JPH043527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レーザ光を記録媒体上で走査して記
録を行なう記録装置に関するものである。

レーザ走査記録装置は、光源としてレーザを用
い、感光体等の記録媒体上に照射することによつ
て画像等を記録する装置で、記録媒体上に照射さ
れるレーザビームを絞ることにより精度の良い画
像記録が得られ、単位面積当りに照射される光量
が大きくなることから走査速度を早めることも可
能となる。

第１図にレーザ走査記録装置の一例の概略図を
示す。

He−Neレーザ等のレーザ光源１から射出され
たレーザビームは、レンズ３を通過して音響光学
変調器のような光変調器２に入射する。光変調器
２では、ドライバ２−２に送られてきた画像信号
に基づいてレーザビームを変調する。光変調器２
はいわゆる超音波セルとして構成され、超音波と
光が相互作用する媒体に、超音波を発生するため
の振動子が接合された構造になつている。媒体内
での光の波長と超音波の波長によつて定まる特定
の方向にレーザビームが回折される性質を利用
し、一般的には記録するときは超音波セルをオン
し回折によつて入射光を特定方向に回折させこの
回折されたビームは記録媒体に至るように構成さ
れ、記録しないときは回折させずレーザビームの
入射方向と同方向に通過させてしまいその光はス
リツト等で遮断してしまう。即ち、光変調器２
は、ドライバ２−２に送られてきた画像信号によ
りレーザビームのオン・オフ操作をしている。こ
の光変調器２によつてオン・オフされる、すなわ
ちオンの時に入射光が回折されるためには、その
入射光の角度は特定の（ブラツグ角）角度条件を
満たすとともに、変調帯域をあげるため、回折さ
れる領域でのビーム径は細くなつている程良いの
で、レンズ３はこのような目的のため適当な入射
角の巾と焦点位置でのビーム径を調整するために
配されている。光変調器２により変調されたレー
ザビームのうち１次光（回折された光）のみをス
リツトSLで通過させ、通過した光はレンズ３′及
びビーム拡大器４を通過し再び平行光になつた
後、ビーム偏向器５（第１図ではビーム偏向器は
回転多面鏡からなつている）に達する。

ビーム偏向器５に達したレーザビームは、ここ
で偏向され、収束レンズ６を通り、記録媒体７に
到達する。この収束レンズ６は、記録媒体上にレ
ーザビームを等速走査できるようfθレンズが使用
されている。回転多面鏡５により偏向されるレー
ザビームが記録媒体上に走査されることにより、
記録媒体が感光又は感熱し、所定パターンに画像
記録（又はその潜像）が残る。レーザビームが光
変調器２をそのまま通過し、記録媒体上に到達し
たときは記録がなされ、光変調器２によりレーザ
ビームが遮断されたときは記録はなされない。

光変調器２がレーザビームを変調、つまりオ
ン・オフするタイミングは、回転多面鏡５により
偏向するレーザビームの記録体上の走査点に応じ
て行なう。従つて回転多面鏡がある一定速度で回
転し、レーザビームが記録媒体上に等速走査され
ることが必要である。

即ち、回転多面鏡５の回転にムラがあると、レ
ーザビームは記録媒体上で等速走査されず、回転
ムラがそのまま画像のみだれとなつて現われる。
従つて、回転多面鏡を回転させるモータは、高精
度のものが要求される。しかし高精度のモータで
あつても、回転ムラは必ずあり、これではレーザ
ビームは記録媒体上で等速走査をせず、画像がみ
だれ、正確な記録はできない。

そこで、回転多面鏡のモータに多少の回転ムラ
が生じても正確な記録をするために、第２図に示
すようなレーザ記録装置が考え出された。

この記録装置は、レーザ光源１から射出したレ
ーザビームを光変調器２に入る前に、ビームスプ
リツタ８により分割する。この分割されたレーザ
ビームは、ビーム拡大器１０を通過してビーム偏
向器５に達する。ビーム偏向器５により偏向され
た上記レーザビームは、反射鏡１１で反射され、
第５図に示すような正確な格子状のパターンで構
成された透過式のエンコーダ１２に照射される。
このレーザビームは、エンコーダ１２に照射され
ると、エンコーダ１２の格子に妨げられる部分
と、通過する部分があるので走査ビームはパルス
状ビームとなる、これがレンズ１３により集束さ
れ、光検知器１４に入射するとパルス状の電圧が
発生する。これが基準エンコーダパルス信号とな
る。

そして、このパルスを画像記録のクロツク信号
とする。即ち、このパルスに同期して画像信号を
光変調器２に印加することにより回転多面鏡５の
速度ムラや、収束レンズ６の特性にかかわらず、
エンコーダ１２の格子パターンの精度で決まる精
度で画像を記録することができる。

第２図の記録装置によると、精度の高い記録を
得ることができるが、反面、検出用レーザビーム
を、変調を受けないレーザビームからビームスプ
リツタ８により分割しているので、記録用レーザ
ビームとは異なつた光路を必要とする。このた
め、ビーム拡大器１０を別に設けなければならな
い。又、記録用レーザビームに使用されるビーム
拡大器４と検出用レーザビームに使用されるビー
ム拡大器１０とは本来同一平面上に設けることが
できないため（両器を同一平面上に設置すれば、
記録用レーザビームと検出用レーザビームが混合
されてしまう）、回転多面鏡５やfθレンズ６に対
して、いずれか一方、又は両方のレーザビームを
斜めに入射させる必要がある。更にこのような配
置自体、面倒なものであり、空間的制約を受ける
から、組立ての作業性や精度面からみて不利であ
る。

このようなことから、第２図に示したような従
来のレーザ走査記録装置では、小型化すること及
び安価に提供することが困難であつた。

本発明は、上記の如き欠陥を是正すべくなされ
たものであつて、変調されたレーザ光を走査して
記録を行う記録媒体を有し、この記録媒体と前記
の変調されたレーザ光の走査手段との間にビーム
スプリツタが配され、このビームスプリツタによ
つて前記レーザ光が記録用ビームと前記記録媒体
上のレーザビームスポツト位置の検出用ビームと
に分割され、この検出用ビームが光電変換素子に
入射されて前記検出が行われるように構成された
記録装置において、 (1) 前記記録媒体に記録を行うときは、前記記録
用ビームの強さが前記記録媒体の記録、非記録
の境界の値であるしきい値を越える強さとな
り、かつ、前記記録媒体に記録を行わないとき
は、前記記録用ビームの強さが前記しきい値よ
り小さい強さとなること、 (2) 前記記録媒体に記録を行うときと行わないと
きとの双方共、前記検出用ビームの強さが前記
光電変換素子の検出、非検出の境界の値である
しきい値を越える成分からなる強さとなること
を構成として有することを特徴とする記録装置
に係るものである。

本発明の記録装置によれば、検出用のレーザビ
ームは、レーザビームが光変調器に入る前に分割
しなくとも、例えば収束レンズからなる走査手段
と記録媒体の間にビームスプリツタを設けている
のでここで分割させたレーザビームにより、記録
媒体上のレーザビーム位置を検出することができ
るのである。従つて、ビームスプリツタにレーザ
ビームが到達するまでは、記録用レーザビームと
検出用レーザビームを分割させる必要はない。こ
のため、ビームスプリツタに到達する前に、記録
用レーザビームと検出用レーザビームの光路を別
にすることはなく、これに必要な光学機器、例え
ばビーム拡大器等を設ける必要はなくなり、従来
のレーザ記録装置よりも小型かつ安価で高精度の
装置を提供することが可能となつた。

以下、本発明の一実施例を図面を使用して詳細
に説明をする。

第３図は、本発明の一実施例の概略図である。
第１図の構成と異なる部分のみ説明すると、回転
多面鏡５により偏向されたレーザビームは収束レ
ンズ６を通り記録媒体７（この例では感光体）に
向う。ここで、収束レンズ６と感光体７の間に設
けられたハーフミラー等のビームスプリツタ１６
により、記録用レーザビーム１７と検出用レーザ
ビーム１８に分割される。検出用レーザビーム１
８はエンコーダ１２を通り、レンズ１３を通過し
光電変換素子１４に集光される。一方、ビームス
プリツタ１６を透過した記録用レーザビーム１７
は、感光体７に照射されることとなる。

従来の記録装置において、検出用レーザビーム
を、レーザビームが変調する前に分割させている
理由は、検出用レーザビームを変調後の記録用レ
ーザビームから分割させることとすると、記録媒
体上に記録を残さないときは、レーザビームは光
変調器により遮断され、これ以後の機器にはレー
ザビームが届かない。従つてエンコーダをレーザ
ビームが通過しないこととなり、記録媒体上のど
の位置に記録用レーザビームが照射するか検出す
ることが出来なくなる。そこで第２図の如く、検
出用レーザビームは変調する前に分割する必要が
あり、これに伴う検出用レーザビームの光路を記
録用レーザビームとは別に設ける必要があつたの
である。この場合光変調器は、画像信号によりレ
ーザビームを通過させるか遮断するかのオン・オ
フ操作のみをしていれば良かつた。

しかし、本実施例では、感光体上に記録を残さ
ないとき（従来の装置ではレーザビームをほぼ完
全に遮断）でも、光変調器でレーザビームを遮断
せず、ある程度通過させることとしたのである。
このある程度通過したレーザビームは、記録時の
レーザビームと同様の光路を通つて、ビームスプ
リツタ１６まで行き、ここで反射されて（ビーム
１８に相当）エンコーダ１２を通過し、レンズ１
３を通つて光電変換素子１４に集光される。この
光電変換素子１４にはパルス状の電圧が発生し、
これをカウントすることにより、記録をしないと
きでも記録媒体上のレーザビームが照射すべき位
置を検出できるのである。ビームスプリツタで反
射されない、つまり通過したレーザビーム１７
は、感光体上に到達するが、記録時のレーザビー
ムと比較し非常に弱いため、しきい値の高い即ち
感度の少し低い感光体又は感熱体では、ドツトが
記録されることはない。

以上記載したことを、画像信号、変調ビーム出
力、感光体のしきい値及び光電変換素子のしきい
値等を表わした第４図を使用し、更に詳細に説明
する。ここで感光体のしきい値とは、光を受けて
潜像が形成されないか、あるいは少し形成された
としても現像されない受光量かどうか判別する境
界光量値のことを意味し、光電変換素子のしきい
値も同様に受光しても電気出力が一定レベル以上
でるか、でないかの境界値のことである。

第４図ａは、光変調器２に入力される画像信号
を示している。画像信号がＨレベルのときは感光
体７に記録し、画像信号がＬレベルのときは記録
しないこととなる。第４図ｂは、光変調器２によ
りレーザビームが変調されたときのレーザビーム
出力を表わしたものである。従来例の光変調器で
は、変調レーザビーム出力は、画像信号と同様、
ＨレベルとＬレベルだけであるが、本実施例の光
変調器では、画像信号がＬレベルの時でもP_Lの
出力が出る。

第４図ｃは、ビームスプリツタ１６を通過した
レーザビーム１７と例えば感光体７の感度しきい
値の関係を表わした図である。画像信号がＨレベ
ルのときはこのレーザビームもＨレベルとなり、
記録媒体である感光体に記録（顕像又は潜像）が
残る。そして画像信号がＬレベルのときでも、感
光体には少し（即ちＳ分）のレーザビームが照射
される。しかしこの量Ｓは、感光体のしきい値よ
りも低いため感光体には記録が残らない。

第４図ｄは、ビームスプリツタ１６により反射
された検出用レーザビーム１８と光検知器として
の光電変換素子１４のしきい値を表わした図であ
る。画像信号がＬレベルのときでも、光電変換素
子１４のしきい値以上の入力があるため、光電変
換素子１４はこれを検知することが可能である。

即ち、記録媒体７に記録を行うときは、単一の
レーザビームからビームスプリツタ１６によつて
分割された記録用レーザビーム１７の強さが、記
録媒体７の記録、非記録の境界の値であるしきい
値を越える強さとなるために記録が行われ、か
つ、記録媒体７に記録を行わないときは、記録用
レーザビーム１７の強さが前記しきい値より小さ
い強さとなるために、記録は行われない。

一方、記録媒体７に記録を行うときと行わない
ときとの双方共、前記単一のレーザビームからビ
ームスプリツタ１６によつて分割された検出用レ
ーザビーム１８の強さが、光電変換素子１４の検
出、非検出の境界の値であるしきい値を越える成
分からなる強さとなるために、前記非記録時も走
査位置を常に検出することとなり、正確な検知が
可能である。

第６図は、ビームスプリツタにより反射された
検出用レーザビーム１８が、光変調器２にフイー
ドバツクされるまでの波形の変化を表わした図で
ある。

第６図ａは、ビームスプリツタ１６によりエン
コーダ１２に入るまでのレーザビーム１８の波形
を示している。感光体に記録を残さないときでも
P_Lのレーザビームの出力はある。

第６図ｂは、検出用レーザビーム１８がエンコ
ーダ１２を通過したときの波形を表わす。エンコ
ーダ１２のストライプ状パターンにより、レーザ
ビームは妨げられ、第６図ｂに示す様な波形とな
る。

第６図ｃは、検出用レーザビーム１８を受光す
る光電変換素子１４の出力も第６図ｂとほぼ同様
の波形となる。

第６図ｄは、増幅器１５の出力を示す。光電変
換素子の出力の波形の山をカウントするのでは誤
動作をする場合がある。そこでこれを第６図ｄに
示すようなパルス波に変換することにしたのであ
る。波形をパルス波に変換するのは、第６図ｃの
出力Ｓに示す電圧を基準電圧とし、電圧比較器に
より変換が可能となる。このパルスに同期して光
変調器２に画像信号を印加することにより精度の
高い記録が可能となる。

なお、上記の記録媒体７としては種々のものが
使用可能であるが、露光量に対する記録濃度の立
上りが早い感光又は感熱特性をもつものが望まし
い。これは、いわゆるリス現象型の印刷感材用の
銀塩感材；フオトレジストタイプ、熱硬化タイ
プ、感熱溶融タイプ又は感熱昇華タイプの非銀塩
感材等が挙げられる。

以上述べた例においては、レーザ光源からのレ
ーザ光を光源外の光変調器２で変調したが、光源
として半導体レーザーの如く、直接変調されたレ
ーザを使用することもできる。また、変調レーザ
ビームの走査手段は上記の収束レンズ以外（例え
ば、通常のカメラに用いられているようなftanθ
特性のレンズ）からなつていてよい。記録媒体の
形状も上述の例では巻取りロール式としたが、他
の形状、例えばドラム状であつてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンコーダを用いない従来のレーザ走
査記録装置の概略図、第２図はエンコーダを使用
した従来のレーザ走査記録装置の概略図、第３図
は本発明の実施例によるレーザ走査記録装置の概
略図、第４図は、画像信号と各個所におけるレー
ザビームの波形を表わした図、第５図はエンコー
ダを示した図、第６図は、レーザビームの出力
と、エンコーダ通過後のレーザビームの波形、光
電変換素子の出力及び増幅器の出力を表わした図
である。 なお、図面に用いられている符号において、１
……レーザ光源、２……光変調器、２−２……ド
ライバー、４……ビーム拡大器、５……ビーム偏
向器、６……収束レンズ（fθレンズ）、７……記
録媒体、１２……エンコーダ、１３……集束レン
ズ、１４……光電変換素子、１５……増幅器、１
６……ビームスプリツタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 変調されたレーザ光を走査して記録を行う記
   録媒体を有し、この記録媒体と前記の変調された
   レーザ光の走査手段との間にビームスプリツタが
   配され、このビームスプリツタによつて前記レー
   ザ光が記録用ビームと前記記録媒体上のレーザビ
   ームスポツト位置の検出用ビームとに分割され、
   この検出用ビームが光電変換素子に入射されて前
   記検出が行われるように構成された記録装置にお
   いて、 (1) 前記記録媒体に記録を行うときは、前記記録
   用ビームの強さが前記記録媒体の記録、非記録
   の境界の値であるしきい値を越える強さとな
   り、かつ、前記記録媒体に記録を行わないとき
   は、前記記録用ビームの強さが前記しきい値よ
   り小さい強さとなること、 (2) 前記記録媒体に記録を行うときと行わないと
   きとの双方共、前記検出用ビームの強さが前記
   光電変換素子の検出、非検出の境界の値である
   しきい値を越える成分からなる強さとなること
   を構成として有すること を特徴とする記録装置。