JPS6068317A - Optical scanner of laser beam printer - Google Patents

Optical scanner of laser beam printer

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Publication number
JPS6068317A
JPS6068317A JP58176431A JP17643183A JPS6068317A JP S6068317 A JPS6068317 A JP S6068317A JP 58176431 A JP58176431 A JP 58176431A JP 17643183 A JP17643183 A JP 17643183A JP S6068317 A JPS6068317 A JP S6068317A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
image
diameter
collimator
image carrier
Prior art date
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Pending
Application number
JP58176431A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kuwayama
桑山 武司
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP58176431A priority Critical patent/JPS6068317A/en
Publication of JPS6068317A publication Critical patent/JPS6068317A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems

Abstract

PURPOSE:To control the diameter of a spot image on an image carrier and obtain a print of good quality corresponding to the kind of an original image by providing a control means which varies the diameter of a parallel laser beam projected upon a deflecting means. CONSTITUTION:A divergent laser beam from a semiconductor laser 1 is passed through a collimator 2 to obtain a parallel laser beam L, which is projected. The beam is passed through a rotary polygon mirror 3 and lens 4 to form a fine spot image on the image carrier 5. A controller 6 is put in operation to drive a stepping motor 7 and a zoom ring 2a is rotated associatively to vary and control the focal length of the collimator 2. Thus, the spot image has a diameter suitable for the kind of the original image and an image of good quality is printed.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザビームプリンタの光学走査装置に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical scanning device for a laser beam printer.

一般に、レーザビームプリンタの像担持体に結像される
スポット像の径の最適値は原稿画像の種類によって異な
る。例えば文書画像のように白あるいは黒の2色でかつ
大きな文字、記号で構成された画像においてはいわゆる
ベタ黒が多く、像担持体に結像されるスポット像の径は
大きい方がベタ黒の部分の濃度が高く良い画像が得られ
る。一方写真のようにハーブトーンを持った原稿画像を
レーザビームプリンタのようなドツトで記録するプリン
タにおいては、一画素を4X4,8X8のようなマトリ
ックスで構成し、この中の何点かのドツトを打って階調
性を表現するディザ処理が必要である。このディザ処理
の場合には光学系によって結像されるスポット像の径が
小さい方がディザ処理の効果が大きく現れ良質な画像が
得られる。
Generally, the optimum value of the diameter of a spot image formed on an image carrier of a laser beam printer differs depending on the type of original image. For example, in images such as document images that are composed of large characters and symbols in two colors, white or black, there is a lot of so-called solid black, and the larger the diameter of the spot image formed on the image carrier, the more solid black. A good image with high density can be obtained. On the other hand, in printers such as laser beam printers that record original images with herb tones like photographs using dots, one pixel is constructed from a matrix such as 4X4 or 8X8, and several dots are Dither processing is required to express gradation. In the case of this dither processing, the smaller the diameter of the spot image formed by the optical system, the greater the effect of the dither processing, and a higher quality image can be obtained.

ところが従来、レーザビームプリンタの光学走査装置は
第1図に示されるように半導体レーザ1から発射された
発散レーザビームを平行レーザビームLに変換するため
のコリメータ2′は焦点距離が固定されているため第2
図で示されるようにコリメータ2/から発射されるビー
ム径りは固定されていた。このため像担持体上に結像さ
れるスポット像の径も固定されているため原稿画像の種
類に対応した好適スポット径による良質な画像を得るこ
とはできないという欠点が有った。
However, in the conventional optical scanning device of a laser beam printer, as shown in FIG. 1, the focal length of the collimator 2' for converting the diverging laser beam emitted from the semiconductor laser 1 into a parallel laser beam L is fixed. Tame 2nd
As shown in the figure, the diameter of the beam emitted from the collimator 2/ was fixed. Therefore, since the diameter of the spot image formed on the image carrier is also fixed, there is a drawback that it is impossible to obtain a high-quality image with a suitable spot diameter corresponding to the type of original image.

本発明は、上述の欠点を解消するために提案されたもの
で、原稿画像の種類に対応して像担持体」二に結像され
るスポット径を調整制御し良質なプリント画像を形成で
きるレーザビームプリンタの光学走査装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been proposed in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, and is a laser that can form high-quality print images by adjusting and controlling the spot diameter formed on an image carrier according to the type of original image. An object of the present invention is to provide an optical scanning device for a beam printer.

上述したように原稿画像の種類に対応した好適なスポッ
ト像の径は異なるため、スポット像の径を原稿画像に対
応して調整制御すれば良いこととなる。このスポット像
の径をd1像担持体上に結像させる光学系の焦点距離を
flこの結像光学系に入射するレーザビームの径をDル
−ザビームの波長を2とすると という関係式が成立する。この(1)式から明らかなよ
うにレーザビーム径りを制御するとスポット像の径dが
制御されることとなる。本発明はこの知見を基に成立す
るもので、スポット像の径dを制御する手段を備えるも
のである。
As described above, since the diameter of a suitable spot image differs depending on the type of document image, it is sufficient to adjust and control the diameter of the spot image in accordance with the document image. The diameter of this spot image is d1 The focal length of the optical system that forms the image on the image carrier is fl The diameter of the laser beam incident on this imaging optical system is D The wavelength of the laser beam is 2 A relational expression is established: do. As is clear from equation (1), controlling the laser beam diameter will control the spot image diameter d. The present invention is based on this knowledge and includes means for controlling the diameter d of the spot image.

以下、本発明を図面を参照してその実施例に基づいて説
明する。第3図(a) (b)は、本発明の一実施例の
概略構成図である。半導体レーザ1は発散したレーザビ
ームを発射する光源で、図示されない映像信号制御回路
から入力される映像信号によって変調制御される。コリ
メータ2は半導体レーザlからの発散したレーザビーム
を平行レーザビームLに変換するもので焦点距離を可変
できるものである。コリメータ2にはその焦点距離を可
変するためのズームリング2aが備えられている。コリ
メータ2のFナンバーは半導体レーザlの発散角からエ
ネルギ効率を考慮し最適値となる様に決定される。コリ
メータ2は図示されない光学系の一部を移動することに
より焦点距離を可変するもので、この光学系を移動する
ことによりFナンバー及び平行レーザビームLの平行度
を変化させずに焦点距離を変化させる。コリメータ2の
外周に配設されたズームリング2aを回転させることに
より光学系が移動し焦点距離が変化する。コリメータの
焦点距離をfとすると出射レーザビームLの径をDとす
ると F = flD ・・・(2) となる。この(2)式から明らかなように焦点距離fを
変化させることにより出射レーザビーム径りも変化する
。第4図(a)はコリメータ2の焦点距離fが最長とな
るようにズームリング2aを回転調整し出射ビーム径り
が最大のDmaxとなった状態を示し、逆に第4図(b
)は出射ビーム径りが最小のDminとなった状態を示
す。このビーム径りはコリメータ2の焦点距離fを連続
的に変化させることができるため出射ビーム径りも最大
径Dmaxがら最小径Dminまで連続的に変化させる
ことができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments with reference to the drawings. FIGS. 3(a) and 3(b) are schematic configuration diagrams of an embodiment of the present invention. The semiconductor laser 1 is a light source that emits a diverging laser beam, and is modulated and controlled by a video signal input from a video signal control circuit (not shown). The collimator 2 converts the diverging laser beam from the semiconductor laser I into a parallel laser beam L, and is capable of varying its focal length. The collimator 2 is equipped with a zoom ring 2a for varying its focal length. The F number of the collimator 2 is determined to be the optimum value based on the divergence angle of the semiconductor laser 1, taking energy efficiency into consideration. The collimator 2 changes the focal length by moving a part of the optical system (not shown), and by moving this optical system, the focal length can be changed without changing the F number and the parallelism of the parallel laser beam L. let By rotating a zoom ring 2a disposed around the outer periphery of the collimator 2, the optical system moves and the focal length changes. If the focal length of the collimator is f, and the diameter of the emitted laser beam L is D, then F = flD (2). As is clear from equation (2), by changing the focal length f, the diameter of the emitted laser beam also changes. Fig. 4(a) shows a state in which the zoom ring 2a is rotated and adjusted so that the focal length f of the collimator 2 is the longest, and the output beam diameter becomes the maximum Dmax, and conversely, Fig. 4(b)
) indicates a state in which the diameter of the emitted beam is the minimum Dmin. Since the focal length f of the collimator 2 can be changed continuously, the diameter of the output beam can also be changed continuously from the maximum diameter Dmax to the minimum diameter Dmin.

前述の(1)式におけるDが変化することとなり像担持
体5上におけるスポット像の径dも第5図(a)ないし
くh)に示されるように連続的に変化する。
As D in the above equation (1) changes, the diameter d of the spot image on the image carrier 5 also changes continuously as shown in FIGS. 5(a) to 5h).

このズームリング2aとステッピングモータフの回転軸
に固定された歯車7aとが歯合する。このステッピング
モータ7は制御装置6に接続される。
This zoom ring 2a meshes with a gear 7a fixed to the rotating shaft of the stepping motor. This stepping motor 7 is connected to a control device 6.

この制御装置6はボタン制御方式等その方式は特に限定
されない。この制御装置6を操作することによりステッ
ピングモータ7の回転を制御し、さらにズームリング2
aの回転を連動制御しコリメータ2の焦点距離が可変制
御される。コリメータ2によって平行ビームに変換され
たレーザビームLは回転多面鏡3に照射される。回転多
面鏡8はレーザビームLを偏向させるためのものである
。この回転多面鏡8によって反射されたレーザビームL
は結像光学系4によって像担持体5上にスポット像とし
て結像される。像担持体5は露光されたレーザビームL
の光量分布を電位の分布に変換する感光体である。
The method of this control device 6 is not particularly limited, such as a button control method. By operating this control device 6, the rotation of the stepping motor 7 is controlled, and the zoom ring 2 is further controlled.
By interlockingly controlling the rotation of a, the focal length of the collimator 2 is variably controlled. The laser beam L converted into a parallel beam by the collimator 2 is irradiated onto the rotating polygon mirror 3. The rotating polygon mirror 8 is for deflecting the laser beam L. Laser beam L reflected by this rotating polygon mirror 8
is imaged by the imaging optical system 4 on the image carrier 5 as a spot image. The image carrier 5 is exposed to the laser beam L
This is a photoreceptor that converts the light amount distribution into a potential distribution.

次に動作について説明する。まず公知の動作について説
明すると、図示されない映像信号制御回路によって変調
制御され半導体レーザlから発散レーザビームが発射さ
れる。この発散レーザビームはコリメータ2で平行レー
ザビームLとされ出射される。この平行レーザビームL
は回転多面鏡3に入射、反射され偏向される。さらに平
行レーザビームLは結像レンズ4を介して像担持体5上
に微少なスポット像が形成される。このスポット像によ
って像担持体5が露光され図示されない用紙に記録プリ
ントされる。
Next, the operation will be explained. First, the known operation will be described. A diverging laser beam is emitted from the semiconductor laser 1 under modulation control by a video signal control circuit (not shown). This diverging laser beam is converted into a parallel laser beam L by a collimator 2 and is emitted. This parallel laser beam L
is incident on the rotating polygon mirror 3, reflected and deflected. Further, the parallel laser beam L forms a minute spot image on the image carrier 5 via the imaging lens 4. The image carrier 5 is exposed to light by this spot image and recorded and printed on paper (not shown).

ここで、制御装置6を操作しステッピングモータ7を回
転駆動させズームリング2aを連動回転させてコリメー
タ2の焦点距離fを変化制御する。
Here, the focal length f of the collimator 2 is controlled to change by operating the control device 6 to rotate the stepping motor 7 and rotate the zoom ring 2a in conjunction.

このコリメータ2の焦点距離fの変化制御により原稿画
像の種類に適した径dのスポット像が得られこのため良
質な画像のプリントを行うことができる。第3図(a)
、第4図(a)、第5図(b)はスポット像の径dが最
小、第3図(b)、第4図(b)、第5図(c)は逆に
スポット像の径dが最大の場合を示す。
By controlling the change in the focal length f of the collimator 2, a spot image having a diameter d suitable for the type of original image can be obtained, thereby making it possible to print a high-quality image. Figure 3(a)
, Fig. 4(a) and Fig. 5(b) show that the diameter d of the spot image is the minimum, and Fig. 3(b), Fig. 4(b), and Fig. 5(c) show that the diameter of the spot image is the minimum. The case where d is maximum is shown.

本発明は以上説明したようにレーザビームプリンタの光
学走査装置において偏向手段に照射される平行レーザビ
ーム径を変化させる制御手段を設けることにより、像担
持体上のスポット像の径を制御し原稿画像の種類に対応
して良質なプリントを行うことができるという効果を奏
する。
As explained above, the present invention provides a control means for changing the diameter of the parallel laser beam irradiated to the deflection means in the optical scanning device of the laser beam printer, thereby controlling the diameter of the spot image on the image carrier, thereby controlling the diameter of the spot image on the image carrier. The effect is that high-quality printing can be performed depending on the type of paper.

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

第1図は従来のレーザビームプリンタの光学走査装置の
構成図、第2図はレーザビーム径りが一定の場合を示す
状態図、第8図(a) (b)は本発明の一実施例の構
成図、第4図(a) (t))はコリメータから出射さ
れるレーザビームの状態図、第5図(a) (b) (
c)は第8図(a) (b)の実施例の像担持体上に形
成されるスポット像の状態図である。 ■・・・半導体レーザ、 2・・・コリメータ、2a・
・・コリメータリング、8・・・回転多面鏡、4・・・
結像レンズ、 5・・・像担持体、6・・・制御装置、
 7・・・ステッピングモータ、L・・・レーザビーム
。 特許出願人 キャノン株式会社 (a) (b) 第4図 (a) 第5図
Fig. 1 is a configuration diagram of an optical scanning device of a conventional laser beam printer, Fig. 2 is a state diagram showing a case where the laser beam radius is constant, and Figs. 8(a) and (b) are an embodiment of the present invention. 4 (a) (t)) are state diagrams of the laser beam emitted from the collimator, and Fig. 5 (a) (b) (
c) is a state diagram of a spot image formed on the image carrier of the embodiment shown in FIGS. 8(a) and 8(b). ■... Semiconductor laser, 2... Collimator, 2a.
... Collimator ring, 8... Rotating polygon mirror, 4...
Imaging lens, 5... image carrier, 6... control device,
7...Stepping motor, L...Laser beam. Patent applicant: Canon Corporation (a) (b) Figure 4 (a) Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 映像信号によって変調された発散レーザビームを発射す
る光源と、該光源から発射された該発散レーザビームを
平行レーザビームに変換する光束変換手段と、該光束変
換手段からの該レーザビームを偏向する偏向手段と、該
偏向手段からの該レーザビームを結像させるための結像
光学系と、該結像光学系によって該レーザビームが結像
する像担持体とを備えたレーザビームプリンタの光学走
査装置において、 該偏向手段に入射される該平行レーザビームの径を制御
するビーム径制御手段を備えたことを特徴とするレーザ
ビームプリンタの光学走査装置。
[Scope of Claims] A light source that emits a diverging laser beam modulated by a video signal, a light flux converting means that converts the diverging laser beam emitted from the light source into a parallel laser beam, and a light flux converting means that converts the divergent laser beam emitted from the light source into a parallel laser beam. A laser comprising a deflecting means for deflecting a laser beam, an imaging optical system for forming an image of the laser beam from the deflecting means, and an image carrier on which the laser beam is imaged by the imaging optical system. An optical scanning device for a laser beam printer, characterized in that the optical scanning device for a laser beam printer is provided with beam diameter control means for controlling the diameter of the parallel laser beam incident on the deflection means.
JP58176431A 1983-09-26 1983-09-26 Optical scanner of laser beam printer Pending JPS6068317A (en)

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