JP3064347B2 - レーザ光走査装置 - Google Patents
レーザ光走査装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ光を一次元的に走査するレーザ光走査
装置に関し、特に複数本のレーザ光束を同時に走査する
のに有効なレーザ光走査装置に関するものである。
装置に関し、特に複数本のレーザ光束を同時に走査する
のに有効なレーザ光走査装置に関するものである。
従来の、レーザ光走査を用いたレーザプリンタは、１
本のレーザ光を用いて回転多面鏡によって走査するのが
一般的であったが、最近の高速化の要求、および、半導
体レーザアレイの実用化に伴って、複数本のレーザ光線
を用いて、同時に走査するプリンタ等の開発が行われて
いる。
本のレーザ光を用いて回転多面鏡によって走査するのが
一般的であったが、最近の高速化の要求、および、半導
体レーザアレイの実用化に伴って、複数本のレーザ光線
を用いて、同時に走査するプリンタ等の開発が行われて
いる。
現実の問題として、半導体レーザを用いたアレイ等で
は、発火点の大きさが１〜３μφ程度であるので、稠密
にアレイを作り、稠密な光走査を行うには、半導体レー
ザ間の間隔も１〜３μφ程度にする必要がある。しか
し、半導体レーザの間の間隔を狭めることは、熱的なク
ロストークを招くことになり、好ましくない。
は、発火点の大きさが１〜３μφ程度であるので、稠密
にアレイを作り、稠密な光走査を行うには、半導体レー
ザ間の間隔も１〜３μφ程度にする必要がある。しか
し、半導体レーザの間の間隔を狭めることは、熱的なク
ロストークを招くことになり、好ましくない。
これに代わる他の方法としては、単独のレーザを複数
個用いる方法が考えられる。この方法は、例えば、特願
昭56−177220号公報に開示されている如く、２個の直線
偏光の光源を略同一方向に合成する際に、特定の直線偏
光（Ｐ偏光）を通し、それと直交する面内で振動する直
線偏光（Ｓ偏光）を反射する光学素子（偏光プリズム）
を用いて、第２図に示すように、Ｐ偏光100pとＳ偏光10
0sの光を偏光プリズム100pbsに入れ、２つの光を同一方
向に出射させることで、２つの光を有効に用いることが
可能である。
個用いる方法が考えられる。この方法は、例えば、特願
昭56−177220号公報に開示されている如く、２個の直線
偏光の光源を略同一方向に合成する際に、特定の直線偏
光（Ｐ偏光）を通し、それと直交する面内で振動する直
線偏光（Ｓ偏光）を反射する光学素子（偏光プリズム）
を用いて、第２図に示すように、Ｐ偏光100pとＳ偏光10
0sの光を偏光プリズム100pbsに入れ、２つの光を同一方
向に出射させることで、２つの光を有効に用いることが
可能である。
上述のような光ビーム合成装置を用いて、レーザプリ
ンタを構成する試みが行われている。例えば、応用物理
学会では、同一方向に得られたレーザ光を同時走査し
て、各レーザパワーおよび回転多面鏡の回転数を半減し
ようとする試みがなされている（昭和60年秋季第46回応
用物理学会学術講演会予稿集3p−Ｈ−9,pp63）。第３図
に、その光学系を示す。２個の半導体レーザ51pと51sを
用い、互いにその偏光面を直交させ、偏光プリズム３で
２本のレーザ光6p,6sを同一方向に合成させ、２本を同
時走査させている。
ンタを構成する試みが行われている。例えば、応用物理
学会では、同一方向に得られたレーザ光を同時走査し
て、各レーザパワーおよび回転多面鏡の回転数を半減し
ようとする試みがなされている（昭和60年秋季第46回応
用物理学会学術講演会予稿集3p−Ｈ−9,pp63）。第３図
に、その光学系を示す。２個の半導体レーザ51pと51sを
用い、互いにその偏光面を直交させ、偏光プリズム３で
２本のレーザ光6p,6sを同一方向に合成させ、２本を同
時走査させている。
その際、副走査方向の２本のレーザから得られるスポ
ットの間隔を所定の値に保つために、一部の光を、スポ
ット間隔を制御するためのスポット間隔検知用の光検出
器10に導く。上述のスポット間隔の制御は、制御回路16
を用いて、ガルバノミラー171,172を駆動して行う。
ットの間隔を所定の値に保つために、一部の光を、スポ
ット間隔を制御するためのスポット間隔検知用の光検出
器10に導く。上述のスポット間隔の制御は、制御回路16
を用いて、ガルバノミラー171,172を駆動して行う。
上記従来技術では、合成したレーザ光の偏光方向は互
いに直交しているが、このような互いに直交した偏光光
を有するレーザ光を金属反射面で反射させると、偏光方
向の違いによって反射率が異なることが知られている。
例えば、JenkinsおよびWhite著“Principle of Optics"
（Mc Graw Hill社刊，第４版,535頁,1976）には、金と
銀による、反射率の偏光方向による違いが示されている
（第４図参照）。
いに直交しているが、このような互いに直交した偏光光
を有するレーザ光を金属反射面で反射させると、偏光方
向の違いによって反射率が異なることが知られている。
例えば、JenkinsおよびWhite著“Principle of Optics"
（Mc Graw Hill社刊，第４版,535頁,1976）には、金と
銀による、反射率の偏光方向による違いが示されている
（第４図参照）。
レーザ走査光学系においては、通常、30゜〜70゜の入
射角が必要であり、第４図に示す如き、２本のレーザ光
6p,6sの反射率の差が問題になる。このような反射率の
差は、回転多面鏡の反射面として一般的なアルミニウム
でも生じるし、誘電体を多層重ねた多層反射膜でも生じ
る。すなわち、第３図に示した２本のレーザ光を用いた
レーザプリンタ用光学系では、合成後のレーザ光の偏光
は互いに直交しており、これを、このまま回転多面鏡に
入射させると、上述の如き反射率の違いが生じてしまう
ことになる。
射角が必要であり、第４図に示す如き、２本のレーザ光
6p,6sの反射率の差が問題になる。このような反射率の
差は、回転多面鏡の反射面として一般的なアルミニウム
でも生じるし、誘電体を多層重ねた多層反射膜でも生じ
る。すなわち、第３図に示した２本のレーザ光を用いた
レーザプリンタ用光学系では、合成後のレーザ光の偏光
は互いに直交しており、これを、このまま回転多面鏡に
入射させると、上述の如き反射率の違いが生じてしまう
ことになる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、従来の技術における上述の如き問題を
解消し、合成された２本のレーザ光の、回転多面鏡に入
射させた際に生じる反射率の違いをなくして、均一な強
度の合成レーザ光が得られるようにしたレーザ光走査装
置を提供することにある。
とするところは、従来の技術における上述の如き問題を
解消し、合成された２本のレーザ光の、回転多面鏡に入
射させた際に生じる反射率の違いをなくして、均一な強
度の合成レーザ光が得られるようにしたレーザ光走査装
置を提供することにある。
本発明の上記目的は、直線偏光である偏光成分を有す
るレーザ光を発生させる第１の半導体レーザ光源と、直
線偏光である偏光成分を有するレーザ光を発生させる第
２の半導体レーザ光源と、前記第１の半導体レーザ光源
から発せられたレーザ光を所定方向へ反射させる反射面
を有し、該反射面の傾き量が調整可能に設けられた第１
光偏向器と、前記第２の半導体レーザ光源から発せられ
たレーザ光を所定方向へ反射させる反射面を有し、該反
射面の傾き量が調整可能に設けられた第２光偏向器と、
前記第１光偏向器にて反射したレーザ光を入射させる第
１の1/2波長板と、前記第２光偏向器にて反射したレー
ザ光を入射させる第２の1/2波長板と、前記第１および
第２の1/2波長板を通過したレーザ光を入射させるとと
もに、この入射したレーザ光を、２本のレーザ光からな
る走査用ビームと、２本のレーザ光からなる制御用ビー
ムとに分岐させるビームスプリッタと、前記ビームスプ
リッタから出射された前記走査用ビームを直線偏光から
円偏光に変更する1/4波長板と、前記1/4波長板を通過し
たビームを走査面上に走査する回転多面鏡と、前記ビー
ムスプリッタから出射された前記制御用ビームを検出す
る光検出手段と、前記光検出手段の出力に基づき、前記
光偏向器の反射面の傾き量を制御し、前記制御用ビーム
の相互間隔が規定値にあることを前記光検出手段が検出
する位置に前記光偏向器の反射面を設定する制御手段と
を備え、前記第１および第２の1/2波長板に入射させる
レーザ光は前記ビームスプリッタに対してＰ偏光あるい
はＳ偏光である偏光成分を有し、前記第１および第２の
1/2波長板を出射するレーザ光は前記ビームスプリッタ
に対してＰ偏光およびＳ偏光の両偏光成分を有すること
を特徴とするレーザ光走査装置によって達成される。
るレーザ光を発生させる第１の半導体レーザ光源と、直
線偏光である偏光成分を有するレーザ光を発生させる第
２の半導体レーザ光源と、前記第１の半導体レーザ光源
から発せられたレーザ光を所定方向へ反射させる反射面
を有し、該反射面の傾き量が調整可能に設けられた第１
光偏向器と、前記第２の半導体レーザ光源から発せられ
たレーザ光を所定方向へ反射させる反射面を有し、該反
射面の傾き量が調整可能に設けられた第２光偏向器と、
前記第１光偏向器にて反射したレーザ光を入射させる第
１の1/2波長板と、前記第２光偏向器にて反射したレー
ザ光を入射させる第２の1/2波長板と、前記第１および
第２の1/2波長板を通過したレーザ光を入射させるとと
もに、この入射したレーザ光を、２本のレーザ光からな
る走査用ビームと、２本のレーザ光からなる制御用ビー
ムとに分岐させるビームスプリッタと、前記ビームスプ
リッタから出射された前記走査用ビームを直線偏光から
円偏光に変更する1/4波長板と、前記1/4波長板を通過し
たビームを走査面上に走査する回転多面鏡と、前記ビー
ムスプリッタから出射された前記制御用ビームを検出す
る光検出手段と、前記光検出手段の出力に基づき、前記
光偏向器の反射面の傾き量を制御し、前記制御用ビーム
の相互間隔が規定値にあることを前記光検出手段が検出
する位置に前記光偏向器の反射面を設定する制御手段と
を備え、前記第１および第２の1/2波長板に入射させる
レーザ光は前記ビームスプリッタに対してＰ偏光あるい
はＳ偏光である偏光成分を有し、前記第１および第２の
1/2波長板を出射するレーザ光は前記ビームスプリッタ
に対してＰ偏光およびＳ偏光の両偏光成分を有すること
を特徴とするレーザ光走査装置によって達成される。
本発明に係るレーザ光走査装置においては、上述の如
く、２つの半導体レーザ光源からの２本のレーザ光を略
同一方向に合成するプリズムと回転多面鏡との間に、1/
4波長板を挿入したことにより、合成レーザビームの偏
光状態を円偏光状態として、回転多面鏡への入射時の偏
光方向の偏りを解消するものである。これにより、回転
多面鏡に入射させた際に生じる反射率の違いがなくな
り、均一な強度の合成レーザ光が得られる。
く、２つの半導体レーザ光源からの２本のレーザ光を略
同一方向に合成するプリズムと回転多面鏡との間に、1/
4波長板を挿入したことにより、合成レーザビームの偏
光状態を円偏光状態として、回転多面鏡への入射時の偏
光方向の偏りを解消するものである。これにより、回転
多面鏡に入射させた際に生じる反射率の違いがなくな
り、均一な強度の合成レーザ光が得られる。
以下、本発明の原理を説明する。
第５図に示す如く、互いに直交した直線偏光を考え、
この２つの光線が1/4波長板に入射する場合を考える。
入射光１（垂直方向偏光）は振動ベクトル軸が Ｙ＝Ｘ 上にあるので、 Ｙ＝a sinω t Ｘ＝a sinω t で表わされる。一方、入射光２（垂直方向偏光）は振動
ベクトル軸が、 Ｙ＝−Ｘ 上であるので、 Ｙ＝a sinω t Ｘ＝−a sinω t で表わされる。
この２つの光線が1/4波長板に入射する場合を考える。
入射光１（垂直方向偏光）は振動ベクトル軸が Ｙ＝Ｘ 上にあるので、 Ｙ＝a sinω t Ｘ＝a sinω t で表わされる。一方、入射光２（垂直方向偏光）は振動
ベクトル軸が、 Ｙ＝−Ｘ 上であるので、 Ｙ＝a sinω t Ｘ＝−a sinω t で表わされる。
ここで、1/4波長板でＸ方向に90゜の位相が加わった
とすると、入射光１は、 Ｙ＝a sinω t Ｘ＝a sin（ω t＋90゜） ＝a cosω t で表わされ、 X2＋Y2＝a2 となり、従って、ベクトルの向きが反時計回りの円偏光
となる。
とすると、入射光１は、 Ｙ＝a sinω t Ｘ＝a sin（ω t＋90゜） ＝a cosω t で表わされ、 X2＋Y2＝a2 となり、従って、ベクトルの向きが反時計回りの円偏光
となる。
一方、入射光２に関しては、 Ｙ＝a sinω t Ｘ＝−acosω t で表わされ、 X2＋Y2＝a2 となり、従って、ベクトルの向きが時計回りの円偏光と
なる。
なる。
通常、磁気光学効果を有する物質を除いては、円偏光
のベクトルの回転の向きによって反射率に差が生じない
ので、上述の如く1/4波長板を用いることで、直線偏光
を円偏光に変換することによって反射率の差をなくし、
等しい２本の走査線を得ることが可能になる。
のベクトルの回転の向きによって反射率に差が生じない
ので、上述の如く1/4波長板を用いることで、直線偏光
を円偏光に変換することによって反射率の差をなくし、
等しい２本の走査線を得ることが可能になる。
〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
本発明の実施例を説明するまえに参考例を説明する。
第１図は、本発明の参考例を示すレーザ光走査装置の要
部を示す図である。図において、記号3;51p,51s;6p,6s;
71,72;11;12は、第３図に示したと同じ構成要素を示し
ている。
第１図は、本発明の参考例を示すレーザ光走査装置の要
部を示す図である。図において、記号3;51p,51s;6p,6s;
71,72;11;12は、第３図に示したと同じ構成要素を示し
ている。
本参考例においては、２個の半導体レーザ51pと51sを
用い、互いにその偏光面を直交させ、偏光プリズム３で
２本のレーザ光6p,6sを同一方向に合成する。合成した
レーザ光の光路中に、前述の1/4波長板99を挿入して、
レーザ光の偏光を円偏光に変換し、これを回転多面鏡11
に導き、走査レンズ12を用いて図示されていない感光ド
ラム上で２本のレーザ光を走査させる。
用い、互いにその偏光面を直交させ、偏光プリズム３で
２本のレーザ光6p,6sを同一方向に合成する。合成した
レーザ光の光路中に、前述の1/4波長板99を挿入して、
レーザ光の偏光を円偏光に変換し、これを回転多面鏡11
に導き、走査レンズ12を用いて図示されていない感光ド
ラム上で２本のレーザ光を走査させる。
本参考例においては、２本の円偏光光を回転多面鏡11
に入射させるので、偏光方向による反射率の差は生じ
ず、感光ドラム上に等強度の走査線を描くことが可能と
なるという効果が得られる。
に入射させるので、偏光方向による反射率の差は生じ
ず、感光ドラム上に等強度の走査線を描くことが可能と
なるという効果が得られる。
第６図は、本発明の実施例を示すレーザ光走査装置の
要部を示す図である。図において、記号3:51p,51s;6p,6
s;71,72;11;12および99は、第１図に示したと同じ構成
要素を示している。また、81,82;10;16および171,17
2は、第３図に示したと同じ構成要素を示している。
要部を示す図である。図において、記号3:51p,51s;6p,6
s;71,72;11;12および99は、第１図に示したと同じ構成
要素を示している。また、81,82;10;16および171,17
2は、第３図に示したと同じ構成要素を示している。
本実施例は、参考例に示したレーザ光走査装置に、２
本のレーザ光の副走査方向の間隔の補正手段を加えたも
のである。なお、レーザ光の副走査方向の間隔の補正手
段自体に関しては、第３図に示したものを用いることが
可能である。
本のレーザ光の副走査方向の間隔の補正手段を加えたも
のである。なお、レーザ光の副走査方向の間隔の補正手
段自体に関しては、第３図に示したものを用いることが
可能である。
レーザ光の副走査方向の間隔を常に観測するために
は、レーザ光の一部分をスポット間隔検知用の光検出器
10に導くが、この量は、一般には全光量の５％程度であ
る。この光量に基いて動作するガルバノミラーを用いた
負帰還制御系で動作を安定させるためには、調整時に光
検出器10への入射光量を調整するのが便利である。この
ためには、レーザ光の向きを回転させて、プリズム３に
入射するレーザ光の偏光面を回転させてもよいが、レー
ザ光の向きを変えず、更に、２本のレーザ光の合成時の
偏光が直交していても、レーザ光の発光角度が同じにな
るようにしておく方が、集光スポット径に差異を生じな
いという利点がある。
は、レーザ光の一部分をスポット間隔検知用の光検出器
10に導くが、この量は、一般には全光量の５％程度であ
る。この光量に基いて動作するガルバノミラーを用いた
負帰還制御系で動作を安定させるためには、調整時に光
検出器10への入射光量を調整するのが便利である。この
ためには、レーザ光の向きを回転させて、プリズム３に
入射するレーザ光の偏光面を回転させてもよいが、レー
ザ光の向きを変えず、更に、２本のレーザ光の合成時の
偏光が直交していても、レーザ光の発光角度が同じにな
るようにしておく方が、集光スポット径に差異を生じな
いという利点がある。
このために、本実施例においては、各レーザとプリズ
ム３との間に、偏光状態を直線偏光のまま偏光の方向の
みを変える素子としての1/2波長板を挿入するようにし
たものである（1/2波長板を挿入し、その設定角度を適
当に選べば、通過後の偏光方向は任意に変えられること
は、良く知られている。例えば、石黒他：「結晶光学」
（応用物理学会光学懇話会編，森北出版刊参照）。
ム３との間に、偏光状態を直線偏光のまま偏光の方向の
みを変える素子としての1/2波長板を挿入するようにし
たものである（1/2波長板を挿入し、その設定角度を適
当に選べば、通過後の偏光方向は任意に変えられること
は、良く知られている。例えば、石黒他：「結晶光学」
（応用物理学会光学懇話会編，森北出版刊参照）。
従って、上述の1/2波長板を用い、かつ、合成後に前
述の1/4波長板を合せ用いることで、副走査方向の間隔
制御用に用いる光検出器の光量も調節し、かつ、２本の
レーザ光の感光ドラム面上での強度も略等しくすること
ができる。これについて、第７図を用いて説明する。
述の1/4波長板を合せ用いることで、副走査方向の間隔
制御用に用いる光検出器の光量も調節し、かつ、２本の
レーザ光の感光ドラム面上での強度も略等しくすること
ができる。これについて、第７図を用いて説明する。
例えば、２本の半導体レーザの光を、共に垂直方向に
振動する直線偏光にしておく。半導体レーザ51pから出
射した光を1/2波長板を用いて垂直方向からαだけ傾い
た直線偏光にする。一方、半導体レーザ51sから出射し
た光を1/2波長板を用いて水平方向からβだけ傾いた直
線偏光にする。ここで、合成用プリズム３として、垂直
直線偏光を略100％通過させ、水平直線偏光を略100％反
射するのを用いると、回転多面鏡に向かう合成後のレー
ザ光71,72の強度は、それぞれ、a2cosα２およびa2cos
β２（ここでａはレーザの振幅強度）となり、α≪1,β
≪１ならばcosα＝cosβ＝１で、合成後の強度は略等し
い。
振動する直線偏光にしておく。半導体レーザ51pから出
射した光を1/2波長板を用いて垂直方向からαだけ傾い
た直線偏光にする。一方、半導体レーザ51sから出射し
た光を1/2波長板を用いて水平方向からβだけ傾いた直
線偏光にする。ここで、合成用プリズム３として、垂直
直線偏光を略100％通過させ、水平直線偏光を略100％反
射するのを用いると、回転多面鏡に向かう合成後のレー
ザ光71,72の強度は、それぞれ、a2cosα２およびa2cos
β２（ここでａはレーザの振幅強度）となり、α≪1,β
≪１ならばcosα＝cosβ＝１で、合成後の強度は略等し
い。
一方、光検出器10に向かう光線は、それぞれ、a2sin
α2,a2sinβ２となり、α，βの微小な変動に略比例す
る。従って、微小な光検出器10への光量の調整が可能に
なる。これに対して、合成後の回転多面鏡に向かうレー
ザ光は、当初は互いに直交した方向に偏光しているが、
1/4波長板を通すことで、共に円偏光になるので、回転
多面鏡,Fθレンズを通過してもその透過強度は互いに殆
ど変わらないことになる。
α2,a2sinβ２となり、α，βの微小な変動に略比例す
る。従って、微小な光検出器10への光量の調整が可能に
なる。これに対して、合成後の回転多面鏡に向かうレー
ザ光は、当初は互いに直交した方向に偏光しているが、
1/4波長板を通すことで、共に円偏光になるので、回転
多面鏡,Fθレンズを通過してもその透過強度は互いに殆
ど変わらないことになる。
上記実施例によれば、副走査方向の制御も容易に行う
ことが可能で、２本の走査光の強度も互いに差のないレ
ーザ光走査装置が実現できる。
ことが可能で、２本の走査光の強度も互いに差のないレ
ーザ光走査装置が実現できる。
次に、本発明の具体的な応用例としての、レーザプリ
ンタについて説明する。本レーザプリンタは、走査レー
ザ光の副走査方向の間隔を切換えるとともに、各走査ビ
ームの副走査方向のスポット径をも変更するようにした
ものである。
ンタについて説明する。本レーザプリンタは、走査レー
ザ光の副走査方向の間隔を切換えるとともに、各走査ビ
ームの副走査方向のスポット径をも変更するようにした
ものである。
第８図に、全体構成を示す。２つの直線偏光光を発す
る光源51pおよび51sを用い、かつ、それぞれの偏光方向
を略直交配置（P,S偏光）する。これらの光源51pおよび
51sから出射したレーザビーム6p,6sは、レンズ71,72;光
路調整器211および212（これは例えば、ミラー171およ
び172のそれぞれに付した回転駆動体を差動増幅器221お
よび222の出力331,332により駆動し、これによって光路
を変更させる如く構成されたものである）を経由して偏
光ビームスプリッタ３に達する。
る光源51pおよび51sを用い、かつ、それぞれの偏光方向
を略直交配置（P,S偏光）する。これらの光源51pおよび
51sから出射したレーザビーム6p,6sは、レンズ71,72;光
路調整器211および212（これは例えば、ミラー171およ
び172のそれぞれに付した回転駆動体を差動増幅器221お
よび222の出力331,332により駆動し、これによって光路
を変更させる如く構成されたものである）を経由して偏
光ビームスプリッタ３に達する。
このビームスプリッタ３は、Ｐ偏光光を直進させ、Ｓ
偏光光を直角に曲げる作用を有するので、ビーム6p,6s
はビームスプリッタ３を通過した後略同一方向に進み、
上記ビーム6p,6sの偏向手段である回転多面鏡11と走査
レンズ12を通り、走査面９上で走査線141および142とし
て、同時並行走査を行うこととなる。
偏光光を直角に曲げる作用を有するので、ビーム6p,6s
はビームスプリッタ３を通過した後略同一方向に進み、
上記ビーム6p,6sの偏向手段である回転多面鏡11と走査
レンズ12を通り、走査面９上で走査線141および142とし
て、同時並行走査を行うこととなる。
走査ビーム検出器15は、ビーム走査毎の走査開始位置
を示すものであり、この検出器15からの出力は、図示さ
れていないが、印刷データを送出する際の同期信号とし
て用いられる。
を示すものであり、この検出器15からの出力は、図示さ
れていないが、印刷データを送出する際の同期信号とし
て用いられる。
ここで、走査面９上の走査線141と142の間隔ｄは、所
定の画素密度（ドット密度）に対応する適正な値に保つ
必要がある。このため、ビームスプリッタ３に入射し
た、ビーム6p,6sの一部をビーム位置制御用ビーム101,1
02として取出し、ビーム位置検出器111,112に入射す
る。この検出器111および112は、第９図に示す如く、基
本的には走査と直角な方向に２分割されたもので、その
分割境界のそれぞれの側の照射光量を光電変換して電気
信号として取出すことができる。
定の画素密度（ドット密度）に対応する適正な値に保つ
必要がある。このため、ビームスプリッタ３に入射し
た、ビーム6p,6sの一部をビーム位置制御用ビーム101,1
02として取出し、ビーム位置検出器111,112に入射す
る。この検出器111および112は、第９図に示す如く、基
本的には走査と直角な方向に２分割されたもので、その
分割境界のそれぞれの側の照射光量を光電変換して電気
信号として取出すことができる。
従って、この信号を差動増幅器221,222を通して差分
信号を作り、光路変換素子211,212にそれぞれ加え、上
記差分信号が常に“0"となるようにミラー171,172の傾
きを調整すれば、制御用ビーム101,102を検出する検出
器111,112それぞれの分割境界を中心とする位置に安定
化できる。
信号を作り、光路変換素子211,212にそれぞれ加え、上
記差分信号が常に“0"となるようにミラー171,172の傾
きを調整すれば、制御用ビーム101,102を検出する検出
器111,112それぞれの分割境界を中心とする位置に安定
化できる。
本発明の特徴は、ビームスプリッタ３に入射するビー
ム6p,6s光路中に、前述の1/2波長板2pおよび2sが挿入さ
れていること、および、合成後のビームの光路中に、同
じく前述の1/4波長板99が挿入されていることである。
これにより、副走査方向の間隔の制御を容易に行うこと
が可能で、２本の走査光の強度も互いに差のないレーザ
光走査が可能な、レーザビームプリンタが実現できるも
のである。
ム6p,6s光路中に、前述の1/2波長板2pおよび2sが挿入さ
れていること、および、合成後のビームの光路中に、同
じく前述の1/4波長板99が挿入されていることである。
これにより、副走査方向の間隔の制御を容易に行うこと
が可能で、２本の走査光の強度も互いに差のないレーザ
光走査が可能な、レーザビームプリンタが実現できるも
のである。
第９図に、前述のスポット間隔を制御するためのスポ
ット間隔検知用の光検出器10の詳細な構成例を、また、
第10図に、走査光学系を動作させるための走査制御系24
の構成例を示す。ここで、走査面９の移動速度、すなわ
ち、感光ドラムの回転数を一定にしておき、画素密度の
変更を図る場合において、ビーム走査方向とこれに直交
する方向（副走査方向）に分けて考えると、以下に説明
するようになる。
ット間隔検知用の光検出器10の詳細な構成例を、また、
第10図に、走査光学系を動作させるための走査制御系24
の構成例を示す。ここで、走査面９の移動速度、すなわ
ち、感光ドラムの回転数を一定にしておき、画素密度の
変更を図る場合において、ビーム走査方向とこれに直交
する方向（副走査方向）に分けて考えると、以下に説明
するようになる。
まず、走査方向に関しては、画素信号に対するビーム
強度の変調パルス幅の調整して、露光面積を変えること
により、画素密度の変更が可能である。このための信号
301および302は、走査制御系24からビーム強度変調系20
1および202に送出される。この場合、ドット密度変更命
令17によって、発振器430,432からの発振周波数fD1,fD2
のうちどちらか一方を選別器44で選別する。次いで、デ
ータメモリ421および422から印刷データを、選別された
周波数で、それぞれのビーム強度変調系201および202に
送出し、レーザ光を所定の速さでオン・オフさせる。
強度の変調パルス幅の調整して、露光面積を変えること
により、画素密度の変更が可能である。このための信号
301および302は、走査制御系24からビーム強度変調系20
1および202に送出される。この場合、ドット密度変更命
令17によって、発振器430,432からの発振周波数fD1,fD2
のうちどちらか一方を選別器44で選別する。次いで、デ
ータメモリ421および422から印刷データを、選別された
周波数で、それぞれのビーム強度変調系201および202に
送出し、レーザ光を所定の速さでオン・オフさせる。
更に、走査と直交する方向（副走査方向）の画素密度
を変更するためには、光偏向用の回転多面鏡11の回転数
を変える必要がある。このためには、ドット密度変更命
令17に基づいて走査制御系24内で、回転多面鏡駆動用周
波数fM1,fM2に対して選別器47で選別を行い、この選別
された周波数を駆動パルス回路48に通す。駆動パルス回
路48では、回転速度制御用クロックパルスを形成し、回
転鏡駆動電源23を動作させて、適正な回転速度とし、所
定の走査回数を実現する。
を変更するためには、光偏向用の回転多面鏡11の回転数
を変える必要がある。このためには、ドット密度変更命
令17に基づいて走査制御系24内で、回転多面鏡駆動用周
波数fM1,fM2に対して選別器47で選別を行い、この選別
された周波数を駆動パルス回路48に通す。駆動パルス回
路48では、回転速度制御用クロックパルスを形成し、回
転鏡駆動電源23を動作させて、適正な回転速度とし、所
定の走査回数を実現する。
ところで、２つのビーム141と142を同時に並行して走
査する場合には、これらの走査ビーム間の間隔ｄを、画
素密度変更に見合った分だけ、変化させる必要がある。
このためには、ビーム位置検知用の一方の検出器111の
分割境界（第９図の53および54）を走査ビーム間隔に対
応させて移動させれば良い。
査する場合には、これらの走査ビーム間の間隔ｄを、画
素密度変更に見合った分だけ、変化させる必要がある。
このためには、ビーム位置検知用の一方の検出器111の
分割境界（第９図の53および54）を走査ビーム間隔に対
応させて移動させれば良い。
この場合の動作も、走査制御系24を介してドット密度
変更命令17によって行われる。このための検出器系を第
９図に基づいて説明する。第９図に示されているのは、
走査ビーム径ｄを２種類変化させた場合の例である。
変更命令17によって行われる。このための検出器系を第
９図に基づいて説明する。第９図に示されているのは、
走査ビーム径ｄを２種類変化させた場合の例である。
前述の検出器111はビーム101用で、そのスポット601
の位置を検出する。検出器111は、例えば、５分割の光
検出部511〜515により構成される。このうち、光検出部
511と512および514と515は、それぞれ、リード線56およ
び57で電気的に接続されており、次いで、差動増幅器22
1′に結合されている。また、光検出部513のリード線端
部Ｃは、走査制御系24からの信号31によってＡまたはＢ
に選択的に結合されているように構成されている。今、
ＣがＡに接続されたとき、検出器111は分割境界53を分
割ラインとする２分割検出器として作用し、このときの
差分信号に対するサーボ制御によってビームスポット
は、検出器111上において第９図に破線で示す611の位置
で安定する。
の位置を検出する。検出器111は、例えば、５分割の光
検出部511〜515により構成される。このうち、光検出部
511と512および514と515は、それぞれ、リード線56およ
び57で電気的に接続されており、次いで、差動増幅器22
1′に結合されている。また、光検出部513のリード線端
部Ｃは、走査制御系24からの信号31によってＡまたはＢ
に選択的に結合されているように構成されている。今、
ＣがＡに接続されたとき、検出器111は分割境界53を分
割ラインとする２分割検出器として作用し、このときの
差分信号に対するサーボ制御によってビームスポット
は、検出器111上において第９図に破線で示す611の位置
で安定する。
一方、検出器112は、検出部521と522とから成る２分
割検出器で、分割境界58を中心としてビームスポット60
2は安定化される。このとき、２つの検出器（111および
112）の分割境界53と58の間隔はP2であり、この値に対
応して走査面９上の走査ビーム141と142の間隔ｄが定ま
る。次に、走査制御系24からの信号31により、ＣをＢに
接続したときには、検出器111は分割境界54を分割ライ
ンとする２分割検出器として作用する。このときの差分
信号に対するサーボ制御によって、ビームスポットは60
1の位置で安定化する。このときの検出器系での２つの
ビームスポット間隔は、P1となり、これに対応して、走
査面９上のビーム間隔ｄも別の値をとることができる。
割検出器で、分割境界58を中心としてビームスポット60
2は安定化される。このとき、２つの検出器（111および
112）の分割境界53と58の間隔はP2であり、この値に対
応して走査面９上の走査ビーム141と142の間隔ｄが定ま
る。次に、走査制御系24からの信号31により、ＣをＢに
接続したときには、検出器111は分割境界54を分割ライ
ンとする２分割検出器として作用する。このときの差分
信号に対するサーボ制御によって、ビームスポットは60
1の位置で安定化する。このときの検出器系での２つの
ビームスポット間隔は、P1となり、これに対応して、走
査面９上のビーム間隔ｄも別の値をとることができる。
このようにして、２本のビームを用いた走査光学系で
も、走査線間隔を変えてドット密度変換ができるが、更
に、高画質の印刷を行うには、走査線間隔の調整と同時
に、副走査方向のレーザスポット径を適当な値だけ変化
させる必要がある。ここでは、先に第８図に示した動的
回折格子18を挿入する。この動的回折格子18には、超音
波発生用のトランスデューサが設けられている。例え
ば、縮小パターンを印刷するときの２つの走査レーザ光
141および142のスポット径と間隔を、印写上、略適当な
関係に設定しておき、このときには動的回折格子18は動
作せず、±１次光を発生させないで０次光のみを用い
る。
も、走査線間隔を変えてドット密度変換ができるが、更
に、高画質の印刷を行うには、走査線間隔の調整と同時
に、副走査方向のレーザスポット径を適当な値だけ変化
させる必要がある。ここでは、先に第８図に示した動的
回折格子18を挿入する。この動的回折格子18には、超音
波発生用のトランスデューサが設けられている。例え
ば、縮小パターンを印刷するときの２つの走査レーザ光
141および142のスポット径と間隔を、印写上、略適当な
関係に設定しておき、このときには動的回折格子18は動
作せず、±１次光を発生させないで０次光のみを用い
る。
そして、拡大パターンを印刷するときには、走査線間
隔ｄの拡がりに対して、副走査方向のスポット径をそれ
ぞれ拡大する。このときには、動的回折格子18に適当な
高周波を加えて超音波を発生させ、偏光プリズム３から
のレーザ光に、±１次光を発光させることにより、走査
レーザスポットを拡げることができる。
隔ｄの拡がりに対して、副走査方向のスポット径をそれ
ぞれ拡大する。このときには、動的回折格子18に適当な
高周波を加えて超音波を発生させ、偏光プリズム３から
のレーザ光に、±１次光を発光させることにより、走査
レーザスポットを拡げることができる。
なお、上述の走査面９上の走査線141と142の間隔ｄの
制御，ドット密度の変換制御，スポット径の制御に関し
ては、本出願人が先に提案した特願平２−73339号「可
変密度走査装置」明細書中に、より詳細に説明されてい
るので参照されたい。
制御，ドット密度の変換制御，スポット径の制御に関し
ては、本出願人が先に提案した特願平２−73339号「可
変密度走査装置」明細書中に、より詳細に説明されてい
るので参照されたい。
以上、詳細に説明した如く、本発明によれば、合成さ
れた２本のレーザ光の、回転多面鏡に入射させた際に生
じる反射率の違いをなくして、均一な強度の合成レーザ
光が得られるようにしたレーザ光走査装置を実現できる
という顕著な効果を奏するものである。
れた２本のレーザ光の、回転多面鏡に入射させた際に生
じる反射率の違いをなくして、均一な強度の合成レーザ
光が得られるようにしたレーザ光走査装置を実現できる
という顕著な効果を奏するものである。
第１図は本発明の参考例を示すレーザ光走査装置の要部
を示す図、第２図は偏光を利用してレーザ光を合成する
原理の説明図、第３図は副走査方向のレーザ走査線間隔
を制御する機能を有する従来のレーザプリンタの構成例
を示す図、第４図は反射面での偏光による反射率の違い
を示す図、第５図は1/4波長板を入れることによる効果
を説明する図、第６図は本発明の実施例を示すレーザ光
走査装置の要部を示す図、第７図はその原理を説明する
図、第８図は本発明の具体的な応用例としてのレーザプ
リンタの全体構成を示す図、第９図は第８図のレーザプ
リンタにおいてビーム位置間隔を検出するための光検出
器系の構成図、第10図は第８図のレーザプリンタにおけ
る走査制御系の構成図である。 2p,2s:1/2波長板、3:偏光プリズム、51p,51s:半導体レ
ーザ、6p,6s:レーザ光、71,72:コリメートレンズ、11:
回転多面鏡、12:走査レンズ、171,172:ガルバノミラ
ー、99:1/4波長板。
を示す図、第２図は偏光を利用してレーザ光を合成する
原理の説明図、第３図は副走査方向のレーザ走査線間隔
を制御する機能を有する従来のレーザプリンタの構成例
を示す図、第４図は反射面での偏光による反射率の違い
を示す図、第５図は1/4波長板を入れることによる効果
を説明する図、第６図は本発明の実施例を示すレーザ光
走査装置の要部を示す図、第７図はその原理を説明する
図、第８図は本発明の具体的な応用例としてのレーザプ
リンタの全体構成を示す図、第９図は第８図のレーザプ
リンタにおいてビーム位置間隔を検出するための光検出
器系の構成図、第10図は第８図のレーザプリンタにおけ
る走査制御系の構成図である。 2p,2s:1/2波長板、3:偏光プリズム、51p,51s:半導体レ
ーザ、6p,6s:レーザ光、71,72:コリメートレンズ、11:
回転多面鏡、12:走査レンズ、171,172:ガルバノミラ
ー、99:1/4波長板。
フロントページの続き (72)発明者 望月 健至 東京都千代田区大手町２丁目６番２号 日立工機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−119513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−217763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−271309（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−29614（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−113115（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/10 B41J 2/44 G03G 15/04 111
Claims (1)
- 【請求項１】直線偏光である偏光成分を有するレーザ光
を発生させる第１の半導体レーザ光源と、 直線偏光である偏光成分を有するレーザ光を発生させる
第２の半導体レーザ光源と、 前記第１の半導体レーザ光源から発せられたレーザ光を
所定方向へ反射される反射面を有し、該反射面の傾き量
が調整可能に設けられた第１光偏向器と、 前記第２の半導体レーザ光源から発せられたレーザ光を
所定方向へ反射させる反射面を有し、該反射面の傾き量
が調整可能に設けられた第２光偏向器と、 前記第１光偏向器にて反射したレーザ光を入射させる第
１の1/2波長板と、 前記第２光偏向器にて反射したレーザ光を入射させる第
２の1/2波長板と、 前記１および第２の1/2波長板を通過したレーザ光を入
射させるとともに、この入射したレーザ光を、２本のレ
ーザ光からなる走査用ビームと、２本のレーザからなる
制御用ビームとな分岐させるビームスプリッタと、 前記ビームスプリッタから出射された前記走査用ビーム
を直線偏光から円偏光に変更する1/4波長板と、 前記1/4波長板を通過したビームを走査面上に走査する
回転多面鏡と、 前記ビームスプリッタから出射された前記制御用ビーム
を検出する光検出手段と、 前記光検出手段の出力に基づき、前記光偏向器の反射面
の傾き量を制御し、前記制御用ビームの相互間隔が規定
値にあることを前記光検出手段が検出する位置に前記光
偏向器の反射面を設定する制御手段とを備え、 前記第１および第２の1/2波長板に入射させるレーザ光
は前記ビームスプリッタに対してＰ偏光あるいはＳ偏光
である偏光成分を有し、前記第１および第２の1/2波長
板を出射するレーザ光は前記レーザビームスプリッタに
対してＰ偏光およびＳ偏光の両偏光成分を有することを
特徴とするレーザ光走査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20164990A JP3064347B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | レーザ光走査装置 |
| US07/737,660 US5233188A (en) | 1989-04-03 | 1991-07-30 | Laser beam scanning apparatus for scanning a laser beam obtained by composing a plurality of beams |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20164990A JP3064347B2 (ja) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | レーザ光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0485510A JPH0485510A (ja) | 1992-03-18 |
| JP3064347B2 true JP3064347B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=16444588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20164990A Expired - Lifetime JP3064347B2 (ja) | 1989-04-03 | 1990-07-30 | レーザ光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3064347B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3238497B2 (ja) * | 1992-11-12 | 2001-12-17 | 松下電器産業株式会社 | 光ピックアップヘッド装置 |
| US7557820B2 (en) * | 2005-03-16 | 2009-07-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical multi-beam scanning device and image forming apparatus |
| JP5009557B2 (ja) | 2006-06-21 | 2012-08-22 | 株式会社リコー | 光走査装置及びそれを備えた画像形成装置 |
| JP5029281B2 (ja) * | 2007-10-19 | 2012-09-19 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | レーザ走査光学装置 |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP20164990A patent/JP3064347B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0485510A (ja) | 1992-03-18 |
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