JPS6350683B2 - - Google Patents
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- JPS6350683B2 JPS6350683B2 JP12686780A JP12686780A JPS6350683B2 JP S6350683 B2 JPS6350683 B2 JP S6350683B2 JP 12686780 A JP12686780 A JP 12686780A JP 12686780 A JP12686780 A JP 12686780A JP S6350683 B2 JPS6350683 B2 JP S6350683B2
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- scanning
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Classifications
-
- 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
- G02B26/06—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the phase of light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はレーザービームを利用したデイスプレ
イ装置、画像読取装置、画像出力装置等に使用可
能な光ビーム走査装置に、とりわけ電子写真プロ
セスを応用した超高速なるLBP、レーザーフア
クシミリに於いて効果を発する光ビーム走査装置
に関するものである。
イ装置、画像読取装置、画像出力装置等に使用可
能な光ビーム走査装置に、とりわけ電子写真プロ
セスを応用した超高速なるLBP、レーザーフア
クシミリに於いて効果を発する光ビーム走査装置
に関するものである。
近年デジタル信号処理スピードが格段に上つて
きて高速な入出力機器が望まれており、コンピユ
ータ出力端末としてのLBPは尚一層の高速化が
求められている。一方で市場に於ては出力画像
（文字を含む）の高品質化、すなわち画像の高解
像化が望まれている。
きて高速な入出力機器が望まれており、コンピユ
ータ出力端末としてのLBPは尚一層の高速化が
求められている。一方で市場に於ては出力画像
（文字を含む）の高品質化、すなわち画像の高解
像化が望まれている。
第１図は、従来の光ビーム走査装置を適用した
レーザビームプリンターの概略を示す図である。
第１図に於て、１は感光体ドラムであり光ビーム
露光によつて静電潜像を形成する。２は被変調光
ビーム発生装置であつて電気信号に応じた強度の
光ビームを一定の方向に発生する。２で発生され
た被変調光ビームはポリゴンミラー３によつて感
光体ドラム長手方向の走査を与えられ、―θレ
ンズ４によつてドラム上の走査スピードが定速化
される。定速走査の被変調光ビームに対し、感光
体ドラム１は周方向の回動を与えられているか
ら、２次元の画像情報が１上に潜像として形成さ
れる潜像形成方法は一般に電子写真プロセスとし
て知られているものでよい。潜像は不図示の可視
化手段によつて可視化された後転写材上に転写さ
れ、定着されてハードコピーを得る。この様に、
従来１本の光ビームを走査するには、機械振動鏡
や回転多面体鏡が用いられてきた。これらは光ビ
ームの偏向角を大きくとれること、解像力の高い
こと、光の損失がないこと、偏向角が波長によら
ないこと、など多くの利点を有している。特に回
転多面体鏡の場合かなり高速化が実現できる。し
かしながら機械的可動部分があるため、回転鏡の
小形化、軽量化、多面化、エアーベアリングの採
用といつた方法をとるにしても、走査周波数は
高々20KHz前後である。しかもこの限界付近では
信頼性、安定性に問題があり解像力と出力スピー
ドを同時に上げることは困難である。例えば、い
くつかの面数をもつ回転多面体鏡を所定の回転数
で回転してビームを走査する場合の副走査方向
（ビームの走査と略垂直）の解像力と出力スピー
ドとの関係は第２図の如く示される。５万rpmの
回転数はビームの走査ミラーとしては略限界に近
い値であるばかりでなく、高速回転安定化手段の
他に、光ビームの倒れ補正手段が必要となるか
ら、装置の大型化はまず避け得ないし、倒れ補正
手段には一般にシリンドリカルレンズの如き製作
容易でないものを使わざるを得ない。
レーザビームプリンターの概略を示す図である。
第１図に於て、１は感光体ドラムであり光ビーム
露光によつて静電潜像を形成する。２は被変調光
ビーム発生装置であつて電気信号に応じた強度の
光ビームを一定の方向に発生する。２で発生され
た被変調光ビームはポリゴンミラー３によつて感
光体ドラム長手方向の走査を与えられ、―θレ
ンズ４によつてドラム上の走査スピードが定速化
される。定速走査の被変調光ビームに対し、感光
体ドラム１は周方向の回動を与えられているか
ら、２次元の画像情報が１上に潜像として形成さ
れる潜像形成方法は一般に電子写真プロセスとし
て知られているものでよい。潜像は不図示の可視
化手段によつて可視化された後転写材上に転写さ
れ、定着されてハードコピーを得る。この様に、
従来１本の光ビームを走査するには、機械振動鏡
や回転多面体鏡が用いられてきた。これらは光ビ
ームの偏向角を大きくとれること、解像力の高い
こと、光の損失がないこと、偏向角が波長によら
ないこと、など多くの利点を有している。特に回
転多面体鏡の場合かなり高速化が実現できる。し
かしながら機械的可動部分があるため、回転鏡の
小形化、軽量化、多面化、エアーベアリングの採
用といつた方法をとるにしても、走査周波数は
高々20KHz前後である。しかもこの限界付近では
信頼性、安定性に問題があり解像力と出力スピー
ドを同時に上げることは困難である。例えば、い
くつかの面数をもつ回転多面体鏡を所定の回転数
で回転してビームを走査する場合の副走査方向
（ビームの走査と略垂直）の解像力と出力スピー
ドとの関係は第２図の如く示される。５万rpmの
回転数はビームの走査ミラーとしては略限界に近
い値であるばかりでなく、高速回転安定化手段の
他に、光ビームの倒れ補正手段が必要となるか
ら、装置の大型化はまず避け得ないし、倒れ補正
手段には一般にシリンドリカルレンズの如き製作
容易でないものを使わざるを得ない。
上記欠点を除去し、偏向器の回転速度を上げ
ず、又偏向器を大型化することなく走査スピード
を上げる手段としては、特開昭51−24130号が知
られている。この手段としては、機械的な偏向器
で光ビームが走査される主走査面と垂直な副走査
面内に於いて、音響光学光変調器（以後AO変調
器と称す）で光ビームで副走査することにより、
一回の機械的な偏向作用で、複数本の走査線を得
ようとするものである。
ず、又偏向器を大型化することなく走査スピード
を上げる手段としては、特開昭51−24130号が知
られている。この手段としては、機械的な偏向器
で光ビームが走査される主走査面と垂直な副走査
面内に於いて、音響光学光変調器（以後AO変調
器と称す）で光ビームで副走査することにより、
一回の機械的な偏向作用で、複数本の走査線を得
ようとするものである。
この様に、副走査をAO変調器で行う場合、
AO変調器で光ビームのエネルギーロスが生じ
る。更に、AO変調器では、光ビームの応答を迅
速にする為に、光ビームを収斂させてAO変調器
に入力させているので、AO変調器から出力され
る回折ビームは平行光とならない。従つて、光ビ
ームを使用しやすい形態の平行ビームにする為に
は、AO変調器の外に光ビームを平行状態にする
為の光学部材が必要となり大型化する。
AO変調器で光ビームのエネルギーロスが生じ
る。更に、AO変調器では、光ビームの応答を迅
速にする為に、光ビームを収斂させてAO変調器
に入力させているので、AO変調器から出力され
る回折ビームは平行光とならない。従つて、光ビ
ームを使用しやすい形態の平行ビームにする為に
は、AO変調器の外に光ビームを平行状態にする
為の光学部材が必要となり大型化する。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもの
で、回転多面鏡又はガルバノミラー等の機械的偏
向器を比較的低速で回転しても、高速で走査が可
能な光ビーム走査装置を提供する事を目的とす
る。
で、回転多面鏡又はガルバノミラー等の機械的偏
向器を比較的低速で回転しても、高速で走査が可
能な光ビーム走査装置を提供する事を目的とす
る。
本発明の更なる目的は、走査用の光ビームの光
量減を生じることなく且つ簡易な構成で高速走査
が可能な光ビーム走査装置を提供することにあ
る。
量減を生じることなく且つ簡易な構成で高速走査
が可能な光ビーム走査装置を提供することにあ
る。
本発明の更なる目的は、高解像度、高画質が得
られる光ビーム走査装置を提供することにある。
られる光ビーム走査装置を提供することにある。
本発明に係る光ビーム走査装置に於いては、走
査用のビームとして直線偏光されている光ビーム
を用い、該偏光ビームの偏光面の方向を所望の方
向に制御可能な位相変調手段と光ビームの偏光面
の方向によつて光ビームの光路を選択することの
出来る光路分離手段とを含む光路選択手段によ
り、機械的偏向手段による主走査平面とほぼ直交
する副走査平面内で光ビームを偏向させる。更
に、被走査面上で所定の位置に良好に結像させる
為に、光路選択手段からの各々の光ビームに、そ
れぞれ所定の進行角を与える与角手段を設けてい
る。以下、本発明に関して詳述する。
査用のビームとして直線偏光されている光ビーム
を用い、該偏光ビームの偏光面の方向を所望の方
向に制御可能な位相変調手段と光ビームの偏光面
の方向によつて光ビームの光路を選択することの
出来る光路分離手段とを含む光路選択手段によ
り、機械的偏向手段による主走査平面とほぼ直交
する副走査平面内で光ビームを偏向させる。更
に、被走査面上で所定の位置に良好に結像させる
為に、光路選択手段からの各々の光ビームに、そ
れぞれ所定の進行角を与える与角手段を設けてい
る。以下、本発明に関して詳述する。
第３図は、本発明に係る光ビーム走査装置を適
用した画像出力装置の概略図を示す。第３図に於
いて、１２は特定の方向に直線偏光された光ビー
ム発生装置であり、レーザー出力を偏光子を用い
るか、直線偏光を出力するレーザー（例えばプル
ースター窓を有するHe―Neレーザー或いは半導
体レーザー）を用いて実現される。１２より出力
された偏光ビームは光路選択手段である第１の偏
向手段１５に入射されると、2bitよりなるSLC信
号でデジタル式に複数の光路の内の一つの光路を
選択され、第２の機械的偏向手段たるポリゴンミ
ラー１３で感光ドラム１１の長手方向の走査を与
えられ、ポリゴンミラー１３による走査が感光ド
ラム１１上で等速となるよう―θレンズ１４で
補正され、感光ドラム１１上に電子写真プロセス
に於て必要な露光を与え静電潜像を得る。
用した画像出力装置の概略図を示す。第３図に於
いて、１２は特定の方向に直線偏光された光ビー
ム発生装置であり、レーザー出力を偏光子を用い
るか、直線偏光を出力するレーザー（例えばプル
ースター窓を有するHe―Neレーザー或いは半導
体レーザー）を用いて実現される。１２より出力
された偏光ビームは光路選択手段である第１の偏
向手段１５に入射されると、2bitよりなるSLC信
号でデジタル式に複数の光路の内の一つの光路を
選択され、第２の機械的偏向手段たるポリゴンミ
ラー１３で感光ドラム１１の長手方向の走査を与
えられ、ポリゴンミラー１３による走査が感光ド
ラム１１上で等速となるよう―θレンズ１４で
補正され、感光ドラム１１上に電子写真プロセス
に於て必要な露光を与え静電潜像を得る。
第４図は、第３図に示す第１の偏向手段の一実
施例を示す図であり、副偏向面で４つの異なつた
光路を選択出来る光路選択手段を示す。第４図に
於いて、 ２１，２３はKDP、ADP等が知られる電気光
学結晶であり、直線偏光の入射光の偏光面を印加
された電圧に応じて回転させるものである。２
２，２４は複屈折性結晶であり、偏光面に応じて
屈折率の異なるものである。今紙面に垂直な直線
偏光ビームが入射され、電気光学結晶２１で偏光
面の回転がなければビームは複屈折性結晶２２で
イの経路をとり、90゜回転されるとビームは複屈
折性結晶２２でウの経路をとる。更に電気光学結
晶２３によつて90゜の回転が与えられるか否かに
よつてエ〜キの経路をとる。このように４つの経
路にわけられたビームはそれぞれ平行となつて出
力される。２５はそれぞれの経路の光ビームにそ
れぞれ異なつた進行角を与える為の与角手段であ
り、ここでは頂角の異なるプリズムの一部２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを合わせた形状をな
している。尚与角手段２５は回折格子でもよいこ
とは明らかであろう。それぞれのビームがク〜サ
の如く異なる角を与えられた平行ビームであるた
め、ポリゴンミラーで走査され、―θレンズで
結像される像は、ドラム１上ではいずれも焦点位
置であり、かつドラム１上の異なる場所となる。
施例を示す図であり、副偏向面で４つの異なつた
光路を選択出来る光路選択手段を示す。第４図に
於いて、 ２１，２３はKDP、ADP等が知られる電気光
学結晶であり、直線偏光の入射光の偏光面を印加
された電圧に応じて回転させるものである。２
２，２４は複屈折性結晶であり、偏光面に応じて
屈折率の異なるものである。今紙面に垂直な直線
偏光ビームが入射され、電気光学結晶２１で偏光
面の回転がなければビームは複屈折性結晶２２で
イの経路をとり、90゜回転されるとビームは複屈
折性結晶２２でウの経路をとる。更に電気光学結
晶２３によつて90゜の回転が与えられるか否かに
よつてエ〜キの経路をとる。このように４つの経
路にわけられたビームはそれぞれ平行となつて出
力される。２５はそれぞれの経路の光ビームにそ
れぞれ異なつた進行角を与える為の与角手段であ
り、ここでは頂角の異なるプリズムの一部２５
ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを合わせた形状をな
している。尚与角手段２５は回折格子でもよいこ
とは明らかであろう。それぞれのビームがク〜サ
の如く異なる角を与えられた平行ビームであるた
め、ポリゴンミラーで走査され、―θレンズで
結像される像は、ドラム１上ではいずれも焦点位
置であり、かつドラム１上の異なる場所となる。
第４図の装置によれば光ビームの経路を数十Ｍ
bits／secのスピードで変化させることが可能
となるから、ポリゴンミラーの走査スピードより
104倍以上速くビームを移動させることが可能と
なる。この場合ドラム１１上の光ビームは第５図
の３１〜３８に示される順に従つて移動する。こ
れはポリゴンミラーの回転数を４倍に上げたのと
同等の効果を与えかつ解像度の低下を招くことも
ない。従つて、本発明による走査装置に於いて
は、 １ ポリゴンミラー等の機械的偏向手段を低速で
回転し得るため、ポリゴンミラー等の走査によ
る安定性・信頼性が著しく上がり、特別な倒れ
補正手段を必要としないこと、 ２ ポリゴンミラー等の機械的偏向手段と略垂直
なビーム移動は、電気信号によつてデイジタル
的に行われるため、この移動と画像信号（ビー
ムの変調）とは容易に同期がとれること、 ３ 前記電気信号によるビーム移動範囲は前記与
角手段によるため、電気光学結晶、複屈折結晶
として大きなものは必要ないこと、 ４ 電気光学結晶と複屈折結晶との組みあわせの
為に光ビームの光量減がないこと、更に電気光
学結晶と複屈折結晶の１組につき２倍の書きこ
みスピードが得られること ５ したがつて装置を大型化することなく、容易
に高速かつ高解像の画像出力装置が得られるこ
と、 である。
bits／secのスピードで変化させることが可能
となるから、ポリゴンミラーの走査スピードより
104倍以上速くビームを移動させることが可能と
なる。この場合ドラム１１上の光ビームは第５図
の３１〜３８に示される順に従つて移動する。こ
れはポリゴンミラーの回転数を４倍に上げたのと
同等の効果を与えかつ解像度の低下を招くことも
ない。従つて、本発明による走査装置に於いて
は、 １ ポリゴンミラー等の機械的偏向手段を低速で
回転し得るため、ポリゴンミラー等の走査によ
る安定性・信頼性が著しく上がり、特別な倒れ
補正手段を必要としないこと、 ２ ポリゴンミラー等の機械的偏向手段と略垂直
なビーム移動は、電気信号によつてデイジタル
的に行われるため、この移動と画像信号（ビー
ムの変調）とは容易に同期がとれること、 ３ 前記電気信号によるビーム移動範囲は前記与
角手段によるため、電気光学結晶、複屈折結晶
として大きなものは必要ないこと、 ４ 電気光学結晶と複屈折結晶との組みあわせの
為に光ビームの光量減がないこと、更に電気光
学結晶と複屈折結晶の１組につき２倍の書きこ
みスピードが得られること ５ したがつて装置を大型化することなく、容易
に高速かつ高解像の画像出力装置が得られるこ
と、 である。
複屈折性結晶としては方解石が使用できるし、
これにかわつて偏光プリズムを使用してビームの
経路分離に使用してもよい。ビームのデイジタル
移動に対して画像信号と同期をとるには、圧電結
晶に電圧を印加するのと同時に所定の画像信号を
出力すればよい。
これにかわつて偏光プリズムを使用してビームの
経路分離に使用してもよい。ビームのデイジタル
移動に対して画像信号と同期をとるには、圧電結
晶に電圧を印加するのと同時に所定の画像信号を
出力すればよい。
第１図は従来の光ビーム走査装置を適用したレ
ーザビームプリンターの概略を示す図、第２図は
回転多面鏡を用いた場合の、出力スピードと走査
密度の関係を示す図、第３図は本発明に係る光ビ
ーム走査装置を適用した画像出力装置の概略を示
す図、第４図は本発明に係る光ビーム走査装置に
於ける光路選択手段の一実施例を示す図、第５図
は本発明に係る光ビーム走査装置に於て、被走査
面を光ビームスポツトが走査する様子を示す図。 １１……感光体ドラム、１２……光源、１３…
…回転多面鏡、１４……―θレンズ、１５……
光路選択手段、２１，２２……電気光学結晶、２
２，２４……複屈折性結晶、２５……プリズム。
ーザビームプリンターの概略を示す図、第２図は
回転多面鏡を用いた場合の、出力スピードと走査
密度の関係を示す図、第３図は本発明に係る光ビ
ーム走査装置を適用した画像出力装置の概略を示
す図、第４図は本発明に係る光ビーム走査装置に
於ける光路選択手段の一実施例を示す図、第５図
は本発明に係る光ビーム走査装置に於て、被走査
面を光ビームスポツトが走査する様子を示す図。 １１……感光体ドラム、１２……光源、１３…
…回転多面鏡、１４……―θレンズ、１５……
光路選択手段、２１，２２……電気光学結晶、２
２，２４……複屈折性結晶、２５……プリズム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直線偏光された光ビームを供給する手段、該
供給手段からの光ビームを位相変調する手段と該
位相変調手段により位相変調された光ビームをそ
の偏光面の方向に従つて光路を分離する手段とを
含む光路選択手段、該光路選択手段からの光ビー
ムにそれぞれの光路に対応して異なる進行角を与
える与角手段、前記光路選択手段によつて与えら
れる各々の光路を含む面に対してほぼ直交する面
内で前記与角手段からの光ビームを走査する走査
手段を備えた事を特徴とする光ビーム走査装置。 ２ 前記偏光ビームを位相変調する手段は電圧を
印加することにより屈折率の変化する圧電素子で
あり、前記偏光面の方向に従つて光路を分離する
手段は複屈折結晶もしくは偏光プリズムである特
許請求の範囲第１項記載の光ビーム走査装置。 ３ 前記光路選択手段からの光ビームにそれぞれ
異なる進行角を与える手段はプリズム素子である
特許請求の範囲第１項記載の光ビーム走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12686780A JPS5752031A (en) | 1980-09-12 | 1980-09-12 | Light beam scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12686780A JPS5752031A (en) | 1980-09-12 | 1980-09-12 | Light beam scanner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5752031A JPS5752031A (en) | 1982-03-27 |
| JPS6350683B2 true JPS6350683B2 (ja) | 1988-10-11 |
Family
ID=14945791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12686780A Granted JPS5752031A (en) | 1980-09-12 | 1980-09-12 | Light beam scanner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5752031A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59179591U (ja) * | 1983-05-19 | 1984-11-30 | 渡辺機開工業株式会社 | 原藻練機 |
| JP4651830B2 (ja) * | 2001-03-01 | 2011-03-16 | リコー光学株式会社 | ビーム合成方法・マルチビーム走査用光源装置・マルチビーム走査装置 |
| JP4036340B2 (ja) | 2003-12-10 | 2008-01-23 | 松下電器産業株式会社 | ディスプレイ装置およびその走査方法 |
-
1980
- 1980-09-12 JP JP12686780A patent/JPS5752031A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5752031A (en) | 1982-03-27 |
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