JP2857459B2 - Optical scanning device - Google Patents
Optical scanning deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、光走査装置に関し、より詳細には、レーザ
プリンタにおける電気光学レンズ(可変焦点距離レン
ズ)を用いて収束スポット位置(ビームウェスト位置)
変動を補正する光走査装置に関する。例えば、デジタル
コピア、デジタルカラー、レーザファックスなどに適用
されるものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly, to a convergent spot position (beam waist position) using an electro-optical lens (variable focal length lens) in a laser printer.
The present invention relates to an optical scanning device for correcting fluctuation. For example, the present invention is applied to digital copiers, digital colors, laser faxes, and the like.
従来技術 本発明に係る従来技術を記載した公知文献としては、
特公平1−28381号公報の「レーザユニット」や、特開
昭58−57108号公報の「光走査方式」がある。Prior art As known documents describing the prior art according to the present invention,
There is a "laser unit" in Japanese Patent Publication No. 1-28381 and an "optical scanning system" in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-57108.
前記特公平1−28381号公報には、レーザ光源と、光
学系の間隔が機器内の温度変化があってもずれないよう
にして、レーザビームの収束スポット位置を一定にし、
半導体レーザの温度変化による波長シフトはペルチエ素
子を使用して冷却し、温度上昇を防止している点が開示
されている。しかしながら、機器内の温度上昇に伴い、
レーザ保持部材の熱膨張により半導体レーザ素子はコリ
メートレンズ側に移動し、該コリメートレンズはコリメ
ータレンズの保持部材の熱膨張により、半導体レーザ素
子側に移動し、前記コリメートレンズと半導体レーザ素
子の間隔が縮小する。この縮小分を補償するために連結
部材の熱膨張により半導体レーザ素子とコリメータレン
ズの距離が拡大するようになっているので、構造が複雑
になり、熱膨張係数等を考慮しても、正確に補償するこ
とは困難である。又、半導体レーザの発熱を防止するた
めにペルチエ素子を使用する等、コスト高になる欠点が
ある。The Japanese Patent Publication No. 1-28381 discloses that the interval between the laser light source and the optical system is not shifted even if there is a temperature change in the apparatus, and the convergent spot position of the laser beam is fixed.
It is disclosed that the wavelength shift due to the temperature change of the semiconductor laser is cooled using a Peltier element to prevent the temperature from rising. However, as the temperature inside the equipment rises,
The semiconductor laser element moves toward the collimating lens due to the thermal expansion of the laser holding member, and the collimating lens moves toward the semiconductor laser element due to the thermal expansion of the holding member of the collimator lens, and the distance between the collimating lens and the semiconductor laser element increases. to shrink. In order to compensate for this reduction, the distance between the semiconductor laser element and the collimator lens is increased by the thermal expansion of the connecting member. It is difficult to compensate. Further, there is a disadvantage that the cost is increased, for example, a Peltier element is used to prevent heat generation of the semiconductor laser.
また、特開昭58−57108号公報には、光ビーム走査光
学系において、各レンズ系の位置関係を固定せずに移動
可能とし、光学系の結像特性を光学系を複雑高価にする
ことなく改善できる光走査方式が開示されており、具体
的にはコリメータレンズ、集光レンズ等をアクチュエー
タにより移動制御して、平面走査における結像特性を改
善したものである。しかしながら、レーザビームの1走
査周期内に生ずる平面走査からのズレをコリメータレン
ズ、集光レンズ等を光軸方向に移動制御して補正してお
り、このような方法においては、精密に設定されなけれ
ばならない光学系に可動部分をもつことになり、信頼性
が著しく低下するという欠点がある。Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-57108 discloses that in a light beam scanning optical system, each lens system can be moved without fixing the positional relationship, and the imaging characteristics of the optical system are complicated and expensive. There is disclosed an optical scanning method which can be improved without any problem. Specifically, an optical scanning method in which a collimator lens, a condensing lens, and the like are moved and controlled by an actuator to improve an imaging characteristic in planar scanning. However, the deviation from the plane scanning generated within one scanning cycle of the laser beam is corrected by controlling the movement of the collimator lens, the condensing lens, etc. in the optical axis direction. In such a method, it is necessary to set precisely. There is a drawback that the optical system, which has to be movable, has a movable part, and the reliability is significantly reduced.
目的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもの
で、機器内の温度変化に伴って結像光学系が位置ずれを
生じ、収束ビームのビームウェスト位置が被走査媒体面
からはずれることを防止するために、焦点距離可変機能
をもつ電気光学レンズを用い、温度変化によって電気光
学レンズに印加する電圧を制御して、ビームウェスト位
置が常に一定になるようにしたこと、また、レーザビー
ムの1走査周期内に生ずる平面走査からのズレを、光学
系部分を動かすことなく、電気光学レンズに印加する高
周波電圧により補正し、かつ機器内の温度変化に対して
は電気光学レンズに印加する直流バイアス電圧により補
正して良好な平面走査を可能にするようにした光走査装
置を提供することを目的としてなされたものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been described in view of the fact that the imaging optical system is displaced due to a temperature change in the apparatus, and the beam waist position of the convergent beam is displaced from the surface of the medium to be scanned. In order to prevent this, an electro-optic lens with a variable focal length function was used, and the voltage applied to the electro-optic lens was controlled according to the temperature change so that the beam waist position was always constant. Deviations from planar scanning that occur within one scanning cycle are corrected by a high-frequency voltage applied to the electro-optic lens without moving the optical system, and a direct current applied to the electro-optic lens is used for temperature changes in the device. It is an object of the present invention to provide an optical scanning device capable of performing a good plane scan by correcting the bias voltage with a bias voltage.
構成 本発明は、上記目的を達成するために、(1)レーザ
光源と、該レーザ光源からのレーザ光が入射する電気光
学レンズと、該電気光学レンズより射出した光ビームを
偏向走査するための光偏向器と、該光偏向器により偏向
されたレーザビームを収束結像するための結像光学系
と、前記電気光学レンズに直流電圧を印加するための電
源と、前記レーザ光源と電気光学レンズと光偏向器と結
像光学系を収納する光学ハウジングと、該光学ハウジン
グ内に設置された温度センサーと、前記偏向されたレー
ザビームによって走査される被走査媒体とから成り、前
記温度センサからの出力信号に応じて電気光学レンズに
印加する電圧を制御し、前記電気光学レンズの焦点距離
を変えることにより、収束結像した偏向レーザビームの
ビームウェスト位置が、環境温度変化に対して常に前記
被走査媒体面に一致するようにしたこと、更には、
(2)前記電気光学レンズに直流バイアス電圧を印加す
る電源と、高周波数駆動電圧を印加する電源とを有し、
環境温度変化に対しては前記直流バイアス電圧を変えて
ビームウェスト位置を一定になるように制御し、偏向レ
ーザビームの1ライン走査内に生ずるビームウェスト位
置の変化に対しては、前記高周波数駆動電源により補正
するようにしたことを特徴としたものである。以下、本
発明の実施例に基づいて説明する。In order to achieve the above object, the present invention provides (1) a laser light source, an electro-optic lens on which laser light from the laser light source is incident, and a light source for deflecting and scanning a light beam emitted from the electro-optic lens. An optical deflector, an imaging optical system for converging and imaging a laser beam deflected by the optical deflector, a power supply for applying a DC voltage to the electro-optical lens, the laser light source and an electro-optical lens And an optical housing for housing an optical deflector and an imaging optical system, a temperature sensor installed in the optical housing, and a medium to be scanned scanned by the deflected laser beam. By controlling the voltage applied to the electro-optical lens according to the output signal and changing the focal length of the electro-optical lens, the beam waist position of the converged and focused deflection laser beam is adjusted. The position always coincides with the surface of the medium to be scanned with respect to the environmental temperature change.
(2) a power supply for applying a DC bias voltage to the electro-optical lens, and a power supply for applying a high frequency driving voltage;
The DC bias voltage is changed to control the beam waist position to be constant with respect to the environmental temperature change, and the high-frequency driving is performed with respect to the change in the beam waist position occurring within one line scan of the deflected laser beam. It is characterized in that correction is made by a power supply. Hereinafter, a description will be given based on examples of the present invention.
一般にレーザビームプリンタは、レーザからでたレー
ザ光線が光変調器を通って回転多面鏡に入り、1次元方
向に水平走査される。半導体レーザを光源とする時は、
直接変調のため変調器は不要である。回転多面鏡で反射
されたレーザ光は、fθレンズに入る。fθレンズは、
光軸に対しθの方向に反射された光が、レンズの焦点距
離fとした時f・θの位置に集光するように設計された
レンズである。Generally, in a laser beam printer, a laser beam emitted from a laser enters a rotary polygon mirror through an optical modulator and is horizontally scanned in a one-dimensional direction. When using a semiconductor laser as the light source,
No modulator is required for direct modulation. The laser light reflected by the rotating polygon mirror enters the fθ lens. The fθ lens is
The lens is designed so that light reflected in the direction of θ with respect to the optical axis is condensed at a position of f · θ when the focal length of the lens is f.
集光点には、複写機に用いられているような電子写真
用感光ドラムが配置されており、書込み直前に一様に帯
電される。その後、レーザ光の照射された部分は電位が
ぬけて、そこにカーボントナーが付着する。レーザ光は
水平走査され、一方感光ドラムはそれと直角方向に動く
ので、レーザ光に変調を加えると、テレビの画面走査と
同じように画像、文字パターンが電位パターンとして形
成される。感光ドラムについたトナーは、印刷用紙に転
写されたあと熱、あるいは圧力等で定着される。An electrophotographic photosensitive drum as used in a copying machine is arranged at the focal point, and is uniformly charged immediately before writing. Thereafter, the portion irradiated with the laser beam loses its potential, and the carbon toner adheres thereto. The laser beam is scanned horizontally, while the photosensitive drum moves in a direction perpendicular thereto, so that when the laser beam is modulated, an image and a character pattern are formed as a potential pattern in the same manner as when scanning a television screen. After the toner on the photosensitive drum is transferred to the printing paper, it is fixed by heat or pressure.
第1図(a)、(b)は、本発明による光走査装置の
一実施例を説明するための構成図で、図(a)は走査光
学系の断面図、図(b)は斜視図である。図中、1は半
導体レーザ、2はコリメートレンズ、3は電気光学レン
ズ、4はシリンダレンズ、5は温度センサ、6はポリゴ
ンミラー、7はfθレンズ、8は駆動モータ、9はハウ
ジング、10は増幅器、11はA/D変換器、12は変換テーブ
ル、13はD/A変換器、14は直流電源、15は支持部材、A
は被走査媒体である。半導体レーザ1からの発散ビーム
をコリメートレンズ2により平行ビームにし、電気光学
レンズ3に入射させる。該電気光学レンズ3は焦点距離
可変機能をもち、印加する電圧値により焦点距離を可変
にすることができるものである。また、電気光学レンズ
3によりレンズ作用を受けた出射ビームは、シリンダレ
ンズ4を通りポリゴンミラー6により偏向反射されて、
fθレンズ7で被走査面に収束結像する。該fθレンズ
は高品位の印刷を得たいほど枚数が多くなる。前記ポリ
ゴンミラー6はモータ8により回転される。1 (a) and 1 (b) are configuration diagrams for explaining an embodiment of an optical scanning device according to the present invention, where FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of a scanning optical system, and FIG. 1 (b) is a perspective view. It is. In the figure, 1 is a semiconductor laser, 2 is a collimating lens, 3 is an electro-optic lens, 4 is a cylinder lens, 5 is a temperature sensor, 6 is a polygon mirror, 7 is an fθ lens, 8 is a drive motor, 9 is a housing, 10 is Amplifier, 11 is an A / D converter, 12 is a conversion table, 13 is a D / A converter, 14 is a DC power supply, 15 is a support member, A
Is a medium to be scanned. The divergent beam from the semiconductor laser 1 is converted into a parallel beam by the collimating lens 2 and is incident on the electro-optical lens 3. The electro-optical lens 3 has a function of varying the focal length, and can vary the focal length by applying a voltage value. Further, the outgoing beam subjected to the lens action by the electro-optic lens 3 passes through the cylinder lens 4 and is deflected and reflected by the polygon mirror 6, and
The fθ lens 7 converges and forms an image on the surface to be scanned. The number of the fθ lenses increases as high quality printing is desired. The polygon mirror 6 is rotated by a motor 8.
前記光学ハウジング9内の支持部材15に取り付けられ
た温度センサ5により、機器内の温度を検知し、温度セ
ンサ5からの出力信号を増幅器10で増幅し、A/D変換器1
1でデジタル信号にし、変換テーブル12に入力する。該
変換テーブル12にはあらかじめ温度と温度センサの出力
電圧との関係のデータを組込んでおく。変換テーブル12
から出力されたビットコードをD/A変換器13でアナログ
信号にして、電気光学レンズ3に印加する直流電圧を制
御してビームウェスト位置が常に被走査媒体15面に一致
するようにする。The temperature inside the device is detected by the temperature sensor 5 attached to the support member 15 in the optical housing 9, and the output signal from the temperature sensor 5 is amplified by the amplifier 10, and the A / D converter 1
The signal is converted into a digital signal by 1 and input to the conversion table 12. The conversion table 12 incorporates in advance data on the relationship between the temperature and the output voltage of the temperature sensor. Conversion table 12
Is converted into an analog signal by the D / A converter 13 and the DC voltage applied to the electro-optical lens 3 is controlled so that the beam waist position always coincides with the surface of the medium 15 to be scanned.
第2図(a)〜(c)は、電気光学レンズの構成図
で、図(a)は斜視図、図(b)は図(a)の入射ビー
ム方向から見た側面図、図(c)は図(b)は反対側か
ら見た側面図で、図中、16、17、19、20、21、22は電極
膜、18は電源である。電気光学レンズ3は電気光学媒体
(電極をもたない電気光学結晶)の対向する面上に電極
膜16、17を形成し、該電極膜16、17に電圧を印加する電
源18を設けたものである。電気光学媒体としてPLZT(le
ad(plomb)lanthanum zirconate titanate)電気光学
結晶を使用し、その組成は9/65/35(PbZrO3が65%、PbT
iO3が35%の混晶にLaを9%ドープして透明度を出す)
が適当であるが他の組成でもよい。PLZT電気光学結晶に
レーザ光が入射及び出射する面を光学研磨し、これらの
面と直交する面に光路に沿って電極膜としてはAuを真空
蒸着法により形成するがAu以外の導電性材料でもよい。
形成法として導電性ペーストを使用してスクリーン印刷
を用いてもよい。2 (a) to 2 (c) are configuration diagrams of the electro-optical lens, where FIG. 2 (a) is a perspective view, FIG. 2 (b) is a side view as viewed from the incident beam direction in FIG. 2 (a), and FIG. (B) is a side view as viewed from the opposite side, in which 16, 17, 19, 20, 21, and 22 are electrode films, and 18 is a power supply. The electro-optic lens 3 has electrode films 16 and 17 formed on opposing surfaces of an electro-optic medium (electro-optic crystal having no electrodes), and a power supply 18 for applying a voltage to the electrode films 16 and 17 is provided. It is. PLZT (le
Ad (plomb) lanthanum zirconate titanate (electro-optic crystal) is used, and its composition is 9/65/35 (PbZrO 3 is 65%, PbT
Dope 9% of La to 35% mixed crystal of iO 3 to obtain transparency)
Is suitable, but other compositions may be used. Optically polished surfaces where laser light enters and exits the PLZT electro-optic crystal, and Au is formed as an electrode film by vacuum evaporation along the optical path on a surface orthogonal to these surfaces. Good.
As a forming method, screen printing using a conductive paste may be used.
電気光学レンズの原理を説明する。電気光学レンズに
電圧がかかっていないとき、入射レーザビームは何らの
変化も受けずに出射する。このときはレンズ作用をもた
ない。電圧を印加すると、図(b)、図(c)の点線に
示したような電界分布が生じ、電極付近で強くなり、中
心附近では弱くなる。その結果、電気光学効果により結
晶内に屈折率分布が生じる。電界の方向をZ、入射レー
ザビームの方向をYとし、入射レーザビームがZ方向に
偏光しているものとし、電圧を印加したときの屈折率の
Z成分をn2とすると、 となる。n0はV=0でのPLZT電気光学結晶の屈折率、R
33は2次電気光学定数のマトリックス成分である。前記
(1)式より電界EZによる屈折率変化ΔnZは となり電界強度の2乗に比例する。電界が強く領域で屈
折率が小さくなり、弱い領域で屈折率は大きい。その結
果、レンズ作用がZ方向及びX方向に中心に向っておこ
ることになる。電気光学レンズは光路長が長い程レンズ
効果が大きくなる。The principle of the electro-optic lens will be described. When no voltage is applied to the electro-optic lens, the incident laser beam exits without any change. At this time, it has no lens action. When a voltage is applied, an electric field distribution as shown by the dotted lines in FIGS. 2B and 2C is generated, which becomes strong near the electrode and weak near the center. As a result, a refractive index distribution occurs in the crystal due to the electro-optic effect. The direction of the electric field Z, the direction of the incident laser beam and Y, the incident laser beam is assumed that polarized in the Z direction, when the Z-component of the refractive index when a voltage is applied to the n 2, Becomes n 0 is the refractive index of the PLZT electro-optic crystal at V = 0, R
33 is a matrix component of the secondary electro-optic constant. Wherein (1) the refractive index change [Delta] n Z by the electric field E Z from equation And is proportional to the square of the electric field strength. The refractive index is small in the region where the electric field is strong, and large in the region where the electric field is weak. As a result, the lens action occurs toward the center in the Z direction and the X direction. The lens effect of the electro-optic lens increases as the optical path length increases.
さらにZ方向に直線偏光したレーザ光が平行ビームで
電気光学レンズに入射すると光路の上下に沿って形成さ
れた電極膜16、17に印加された電圧によりZ方向にレン
ズ作用を受けて、焦点距離はf0となりA点に収束する。
次にレーザビームが図(c)に示した領域に入射すると
電極膜19、20、21、22に印加された電圧によりX方向に
レンズ作用を受けて焦点距離はf′0となりA点に収束
する。A点においてはX、Z方向共に収束したスポット
が得られる。このようにX及びZ方向共、同一点Aに収
束させるためにはそれぞれの方向の収束性能に応じて電
極膜の長さl、l′を設定すればよい。Further, when the laser light linearly polarized in the Z direction is incident on the electro-optical lens as a parallel beam, the lens acts in the Z direction by the voltage applied to the electrode films 16 and 17 formed along the top and bottom of the optical path, and the focal length Becomes f 0 and converges to the point A.
Then the laser beam is converged to the focal distance f '0 next to the point A receives the lens action in the X direction by the voltage applied to the electrode film 19, 20, 21, 22 when incident on the area shown in FIG. (C) I do. At point A, a spot converged in both the X and Z directions is obtained. In order to converge to the same point A in both the X and Z directions, the lengths l and l 'of the electrode films may be set according to the convergence performance in each direction.
第3図は、本発明の電気光学レンズの印加電圧対する
焦点距離fの実測値を示したものである。この場合の焦
点距離fとしては電気光学レンズの中心から収束位置ま
での距離とした。FIG. 3 shows the measured values of the focal length f with respect to the applied voltage of the electro-optical lens of the present invention. In this case, the focal length f was a distance from the center of the electro-optical lens to the convergence position.
第4図は、電気光学レンズを使用しないときの光走査
装置におけるビームウェスト位置の変動を環境温度変化
に対してプロットしたものである。この変動の要因とし
て半導体レーザの発振波長が温度上昇と共に長波長側に
シフトする(例えば、約0.3nm/℃)ことと、光学系及び
半導体レーザの支持部材の熱膨張によるレンズ間距離及
び半導体レーザとレンズ間距離の変化が挙げられる。特
に半導体レーザの波長シフトはビームウェア位置変動に
より大きく寄与しているものである。FIG. 4 is a graph in which the fluctuation of the beam waist position in the optical scanning device when the electro-optical lens is not used is plotted with respect to the environmental temperature change. The cause of this variation is that the oscillation wavelength of the semiconductor laser shifts to a longer wavelength side as the temperature rises (for example, about 0.3 nm / ° C), the distance between the lenses due to the thermal expansion of the optical system and the support member of the semiconductor laser, and the semiconductor laser And the change in the distance between the lenses. Particularly, the wavelength shift of the semiconductor laser greatly contributes to the beam wear position fluctuation.
そこで、第1図に示した実施例においては、上記した
ビームウェスト位置の環境温度変化による変動を電気光
学レンズにより常に一定になるように印加電圧を制御し
たものであり、以下にその動作を説明する。Therefore, in the embodiment shown in FIG. 1, the applied voltage is controlled by the electro-optical lens so that the above-mentioned fluctuation due to the environmental temperature change of the beam waist position is always constant. I do.
第3図において、電気光学レンズにVbの直流電圧を印
加すると、焦点距離はfbとなる。環境温度が常温(25
℃)の状態で収束レーザビームのビームウェスト位置が
被走査媒体面上になるようにVbを設定する(Vb=300V/m
m)。In FIG. 3, a current of Vb to the electro-optical lens, the focal distance is f b. The ambient temperature is room temperature (25
C), Vb is set so that the beam waist position of the converged laser beam is on the surface of the medium to be scanned (Vb = 300 V / m)
m).
第5図は、ビームウェスト位置が常に一定になるよう
な、環境温度と印加電圧の関係を示したものである。こ
の温度変化の中には電気光学レンズの温度特性も含めて
補正されている。したがって、第5図に示した電圧を出
力するよう変換テーブルをあらかじめ作成しておけば電
気光学レンズによりビームウェスト位置を一定にするこ
とができる。FIG. 5 shows the relationship between the environmental temperature and the applied voltage so that the beam waist position is always constant. This temperature change is corrected including the temperature characteristics of the electro-optical lens. Therefore, if a conversion table is prepared in advance so as to output the voltage shown in FIG. 5, the beam waist position can be made constant by the electro-optic lens.
第6図は、本発明の他の実施例を示す構成図で、23は
高周波電源、その他第1図と同じ作用をする部分は同一
の参照番号が付してある。第1図に示した本発明の実施
例との相違は、高周波電源23を設けた点である。この高
周波電源23は、レーザビームの1走査周期内に生ずる像
面湾曲の補正を温度補正と同時に行うようにしたもので
ある。この場合、電気光学レンズに印加する高周波電圧
は、電気光学レンズの電極膜16、17及び19、20、21、22
に同一の電圧を印加し、主走査と副走査方向の補正量を
同じにしてもよいし、又は高周波電源を2個用意し、そ
れぞれ異なる高周波電圧を印加して主走査と副走査方向
の補正量を変えることもできる。FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. Reference numeral 23 denotes a high-frequency power source, and other parts having the same functions as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The difference from the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is that a high-frequency power supply 23 is provided. The high-frequency power supply 23 is configured to perform the correction of the field curvature occurring within one scanning cycle of the laser beam simultaneously with the temperature correction. In this case, the high-frequency voltage applied to the electro-optic lens is applied to the electrode films 16, 17, 19, 20, 21, 22, and 22 of the electro-optic lens.
Or the same amount of correction in the main scanning and sub-scanning directions may be applied, or two high-frequency power sources may be prepared, and different high-frequency voltages may be applied to correct the main scanning and sub-scanning directions. The amount can also be varied.
効果 以上の説明から明らかなように、本発明によると、以
下のような効果がある。Effects As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
(1)温度センサによる機器内の環境温度を測定し、セ
ンサからの出力信号により、電気光学レンズに印加する
電圧を変えて、収束レーザビームのビームウェスト位置
を制御しているので、温度変化による半導体レーザの発
振波長のシフトや、半導体レーザ及び光学系の支持体の
熱膨張による間隔ずれ、電気光学レンズ自身の焦点距離
変化等に帰因したビームウェスト位置の変動を防止する
ことができ、環境温度変化によらず常にビームウェスト
位置が被走査媒体面にあり、安定な光走査装置が実現さ
れる。(1) The environmental temperature in the device is measured by a temperature sensor, and the voltage applied to the electro-optical lens is changed by the output signal from the sensor to control the beam waist position of the converged laser beam. It is possible to prevent the shift of the oscillation wavelength of the semiconductor laser, the gap shift due to the thermal expansion of the support of the semiconductor laser and the optical system, and the fluctuation of the beam waist position caused by the change of the focal length of the electro-optical lens itself, and the like. The beam waist position is always on the surface of the medium to be scanned irrespective of the temperature change, and a stable optical scanning device is realized.
(2)環境温度変化によるビームウェスト位置の変動の
防止に加え、さらに高周波電源により電気光学レンズを
制御して、レーザビームの1走査周期内に生ずる像面湾
曲を補正することができ、温度変化によらず常にビーム
ウェスト位置が被走査媒体面にあり、かつ像面湾曲のな
い安定な光走査装置が実現される。(2) In addition to preventing the beam waist position from fluctuating due to environmental temperature changes, the electro-optic lens can be further controlled by a high-frequency power supply to correct the field curvature that occurs within one scanning cycle of the laser beam. Irrespective of this, a stable optical scanning device in which the beam waist position is always on the surface of the medium to be scanned and has no curvature of field is realized.
第1図は、本発明による光走査装置の一実施例を説明す
るための構成図、第2図は、電気光学レンズの構成図、
第3図は、電気光学レンズの印加電圧に対する焦点距離
の実測値を示す図、第4図は、電気光学レンズを使用し
ない時の光走査装置のビームウェスト位置変動を示す
図、第5図は、ビームウェスト位置が常に一定となるよ
うな環境温度と印加電圧との関係を示す図、第6図は、
本発明の他の実施例を示す構成図である。 1……半導体レーザ、2……コリメートレンズ、3……
電気光学レンズ、4……シリンダレンズ、5……温度セ
ンサ、6……ポリゴンミラー、7……fθレンズ、8…
…モータ、9……ハウジング、10……増幅器、11……A/
D変換器、12……変換テーブル、13……D/A変換器、14…
…直流電源、15……支持部材。FIG. 1 is a configuration diagram for explaining an embodiment of an optical scanning device according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of an electro-optical lens,
FIG. 3 is a diagram showing measured values of the focal length with respect to an applied voltage of the electro-optic lens, FIG. 4 is a diagram showing a beam waist position variation of the optical scanning device when the electro-optic lens is not used, and FIG. FIG. 6 shows the relationship between the environmental temperature and the applied voltage so that the beam waist position is always constant.
FIG. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention. 1 ... Semiconductor laser, 2 ... Collimate lens, 3 ...
Electro-optic lens, 4 ... Cylinder lens, 5 ... Temperature sensor, 6 ... Polygon mirror, 7 ... Fθ lens, 8 ...
... Motor, 9 ... Housing, 10 ... Amplifier, 11 ... A /
D converter, 12 conversion table, 13 D / A converter, 14
... DC power supply, 15 ... Support member.
Claims (2)
光が入射する電気光学レンズと、該電気光学レンズより
射出した光ビームを偏向走査するための光偏向器と、該
光偏向器により偏向されたレーザビームを収束結像する
ための結像光学系と、前記電気光学レンズに直流電圧を
印加するための電源と、前記レーザ光源と電気光学レン
ズと光偏向器と結像光学系を収納する光学ハウジング
と、該光学ハウジング内に設置された温度センサーと、
前記偏向されたレーザビームによって走査される被走査
媒体とから成り、前記温度センサからの出力信号に応じ
て電気光学レンズに印加する電圧を制御し、前記電気光
学レンズの焦点距離を変えることにより、収束結像した
偏向レーザビームのビームウェスト位置が、環境温度変
化に対して常に前記被走査媒体面に一致するようにした
ことを特徴とする光走査装置。A laser light source; an electro-optic lens on which laser light from the laser light source is incident; an optical deflector for deflecting and scanning a light beam emitted from the electro-optic lens; An imaging optical system for converging and forming the focused laser beam, a power supply for applying a DC voltage to the electro-optical lens, the laser light source, an electro-optical lens, an optical deflector, and an imaging optical system are housed. An optical housing, and a temperature sensor installed in the optical housing,
A scanning medium to be scanned by the deflected laser beam, by controlling a voltage applied to the electro-optic lens according to an output signal from the temperature sensor, by changing the focal length of the electro-optic lens, An optical scanning device, wherein a beam waist position of a converged and formed deflected laser beam always coincides with the surface of the medium to be scanned with respect to a change in environmental temperature.
印加する電源と、高周波数駆動電圧を印加する電源とを
有し、環境温度変化に対しては前記直流バイアス電圧を
変えてビームウェスト位置を一定になるように制御し、
偏向レーザビームの1ライン走査内で生ずるビームウェ
スト位置の変化に対しては、前記高周波数駆動電源によ
り補正するようにしたことを特徴とする請求項1記載の
光走査装置。2. A power supply for applying a DC bias voltage to the electro-optical lens, and a power supply for applying a high-frequency drive voltage, wherein the DC bias voltage is changed to change the beam waist position with respect to environmental temperature changes. Control to be constant,
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein a change in a beam waist position occurring within one line scanning of the deflected laser beam is corrected by the high frequency driving power supply.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6606290A JP2857459B2 (en) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | Optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6606290A JP2857459B2 (en) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | Optical scanning device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH03265817A JPH03265817A (en) | 1991-11-26 |
JP2857459B2 true JP2857459B2 (en) | 1999-02-17 |
Family
ID=13304998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP6606290A Expired - Fee Related JP2857459B2 (en) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | Optical scanning device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2857459B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2469993A (en) | 2009-04-28 | 2010-11-10 | Sec Dep For Innovation Univers | Measuring the propagation properties of a light beam using a variable focus lens |
CN111562667A (en) * | 2020-04-30 | 2020-08-21 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | Driving control method and device of MEMS (micro-electromechanical system) micro-mirror and computer storage medium |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP6606290A patent/JP2857459B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03265817A (en) | 1991-11-26 |
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