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JP2006058677A - Scanning exposure apparatus - Google Patents

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JP2006058677A
JP2006058677A JP2004241374A JP2004241374A JP2006058677A JP 2006058677 A JP2006058677 A JP 2006058677A JP 2004241374 A JP2004241374 A JP 2004241374A JP 2004241374 A JP2004241374 A JP 2004241374A JP 2006058677 A JP2006058677 A JP 2006058677A
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JP
Japan
Prior art keywords
laser
laser light
laser beam
light
light source
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004241374A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Saito
賢一 斉藤
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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 Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2004241374A priority Critical patent/JP2006058677A/en
Publication of JP2006058677A publication Critical patent/JP2006058677A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the color blotting of a recorded image due to the difference in modulation systems of laser light. <P>SOLUTION: Green (G) laser light beam is modulated in intensity by an acousto-optic modulator (AOM) and red (R) and blue (B) laser light beams are directly modulated by a driving current control. The projection direction in which the propagation direction of an ultrasonic wave of AOM is virtually projected on a photoreceptor is the same as the scanning direction with respective laser light beams by a polygon mirror. The spot diameters of the R and G laser light beams are made larger than the spot diameter of the G laser light beam on the photoreceptor by the direct modulation. Alternatively, the spot diameters of the respective laser light beams on the photoreceptor are made equal and the image signal pulse duty of the R and B laser light beams is made larger than the image signal pulse duty of the G laser light beam. The integrated light intensity distribution for one pixel of the R and B laser beams is expanded to match the expanded width of the integrated light intensity distribution for one pixel of the G laser light beam with which the photoreceptor is scanned and exposed, and the color blotting of the recorded picture is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像濃度に応じて変調されたレーザ光を感光体上に走査露光する走査露光装置に関するものである。   The present invention relates to a scanning exposure apparatus that scans and exposes a photosensitive member with laser light modulated in accordance with image density.

画像データの記録を行う写真プリンタとして、レーザ光を使用するレーザプリンタが知られている。レーザプリンタでは、シート状の感光体を副走査方向に搬送しながら、これに垂直な主走査方向にレーザ光を走査露光する。感光体には、例えば銀塩感材が使用され、走査露光が行われた感光体には画像が潜像として記録され、現像されることにより画像が顕在化する。   Laser printers that use laser light are known as photographic printers that record image data. In a laser printer, a sheet-shaped photosensitive member is conveyed in the sub-scanning direction, and laser light is scanned and exposed in a main scanning direction perpendicular thereto. For example, a silver salt sensitive material is used for the photoreceptor, and an image is recorded as a latent image on the photoreceptor subjected to scanning exposure, and the image becomes apparent when developed.

このようなレーザプリンタに用いられる走査露光装置は、赤、緑、青の各色のレーザ光を発生する光源を備えており、カラー画像データに基づいて色ごとにレーザ光を変調し、変調されたレーザ光をポリゴンミラーによって主走査方向に偏向して走査露光を行うとともに、感光体を副走査方向に搬送する。   The scanning exposure apparatus used in such a laser printer includes a light source that generates laser light of each color of red, green, and blue, and modulates the laser light for each color based on color image data. Laser light is deflected in the main scanning direction by a polygon mirror to perform scanning exposure, and the photosensitive member is conveyed in the sub-scanning direction.

このような走査露光装置において、例えば、赤色レーザ光及び青色レーザ光の光源には、半導体レーザが用いられ、緑色レーザ光の光源には、半導体レーザ励起型固体レーザに2次高周波発生(SHG:Second Harmonic Generation)素子を組み合わせて使用したSHGレーザが用いられる。上記半導体レーザでは、電流を制御したり(強度変調)、デューティを制御したり(パルス幅変調)することで画像濃度に応じた変調が可能であるが、SHGレーザでは、画像濃度に応じた変調を行うために、音響光学変調素子(AOM:Acousto-Optic Modulator)等の外部変調器を使用している(例えば、特許文献1参照)。AOMは、音響光学回折を用いた光変調器であり、レーザ光に対して垂直方向に超音波を伝搬させ、その超音波の強度を制御することで回折光の強度を変調するものである。   In such a scanning exposure apparatus, for example, a semiconductor laser is used as a light source for red laser light and blue laser light, and a secondary high-frequency generation (SHG: SHG) is used as a light source for green laser light. A SHG laser using a combination of (Second Harmonic Generation) elements is used. In the semiconductor laser, modulation according to the image density is possible by controlling the current (intensity modulation) or controlling the duty (pulse width modulation), but in the SHG laser, the modulation according to the image density is possible. For this purpose, an external modulator such as an acousto-optic modulator (AOM) is used (see, for example, Patent Document 1). The AOM is an optical modulator that uses acousto-optic diffraction, and modulates the intensity of diffracted light by propagating ultrasonic waves in a direction perpendicular to laser light and controlling the intensity of the ultrasonic waves.

特開2001−281577号公報JP 2001-281777 A

しかしながら、上記の走査露光装置では、赤色レーザ光及び青色レーザ光には直接変調が用いられ、緑色レーザ光にはAOMによる外部変調が用いられており、レーザ光によって変調方式が異なるため、たとえ各レーザ光のビーム径を等しくしても感光体に照射される光量分布が変調方式によって異なり、色間差が生じ、記録画像に色の滲みが生じるといった問題があった。   However, in the above scanning exposure apparatus, direct modulation is used for the red laser beam and the blue laser beam, and external modulation by AOM is used for the green laser beam. Even if the beam diameters of the laser beams are the same, the distribution of the amount of light applied to the photoconductor varies depending on the modulation method, resulting in a difference between colors and a color blur in the recorded image.

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、レーザ光の変調方式の違いによる記録画像の色の滲みを低減させることを可能とする走査露光装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a scanning exposure apparatus that can reduce color bleeding of a recorded image due to a difference in a modulation method of laser light.

本発明の走査露光装置は、第1レーザ光を射出する第1光源と、前記第1レーザ光とは波長の異なる第2レーザ光を射出する第2光源と、第1光源から射出された前記第1レーザ光の伝搬方向とブラッグ条件を満たす方向に超音波を通過させることによって前記第1レーザ光の強度変調を行う音響光学変調素子と、この音響光学変調素子から射出された前記第1レーザ光及び前記第2光源から射出された第2レーザ光を偏向して被走査面上の所定方向に走査する偏向器とを備えた走査露光装置において、前記被走査面上へ仮想的に投影された前記超音波の伝搬方向が、前記偏向器による前記各レーザ光の走査方向と同方向であって、前記被走査面上における前記第2レーザ光のスポット径を、前記第1レーザ光のスポット径より大きくしたことを特徴とする。   The scanning exposure apparatus of the present invention includes a first light source that emits a first laser beam, a second light source that emits a second laser beam having a wavelength different from that of the first laser beam, and the first light source that emits the first laser beam. An acousto-optic modulator that modulates the intensity of the first laser beam by passing an ultrasonic wave in a direction that satisfies the Bragg condition and the propagation direction of the first laser beam, and the first laser emitted from the acousto-optic modulator And a deflector that deflects the light and the second laser light emitted from the second light source and scans in a predetermined direction on the surface to be scanned, and is virtually projected onto the surface to be scanned. The propagation direction of the ultrasonic wave is the same as the scanning direction of each laser beam by the deflector, and the spot diameter of the second laser beam on the surface to be scanned is defined as the spot of the first laser beam. Larger than the diameter The features.

また、本発明の走査露光装置は、第1レーザ光を射出する第1光源と、前記第1レーザ光とは波長の異なる第2レーザ光を射出する第2光源と、第1光源から射出された前記第1レーザ光の伝搬方向とブラッグ条件を満たす方向に超音波を通過させることによって前記第1レーザ光の強度変調を行う音響光学変調素子と、この音響光学変調素子から射出された前記第1レーザ光及び前記第2光源から射出された第2レーザ光を偏向して被走査面上の所定方向に走査する偏向器とを備えた走査露光装置において、前記被走査面上へ仮想的に投影された前記超音波の伝搬方向が、前記偏向器による前記各レーザ光の走査方向と同方向であって、前記被走査面上における前記第1レーザ光及び前記第2レーザ光のスポット径をほぼ等しくし、前記第2レーザ光を変調する画像信号パルスのデューティを、前記第1レーザ光を変調する画像信号パルスのデューティより大きくしたことを特徴とする。   In the scanning exposure apparatus of the present invention, the first light source that emits the first laser light, the second light source that emits the second laser light having a wavelength different from that of the first laser light, and the first light source are emitted. An acoustooptic modulator that modulates the intensity of the first laser beam by passing an ultrasonic wave in a direction that satisfies the Bragg condition and the propagation direction of the first laser beam, and the first beam emitted from the acoustooptic modulator. A scanning exposure apparatus comprising a deflector that deflects one laser beam and the second laser beam emitted from the second light source to scan in a predetermined direction on the surface to be scanned, virtually onto the surface to be scanned The propagation direction of the projected ultrasonic wave is the same as the scanning direction of each laser beam by the deflector, and the spot diameters of the first laser beam and the second laser beam on the surface to be scanned are set. Approximately equal and The duty of the image signal pulses for modulating the laser beam, characterized by being larger than the duty of the image signal pulses for modulating the first laser beam.

なお、前記第1光源は、半導体レーザ励起型の固体レーザと、この固体レーザから射出されたレーザ光を波長変換する波長変換素子とからなる光源などを用いる。また、前記第2光源は、半導体レーザからなることが好ましい。   As the first light source, a light source including a semiconductor laser excitation type solid-state laser and a wavelength conversion element for wavelength-converting laser light emitted from the solid-state laser is used. The second light source is preferably a semiconductor laser.

本発明の走査露光装置は、被走査面上へ仮想的に投影された超音波の伝搬方向が、偏向器による前記各レーザ光の走査方向と同方向であって、被走査面上における第2レーザ光のスポット径を、第1レーザ光のスポット径より大きくしたので、被走査面上に走査露光される第1レーザ光の1画素分の積分光量分布の拡幅に合わせるように、第2レーザ光の1画素分の積分光量分布が広がり、記録画像の色の滲みを低減させることができる。   In the scanning exposure apparatus of the present invention, the propagation direction of the ultrasonic wave virtually projected onto the surface to be scanned is the same as the scanning direction of each laser beam by the deflector, and the second direction on the surface to be scanned is the second. Since the spot diameter of the laser light is made larger than the spot diameter of the first laser light, the second laser is adjusted so as to match the widening of the integrated light amount distribution for one pixel of the first laser light that is scanned and exposed on the surface to be scanned. The integrated light quantity distribution for one pixel of light spreads, and the color blur of the recorded image can be reduced.

また、本発明の走査露光装置は、被走査面上へ仮想的に投影された超音波の伝搬方向が、偏向器による各レーザ光の走査方向と同方向であって、被走査面上における第1レーザ光及び第2レーザ光のスポット径をほぼ等しくし、第2レーザ光を変調する画像信号パルスのデューティを、第1レーザ光を変調する画像信号パルスのデューティより大きくしたので、被走査面上に走査露光される第1レーザ光の1画素分の積分光量分布の拡幅に合わせるように、第2レーザ光の1画素分の積分光量分布が広がり、記録画像の色の滲みを低減させることができる。   In the scanning exposure apparatus of the present invention, the propagation direction of the ultrasonic wave virtually projected onto the surface to be scanned is the same as the scanning direction of each laser beam by the deflector, and the first direction on the surface to be scanned is Since the spot diameters of the first laser beam and the second laser beam are made substantially equal and the duty of the image signal pulse for modulating the second laser beam is made larger than the duty of the image signal pulse for modulating the first laser beam, the surface to be scanned The integrated light amount distribution for one pixel of the second laser light is widened so as to match the widening of the integrated light amount distribution for one pixel of the first laser light that is scanned and exposed above, and the color blur of the recorded image is reduced. Can do.

図1は、レーザプリンタ2を示す概略図であり、レーザプリンタ2は、各種画像処理を行う画像処理部3、走査露光装置4、シート状の感光体5を搬送する搬送ローラ6、搬送ローラ6を駆動するモータ7などからなる。画像処理部3には、写真フイルムのフイルム画像をCCDスキャナで読み取ることによって得られた画像データや、デジタルカメラの撮影での撮影によって得られた画像データが入力される。画像処理部3は、入力された画像データに対して補正等の各種画像処理を行って、記録用画像データとして走査露光装置4へ出力する。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a laser printer 2. The laser printer 2 includes an image processing unit 3 that performs various image processing, a scanning exposure device 4, a conveyance roller 6 that conveys a sheet-like photoconductor 5, and a conveyance roller 6. The motor 7 etc. which drive The image processing unit 3 receives image data obtained by reading a film image of a photographic film with a CCD scanner and image data obtained by photographing with a digital camera. The image processing unit 3 performs various image processing such as correction on the input image data, and outputs the image data to the scanning exposure apparatus 4 as recording image data.

走査露光装置4は、詳しくは後述するが、赤、緑、青の各色に対応したレーザ光8a〜8cを発振する複数のレーザ光源を備えており、画像処理部3から入力された記録用画像データに応じて変調したレーザ光を感光体5に照射するとともに、主走査方向X(図2参照)に走査露光を行う。感光体5は、シート状であり、赤色(R)レーザ光8aに感光する赤色感光層5a、緑色(G)レーザ光8bに感光する緑色感光層5b、青色(B)レーザ光8cに感光する青色感光層5cが順に支持体5d上に積層されている。   As will be described in detail later, the scanning exposure apparatus 4 includes a plurality of laser light sources that oscillate laser beams 8 a to 8 c corresponding to the respective colors of red, green, and blue, and a recording image input from the image processing unit 3. The photosensitive member 5 is irradiated with laser light modulated according to data, and scanning exposure is performed in the main scanning direction X (see FIG. 2). The photoconductor 5 is in the form of a sheet and is sensitive to a red photosensitive layer 5a that is sensitive to red (R) laser light 8a, a green photosensitive layer 5b that is sensitive to green (G) laser light 8b, and a blue (B) laser light 8c. A blue photosensitive layer 5c is sequentially laminated on the support 5d.

搬送ローラ6は、モータ7によって駆動され、感光体5を主走査方向Xと直交する副走査方向Yに一定速度で搬送する。このように、感光体5は、副走査方向Y(図2参照)に搬送されながら、走査露光装置4によって主走査方向Xに振られたレーザ光8a〜8cが照射され、1ラインずつ露光が行われる。なお、感光体5は、レーザプリンタ2によって走査露光されて、画像が潜像として各感光層5a〜5cに記録された後、現像されることにより画像が顕在化される。   The transport roller 6 is driven by a motor 7 and transports the photosensitive member 5 at a constant speed in the sub-scanning direction Y orthogonal to the main scanning direction X. As described above, the photosensitive member 5 is irradiated with the laser beams 8a to 8c swayed in the main scanning direction X by the scanning exposure device 4 while being conveyed in the sub-scanning direction Y (see FIG. 2). Done. The photosensitive member 5 is scanned and exposed by the laser printer 2, and an image is recorded on each of the photosensitive layers 5a to 5c as a latent image, and then developed, whereby the image becomes visible.

図3は、走査露光装置4の構成を示す。走査露光装置4は、レーザ光源11〜13を備えている。レーザ光源11は、例えば波長が680nmのRレーザ光8aを射出するR半導体レーザ14と、その射出側に配置された集光レンズ15とからなる。同様に、レーザ光源13は、例えば波長が410nmのBレーザ光8cを射出するB半導体レーザ16と、その射出側に配置された集光レンズ17とからなる。R半導体レーザ14及びB半導体レーザ16の発振を直接オン/オフするとともに、駆動電流を制御することで、Rレーザ光8a及びBレーザ光8cはそれぞれ変調される。   FIG. 3 shows the configuration of the scanning exposure apparatus 4. The scanning exposure apparatus 4 includes laser light sources 11 to 13. The laser light source 11 includes, for example, an R semiconductor laser 14 that emits an R laser beam 8a having a wavelength of 680 nm, and a condenser lens 15 disposed on the emission side. Similarly, the laser light source 13 includes, for example, a B semiconductor laser 16 that emits B laser light 8c having a wavelength of 410 nm, and a condenser lens 17 disposed on the emission side. By directly turning on / off the oscillation of the R semiconductor laser 14 and the B semiconductor laser 16 and controlling the drive current, the R laser beam 8a and the B laser beam 8c are modulated, respectively.

レーザ光源12は、半導体レーザ18、その射出側に配置された集光レンズ19、及びレーザ結晶(レーザ活性媒質)20で構成される半導体レーザ励起型固体レーザ21と、その射出側に配置された波長変換素子としての2次高周波発生(SHG)素子22とを組み合わせてなるSHGレーザである。半導体レーザ励起型固体レーザ21は、例えば波長が1064nmのレーザ光を射出する。SHG素子22は、半導体レーザ励起型固体レーザ21から入射されたらレーザ光を半分の波長に変換し、波長が532nmのGレーザ光8bを射出する。   The laser light source 12 includes a semiconductor laser 18, a semiconductor laser excitation type solid-state laser 21 including a condensing lens 19 disposed on the emission side, and a laser crystal (laser active medium) 20, and an emission side thereof. The SHG laser is a combination of a secondary high frequency generation (SHG) element 22 as a wavelength conversion element. The semiconductor laser excitation type solid-state laser 21 emits laser light having a wavelength of 1064 nm, for example. The SHG element 22 converts the laser beam into a half wavelength when it is incident from the semiconductor laser excitation type solid-state laser 21, and emits a G laser beam 8b having a wavelength of 532 nm.

レーザ光源12の射出側には、集光レンズ23及び、詳しくは後述する、外部変調器としての音響光学変調素子(AOM)24が順に配置されている。レーザ光源12から射出されたGレーザ光8bは、集光レンズ23を介してAOM24に入射すると音響光学効果が作用して回折が生じ、強度が変調されるとともに回折光として射出される。AOM24から射出された回折光のうち、1次回折光以外の回折光を遮蔽する遮蔽板25が設けられている。遮蔽板25によって1次回折光のみが選択的にAOM24から射出される。   On the emission side of the laser light source 12, a condenser lens 23 and an acousto-optic modulation element (AOM) 24 as an external modulator, which will be described in detail later, are sequentially arranged. When the G laser light 8b emitted from the laser light source 12 enters the AOM 24 via the condenser lens 23, the acoustooptic effect acts to cause diffraction, and the intensity is modulated and emitted as diffracted light. A shielding plate 25 that shields diffracted light other than the first-order diffracted light out of the diffracted light emitted from the AOM 24 is provided. Only the first-order diffracted light is selectively emitted from the AOM 24 by the shielding plate 25.

レーザ光源11,13及びAOM24の射出側には、平面ミラー26が配置されており、レーザ光源11,13から射出されたR及びBレーザ光8a,8c、AOM24の1次回折光として射出されたGレーザ光8bは、平面ミラー26によって反射される。平面ミラー26の射出側には、コリメータレンズ27、シリンドリカルレンズ28、及びポリゴンミラー(偏向器)29が順に配置されている。   On the emission side of the laser light sources 11 and 13 and the AOM 24, a plane mirror 26 is arranged, and R and B laser light 8 a and 8 c emitted from the laser light sources 11 and 13 and G emitted as the first-order diffracted light of the AOM 24. The laser beam 8b is reflected by the plane mirror 26. A collimator lens 27, a cylindrical lens 28, and a polygon mirror (deflector) 29 are sequentially arranged on the emission side of the plane mirror 26.

平面ミラー26によって反射された各レーザ光8a〜8cは、コリメータレンズ27及びシリンドリカルレンズ28を介してポリゴンミラー29の反射面上のほぼ同一位置に照射され、反射される。ポリゴンミラー29は図中C方向(時計回り方向)にほぼ一定の角速度で回転しており、各レーザ光8a〜8cを偏向し、感光体5に対して前述の主走査方向Xに走査を行う。ポリゴンミラー29の射出側には、感光体5の露光面(被走査面)上の走査速度を補正するfθレンズ30、及び副走査方向Y(図3では紙面に垂直方向)にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンドリカルレンズ31が配置されている。   The laser beams 8a to 8c reflected by the plane mirror 26 are irradiated and reflected at substantially the same position on the reflection surface of the polygon mirror 29 via the collimator lens 27 and the cylindrical lens 28. The polygon mirror 29 rotates at a substantially constant angular velocity in the C direction (clockwise direction) in the figure, deflects the laser beams 8a to 8c, and scans the photosensitive member 5 in the main scanning direction X described above. . On the exit side of the polygon mirror 29, there is an fθ lens 30 that corrects the scanning speed on the exposure surface (scanned surface) of the photoconductor 5, and a lens power in the sub-scanning direction Y (perpendicular to the paper surface in FIG. 3). A cylindrical lens 31 for surface tilt correction is disposed.

AOM24は、図4に示すように、音響光学媒質である直方形の結晶体24aと、結晶体24aの上面に配置されたトランスデューサ24bとによって構成されている。AOM24は、上記Gレーザ光8bが入射光として結晶体24aの一面から入射して、他面へ透過するように走査露光装置4内に配置されている。トランスデューサ24bには、AOMドライバ32が接続されており、AOMドライバ32は高周波信号をトランスデューサ24bへ入力する。トランスデューサ24bは、入力された高周波信号に応じた周波数(数百MHz)の超音波を生成し、この超音波を音波波束33として結晶体24a内に伝搬させる。この音波波束33の伝搬方向Pは、結晶体24a内の矢印Pで示された方向であり、Gレーザ光8bの入射方向とブラッグ条件を満たす角度で交差する。   As shown in FIG. 4, the AOM 24 includes a rectangular crystal body 24a that is an acousto-optic medium, and a transducer 24b disposed on the upper surface of the crystal body 24a. The AOM 24 is arranged in the scanning exposure apparatus 4 so that the G laser light 8b is incident as incident light from one surface of the crystal body 24a and transmitted to the other surface. An AOM driver 32 is connected to the transducer 24b, and the AOM driver 32 inputs a high frequency signal to the transducer 24b. The transducer 24b generates an ultrasonic wave having a frequency (several hundred MHz) according to the input high-frequency signal, and propagates the ultrasonic wave as a sound wave packet 33 into the crystal body 24a. The propagation direction P of the acoustic wave packet 33 is the direction indicated by the arrow P in the crystal body 24a, and intersects the incident direction of the G laser light 8b at an angle that satisfies the Bragg condition.

結晶体24a内で音波波束33が生成された部分は、その伝搬方向Pに沿って屈折率が周期的に変化している。結晶体24a内に入射したGレーザ光8bは、音波波束33を横切ると、音響光学効果が作用して回折が生じ、上記高周波信号の振幅に応じた強度の回折光として結晶体24aから射出される。前述のように、射出された回折光のうち1次回折光のみが遮蔽板25を通過して平面ミラー26へ向かう。従って、Gレーザ光8bは、結晶体24a内で音波波束33を横切ったときのみ1次回折光として平面ミラー26へ射出されることとなる。   In the portion where the acoustic wave packet 33 is generated in the crystal body 24a, the refractive index periodically changes along the propagation direction P thereof. When the G laser beam 8b that has entered the crystal body 24a crosses the acoustic wave packet 33, the acoustooptic effect acts to cause diffraction, and is emitted from the crystal body 24a as diffracted light having an intensity corresponding to the amplitude of the high-frequency signal. The As described above, of the emitted diffracted light, only the first-order diffracted light passes through the shielding plate 25 and travels toward the plane mirror 26. Therefore, the G laser beam 8b is emitted to the plane mirror 26 as the first-order diffracted light only when crossing the acoustic wave packet 33 in the crystal body 24a.

図5は、AOM24の音波波束33の伝搬方向Pと、感光体5上でのGレーザ光8bの主走査方向Xとの関係を簡易的に示した図である。音波波束33の伝搬方向P、ポリゴンミラー29の回転方向C、及び主走査方向Xは同図に示すような関係にある。同図中の矢印P′は、伝搬方向Pが平面ミラー26で仮想的に反射された方向を示し、同図中の矢印P″は、この方向P′がポリゴンミラー29で仮想的に反射され、感光体5に仮想的に投影された方向を示す。以下、伝搬方向Pと主走査方向Xとの関係を、投影方向P″と主走査方向Xとの関係によって表す。本実施形態では、伝搬方向Pの感光体5上への投影方向P″が主走査方向Xと同方向になっている。   FIG. 5 is a diagram simply showing the relationship between the propagation direction P of the acoustic wave packet 33 of the AOM 24 and the main scanning direction X of the G laser light 8 b on the photosensitive member 5. The propagation direction P of the acoustic wave packet 33, the rotation direction C of the polygon mirror 29, and the main scanning direction X are in a relationship as shown in FIG. An arrow P ′ in the figure indicates the direction in which the propagation direction P is virtually reflected by the plane mirror 26, and an arrow P ″ in the figure virtually reflects the direction P ′ by the polygon mirror 29. The direction virtually projected onto the photosensitive member 5 is shown below, and the relationship between the propagation direction P and the main scanning direction X is represented by the relationship between the projection direction P ″ and the main scanning direction X. In the present embodiment, the projection direction P ″ in the propagation direction P onto the photoconductor 5 is the same as the main scanning direction X.

図6は、AOM24の結晶体24a内において、Gレーザ光8bを音波波束33が通過する際の様子を示す図であり、Gレーザ光8bの伝搬方向に垂直な断面における時間的変化を示す。結晶体24a内に入射したGレーザ光8bは、音波波束33に重なった部分のみが変調されて1次回折光として射出される。Gレーザ光8bが部分的に変調され始めてから全てが変調されるまでの変調開始時(t0〜t3)に要される時間τは、音波波束33の伝搬速度をV、Gレーザ光8bのビーム径をDとしたとき、τ=D/Vの関係を満たす。また、変調終了時(t4〜t7)の期間も同様に、時間τが要される。   FIG. 6 is a diagram showing a state in which the acoustic wave packet 33 passes through the G laser light 8b in the crystal body 24a of the AOM 24, and shows a temporal change in a cross section perpendicular to the propagation direction of the G laser light 8b. In the G laser beam 8b incident on the crystal body 24a, only the portion overlapping the acoustic wave packet 33 is modulated and emitted as first-order diffracted light. The time τ required for the modulation start (t0 to t3) from when the G laser light 8b starts to be partially modulated until the whole is modulated is V, and the propagation speed of the acoustic wave packet 33 is V and the beam of the G laser light 8b. When the diameter is D, the relationship of τ = D / V is satisfied. Similarly, the time period τ is required for the period at the end of modulation (t4 to t7).

なお、Gレーザ光8bのビーム強度が図7に示すようなガウス分布を有するとき、ビーム径Dは、例えば、相対強度が1/e2(e:自然対数の底)での分布の広がり(標準偏差σの4倍に相当する変位)と定義される。 Note that when the beam intensity of the G laser beam 8b has a Gaussian distribution as shown in FIG. 7, the beam diameter D is, for example, a spread of the distribution when the relative intensity is 1 / e 2 (e: base of natural logarithm) ( A displacement corresponding to four times the standard deviation σ).

AOM24の結晶体24a内で1つの音波波束33により変調され、1次回折光として射出されたGレーザ光8bのビーム強度は、図8に示すように時間的に変化する。t0からt7までの経過時間が1画素当りの露光時間(10-7〜10-8sec程度)に相当し、この露光時間は画像信号パルス幅によって決定される。ビーム径Dが小さいほど、ビーム強度の立ち上がり及び立ち下がり時の応答時間τは短く、感光体5に投影されるビームの鮮鋭度は向上する。 The beam intensity of the G laser beam 8b that is modulated by one acoustic wave packet 33 in the crystal body 24a of the AOM 24 and is emitted as the first-order diffracted light changes with time as shown in FIG. The elapsed time from t0 to t7 corresponds to the exposure time per pixel (about 10 −7 to 10 −8 sec), and this exposure time is determined by the image signal pulse width. The smaller the beam diameter D, the shorter the response time τ when the beam intensity rises and falls, and the sharpness of the beam projected onto the photoconductor 5 improves.

感光体5の露光面は、AOM24の位置(回折点)と光学的に共役な関係となる位置に配置されているため、AOM24によって変調されたGレーザ光8bは、ビーム形状が等しくそのまま露光面に投影され、露光面でのスポット径はビーム径Dにほぼ等しい。1画素分のGレーザ光8bは、図9に示すように、主走査方向Xに走査されながら感光体5の露光面に投影される。図5で示したように、音波波束33の伝搬方向P(投影方向P″)と主走査方向Xとが同じ向きとなっているため、露光面に投影されたGレーザ光8bの1画素分の投影領域(図9でハッチングを施した領域)は、主走査方向Xに大きな広がりを持つ。これは、変調開始時(t0〜t3)には、Gレーザ光8bが部分的に変調され始めるとともに、変調部分が主走査方向Xの後方側に投影され、変調終了時(t4〜t7)には、変調部分が主走査方向Xの前方側に投影されるためである。   Since the exposure surface of the photoconductor 5 is disposed at a position optically conjugate with the position (diffraction point) of the AOM 24, the G laser light 8b modulated by the AOM 24 has the same beam shape and the exposure surface as it is. The spot diameter on the exposure surface is approximately equal to the beam diameter D. As shown in FIG. 9, the G laser beam 8b for one pixel is projected onto the exposure surface of the photoreceptor 5 while being scanned in the main scanning direction X. As shown in FIG. 5, since the propagation direction P (projection direction P ″) of the acoustic wave packet 33 and the main scanning direction X are the same, one pixel of the G laser light 8b projected on the exposure surface. 9 has a large spread in the main scanning direction X. This is because the G laser beam 8b starts to be partially modulated at the start of modulation (t0 to t3). At the same time, the modulation portion is projected to the rear side in the main scanning direction X, and the modulation portion is projected to the front side in the main scanning direction X at the end of the modulation (t4 to t7).

図10は、ある特定条件下において、特定時間ごとに得られるGレーザ光8bのビーム強度分布を、1画素分重ねて示したものである。図11は、この各時間のビーム強度分布を重ね合わせて得られる1画素分の積分光量分布を示し、感光体5にはこの積分光量分布に基づいた露光が行われる。このように、レーザ光源12から射出される1画素分のGレーザ光8bは、AOM24での上記変調により、主走査方向Xに関する広がりが拡大する。   FIG. 10 shows the beam intensity distribution of the G laser beam 8b obtained every specific time under a specific condition, with one pixel overlapped. FIG. 11 shows an integrated light amount distribution for one pixel obtained by superimposing the beam intensity distributions for each time, and the photosensitive member 5 is exposed based on the integrated light amount distribution. As described above, the G laser light 8 b for one pixel emitted from the laser light source 12 is expanded in the main scanning direction X due to the above-described modulation in the AOM 24.

Rレーザ光8a及びBレーザ光8cは、それぞれR半導体レーザ14及びB半導体レーザ16の発振を直接オン/オフするとともに、駆動電流を制御することによって変調(直接変調)され、感光体5の露光面に投影される。露光面での各レーザ光8a〜8cのスポット径を等しくした場合、Gレーザ光8bの積分光量分布が主走査方向Xに関して拡幅されるのに対し、Rレーザ光8a及びBレーザ光8cは、R半導体レーザ14及びB半導体レーザ16が画像信号パルス幅に基づいてオン/オフされることで露光時間の制御が行われるので、R及びBの積分光量分布は狭く、Gレーザ光8bのように拡幅されることはない。   The R laser beam 8a and the B laser beam 8c are directly turned on / off the oscillation of the R semiconductor laser 14 and the B semiconductor laser 16, respectively, and modulated (directly modulated) by controlling the drive current. Projected onto a surface. When the spot diameters of the laser beams 8a to 8c on the exposure surface are made equal, the integrated light amount distribution of the G laser beam 8b is widened in the main scanning direction X, whereas the R laser beam 8a and the B laser beam 8c are Since the exposure time is controlled by turning on / off the R semiconductor laser 14 and the B semiconductor laser 16 based on the image signal pulse width, the integrated light quantity distribution of R and B is narrow, as in the G laser light 8b. There is no widening.

このようにR,G,Bによって積分光量分布が異なると、カラー画像パターンを感光体5に露光した場合、GとR,Bとの間の積分光量分布の差異に起因して、現像後の色が滲む。これを防止するため、走査露光装置4は、レーザ光源11,13に対して、強度変調あるいはパルス幅変調のいずれかを行い、R及びBの積分光量分布を補正する。これにより色間差が低減され、記録画像に色の滲みが解消される。   If the integrated light quantity distribution is different depending on R, G, and B in this way, when the color image pattern is exposed on the photoconductor 5, the difference in the integrated light quantity distribution between G, R, and B results in the post-development. The color is blurred. In order to prevent this, the scanning exposure apparatus 4 performs either intensity modulation or pulse width modulation on the laser light sources 11 and 13 to correct the R and B integrated light quantity distributions. As a result, the difference between colors is reduced and the color blur is eliminated from the recorded image.

強度変調の場合には、図12に示すように、R,G,Bの各色において画像信号パルスのデューティを等しく保ったまま(T1=T2)、直接変調されるRレーザ光8a及びBレーザ光8cのビーム径D2を、音響光学変調されるGレーザ光8bのビーム径D1より大きい適宜の値に設定される。これにより、主走査方向Xに関するGの積分光量分布幅w1と、R,Bの積分光量分布幅w2とがほぼ等しくなるように補正される。   In the case of intensity modulation, as shown in FIG. 12, the R laser light 8a and the B laser light that are directly modulated while keeping the duty of the image signal pulse equal in each color of R, G, and B (T1 = T2). The beam diameter D2 of 8c is set to an appropriate value larger than the beam diameter D1 of the G laser light 8b to be acousto-optic modulated. Thereby, the G integrated light quantity distribution width w1 in the main scanning direction X and the R, B integrated light quantity distribution width w2 are corrected so as to be substantially equal.

パルス幅変調の場合には、図13に示すように、R,G,Bの各色においてビーム径を等しく保ったまま(D1=D2)、直接変調されるRレーザ光8a及びBレーザ光8cの画像信号パルスのデューティT2を、音響光学変調されるGレーザ光8bの画像信号パルスのデューティT1より大きい適宜の値に設定される。ここで、レーザ光8a〜8cの各画像信号パルスの周波数はほぼ等しくしている。これにより、主走査方向Xに関するGの積分光量分布幅w1と、R,Bの積分光量分布幅w2とがほぼ等しくなるように補正される。   In the case of pulse width modulation, as shown in FIG. 13, the R laser beam 8a and the B laser beam 8c that are directly modulated are maintained with the beam diameters being equal in each of R, G, and B colors (D1 = D2). The duty T2 of the image signal pulse is set to an appropriate value larger than the duty T1 of the image signal pulse of the G laser light 8b to be acousto-optic modulated. Here, the frequencies of the image signal pulses of the laser beams 8a to 8c are substantially equal. Thereby, the G integrated light quantity distribution width w1 in the main scanning direction X and the R, B integrated light quantity distribution width w2 are corrected so as to be substantially equal.

上記実施形態において、Gレーザ光8bを外部変調器としてのAOM24によって音響光学変調を行い、Rレーザ光8a及びBレーザ光8cを直接変調するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、レーザ光8a〜8cのいずれをAOM24によって響光学変調するようにしてもよい。   In the above embodiment, the G laser beam 8b is subjected to acousto-optic modulation by the AOM 24 as an external modulator, and the R laser beam 8a and the B laser beam 8c are directly modulated. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, any of the laser beams 8a to 8c may be optically modulated by the AOM 24.

また、上記実施形態において、Gレーザ光8bのレーザ光源12を半導体レーザ励起型固体レーザとSHG素子とを組み合わせてなるSHGレーザとし、Rレーザ光8a及びBレーザ光8cのレーザ光源11,13を半導体レーザとして構成したが、本発明はこれに限られるものではなく、各レーザ光8a〜8cのレーザ光源として、半導体レーザ、固体レーザ、ガスレーザ等の各種レーザ光源を用いることができる。   In the above embodiment, the laser light source 12 for the G laser light 8b is an SHG laser obtained by combining a semiconductor laser excitation type solid-state laser and an SHG element, and the laser light sources 11 and 13 for the R laser light 8a and the B laser light 8c are used. Although configured as a semiconductor laser, the present invention is not limited to this, and various laser light sources such as a semiconductor laser, a solid-state laser, and a gas laser can be used as the laser light sources of the laser beams 8a to 8c.

さらに、上記実施形態において、R,G,Bに関する3種類のレーザ光源11〜13を用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、レーザ光源の数、各レーザ光の波長、及び音響光学変調するレーザ光源などは適宜変更してよい。   Further, in the above embodiment, three types of laser light sources 11 to 13 relating to R, G, and B are used. However, the present invention is not limited to this, and the number of laser light sources, the wavelength of each laser beam, and acoustics You may change suitably the laser light source etc. which carry out an optical modulation.

レーザプリンタの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a laser printer. レーザ光の主走査方向及び副走査方向を示す概略図である。It is the schematic which shows the main scanning direction and subscanning direction of a laser beam. 走査露光装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a scanning exposure apparatus. 音響光学変調素子の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an acousto-optic modulation element. 音波波束の伝搬方向とレーザ光の主走査方向との関係を簡易的に示す平面図である。It is a top view which shows simply the relationship between the propagation direction of a sound wave packet, and the main scanning direction of a laser beam. Gレーザ光が音響光学変調素子の音波波束によって変調される様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that G laser light is modulated by the sound wave packet of an acousto-optic modulation element. ビーム径の定義を説明する強度分布図である。It is an intensity distribution figure explaining the definition of a beam diameter. 1画素分のGレーザ光のビーム強度の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the beam intensity of the G laser beam for 1 pixel. 1画素分のGレーザ光の露光面への投影図である。It is a projection figure on the exposure surface of G laser light for 1 pixel. 特定時間ごとに得られるGレーザ光のビーム強度分布を重ねて示した図である。It is the figure which piled up and showed the beam intensity distribution of G laser light obtained for every specific time. 1画素分のGレーザ光の積分光量分布を示す分布図である。It is a distribution map which shows the integral light quantity distribution of G laser beam for 1 pixel. R及びBレーザ光の強度変調を説明する図である。It is a figure explaining intensity modulation of R and B laser light. R及びBレーザ光のパルス変調を説明する図である。It is a figure explaining the pulse modulation of R and B laser light.

符号の説明Explanation of symbols

2 レーザプリンタ
3 画像処理部
4 走査露光装置
5 感光体
8a 赤色レーザ光(第2レーザ光)
8b 緑色レーザ光(第1レーザ光)
8c 青色レーザ光(第2レーザ光)
11 レーザ光源(第2光源)
12 レーザ光源(第1光源)
13 レーザ光源(第2光源)
14 赤色半導体レーザ
16 青色半導体レーザ
21 半導体レーザ励起型固体レーザ
22 2次高周波発生素子(波長変換素子)
24 音響光学変調素子
24a 結晶体
24b トランスデューサ
29 ポリゴンミラー(偏向器)
33 音波波束
2 Laser printer 3 Image processing unit 4 Scanning exposure device 5 Photoconductor 8a Red laser beam (second laser beam)
8b Green laser beam (first laser beam)
8c Blue laser light (second laser light)
11 Laser light source (second light source)
12 Laser light source (first light source)
13 Laser light source (second light source)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Red semiconductor laser 16 Blue semiconductor laser 21 Semiconductor laser excitation type solid-state laser 22 Secondary high frequency generating element (wavelength conversion element)
24 acoustooptic modulator 24a crystal 24b transducer 29 polygon mirror (deflector)
33 Sound wave packet

Claims (4)

第1レーザ光を射出する第1光源と、前記第1レーザ光とは波長の異なる第2レーザ光を射出する第2光源と、第1光源から射出された前記第1レーザ光の伝搬方向とブラッグ条件を満たす方向に超音波を通過させることによって前記第1レーザ光の強度変調を行う音響光学変調素子と、この音響光学変調素子から射出された前記第1レーザ光及び前記第2光源から射出された第2レーザ光を偏向して被走査面上の所定方向に走査する偏向器とを備えた走査露光装置において、
前記被走査面上へ仮想的に投影された前記超音波の伝搬方向が、前記偏向器による前記各レーザ光の走査方向と同方向であって、前記被走査面上における前記第2レーザ光のスポット径を、前記第1レーザ光のスポット径より大きくしたことを特徴とする走査露光装置。
A first light source that emits first laser light; a second light source that emits second laser light having a wavelength different from that of the first laser light; and a propagation direction of the first laser light emitted from the first light source; An acousto-optic modulator that modulates the intensity of the first laser beam by passing an ultrasonic wave in a direction that satisfies the Bragg condition, and the first laser beam and the second light source that are emitted from the acousto-optic modulator. A scanning exposure apparatus comprising: a deflector that deflects the second laser beam and scans in a predetermined direction on the surface to be scanned;
The propagation direction of the ultrasonic wave virtually projected onto the surface to be scanned is the same as the scanning direction of each laser beam by the deflector, and the second laser beam on the surface to be scanned is A scanning exposure apparatus characterized in that a spot diameter is larger than a spot diameter of the first laser beam.
第1レーザ光を射出する第1光源と、前記第1レーザ光とは波長の異なる第2レーザ光を射出する第2光源と、第1光源から射出された前記第1レーザ光の伝搬方向とブラッグ条件を満たす方向に超音波を通過させることによって前記第1レーザ光の強度変調を行う音響光学変調素子と、この音響光学変調素子から射出された前記第1レーザ光及び前記第2光源から射出された第2レーザ光を偏向して被走査面上の所定方向に走査する偏向器とを備えた走査露光装置において、
前記被走査面上へ仮想的に投影された前記超音波の伝搬方向が、前記偏向器による前記各レーザ光の走査方向と同方向であって、前記被走査面上における前記第1レーザ光及び前記第2レーザ光のスポット径をほぼ等しくし、前記第2レーザ光を変調する画像信号パルスのデューティを、前記第1レーザ光を変調する画像信号パルスのデューティより大きくしたことを特徴とする走査露光装置。
A first light source that emits first laser light; a second light source that emits second laser light having a wavelength different from that of the first laser light; and a propagation direction of the first laser light emitted from the first light source; An acousto-optic modulator that modulates the intensity of the first laser beam by passing an ultrasonic wave in a direction that satisfies the Bragg condition, and the first laser beam and the second light source that are emitted from the acousto-optic modulator. A scanning exposure apparatus comprising: a deflector that deflects the second laser beam and scans in a predetermined direction on the surface to be scanned;
The propagation direction of the ultrasonic wave virtually projected onto the surface to be scanned is the same as the scanning direction of each laser beam by the deflector, and the first laser beam on the surface to be scanned and The scanning is characterized in that the spot diameters of the second laser light are made substantially equal, and the duty of the image signal pulse for modulating the second laser light is made larger than the duty of the image signal pulse for modulating the first laser light. Exposure device.
前記第1光源は、半導体レーザ励起型の固体レーザと、この固体レーザから射出されたレーザ光を波長変換する波長変換素子とからなることを特徴とする請求項1又は2記載の走査露光装置。   3. The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein the first light source comprises a semiconductor laser excitation type solid-state laser and a wavelength conversion element for wavelength-converting laser light emitted from the solid-state laser. 前記第2光源は、半導体レーザからなることを特徴とする請求項1又は2記載の走査露光装置。
The scanning exposure apparatus according to claim 1, wherein the second light source is a semiconductor laser.
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