JP2983666B2 - Multiple wavelength, multiple diode laser ROS - Google Patents
Multiple wavelength, multiple diode laser ROSInfo
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Description
【0001】〔背景及び資料開示説明〕この発明は多重
波長、多重ダイオードレーザを利用したレーザ印刷シス
テムに係り、特にダイオード出力が感光結像面で隣接線
として走査されるように光走査路に配置された分散要素
を含む改良システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser printing system using a multi-wavelength, multi-diode laser, and more particularly to a laser output system in which a diode output is scanned as an adjacent line on a photosensitive image plane. The present invention relates to an improved system including a distributed element.
【0002】従来の多重ビーム・レーザ走査システムの
1つの問題は、多重ダイオード間の距離(ピッチ)がダ
イオードの発光面積に比較して大きく(概して最低、5
倍大きい)、ダイオード出力が光摂受体上で数走査線分
離れて結像されるということである。従来技術では、電
子バッファを使用して先ず走査線の情報を記憶し、それ
を飛び越し走査の形で印刷することでこの問題に対処し
てきた。しかしそのようなバッファによりシステムのコ
ストは高くなり、複雑なものになっている。One problem with conventional multiple beam laser scanning systems is that the distance (pitch) between multiple diodes is large (generally at least 5) compared to the light emitting area of the diodes.
Twice as large), which means that the diode output is imaged on the photoreceptor several scan lines apart. In the prior art, this problem has been addressed by first storing the scan line information using an electronic buffer and printing it in an interlaced scan. However, such buffers add to the cost and complexity of the system.
【0003】本発明は上記の問題に対し、各々が異なる
出力波長を持ったダイオードを持つ多重ダイオードレー
ザを用いることで対処するものであり、プリズムあるい
は回折格子のような分散要素を、焦点の合ったビームを
光摂受体に結像する時に互いに近接するようにするた
め、光路に沿って配置する。The present invention addresses the above problem by using multiple diode lasers, each having a diode with a different output wavelength, by dispersing a dispersive element, such as a prism or diffraction grating, into focus. The beams are arranged along the optical path so as to be close to each other when the beams are imaged on the light receiver.
【0004】走査システムで様々な目的を達成するため
分散要素を使用することは従来技術で知られている。東
芝の公告第63−155018号には、ポリゴン・スキ
ャナーの対物路内にプリズムを配置して平行ビームを生
成することが開示されているが、波長の同じそのビーム
はこの発明が開示するように隣接線として集められるこ
とはない。[0004] The use of dispersive elements to achieve various purposes in scanning systems is known in the prior art. Toshiba Publication No. 63-155018 discloses placing a prism in the objective path of a polygon scanner to generate a parallel beam, but that beam of the same wavelength is used as disclosed in the present invention. They are not collected as adjacent lines.
【0005】本発明は特に、各々が互いに異なる波長を
持つ複数光ビーム出力を生成するためのレーザ光源と、
前記出力ビームを受け、感光面の表面上に複数の焦点の
合った隣接線を同時に形成するため該ビームを複数の走
査ビームとして光路に沿って導くための光走査手段と、
更に焦点の合ったビームをそれぞれ光摂受体で隣接線と
するために光路に沿って配置された分散要素を含む該走
査手段を有する多重ビーム走査システムに関するもので
ある。The present invention is particularly directed to a laser light source for producing a plurality of light beam outputs, each having a different wavelength,
Light scanning means for receiving the output beam and guiding the beam along a light path as a plurality of scanning beams to simultaneously form a plurality of focused adjacent lines on the surface of the photosensitive surface;
It further relates to a multiple beam scanning system having the scanning means including dispersive elements arranged along the optical path to make each of the focused beams adjacent to the light receiver.
【0006】〔図面の簡単な説明〕図1は、プリズムを
通過し、隣接線として結像面に焦点を合わせる異なる波
長のダイオード出力を持つ多重ビームROS走査システ
ムの側面概要図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic side view of a multiple beam ROS scanning system having different wavelength diode outputs passing through a prism and focusing on the imaging plane as adjacent lines.
【0007】〔発明の説明〕図において、10は二重ビ
ームROSシステムの側面図を示す。しかしこの発明で
はレーザは二重ダイオード出力を持つとは限らず、2個
以上のダイオードを含む配列も包含される。レーザ源1
2には2個の独立的に対処可能なダイオード14、16
が組み込まれており、各ダイオードはそれぞれ発光体1
8、20を持っている。ダイオード14、16は引例で
ここに内容を示す米国特許第4,445,125号に開
示されているように、単一半導体チップ上に形成するこ
とが出来る。発光体18、20はeのFMHM(半値全
幅)を有し、距離eの約5倍のピッチ幅pで分離されて
いる。(この距離の比率は最低なもので、実際の比率は
大きい場合がある。図示された幅は一定の比率のもので
はない)。レーザビーム出力22、24はこの発明の第
1の側面から、互いに異なる波長を持つものである。ビ
ーム22、24はコリメータ・レンズ26により平行に
され、円柱レンズ27により光路に沿ったレンズ26、
27の位置で決まるある倍率で焦点が合わせられる。平
行ビームは円柱レンズ27により多面ミラー・ポリゴン
30の面上に焦点が合わせられる。ビームは、ポリゴン
30が軸31に沿って回転すると面28から反射され、
補助補正レンズ32を通過する。ビームは次に感光結像
面34の表面にわたって高速走査方向に(ページに向か
って)掃引され、結像媒体にわたって走査線36、38
を形成する。発明の第2の側面から、この実施例の分散
要素の60度のプリズムを光路に沿って配置する。プリ
ズムはレンズ27とポリゴン30の間に置かれるが、他
の位置に置くこともできる。プリズム40はサジタル(s
agittal)方向に屈折力を有している。プリズム40の目
的は、下記から分かるように、ダイオード間の距離Sを
少なくして、走査線36、38が結像面で互いに隣接し
て形成されるようにすることである。DESCRIPTION OF THE INVENTION In the drawing, reference numeral 10 denotes a side view of a dual beam ROS system. However, in the present invention, the laser does not always have a double diode output, but also includes an arrangement including two or more diodes. Laser source 1
2 has two independently addressable diodes 14, 16
Is incorporated, and each diode is a luminous body 1
I have 8,20. Diodes 14, 16 can be formed on a single semiconductor chip, as disclosed in US Pat. No. 4,445,125, the contents of which are incorporated herein by reference. The luminous bodies 18 and 20 have an FMHM (full width at half maximum) of e and are separated by a pitch width p of about 5 times the distance e. (This distance ratio is the worst and the actual ratio may be large; the width shown is not a fixed ratio). The laser beam outputs 22, 24 have different wavelengths from the first aspect of the present invention. The beams 22, 24 are collimated by a collimator lens 26, and the lenses 26,
Focusing is performed at a certain magnification determined by the position 27. The parallel beam is focused on the surface of the polygon mirror 30 by the cylindrical lens 27. The beam is reflected from surface 28 as polygon 30 rotates along axis 31,
The light passes through the auxiliary correction lens 32. The beam is then swept across the surface of the photosensitive imaging surface 34 in the fast scan direction (towards the page) and scan lines 36, 38 across the imaging medium.
To form According to a second aspect of the invention, a 60 degree prism of the dispersive element of this embodiment is arranged along the optical path. The prism is located between lens 27 and polygon 30, but can be located at other locations. Prism 40 is sagittal (s
agittal) direction. The purpose of the prism 40 is to reduce the distance S between the diodes so that the scanning lines 36, 38 are formed adjacent to each other on the image plane, as will be seen below.
【0008】ここで異なるダイオード波長出力とプリズ
ム40を使用することの意義をより分かりやすくするた
め、走査システムの詳しい例を上げる。再び図1におい
て、レーザ源12は0.002mm(2ミクロン)のF
WHM(e)をもつ発光体18、20を持つダイオード
14、16で形成されている。ダイオード間のスペース
は0.01mないし(10ミクロン)で、出力24は7
90nmの波長を持ち、出力22は761nmの波長を
持っている。プリズム40は表面40Aが傾きを持つ6
0度のプリズムで、光線22、24は表面60Aに50
゜の入射角で導かれる。発光体出力22、24はほぼ2
0倍に拡大され、面28の表面及び更に結像面34で、
0.04mm(40ミクロン)の大きさの点を形成す
る。レンズ32は1xのトロイダル・レンズである。In order to better understand the significance of using a different diode wavelength output and prism 40, a detailed example of a scanning system will now be given. Referring again to FIG. 1, the laser source 12 has a 0.002 mm (2 micron) F
It is formed of diodes 14 and 16 having light emitters 18 and 20 having WHM (e). The space between the diodes is 0.01 m to (10 microns) and the output 24 is 7
The output 22 has a wavelength of 90 nm and the output 22 has a wavelength of 761 nm. The prism 40 has a surface 40A having an inclination 6
With a 0 degree prism, the rays 22, 24 are 50 on the surface 60A.
Guided at an incident angle of ゜. The illuminant outputs 22, 24 are approximately 2
Magnified by a factor of 0, at the surface of the surface 28 and further at the imaging surface 34,
Form spots as large as 0.04 mm (40 microns). Lens 32 is a 1x toroidal lens.
【0009】ここで動作を説明すると、ダイオード1
4、16は別々かつ同時に作動してそれぞれ761n
m、790nmの波長を持つレーザビーム出力22、2
4を生成する。ビームはコリメータ・レンズ26により
平行にされ、平行ビーム22A、24Aに変わる。平行
ビームは次に集光円柱レンズ27を通過し、表面40A
を通してプリズム40に入る。ガラスの屈折率が逓減波
長により減少し、ビーム22A、24Aが表面40Aに
より屈折されてわずかに下方に導かれ、波長の低い方の
出力22の屈折が少なくなるので、それらはもはや平行
ではなくなる。2本の光線の入射と表面40Bでの屈折
により、2本のビーム22B、24Bの間の分離は、約
40ミクロンの大きさの点に拡大されたビームがポリゴ
ン面28に結像し、それから反射するまで狭くなる。反
射されたビームは1xの補助補正レンズ32を通過した
後、高速走査方向に掃引されて走査線36、38を形成
する。プリズム40の位置は集光レンズ27とポリゴン
30の間に図示されているが、通常のレンズ設計方法で
決められる光路に沿った他の位置に配置することもでき
る。The operation will now be described.
4 and 16 are operated separately and simultaneously, respectively, at 761n
m, laser beam output having a wavelength of 790 nm 22,2
4 is generated. The beams are collimated by a collimator lens 26 and are turned into parallel beams 22A, 24A. The collimated beam then passes through the converging cylindrical lens 27 and the surface 40A
Through the prism 40. They are no longer parallel because the refractive index of the glass is reduced by the decreasing wavelength and the beams 22A, 24A are refracted by the surface 40A and directed slightly downward, reducing the refraction of the lower wavelength output 22. Due to the incidence of the two rays and the refraction at the surface 40B, the separation between the two beams 22B, 24B is such that the beam expanded to a point approximately 40 microns in size forms an image on the polygonal surface 28, It narrows until it is reflected. After passing through the 1x auxiliary correction lens 32, the reflected beam is swept in the high-speed scanning direction to form scanning lines 36 and 38. Although the position of the prism 40 is shown between the condenser lens 27 and the polygon 30, it can be arranged at another position along the optical path determined by a normal lens design method.
【0010】この発明は二重ビーム・ダイオードに関し
開示しているが、それに限定されるものではない。例え
ばダイオード出力が互いに異なる波長を持つ限り、3な
いし4個のダイオード・アレイで実施することもでき
る。またダイオードを複数のチップ源内に配置すること
もできる。プリズムの物理的な大きさは、それを通過す
る光線数の増大に対応して大きくしなければならない可
能性があり、またプリズムがビーム分散要素として図示
されているが、反射ないし透過性屈折格子などの他の要
素を使用することもできる。Although the present invention discloses a dual beam diode, it is not so limited. For example, as long as the diode outputs have different wavelengths, it can be implemented with an array of three or four diodes. The diodes can also be located in multiple chip sources. The physical size of the prism may need to be increased to accommodate the increasing number of light rays passing through it, and while the prism is shown as a beam-dispersing element, a reflective or transmissive refractive grating Other elements such as can also be used.
【図1】プリズムを通過し、隣接線として結像面に焦点
を合わせる異なる波長のダイオード出力を持つ多重ビー
ムROS走査システムの側面概要図である。FIG. 1 is a schematic side view of a multiple beam ROS scanning system with different wavelength diode outputs passing through a prism and focusing on the image plane as adjacent lines.
10 二重ビームROSシステム 12 レーザ源 14,16 ダイオード 18,20 発光体 22,24 ビーム出力 26,27 レンズ 28 面 30 多面ミラー・ポリゴン 31 軸 32 補助補正レンズ 34 感光結像面 36,38 走査線 40 プリズム DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Double beam ROS system 12 Laser source 14, 16 Diode 18, 20 Light emitter 22, 24 Beam output 26, 27 Lens 28 Surface 30 Polyhedral mirror polygon 31 Axis 32 Auxiliary correction lens 34 Photosensitive imaging surface 36, 38 Scanning line 40 Prism
Claims (1)
有しており、共通の半導体基体上に直線に配列された複
数のダイオードレーザを含む半導体ダイオードレーザ列
と、 ビデオドライブ信号を発生する第1の手段と、 前記レーザ列から、各出力が少なくとも約30nm異な
る波長を有する複数の光ビームを放射させるために前記
レーザ列の前記レーザの少なくともいくつかに前記ドラ
イブ信号を供給する第2の手段と、 前記感光表面に前記複数の光ビームを集光させる光学手
段と、 隣接する走査線を形成するために前記複数の光ビームを
前記感光表面上を横切って走査する走査手段と、 前記波長差の関数である集光経路に沿って多重ビームを
屈折させるように、多重ビームを通過させる光路に沿っ
て位置する光学屈折手段とを含む光走査システム。An optical scanning system comprising: a photosensitive surface; and a plurality of diodes arranged in a straight line on a common semiconductor substrate, the photosensitive surface having a light emitter with each diode separated by a pitch of width p. A semiconductor diode laser train comprising a laser; first means for generating a video drive signal; and said laser train of said laser train for emitting from said laser train a plurality of light beams, each output having a wavelength different by at least about 30 nm. Second means for providing the drive signal to at least some of the lasers; optical means for focusing the plurality of light beams on the photosensitive surface; and applying the plurality of light beams to form adjacent scan lines. Scanning means for scanning across the photosensitive surface; passing through the multiple beams to refract the multiple beams along a collection path that is a function of the wavelength difference. Optical refraction means positioned along the optical path to be scanned.
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