JPH0643374A - 光ビーム光源ユニットおよび画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体レーザの内部反射等に起因する不要な光
ビームが発せられた際にも、この不要な光ビームをカッ
トして記録画像に及ぼす悪影響を無くすことができ、全
体的に所定の濃度発色した高画質な画像記録を行うこと
ができる光ビーム光源ユニット、およびこの光ビーム光
源ユニットを用いた画像記録装置を提供する。 【構成】光ビーム光源としての半導体レーザの近傍に、
半導体レーザより射出される光ビームの射出範囲を制限
して前記不要光をカットするための第１アパーチャを配
備することにより前記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録画像に悪影響を与
える不要な光の射出がなく、高画質な画像記録が可能な
光ビーム光源ユニット、およびこの光ビーム光源ユニッ
トを光ビームの光源として用いる画像記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】記録すべき画像情報に応じて変調された
光ビームを主走査方向に偏向し、この主走査方向と略直
交する副走査方向に相対的に移動する感光材料等を２次
元的に走査露光することにより画像記録を行う、いわゆ
る光ビーム走査による画像記録装置が印刷製版装置、複
写装置、プリンタ等に利用されている。

【０００３】このような画像記録装置は、例えば、画像
情報に応じて変調された光ビームを半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）等の光源より射出、あるいは光源より射出された光
ビームを、画像情報に応じて音響光学変調器等の外部変
調器によって変調する。画像情報に応じて変調された光
ビームは、レゾナントスキャナ等の光偏向器によって主
走査方向に偏向され、ｆθレンズによって所定の位置に
所定のビームスポット径で結像するように調整され、感
光材料に入射する。

【０００４】ここで、感光材料は前記主走査方向と略直
交する副走査方向に副走査搬送されている。従って、結
果的に光ビームは感光材料を２次元的に走査し、光ビー
ムは感光材料の全面を走査露光して画像記録を行う。

【０００５】ところで、このような光ビームを用いた画
像記録装置において、安価であること、小型であること
等の理由で、光ビームの光源として半導体レーザが多用
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】半導体レーザを光ビー
ムの光源として用いる画像記録装置においては、半導体
レーザより射出される光ビームのビーム径をアパーチャ
によって規定した後、コリメータレンズによってこの光
ビームを平行光（平行ビーム）として、感光材料の露光
に供している。

【０００７】ところが、半導体レーザの発光点は、所定
の射出方向のみならずその逆方向にも光を発光する。こ
の逆方向に発せられる光ビームはレーザパワーのコント
ロール等に利用されているが、この光ビームが半導体レ
ーザ内部で反射して光ビームの射出口より射出されてし
まい、正規の光ビーム以外の不要な光（以下、不要光と
する）となってしまう場合がある。

【０００８】このような不要光は、例えば半導体レーザ
の接合面に垂直方向等に発生し、図３に示されるよう
に、感光材料上で所定の光ビームスポットＬｂ以外に、
不要なビームスポットとして結像してしまい、記録画像
に悪影響を及ぼす。例えば、図４（ａ）に示されるよう
に、矢印ａで示される主走査方向に不要光が発生して不
要なビームスポットが生じた場合には、この不要な光ビ
ームによるかぶりのために、画像の記録開始部分と記録
終了部分、特に図４（ｂ）に示されるように記録開始部
分が相対的に薄くなってしまい、所定の濃度に発色した
高画質な画像記録を行うことができず、特に印刷製版用
の網点画像記録のような高画質が要求される用途では問
題となる。

【０００９】半導体レーザの正規の発光点と、不要光の
見せかけ上の発光点とが近接しているため、不要光のほ
とんどがアパーチャを通過してしまい、従来の半導体レ
ーザと、光ビーム径を規定するためのアパーチャと、光
ビームを平行光に整形するためのコリメータレンズとか
らなる光ビーム光源の光学系では、半導体レーザからこ
のような不要光が発生した際に、これが記録画像に及ぼ
す悪影響を防ぐことはできず、高画質な画像記録の妨げ
となっている。

【００１０】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、安価かつ簡易な構成で、半導体レ
ーザから所定の光ビーム以外の不要光が発せられた際に
も、この不要光が記録画像に及ぼす悪影響を無くすこと
ができ、全体的に所定の濃度発色した高画質な画像記録
を行うことができる光ビーム光源ユニット、およびこの
光ビーム光源ユニットを用いた画像記録装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の光ビーム光源ユニットは、光ビーム光源と
しての半導体レーザと、前記半導体レーザの近傍に配置
されこの半導体レーザより射出される光ビームの射出範
囲を制限する第１アパーチャと、前記第１アパーチャを
通過した光ビームのビーム径を規定する第２アパーチャ
と、前記第２アパーチャを通過した光ビームを平行光に
整形するコリメータレンズとを有することを特徴とする
光ビーム光源ユニットを提供する。

【００１２】また、本発明の画像記録装置は、前記本発
明の光ビーム光源ユニットを用いた画像記録装置で、主
走査方向に偏向された光ビームによって、前記主走査方
向と略直交する副走査方向に相対的に移動する感光材料
を２次元的に走査露光して画像記録を行う画像記録装置
であって、前記光ビームの光源として、半導体レーザ
と、前記半導体レーザの近傍に配置されこの半導体レー
ザより射出される光ビームの射出範囲を制限する第１ア
パーチャと、前記第１アパーチャを通過した光ビームの
ビーム径を規定する第２アパーチャと、前記第２アパー
チャを通過した光ビームを平行光に整形するコリメータ
レンズとを有する光ビーム光源ユニットを用いることを
特徴とする画像記録装置を提供する。

【００１３】

【発明の作用】本発明の光ビーム光源ユニットは、光源
として半導体レーザを用いたもので、半導体レーザから
射出される光ビーム径を規定するアパーチャ（第２アパ
ーチャ）の他に、半導体レーザの近傍に配置され半導体
レーザより射出される光ビームの射出範囲を制限する第
１アパーチャを有する。

【００１４】前述のように、光ビーム走査による画像記
録装置において、半導体レーザを光源として用いると、
発光光の半導体レーザ内部での反射等によって半導体レ
ーザから正規の光ビーム以外の不要な光が発せられてし
まい、これが記録画像に悪影響を与えてしまうことがあ
るが、本発明の光ビーム光源ユニットにおいては、半導
体レーザより射出される正規の光ビーム以外の不要な光
を、半導体レーザの近傍に配置される第１アパーチャに
よって効果的にカットすることができ、その後、第２ア
パーチャによって光ビーム径を規定して、コリメータレ
ンズによって光ビームを平行光に整形する。

【００１５】従って、本発明の光ビーム光源ユニット、
およびこれを用いた本発明の画像記録装置によれば、感
光材料への不要な光ビームの照射を良好に防止すること
ができ、これによる画像濃度ムラや二重像等の悪影響を
排除した高画質な画像記録を行うことができ、特に、印
刷製版用の網点画像記録のような高画質画像記録には好
適に利用することができる。しかも、単にアパーチャを
１つ追加したのみであるので、構成が簡易であり、また
コストアップを招くこともない。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の光ビーム光源ユニットおよび
画像記録装置について、添付の図面に示される好適実施
例をもとに詳細に説明する。

【００１７】図１に、本発明の光ビーム光源ユニットを
用いた本発明の画像記録装置の概略斜視図を示す。図１
に示される画像記録装置１０は、主走査方向（図１矢印
ａ方向）に偏向した光ビームＬによって、主走査方向と
略直交する副走査方向（図１矢印ｂ方向）に搬送される
感光材料Ａを２次元的に走査露光して画像記録を行うも
のであって、基本的に、光ビームＬの光源である本発明
の光ビーム光源ユニット１２、光偏向器であるレゾナン
トスキャナ１４、ｆθレンズ１６、感光材料Ａの副走査
搬送装置１８、および露光制御装置５０とから構成され
る。

【００１８】画像記録装置１０において、光ビーム光源
ユニット１２は本発明の光ビーム光源ユニットにかかる
ものである。図２に光ビーム光源ユニット（以下、光源
ユニットとする）１２の概略断面図が示される。

【００１９】図示例の光源ユニット１２は、円筒状の第
１ケーシング２０に、前記第１ケーシング２０より小径
で一方が閉塞する円筒の、閉塞面の中心に小さな円筒を
配備した形状を有する第２ケーシング２２を嵌入してな
る構成を有し、両ケーシングの内部に光ビームの進行方
向（図２矢印ｃ方向）に向かって、半導体レーザ２４、
第１アパーチャ２６、第２アパーチャ２８、およびコリ
メータレンズ３０が順に配備される構成を有する。

【００２０】光源ユニット１２において、光源である半
導体レーザ２４は、第２ケーシング２２の小径円筒部の
光ビーム進行方向の上流側端部に嵌入されて光源ユニッ
ト１２に保持される。この半導体レーザ２４の射出端側
には、本発明の特徴的な部材である第１アパーチャ２６
が半導体レーザ２４に密着して配置される。

【００２１】第１アパーチャ２６は、半導体レーザより
射出される光ビームの射出範囲を制限することにより、
半導体レーザ２４の内部反射等によって生じた不要な光
（以下、不要光とする）を効果的にカットして、正規の
（必要な）光ビームのみの光源ユニット１２からの射出
を可能とするものである。本発明の光源ユニット１２
（画像記録装置１０）は、光源である半導体レーザの近
傍にこのような不要光をカットする第１アパーチャ２６
を有することにより、前述の図３および図４に示したよ
うな、不要光による記録画像への悪影響をなくし、高画
質な画像記録を可能とするものである。

【００２２】第１アパーチャ２６のサイズ（開口サイ
ズ）には特に限定はないが、半導体レーザ２４の光ビー
ム射出口よりも小径で、かつ、後述する第２アパーチャ
２８に到達する光ビームの径が、第２アパーチャ２８よ
りも大きくなるようなサイズを、半導体レーザ２４の光
ビーム射出口、および第２アパーチャのサイズ（開口サ
イズ）に応じて決定すればよい。

【００２３】また、第１アパーチャ２６の配置位置は、
図示例のように半導体レーザ２４の光ビーム射出側の端
面に密着したものに限定はされず、半導体レーザ２４と
第２アパーチャ２８との間であればよい。しかしなが
ら、不要光の見せかけ上の発光点は、半導体レーザの正
規の発光点と近接している場合が多いので、良好に不要
光をカットして、より高画質な画像記録を可能とするた
めには半導体レーザ２４の近傍であるのが好ましく２ｍ
ｍ以内、また、より好ましくは、図示例のように半導体
レーザ２４に密着して配置されるのが好ましい。

【００２４】第１アパーチャ２６によって不要光をカッ
トされた光ビームは、次いで第２アパーチャ２８に入射
する。第２アパーチャ２８は第２ケーシング２２の光ビ
ーム進行方向下流側の端面に当接して固定されるもの
で、光ビームのビーム径を規定して、感光材料Ａ上にお
いて所望のサイズとするために配置される。第２アパー
チャ２８によってビーム径を規定された光ビームは、次
いで第１ケーシング２０に保持されるコリメータレンズ
３０によって平行光に整形され、光ビームＬとして光源
ユニット１２より射出される。

【００２５】本発明の光源ユニットは、第１ケーシング
２０および第２ケーシング２２を有する上記構成には限
定はされず、単に円筒状のケーシングや円錐台状のケー
シングに半導体レーザ２４、第１アパーチャ２６等を保
持したもの等、光源である半導体レーザ２４より光ビー
ム進行方向の下流側に向かって、前述のような作用を有
する第１アパーチャ、第２アパーチャ、さらにコリメー
タレンズを配列した構成を有するものであれば、構成や
形状等には全く限定はない。また、必要に応じて、第１
アパーチャと第２アパーチャとの間に、各種のフィルタ
やレンズ等の光学部材を配備してもよい。

【００２６】光源ユニット１２より射出された光ビーム
Ｌは、次いで光偏向器であるレゾナントスキャナ１４に
入射して、主走査方向（図１矢印ａ方向）に偏向され
る。本発明の画像記録装置１０に用いられる光偏向器
は、図示例のレゾナントスキャナ１４には限定はされ
ず、ポリゴンミラー、ガルバノメータミラー等、公知の
各種の光偏向器がいずれも使用可能である。また必要に
応じて、光ビームＬの光路に光偏向器を挟んでシリンド
リカルレンズ、シリンドリカルミラー等の面倒れ補正光
学系を配置してもよいのはもちろんである。

【００２７】レゾナントスキャナ１４によって主走査方
向に偏向された光ビームＬは、ｆθレンズ１６によって
感光材料Ａ上の所定の位置に所定の光ビーム径で入射す
るように調光されて、副走査搬送装置１８によって副走
査方向（図１矢印ｂ方向）に搬送される感光材料Ａに入
射する。

【００２８】図示例の画像記録装置において、副走査搬
送装置１８は、感光材料Ａを所定の露光位置に保持する
露光ドラム３２と、露光位置（走査線）を副走査方向で
挟むように配置され、感光材料Ａを露光ドラム３２に押
圧するニップローラ３４および３６を有するものであ
り、感光材料Ａを所定の露光位置に保持しつつ副走査搬
送する。従って、主走査方向に偏向された光ビームＬ
は、結果的に感光材料Ａを２次元的に走査し、全面に画
像記録を行うことができる。ここで、感光材料Ａに入射
する光ビームＬは、不要光のない光ビームＬのみである
ので、全面に渡って所定の濃度を有する、高画質な画像
記録をおこなうことができる。

【００２９】本発明に用いられる副走査搬送装置は、図
示例のような露光ドラム３２を用いたものには限定はさ
れず、走査線を挟んで配置される一対のニップローラ対
や、感光材料を平面状態で保持して移動する露光台等、
公知の各種の副走査搬送手段がいずれも利用可能であ
る。また、光ビームＬを副走査方向に移動することによ
り、感光材料Ａと光ビームとを相対的に副走査するもの
であってもよい。

【００３０】露光制御装置５０は、画像読取装置、画像
処理装置、コンピュータ等の図示しない画像情報源から
の画像情報に応じて、光源ユニット１２の半導体レーザ
２４を駆動するもので、記録画像に応じて各画素の露光
量を決定する露光制御回路、決定された露光量に応じて
半導体レーザ２４の発光を（パルス幅あるいは強度）変
調する変調回路、半導体レーザ２４の変調に応じて半導
体レーザ２４を駆動する駆動回路等を有する。なお、本
発明は図示例のように半導体レーザ２４を直接変調する
ものには限定はされず、音響光学変調器や磁気光学変調
器等の外部変調器を用いて、光源ユニット１２より射出
された光ビームＬを変調するものであってもよい。

【００３１】本発明に用いられる感光材料には特に限定
はなく、銀塩写真感光材料、電子写真感光材料等、公知
の各種の感光材料がいずれも使用可能である。また図示
例のようなシート状の感光材料には限定はされず、電子
写真感光ドラム等の感光体であってもよい。さらに、本
発明の画像記録装置は、複数の光源ユニットを用いたカ
ラー画像記録用等の画像記録装置であってもよい。

【００３２】以上、本発明の光ビーム光源ユニットおよ
び画像記録装置について詳細に説明したが、本発明は上
記実施例には限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で、各種の改良および変更を行っても良いのはもち
ろんである。

【００３３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
光ビーム光源ユニットおよび画像記録装置は、半導体レ
ーザの近傍に第１アパーチャを配置することにより、半
導体レーザ内部の反射等によって発生する不要光の感光
材料への入射を好適に防止して、この不要光による悪影
響を排除した画像記録を行うことができる。従って、本
発明の光ビーム光源ユニットおよび画像記録装置によれ
ば、全面にわたって所定の光量で露光され、所定濃度に
発色した高画質な画像記録を行うことができる。しか
も、従来に対してアパーチャを１つ追加したのみの簡易
な構成であるので、不要な大型化やコストアップを招く
こともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置の一例を示す概略斜視
図である。

【図２】 本発明の光ビーム光源ユニットの一例を示す
概略断面図である。

【図３】 通常の半導体レーザより射出された光ビーム
のビームスポットの一例を概念的に示す図である。

【図４】 （ａ）および（ｂ）は、通常の半導体レーザ
より射出された光ビームのビームスポットの一例、およ
びこの光ビームによって露光された画像の状態を概念的
に示す図である。

【符号の説明】

１０ 画像記録装置 １２ 光ビーム光源ユニット １４ レゾナントスキャナ １６ ｆθレンズ １８ 副走査搬送装置 ２０ 第１ケーシング ２２ 第２ケージング ２４ 半導体レーザ ２６ 第１アパーチャ ２８ 第２アパーチャ ３０ コリメータレンズ ３２ 露光ドラム ３４，３６ ニップローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビーム光源としての半導体レーザと、前
   記半導体レーザの近傍に配置されこの半導体レーザより
   射出される光ビームの射出範囲を制限する第１アパーチ
   ャと、前記第１アパーチャを通過した光ビームのビーム
   径を規定する第２アパーチャと、前記第２アパーチャを
   通過した光ビームを平行光に整形するコリメータレンズ
   とを有することを特徴とする光ビーム光源ユニット。
2. 【請求項２】主走査方向に偏向された光ビームによっ
   て、前記主走査方向と略直交する副走査方向に相対的に
   移動する感光材料を２次元的に走査露光して画像記録を
   行う画像記録装置であって、 前記光ビームの光源として、半導体レーザと、前記半導
   体レーザの近傍に配置されこの半導体レーザより射出さ
   れる光ビームの射出範囲を制限する第１アパーチャと、
   前記第１アパーチャを通過した光ビームのビーム径を規
   定する第２アパーチャと、前記第２アパーチャを通過し
   た光ビームを平行光に整形するコリメータレンズとを有
   する光ビーム光源ユニットを用いることを特徴とする画
   像記録装置。