JPH03144534A - 走査露光装置 - Google Patents

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〕 本発明は走査露光装置に係り、特に光源からの光を感光
体上に走査露光してこの感光体上に所望の画像を形成す
る走査露光装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から、感光体上に静電潜像パターンを形成する露光
装置として、レーザ光により感光体上に所望の画像を形
成する走査露光装置が多く用いられている。

このような走査露光装置においては、ポリゴンミラーあ
るいはガルバノミラ−を一定速度で回転駆動させながら
、このポリゴンミラーに、所望の画像信号に基づいて光
源から光を照射し、この光を前記ポリゴンミラーにより
偏向させ、感光体上に照射して走査露光させることによ
り、前記感光体上に所望の画像を形成するようにしてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記従来の走査露光装置においては、光源から
の照射光をポリゴンミラー等により反射して感光体上に
走査させるようにしているので、前記ポリゴンミラー等
の反射率により、光源からの光量が感光体に至るまでに
低下してしまい、感光体上に形成される画像の解像度等
の低下を招き、効率よく画像を形成することができない
という課題を有している。また、光源からの照射光の反
射をポリゴンミラーで行なう場合、このポリゴンミラー
の各鏡面の副走査方向への倒れにより、前記感光体上に
おいて各鏡面による走査位置が一致しなくなることがあ
るため、ポリゴンミラーからの反射光を結像させるレン
ズ系に面倒れ補正効果を持たせる必要があり、構造の複
雑化を招いてしまうという課題を有している。

本発明は前記した点に鑑みてなされたもので、簡単な構
成で、効率よく画像を形成することのできる走査露光装
置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため本発明に係る走査露光装置は、
所望の画像信号に基づいて、光源からの光を感光体上に
走査露光してこの感光体上に所望の画像を形成する走査
露光装置において、前記光源の照射光の光路上近傍に前
記光源からの照射光を前記感光体上に収束露光させる集
光レンズを配設し、前記集光レンズにこの集光レンズを
走査方向に振動させる加振器を取付けたものである。

〔作用〕 本発明によれば、所望の画像信号に基づいて、光源から
照射される光を集光レンズにより収束させるとともに、
加振器により集光レンズを振動させることにより、微小
スポットで感光体上を走査露光して感光体上に所望の画
像を形成するものであり、従来のように、光を反射させ
る必要がないので、極めて効率よく画像を形成すること
ができ、しかも、面倒れ補正等種々の補正が不要となる
ので、構成が簡単となり、容易に製造することができる
ものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第３図を参照して説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、光源として
の半導体レーザｌの照射光の光路上近傍には、集光レン
ズ２が配設されており、この集光レンズ２の焦点位置に
は、感光体としての感光体ドラム３が配設されている。

また、前記集光レンズ２には、加振器４が接続されてお
り、この加振器４により、前記集光レンズ２を第１図中
矢印方向に振動させるようになされている。

本実施例においては、所望の画像信号に基づいて、半導
体レーザーからレーザ光が発散され、この発散光は、集
光レンズ２により収束光となり、感光体ドラム３上に微
小スポットとして照射される。一方、前記半導体レーザ
ーからレーザ光を発散すると同時に、前記加振器４によ
り、前記集光レンズ２が加振され、相対的に出射点と集
光レンズ２の光軸が並進運動することにより、前記微小
スポットが感光体ドラム３のほぼ両端部に至るまで走査
露光され、前記感光体ドラム３上に所望の画像を形成す
るようになっている。

次に、本発明の動作について第２図を参照して解析する
。初めに、集光レンズ２は、大きさｙの物体を大きさｙ
　の像に拡大している。今、このレンズ２の焦点距離を
ｆとして、前側焦点位置から物体までの距離をｘ１後側
焦点位置から像までの距離を又　とすると、ニュートン
の公式である次式が成立する。

ｘ−ｘ　ａ＝　ｆ　２−　（１） また、横倍率βは、次式となる。

β＝ｙ　　／ｙ＝ｆ／ｘ　　　　　　　　・・・（２）
今、光の回折効果が無視できる大きさＷの物体Ａが集光
レンズ２により、大きさＷ　の像Ｂとして結像している
場合を考える。前記（１）、　（２１式により、位置関
係が表され、像Ｂの大きさＷ　は、横倍率βだけ拡大さ
れた次式で表される。

ア　＝　ｗ　ａ　ｆ　／　ｘ　　　　　　　　　　・・
・（３）また、集光レンズ２を光軸に対して垂直方向に
ｙだけ振らせた場合、物体として大きさＷの発光体を考
えれば、像面上を大きさＷ　のスポットがｙ　十ｙだけ
走査されることになる。

一方、大きさＷが光の波長程度である発光体の場合、回
折限界系の集光レンズ２を用いて、太きさＷａのスポッ
トに収束する状態は、光の強度分布をガウシアンと見れ
ば、ビームパラメータ法で記述できる。

すなわち、出射および入射位置での波面半径をそれぞれ
ＲｌＲ，同様に、ビーム半径をＷｌａ Ｗａ１間隔を２１波長をλとすれば、次式で表ばれる。

１　／　Ｑ　＝　１　／　Ｒ−ｉλ／（πＷ２）　　・
・・（４）ｑａ＝ｑ＋ｚ　　　　　　　　　　　　　…
（５）また、（４）式と同様に次式も得られる。

１／ｑ　　＝１／Ｒ−ｉλ／（πＷ２）ａ　　　　　　
　　　　　ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　ａ
・・・（６） ここで、ｑＳｑ　は、それぞれ出射および人身位置での
複素ビームパラメータと呼ばれるものマある。例えば、
発光体の出射点での波面半径Ｒ＝ωとすれば、集光レン
ズ２の入射側の複素ビーｌパラメータをｑ　１ビーム半
径をｗ　１波面半召１　　　　　　　　　１ ・・・（９） ｗｌ＝　（（ｘ＋　ｆ）　２＋（πｗ２／λ）２）λ２
／π２ｗ２が得られる。

集光レンズ２を薄肉レンズとみて出 【 射側の複素ビームパラメータをｑ２ とすれば、 ・・・（１０） ＝　（−ａ十ｉ　ｂ）　／　（ａ２＋ｂ２）・・・（ｌ
　ｌ） ａ　＝（Ｒｆ　）　／　（Ｒｔ　　ｆ　）ｂミλ／（π
ｗ　　２） 像面上の複素ビームパラメータをｑ３ として 配 （ａ２＋ｂ２）］ ・・・（１２） 一方、 １／ｑ　　＝１／Ｒ−ｉλ／（πＷ　２）３　　　　　
　　　３　　　　　　　　　　　　　　　ａである。ま
た、像面は、ビームウェスト位置Ｒ３＝■にあるので、 Ｘ　十ｆ＝ａ／（ａ２＋ｂ２）　　　・・・（１３）し
たがって、 ｗ　＝＼λｂ／　（π（ａ２＋ｂ２））　−（１４）こ
の大きさのスポットが像面上を走査されることになる。

したがって、本実施例においては、半導体レーザ１から
照射される光を集光レンズ２により収束させるとともに
、加振器４により集光レンズ２を振動させることにより
、微小スポットで感光体ドラム３上を走査露光するよう
にしたので、従来のように、光を反射させる必要がなく
、極めて効率よく画像を形成することができ、しかも、
種々の補正が不要となるので、構成が簡単となり、容易
に製造することが可能となる。

また、第３図は本発明の他の実施例を示したもので、３
つの半導体レーザ１，１・・・を配設し、これら各半導
体レーザ１に対応する位置に、それぞれ集光レンズ２，
２・・・が配設されている。前記各集光レンズ２には、
それぞれ加振器４，４・・・が取付けられており、前記
各集光レンズ２を前記加振器４により振動させることに
より、各半導体レーザ１および各集光レンズ２により、
感光体ドラム３の走査方向に３等分した範囲の走査を行
なうようになっている。

本実施例においては、所望の画像信号に基づいて、各半
導体レーザ１から順次光を発散させ、各半導体レーザ１
に対応する集光レンズ２により、前記発散光を収束させ
て感光体ドラム３のそれぞれの範囲の走査露光を行ない
、所望の画像を形成するようになっている。

本実施例においても、前記実施例と同様に、簡単な構成
で、極めて効率よく画像を形成することができる。なお
、本実施例においては、前記集光レンズの画角は、設計
上あまり大きくできず、また、レンズを振動させる必要
上、そのイナーシャを小さく押える必要があることを考
慮したものである。

なお、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく
、例えば、光源として半導体レーザの他、指向性を有す
るＬＥＤや絞りを通したハロゲンランプ等を用いてもよ
いし、また、加振器としてＰＺＴの他、板ばねで支持し
たムービングコイル方式を適用してもよく、必要に応じ
て種々変更することができるものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る走査露光装置は、光源か
ら照射される光を集光レンズにより収束させるとともに
、加振器により集光レンズを振動させることにより、微
小スポットで感光体上を走査露光するようにしたので、
極めて効率よく画像を形成することができ、しかも、種
々の補正が不要となるので、構成が簡単となり、容易に
製造することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、１ 第２図は本発明の光学原理を示す説明図、第３図は本発
明の他の実施例を示す概略構成図である。 １・・・半導体レーザ、 ２・・・集光レンズ、 ３・・・感光体ドラム、 ４・・・加振器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所望の画像信号に基づいて、光源からの光を感光体上に
   走査露光してこの感光体上に所望の画像を形成する走査
   露光装置において、前記光源の照射光の光路上近傍に前
   記光源からの照射光を前記感光体上に収束露光させる集
   光レンズを配設し、前記集光レンズにこの集光レンズを
   走査方向に振動させる加振器を取付けたことを特徴とす
   る走査露光装置。