JP4632751B2 - Optical scanning device - Google Patents

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Description

この発明は光走査装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device.

光描画装置や光プリンタ、デジタル複写機、光プロッタ、光ファクシミリ等に関連して知られた光走査装置では一般に、被走査面上に所望形状の光スポットを形成するために、光源側から放射される光束の周辺部分をアパーチュアにより遮光する「ビーム整形」が行われる。   In general, an optical scanning apparatus known in connection with an optical drawing apparatus, an optical printer, a digital copying machine, an optical plotter, an optical facsimile, etc., emits light from the light source side in order to form a light spot of a desired shape on the surface to be scanned. "Beam shaping" is performed in which the peripheral portion of the luminous flux is shielded by an aperture.

光走査装置は近来、光走査の高速化や「光スポットの小径化による高密度化」が強く要請されているが、ビーム整形が行われると、光源から放射される光束の一部が被走査面に対して遮光されることになるため、光エネルギの利用効率の面からするとビーム整形はマイナス要因である。また、光スポットの小径化のためには、光束径をなるべく大きくすることが好ましいが、アパーチュアによるビーム整形は光束径を制限するものであるので、この面でもビーム整形はマイナス要因である。   In recent years, optical scanning devices have been strongly demanded to increase the speed of optical scanning and “higher density by reducing the diameter of the light spot”, but when beam shaping is performed, a part of the light beam emitted from the light source is scanned. Since the light is shielded from the surface, beam shaping is a negative factor in terms of light energy utilization efficiency. In order to reduce the diameter of the light spot, it is preferable to increase the beam diameter as much as possible. However, since the beam shaping by the aperture limits the beam diameter, the beam shaping is also a negative factor in this aspect.

光走査装置において光源側からの光束は一般に「発散性の光束」で、これをコリメートレンズで平行光束化し、平行光束化された光束をシリンドリカルレンズにより光偏向器の偏向反射面位置近傍に「主走査方向に長い線像」として結像させることが行われている。   In the optical scanning device, the light beam from the light source side is generally a “divergent light beam”, which is collimated by a collimator lens, and the collimated light beam is converted into a “main” beam near the position of the deflecting reflection surface of the optical deflector by a cylindrical lens. Imaging is performed as a “line image that is long in the scanning direction”.

光源側からの「発散性の光束」の発散角は必ずしも一様ではなく、光源の種類や個体ごとに微妙に異なっている。このような発散角の「ばらつき」がある場合、アパーチュアによるビーム整形を行わないと、発散角のばらつきに応じて被走査面上の光スポットのスポット径にばらつきが生じることになる。このような「スポット径のばらつき」は、高密度の光走査においては、書込まれる画像の画質を大きく左右する。   The divergence angle of the “divergent light beam” from the light source side is not necessarily uniform, and is slightly different depending on the type of light source and each individual. If there is such “divergence” of the divergence angle, if the beam shaping by the aperture is not performed, the spot diameter of the light spot on the surface to be scanned varies depending on the divergence angle variation. Such “spot diameter variation” greatly affects the image quality of a written image in high-density optical scanning.

ビーム整形を行わない場合における「スポット径のばらつき」を問題とする技術は、出願人の知る限りに於いて従来知られていない。   To the best of the applicant's knowledge, there is no conventional technique that has a problem of “spot diameter variation” when beam shaping is not performed.

また、赤色、緑色、青色のレーザ光を放射する3個の光源からのレーザ光束を、3個の光変調手段で変調させ、これらの光束を共通の光偏向器で偏向させ、共通の走査結像光学系によりカラー印画紙上に光スポットとして形成してカラー画像の書き込みを行うことが実施されているが、走査結像光学系として「色収差を補正しない安価な結像系」を用いる場合、アパーチュアによるビーム整形を行わない場合には、各色光スポットのスポット径は走査結像光学系の色収差を考慮して調整する必要がある。   In addition, laser light beams from three light sources that emit red, green, and blue laser beams are modulated by three light modulation means, and these light beams are deflected by a common optical deflector so that a common scanning connection is obtained. Although it has been practiced to write a color image by forming it as a light spot on a color photographic paper by an image optical system, when using an “expensive imaging system that does not correct chromatic aberration” as a scanning imaging optical system, When the beam shaping is not performed, the spot diameter of each color light spot needs to be adjusted in consideration of the chromatic aberration of the scanning imaging optical system.

更に、光走査装置において書き込み密度を切り替えるようにし、切り替えられる書き込み密度に応じて光スポット径を調整するようにしたいという新規な要望もある。   Further, there is a new demand for switching the writing density in the optical scanning device and adjusting the light spot diameter according to the switched writing density.

この発明は、アパーチュアによるビーム整形を行わない光走査装置において、被走査面上に所望のスポット径の光スポットを形成できるようにすることを課題とする。   It is an object of the present invention to enable a light spot having a desired spot diameter to be formed on a surface to be scanned in an optical scanning device that does not perform beam shaping by an aperture.

この発明の光走査装置は「n(≧1)個の光源から放射されるn本の光束を、n個の変調手段によりそれぞれ画像信号に応じて個別的に強度変調し、強度変調された各光束を単一の回転多面鏡により偏向させ、偏向された各光束をfθレンズにより被走査面上に集光させてn個の光スポットを形成し、被走査面を等速的に光走査する光書込みを、n個の光源からの光束に対してアパーチュアによるビーム整形を行うことなく行う光走査装置」であり、n個のコリメートレンズ系と、n個の焦点距離可変手段を有するThe optical scanning device according to the present invention individually modulates the intensity of n light beams emitted from n (≧ 1) light sources according to image signals by n modulation means, respectively. The light beam is deflected by a single rotating polygon mirror , and each deflected light beam is condensed on the surface to be scanned by the fθ lens to form n light spots, and the surface to be scanned is optically scanned at a constant speed. the optical writing a n optical scanning device which performs without the beam shaping by aperture for the light flux from the light source "has n number of the collimating lens system, the n-number of the focal length changing means.

「n個のコリメートレンズ系」は、n個の光源と光偏向器との間に、光源と1:1に対応させて配置され、「光源側からの発散性の光束」を平行光束化する。n≧2の場合には、n個のコリメートレンズ系の各々は、対応する光源からの発散性の光束を個別的に平行光束化する。   The “n collimating lens systems” are arranged between the n light sources and the optical deflectors so as to correspond to the light sources in a 1: 1 ratio, and convert the “divergent light beam from the light source side” into a parallel light beam. . In the case of n ≧ 2, each of the n collimating lens systems individually converts a divergent light beam from a corresponding light source into a parallel light beam.

「n個のコリメートレンズ系」は、n個の光源と回転多面鏡との間に、光源と1:1に対応して配置され、光源側からの発散性の光束を平行光束化する。
「n個の焦点距離可変手段」は、n個のコリメートレンズ系と1:1に対応させられ、対応するコリメートレンズ系の焦点距離を変更する
The “n collimating lens systems” are arranged between the n light sources and the rotating polygon mirror so as to correspond to the light sources in a ratio of 1: 1, and convert a divergent light beam from the light source side into a parallel light beam.
The “n focal length variable means” corresponds to the n collimating lens systems in a 1: 1 ratio, and changes the focal length of the corresponding collimating lens system.

請求項1記載の光走査装置において、n個のコリメートレンズ系の個々を「2枚以上のレンズからなる可変焦点レンズ系」とし、焦点距離可変手段が「可変焦点レンズ系のレンズ位置および/または構成レンズの間隔を可変する手段」である構成とすることができる(請求項2)。 The optical scanning apparatus according to claim 1, wherein the individual of n collimator lens system and a "variable focus lens system consisting of two or more lenses", the focal length changing means "variable-focus lens system of the lens position and / or It is possible to adopt a configuration which is “means for changing the interval between the constituent lenses”.

参考技術として、コリメートレンズ系が「焦点距離が互いに異なる複数種のコリメートレンズ」を有するようにし、焦点距離可変手段が「これら複数種のコリメートレンズのうちの所望のものを所定の使用位置に配置させる手段」である構成も考えられる As a reference technology , the collimating lens system has “a plurality of types of collimating lenses with different focal lengths”, and the focal length changing means is “a desired one of the plurality of types of collimating lenses is disposed at a predetermined use position. A configuration that is “means for causing” is also conceivable .

同じく、参考技術として、コリメートレンズ系により平行光束化された光束をそのまま光偏向器で偏向させ、走査結像光学系により被走査面上に光スポットとして集光する場合であれば、コリメートレンズ系の焦点距離を変化もしくは切り替えることにより、スポット径の調整変更あるいは切り替えを行うことができる。 Similarly, as a reference technique, if the collimated lens system collimated light beam is deflected by an optical deflector as it is and condensed as a light spot on the scanned surface by the scanning imaging optical system, the collimating lens system It is possible to change or switch the spot diameter by changing or switching the focal length.

このような場合、光偏向器の所謂「面倒れ」が問題となるが、光偏向器として「面倒れを良好に補正した回転多面鏡」や、面倒れが原理的に発生しない「回転単面鏡やガルバノミラー」を用いることにより、面倒れの問題を回避することができる。   In such a case, the so-called "face tilt" of the optical deflector becomes a problem, but as a light deflector, a "rotating polygon mirror that corrects the face tilt well" or "rotating single face that does not cause the face tilt in principle. By using a “mirror or galvanometer mirror”, the problem of falling down can be avoided.

別の参考例として、互いに切り替えて使用できる複数種のコリメートレンズの1以上を「焦点距離可変」とし、コリメートレンズの切り替え(交換)による焦点距離の切り替えと、コリメートレンズの焦点距離の変更による焦点距離調整等を行うようにすることも考えられる As another reference example, one or more types of collimating lenses that can be switched to each other are designated as “variable focal length”, and the focal length is switched by switching (exchange) the collimating lens, and the focal point is changed by changing the focal length of the collimating lens. It is conceivable to adjust the distance.

上記請求項1および2記載の光走査装置は「n個のコリメートレンズ系により平行光束化された光束を副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面近傍に、主走査方向に長い線像として結像させるn個のシリンドリカルレンズ系」を有し、n個のシリンドリカルレンズ系はn個のコリメートレンズ系と1:1に対応する。 The optical scanning device according to the first and second aspects of the present invention may be configured such that a light beam converted into a parallel light beam by n collimating lens systems is focused in the sub-scanning direction, and is a line long in the main scanning direction in the vicinity of the deflection reflection surface of the optical deflector. N cylindrical lens systems that form an image ”, and the n cylindrical lens systems correspond to the n collimating lens systems in a 1: 1 ratio.

n個のシリンドリカルレンズ系は「n個の第2の焦点距離可変手段」により、対応するシリンドリカルレンズ系の焦点距離を変更する構成である。 The n cylindrical lens systems have a configuration in which the focal length of the corresponding cylindrical lens system is changed by “n second focal length variable means” .

それぞれの、シリンドリカルレンズ系は「2枚以上のシリンドリカルレンズからなる可変焦点シリンドリカルレンズ系」であり、n個の第2の焦点距離可変手段「可変焦点シリンドリカルレンズ系のレンズ位置および/または構成レンズの間隔を可変する手段」である。 Each of the cylindrical lens systems is a “variable focal cylindrical lens system including two or more cylindrical lenses” , and the n second focal length variable means are “lens positions and / or constituent lenses of the variable focal cylindrical lens system”. Means for varying the interval .

上記n個のシリンドリカルレンズ系を用いることにより、光偏向器における前記「面倒れ」を補正することができ、光偏向器として安価な回転多面鏡を用いることができる。   By using the n cylindrical lens systems, the “surface tilt” in the optical deflector can be corrected, and an inexpensive rotating polygonal mirror can be used as the optical deflector.

請求項1の光走査装置では、シリンドリカルレンズ系が焦点距離可変であるので、シリンドリカルレンズ系の副走査方向の焦点距離:Fを調整変更しまたは切り替えることにより、偏向反射面近傍に結像する主走査方向に長い線像の「副走査方向の幅(走査結像光学系における副走査方向の物体長になる)」を調整変更できるので、被走査面上に集光する光スポットの主走査方向のスポット径をコリメートレンズ系の焦点距離:fの変更により、副走査方向のスポット径をシリンドリカルレンズ系の焦点距離:Fの変更により、互いに独立して調整することができる。 In the optical scanning device according to the first aspect , since the cylindrical lens system has a variable focal length , the focal length in the sub-scanning direction: F of the cylindrical lens system is adjusted or changed, or the image is formed near the deflecting reflecting surface. The main scanning direction of the light spot focused on the surface to be scanned can be adjusted by changing the "width in the sub-scanning direction (the length of the object in the sub-scanning direction in the scanning imaging optical system)" Can be adjusted independently by changing the focal length f of the collimating lens system and the spot diameter in the sub-scanning direction by changing the focal length F of the cylindrical lens system.

従って、コリメートレンズ系における焦点距離:fと、シリンドリカルレンズ系の焦点距離(副走査方向の焦点距離):Fとを調整することにより、光スポットのスポット径を主走査方向と副走査方向に独立して調整できる。   Therefore, by adjusting the focal length f in the collimating lens system and the focal length (focal length in the sub-scanning direction) F of the cylindrical lens system, the spot diameter of the light spot is independent in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Can be adjusted.

上記請求項1または2記載の光走査装置において、n個の光源は「半導体レーザ」であることができる(請求項3)が、n個の光源をレーザ光源(ガスレーザや固体レーザ)とし、これらn個のレーザ光源から放射されるレーザ光をn個のAO変調素子の変調部に集光し、n個のAO変調素子により変調された発散性の光束を「光源側からの発散性の光束」として、n個のコリメートレンズ系に入射させる構成とすることもできる(請求項4)。なお、光源を半導体レーザとするときは「半導体レーザ駆動手段」が変調手段を構成する。 In the optical scanning device according to claim 1 or 2 , the n light sources may be "semiconductor lasers" ( Claim 3 ), and the n light sources are laser light sources (gas laser or solid-state laser). The laser light emitted from the n laser light sources is condensed on the modulation unit of the n AO modulation elements, and the divergent light beam modulated by the n AO modulation elements is expressed as “the divergent light beam from the light source side”. ”Can also be configured to be incident on n collimating lens systems ( claim 4 ). When the light source is a semiconductor laser, the “semiconductor laser driving means” constitutes the modulation means.

請求項1〜4の任意の1に記載の光走査装置において、n≧2とし、n個の光源の発光波長が互いに異なる構成とすることができる(請求項5)。この場合において、光源の数:nを3とし、これら3個の光源を「赤色、緑色、青色のレーザ光を放射するもの」とすることができる(請求項6)。この請求項6記載の光走査装置は「カラー印画紙を実態的な被走査面として光走査を行う」ものであることができる(請求項8)。 The optical scanning device according to any one of claims 1 to 4 , wherein n ≧ 2, and the light emission wavelengths of the n light sources are different from each other ( claim 5 ). In this case, the number of light sources: n can be set to 3, and these three light sources can be set to “emits red, green, and blue laser light” ( claim 6 ). The optical scanning device according to the sixth aspect may be one that "scans light using a color photographic paper as an actual surface to be scanned" ( claim 8 ).

上記の如く、光偏向器は回転多面鏡であり、偏向された光束はfθレンズにより被走査面上に集光される As described above, the optical deflector is a rotary polygon mirror, and the deflected light beam is condensed on the surface to be scanned by the fθ lens .

また、請求項1〜7の任意の1に記載の光走査装置は、これらを複数用いて周知の「タンデム型の画像形成装置」を構成することもできる。この場合、各光走査装置における光スポットのスポット径を調整することにより、対応する光導電性感光体上の光スポットのスポット径を容易に「互いに等しく設定可能」である。 In addition, the optical scanning device according to any one of claims 1 to 7 may be configured as a well-known “tandem type image forming apparatus” using a plurality of them. In this case, by adjusting the spot diameter of the light spot in each optical scanning device, the spot diameter of the light spot on the corresponding photoconductive photosensitive member can be easily “equal to each other”.

なお、上に説明したところにおいて、1つの光源が2光束以上を放射すると読み替えることにより、この発明の光走査装置を「マルチビーム走査方式の光走査装置」とすることができる。   In the above description, the light scanning device of the present invention can be a “multi-beam scanning optical scanning device” by reading that one light source emits two or more light beams.

上記の如く、この発明の光走査装置によれば、被走査面上における光スポットのスポット径を容易に調整することができる。また、アパーチュアによるビーム整形を行わないので光利用効率がよく、高速の光走査を実現できる。 As described above, according to the optical scanning device of the present invention, the spot diameter of the light spot on the surface to be scanned can be easily adjusted . Further, since the beam shaping by the aperture is not performed, the light use efficiency is high and high-speed optical scanning can be realized.

図1は、発明を実施する形態の1例の特徴部分のみを示している。
図1において、符号1は光源としての半導体レーザを示している。また、符号3はコリメートレンズ系、符号5はシリンドリカルレンズ系を示し、符号7は光偏向器としての回転多面鏡を示している。
FIG. 1 shows only one characteristic part of an embodiment of the invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a semiconductor laser as a light source. Reference numeral 3 denotes a collimating lens system, reference numeral 5 denotes a cylindrical lens system, and reference numeral 7 denotes a rotating polygon mirror as an optical deflector.

即ち、図1は、n(=1)個の光源1から放射される1本の光束を、1個の変調手段(図示されない「半導体レーザ駆動手段」)によりそれぞれ画像信号に応じて個別的に強度変調し、強度変調された各光束を単一の光偏向器7により偏向させ、偏向された各光束を(図示されない)走査結像光学系により被走査面(図示されず)上に集光させて1個の光スポットを形成し、被走査面を等速的に光走査する光書込みを、光源1からの光束に対して「アパーチュアによるビーム整形」を行うことなく行う光走査装置における「光源1と光偏向器7との間の部分」を示している。   That is, FIG. 1 shows that one light beam emitted from n (= 1) light sources 1 is individually converted in accordance with an image signal by one modulation means (“semiconductor laser driving means” not shown). The intensity-modulated light beams are deflected by a single optical deflector 7, and the deflected light beams are condensed on a surface to be scanned (not shown) by a scanning imaging optical system (not shown). In the optical scanning apparatus in which one light spot is formed and optical writing for optically scanning the surface to be scanned at a constant speed is performed without performing “beam shaping by aperture” on the light flux from the light source 1. The part between the light source 1 and the optical deflector 7 "is shown.

図1(a)は副走査方向を上下方向として描いてあり、(b)は主走査方向を上下方向として描いてある。   1A shows the sub-scanning direction as the vertical direction, and FIG. 1B shows the main scanning direction as the vertical direction.

コリメートレンズ系3は、光源である半導体レーザ1側からの「発散性の光束」を入射され、この光束を平行光束化する。コリメートレンズ系3は、光軸方向へ連動して変位可能な2枚のレンズ3a、3bからなる「可変焦点レンズ」であり、焦点距離可変手段3Aは、レンズ3a、3bのレンズ位置および/またはレンズ3a、3bの(光軸方向の)間隔を可変することにより、「コリメート機能を保ちつつ焦点距離を変化させる」ようになっている。   The collimating lens system 3 receives a “divergent light beam” from the side of the semiconductor laser 1 that is a light source, and converts the light beam into a parallel light beam. The collimating lens system 3 is a “variable focal length lens” composed of two lenses 3a and 3b that can be displaced in conjunction with the optical axis direction. The focal length varying means 3A includes the lens positions of the lenses 3a and 3b and / or By changing the distance between the lenses 3a and 3b (in the optical axis direction), the focal length is changed while maintaining the collimating function.

従って、コリメータレンズ系3による焦点距離を変化させることにより「コリメートされた平行光束の光束径」を変化させることができる。光束径の変化は連続的な変化とすることも段階的な変化とすることもできる。   Therefore, by changing the focal length of the collimator lens system 3, the “light beam diameter of the collimated parallel light beam” can be changed. The change in beam diameter can be a continuous change or a step change.

半導体レーザから放射される光束は、共振面に平行な方向と直交する方向とで発散角が異なり、この例で光源1は共振面を主走査方向に平行にして配置されている。このため、コリメートレンズ系3により平行光束化された光束の光束径は、副走査方向において大きく、主走査方向において小さい。   The light beam emitted from the semiconductor laser has a different divergence angle between the direction parallel to the resonance surface and the direction orthogonal thereto. In this example, the light source 1 is arranged with the resonance surface parallel to the main scanning direction. For this reason, the light beam diameter of the light beam converted into a parallel light beam by the collimating lens system 3 is large in the sub-scanning direction and small in the main scanning direction.

平行光束化された光束は、シリンドリカルレンズ系5に入射する。シリンドリカルレンズ系5は副走査方向にのみ正の屈折力を有し、主走査方向には屈折力を持たない。このため、シリンドリカルレンズ系5を透過した光束は、図1(a)に示すように副走査方向においては集束されて、光偏向器である回転多面鏡7の偏向反射面近傍に集光するが、主走査方向においては図1(b)に示すように、シリンドリカルレンズ5の作用を受けない。   The parallel light flux is incident on the cylindrical lens system 5. The cylindrical lens system 5 has a positive refractive power only in the sub-scanning direction and does not have a refractive power in the main scanning direction. For this reason, the light beam that has passed through the cylindrical lens system 5 is focused in the sub-scanning direction as shown in FIG. 1A, and is condensed near the deflection reflection surface of the rotary polygon mirror 7 that is an optical deflector. In the main scanning direction, as shown in FIG. 1B, the cylindrical lens 5 is not affected.

従って、シリンドリカルレンズ系5を透過した光束は、回転多面鏡7の偏向反射面近傍に「主走査方向に長い線像」として結像される。そして、回転多面鏡7の回転により偏向され、図示されない走査結像光学系により、図示されない被走査面上に光スポットとして集光し、被走査面の光走査を行う。   Therefore, the light beam that has passed through the cylindrical lens system 5 is imaged as a “line image long in the main scanning direction” in the vicinity of the deflection reflection surface of the rotary polygon mirror 7. Then, the light is deflected by the rotation of the rotary polygon mirror 7 and is condensed as a light spot on a scanning surface (not shown) by a scanning imaging optical system (not shown) to perform optical scanning of the scanning surface.

このようにして、コリメートレンズ系3の焦点距離を「コリメート機能を保ちつつ変化させる」ことにより、光源1からの光束を平行光束化した光束の光束径を変化させることができる。シリンドリカルレンズ系5は主走査方向に屈折力を持たないので、平行光束の光束径を変化させると被走査面上に形成される光スポットの「主走査方向のスポット径」が変化する。   In this way, by changing the focal length of the collimating lens system 3 while maintaining the collimating function, it is possible to change the beam diameter of the light beam obtained by converting the light beam from the light source 1 into a parallel beam. Since the cylindrical lens system 5 does not have refractive power in the main scanning direction, the “spot diameter in the main scanning direction” of the light spot formed on the surface to be scanned changes when the beam diameter of the parallel light beam is changed.

従って、コリメートレンズ系3の焦点距離の調整により、光スポットの主走査方向のスポット径を調整できる。   Therefore, the spot diameter of the light spot in the main scanning direction can be adjusted by adjusting the focal length of the collimating lens system 3.

シリンドリカルレンズ系5は、2枚のシリンドリカルレンズ5a、5bにより構成されている。これらシリンドリカルレンズ5a、5bは、光軸方向へ連動して変位するようになっている。第2の焦点距離可変手段5Aは、シリンドリカルレンズ5a、5bの「光軸方向の位置と間隔」を調整することにより、副走査方向の焦点距離を変化させるようになっている。シリンドリカルレンズ系5の「主走査方向の焦点距離」は無限大であり、これはシリンドリカルレンズ5a、5bの変位により変化しない。   The cylindrical lens system 5 includes two cylindrical lenses 5a and 5b. These cylindrical lenses 5a and 5b are displaced in conjunction with the optical axis direction. The second focal length changing unit 5A is configured to change the focal length in the sub-scanning direction by adjusting the “position and interval in the optical axis direction” of the cylindrical lenses 5a and 5b. The “focal length in the main scanning direction” of the cylindrical lens system 5 is infinite, and this does not change due to the displacement of the cylindrical lenses 5a and 5b.

シリンドリカルレンズ系5の副走査方向の焦点距離を変化させることにより、回転多面鏡7の偏向反射面近傍に結像する「主走査方向に長い線像」の「副走査方向の幅(線像の太さ)」を変化させることができる。この線像は、走査結像光学系による副走査方向の結像における物点であり、対応する像点は光スポットであるので、シリンドリカルレンズ系5の副走査方向の焦点距離を調整することにより、上記線像の太さを調整して光スポットにおける副走査方向のスポット径を調整できる。   By changing the focal length of the cylindrical lens system 5 in the sub-scanning direction, the “width in the sub-scanning direction” of the “line image long in the main scanning direction” that forms an image in the vicinity of the deflecting reflection surface of the rotary polygon mirror 7 (Thickness) "can be changed. This line image is an object point in the image formation in the sub-scanning direction by the scanning image-forming optical system, and the corresponding image point is a light spot. Therefore, by adjusting the focal length of the cylindrical lens system 5 in the sub-scanning direction. The spot diameter in the sub-scanning direction of the light spot can be adjusted by adjusting the thickness of the line image.

周知の如く、半導体レーザから放射される発散性の光束の発散角は個々の半導体レーザで「ばらつき」があり、アパーチュアによるビーム整形を行わない場合、コリメートレンズ系3やシリンドリカルレンズ系5の焦点距離が固定であると、上記発散角のばらつきに応じ、光スポットのスポット径が「ばらついて」しまうが、この発明の光走査装置では、発散光束の「発散角のばらつき」に拘わらず、光スポットのスポット径を所望の値もしくは所定の値に調整することができる。   As is well known, the divergence angle of a divergent light beam emitted from a semiconductor laser varies among individual semiconductor lasers, and the focal lengths of the collimating lens system 3 and the cylindrical lens system 5 when beam shaping by an aperture is not performed. Is fixed, the spot diameter of the light spot varies depending on the variation in the divergence angle. However, in the optical scanning device of the present invention, the light spot is not limited regardless of the “variation in the divergence angle”. The spot diameter can be adjusted to a desired value or a predetermined value.

また、光走査装置において「書き込み密度を切り替える」ようにする場合には、切り替えられる書き込み密度に応じて光スポット径を調整することができる。   In the case of “switching the writing density” in the optical scanning device, the light spot diameter can be adjusted in accordance with the switching writing density.

シリンドリカルレンズ系5の焦点距離を「固定焦点距離」にすると、コリメートレンズ系3により平行光束の光束径を調整して「主走査方向のスポット径を所望の値に調整」すると、連動して副走査方向のスポット径も変動してしまうので、副走査方向のスポット径を所望の値に調整することはできないが、主走査方向のスポット径は「1ドットを書込む画素信号の長さ」を電気的に調整することによって調整することもできるので、シリンドリカルレンズ系5として固定焦点距離のものを用いることも可能である。   When the focal length of the cylindrical lens system 5 is set to “fixed focal length”, the collimating lens system 3 adjusts the beam diameter of the parallel beam and “adjusts the spot diameter in the main scanning direction to a desired value”. Since the spot diameter in the scanning direction also varies, the spot diameter in the sub-scanning direction cannot be adjusted to a desired value, but the spot diameter in the main scanning direction is “the length of the pixel signal for writing one dot”. Since it can also be adjusted electrically, it is possible to use a cylindrical lens system 5 having a fixed focal length.

コリメートレンズ系3やシリンドリカルレンズ系5における焦点距離を変化させるための焦点距離可変手段3Aや第2の焦点距離可変手段5Aとしては、従来からズームレンズのズーミング機構として知られたカムによる機構等、公知の適宜の機構を用いることができ、焦点距離の変化・切り替えは手動で行うようにしても良いし、コンピュータ制御等により電気的に行うようにしても良い。   As the focal length varying means 3A and the second focal length varying means 5A for changing the focal length in the collimating lens system 3 and the cylindrical lens system 5, a mechanism using a cam conventionally known as a zooming mechanism of a zoom lens, etc. A known appropriate mechanism can be used, and the change / switching of the focal length may be performed manually or electrically by computer control or the like.

図1に示す形態における光源1に代えて、光源をレーザ光源とし、このレーザ光源から放射されるレーザ光をAO変調素子の変調部に集光し、AO変調素子により変調された発散性の光束をコリメートレンズ系に入射させる構成とすることができることは容易に理解されよう。この場合は、「AO変調素子により変調された発散性の光束」が「光源側からの発散性の光束」である。また、コリメートレンズ系やシリンドリカルレンズ系を3枚以上のレンズで構成しても良いことは言うまでもない。   Instead of the light source 1 in the form shown in FIG. 1, a light source is a laser light source, and laser light emitted from the laser light source is condensed on a modulation unit of the AO modulation element, and a divergent light beam modulated by the AO modulation element It will be readily understood that the configuration can be configured such that the light is incident on the collimating lens system. In this case, “the divergent light beam modulated by the AO modulation element” is “the divergent light beam from the light source side”. Needless to say, the collimating lens system or the cylindrical lens system may be composed of three or more lenses.

図2の光走査装置は、図示されない「カラー印画紙」に、赤(R)、緑(G)、青(B)の3光束により光走査を行って、カラー画像書込みを行う装置である。   The optical scanning device of FIG. 2 is a device that performs color image writing by performing optical scanning on a “color photographic paper” (not shown) with three light beams of red (R), green (G), and blue (B).

符号1R、1G、1Bで示す「光源」は、それぞれレーザ光源である。光源1Rは波長:690nmの赤色レーザ光束を放射する。光源1Gは波長:532nmの緑色レーザ光束を放射し、光源1Bは波長:473nmの青色レーザ光束を放射する。レーザ光源1G、1Bから放射されるレーザ光束は所謂「高調波成分」である。   “Light sources” denoted by reference numerals 1R, 1G, and 1B are laser light sources, respectively. The light source 1R emits a red laser beam having a wavelength of 690 nm. The light source 1G emits a green laser beam having a wavelength of 532 nm, and the light source 1B emits a blue laser beam having a wavelength of 473 nm. Laser beams emitted from the laser light sources 1G and 1B are so-called “harmonic components”.

光源1R、1G、1Bから放射される各色レーザ光束はそれぞれ対応する変調手段2R、2G、2Bを透過し、画像信号に応じて変調される。変調手段2R、2G、2Bは「AO変調素子(音響光学素子)」であり、光走査に供せられるのは「画像信号に応じて回折された光束(変調された光束)」である。   Each color laser beam emitted from the light sources 1R, 1G, 1B passes through the corresponding modulation means 2R, 2G, 2B, and is modulated in accordance with the image signal. The modulation means 2R, 2G, and 2B are “AO modulation elements (acousto-optic elements)”, and what is used for optical scanning is “light beams diffracted according to image signals (modulated light beams)”.

光源1R、1G、1Bから放射された各色レーザ光束は、光源に含まれる集光レンズの作用により、各光源に対応する変調手段2R、2G、2Bの変調部に向かって、光束径:0.1mm程度に集光され、変調手段2R、2G、2Bを通過した「変調された光束」は「光源側からの発散性の光束」となる。   Each color laser beam emitted from the light sources 1R, 1G, and 1B is directed toward the modulation unit of the modulation means 2R, 2G, and 2B corresponding to each light source by the action of a condensing lens included in the light source. A “modulated light beam” that is condensed to about 1 mm and passes through the modulation means 2R, 2G, and 2B becomes a “divergent light beam from the light source side”.

変調された各光束は光源側からの発散性の光束として、コリメートレンズ系3R、3G、3Bに入射して平行光束化されたのち、ミラー4R、4G、4Bにより光路を屈曲され、シリンドリカルレンズ系5R、5G、5Bにより副走査方向へ集光され、ダイクロイック膜を有する光路合成素子6により「1本の光束」として合成され、光偏向器としての回転多面鏡7の偏向反射面に入射する。   The modulated light beams are divergent light beams from the light source side and incident on the collimating lens systems 3R, 3G, and 3B to be converted into parallel light beams, and then the optical path is bent by the mirrors 4R, 4G, and 4B, and the cylindrical lens system The light is condensed in the sub-scanning direction by 5R, 5G, and 5B, is synthesized as “one beam” by the optical path synthesis element 6 having a dichroic film, and is incident on the deflection reflection surface of the rotary polygon mirror 7 as an optical deflector.

回転多面鏡7が等速回転すると、上記合成された光束は等角速度的に偏向しつつ、走査結像光学系である「fθレンズ」を構成するレンズ8、9、10を透過し、図示されない被走査面(実体的には「カラー印画紙」である。)上に光スポットを形成し、走査線11を等速的に光走査して光書込みを行う。カラー印画紙は、走査線11に直交する副走査方向へ等速で搬送され、この搬送に伴い、主走査が副走査方向に繰返されて2次元的なカラー画像が書込まれていく。   When the rotating polygon mirror 7 rotates at a constant speed, the combined light beam is deflected at a uniform angular velocity, and is transmitted through the lenses 8, 9, and 10 constituting the “fθ lens” that is a scanning imaging optical system, and is not shown. A light spot is formed on the surface to be scanned (substantially “color photographic paper”), and optical scanning is performed by scanning the scanning line 11 at a constant speed. The color photographic paper is conveyed at a constant speed in the sub-scanning direction orthogonal to the scanning line 11, and along with this conveyance, the main scanning is repeated in the sub-scanning direction and a two-dimensional color image is written.

回転多面鏡7により偏向された各色レーザ光束は、レンズ8、9、10により結像されるが、光走査開始位置へ向かう光束は、レンズ8、9を透過した時点でミラー12により反射されて光検出器13に入射して検出される。光検出器13の検出信号に基づいて、光スポットによる光書込みの開始の同期がとられ、光書込み開始位置が揃えられる。   Each color laser beam deflected by the rotary polygon mirror 7 is imaged by the lenses 8, 9, and 10, but the beam toward the optical scanning start position is reflected by the mirror 12 when it passes through the lenses 8 and 9. The light is incident on the photodetector 13 and detected. Based on the detection signal of the photodetector 13, the start of optical writing by the light spot is synchronized, and the optical writing start position is aligned.

上記の如く、光源1R、1G、1Bから放射された各色レーザ光束は、対応する変調手段2R、2G、2Bの変調部に向かって光束径:0.1mm程度に集光され、変調手段2R、2G、2Bを通過した「変調された光束」は「光源側からの発散性の光束」となるが、レーザ光束を変調部に向かって集光させる際「集光状態のばらつき」が存在し、このばらつきにより、光源側からの発散性の光束の発散角にもばらつきが存在する。   As described above, each color laser beam emitted from the light sources 1R, 1G, and 1B is condensed to a light beam diameter of about 0.1 mm toward the modulation unit of the corresponding modulation unit 2R, 2G, and 2B, and the modulation unit 2R, The “modulated light beam” that has passed through 2G and 2B becomes a “divergent light beam from the light source side”, but when the laser light beam is condensed toward the modulation unit, there is “variation in the condensing state”, Due to this variation, there is also variation in the divergence angle of the divergent light beam from the light source side.

また、この光走査装置では、偏向される各色レーザ光束を共通の走査結像光学系8、9、10により被走査面上に集光させるので、走査結像光学系の色収差の影響を考慮する必要(スポット径、即ち「ビームウエスト径」は波長に比例する。)があり、R、G、Bの各色光スポットのスポット径を揃えるためには、上記発散角のばらつきや、走査結像光学系の色収差を考慮して各色レーザ光束ごとの調整が必要となる。   Further, in this optical scanning device, the deflected laser beams of each color are condensed on the surface to be scanned by the common scanning imaging optical systems 8, 9, and 10, so that the influence of chromatic aberration of the scanning imaging optical system is taken into consideration. There is a necessity (spot diameter, that is, “beam waist diameter” is proportional to the wavelength), and in order to make the spot diameter of each color light spot of R, G, and B uniform, the dispersion of the divergence angle and the scanning imaging optics In consideration of the chromatic aberration of the system, adjustment for each color laser beam is required.

コリメートレンズ系3R、3G、3Bは、図1に即して説明したコリメートレンズ系3と同様のものであり、図示されない「焦点距離可変手段」により、コリメート機能を保ちつつ焦点距離を変化させることができ、シリンドリカルレンズ系5R、5G、5Bは、図1に即して説明したシリンドリカルレンズ系5と同様のものであり、図示されない「第2の焦点距離可変手段」により副走査方向の焦点距離を変化させることができる。   The collimating lens systems 3R, 3G, and 3B are the same as the collimating lens system 3 described with reference to FIG. 1, and the focal length is changed while maintaining the collimating function by a “focal length varying unit” (not shown). The cylindrical lens systems 5R, 5G, and 5B are the same as the cylindrical lens system 5 described with reference to FIG. 1, and the focal length in the sub-scanning direction is not shown by a “second focal length varying unit” (not shown). Can be changed.

従って、コリメートレンズ系3R、3G、3Bの焦点距離の調整により、R、G、B各色光スポットのスポット径を主走査方向において調整でき、シリンドリカルレンズ径5R、5G、5Bの副走査方向の焦点距離を調整することにより、被走査面上におけるR、G、B各色光スポットのスポット径を「発散性の光束の発散角のばらつきや、走査結像光学系の色収差の影響」に拘わらず、所望の値に設定することができる。   Therefore, by adjusting the focal lengths of the collimating lens systems 3R, 3G, and 3B, the spot diameters of the R, G, and B color light spots can be adjusted in the main scanning direction, and the cylindrical lens diameters 5R, 5G, and 5B are focused in the sub-scanning direction. By adjusting the distance, the spot diameters of the R, G, B color light spots on the surface to be scanned can be adjusted regardless of the "variation of the divergence angle of the divergent light beam and the influence of chromatic aberration of the scanning imaging optical system". It can be set to a desired value.

即ち、図2に示す光走査装置は、n(=3)個の光源1R、1G、1Bから放射される3本の光束を、3個の変調手段2R、2G、2Bによりそれぞれ画像信号に応じて個別的に強度変調し、強度変調された各光束を単一の光偏向器7により偏向させ、偏向された各光束を走査結像光学系8、9、10により被走査面11上に集光させて3個の光スポットを形成し、被走査面を等速的に光走査する光書込みを、2個の光源1R、1G、1Bからの光束に対してアパーチュアによるビーム整形を行うことなく行う光走査装置であり、3個の光源と光偏向器との間に、光源と1:1に対応して配置され、光源側からの発散性の光束を平行光束化する3個のコリメートレンズ系3R、3G、3Bと、3個のコリメートレンズ系と1:1に対応させられ、対応するコリメートレンズ系の焦点距離を変更しおよび/または切り替える3個の焦点距離可変手段(図示されず)を有するThat is, the optical scanning device shown in FIG. 2 responds to image signals by three light beams emitted from n (= 3) light sources 1R, 1G, and 1B by three modulation means 2R, 2G, and 2B, respectively. Each of the intensity-modulated light beams is deflected by a single optical deflector 7, and the deflected light beams are collected on a scanned surface 11 by scanning imaging optical systems 8, 9, 10. Light writing is performed to form three light spots and optical scanning is performed on the surface to be scanned at a constant speed without performing beam shaping by apertures on the light beams from the two light sources 1R, 1G, and 1B. Three collimating lenses, which are arranged to correspond to a light source and 1: 1 between three light sources and an optical deflector and convert a divergent light beam from the light source side into a parallel light beam. The system 3R, 3G, 3B and the three collimating lens systems can be made 1: 1. Have corresponding changes the focal length of the collimating lens system and / or switches the three focal length changing means (not shown).

また、コリメートレンズ系3R、3G、3Bは2枚以上のレンズからなる可変焦点レンズ系であり、焦点距離可変手段が、この可変焦点レンズ系のレンズ位置および/または構成レンズの間隔を可変する手段であり、3個のコリメートレンズ系3R、3G、3Bにより平行光束化された光束を副走査方向に集束させ、光偏向器7の偏向反射面近傍に、主走査方向に長い線像として結像させる3個のシリンドリカルレンズ系5R、5G、5Bを有し、3個のシリンドリカルレンズ系5R、5G、5Bの焦点距離を変更する3個の第2の焦点距離可変手段(図2に図示されず)を有するThe collimating lens systems 3R, 3G, and 3B are variable focus lens systems composed of two or more lenses, and the focal length variable means changes the lens position and / or the interval between the constituent lenses of the variable focus lens system. The beams collimated by the three collimating lens systems 3R, 3G, and 3B are converged in the sub-scanning direction, and formed as a line image in the vicinity of the deflecting reflection surface of the optical deflector 7 in the main scanning direction. has three cylindrical lens optics 5R, 5G, 5B which causes, not shown three cylindrical lens optics 5R, 5G, three second focal length changing means for changing the focal length of 5B (Figure 2 ) has a.

また、シリンドリカルレンズ系5R、5G、5Bは何れも、図1に示す如き2枚のシリンドリカルレンズからなる可変焦点シリンドリカルレンズ系であり、各第2の焦点距離可変手段は、各可変焦点シリンドリカルレンズ系のレンズ位置および構成レンズの間隔を可変する手段であるEach of the cylindrical lens systems 5R, 5G, and 5B is a variable focus cylindrical lens system composed of two cylindrical lenses as shown in FIG. 1, and each second focal length varying means includes each variable focus cylindrical lens system. This is a means for varying the lens position and the interval between the constituent lenses.

3個の光源1R、1G、1Bはレーザ光源で、これら光源から放射されるレーザ光は3個のAO変調素子1R、1G、1Bの変調部に集光され、3個のAO変調素子により変調された発散性の光束が3個のコリメートレンズ系3R、3G、3Bに入射し、光源1R,1G、1Bは発光波長が互いに異なり、光源1R、1G、1Bは赤色、緑色、青色のレーザ光を放射するものである。 The three light sources 1R, 1G, and 1B are laser light sources, and the laser light emitted from these light sources is condensed on the modulation sections of the three AO modulation elements 1R, 1G, and 1B and modulated by the three AO modulation elements. The divergent luminous flux is incident on the three collimating lens systems 3R, 3G and 3B, the light sources 1R, 1G and 1B have different emission wavelengths, and the light sources 1R, 1G and 1B are red, green and blue laser beams. Is radiated .

また、図2の光走査装置は「カラー印画紙を実態的な被走査面として光走査を行う」もの、光偏向器が回転多面鏡7で、走査結像光学系8、9、10がfθレンズであるFurther, the optical scanning device of Figure 2 in which "performs optical scanning color photographic paper as substantive scanned surface", the optical deflector at the rotary polygon mirror 7, the scanning image forming optical system 8, 9, 10 is the fθ lens.

図3以下を参照して参考技術の実施の形態を説明する
図1におけると同じく、符号1は「光源」である半導体レーザ、符号7は「光偏向器」としての回転多面鏡を示す。
この実施の形態では、コリメートレンズ系30は、焦点距離が互いに異なる2種のコリメートレンズ31、32を有し、焦点距離可変手段30Aは、コリメートレンズ31、32のうちの所望のものを「所定の使用位置(光源側からの発散性の光束をコリメートできる位置)」に配置させる手段である
An embodiment of the reference technique will be described with reference to FIG .
As in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a semiconductor laser as a “light source”, and reference numeral 7 denotes a rotating polygon mirror as an “optical deflector”.
In this embodiment, the collimating lens system 30 includes two types of collimating lenses 31 and 32 having different focal lengths, and the focal length changing means 30A selects a predetermined one of the collimating lenses 31 and 32 as “predetermined”. a means to arrange the "use position (the position of the light beam divergent from the light source side can collimation) of.

シリンドリカルレンズ系50は、焦点距離が互いに異なる2種のシリンドリカルレンズ51、52を有し、第2の焦点距離可変手段50Aは、2種のシリンドリカルレンズ51、52のうちの所望のものを「所定の使用位置(コリメートされた光束を回転多面鏡7の偏向反射面位置に、主走査方向に長い線像として結像させ得る位置)」に配置させる手段である。光源1は半導体レーザであるThe cylindrical lens system 50 includes two types of cylindrical lenses 51 and 52 having different focal lengths, and the second focal length changing unit 50A selects a predetermined one of the two types of cylindrical lenses 51 and 52 as “predetermined”. use position (the collimated light beam to the deflecting reflective surface position of the rotary polygon mirror 7, the position that can be imaged as a linear image extending in a main scanning direction) of a means for disposed. " Light source 1 is a semiconductor laser.

コリメートレンズ31と32、シリンドリカルレンズ51と52は、それぞれ互いに焦点距離が異なるので、例えば、図3(a)に示すように、コリメートレンズ31、シリンドリカルレンズ52を結像光軸上から退避させて、コリメートレンズ32とシリンドリカルレンズ51とを組み合わせたり、図3(b)に示すように、コリメートレンズ32、シリンドリカルレンズ51を結像光軸上から退避させて、コリメートレンズ31とシリンドリカルレンズ52とを組み合わせたりして、「コリメートレンズとシリンドリカルレンズの組み合わせ」を替えることにより、光スポットのスポット径を主走査方向と副走査方向とで独立に切り替えることができる。   Since the collimating lenses 31 and 32 and the cylindrical lenses 51 and 52 have different focal lengths, for example, as shown in FIG. 3A, the collimating lens 31 and the cylindrical lens 52 are retracted from the imaging optical axis. The collimating lens 32 and the cylindrical lens 51 are combined, or the collimating lens 32 and the cylindrical lens 51 are retracted from the imaging optical axis as shown in FIG. The spot diameter of the light spot can be switched independently between the main scanning direction and the sub-scanning direction by changing the “combination of the collimating lens and the cylindrical lens”.

コリメートレンズ系を構成するコリメートレンズの枚数、シリンドリカルレンズ系を構成するシリンドリカルレンズの枚数をさらに増やすことにより、切り替えの種類を適宜に多くできる。   By further increasing the number of collimating lenses constituting the collimating lens system and the number of cylindrical lenses constituting the cylindrical lens system, the number of types of switching can be increased appropriately.

図4は、参考技術にかかる光走査装置の実施の別形態を示している。煩雑を避けるため、混同の虞がないと思われるものについては、図2におけると同一の符号を付した。この光走査装置も、図示されない「カラー印画紙」に、赤(R)、緑(G)、青(B)の3光束により光走査を行って、カラー画像書込みを行う装置である。 FIG. 4 shows another embodiment of the optical scanning device according to the reference technique . In order to avoid complications, the same reference numerals as those in FIG. This optical scanning device is also a device that performs color image writing by performing optical scanning on a “color photographic paper” (not shown) with three light beams of red (R), green (G), and blue (B).

光源1R、1G、1Bから放射される各色レーザ光束は、それぞれ対応する変調手段2R、2G、2B(AO変調素子)を透過し、画像信号に応じて変調される。光走査に供せられるのは「画像信号に応じて回折された光束(変調された光束)」である。各レーザ光束は変調手段2R、2G、2Bの変調部に光束径:0.1mm程度に集光され、変調された光束は「光源側からの発散性の光束」となる。   Each color laser beam emitted from the light sources 1R, 1G, and 1B passes through the corresponding modulation means 2R, 2G, and 2B (AO modulation elements), and is modulated in accordance with the image signal. What is subjected to optical scanning is a “light beam diffracted according to an image signal (modulated light beam)”. Each laser beam is condensed to a modulation part of the modulation means 2R, 2G, 2B to a beam diameter of about 0.1 mm, and the modulated beam becomes a “divergent beam from the light source side”.

変調された各光束は「光源側からの発散性の光束」として、コリメートレンズ系30R、30G、30Bにより平行光束化されたのち、ミラー4R、4G、4Bにより光路を屈曲され、ダイクロイック膜を有する光路合成素子6により「1本の光束」として合成され、光偏向器としての揺動鏡70の偏向反射面に入射する。   Each of the modulated light beams is converted into a parallel light beam by the collimating lens systems 30R, 30G, and 30B as "divergent light beams from the light source side", and then the optical path is bent by the mirrors 4R, 4G, and 4B to have a dichroic film It is synthesized as “one beam” by the optical path synthesis element 6 and enters the deflection reflection surface of the oscillating mirror 70 as an optical deflector.

揺動鏡70が揺動すると、合成された光束は正弦振動的に偏向しつつ、走査結像光学系を構成するレンズ8A、9A、10Aを透過し、図示されない被走査面(実体的には「カラー印画紙」である。)上に光スポットを形成し、走査線11を等速的に光走査して光書込みを行う。カラー印画紙は、走査線11に直交する副走査方向へ等速で搬送され、この搬送に伴い、主走査が副走査方向に繰返されて2次元的なカラー画像が書込まれていく。   When the oscillating mirror 70 is oscillated, the combined light beam is deflected sinusoidally and transmitted through the lenses 8A, 9A, and 10A constituting the scanning imaging optical system, and the surface to be scanned (substantially not shown) A light spot is formed on the “color printing paper.” Optical scanning is performed by scanning the scanning line 11 at a constant speed. The color photographic paper is conveyed at a constant speed in the sub-scanning direction orthogonal to the scanning line 11, and along with this conveyance, the main scanning is repeated in the sub-scanning direction and a two-dimensional color image is written.

レンズ8A、9A、10Aにより構成される走査結像光学系は「正弦振動的に偏向する各偏向光束による光スポットが被走査面上で等速的に移動する」ように等速性を補正されている。   The scanning imaging optical system constituted by the lenses 8A, 9A, and 10A has its constant velocity corrected so that “the light spot by each deflected light beam deflected sinusoidally moves on the surface to be scanned”. ing.

回転多面鏡7により偏向され、光走査開始位置へ向かう光束は、レンズ8A、9Aを透過した時点でミラー12により反射されて光検出器13に入射して検出される。光検出器13の検出信号に基づいて、光スポットによる光書込みの開始の同期がとられ、光書込み開始位置が揃えられる。   The light beam deflected by the rotary polygon mirror 7 and traveling toward the optical scanning start position is reflected by the mirror 12 and incident on the photodetector 13 when it passes through the lenses 8A and 9A. Based on the detection signal of the photodetector 13, the start of optical writing by the light spot is synchronized, and the optical writing start position is aligned.

コリメートレンズ系30R、30G、30Bは、図3に即して説明したコリメートレンズ系30と同様のものであり、図示されない「焦点距離可変手段」により、コリメート機能を保ちつつ焦点距離を切り替えることができる。従って、コリメートレンズ系30R、30G、30Bの焦点距離の調整により、R、G、B各色光スポットのスポット径を調整できる。   The collimating lens systems 30R, 30G, and 30B are the same as the collimating lens system 30 described with reference to FIG. 3, and the focal length can be switched while maintaining the collimating function by a “focal length varying unit” (not shown). it can. Therefore, the spot diameters of the R, G, and B color light spots can be adjusted by adjusting the focal lengths of the collimating lens systems 30R, 30G, and 30B.

図4の実施の形態では、図2の形態におけるシリンドリカルレンズ系が無いので、光偏向器として面倒れのない揺動鏡70が用いられている。勿論、光偏向器として「面精度を十分に高め、面倒れを実質的になくした回転多面鏡」を用いることもできるし、走査結像光学系中に「面倒れを補正する長尺レンズ」を用いれば、通常の回転多面鏡を用いても良い。   In the embodiment shown in FIG. 4, since there is no cylindrical lens system in the embodiment shown in FIG. 2, an oscillating mirror 70 without surface tilt is used as an optical deflector. Of course, a “rotating polygon mirror with sufficiently high surface accuracy and substantially no surface tilt” can be used as an optical deflector, and “a long lens for correcting surface tilt” in a scanning imaging optical system. Ordinary rotating polygonal mirrors may be used.

また、コリメートレンズ系30R、30G、30Bに代えて、図2に即して説明したコリメートレンズ3R、3G、3Bを用いても良く、その場合には、各光スポット径を連続的に変化させることができる。逆に、図2に示す光走査装置におけるコリメートレンズ系やシリンドリカルレンズ系として、図3に示す如きものを用いることもできる。   Further, in place of the collimating lens systems 30R, 30G, and 30B, the collimating lenses 3R, 3G, and 3B described with reference to FIG. 2 may be used. In this case, each light spot diameter is continuously changed. be able to. Conversely, the collimating lens system and the cylindrical lens system in the optical scanning apparatus shown in FIG. 2 can be used as shown in FIG.

上には「光源側からの発散性」の光束として「半導体レーザから放射される発散性の光束」と「レーザ光源から放射されAO変調素子の変調部に集光され、変調されたのちの発散性の光束」の場合を示した。これらの他に「半導体レーザから放射される発散性の光束をコリメートレンズと集光レンズとを介して、AO変調素子の変調部に集光させ、変調された後の発散性の光束をリレーレンズにより平行光束化する」ようにしてもよい。   Above, “divergent light beam emitted from the semiconductor laser” as a “divergent light beam from the light source side” and “divergent light beam emitted from the laser light source and condensed on the modulation part of the AO modulation element and modulated. The case of the "sexual flux" is shown. In addition to these, “a divergent light beam emitted from a semiconductor laser is condensed on a modulation unit of an AO modulation element via a collimator lens and a condensing lens, and the divergent light beam after modulation is relay lens The beam may be converted into a parallel light beam.

この場合には、上記リレーレンズを「焦点距離可変のコリメートレンズ系」とすることもできるし、上記コリメートレンズを「焦点距離可変のコリメートレンズ系」とすることもできる。   In this case, the relay lens can be a “variable focal length collimating lens system”, and the collimating lens can be a “focal length variable collimating lens system”.

光走査装置の実施の1形態の特徴部分を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic part of 1st Embodiment of an optical scanning device. 光走査装置の実施の1形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one Embodiment of an optical scanning device. 参考技術にかかる光走査装置の実施の形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating embodiment of the optical scanning device concerning a reference technique. 参考技術にかかる光走査装置の実施の形態を説明するための図である It is a figure for demonstrating embodiment of the optical scanning device concerning a reference technique .

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
3 焦点距離可変のコリメートレンズ系
5 副走査方向の焦点距離可変のシリンドリカルレンズ系
7 光偏向器(回転多面鏡)
1 Light source 3 Collimating lens system with variable focal length 5 Cylindrical lens system with variable focal length in the sub-scanning direction 7 Optical deflector (rotating polygon mirror)

Claims (7)

n(≧1)個の光源から放射されるn本の光束を、n個の変調手段によりそれぞれ画像信号に応じて個別的に強度変調し、強度変調された各光束を単一の回転多面鏡により偏向させ、偏向された各光束をfθレンズにより被走査面上に集光させてn個の光スポットを形成し、上記被走査面を等速的に光走査する光書込みを、上記n個の光源からの光束に対してアパーチュアによるビーム整形を行うことなく行う光走査装置において、
n個の光源と回転多面鏡との間に、光源と1:1に対応して配置され、光源側からの発散性の光束を平行光束化するn個のコリメートレンズ系と、
上記n個のコリメートレンズ系と1:1に対応させられ、対応するコリメートレンズ系の焦点距離を、コリメート機能を保ったまま変更するn個の焦点距離可変手段を有し、
さらに、上記n個のコリメートレンズ系により平行光束化された光束を副走査方向に集束させ、光偏向器の偏向反射面近傍に、主走査方向に長い線像として結像させるn個のシリンドリカルレンズ系と、
これらn個のシリンドリカルレンズ系の焦点距離を変更するn個の第2の焦点距離可変手段を有し、
上記n個のシリンドリカルレンズ径の各々は、2枚以上のシリンドリカルレンズからなる可変焦点シリンドリカルレンズ系であり、
上記n個の第2の焦点距離可変手段の各々は、可変焦点シリンドリカルレンズ系のレンズ位置および/または構成レンズの間隔を可変する手段であることを特徴とする光走査装置。
The n light beams emitted from n (≧ 1) light sources are individually intensity-modulated by n modulation means according to the image signals, and the intensity-modulated light beams are converted into a single rotating polygon mirror. The n light spots are formed by condensing the deflected light beams by the fθ lens to form n light spots, and optically scanning the scanned surface at a constant speed. In the optical scanning device that performs the beam shaping from the light source without performing the beam shaping by the aperture,
n collimating lens systems arranged between the n light sources and the rotating polygon mirror so as to correspond to the light sources in a ratio of 1: 1, and collimate the divergent light beam from the light source side;
N number of focal length variable means for changing the focal length of the corresponding collimating lens system while maintaining the collimating function ;
Further, the n cylindrical lenses that focus the light beams converted into parallel light beams by the n number of collimating lens systems in the sub-scanning direction and form a long line image in the main scanning direction in the vicinity of the deflection reflection surface of the optical deflector. The system,
N second focal length variable means for changing the focal length of the n cylindrical lens systems;
Each of the n cylindrical lens diameters is a variable focus cylindrical lens system including two or more cylindrical lenses,
Each of the n second focal length changing means is means for changing the lens position of the variable focus cylindrical lens system and / or the interval between the constituent lenses .
請求項1記載の光走査装置において、
n個のコリメートレンズ系の個々2枚以上のレンズからなる可変焦点レンズ系であり、
焦点距離可変手段が、この可変焦点レンズ系のレンズ位置および/または構成レンズの間隔を可変する手段であることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1,
Individual n pieces of the collimating lens system, a variable focus lens system consisting of two or more lenses,
An optical scanning device characterized in that the focal length changing means is a means for changing the lens position and / or the interval between the constituent lenses of the variable focus lens system.
請求項1または2記載の光走査装置において、
n個の光源が、半導体レーザであることを特徴とする光走査装置
The optical scanning device according to claim 1 or 2,
An optical scanning device characterized in that the n light sources are semiconductor lasers .
請求項1〜3の任意の1に記載の光走査装置において、
n個の光源がレーザ光源であり、上記光源から放射されるレーザ光をn個のAO変調素子の変調部に集光し、上記n個のAO変調素子により変調された発散性の光束をn個のコリメートレンズ系に入射させることを特徴とする光走査装置
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 3,
The n light sources are laser light sources, the laser light emitted from the light sources is condensed on the modulation units of the n AO modulation elements, and the divergent light beam modulated by the n AO modulation elements is n An optical scanning device characterized by being incident on a single collimating lens system .
請求項1〜4の任意の1に記載の光走査装置において、
n≧2であり、n個の光源は発光波長が互いに異なることを特徴とする光走査装置
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 4,
An optical scanning device in which n ≧ 2 and n light sources have different emission wavelengths .
請求項5記載の光走査装置において、
光源の数:nが3であり、これら3個の光源が、赤色、緑色、青色のレーザ光を放射するものであることを特徴とする光走査装置
The optical scanning device according to claim 5.
The number of light sources: n is 3, and these three light sources emit red, green and blue laser beams .
請求項6記載の光走査装置において、
カラー印画紙を実態的な被走査面として光走査を行うことを特徴とする光走査装置
The optical scanning device according to claim 6.
An optical scanning apparatus characterized in that color scanning is performed using a color photographic paper as an actual surface to be scanned .
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