JPH0789131A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPH0789131A JPH0789131A JP23781993A JP23781993A JPH0789131A JP H0789131 A JPH0789131 A JP H0789131A JP 23781993 A JP23781993 A JP 23781993A JP 23781993 A JP23781993 A JP 23781993A JP H0789131 A JPH0789131 A JP H0789131A
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- scanning
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- optical scanning
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/40—Picture signal circuits
- H04N1/40025—Circuits exciting or modulating particular heads for reproducing continuous tone value scales
- H04N1/40043—Circuits exciting or modulating particular heads for reproducing continuous tone value scales using more than one type of modulation, e.g. pulse width modulation and amplitude modulation
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/127—Adaptive control of the scanning light beam, e.g. using the feedback from one or more detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/40—Picture signal circuits
- H04N1/40025—Circuits exciting or modulating particular heads for reproducing continuous tone value scales
- H04N1/40037—Circuits exciting or modulating particular heads for reproducing continuous tone value scales the reproducing element being a laser
-
- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06233—Controlling other output parameters than intensity or frequency
- H01S5/0624—Controlling other output parameters than intensity or frequency controlling the near- or far field
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、レーザ光走査光学装置に関するも
のであり、その目的とするところは、印刷ドット寸法を
高速にしかも連続的に可変可能な光学系を実現すること
である。 【構成】 光源の半導体レーザ１０は、通常の半導体レ
ーザの働きをするレーザ発光制御部１１のほかに、ビー
ム径制御部１２を単一の半導体結晶１３０上に構成した
もので、画像信号に対応させて、レーザ出力とともにビ
ーム径を変調し、ポリゴンミラー２０、走査レンズ３０
などを介して、走査面４０上に、画像の書き込みを行う
ようにした。
のであり、その目的とするところは、印刷ドット寸法を
高速にしかも連続的に可変可能な光学系を実現すること
である。 【構成】 光源の半導体レーザ１０は、通常の半導体レ
ーザの働きをするレーザ発光制御部１１のほかに、ビー
ム径制御部１２を単一の半導体結晶１３０上に構成した
もので、画像信号に対応させて、レーザ出力とともにビ
ーム径を変調し、ポリゴンミラー２０、走査レンズ３０
などを介して、走査面４０上に、画像の書き込みを行う
ようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリンタ
などレーザ光走査による情報の書き込み用の光学装置に
関する。
などレーザ光走査による情報の書き込み用の光学装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】文字や画像の出力装置であるレーザビー
ムプリンタでは、レーザ光走査によりドットマトリック
スで表わされた情報の書き込みを行うが、通常の場合、
所定の印刷ドット密度に対して一定のビームスポット径
で走査面の感光体上を偏向走査する。一方、取り扱う情
報の多様化や高精細印刷の必要性から、印刷ドット密度
の変換、あるいは、中間調印刷の実施、などの要請があ
る。このためのレーザ光走査光学系としては、走査スポ
ット径を所望の寸法に可変できることが好ましい。 こ
の目的を実現するための手段として、レーザ出力を変化
させて、印刷ドット径を変える方法が良く知られている
が、ビーム系と露光エネルギーが同時に変化するので高
品質画像を実現しようとする場合、細部の画像濃度表現
などに問題が生じる。また、光路中に特定方向のスポッ
トを可変できる光学素子を配置し、これと露光時間制御
の組み合わせで、走査面上の露光ドット寸法を可変する
方式（特開昭６２−２７５２１４、特開平３−３９９２
３、特開平３−１９６０２３）や光路中に液晶シャッタ
を設けて所望のビーム径を得る方法（特開昭６２−２４
７７１）などが公知となっている。
ムプリンタでは、レーザ光走査によりドットマトリック
スで表わされた情報の書き込みを行うが、通常の場合、
所定の印刷ドット密度に対して一定のビームスポット径
で走査面の感光体上を偏向走査する。一方、取り扱う情
報の多様化や高精細印刷の必要性から、印刷ドット密度
の変換、あるいは、中間調印刷の実施、などの要請があ
る。このためのレーザ光走査光学系としては、走査スポ
ット径を所望の寸法に可変できることが好ましい。 こ
の目的を実現するための手段として、レーザ出力を変化
させて、印刷ドット径を変える方法が良く知られている
が、ビーム系と露光エネルギーが同時に変化するので高
品質画像を実現しようとする場合、細部の画像濃度表現
などに問題が生じる。また、光路中に特定方向のスポッ
トを可変できる光学素子を配置し、これと露光時間制御
の組み合わせで、走査面上の露光ドット寸法を可変する
方式（特開昭６２−２７５２１４、特開平３−３９９２
３、特開平３−１９６０２３）や光路中に液晶シャッタ
を設けて所望のビーム径を得る方法（特開昭６２−２４
７７１）などが公知となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの方法で走査レ
ーザビーム径を可変しようとするとき、ビーム径可変の
ための特定な光学素子を必要とする、レーザパワーの損
失を生じる、あるいは、可変の速度が遅い、などの欠点
が有る。
ーザビーム径を可変しようとするとき、ビーム径可変の
ための特定な光学素子を必要とする、レーザパワーの損
失を生じる、あるいは、可変の速度が遅い、などの欠点
が有る。
【０００４】本発明は、上記の欠点を解決し走査中のビ
ーム径を可変可能とする新しい光学系を実現することを
目的とする。
ーム径を可変可能とする新しい光学系を実現することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、レーザ走査
光学系の光源として、注入電流を変えることにより、レ
ーザパワーとは独立させてビーム径を直接変化できる半
導体レーザを用いる。このレーザ光源１０は、図２に示
すように、レーザ発光制御部１１とこの領域のみに電流
を注入するための電極部１１１と、これと独立したビー
ム径制御部１２とこの領域にのみ電流を注入するための
電極部１２２とが、同一半導体結晶、たとえば、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１３０上に構成された構造をもつ。このレー
ザはビーム径制御部の注入電流値を変えることにより、
レーザ出力を一定に保持したまま、図３に示すように、
レーザ活性層接合面１４０に直角方向の出射ビーム径を
変化できる。この特性を利用して、レーザ接合面１４０
に直角な方向に対応する走査ビーム径の寸法を変化させ
るものである。
光学系の光源として、注入電流を変えることにより、レ
ーザパワーとは独立させてビーム径を直接変化できる半
導体レーザを用いる。このレーザ光源１０は、図２に示
すように、レーザ発光制御部１１とこの領域のみに電流
を注入するための電極部１１１と、これと独立したビー
ム径制御部１２とこの領域にのみ電流を注入するための
電極部１２２とが、同一半導体結晶、たとえば、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１３０上に構成された構造をもつ。このレー
ザはビーム径制御部の注入電流値を変えることにより、
レーザ出力を一定に保持したまま、図３に示すように、
レーザ活性層接合面１４０に直角方向の出射ビーム径を
変化できる。この特性を利用して、レーザ接合面１４０
に直角な方向に対応する走査ビーム径の寸法を変化させ
るものである。
【０００６】
【作用】レーザ走査光学系に上記の半導体レーザ光源を
使用し、ビーム径制御電流を変化することにより、レー
ザ接合面直角方向に対応する走査ビーム径寸法を変える
ことができ、光学系倍率を考慮して所望のビーム径寸法
を得ることができる。したがって、レーザ光走査方向と
レーザ接合面が平行になるように半導体レーザを配置
し、ビーム径制御電流を変えることにより走査直角方向
のビーム径を変化でき、これと１ドット当たりの露光時
間調整とを併用して、走査および走査直角の両方向の露
光領域を同時に変更でき、所望する寸法の印刷ドットが
得られる。
使用し、ビーム径制御電流を変化することにより、レー
ザ接合面直角方向に対応する走査ビーム径寸法を変える
ことができ、光学系倍率を考慮して所望のビーム径寸法
を得ることができる。したがって、レーザ光走査方向と
レーザ接合面が平行になるように半導体レーザを配置
し、ビーム径制御電流を変えることにより走査直角方向
のビーム径を変化でき、これと１ドット当たりの露光時
間調整とを併用して、走査および走査直角の両方向の露
光領域を同時に変更でき、所望する寸法の印刷ドットが
得られる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。
る。
【０００８】図１は、本発明の実施例の一つである。半
導体レーザ１０は、レーザ発光制御部１１とビーム径制
御部１２から構成されている。具体的なレーザ構成例は
図２に示してある。通常の半導体レーザのように、レー
ザ出力は、レーザ発光制御部１１への注入電流を電極１
１１を介して変化することによって増減可能であり、印
刷パターンを表わすドットパターン信号６５に応じて該
注入電流を変調、制御して情報の書き込みを行う。ま
た、出力ビーム径は、図３に示すように、ビーム径制御
部１２へ電極１２２を介して注入される電流値によって
可変でき、走査面４０上で所望のビームスポット寸法に
なるよう制御される。半導体レーザ１０から出射された
レーザビーム１３は、パターン信号６５による強度、あ
るいはビーム径変調をうけたのち、カップリングレンズ
１５およびビーム整形光学系１６などを通って、光偏向
装置のポリゴンミラー２０に入射し、ついで、該ポリゴ
ンミラーの回転によって反射、偏向される。シリンドリ
カルレンズ１７は、ポリゴンミラーの平行度誤差による
走査位置ずれ補正のため、レーザビーム１３をミラー面
上で回転軸と直角な線状に収束させるものである。さら
に、レーザビーム１３は走査レンズ系３０によって感光
体材料で覆われた走査面４０上に収束され、走査位置４
１の上を等速度で繰り返し走査する。なお、走査面４０
は、ビーム走査と直角方向に等速に移動している。光検
出器５０は、走査ビームのスタート位置を検出するため
のもので、この検出信号５１は同期信号として制御部６
０に送出される。該制御部では、図４に示すように、パ
ターン信号６５から、レーザ光強度／パルス幅制御信号
とビーム径制御信号とを発生し、それぞれ、レーザ出力
駆動系６１およびビーム径制御駆動系６２に送られてレ
ーザ光強度あるいは露光時間の制御とビーム径制御とが
行われる。ここで、レーザビームプリンタに見られるよ
うに画像の書き込みは、ビームの高速繰り返し走査とこ
れに直角方向への走査面の比較的低速度の移動との組み
合わせで行われる。したがって、レーザの露光時間を変
えることでビーム走査方向の記録ドット径を制御でき
る。一方、半導体レーザ１０の活性層接合面１４０をビ
ーム走査方向と平行に配置し、ドット信号に応じてビー
ム径制御部１２の注入電流を変えることにより、走査直
角方向のビームスポット径を連続的にかえられる。した
がって、この方向の記録ドット径を多値的あるいは連続
的に変えることができる。このようにして、走査と走査
直角の両方向の記録ドット寸法を高速に変化でき、図５
に示すように個別のドットごとに所望する寸法が実現さ
れる。以上の説明では、記録ドット寸法を変化させる際
に、ビーム径制御とともに露光時間制御を行うことを示
したが、ビーム強度変調も同時に適用できることは勿論
である。
導体レーザ１０は、レーザ発光制御部１１とビーム径制
御部１２から構成されている。具体的なレーザ構成例は
図２に示してある。通常の半導体レーザのように、レー
ザ出力は、レーザ発光制御部１１への注入電流を電極１
１１を介して変化することによって増減可能であり、印
刷パターンを表わすドットパターン信号６５に応じて該
注入電流を変調、制御して情報の書き込みを行う。ま
た、出力ビーム径は、図３に示すように、ビーム径制御
部１２へ電極１２２を介して注入される電流値によって
可変でき、走査面４０上で所望のビームスポット寸法に
なるよう制御される。半導体レーザ１０から出射された
レーザビーム１３は、パターン信号６５による強度、あ
るいはビーム径変調をうけたのち、カップリングレンズ
１５およびビーム整形光学系１６などを通って、光偏向
装置のポリゴンミラー２０に入射し、ついで、該ポリゴ
ンミラーの回転によって反射、偏向される。シリンドリ
カルレンズ１７は、ポリゴンミラーの平行度誤差による
走査位置ずれ補正のため、レーザビーム１３をミラー面
上で回転軸と直角な線状に収束させるものである。さら
に、レーザビーム１３は走査レンズ系３０によって感光
体材料で覆われた走査面４０上に収束され、走査位置４
１の上を等速度で繰り返し走査する。なお、走査面４０
は、ビーム走査と直角方向に等速に移動している。光検
出器５０は、走査ビームのスタート位置を検出するため
のもので、この検出信号５１は同期信号として制御部６
０に送出される。該制御部では、図４に示すように、パ
ターン信号６５から、レーザ光強度／パルス幅制御信号
とビーム径制御信号とを発生し、それぞれ、レーザ出力
駆動系６１およびビーム径制御駆動系６２に送られてレ
ーザ光強度あるいは露光時間の制御とビーム径制御とが
行われる。ここで、レーザビームプリンタに見られるよ
うに画像の書き込みは、ビームの高速繰り返し走査とこ
れに直角方向への走査面の比較的低速度の移動との組み
合わせで行われる。したがって、レーザの露光時間を変
えることでビーム走査方向の記録ドット径を制御でき
る。一方、半導体レーザ１０の活性層接合面１４０をビ
ーム走査方向と平行に配置し、ドット信号に応じてビー
ム径制御部１２の注入電流を変えることにより、走査直
角方向のビームスポット径を連続的にかえられる。した
がって、この方向の記録ドット径を多値的あるいは連続
的に変えることができる。このようにして、走査と走査
直角の両方向の記録ドット寸法を高速に変化でき、図５
に示すように個別のドットごとに所望する寸法が実現さ
れる。以上の説明では、記録ドット寸法を変化させる際
に、ビーム径制御とともに露光時間制御を行うことを示
したが、ビーム強度変調も同時に適用できることは勿論
である。
【０００９】
【発明の効果】以上の走査光学系を用いて、ドットクロ
ックタイムと単位時間当たりのビーム走査回数を一定に
保って情報の書き込みを行えば、画像情報に応じたドッ
ト径変調が可能となり高品質の中間調記録が実現でき
る。
ックタイムと単位時間当たりのビーム走査回数を一定に
保って情報の書き込みを行えば、画像情報に応じたドッ
ト径変調が可能となり高品質の中間調記録が実現でき
る。
【００１０】また、印刷ドット密度変換の際には、本光
学系を用い、所望のドット密度に対応させて１ドット時
間と単位時間当たりの走査回数を変えるとともに、記録
ドット間隔を考慮した最適の走査直角方向ビーム径にし
て書き込みを行うことにより、常に、高品質の出力画像
がえられる。
学系を用い、所望のドット密度に対応させて１ドット時
間と単位時間当たりの走査回数を変えるとともに、記録
ドット間隔を考慮した最適の走査直角方向ビーム径にし
て書き込みを行うことにより、常に、高品質の出力画像
がえられる。
【００１１】さらには、本光学系では、構成部品のばら
つきなどに起因する走査ビームスポット径の変動を、ビ
ーム径制御部への注入電流の調整によって、容易に一定
値に保持できる利点がある。
つきなどに起因する走査ビームスポット径の変動を、ビ
ーム径制御部への注入電流の調整によって、容易に一定
値に保持できる利点がある。
【図１】本発明の一実施例を示す光学系構成図。
【図２】本発明に使用する半導体レーザの構成図の一
例。
例。
【図３】本発明に使用する半導体レーザのビーム径制御
電流対出力ビームスポット相対値。
電流対出力ビームスポット相対値。
【図４】本発明の光学系に使用する制御部の一構成例。
【図５】本発明におけるドット形状に対する電気信号波
形。
形。
１０は半導体レーザ、１１はレーザ発光制御部、１２は
ビーム径制御部、２０はポリゴンミラー、３０は走査レ
ンズ、４０は走査面、５０はビーム位置検出器、６０は
制御部。
ビーム径制御部、２０はポリゴンミラー、３０は走査レ
ンズ、４０は走査面、５０はビーム位置検出器、６０は
制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中塚 慎一 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 矢野 振一郎 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 有本 昭 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】半導体レーザからの出力光ビームを走査面
上に所定のスポット径に収束し、かつ、画像情報に応じ
て該レーザ光を強度変調しながら該走査面上を走査して
情報を記録する光走査装置において、該半導体レーザに
出力強度制御用とは別の電気信号を加えて、該走査面上
のレーザ光スポット形状を変化、または、所定の値に制
御することを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】請求項１において、走査面上のレーザ光ス
ポット形状を走査直角方向に連続的に変化させることを
特徴とする光走査装置。 - 【請求項３】請求項１において、印刷ドット密度に応じ
て、１ドット当りの露光時間、偏向走査回数、および走
査直角方向のレーザ光スポット径寸法を変化させること
を特徴とする光走査装置。 - 【請求項４】請求項１において、画像情報に応じて、各
画素ごとに多値的にレーザ光スポット形状を変化させる
ことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項５】請求項１において、画像情報に応じて各画
素ごとに、１ドット当りの露光時間およびレーザ光スポ
ット形状を変化させることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項６】半導体レーザからの出力光ビームを走査面
上に所定のスポット径に収束し、かつ、画像情報に応じ
て該レーザ光を強度変調しながら該走査面上を走査して
情報を記録する光走査装置において、該半導体レーザ
に、出力強度制御信号とともに、これは別に該走査面上
のレーザ光スポット形状を変化、または、所定の値に制
御する電気信号を加えて情報を記録することを可能とす
る光走査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23781993A JPH0789131A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 光走査装置 |
| DE19944433705 DE4433705A1 (de) | 1993-09-24 | 1994-09-21 | Optisches Abrastersystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23781993A JPH0789131A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0789131A true JPH0789131A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17020874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23781993A Withdrawn JPH0789131A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 光走査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789131A (ja) |
| DE (1) | DE4433705A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6690486B1 (en) | 1998-07-29 | 2004-02-10 | Minolta Co., Ltd. | Image forming apparatus with excellent gradation reproduction |
| EP3104212A2 (en) | 2015-06-11 | 2016-12-14 | Ricoh Company, Ltd. | Microlens array, image display apparatus, and optical scanner |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990022165A (ko) * | 1995-06-02 | 1999-03-25 | 스프레이그 로버트 월터 | 광학 섬유로 연결된 레이저 다이오드를 이용한 필름 이미지디지털화 장치 |
| ES2681980T3 (es) * | 2011-06-28 | 2018-09-17 | Global Filtration Systems, A Dba Of Gulf Filtration Systems Inc. | Aparato para formar objetos tridimensionales utilizando solidificación lineal |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP23781993A patent/JPH0789131A/ja not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-09-21 DE DE19944433705 patent/DE4433705A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6690486B1 (en) | 1998-07-29 | 2004-02-10 | Minolta Co., Ltd. | Image forming apparatus with excellent gradation reproduction |
| EP3104212A2 (en) | 2015-06-11 | 2016-12-14 | Ricoh Company, Ltd. | Microlens array, image display apparatus, and optical scanner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4433705A1 (de) | 1995-03-30 |
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