JPH0749461A - Multiplex wavelength and multiplex diode laser ros - Google Patents
Multiplex wavelength and multiplex diode laser rosInfo
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- JPH0749461A JPH0749461A JP3638091A JP3638091A JPH0749461A JP H0749461 A JPH0749461 A JP H0749461A JP 3638091 A JP3638091 A JP 3638091A JP 3638091 A JP3638091 A JP 3638091A JP H0749461 A JPH0749461 A JP H0749461A
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Abstract
Description
【0001】〔背景及び資料開示説明〕この発明は多重
波長、多重ダイオードレーザを利用したレーザ印刷シス
テムに係り、特にダイオード出力が感光結像面で隣接線
として走査されるように光走査路に配置された分散要素
を含む改良システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a laser printing system using a multi-wavelength, multi-diode laser, and more particularly, it is arranged in an optical scanning path so that a diode output is scanned as an adjacent line on a photosensitive image plane. And an improved system including distributed elements.
【0002】従来の多重ビーム・レーザ走査システムの
1つの問題は、多重ダイオード間の距離(ピッチ)がダ
イオードの発光面積に比較して大きく(概して最低、5
倍大きい)、ダイオード出力が光摂受体上で数走査線分
離れて結像されるということである。従来技術では、電
子バッファを使用して先ず走査線の情報を記憶し、それ
を飛び越し走査の形で印刷することでこの問題に対処し
てきた。しかしそのようなバッファによりシステムのコ
ストは高くなり、複雑なものになっている。One problem with conventional multi-beam laser scanning systems is that the distance (pitch) between the multiple diodes is large compared to the light emitting area of the diodes (generally at least 5).
That is, the diode output is imaged on the photoreceptor in a few scan lines separated. The prior art has addressed this problem by first using an electronic buffer to store scan line information and printing it in the form of interlaced scanning. However, such buffers add cost and complexity to the system.
【0003】本発明は上記の問題に対し、各々が異なる
出力波長を持ったダイオードを持つ多重ダイオードレー
ザを用いることで対処するものであり、プリズムあるい
は回折格子のような分散要素を、焦点の合ったビームを
光摂受体に結像する時に互いに近接するようにするた
め、光路に沿って配置する。The present invention addresses the above problems by using multiple diode lasers, each having a diode with a different output wavelength, to focus dispersive elements such as prisms or diffraction gratings. These beams are arranged along the optical path so that they are close to each other when they are imaged on the light acceptor.
【0004】走査システムで様々な目的を達成するため
分散要素を使用することは従来技術で知られている。東
芝の公告第63−155018号には、ポリゴン・スキ
ャナーの対物路内にプリズムを配置して平行ビームを生
成することが開示されているが、波長の同じそのビーム
はこの発明が開示するように隣接線として集められるこ
とはない。It is known in the prior art to use dispersive elements to achieve various purposes in scanning systems. Toshiba Publication No. 63-155018 discloses placing a prism in the objective of a polygon scanner to produce a collimated beam, but that beam of the same wavelength is as disclosed by this invention. It will not be collected as an adjacent line.
【0005】本発明は特に、各々が互いに異なる波長を
持つ複数光ビーム出力を生成するためのレーザ光源と、
前記出力ビームを受け、感光面の表面上に複数の焦点の
合った隣接線を同時に形成するため該ビームを複数の走
査ビームとして光路に沿って導くための光走査手段と、
更に焦点の合ったビームをそれぞれ光摂受体で隣接線と
するために光路に沿って配置された分散要素を含む該走
査手段を有する多重ビーム走査システムに関するもので
ある。The present invention specifically provides a laser light source for producing multiple light beam outputs, each having a different wavelength.
Optical scanning means for receiving the output beam and for guiding the beams along the optical path as a plurality of scanning beams to simultaneously form a plurality of in-focus adjacent lines on the surface of the photosensitive surface;
It further relates to a multi-beam scanning system having said scanning means including dispersive elements arranged along the optical path to bring each focused beam to an adjacent line at the light acceptor.
【0006】〔図面の簡単な説明〕図1は、プリズムを
通過し、隣接線として結像面に焦点を合わせる異なる波
長のダイオード出力を持つ多重ビームROS走査システ
ムの側面概要図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a side schematic view of a multi-beam ROS scanning system with diode outputs of different wavelengths passing through a prism and focusing on the image plane as adjacent lines.
【0007】〔発明の説明〕図において、10は二重ビ
ームROSシステムの側面図を示す。しかしこの発明で
はレーザは二重ダイオード出力を持つとは限らず、2個
以上のダイオードを含む配列も包含される。レーザ源1
2には2個の独立的に対処可能なダイオード14、16
が組み込まれており、各ダイオードはそれぞれ発光体1
8、20を持っている。ダイオード14、16は引例で
ここに内容を示す米国特許第4,445,125号に開
示されているように、単一半導体チップ上に形成するこ
とが出来る。発光体18、20はeのFMHM(半値全
幅)を有し、距離eの約5倍のピッチ幅pで分離されて
いる。(この距離の比率は最低なもので、実際の比率は
大きい場合がある。図示された幅は一定の比率のもので
はない)。レーザビーム出力22、24はこの発明の第
1の側面から、互いに異なる波長を持つものである。ビ
ーム22、24はコリメータ・レンズ26により平行に
され、円柱レンズ27により光路に沿ったレンズ26、
27の位置で決まるある倍率で焦点が合わせられる。平
行ビームは円柱レンズ27により多面ミラー・ポリゴン
30の面上に焦点が合わせられる。ビームは、ポリゴン
30が軸31に沿って回転すると面28から反射され、
補助補正レンズ32を通過する。ビームは次に感光結像
面34の表面にわたって高速走査方向に(ページに向か
って)掃引され、結像媒体にわたって走査線36、38
を形成する。発明の第2の側面から、この実施例の分散
要素の60度のプリズムを光路に沿って配置する。プリ
ズムはレンズ27とポリゴン30の間に置かれるが、他
の位置に置くこともできる。プリズム40はサジタル(s
agittal)方向に屈折力を有している。プリズム40の目
的は、下記から分かるように、ダイオード間の距離Sを
少なくして、走査線36、38が結像面で互いに隣接し
て形成されるようにすることである。DESCRIPTION OF THE INVENTION In the drawings, 10 shows a side view of a dual beam ROS system. However, in the present invention, the laser does not necessarily have a dual diode output, and an array including two or more diodes is also included. Laser source 1
2 has two independently manageable diodes 14, 16
, Each diode is a light emitter 1
I have 8 and 20. The diodes 14, 16 may be formed on a single semiconductor chip, as disclosed in U.S. Pat. No. 4,445,125, which is hereby incorporated by reference. The light emitters 18, 20 have an FMHM (full width at half maximum) of e and are separated by a pitch width p of about 5 times the distance e. (The ratio of this distance is the lowest, and the actual ratio may be large. The widths shown are not constant.) The laser beam outputs 22 and 24 have different wavelengths from the first aspect of the present invention. The beams 22 and 24 are collimated by a collimator lens 26, and a cylindrical lens 27 causes a lens 26 along the optical path,
Focusing is performed at a certain magnification determined by the position of 27. The collimated beam is focused by the cylindrical lens 27 onto the face of the polygon mirror 30. The beam is reflected from surface 28 as polygon 30 rotates along axis 31,
It passes through the auxiliary correction lens 32. The beam is then swept in the fast scan direction (towards the page) across the surface of the photosensitive imaging surface 34, and scan lines 36, 38 across the imaging medium.
To form. From the second aspect of the invention, the 60 degree prism of the dispersive element of this embodiment is placed along the optical path. The prism is placed between the lens 27 and the polygon 30, but it can be placed in other positions. Prism 40 is sagittal (s
It has a refractive power in the agittal direction. The purpose of the prism 40 is to reduce the distance S between the diodes so that the scan lines 36, 38 are formed adjacent to each other in the image plane, as will be seen below.
【0008】ここで異なるダイオード波長出力とプリズ
ム40を使用することの意義をより分かりやすくするた
め、走査システムの詳しい例を上げる。再び図1におい
て、レーザ源12は0.002mm(2ミクロン)のF
WHM(e)をもつ発光体18、20を持つダイオード
14、16で形成されている。ダイオード間のスペース
は0.01mないし(10ミクロン)で、出力24は7
90nmの波長を持ち、出力22は761nmの波長を
持っている。プリズム40は表面40Aが傾きを持つ6
0度のプリズムで、光線22、24は表面60Aに50
゜の入射角で導かれる。発光体出力22、24はほぼ2
0倍に拡大され、面28の表面及び更に結像面34で、
0.04mm(40ミクロン)の大きさの点を形成す
る。レンズ32は1xのトロイダル・レンズである。To make the significance of using a different diode wavelength output and prism 40 more clear, a detailed example of a scanning system will now be given. Referring again to FIG. 1, the laser source 12 has a 0.002 mm (2 micron) F
It is formed of diodes 14, 16 having light emitters 18, 20 with WHM (e). The space between the diodes is 0.01m to (10 microns) and the output 24 is 7
It has a wavelength of 90 nm and the output 22 has a wavelength of 761 nm. The surface 40A of the prism 40 has an inclination 6
With a 0 degree prism, rays 22 and 24 are 50 on surface 60A.
It is guided at an incident angle of °. The luminous body outputs 22 and 24 are almost 2
It is magnified 0 times, and at the surface of the surface 28 and further on the image plane 34,
Form a spot with a size of 0.04 mm (40 microns). Lens 32 is a 1x toroidal lens.
【0009】ここで動作を説明すると、ダイオード1
4、16は別々かつ同時に作動してそれぞれ761n
m、790nmの波長を持つレーザビーム出力22、2
4を生成する。ビームはコリメータ・レンズ26により
平行にされ、平行ビーム22A、24Aに変わる。平行
ビームは次に集光円柱レンズ27を通過し、表面40A
を通してプリズム40に入る。ガラスの屈折率が逓減波
長により減少し、ビーム22A、24Aが表面40Aに
より屈折されてわずかに下方に導かれ、波長の低い方の
出力22の屈折が少なくなるので、それらはもはや平行
ではなくなる。2本の光線の入射と表面40Bでの屈折
により、2本のビーム22B、24Bの間の分離は、約
40ミクロンの大きさの点に拡大されたビームがポリゴ
ン面28に結像し、それから反射するまで狭くなる。反
射されたビームは1xの補助補正レンズ32を通過した
後、高速走査方向に掃引されて走査線36、38を形成
する。プリズム40の位置は集光レンズ27とポリゴン
30の間に図示されているが、通常のレンズ設計方法で
決められる光路に沿った他の位置に配置することもでき
る。The operation of the diode 1 will be described below.
4 and 16 operate separately and at the same time, 761n each
m, laser beam output 22, 2 having wavelength of 790 nm
4 is generated. The beams are collimated by collimator lens 26 and transformed into parallel beams 22A, 24A. The collimated beam then passes through the converging cylindrical lens 27 and the surface 40A
Through the prism 40. They are no longer parallel because the index of refraction of the glass decreases with the decreasing wavelength and the beams 22A, 24A are refracted by the surface 40A and directed slightly downward, causing less refraction of the lower wavelength output 22. Due to the incidence of the two rays and the refraction at the surface 40B, the separation between the two beams 22B, 24B is such that the expanded beam is imaged on a polygonal surface 28 to a point approximately 40 microns in size, and then It becomes narrow until it reflects. The reflected beam passes through the 1 × auxiliary correction lens 32 and is then swept in the fast scan direction to form scan lines 36, 38. Although the position of the prism 40 is shown between the condenser lens 27 and the polygon 30, it may be arranged at another position along the optical path determined by a normal lens design method.
【0010】この発明は二重ビーム・ダイオードに関し
開示しているが、それに限定されるものではない。例え
ばダイオード出力が互いに異なる波長を持つ限り、3な
いし4個のダイオード・アレイで実施することもでき
る。またダイオードを複数のチップ源内に配置すること
もできる。プリズムの物理的な大きさは、それを通過す
る光線数の増大に対応して大きくしなければならない可
能性があり、またプリズムがビーム分散要素として図示
されているが、反射ないし透過性屈折格子などの他の要
素を使用することもできる。Although the present invention discloses a dual beam diode, it is not so limited. It can also be implemented with 3 to 4 diode arrays, for example as long as the diode outputs have different wavelengths. It is also possible to arrange the diodes in multiple chip sources. The physical size of the prism may need to be increased to accommodate the increasing number of rays that pass through it, and while the prism is shown as a beam dispersive element, a reflective or transmissive refractive grating Other elements such as can also be used.
【図1】プリズムを通過し、隣接線として結像面に焦点
を合わせる異なる波長のダイオード出力を持つ多重ビー
ムROS走査システムの側面概要図である。FIG. 1 is a side schematic view of a multi-beam ROS scanning system with diode outputs of different wavelengths passing through a prism and focusing on the image plane as adjacent lines.
10 二重ビームROSシステム 12 レーザ源 14,16 ダイオード 18,20 発光体 22,24 ビーム出力 26,27 レンズ 28 面 30 多面ミラー・ポリゴン 31 軸 32 補助補正レンズ 34 感光結像面 36,38 走査線 40 プリズム 10 Dual beam ROS system 12 Laser source 14, 16 Diode 18, 20 Light emitter 22, 24 Beam output 26, 27 Lens 28 Surface 30 Multi-faceted mirror polygon 31 Axis 32 Auxiliary correction lens 34 Photosensitive imaging surface 36, 38 Scan line 40 prism
Claims (2)
ム:互いに異なる波長を持つ複数の光ビーム出力を生成
するためのレーザ光源、 前記出力ビームを摂受し、感光面の表面上に複数の焦点
の合った隣接線を同時に形成するため、複数の走査ビー
ムとしてビームを光路に沿って導くための光走査手段、 焦点の合った走査ビームを光摂受体の隣接線として集め
るため光路に沿って配置された分散要素を含む走査手
段。1. A multi-beam scanning system including: a laser light source for producing a plurality of light beam outputs having different wavelengths; a plurality of focal points on a surface of a photosensitive surface for receiving the output beam. Optical scanning means for guiding the beams along the optical path as a plurality of scanning beams for simultaneously forming the adjacent lines aligned with each other, and along the optical path for collecting the focused scanning beams as the adjacent lines of the optical acceptor. A scanning means including distributed elements arranged.
持つプリズムである請求項1記載のシステム。2. The system of claim 1, wherein the dispersive element is a prism having a sagittal refractive power.
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---|---|---|---|
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