JPS5942855B2 - Multiple beam simultaneous scanning device - Google Patents
Multiple beam simultaneous scanning deviceInfo
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- JPS5942855B2 JPS5942855B2 JP52097651A JP9765177A JPS5942855B2 JP S5942855 B2 JPS5942855 B2 JP S5942855B2 JP 52097651 A JP52097651 A JP 52097651A JP 9765177 A JP9765177 A JP 9765177A JP S5942855 B2 JPS5942855 B2 JP S5942855B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、複数ビーム同時走査装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a simultaneous multiple beam scanning device.
レーザービームを、ΛO変調素子に入射させ、このAO
変調素子に複数組の信号を同時に印加して、AO変調素
子から、上記信号により強度変調された複数本の1次回
折光ビームを射出せしめ、これらを同時且つ周期的に偏
向させて、感光性の記録媒体上に、複数ライン分同時に
書出走査させる走査方式が、コンピューターのアウトプ
ット装置や、ファクシミリの受信記録装置、複写装置等
に関連して、提案されている。上記複数組の信号は、そ
れぞれ周波数において異なる複数の高周波キャリアにの
せられて、AO変調素子に印加される。A laser beam is incident on the ΛO modulation element, and this AO
A plurality of sets of signals are simultaneously applied to the modulation element, the AO modulation element emits a plurality of first-order diffracted light beams whose intensity is modulated by the above signals, and these are simultaneously and periodically deflected to produce a photosensitive material. 2. Description of the Related Art A scanning method for simultaneously writing and scanning multiple lines on a recording medium has been proposed for use in computer output devices, facsimile receiving and recording devices, copying devices, and the like. The plurality of sets of signals are placed on a plurality of high frequency carriers having different frequencies, respectively, and are applied to the AO modulation element.
AO変調素子から射出する、複数本のl次回折光ビーム
の射出方向は、対応する高周波キヤリアの周波数により
定まる。このような走査方式の採用には、以下の如きメ
リツトが伴う。すなわち、ビーム分割と、分割された各
ビームにおける強度変調とが、単一のAO変調素子によ
り同時になされるため、高速光変調器を別個に設ける必
要がなく、複数ビーム同時走査装置の構造が簡単化され
、コストも低くてすむこと、複数ビームによる複数ライ
ン同時書出走査であるため回転多面鏡やガルバノミラー
など偏光手段による偏向速度を遅くしても、走査速度を
低下させずにすみ、上記偏向速度を遅くしうることによ
り、偏向の精度を向上させうること、ビームを分割して
変調するため、画像信号を取り出すためのクロツク周波
数が低くなり、信号処理が容易になること、などである
。The exit direction of the plurality of l-order diffracted light beams exiting from the AO modulation element is determined by the frequency of the corresponding high-frequency carrier. Adoption of such a scanning method has the following merits. That is, since beam splitting and intensity modulation of each split beam are performed simultaneously by a single AO modulation element, there is no need to provide a separate high-speed optical modulator, and the structure of the multiple beam simultaneous scanning device is simplified. Because it uses multiple beams to simultaneously write and scan multiple lines, even if the deflection speed of polarizing means such as a rotating polygon mirror or galvano mirror is slowed down, there is no need to reduce the scanning speed. The deflection accuracy can be improved by slowing down the deflection speed, and since the beam is divided and modulated, the clock frequency for extracting the image signal is lowered, making signal processing easier. .
一方において、ビーム分割のためAO変調素子に印加さ
れる、高周波キヤリアの固波数帯域、所謂、変調周波数
帯域の幅△fは、AO変調素子自体の特件として定まる
適用可能帯域幅△Fによつてと制限される他、AO変調
素子中を伝わる超音波二の伝幡速度Vおよび、レーザー
ビームのビーム径ψoとによりに従つて制限される。On the other hand, the width △f of the fixed wave number band of the high frequency carrier applied to the AO modulation element for beam splitting, the so-called modulation frequency band, is determined by the applicable bandwidth △F determined as a special characteristic of the AO modulation element itself. In addition to being limited by the propagation velocity V of the ultrasonic wave propagating through the AO modulation element and the beam diameter ψo of the laser beam.
上記△fが小さくなると、分割された1次回折光ビーム
における変調速度がおそくなる。従つて、高速書出走査
を行なうためには、上記△fをなるべく広く確保する必
要がある。このため、普通は、AO変調素子に入射する
レこーザービームを、集束レンズ系により集束させ、そ
の集束点にAO変調素子を配置することにより、ビーム
径ψoを小さくして、△fを大きくしている。When Δf becomes smaller, the modulation speed of the divided first-order diffracted light beam becomes slower. Therefore, in order to perform high-speed write scanning, it is necessary to ensure the above-mentioned Δf as wide as possible. For this reason, the laser beam incident on the AO modulation element is usually focused by a focusing lens system, and the AO modulation element is placed at the focal point to reduce the beam diameter ψo and increase Δf. ing.
この状況を、第1図に示す。This situation is shown in FIG.
4図において、レーザー光源1から
発せられたレーザービームL.Bは、集束レンズ系4に
よつて、l点POへ向つて集束され、集束点POに配置
されたAO変調素子5に入射する。図中、符号2,3が
平面鏡を示すものであることは、いうまでもない。複数
組(該例においては4組)の画像信号は、AO変調素子
5の、トランスジューサー5aに印加される。例えば、
個々の画像信号における、高周波ギアCOS(2πF3
t+δ3)、COS(2πF4t+δ4)とし、これら
をAM変調する情報信号を、a1(t)、A2(t)、
A3(t)、A4(t)とすれば、画像信号は、Σ A
i(TXOS(2πFlt+δi)のかたちで、上記ト
ランスジューサー5aに印加される。In FIG. 4, a laser beam L. emitted from a laser light source 1. B is focused by the focusing lens system 4 toward the point PO, and is incident on the AO modulation element 5 disposed at the focusing point PO. It goes without saying that in the figure, numerals 2 and 3 indicate plane mirrors. A plurality of sets (four sets in this example) of image signals are applied to the transducer 5a of the AO modulation element 5. for example,
High frequency gear COS (2πF3
t+δ3), COS(2πF4t+δ4), and the information signals for AM modulating these are a1(t), A2(t),
If A3(t) and A4(t), the image signal is Σ A
i(TXOS(2πFlt+δi)) is applied to the transducer 5a.
すると、高周波キヤリアの周波数f1(1=1〜4)に
応じて定まる方向へ、1次回折光ビームLBi(1=1
〜4)が射出するが、これらl次回折光ビームLBiは
、対応する情報信号Ai(t)(11〜4)により強度
変調されている。Then, the first-order diffracted light beam LBi (1=1
-4) are emitted, and these l-order diffracted light beams LBi are intensity-modulated by the corresponding information signals Ai(t) (11-4).
回折されずにAO変調素子5から射出するO次光ビーム
LBOは、ストツパ一6によりカツトさる。The O-order light beam LBO, which is emitted from the AO modulation element 5 without being diffracted, is cut off by a stopper 6.
1次回折光ビームLBl〜LB4は、結像レンズ系7に
入射し、同レンズの結像作用により、感光゛囲の記録媒
体8上へ集束される。The first-order diffracted light beams LB1 to LB4 are incident on an imaging lens system 7, and are focused onto a recording medium 8 surrounded by a photosensitive area by the imaging action of the lens.
もちろん、図中に示されていない偏向手段が、AO変調
素子5と記録媒体8との間に介設せられ、記録媒体8上
で、図面に垂直な方向に走査がなされるように、1次回
折光ビームを偏向するのである。しかしながら、第1図
に示すように、AO変調素子5を、入射レーザービーム
L.Bの集束点POに配置した場合、上記集束点POは
また、ビーム分割の分岐点となるのである。Of course, a deflection means not shown in the figure is interposed between the AO modulation element 5 and the recording medium 8, and a deflection means is provided between the AO modulation element 5 and the recording medium 8 so that scanning is performed on the recording medium 8 in a direction perpendicular to the figure. It deflects the next diffracted light beam. However, as shown in FIG. When placed at the focal point PO of B, the focal point PO also becomes a branching point for beam splitting.
換言すれば、1次回折光ビームLBiは、点POを共通
の源として、分割されることになり、各ビームは、その
発生光源の位置としてPO点を共有することになる。す
ると、結像レンズ系7により、1次回折光ビームLBi
(1−1〜4)を記録媒体8上に集束させることは、P
O点に存在する上記発生晃渾の像を、記録媒体上に結像
することにほかならぬから、1次回折光ビームLBl,
LB2,LB3,LB4は、第1図に示すように、記録
媒体8上で一点qに集合してしまい、これでは、l次回
折光ビームをわざわざ複数本に分割したことが無意味に
なつてしまう。In other words, the first-order diffracted light beam LBi is split using the point PO as a common source, and each beam shares the PO point as the position of its light source. Then, the imaging lens system 7 converts the first-order diffracted light beam LBi into
(1-1 to 4) on the recording medium 8 is P
Since this is nothing but forming an image of the generated light existing at point O on the recording medium, the first-order diffracted light beam LBl,
As shown in FIG. 1, LB2, LB3, and LB4 converge at one point q on the recording medium 8, which makes it meaningless to have taken the trouble to divide the l-order diffracted light beam into multiple beams. .
このような不都合を回避する一方法は、記録媒体8の表
面を、点qに対し、図中右方もしくは左方へ若干ずらす
ことである。しかし、この場合、記録媒体8上へ投与さ
れるビームのスポツト径が大きくなるため、解像力が著
しく悪くなつてしまう。かといつて、上記不都合を、光
学的に解決しようとすれば、結像レンズ系7に対し、特
殊な光学特性が要求されることになり、結像レンズ7の
製造コストが著しく高くなるという不都合がある。さて
、前述の偏向手段としては、回転多面鏡やガルバノミラ
ーなど、鏡面の回動もしくは揺動を利用する装置が用い
られるのであるが、このような偏向手段の採用には、以
下の如き問題が伴うのである。One way to avoid such inconvenience is to slightly shift the surface of the recording medium 8 to the right or left in the figure with respect to point q. However, in this case, the spot diameter of the beam applied onto the recording medium 8 becomes large, resulting in significantly poor resolution. On the other hand, if the above-mentioned disadvantages were to be solved optically, the imaging lens system 7 would be required to have special optical characteristics, resulting in the disadvantage that the manufacturing cost of the imaging lens 7 would be significantly high. There is. Now, as the above-mentioned deflection means, a device that utilizes rotation or swinging of a mirror surface, such as a rotating polygon mirror or a galvano mirror, is used, but the use of such a deflection means has the following problems. It accompanies it.
すなわち、鏡面を機械的に回動もしくは揺動させる場合
、回動軸もしくは揺動軸の方向を正しく保つことが極め
て困難であり、これら軸の歳差運動や障動により、偏向
されるビームの方向が、上記軸方向(縦方向と称する。
)において、微小角度変化し、これが、書出走査のピツ
チのむらを生ずるのである。偏向手段が回転多面鏡の場
合には、このほか、各鏡面の、回動軸に対する平行度の
不均一が、上記ピツチむら発生の原因となる。本発明は
、上述のごとき不都合を回避しうる、複数ビーム同時走
査装置の提供を目的とする。In other words, when mechanically rotating or oscillating a mirror surface, it is extremely difficult to maintain the correct direction of the rotation axis or oscillation axis, and the precession or sway of these axes causes the deflected beam to change. The direction is the axial direction (referred to as the longitudinal direction).
), there is a slight angle change, which causes unevenness in the pitch of the write scan. When the deflection means is a rotating polygon mirror, in addition to this, non-uniformity in parallelism of each mirror surface to the rotation axis causes the occurrence of the pitch unevenness. An object of the present invention is to provide a multiple beam simultaneous scanning device that can avoid the above-mentioned disadvantages.
以下、図面を参照しながら、実施例を以て、本発明を説
明する。第2図は、本発明の1実施例を、その要部のみ
示している。Hereinafter, the present invention will be described by way of examples with reference to the drawings. FIG. 2 shows only the essential parts of one embodiment of the present invention.
なお、繁雑をさけるため、混同のおそれのないものにつ
いては、第1図におけると同一の符号を用いていること
を付記しておく。図において、符号9は、偏向手段とし
ての回転多面鏡、符号10は、回転多面用の1駆動モー
ターを示している。また、符号71,73は結像レンズ
系、符号72,74はシリンドリカルレンズを示してい
る。回転多面鏡9は、正多角柱の固面部を鏡面としたも
のであつて、駆動モーター10の回転軸10aに固装さ
れて、同モーターの駆動により、対称軸のまわりに矢印
方向へ高速回動する。It should be noted that in order to avoid complication, the same reference numerals as in FIG. 1 are used for items that are unlikely to be confused. In the figure, reference numeral 9 indicates a rotating polygon mirror as a deflecting means, and reference numeral 10 indicates a single drive motor for the rotating polygon. Further, reference numerals 71 and 73 indicate imaging lens systems, and reference numerals 72 and 74 indicate cylindrical lenses. The rotating polygon mirror 9 is a mirror surface of the solid surface of a regular polygonal prism, and is fixed to the rotating shaft 10a of the drive motor 10, and is rotated at high speed in the direction of the arrow around the axis of symmetry by the drive of the motor. move.
結像レンズ系71とシリンドリカルレンズ72とは、第
2の光学系を構成し、結像レンズ系73とシリンドリカ
ルレンズ74とは、第3の光学系を構成する。The imaging lens system 71 and the cylindrical lens 72 constitute a second optical system, and the imaging lens system 73 and the cylindrical lens 74 constitute a third optical system.
結像レンズ系71,73は、それぞれ、単一枚、もしく
は複数枚のレンズにより構成される。The imaging lens systems 71 and 73 each include a single lens or a plurality of lenses.
シリンドリカルレンズ72,74も、単一構造の場合も
あるし、複合構造である場合もある。さて、本発明の特
徴とするところは、以下の2点に存する。The cylindrical lenses 72 and 74 may also have a single structure or a composite structure. The present invention is characterized by the following two points.
すなわち、その第1は、AO変調素子5の配設位置であ
り、他は、第2および第3の光学系の光学特性である。That is, the first is the arrangement position of the AO modulation element 5, and the other is the optical characteristics of the second and third optical systems.
第1の特徴によつて、記録媒体上における書出用の複数
走査ライン相互の分離が保証され、第2の特徴によつて
は、回転多面鏡の軸ぶれによる書出走査のピツチむらの
発生が防止される。The first feature ensures mutual separation of a plurality of writing scanning lines on the recording medium, and the second feature prevents the occurrence of pitch unevenness in writing scanning due to axis vibration of the rotating polygon mirror. is prevented.
まず、第1の特徴について、説明する,、第1図に即し
ての説明において、AO変調素子5により分割されたビ
ームが、記録媒体8上で、1点qへ再び集合してしまう
のは、第1の集束光学系である集束レンズ系4による、
入射レーザービームL.Bの集束点POが、AO変調素
子5によるビーム分割の分岐点に一致するためであつた
。First, the first feature will be explained.In the explanation based on FIG. is caused by the focusing lens system 4, which is the first focusing optical system,
Incident laser beam L. This is because the focal point PO of B coincides with the branch point of beam splitting by the AO modulation element 5.
そこで、本発明においては、AO変調素子5の配設位置
を、上記PO点からずらし、レーザービームL.Bの、
集束レンズ系4による集束点POと、ビーム分割の分岐
点とを分離させるのである。AO変調素子5の配設位置
を、点POからずらすには、2通りの方法が可能である
。すなわち、その一方は、AO変調素子5を、レーザー
ビームL.Bの光路上で、集束レンズ系4へ近づけるよ
うにずらす方法であり(第3図参照)、他方は、上記光
路上で集束レンズ系4から遠ざかる方向へずらす方法で
ある(第4図参照)。ずらす距離を、どの程度にするか
は、他の諸条件との兼あいによるが、AO変調素子5の
配設位置をPO点からずらすことにより、前述のビーム
径ψoが大きくなり、△fの縮小をきたすことを考えれ
ば、目的を達成しうる範囲内で、ずらし距離を、なる可
く小さくすべきことはいうまでもない。Therefore, in the present invention, the arrangement position of the AO modulation element 5 is shifted from the PO point, and the laser beam L. B's,
The focal point PO by the focusing lens system 4 and the beam splitting point are separated. Two methods are possible for shifting the placement position of the AO modulation element 5 from the point PO. That is, one of them connects the AO modulation element 5 to the laser beam L. One method is to shift it closer to the focusing lens system 4 on the optical path of B (see Figure 3), and the other is to shift it in a direction away from the focusing lens system 4 on the optical path (see Figure 4). . The distance to be shifted depends on other conditions, but by shifting the placement position of the AO modulation element 5 from the PO point, the beam diameter ψo described above increases, and Δf increases. It goes without saying that the shift distance should be as small as possible within the range that can achieve the purpose, considering that it will cause a reduction.
上記△fの縮小により、本発明の実施には、分割された
ビームあたりの変調速度の減少が伴うが、複数ビーム同
時走査においては、本来、記録速度が十分速いことを考
えれば、上記変調速度の減少が、記録速度に対して与え
る影響は、実用上問題とするほどのものではないことが
、容易に理解されるであろう。さて、AO変調素子5を
、点POに対し、第3図に示す如き位置関係に配置した
場合、1次回折光ビームLBiは、AO変調素子5を射
出した後、それぞれ点Pl,P2,P3,P4などにお
いて集束し、そこから、さらに拡がつていく。Due to the reduction in Δf described above, implementation of the present invention involves a decrease in the modulation speed per divided beam, but considering that the recording speed is originally sufficiently fast in simultaneous scanning of multiple beams, the above modulation speed It will be easily understood that the effect of the decrease in the recording speed on the recording speed is not so great as to pose a practical problem. Now, when the AO modulation element 5 is arranged in a positional relationship as shown in FIG. It converges at points such as P4 and spreads further from there.
従つて、点Pl,P2,P3,P4等は、1次回折光ビ
ームLBl,LB2,LB3,LB4などの発生光源と
しての役割を果すようになる。これらの点Pl,P2,
P3,P4などは、点POとともに同一平面SO上にあ
り、且つ、相互に分離しているから、通常の集束光学系
により、1次回折光ビームLBiを記録媒体上に集束さ
せても、個々のビームの集束点は互いに分離しているは
ずである。AO変調素子5を、点POに対し、第4図に
示す如き状態に配置した場合、1次回折光ビームLBi
は、それぞれ、点POとともに平面S上にあつて、互い
に分離した点Pll,Pl2,Pl3,Pl4などを仮
想的発生光源として射出する。Therefore, the points Pl, P2, P3, P4, etc. serve as light sources for generating first-order diffracted light beams LBl, LB2, LB3, LB4, etc. These points Pl, P2,
Since points P3, P4, etc. are on the same plane SO along with point PO and are separated from each other, even if the first-order diffracted light beam LBi is focused on the recording medium by a normal focusing optical system, the individual points P3, P4, etc. The focal points of the beams should be separated from each other. When the AO modulation element 5 is arranged in the state shown in FIG. 4 with respect to the point PO, the first-order diffracted light beam LBi
, respectively, emit points Pll, Pl2, Pl3, Pl4, etc., which are located on the plane S together with the point PO and are separated from each other, as virtual light sources.
従つて、通常の集束レンズ系によつて、記録媒体上に1
次回折光ビリームLBlを集束させても、集束点は相二
互に分離して得られる。上記面SO,Sを、以下、1次
回折光ビームLBiの集束面と称する。Therefore, by using a normal focusing lens system, 1
Even if the second-order diffracted light beam LBl is focused, the focused points are obtained separately from each other. The above-mentioned surfaces SO, S are hereinafter referred to as the focusing surfaces of the first-order diffracted light beam LBi.
さて、複数ライン分を、複数ビームによつて、同時に走
査するためには、記録媒体上に集束されシた1次回折光
ビームLBiの集束点は、相互にライン間隔を保つて、
等間隔に位置しなければならない。Now, in order to simultaneously scan multiple lines with multiple beams, the convergence points of the first-order diffracted light beams LBi focused on the recording medium should be kept at line intervals,
Must be equally spaced.
このためには、点Pl,P2,P3,P4や点Pll,
Pl2,Pl3,Pl4などが、それぞれの集束面上で
、5等間隔とならねばならない。For this purpose, points Pl, P2, P3, P4, points Pll,
Pl2, Pl3, Pl4, etc. must be spaced at five equal intervals on each focusing surface.
このようにするには、高周波のキヤリアの振動数を所定
の条件で、相互に関係づけるのみで十分である。すなわ
ち、良く知られているように、AO変調素子5から射出
するl次回折光ビームLBiの偏3角θi(第5図参照
)は、レーザービームL.Bの波長λ、AO変調素子5
を伝わる超音波の伝幡速度V、高周波キヤリアの周波数
flに依存し、所謂ブラック条件に従つて、次式で与え
られる。To do this, it is sufficient to correlate the frequencies of the high-frequency carriers under certain conditions. That is, as is well known, the polarization angle θi (see FIG. 5) of the l-order diffracted light beam LBi emitted from the AO modulation element 5 is the polarization angle θi (see FIG. 5) of the laser beam L. B wavelength λ, AO modulation element 5
It depends on the propagation velocity V of the ultrasonic wave transmitted through the , and the frequency fl of the high frequency carrier, and is given by the following equation according to the so-called black condition.
λFiがVに比して小さいところから、この式は、λf
l近似的に θ1Z− とかける。Since λFi is small compared to V, this formula becomes λf
Approximately multiply by θ1Z-.
2V
Vは、AO変調素子5の材質に固有の定数であり、λは
レーザービームL.Bに固有の定数であるから、実際的
な装置において、上記偏角θiは、高周波キヤリアの周
波数f1のみに依存する。2V V is a constant specific to the material of the AO modulation element 5, and λ is a constant specific to the material of the laser beam L. Since it is a constant specific to B, in practical devices, the deflection angle θi depends only on the frequency f1 of the high-frequency carrier.
従つて複数組の情報をAO変調素子5に印加する際、こ
れらの情報を搬送する高周波キヤリアの振動数f1を等
差級数的とし、f1+1 −fl−δf(δfくFi)
とすれば、1次回折光ビームは互いに△θAOI2(θ
i+1−θi)−一だけ角度的にずれVて射出する。Therefore, when applying multiple sets of information to the AO modulation element 5, the frequency f1 of the high frequency carrier that conveys these information is set as an arithmetic series, and f1+1 - fl - δf (δf × Fi)
Then, the first-order diffracted light beams are mutually △θAOI2(θ
It is emitted with an angular deviation V of i+1-θi)-1.
ただし上記角度の単位はラジアンである。AO変調素子
5におけるビーム分割の分岐点と、レーザービームL.
Bの集束点POとの距離をDとすれば、集束面SO.S
上で点Pl,P2,P3,P4やPll,Pl2,Pl
3,P,4などの間隔△Pは、となるが、これは等間隔
である。However, the unit of the above angle is radian. The beam splitting point in the AO modulator 5 and the laser beam L.
If the distance between B and the focal point PO is D, then the focal plane SO. S
Above, the points Pl, P2, P3, P4 and Pll, Pl2, Pl
The interval ΔP of 3, P, 4, etc. is as follows, which is an equal interval.
具体的例として、レーザー光源1としてHeNeレーザ
ーを用い、AO変調素子5の変調部用結晶としてPbM
OO4を用いた場合を想定すれば、となる。As a specific example, a HeNe laser is used as the laser light source 1, and PbM is used as the crystal for the modulation part of the AO modulation element 5.
Assuming the case where OO4 is used, it becomes.
f1として175.5MHz、δfとして8,5MHz
を選定すれば、△Pは60μmになる。次に、集束面S
O上における1次回折光ビームのビーム径DFについて
、簡単にふれておく。上記ビーム径は、第1の集束光学
系である集束レンズ系4に入射するレーザービームL.
BのビームDO、集束レンズ系4の集点距離F、レーザ
ービームL.Bの波長λにより次式により与えられる。
ここに、kは定数であつて、その理論値はkである。π
以下に、本発明の第2の特徴である、第2および第3の
光学系の光学特件について説明する。175.5MHz as f1, 8.5MHz as δf
If , ΔP becomes 60 μm. Next, the focusing surface S
The beam diameter DF of the first-order diffracted light beam on O will be briefly described. The above beam diameter is determined by the laser beam L.
B beam DO, focal length F of the focusing lens system 4, laser beam L. The wavelength λ of B is given by the following equation.
Here, k is a constant, and its theoretical value is k. π The optical characteristics of the second and third optical systems, which is the second feature of the present invention, will be explained below.
なお、以下の説明において、AO変調素子5は、第3図
に示すように配設されているものとする。第6図および
第7図は、上記光学特・肚を説明するため、第2および
第3の光学系の配置を説明図として書きなおしたもので
ある。第6図は、側面図的説明図であり、第7図は平面
図的説明図である。図中、符号91は、回転多面鏡9の
、ビーム偏向に関与する鏡面を示している。ここで、縦
方向および横方向を、次のように定義する。In the following description, it is assumed that the AO modulation element 5 is arranged as shown in FIG. 6 and 7 are redrawn explanatory diagrams of the arrangement of the second and third optical systems in order to explain the above-mentioned optical characteristics. FIG. 6 is an explanatory side view, and FIG. 7 is an explanatory plan view. In the figure, reference numeral 91 indicates a mirror surface of the rotating polygon mirror 9 that is involved in beam deflection. Here, the vertical direction and the horizontal direction are defined as follows.
すなわち、縦方向とは、鏡面91の光偏向運動の軸方向
である。すなわち、該例においては、回転多面鏡9の回
動軸方向である。光偏向手段がガルバノミラーであると
きには、その鏡面の揺動軸方向を以て、縦方向とすべき
ことはいうまでもない。なお、上記回動軸方向、揺動軸
方向とは、軸ぶれのない、理想的状況における軸方向を
いう。横方向とは、光学系の光軸および上記縦方向の双
方に垂直な方向である。That is, the vertical direction is the axial direction of the light deflection movement of the mirror surface 91. That is, in this example, it is the direction of the rotation axis of the rotating polygon mirror 9. When the light deflection means is a galvanometer mirror, it goes without saying that the direction of the pivot axis of the mirror surface should be in the vertical direction. Note that the above-mentioned rotational axis direction and swinging axis direction refer to the axial direction in an ideal situation where there is no shaft wobbling. The horizontal direction is a direction perpendicular to both the optical axis of the optical system and the vertical direction.
従つて、実際には、鏡面91の、光路方向に関する前後
において、横方向は互いに異なる。さて、前述したよう
に、第2の光学系は結像レンズ系71とシリンドリカル
レンズ72とにより構成されるが、この第2の光学系は
、縦方向と横方向とにおいて異つた光学特性を有してい
る。Therefore, in reality, the lateral directions of the mirror surface 91 are different from each other in the front and back with respect to the optical path direction. Now, as mentioned above, the second optical system is composed of the imaging lens system 71 and the cylindrical lens 72, but this second optical system has different optical characteristics in the vertical and horizontal directions. are doing.
まず、縦方向についての光学特性を説明する。すなわち
、縦方向において、第2の光学系は、集束面SOの共役
面を、鏡面91の位置に有するのである。換言すれば、
第2の光学系は、集束面SO上の点Pl,P2,P3等
を発生光源とする1次回折光ビームLBiを、縦方向に
おいてのみ、上記共役面上に集束させるのである(第6
図参照)。次に、第3の光学系の縦方向の光学特性につ
いて説明する。第3の光学系は、前述したように、結像
レンズ系73とシリンドリカルレンズ74とによつて構
成されているが、その縦方向の光学特性は、上記共役面
と、記録媒体8の固面に一致した被走査面とを互いに共
役とすることである。First, optical characteristics in the vertical direction will be explained. That is, in the vertical direction, the second optical system has a conjugate surface of the focusing surface SO at the position of the mirror surface 91. In other words,
The second optical system focuses the first-order diffracted light beam LBi, whose light sources are points Pl, P2, P3, etc. on the focusing surface SO, onto the conjugate plane only in the vertical direction (sixth
(see figure). Next, the vertical optical characteristics of the third optical system will be explained. As described above, the third optical system is composed of the imaging lens system 73 and the cylindrical lens 74, and its longitudinal optical characteristics are determined by the conjugate surface and the solid surface of the recording medium 8. The object of the present invention is to make the surfaces to be scanned that coincide with each other conjugate with each other.
すなわち、第2の光学系により、縦方向において、上記
共役面上に集束した1次回折光ビームLBiは、第3の
光学系の縦方向の光学特性により、再び上記被走査面上
に集束するのである(第6図参照)。以上をまとめれば
、第2の光学系と、第3の光学系とは、縦方向に関する
限り、相互に独立した集束光学系として機能するという
ことができる。一方、横方向において、これら、第2お
よび第3の光学系は全く上記縦方向におけるとは異つた
光学特囲を有する。すなわち、横方向において、これら
第2および第3の光学系の光学特性は互いに協同し合い
、第2および第3の光学系の一組の複合光学系として機
能させる。That is, the first-order diffracted light beam LBi that is focused on the conjugate surface in the vertical direction by the second optical system is focused again on the scanned surface due to the optical characteristics of the third optical system in the vertical direction. Yes (see Figure 6). To summarize the above, it can be said that the second optical system and the third optical system function as mutually independent focusing optical systems as far as the vertical direction is concerned. On the other hand, in the lateral direction, these second and third optical systems have a completely different optical envelope than in the longitudinal direction. That is, in the lateral direction, the optical properties of the second and third optical systems cooperate with each other, allowing the second and third optical systems to function as a set of composite optical systems.
すなわち、第2および第3の光学系は、横方向において
は、互いに協同して、集束面SOと、上記被走査面とを
、相互に共役するのである。換言すれば、SO上の点P
l,P2,P3等を発生光源とする1次回折光ビームL
Biは、第7図に示すように横方向においては、第2お
よび第3の光学系の協同的な光学特性により、被走査面
上に集束するのである。このようにして、被走査面上に
は、1次回折光ビームLBiが、互いに等間隔にスポツ
ト状に集束するのである。That is, the second and third optical systems cooperate with each other in the lateral direction to make the focusing surface SO and the surface to be scanned mutually conjugated. In other words, point P on SO
1st-order diffracted light beam L whose generation light source is 1, P2, P3, etc.
As shown in FIG. 7, Bi is focused on the surface to be scanned in the lateral direction due to the cooperative optical characteristics of the second and third optical systems. In this way, the first-order diffracted light beams LBi are focused into spots on the surface to be scanned at equal intervals.
従つて、AO変調素子に画像信号を印加しつつ、回転多
面鏡9を矢印方向へ回動させれば、1次回折光ビームL
Blは周期的に偏向され、記録媒体8上に複数ライン分
の書出走査がなされる。Therefore, by rotating the rotating polygon mirror 9 in the direction of the arrow while applying an image signal to the AO modulation element, the first-order diffracted light beam L
Bl is periodically deflected, and a plurality of lines of write scanning are performed on the recording medium 8.
記録媒体8は該装置例においては、光導電柱の感光体で
あつて、これを矢印方向へ、回動させて、その周面を、
移動させれば、上記周面に、画像信号に応じた静電潜像
が形成される。この静電潜像を通常の電子写真における
プロセスに従つて処理すれば、適当な記録シート上に画
像を記録できる。ところで、書出走査中に、回転多面鏡
9の軸ぶれにより、鏡面91が第6図に符号91aで示
す破線のように傾いたとする。すると、それに応じて、
1次回折光ビームLBiも、縦方向において、破線で示
すように、その光路が変化するが、第3の光学系の作用
は、縦方向において、共役面土に結像している、発生光
源Pl,P2,P3などの像である、新たな発生光源P
lO,P2O,P3Oの像を被走査面上に結像すること
であつて、上記共役面上において、新たな発生光源Pl
O,P2O,P3Oの位置が移動しない以上、鏡面91
が、軸ぶれなどによつて微小角度、変動しても、被走査
面上における1次回折光ビームLBiの集束点は、縦方
向において移動せず、このようにして、前述の、書出走
査のピツチむらの発生が防止されるのである。なお、結
像レンズ系73としては、書出走査方向における、走査
速度を一定とするため、一般には、所謂f−θレンズ系
が用いられるのであるが、AO変調素子への画像信号の
印加において、画素情報の印加のタイミングを、1次回
折光ビームの偏向角αに応じて、COs2αに従つて変
化させることにより、上記f−θレンズ系に替えて、普
通の結像レンズ系を用いることが出来る。最後に、被走
査面上におけるビームスポツトのスポツト径と、書出ラ
インの線密度について簡単にふれる。In this example, the recording medium 8 is a photoreceptor in the form of a photoconductive column, and by rotating it in the direction of the arrow, its circumferential surface is
When it is moved, an electrostatic latent image is formed on the circumferential surface according to the image signal. If this electrostatic latent image is processed according to a normal electrophotographic process, an image can be recorded on a suitable recording sheet. By the way, suppose that the mirror surface 91 is tilted as indicated by the broken line 91a in FIG. 6 due to the axis vibration of the rotating polygon mirror 9 during the write start scan. Then, accordingly,
The optical path of the first-order diffracted light beam LBi also changes in the vertical direction as shown by the broken line, but the action of the third optical system is that the generated light source Pl, which is imaged on the conjugate plane in the vertical direction, , P2, P3, etc.
1O, P2O, P3O images are formed on the scanned surface, and on the conjugate surface, a new light source Pl is formed.
As long as the positions of O, P2O, and P3O do not move, the mirror surface 91
However, even if the angle changes by a small amount due to shaft vibration, the focal point of the first-order diffracted light beam LBi on the surface to be scanned does not move in the vertical direction, and in this way, the above-mentioned writing scan This prevents the occurrence of uneven pitch. As the imaging lens system 73, a so-called f-theta lens system is generally used in order to keep the scanning speed constant in the writing scanning direction. By changing the timing of application of pixel information according to COs2α according to the deflection angle α of the first-order diffracted light beam, it is possible to use an ordinary imaging lens system in place of the above f-θ lens system. I can do it. Finally, we will briefly touch on the spot diameter of the beam spot on the surface to be scanned and the linear density of the writing line.
第2の光学系による縦方向の結像倍率をM1、第3の光
学系による縦方向の結像倍率をM2、第2および第3の
光学系の協同による横方向の倍率をM3とすれば、前述
のDF(−kλF/DO)を用いて、上記ビームスボツ
トのスボツト径は、縦方向においてはMlM2dF、横
方向においてはM3dFとなり、一般にビームスポツト
の形状は、楕円形となる。If the vertical imaging magnification by the second optical system is M1, the vertical imaging magnification by the third optical system is M2, and the horizontal magnification by the cooperation of the second and third optical systems is M3. , using the aforementioned DF (-kλF/DO), the diameter of the beam spot is MlM2dF in the vertical direction and M3dF in the horizontal direction, and the shape of the beam spot is generally an ellipse.
条件MlM2−M3が満されるとき、ビームスポツトの
形状は円形となる。一方、集束面上において、発生光源
となる点Pl,P2などの間隔は、前述のとうり、であ
るから、被走査面上におけるビームスポツト間隔すなわ
ちライン間隔は、△P.MlM2ZλDM,M2δfで
与えられ、書出ライン密度URは
V
で与えられる。When the conditions MIM2-M3 are satisfied, the shape of the beam spot becomes circular. On the other hand, on the focusing surface, the spacing between the points Pl, P2, etc., which are light sources, is as described above, so the beam spot spacing, that is, the line spacing on the scanned surface is ΔP. It is given by MlM2ZλDM, M2δf, and the writing line density UR is given by V.
換言すれば、上記スポツト径は、集束レンズ系4への入
射ビーム径DO、同レンズ系の集点距離、第2および第
3の光学系の倍率を制御することにより調整でき、線密
度は、上記倍率、ビーム分割の分岐点と、レーザービー
ムL.Bの集束点POとの距離、高周波キヤリアの周波
数間隔を制御することにより調整できるのである。In other words, the spot diameter can be adjusted by controlling the incident beam diameter DO to the focusing lens system 4, the focusing distance of the lens system, and the magnification of the second and third optical systems, and the linear density is The above magnification, beam splitting point, and laser beam L. This can be adjusted by controlling the distance from B to the focal point PO and the frequency interval of the high frequency carrier.
以上、本発明によれば、書出走査におけるピツチむらの
発生を有効に防止でき、高価な光学系を用いることなく
、複数ライン同時書出走査を行ないうる、複数ビーム同
時走査装置を提供できる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a multi-beam simultaneous scanning device that can effectively prevent the occurrence of pitch unevenness in writing scan and can perform simultaneous writing scan of multiple lines without using an expensive optical system.
なお、本発明における、光学系の構成および、配置が、
実施例のものに限らないことはいうまでもない。すなわ
ち、例えば実施例に示す光学系において、結像レンズ7
1とシリンドリカルレンズ72、結像レンズ73とシリ
ンドリカルレンズ74を、それぞれ互いに入換えた構成
も考えられるし、結像レンズ71を省略することも考え
られる。また、第1の集束光学系として集束レンズ系4
に替えて、これと光学的に等価な凹面鏡を用いることが
出来るし、第2および第3の光学系に替えて、これらと
光学的に等価な、曲面鏡を用いることができる。In addition, in the present invention, the configuration and arrangement of the optical system are as follows:
It goes without saying that the present invention is not limited to the examples. That is, for example, in the optical system shown in the embodiment, the imaging lens 7
1 and the cylindrical lens 72, and the imaging lens 73 and the cylindrical lens 74 may be replaced with each other, or the imaging lens 71 may be omitted. Also, a focusing lens system 4 is used as a first focusing optical system.
Instead, a concave mirror optically equivalent to this can be used, and instead of the second and third optical systems, curved mirrors optically equivalent to these can be used.
第1図は、従来知られているビーム分割方式と、これを
複数ビーム同時走査方式に適用する場合の問題点とを説
明するための図、第2図は、本発明の1実施例を要部の
み示す斜視図、第3図乃至第7図は、本発明の原理を説
明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a conventionally known beam splitting method and problems when applying it to a multiple beam simultaneous scanning method, and FIG. 2 shows an example of an embodiment of the present invention. The perspective views showing only the parts and FIGS. 3 to 7 are diagrams for explaining the principle of the present invention.
Claims (1)
O変調素子に、周波数が互いに異なる複数の高周波キャ
リヤにより、複数組の信号を同時に印加し、上記信号に
応じて強度変調された複数本の1次回折光ビームを互い
に異なる方向へ射出せしめ、これら1次回折光ビームを
同時且周期的に偏光させて、感光性の記録媒体上に、複
数ライン分、同時に書出走査を行なう記録方式において
、AO変調素子に入射するレーザービームを1点に向つ
て集束させる、第1の集束光学系と、この第1の集束光
学系によるレーザービームの集束点とビーム分割の分岐
点とが分離するように、上記集束点から離れた位置に配
設されるAO変調素子と、このAO変調素子によりビー
ム分割された複数本の1次回折光ビームを、回動もしく
は揺動する鏡面によつて同時且つ周期的に偏向させる偏
向手段と、上記偏向手段の偏向に関与する鏡面と上記A
O変調素子から射出する複数本の1次回折光ビームの集
束面との間に介設される第3の光学系と、上記鏡面と記
録媒体との間に介設される第3の光学系とを有し、第2
の光学系の光学特性を、上記鏡面の光偏向運動の軸方向
(以下、縦方向という。 )に関してのみ、上記集束面の共役面が上記鏡面の位置
に一致するように定め、第3の光学系の光学特性を、上
記縦方向においてのみ、上記共役面と被走査面とが相互
に共役となるように、且つ光軸および上記縦方向に垂直
な横方向においては、上記第2の光学系と協同して、上
記集束面と上記被走査面とを相互に共役とするように定
めたことを特徴とする複数ビーム同時走査装置。[Claims] 1 A laser beam is incident on the AO modulation element, and the above A
A plurality of sets of signals are simultaneously applied to the O modulation element by a plurality of high-frequency carriers having mutually different frequencies, and a plurality of first-order diffracted light beams whose intensity is modulated according to the signals are emitted in mutually different directions. In a recording method that simultaneously and periodically polarizes the next-order diffracted light beam and simultaneously writes and scans multiple lines on a photosensitive recording medium, the laser beam incident on the AO modulation element is focused toward one point. a first focusing optical system, and an AO modulator disposed at a position away from the focusing point so that the focusing point of the laser beam by the first focusing optical system and the beam splitting point are separated. an element, a deflection means for simultaneously and periodically deflecting the plurality of first-order diffracted light beams split by the AO modulation element by means of a rotating or swinging mirror surface, and a deflection means that is involved in the deflection of the deflection means. Mirror surface and A above
a third optical system interposed between a converging surface of the plurality of first-order diffracted light beams emitted from the O modulation element; a third optical system interposed between the mirror surface and the recording medium; and the second
The optical characteristics of the optical system are determined such that the conjugate plane of the focusing surface coincides with the position of the mirror surface only in the axial direction of the optical deflection movement of the mirror surface (hereinafter referred to as the vertical direction), and the optical characteristics of the third optical system are The optical characteristics of the system are set such that the conjugate plane and the scanned surface are mutually conjugate only in the vertical direction, and in the horizontal direction perpendicular to the optical axis and the vertical direction, the second optical system A simultaneous multiple beam scanning device characterized in that the focusing surface and the scanning surface are determined to be mutually conjugate in cooperation with the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52097651A JPS5942855B2 (en) | 1977-08-15 | 1977-08-15 | Multiple beam simultaneous scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52097651A JPS5942855B2 (en) | 1977-08-15 | 1977-08-15 | Multiple beam simultaneous scanning device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5431743A JPS5431743A (en) | 1979-03-08 |
| JPS5942855B2 true JPS5942855B2 (en) | 1984-10-18 |
Family
ID=14197984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52097651A Expired JPS5942855B2 (en) | 1977-08-15 | 1977-08-15 | Multiple beam simultaneous scanning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942855B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0631637A (en) * | 1992-06-19 | 1994-02-08 | Shiyouken Kogyo Kk | Porous rubber abrasive for buff |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55157716A (en) * | 1979-05-28 | 1980-12-08 | Olympus Optical Co Ltd | Light beam scanner |
| JPS6128919A (en) * | 1984-07-20 | 1986-02-08 | Fuji Xerox Co Ltd | Laser beam scanning device |
| JPS6350810A (en) * | 1986-08-21 | 1988-03-03 | Seiko Epson Corp | optical scanning device |
-
1977
- 1977-08-15 JP JP52097651A patent/JPS5942855B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0631637A (en) * | 1992-06-19 | 1994-02-08 | Shiyouken Kogyo Kk | Porous rubber abrasive for buff |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5431743A (en) | 1979-03-08 |
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