JPH01101772A - レーザ記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、レーザビームプリンタ等のレーザ記録装置に
関する。

従来技術 従来、この種のレーザ記録装置用の半導体レーザ１を用
いた書込み光学系としては第１０図に示すようなものが
ある。即ち、半導体レーザ１がら射出されたレーザビー
ムは集光レンズ２により平行ビームとされ、シリンドリ
カルレンズ３により整形されてポリゴンミラー４のある
面上に線状に集光される。このポリゴンミラー４は図示
しないモータにより矢印方向に回転駆動されるものであ
り、ポリゴンミラー４がら反射されたレーザビームはｆ
θレンズ５及びミラー６を介して感光体７上に結像され
る。この際、ポリゴンミラー４が回転することによりレ
ーザビームは感光体７上を主走査する。なお、８は書出
し位置を一定にするための光検知器である。

第１１図は第１０図に示したような書込み光学系を備え
たレーザ記録装置の全体構成を示す概略図である。即ち
、第１１図中、１１が第１０図の書込み光学系ユニット
を示すものであり、感光体７に対するレーザビームの射
出部には防塵ガラス１２が備えられている。又、感光体
７周りには周知の電子写真プロセスに従い、帯電チャー
ジャ１３、現像手段１４、転写紙１５、クリーニング手
段１６等が配設されている。これにより、図示しない駆
動手段により感光体７が矢印方向に回転駆動され、帯電
チャージャ１３により一様帯電される。その後、書込み
光学ユニット１１からのレーザビームにより走査露光さ
れて潜像が形成される。

この潜像は現像手段１４により現像されて顕像化され、
転写点において転写紙１５上に転写される。

感光体７上に残留したトナーはクリーニング手段１６に
より除去される。

なお、このようなレーザ記録装置においては、レーザビ
ームの点灯パルス幅はビーム強度や感光体感度に応じて
任意の一定値に設定される。

ところで、第１０図に示したような書込み光学系では、
ポリゴンミラー４の回転により感光体７上の主走査を行
なうため、第１２図に示すような像面湾曲特性１７を持
つ。即ち、主走査方向の走査位置の違いによりビーム焦
点位置がこの像面湾曲特性１７に従い湾曲状に変化する
ものである。

ここに、感光体面７ａとビーム焦点位置とのずれが大き
い程、感光体面７ａ上でのビームスポット径は大きくな
る。

第１３図は感光体面上のビームの強度分布とスポット径
との関係を示す特性図である。図において、曲線１９は
第１２図中の点Ｂ、Ｄで示す位置のようにビーム焦点位
置がほぼ感光体面７ａ上に位置する時のビームの強度分
布を示すものである。

この時、感光体７上での感光閾値１８よりビーム強度の
大きい部分はビームスポット径にとして表わされる。又
、曲線２０は第１２図中の点Ａ、Ｃ。

Ｅで示す位置のようにビーム焦点位置が感光体面７ａか
ら大きくずれている時のビーム強度分布を示す。この時
、ビームスポット径はして表わされ、スポット径により
も大となる。

このように、レーザビームの走査位置の違いにより感光
体面７ａ上でのビームスポット径に大小のバラツキを生
ずる。この結果、転写紙１５上に得られる最終画像には
、ドツト径や線幅のバラツキを生じ、これが像の濃度ム
ラ等となって現われ、印字品質が低下する一因となって
いる。

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、レーザ
ビームの走査位置の違いによるビームスポット径の違い
をなくし、全て均一的なドツト径として記録印字するこ
とができ、印字品質の向上に寄与するレーザ記録装置を
得ることを目的とする。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、画像信号により変
調されたレーザビームを感光体上に走査露光して画像記
録を行なうレーザ記録装置において、前記感光体上での
レーザビームの走査位置を検知し走査位置信号を出力す
る走査位置判別手段と、この走査位置信号に基づき任意
のパルス幅を持つパルス信号を出力するパルス幅制御手
段と、画像信号による前記レーザビームの変調を走査位
置に応じた前記パルス信号により行なう制御手段とを設
けたことを特徴とするものである。

以下、本発明め一実施例を第１図ないし第９図に基づい
て説明する。第１０図ないし第１３図で示した部分と同
一部分は同一符号を用いて示す。

まず、レーザビームを受光した光検出器８からの検知信
号に基づき同期検知信号を出力する同期検知信号発生回
路２１が設けられている。又、この同期検知信号発生回
路２１からの同期検知信号に基づき画素クロック信号を
出力する画素クロック発生回路２２が設けられている。

一方、レーザビームの感光体７上での走査位置を検知す
る走査位置判別手段としての走査位置判別回路２３がこ
の画素クロック発生回路２２に接続されて設けられてい
る。即ち、この走査位置判別回路２３は画素クロック信
号を用いてレーザビームの走査位置を判別し、得られた
走査位置信号を出力するものである。更に、画素クロッ
ク信号及びこの走査位置信号を受けて走査位置に応じた
パルス幅を持つ点灯パルス信号を出力するパルス幅制御
手段としての点灯パルス幅制御回路２４が設けられてい
る。

一方、イメージプロセッサ２５からの画像信号は信号処
理回路２６に入力され、必要な処理を経て半導体レーザ
１に対するＬＤ駆動回路２７に入力される。ここに、こ
のＬＤ駆動回路２７は制御手段となるものであり、画像
信号だけでなく、前記点灯パルス幅制御回路２４からの
点灯パルス信号も入力させるものである。そして、半導
体レーザ１からのレーザビームの画像信号によるオン・
オフ変調制御に際して、走査位置に応じた点灯パルス信
号により変調を行なわせるものである。これにより、レ
ーザビームは走査位置に応じて、１ドツト分のビーム点
灯時間が制御されることになる。

しかして、このようなビーム点灯時間の制御について第
２図及び第３図を参照して説明する。第２図は第４図（
ａ）中に示す点Ｂ、Ｄのようにビーム焦点位置がほぼ感
光体面７ａ上に位置する時の第１図各部の動作説明図で
あり、第３図は第４図（ａ）中に示す点Ａ、Ｃ，Ｅのよ
うにビーム焦点位置が感光体面７ａから大きく外れた位
置に位置する時の第１図各部の動作説明図である。

まず、ビーム焦点位置がほぼ感光体面上に位置する時に
は、第１３図でも説明したように、ビーム強度分布は第
２図（ａ）に示す曲線１９のようになる。又、同図（ｂ
）には画素クロック発生回路２２から出力される画素ク
ロック信号を示し、その周期はＴである。同図（ｃ）は
画像信号を示す。同図（ｄ）はビーム焦点位置がほぼ感
光体面上に位置する時の半導体レーザ点灯信号を示し、
点灯時間はパルス幅Ｍである。この点灯信号に従い半導
体レーザ１からのビームを時間Ｍだけ走査させた時に閾
値１８以上のビーム強度を有するドツト径は同図（ｅ）
に示すＰとなる。

一方、ビーム焦点位置と感光体面７ａ上とのずれが大き
い時の感光体面７ａ上でのビームの強度分布は第３図（
ａ）に示す曲線２０のようになる。

これに対し、画素クロック信号、画像信号は第２図の場
合と同様に出力され、第３図（ｂ）（Ｑ）に示すように
なる。しかして、この場合のビームスポット径は焦点位
置がほぼ感光体面上に位置する場合に比べて大きくなる
ため、ビーム焦点位置と感光体面７ａ上とのずれが大き
い時のレーザ点灯信号における点灯時間のパルス幅Ｎは
、パルス幅Ｍに比べ短く制御される。よって、レーザビ
ームを時間Ｎだけ走査させた時、感光閾値１８以上のビ
ーム強度を有するドツト径は第３図（ｅ）に示すＱとな
る。このＱは第２図（ｅ）のＰと等しい。このようにレ
ーザビームの走査位置によりビームスポット径にバラツ
キがある場合でも、このような走査位置に応じてビーム
点灯パルス幅を制御することにより形成されるドツト径
は、主走査線上のどの走査位置でもほぼ等しくなるよう
にすることができる。つまり、ビームスポット径の小さ
くなる走査位置では点灯パルス幅を長く制御し、ビーム
スポット径が大きくなる走査位置では点灯パルス幅を短
く制御するという制御形態をとればよいものである。

ところで、第１２図に対応して示す第４図（ａ）に示す
ような像面湾曲特性１７のある場合の感光体面７ａの主
走査線上での各部のビームスポット径は第４図（ｂ）に
示すようになる。即ち、ビームスポット径は曲線２８で
示すようななだらかな変化を示す。よって、主走査ライ
ン全体の制御について考えた場合、ビームスポット径の
大きさによリ、全走査幅をいくつかの領域に分け、その
領域毎に点灯パルス幅を設定するようにすればよい。

例えば、ビームスポット径を大、中、小の３領域に分類
し、各領域Ｆ　ＩＩ　ｃ、、　ＨＩＴ　Ｇ２１　　Ｆ２
．ｌ　ｃ、。

８４１Ｆ３１〜について同図（ｃ）に示すように長、中
、短なる３種類の点灯パルス幅を設定すればよい。もち
ろん、このような３段階の制御に限らず、必要な補正精
度に応じて、曲線２８の領域分割数や点灯パルス幅の設
定数を適宜室めればよい。

次に、レーザビームの走査位置を判別し、その走査位置
に応じた点灯パルス幅を得る方法について第５図ないし
第８図を参照して説明する。第５図及び第６図は第１の
方法を示すもので、画素クロック信号を用いて複数の点
灯パルス幅を得るものである。即ち、画素クロック信号
が一方の入力端子に直接入力され他方の入力端子にはデ
イレイ時間ΔＴ、なるデイレイライン２９を通して入力
されるＡＮＤゲート３ｏにより構成してなる。これによ
り、オン時間がＴの画素クロック信号が入力された時に
ＡＮＤゲート３０から得られる出力信号は第６図中に示
すようにＴ−ΔＴ、なるパルス幅を持つものとなる。よ
って、デイレイライン２９におけるデイレイ時間ΔＴ、
を任意に選定することにより任意のパルス幅Ｔ−ΔＴ、
の信号を得ることができる。

一方、第７図及び第８図はＡＮＤゲート３０に代えてＯ
Ｒゲート３１を用い、かつ、デイレイ時間ΔＴ２のデイ
レイライン３２を用いて構成したものであるにれによれ
ば、画素クロック信号に基づきＯＲゲート３１からはＴ
十ΔＴ２なるパルス幅を持つ信号が得られる。この場合
も、デイレイライン３２におけるデイレイ時間ΔＴ２を
任意に選定することにより任意のパルス幅Ｔ十ΔＴ。

の信号を得ることができる。

これらの第５図ないしは第７図に示すような回路を複数
個備えれば、複数種類のパルス幅の出力信号が得られる
ことが理解される。

次に、レーザビームの感光体７上における走査位置の判
別等について、より具体的に示す第９図のブロック図を
参照して説明する。まず、同期検知信号発生回路２１か
らの同期検知信号を基礎に画素クロック発生回路２２か
ら画素クロック信号が出力される。この画素クロック信
号は走査位置判別回路２３中のカウンタ３２により計数
され、そのカウント値により書出し開始位置を基準とし
た主走査ライン上での走査位置が求められる。

又、点灯パルス幅制御回路２４にあっては複数個のパル
ス幅発生回路３３　ａ、　３３　ｂ、〜３３ｎが設けら
れている。これらのパルス幅発生回路３３は第５図や第
７図に示したような回路構成によるものであり、各々異
なるパルス幅信号をデータセレクタ３４に対して出力し
得る。つまり、このデータセレクタ３４により選択され
たパルス幅発生回路３３からのパルス幅が用いられる。

一方、レーザビームの走査位置毎のビームスポット径に
応じた必要なパルス幅は予め点灯パルス幅制御ＲＯＭ３
５内に格納されている。これにより、走査位置判別回路
２３から得られた走査位置信号がこの点灯パルス幅制御
ＲＯＭ３５に入力されるとその走査位置に対するパルス
幅が自動的に設定される。そして、データセレクタ３４
により複数のパルス幅発生回路３３ａ〜３３ｎ中から設
定パルス幅に対応するパルス幅発生回路３３のパルス幅
信号が選択され、ＬＤ駆動回路２７に対して点灯パルス
信号が出力される。このようにして、し〜ザビームの走
査位置に応じたパルス幅の出力を得ることができる。

一方、記録すべき画像信号はイメージプロセッサ２５よ
り送出されるものであり、信号処理回路２６に入力され
た後でＬＤ駆動回路２７に入力される。ここに、ＬＤ駆
動回路２７では画像信号と点灯パルス幅信号との論理積
をとることにより、半導体レーザ１は画像信号により走
査位置に応じた点灯パルス幅でオン・オフ変調制御され
ることになる。

ところで、第９図において、半導体レーザ１の出力光量
を一定状態に制御するため、光検出器３６及びＬＤ光量
制御回路３７によるフィードバック制御系が設けられて
いる。即ち、半導体レーザ１から後方に射出されるレー
ザビームは光検出器３６に入射して受光され、その光強
度が検出される。この光検出器３６により検出された出
力信号に応じてＬＤ光量制御回路３７がＬＤ駆動回路２
７を制御するので、半導体レーザ１からの出力光量が一
定状態に制御される。又、各主走査ライン毎の書込みタ
イミングは書込みタイミング制御回路３８により制御さ
れる。一方、イメージプロセッサ２５は同期検知信号を
受ける毎にイメージプロセッサ２５側の画素クロックＰ
ＳＴＲＯＢに同期して１ライン分の画像信号を送出する
とともに、１頁を示すＦＧＡＴＥ信号を信号処理凹路２
６に出力する。

なお、実際のレーザ記録装置においては、形成されるド
ツト径は、レーザビームの強度、ビームスポット形状（
強度分布形状）、感光閾値、点灯時間等により影響され
るものである。例えば、装置によっては、ビーム強度に
バラツキが生じているものもあり、それは個々に異なり
得る。そこで、実際のレーザ記録装置に本発明を適用す
るに際しては、走査位置に応じた点灯パルス幅はこのよ
うな各装置等の特性値を考慮してシミュレーションを行
ない、その結果に基づき計算により算出したり、又は実
際の画像を出力させて設定するようにすればよい。

効果 本発明は、上述したように構成し、レーザビームの走査
位置に応じたパルス幅にてレーザビームの変調を制御し
オン・オフさせるので、走査位置の違いによりビームス
ポット径に大小のバラツキを生ずる場合であっても、点
灯パルス幅制御によりそのバラツキを相殺し、感光体上
に形成されるドツト径をどの走査位置で為ってもほぼ同
一となるようにすることができ、よって、転写紙上に形
成される画像はドツト径や線幅のバラツキがなく、濃度
ムラのない高品質のものとなるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御系を含めた構成図
、第２図はずれの少ない場合の動作説明図、第３図はず
れの大きい場合の動作説明図、第４図はパルス幅制御を
示す説明図、第５図はパルス幅可変のための回路図、第
６図はその動作波形図、第７図は異なるパルス幅可変の
ための回路図、第８図はその動作波形図、第９図はより
具体的な制御系のブロック図、第１０図は一般的な書込
み光学系の外観斜視図、第１１図は記録装置の概略断面
図、第１２図は像面湾曲特性の説明図、第１３図はビー
ム強度特性図である。 ７・・・感光体、２３・・・走査位置判別回路（走査位
置判別手段）、２４・・・点灯パルス幅制御回路（パル
ス幅制御手段）、２７・・・ＬＤ駆動回路（制御手段） Ｊ）２図　　　、、５３δ図 ３４図 １９８向 １、 Ｊ５５□□□ 、３０ 出用語　ゴーｆ 口（４）Ｎ Ｊ　、ＩＺ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像信号により変調されたレーザビームを感光体上に走
   査露光して画像記録を行なうレーザ記録装置において、
   前記感光体上でのレーザビームの走査位置を検知し走査
   位置信号を出力する走査位置判別手段と、この走査位置
   信号に基づき任意のパルス幅を持つパルス信号を出力す
   るパルス幅制御手段と、画像信号による前記レーザビー
   ムの変調を走査位置に応じた前記パルス信号により行な
   う制御手段とを設けたことを特徴とするレーザ記録装置
   。