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JPH05307151A - Method and device for deflection scanning - Google Patents

Method and device for deflection scanning

Info

Publication number
JPH05307151A
JPH05307151A JP4137645A JP13764592A JPH05307151A JP H05307151 A JPH05307151 A JP H05307151A JP 4137645 A JP4137645 A JP 4137645A JP 13764592 A JP13764592 A JP 13764592A JP H05307151 A JPH05307151 A JP H05307151A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bessel
bessel beam
lens
intensity distribution
deflection scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4137645A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Suzuki
雅之 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP4137645A priority Critical patent/JPH05307151A/en
Publication of JPH05307151A publication Critical patent/JPH05307151A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the deflection scanning device which has a high resolution and is inexpensive. CONSTITUTION:The laser light L1 emitted by a light source 1 becomes a Bessel beam L2 which has a focus position on a plane A through a Bessel beam generating device 2 and the beam is converged on the reflecting surface of a rotary polygon mirror 4 through a condenser lens 3. The Bessel beam L3 after deflection scanning by the rotary polygon mirror 4 form a beam spot on the surface of a rotary drum D through an image forming lens system 7 consisting of spherical lenses 5 and a toric lens 6. The beam spot has an intensity distribution which is almost proportional to the square of a Bessel function of the 1st class and degree 0 and the depth of focus is large even when the diameter is made small, so the possibility of out-of-forcus is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタやレー
ザファクシミリに用いられる偏向走査方法およびその装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deflection scanning method and apparatus used in laser printers and laser facsimiles.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザプリンタやレーザファクシミリに
使用される偏向走査装置の1例を図12について説明す
る。光源101から発生するレーザ光L0 は、コリメー
タレンズ102によって平行化されたのちにシリンドリ
カルレンズ103によって線状に集光され、回転多面鏡
104の複数の鏡面104a〜104dからなる反射面
に照射される。回転多面鏡104の各鏡面104a〜1
04dによって偏向走査されたレーザ光L0 は、像面湾
曲を補正する球面レンズ105およびトーリックレンズ
106を有する結像レンズ系107を経て回転ドラムD
0 上の感光体(図示せず)に到達する。感光体に到達し
たレーザ光L0 は、前記回転多面鏡104の回転による
主走査、および前記回転ドラムD0 の回転による副走査
によって前記感光体に静電潜像を形成する。
2. Description of the Related Art An example of a deflection scanning device used in a laser printer or a laser facsimile will be described with reference to FIG. The laser light L 0 generated from the light source 101 is collimated by the collimator lens 102, linearly condensed by the cylindrical lens 103, and irradiated on the reflecting surface of the rotary polygon mirror 104, which is composed of a plurality of mirror surfaces 104 a to 104 d. It Each mirror surface 104a to 1 of the rotary polygon mirror 104
The laser beam L 0 deflected and scanned by 04d passes through an image forming lens system 107 having a spherical lens 105 and a toric lens 106 for correcting the field curvature, and then the rotary drum D.
And it reaches the photosensitive member on 0 (not shown). The laser beam L 0 reaching the photoconductor forms an electrostatic latent image on the photoconductor by the main scanning by the rotation of the rotary polygon mirror 104 and the sub-scanning by the rotation of the rotary drum D 0 .

【0003】従来、このような光学系によって回転ドラ
ムの表面に結像される点像の強度分布はガウス分布に近
似しており、前記点像の直径dは以下のように表わされ
る。(光学、第10巻第5号(1981)p.306参
照。) d=1.27λF・・・・・(1) ここで、λ:レーザ光の波長 F:結像ビームのFナンバー 近年、より高性能のレーザプリンタやレーザファクシミ
リの開発が進み、これに伴って偏向走査装置もより解像
度が高く、しかも製造コストの低いものが望まれてい
る。
Conventionally, the intensity distribution of a point image formed on the surface of a rotary drum by such an optical system is approximate to a Gaussian distribution, and the diameter d of the point image is expressed as follows. (See Optics, Vol. 10, No. 5 (1981) p. 306.) d = 1.27λF (1) where λ: wavelength of laser light F: F number of imaging beam With the progress of development of higher performance laser printers and laser facsimiles, there is a demand for deflection scanning devices with higher resolution and lower manufacturing cost.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、前述のように、回転ドラムの表面に結
像される点像の強度分布がガウス分布に近似したもので
あり、点像の直径を小さくして解像度を高めるために
は、(1)式から解るように、結像ビームのFナンバー
を小さくする必要があるが、Fナンバーの小さい光学系
は設計が複雑であり、かつ、これに使用するレンズの枚
数も多く、そのために製造コストも高い。加えて、点像
の直径を小さくすると該直径の2乗に比例して焦点深度
が小さくなるため、像面湾曲による点像のぼけを補正す
る球面レンズおよびトーリックレンズがより高精度のも
のでなければならず、その結果、前記結像レンズ系の設
計が一層複雑になり、解像度の向上が容易でないうえに
製造コストも一層上昇する。
However, according to the above-mentioned conventional technique, as described above, the intensity distribution of the point image formed on the surface of the rotating drum is approximate to a Gaussian distribution, and the point image In order to reduce the diameter and increase the resolution, as can be seen from the equation (1), it is necessary to reduce the F number of the imaging beam, but an optical system with a small F number has a complicated design, and Since the number of lenses used for this purpose is large, the manufacturing cost is high. In addition, if the diameter of the point image is reduced, the depth of focus decreases in proportion to the square of the diameter. Therefore, the spherical lens and the toric lens that correct the blur of the point image due to the curvature of field must have higher accuracy. As a result, the design of the imaging lens system becomes more complicated, it is not easy to improve the resolution, and the manufacturing cost further increases.

【0005】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、結像レンズ系をより
高精度にすることなく解像度を向上させることのできる
偏向走査方法およびその装置を提供することを目的とす
るものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and a deflection scanning method and apparatus capable of improving the resolution without increasing the precision of the imaging lens system. It is intended to provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の方法は、回転多面鏡に照射されたレーザ光
を、前記回転多面鏡によって偏向走査させ、像面湾曲を
補正する結像レンズ系によって感光面に結像させる偏向
走査方法であって、前記結像レーザ光が第1種0次ベッ
セル関数の2乗にほぼ比例する強度分布を有する点像を
結像するベッセルビームであることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the method of the present invention is such that the laser light applied to the rotary polygon mirror is deflected and scanned by the rotary polygon mirror to correct the curvature of field. A deflection scanning method for forming an image on a photosensitive surface by an image lens system, wherein a Bessel beam for forming a point image in which the image forming laser light has an intensity distribution substantially proportional to the square of the 0th-order Bessel function of the first type. It is characterized by being.

【0007】また、その装置は、レーザ光を第1種0次
ベッセル関数の2乗にほぼ比例する強度分布を有する点
像を結像するベッセルビームにするベッセルビーム発生
手段と、前記ベッセルビームを集光する集光レンズと、
集光されたベッセルビームを偏向走査する回転多面鏡
と、偏向走査されたベッセルビームを感光面に結像させ
る結像レンズ系からなり、該結像レンズ系が像面湾曲を
補正するものであることを特徴とする。
Further, the apparatus uses a Bessel beam generating means for converting a laser beam into a Bessel beam for forming a point image having an intensity distribution substantially proportional to the square of the 0th-order Bessel function of the first kind, and the Bessel beam. A condenser lens that collects light,
It is composed of a rotary polygon mirror that deflects and scans the focused Bessel beam, and an image forming lens system that forms an image of the deflected and scanned Bessel beam on a photosensitive surface. The image forming lens system corrects curvature of field. It is characterized by

【0008】[0008]

【作用】ベッセルビームは感光面に結像する点像の直径
を小さくしても焦点深度が大きいために前記点像がぼけ
ることはない。
With the Bessel beam, even if the diameter of the point image formed on the photosensitive surface is reduced, the point image will not be blurred because the depth of focus is large.

【0009】He−Neレーザ光源から発せられたレー
ザ光等から、第1種0次ベッセル関数の2乗にほぼ比例
する強度分布をもつ点像に結像する特殊なレーザ光を形
成する装置は数多く開発されており、これらの装置によ
って形成されたレーザ光は通常は非回折性ビーム、また
はベッセルビームと呼ばれており(以下、「ベッセルビ
ーム」という。)、特に焦点深度が深いことが知られて
いる。
An apparatus for forming a special laser beam from a laser beam emitted from a He-Ne laser light source to form a point image having an intensity distribution substantially proportional to the square of the 0th-order Bessel function of the first kind is known. Many laser beams have been developed, and the laser beam formed by these devices is usually called a non-diffractive beam or Bessel beam (hereinafter referred to as "Bessel beam"), and it is known that the depth of focus is particularly deep. Has been.

【0010】理論的には第1種0次ベッセル関数の2乗
に比例する強度分布I0 (r)をもつ点像に結像するベ
ッセルビームを形成することが可能である(Durni
n:J.Opt.Soc.Am.A,vol.4,N
o.4,p.651,(1987)参照)。前記強度分
布I0 (r)は次のように表わされる。
Theoretically, it is possible to form a Bessel beam which forms a point image having an intensity distribution I 0 (r) proportional to the square of the 0th-order Bessel function of the first kind (Durni).
n: J. Opt. Soc. Am. A, vol. 4, N
o. 4, p. 651, (1987)). The intensity distribution I 0 (r) is expressed as follows.

【0011】 I0 (r)=A・J0 2(αr)・・・・・(2) ここで、r:光軸からの距離 A:定数 α:定数 実際の装置によって形成されるベッセルビームの点像の
強度分布I1 (r)は第1種0次ベッセル関数の2乗に
ガウシアン関数を乗じることで近似させることが知られ
ている(Gori他,Optics Communic
ations,vol.64,No.6,p.491,
(1987)参照)。
I 0 (r) = A · J 0 2 (αr) (2) where r: distance from the optical axis A: constant α: constant Bessel beam formed by an actual device It is known that the intensity distribution I 1 (r) of the point image of is approximated by multiplying the square of the 0th-order Bessel function of the first kind by the Gaussian function (Gori et al., Optics Communic).
ations, vol. 64, No. 6, p. 491,
(1987)).

【0012】すなわち、 I1 (r)=A・J0 2(αr)・exp[−2(r/W02 ]・・・(3) 図11はパラメータW0 が比較的大きい場合に(3)式
で表わされるベッセルビームの点像の強度分布を示す。
このようなベッセルビームは、ガウス分布に近似した強
度分布を持つ点像に結像するレーザ光(以下、「ガウス
ビーム」という。)に比較して極めて焦点深度が大き
く、スポット径や光束径にもよるが一例を挙げればガウ
スビームの約30倍の焦点深度をもつ。
That is, I 1 (r) = AJ 0 2 (αr) exp [-2 (r / W 0 ) 2 ] ... (3) FIG. 11 shows that the parameter W 0 is relatively large. The intensity distribution of the point image of the Bessel beam represented by the equation (3) is shown.
Such a Bessel beam has an extremely large depth of focus as compared with a laser beam (hereinafter, referred to as a “Gaussian beam”) that is formed into a point image having an intensity distribution similar to a Gaussian distribution, and has a spot diameter and a luminous flux diameter. Depending on the example, the depth of focus is about 30 times that of a Gaussian beam.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0014】図1は第1実施例を説明する説明図であっ
て、本実施例の偏向走査装置E1 は、レーザ光L1 を発
生する光源1と、該光源1から発せられたレーザ光L1
をその光路を横切る平面Aを焦点位置とするベッセルビ
ームL2 にするためのベッセルビーム発生手段であるベ
ッセルビーム発生装置2と、前記平面Aを通過した後に
発散するベッセルビームL2 を集光する集光レンズ3
と、該集光レンズ3によって集光されたベッセルビーム
2 を感光面である回転ドラムDの表面に向って偏向走
査する回転多面鏡4と、該回転多面鏡4と前記回転ドラ
ムDの間に設けられた像面湾曲補正用の球面レンズ5お
よび球面レンズ5′を有する結像レンズ系7からなり、
前記回転多面鏡4はその外周面に複数の鏡面4a〜4d
からなる反射面を有し、平面Aと集光レンズ3の離間距
離および集光レンズ3と回転多面鏡4の反射面に前記ベ
ッセルビームL2 の光軸部分が入射する位置の離間距離
はいずれも集光レンズ3の焦点距離に等しい。また、結
像レンズ系7は回転多面鏡4によって偏向走査されたベ
ッセルビームL3 を像面湾曲を補正して回転ドラムDの
表面に結像し、点像であるビームスポットを形成するよ
うに設計されている。すなわち、平面Aと回転ドラムD
の表面は光学的に共役である。また、前記集光レンズ3
は主走査方向および副走査方向に同一の正の屈折力をも
つものである。
FIG. 1 is an explanatory view for explaining the first embodiment. A deflection scanning device E 1 of this embodiment comprises a light source 1 for generating a laser beam L 1 and a laser beam emitted from the light source 1. L 1
The Bessel beam generator 2 is Bessel beam generating means to Bessel beam L 2 to the plane A focal position across the light path, for focusing the Bessel beam L 2 which diverge after passing through the plane A Condenser lens 3
A rotary polygonal mirror 4 for deflecting and scanning the Bessel beam L 2 focused by the condenser lens 3 toward the surface of the rotary drum D, which is a photosensitive surface, and between the rotary polygonal mirror 4 and the rotary drum D. And an imaging lens system 7 having a spherical lens 5 for correcting field curvature and a spherical lens 5'provided in
The rotary polygon mirror 4 has a plurality of mirror surfaces 4a-4d on its outer peripheral surface.
And the distance between the plane A and the condenser lens 3 and the distance at which the optical axis portion of the Bessel beam L 2 is incident on the reflection surface of the condenser lens 3 and the rotary polygon mirror 4 are both. Is equal to the focal length of the condenser lens 3. Further, the imaging lens system 7 corrects the field curvature of the Bessel beam L 3 deflected and scanned by the rotary polygon mirror 4 and forms an image on the surface of the rotating drum D to form a beam spot which is a point image. Is designed. That is, the plane A and the rotary drum D
The surface of is optically conjugated. In addition, the condenser lens 3
Has the same positive refractive power in the main scanning direction and the sub scanning direction.

【0015】前記光源1から発せられたレーザ光L1
は、ベッセルビーム発生手段2によって平面Aを焦点位
置とするベッセルビームL2 となり、平面Aに集光され
たのち発散する。発散するベッセルビームL2 は集光レ
ンズ3を経て回転多面鏡4によって偏向走査され、偏向
走査されたベッセルビームL3 は結像レンズ系7によっ
て回転ドラムDの表面に結像され、前記表面の感光体
(図示せず)に静電潜像を形成する。なお、集光レンズ
3の焦点距離をf0 、結像レンズ系7の焦点距離をf1
としたとき、回転ドラムDの表面に形成されるビームス
ポットの直径は平面Aに形成されるビームスポットの直
径のf1 /f0 倍であり、回転ドラムDの表面に形成さ
れたビームスポットの焦点深度は、平面Aに形成される
ビームスポットの焦点深度の(f1 /f02 倍であ
る。
Laser light L 1 emitted from the light source 1
Becomes a Bessel beam L 2 with the plane A as the focal position by the Bessel beam generating means 2, is condensed on the plane A, and then diverges. The diverging Bessel beam L 2 is deflected and scanned by the rotary polygon mirror 4 through the condenser lens 3, and the deflected and scanned Bessel beam L 3 is imaged on the surface of the rotating drum D by the imaging lens system 7, and the surface of the surface is rotated. An electrostatic latent image is formed on a photoconductor (not shown). The focal length of the condenser lens 3 is f 0 , and the focal length of the imaging lens system 7 is f 1.
Then, the diameter of the beam spot formed on the surface of the rotating drum D is f 1 / f 0 times the diameter of the beam spot formed on the plane A, and the diameter of the beam spot formed on the surface of the rotating drum D is The depth of focus is (f 1 / f 0 ) 2 times the depth of focus of the beam spot formed on the plane A.

【0016】図2は前記結像レンズ系7の特性曲線を示
すもので、回転多面鏡4による走査角θに応じた回転ド
ラムD上の像面湾曲量Bの変化を表わす。本図において
曲線Mは主走査方向の像面湾曲量の変化を表わし、曲線
Sは副走査方向の像面湾曲の変化を表わす。また、ガウ
スビームの焦点深度から算出される像面位置のずれ、す
なわちデフォーカス量の許容値は約0.3mmであり、
本図において直線R1とR2 の距離Rで表わす。さら
に、ベッセルビームの焦点深度から算出されるデフォー
カス量の許容値は約10mmであり、本図において直線
1 とT2 の距離Tで表わす。前記曲線MおよびSと、
前記直線R1 ,R2 ,T1 ,T2 を比較することで、前
記主走査方向の像面湾曲は走査角θが大となるにつれて
ガウスビームのデフォーカス量の許容値Rを越えてしま
うが、ベッセルビームのデフォーカス量の許容値Tを越
えるおそれはないことが解る。すなわち、ベッセルビー
ムによって形成された回転ドラムD上のビームスポット
は焦点深度が深いために全走査角にわたってぼけること
はない。
FIG. 2 shows a characteristic curve of the imaging lens system 7 and shows a change in the amount of curvature of field B on the rotary drum D according to the scanning angle θ by the rotary polygon mirror 4. In the figure, a curve M represents a change in the amount of curvature of field in the main scanning direction, and a curve S represents a change in the amount of curvature of field in the sub scanning direction. Further, the deviation of the image plane position calculated from the depth of focus of the Gaussian beam, that is, the allowable value of the defocus amount is about 0.3 mm,
In this figure, it is represented by the distance R between the straight lines R 1 and R 2 . Further, the allowable value of the defocus amount calculated from the depth of focus of the Bessel beam is about 10 mm, which is represented by the distance T between the straight lines T 1 and T 2 in this figure. Said curves M and S,
By comparing the straight lines R 1 , R 2 , T 1 , and T 2 , the field curvature in the main scanning direction exceeds the allowable value R of the defocus amount of the Gaussian beam as the scanning angle θ increases. However, it is understood that there is no possibility of exceeding the allowable value T of the defocus amount of the Bessel beam. That is, the beam spot formed by the Bessel beam on the rotary drum D has a large depth of focus and therefore does not blur over the entire scanning angle.

【0017】なお、図3はデフォーカス量を変化させて
回転ドラム上に結像するビームスポットの強度分布を測
定する実験を行った結果を示すもので、図3の(a)は
デフォーカス量Zが0の場合のビームスポットの強度分
布、(b)および(c)はそれぞれデフォーカス量Zが
5mmおよび10mmの場合のビームスポットの強度分
布を示す。図3から明らかなように、デフォーカス量が
10mm以内であれば20μm程度の直径のビームスポ
ットの強度分布がほとんど変化しない。また、前述の
(3)式を用いた計算によってもこれと同様の結果を得
ることができた。
FIG. 3 shows the results of an experiment in which the intensity distribution of the beam spot imaged on the rotating drum is measured by changing the defocus amount. FIG. 3A shows the defocus amount. The intensity distribution of the beam spot when Z is 0, and (b) and (c) show the intensity distribution of the beam spot when the defocus amount Z is 5 mm and 10 mm, respectively. As is clear from FIG. 3, if the defocus amount is within 10 mm, the intensity distribution of the beam spot with a diameter of about 20 μm hardly changes. Also, the same result as this could be obtained by the calculation using the above-mentioned formula (3).

【0018】本実施例によればベッセルビームの焦点深
度が深いためにビームスポットがぼけることなく、従っ
て、結像レンズ系に高精度のものを使用することなく、
極めて解像度の高い偏向走査装置を実現できる。
According to the present embodiment, since the Bessel beam has a deep depth of focus, the beam spot does not blur, and therefore, a high precision imaging lens system is not used,
A deflection scanning device having an extremely high resolution can be realized.

【0019】次に本実施例のベッセルビーム発生装置と
して使用される各種の装置について説明する。
Next, various devices used as the Bessel beam generator of this embodiment will be described.

【0020】図4は細幅のリング状のスリット開口21
とレンズ22を用いてベッセルビームを発生させるもの
で(Durnin他:Physical Review
Letters,vol.58,No.15,p.1
499,(1987))、スリット開口21は、レンズ
22の物体側の前側(前方)焦点位置に配置され、公知
の手段によって平行化されたレーザ光L4 はスリット開
口21を経てレンズ22によって集光されその像側の後
側(後方)焦点位置である平面A4 において第1種0次
ベッセル関数の2乗に比例する強度分布を有するビーム
スポットを形成する。
FIG. 4 shows a narrow ring-shaped slit opening 21.
And a lens 22 to generate a Bessel beam (Durnin et al .: Physical Review
Letters, vol. 58, No. 15, p. 1
499, (1987)), the slit aperture 21 is arranged at the front (front) focus position on the object side of the lens 22, and the laser light L 4 collimated by a known means is collected by the lens 22 via the slit aperture 21. A beam spot having an intensity distribution proportional to the square of the 0th-order Bessel function of the first kind is formed on the plane A 4 which is the rear (rear) focal position of the image side illuminated.

【0021】図5はレーザ光源内の共振器の開口を細幅
のリング状スリットにするとともに、リング状の反射鏡
23、レンズ24および出力鏡25を用いてベッセルビ
ームを発生させるもので(上原:応用物理,vol.5
9,No.6,p.746,(1990))、反射鏡2
3および出力鏡25はそれぞれレンズ24の前方焦点位
置および後方焦点位置に配置される。本装置は例えばア
ルゴンレーザ管などのレーザ媒質を用いることによって
高強度のベッセルビームを発生させることができる。
FIG. 5 shows that the aperture of the resonator in the laser light source is made into a narrow ring-shaped slit and a Bessel beam is generated by using the ring-shaped reflecting mirror 23, lens 24 and output mirror 25 (Uehara). : Applied Physics, vol.5
9, No. 6, p. 746 (1990)), reflecting mirror 2
3 and the output mirror 25 are arranged at the front focus position and the rear focus position of the lens 24, respectively. This apparatus can generate a high intensity Bessel beam by using a laser medium such as an argon laser tube.

【0022】図6は円錐プリズム26を用いてベッセル
ビームを発生させるもので(河田,有本:春季応用物理
学会講演予稿集,p.829,30p−A−4,(19
91)、公知の手段によって平行化されたレーザ光L6
は円錐プリズム26の頂点26aを一端とする図示斜線
の領域に集光され平面A6 を焦点位置とするベッセルビ
ームを形成する。本装置も強度の大きいベッセルビーム
を発生させるのに適している。
FIG. 6 shows a Bessel beam generated by using a conical prism 26 (Kawada, Arimoto: Proceedings of Spring Society of Applied Physics, pp. 829, 30p-A-4, (19).
91), laser beam L 6 collimated by a known means
Forms a Bessel beam having a vertex 26a of the conical prism 26 as one end and being converged in a shaded area in the drawing and having a plane A 6 as a focal position. This device is also suitable for generating a high intensity Bessel beam.

【0023】図7は光波の位相と振幅を変える位相、振
幅フィルタ61を用いてベッセルビームを発生させるも
ので、位相、振幅フィルタ61は、第1種0次ベッセル
関数に近似した振幅透過率をもつ。公知の手段によって
平行化されたレーザ光L7 は位相、振幅フィルタ61を
通過することによって、該位相、振幅フィルタ61を焦
点位置とするベッセルビームとなる。また、前記位相、
振幅フィルタの替わりに光波の位相のみを変える位相フ
ィルタと振幅のみを変える振幅フィルタを用いることも
できる。
FIG. 7 shows a Bessel beam generated using a phase / amplitude filter 61 for changing the phase and amplitude of a light wave. The phase / amplitude filter 61 has an amplitude transmissivity approximated to a 0th-order Bessel function of the first kind. Hold. The laser beam L 7 collimated by a known means passes through the phase / amplitude filter 61 to become a Bessel beam having the phase / amplitude filter 61 as a focal position. Also, the phase,
Instead of the amplitude filter, a phase filter that changes only the phase of the light wave and an amplitude filter that changes only the amplitude can be used.

【0024】なお、位相、振幅フィルタ61の振幅透過
率Cは光軸からの距離rによって図8に示すように変化
するもので、レーザ光L7 の強度分布が均一であれば次
式が成立する。
The phase and amplitude transmittance C of the amplitude filter 61 changes as shown in FIG. 8 according to the distance r from the optical axis. If the intensity distribution of the laser light L 7 is uniform, the following equation is established. To do.

【0025】C(r)=J0 (αr) ここでα:定数 従って、位相、振幅フィルタ61を透過したレーザ光の
焦点位置における強度分布はJ0 2 (αr)となる。た
だし、実際にはレーザ光L7 の強度分布を完全に均一に
することは困難であり、前記レーザ光L7 の強度分布は
前述の(3)式で表わされるものに近似する。
C (r) = J 0 (αr) where α: a constant Therefore, the intensity distribution of the laser light transmitted through the phase / amplitude filter 61 at the focus position is J 0 2 (αr). However, in practice, it is difficult to make the intensity distribution of the laser beam L 7 completely uniform, and the intensity distribution of the laser beam L 7 approximates to the one expressed by the above-mentioned equation (3).

【0026】図9は第2実施例を説明する説明図であっ
て、本実施例の偏向走査装置E2 は第1実施例の集光レ
ンズ3に替えて主走査方向と副走査方向とで異なる正の
屈折力を有するアナモフィックレンズ33を用い、結像
レンズ系としても球面レンズ5とトーリックレンズ6か
らなるアナモフィックな結像レンズ系7′を用いたもの
である。その他の部材または手段については第1実施例
と同様であるので同一符号で表わし、説明は省略する。
FIG. 9 is an explanatory view for explaining the second embodiment, in which the deflection scanning device E 2 of this embodiment is replaced with the condenser lens 3 of the first embodiment in the main scanning direction and the sub scanning direction. The anamorphic lens 33 having different positive refracting power is used, and the anamorphic image forming lens system 7'comprising the spherical lens 5 and the toric lens 6 is also used as the image forming lens system. The other members or means are the same as those in the first embodiment, so they are designated by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

【0027】アナモフィックレンズ33を用いることに
よって主走査方向には平面Aと回転ドラムDの表面が互
に共役であり、また、図10に示すように、副走査方向
には平面Aと、回転多面鏡4にベッセルビームL2 が入
射する位置と、回転ドラムDの表面がそれぞれ互に共役
である光学系が形成される。このような光学系において
は、平面Aにおいて形成されたベッセルビームのビーム
スポットを回転ドラムDの表面において拡大または縮小
することができるとともに、前記ベッセルビームを回転
多面鏡4に集光させることにより、回転多面鏡4の反射
面の傾きによる副走査方向へのビームスポットの面倒れ
を補正することもできる。
By using the anamorphic lens 33, the plane A and the surface of the rotary drum D are conjugate with each other in the main scanning direction, and as shown in FIG. 10, the plane A and the rotary polyhedral surface are in the sub scanning direction. An optical system is formed in which the position where the Bessel beam L 2 is incident on the mirror 4 and the surface of the rotating drum D are conjugate with each other. In such an optical system, the beam spot of the Bessel beam formed on the plane A can be expanded or contracted on the surface of the rotating drum D, and the Bessel beam is condensed on the rotating polygon mirror 4. It is also possible to correct the surface tilt of the beam spot in the sub-scanning direction due to the inclination of the reflecting surface of the rotary polygon mirror 4.

【0028】なお、複数のアナモフィックレンズを用い
て前記光学系と同様の光学系を作ることができることは
言うまでもない。また、図4のベッセルビーム発生装置
のスリット開口21を楕円形のリング状にして平面Aに
楕円形のビームスポットを発生させれば、回転ドラムD
上でも楕円形のビームスポットを得ることができる。ま
た、図6のベッセルビーム発生装置の円錐プリズム26
を楕円錐のプリズムに替えても同様である。
Needless to say, an optical system similar to the above optical system can be made by using a plurality of anamorphic lenses. If the slit opening 21 of the Bessel beam generator of FIG. 4 is formed into an elliptical ring shape to generate an elliptical beam spot on the plane A, the rotating drum D
An elliptical beam spot can also be obtained above. In addition, the conical prism 26 of the Bessel beam generator shown in FIG.
The same applies when is replaced by an elliptic cone prism.

【0029】さらに、第1実施例、第2実施例に用いる
感光体としては、電子写真用感光材料だけでなく銀塩感
光材料などを用いてもよい。
Further, as the photosensitive member used in the first and second embodiments, not only the electrophotographic photosensitive material but also a silver salt photosensitive material may be used.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は上述の通り構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0031】結像レンズ系の精度を向上させることなく
感光面に結像する点像の直径を小さくできる。従って、
偏向走査装置の製造コストを上昇させることなくその解
像度を向上させることができる。その結果、安価で性能
のよいレーザファクシミリやレーザプリンタを実現でき
る。
The diameter of the point image formed on the photosensitive surface can be reduced without improving the accuracy of the imaging lens system. Therefore,
The resolution can be improved without increasing the manufacturing cost of the deflection scanning device. As a result, it is possible to realize a low cost, high performance laser facsimile or laser printer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例を説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a first embodiment.

【図2】偏向走査装置の結像レンズ系の特性を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing characteristics of an imaging lens system of a deflection scanning device.

【図3】デフォーカス量を変化させて回転ドラム上のビ
ームスポットの強度分布を測定した結果を示すグラフで
ある。
FIG. 3 is a graph showing a result of measuring an intensity distribution of a beam spot on a rotating drum by changing a defocus amount.

【図4】ベッセルビーム発生装置の1例を説明する図で
ある。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a Bessel beam generator.

【図5】ベッセルビーム発生装置の他の例を説明する図
である。
FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the Bessel beam generator.

【図6】ベッセルビーム発生装置の他の例を説明する図
である。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the Bessel beam generator.

【図7】ベッセルビーム発生装置の他の例を説明する図
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating another example of the Bessel beam generator.

【図8】図7の装置の振幅透過率の変化を示すグラフで
ある。
8 is a graph showing a change in amplitude transmittance of the device of FIG.

【図9】第2実施例を説明する説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a second embodiment.

【図10】図9の装置のX−X線に沿ってとった断面図
である。
10 is a cross-sectional view of the device of FIG. 9 taken along line XX.

【図11】ベッセルビームの点像の強度分布を示すグラ
フである。
FIG. 11 is a graph showing the intensity distribution of a Bessel beam point image.

【図12】従来例を説明する説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光 L2 ,L3 ベッセルビーム D 回転ドラム 1 光源 2 ベッセルビーム発生手段 3 集光レンズ 4 回転多面鏡 5,5′ 球面レンズ 6 トーリックレンズ 7,7′ 結像レンズL 1 laser light L 2 , L 3 Bessel beam D Rotating drum 1 Light source 2 Bessel beam generating means 3 Condensing lens 4 Rotating polygonal mirror 5, 5'Spherical lens 6 Toric lens 7, 7 'Imaging lens

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転多面鏡に照射されたレーザ光を、前
記回転多面鏡によって偏向走査させ、像面湾曲を補正す
る結像レンズ系によって感光面に結像させる偏向走査方
法であって、前記結像レーザ光が第1種0次ベッセル関
数の2乗にほぼ比例する強度分布を有する点像を結像す
るベッセルビームであることを特徴とする偏向走査方
法。
1. A deflection scanning method in which a laser beam applied to a rotary polygonal mirror is deflected and scanned by the rotary polygonal mirror, and an image is formed on a photosensitive surface by an imaging lens system that corrects curvature of field. A deflection scanning method, wherein the imaging laser light is a Bessel beam that forms a point image having an intensity distribution substantially proportional to the square of the 0th-order Bessel function of the first kind.
【請求項2】 レーザ光を第1種0次ベッセル関数の2
乗にほぼ比例する強度分布を有する点像を結像するベッ
セルビームにするベッセルビーム発生手段と、前記ベッ
セルビームを集光する集光レンズと、集光されたベッセ
ルビームを偏向走査する回転多面鏡と、偏向走査された
ベッセルビームを感光面に結像させる結像レンズ系から
なり、該結像レンズ系が像面湾曲を補正するものである
ことを特徴とする偏向走査装置。
2. Laser light of the first-order zero-order Bessel function 2
Bessel beam generating means for forming a Bessel beam for forming a point image having an intensity distribution substantially proportional to the power, a condenser lens for condensing the Bessel beam, and a rotary polygon mirror for deflecting and scanning the condensed Bessel beam. And a focusing lens system for focusing the deflected and scanned Bessel beam on a photosensitive surface, and the focusing lens system corrects field curvature.
【請求項3】 集光レンズが、アナモフィックレンズで
あることを特徴とする請求項2記載の偏向走査装置。
3. The deflection scanning device according to claim 2, wherein the condenser lens is an anamorphic lens.
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