JPS62112123A - スポツト径制御装置 - Google Patents

スポツト径制御装置

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Publication number
JPS62112123A
JPS62112123A JP25328385A JP25328385A JPS62112123A JP S62112123 A JPS62112123 A JP S62112123A JP 25328385 A JP25328385 A JP 25328385A JP 25328385 A JP25328385 A JP 25328385A JP S62112123 A JPS62112123 A JP S62112123A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spot diameter
scanning
laser
lens
collimation lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP25328385A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Hiraoka
平岡 佑二
Shuji Mori
森 修次
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.)
Nidec Copal Electronics Corp
Nidec Precision Corp
Original Assignee
Nidec Copal Corp
Copal Electronics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Copal Corp, Copal Electronics Co Ltd filed Critical Nidec Copal Corp
Priority to JP25328385A priority Critical patent/JPS62112123A/ja
Publication of JPS62112123A publication Critical patent/JPS62112123A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Laser Beam Printer (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスポット径制御装置に関し、特にレーザビーム
プリンタにおいてレーザビームの走査面上のスポット径
を制御するlに関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種のスポット径制御装置としては、異なるビ
ーム径を与える光学系を複数段は機械的手段を用いてこ
れらを切り換えることによってスポ、1・径を変化させ
る装置や、毛導体レーザの放射ビームの形が楕円である
ことを利用して半導体レーザを含む光源部を機械的手段
を用いて光軸を中心として任1口の角度に回転させるこ
とによってスボ、トの副走査方向のサイズを変更するM
Wなどがずでに提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
、I:述した従来のスポット径制御装置は、4!!&械
的な手段を用いてスポット径の制?ffOを行っている
ので、スポット径切換の応答速度に限界があり、スポッ
ト径を走査中に高速で切り換えることができないという
問題点があった。
本発明の目的は、レーザ発生手段のコリメーションレン
ズに対する相対的な位置を圧電変位手段を用いて変化さ
せることによって、スポット径を高速で変化させること
ができるスポット径制?n”A置を提供することにある
また、本発明の他の目的は、コリメーションレンズの構
成群間隔を圧電変位手段を用いて変化させることによっ
て、スポット径を高速で変化させることができるスポッ
ト径制御装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るスポット径制御装置は、レーザビームを発
生するレーザ発生手段と、上記レーザビームを平行ビー
ムに変換するコリメーションレンズと、上記平行ビーム
を走査ビームとして走査させる走査手段と、上記走査ビ
ームを集光して走査面に結像させる結像レンズと、上記
レーザ発生手段を一体的に取り付けていて上記レーザ発
生手段の上記コリメーションレンズに対する相対的な位
置を変化させることによって上記走査面上における上記
走査ビームのスポット径を制御する圧電変位手段とを有
する。
また、本発明に係るスポット径制御装置は、レーザビー
ムを発生するレーザ発生手段と、上記レーザビームを平
行ビームに変換する複数群構成のコリメーションレンズ
と、上記平行ビームを走査ビームとして走査させる走査
手段と、上記走査ビームを集光して走査面に結像させる
結像レンズと、上記コリメーションレンズの一部の構成
群を一体的に取り付けていてに記コリメーノぢンレンズ
に43ける構成群間隔を変化させることによって上記走
査面上における上記走査ビームのスポット径を制御する
圧電変位手段とを任する。
(作 用) 本発明における圧電変位手段は、電気信号をきわめて速
い速度で機械的変位に変換するので、レーザ発生手段を
高速で変位させることによって、スポット径を高速で変
化させる。
また、本発明における圧電変位手段は、電気信号をきわ
めて速い速度で機械的変位に変換するので、コリメーシ
ョンレンズにおける構成群間隔を高速で変化させること
によって、スポット径を高速で変化させる。
〔実施例〕
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
第1図および第2図は、本発明の一実施例を示しており
、本実施例のスボ7 t・径制御装置は、レーザビーム
を射出するレーザダイオード1と、図示しない不動部材
に取り付けられたシリンダ2と、このシリンダ2内に挿
入された伸長性のコイルばね3と、上記シリンダ2に摺
動自在に嵌合され突出端面にレーザダイオードlを取り
付けたピストン部材4と、レーザダイオード1の一部に
衝合し上記コイルばね3の伸長によるレーザダイオ−1
′1の移動を規制するストッパ部材5と、一端をレーザ
ダイオードlに固着され他端を不動部材11に固定され
たバイモルフ型圧電アクチュエータ6とで構成されてい
る。
次に、このように構成された本実施例のスポット径制御
装置の動作について説明する。
まず、第1図に示すバイモルフ型圧電アクチュエータ6
に電圧を印加しない状態では、レーザダイオードlから
出力されたレーザビームは、コリメーションレンズ7で
平行ビームに変換され、走査手段8によって走査された
後に、結像レンズ9によって走査面lO上に収束されて
小さなスポット径で結像される。
次に、バイモルフ型圧電アクチェエータ6に電圧が印加
されると、第2図に示すように印加電圧に応してアクチ
ュエータ6が直ちに湾曲してコイルばね3の伸長弾力に
抗してピストン部材4をシリンダ2内に押し込み、レー
ザダイオード1を変位させる。よって、コリメーション
レンズ7を通過したレーザビームは完全な平行ビームで
はなくなり、結像レンズ9によって走査面10の手前に
結像され、走査面10にデフォーカスされた若干大きな
スポット径を有するビームとして入射される。
なお、バイモルフ型圧電アクチュエータ6への印加電圧
を制御することにより、レーザダイオード1の位置を第
1図に示す最小スポット径が得られる位置から第2図に
示す最大スポット径が得られる位置まで無段階的に変化
させることができる。
第3図および第4図は、本発明の他の実施例を示してお
り、この実施例のスポット径制御装置では、レーザダイ
オード1は不動部材13に一端を固着された積層型圧電
アクチュエータ12の他端に取り付けられている。
このように構成された本実施例のスポット径制御装置で
は、第3図に示す積層型圧電アクチュエータ12に電圧
を印加しないアクチュエータ12の自然長の状態で、レ
ーザダイオード1から出力されたレーザビームがコリメ
ーションレンズ7で平行ビームに変換され、結像レンズ
9によって走査面lO上に小さなスポット径で結像され
る。そして、積1型圧電アクチュエータ12に電圧が印
加されると、第4図に示すように、印加電圧に応して積
層型圧電アクチュエータ12の全長が短くなり、コリメ
ーションレンズ7を通過したビームが平行ビームからず
れて、結像レンズ9により走査面10上にレーザビーム
が大きなスポット径で入射される。
なお、本実施例の場合も、積層型圧電アクチー1エータ
12への印加電圧を制御することにより、レーザのスポ
ット径を無段階的に変化させることができることはいう
までもない。
第5図および第6図は、本発明のさらに他の実施例を示
しており、本実施例のスポット径制御装置は、図示しな
い不動部材に取り付けられたシリンダ2と、このシリン
ダ2内に挿入され同シリンダ2内に一端が固着された収
縮性のコイルばね3′と、上記シリンダ2に摺動自在に
嵌合され上記コイルばね3′の他端が内端面に固着され
たピストン部材4と、このピストン部材4の突出端面に
固着され、上端部に前群レンズ7Aおよび後群レンズ7
Bからなるコリメーションレンズ7の後群レンズ7Bを
取り付けたレンズ取付部材14と、一端をレンズ取付部
材14に固着され他端を不動部材Ifに固定されたバイ
モルフ型圧電アクチュエータ6とで構成されている。な
お、第5図に示す状態では、コイルばね3゛の収縮弾力
によるピストン部材4の移動は、レンズ取付部材14が
シリンダ2の開口端面に衝合することによって規制され
ている。
このように構成された本実施例のスポット径制御装置に
おいては、第5図に示すバイモルフ型圧電アクチュエー
タ6に電圧を印加しない状態では、レーザダイオード1
から出力されたレーザビームは、コリメーションレンズ
7で平行ビームに変換され、走査手段8によって走査さ
れた後に、結像レンズ9によって走査面10上に収束さ
れて小さなスポット径で結像される。
次に、バイモルフ型圧電アクチュエータ6に第2図に示
した実施例の場合とは反対極性の電圧を印加すると、第
6図に示すように印加電圧に応してアクチュエータ6が
直ちに湾曲してコイルばね3゛の収縮弾力に抗してピス
トン部材4をシリンダ2内から引き出し、後群レンズ7
Bを後方に変位させる。したがって、コリメーションレ
ンズ7における前群レンズ7Aと後群し・ンズ7Bとの
群間隔が長(なり、コリメーションレンズ7の(f; 
句、距離が短くなる。よって、コリメーションレンズ7
を通過したレーザビームは完全な平行ビームではなくな
り、結像レンズ9によって走査面ioの手前に結像され
、走査面10にデフォーカスされた若干大きなスポット
径を有するビームとして入射される。
なお、バイモルフ型圧電アクチュエータ6への印加電圧
を制御することにより、後群レンズ7Bの位置を第5図
に示す最小スポット径が得られる位置から第6図に示す
最大スボ、・ト径が得らねる位置まで無段階的に変化さ
せることができる。
第7図および第8図は、本発明のさらに他の実施例を示
しており、この実施例のスポット径制御装置では、後群
レンズ7Bは不動部材13に一端を固着された積層型圧
電アクチュエータ12の他端にレンズ取付部材14°を
介して取り付けられている。
このように構成された本実施例のスポット径制御装置で
は、第7図に示す積層型圧電アクチュエータ12に電圧
を印加しないアクチュエータ12の自然長の状態で、レ
ーザダイオード1から出力されたレーザビームがコリメ
ーションレンズ7で平行ビームに変換され、結像レンズ
9によって走査面10上に小さなスポット径で結像され
る。そして、積層型圧電アクチュエータ12に第4図に
示した実施例の場合とは反対橿性の電圧を印加すると、
第8図に示すように、印加電圧に応じて積層型圧電アク
チュエータ19の全長が長くなり、コリメーションレン
ズ7における前群レンズ7Aと後群レンズ7Bとの群間
隔が大きくなる。よって、コリメーションレンズ7を通
過したビームが平行ビームからずれて、結像レンズ9に
より走査面i o 、、、hにレーザビームが大きなス
ポット径で入射される。
本実施例の場合も、積層型圧電アクチュエータ12への
印加電圧を制御することにより、レーザビームのスポッ
ト径を無段階的に変化させることができることはいうま
でもない。
なお、上記第5.6図および第7,8図に示した各実施
例においては、後群レンズ7Bを変位させてコリメーシ
ョンレンズ7の構成群間隔を変化させるようにしたが、
前群レンズ7Aを変位さゼるようにしてもよい。
また、コリメーションレンズ7を2群構成としたが、複
数群構成とし、このうちのいくつかの構成群を変位させ
るようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、レーザ発生手段に
機械的な変位を与えるために圧電変位手段を用いたので
、走査中でも高速でスポット径を変化させることができ
るスポット径制御装置が得られる。
また、コリメーションレンズの一部の構成群に機械的な
変位を与えるために応答速度の速い圧電変位手段を用い
たので、走査中でも高速でスポット径を変化させること
ができるスポット径制御装置が得られる。
さらに、機械的な変位を与えるために変位量を調整可能
な圧電変位手段を用いたので、スポット径を無段階的に
変化させることができるスポット径制1111装置が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示すスポット径制御装置
の構成図、 第2図は、第1図のスボ7)径制御装置の動作図、 第3図は、本発明の他の実施例を示すスポット径制御ゴ
It装置の構成図、 第4図は、第3図のスポット径制御装置の動作図、 第5図は、本発明のさらに他の実施例を示すスポット径
制fffll装置の構成図、 第6図は、第5図のスポット径制装■装置の動作図、 第7図は、本発明のさらに他の実施例を示すスポット径
制御装置の構成図、 第8図は、第7図のスポット径制御装置の動作図である
。 図において、 1・・・・・レーザダイオード、 2・ ・ ・ ・ ・シリンダ、 3・・・・・伸張性コイルばね、 3′ ・・・・収縮性コイルばね、 4・・・・・ピストン部材、 5・・・・・ストツバ部材、 6・・・・・バイモルフ型圧電アクチュエータ、7・・
・・・コリメーションレンズ、 7A・・・・前群レンズ、 7B・・−・後群レンズ、 8・−・・・走査手段、 9 ・・・・結像レンズ、 IO・・・  走査面、 12・・・・・積層型圧電アクチュエータ、14.14
° ・・レンズ取付部材、 15・・・・・ストッパ部材である。 特許出願人 コパル電子株式会社 株式会社コパル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザビームを発生するレーザ発生手段と、上記
    レーザビームを平行ビームに変換するコリメーションレ
    ンズと、 上記平行ビームを走査ビームとして走査させる走査手段
    と、 上記走査ビームを集光して走査面に結像させる結像レン
    ズと、 上記レーザ発生手段を一体的に取り付けていて上記レー
    ザ発生手段の上記コリメーションレンズに対する相対的
    な位置を変化させることによって上記走査面上における
    上記走査ビームのスポット径を制御する圧電変位手段と
    、 を備えることを特徴とするスポット径制御装置(2)レ
    ーザビームを発生するレーザ発生手段と上記レーザビー
    ムを平行ビームに変換する複数群構成のコリメーション
    レンズと、 上記平行ビームを走査ビームとして走査させる走査手段
    と、 上記走査ビームを集光して走査面に結像させる結像レン
    ズと、 上記コリメーションレンズの一部の構成群を一体的に取
    り付けていて上記コリメーションレンズにおける構成群
    間隔を変化させることによって上記走査面上における上
    記走査ビームのスポット径を制御する圧電変位手段と、 を備えることを特徴とするスポット径制御装置。
JP25328385A 1985-11-12 1985-11-12 スポツト径制御装置 Pending JPS62112123A (ja)

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