JPH0750911B2 - レーザビーム記録装置 - Google Patents

レーザビーム記録装置

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JPH0750911B2
JPH0750911B2 JP2411602A JP41160290A JPH0750911B2 JP H0750911 B2 JPH0750911 B2 JP H0750911B2 JP 2411602 A JP2411602 A JP 2411602A JP 41160290 A JP41160290 A JP 41160290A JP H0750911 B2 JPH0750911 B2 JP H0750911B2
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laser beam
spot
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島田  昭
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザビーム記録装置に
係り、特に画像記録密度を変えることができるレーザビ
ーム記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】レーザビーム記録装置におけるレーザビ
ーム発生源としては、He−Ne,He−Cdなどのガ
スレーザ光源や半導体などの固体レーザ光源があるが、
記録装置として何れのレーザ光源を用いるかは設計的観
点で選択されるものであり、また本発明はどのようなレ
ーザ光源を用いたレーザビーム記録装置に対しても自由
に適用できるので、以下半導体レーザ光源を用いたレー
ザビーム記録装置を例にとつて説明する。
【0003】電子写真記録方式によるレーザビーム記録
装置は、定速度で回転する光導電性感光ドラムの表面に
一様な電荷を与え、レーザビームのスポツトで光導電性
感光ドラムの表面を軸心方向に走査露光しながらレーザ
ビームスポツトを点滅制御して電荷潜像を形成し、この
電荷潜像をトナー現像した後にトナー像を記録紙に転写
するように構成される。このレーザビーム記録装置が電
気的情報処理装置の端末機として使用される場合、情報
画像は記録ドツトの集合で表現される。記録ドツト
「有」の位置ではレーザビームスポツトを点灯して光導
電性感光ドラム表面の電荷を放出し、現像装置は電荷放
出領域にトナーを付着するように光導電性感光ドラム表
面を現象する。従つて1つの記録ドツトの大きさは、光
導電性感光ドラム表面上の電荷放出領域の大きさに等し
く、これはレーザビームスポツトの大きさと1回の点灯
中のスポツトの移動距離によつて決まる。記録される情
報画像の解像度すなわち画像記録密度は、記録ドツトの
大きさによつて決定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザビーム記録装置においてはレーザビームスポツト
の大きさを安定に制御するのがむずかしく、画像記録密
度を良好に変えることは仲々困難であつた。
【0005】ところで、記録する情報の種類によつて画
像記録密度を変えれば記録速度を高めることができ、ま
た1台のレーザビーム記録装置を記録密度の違う複数の
情報処理装置の端末機として使用することできる利点が
得られる。
【0006】従つて、本発明の目的は、画像記録密度を
良好に変えることのできるレーザビーム記録装置を提供
するにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、レーザビーム発生器と、画像情報信号発
生源と、前記レーザビーム発生器の駆動電源を前記画像
情報信号発生源からの画像情報信号に応じてオン・オフ
制御してレーザビームの発生の有無を制御するレーザビ
ーム発生制御回路と、レーザビームの光路に挿入・離脱
可能に設けられ、前記記録体表面に形成されるレーザビ
ームスポットの前記記録体表面の移動方向の径を大小に
制御するスポット大小制御光学系と、レーザビームスポ
ットによる各走査の開始点を検出する位置センサと、1
つのクロック信号発生器と、このクロック信号発生器か
らのクロック信号の周期を各別に制御する2つの分周器
と、前記位置センサの検出信号と前記2つの分周器の一
方で分周されたクロック信号に同期して前記画像情報信
号発生源からの画像情報信号を前記レーザビーム発生制
御回路に与える走査同期回路と、前記位置センサの検出
信号に同期して、前記2つの分周器の他方で分周された
クロック信号に応じた駆動周波数で1走査毎に前記記録
体表面が所定量移動するように記録体の駆動用モータを
制御するモータ制御回路と、前記スポット大小制御光学
系を制御して前記スポットの記録体表面の移動方向の系
を大小に設定し、前記レーザビーム発生制御回路を制御
して画像情報信号の1画素当りのスポット点灯時間幅を
設定し、前記2つの分周器の分周率をそれぞれ設定する
記録密度設定器とを備えたことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によるレーザビーム記録装置は、上記の
如く構成したので、記録ドツトの大きさを安定に制御
し、画像記録密度を良好に変えることができる。
【0009】
【実施例】図1はレーザビーム記録装置のブロツク図で
ある。半導体レーザビーム発生器1から発生したレーザ
ビーム2aはレンズ3で平行ビーム2bにされた後に回
転多面鏡4に照射され、その反射ビームはF−θレンズ
5とスポツト大小制御光学系6を介して光導電性感光ド
ラム7に照射される。前記回転多面鏡4はモータ8によ
つて矢印イ方向に定速回転し、従つて光導電性感光ドラ
ム7の表面に形成されるレーザビームスポツト2cは矢
印ロ方向に一定速度でくり返し走査される。光導電性感
光ドラム7はモータ9によつて矢印ハ方向に回転させら
れ、ドラム表面はレーザビームスポツト2cの1回の走
査毎にスポツト2cによる走査軌跡(走査線)の幅だけ
移動する。レーザビームスポツト2cによる各走査の開
始点は光電式の位置センサ10によつて検出され、走査
開始に同期して画像情報信号発生源11からの画像情報
信号が走査同期回路12を介して読み出されレーザビー
ム発生制御回路13に与えられる。半導体レーザビーム
発生器1の場合には、レーザビーム発生制御回路13は
駆動電源をオン・オフ制御すればレーザビーム2aの発
生の有無(スポツト2cの点滅)を制御できる。また位
置センサ10の検出信号は、モータ制御回路14に入力
されて1走査毎に光導電性感光ドラム7の表面が所定量
移動するようにモータ9が制御される。記録密度設定器
15は、前記スポツト大小制御光学系6を制御して光導
電性感光ドラム7の表面に形成されるスポツト2cの大
きさを設定し、レーザビーム発生制御回路13を制御し
て画像情報信号1画素当りのスポツト点灯時間幅を設定
し、クロツク信号発生器16から前記走査同期回路12
およびモータ制御回路14に与えるクロツク信号の周期
を制御する分周器17,18の分周率を設定する。スポ
ツト2cが「小」に設定されたときは分周器17の分周
率を小さく設定してレーザビームスポツト2cの点灯制
御周期を短かくし、分周器18の分周率を大きく設定し
て駆動周波数を低くしモータ9の回転速度を小さくし、
各スポツト2cの点灯時間幅を短かくする。また、スポ
ツト2cを「大」に設定したときは、分周器17の分周
率を大きくしてスポツト2cの点灯制御周期を長くし、
分周器18の分周率を小さく設定してモータ9の回転速
度を速くし、スポツト点灯時間幅を長くする。
【0010】半導体レーザビーム発生器1はGaAlA
s系の材料で作られ、一般にはGa,Al,Asの組成
割合が異なる5〜7層のストライプ構造で各層間はヘテ
ロ接合になつている。このような半導体レーザビーム発
生器1から発生するレーザビーム2aの波長は780n
m付近で可視光線領域の赤い波長に近い。半導体レーザ
ビーム発生器1から発生するレーザビーム2aの広がり
は、図2に示すように、ヘテロ接合面に対して直角方向
(⊥)と平行方向(‖)で異なる特徴がある。図2から
レーザビーム2aの強度が中心に対して1/e2の強さ
になる広がり角度を求めると、直角方向の場合には約4
6度、平行方向の場合には約20度である。このような
半導体レーザビーム発生器1のヘテロ接合面を光導電性
感光ドラム7の回転軸心方向と直角方向に設置すると、
レーザビーム2aは横方向への広がりが大きくなり、レ
ンズ3に入光するレーザビーム2aの断面形状は横長の
楕円形となる。これを焦点距離f1のレンズ3で平行な
レーザビーム2bにするとその断面形状は図3の(a)
のように横長の楕円形となり、その寸法は、 a1=2f1tanθ⊥/2 ……(1) b1=2f1tanθ‖/2 ……(2) となる。この平行なレーザビーム2bを焦点距離f2
F−θレンズ5によつて絞つて光導電性感光ドラム7の
表面にレーザビームスポツト2cを形成すると、スポツ
ト2cは図3の(b)のように a2=f2λ/b1・4/π ……(3) b2=f2λ/a1・4/π ……(4) 但しλはレーザビーム波長 の縦長の楕円形状となる。レーザビームスポツト2cの
大きさを小さくするときには、図4のように、スポツト
大小制御光学系6におけるシリンドリカルレンズ6aを
レーザビーム光路に挿入して長径方向寸法a2′に縮め
る。
【0011】レーザビームスポツト2cによつて光導電
性感光ドラム7の表面に形成する記録ドツトの形状を正
方形または真円に近似させるには、スポツト2cの大き
さを切り換えるときにスポツト点灯時間幅を変化させ
る。図5の(a)に示すように大きなスポツト2cで大
きな記録ドツト19を形成するとき、スポツト2cの走
査速度をvsとすると、スポツト点灯時間幅t1は、 t1=(a2−b2)/Vs ……(5) となる。また図5の(b)に示すように小さなスポツト
2c′で小さな記録ドツト19′を形成するときのスポ
ツト点灯時間幅t1′は、 t1′=(a2′−b2)/vs ……(6) となる。
【0012】スポツト2cの走査方向において相隣る記
録ドツトが輪郭で接するように記録ドツトを並べて形成
するには、記録ドツトの大きさに応じてスポツト2cの
点灯制御周期を変えなければならない。大きな記録ドツ
ト19の場合の点灯制御周期t2は、 t2=a2/vs ……(7) となり、小さな記録ドツト19′の場合の点灯制御周期
2′は、 t2=a2′/vs ……(8) となる。
【0013】またスポツト2cの走査方向と直角の方向
において相隣る記録ドツトが輪郭で接するようにするに
は、記録ドツトの大きさに応じて光導電性感光ドラム7
の表面の移動量を変えなければならない。各走査毎に光
導電性感光ドラム表面が記録ビツトの大きさ分だけ移動
するようにするには、走査周期をt3とすると、大きな
記録ドツト19の場合の光導電性感光ドラム7の周速度
vdは、 vd=a2/t3 ……(9) となり、小さな記録ドツト19′の場合の周速度vd′
は、 vd′=a2′/t3 ……(10) となる。
【0014】次に記録密度を8ドツト/mm,16ビツ
ト/mmに切り換え可能なレーザビーム記録装置への適
用例を説明する。スポツト走査方向の記録長を216m
mとし図6の(a)のように8ドツト/mmで記録する
と1走査当りの記録ドツト19は1726個となる。走
査周期t3を1.5msec.とし、216mmの記録
長を1msec.で走査すると、レーザビームスポツト
2cの走査速度vsは2.16×105mm/sec.
となる。記録ドツト19の寸法a2は1/8=1.25
×(1/10)mmであるからスポツト点灯時間幅t1
は式(5)から t1=[1.25×(1/10)−b2]÷(2.16×
105) となり、クロツク信号φ1の点灯制御周期t2は式(7)
から t2=[1.25×(1/10)]÷(2.16×1
5) =578.7037nsec. となる。従つて走査同期回路12には1.728MHz
のクロツク信号φ1を与えればよい。
【0015】図6の(b)は、スポツト点灯時間幅t1
をクロツク信号φ1の周期t2=578.737nse
c.と等しくした例である。
【0016】図6の(c)のように16ドツト/mmで
記録すると1走査当りの記録ドツト19′は3452個
となる。小さいレーザビームスポツト2c′の走査速度
vsを2.16×105mm/sec.とすると記録ド
ツト19′の寸法a2′は1/16=6.25×(1/
102)mmとなるから、スポツト点灯時間t1′は式
(6)から t1′=[6.25×(1/102)−b2]÷(2.1
6×105) となり、クロツク信号φ1′の点灯制御周期t2′は式
(8)から t2′=[6.25×(1/102)]÷(2.16×1
5) =289.35185nsec. となる。従つて走査同期回路12には3.456MHz
のクロツク信号φ1′を与えればよい。
【0017】図6の(d)は、スポツト点灯時間幅
1′をクロツク信号φ1′の周期t2′=287.35
185nsec.と等しくした例である。
【0018】このようなクロツク信号φ1,φ1′の切り
換えはクロツク信号発生器16のクロツク周波数を3.
456MHzとし、大きな記録ドツト19で情報画像を
記録するときにはこれを分周器17で1/2に分周し小
さな記録ドツト19′で情報画像を記録するときにはこ
れらをそのまま使用するようにすれば良い。
【0019】大きな記録ドツト19を用いて記録する場
合の光導電性感光ドラム7の周速度vdは式(9)よ
り、 vd=[1.25×(1/10)]÷1.5=83.3
3mm/sec. となり、小さな記録ドツト19′を用いて記録する場合
には、 vd′=[6.25×(1/102)]÷1.5=4
1.66mm/sec. となる。vd:vd′=2:1であるから、モータ制御
回路14に対し、大きな記録ドツト19の場合にはクロ
ツク信号発生器16のクロツク信号をそのまま入力し、
小さな記録ドツト19′の場合にはこれを1/2に分周
するように分周器18を制御すれば、2:1の周速度を
得ることができる。
【0020】図7の(a)は大きな記録ドツト19を用
い8×8のドツトマトリクスで「ア」を記録した例、図
7の(b)は小さな記録ドツト19′で8×8のドツト
マトリクスで「ア」を記録した例である。
【0021】図8はレーザビームスポツトの大きさの大
小2種に切り換える光学系6の斜視図である。シリンド
リカルレンズ6aはレンズ取付け板6bと軸6cにより
側板6d,6e間に支持される。シリンドリカルレンズ
6aは軸6cを中心にばね6fの力で矢印ニ方向に転角
する。ソレノイド6gは引つぱり棒6hを介してばね6
fの張力に逆つてシリンドリカルレンズ6aを反矢印方
向(図示状態)に転角し、レンズ6aをレーザビーム光
路に介入する。6iは位置決め用ストツパである。従つ
てレーザビームスポツト2cを大きくするときはソレノ
イド6gを消勢し、小さくするときはソレノイド6gを
付勢すれば良い。
【0022】
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザビ
ームスポツトの記録体表面の移動方向の径を変化すると
ともにこの変化に対応してレーザビームスポツトの点灯
制御周期内の点灯時間幅を変化して記録ドツトの大きさ
を制御し、さらにこれらの変化に対応してレーザビーム
スポツトの走査方向及び記録体表面の移動方向の記録密
度を変化することができるので、画像記録密度を良好に
変えることができる。また、1つのクロック信号発生器
からのクロック信号を2つの分周器により各別に分周す
るようにしたので、記録体の駆動用モータと画像情報信
号の1画素当りのスポット点灯時間幅を同期をとって制
御することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るレーザビーム記録装置
のブロツク図である。
【図2】レーザビームの広がり特性図である。
【図3】レーザビームの平行ビーム部の断面図及びレー
ザビームスポツトの正面図である。
【図4】スポツト大小制御説明図である。
【図5】記録ドツト形成説明図である。
【図6】記録ドツト形成説明図である。
【図7】記録画像例説明図である。
【図8】スポツト大小制御光学系の斜視図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザビーム発生器 2a レーザビーム 2b レーザビーム 2c レーザビームスポツト 6 スポツト大小制御光学系 7 光導電性感光ドラム 11 画像情報信号発生源 12 走査同期回路 13 レーザビーム発生制御回路 14 モータ制御回路 15 記録密度設定器 16 クロツク信号発生器 17 分周器 18 分周器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の方向に移動する記録体表面に対しレ
    ーザビームを照射し、記録体表面の移動方向と交差する
    方向にレーザビームのスポツトをくり返し走査しながら
    レーザビームスポツトの点滅を制御し、記録体表面にレ
    ーザビームスポツトに応じた画像を記録するようにした
    レーザビーム記録装置において、レーザビーム発生器
    と、画像情報信号発生源と、前記レーザビーム発生器の
    駆動電源を前記画像情報信号発生源からの画像情報信号
    に応じてオン・オフ制御してレーザビームの発生の有無
    を制御するレーザビーム発生制御回路と、レーザビーム
    の光路に挿入・離脱可能に設けられ、前記記録体表面に
    形成されるレーザビームスポットの前記記録体表面の移
    動方向に径を大小に制御するスポット大小制御光学系
    と、レーザビームスポットによる各走査の開始点を検出
    する位置センサと、1つのクロック信号発生器と、この
    クロック信号発生器からのクロック信号の周期を各別に
    制御する2つの分周器と、前記位置センサの検出信号と
    前記2つの分周器の一方で分周されたクロック信号に同
    期して前記画像情報信号発生源からの画像情報信号を前
    記レーザビーム発生制御回路に与える走査同期回路と、
    前記位置センサの検出信号に同期して、前記2つの分周
    器の他方で分周されたクロック信号に応じた駆動周波数
    で1走査毎に前記記録体表面が所定量移動するように記
    録体の駆動用モータを制御するモータ制御回路と、前記
    スポット大小制御光学系を制御して前記スポットの記録
    体表面の移動方向の径を大小に設定し、前記レーザビー
    ム発生制御回路を制御して画像情報信号の1画素当りの
    スポット点灯時間幅を設定し、前記2つの分周器の分周
    率をそれぞれ設定する記録密度設定器とを備えたことを
    特徴するレーザビーム記録装置。
JP2411602A 1990-12-19 1990-12-19 レーザビーム記録装置 Expired - Lifetime JPH0750911B2 (ja)

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JPH04108263A JPH04108263A (ja) 1992-04-09
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS571350A (en) * 1980-06-05 1982-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Low-frequency treating appliance

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS571350A (en) * 1980-06-05 1982-01-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Low-frequency treating appliance

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