JPS60112020A - レ−ザ−走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はレーザー光を変調して画像記録等を行う場合の
変倍可能なレーザー走査装置１こ関する。

従来技術 レーザー光を画（象信月で新調してビーム偏向装置で左
右１こ振らせ感光面上をこのレーサー光ビームで走査す
ることによって画像等の記録を行う場合に記録される画
像の走査方向の倍率を変えるのに、従来は画像信号のク
ロック周期を変えると云う方法が用いられていた。即ち
光ビームの走査周期及び感光面上での走査幅を一定にし
ておいて、−走査周期分の画像信号の時間幅を標準の１
／１１にすれば記録される画像の幅も１　／　ｎになる
。しかしこの方法は変倍を多段階に行う場合１こは゛心
気回路が腹雑１こなる。この場合感光面上の光ビームの
スポット径は一定であるから、記録される画像の倍率１
こ関係な（画素の絶対寸度が同じであり、画像を縮小記
録する場合、相対的に分解能が低下する。特開昭５１　
３０７５１号公報に記載された方法はこの点に一つの解
決を与えるものである。

この方法は複数本例えは３本のビームを用いて感光面上
に隣接した３本の走査線を同時に掃引するようにし、３
本の光ビームを同じ画像信号で変調し、３本のビームで
画像上の１本の走査線を形成する場合を標準とすると一
回目の掃引て３本のビームのうち上の２本を同じ画像信
号で変調し、−舌下のビームを２木目の走査線における
画像信号で変調し、二回目の掃引では一番上のビームを
２本目の走査線の画像信号で変調し、下２本のビームを
３本目の走査線の画像信号で変調するようにして、２本
のビームで１本の走査線を形成するようにすると共に一
走査における画像信号の時間幅を２／３にすると、画素
の大きさは標準の２／３となり画像の倍率も２／３とな
って画素の相対的な大きさが倍率に関せず一定となる。

この方式で１／３，２／３，４／３，５／３等の倍率が
実現できる。しかしこの方法は光ビームを複数本用いる
から装置構造が複雑になる上、電気回路も大へん複雑と
なる。また倍率も分数の比率で段階的にしか変えられな
い。

変倍の方法として走査レンズｌこズーミング機能を持た
せることが考えられ、この方法によると倍率１こ応じて
感光面のビームスポットの径も変わるから、上側のよう
な複雑な＋１′１７成を用いないでしかも連続的な変倍
が可能となるが、走査レンズにズーミング機能を持たせ
ると、走査レンズが大型化し高価なものなる。

目的 本発明はレーザー走査装置において、簡単な光学的６Ｖ
成■こより連続的な変倍を可能にすることを目的とする
。

構成 コリメート状態可変の光源装置と固定焦点距離の走査レ
ンズと光ビーム偏向装置と走査レンズと感光面との光路
長を可変とする機構を有するレーザー走査装置である。

この構成で光源装置からの出射ビームが平行状態である
場合を標準として、光源装置のコリメート状態を発散ビ
ームの状態とし、走査レンズと感光面との光路長を標準
より長くすると記録画像は拡大され、これと反対の側に
操作すると記録画像は縮小され、この拡大縮小は連続的
１こ可能で、かつ光ビームは常に感光面上に収束してい
るようにすることができる。

実施例 実施例を説明する便宜上レーザー走査装置の通常の１７
＋￥成を第１図を借りて説明する。第１図で１は半導体
レーザ、２はコリメータレンズで、この両者によって光
源装置か構成されている。３は多面体回転鏡で矢印Ａの
方向に回転し、光ビームを図で矢印Ｂの方向に振らせる
。この例では多面体回転鏡３がビーム偏向装置であり、
これはガルバノミラ−のような振動する鏡でもよい。４
は走査レンズでｆθレレンが用いられている。ｆθレレ
ンは光ビームの振れ角をθ、光ビームの同レンズ１こよ
る集光面における光軸からの変移量をｙとするとき１．
Ｙ−ｆθＣｆは定数）なる関係となるように構成された
レンズである。５は感光体でドラムの形になっており、
矢印Ｃで示すよう１こ回転する。光ビームは感光体５の
表向を図の紙面１こ沿って矢印Ｂの方向に繰返し走査し
、感光体の回転と組合さって感光体５の表面が光ビーム
によって２次元的に走亘される。６は光検出器で、光ビ
ームが走査範囲の始端位置にあるとき鏡７で反射されて
、この光検出器１こ入射するようになっており、光ビー
ムの一走査毎１こ走査開始のタイミング信号を発生する
。

以上の構成で、コリメータレンズ２は完全な平行光束を
出射しており、ｆθレレン４は平光光束の入射光を標準
位置における感光体５の表面に収束させるように設計さ
れている。本発明はこのＮｌ成で感光体を矢印り或はＤ
′の方向へ動かして変倍を行う。今この構成で記録画像
を拡大するｔコめ感光体５を図位置より右方へ移動させ
たとする。このようにすると感光体表面の光ビームの走
査幅は拡大されるが、光ビームの収束点より後方になる
ため感光体表面における光ビームの照射スポットは大き
くなりぼやけたものとなって記録画像もぼやけたものと
なる。記録画像を縮小するために感光体５を図位置より
左方へ移動させた場合も、上述と全く同様にして記録画
像ははやけたものとなる。このぼやけをなくすため、コ
リメータのコリメート状態を可変としている。

本発明は記録画像の倍率を変えるために走査レンズと感
光体とのン６学的距離を変えることを基礎にしているが
、上述した記録画像のはやけるのをＤ５ぐため走査レン
ズに入射する光ビームのコリメート状態を変化させるも
のである。第２図でｆθは走査レンズを示し、同レンズ
の左側の絞りは偏向装置の位置を表わす。同図ａは標準
の場合で、走査レンズには平行ビームが入射しており、
標準位置にある感光体５上に光ビームを集光させている
。同図１）は拡大の場合を示し、感光体５を標準の場合
より走査レンズから遠さけると共に、走査レンズへの入
射光ビームのコリメート状態を稍発１枚状態として遠ざ
けられた感光体表面Ｉこ光ビームが収束するようにして
いる。同図Ｃは縮小の場合で、感光体５を標準位置より
走査レンズの方へ近づけると共に、走査レンズへの入射
光ビームのコリメート状態を梢収束状態として走査レン
ズによる光ビームの収束点を走査レンズの方へ近づけて
いる。

光源装置の出射光束のコリメート状態を変えるニハ、コ
リメータレンズと発光点との距離を可変１こする。光源
装置の光源として半導体レーザーを用いる場合、レーザ
ー光の拡り角が大きいため、コリメータレンズは開口数
の大きなものを用いる必要があって、実際にはコリメー
タレンズの焦点深度は数μｍと非常に浅くなっている。

従って光源とコリメータレンズとの距離のわずかな変化
で出射光のコリメート状態が大きく変化し、記録画像の
倍率を変えるためのコリメータレンズ移動機構は非常な
高精度を要求される。

第３図はこの点を改善した実施例の原理を示すものであ
る。この場合コリメータレンズは第１゜第２の２群によ
り横−成される。図では第１群のレンズをｆｌで表わし
、第２群のレンズをｆ２で表わしである。Ｐは半導体レ
ーザーの発光点であり、半導体レーザーと第ルンズ群ｆ
１との距離は固定であり、第２群のレンズｆ２が可動で
ある。Ｆは第１群レンズｆ１の前方焦点で発光点ｐはＦ
ｌよりもレンズｉｆｌに近い位置に設定されている。

このため第ルンズＨＴｆｌから出射するレーザー光は発
散光束となっており、第２レンズ１ｌｆｚから見た発光
点は実際のｐ点より左方ｐ′点に遠ざけられたものとな
る。第３図ａは第２レンズ群ｆ２の焦点をｐ′位置に合
せた場合で、この場合コリメータの出射光は平行となる
。第３図すは縮小した記録画像を得る場合で、第２レン
ズ群ｆ２を第ルンズ群ｆ１より右方へ遠ざけコリメータ
出射光を収束性とした。金弟２レンズ群の焦点距離をｆ
２で表わし、第３図すでｐ′点からコリメータ出射光の
集光点Ｑまでの距離をｆ２＋Ｌ、第２レンズ群ｆ２の第
３図ａの位置から同すの位置までの移動距離をＸとする
と、゛ １　１　１ ｆ　２＋ｘ　＋Ｌ−ｘ　＝７丁・・・・・・＋Ｉ＋また
同じ結果を第２レンズ群がなくて第１１７１群たけて得
る場合を考えて、第ルンズ群ｆ１の焦点距離をｆｌとし
、第１１７１群の焦点が発光点Ｐと一致している位置か
ら、コリメーク出射光をＱ点に集光させるだめの移動量
をｘ′とし、またＰ点からＱ点までの距離をＬ′　とす
ると１　−ト□　−土　・・・　・・・（２）〒ゴ］Ｍ
Ｌ−ｘ’ｆｌ ｔｌ）＋　１２＋式でり、Ｌ’に対してｘ、ｘ’　が小
さいとして、ｘ、ｘ′　をめると （３）式を整理すると 上式でｆｌ、ｆ−２はり、Ｌ’に比し小さいとすると、
ｘ、ｘ’の比率は となり、Ｖは任意にＰ点より左方へ遠ざけ得るから、容
易にｆ２＞ｆｌとすることができ、変倍のための第２レ
ンズ群ｆ２の移動量を大きくすることができる。第３図
Ｃは拡大した記録画像を得る場合で第２レンズ群ｆ２を
１口こ近づけてコリメータ出射光を発１牧性とした状態
を示しており、この場合でも上述した理論が適用できる
ことは云うまでもない。

第４図は走査レンズと感光体５表面との間の光路長を可
変にするための溝数の実施例を示す。第４図ａで７．　
８は折返しミラーで両者は一体的に結合されている。多
面体回転ミラー３による光ビームの偏向方向は図の紙面
に爪面の方向であり、ミラー７はこの光ビームの掃過面
に対して４５傾いてｆθレノズ４を透過し１こ）Ｃビー
ムを下方へ折曲し、ミラー８はミラー７と９０　の角度
をなし光ビームを再び水平方向ｌこして感光ドラム５１
こ入射さぜる。ミラー７．８を一体的に図で左右に距離
Ｘだけ動かすと、ｆθレンズ４から感光ドラム５の光ビ
ーム入射面までの距離は２ｘだけ変化する。第４図すは
上記ａより簡易な型の実施例で、折返しミラー７たけを
用い、同ミラーを左右に移動させることで、光路長は移
動距離の約２倍だけ変化する。この例ではミラー７を移
動させても感光ドラム５上の光ビームによる走査腺の位
置が一定しているように、ミラー７の移動と連動させて
ミラー７の傾を変える必要がある。

光ビームによる毎回の走査の開始時点を検出するタイミ
ング信号を得るための光検出器（第１図６）は感光体５
の光ビーム照射面と光学的ｉこ等価な而にあることが望
ましい。これはこの面で光ビーム径は最小］こなってい
るので、タイミング信号の検出粘度か良くなるからであ
る。本発明の場合、第１図に示すように感光ドラム５に
対して固定した位置関係にしておくと、変倍のため感光
ドラム上での光ビームの走査幅が変化するから標準倍率
以外では走査始点でタイミング信刊を採ることができな
い。このため変倍１こ伴って検出器６を走査方向に移動
させる必要がある。検出器６を感光ドラム５と位置的に
一体化せず、ｆθレンズ４と位置的に一体化し、ｆθレ
ンズ出射光ビームの振れ角範囲の端でレンズ系を通して
検出器６１こ光ビームを入射させるようにし、このレン
ズ係を前述したコリメータレンズ系と同様の構成Ｉこし
て入射ビームの平行５発１犯収束にか＼わりなく検出器
の受光面に集光するよう１こしてもよいが、レンズを動
かす機構が必要となる。

第５図は上述したのとは異る検出器６の取付けｊ、ｉ１
７造を示す。これは第４図ａの実施例に適用され１こも
のである。９，１０は固定ミラーで、９の方は光ビーム
の走査範囲の一端に位置しており、１０の万は走査範囲
外にある。検出器６は移動ミラーち ８と一体的１こ取付けられており、ミラー８の取を向い
ている。この構成て標準倍率の場合のミラー７．８の位
置において検出器６１こ入射する光ビームは検出器６の
受光面１こ収束するようになっている。拡大記録を行う
ためミラー７．８を図点線位ｉ１こ移動させた場合、検
出器６はミラー８と一体だから、光ビームの収束点より
は光学的にｆθレンズに近い側になるが、光ビームの収
束は焦点深度が深いので実用上支障はない。この実施例
では検出器６はミラー８と一体に移動するので検出器そ
の他を移動させる新たな機構は全く不用であり、ミラー
１０て反射された光はミラー−７，８の移動方向と平行
になっているので、検出器６がミラー７．８と共に移動
しても、光ビームが検出器６に入射しなくなると云うこ
とは起らない。なおこの実施例は第４図すの型ｉこ対し
ても適用できる。

以上の実施例は主走査方向の変倍に関するものであるが
、これと感光体の周速および開運するシステム速度の変
更とを組合せることにより縦横両方向の変倍ができるこ
とは云うまでもない。

効果 本発明は走査レンズから感光面までの光路長を変え、光
源のコリメータのコリメート状態を変えることで画像記
録の倍率を変えており、画像信号及び走査周期には変倍
のための伺等の操作も加えないので、回路ｆ、Ｉｙ成は
簡単であり、連続面変倍が可能であり、光学的ｔ？／；
　Ｕｆｉａにおいても走査レンズは固定焦点距離のもの
でよく簡単であり、何れの倍率においても光ビームが感
光面１こ収束するようになっているので、感光面上の光
スポツト径は記録画像の倍率に応じて変化しており、変
倍しても記録画像の相対的分解能は変化しない。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザー走査装置の一般的ｔｔ＆成を示す平面
図、第２図は本発明の詳細な説明する図、第３因襲本発
明の一実施例におけるコリメークの側面ｌ１名図１第４
図”＋１）は本発明の異る実施例の側面略図、第５図は
平＋Ｔｉ図である。 ■・・・半導体レーザー、２・・・コリメータ、３・・
・多面体回転鏡、４・・・走査レンズ、５・・・感光体
、６・・・光検出器、７，８・・・移動ミラー。 代理人　弁理士　１１系　浩　介 背２菌 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コリメート状態ｉｚＪ変の光源装置と、光ビーム偏向装
   置と、固定焦点距離走査レンズと、同走査レンズと感光
   面との間の光路長を可変とする機溝を有し、変倍操作に
   よって走査レンズと感光面ｊとの間の光路長を変化させ
   るのと連動させて、光ビームが常に感光向１こ収束して
   いるように、上記光源装置のコリメート状態を変・比さ
   せるようにしたことを特許とするレーザー走査装置。