JPH0251188B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザープリンターにおける走査方法
に関するものである。

光源として半導体レーザーを用いているレーザ
ープリンターにおいて、走査面上に走査光を掃引
するのに使用する光偏向器としては、回転多面鏡
を用いたものと、ホログラムを用いたものが知ら
れている。

上記いずれの型式の光偏向器を用いたレーザー
プリンターであつても、光偏向器を構成する部材
中に回転を有しており、当該回転部材の回転によ
り、レーザー光を走査面上に導き、かつ、偏向角
を連続的に変化させて走査面を掃引する仕組みに
なつている。

本発明の説明に入る前に、従来のレーザープリ
ンターにおける欠点を説明する。

先ず、第１図、第２図を用いて、回転多面鏡を
光偏向器に使用している型式のレーザープリンタ
ーの欠点について述べる。

第１図、第２図において、符号１はレーザー光
源、符号２はミラー、符号３は光学系、符号４は
音響光学光変調器、符号５はビームエキスパンダ
ー、符号６は補正光学系、符号７は回転多面鏡、
符号８はｆ−θレンズ、符号９は感光体ドラムを
それぞれ示している。

周知の如く、レーザー光源１より発せられたレ
ーザー光Ｌは、音響光学光変調器４より出射され
る際には、画情報を含まされて、走査光L₁とな
つており、この走査光L₁が光偏向器としての回
転多面鏡７によつて連続的に偏向させられて感光
体ドラム９の走査面上に導かれる。

このように、走査光L₁は光偏向器としての回
転多面鏡７部を中心として揺動させられる形とな
るので、走査光路上の光学部品すなわち、fθレン
ズ或いは光偏向器、ミラー等への入射角が変化す
るし、そのためその反射率や透過率が変化する。
その結果、走査面上において走査面への入射角θ
に応じて走査ビームの形状、寸法は変化しないに
もかかわらず単位面積当りの光強度が変化してし
まう。

この為、走査面への入射角（θ）が大きくなる
につれて単位面積当りの光強度が低下し、感光体
ドラム９の中央部（θ0゜）と周辺部とで単位面
積当りの光強度差を生じ、電子写真プロセスを経
て作られるコピーにも濃度差を生じてしまう、と
いう欠点がある。

次に、第３図乃至第５図を用いて、ホログラム
を光偏向器に使用している型式のレーザープリン
ターの欠点について述べる。

第３図において、符号１０は円筒周面に多数の
ホログラムＨを形成してなるホロスキヤナーを示
している。走査に際しては、半導体レーザを用い
たレーザー光源１１より出射される再生光L′をホ
ログラムに照射しつつホロスキヤナー１０を回転
することにより、走査光L′₁を走査面１２上に掃
引して画像形成を行なつている。このようなホロ
スキヤナーを用いたレーザープリンターにおいて
は、ホログラムＨによる走査光L′₁の偏向角がホ
ログラムＨの干渉縞H₁の間隔に反比例すること
を利用している為、ホログラムＨの端部にいく
程、つまり、走査面上に照射される走査光の入射
角が大きくなる程、干渉縞H₁の間隔が狭くなつ
ている。ところで、ホログラムＨを記録している
記録材料のMTF（モジユレーシヨン・トランスフ
アー・フアンクシヨン）は第５図に示されるよう
に高周波になる程（干渉縞の間隔が狭くなる程）
低下する傾向にあり、この為に回折効率も低下す
る。従つて、ホログラムＨにて回折される走査光
の光強度も、その時の偏向角の大小により変動
し、ホログラムＨの端部にて回折される走査光強
度はホログラムＨの中央部にて回折される走査光
強度に比べて弱くなる。そして、その結果形成さ
れた画像部分の中央と端部とで濃度差を生じてし
まう。なお、この濃度差の原因としては、上記の
他、走査光路上の光学部品への入射角が変化する
ことによつてその反射率や透過率が変化すること
による影響も含まれている。このことは階調性再
現の忠実度が良くないことを意味し、特に、階調
性の再現を目的とするレーザープリンターにおい
ては致命的な欠点につながることを意味する。

以上のように従来の方法では、走査光路上に配
置した光学部品への入射角が変化することによつ
て反射率、透過率、回折効率等が変化し、そのた
め光伝達効率の変化が生じ、走査面での単位面積
当りの光強度が不均一となつてしまう。

本発明は、上述のような光偏向器として回転多
面鏡を用いた型式のレーザープリンターや、或い
は特にホロスキヤナーを用いた型式のレーザープ
リンターにおいて生ずる欠点を解消することので
きる、レーザープリンターにおける走査方法を提
供することを目的としている。

本発明は上記の目的を達成させるため、光源と
して半導体レーザーを用い、偏向器の回転によ
り、またfθ特性を有する光学系を介して走査面を
走査することにより上記走査上での走査速度を一
定とするレーザープリンタにおける走査方法にお
いて、上記走査面上での走査光の単位面積当りの
光強度の不均一を補正するために、走査に際して
走査面上に照射される走査光の入射角が大きくな
る程走査光の強度が増される傾向に１走査中の時
系列に従つて設定された関数と、この関数に做つ
た電流分布を示す関数信号を発生する関数信号発
生器を用い、この関数信号発生器の出力と半導体
レーザーの駆動電流とを重畳して半導体レーザー
の出力パワーレベルを制御して走査することを特
徴とする。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳
細に説明する。

特に光偏向器としてホロスキヤナーを用いてい
る場合にはホログラムの回折効率をも考慮して半
導体レーザーの出力パワーレベルを制御するので
ある。

本発明に使用される半導体レーザーの特性が第
６図ａに示すものであるとすれば、半導体レーザ
ーの出力は注入電流を制御することにより容易に
行なうことができることがわかる。

次に、第６図ｂに符号１３で示す曲線は従来の
レーザープリンターにおける走査面上で測定した
走査光の光強度分布を示している。この曲線１３
は上に凸の概形を有し、その傾向が明確に示して
いるように、符号Ｏで示される走査面の中央部で
光強度は大きく、符号Ｅ，E′で示される走査面の
両端部で光強度は小さくなつている。

これに対し、符号１４で示す曲線は、走査面の
中央部と両端部とで光強度差を有するところの上
記曲線１３で示す光強度分布を、曲線上のどの位
置でも一定の値にするために必要な光強度分布を
示しており、その特性から、下に凸の概形で示さ
れている。

第６図ｃに符号１５で示された曲線は、上記曲
線１４で示されている光強度分布を得るに必要な
注入電流の大きさ分布を、走査位置又は時間との
関係で示したもので、当該曲線１５に従う大きさ
の注入電流を印加することにより、第６図ｂに曲
線１４で示す光強度分布でのレーザー光がレーザ
ー光源としての半導体レーザーより出力される。

結局、曲線１５で示される注入電流の分布を半
導体レーザーに与えれば、走査面上のどの位置に
おいても一定光強度の走査光の分布が得られるの
である。

さて、上記曲線１５で示される如く注入電流の
分布は、基本的には第７図に示される構成により
得ることができる。第７図において、符号１６は
関数信号発生器、符号１７は電流駆動回路、符号
１ａは半導体レーザーをそれぞれ示している。

上記において、関数信号発生器１６は、１走査
中の時系列に従つて、曲線１５に倣つた電流分布
を示す関数信号を出力し、これを入力した電流駆
動回路１７は半導体レーザー１ａを駆動するに適
した電流値を定めてこれを上記関係信号に乗せ、
半導体レーザー１ａ、に印加する。而して半導体
レーザー１ａからは、曲線１４で示す光強度分布
が得られ、冒頭で述べた従来技術の欠点は解消さ
れる。

次に、本発明を実施するのに適する、半導体レ
ーザー駆動系の構成例を更に具体的に述べる。

第８図に示される構成において、符号１８で示
される同期用ビーム位置検出器は例えば、走査面
の一端に設けられていて、走査光が照射されると
検出信号を出力する。

この検出信号は同期信号発生器１９に入力さ
れ、これを契機として当該同期信号発生器１９か
らは同期信号が関数信号発生器２０及び変調回路
２１に出力されて、関数信号発生器２０、変調回
路２１の各々が機能を開始する。

次に、関数信号発生器２０からは、必要な関
数、例えば、第６図の曲線１５の概形に倣つた電
流分布を示す関数信号が出力されるよう設定され
ており、この関数信号が加算器２２にて、基準信
号回路２３より出力される基準信号と重畳されて
第９図ａに示す如き波形の基準関数信号が作られ
る。この基準関数信号は、第６図ｃに示す曲線１
５に相当する。

この基準関数信号は、比較器２４を経由して電
流駆動回路２５に入力される。

一方、この基準関数信号は情報信号Ｓを入力し
て、第９図ｂに示す如き画像信号を形成し、これ
を電流駆動回路２５に出力する。

電流駆動回路２５は、上記第９図ａに示す基準
信号と第９図ｂに示す画像信号とを合成して、第
９図ｃに示す波形の半導体レーザー駆動信号を作
り、この半導体レーザー駆動信号を半導体レーザ
ー１ｂに入力し、半導体レーザー１ｂを発光させ
る。而して半導体レーザー１ｂからは曲線１４に
相当する光強度分布が得られ、冒頭で述べた従来
技術の欠点は解消される。

なお、基準関数信号は、第９図から明らかなよ
うに、半導体レーザー駆動信号のハイレベル（図
で一点鎖線で示す）を設定するのに利用される。

半導体レーザー１ｂから比較器２４に戻る経路
で結ばれた構成はフイードバツク系であり、基準
関数信号のレベルを常に定常に維持させるよう機
能する。

こうして、本発明により、走査光路上に配置し
た光学部品への入射角が変化することによつて反
射率、透過率、回折効率等が変化するために生じ
る光伝達効率の変化を補正することができ、その
結果、走査面での単位面積当りの光強度の不均一
を補正することができ、濃度の均一な良好なコピ
ーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光偏向器として回転多面鏡を用いてい
るレーザープリンターの斜視図、第２図は同上主
要部の平面図、第３図は光偏向器としてホログス
キヤナーを用いているレーザープリンター主要部
の斜視図、第４図はホログラムの部分斜視図、第
５図はホログラム記録材料の記録特性図、第６図
は本発明の実施に際して半導体レーザーに印加す
べき注入電流の波形を半導体レーザー出力及び光
強度等との関係で説明した図、第７図は本発明の
実施に際して半導体レーザーに印加すべき電流を
生じしめるための基本的な回路構成を説明したブ
ロツク図、第８図は、同上図の構成を更に具体的
に説明したブロツク図、第９図は、同上図の構成
から出力される信号波形を示した図である。 １ａ，１ｂ……半導体レーザー、θ……入射
角。１６……関数信号発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光源として半導体レーザーを用い、偏向器の
   回転により、またfθ特性を有する光学系を介して
   走査面を走査することにより上記走査上での走査
   速度を一定とするレーザープリンタにおける走査
   方法において、上記走査面上での走査光の単位面
   積当りの光強度の不均一を補正するために、走査
   に際して走査面上に照射される走査光の入射角が
   大きくなる程走査光の強度が増される傾向に１走
   査中の時系列に従つて設定された関数と、この関
   数に做つた電流分布を示す関数信号を発生する関
   数信号発生器を用い、この関数信号発生器の出力
   と半導体レーザーの駆動電流とを重畳して半導体
   レーザーの出力パワーレベルを制御して走査する
   ことを特徴とする、レーザープリンターにおける
   走査方法。