JP2706983B2 - 焦点調節機構を備えた走査光学装置 - Google Patents
焦点調節機構を備えた走査光学装置Info
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- JP2706983B2 JP2706983B2 JP12623689A JP12623689A JP2706983B2 JP 2706983 B2 JP2706983 B2 JP 2706983B2 JP 12623689 A JP12623689 A JP 12623689A JP 12623689 A JP12623689 A JP 12623689A JP 2706983 B2 JP2706983 B2 JP 2706983B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光源からの光束を走査して画像記録などの作
業を被照射体上で行なう走査光学装置に関し、特に、自
動焦点調節可能な走査光学装置に関する。
業を被照射体上で行なう走査光学装置に関し、特に、自
動焦点調節可能な走査光学装置に関する。
［従来の技術］ 従来、感光体上の光スポットの結像状態を調整する機
構を備えた走査光学装置としては、プラスチックレンズ
が温度により性能変化したときにこれを補正する機構を
備えたものが特開昭60-100113号公報に開示されてい
る。この例では、走査光束の一部をミラーで取り出して
感光体上の光スポットの焦点ずれを検出し、その検出値
に対応する量だけレンズを光軸方向に移動して焦点合わ
せをしている。
構を備えた走査光学装置としては、プラスチックレンズ
が温度により性能変化したときにこれを補正する機構を
備えたものが特開昭60-100113号公報に開示されてい
る。この例では、走査光束の一部をミラーで取り出して
感光体上の光スポットの焦点ずれを検出し、その検出値
に対応する量だけレンズを光軸方向に移動して焦点合わ
せをしている。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来例では、感光体上の有効走査領域外
からの光束しか利用できないので、有効走査領域内の任
意の位置においてそこからの光束を利用して直接的にそ
の位置の焦点ずれを検出するとが出来ず、焦点を有効走
査領域内で正確に合わせる事は困難であった。
からの光束しか利用できないので、有効走査領域内の任
意の位置においてそこからの光束を利用して直接的にそ
の位置の焦点ずれを検出するとが出来ず、焦点を有効走
査領域内で正確に合わせる事は困難であった。
従って、本発明の目的は、上記従来例の課題を解決
し、被照射体上の有効走査領域内の任意の位置で光スポ
ットの集光状態の調節が可能な構成を有する走査光学装
置を提供する事にある。
し、被照射体上の有効走査領域内の任意の位置で光スポ
ットの集光状態の調節が可能な構成を有する走査光学装
置を提供する事にある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成する為の本発明においては、光源から
の光束で被照射体を走査して画像形成などの所定作業を
行ない、この被照射体からの光を用いて被照射体上の走
査光束の集光状態を調節する自動焦点調節機構が設けら
れ、そして上記所定作業を行なう為の走査光束の波長と
上記自動焦点調節の為の走査光束の波長とが異ならされ
ている。
の光束で被照射体を走査して画像形成などの所定作業を
行ない、この被照射体からの光を用いて被照射体上の走
査光束の集光状態を調節する自動焦点調節機構が設けら
れ、そして上記所定作業を行なう為の走査光束の波長と
上記自動焦点調節の為の走査光束の波長とが異ならされ
ている。
［作用］ 上記構成の本発明による走査光学装置では、画像形成
などの所定作業を行なう為の光束の波長と自動焦点調節
の為の光束の波長とが異なっているので、被照射体を、
一方の波長の光でのみ所定作業が行なわれ様に構成して
おけば、両者の波長の光束を、重ねたり或いは主走査方
向に多少ずらして被照射体上に同時に走査させる事がで
きる。
などの所定作業を行なう為の光束の波長と自動焦点調節
の為の光束の波長とが異なっているので、被照射体を、
一方の波長の光でのみ所定作業が行なわれ様に構成して
おけば、両者の波長の光束を、重ねたり或いは主走査方
向に多少ずらして被照射体上に同時に走査させる事がで
きる。
従って、被照射体上の有効走査領域内の任意の位置
で、上記所定作業を行なわない他方の波長の光を用いて
直接的に自動焦点調節を行なうことができ、この機能が
確実かつ高精度になる。
で、上記所定作業を行なわない他方の波長の光を用いて
直接的に自動焦点調節を行なうことができ、この機能が
確実かつ高精度になる。
［実施例］ 第１図はポリゴン走査型記録装置である本発明の第１
実施例を示す図である。同図において、１は波長λ1と
波長λ2（λ1≠λ2）のレーザー光を出射する半導体レ
ーザー光源でありL1とL2は各レーザー光の出射点、２は
半導体レーザー１を結像光学系の光軸方向に移動させる
為のアクチュエータ、３は波長λ1と波長λ2で色消にな
っているレーザー光結像光学系、４は回転ポリゴンミラ
ー、５は波長λ1の光に感度があり波長λ2の光に感度が
ない感光体、S1とS2は感光体５上に結像したレーザー光
スポットであり夫々波長がλ1とλ2の光のものである。
実施例を示す図である。同図において、１は波長λ1と
波長λ2（λ1≠λ2）のレーザー光を出射する半導体レ
ーザー光源でありL1とL2は各レーザー光の出射点、２は
半導体レーザー１を結像光学系の光軸方向に移動させる
為のアクチュエータ、３は波長λ1と波長λ2で色消にな
っているレーザー光結像光学系、４は回転ポリゴンミラ
ー、５は波長λ1の光に感度があり波長λ2の光に感度が
ない感光体、S1とS2は感光体５上に結像したレーザー光
スポットであり夫々波長がλ1とλ2の光のものである。
また、６はCCDやMOS等の撮像素子７上にスポットS2を
結像する為の結像光学系である。
結像する為の結像光学系である。
上記構成において、半導体レーザー１の出射点L1から
出射した波長λ1のレーザー光は結像光学系３を通過
し、ポリゴンミラー４により反射、偏向されて感光体５
上にスポットS1を形成すると共に矢印の方向に走査され
る。
出射した波長λ1のレーザー光は結像光学系３を通過
し、ポリゴンミラー４により反射、偏向されて感光体５
上にスポットS1を形成すると共に矢印の方向に走査され
る。
同様に、半導体レーザー１の出射点L2から出射した波
長λ2のレーザー光は、結像光学系３を通過し、ポリゴ
ンミラー４により偏向されて感光体５上を矢印の方向に
走査される。感光体５は波長λ1の光には感度があるが
波長λ2の光には感度がないので、スポットS1の光だけ
が感光体５上に記録される。
長λ2のレーザー光は、結像光学系３を通過し、ポリゴ
ンミラー４により偏向されて感光体５上を矢印の方向に
走査される。感光体５は波長λ1の光には感度があるが
波長λ2の光には感度がないので、スポットS1の光だけ
が感光体５上に記録される。
一方、感光体５上に記録されずそこで反射されたスポ
ットS2の光は結像光学系６を介して撮像素子７に導か
れ、そこでスポット径が検出される。このスポット径が
最小または設定した値になる様に、フィードバックルー
プFBを介して撮像素子７からアクチュエータ２に信号が
加えられる。
ットS2の光は結像光学系６を介して撮像素子７に導か
れ、そこでスポット径が検出される。このスポット径が
最小または設定した値になる様に、フィードバックルー
プFBを介して撮像素子７からアクチュエータ２に信号が
加えられる。
結像光学系３は波長λ1と波長λ2の２色の光に対して
色消になっているので、スポットS2のスポット径が最小
または設定値になる様に、アクチュエータ２で、半導体
レーザー１の光軸方向の位置の調整を行なうとスポット
S1のスポット径も最小または設定値になり、記録用スポ
ットS1を常に最適状態ないし合焦状態に保つことが出来
る。
色消になっているので、スポットS2のスポット径が最小
または設定値になる様に、アクチュエータ２で、半導体
レーザー１の光軸方向の位置の調整を行なうとスポット
S1のスポット径も最小または設定値になり、記録用スポ
ットS1を常に最適状態ないし合焦状態に保つことが出来
る。
本実施例では、スポットS2のスポット径の検出位置
を、主走査線上の任意の位置に設定できるので、その位
置でのスポット径を直接検出できてそして制御する事が
できる。
を、主走査線上の任意の位置に設定できるので、その位
置でのスポット径を直接検出できてそして制御する事が
できる。
撮像素子７からの信号に応じて半導体レーザー１を移
動させるアクチュエータ２としては、板バネを加振する
方法、スクリューを用いる方法、圧電材料やリニアモー
タを用いる方法等のうち適当なものを用いればよい。
動させるアクチュエータ２としては、板バネを加振する
方法、スクリューを用いる方法、圧電材料やリニアモー
タを用いる方法等のうち適当なものを用いればよい。
また、本実施例では、結像光学系３として色消光学系
を用いているが、色消にする必要は必ずしもなく、単色
用光学系を用いても、レーザーの出射点L1とL2の光軸方
向の位置を射出光の波長に応じて一定量ずらせば同様の
効果が得られる。
を用いているが、色消にする必要は必ずしもなく、単色
用光学系を用いても、レーザーの出射点L1とL2の光軸方
向の位置を射出光の波長に応じて一定量ずらせば同様の
効果が得られる。
光学系の構成についても、第１実施例ではｆθレンズ
を用いないポスト−オブジェクティブ走査光学系となっ
ているが、ｆθレンズを用いたプリ−オブジェクティブ
走査光学系であっても良い。また、ポリゴンミラー４の
回転軸の倒れが生じても光スポットが同一走査線上に結
像される様にする所謂倒れ補正光学系としてもよい。
を用いないポスト−オブジェクティブ走査光学系となっ
ているが、ｆθレンズを用いたプリ−オブジェクティブ
走査光学系であっても良い。また、ポリゴンミラー４の
回転軸の倒れが生じても光スポットが同一走査線上に結
像される様にする所謂倒れ補正光学系としてもよい。
更に、第１実施例では、２つの半導体レーザーの出射
点L1とL2を結像光学系の光軸に直交する方向に離した構
成になっていたが、出射点L1とL2を同一光軸上に配して
も良い。
点L1とL2を結像光学系の光軸に直交する方向に離した構
成になっていたが、出射点L1とL2を同一光軸上に配して
も良い。
光源についても、２波長の光を出射するアレイレーザ
ーを用いる他に、波長λ1と波長λ2の光を射出する夫々
独立した半導体レザーを組合わせて用いても良い。
ーを用いる他に、波長λ1と波長λ2の光を射出する夫々
独立した半導体レザーを組合わせて用いても良い。
次に、第２図に沿って第２実施例（ドラム走査型記録
装置）を説明する。同図において、13は波長λ1とλ2で
色消がなされた色消コリメート光学系、14は半透膜鏡、
15は光軸方向に移動可能で波長λ1とλ2に対して色消が
なされた色消結像光学系、５′は主走査方向（第２図左
右方向である副走査方向に直交する方向）に回転するド
ラムの感光面で波長λ1の光に感度があり波長λ2の光を
拡散反射するもの、16は構成要素６、７、14、15、16を
保持する手段で副走査方向に移動可能なものである。第
１図と同符号のものは同機能の要素を示す。
装置）を説明する。同図において、13は波長λ1とλ2で
色消がなされた色消コリメート光学系、14は半透膜鏡、
15は光軸方向に移動可能で波長λ1とλ2に対して色消が
なされた色消結像光学系、５′は主走査方向（第２図左
右方向である副走査方向に直交する方向）に回転するド
ラムの感光面で波長λ1の光に感度があり波長λ2の光を
拡散反射するもの、16は構成要素６、７、14、15、16を
保持する手段で副走査方向に移動可能なものである。第
１図と同符号のものは同機能の要素を示す。
第２実施例において、レーザー光源１の出射点L1から
出射する波長λ1のレーザー光は色消コリメート光学系1
3を通過して平行光となり、半透膜鏡７で第２図上方に
折り曲げられた後、色消結像光学系15によって感光体面
５′上にスポットS1を形成し記録を行なう。
出射する波長λ1のレーザー光は色消コリメート光学系1
3を通過して平行光となり、半透膜鏡７で第２図上方に
折り曲げられた後、色消結像光学系15によって感光体面
５′上にスポットS1を形成し記録を行なう。
一方、レーザー光源１の出射点L2から出射する波長λ
2のレーザービームは、同じくコリメート光学系13で平
行光とされ、半透膜鏡14で折り曲げられた後、結像光学
系15によって感光面５′上にスポットS2を形成する。感
光体５′は波長λ2の光に感度を持たないので、スポッ
トS2は記録されず、波長λ2の光束は感光面５′上で拡
散反射され、その拡散光は色消結像光学系15と半透膜鏡
14と結像光学系６とを通過して、結像光学系６の波長λ
2の光に対する焦点面上に配置された検出器７上にスポ
ットを形成する。
2のレーザービームは、同じくコリメート光学系13で平
行光とされ、半透膜鏡14で折り曲げられた後、結像光学
系15によって感光面５′上にスポットS2を形成する。感
光体５′は波長λ2の光に感度を持たないので、スポッ
トS2は記録されず、波長λ2の光束は感光面５′上で拡
散反射され、その拡散光は色消結像光学系15と半透膜鏡
14と結像光学系６とを通過して、結像光学系６の波長λ
2の光に対する焦点面上に配置された検出器７上にスポ
ットを形成する。
検出器７は波長λ2の光に感度を持つ検出器であるの
で、波長λ2の光スポットのピーク強度またはスポット
径を検知でき、ここで検出されたスポットの情報に基づ
いて色消結像光学系15が光軸方向に動かされてスポット
S2の集光状態が最適化される。
で、波長λ2の光スポットのピーク強度またはスポット
径を検知でき、ここで検出されたスポットの情報に基づ
いて色消結像光学系15が光軸方向に動かされてスポット
S2の集光状態が最適化される。
第１実施例と同様に、結像光学系15は色消光学系であ
るので、スポットS2のピント合わせを行なえば同時に記
録スポットS1のピントも合うことになる。
るので、スポットS2のピント合わせを行なえば同時に記
録スポットS1のピントも合うことになる。
本実施例においても、第１実施例と同じ様に、光学系
13は色消にせずに出射点L1とL2を光軸方向にずらした
り、レーザー光源を独立した２つのレーザーの組合わせ
としたりすることができる。
13は色消にせずに出射点L1とL2を光軸方向にずらした
り、レーザー光源を独立した２つのレーザーの組合わせ
としたりすることができる。
また、検出器７の配置位置も第２図の位置に限定され
ず、他の適当な位置でもよい。
ず、他の適当な位置でもよい。
次に、第３図に拠って第３実施例（ドラム走査型記録
装置）を説明する。第３実施例では、波長λ1のビーム
出射点L1と波長λ2のビーム出射点L2は、色消でないコ
リメート光学系23の各々の波長に対する焦点位置に配置
されている。出射点L1とL2を出射した波長λ1とλ2のビ
ームは半透膜鏡24で合成され、コリメート光学系23を通
過して平行ビームとなり、ミラー25で方向を第３図上方
に90度変えられ、光軸方向に移動可能で波長λ1とλ2の
光に対して色消が成された色消結像光学系26を通過して
感光体５′上の同じ位置にスポットS1とスポットS2を形
成する。
装置）を説明する。第３実施例では、波長λ1のビーム
出射点L1と波長λ2のビーム出射点L2は、色消でないコ
リメート光学系23の各々の波長に対する焦点位置に配置
されている。出射点L1とL2を出射した波長λ1とλ2のビ
ームは半透膜鏡24で合成され、コリメート光学系23を通
過して平行ビームとなり、ミラー25で方向を第３図上方
に90度変えられ、光軸方向に移動可能で波長λ1とλ2の
光に対して色消が成された色消結像光学系26を通過して
感光体５′上の同じ位置にスポットS1とスポットS2を形
成する。
感光体５′は波長λ1の光に感度があり、波長λ2の光
を拡散反射する性質を持つので、スポットS1は感光体
５′上に記録されスポットS2からは拡散反射光が生じ
る。この波長λ2の反射光は、今度は逆の経路を辿り、
色消結像光学系26、ミラー25、コリメート光学系23を介
して、半透膜鏡27で反射され、コリメート光学系23の波
長λ2の光に対する焦点面上に配置された波長λ2の光に
対して感度を持つ検出器７上に結像される。
を拡散反射する性質を持つので、スポットS1は感光体
５′上に記録されスポットS2からは拡散反射光が生じ
る。この波長λ2の反射光は、今度は逆の経路を辿り、
色消結像光学系26、ミラー25、コリメート光学系23を介
して、半透膜鏡27で反射され、コリメート光学系23の波
長λ2の光に対する焦点面上に配置された波長λ2の光に
対して感度を持つ検出器７上に結像される。
色消結像光学系26の焦点位置と検出器７の位置とは波
長λ2の光に関して共役であるから、感光体５′が色消
結像光学系26の焦点位置からずれた場合には検出器７上
の結像スポットのスポット径が広がるかスポットのピー
ク強度が低くなり、従ってこの検出信号に基づいてこの
結像スポットが最適化される様に色消結像光学系15を光
軸方向に移動させる。波長λ2のビームに対してスポッ
トの集光状態が最適化されれば記録用の波長λ1のビー
ムも合焦状態になるので、こうして記録スポットS1を合
焦状態に保つことが出来る。
長λ2の光に関して共役であるから、感光体５′が色消
結像光学系26の焦点位置からずれた場合には検出器７上
の結像スポットのスポット径が広がるかスポットのピー
ク強度が低くなり、従ってこの検出信号に基づいてこの
結像スポットが最適化される様に色消結像光学系15を光
軸方向に移動させる。波長λ2のビームに対してスポッ
トの集光状態が最適化されれば記録用の波長λ1のビー
ムも合焦状態になるので、こうして記録スポットS1を合
焦状態に保つことが出来る。
続いて、自動焦点調節用ビームと記録用ビームを１光
源からの光束から作り出す実施例について説明する。こ
の種の実施例では、装置により小型化され、更に、記録
用と焦点調節用のスポットが被照射体上の同一の位置で
容易に形成されうる為、記録用のスポットを合焦させる
為のアクチュエータ用のメモリ容量が少なくて済む。
源からの光束から作り出す実施例について説明する。こ
の種の実施例では、装置により小型化され、更に、記録
用と焦点調節用のスポットが被照射体上の同一の位置で
容易に形成されうる為、記録用のスポットを合焦させる
為のアクチュエータ用のメモリ容量が少なくて済む。
第４実施例（ドラム走査型記録装置）を示す第４図に
おいて、31は波長λ2のレーザービームを出射するレー
ザー光源、32は薄膜導波路型非線形光学素子、33はミラ
ー、34はダイクロイックミラーである。
おいて、31は波長λ2のレーザービームを出射するレー
ザー光源、32は薄膜導波路型非線形光学素子、33はミラ
ー、34はダイクロイックミラーである。
本実施例では、レーザー光源31からのビームが光学系
35を介して光学素子32に導かれ、高調波発生層32bを通
るレーザー光はそこを通る間にその第２高調波（波長λ
1）が非線形型光学結晶基板32aと層32bの界面から所定
の角度で結晶基板32a中に放射され、その後この第２高
調波はほぼ平行光として結晶基板32a外に放出され、他
方、第２高調波に変換されなかった基本波（波長λ2）
は層32b外に放射され、コリメート光学系36によりほぼ
平行光とされる。
35を介して光学素子32に導かれ、高調波発生層32bを通
るレーザー光はそこを通る間にその第２高調波（波長λ
1）が非線形型光学結晶基板32aと層32bの界面から所定
の角度で結晶基板32a中に放射され、その後この第２高
調波はほぼ平行光として結晶基板32a外に放出され、他
方、第２高調波に変換されなかった基本波（波長λ2）
は層32b外に放射され、コリメート光学系36によりほぼ
平行光とされる。
ほぼ平行光とされた基本波はそのままダイクロイック
ミラー34に入射する一方、第２高調波はミラー33で反射
されてダイクロイックミラー34に導かれ、ダイクロイッ
クミラー34で両波は光軸を合わせられ、結像光学系37を
介して、矢印の方向に回転している感光体38上にスポッ
トを形成する。
ミラー34に入射する一方、第２高調波はミラー33で反射
されてダイクロイックミラー34に導かれ、ダイクロイッ
クミラー34で両波は光軸を合わせられ、結像光学系37を
介して、矢印の方向に回転している感光体38上にスポッ
トを形成する。
感光体38は基本波と第２高調波のいずれかのスポット
のみを記録し、他の焦点調節用ビームを反射し、この拡
散反射光は結像光学系39を介してCCDやMOS等の撮像素子
40に導かれそこでスポット径が検出される。この検出結
果に基づいて、フィードバックループFBを介してアクチ
ュエータ41が作動し、レーザー光線31の位置を調整して
感光体38上の記録用スポットが最適化される。その他の
点については前記実施例と同様なことが言いうる。尚、
42は記録情報に応じてレーザー光源31を駆動する為の変
調信号発生器である。
のみを記録し、他の焦点調節用ビームを反射し、この拡
散反射光は結像光学系39を介してCCDやMOS等の撮像素子
40に導かれそこでスポット径が検出される。この検出結
果に基づいて、フィードバックループFBを介してアクチ
ュエータ41が作動し、レーザー光線31の位置を調整して
感光体38上の記録用スポットが最適化される。その他の
点については前記実施例と同様なことが言いうる。尚、
42は記録情報に応じてレーザー光源31を駆動する為の変
調信号発生器である。
本実施例において、感光体ドラム38の内面よりビーム
を照射しても良く、またいずれの波長のビームを記録用
として用いるかは感光体38の感度特性、装置の設計、非
線形光学素子32の変換効率などを考慮して決定すればよ
い。ただ、第２高調波は比較的波長（λ1）が小さいの
でこれを記録用に使用すると解像度が高められ、また、
基本波は比較的高出力である為これを記録用とする高ス
ピードな記録ができる。
を照射しても良く、またいずれの波長のビームを記録用
として用いるかは感光体38の感度特性、装置の設計、非
線形光学素子32の変換効率などを考慮して決定すればよ
い。ただ、第２高調波は比較的波長（λ1）が小さいの
でこれを記録用に使用すると解像度が高められ、また、
基本波は比較的高出力である為これを記録用とする高ス
ピードな記録ができる。
次に、第５図に沿って第５実施例（ポリゴン走査型記
録装置）を説明する。同図において、52は非線形光学素
子が入っている光ファイバーであり、レーザー光源51よ
り出射されたレーザー光（波長λ2）が光学系53を介し
て光ファイバー52を通過し、ここからの基本波（波長λ
2）と高調波（波長λ1）が共に光学系54とｆθレンズ55
で集光され、ポリゴンミラー56で主走査方向に走査され
ガルバノミラー57で反射されて感光体58上に照射され
る。ガルバノミラー57は駆動系59により動かされてスポ
ットを感光体58上で副走査方向に走査する役目を果た
す。
録装置）を説明する。同図において、52は非線形光学素
子が入っている光ファイバーであり、レーザー光源51よ
り出射されたレーザー光（波長λ2）が光学系53を介し
て光ファイバー52を通過し、ここからの基本波（波長λ
2）と高調波（波長λ1）が共に光学系54とｆθレンズ55
で集光され、ポリゴンミラー56で主走査方向に走査され
ガルバノミラー57で反射されて感光体58上に照射され
る。ガルバノミラー57は駆動系59により動かされてスポ
ットを感光体58上で副走査方向に走査する役目を果た
す。
記録に用いない波長λ2（或はλ1）のビームは感光体
58で反射され、色消結像光学系60、半透膜鏡61、結像光
学系62を通過して、波長λ2（或はλ1）に対する焦点面
上に配置された検出器63上にスポットを形成する。検出
器63は波長λ2（或はλ1）の光に感度を持ち、感光体58
上のスポットのピーク強度またはスポット径を検知でき
る機能を備えるので、これによる検知信号がアクチュエ
ータ64に送られてスポットの集光状態の最適化が行なわ
れる。
58で反射され、色消結像光学系60、半透膜鏡61、結像光
学系62を通過して、波長λ2（或はλ1）に対する焦点面
上に配置された検出器63上にスポットを形成する。検出
器63は波長λ2（或はλ1）の光に感度を持ち、感光体58
上のスポットのピーク強度またはスポット径を検知でき
る機能を備えるので、これによる検知信号がアクチュエ
ータ64に送られてスポットの集光状態の最適化が行なわ
れる。
本実施例において、ガルバノミラー57を介さずにポリ
ゴンミラー56からのビームを直接感光体58に導いても良
く、この場合感光体58は副走査方向に動かされる。
ゴンミラー56からのビームを直接感光体58に導いても良
く、この場合感光体58は副走査方向に動かされる。
ここで、上記非線形光学素子、すなわち非線形光学材
料を利用したレーザー光の変調について説明する。
料を利用したレーザー光の変調について説明する。
レーザー光源を非線形光学効果を用いて波長変換する
ことにより、基本波ωと波長変換されたωmを得ること
が出来、その結果大出力短波長レーザーを小型の装置で
得ることが可能となり、同時に（ｍ−１）個の波長を得
ることも可能となる。
ことにより、基本波ωと波長変換されたωmを得ること
が出来、その結果大出力短波長レーザーを小型の装置で
得ることが可能となり、同時に（ｍ−１）個の波長を得
ることも可能となる。
本発明で用いる非線形光学効果とは、下式（１）で示
されるところの物質の非線形分極においてX(n)（ｎ≧
２）で表現されるところの非線形感受率を用いたもので
ある。
されるところの物質の非線形分極においてX(n)（ｎ≧
２）で表現されるところの非線形感受率を用いたもので
ある。
Ｐ＝εox(1)Ｅ＋εox(2)E2＋εox(3)E3＋ ・・・・・（１） 前記非線形感受率x(2)、x(3)・・x(n)を用いた非線形光
学効果として代表的なものは光第ｎ高調波発生がある。
これは、周波数ωのレーザー光を前記非線形感受率x(n)
を有する化合物へ照射したときに周波数ｎω（ｎ≧２）
で示される光第ｎ高調波が発生する現象である。すなわ
ち基本となるレーザー光の短波長化が可能となる。
学効果として代表的なものは光第ｎ高調波発生がある。
これは、周波数ωのレーザー光を前記非線形感受率x(n)
を有する化合物へ照射したときに周波数ｎω（ｎ≧２）
で示される光第ｎ高調波が発生する現象である。すなわ
ち基本となるレーザー光の短波長化が可能となる。
このような非線形感受率において特に重要なものとし
て２次非線形感受率x(2)と３次非線形感受率x(3)があ
る。４次以上の非線形感受率はその大きさが極めて小さ
い為、実用には適さない。
て２次非線形感受率x(2)と３次非線形感受率x(3)があ
る。４次以上の非線形感受率はその大きさが極めて小さ
い為、実用には適さない。
２次非線形感受率 光第２高調波発生 ω＋ω→２ω 和・差周波発生 ω1±ω1→ω3 光パラメトリック発振 ω3→ω1＋ω2 ３次非線形感受率 光第３高調波発生 ω＋ω＋ω→３ω 四光波混合 ω1±ω2±ω3→ω4 電場誘起光第２高調波発生 ω＋ω＋０→２ω 三光波混合 −ω1−ω1＋ω2→ω3−２ω1 誘導ブリルアン、ラマン散乱 このような非線形感受率を有する化合物としては次に示
すようなものがある。
すようなものがある。
無機結晶 LiNbo3、KDP、LiIO3、ADP、等 有機結晶 尿素、α−レゾルシノール、ｍ−ニトロアニ
リン、３−メチル−４−ニトロピリジン−１−オキサイ
ド、等 高分子 ポリフッ化ビニリデン、ポリ（シアン化ビニ
リデン−酢酸ビニル）等 高分子組成物 ポリオキシエチレン中にｐ−ニトロアニ
リンを溶解させたもの、ポリ−ε−カプロラクタム中に
ｐ−ニトロアニリンを溶解させたもの 液晶 デシルオキシベンジリデンアニリド−２−
メチルブチル−シンナメート、ベンチルオキシシアノビ
フェニル などがある。
リン、３−メチル−４−ニトロピリジン−１−オキサイ
ド、等 高分子 ポリフッ化ビニリデン、ポリ（シアン化ビニ
リデン−酢酸ビニル）等 高分子組成物 ポリオキシエチレン中にｐ−ニトロアニ
リンを溶解させたもの、ポリ−ε−カプロラクタム中に
ｐ−ニトロアニリンを溶解させたもの 液晶 デシルオキシベンジリデンアニリド−２−
メチルブチル−シンナメート、ベンチルオキシシアノビ
フェニル などがある。
レーザー光を前記非線形光学材料へ入射し、非線形光
学効果により波長変換を行なうためには、入射する基本
レーザー光と波長変換された光が干渉して減衰しないよ
うに位相整合を行なう必要がある。位相整合の方法とし
ては下記に示すようなものがあり、素子形態に応じて適
した方法が選択される。
学効果により波長変換を行なうためには、入射する基本
レーザー光と波長変換された光が干渉して減衰しないよ
うに位相整合を行なう必要がある。位相整合の方法とし
ては下記に示すようなものがあり、素子形態に応じて適
した方法が選択される。
単結晶もしくはバルク材料において屈折率の異方性
を用いる、 光ファイバー、光導波路においてモードの差を用い
る、 光ファイバー、光導波路においてチェレンコフ放射
を用いる、 薄膜素子において２次元位相整合を用いる。
を用いる、 光ファイバー、光導波路においてモードの差を用い
る、 光ファイバー、光導波路においてチェレンコフ放射
を用いる、 薄膜素子において２次元位相整合を用いる。
例えば、１軸性結晶もしくは１軸性バルク材料におい
て屈折率の異方性を用いて位相整合をとることが可能で
ある。光学主軸とのなす角をθnとし、常光線に対する
屈曲率をno、異常光線に対する屈折率をneとしたとき、
光第２高調波発生においてne＜noであれば下記式
（３）、（４）のいずれかを満たせば位相整合が可能で
ある。
て屈折率の異方性を用いて位相整合をとることが可能で
ある。光学主軸とのなす角をθnとし、常光線に対する
屈曲率をno、異常光線に対する屈折率をneとしたとき、
光第２高調波発生においてne＜noであれば下記式
（３）、（４）のいずれかを満たせば位相整合が可能で
ある。
光ファイバー、光導波路においては、TEモードとTMモ
ードの見かけの屈折率が一致する膜厚もしくは径を選択
することによって位相整合が可能である。
ードの見かけの屈折率が一致する膜厚もしくは径を選択
することによって位相整合が可能である。
チェエンコフ放射においては、ωとωnの周波数にお
いて位相速度に一致する角度θへ波長変換光が放射され
る。
いて位相速度に一致する角度θへ波長変換光が放射され
る。
以上のようにして構成された素子は、レーザーパワー
密度、位相整合長、非線形感受率等によって決まる変換
効率で基本レーザー光を波長変換する。このとき基本レ
ーザー光も波長変換光と同時に取り出すことが可能であ
り、これによって本発明において使用できるレーザー光
が多波長化される。
密度、位相整合長、非線形感受率等によって決まる変換
効率で基本レーザー光を波長変換する。このとき基本レ
ーザー光も波長変換光と同時に取り出すことが可能であ
り、これによって本発明において使用できるレーザー光
が多波長化される。
次に、第４、５実施例における基本波発生用のレーザ
ー光線31、51を例示する。
ー光線31、51を例示する。
基本レーザー光として利用できるものとしてはYAGレ
ーザー（波長1.064μｍ）、ルビーレーザー（690nm）、
Nd3+：ガラスレーザー（1.054〜1.062μｍ）、カラーセ
ンターレーザー、イオン添加結晶レーザー（700〜2200n
m）等の固体レーザー、He−Neレーザー（633nm）、Xeレ
ーザー（2.03μｍ）、Ar+レーザー（488、515nm）、Kr+
レーザー（647nm）、HFレーザー（2.6〜33μｍ）、ヨウ
素レーザー（1.32μｍ）等の基本レーザー、色素レーザ
ー（0.3〜1.6μｍ）、半導体レーザー（0.7〜1.5μｍ）
等がある。これらの中で半導体レーザーは、変調が容易
でありかつ非常に小型であることから、本発明の記録装
置に適している。
ーザー（波長1.064μｍ）、ルビーレーザー（690nm）、
Nd3+：ガラスレーザー（1.054〜1.062μｍ）、カラーセ
ンターレーザー、イオン添加結晶レーザー（700〜2200n
m）等の固体レーザー、He−Neレーザー（633nm）、Xeレ
ーザー（2.03μｍ）、Ar+レーザー（488、515nm）、Kr+
レーザー（647nm）、HFレーザー（2.6〜33μｍ）、ヨウ
素レーザー（1.32μｍ）等の基本レーザー、色素レーザ
ー（0.3〜1.6μｍ）、半導体レーザー（0.7〜1.5μｍ）
等がある。これらの中で半導体レーザーは、変調が容易
でありかつ非常に小型であることから、本発明の記録装
置に適している。
次に、以上の各実施例における感光体の材料として
は、電子写真用光電導材料、例えば、Se、ZnO、CdS、Cd
Se、ZnS、ZnSe、Bi2O3、TiO2、Siなどの無機光電導材
料、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリ
ビニルアントラセンなどの有機光電導材料や、銀塩感光
材料例えばハロゲン化銀の微結晶粒子をゼラチン中に分
散した湿式銀塩感光材料及び製版材料、ハロゲン化銀、
ベヘン酸銀、ベンゾトリアゾール銀などの非感光性の有
機銀塩と還元剤を主成分とした乾式銀塩感光材料などを
用いることができる。
は、電子写真用光電導材料、例えば、Se、ZnO、CdS、Cd
Se、ZnS、ZnSe、Bi2O3、TiO2、Siなどの無機光電導材
料、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリ
ビニルアントラセンなどの有機光電導材料や、銀塩感光
材料例えばハロゲン化銀の微結晶粒子をゼラチン中に分
散した湿式銀塩感光材料及び製版材料、ハロゲン化銀、
ベヘン酸銀、ベンゾトリアゾール銀などの非感光性の有
機銀塩と還元剤を主成分とした乾式銀塩感光材料などを
用いることができる。
第１乃至第３実施例において、例えば、記録波長λ1
としてλ1＝680nm、自動焦点調節用波長λ2としてλ2＝
780nmを使用する場合に好適な感光体は下記のように製
造することができた。暗室下、キシレン60部、ｎ−ブタ
ノール60部にベヘン酸３部を溶解させた後、ベヘン酸銀
５部を加え、ホモミキサーを用いて、6000rpm10分間分
散した。これに臭化銀1.5部、ポリビニルブチラール８
部を加え１時間撹拌した。その後、フタラジノン１部を
加え、30℃に加温し、30分間撹拌した。続いて、スミラ
イザーMDP（住友化学製）3.9部を加え乳剤を得た。
としてλ1＝680nm、自動焦点調節用波長λ2としてλ2＝
780nmを使用する場合に好適な感光体は下記のように製
造することができた。暗室下、キシレン60部、ｎ−ブタ
ノール60部にベヘン酸３部を溶解させた後、ベヘン酸銀
５部を加え、ホモミキサーを用いて、6000rpm10分間分
散した。これに臭化銀1.5部、ポリビニルブチラール８
部を加え１時間撹拌した。その後、フタラジノン１部を
加え、30℃に加温し、30分間撹拌した。続いて、スミラ
イザーMDP（住友化学製）3.9部を加え乳剤を得た。
これを、70μｍのTiO2処理したPETに、アプリケータ
ーを用いて乾燥塗布厚７μｍになるように塗布し感光層
を設けた。さらに、この上に下記構造の色素5mgをメタ
ノール10mlにとかした溶液を塗布、乾燥した。
ーを用いて乾燥塗布厚７μｍになるように塗布し感光層
を設けた。さらに、この上に下記構造の色素5mgをメタ
ノール10mlにとかした溶液を塗布、乾燥した。
これに、ポリビニルアルコール層を膜厚３〜４μｍに
なるように塗布し、画像形成体を得た。
なるように塗布し、画像形成体を得た。
このようにして作られた感光体の分光感度はほぼ第６
図のような特性を示し、記録波長λ1には感度を持つが
自動焦点調節用波長λ2には感度を持たないので、本発
明の実施に好適である。
図のような特性を示し、記録波長λ1には感度を持つが
自動焦点調節用波長λ2には感度を持たないので、本発
明の実施に好適である。
尚、上記の例においては感光体の性質上、焦点調節用
のλ2＝780nmのレーザービームのパワーは低いほうが好
ましい。
のλ2＝780nmのレーザービームのパワーは低いほうが好
ましい。
［発明の効果］ 以上説明した様に、自動焦点調節機能を有する画像記
録装置などの走査光学装置において、記録などの所定作
業を被照射体上で行う光の波長と自動焦点調節に用いる
光の波長を異ならせることにより、任意の走査位置での
自動焦点調節が可能になると共に、所定作業用ビームが
オフの状態のときでも自動焦点調節が可能となる構成に
成しうる。
録装置などの走査光学装置において、記録などの所定作
業を被照射体上で行う光の波長と自動焦点調節に用いる
光の波長を異ならせることにより、任意の走査位置での
自動焦点調節が可能になると共に、所定作業用ビームが
オフの状態のときでも自動焦点調節が可能となる構成に
成しうる。
また、所定作業用ビームは、画像信号などにより常時
変調されることがあるが、焦点調節用光を常時発光させ
る様に構成しておけば欠落なく連続してまた被照射体上
の任意の位置で焦点調節することができる。
変調されることがあるが、焦点調節用光を常時発光させ
る様に構成しておけば欠落なく連続してまた被照射体上
の任意の位置で焦点調節することができる。
更に、波長の異なる所定作業用ビームと自動焦点調節
用ビームを、単一光源と非線形光学素子との組合わせで
作り出す様に構成すれば、より小型の装置とすることが
できる。
用ビームを、単一光源と非線形光学素子との組合わせで
作り出す様に構成すれば、より小型の装置とすることが
できる。
第１図は本発明の第１実施例の構成図、第２図は第２実
施例の構成図、第３図は第３実施例の構成図、第４図は
第４実施例の構成図、第５図は第５実施例の構成図、第
６図は感光体の一例の分光感度を示す図である。 １、31、51……レーザー光源、２、41、64……アクチュ
エータ、４、56……ポリゴンミラー、５、５′、38、58
……感光体、７、40、63……検出器、３、15、26、37、
54、55……色消結像光学系、32……非線形光学素子、34
……ダイクロイックミラー、52……光ファイバー型非線
形光学素子
施例の構成図、第３図は第３実施例の構成図、第４図は
第４実施例の構成図、第５図は第５実施例の構成図、第
６図は感光体の一例の分光感度を示す図である。 １、31、51……レーザー光源、２、41、64……アクチュ
エータ、４、56……ポリゴンミラー、５、５′、38、58
……感光体、７、40、63……検出器、３、15、26、37、
54、55……色消結像光学系、32……非線形光学素子、34
……ダイクロイックミラー、52……光ファイバー型非線
形光学素子
Claims (9)
- 【請求項１】光束で被照射体を走査して所定作業を行な
う走査光学装置において、該被照射体からの光を用いて
被照射体上の走査光束の集光状態を調節する自動焦点調
節機構を備え、上記所定作業を行なう為の光束の波長と
上記自動焦点調節の為の光束の波長とが異なっている事
を特徴とする走査光学装置。 - 【請求項２】上記異なる波長の２つの光束は夫々異なる
出射点から出射される請求項１記載の走査光学装置。 - 【請求項３】前記異なる出射点は光束を結像する光学系
の光軸と直交する方向にずれて配置されている請求項２
記載の走査光学装置。 - 【請求項４】前記異なる出射点は光束を結像する光学系
の光軸方向にずれて配置されている請求項２記載の走査
光学装置。 - 【請求項５】前記異なる波長の２つの光束は単一光源と
非線形光学素子により作り出される請求項１記載の走査
光学装置。 - 【請求項６】前記非線形光学素子は薄膜導波路型である
請求項５記載の走査光学装置。 - 【請求項７】前記非線形光学素子はファイバー型である
請求項５記載の走査光学装置。 - 【請求項８】上記異なる波長の２つの光束は色消結像光
学系を介して被照射体上に導かれる請求項１記載の走査
光学装置。 - 【請求項９】前記被照射体は異なる波長の２つの光束の
うちの一方にのみ感度を有する感光体である請求項１記
載の走査光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12623689A JP2706983B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 焦点調節機構を備えた走査光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12623689A JP2706983B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 焦点調節機構を備えた走査光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02304515A JPH02304515A (ja) | 1990-12-18 |
| JP2706983B2 true JP2706983B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=14930160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12623689A Expired - Fee Related JP2706983B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 焦点調節機構を備えた走査光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706983B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5212500A (en) * | 1991-03-15 | 1993-05-18 | Eastman Kodak Company | Writing beam focusing utilizing light of a different wavelength |
| JPH05173087A (ja) * | 1991-06-26 | 1993-07-13 | Asahi Optical Co Ltd | 自動焦点走査式光学装置 |
| JP4312535B2 (ja) * | 2003-08-06 | 2009-08-12 | シャープ株式会社 | パターン露光装置 |
| GB0802944D0 (en) | 2008-02-19 | 2008-03-26 | Rumsby Philip T | Apparatus for laser processing the opposite sides of thin panels |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP12623689A patent/JP2706983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02304515A (ja) | 1990-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |