JP2902002B2 - レーザ記録装置 - Google Patents

レーザ記録装置

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JP2902002B2
JP2902002B2 JP1212631A JP21263189A JP2902002B2 JP 2902002 B2 JP2902002 B2 JP 2902002B2 JP 1212631 A JP1212631 A JP 1212631A JP 21263189 A JP21263189 A JP 21263189A JP 2902002 B2 JP2902002 B2 JP 2902002B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ドット径を可変可能なレーザプリンタ、デ
ジタル複写機等のレーザ記録装置に関する。
従来の技術 近年、高品質印字の可能なレーザ記録装置にあって
は、さらなる高性能化のため、画素毎のドット径可変に
よる多値階調記録を可能とすることが提案されている。
例えば、特開昭61−113018号公報によれば、レーザビ
ームのドットサイズを変化させるための可変絞りと、そ
の絞り量を制御するための制御手段とを備えたものが示
されている。
また、特開昭63−296069号公報によれば、半導体レー
ザの光強度を制御することで、光ビームドット径を変化
させ、隣接する2ドットの画素情報がともに非照射情報
の場合には、ドット径を拡大させて線の切れを防ぐよう
にしたものが示されている。
発明が解決しようとする課題 ところが、前者の公報記載方式によると、可変絞りが
アイリス絞り又は液晶絞りからなるため、応答速度が遅
く、高速のレーザ記録装置には不適である。
また、後者の公報記載方式によると、半導体レーザの
光強度を変えることでビームドット径を変えているた
め、ドット径の変化量が少なく、効果の小さいものであ
る。
課題を解決するための手段 レーザ光源と、電圧印加で開閉する複数のアパーチャ
エレメントを有するとともにこれらのアパーチャエレメ
ントの選択的な開閉により入射レーザビームに対するア
パーチャ量が可変制御される可変アパーチャ素子と、こ
の可変アパーチャ素子からの出射レーザビームを偏向走
査させる光偏向器と、偏向されたレーザビームを被走査
媒体上に結像させる結像光学素子とにより構成した。
作用 被走査媒体上に結像される1画素毎のドット径は、可
変アパーチャ素子のアパーチャ量に応じて可変される。
よって、可変アパーチャ素子においてアパーチャエレメ
ントを開閉制御してアパーチャ量を可変させればよく、
応答速度の速いドット径可変が可能となる。また、アパ
ーチャエレメントによりアパーチャ量の変化量を大きく
することもでき、ドット径を大きく可変させることがで
き、効果的な多値階調記録が可能となる。
実施例 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。本実施
例は、ドット径の可変に可変アパーチャ素子を用いるこ
とを特徴とするものであり、この可変アパーチャ素子の
主体をなすアパーチャ素子1の構造を第2図に示す。ま
ず、上下両面が光学研磨された厚さ400μmのPLZTなる
電気光学結晶2が用意され、その一面には幅100μm程
度の光透過領域3を残してその両側に約200μm程度の
深さの溝4,5がダイシングソウで形成されている。これ
らの溝4,5の幅は1mm以上とするが、光透過領域3を残し
て電気光学結晶2の全面に渡る状態で形成してもよい。
何れにしても、光透過領域3は凸状となり、側壁6を持
つことになる。次に、側壁6を含め溝4,5部分に対して
電極膜(例えば、NiCr:Au)7がスパッタリング法によ
り形成される。この後、電極膜7を含めて電気光学結晶
2面に、溝4,5に直交する方向に深さ250μm、幅20μm
の溝8が100μmピッチで複数本形成される。これによ
り、第2図(b)に示すように光透過領域3及び電極膜
7が分離された複数個(ここでは、8個の例を示す)の
矩形状のアパーチャエレメント(光のオン・オフ領域)
9及びアパーチャエレメント9毎に個別の電極10が形成
される。
このようなアパーチャ素子1の動作原理を説明する。
原理的には第3図に示すように偏光子11と検光子12とを
レーザビームの入射・出射側に組合せて用いられる。こ
こに、偏光子11と検光子12とは互いに直交関係にあり、
アパーチャ素子1に印加する電界方向に対して45゜とな
る角度で設置される。今、入射光の強度をIi、出射光の
強度をIoとし、1つのアパーチャエレメント9内で考え
ると、 なる関係が成立する。ただし、位相差Гは で示される。ここに、λ:波長、t:アパーチャ素子1の
厚さ、no:屈折率、E:電界強度、Rc:二次電気光学定数で
ある。
(1)式によれば、位相差Гがmπ(mは奇数)の時
にIoが最大となり(即ち、アパーチャエレメント9が開
いたオン状態となる)、位相差Гがm′π(m′は偶
数)の時にIoが最小となる(即ち、アパーチャエレメン
ト9が閉じたオフ状態となる)。
よって、複数のアパーチャエレメント9について各々
の電極10を介して個別に電圧印加を制御することによ
り、任意のアパーチャエレメント9を開閉(オン・オ
フ)制御、即ちアパーチャ量を可変制御することができ
る。第3図では、中心4個のアパーチャエレメント9が
開かれ残りの4個のアパーチャエレメント9が閉じられ
た場合の出射光の光強度分布の一例を符号13部分に示
す。これにより、レーザ記録装置においては1画素内で
ドット径を可変させ得ることになる。
ここに、このようなアパーチャ素子1を駆動させるた
めには駆動用のIC等が必要であり、可変アパーチャ素子
14としては第4図に示すように実装される。まず、光透
過領域7(アパーチャエレメント9)部分に対して開口
部15が形成された基板(セラミック基板)16が用意さ
れ、開口部15位置上にアパーチャ素子1が接着剤により
実装固定されるとともに、両側に駆動用のIC17も実装固
定される。そして、これらのIC17と各電極10との間はボ
ンディングワイヤ18により接続される。具体的には、電
極10側に対しては溝4,5部分にてそのボンディングにボ
ンディングされ、IC17側に対しては基板16上に設けられ
たボンディングパッド部にボンディングされる。このよ
うな可変アパーチャ素子14の前後に偏光子11と検光子12
とを配置することにより、入射レーザビームを任意ドッ
ト径に制御した状態で出射レーザビームとして取出すこ
とができる。
しかして、ドット径可変のレーザプリンタとしては、
第1図に示すように構成される。まず、画素情報に応じ
て変調駆動されるレーザ光源として半導体レーザ20が設
けられている。この半導体レーザ20から出射されるレー
ザビーム光路上に前記可変アパーチャ素子14が配設され
るが、両者間には半導体レーザ20からの出射光を平行光
とさせるカップリングレンズ21、レーザビームの偏光方
向を副走査方向に対して45゜とさせるλ/2板22、及び可
変アパーチャ素子14上にレーザビームを絞り込んで入射
させるシリンダレンズ23が介在されている。ここに、可
変アパーチャ素子14は複数個のアパーチャエレメント9
が副走査方向に並ぶように配設される。可変アパーチャ
素子14の出射側には、ビーム変換するためのレンズ24及
びシリンダレンズ25を経て、レーザビームを主走査方向
に偏向走査させるための偏向器なるポリゴンミラー26が
設けられている。ポリゴンミラー26の出射側には偏向さ
れたレーザビームを被走査媒体(例えば感光体)27面上
に結像させる結像光学素子としてのトロイダルfθレン
ズ28が設けられている。
ここに、本実施例にあっては、可変アパーチャ素子14
と被走査媒体27面とが、結像の共役関係にあるように位
置設定されている。即ち、可変アパーチャ素子14面が被
走査媒体27面上に結像される関係であり、アパーチャ量
が被走査媒体27面上に正確に再現されて副走査方向のド
ット径が可変されることになる。
第5図は、このドット径可変の様子の一例を示すもの
である。即ち、画素情報に応じて半導体レーザ20を駆動
制御すると同時に、画素情報の濃淡に応じて可変アパー
チャ素子14におけるアパーチャ量(開かれるアパーチャ
エレメント9の状態)を可変制御することにより、図示
のように副走査方向にドット径が可変された多値階調記
録が可能となる。
この場合、可変アパーチャ素子14による副走査方向の
ドット径変化だけでなく、半導体レーザ20を第6図に示
すようにパルス幅変調駆動させるようにすれば、主走査
方向にもドット径の可変されたより高度な多値階調記録
が可能となる。
なお、第5図や第6図に示す駆動方式において、半導
体レーザ20を多値情報に応じて光強度変調駆動させるよ
うにしてもよい。このような光強度変調も組合せること
により、より高度な多値階調記録が可能となる。
なお、可変アパーチャ素子14用のアパーチャ素子とし
ては、第2図のものに限らず、例えば第7図や第8図に
示すものであってもよい。
第7図は、アパーチャ素子31に関し、両面が光学研磨
された厚さ600μmのPLZTなる電気光学結晶32を用い、
その両面に光透過領域3、溝4,5,8、電極膜7等を形成
し、両面にアパーチャエレメント9及び電極10を形成し
たものである(裏面側は符号にダッシュ「′」を付して
示す)。この場合、アパーチャエレメント9及び電極10
は表裏で重複しないように交互に配列形成される。これ
によれば、両面利用により表裏双方のアパーチャエレメ
ント9の配列間隔が密となり、片面のみの配列の場合に
比して光損失が低減されるとともに、高密度化も可能と
なる。
第8図は、アパーチャ素子33に関し、両面が光学研磨
されたPLZTなる電気光学結晶34の一面に溝4,5,8を形成
せずに直接電極35を個別に形成し(電極膜7形成後のエ
ッチング等による)、左右の電極35間がアパーチャエレ
メント36となるようにしたものである。この場合も、第
7図に準じてアパーチャエレメント36を両面に交互に形
成するようにしてもよい。
発明の効果 本発明は上述のように、レーザ光源、光偏光器、結像
光学素子とともに、電圧印加で開閉する複数のアパーチ
ャエレメントを有するとともにこれらのアパーチャエレ
メントの選択的な開閉により入射レーザビームに対する
アパーチャ量が可変制御される可変アパーチャ素子を用
いて構成したので、被走査媒体上に結像される1画素毎
のドット径を、可変アパーチャ素子のアパーチャ量に応
じて可変できるものであり、よって、可変アパーチャ素
子においてアパーチャエレメントを開閉制御してアパー
チャ量を可変させればよく、応答速度の速いドット径可
変が可能で、かつ、アパーチャエレメントによりアパー
チャ量の変化量を大きくすることもでき、ドット径を大
きく可変させることができ、効果的な多値階調記録が可
能なものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図(a)は
レーザプリンタの光学系の概略正面図、同図(b)はそ
の概略平面図、第2図(a)はアパーチャ素子を示す概
略正面図、同図(b)はその概略平面図、第3図は動作
原理を示す概略側面図、第4図(a)可変アパーチャ素
子を示す概略正面図、同図(b)はその概略平面図、第
5図は可変ドット径の例を示す説明図、第6図は可変ド
ット径の変形例を示す説明図、第7図(a)はアパーチ
ャ素子の変形例を示す概略正面図、同図(b)はその概
略平面図、第8図(a)はアパーチャ素子の異なる変形
例を示す概略正面図、同図(b)はその概略平面図であ
る。 9……アパーチャエレメント、14……可変アパーチャ素
子、20……光源、26……偏向器、27……被走査媒体、28
……結像光学素子

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光源と、電圧印加で開閉する複数の
    アパーチャエレメントを有するとともにこれらのアパー
    チャエレメントの選択的な開閉により入射レーザビーム
    に対するアパーチャ量が可変制御される可変アパーチャ
    素子と、この可変アバーチャ素子からの出射レーザビー
    ムを偏向走査させる光偏向器と、偏向されたレーザビー
    ムを被走査媒体上に結像させる結像光学素子とよりなる
    ことを特徴とするレーザ記録装置。
JP1212631A 1989-08-18 1989-08-18 レーザ記録装置 Expired - Fee Related JP2902002B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02175267A (ja) * 1988-12-28 1990-07-06 Fujitsu Ltd 記録装置

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