JP2003237127A - マルチビーム光記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】狭ピッチを持つ半導体レーザアレイから出射す
るマルチビームから、安定な走査開始信号を発生させ、
安定な印刷を可能にすることを課題とする。 【解決手段】走査するマルチビームを検出する光検知器
として走査方向に２分割された光検知部、および前記２
分割光検知部からのそれぞれの光検知信号を差動増幅す
る差動増幅器を用い、前記マルチビームの内、先頭を走
査する第１番目のビームは前記光検知器に入射する前は
明光状態にあり、前記第１番目のビームにより走査開始
信号を発生した後暗光状態になり、第２番目のビームは
前記第１番目のビームが明光状態であるとき暗光状態で
あり、前記第１番目のビームが走査開始信号を発生し暗
状態に変化した後明光状態に変化し、前記光検知器が前
記第２番目のビームの走査開始信号を発生した後暗光状
態になり、続くビームも同様の動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の半導体レー
ザから出射する多数のビームすなはちマルチビームを走
査し、印刷するマルチビーム光記録装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】マルチビームを用いた光記録装置である
レーザプリンタでは、マルチビームの本数分、回転多面
鏡の回転速度、および光変調速度を低減できるので、高
速で印刷するレーザプリンタを実現できる。

【０００３】半導体基板にレーザ素子を集積化してアレ
イ状に形成したマルチビーム発生部をもつ半導体レーザ
アレイをレーザプリンタ装置に適用した概略図を図２に
示す。図２において、半導体レーザアレイ９から出射す
るマルチビームのそれぞれはコリメータレンズ１で平行
光にし、ビーム拡大器であるレンズ２、３でビーム幅を
拡大し、回転多面鏡５で感光ドラム７上を走査してい
る。円筒レンズ４は回転多面鏡５の反射面の面倒れに伴
う、感光ドラム上での走査線ピッチ誤差を補正するため
のものである。走査レンズ６は回転多面鏡が走査したビ
ームを感光ドラム７上に絞り込む。感光ドラム上に絞り
込まれたマルチビームのビーム間隔は図２の８に示すよ
うに、スポット径より大きいため、マルチビームを走査
方向に対して、斜めに走査し、走査線間隔を適正なもの
にしている。１０は走査するマルチビームを検出し、走
査開始信号を出力するための光検知器である。従来、半
導体レーザアレイにおけるレーザ素子の間隔は通常１０
０μｍ程度であり、レーザプリンタでは光記録材料上で
走査方向約２０倍程度のビーム間隔になるので、光記録
材料上のビーム間隔は２ｍｍ程度となる。このような大
きなビーム間隔の場合において、２分割の光検知部から
なる光検知器でビームを検出する状況を図３に示す。斜
め配列したマルチビームが２分割の光検知部をもつ光検
知器に入射している。入射したビームが２分割光検知部
で発生させた光検知信号は差動増幅で増幅され、走査開
始信号に使われる。図４の２１は走査している４ビーム
による差動増幅器の出力信号を示している。この信号か
ら走査開始信号としての矩形パルスが発生し、これらの
矩形パルスの立ち上がりタイミングが基準となり、印刷
データに基づいて光を変調し、印刷が行われる。上記し
た場合は、マルチビーム間の間隔が大きいので１本のビ
ームが光検知器に入射しているときに、同時に別のビー
ムが光検知器に入ることは無く、高精度に光検知信号を
発生させることができ、正常な印刷が可能である。

【０００４】しかし、最近、１枚の半導体ウエハから多
くの半導体レーザアレイ素子を製作するためにレーザ素
子の間隔は小さくなる傾向にあり、１５μｍ程度と狭ピ
ッチ化されているものがある。このように狭ピッチ化し
た半導体レーザアレイを用いた場合、記録材料上での斜
めに配置して走査するマルチビームの走査方向のビーム
間隔は光学系倍率が約２０倍とすると、３００μｍ程度
と小さくなり、図５のように光検知器内に２ビームが同
じ時刻に入射することになってしまう。このような場
合、従来の方法では２ビームの光検知信号が重なってし
まい、高精度な走査開始信号を得ることは困難であり、
したがって高精度な印刷をすることは不可能であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光記録材料
上を斜めに配列させたマルチビームを走査することで光
記録するレーザプリンタ光学系において、マルチビーム
間隔が狭いものにおいても高精度な印刷を可能とする装
置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、走査するマルチビームを検出する光検知器
として走査方向に２分割された光検知部、および前記２
分割光検知部からのそれぞれの光検知信号を差動増幅す
る差動増幅器を用い、前記マルチビームの内、先頭を走
査する第１番目のビームは前記光検知器に入射する前は
明光状態にあり、前記第１番目のビームにより走査開始
信号を発生した後暗光状態になり、第２番目のビームは
前記第１番目のビームが明光状態であるとき暗光状態で
あり、前記第１番目のビームが走査開始信号を発生し暗
状態に変化した後明光状態に変化し、前記光検知器が前
記第２番目のビームの走査開始信号を発生した後暗光状
態になり、続くビームも同様の動作を行うことを特徴と
する。

【０００７】また本発明は、走査するマルチビームを検
出する光検知器として単一の光検知部からなるものを用
い、前記マルチビームのそれぞれは前記光検知器に入射
する前は明光状態であり、走査開始信号を発生した後次
のビームが前記光検知器に入射する前に暗光状態になる
ことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は２分割光検知部をもつ光記
録装置において、本発明で用いるマルチビーム制御の方
法を示している。図１（１）から（５）までは、時刻の
経過につれて、斜め配置されたマルチビームが２分割光
検知部をもつ光検知器を通過する状況を示している。マ
ルチビームの白い丸は明光状態を表し、黒い丸は暗光状
態を示している。図１（１）においては光検知部に入射
する前に、最初のビームは明光状態になっており、引き
続く他のビームは暗光状態になっている。図１（３）で
２分割光検知部の中心を通過した直後に、最初のビーム
の走査開始信号が発生し、その後、図１（４）に示すよ
うに第１のビームは暗光状態になり、第２のビームのみ
が明光状態になる。続いて同様に第２のビームが２分割
光検知部の中心を通過した直後に、第２のビームによる
走査開始信号が発生し、その直後に、図１（５）に示す
ように、第２のビームは暗光状態になり、同時に第３の
ビームが明光状態になる。以下、同じ動作が継続する。
以上の方法をとれば光検知器に複数ビームが同時に入射
しても、単一ビームのみの光検知信号が得られ、高精度
な走査開始信号が得られるのである。図６は図１の動作
を実現するためのタイムチャートを示している。図６の
３１、３２、３３、３４は第１のビームから第４のビー
ムまでの光強度を変調する信号波形であり、この信号は
それぞれのビームに対応する半導体レーザ素子部を駆動
するためのものである。図６の３５は走査開始信号を示
している。第１のビームを光変調するための信号波形３
１は光検知器に入射する前には明光状態、すなはち高電
圧レベルの状態にある。第１のビームが２分割光検知部
をもつ光検知器に入射すると、図４ですでに説明したよ
うに差動増幅器が動作し、図６の３５の最初の第１ビー
ムの走査開始信号パルスが発生する。この第１ビームの
走査開始信号パルスが出力されると、第１のビームの光
強度変調信号３１は低電圧レベルに降下し、第１のビー
ムに対応する半導体レーザ素子部から出射するレーザ光
の光強度を消滅させる。一方、この同じタイミングで第
２のビームの光変調信号は高電圧レベルになり、第２の
ビーム用半導体レーザ素子部からレーザ光を出射させ
る。このタイミングは図１の（４）に対応する。第２の
ビームが明光状態で、２分割光検知器に入射しているの
で、第２のビームによる走査開始信号が発生する。第３
のビーム、第４のビームも同様に動作し、これらの結果
として、図６の３５に示した精度の高い走査開始信号波
形が得られる。印刷データはこれらの走査開始信号波形
を基に光変調され、印刷が可能になる。

【０００９】いままでは光検知器として２分割光検知部
を用いる場合を示したが、次に単一の光検知部からなる
光検知器を用いる場合を示す。

【００１０】図７（１）から（３）までは、時刻の経過
につれて、斜め配置されたマルチビームが単一光検知部
をもつ光検知器を通過する状況を示している。マルチビ
ームの白い丸は明光状態を表し、黒い丸は暗光状態を示
している。また図８は信号のタイムチャートで、４１、
４２、４３、４４はそれぞれビーム１からビーム４まで
の光変調信号を示す。光変調信号が高電圧レベルでは、
対応する半導体レーザ素子部がレーザ発光し、低電圧レ
ベルではレーザ光が消滅する。図８の４５はそれぞれの
ビームの走査開始信号が時系列で得られているものであ
る。図７（１）においては光検知部に入射する前に、す
べてのビームは明光状態になっている。図７（２）で単
一光検知部の端部を通過した直後に、最初のビームの走
査開始信号が発生する。この走査開始信号が出力された
直後に図８の４１で示すように、光変調信号は低電圧レ
ベルになり、第１のビームのレーザ光が消滅する。次に
第２のビームが単一光検知部の端部を通過した直後に、
第２のビームの走査開始信号が発生する。この走査開始
信号が出力された直後に図８の４２で示すように、光変
調信号は低電圧レベルになり、第２のビームのレーザ光
が消滅する。以下、同じ動作が継続する。以上の方法を
とれば光検知器に複数ビームが同時に入射しても、単一
ビームのみの光検知信号が得られ、高精度な走査開始信
号が得られるのである。印刷データはこれらの走査開始
信号波形を基に光変調され、印刷が可能になる。

【００１１】上記説明においては半導体レーザアレイを
用いる場合に限ったが、マルチビームを発生させる他の
素子、例えば光ファイバアレイ、回折格子などにも適用
できることは明らかである。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、狭ピッチをもつ半導体
レーザアレイを用いても安定な走査開始信号が得られ、
高精度な印刷が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における、時刻の経過につれて斜め配置
された間隔の狭いマルチビームが２分割光検知部をもつ
光検知部を通過する際のマルチビームそれぞれの光強度
制御状況を示す図である。

【図２】半導体レーザアレイからのマルチビームを用い
た光記録装置を示す図である。

【図３】間隔の広いマルチビームを斜め配置して、２分
割光検知部を用いる光検知器で光検出する状況を示す図
である。

【図４】間隔の広い斜め配置マルチビームを走査して、
２分割光検知部を用いる光検知器で光検出したときに得
られる差動増幅器出力信号と走査開始信号を示す図であ
る。

【図５】間隔の狭い斜め配置マルチビームを走査して、
２分割光検知部を用いる光検知器で光検出する状況を示
す図である。

【図６】間隔の狭い斜め配置マルチビームを走査して、
２分割光検知部を用いる光検知器で光検出したときに得
られる差動増幅器出力信号と走査開始信号を示す図であ
る。

【図７】本発明における、時刻の経過につれて斜め配置
された間隔の狭いマルチビームが単一の光検知部を用い
る光検知器を通過する際の状況を示す図である。

【図８】間隔の狭い斜め配置マルチビームを走査して、
単一の光検知部を用いる光検知器で光検出したときに得
られる差動増幅器出力信号と走査開始信号を示す図であ
る。

【符号の説明】

１はコリメータレンズ、２はビーム拡大器を構成するレ
ンズ、３はビーム拡大器を構成するもう一つのレンズ、
４は円筒レンズ、５は回転多面鏡、６は走査レンズ、７
は感光ドラム、８はマルチビーム、９は半導体レーザア
レイ、１０は光検知器、１１は光検知器、１２は差動増
幅器、２１は出力信号波形、２２は走査開始信号、３５
は走査開始信号、３１、３２、３３、３４はそれぞれ光
変調信号、４６は光検知部、４５は走査開始信号、４
１、４２、４３、４４はそれぞれ光変調信号である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マルチビーム発生部からアレイ状にマルチ
   ビームを出射させ、光記録材料上で該マルチビームを走
   査方向に斜めに配置し、光走査手段で一括走査するマル
   チビーム光記録装置において、走査する前記マルチビー
   ムを検出する光検知器として走査方向に２分割された光
   検知部、および該２分割光検知部からのそれぞれの光検
   知信号を差動増幅する差動増幅器を用い、前記マルチビ
   ームの内、先頭を走査する第１番目のビームは前記光検
   知器に入射する前は明光状態にあり、前記第１番目のビ
   ームにより走査開始信号を発生した後暗光状態になり、
   第２番目のビームは前記第１番目のビームが明光状態で
   あるとき暗光状態であり、前記第１番目のビームが走査
   開始信号を発生し暗状態に変化した後明光状態に変化
   し、前記光検知器が前記第２番目のビームの走査開始信
   号を発生した後暗光状態になり、続くビームも同様の動
   作を行うことを特徴とする、マルチビーム光記録装置
2. 【請求項２】マルチビーム発生部からアレイ状にマルチ
   ビームを出射させ、光記録材料上で該マルチビームを走
   査方向に斜めに配置し、光走査手段で一括走査するマル
   チビーム光記録装置において、前記走査するマルチビー
   ムを検出する光検知器として単一の光検知部からなるも
   のを用い、前記マルチビームのそれぞれは前記光検知器
   に入射する前は明光状態であり、走査開始信号を発生し
   た後次のビームが前記光検知器に入射する前に暗光状態
   になることを特徴とする、マルチビーム光記録装置。