JPH08254663A

JPH08254663A - 光プリンタ

Info

Publication number: JPH08254663A
Application number: JP5573195A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kawada; 誠治河田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-10-01
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JP2743858B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、１ビームの通常の半導体レーザを
用いて、低画素密度の高精細印刷時の印刷速度を高め得
る光プリンタを提供することを目的とする。【構成】半導体レーザ１より画像情報に応じて強度が
変調されて出射されたレーザビームは、コリメータレン
ズ２、１／２波長板３、シリンドリカルレンズ４を透過
してサバール板５に入射される。サバール板５から取り
出される常光と異常光の２つのレーザビームは、１／２
波長板３の回動量の調整により、記録面９での印字濃度
差がでないように等しい強度とされている。ポリゴンミ
ラー面６により反射された２つのレーザビームは、ｆθ
レンズ７及びシリンドリカルレンズ８により記録面９上
に集光される。２つのレーザビームスポット間の記録面
９上での距離を所定値に設定することにより、通常モー
ド時の印刷時の２倍の副走査速度で１／２の印刷密度の
高精細印刷ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光プリンタに係り、特に
高速な印字が可能なレーザプリンタやレーザプロッタな
どの光プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より光プリンタの一例として、ポリ
ゴンミラーで光ビームを感光体上に走査することによ
り、印字を行う光プリンタが広く知られている（例えば
特開昭６１−１５１１９号公報、特開昭６１−５６３１
６号公報）。

【０００３】図３は従来のポリゴンミラーを用いた光プ
リンタの光学系の模式図を示し、同図（ａ）は側面模式
図、同図（ｂ）は上面模式図である。図の簡便と光学系
の基本原理を示すために、ポリゴンミラー面は実際は反
射面であるが、図中では、透過面として表記してある。

【０００４】従来の光プリンタは、図３（ａ）及び
（ｂ）に示すように、半導体レーザ１、コリメータレン
ズ２、第１のシリンドリカルレンズ４、面６を有するポ
リゴンミラー、ｆθレンズ７及び第２のシリンドリカル
レンズ８よりなる。

【０００５】この従来の光プリンタの動作について説明
するに、半導体レーザ１の出射光は、コリメータレンズ
２で平行光とされ、第１のシリンドリカルレンズ４で副
走査方向（ポリゴンミラーによる走査方向と直交する方
向）にのみ、ボリゴンミラー面６上に集光される。これ
は、ボリゴンミラー各面の傾きにより副走査方向への光
ビームの「振れ」を補正するためである。

【０００６】ポリゴンミラー面６で反射された光ビーム
は、ｆθレンズ７及び第２のシリンドリカルレンズ８に
より記録面９上に集光される。ポリゴンミラー面６を回
転させることにより、光ビームは偏向し、ライン方向へ
主走査が行われ、また、主走査方向と直交する方向へ記
録面９を移動することにより、副走査が行われる。この
ようにして、感光体である記録面９上には、画像情報に
対応した静電潜像がドットの集合として形成され、これ
を現像及び転写の各工程を経ることにより、記録紙上に
画像が記録される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の光プリン
タでは、印字速度がポリゴンミラーの回転速度で決定さ
れる。この回転速度には、モータの性能と回転光学系の
機械破壊による限界がある。また、この光プリンタにお
いては、画素密度の切り換えが行われることがある。通
常、この画素密度の程度は、ｄｐｉ（ドット・パー・イ
ンチ：１インチあたりのドット数）、若しくはｌｐｉ
（ライン・パー・インチ：副走査方向１インチあたりの
主走査ライン数）で表される。

【０００８】ここで、ある光プリンタで、通常モードの
印字、画像形成が図４（ａ）に示すように、画素の大き
さに対応した黒丸で示すドットにより行われている場合
を考える。このとき、通常モードの１／２の画素密度で
印字、画像形成を行う場合、画素を形成するドットの大
きさ（レーザビームの集光径）を図４（ｂ）に示すよう
に大きくして感光する方法が考えられる。

【０００９】これに対し、図４（ｃ）に示すように、通
常モードのレーザビームの集光径のままで主走査方向及
び副走査方向に２度ずつ感光を行い、１画素を４ドット
で構成した方が、より高精細で綺麗な印字、画像形成が
可能である。しかしながら、１ビームによる図４（ｃ）
のような手法は、図４（ｂ）の方法に比べて通常モード
の１／２の画素密度での印字、画像形成速度を遅くして
しまう。

【００１０】そこで、従来、上記の印字速度の低下の解
決手段として、記録面上に複数の集光ビームを形成し、
ラインを一度に走査する方法が考えられる。その実現方
法としては、従来より複数の発光点を持つマルチビーム
半導体レーザを光源とする方法が提案されている（例え
ば、特開平５−１６７８０９号公報）。

【００１１】しかしながら、この従来の光プリンタで光
源として用いるマルチビーム半導体レーザは現状では入
手が困難であり、また、一部に実用に供されているもの
も、価格が通常の半導体レーザに比しかなり高いという
問題がある。

【００１２】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
１ビームの通常の半導体レーザを用いて、低画素密度の
高精細印刷時の印刷速度を高め得る光プリンタを提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は半導体レーザから変調出力される単一のレ
ーザビームを感光体上に集束すると共に主走査方向に走
査し、かつ、主走査方向と直交する副走査方向に感光体
を移動して感光体上に画像を形成する光プリンタにおい
て、半導体レーザから変調出力される単一のレーザビー
ムが発散光若しくは収束光である光学系位置に、副走査
方向に常光と異常光とが分離するような光学軸の複屈折
物質を配置したものである。

【００１４】また、本発明の複屈折物質を、単一のレー
ザビームの光路中への挿入と光路外への退避を任意に行
う手段を有することが、２つのレーザビームを用いて印
刷するモードと単一のレーザビームを用いて印刷するモ
ードとを切り換えられるので望ましい。

【００１５】また、本発明の複屈折物質の、単一のレー
ザビームの光路中への挿入と光路外への退避に応じて、
半導体レーザの出力パワーを可変するパワー可変手段を
有することが、複屈折物質の上記光路への挿入と退避時
のどちらでも感光体上のスポットを同じ強度にできるた
め、望ましい。

【００１６】更に、本発明の複屈折物質の入射レーザビ
ームの偏光面を調整するための１／２波長板を有するこ
とが、常光と異常光の感光体上での強度を同じに調整で
きるために望ましい。

【００１７】

【作用】本発明では、半導体レーザから変調出力される
単一のレーザビームが発散光若しくは収束光である光学
系位置に、副走査方向に常光と異常光とが分離するよう
な光学軸の複屈折物質を配置しているため、単一のレー
ザビームを副走査方向に分離した常光と異常光という２
つのレーザビームに変換して感光体上に照射することが
できる。従って、図４（ａ）の通常モード印刷時の１／
２の印刷密度で印刷する場合、副走査速度を通常モード
印刷時の２倍にして図４（ｃ）に示す印刷ができる。

【００１８】ここで、複屈折物質の挿入位置が発散光若
しくは収束光である光学系位置であるのは、コリメート
光内に挿入して平行に分離しても、感光体面上に集光す
ると１点に集光されるからである。

【００１９】また、本発明の複屈折物質を、１枚の複屈
折結晶の平行平板により構成としたときは安価に構成で
き、複数枚の複屈折結晶の平行平板又はそれぞれテーパ
面を有する複屈折結晶の板からなる構成としたときに
は、２つのビームスポットの集光特性差の問題を解決で
きるため、記録面で光路長差による２つのビームスポッ
トの集光特性差が問題になる光学系に用いることができ
る。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面と共に説
明する。図１は本発明になる光プリンタの一実施例の光
学系の模式図を示す。同図中、図２と同一構成部分には
同一符号を付してある。本実施例は図１（ａ）の側面模
式図、同図（ｂ）の上面模式図にそれぞれ示すように、
半導体レーザ１、コリメートレンズ２、１／２波長板
３、第１のシリンドリカルレンズ４、サバール板５、面
６を持つポリゴンミラー、ｆθレンズ７及び第２のシリ
ンドリカルレンズ８から構成されている。

【００２１】ポリゴンミラー面６は実際は反射面である
が、図の簡便と光学系の基本原理を示すために透過面と
して表記してある。本実施例は、半導体レーザ１からの
レーザビームが収束光である光学系位置として、第１の
シリンドリカルレンズ４とポリゴンミラー面６との間の
位置にサバール板５が配置されており、また、コリメー
トレンズ２と第１のシリンドリカルレンズ４の間に１／
２波長板３が挿入されている点に特徴がある。

【００２２】サバール板５は、後述するように２枚の複
屈折板からなる広く普及している光学部品で、１／２波
長板と同様に容易に入手可能である。また、このサバー
ル板５は本実施例では、レーザビームの光路に対して挿
入及び退避（除去）自在な構成とされている。この挿入
・退避（除去）手段は、図１には図示していないが、光
プリンタ設計時に個々の設計に適合した手段、例えばア
ームやリンケイジにより機械的に挿入、除去を行うこと
ができる。更に、サバール板５の光学軸は、サバール板
５透過後の常光と、異常光とが副走査方向に分離するよ
うに配置する。

【００２３】また、本実施例では１／２波長板３が図示
しない回動手段により回動されるように構成されてい
る。１／２波長板３が回動されると、サバール板５に入
射するレーザビームの偏光方向が回動するため、これに
より常光と異常光の分配比を調整し、記録面９での２つ
のビームスポットの強度を調節することができる。本実
施例の場合、同時変調の２つのレーザビームを同一感光
材に照射することとなるので、印字濃度差がでないよう
に２つのレーザビームをスポットの強度が等しくなるよ
うに、１／２波長板３の回動量が調整される。

【００２４】次に、本実施例の動作について説明する。
半導体レーザ１より画像情報に応じて強度が変調されて
出射されたレーザビームは、コリメータレンズ２により
平行光とされた後、１／２波長板３により偏光方向が回
動調節され、第１のシリンドリカルレンズ４を透過して
サバール板５に入射される。ここで、サバール板５が光
路中に挿入されるときには記録面９上でのレーザスポッ
トの強度がサバール板５が除去されたときと同じ強度と
なるように、半導体レーザ１の出力パワーが大きくされ
る。

【００２５】サバール板５から取り出される常光と異常
光の２つのレーザビームは、１／２波長板３の回動量の
調整により、記録面９での印字濃度差がでないように等
しい強度とされており、また、第１のシリンドリカルレ
ンズ４により副走査方向にのみポリゴンミラー面６又は
その近傍に集光される。

【００２６】ポリゴンミラー面６により反射された２つ
のレーザビームは、ｆθレンズ７及び第２のシリンドリ
カルレンズ８により記録面９上に集光される。従来と同
様にポリゴンミラー面６を回転させることにより、２つ
のレーザビームは同時に同一方向に偏向し、ライン方向
へ主走査が行われ、また、主走査方向と直交する方向へ
記録面９を移動することにより、副走査が行われる。こ
のようにして、感光体である記録面９上には、画像情報
に対応した静電潜像がドットの集合として形成され、こ
れを現像及び転写の各工程を経ることにより、記録紙上
に画像が記録される。

【００２７】本実施例によれば、１ビームの通常の半導
体レーザ１を用いて副走査方向に分離された２つのレー
ザビームが同時に記録面９上に集光されるようにしたた
め、これら２つのレーザビームスポット間の記録面９上
での距離を、通常モード時の副走査方向に隣接する２画
素ピッチ分になるように、感光材料感度等も考慮して適
当に近接若しくは離すように、サバール板５の厚さある
いは感光材料の材質を可変設定することにより、図４
（ａ）に示した通常モード時の印刷時の２倍の副走査速
度で図４（ｃ）に示した１／２の印刷密度の高精細印刷
ができる。すなわち、本実施例によれば、高精細を保っ
たまま、通常の１ビーム構成の光プリンタに比べて低印
刷密度部分の印刷速度を高めることができる。

【００２８】なお、サバール板５を半導体レーザ１から
出射されたレーザビームの光路の外に退避した場合（除
去した場合）は、従来と同様の１ビームで印刷を行う光
プリンタとして動作させることができる。

【００２９】なお、本実施例では１ビームを２ビームに
変換する複屈折物質としてサバール板５を用いたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、他の複屈折物質
でもよい。このことについて図２と共に説明するに、図
２（ａ）は１枚の複屈折板１１であり、これを透過して
得られる常光と異常光の２つのレーザビームの分離間隔
は複屈折板１１の板厚で決定される。

【００３０】なお、１枚の複屈折板１１を用いた場合
は、２つのレーザビームの光路長差が生じるが、記録面
でこの光路長差による２つのビームスポットの集光特性
差が問題にならない光学系に用いる場合は、最も安価に
構成できるという特長がある。

【００３１】また、サバール板５は図２（ｂ）に示す２
つの複屈折板１２及び１３からなる構成であり、このサ
バール板５を用いることで上記の２つのビームスポット
の集光特性差の問題を解決できるため、記録面で光路長
差による２つのビームスポットの集光特性差が問題にな
る光学系に用いることができる。

【００３２】更に、図２（ｃ）に示す如く、それぞれテ
ーパ面を有する２枚の複屈折板を張り合せた複屈折部材
１４及び１５をそれぞれ対向配置し、図中Ａ方向に移動
自在な構成とした可変サバール板をサバール板５の代わ
りに用いることもでき、この場合は、２つのレーザビー
ムの分離間隔を可変にできる。

【００３３】更に、上記の実施例では、１／２波長板３
を用いて２つのレーザビームスポットの強度を調整した
が、これは必ずしも必要でなく、半導体レーザ１をその
光軸を回転軸として回転させるようにした場合は、この
半導体レーザ１の回転で同様の調整が可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体レーザから変調出力される単一のレーザビームが
発散光若しくは収束光である光学系位置に、副走査方向
に常光と異常光とが分離するような光学軸の複屈折物質
を配置することにより、単一のレーザビームを副走査方
向に分離した常光と異常光という２つのレーザビームに
変換して感光体上に照射するようにしたため、マルチビ
ーム半導体レーザを用いることなく、通常の半導体レー
ザを用いて低画素密度部分の印刷速度を従来よりも高速
にでき、かつ、高精細な印刷ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光学系の模式図である。

【図２】本発明の要部の各例を示す構成図である。

【図３】従来の光プリンタの一例の光学系の模式図であ
る。

【図４】記録面での画素構成説明図である。

【符号の説明】

１半導体レーザ２コリメートレンズ３１／２波長板４第１のシリンドリカルレンズ５サバール板６ポリゴンミラー面７ｆθレンズ８第２のシリンドリカルレンズ９記録面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザから変調出力される単一の
レーザビームを感光体上に集束すると共に主走査方向に
走査し、かつ、該主走査方向と直交する副走査方向に前
記感光体を移動して該感光体上に画像を形成する光プリ
ンタにおいて、前記半導体レーザから変調出力される前記単一のレーザ
ビームが発散光若しくは収束光である光学系位置に、前
記副走査方向に常光と異常光とが分離するような光学軸
の複屈折物質を配置したことを特徴とする光プリンタ。
【請求項２】前記複屈折物質は、１枚以上の複屈折結
晶の平行平板又はそれぞれテーパ面を有する１枚以上の
複屈折結晶の板からなる構成であることを特徴とする請
求項１記載の光プリンタ。
【請求項３】前記複屈折物質を、前記単一のレーザビ
ームの光路中への挿入と該光路外への退避を任意に行う
手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の光
プリンタ。
【請求項４】前記複屈折物質の、前記単一のレーザビ
ームの光路中への挿入と該光路外への退避に応じて、前
記半導体レーザの出力パワーを可変するパワー可変手段
を有することを特徴とする請求項３記載の光プリンタ。
【請求項５】前記複屈折物質の入射レーザビームの偏
光方向を調整することにより前記常光と異常光の分配比
を調整するための１／２波長板を、前記複屈折物質の入
射側光路中に有することを特徴とする請求項１又は２記
載の光プリンタ。