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JP2006039190A - Optical recording apparatus - Google Patents

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JP2006039190A
JP2006039190A JP2004218580A JP2004218580A JP2006039190A JP 2006039190 A JP2006039190 A JP 2006039190A JP 2004218580 A JP2004218580 A JP 2004218580A JP 2004218580 A JP2004218580 A JP 2004218580A JP 2006039190 A JP2006039190 A JP 2006039190A
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Yasuyuki Shibayama
恭之 柴山
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Ricoh Printing Systems Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high recording quality without fluctuations in the scanning line gaps. <P>SOLUTION: A multibeam scanning optical recording apparatus has a light source for generating a plurality of beams which emits laser beams; a photoreceptor drum on which a plurality of focused spot lines are formed by laser beam scanning; and an optical system which transmits the laser beams which form the plurality of imaging focused spot lines. The multibeam scanning optical recording apparatus is characterized by that a reflection element array, including a micromirror array which is driven in accordance with the respective laser beams, is arranged in the optical system, and the scanning line gaps between the plurality of focused spot lines are adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複数のレーザ光を走査、変調することで光記録を行うレーザビームプリンタ等の光記録装置に属するものである。   The present invention belongs to an optical recording apparatus such as a laser beam printer that performs optical recording by scanning and modulating a plurality of laser beams.

レーザプリンタ、レーザファクシミリ等のレーザ走査型画像形成装置において、近年、高速・高解像度化を実現するための手段として、複数の光ビームによって感光体等の被走査面上に複数の走査線を同時に形成させるマルチビーム走査光学系が必須になっている。   In recent years, in laser scanning image forming apparatuses such as laser printers and laser facsimiles, a plurality of scanning lines are simultaneously formed on a surface to be scanned such as a photosensitive member by a plurality of light beams as means for realizing high speed and high resolution. A multi-beam scanning optical system to be formed is essential.

マルチビームにより複数の走査線を形成する手段としては、光源として複数の半導体レーザを用い、偏光ビームスプリッター等により各半導体レーザからの光ビームを合成するビーム合成方式、光源として複数の発光点を有する半導体レーザアレイを用いる方式、各々独立した半導体レーザから発した光を光ファイバに入射し、光ファイバの光出射側先端を互いに近接させ一列に配列して形成した光ファイバアレイを光源とする光ファイバアレイ方式等がよく知られている。例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5を挙げることができる。   As means for forming a plurality of scanning lines by multi-beams, a plurality of semiconductor lasers are used as a light source, a beam combining method for combining light beams from the respective semiconductor lasers by a polarization beam splitter, etc., and a plurality of light emitting points as a light source A system using a semiconductor laser array, an optical fiber having a light source formed from an optical fiber array in which light emitted from independent semiconductor lasers is incident on an optical fiber and the light emitting side tips of the optical fibers are arranged close to each other and arranged in a line An array method or the like is well known. For example, Patent Literature 1, Patent Literature 2, Patent Literature 3, Patent Literature 4, and Patent Literature 5 can be cited.

このうち、半導体レーザアレイは、簡素な光学系構成を実現できるが、素子自体の入手が困難で、特にビーム数が多くなった場合、その傾向は顕著に成なる。また、発振波長が短波長の半導体レーザアレイの製作は技術的困難を伴うため入手自体が難しく、仮に入手できたとしても非常に高価である。   Among these, the semiconductor laser array can realize a simple optical system configuration, but it is difficult to obtain the element itself, and the tendency becomes remarkable particularly when the number of beams increases. In addition, it is difficult to obtain a semiconductor laser array having a short oscillation wavelength because of technical difficulties, and even if it can be obtained, it is very expensive.

他方、ビーム合成方式は、汎用の半導体レーザを用いることができるという利点があるが、感光体上において所定の走査線間隔とするための調整精度が厳しく、また、温度変動や振動等による半導体レーザ間の微小な変動に対しても感光体上におけるビームの相対位置が大きく変動することがあるため走査線間隔を安定に保持することが困難であるという短所がある。   On the other hand, the beam synthesis method has an advantage that a general-purpose semiconductor laser can be used. However, the adjustment accuracy for setting a predetermined scanning line interval on the photosensitive member is strict, and the semiconductor laser is caused by temperature fluctuation or vibration. The relative position of the beam on the photosensitive member may fluctuate greatly even with minute fluctuations between them, so that it is difficult to keep the scanning line interval stable.

一方、光ファイバアレイ方式は、市中の汎用半導体レーザを用いることができる事に加え、光ファイバの先端をアレイ化することでビーム合成方式に用いられるような調整機構の厳しい精度は要求されないという長所がある。しかし、この方式は光ファイバアレイを形成する個々の光ファイバから出射するビームの配列精度がそのまま各ビームが感光体上に形成する走査線の間隔誤差に対応するため、光ファイバアレイを作製する場合には厳しい精度が要求される。このため、精度の悪い光ファイバアレイを用いた場合には画質に悪影響を及ぼすという問題がある。   On the other hand, the optical fiber array method can use general-purpose semiconductor lasers in the market, and the strict accuracy of the adjustment mechanism used in the beam synthesis method is not required by arraying the tip of the optical fiber. There are advantages. However, in this method, since the alignment accuracy of the beams emitted from the individual optical fibers forming the optical fiber array directly corresponds to the spacing error between the scanning lines formed on the photosensitive member, the optical fiber array is manufactured. Requires strict accuracy. For this reason, when an optical fiber array with low accuracy is used, there is a problem in that the image quality is adversely affected.

特開2003−131155号公報JP 2003-131155 A 特開平10−177145号公報JP-A-10-177145 特開平11−84283号公報JP-A-11-84283 特開2001−242403号公報JP 2001-242403 A 特開2003−35876号公報JP 2003-35876 A

上記のマルチビーム走査型の光記録装置において、複数ビーム発生光源の個々のビーム発生位置に誤差があった場合、一括走査を行う各々のビームが形成する走査線の間隔にも誤差が生じ、画質に悪影響する点である。   In the above-described multi-beam scanning optical recording apparatus, if there is an error in the individual beam generation positions of the multiple beam generation light sources, an error also occurs in the interval between the scanning lines formed by each beam that performs batch scanning. It is a point that adversely affects.

本発明は、上記の問題に対処し、複数ビーム発生光源の個々のビーム発生位置に誤差があっても、良好な記録画質を提供できるマルチビーム走査型の光記録装置を得ることを目的とする。   An object of the present invention is to address the above-described problems, and to obtain a multi-beam scanning type optical recording apparatus that can provide good recording image quality even if there is an error in the individual beam generation positions of a plurality of beam generation light sources. .

本発明は、マルチビーム走査型の光記録装置において、各々のレーザ光に対応して駆動可能なマイクロミラーアレイを含む反射素子アレイを光学系に介することで、感光ドラムに形成される複数の結像スポット列間の走査線間隔を調整できるようにしたことを特徴とする。   According to the present invention, in a multi-beam scanning type optical recording apparatus, a plurality of connections formed on a photosensitive drum are provided through a reflection element array including a micromirror array that can be driven corresponding to each laser beam. It is characterized in that the scanning line interval between image spot rows can be adjusted.

なお、更に具体的には、マイクロミラーアレイが次式を満足する位置に設けたことを特徴とする。   More specifically, the micromirror array is provided at a position satisfying the following expression.

Figure 2006039190
Figure 2006039190

ただし
L :複数ビーム発生光源からマイクロミラーアレイ配置位置までの距離
δFA:複数ビーム発生光源の各発光部の大きさで、中心光強度の1/(e
レベルの半幅
λ :光源波長
dFA:複数ビーム発生光源の各発光部の間隔
である。
Where L is the distance from the multiple beam generating light source to the position where the micromirror array is arranged δFA is the size of each light emitting portion of the multiple beam generating light source and 1 / (e 2 ) of the center light intensity
Level half width λ: Light source wavelength dFA: Interval between light emitting portions of a plurality of beam generating light sources.

本発明によれば、走査線間隔の誤差が反射素子アレイにより微調整ができるので、良好な記録画質を提供できる。   According to the present invention, since the error of the scanning line interval can be finely adjusted by the reflective element array, it is possible to provide a good recording image quality.

本発明は、複数列のレーザ光を同時に一括して走査するマルチビーム走査型の光記録装置において、走査線間隔のばらつき誤差の調整を反射素子アレイを用いることにより元になる光学系構成を大幅に変更すること無く簡易に実現した。   The present invention provides a multi-beam scanning type optical recording apparatus that simultaneously scans a plurality of rows of laser beams at once, and uses a reflective element array to greatly adjust the variation in scanning line interval variation. Realized easily without changing to.

以下に図を引用して本発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、図1に沿ってマルチビーム走査型光記録装置の光学系の概要から述べる。   First, the outline of the optical system of the multi-beam scanning optical recording apparatus will be described with reference to FIG.

半導体レーザモジュール部1〜5の内部は、各々独立した複数個の半導体レーザと半導体レーザから発した光を個々の半導体レーザに対応する光ファイバ6〜10に入射するためのカップリング光学系により構成される。   Each of the semiconductor laser module units 1 to 5 is constituted by a plurality of independent semiconductor lasers and a coupling optical system for making light emitted from the semiconductor lasers incident on optical fibers 6 to 10 corresponding to the individual semiconductor lasers. Is done.

光ファイバ6〜10には単一モード光ファイバが使用される。光ファイバ6〜10の光出射側先端は、互いに近接させ一列に配置した光ファイバアレイ11を形成しており、この光ファイバアレイ11から出射する光を複数ビーム発生光源として用いている。   Single mode optical fibers are used for the optical fibers 6 to 10. The light emission side tips of the optical fibers 6 to 10 form an optical fiber array 11 arranged close to each other and arranged in a row, and light emitted from the optical fiber array 11 is used as a light source for generating a plurality of beams.

個々の半導体レーザは、コントローラからの画像データ信号12にしたがってレーザドライバ13〜17を駆動させることで,光ファイバアレイ11先端からはそれぞれ独立に変調された個々のビーム18を出射する。図1では便宜上、5本のビームとしている。   Individual semiconductor lasers emit laser beams 13 to 17 according to the image data signal 12 from the controller, thereby emitting individually modulated beams 18 from the tips of the optical fiber array 11. In FIG. 1, for convenience, five beams are used.

光ファイバアレイ11から出射した光は、ミラー26、反射素子アレイとしてのマイクロミラーアレイ27を介してレンズ19によりコリメートされた後、レンズ20に入射し、レンズ20とレンズ21とで構成されるビームエキスパンダによりビーム幅が拡大された平行光に変換される。   The light emitted from the optical fiber array 11 is collimated by the lens 19 through the mirror 26 and the micromirror array 27 as a reflection element array, and then enters the lens 20 and is formed by the lens 20 and the lens 21. It is converted into parallel light with an expanded beam width by an expander.

光ファイバアレイ11からマイクロミラーアレイ27までの拡大図は、図7に示す。   An enlarged view from the optical fiber array 11 to the micromirror array 27 is shown in FIG.

レンズ21から出射した光は、その後、副走査方向にのみレンズパワーを有するシリンダレンズ22を透過後、回転多面鏡23、走査レンズ24により、感光ドラム25上にスポット列として結像され、個々に変調されたスポットが走査することにより感光ドラム25上に光記録が行われる。   Thereafter, the light emitted from the lens 21 passes through a cylinder lens 22 having lens power only in the sub-scanning direction, and is then imaged as a spot row on the photosensitive drum 25 by the rotary polygon mirror 23 and the scanning lens 24, and individually. Optical recording is performed on the photosensitive drum 25 by scanning the modulated spot.

この際、感光ドラム25上に結像される複数の結像スポット31〜35は、それぞれの結像スポットが形成する走査線が互いに密接するように斜め角度を持たせている。この斜め角度は、光ファイバアレイ11を光軸回りに回転調整することにより設定される。回転多面鏡23の前に配置されたシリンダレンズ22は、回転多面鏡23の回転時の揺動による走査線の副走査方向のずれをなくすためのもので、それぞれのビームを回転多面鏡23の面上に副走査方向に絞り込んでいる。   At this time, the plurality of imaging spots 31 to 35 imaged on the photosensitive drum 25 have an oblique angle so that the scanning lines formed by the respective imaging spots are in close contact with each other. This oblique angle is set by rotating and adjusting the optical fiber array 11 around the optical axis. The cylinder lens 22 disposed in front of the rotary polygon mirror 23 is for eliminating the deviation of the scanning line in the sub-scanning direction due to the swinging of the rotary polygon mirror 23 during rotation. The image is narrowed down in the sub-scanning direction on the surface.

図2と図3は、図1に示した光学系の部品配置位置の詳細を示す図で、図2は回転多面鏡23の回転面内の光学系、すなわち感光ドラム25上で主走査方向の光学系である。図3は、それとは垂直方向からみた光学系、すなわち副走査方向の光学系である。図2、図3では、煩雑を避けるために、ビーム数は3本で示してある。   2 and 3 are diagrams showing details of the component arrangement position of the optical system shown in FIG. 1, and FIG. 2 shows the optical system in the rotating plane of the rotary polygon mirror 23, that is, the photosensitive drum 25 in the main scanning direction. It is an optical system. FIG. 3 shows an optical system viewed from the vertical direction, that is, an optical system in the sub-scanning direction. In FIGS. 2 and 3, the number of beams is three in order to avoid complications.

図2、図3において、レンズ19、レンズ20、レンズ21、レンズ22の焦点距離をそれぞれfcol,fL1,fL2,fcylとするとき、光ファイバアレイ11とレンズ19の間隔はfcol、レンズ19とレンズ20の間隔はfcol+fL1、レンズ20とレンズ21の間隔は、(fL1+fL2)、レンズ21と回転多面鏡23の間隔は概略fL2に配置されている。   2 and 3, when the focal lengths of the lens 19, the lens 20, the lens 21, and the lens 22 are fcol, fL1, fL2, and fcyl, respectively, the distance between the optical fiber array 11 and the lens 19 is fcol, and the lens 19 and the lens. The distance 20 is fcol + fL1, the distance between the lens 20 and the lens 21 is (fL1 + fL2), and the distance between the lens 21 and the rotary polygon mirror 23 is approximately fL2.

このように配置することによって、図1において、光ファイバアレイ11から平行に発した各レーザ光の主光線を、レンズ20から出射後に再び平行とし、レンズ21を照射させる。その後、レンズ21を出射した各ビームの主光線を回転多面鏡23上で概略一致させる。こうすることで、複数のビームを用いた場合でも回転多面鏡23の大きさを大きくする必要はなく、従来のものを用いることができる。   By arranging in this way, in FIG. 1, the principal rays of the respective laser beams emitted in parallel from the optical fiber array 11 are made parallel again after being emitted from the lens 20, and the lens 21 is irradiated. Thereafter, the principal rays of the beams emitted from the lens 21 are approximately matched on the rotary polygon mirror 23. By doing so, it is not necessary to increase the size of the rotary polygon mirror 23 even when a plurality of beams are used, and a conventional one can be used.

つぎに、図2、図3により、光ファイバアレイ11から発した各々のレーザ光について説明する。   Next, each laser beam emitted from the optical fiber array 11 will be described with reference to FIGS.

光ファイバアレイ11の各光ファイバから出射するビームの径をδFA[μm]、各ビームの配置間隔をdFA[mm]とすると、レンズ19において光ファイバアレイ11から出射した各ビームがけられない条件の下では、レンズ19から出射後のビーム径DCOL、レンズ20、レンズ21間の結像スポット径δL1、および結像スポットの配列間隔dL1、レンズ21から出射後のビーム径DL2は、次式で表される。   Assuming that the diameter of the beam emitted from each optical fiber of the optical fiber array 11 is δFA [μm] and the arrangement interval of each beam is dFA [mm], the lens 19 has a condition that the beams emitted from the optical fiber array 11 cannot be removed. Below, the beam diameter DCOL after emission from the lens 19, the imaging spot diameter δL1 between the lens 20 and the lens 21, the arrangement interval dL1 of the imaging spots, and the beam diameter DL2 after emission from the lens 21 are expressed by the following equations. Is done.

DCOL=4・λ・fcol/(π・δFA)[mm]……(式1)
δL1=δFA・(fL1/fcol)[mm] ………(式2)
dL1=dFA・(fL1/fcol)[mm] ………(式3)
DL2=4・λ・fcol・fL2/(fL1・π・δFA)[mm]…(式4)
ここで,λは光の波長である。
DCOL = 4 · λ · fcol / (π · δFA) [mm] (Formula 1)
δL1 = δFA · (fL1 / fcol) [mm] (Equation 2)
dL1 = dFA · (fL1 / fcol) [mm] (Equation 3)
DL2 = 4 · λ · fcol · fL2 / (fL1 · π · δFA) [mm] (Formula 4)
Here, λ is the wavelength of light.

一方,図3の副走査方向の光学系においては,レンズ21を出射し、ビーム径DL2=4・λ・fcol・fL2/(fL1・π・δFA)[mm]の平行光になるところまでは図2の光学系と同じであるが、レンズ21を出射した光はシリンダレンズ22により回転多面鏡23上に絞りこまれる。   On the other hand, in the optical system in the sub-scanning direction of FIG. 3, until the lens 21 emits parallel light having a beam diameter DL2 = 4 · λ · fcol · fL2 / (fL1 · π · δFA) [mm]. Although it is the same as the optical system of FIG. 2, the light emitted from the lens 21 is narrowed down on the rotary polygon mirror 23 by the cylinder lens 22.

このときの回転多面鏡23上に絞り込まれたスポットの副走査方向の大きさ(縦径)をδPOL[μm]とすると、δPOLは次式で表される。
δPOL={(fL1・fcyl)/(fcol・fL2)}δFA[μm]…(式5)
また、回転多面鏡23上に絞り込まれたスポットの副走査方向の間隔をPPOLとすると、次式の関係が成り立つ。
If the size (vertical diameter) in the sub-scanning direction of the spot focused on the rotary polygon mirror 23 is δPOL [μm], δPOL is expressed by the following equation.
δPOL = {(fL1 · fcyl) / (fcol · fL2)} δFA [μm] (Expression 5)
Further, when the interval in the sub-scanning direction of the spots narrowed down on the rotary polygon mirror 23 is PPOL, the following relationship is established.

PPOL∝{(fL1・fcyl)/(fcol・fL2)}……(式6)
従って、回転多面鏡23の反射面には、図4のように横幅DL2[mm]、縦幅δPOL[μm]、間隔PPOLの光スポットが形成される。
PPOL∝ {(fL1 · fcyl) / (fcol · fL2)} (Expression 6)
Therefore, a light spot having a horizontal width DL2 [mm], a vertical width δPOL [μm], and an interval PPOL is formed on the reflecting surface of the rotary polygon mirror 23 as shown in FIG.

回転多面鏡23で反射した光は走査レンズ24により感光ドラム25上に結像する。このとき,走査レンズ24の焦点距離をfFΘとすると,感光ドラム上での結像スポット径は次式で表される。   The light reflected by the rotary polygon mirror 23 forms an image on the photosensitive drum 25 by the scanning lens 24. At this time, if the focal length of the scanning lens 24 is fFΘ, the imaging spot diameter on the photosensitive drum is expressed by the following equation.

ωx={(fL1・fFΘ)/(fcol・fL2)}δFA[μm]……(式7)
ωy=mδPOL=m{(fL1・fcyl)/(fcol・fL2)}δFA[μm]……(式8)
ここで、ωxは走査方向の結像スポット径、ωyは副走査方向の結像スポット径、またmは走査レンズ24の副走査方向の倍率である。
ωx = {(fL1 · fFΘ) / (fcol · fL2)} δFA [μm] (Expression 7)
ωy = mδPOL = m {(fL1 · fcyl) / (fcol · fL2)} δFA [μm] (Equation 8)
Here, ωx is the imaging spot diameter in the scanning direction, ωy is the imaging spot diameter in the sub-scanning direction, and m is the magnification of the scanning lens 24 in the sub-scanning direction.

つまり、この光学系の全体倍率は、主走査方向をmmain、副走査方向をmsubとすると次式で表される。   That is, the overall magnification of this optical system is expressed by the following equation, where mmain is the main scanning direction and msub is the sub-scanning direction.

mmain=ωx/δ={(fL1・fFΘ)/(fcol・fL2)}……(式9)
msub=ωy/δ=m{(fL1・fcyl)/(fcol・fL2)}…(式10)
後述するように感光ドラム25上に配列される結像スポット列の走査線に対する角度は小さいので,個々の結像スポット間隔をdDRUMとすると、dDRUMは、(式9)を用いて次式で近似される。
mmain = ωx / δ = {(fL1 · fFΘ) / (fcol · fL2)} (Equation 9)
msub = ωy / δ = m {(fL1 · fcyl) / (fcol · fL2)} (Equation 10)
As will be described later, since the angle of the imaging spot row arranged on the photosensitive drum 25 with respect to the scanning line is small, dDRUM is approximated by the following equation using (Equation 9), where each imaging spot interval is dDRUM. Is done.

dDRUM≒mmain・dFA
=dFA・{(fL1・fFΘ)/(fcol・fL2)}[mm]…(式11)
光走査方向に対する多ビームの結像スポットの傾きをΨとすると走査線間隔pitchは、次式で与えられる。
dDRUM ≒ mmain ・ dFA
= DFA · {(fL1 · fFΘ) / (fcol · fL2)} [mm] (Equation 11)
If the inclination of the multi-beam imaging spot with respect to the optical scanning direction is ψ, the scanning line interval pitch is given by the following equation.

pitch=dDRUM・sinΨ
=dFA・{(fL1・fFΘ)/(fcol・fL2)}・sinΨ[mm]………(式12)
さて,上述した光学系の各変数に具体的な数値を代入して600[dot/inch]の解像度をもつ光記録装置を考えてみる。
pitch = dDRUM · sinΨ
= DFA · {(fL1 · fFΘ) / (fcol · fL2)} · sinψ [mm] (Equation 12)
Consider an optical recording apparatus having a resolution of 600 [dot / inch] by substituting specific numerical values for each variable of the optical system described above.

光源波長をλ=0.635[μm]、光ファイバアレイ11の発光スポット径をδFA=5[μm]、ビーム間隔をdFA=0.25[mm]、レンズ19の焦点距離をfcol=20[mm]、レンズ20の焦点距離をfL1=200[mm]、レンズ21の焦点距離をfL2=400[mm]、レンズ22の焦点距離をfcyl=200[mm]、レンズ24の焦点距離をfFΘ=400[mm]、レンズ24の倍率をm=2[倍]とすると、DCOL、δL1、dL1、DL2、およびdDRUMは、
DCOL=3.234[mm]………(式13)
δL1=50[μm]………(式14)
dL1=2.5[mm]………(式15)
DL2=6.468[mm]……(式16)
dDRUM=2.5[mm]……(式17)
となる。
The light source wavelength is λ = 0.635 [μm], the emission spot diameter of the optical fiber array 11 is δFA = 5 [μm], the beam interval is dFA = 0.25 [mm], and the focal length of the lens 19 is fcol = 20 [ mm], the focal length of the lens 20 is fL1 = 200 [mm], the focal length of the lens 21 is fL2 = 400 [mm], the focal length of the lens 22 is fcyl = 200 [mm], and the focal length of the lens 24 is fFΘ = If 400 [mm] and the magnification of the lens 24 is m = 2 [times], DCOL, δL1, dL1, DL2, and dDRUM are
DCOL = 3.234 [mm] (Equation 13)
δL1 = 50 [μm] (Equation 14)
dL1 = 2.5 [mm] (Equation 15)
DL2 = 6.468 [mm] (Expression 16)
dDRUM = 2.5 [mm] (Expression 17)
It becomes.

また,主走査方向,副走査方向の光学系の全体倍率をそれぞれmmain,msub,主走査方向,副走査方向の結像スポット径をそれぞれωx,ωyとすると,
mmain=10[倍]……(18)
msub=10[倍]………(19)
ωx=50[μm]…………(20)
ωy=50[μm]…………(21)
となる。
Also, assuming that the overall magnification of the optical system in the main scanning direction and the sub scanning direction is mmain and msub, respectively, and the imaging spot diameters in the main scanning direction and the sub scanning direction are ωx and ωy, respectively.
mmain = 10 [times] …… (18)
msub = 10 [times] (19)
ωx = 50 [μm] ………… (20)
ωy = 50 [μm] ………… (21)
It becomes.

また,感光ドラム25上結像スポット列の走査線に対する角度Ψは,Ψ=0.97[deg]に設定すれば,(式12)より,
pitch=0.25・{(200・400)/(20・400)}・sin0.97
=42.3[μm]………(式22)
となり,解像度600[dot/inch]の走査線間隔になる。
Further, if the angle ψ with respect to the scanning line of the imaging spot row on the photosensitive drum 25 is set to ψ = 0.97 [deg], from (Equation 12),
pitch = 0.25 · {(200 · 400) / (20 · 400)} · sin 0.97
= 42.3 [μm] (Equation 22)
Thus, the scanning line interval has a resolution of 600 [dot / inch].

以上の光学系において、光ファイバアレイ11を形成する光ファイバに配置誤差がある場合には感光ドラム25の走査線間隔が所望の値にならないという問題が生じる。例えば、図5に示す光ファイバアレイ11の出射端面のように、光ファイバアレイ11を形成する光ファイバ36〜40のうちの1本に配置誤差がある場合、光ファイバ38のビーム出射領部が、その他の光ファイバのビーム出射部配列位置からずれるために、図6に示すように感光ドラム25上を一括走査する走査線の間隔にばらつき誤差が生じ、画質を劣化させる原因となる。   In the above optical system, when there is an arrangement error in the optical fibers forming the optical fiber array 11, there arises a problem that the scanning line interval of the photosensitive drum 25 does not become a desired value. For example, when there is an arrangement error in one of the optical fibers 36 to 40 forming the optical fiber array 11 as in the emission end face of the optical fiber array 11 shown in FIG. Further, as shown in FIG. 6, the deviation from the beam emitting portion arrangement position of other optical fibers causes a variation error in the interval between scanning lines for collectively scanning on the photosensitive drum 25, which causes the image quality to deteriorate.

そこで、この問題を解決するために本発明の光記録装置は、光ファイバアレイ11で生じた光ファイバの配列誤差に起因する走査線間隔誤差を、図1に示した光路中に配置したマイクロミラーアレイ27を各々のビームに対応させて駆動し、反射角度を変えることによって走査線間隔誤差の補正を行う。これにより、走査線間隔のばらつきがない良質な記録画質を得ることができる。   Therefore, in order to solve this problem, the optical recording apparatus of the present invention is a micromirror in which the scanning line interval error caused by the optical fiber array error generated in the optical fiber array 11 is arranged in the optical path shown in FIG. The array 27 is driven corresponding to each beam, and the scanning line interval error is corrected by changing the reflection angle. As a result, it is possible to obtain a high-quality print image quality with no variation in the scanning line interval.

なお、それぞれのビームに対応して反射角度が可変できるマイクロミラーアレイは、「光マイクロマシン(2002年,オーム社)」、「マイクロマシン技術と応用(2002年,技術情報センター)」等に記載されているように近年ではシリコン基板をエッティングしてMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いることにより作製可能である。   Micromirror arrays whose reflection angles can be varied according to the respective beams are described in “Optical Micromachine (2002, Ohm)”, “Micromachine Technology and Applications (2002, Technical Information Center)”, etc. As described above, in recent years, it can be manufactured by etching a silicon substrate and using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technique.

ここで,図8に示すように,光ファイバアレイ11から出射するビームが、出射端でビームウェスト2δFAのガウシアンビーム(中心光強度の1/(e)の全幅)とすると、出射面からの距離zの位置におけるビームサイズ2ω(中心光強度の1/(e)の全幅)は次式で表される。 Here, as shown in FIG. 8, when the beam emitted from the optical fiber array 11 is a Gaussian beam having a beam waist 2δFA (full width of 1 / (e 2 ) of the center light intensity) at the emission end, The beam size 2ω (the full width of 1 / (e 2 ) of the central light intensity) at the position of the distance z is expressed by the following equation.

2ω(z)=2δFA√[1+{(λ・z)/(π・δFA)}]……(式A)
ただし、λは光源波長である。
2ω (z) = 2δFA√ [1 + {(λ · z) / (π · δFA 2 )} 2 ] (Formula A)
Where λ is the light source wavelength.

これより、(式A)式を用いてガウシアンビームの2倍の大きさが、隣接するビームと重ならない領域を求めると、次式を得る。   From this, the following equation is obtained when an area in which the size of twice the Gaussian beam does not overlap with the adjacent beam is obtained using equation (A).

Figure 2006039190
Figure 2006039190

ただし、Lは複数ビーム発生光源からマイクロミラーアレイ配置位置までの距離である。
これより、マイクロミラーアレイ27は,上記した(式B)を満足する位置に配置することによって隣接ビームと干渉せずに各ビーム独立の偏向ができ、光ファイバアレイ11で生じた光ファイバの配列誤差に起因する,感光ドラム25上の走査線間隔のずれを補正することができる。
However, L is the distance from the multiple beam generating light source to the micromirror array arrangement position.
As a result, the micromirror array 27 can be deflected independently from each other without interfering with adjacent beams by being arranged at a position satisfying the above-described (formula B), and the arrangement of the optical fibers generated in the optical fiber array 11 It is possible to correct the deviation of the scanning line interval on the photosensitive drum 25 caused by the error.

なお、この際、図1に示した光学系の感光ドラム25のビーム走査面と等価な位置にはビーム間隔検出器41が配置されており、これによって検出された走査線間隔誤差は、マイクロミラーアレイ制御回路42にフィードバックし、各マイクロミラーアレイを可動することで自動的に走査線間隔誤差を解消させることができる。   At this time, the beam interval detector 41 is disposed at a position equivalent to the beam scanning surface of the photosensitive drum 25 of the optical system shown in FIG. 1, and the scanning line interval error detected thereby is the micromirror. By feeding back to the array control circuit 42 and moving each micromirror array, it is possible to automatically eliminate the scanning line interval error.

以上、上記実施例では光記録装置で用いるビーム本数は5本としたが、ビーム本数はこれに限るものではなく5本以上であってもよい。   As described above, in the above embodiment, the number of beams used in the optical recording apparatus is 5. However, the number of beams is not limited to this and may be 5 or more.

また、マルチビームによる光記録方式として、複数の半導体レーザを用い、偏光ビームスプリッター等により各半導体レーザからの光ビームを合成するビーム合成方式、光源として複数の発光点を有する半導体レーザアレイを用いる方式にも本発明は適用できる。   In addition, as a multi-beam optical recording method, a plurality of semiconductor lasers are used, a beam combining method in which light beams from the respective semiconductor lasers are combined by a polarization beam splitter, etc., and a method in which a semiconductor laser array having a plurality of light emitting points is used as a light source. The present invention is also applicable.

本発明の実施例を係わるもので、光記録装置の光学系概略を示す図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which concerns on the Example of this invention and shows the optical system outline of an optical recording device. 本発明の実施例を係わるもので、光記録装置の光学系に関する主走査方向の部品の位置関係を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the positional relationship of components in the main scanning direction with respect to the optical system of the optical recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例を係わるもので、光記録装置光学系に関する副走査方向の部品の位置関係を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a positional relationship of components in the sub-scanning direction with respect to the optical system of the optical recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例を係わるもので、光記録装置光学系の回転多面鏡部でのビーム配置関係を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a beam arrangement relationship in a rotary polygon mirror portion of an optical system of an optical recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例を係わるもので、光ファイバアレイのファイバ配置誤差の説明図である。It is an explanatory view of the fiber arrangement error of the optical fiber array according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施例を係わるもので、走査線間隔誤差の説明図である。It relates to the embodiment of the present invention and is an explanatory diagram of a scanning line interval error. 本発明の実施例を係わるもので、光ファイバアレイからマイクロミラーアレイまでの拡大図。FIG. 4 is an enlarged view from an optical fiber array to a micromirror array according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例を係わるもので、マイクロミラーアレイ配置位置の説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…半導体レーザモジュール、2…半導体レーザモジュール、3…半導体レーザモジュール、4…半導体レーザモジュール、5…半導体レーザモジュール、6…光ファイバ、7…光ファイバ、8…光ファイバ、9…光ファイバ、10…光ファイバ、11…光ファイバアレイ、12…画像データ信号、13…半導体レーザドライバ、14…半導体レーザドライバ、15…半導体レーザドライバ、16…半導体レーザドライバ、17…半導体レーザドライバ、18…光ファイバアレイ出射ビーム、19…レンズ、20…レンズ、21…レンズ、22…シリンダレンズ、23…回転多面鏡、24…走査レンズ、25…感光ドラム、26…ミラー、27…マイクロミラーアレイ、31…結像スポット、32…結像スポット、33…結像スポット、34…結像スポット、35…結像スポット、36…光ファイバの光出射端、37…光ファイバの光出射端、38…光ファイバの光出射端、39…光ファイバの光出射端、40…光ファイバの光出射端、41…ビーム間隔検出装置、42…マイクロミラーアレイ制御回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser module, 2 ... Semiconductor laser module, 3 ... Semiconductor laser module, 4 ... Semiconductor laser module, 5 ... Semiconductor laser module, 6 ... Optical fiber, 7 ... Optical fiber, 8 ... Optical fiber, 9 ... Optical fiber, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical fiber, 11 ... Optical fiber array, 12 ... Image data signal, 13 ... Semiconductor laser driver, 14 ... Semiconductor laser driver, 15 ... Semiconductor laser driver, 16 ... Semiconductor laser driver, 17 ... Semiconductor laser driver, 18 ... Light Fiber array outgoing beam, 19 ... lens, 20 ... lens, 21 ... lens, 22 ... cylinder lens, 23 ... rotating polygon mirror, 24 ... scanning lens, 25 ... photosensitive drum, 26 ... mirror, 27 ... micromirror array, 31 ... Imaging spot 32 ... imaging spot 33 ... imaging spot 34 Imaging spot, 35 ... imaging spot, 36 ... light exit end of optical fiber, 37 ... light exit end of optical fiber, 38 ... light exit end of optical fiber, 39 ... light exit end of optical fiber, 40 ... optical fiber , 41... A beam interval detector, 42... Micromirror array control circuit.

Claims (5)

レーザ光を発する複数ビーム発生光源と、前記レーザ光の走査により結像される複数の結像スポット列が並ぶように形成される感光ドラムと、前記複数の結像スポット列を形成する前記レーザ光を伝達する光学系とを有するマルチビーム走査型の光記録装置において、
各々の前記レーザ光に対応して駆動可能なマイクロミラーアレイを含む反射素子アレイを前記光学系に配して、前記複数の結像スポット列間の走査線間隔を調整できるようにしたことを特徴とする光記録装置。
A plurality of beam generating light sources for emitting laser light, a photosensitive drum formed so that a plurality of imaging spot rows imaged by scanning of the laser light are arranged, and the laser light forming the plurality of imaging spot rows A multi-beam scanning type optical recording apparatus having an optical system for transmitting
A reflection element array including a micromirror array that can be driven corresponding to each of the laser beams is arranged in the optical system so that a scanning line interval between the plurality of imaging spot rows can be adjusted. An optical recording apparatus.
レーザ光を発する複数ビーム発生光源と、前記レーザ光の走査により結像される複数の結像スポット列が外周表面に並ぶように形成される感光ドラムと、前記複数の結像スポット列を形成する前記レーザ光を伝達する光学系とを有し、
前記光学系は、前記複数ビーム発生光源に接続される光ファイバと、この光ファイバの光出射端側に続いて並ぶ反射鏡、レンズ、回転多面鏡を有し、
前記反射鏡と前記レンズの間に、各々の前記レーザ光に対応して駆動可能なマイクロミラーアレイを含む反射素子アレイを配して、前記複数の結像スポット列間の走査線間隔を調整できるようにしたことを特徴とする光記録装置。
A plurality of beam generating light sources that emit laser light, a photosensitive drum that is formed so that a plurality of imaging spot rows that are imaged by scanning of the laser light are arranged on an outer peripheral surface, and the plurality of imaging spot rows are formed An optical system for transmitting the laser light,
The optical system includes an optical fiber connected to the plurality of beam generation light sources, and a reflecting mirror, a lens, and a rotating polygonal mirror arranged next to the light emitting end side of the optical fiber,
A reflective element array including a micromirror array that can be driven corresponding to each of the laser beams is disposed between the reflective mirror and the lens, and a scanning line interval between the plurality of imaging spot rows can be adjusted. An optical recording apparatus characterized by being configured as described above.
レーザ光を発する複数ビーム発生光源と、前記レーザ光の走査により結像される複数の結像スポット列が外周表面に並ぶように形成される感光ドラムと、前記複数の結像スポット列を形成する前記レーザ光を伝達する光学系とを有するマルチビーム走査型の光記録装置において、
各々の前記レーザ光に対応して駆動可能なマイクロミラーアレイを含む反射素子アレイを前記光学系に設け、
前記複数の結像スポット列間の走査線間隔を検知するビーム間隔検出装置を設け、
前記ビーム間隔検出装置の検知に応じて反射素子アレイを制御することにより、前記複数の結像スポット列間の走査線間隔を調整するようにしたことを特徴とする光記録装置。
A plurality of beam generating light sources that emit laser light, a photosensitive drum that is formed so that a plurality of imaging spot rows that are imaged by scanning of the laser light are arranged on an outer peripheral surface, and the plurality of imaging spot rows are formed In a multi-beam scanning optical recording apparatus having an optical system for transmitting the laser light,
A reflective element array including a micromirror array that can be driven corresponding to each laser beam is provided in the optical system,
A beam interval detector for detecting a scanning line interval between the plurality of imaging spot rows is provided;
An optical recording apparatus characterized by adjusting a scanning line interval between the plurality of imaging spot rows by controlling a reflection element array in accordance with detection by the beam interval detection device.
複数ビーム発生光源から発した個々のレーザ光を、それぞれ独立して反射させるためのマイクロミラーアレイを含む反射素子アレイは、次式を満足する位置に設けたことを特徴とする請求項1記載の光記録装置。
Figure 2006039190
ただし
L :複数ビーム発生光源からマイクロミラーアレイ配置位置までの距離
δFA:複数ビーム発生光源の各発光部の大きさで、中心光強度の1/(e
レベルの半幅
λ :光源波長
dFA:複数ビーム発生光源の各発光部の間隔
である。
2. The reflection element array including a micromirror array for independently reflecting individual laser beams emitted from a plurality of beam generation light sources is provided at a position satisfying the following expression. Optical recording device.
Figure 2006039190
Where L is the distance from the multiple beam generating light source to the position where the micromirror array is arranged δFA is the size of each light emitting portion of the multiple beam generating light source and 1 / (e 2 ) of the center light intensity
Level half width λ: Light source wavelength dFA: Interval between light emitting portions of a plurality of beam generating light sources.
各々独立した複数個の半導体レーザから発した光を該半導体レーザに対応する各々の光ファイバに入射するための半導体レーザモジュール部と、前記各々の光ファイバの光出射側先端が互いに近接して一列に配置される光ファイバアレイとを有し、前記光ファイバアレイから出射する光を複数ビーム発生光源として用いることを特徴とする請求項1記載の光記録装置。
A semiconductor laser module section for entering light emitted from a plurality of independent semiconductor lasers into each optical fiber corresponding to the semiconductor laser and a light emitting side tip of each optical fiber are close to each other in a row The optical recording apparatus according to claim 1, further comprising: an optical fiber array disposed on the optical fiber array, wherein the light emitted from the optical fiber array is used as a light source for generating a plurality of beams.
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