JP3205374B2 - Optical scanning device - Google Patents
Optical scanning deviceInfo
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- JP3205374B2 JP3205374B2 JP06062792A JP6062792A JP3205374B2 JP 3205374 B2 JP3205374 B2 JP 3205374B2 JP 06062792 A JP06062792 A JP 06062792A JP 6062792 A JP6062792 A JP 6062792A JP 3205374 B2 JP3205374 B2 JP 3205374B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光走査装置に関し、より
詳しくは光走査効率および光走査密度を向上できる光走
査装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly, to an optical scanning device capable of improving optical scanning efficiency and optical scanning density.
【0002】[0002]
【従来の技術】光走査装置としては、半導体レーザを光
源として用い、光偏向手段としてポリゴンミラー等の回
転多面鏡、ガルバノミラー、ホログラムディスク等を用
いて光走査を行うのが一般的である。2. Description of the Related Art As an optical scanning device, a semiconductor laser is generally used as a light source, and optical scanning is performed using a rotating polygon mirror such as a polygon mirror, a galvano mirror, a hologram disk or the like as an optical deflecting means.
【0003】このような光走査装置の画像形成・読取り
の高速化を図るために光偏向手段の回転数を上げる方式
が一般に知られている。このような方式は、回転に用い
るモータに大きなトルクを要することや、高速回転での
軸受の耐久性に問題があり、小型の光走査装置には適さ
なかった。In order to increase the speed of image formation and reading of such an optical scanning device, a method of increasing the rotation speed of a light deflecting means is generally known. Such a method has a problem in that a large torque is required for a motor used for rotation, and durability of a bearing at high speed rotation is problematic, and thus is not suitable for a small optical scanning device.
【0004】そこで、特開昭54−158251号公
報、特開昭57−54914号公報および特開昭57−
23913号公報等に開示されているように、複数個の
半導体レーザや複数個の発光点をもつ半導体レーザ(以
下マルチビーム半導体レーザという)を夫々独立駆動制
御し、光偏向器の回転動作に伴って複数本の光束を同時
に走査することにより光走査効率を高め、高速で画像形
成・読取りを行うものがある。このような光走査装置に
よれば、シイテム全体の小型化が図れる。Accordingly, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 54-158251, 57-54914 and 57-549 have been disclosed.
As disclosed in Japanese Patent No. 23913 or the like, a plurality of semiconductor lasers and a semiconductor laser having a plurality of light emitting points (hereinafter, referred to as a multi-beam semiconductor laser) are independently driven and controlled, and the rotation of the optical deflector is performed. In some cases, the light scanning efficiency is increased by simultaneously scanning a plurality of light beams to form and read images at high speed. According to such an optical scanning device, the size of the entire system can be reduced.
【0005】しかしながら、このような複数本の光束を
走査する従来技術では高密度で画像を形成・読取りする
場合に次のような問題があった。すなわち、まず前述の
複数個の半導体レーザを用いる場合には、各半導体レー
ザを記録密度に応じて列状に正確に配置しなければなら
ない、更に、この場合、半導体レーザの光特性(光出
力、放射角、非点隔差等)を揃えないと複数の光束にバ
ラツキが生じてしまうという欠点がある。However, the conventional technique of scanning a plurality of light beams has the following problems when forming and reading an image at a high density. That is, when using the plurality of semiconductor lasers described above, each semiconductor laser must be accurately arranged in a row according to the recording density. In this case, the optical characteristics (optical output, optical output, If the radiation angles, astigmatism, etc.) are not uniform, there is a drawback that a plurality of luminous fluxes will vary.
【0006】また、前述の複数の発光点をもつマルチビ
ーム半導体レーザを用いる場合には、各発光点を構成す
る各素子の間隔を熱干渉を回避するために一定間隔(例
えば約0.1mm)以下にはできず、従って画像の高密
度化に容易には対応できないという欠点がある。このた
め、例えば画像形成の場合には、列状に並べた発光点を
走査方向に対し傾け、且つ夫々の発光点の発光タイミン
グをずらせて画像を形成しなければならないという欠点
がある。When a multi-beam semiconductor laser having a plurality of light emitting points is used, the distance between the elements constituting each light emitting point is set to a constant distance (for example, about 0.1 mm) in order to avoid thermal interference. There is a drawback that the following cannot be performed, and therefore, it is not easy to cope with an increase in the density of an image. For this reason, for example, in the case of image formation, there is a disadvantage that the light emitting points arranged in a row must be inclined with respect to the scanning direction, and the light emitting timing of each light emitting point must be shifted to form an image.
【0007】更に、光偏向手段を用いる光走査装置は、
一般に拡大光学系であるため発光点で数μmのレーザ光
束を走査面で数十μm〜数百μmに拡大するので、複数
個の半導体レーザまたは複数個の発光点を極めて精度よ
く配置しないと走査面でその配置誤差が拡大されてしま
う。このため高精度な配置技術を要するという欠点があ
る。Further, an optical scanning device using an optical deflecting means is:
Generally, since it is a magnifying optical system, a laser beam of several μm at a light emitting point is expanded to several tens μm to several hundred μm on a scanning surface. The placement error is enlarged on the surface. For this reason, there is a disadvantage that a high-accuracy placement technique is required.
【0008】以上の欠点は複数個の半導体レーザや複数
個の発光点をもつ半導体レーザを用いることに起因す
る。[0008] The above disadvantages are caused by using a plurality of semiconductor lasers or a semiconductor laser having a plurality of light emitting points.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】光走査装置において
は、高速且つ高密度な画像形成・読取りを行うことが一
般に望まれている。In an optical scanning device, it is generally desired to perform high-speed and high-density image formation and reading.
【0010】しかしながら、前述したように従来の一本
の走査線で光走査する装置では、光走査効率が低く、画
像形成・読取りの速度を高めることは困難であり、また
複数個の半導体レーザやマルチビーム半導体レーザを用
いた光走査装置では、画像の形成・読取り密度を高める
ことは困難であった。However, as described above, in the conventional apparatus for optical scanning with one scanning line, the optical scanning efficiency is low, and it is difficult to increase the speed of image formation and reading. With an optical scanning device using a multi-beam semiconductor laser, it has been difficult to increase the density of image formation and reading.
【0011】本発明はこのような従来技術の欠点を解決
するものであり、光走査効率の向上と、光走査密度の向
上を同時に満足することができ、装置構成の小型化およ
び大幅なコストダウンが可能になる光走査装置を提供す
ることを目的とする。The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the prior art, and can simultaneously improve the optical scanning efficiency and the optical scanning density, thereby reducing the size of the apparatus and greatly reducing the cost. It is an object of the present invention to provide an optical scanning device capable of performing the above.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の光走査装置は、
レーザ光を放射するレーザ光源と、該レーザ光源の光出
力をON/OFFする光変調器と、該レーザ光源から放
射される該レーザ光を回折する前置ホログラムと、該前
置ホログラムを揺動させるアクチュエータと、周方向に
複数のホログラムを有し、該前置ホログラムによって回
折された該レーザ光を回折する回転ホログラムディスク
と、該回転ホログラムディスクによって回折された該レ
ーザ光が走査される走査面とを備え、該前置ホログラム
は、該回転ホログラムディスクから出射される互いに相
異なった出射角を有する複数の回折光が、該走査面を交
互に走査するように揺動されるようになっており、その
ことにより上記目的が達成される。An optical scanning device according to the present invention comprises:
A laser light source that emits laser light, an optical modulator that turns on and off the optical output of the laser light source, a front hologram that diffracts the laser light emitted from the laser light source, and swings the front hologram A rotating hologram disk having a plurality of holograms in the circumferential direction for diffracting the laser light diffracted by the front hologram, and a scanning surface on which the laser light diffracted by the rotating hologram disk is scanned with the door, front location hologram, a plurality of diffracted light having an emission angle at which the phase different from each other emitted from said rotary hologram disk is exchange the scanning surface
It is swung so as to scan each other , thereby achieving the above object.
【0013】[0013]
【0014】好ましくは、前記レーザ光源としてDFB
レーザ、DBRレーザ等の使用温度範囲において単一縦
モードとなる半導体レーザを用い、前記光変調器により
直接該半導体レーザの電源を駆動して前記光出力をON
/OFFする。 Preferably, DFB is used as the laser light source.
A semiconductor laser having a single longitudinal mode in a use temperature range such as a laser or a DBR laser is used, and the power of the semiconductor laser is directly driven by the optical modulator to turn on the optical output.
/ OFF.
【0015】また、好ましくは、前記回転ホログラムデ
ィスクにより回折された回折光の光路に後置ホログラム
を設ける。 Preferably, the rotating hologram data is
Post-hologram in the optical path of the diffracted light diffracted by the disk
Is provided.
【0016】また、好ましくは、前記前置ホログラムお
よび前記回転ホログラムディスクのホログラムは物体波
と参照波がそれぞれ球面波の相互干渉により記録された
干渉縞を有する。Preferably, the hologram of the front hologram and the hologram of the rotating hologram disk have interference fringes in which an object wave and a reference wave are respectively recorded by mutual interference of spherical waves.
【0017】[0017]
【作用】上記の構成によれば、以下に示す理由により回
転ホログラムディスクの1回転で複数本の回折光の走査
が同時に行えることになる。According to the above arrangement, scanning of a plurality of diffracted light beams can be simultaneously performed by one rotation of the rotating hologram disk for the following reason.
【0018】まず、レーザ光源である半導体レーザから
の放射光を固定ホログラムである前置ホログラムに入射
すれば、該前置ホログラムのピッチに応じて入射光があ
る回折角度で出射される。この時、前置ホログラムをホ
ログラムを含む平面に対し、光軸と直角方向に角度を変
化させると出射角も変化する。同時に前置ホログラムを
出射した光が回転ホログラムディスクに入射する際の角
度も変化する。すなわち、回転ホログラムディスクより
出射する光も回折角が変化する。First, when light emitted from a semiconductor laser, which is a laser light source, is incident on a front hologram, which is a fixed hologram, incident light is emitted at a certain diffraction angle in accordance with the pitch of the front hologram. At this time, if the angle of the front hologram is changed in a direction perpendicular to the optical axis with respect to the plane including the hologram, the emission angle also changes. At the same time, the angle at which the light emitted from the front hologram enters the rotating hologram disk also changes. That is, the light emitted from the rotating hologram disk also changes the diffraction angle.
【0019】このように、前置ホログラムを角度変化さ
せれば、回転ホログラムディスクからの回折光も変化さ
せることができる。すなわち、前置ホログラムの位置を
周期的に同一振幅で搖動し、かつ回転ホログラムディス
クを回転すると、これに伴いレーザ光も走査面上で一定
振幅及び周期で変化することになる。As described above, by changing the angle of the front hologram, the diffracted light from the rotating hologram disk can be changed. That is, when the position of the front hologram is periodically fluctuated with the same amplitude and the rotating hologram disk is rotated, the laser light also changes with a constant amplitude and period on the scanning surface.
【0020】[0020]
【0021】[0021]
【0022】[0022]
【0023】[0023]
【0024】[0024]
【0025】[0025]
【0026】[0026]
【0027】[0027]
【0028】[0028]
【0029】[0029]
【0030】[0030]
【0031】[0031]
【0032】[0032]
【0033】[0033]
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0034】図1は本発明の一実施例であるレーザビー
ムプリンタを示す。このレーザビームプリンタ1は、半
導体レーザ3と、該半導体レーザ3をパターン、文字、
図形等による記録信号で駆動する駆動制御回路2とを備
えている。ホログラムディスク(回転ホログラムディス
ク)4は半導体レーザ3の前面に回転可能に設けられて
おり、その回転動作によって半導体レーザ3からのレー
ザ光束を走査する。FIG. 1 shows a laser beam printer according to an embodiment of the present invention. The laser beam printer 1 includes a semiconductor laser 3 and a pattern, characters,
And a drive control circuit 2 driven by a recording signal of a figure or the like. A hologram disk (rotating hologram disk) 4 is rotatably provided on the front surface of the semiconductor laser 3 and scans a laser beam from the semiconductor laser 3 by its rotation operation.
【0035】駆動制御回路2、半導体レーザ3及びホロ
グラムディスク4は、レーザビームプリンタ1の露光装
置を構成している。The drive control circuit 2, the semiconductor laser 3, and the hologram disk 4 constitute an exposure device of the laser beam printer 1.
【0036】加えて、このレーザビームプリンタ1は、
半導体レーザ3からのレーザ光束がホログラムディスク
4から出射する側に感光体ドラム5を備えている。感光
体ドラム5の周囲には、帯電器6、除電器7及びクリー
ナ8が設けられている。In addition, this laser beam printer 1
The photosensitive drum 5 is provided on the side where the laser beam from the semiconductor laser 3 is emitted from the hologram disk 4. Around the photosensitive drum 5, a charger 6, a static eliminator 7, and a cleaner 8 are provided.
【0037】このレーザビームプリンタ1においては、
ホログラムディスク4により走査されるレーザ光束によ
る光導電現象を利用して感光体ドラム5上に静電潜像を
形成する。本実施例ではネガ潜像が形成されるものと
し、得るべき画像部分が露光される。In this laser beam printer 1,
An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 5 using a photoconductive phenomenon caused by a laser beam scanned by the hologram disk 4. In this embodiment, a negative latent image is formed, and an image portion to be obtained is exposed.
【0038】レーザビームプリンタ1は、感光体ドラム
5の周囲に更に現像器9及び転写器10を備えている。
また、転写器10の下流側(記録用紙50の搬送方向下
流側)には定着器11が設けられている。現像器9は感
光体ドラム5上にトナー51を付着させてトナー像を形
成し、このトナー像を転写器10がこの位置に搬送され
てくる記録用紙50に転写する。トナー像は転写された
記録用紙50は定着器11の位置に搬送され、ここで定
着工程が行われる。トナー像の定着が行われた記録用紙
50は機外に排出される。The laser beam printer 1 further includes a developing unit 9 and a transfer unit 10 around the photosensitive drum 5.
Further, a fixing device 11 is provided downstream of the transfer device 10 (downstream of the recording paper 50 in the conveying direction). The developing device 9 forms a toner image by depositing the toner 51 on the photosensitive drum 5, and the transfer device 10 transfers the toner image to the recording paper 50 conveyed to this position. The recording paper 50 to which the toner image has been transferred is conveyed to the position of the fixing device 11, where the fixing process is performed. The recording paper 50 on which the toner image has been fixed is discharged outside the apparatus.
【0039】図2はレーザビームプリンタ1の光学系を
示す。半導体レーザ3の前面には該半導体レーザ3から
放射されるレーザ光を平行光線化するコリメートレンズ
14が設けられている。コリメートレンズ14の後方に
は、ホログラム(前置ホログラム)41が設けられる。
ホログラム41は、入射したレーザ光を回折し、回折光
を所定の入射角度でホログラムディスク4に入射する。FIG. 2 shows an optical system of the laser beam printer 1. On the front surface of the semiconductor laser 3, there is provided a collimator lens 14 for converting a laser beam emitted from the semiconductor laser 3 into a parallel beam. A hologram (front hologram) 41 is provided behind the collimating lens 14.
The hologram 41 diffracts the incident laser light and makes the diffracted light incident on the hologram disk 4 at a predetermined incident angle.
【0040】ホログラムディスク4は、円弧状の複数の
ホログラム12、12…を円板状をなす基板13の周方
向に配設して形成されている。基板13の中心はモータ
7の出力軸に連結されており、モータ7の回転により中
心軸の回りに回転される。基板13、すなわちホログラ
ム12、12…の回転によって入射したレーザ光の回折
方向が変化する。従って、ホログラムディスク4の回転
に伴ってレーザ光が走査される。The hologram disk 4 is formed by arranging a plurality of arc-shaped holograms 12 in the circumferential direction of a disk-shaped substrate 13. The center of the substrate 13 is connected to the output shaft of the motor 7 and is rotated around the central axis by the rotation of the motor 7. The rotation direction of the substrate 13, ie, the holograms 12, 12,... Changes the diffraction direction of the incident laser light. Therefore, the laser beam is scanned as the hologram disk 4 rotates.
【0041】ホログラムディスク4によって走査された
走査光44はミラー42で反射され、続いて後置のホロ
グラム43に入射し、ここで再度回折されて走査面であ
る感光体ドラム5に集光される。感光体ドラム5上にラ
イン上に集光される走査線6の曲がり、回転角に対する
ピッチ(走査線の等速性)、レーザ光のスポット径等の
光学特性は、ホログラム41、ホログラム12、ホログ
ラム43の3枚のホログラムの総合特性によって決定さ
れ、具体的には、それぞれ参照波と物体波である球面波
(より具体的には参照光および物体光の位置)を計算機
ホログラムにより最適化して得られる。本実施例におい
ては、代表的な光学特性として走査幅210mm、走査
線の曲がり±0.2mm、レーザ光のスポット径80μ
mを選定してある。The scanning light beam 44 scanned by the hologram disk 4 is reflected by the mirror 42, subsequently enters the hologram 43 provided later, is diffracted again and condensed on the photosensitive drum 5, which is the scanning surface. . The optical characteristics such as the bending of the scanning line 6 focused on the line on the photosensitive drum 5, the pitch with respect to the rotation angle (constant speed of the scanning line), the spot diameter of the laser beam, etc. 43 are determined by the overall characteristics of the three holograms. Specifically, the spherical waves (specifically, the positions of the reference light and the object light), which are the reference wave and the object wave, are obtained by optimizing the positions using the computer hologram. Can be In this embodiment, as typical optical characteristics, the scanning width is 210 mm, the scanning line bending is ± 0.2 mm, and the laser beam spot diameter is 80 μm.
m is selected.
【0042】上記のような後置のホログラム43を設け
ると、3種類の各ホログラム41、12、43に機能を
分担させることができるので、各ホログラム41、1
2、43は基本的に球面波もしくは平面波の2光束干渉
による縞あるいは同心円上の縞でよく、複雑な収差波を
必要としない。従って、ホログラムの作製が容易にな
り、コストダウンが図れる利点がある。When the post-hologram 43 is provided as described above, the functions can be shared among the three types of holograms 41, 12, and 43.
Reference numerals 2 and 43 may be basically fringes due to interference of two light beams of a spherical wave or a plane wave or concentric fringes, and do not require a complicated aberration wave. Therefore, there is an advantage that the production of the hologram becomes easy and the cost can be reduced.
【0043】また、少なくともホログラム41及び12
を、物体波と参照波がそれぞれ球面波(発散あるいは収
束)の相互干渉により記録された干渉縞を有するものと
すると、この点においても作製が容易になり、コストダ
ウンに大いに寄与できる。Also, at least the holograms 41 and 12
If the object wave and the reference wave each have interference fringes recorded by mutual interference of spherical waves (divergence or convergence), the fabrication is also easy in this respect, which can greatly contribute to cost reduction.
【0044】更には、半導体レーザ3として、DFBレ
ーザ(分布帰還形レーザ)又はDBRレーザ(分布反射
形レーザ)等の使用温度範囲内において、単一縦モード
となる半導体レーザを用いると、高速直接変調下で発振
スペクトル幅が極めて狭い特性を有するので、走査密度
の向上に寄与できる利点がある。Further, when a semiconductor laser having a single longitudinal mode within a working temperature range such as a DFB laser (distributed feedback laser) or a DBR laser (distributed reflection laser) is used as the semiconductor laser 3, high-speed direct Since the oscillation spectrum width has a very narrow characteristic under modulation, there is an advantage that the scanning density can be improved.
【0045】ホログラム41は、図3(a)にその詳細
を示すアクチュエータ41cにより揺動されるようにな
っている。即ち、ホログラム41が形成されたホルダー
41aは、その一端部に連結された回転軸41bの回り
に揺動可能に支持されている。また、ホログラム41の
回転軸41bと反対側の端部には、アクチュエータ41
cが取付けられている。このような構成により、アクチ
ュエータ41cを駆動すると、ホログラム41が図示の
x方向にLだけ移動するようになっている。The hologram 41 is oscillated by an actuator 41c whose details are shown in FIG. That is, the holder 41a on which the hologram 41 is formed is swingably supported around a rotation shaft 41b connected to one end thereof. An actuator 41 is provided at an end of the hologram 41 on the opposite side to the rotation axis 41b.
c is attached. With such a configuration, when the actuator 41c is driven, the hologram 41 moves by L in the illustrated x direction.
【0046】図3(b)は、図3(a)でその方向が示
されるx−y−z3次元直交座標系におけるx−z断面
を示している。図3(b)において、ホログラム41に
入射角θinで入射した光はホログラム41より出射角θ
outで出射し、続いてホログラム12に入射してθout”
で出射され、その後、ミラー42で反射されて感光体ド
ラム5の走査面に達する。FIG. 3B shows an xz section in an xyz three-dimensional orthogonal coordinate system whose direction is shown in FIG. 3A. In FIG. 3B, light incident on the hologram 41 at an incident angle θ in is output from the hologram 41 by an output angle θ.
out , and subsequently incident on the hologram 12 to output θ out ″
Then, the light is reflected by the mirror 42 and reaches the scanning surface of the photosensitive drum 5.
【0047】ここで、アクチュエータ41cを駆動する
と、ホログラム41は図示するAの位置からBの位置に
変位する。この時、入射角θinは一定であるから、ホロ
グラム41からの出射角は変位Lに伴ってθoutからθ
out'に変化する。また、ホログラム12に入射する角度
θout'も変化し、ホログラム12からの出射角θout”
も変化するので、ミラー42により反射された後の走査
面での位置変化はA'からB'となる。Here, when the actuator 41c is driven, the hologram 41 is displaced from the position A shown in the drawing to the position B. At this time, since the incident angle θ in is constant, the output angle from the hologram 41 changes from θ out to θ with the displacement L.
out '. Further, the angle θ out ′ incident on the hologram 12 also changes, and the output angle θ out ″ from the hologram 12 changes.
Therefore, the position change on the scanning surface after being reflected by the mirror 42 changes from A ′ to B ′.
【0048】以上の構成において、アクチュエータ41
cの移動量Lの変化をなめらかに行えば、走査面上の走
査線6も上下になめらかに移動できる。図4は、この時
の走査線6の動きを詳細に示している。 In the above configuration, the actuator 41
If the movement amount L of c is smoothly changed, the scanning line 6 on the scanning surface can also be moved up and down smoothly. FIG. 4 shows the movement of the scanning line 6 at this time in detail .
【0049】次に、ホログラム41がsin関数で変化
(揺動)した時に、走査線6上においてもsin関数で
動く走査光学系に対する記録信号の入力方法、すなわ
ち、記録信号をどのようにしてホログラム41の1回転
で複数本の走査光に分けるかについて具体的に説明す
る。図5は、走査光学系のシステム構成を示す。以下に
その動作を説明する。 Next, when the hologram 41 is changed (swung) by sin function, method input of a recording signal to the scanning optical system that moves by sin function even on the scanning lines 6, i.e., how to hologram recording signal Whether the scanning light is divided into a plurality of scanning lights by one rotation of 41 will be specifically described. FIG. 5 shows a system configuration of the scanning optical system. The operation will be described below.
【0050】まず、パターン、図形、文字等からなるデ
ータをレーザビームプリンタ1に設けられたインターフ
ェース回路20に入力する。入力されたデータは、イン
ターフェース回路20でデータ処理される。このデータ
処理は、具体的には、文字、図形データを解析し、1走
査(1ライン)毎のデータ(DATA)と、1ラインの
書始めを同期させる信号(バーSYNC)を生成し、処
理されたデータを変調器21に、生成された信号バーS
YNCをアクチュエータ41cの駆動回路22にそれぞ
れ入力する。First, data consisting of patterns, figures, characters, and the like is input to an interface circuit 20 provided in the laser beam printer 1. The input data is processed by the interface circuit 20. Specifically, this data processing analyzes character and graphic data, generates data (DATA) for each scan (one line), and generates a signal (SYNC) for synchronizing the writing start of one line. The generated data is sent to the modulator 21 and the generated signal bar S
YNC is input to the drive circuit 22 of the actuator 41c.
【0051】アクチュエータ41cは、駆動回路22に
与えられるバーSYNC信号に従って駆動される。これ
により、ホログラム41が揺動され、終局的に走査線6
が走査面上で図4に示すように変化する。この時、アク
チュエータ41cを駆動する波形は上記の、かつ図示す
るsin関数であり、該sin関数の振幅をA1、角周
波数をω1とする。該sin関数は、この波形をもとに
位相が90°、270°の時にときにラッチ信号(バー
LATCH)を発生する量子化回路23にも入力され
る。このラッチ信号バーLATCHは変調器21に与え
られる。The actuator 41c is driven according to a SYNC signal applied to the drive circuit 22. Thereby, the hologram 41 is swung, and finally the scanning line 6
Changes on the scanning plane as shown in FIG. At this time, the waveform for driving the actuator 41c is the above-described and illustrated sin function, and the amplitude of the sin function is A 1 and the angular frequency is ω 1 . The sin function is also input to a quantization circuit 23 that generates a latch signal (LATCH) when the phase is 90 ° or 270 ° based on this waveform. The latch signal LATCH is provided to the modulator 21.
【0052】今、インターフェイス回路20より出力さ
れる信号の内のn番目のDATAを半導体レーザ3のO
N/OFFに関連した2進数110101…で表し、同
様にn+1番目のDATAを2進数1011110で表
す。Now, the n-th DATA of the signals output from the interface circuit 20 is
.. Related to N / OFF, and similarly, the (n + 1) th DATA is represented by a binary number 1011110.
【0053】変調器21はDATA信号の1/2倍の周
期(周波数が2倍)のクロック信号を発生する回路を内
部に持っており、図6(a)に示すように、量子化回路
23から与えられるバーLATCH信号が90°位相に
対応したものである時は、n番目のDATAのビット列
110101…で変調をかけ、バーLATCH信号が2
70°の位相に対応したものである時は、n+1番目の
DATAのビット列1011110で変調をかける。こ
の変調により、半導体レーザ3をON/OFFするため
の駆動信号であるLDON信号が生成される(図6
(b)参照)。The modulator 21 internally has a circuit for generating a clock signal having a cycle (twice the frequency) that is 1/2 the period of the DATA signal. As shown in FIG. When the LATCH signal provided from the above corresponds to the 90 ° phase, modulation is performed with the n-th DATA bit string 110101.
When the phase corresponds to the phase of 70 °, the modulation is performed by the bit string 1011110 of the (n + 1) th DATA. By this modulation, an LDON signal which is a drive signal for turning on / off the semiconductor laser 3 is generated.
(B)).
【0054】このLDON信号は、駆動制御回路24に
入力され、これに応じて半導体レーザ3がON/OFF
される。ここで、このON/OFFを図4に示した走査
面上のレーザ光の位置に対応させると、n番目のライン
のデータはA'の位置に、また、n+1番目のラインの
データはB'の位置にそれぞれON/OFFされること
になる。This LDON signal is input to the drive control circuit 24, and the semiconductor laser 3 is turned on / off in response to this.
Is done. Here, if this ON / OFF is made to correspond to the position of the laser beam on the scanning surface shown in FIG. 4, the data of the n-th line is at the position of A ', and the data of the (n + 1) -th line is B' Are turned ON / OFF respectively.
【0055】すなわち、このような構成によれば、n番
目、n+1番目2つのラインのデータを、モータ7の1
回転に相当する1走査で走査面上に同時に書き込むこと
ができる。That is, according to such a configuration, the data of the n-th and (n + 1) -th two lines is
Writing can be simultaneously performed on the scanning surface in one scan corresponding to rotation.
【0056】上記の実施例では、sin関数の位相を2
分割して変調をかけることにより、走査面上に2本のラ
インのデータを同時に書き込むこととしたが、位相を2
以上の複数個に分割すると、分割された本数に対応した
だけのラインのデータを同時に書き込むことができる。In the above embodiment, the phase of the sine function is set to 2
By dividing and modulating the data, the data of two lines is simultaneously written on the scanning surface.
When the data is divided into a plurality of lines, data of lines corresponding to the number of divided lines can be written simultaneously.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上の本発明光走査装置は、半導体レー
ザから単一光束として出力されたレーザ光が、前置ホロ
グラムの搖動によって得られる互いに異なった出射角を
もつ複数の回折光により走査面を同時に走査する構成を
とるので、従来の複数個の半導体レーザを用いた場合や
マルチビーム半導体レーザを用いた場合と同様に光走査
効率が高い。According to the optical scanning apparatus of the present invention described above, the laser light output as a single light beam from the semiconductor laser is scanned by a plurality of diffracted lights having different emission angles obtained by the swing of the front hologram. Are simultaneously scanned, so that the optical scanning efficiency is high as in the case of using a plurality of conventional semiconductor lasers or the case of using a multi-beam semiconductor laser.
【0058】加えて、本発明光走査装置では、単一の半
導体レーザが単一光束の光線を出力するので、従来の複
数個の半導体レーザを用いた場合のように複数の走査線
の距離間隔の設定を光源における高精度な配置技術を用
いて行う必要はなく、この距離間隔の設定を、前置ホロ
グラムを揺動する波形の振幅と角周波数との選択により
行う。従って、本発明光走査装置によれば、このような
複数の走査線の距離間隔を容易に小さくすることができ
る。In addition, in the optical scanning device of the present invention, since a single semiconductor laser outputs a single light beam, the distance between a plurality of scanning lines is different from that in the case where a plurality of conventional semiconductor lasers are used. Does not need to be performed using a high-precision arrangement technique in the light source, and the setting of the distance interval is performed by selecting the amplitude and angular frequency of the waveform that swings the front hologram. Therefore, according to the optical scanning device of the present invention, the distance between the plurality of scanning lines can be easily reduced.
【0059】また、従来の回転ホログラムディスクの回
転を速めることにより光走査能力を高める場合のよう
に、回転駆動機構の能力を増強等する必要がない。従っ
て、本発明光走査装置によれば、比較的簡単な技術によ
り、比較的簡単、かつ小型構造であって、光走査効率が
高く、かつ光走査密度を容易に向上できる走査光学系を
実現できる利点がある。それ故、製造能率の向上が図
れ、大幅なコストダウンが可能になる。Further, it is not necessary to increase the capability of the rotation drive mechanism as in the case of increasing the light scanning capability by speeding up the rotation of the conventional rotating hologram disk. Therefore, according to the optical scanning device of the present invention, it is possible to realize a scanning optical system which has a relatively simple and small structure, has a high optical scanning efficiency, and can easily improve the optical scanning density by using a relatively simple technique. There are advantages. Therefore, the manufacturing efficiency can be improved and the cost can be significantly reduced.
【0060】更には、このような走査光学系を用いれ
ば、光走査時間の短縮や光走査密度の向上が可能となる
ので、高密度かつ高速処理可能な画像形成装置や画像読
取り装置等を比較的低コストで実現できる利点がある。Further, if such a scanning optical system is used, it is possible to shorten the optical scanning time and to improve the optical scanning density. Therefore, an image forming apparatus or an image reading apparatus capable of high-density and high-speed processing can be compared. There is an advantage that can be realized at very low cost.
【0061】また、特に請求項2記載の光走査装置によ
れば、ホログラムの作製が容易になるので、コストダウ
ンに大いに寄与できる利点がある。According to the optical scanning device of the second aspect, the production of the hologram is facilitated, so that there is an advantage that the cost can be greatly reduced.
【0062】また、特に請求項3記載の光走査装置によ
れば、レーザ光源が高速直接変調下で発振スペクトル幅
が極めて狭い特性を有するので、この点においても、走
査密度の向上を図れる利点がある。Further, according to the optical scanning device of the third aspect, the laser light source has a characteristic that the oscillation spectrum width is extremely narrow under high-speed direct modulation. Therefore, in this respect, there is an advantage that the scanning density can be improved. is there.
【0063】また、特に請求項5記載の光走査装置によ
れば、3種類のホログラムに機能を分担させることがで
きるので、各ホログラムは基本的に球面波もしくは平面
波の2光束干渉による縞あるいは同心円上の縞でよく、
複雑な収差波を必要としない。従って、この点において
もホログラムの作製がより一層容易になり、一層のコス
トダウンが図れる利点がある。According to the optical scanning device of the fifth aspect, the functions can be shared among three types of holograms. Therefore, each hologram is basically a stripe or concentric circle due to interference of two light beams of a spherical wave or a plane wave. The upper stripe is good,
There is no need for complicated aberration waves. Therefore, also in this respect, there is an advantage that the production of the hologram is further facilitated and the cost can be further reduced.
【図1】本発明の一実施例であるレーザビームプリンタ
の全体構成を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a laser beam printer according to one embodiment of the present invention.
【図2】図1のレーザビームプリンタの走査光学系を示
す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a scanning optical system of the laser beam printer of FIG.
【図3】前置のホログラムを揺動させた場合の回折現象
を説明する斜視図および断面図。3A and 3B are a perspective view and a cross-sectional view illustrating a diffraction phenomenon when a front hologram is swung.
【図4】本発明光走査装置の原理説明図。FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of the optical scanning device of the present invention.
【図5】図1のレーザビームプリンタの走査光学系に装
備される信号処理系を模式的に示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram schematically showing a signal processing system provided in the scanning optical system of the laser beam printer of FIG. 1;
【図6】光変調器に変調をかけて生成されるバーLDO
Nを示す信号波形図。FIG. 6 shows a bar LDO generated by modulating an optical modulator.
FIG. 6 is a signal waveform diagram showing N.
1 レーザビームプリンタ 2 駆動制御回路 3 半導体レーザ 4 ホログラムディスク(回転ホログラムディスク) 5 感光体ドラム 6 走査線 7 モータ 12 ホログラム 13 基板 20 インターフェース回路 21 変調器 22 駆動回路 23 量子化回路 41 ホログラム(前置ホログラム) 41c アクチュエータ 43 ホログラム(後置ホログラム) Reference Signs List 1 laser beam printer 2 drive control circuit 3 semiconductor laser 4 hologram disk (rotating hologram disk) 5 photosensitive drum 6 scanning line 7 motor 12 hologram 13 substrate 20 interface circuit 21 modulator 22 drive circuit 23 quantization circuit 41 hologram (prefix) Hologram) 41c Actuator 43 Hologram (Post-hologram)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/10 106 H04N 1/113 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 26/10 106 H04N 1/113
Claims (4)
ホログラムと、 該前置ホログラムを揺動させるアクチュエータと、 周方向に複数のホログラムを有し、該前置ホログラムに
よって回折された該レーザ光を回折する回転ホログラム
ディスクと、 該回転ホログラムディスクによって回折された該レーザ
光が走査される走査面とを備え、 該前置ホログラムは、該回転ホログラムディスクから出
射される互いに相異なった出射角を有する複数の回折光
が、該走査面を交互に走査するように揺動される、光走
査装置。A laser light source for emitting laser light; an optical modulator for turning on / off an optical output of the laser light source; a front hologram for diffracting the laser light emitted from the laser light source; An actuator for swinging the hologram; a rotating hologram disk having a plurality of holograms in a circumferential direction for diffracting the laser light diffracted by the front hologram; and a laser beam diffracted by the rotating hologram disk. and a scanning surface to be scanned, said front location hologram, a plurality of diffracted light having an emission angle at which the phase different from each other emitted from said rotary hologram disk is swung so as to scan the scanning surface alternately Optical scanning device.
ーザ等の使用温度範囲において単一縦モードとなる半導
体レーザであり、前記光変調器により直接該半導体レー
ザの電源を駆動して前記光出力をON/OFFする請求
項1記載の光走査装置。2. The laser light source according to claim 1, wherein said laser light source is a semiconductor laser such as a DFB laser or a DBR laser which operates in a single longitudinal mode in a use temperature range. 2. The optical scanning device according to claim 1, which is turned on / off.
れた回折光の光路に後置ホログラムを設けた請求項1記
載の光走査装置。3. The optical scanning device according to claim 1, wherein a post-hologram is provided in an optical path of the diffracted light diffracted by the rotating hologram disk.
ラムディスクのホログラムは物体波と参照波がそれぞれ
球面波の相互干渉により記録された干渉縞を有する請求
項3記載の光走査装置。4. The optical scanning device according to claim 3, wherein the hologram of the front hologram and the hologram of the rotating hologram disk have interference fringes in which an object wave and a reference wave are respectively recorded by mutual interference of spherical waves.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06062792A JP3205374B2 (en) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | Optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06062792A JP3205374B2 (en) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | Optical scanning device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264924A JPH05264924A (en) | 1993-10-15 |
| JP3205374B2 true JP3205374B2 (en) | 2001-09-04 |
Family
ID=13147733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06062792A Expired - Fee Related JP3205374B2 (en) | 1992-03-17 | 1992-03-17 | Optical scanning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3205374B2 (en) |
-
1992
- 1992-03-17 JP JP06062792A patent/JP3205374B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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|---|---|
| JPH05264924A (en) | 1993-10-15 |
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