JPS58179815A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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JPS58179815A
JPS58179815A JP57063110A JP6311082A JPS58179815A JP S58179815 A JPS58179815 A JP S58179815A JP 57063110 A JP57063110 A JP 57063110A JP 6311082 A JP6311082 A JP 6311082A JP S58179815 A JPS58179815 A JP S58179815A
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JP
Japan
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lens
light
scanning device
optical scanning
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP57063110A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Ote
明 大手
Muneki Ran
蘭 宗樹
Masami Imamoto
今元 雅巳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Yokogawa Hokushin Electric Corp
Yokogawa Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the error of a focusing position, by projecting the optical beam from a laser light source to a light deflecting means through the first lens for spreading the optical beam and the second lens for condensing the optical beam. CONSTITUTION:A condenser lens system 2 consists of two lenses 21 and 22, and the lens 21 functions to spread the beam, and the lens 22 functions to focus the beam onto a photosensitive drum 4. A lens driving means 7 is provided for moving the lens 21 in the direction of the optical axis in relation to the scanning position of a light spot on the photoreceptor, and a signal related to the scanning position of the light spot is inputted from a counter 61 to this means 7. The timing signal from a detecting means 80 of the scanning position of the optical beam is applied to a timing controlling circuit 8 to control rotating operations of a deflecting means 3 and the photosensitive drum 4 through a driving motor 30 and a driving motor 40.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、光信号を利用して信号あるいは画儂等を記俺
9表示する装置等に使用して有効な光走査装置に関する
ものである。更に詳しくは、本発明は、光源からの光ビ
ームをガルバノ建2−あ石いはポリゴンミラーのような
光偏向手段によって偏向し、感光ドラムのような感光体
表面上に光スポットを水平走査させる光走査装置に関す
る4のである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to an optical scanning device that is effective for use in devices that record or display signals, pictures, etc. using optical signals. . More specifically, the present invention deflects a light beam from a light source by a light deflecting means such as a galvanometer or a polygon mirror, and horizontally scans a light spot on the surface of a photoreceptor such as a photoreceptor drum. Part 4 relates to optical scanning devices.

〔従来技術の説明〕[Description of prior art]

第1図は従来公知のレーザプリンタに用いられている光
走査装置の要部構成図である。この装置は、例えば半導
体レーザのようなレーザ光源1からの光ビームを、集束
レンズ2を介してポリゴン建う−5に投射し、ここから
の反射光を感光ドラム4に投影し、レーザビームスポッ
トを感光ドラム4上で水平走査(主走査)する、ここで
、レーザ光源1は、駆動回路5によって、記録すべき画
情情報に応じてオン、オフ制御され÷〜光ドッム4はレ
ーザビームスポットの水平走査方向とは直角な方向に回
転(これを副走査という)しておシ、感光ドラム4上に
、ms情報に対応した静電潜偉がドツトの集合で形成さ
れる・この静電潜儂は、図示してlないが、現偉工程、
転写工程、定着工程を経て、記録紙上に記録画像を得る
ことができる。
FIG. 1 is a block diagram of main parts of an optical scanning device used in a conventionally known laser printer. This device projects a light beam from a laser light source 1, such as a semiconductor laser, through a focusing lens 2 onto a polygon -5, projects reflected light from here onto a photosensitive drum 4, and creates a laser beam spot. is horizontally scanned (main scan) on the photosensitive drum 4. Here, the laser light source 1 is controlled on and off by the drive circuit 5 according to the image information to be recorded. As the photosensitive drum 4 rotates in a direction perpendicular to the horizontal scanning direction (this is called sub-scanning), an electrostatic potential corresponding to the ms information is formed by a collection of dots on the photosensitive drum 4. Although it is not shown in the diagram, the hidden process is the current process,
A recorded image can be obtained on recording paper through a transfer process and a fixing process.

ところで、このような構成の光走査装置において、集束
レンズ2は、レーずビームスポットが例えば感光ドラム
の中心Pc点で結像するように(スポット径が最小とな
るように)集束させるが、この場合、結像位置はレーザ
ビームの走査とともに破11AI!pのように移動し、
感光ドラム4の両端部付近では結像位置がずれて、解儂
度が低下する欠点がある。
By the way, in the optical scanning device having such a configuration, the focusing lens 2 focuses the laser beam spot so that the laser beam spot is focused, for example, at the center point Pc of the photosensitive drum (so that the spot diameter is minimized). In this case, the imaging position is broken 11AI! along with the scanning of the laser beam. Move like p,
There is a drawback that the image formation position is shifted near both ends of the photosensitive drum 4, and the degree of resolution is reduced.

このような欠点をなくするには、ポリゴン建う−3と感
光ドラム4との間に、結像レンズ等の光学系を設置すれ
ばよいが、このレンズ等の光学系は高価であシ、また、
構成が複雑になる欠点がある。
In order to eliminate this drawback, an optical system such as an imaging lens may be installed between the polygon holder 3 and the photosensitive drum 4, but such an optical system such as this lens is expensive. Also,
The disadvantage is that the configuration is complicated.

〔本発明の目的〕[Object of the present invention]

本発明は、従来装置におけるこれらの欠点を除去し、簡
単力構成で光スポットの径を小さく絞〉、結像位置誤差
のかい、光走査が行なえる光走査装置を提供しようとす
るものである。
The present invention aims to eliminate these drawbacks of conventional devices and provide an optical scanning device that can reduce the diameter of a light spot with a simple configuration, eliminate errors in imaging position, and perform optical scanning. .

〔本発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明に係る装置は、レーザ光源からの光を、光ビーム
を拡大するためのIJ!1のレンズと、光ビームを感光
体上に結像させるための第2のレンズとをそれぞれ通過
させるようにした点にひとつの特徴がある。また、第1
のレンズ、第2のレンズの少なくとも一方を感光体上の
光スポットの走査位置に関連して光軸方向(焦点位置が
変化する方向)に移動させることを!他のもうひとつの
特徴とする。
The device according to the present invention uses IJ! for expanding a light beam from a laser light source. One feature is that the light beam is made to pass through the first lens and the second lens for forming an image on the photoreceptor. Also, the first
and the second lens in the optical axis direction (the direction in which the focal position changes) in relation to the scanning position of the light spot on the photoreceptor! This is another feature.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

第2図は、本発明に係る装置の一例を示す構成ブロック
図である。ここでは、レーザ光源1からのレーザビーム
をレンズ系2を介して光偏向手段5に照射し、こξで偏
向させ、感光ドラム40表面(感光面)で光スポットを
水平走査させる場合を例示する。図において、5はレー
ザ光源1の駆動回路で、レーザ光源1を例えば記録すべ
き画情情報に応じてオン、オフ制御する・6はバッファ
メモリで、ここには記録しようとする情報が、ドツトの
集合で、例えば1ラスタ分あるいは一枚分順次記憶され
ている。61はバッファメモリ6の読み出しアドレスを
指定するカウンタ、42はその出力がカウンタ61に印
加されているクロック発振器である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a device according to the present invention. Here, a case will be exemplified in which a laser beam from a laser light source 1 is irradiated onto the optical deflection means 5 via a lens system 2, is deflected by ξ, and a light spot is horizontally scanned on the surface (photosensitive surface) of the photosensitive drum 40. . In the figure, 5 is a drive circuit for the laser light source 1, which controls the laser light source 1 on and off depending on the image information to be recorded. 6 is a buffer memory, in which the information to be recorded is stored in dots. For example, one raster or one sheet is stored sequentially. 61 is a counter that specifies the read address of the buffer memory 6; 42 is a clock oscillator whose output is applied to the counter 61;

2は集光レンズ系で、ここでは2個のレンズ21゜22
とで構成されており、レンズ21はビームを広げる役目
をなし、レンズ22はビームを感光ドラム4上に焦点を
結ぶように絞る役目をIしている。7は、レンズ21を
その光軸方向に感光体上の光スポットの走査位置く関連
して移動させるためのレンズ移動手段で、カウンタ61
から光スポットの走査位置に関連する信号を入力してい
る。8はタイミング制御回路で、光ビームの走査位置検
出一手段80からのタイ電ング信号が印加され、駆動モ
ータsO及び駆動モータ40を介して、偏向手段3と、
感光ドラム4の回転動作を制御している。
2 is a condensing lens system, here two lenses 21°22
The lens 21 serves to spread the beam, and the lens 22 serves to narrow the beam so that it is focused on the photosensitive drum 4. 7 is a lens moving means for moving the lens 21 in the direction of its optical axis in relation to the scanning position of the light spot on the photoreceptor;
A signal related to the scanning position of the light spot is input from the Reference numeral 8 denotes a timing control circuit to which a timing signal from the light beam scanning position detection means 80 is applied, and is connected to the deflection means 3 via the drive motor sO and the drive motor 40.
The rotational operation of the photosensitive drum 4 is controlled.

第3図は第2図装置において、レンズ系2とレンズ移動
手段7の一例を示す構成断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing an example of the lens system 2 and lens moving means 7 in the apparatus shown in FIG.

レンズ移動手段7は、−ここでは、電磁力を利用したも
のであって、リング状の磁石ハ、720間にフレクシャ
75によって移動可能に保持されるリング状のコイA/
(フォースコイル)74を設置し、このコイル74にレ
ンズ21を取り付けたものである。
The lens moving means 7 here uses electromagnetic force, and includes a ring-shaped coil A/720 movably held by a flexure 75 between a ring-shaped magnet C and a ring-shaped coil A/720.
(force coil) 74 is installed, and the lens 21 is attached to this coil 74.

コイル74に%  リード線75を介して駆動電流工を
流すと、コイル74は磁石71.72による直流磁界の
中にあるので電磁力を発生し、駆動電流Iの大きさに対
応してレンズ21を光軸方向(矢印C方向)に移動させ
ることができる。これによって、レーザ光源1とレンズ
21との距離龜をダイナミックに変化させることができ
る・ 第4図は、第2図装置にシいて、レーザ光源1゜レンズ
系2.光偏向手段3.感光ドラム4の配置例を示す平面
図である。
When a driving current is applied to the coil 74 via the lead wire 75, the coil 74 is in the direct current magnetic field of the magnets 71 and 72, so it generates an electromagnetic force, and the lens 21 responds to the magnitude of the driving current I. can be moved in the optical axis direction (arrow C direction). As a result, the distance between the laser light source 1 and the lens 21 can be dynamically changed. FIG. 4 shows the apparatus shown in FIG. Light deflection means 3. 4 is a plan view showing an example of arrangement of photosensitive drums 4. FIG.

レンズ系2において、各レンズ21.22およびレーザ
光源1は、レンズ21がレーザ光源1から距離畠の点(
レンズ21が磁石71.72の中央に位置する点)Kあ
る時、感光ドラム4上の結像スポット位置は、実線e1
に示すように光ビームの偏向角(振れ角)K対応して移
動し、感光ドラム4上の点P、。
In the lens system 2, each lens 21, 22 and the laser light source 1 are arranged so that the lens 21 is at a distance from the laser light source 1 to a point (
When the lens 21 is located at the center of the magnets 71 and 72) K, the imaging spot position on the photosensitive drum 4 is indicated by the solid line e1.
As shown in the figure, a point P on the photosensitive drum 4 moves in accordance with the deflection angle (deflection angle) K of the light beam.

P2付近で結像する(スポット径が最小)ように配置さ
れている。したがりて、この状態では、感光ドラム4の
中央付近Pc、両端付近p、、 p4付近では、結像位
置がズしたものとなる・ 本発明に係る装置においては、レンズ移動手段7を構成
するコイル74に1ビームの振れ角θ(感光ドラム4の
感光面に垂直な線からの角度)、すなわち、スポットの
走査位置に対応して第5図に示すように変化する電流I
を流すようにしている。
It is arranged so that the image is formed near P2 (the spot diameter is the minimum). Therefore, in this state, the image formation position is shifted in the center Pc, both ends p, and p4 of the photosensitive drum 4. In the apparatus according to the present invention, the lens moving means 7 is A current I is applied to the coil 74, which changes as shown in FIG.
I try to let it flow.

これによりて、レンズ21は光軸方向に駆動電流!に対
応して僅かな距離Δ農だけ移動し、レーザ光源1との距
離麿を、1±Δ烏だけダイナさツクに変化させ、結像ス
ポットの位置(結像位置)が、常に感光ドラム4上にあ
るようにしている。なお、光偏向手段Sと感光ドラム4
との距離rが、例えば250 mmである場合、レンズ
21の移動量Δ1は、使用するレンズ、絞り込むスポッ
ト径によって変わりくるものの、Δ畠=±0.1〜Oa
5mm移動させることによって、常に結像スポットを感
光ドラム4上で走査させることができる。
As a result, the lens 21 receives a driving current in the optical axis direction! It moves by a small distance Δ corresponding to I'm trying to make it look like it's above. Note that the light deflection means S and the photosensitive drum 4
For example, when the distance r from
By moving the photosensitive drum 4 by 5 mm, the imaging spot can be constantly scanned on the photosensitive drum 4.

また、本発明に係る装置では、レンズ系2を、第1のレ
ンズ21.第2のレンズ22で構成し、I81のレンズ
21で光ビームを広げる役目をさせ、レンズ22で絞る
役目をさせるようにしたもので、これによって、光偏向
手段sK入る光ビームのスポット径を大きくさせ、感光
ドラム4上のスポット径を小さく絞ることかで1!為よ
うにしている。すなわち、一般に光偏向手段Sとして面
数Nの角柱型回転多面鏡を用い、これにスポット径りの
レーザビームを入射させた場合、解像点数Nrは次式で
示される。
Further, in the apparatus according to the present invention, the lens system 2 is connected to the first lens 21 . It is composed of a second lens 22, and the lens 21 of I81 serves to widen the light beam, and the lens 22 serves to narrow it down, thereby increasing the spot diameter of the light beam entering the light deflection means sK. 1 by narrowing down the spot diameter on the photosensitive drum 4 to a small size. I'm trying to do it for the sake of it. That is, in general, when a prismatic rotating polygon mirror with the number of faces N is used as the light deflecting means S and a laser beam having a spot diameter is incident on the mirror, the number of resolution points Nr is expressed by the following equation.

ただし、λ:レーザ光の波長 したがりて、回転多藺鏡に入射する光ビームのスポット
径りを第1のレンズ21によって大きくさせることによ
り、解像点数Nrを大きくでき、分解能を向上させるこ
とがで畷る。
However, λ is the wavelength of the laser beam. By increasing the spot diameter of the light beam incident on the rotating polygon mirror using the first lens 21, the number of resolution points Nr can be increased and the resolution can be improved. It's loud.

第6図は、レンズ系2の他の構成例を示す構成断面図で
ある。この例では、レンズ21として、2枚のレンズ2
1a、 21bで構成される横ずらし可変焦点レンズを
用いた屯ので、各レンズ21m、 21b t、レーザ
ビームの光軸と直角碌方向にΔbだけ、スポットの走査
位置に関連してダイナミックに移動させることによって
、焦点距離を変化させるようにしたものである。また、
レンズの移動手段として、レンズ21m、 21b K
結合する圧電素子76、77を用い、圧電素子76、7
7の圧縮、伸長を利用してレンズ21m、 21bをΔ
bだけ移動させるようにしている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the lens system 2. In this example, two lenses 2 are used as the lens 21.
In this case, each lens 21m, 21b is dynamically moved by Δb in a direction perpendicular to the optical axis of the laser beam in relation to the scanning position of the spot. This allows the focal length to be changed. Also,
Lenses 21m and 21b K are used as a means of moving the lenses.
Using the piezoelectric elements 76 and 77 to couple, the piezoelectric elements 76 and 7
Using the compression and expansion of 7, the lenses 21m and 21b are adjusted to Δ
I am trying to move only b.

なお、上記の実施例では、光偏向手段3として回転多面
鏡(ポリゴンミラー)を用いた場合を例示したが、これ
に代えてガルバノ叱う−や電気光学素子による光偏向手
段を用いてもよい。また、光スポットは、感光ドラム上
を走査するものを示したが、感光紙あるいは表示画面上
を走査する場合でもよい。また、ここでは′@1のレン
ズ21を移動量せたが、第2のレンズ22あるいは光源
1を移動させるようにしてもよい。
In the above embodiment, a rotating polygon mirror is used as the light deflection means 3, but instead of this, a light deflection means using a galvanometer or an electro-optical element may be used. . Furthermore, although the light spot is shown as scanning on a photosensitive drum, it may be scanning on photosensitive paper or a display screen. Further, although the lens 21 of '@1 is moved by an amount here, the second lens 22 or the light source 1 may be moved.

〔本発明の効果〕[Effects of the present invention]

以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で、
光スポツト径を小さく絞ることができるとともに、光ス
ポットの走査位置にかかわらず常に結像位置ズレのない
光走査が行危える光走査装置が実現できる。
As explained above, according to the present invention, with a simple configuration,
It is possible to realize an optical scanning device in which the diameter of the optical spot can be narrowed to a small size and optical scanning can always be carried out without shifting the imaging position regardless of the scanning position of the optical spot.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来公知の光走査装置の要部構成図、第2図は
本発明に係る装置の一例を示す構成ブロック図、第5図
は第2図装置のレンズ系とレンズ移動手段の一例を示す
構成断面図、第4図は第2図装置の要部の配置例を示す
平面図、第5図は第5図において、光ビームの振れ角と
コイル74に流す駆動電流との関係を示す線図、第6図
はレンズ系の他の構成例を示す構成断面図である。 1…v −f 光R、’・−・レンズ系、21・・・第
ルンズ、22・・・第2レンズ、S・・・光偏向手段、
4・・・感光ドラム、7・・・レンズ移動手段、71.
72・・・磁石、73・・・フレクシャ、74・・・コ
イル。 篤3図 第4図 尾5図
FIG. 1 is a block diagram of main parts of a conventionally known optical scanning device, FIG. 2 is a block diagram showing an example of the device according to the present invention, and FIG. 5 is an example of the lens system and lens moving means of the device shown in FIG. FIG. 4 is a plan view showing an example of the arrangement of the main parts of the device, and FIG. The diagram shown in FIG. 6 is a structural sectional view showing another example of the structure of the lens system. 1...v-f light R,'...lens system, 21...th lens, 22...second lens, S...light deflection means,
4... Photosensitive drum, 7... Lens moving means, 71.
72... Magnet, 73... Flexure, 74... Coil. Atsushi 3 Figure 4 Tail Figure 5

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  レーザ光源からの光ビームを光偏向手段によ
って偏向し感光体表面上に光スポットを走査させる光走
査装置において、 前記レーザ光源からの光ビームを光ビーム射するよう処
したことを特徴とすゐ光走査装置0
(1) An optical scanning device in which a light beam from a laser light source is deflected by a light deflecting means to scan a light spot on the surface of a photoreceptor, characterized in that the light beam from the laser light source is emitted as a light beam. Sui optical scanning device 0
(2)  第1のレンズ又は前記第2のレンズの少壜く
とも一方を前記感光体の光スポットの走査位置に関連し
て移動させるようにし、均一の大きさの光スポットを感
光体上で走査できるよう処した特許請求の範囲第1項記
載の光走査装置。
(2) At least one of the first lens and the second lens is moved in relation to the scanning position of the light spot on the photoreceptor, so that a light spot of a uniform size is directed onto the photoreceptor. An optical scanning device according to claim 1, which is adapted to perform scanning.
(3)  レンズを移動させる手段として、直流磁界中
に7レクシヤによって支持されるフォースフィルを設置
し、このフォースコイルに発生する電磁力を利用してレ
ンズを移動させるものを用いた特許請求の範囲第2項記
載の光走査装置。
(3) A claim that uses a force fill supported by 7-rexia in a DC magnetic field as a means for moving the lens, and uses the electromagnetic force generated in this force coil to move the lens. The optical scanning device according to item 2.
(4)  レンズを移動させる手段として圧電素子を用
いた特許請求の範囲第2項記載の光走査装置・
(4) The optical scanning device according to claim 2, which uses a piezoelectric element as a means for moving the lens.
(5)  レンズとして横ずらし可変焦点レンズを用い
、該レンズをレーザビームの光軸と直角方向に移動させ
るようにした特許請求の範囲第2項記載の光走査装置。
(5) The optical scanning device according to claim 2, wherein a laterally shifted variable focus lens is used as the lens, and the lens is moved in a direction perpendicular to the optical axis of the laser beam.
JP57063110A 1982-04-15 1982-04-15 Optical scanner Pending JPS58179815A (en)

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