JP2000305036A - Condensing optical system and image recorder - Google Patents

Condensing optical system and image recorder

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JP2000305036A
JP2000305036A JP11118306A JP11830699A JP2000305036A JP 2000305036 A JP2000305036 A JP 2000305036A JP 11118306 A JP11118306 A JP 11118306A JP 11830699 A JP11830699 A JP 11830699A JP 2000305036 A JP2000305036 A JP 2000305036A
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JP
Japan
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field pattern
image
far
semiconductor laser
pattern image
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JP11118306A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Sunakawa
寛 砂川
Ichiro Miyagawa
一郎 宮川
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the depth of focus deep with a stable spot diameter and to prevent light quantity from being lowered. SOLUTION: By using a high-output broad area type semiconductor laser (BLD), the shallowness of the depth of focus occurring because of the broadness of an active layer being the defect of the BLD is eliminated only by the relative positional relation of a condensing optical system 16. Thus, the depth of focus can be made deep by simple constitution (condensing optical system 16).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ブロードエリア型
の半導体レーザを用いた露光光学系及び画像記録装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure optical system using a broad area type semiconductor laser and an image recording apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】光源、
例えば半導体レーザから出力される光ビームを集光光学
系によって集光し、その焦点位置に記録媒体(例えば、
高速に回転するドラムの周面に貼り付けられた記録媒
体)を配置し、前記光ビームをドラムの軸線方向に走査
(副走査)しながら、ドラムを回転(主走査)させるこ
とにより、記録媒体上に画像を記録(露光)する画像記
録(露光)装置が知られている。
2. Description of the Related Art A light source,
For example, a light beam output from a semiconductor laser is focused by a focusing optical system, and a recording medium (for example,
A recording medium attached to the peripheral surface of a drum rotating at high speed) is arranged, and the drum is rotated (main scanning) while scanning (sub-scanning) the light beam in the axial direction of the drum. An image recording (exposure) device for recording (exposing) an image thereon is known.

【0003】上記のように、光源として半導体レーザを
用いる場合、高出力を基本として考えると、ブロードエ
リア型の半導体レーザが好ましく、所望の光出力強度を
得ることができる。
As described above, when a semiconductor laser is used as a light source, a broad area type semiconductor laser is preferable in consideration of high output, and a desired light output intensity can be obtained.

【0004】ところが、このブロードエリア型の半導体
レーザでは、活性層の水平方向がインコヒーレントで、
かつ比較的幅広となっている。
However, in this broad area type semiconductor laser, the horizontal direction of the active layer is incoherent,
And it is relatively wide.

【0005】このため、上記のような画像記録装置にお
いて、高解像度を得るためにスポット径を小さく絞る
と、焦点深度が浅くなる。焦点深度が浅くなると、僅か
な位置変動(露光ヘッドとドラムとの相対位置の変動)
があると、記録媒体上でのスポット径が拡がり、画質の
低下を招くことになる。
Therefore, in the above-described image recording apparatus, if the spot diameter is reduced to obtain high resolution, the depth of focus becomes shallow. Slight positional fluctuations when the depth of focus is shallow (fluctuations in the relative position between the exposure head and the drum)
In this case, the spot diameter on the recording medium is increased, and the image quality is reduced.

【0006】本発明は上記事実を考慮し、安定したスポ
ット径で焦点深度を深くすることができ、かつ光量低下
を防止することができる集光光学系及び画像記録装置を
得ることが目的である。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a light-converging optical system and an image recording apparatus capable of increasing the depth of focus with a stable spot diameter and preventing a decrease in the amount of light. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、コリメートレンズの一方側の焦点位置にブロードエ
リア型の半導体レーザを配置し、前記半導体レーザから
出力される光を当該コリメートレンズによって平行光に
し、このコリメートレンズの他方側の焦点距離となる位
置のファーフィールドパターンを結像レンズによって結
像して、ファーフィールドパターン像を形成した場合
に、このファーフィールドパターン像のスポット径と、
前記ファーフィールドパターン像と結像レンズとの間に
結像するニヤフィールドパターン像のスポット径が一致
するように、前記半導体レーザ、コリメートレンズ及び
結像レンズの相対位置を決定する、ことを特徴としてい
るっしている。
According to a first aspect of the present invention, a broad area type semiconductor laser is disposed at a focal position on one side of a collimating lens, and light output from the semiconductor laser is converted by the collimating lens. In the case of forming a far-field pattern image by forming a far-field pattern at a position corresponding to the focal length on the other side of the collimating lens with an imaging lens to form parallel light, the spot diameter of the far-field pattern image,
The relative position of the semiconductor laser, the collimating lens and the imaging lens is determined so that the spot diameter of the near-field pattern image formed between the far-field pattern image and the imaging lens coincides with each other, I'm sorry.

【0008】請求項1に記載の発明によれば、ニヤフィ
ールドパターンとファーフィールドパターンの関係、ニ
ヤフィールドパターン像の特性、並びにファーフィール
ドパターン像の特性に基づいて、ニャフィールドパター
ン像とファーフィールドパターン像のスポット径が一致
する条件を決める。
According to the first aspect of the invention, the near field pattern image and the far field pattern are based on the relationship between the near field pattern and the far field pattern, the characteristics of the near field pattern image, and the characteristics of the far field pattern image. Determine the conditions under which the spot diameters of the images match.

【0009】上記条件とは、ファーフィールドパターン
位置から結像レンズまでの距離を、半導体レーザのニヤ
フィールドパターン径及び射出角度と、コリメートレン
ズ及び結像レンズの焦点距離と、から求めることがで
き、半導体レーザ、コリメートイレンズ及び結像レンズ
の相対位置を一義的に決めることができる。
The above condition is that the distance from the far field pattern position to the imaging lens can be obtained from the near field pattern diameter and the emission angle of the semiconductor laser, and the focal length of the collimating lens and the imaging lens. The relative positions of the semiconductor laser, the collimating lens, and the imaging lens can be uniquely determined.

【0010】このように、決定された相対位置に各部品
を配置することにより、ニヤフィールドパターン像とフ
ァーフィールドパターン像とのポット径を一致させるこ
とができ、焦点深度を深くすることができる。
By arranging the components at the determined relative positions in this manner, the pot diameters of the near-field pattern image and the far-field pattern image can be matched, and the depth of focus can be increased.

【0011】請求項2に記載の発明は、前記請求項1に
記載の発明おいて、前記ファーフィールドパターン位置
に、光束の周囲を遮光するアパーチャを配置したことを
特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, an aperture is provided at the far field pattern position to block light around the light beam.

【0012】請求項2に記載の発明によれば、ファアフ
ィールドパターン位置においてアパーチャを配置するこ
とにより、ファーフィールドルパターン像を形成する場
合の不要となる周囲の光をカットすることができ、ファ
ーフィールドパターン像の強度分布において、立ち上が
りの鋭い特性を得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, by arranging the aperture at the far field pattern position, unnecessary peripheral light when forming a far field pattern image can be cut off. In the intensity distribution of the field pattern image, a sharp rising characteristic can be obtained.

【0013】請求項3に記載の発明は、記録媒体に露光
ヘッドから出力される光ビームを案内し、この光ビーム
と前記記録媒体との相対的移動により、前記光ビームを
前記記録媒体に対して主走査及び副走査することによっ
て画像を記録する場合に、複数の光ビームを同時に主走
査する画像記録装置であって、前記露光ヘッドが、ブロ
ードエリア型の半導体レーザと、この半導体レーザが一
方側の焦点位置に配設され、半導体レーザから出力され
る光を平行光とするコリメートレンズと、前記コリメー
トレンズから出力される平行光を結像する結象レンズ
と、を有し 、前記結像レンズによって形成されたファ
ーフィールドパターン像のスポット径と、前記ファーフ
ィールドパターン像と結像レンズとの間に結像するニヤ
フィールドパターン像のスポット径が一致するように、
前記半導体レーザ、コリメートレンズ及び結像レンズが
所定の位置に配置されている、ことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, a light beam output from an exposure head is guided to a recording medium, and the light beam is moved relative to the recording medium by a relative movement between the light beam and the recording medium. An image recording apparatus for simultaneously performing main scanning with a plurality of light beams when an image is recorded by performing main scanning and sub-scanning, wherein the exposure head is a broad area type semiconductor laser; A collimating lens disposed at a focal position on the side and configured to collimate the light output from the semiconductor laser, and an imaging lens configured to image the parallel light output from the collimating lens. The spot diameter of the far-field pattern image formed by the lens, and the near-field pattern image formed between the far-field pattern image and the imaging lens So that the spot diameters of
The semiconductor laser, the collimating lens and the imaging lens are arranged at predetermined positions.

【0014】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は請求項2の集光光学系を画像記録装置の露光ヘッド
として適用することにより、露光ヘッドと記録媒体とが
相対移動して、主走査及び副走査するときの、露光ヘッ
ドと記録媒体との間距離のずれを焦点深度の深さで吸収
することができ、装置のメカ的な動作の誤差によらず、
適正な画質を維持することができる。
According to the invention described in claim 3, according to claim 1 of the present invention,
Alternatively, by applying the condensing optical system of claim 2 as an exposure head of an image recording apparatus, the exposure head and the recording medium relatively move to perform main scanning and sub-scanning. The deviation of the distance can be absorbed by the depth of focus, and regardless of the mechanical operation error of the device,
Appropriate image quality can be maintained.

【0015】なお、この画像記録装置に、前記集光光学
系を適用する場合、ニヤフィールドパターン像からファ
ーフィールドフィパターン像までを別の結像レンズで結
像し、所望のスポット径とすればよい。
In the case where the light-collecting optical system is applied to this image recording apparatus, the image from the near-field pattern image to the far-field pattern image is formed by another imaging lens to obtain a desired spot diameter. Good.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1及び図2には、本発明の画像
記録装置の実施の形態としてのレーザ記録装置10が示
されている。
1 and 2 show a laser recording apparatus 10 as an embodiment of an image recording apparatus according to the present invention.

【0017】レーザ記録装置10は、露光ヘッド12か
ら出力されたレーザビームLをドラム14上に貼り付け
られた記録フィルムF(記録媒体)に照射することで、
面積変調画像を記録する構造となっている。
The laser recording apparatus 10 irradiates a recording film F (recording medium) adhered on a drum 14 with a laser beam L output from an exposure head 12 to
It has a structure for recording an area-modulated image.

【0018】なお、記録フィルムFには、ドラム14が
矢印X方向(主走査方向)に回転し、露光ヘッド12が
矢印が矢印Y方向(副走査方向)に移動することで、二
次元画像が形成される。また、面積変調画像とは、レー
ザビームLをオンオフ制御することで、記録フィルムF
上に複数の画素を形成し、その画素の占める面積によっ
て所定の階調が得られるようにした画像である。
A two-dimensional image is formed on the recording film F by rotating the drum 14 in the arrow X direction (main scanning direction) and moving the exposure head 12 in the arrow Y direction (sub scanning direction). It is formed. The area-modulated image is obtained by controlling the on / off of the laser beam L to obtain the recording film F.
This is an image in which a plurality of pixels are formed thereon, and a predetermined gradation can be obtained depending on the area occupied by the pixels.

【0019】露光ヘッド12は、レーザビームLを出力
する半導体レーザLDと、この半導体レーザLDから出
力される光のニアフィールドパターン及びファーフィー
ルドパターンの像を記録フィルムF上に形成する集光光
学系16とを備えている。
The exposure head 12 includes a semiconductor laser LD that outputs a laser beam L, and a condensing optical system that forms images of a near-field pattern and a far-field pattern of light output from the semiconductor laser LD on a recording film F. 16 are provided.

【0020】半導体レーザLDは、例えばゲインガイド
型半導体レーザからなり、基本的には、図3に示すよう
に、p型の半導体基板18とn型の半導体基板20との
間に活性層22を設け、前記半導体基板18、20に設
けた電極24、26間に所定の電圧を印加することによ
り、活性層22からレーザビームLを出力するように構
成されている。
The semiconductor laser LD comprises, for example, a gain guide type semiconductor laser. Basically, as shown in FIG. 3, an active layer 22 is provided between a p-type semiconductor substrate 18 and an n-type semiconductor substrate 20. The laser beam L is outputted from the active layer 22 by applying a predetermined voltage between the electrodes 24 and 26 provided on the semiconductor substrates 18 and 20.

【0021】この場合、一方の電極24は、幅が規制さ
れており、この幅に対応して、活性層22に沿った方向
の発光面が制御されている。従って、半導体レーザLD
から出力されるレーザビームLの発光パターンは、図3
に示されているように、電極24の幅に対応した活性層
22の接合面方向に幅広で且つ略方形状になる。また、
活性層22の厚み方向に対しては、その厚みに対応した
幅狭の形状となる。
In this case, the width of the one electrode 24 is regulated, and the light emitting surface in the direction along the active layer 22 is controlled in accordance with the width. Therefore, the semiconductor laser LD
The light emission pattern of the laser beam L output from FIG.
As shown in FIG. 7, the width of the active layer 22 corresponding to the width of the electrode 24 is wide and substantially square in the direction of the bonding surface. Also,
In the thickness direction of the active layer 22, the width becomes a narrow shape corresponding to the thickness.

【0022】図2にも示される如く、集光光学系16
は、半導体レーザLDから出力されたレーザビームLの
ニアフィールドパターン及びファーフィールドパターン
の像を記録フィルムF上に形成する光学系であり、半導
体レーザLD側より、コリメートレンズ28、アパーチ
ャ30、第1の結像レンズ32及び所定のスポット径を
フィルムF上に結像させるための第2の結象レンズ34
が順に配列されている。
As shown also in FIG.
Is an optical system for forming images of a near-field pattern and a far-field pattern of the laser beam L output from the semiconductor laser LD on the recording film F. The collimator lens 28, the aperture 30, and the first Imaging lens 32 and a second imaging lens 34 for imaging a predetermined spot diameter on the film F
Are arranged in order.

【0023】ここで、半導体段レーザLどを含み、集光
光学系(コリメートレンズ28、アパーチャ30、第1
の結像レンズ32)は、その相対位置関係が所定系の演
算式(詳細後述)によって、一義的に定められている。
Here, the condensing optical system (collimator lens 28, aperture 30, first
The relative positional relationship of the imaging lens 32) is uniquely determined by an arithmetic expression of a predetermined system (described in detail later).

【0024】すなわち、フィルムF上には、第1の結像
レンズ32によって結像されるニヤフィールドパターン
像からファーフィールドパターン像までの間(好ましく
は中央位置がよい)の範囲とされている。この間では、
レーザビームのスポット径がほぼ一定であるため、例え
ば、ドラム14の振動等により軸直角方向(ベクトル的
にレーザビーム光軸方向の要素を含む方向)に移動した
としても、前記範囲内であれば、スポット径が一定とな
る。このため、像がボケたり、消えたりすることが防止
でき、画質の低下を防止することができるようになって
いる。
That is, the range from the near-field pattern image formed by the first imaging lens 32 to the far-field pattern image (preferably at the center position) is set on the film F. During this time,
Since the spot diameter of the laser beam is substantially constant, for example, even if the laser beam is moved in a direction perpendicular to the axis (a direction including the element of the laser beam optical axis in a vector) due to vibration of the drum 14 or the like, if it is within the above range, , The spot diameter becomes constant. Therefore, the image can be prevented from being blurred or disappearing, and the image quality can be prevented from deteriorating.

【0025】このような、構成をとするためには、半導
体レーザLDから出力される光の拡がり角度等、所定の
演算式に基づいて演算する必要がある。なお、表1は本
実施の形態で適用する2個の半導体レーザによる光学特
性を示し、併せて従来、すなわち、ニヤフィールドパタ
ーン像のみで結像していた場合の結果について表してい
る。
In order to realize such a configuration, it is necessary to calculate based on a predetermined calculation formula such as the spread angle of the light output from the semiconductor laser LD. Table 1 shows the optical characteristics of the two semiconductor lasers applied in the present embodiment, and also shows the results in the conventional case, that is, when the image is formed only with the near-field pattern image.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】この表1のレーザNo.1及びNo.2のいずれ
においても、結像スポット径が14μmであるが、10
μm離れた位置でのスポット径がレーザ種No.1では19
μmとなり、レーザ種No.2では25μmにも至ってい
る。
In each of the lasers No. 1 and No. 2 in Table 1, the imaging spot diameter is 14 μm.
The spot diameter at a distance of μm is 19 for laser type No. 1.
μm, and reaches 25 μm for laser type No. 2.

【0028】すなわち、10μmの光軸方向のずれが、
画質に多大な影響を及ぼすことになる。
That is, a shift of 10 μm in the optical axis direction is as follows.
This will have a significant effect on image quality.

【0029】これに対して、本実施の形態では、図2に
示される如く、集光光学系16の配置(相対位置)を演
算によって求めている。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the arrangement (relative position) of the condensing optical system 16 is obtained by calculation.

【0030】図2において、まず、ニヤフィールドパタ
ーンとファーフィールドパターンとの関係を近軸で考え
ると、(1)式及び(2)で表すことができる。
In FIG. 2, when the relationship between the near field pattern and the far field pattern is first considered on a paraxial axis, it can be expressed by equations (1) and (2).

【0031】 W1=2α11・・・・(1) θ1=d1/2f1・・・(2) ここで、W1:ファーフィールパターン位置の径寸法(垂
直方向) α1:半導体レーザの拡がり角度(半角) f1:コリメートレンズ28の焦点距離 θ1:ファーフィールドパターン位置からの発散角度(半
角) d1:半導体レーザ活性層幅(ニヤフィールドパターン
位置からの発散角度(半角) である。
W 1 = 2α 1 f 1 ... (1) θ 1 = d 1 / 2f 1 ... (2) where W 1 is the diameter of the far-feel pattern position (vertical direction) α 1 : Spread angle (half angle) of semiconductor laser f 1 : Focal length of collimating lens 28 θ 1 : Divergence angle (half angle) from far field pattern position d 1 : Semiconductor laser active layer width (divergence angle from near field pattern position (half angle) Half-width).

【0032】また、ニヤフィールドパターン像について
は、(3)式及び(4)式で表すことができる。
The near-field pattern image can be expressed by the following equations (3) and (4).

【0033】d2=(f2/f2)d2・・・(3) α2=(f2/f2)α2・・・(4) ここで、d2:ニヤフィールドパターン像のサイズ f2:第1の結像レンズ32の焦点距離 である。D 2 = (f 2 / f 2 ) d 2 (3) α 2 = (f 2 / f 2 ) α 2 (4) where d 2 is the near field pattern image Size f 2 : focal length of the first imaging lens 32

【0034】さらに、ファーフィールパターン像は、倍
率をmとした場合に簡単な近軸レンズ公式により、(5)
式乃至(8)式のように表すことができる。
Further, the fur-feel pattern image can be expressed by a simple paraxial lens formula when the magnification is m, as shown in (5)
Expressions (8) to (8) can be used.

【0035】W2=m×W2・・・(5) m=f2/(a−f2)・・・(6) θ2=(1/m)θ1・・・(7) b=(1+m)f2・・・(8) ここで、W2:ファーフィールドパターン像のサイズ θ2:ファーフィールドパターン像の発散角(半角) θ1:ファーフィールドパターン位置での発散角(半角) である。W 2 = m × W 2 (5) m = f 2 / (af 2 ) (6) θ 2 = (1 / m) θ 1 (7) b = (1 + m) f 2 (8) where, W 2 : the size of the far field pattern image θ 2 : the divergence angle (half angle) of the far field pattern image θ 1 : the divergence angle (half angle) at the far field pattern position ).

【0036】前記(1)式乃至(8)式に基づいて、ニヤ
フィールドパターン像のサイズと、ファーフィールドパ
ターン像のサイズとが一致する条件(d2=W2)は、
(3)式及び(5)式より、 (f2/f1)d1=m×W1・・・(9) 又、(1)式より、(9)式は、 m×W1=m×2α11・・・(10) よって、(9)式及び(10)式より、 m=(f2/f1 2)(d1/2α1)・・・(11) とすることができる。
Based on the above equations (1) to (8), the condition (d 2 = W 2 ) that the size of the near-field pattern image matches the size of the far-field pattern image is as follows:
From the expressions (3) and (5), (f 2 / f 1 ) d 1 = m × W 1 (9) Also, from the expression (1), the expression (9) is expressed as follows: m × W 1 = m × 2α 1 f 1 ··· ( 10) Therefore, the (9) from the equation and the equation (10), m = (f 2 / f 1 2) (d 1 / 2α 1) ··· (11) be able to.

【0037】この(11)式から、図2に示すファーフィ
ールドパターン位置(アパーチャ30の配置位置)から
第1の結像レンズ32までの距離aを求める場合、a=
b/mであるので、aは、(12)式で表すことができ
る。
When the distance a from the far field pattern position (position of the aperture 30) shown in FIG. 2 to the first imaging lens 32 is obtained from the equation (11), a = a
Since b / m, a can be expressed by the equation (12).

【0038】 a=f2×(1+m)/m=(1+1/m)×f2・・・(12) この(12)式と、前記(11)式とから、 a=f2+f1 2×(2α1/d1)・・・(13) これにより、コリメートレンズ28の焦点距離f1、第
1の結像レンズの焦点距離f2が分かっているので、全
ての集光光学系16の位置が定まる。
A = f 2 × (1 + m) / m = (1 + 1 / m) × f 2 (12) From the equation (12) and the equation (11), a = f 2 + f 1 2 × (2α 1 / d 1 ) (13) Since the focal length f1 of the collimator lens 28 and the focal length f2 of the first imaging lens are known, all the condensing optical systems 16 Is determined.

【0039】なお、前記ニヤフィールドパターン像と、
ファーフィールドパターン像との距離は、図2に示され
る如く、m×f2で表すことができる。したがって、(1
1)式より、 m×f2=(f2/f1 2)(d1/2α1)×f2 =(f2/f12×(d1/2α1)・・・(14) 以下に第1の実施の形態の作用を説明する。
The near-field pattern image:
The distance from the far field pattern image can be represented by m × f 2 as shown in FIG. Therefore, (1
From the equation (1), m × f 2 = (f 2 / f 1 2 ) (d 1 / 2α 1 ) × f 2 = (f 2 / f 1 ) 2 × (d 1 / 2α 1 ) (14) Hereinafter, the operation of the first embodiment will be described.

【0040】画像情報に応じて変調され、半導体レーザ
LDの活性層22より出力されたレーザビームLは、コ
リメートレンズ28によって平行光束とされた後、第1
の結像レンズ32によってニアフィールドパターン像及
びファーフィールドパターン像が形成される。このニア
フィールドパターン像及びファーフィールドパターン像
が第2の結像レンズ34によって所定のスポット径とさ
れ、フィルムF上に結像する。
The laser beam L modulated according to the image information and output from the active layer 22 of the semiconductor laser LD is converted into a parallel light beam by the
A near-field pattern image and a far-field pattern image are formed by the imaging lens 32. The near-field pattern image and the far-field pattern image have a predetermined spot diameter by the second imaging lens 34 and are formed on the film F.

【0041】この第2の結像レンズ34の集光位置は、
前記第1の結像レンズ32と同様にニヤフィールドパタ
ーン像とファーフィールドパターン像とが形成され、そ
の中間位置にドラム14に巻き付けられたフィルムFが
位置決めされているため、フィルムF上に最適なスポッ
ト径で画像情報に基づいて画像が記録される。このと
き、ドラム14は主走査方向に回転し(図1のX方向)、
露光ヘッド12が副走査方向に移動(図1のY方向)す
ることにより、フィルムFの所定の画像領域に画像が形
成される。
The focusing position of the second imaging lens 34 is
A near-field pattern image and a far-field pattern image are formed as in the case of the first imaging lens 32, and the film F wound around the drum 14 is positioned at an intermediate position between them. An image is recorded based on the image information with the spot diameter. At this time, the drum 14 rotates in the main scanning direction (X direction in FIG. 1),
As the exposure head 12 moves in the sub-scanning direction (Y direction in FIG. 1), an image is formed on a predetermined image area of the film F.

【0042】ここで、本実施の形態では、半導体レーザ
LD、コリメートレンズ28、アパーチャ30、及び第
1の結像レンズ32の位置を所定の演算式によって設定
し、図2に示すニヤフィールドパターン像のサイズd2
=ファーフィールドパターン像のサイズW2としている
ため、この間のスポット径が連続的に一定となる。この
ため、例えば、ドラム14が偏心して回転することによ
るぶれ、露光ヘッド12の移動方向とドラム14の回転
軸との平行度のずれ、等に起因する結像位置の光軸方向
のずれが生じても、このずれが前記ニヤフィールドパタ
ーン像とファーフィールドパターン像までの距離の範囲
内であれば、スポット径が一定であるため、画像記録に
何ら影響がなくなる。
In this embodiment, the positions of the semiconductor laser LD, the collimating lens 28, the aperture 30, and the first imaging lens 32 are set by a predetermined arithmetic expression, and the near-field pattern image shown in FIG. Size d2
== the size of the far field pattern image W2, so that the spot diameter during this period is continuously constant. For this reason, for example, a blur due to the eccentric rotation of the drum 14, a shift in the parallelism between the moving direction of the exposure head 12 and the rotation axis of the drum 14, and a shift in the image forming position in the optical axis direction are caused. However, if this deviation is within the range of the distance between the near-field pattern image and the far-field pattern image, the spot diameter is constant, and there is no effect on image recording.

【0043】すなわち、多少のメカ的な誤差があって
も、この誤差に起因する画質の低下を、光学的に補償す
ることができる。
That is, even if there is some mechanical error, it is possible to optically compensate for the deterioration of the image quality caused by this error.

【0044】以下の表2には、表1で適用したレーザ種
No.1の半導体レーザとして2例(No.1−A、N
o.1−B)を挙げ、本実施の形態に記載した演算式に
基づいて集光光学系16を配置したときのスポット径の
変化等を示している。なお、表2には併せて図2の集光
光学系16の各変数の実際の数値(記号及び単位を含
む)を列挙した。
Table 2 below shows two examples (No. 1-A, N) of the semiconductor laser of laser type No. 1 applied in Table 1.
o.1-B) shows a change in spot diameter when the condensing optical system 16 is arranged based on the arithmetic expression described in the present embodiment. Note that Table 2 also lists actual numerical values (including symbols and units) of each variable of the condensing optical system 16 in FIG.

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】なお、上記表2において、NFPはニヤフ
ィールドパターンを意味し、FFPはファーフィールド
パターンを意味する(以下同じ)。
In Table 2, NFP means a near field pattern, and FFP means a far field pattern (the same applies hereinafter).

【0047】この表2に示される如く、何れの半導体レ
ーザであっても、NFP像のサイズと、FFP像のサイ
ズが100μmで一致しており、集光光学系16の位置
は目的を達成している。
As shown in Table 2, the size of the NFP image coincides with the size of the FFP image at 100 μm in any of the semiconductor lasers, and the position of the condensing optical system 16 achieves the purpose. ing.

【0048】後は所望のスポット径にすればよく、これ
を第2の結像レンズが担っている。結果として、スポッ
ト径は14μmとなり、レーザ種No.1では焦点深度
を28μm、レーザ種No.2では焦点深度を50μm
とすることができ、この寸法の範囲内での実焦点位置に
対するフィルムFとの相対位置ずれを許容することがで
きる。
After that, the spot diameter may be set to a desired value, and this is carried by the second imaging lens. As a result, the spot diameter was 14 μm, and the laser type No. No. 1 has a depth of focus of 28 μm and laser type No. In case 2, the depth of focus is 50μm
And a relative displacement with respect to the actual focus position with respect to the film F within the range of this dimension can be allowed.

【0049】このように、本実施の形態では、高出力の
ブロードエリア型の半導体レーザ(BLD)を用い、こ
のBLDの欠点である活性層の幅広が起因となる焦点深
度を浅さを集光光学系16の相対位置関係のみで解消
し、単純な構成(集光光学系16)で焦点深度を深くす
ることができる。
As described above, in the present embodiment, a high-output broad-area semiconductor laser (BLD) is used, and the depth of focus, which is a drawback of the BLD due to the wide active layer, is condensed to a shallow depth. This can be solved only by the relative positional relationship of the optical system 16, and the depth of focus can be increased with a simple configuration (light collecting optical system 16).

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る集光光学
系及び画像記録装置は、安定したスポット径で焦点深度
を深くすることができ、かつ光量低下を防止することが
できるという優れた効果を有する。
As described above, the condensing optical system and the image recording apparatus according to the present invention have an excellent effect that the depth of focus can be deepened with a stable spot diameter and the light quantity can be prevented from lowering. Having.

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

【図1】本発明の実施の形態に係るレーザ記録装置の露
光ヘッド部を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an exposure head section of a laser recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の光学系の側面図である。FIG. 2 is a side view of the optical system of FIG.

【図3】ブロードエリア型の半導体の構造を示す斜視図
である。
FIG. 3 is a perspective view showing a structure of a broad area type semiconductor.

【符号の説明】 10 レーザ記録装置 12 露光ヘッド 14 ドラム 16 集光光学系 28 コリメートレンズ 30 アパーチャ 32 第1の結像レンズ F 記録フィルム LD 半導体レーザDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser recording device 12 Exposure head 14 Drum 16 Condensing optical system 28 Collimating lens 30 Aperture 32 First imaging lens F Recording film LD Semiconductor laser

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C362 AA03 AA48 CB66 2H045 AG09 BA02 CB24 2H052 BA02 BA06 BA13 5F073 AA03 AA61 AB27 BA04 BA09 EA18 EA19 EA20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2C362 AA03 AA48 CB66 2H045 AG09 BA02 CB24 2H052 BA02 BA06 BA13 5F073 AA03 AA61 AB27 BA04 BA09 EA18 EA19 EA20

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コリメートレンズの一方側の焦点位置に
ブロードエリア型の半導体レーザを配置し、前記半導体
レーザから出力される光を当該コリメートレンズによっ
て平行光にし、このコリメートレンズの他方側の焦点距
離となる位置のファーフィールドパターンを結像レンズ
によって結像して、ファーフィールドパターン像を形成
した場合に、 このファーフィールドパターン像のスポット径と、前記
ファーフィールドパターン像と結像レンズとの間に結像
するニヤフィールドパターン像のスポット径が一致する
ように、前記半導体レーザ、コリメートレンズ及び結像
レンズの相対位置を決定する、ことを特徴とする集光光
学系。
1. A broad area type semiconductor laser is arranged at a focal position on one side of a collimating lens, and light output from the semiconductor laser is made parallel by the collimating lens, and a focal length on the other side of the collimating lens. When a far-field pattern image is formed by forming a far-field pattern image by an imaging lens, a spot diameter of the far-field pattern image and a distance between the far-field pattern image and the imaging lens. A condensing optical system, wherein relative positions of the semiconductor laser, the collimating lens, and the imaging lens are determined so that spot diameters of the formed near-field pattern images match.
【請求項2】 前記ファーフィールドパターン位置に、
光束の周囲を遮光するアパーチャを配置したことを特徴
とする請求項1記載の集光光学系。
2. In the far field pattern position,
2. The light-converging optical system according to claim 1, wherein an aperture for shielding the periphery of the light beam is arranged.
【請求項3】 記録媒体に露光ヘッドから出力される光
ビームを案内し、この光ビームと前記記録媒体との相対
的移動により、前記光ビームを前記記録媒体に対して主
走査及び副走査することによって画像を記録する場合
に、複数の光ビームを同時に主走査する画像記録装置で
あって、 前記露光ヘッドが、 ブロードエリア型の半導体レーザと、 この半導体レーザが一方側の焦点位置に配設され、半導
体レーザから出力される光を平行光とするコリメートレ
ンズと、 前記コリメートレンズから出力される平行光を結像する
結象レンズと、を有し、 前記結像レンズによって形成されたファーフィールドパ
ターン像のスポット径と、前記ファーフィールドパター
ン像と結像レンズとの間に結像するニヤフィールドパタ
ーン像のスポット径が一致するように、前記半導体レー
ザ、コリメートレンズ及び結像レンズが所定の位置に配
置されている、ことを特徴とする画像記録装置。
3. A light beam output from an exposure head is guided to a recording medium, and the light beam is main-scanned and sub-scanned with respect to the recording medium by a relative movement between the light beam and the recording medium. An image recording apparatus for simultaneously performing main scanning with a plurality of light beams when recording an image, wherein the exposure head includes a broad area type semiconductor laser, and the semiconductor laser is disposed at a focal position on one side. A collimating lens that converts the light output from the semiconductor laser into parallel light; and an imaging lens that forms an image of the parallel light output from the collimating lens; and a far field formed by the imaging lens. The spot diameter of the pattern image matches the spot diameter of the near-field pattern image formed between the far-field pattern image and the imaging lens. As the semiconductor laser, a collimator lens and the imaging lens is disposed at a predetermined position, that the image recording apparatus characterized.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005099054A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Coherent light source and optical device
JP2007027471A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Fuji Xerox Co Ltd Semiconductor laser device and light transmitting device using the same
US8592713B2 (en) 2007-05-11 2013-11-26 Sony Corporation Irradiating apparatus, semiconductor device manufacturing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and display device manufacturing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005099054A1 (en) * 2004-04-09 2005-10-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Coherent light source and optical device
US7463664B2 (en) 2004-04-09 2008-12-09 Panasonic Corporation Coherent light source and optical device
JP2007027471A (en) * 2005-07-19 2007-02-01 Fuji Xerox Co Ltd Semiconductor laser device and light transmitting device using the same
US8592713B2 (en) 2007-05-11 2013-11-26 Sony Corporation Irradiating apparatus, semiconductor device manufacturing apparatus, semiconductor device manufacturing method, and display device manufacturing method

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