００１０】本発明の第１の実施例では、図１のように
半導体レーザ等の光源本体を矢印１２の様に回転できる
ように構成しており、回転多面鏡へいれるビームの幅を
変えられるので、感光体８上でのビームスポット９を変
えることができ、印刷線幅を変えられるようにしてい
る。これについて以下に詳しく説明する。図５は、半導
体レーザ等の光源の近くを示した図である。図５のよう
に楕円の拡がりを持つ半導体レーザ等の光源１の光をコ
リメータレンズ２でコリメートした直後の光の走査方向
のビーム幅をＡ、副走査方向のビーム幅をＢとする。こ
の図では、Ａ＞Ｂとしている。このとき半導体レーザ等
の光源１を図５の矢印１３の方向へθだけ回転したとす
る。この時の感光体８上のスポット９を考える。まず、
この時の走査方向のビームスポット径をαとすると、楕
円の光源がθ回転したので、コリメータレンズ２の直後
の光の走査方向の幅はＡcosθになる。この後は、従来
の光走査装置と同様になり、Ｆθレンズ５、６を通っ
て、感光体８上に結像するので、式（３）の様に求めら
れる。ただし、λは光源の光の波長、ＦはＦθレンズの
焦点距離、πは円周率である。 α＝４λＦ／πＡcosθ ・・・ （３） 次に、副走査方向について考える。副走査方向のビーム
スポット径をβとすると、半導体レーザ等の光源１がθ
回転したので、コリメータレンズ直後の光の副走査方向
の幅は、（Ｂ＋Ａcosθ）になる。このあとは従来と同
じになり、式（４）の様に求められる。 β＝４λｆｍ／π（Ｂ＋Ａcosθ） ・・・ （４） ただし、ｆはシリンダレンズの焦点距離、ｍはＦθレン
ズの横倍率である。以上のことから線幅について考える
と走査方向線幅は、走査方向ビーム径と同じβ、副走査
方向線幅は、１ドットを走査する時間で走査される距離
をｃとすると、（α＋ｃ）と表すことができる。実際に
数値をいれて考えてみる。λ＝７８０ｎｍ、Ｆ＝４００
ｍｍ、π＝３．１４１５９２７、Ａ＝８ｍｍ、Ｂ＝４ｍ
ｍ、ｆ＝１００ｍｍ、ｍ＝３倍、ｃ＝１０μｍ、とした
とき、θを０から２０度まで変えたときの走査方向線幅
と副走査方向線幅の変化を計算し、その結果を図６に示
す。図６に示すように回転角度θを変えることで、明ら
かに線幅及び線幅の比率を自由に変化させることができ
ることがわかる。
半導体レーザ等の光源本体を矢印１２の様に回転できる
ように構成しており、回転多面鏡へいれるビームの幅を
変えられるので、感光体８上でのビームスポット９を変
えることができ、印刷線幅を変えられるようにしてい
る。これについて以下に詳しく説明する。図５は、半導
体レーザ等の光源の近くを示した図である。図５のよう
に楕円の拡がりを持つ半導体レーザ等の光源１の光をコ
リメータレンズ２でコリメートした直後の光の走査方向
のビーム幅をＡ、副走査方向のビーム幅をＢとする。こ
の図では、Ａ＞Ｂとしている。このとき半導体レーザ等
の光源１を図５の矢印１３の方向へθだけ回転したとす
る。この時の感光体８上のスポット９を考える。まず、
この時の走査方向のビームスポット径をαとすると、楕
円の光源がθ回転したので、コリメータレンズ２の直後
の光の走査方向の幅はＡcosθになる。この後は、従来
の光走査装置と同様になり、Ｆθレンズ５、６を通っ
て、感光体８上に結像するので、式（３）の様に求めら
れる。ただし、λは光源の光の波長、ＦはＦθレンズの
焦点距離、πは円周率である。 α＝４λＦ／πＡcosθ ・・・ （３） 次に、副走査方向について考える。副走査方向のビーム
スポット径をβとすると、半導体レーザ等の光源１がθ
回転したので、コリメータレンズ直後の光の副走査方向
の幅は、（Ｂ＋Ａcosθ）になる。このあとは従来と同
じになり、式（４）の様に求められる。 β＝４λｆｍ／π（Ｂ＋Ａcosθ） ・・・ （４） ただし、ｆはシリンダレンズの焦点距離、ｍはＦθレン
ズの横倍率である。以上のことから線幅について考える
と走査方向線幅は、走査方向ビーム径と同じβ、副走査
方向線幅は、１ドットを走査する時間で走査される距離
をｃとすると、（α＋ｃ）と表すことができる。実際に
数値をいれて考えてみる。λ＝７８０ｎｍ、Ｆ＝４００
ｍｍ、π＝３．１４１５９２７、Ａ＝８ｍｍ、Ｂ＝４ｍ
ｍ、ｆ＝１００ｍｍ、ｍ＝３倍、ｃ＝１０μｍ、とした
とき、θを０から２０度まで変えたときの走査方向線幅
と副走査方向線幅の変化を計算し、その結果を図６に示
す。図６に示すように回転角度θを変えることで、明ら
かに線幅及び線幅の比率を自由に変化させることができ
ることがわかる。
【００１１】走査方向と副走査方向のレーザの幅が異な
るレーザ光の回転機構の第１の実施例を図７に示す。図
７のように例えばモータ１６を用いて半導体レーザなど
の光源１を保持したホルダ１５を回転させる方法であ
る。このときの全体の構成は図１と同じとなる。
るレーザ光の回転機構の第１の実施例を図７に示す。図
７のように例えばモータ１６を用いて半導体レーザなど
の光源１を保持したホルダ１５を回転させる方法であ
る。このときの全体の構成は図１と同じとなる。
【００１２】第２の実施例は、図８の様な全体図とな
り、半導体レーザ等の光源１とコリメータレンズ２を一
体化したユニット１７全体を矢印１８のように回転させ
るようにしたものである。つまり、半導体レーザ等の光
源１とコリメータレンズ２をいっしょに回転させるよう
にしたものである。半導体レーザ等の光源１とコリメー
タレンズ２の距離は敏感なので高精度に調整する必要が
ある。第２の実施例のようにすることにより、半導体レ
ーザ等の光源１とコリメータレンズ２の位置が正しく保
持されたままにしやすくなる。よって、半導体レーザ等
の光源１単体を回転させる場合よりも半導体レーザ等の
光源１とコリメータレンズ２の距離を乱しにくい構成に
なる。この場合も、回転させる機構は、第１の実施例と
同じように、図７のようにモータ等を用いればよく、ビ
ーム回転角と線幅の関係は、第１の実施例のときと同じ
になる。
り、半導体レーザ等の光源１とコリメータレンズ２を一
体化したユニット１７全体を矢印１８のように回転させ
るようにしたものである。つまり、半導体レーザ等の光
源１とコリメータレンズ２をいっしょに回転させるよう
にしたものである。半導体レーザ等の光源１とコリメー
タレンズ２の距離は敏感なので高精度に調整する必要が
ある。第２の実施例のようにすることにより、半導体レ
ーザ等の光源１とコリメータレンズ２の位置が正しく保
持されたままにしやすくなる。よって、半導体レーザ等
の光源１単体を回転させる場合よりも半導体レーザ等の
光源１とコリメータレンズ２の距離を乱しにくい構成に
なる。この場合も、回転させる機構は、第１の実施例と
同じように、図７のようにモータ等を用いればよく、ビ
ーム回転角と線幅の関係は、第１の実施例のときと同じ
になる。
【００１３】第３の実施例は、図９のようにレーザなど
の光源１と回転多面鏡４の間のビームの走査方向と副走
査方向の幅が異なるところにダブプリズム等の光を光軸
を中心として回転させることのできる素子２０をいれ、
これを矢印２１のように回転させるという方法をとるも
のである。この場合も、回転させる機構は、第１の実施
例と同じように、図７のようにモータ等を用いればよ
く、ビーム回転角と線幅の関係は、第１の実施例のとき
と同じになる。
の光源１と回転多面鏡４の間のビームの走査方向と副走
査方向の幅が異なるところにダブプリズム等の光を光軸
を中心として回転させることのできる素子２０をいれ、
これを矢印２１のように回転させるという方法をとるも
のである。この場合も、回転させる機構は、第１の実施
例と同じように、図７のようにモータ等を用いればよ
く、ビーム回転角と線幅の関係は、第１の実施例のとき
と同じになる。
【００１４】第４の実施例は、図１０のようにレーザな
どの光源１と回転多面鏡４の間ににスリット２２をい
れ、これを矢印２３のように回転させるという方法をと
るものである。この場合も、回転させる機構は、第１の
実施例と同じように、図７のようにモータ等を用いれば
よく、ビーム回転角と線幅の関係は、第１の実施例のと
きと同じになる。
どの光源１と回転多面鏡４の間ににスリット２２をい
れ、これを矢印２３のように回転させるという方法をと
るものである。この場合も、回転させる機構は、第１の
実施例と同じように、図７のようにモータ等を用いれば
よく、ビーム回転角と線幅の関係は、第１の実施例のと
きと同じになる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、楕円のビームの回転が
できるので、感光体上のスポットの走査方向の径と副走
査方向の径の比率を変えることができるので、印刷線幅
の比率を自由に変えることができる。
できるので、感光体上のスポットの走査方向の径と副走
査方向の径の比率を変えることができるので、印刷線幅
の比率を自由に変えることができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図である。
【図２】従来の光走査装置を示す図である。
【図３】走査方向の線幅の説明図である。
【図４】副走査方向の線幅の説明図である。
【図５】半導体レーザ等の光源の近くの様子を示した図
である。
である。
【図６】ビームの回転角度と、線幅の関係を示すグラフ
である。
である。
【図７】半導体レーザ等の光源の回転機構の例を示した
図である。
図である。
【図８】本発明の第２の実施例を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施例を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施例を示す図である。
１は光源、２はコリメータレンズ、３はシリンダレン
ズ、４は回転多面鏡、５、６はＦθレンズ、８は感光
体、１５はホルダ、１６はモータ、２０は素子、２２は
スリットである。
ズ、４は回転多面鏡、５、６はＦθレンズ、８は感光
体、１５はホルダ、１６はモータ、２０は素子、２２は
スリットである。
Claims (7)
- 【請求項１】レーザ等の光源と、そこから発生する光を
コリメートするコリメータレンズと、そこから出た光を
副走査方向にのみ絞り回転多面鏡上に結像するように配
置したシリンダレンズと、その光を偏向走査する回転多
面鏡と、その偏向された光を、感光体上の所定の位置に
結像させるＦθレンズからなる光走査装置において、光
源と回転多面鏡の間に調整可能なビーム整形素子を設け
たことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】前記ビーム整形素子として、光軸中心に回
転可能なように配置したダブプリズムを用いることを特
徴とする請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項３】前記ビーム整形素子として、光軸中心に回
転可能なように配置したスリットを用いることを特徴と
する請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項４】前記ビーム整形素子の回転を、外部から遠
隔操作可能に設け、印刷を見ながら調整することを特徴
とする請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項５】半導体レーザ等の光の拡がりが楕円の光源
と、そこから発生する光をコリメートするコリメータレ
ンズと、そこから出た光を副走査方向にのみ絞り、回転
多面鏡上に結像するように配置したシリンダレンズと、
その光を偏向走査する回転多面鏡と、その偏向された光
を感光体上の所定位置に結像させるＦθレンズからなる
光走査装置において、上記光走査装置において、光源が
光軸中心に回転できるようにすることを特徴とする光走
査装置。 - 【請求項６】前記光源とコリメータレンズを一体にし、
これ全体を光軸中心に回転できるようにすることを特徴
とする請求項５記載の光走査装置。 - 【請求項７】前記光源の回転を、外部から遠隔操作可能
に設け、印刷を見ながら調整することを特徴とする請求
項５記載の光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18554195A JPH0933836A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18554195A JPH0933836A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933836A true JPH0933836A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16172615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18554195A Withdrawn JPH0933836A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0933836A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007047354A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Seiko Epson Corp | 光走査装置及び画像表示装置 |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP18554195A patent/JPH0933836A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007047354A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Seiko Epson Corp | 光走査装置及び画像表示装置 |
| US8040332B2 (en) | 2005-08-09 | 2011-10-18 | Seiko Epson Corporation | Light scan device and image display device |
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