JP2006053438A

JP2006053438A - Scanning exposure apparatus

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Publication number: JP2006053438A
Application number: JP2004236086A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Morimoto; 美範森本; Tei Masuda; 禎増田; Takeshi Tanabe; 剛田辺; Kiyoshi Kondo; 潔近藤; Yoichi Suzuki; 陽一鈴木; Kenichi Saito; 賢一斉藤
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2006-02-23

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning exposure apparatus which increases the sharpness of a recorded image. <P>SOLUTION: Green (G) laser light 8b emitted from a laser light source 12 is modulated in intensity when passing through an acoustic optical modulation element (AOM) 24, reflected on a flat mirror 26, and a polygon mirror 29 is irradiated with the laser light. The polygon mirror 29 is rotating in the clockwise direction C, reflects the G laser light 8b and scans and exposes a photoreceptor 5 in a main scanning direction X with the G laser light 8b. AOM 24 is driven by an AOM driver 32, and a transducer 24b transmits the acoustic wave flux of an ultrasonic waves in a crystal body 24a in the direction P approximately perpendicular to the propagation direction of the G laser light 8b. The G laser light 8b is diffracted when passing through the acoustic wave flux and is emitted as a primary diffracted light. The projected direction P"in which the propagation direction P of the acoustic wave flux 33 is virtually projected on the photoreceptor 5 is substantially reversed to the main scanning direction X, thus the sharpness of a recorded image is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像濃度に応じて変調されたレーザ光を感光体上に走査露光する走査露光装置に関するものである。 The present invention relates to a scanning exposure apparatus that scans and exposes a photosensitive member with laser light modulated in accordance with image density.

画像データの記録を行う写真プリンタとして、レーザ光を使用するレーザプリンタが知られている。レーザプリンタでは、シート状の感光体を副走査方向に搬送しながら、これに垂直な主走査方向にレーザ光を走査露光する。感光体には、例えば銀塩感材が使用され、走査露光が行われた感光体には画像が潜像として記録され、現像されることにより画像が顕在化する。 Laser printers that use laser light are known as photographic printers that record image data. In a laser printer, a sheet-shaped photosensitive member is conveyed in the sub-scanning direction, and laser light is scanned and exposed in a main scanning direction perpendicular thereto. For example, a silver salt sensitive material is used for the photoreceptor, and an image is recorded as a latent image on the photoreceptor subjected to scanning exposure, and the image becomes apparent when developed.

このようなレーザプリンタに用いられる走査露光装置は、赤、緑、青の各色のレーザ光を発生する光源を備えており、カラー画像データに基づいて色ごとにレーザ光を変調し、変調されたレーザ光をポリゴンミラーによって主走査方向に偏向して走査露光を行うとともに、感光体を副走査方向に搬送する。 The scanning exposure apparatus used in such a laser printer includes a light source that generates laser light of each color of red, green, and blue, and modulates the laser light for each color based on color image data. Laser light is deflected in the main scanning direction by a polygon mirror to perform scanning exposure, and the photosensitive member is conveyed in the sub-scanning direction.

このような走査露光装置において、例えば、赤色レーザ光及び青色レーザ光の光源には、半導体レーザが用いられ、緑色レーザ光の光源には、半導体レーザ励起型固体レーザに２次高周波発生（ＳＨＧ：Second Harmonic Generation）素子を組み合わせて使用したＳＨＧレーザが用いられる。上記半導体レーザでは、電流を制御したり（強度変調）、デューティを制御したり（パルス幅変調）することで画像濃度に応じた変調が可能であるが、ＳＨＧレーザでは、画像濃度に応じた変調を行うために、音響光学変調素子（ＡＯＭ：Acousto-Optic Modulator）等の外部変調器を使用している（例えば、特許文献１参照）。ＡＯＭは、音響光学回折を用いた光変調器であり、レーザ光に対して垂直方向に超音波を伝搬させ、その超音波の強度を制御することで回折光の強度を変調するものである。 In such a scanning exposure apparatus, for example, a semiconductor laser is used as a light source for red laser light and blue laser light, and a secondary high-frequency generation (SHG: SHG) is used as a light source for green laser light. A SHG laser using a combination of (Second Harmonic Generation) elements is used. In the semiconductor laser, modulation according to the image density is possible by controlling the current (intensity modulation) or controlling the duty (pulse width modulation), but in the SHG laser, the modulation according to the image density is possible. For this purpose, an external modulator such as an acousto-optic modulator (AOM) is used (see, for example, Patent Document 1). The AOM is an optical modulator that uses acousto-optic diffraction, and modulates the intensity of diffracted light by propagating ultrasonic waves in a direction perpendicular to laser light and controlling the intensity of the ultrasonic waves.

特開２００１−２８１５７７号公報JP 2001-281777 A

しかしながら、上記の走査露光装置では、ＡＯＭの超音波を伝搬させる方向についてはなんら考慮されておらず、記録画像は本来達し得る鮮鋭度（シャープネス）が達成されないことがあり、画質低下を招くといった問題がある。 However, in the above scanning exposure apparatus, no consideration is given to the direction in which the ultrasonic waves of AOM propagate, and the sharpness that can be originally achieved in the recorded image may not be achieved, resulting in a deterioration in image quality. There is.

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、記録画像の鮮鋭度を向上させることを可能とする走査露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to provide a scanning exposure apparatus that can improve the sharpness of a recorded image.

本発明の走査露光装置は、第１レーザ光を射出する第１光源と、この第１光源から射出された前記第１レーザ光の伝搬方向とほぼ垂直な方向に超音波を通過させることによって前記第１レーザ光の強度変調を行う音響光学変調素子と、この音響光学変調素子から射出された前記第１レーザ光を偏向して被走査面上の所定方向に走査する偏向器とを備えた走査露光装置において、前記被走査面上へ仮想的に投影された前記超音波の伝搬方向が、前記偏向器による前記第１レーザ光の走査方向に対して逆向きであることを特徴とする。 In the scanning exposure apparatus of the present invention, the first light source that emits the first laser light and the ultrasonic wave are passed in a direction substantially perpendicular to the propagation direction of the first laser light emitted from the first light source. Scanning comprising an acousto-optic modulation element that modulates the intensity of the first laser beam, and a deflector that deflects the first laser beam emitted from the acousto-optic modulation element and scans it in a predetermined direction on the surface to be scanned In the exposure apparatus, a propagation direction of the ultrasonic wave virtually projected onto the surface to be scanned is opposite to a scanning direction of the first laser light by the deflector.

なお、前記第１光源は、半導体レーザ励起型の固体レーザと、この固体レーザから射出されたレーザ光を波長変換する波長変換素子とからなる光源などを用いる。 As the first light source, a light source including a semiconductor laser excitation type solid-state laser and a wavelength conversion element for wavelength-converting laser light emitted from the solid-state laser is used.

また、前記第１レーザ光とは異なる波長の第２レーザ光を射出する第２光源が設けられており、前記偏向器によって前記被走査面上の前記所定方向に走査されることが好ましい。また、前記第２光源は、半導体レーザからなることが好ましい。 Preferably, a second light source that emits a second laser beam having a wavelength different from that of the first laser beam is provided, and the deflector scans in the predetermined direction on the surface to be scanned. The second light source is preferably a semiconductor laser.

また、前記第２レーザ光は、前記第２光源の駆動電流を制御することによって強度変調され、前記被走査面上における前記第２レーザ光のスポット径を、前記第１レーザ光のスポット径より小さくすることが好ましい。 In addition, the intensity of the second laser light is modulated by controlling the driving current of the second light source, and the spot diameter of the second laser light on the surface to be scanned is set to be greater than the spot diameter of the first laser light. It is preferable to make it small.

さらに、前記第２レーザ光は、前記第２光源の駆動電流を制御することによって強度変調され、前記被走査面上における前記第２レーザ光のスポット径と前記第１レーザ光のスポット径とをほぼ等しくしたまま、前記第２レーザ光を変調する画像信号パルスのデューティを、前記第１レーザ光を変調する画像信号パルスのデューティより小さくすることも好ましい。 Further, the intensity of the second laser light is modulated by controlling the driving current of the second light source, and the spot diameter of the second laser light and the spot diameter of the first laser light on the surface to be scanned are determined. It is also preferable that the duty of the image signal pulse that modulates the second laser light is made smaller than the duty of the image signal pulse that modulates the first laser light while being substantially equal.

本発明の走査露光装置は、被走査面上へ仮想的に投影された超音波の伝搬方向が、偏向器によるレーザ光の走査方向に対してほぼ逆向きとなるようにしたので、被走査面上に走査露光される１画素分の積分光量分布が走査方向に関して狭小化され、記録画像の鮮鋭度が向上する。 In the scanning exposure apparatus of the present invention, the propagation direction of the ultrasonic wave virtually projected onto the surface to be scanned is almost opposite to the scanning direction of the laser beam by the deflector. The integrated light amount distribution for one pixel that is scanned and exposed is narrowed in the scanning direction, and the sharpness of the recorded image is improved.

図１は、レーザプリンタ２を示す概略図であり、レーザプリンタ２は、各種画像処理を行う画像処理部３、走査露光装置４、シート状の感光体５を搬送する搬送ローラ６、搬送ローラ６を駆動するモータ７などからなる。画像処理部３には、写真フイルムのフイルム画像をＣＣＤスキャナで読み取ることによって得られた画像データや、デジタルカメラの撮影での撮影によって得られた画像データが入力される。画像処理部３は、入力された画像データに対して補正等の各種画像処理を行って、記録用画像データとして走査露光装置４へ出力する。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a laser printer 2. The laser printer 2 includes an image processing unit 3 that performs various image processing, a scanning exposure device 4, a conveyance roller 6 that conveys a sheet-like photoconductor 5, and a conveyance roller 6. The motor 7 etc. which drive The image processing unit 3 receives image data obtained by reading a film image of a photographic film with a CCD scanner and image data obtained by photographing with a digital camera. The image processing unit 3 performs various image processing such as correction on the input image data, and outputs the image data to the scanning exposure apparatus 4 as recording image data.

走査露光装置４は、詳しくは後述するが、赤、緑、青の各色に対応したレーザ光８ａ〜８ｃを発振する複数のレーザ光源を備えており、画像処理部３から入力された記録用画像データに応じて変調したレーザ光を感光体５に照射するとともに、主走査方向Ｘ（図２参照）に走査露光を行う。感光体５は、シート状であり、赤色（Ｒ）レーザ光８ａに感光する赤色感光層５ａ、緑色（Ｇ）レーザ光８ｂに感光する緑色感光層５ｂ、青色（Ｂ）レーザ光８ｃに感光する青色感光層５ｃが順に支持体５ｄ上に積層されている。 As will be described in detail later, the scanning exposure apparatus 4 includes a plurality of laser light sources that oscillate laser beams 8 a to 8 c corresponding to the respective colors of red, green, and blue, and a recording image input from the image processing unit 3. The photosensitive member 5 is irradiated with laser light modulated according to data, and scanning exposure is performed in the main scanning direction X (see FIG. 2). The photoconductor 5 is in the form of a sheet and is sensitive to a red photosensitive layer 5a that is sensitive to red (R) laser light 8a, a green photosensitive layer 5b that is sensitive to green (G) laser light 8b, and a blue (B) laser light 8c. A blue photosensitive layer 5c is sequentially laminated on the support 5d.

搬送ローラ６は、モータ７によって駆動され、感光体５を主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに一定速度で搬送する。このように、感光体５は、副走査方向Ｙ（図２参照）に搬送されながら、走査露光装置４によって主走査方向Ｘに振られたレーザ光８ａ〜８ｃが照射され、１ラインずつ露光が行われる。なお、感光体５は、レーザプリンタ２によって走査露光されて、画像が潜像として各感光層５ａ〜５ｃに記録された後、現像されることにより画像が顕在化される。 The transport roller 6 is driven by a motor 7 and transports the photosensitive member 5 at a constant speed in the sub-scanning direction Y orthogonal to the main scanning direction X. As described above, the photosensitive member 5 is irradiated with the laser beams 8a to 8c swayed in the main scanning direction X by the scanning exposure device 4 while being conveyed in the sub-scanning direction Y (see FIG. 2). Done. The photosensitive member 5 is scanned and exposed by the laser printer 2, and an image is recorded on each of the photosensitive layers 5a to 5c as a latent image, and then developed, whereby the image becomes visible.

図３は、走査露光装置４の構成を示す。走査露光装置４は、レーザ光源１１〜１３を備えている。レーザ光源１１は、例えば波長が６８０ｎｍのＲレーザ光８ａを射出するＲ半導体レーザ１４と、その射出側に配置された集光レンズ１５とからなる。同様に、レーザ光源１３は、例えば波長が４１０ｎｍのＢレーザ光８ｃを射出するＢ半導体レーザ１６と、その射出側に配置された集光レンズ１７とからなる。Ｒ半導体レーザ１４及びＢ半導体レーザ１６の発振を直接オン／オフするとともに、駆動電流を制御することで、Ｒレーザ光８ａ及びＢレーザ光８ｃはそれぞれ変調される。 FIG. 3 shows the configuration of the scanning exposure apparatus 4. The scanning exposure apparatus 4 includes laser light sources 11 to 13. The laser light source 11 includes, for example, an R semiconductor laser 14 that emits an R laser beam 8a having a wavelength of 680 nm, and a condenser lens 15 disposed on the emission side. Similarly, the laser light source 13 includes, for example, a B semiconductor laser 16 that emits B laser light 8c having a wavelength of 410 nm, and a condenser lens 17 disposed on the emission side. By directly turning on / off the oscillation of the R semiconductor laser 14 and the B semiconductor laser 16 and controlling the drive current, the R laser beam 8a and the B laser beam 8c are modulated, respectively.

レーザ光源１２は、半導体レーザ１８、その射出側に配置された集光レンズ１９、及びレーザ結晶（レーザ活性媒質）２０で構成される半導体レーザ励起型固体レーザ２１と、その射出側に配置された波長変換素子としての２次高周波発生（ＳＨＧ）素子２２とを組み合わせてなるＳＨＧレーザである。半導体レーザ励起型固体レーザ２１は、例えば波長が１０６４ｎｍのレーザ光を射出する。ＳＨＧ素子２２は、半導体レーザ励起型固体レーザ２１から入射されたらレーザ光を半分の波長に変換し、波長が５３２ｎｍのＧレーザ光８ｂを射出する。 The laser light source 12 includes a semiconductor laser 18, a semiconductor laser excitation type solid-state laser 21 including a condensing lens 19 disposed on the emission side, and a laser crystal (laser active medium) 20, and an emission side thereof. The SHG laser is a combination of a secondary high frequency generation (SHG) element 22 as a wavelength conversion element. The semiconductor laser excitation type solid-state laser 21 emits laser light having a wavelength of 1064 nm, for example. The SHG element 22 converts the laser beam into a half wavelength when it is incident from the semiconductor laser excitation type solid-state laser 21, and emits a G laser beam 8b having a wavelength of 532 nm.

レーザ光源１２の射出側には、集光レンズ２３及び、詳しくは後述する、外部変調器としての音響光学変調素子（ＡＯＭ）２４が順に配置されている。レーザ光源１２から射出されたＧレーザ光８ｂは、集光レンズ２３を介してＡＯＭ２４に入射すると音響光学効果が作用して回折が生じ、強度が変調されるとともに回折光として射出される。ＡＯＭ２４から射出された回折光のうち、１次回折光以外の回折光を遮蔽する遮蔽板２５が設けられている。遮蔽板２５によって１次回折光のみが選択的にＡＯＭ２４から射出される。 On the emission side of the laser light source 12, a condenser lens 23 and an acousto-optic modulation element (AOM) 24 as an external modulator, which will be described in detail later, are sequentially arranged. When the G laser light 8b emitted from the laser light source 12 enters the AOM 24 via the condenser lens 23, the acoustooptic effect acts to cause diffraction, and the intensity is modulated and emitted as diffracted light. A shielding plate 25 that shields diffracted light other than the first-order diffracted light out of the diffracted light emitted from the AOM 24 is provided. Only the first-order diffracted light is selectively emitted from the AOM 24 by the shielding plate 25.

レーザ光源１１，１３及びＡＯＭ２４の射出側には、平面ミラー２６が配置されており、レーザ光源１１，１３から射出されたＲ及びＢレーザ光８ａ，８ｃ、ＡＯＭ２４の１次回折光として射出されたＧレーザ光８ｂは、平面ミラー２６によって反射される。平面ミラー２６の射出側には、コリメータレンズ２７、シリンドリカルレンズ２８、及びポリゴンミラー（偏向器）２９が順に配置されている。 On the emission side of the laser light sources 11 and 13 and the AOM 24, a plane mirror 26 is arranged, and R and B laser light 8 a and 8 c emitted from the laser light sources 11 and 13 and G emitted as the first-order diffracted light of the AOM 24. The laser beam 8b is reflected by the plane mirror 26. A collimator lens 27, a cylindrical lens 28, and a polygon mirror (deflector) 29 are sequentially arranged on the emission side of the plane mirror 26.

平面ミラー２６によって反射された各レーザ光８ａ〜８ｃは、コリメータレンズ２７及びシリンドリカルレンズ２８を介してポリゴンミラー２９の反射面上のほぼ同一位置に照射され、反射される。ポリゴンミラー２９は図中Ｃ方向（時計回り方向）にほぼ一定の角速度で回転しており、各レーザ光８ａ〜８ｃを偏向し、感光体５に対して前述の主走査方向Ｘに走査を行う。ポリゴンミラー２９の射出側には、感光体５の露光面（被走査面）上の走査速度を補正するｆθレンズ３０、及び副走査方向Ｙ（図３では紙面に垂直方向）にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ３１が配置されている。 The laser beams 8a to 8c reflected by the plane mirror 26 are irradiated and reflected at substantially the same position on the reflection surface of the polygon mirror 29 via the collimator lens 27 and the cylindrical lens 28. The polygon mirror 29 rotates at a substantially constant angular velocity in the C direction (clockwise direction) in the figure, deflects the laser beams 8a to 8c, and scans the photosensitive member 5 in the main scanning direction X described above. . On the exit side of the polygon mirror 29, there is an fθ lens 30 that corrects the scanning speed on the exposure surface (scanned surface) of the photoconductor 5, and a lens power in the sub-scanning direction Y (perpendicular to the paper surface in FIG. 3). A cylindrical lens 31 for surface tilt correction is disposed.

ＡＯＭ２４は、図４に示すように、音響光学媒質である直方形の結晶体２４ａと、結晶体２４ａの上面に配置されたトランスデューサ２４ｂとによって構成されている。ＡＯＭ２４は、上記Ｇレーザ光８ｂが入射光として結晶体２４ａの一面から入射して、他面へ透過するように走査露光装置４内に配置されている。トランスデューサ２４ｂには、ＡＯＭドライバ３２が接続されており、ＡＯＭドライバ３２は高周波信号をトランスデューサ２４ｂへ入力する。トランスデューサ２４ｂは、入力された高周波信号に応じた周波数（数百ＭＨｚ）の超音波を生成し、この超音波を音波波束３３として結晶体２４ａ内に伝搬させる。この音波波束３３の伝搬方向は、結晶体２４ａ内の矢印Ｐで示された方向であり、Ｇレーザ光８ｂの入射方向とブラッグ条件を満たす角度で交差する。 As shown in FIG. 4, the AOM 24 includes a rectangular crystal body 24a that is an acousto-optic medium, and a transducer 24b disposed on the upper surface of the crystal body 24a. The AOM 24 is arranged in the scanning exposure apparatus 4 so that the G laser light 8b is incident as incident light from one surface of the crystal body 24a and transmitted to the other surface. An AOM driver 32 is connected to the transducer 24b, and the AOM driver 32 inputs a high frequency signal to the transducer 24b. The transducer 24b generates an ultrasonic wave having a frequency (several hundred MHz) according to the input high-frequency signal, and propagates the ultrasonic wave as a sound wave packet 33 into the crystal body 24a. The propagation direction of the acoustic wave packet 33 is the direction indicated by the arrow P in the crystal body 24a, and intersects the incident direction of the G laser light 8b at an angle satisfying the Bragg condition.

結晶体２４ａ内で音波波束３３が生成された部分は、その伝搬方向Ｐに沿って屈折率が周期的に変化している。結晶体２４ａ内に入射したＧレーザ光８ｂは、音波波束３３を横切ると、音響光学効果が作用して回折が生じ、上記高周波信号の振幅に応じた強度の回折光として結晶体２４ａから射出される。前述のように、射出された回折光のうち１次回折光のみが遮蔽板２５を通過して平面ミラー２６へ向かう。従って、Ｇレーザ光８ｂは、結晶体２４ａ内で音波波束３３を横切ったときのみ１次回折光として平面ミラー２６へ射出されることとなる。 In the portion where the acoustic wave packet 33 is generated in the crystal body 24a, the refractive index periodically changes along the propagation direction P thereof. When the G laser beam 8b that has entered the crystal body 24a crosses the acoustic wave packet 33, the acoustooptic effect acts to cause diffraction, and is emitted from the crystal body 24a as diffracted light having an intensity corresponding to the amplitude of the high-frequency signal. The As described above, of the emitted diffracted light, only the first-order diffracted light passes through the shielding plate 25 and travels toward the plane mirror 26. Therefore, the G laser beam 8b is emitted to the plane mirror 26 as the first-order diffracted light only when crossing the acoustic wave packet 33 in the crystal body 24a.

図５は、ＡＯＭ２４の音波波束３３の伝搬方向Ｐと、感光体５上でのＧレーザ光８ｂの主走査方向Ｘとの関係を簡易的に示した図である。音波波束３３の伝搬方向Ｐ、ポリゴンミラー２９の回転方向Ｃ、及び主走査方向Ｘは同図に示すような関係にある。同図中の矢印Ｐ′は、伝搬方向Ｐが平面ミラー２６で仮想的に反射された方向を示し、同図中の矢印Ｐ″は、この方向Ｐ′がポリゴンミラー２９で仮想的に反射され、感光体５に仮想的に投影された方向を示す。以下、伝搬方向Ｐと主走査方向Ｘとの関係を、投影方向Ｐ″と主走査方向Ｘとの関係によって表す。本実施形態では、伝搬方向Ｐの感光体５上への投影方向Ｐ″が主走査方向Ｘに対してほぼ逆向きになっている。 FIG. 5 is a diagram simply showing the relationship between the propagation direction P of the acoustic wave packet 33 of the AOM 24 and the main scanning direction X of the G laser light 8 b on the photosensitive member 5. The propagation direction P of the acoustic wave packet 33, the rotation direction C of the polygon mirror 29, and the main scanning direction X are in a relationship as shown in FIG. An arrow P ′ in the figure indicates the direction in which the propagation direction P is virtually reflected by the plane mirror 26, and an arrow P ″ in the figure virtually reflects the direction P ′ by the polygon mirror 29. The direction virtually projected onto the photosensitive member 5 is shown below, and the relationship between the propagation direction P and the main scanning direction X is represented by the relationship between the projection direction P ″ and the main scanning direction X. In the present embodiment, the projection direction P ″ in the propagation direction P onto the photoconductor 5 is substantially opposite to the main scanning direction X.

図６は、ＡＯＭ２４の結晶体２４ａ内において、Ｇレーザ光８ｂを音波波束３３が通過する際の様子を示す図であり、Ｇレーザ光８ｂの伝搬方向に垂直な断面における時間的変化を示す。結晶体２４ａ内に入射したＧレーザ光８ｂは、音波波束３３に重なった部分のみが変調されて１次回折光として射出される。Ｇレーザ光８ｂが部分的に変調され始めてから全てが変調されるまでの変調開始時（ｔ０〜ｔ３）に要される時間τは、音波波束３３の伝搬速度をＶ、Ｇレーザ光８ｂのビーム径をＤとしたとき、τ＝Ｄ／Ｖの関係を満たす。また、変調終了時（ｔ４〜ｔ７）の期間も同様に、時間τが要される。 FIG. 6 is a diagram showing a state in which the acoustic wave packet 33 passes through the G laser light 8b in the crystal body 24a of the AOM 24, and shows a temporal change in a cross section perpendicular to the propagation direction of the G laser light 8b. In the G laser beam 8b incident on the crystal body 24a, only the portion overlapping the acoustic wave packet 33 is modulated and emitted as first-order diffracted light. The time τ required for the modulation start (t0 to t3) from when the G laser light 8b starts to be partially modulated until the whole is modulated is V, and the propagation speed of the acoustic wave packet 33 is V and the beam of the G laser light 8b. When the diameter is D, the relationship of τ = D / V is satisfied. Similarly, the time period τ is required for the period at the end of modulation (t4 to t7).

なお、Ｇレーザ光８ｂのビーム強度が図７に示すようなガウス分布を有するとき、ビーム径Ｄは、例えば、相対強度が１／ｅ²（ｅ：自然対数の底）での分布の広がり（標準偏差σの４倍に相当する変位）と定義される。 Note that when the beam intensity of the G laser beam 8b has a Gaussian distribution as shown in FIG. 7, the beam diameter D is, for example, a spread of the distribution when the relative intensity is 1 / e ² (e: base of natural logarithm) ( A displacement corresponding to four times the standard deviation σ).

ＡＯＭ２４の結晶体２４ａ内で１つの音波波束３３により変調され、１次回折光として射出されたＧレーザ光８ｂのビーム強度は、図８に示すように時間的に変化する。ｔ０からｔ７までの経過時間が１画素当りの露光時間（１０^-7〜１０^-8ｓｅｃ程度）に相当し、この露光時間は画像信号パルス幅によって決定される。ビーム径Ｄが小さいほど、ビーム強度の立ち上がり及び立ち下がり時の応答時間τは短く、感光体５に投影されるビームの鮮鋭度は向上する。 The beam intensity of the G laser beam 8b that is modulated by one acoustic wave packet 33 in the crystal body 24a of the AOM 24 and is emitted as the first-order diffracted light changes with time as shown in FIG. The elapsed time from t0 to t7 corresponds to the exposure time per pixel (about 10 ⁻⁷ to 10 ⁻⁸ sec), and this exposure time is determined by the image signal pulse width. The smaller the beam diameter D, the shorter the response time τ when the beam intensity rises and falls, and the sharpness of the beam projected onto the photoconductor 5 improves.

感光体５の露光面は、ＡＯＭ２４の位置（回折点）と光学的に共役な関係となる位置に配置されているため、ＡＯＭ２４によって変調されたＧレーザ光８ｂは、ビーム形状が等しくそのまま露光面に投影され、露光面でのスポット径はビーム径Ｄにほぼ等しい。１画素分のＧレーザ光８ｂは、図９に示すように、主走査方向Ｘに走査されながら感光体５の露光面に投影される。図５で示したように、音波波束３３の伝搬方向Ｐ（投影方向Ｐ″）と主走査方向Ｘとが互いに逆向きとなっているため、露光面に投影されたＧレーザ光８ｂの１画素分の投影領域（図９でハッチングを施した領域）は、主走査方向Ｘに関する１画素分の走査幅Ｗ（ほぼ１画素当りの露光時間と主走査方向Ｘの走査速度との積）より狭くなる。これは、変調開始時（ｔ０〜ｔ３）には、Ｇレーザ光８ｂが部分的に変調され始めるとともに、変調部分が主走査方向Ｘの前方側に投影され、変調終了時（ｔ４〜ｔ７）には、変調部分が主走査方向Ｘの後方側に投影されるためである。 Since the exposure surface of the photoconductor 5 is disposed at a position optically conjugate with the position (diffraction point) of the AOM 24, the G laser light 8b modulated by the AOM 24 has the same beam shape and the exposure surface as it is. The spot diameter on the exposure surface is approximately equal to the beam diameter D. As shown in FIG. 9, the G laser beam 8b for one pixel is projected onto the exposure surface of the photoreceptor 5 while being scanned in the main scanning direction X. As shown in FIG. 5, since the propagation direction P (projection direction P ″) of the acoustic wave packet 33 and the main scanning direction X are opposite to each other, one pixel of the G laser light 8b projected on the exposure surface Projection area (hatched area in FIG. 9) is narrower than the scanning width W for one pixel in the main scanning direction X (almost the product of the exposure time per pixel and the scanning speed in the main scanning direction X). At the start of modulation (t0 to t3), the G laser beam 8b begins to be partially modulated, and the modulated portion is projected to the front side in the main scanning direction X, and at the end of modulation (t4 to t7). This is because the modulation portion is projected to the rear side in the main scanning direction X.

図１０は、ある特定条件下において、特定時間ごとに得られるＧレーザ光８ｂのビーム強度分布を、１画素分重ねて示したものである。図１１は、この各時間のビーム強度分布を重ね合わせて得られる１画素分の積分光量分布を示し、感光体５にはこの積分光量分布に基づいた露光が行われる。このように、レーザ光源１２から射出される１画素分のＧレーザ光８ｂは、ＡＯＭ２４での上記変調により、主走査方向Ｘに関する広がりが抑制される。 FIG. 10 shows the beam intensity distribution of the G laser beam 8b obtained every specific time under a specific condition, with one pixel overlapped. FIG. 11 shows an integrated light amount distribution for one pixel obtained by superimposing the beam intensity distributions for each time, and the photosensitive member 5 is exposed based on the integrated light amount distribution. As described above, the spread of the G laser light 8b for one pixel emitted from the laser light source 12 in the main scanning direction X is suppressed by the above modulation in the AOM 24.

Ｒレーザ光８ａ及びＢレーザ光８ｃは、それぞれＲ半導体レーザ１４及びＢ半導体レーザ１６の発振を直接オン／オフするとともに、駆動電流を制御することによって変調（直接変調）され、感光体５の露光面に投影される。露光面での各レーザ光８ａ〜８ｃのスポット径を等しくした場合、Ｇレーザ光８ｂの積分光量分布が主走査方向Ｘに関して狭小化される効果を有するのに対し、Ｒレーザ光８ａ及びＢレーザ光８ｃは、Ｒ半導体レーザ１４及びＢ半導体レーザ１６が画像信号パルス幅に基づいてオン／オフされることで露光時間の制御が行われるので、Ｒ及びＢの積分光量分布は裾が広く、Ｇレーザ光８ｂのように狭小化されることはない。 The R laser beam 8a and the B laser beam 8c are directly turned on / off the oscillation of the R semiconductor laser 14 and the B semiconductor laser 16, respectively, and modulated (directly modulated) by controlling the drive current. Projected onto a surface. When the spot diameters of the laser beams 8a to 8c on the exposure surface are made equal, the integrated light amount distribution of the G laser beam 8b has an effect of being narrowed in the main scanning direction X, whereas the R laser beam 8a and the B laser In the light 8c, since the exposure time is controlled by turning on / off the R semiconductor laser 14 and the B semiconductor laser 16 based on the image signal pulse width, the integrated light quantity distribution of R and B has a wide tail, and G The laser beam 8b is not narrowed.

このようにＲ，Ｇ，Ｂによって積分光量分布が異なると、カラー画像パターンを感光体５に露光した場合、ＧとＲ，Ｂとの間の積分光量分布の差異に起因して、現像後の色が滲むことがある。これを防止するため、走査露光装置４は、レーザ光源１１，１３に対して、強度変調あるいはパルス幅変調のいずれかを行い、Ｒ及びＢの積分光量分布を補正する。これにより色間差の低減が可能となる。 If the integrated light quantity distribution is different depending on R, G, and B in this way, when the color image pattern is exposed on the photoconductor 5, the difference in the integrated light quantity distribution between G, R, and B results in the post-development. The color may bleed. In order to prevent this, the scanning exposure apparatus 4 performs either intensity modulation or pulse width modulation on the laser light sources 11 and 13 to correct the R and B integrated light quantity distributions. Thereby, the difference between colors can be reduced.

強度変調の場合には、図１２に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色において画像信号パルスのデューティを等しく保ったまま（Ｔ１＝Ｔ２）、直接変調されるＲレーザ光８ａ及びＢレーザ光８ｃのビーム径Ｄ２を、音響光学変調されるＧレーザ光８ｂのビーム径Ｄ１より小さい適宜の値に設定される。これにより、主走査方向Ｘに関するＧの積分光量分布幅ｗ１と、Ｒ，Ｂの積分光量分布幅ｗ２とがほぼ等しくなるように補正される。 In the case of intensity modulation, as shown in FIG. 12, the R laser light 8a and the B laser light that are directly modulated while keeping the duty of the image signal pulse equal in each color of R, G, and B (T1 = T2). The beam diameter D2 of 8c is set to an appropriate value smaller than the beam diameter D1 of the G laser light 8b to be acousto-optic modulated. Thereby, the G integrated light quantity distribution width w1 in the main scanning direction X and the R, B integrated light quantity distribution width w2 are corrected so as to be substantially equal.

パルス幅変調の場合には、図１３に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色においてビーム径を等しく保ったまま（Ｄ１＝Ｄ２）、直接変調されるＲレーザ光８ａ及びＢレーザ光８ｃの画像信号パルスのデューティＴ２を、音響光学変調されるＧレーザ光８ｂの画像信号パルスのデューティＴ１より小さい適宜の値に設定される。ここで、レーザ光８ａ〜８ｃの各画像信号パルスの周波数はほぼ等しくしている。これにより、主走査方向Ｘに関するＧの積分光量分布幅ｗ１と、Ｒ，Ｂの積分光量分布幅ｗ２とがほぼ等しくなるように補正される。 In the case of pulse width modulation, as shown in FIG. 13, the R laser beam 8a and the B laser beam 8c that are directly modulated are maintained with the beam diameters being equal in each of R, G, and B colors (D1 = D2). The duty T2 of the image signal pulse is set to an appropriate value smaller than the duty T1 of the image signal pulse of the G laser light 8b to be acousto-optic modulated. Here, the frequencies of the image signal pulses of the laser beams 8a to 8c are substantially equal. Thereby, the G integrated light quantity distribution width w1 in the main scanning direction X and the R, B integrated light quantity distribution width w2 are corrected so as to be substantially equal.

次に、図１４に示すように、音波波束３３の伝搬方向Ｐ（投影方向Ｐ″）と主走査方向Ｘとを同方向にしたときの特性を、伝搬方向Ｐ（投影方向Ｐ″）と主走査方向Ｘとが逆方向である上記実施形態との比較例として説明する。伝搬方向Ｐ（投影方向Ｐ″）と主走査方向Ｘが同方向の場合、図１５に示すように、感光体５の露光面に投影されたＧレーザ光８ｂの１画素分の投影領域（図中でハッチングを施した領域）は、１画素分の走査幅Ｗとほぼ同等な広がりを有する。これは、上記実施形態とは逆に、変調開始時（ｔ０〜ｔ３）には変調部分が主走査方向の後方側に投影され、変調終了時（ｔ４〜ｔ７）には変調部分が主走査方向の前方側に投影されるためである。 Next, as shown in FIG. 14, the characteristics when the propagation direction P (projection direction P ″) of the acoustic wave packet 33 and the main scanning direction X are the same are shown as the propagation direction P (projection direction P ″) and the main direction. A description will be given as a comparative example with the above embodiment in which the scanning direction X is the reverse direction. When the propagation direction P (projection direction P ″) and the main scanning direction X are the same direction, as shown in FIG. 15, a projection area for one pixel of the G laser light 8 b projected on the exposure surface of the photosensitive member 5 (see FIG. 15). The hatched area) has a width almost equal to the scanning width W for one pixel, which is contrary to the above embodiment, in which the modulation portion is mainly at the start of modulation (t0 to t3). This is because the projection is performed on the rear side in the scanning direction, and the modulation portion is projected on the front side in the main scanning direction at the end of the modulation (t4 to t7).

これにより、図１６に示すように、音波波束３３の伝搬方向Ｐ（投影方向Ｐ″）と主走査方向Ｘとが同方向の場合は、逆方向の場合と比べ、Ｇレーザ光８ｂの主走査方向Ｘに関する１画素分の積分光量分布は裾が広がる。また、図１７は、感光体５として銀塩感材を用いて１画素分の露光を行い、現像した場合の主走査方向Ｘに関する濃度分布を示す。このように、伝搬方向Ｐ（投影方向Ｐ″）と主走査方向Ｘとが逆方向の場合は、同方向の場合と比べて、濃度分布が鋭く狭小化していることが分かる。 As a result, as shown in FIG. 16, when the propagation direction P (projection direction P ″) of the acoustic wave packet 33 and the main scanning direction X are the same, the main scanning of the G laser light 8b is compared to the case of the reverse direction. The integrated light quantity distribution for one pixel in the direction X widens, and Fig. 17 shows the density in the main scanning direction X when the photosensitive element 5 is exposed and developed for one pixel using a silver salt sensitive material. Thus, it can be seen that when the propagation direction P (projection direction P ″) is opposite to the main scanning direction X, the density distribution is sharper and narrower than in the same direction.

また、連続した複数画素の走査露光を行ったとき（例えば３００ＤＰＩの解像度とする）、図１８に示すように、伝搬方向Ｐ（投影方向Ｐ″）と主走査方向Ｘとが逆方向の場合は、同方向の場合と比べて、画素間の光量レンジに１桁程度の差が発生する。図１９は、感光体５として銀塩感材を用いて連続した複数画素の走査露光を行い、現像した場合の記録画像の主走査方向Ｘに関する濃度分布を示す。このように、伝搬方向Ｐ（投影方向Ｐ″）と主走査方向Ｘとが逆方向の場合は、同方向の場合と比べて、コントラストが高く、鮮鋭度が向上する。 Further, when scanning exposure of a plurality of continuous pixels is performed (for example, with a resolution of 300 DPI), as shown in FIG. 18, when the propagation direction P (projection direction P ″) and the main scanning direction X are opposite to each other, Compared with the case of the same direction, a difference of about one digit is generated in the light amount range between the pixels in Fig. 19. In Fig. 19, the scanning exposure of a plurality of continuous pixels is performed by using a silver salt sensitive material as the photosensitive member 5. In this case, the density distribution in the main scanning direction X of the recorded image is shown. Thus, when the propagation direction P (projection direction P ″) and the main scanning direction X are opposite, compared to the case of the same direction, Contrast is high and sharpness is improved.

上記実施形態において、Ｇレーザ光８ｂを外部変調器としてのＡＯＭ２４によって音響光学変調を行い、Ｒレーザ光８ａ及びＢレーザ光８ｃを直接変調するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、Ｒレーザ光８ａ及び／又はＢレーザ光８ｃをＡＯＭを用いて音響光学変調するようにしてもよい。 In the above embodiment, the G laser beam 8b is subjected to acousto-optic modulation by the AOM 24 as an external modulator, and the R laser beam 8a and the B laser beam 8c are directly modulated. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, the R laser beam 8a and / or the B laser beam 8c may be subjected to acousto-optic modulation using AOM.

また、上記実施形態において、Ｇレーザ光８ｂのレーザ光源１２を半導体レーザ励起型固体レーザとＳＨＧ素子とを組み合わせてなるＳＨＧレーザとし、Ｒレーザ光８ａ及びＢレーザ光８ｃのレーザ光源１１，１３を半導体レーザとして構成したが、本発明はこれに限られるものではなく、各レーザ光８ａ〜８ｃのレーザ光源として、半導体レーザ、固体レーザ、ガスレーザ等の各種レーザ光源を用いることができる。 In the above embodiment, the laser light source 12 for the G laser light 8b is an SHG laser obtained by combining a semiconductor laser excitation type solid-state laser and an SHG element, and the laser light sources 11 and 13 for the R laser light 8a and the B laser light 8c are used. Although configured as a semiconductor laser, the present invention is not limited to this, and various laser light sources such as a semiconductor laser, a solid-state laser, and a gas laser can be used as the laser light sources of the laser beams 8a to 8c.

さらに、上記実施形態において、Ｒ，Ｇ，Ｂに関する３種類のレーザ光源１１〜１３を用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、レーザ光源の数、各レーザ光の波長、及び音響光学変調するレーザ光源などは適宜変更してよい。 Further, in the above embodiment, three types of laser light sources 11 to 13 relating to R, G, and B are used. However, the present invention is not limited to this, and the number of laser light sources, the wavelength of each laser beam, and acoustics You may change suitably the laser light source etc. which carry out an optical modulation.

レーザプリンタの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a laser printer. レーザ光の主走査方向及び副走査方向を示す概略図である。It is the schematic which shows the main scanning direction and subscanning direction of a laser beam. 走査露光装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a scanning exposure apparatus. 音響光学変調素子の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an acousto-optic modulation element. 音波波束の伝搬方向とレーザ光の主走査方向との関係を簡易的に示す平面図である。It is a top view which shows simply the relationship between the propagation direction of a sound wave packet, and the main scanning direction of a laser beam. Ｇレーザ光が音響光学変調素子の音波波束によって変調される様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that G laser light is modulated by the sound wave packet of an acousto-optic modulation element. ビーム径の定義を説明する強度分布図である。It is an intensity distribution figure explaining the definition of a beam diameter. １画素分のＧレーザ光のビーム強度の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the beam intensity of the G laser beam for 1 pixel. １画素分のＧレーザ光の露光面への投影図である。It is a projection figure on the exposure surface of G laser light for 1 pixel. 特定時間ごとに得られるＧレーザ光のビーム強度分布を重ねて示した図である。It is the figure which piled up and showed the beam intensity distribution of G laser light obtained for every specific time. １画素分のＧレーザ光の積分光量分布を示す分布図である。It is a distribution map which shows the integral light quantity distribution of G laser beam for 1 pixel. Ｒ及びＢレーザ光の強度変調を説明する図である。It is a figure explaining intensity modulation of R and B laser light. Ｒ及びＢレーザ光のパルス変調を説明する図である。It is a figure explaining the pulse modulation of R and B laser light. 音波波束の伝搬方向と主走査方向とを同方向にした比較例を示す平面図である。It is a top view which shows the comparative example which made the propagation direction of the acoustic wave packet and the main scanning direction the same direction. 図１４の比較例における１画素分のＧレーザ光の露光面への投影図である。FIG. 15 is a projection view of G laser light for one pixel on an exposure surface in the comparative example of FIG. 14. １画素分のＧレーザ光の積分光量分布に関する本実施形態と比較例との差異を示す分布図である。It is a distribution diagram which shows the difference between this embodiment regarding the integrated light quantity distribution of G laser light for 1 pixel, and a comparative example. １画素分の濃度分布に関する本実施形態と比較例との差異を示す分布図である。It is a distribution diagram which shows the difference between this embodiment regarding the density distribution for 1 pixel, and a comparative example. 連続した複数画素分のＧレーザ光の積分光量分布に関する本実施形態と比較例との差異を示す分布図である。It is a distribution diagram which shows the difference of this embodiment regarding the integrated light quantity distribution of the G laser beam for several continuous pixels, and a comparative example. 連続した複数画素分の濃度分布に関する本実施形態と比較例との差異を示す分布図である。It is a distribution diagram which shows the difference between this embodiment and the comparative example regarding the density distribution for the continuous several pixels.

Explanation of symbols

２レーザプリンタ
３画像処理部
４走査露光装置
５感光体
８ａ赤色レーザ光（第２レーザ光）
８ｂ緑色レーザ光（第１レーザ光）
８ｃ青色レーザ光（第２レーザ光）
１１レーザ光源（第２光源）
１２レーザ光源（第１光源）
１３レーザ光源（第２光源）
１４赤色半導体レーザ
１６青色半導体レーザ
２１半導体レーザ励起型固体レーザ
２２２次高周波発生素子（波長変換素子）
２４音響光学変調素子
２４ａ結晶体
２４ｂトランスデューサ
２９ポリゴンミラー（偏向器）
３３音波波束
2 Laser printer 3 Image processing unit 4 Scanning exposure device 5 Photoconductor 8a Red laser beam (second laser beam)
8b Green laser beam (first laser beam)
8c Blue laser light (second laser light)
11 Laser light source (second light source)
12 Laser light source (first light source)
13 Laser light source (second light source)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Red semiconductor laser 16 Blue semiconductor laser 21 Semiconductor laser excitation type solid-state laser 22 Secondary high frequency generating element (wavelength conversion element)
24 acoustooptic modulator 24a crystal 24b transducer 29 polygon mirror (deflector)
33 Sound wave packet

Claims

The intensity of the first laser light is modulated by passing an ultrasonic wave in a direction substantially perpendicular to the propagation direction of the first laser light emitted from the first light source that emits the first laser light. In a scanning exposure apparatus comprising: an acousto-optic modulation element to be performed; and a deflector that deflects the first laser light emitted from the acousto-optic modulation element and scans it in a predetermined direction on a scanned surface
A scanning exposure apparatus, wherein a propagation direction of the ultrasonic wave virtually projected onto the surface to be scanned is opposite to a scanning direction of the first laser light by the deflector.

2. The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein the first light source comprises a semiconductor laser excitation type solid-state laser and a wavelength conversion element for wavelength-converting laser light emitted from the solid-state laser.

2. A second light source that emits a second laser beam having a wavelength different from that of the first laser beam is provided, and is scanned by the deflector in the predetermined direction on the surface to be scanned. The scanning exposure apparatus according to 1 or 2.

4. The scanning exposure apparatus according to claim 3, wherein the second light source comprises a semiconductor laser.

The intensity of the second laser light is modulated by controlling the drive current of the second light source, and the spot diameter of the second laser light on the scanned surface is made smaller than the spot diameter of the first laser light. The scanning exposure apparatus according to claim 3 or 4, wherein

The intensity of the second laser light is modulated by controlling the drive current of the second light source, and the spot diameter of the second laser light and the spot diameter of the first laser light on the scanned surface are substantially equal. 5. The scanning exposure apparatus according to claim 3, wherein the duty of the image signal pulse for modulating the second laser light is made smaller than the duty of the image signal pulse for modulating the first laser light.