JPS5822726B2 - 記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザービームの如き光ビームを多面体回転鏡
により走査し、かつこの走査された光ビームを結像レン
ズで記録媒体に結像する記録方法に関する。

一般にレーザー記録装置においては、光源としてレーザ
ー光を使用するため、レーザービームに光学的処理を加
えると、その結果、避けることのできない種々のゴース
トをレーザービームの光路や作用部材面に生じる。

これらゴーストのうち多くのものは、ビーム走査と共に
記録媒体上を動くものであり、時間的な積算エネルギー
強度は、非常に弱いものである。

しかし、多面体回転鏡をビーム走査器として使用する場
合、結像のためのレンズと記録媒体との共存状態におい
て、レーザービームは走査しているものにもかかわらず
、上記記録媒体上に静止したゴースト像を生じる。

このゴースト像はレーザービームの強さによっては、時
間的な積算エネルギーが非常に高くなり、その結果、画
像の形成において上記ゴースト像が可視化されたりする
悪影響を生じる。

仮に上記ゴースト像をビームの走査方向に対し平行方向
に限り避けると、必然的に記録媒体の使用中が制限され
ることになる。

すなわち記録媒体の大きさが制限されるため、得る画像
の大きさにも当然制限を生じる。

本発明は前記不都合を解決することを目的とする。

そして本発明は、光ビームを多面体回転鏡により走査し
、かつこの走査された光ビームを結像レンズで記録媒体
上に結像して記録するに際して、光ビームと多面体回転
鏡の回転軸とが成す角度θをθ＼９０°として、上記記
録媒体への光ビームの結像点を反射して再び上記結像レ
ンズを通過し、多面体回転鏡を反射して再々度結像レン
ズを通過したゴースト像形成光束を上記記録媒体への書
き込み可能な位置から外す、乃至遮断部材で遮断するこ
とを特徴とする記録方法である。

また記録媒体としては従来の光導電層を有した感光体で
あったり、イオン流や帯電した染料粒子等を変調するた
めの多数の微細開口を有した感光性スクリーンなどがあ
げられる。

以下、本発明をさらに詳しく説明するために先づ従来の
レーザービームを用いた記録装置を図面に従って説明し
、それに伴ない記録媒体上に静止したゴースト像を生じ
る理由を述べる。

第１図は従来の基本的な構成を模式的に示す斜視図であ
る。

図においてレーザ発振器１より発振されたレーザービー
ムは、反射ミラー２を介して変調器３の人力開口に導か
れる。

反射鏡２は、装置のスペースを小さくすべく光路を屈曲
させるために挿入されるもので、必要なければ、除去さ
れるものである。

変調器３には、公知の音響光学効果を利用した音響光学
変調素子又は、電気光学効果を利用した電気光学素子が
用いられる。

変調器３においてレーザービームは、変調器３への人力
信号に従って、強弱の変調を受ける。

また、レーザー発振器が、半導体レーザーの場合、ある
いは、ガスレーザー等においても電流変調が可能な型あ
るいは、変調素子を発振光路中に組み込んだ型の内部変
調型のレーザーを使用するにあたっては、変調器３は省
略され直接ビームエキスパンダー４に導かれる。

変調器３からのレーザービームはビームエキスパンダー
により平行光のままビーム径が拡大される。

さらに、ビーム径が拡大されたレーザービームは鏡面を
１個ないし複数個有する多面体回転鏡（ポリゴンミラー
）５に入射される。

多面体回転鏡５は高精度の軸受（例えば、空気軸受）に
支えられた軸に取り付けられ、定速回転（例えばヒステ
リシスシンクロナスモータ、ＤＣサーボモータ等）のモ
ータ６により矢印方向に駆動される多面回転鏡５により
、水平に掃引されるレーザービーム１２はｆ−θ特性を
有する結像レンズ７により、感光ドラム８上にスポット
として結像される。

一般の結像レンズでは、光線の入射角θの時、像面上で
の結像する位置ｒについて、 ｒ ＝ ｆ−ｔａｎθ−（１）（ｆ：結像Ｌ／７ズの焦
点距離）なる関係があり、本実施例のように、回転する
一定の回転速度での多面体回転鏡５により、反射される
レーザービーム１２は結像レンズ７への入射角が、時間
と共に一次関数的に変化する。

従って、像面たる感光ドラム８上での結像されたスポッ
ト位置の移動速度は、非直線的に変化し一定ではなし）
。

すなわち、入射角が大きくなる点で移動速度が増加する
。

従って、一定時間間隔で、レーザービームをＯＮにして
、スポット列を感光ドラム８ン上に描くと、それらの間
隔は両端が、中央部に比較して広くなる。

この現像を避けるため、結像レンズ７は、ｒ ＝ ｆ・
θ−（２） なる特性を有するべく設計される。

テ この様な結像レンズ７をｆ−θレンズと称−する。

さらに、平行光を結像レンズでスポット状に結像させる
場合、そのスポット最小径ｄｍ ｉｎは、ｄｍｉｎ＝＝
ｆスー（３）但、、；結像ウアオ。

焦ｉ 点距離 λ：用いられる光の波長 Ａ；結像レンズの入射開口 で与えられ、ｆ、λが一定の場合Ａを大きくすればより
小さいスポット径ｄｍｉｎが得られる。

先に１述べたビームエキスパンダー４は、この効果ヲ与
えるために用いられる。

従って、必要なｄｍｉｎがレーザー発振器のビーム径に
よって得られる場合にはビームエキスパンダー４は省略
される。

ビーム検出器１３は、小さな入射スリットと、□応答時
間の速い光電変換素子（例えばＰＩＮダイオード等）か
ら成る。

上記ビーム検出器１３は、掃引されるレーザービーム１
２の位置を検出し、この検出信号をもって、感光ドラム
上に所望の光情報を与えるための変調器３への人力信号
のスタ；−トのタイミングを決定する。

これにより、多面体回転鏡５の各反射面の分割精度の誤
差および、回転ムラによる、水平方向の信号の同期ずれ
を、大巾に軽減でき、質の良い画像が得られると共に多
面体回転鏡５及び駆動モーター６に要求されるン精度の
許容範囲が大きくなり、より安価に製作できるものであ
る。

上記のごとく、偏向、変調されたレーザービーム１２は
、感光ドラム８に照射され、電子写真処理プロセスによ
り顕像化された後、普通紙に転写、定着されハードコピ
ーとして出力される。

ところで本実施例に用いた感光ドラム８及び画像形成プ
ロセスは、本出願人による特許公告公報（特公昭４２−
２３９１Ｑ号公報、特公昭４２−１９７４８号公報）に
記載された潜像形成プロセスを適用するものである。

図中９は第１番目のコロナ放電器を示し、放電器１０は
背後が光学的に開放である構造となっている。

勿論、実際には感光体ドラム８は例示したものに限定さ
れるものではなく、従来の２層又は４層以上の感光体や
上記感光スクリーン等が用い得るし、他の記録媒体とな
り得るものであれば何ら限定されるものではなく、その
中にはディスプレイ用の表示スクリーンも用い得る。

次に、第２図に従ってコンピュータからの図形・文字情
報を受は取り、本実施例に示した装置にて所望のハード
コピーを作製するまでの動作を説明する。

コンピュータ１４からの情報は直接あるいは、磁気テー
プ、磁気ディスク等の記憶媒体を介して、本装置のイン
ターフェース回路１５に定められたフォーマットで人力
される。

コンピュータ１４からの種々の命令は、インストラクシ
ョン実行回路１６で解読されかつ実行される。

データはデータメモリー１７に一定の量ずつ貯えられる
。

データの形式は、文字情報の場合には、２進コードで与
えられ、図形情報の場合には、図形を構成する画素単位
のデータである場合又は、図形を構成する線のデータ（
いわゆるベクトルデータ）である場合がある。

これらのモードは、データに先立って指定され、インス
トラクション実行回路１６は、前記指定モードに従って
、データを処理する様にデータメモリー１７、ラインデ
ータジェネレータ１８を制御する。

ラインデータジェネレータ１８では１スキヤンライン分
の最終データを発生させる。

すなわち、データが文字コードで与えられた時は、キャ
ラクタジェネレータ１９から文字パターンを読み出し、
１行文の文字パターンを並べてバッファするか、或いは
一行分の文字コードをバッファし逐次キャラクタジェネ
レータ１９より文字パターンを読み出してｌスキャン２
４フ分のレーザービームを変調するためのデータを順次
作成する。

データが図形情報である場合にも、データをスキャンラ
インデータに変換して順次１ラインスキャン分のレーザ
ービームを変調するためのデータを作り出す。

１スキヤンライン分のデータは、１スキヤンライン分の
画素数に等しい数のビット数を持つシフトレジスタ等か
らなるラインバッファー１ （２０）およびラインバッ
ファー２（２１）に、バッファスイッチ制御回路の制（
財）により交互に人力される。

さらに、ラインバッファー１ （２０）およびラインバ
ッファー２（２１）のデータは、ビーム検出器２２から
のビーム検出信号をトリガ信号として、）１スキヤンラ
イン分１ビットずつ順次読み出され、変調器制御回路に
加えられる。

１つの反射面が、感光ドラム上を回転方向に垂直な線に
沿って走査する間に、ラインバッファに貯えられた１ス
キヤンライン分のデータが変調器に加えられ、１スキｉ
ヤンラインの明暗のパターンが感光ドラム８に与えられ
る。

ラインバッファー１ 、２ （２０，２１）からは、
バッファスイッチ制御回路の制御により交互に読み出さ
れる。

これらの時間的関係を第３図に示す。すなわちラインバ
ッファの片方から読み出してい身る時、他方のラインバ
ッファへ書き込んでいる。

この方式により、多面体回転鏡が感光ドラム上を掃引す
るのに、一つの反射面と次に続く反射面への間隔が非常
に短い時に、もれなくデータを変調器に加えることがで
きる。

１１スキヤンラインを走査する間に、感光ドラムは定速
回転を続け、適当なスキャンライン間隔分だけ移動する
。

さらに、プリンタ制御回路２３は、インストラクション
実行回路１６からのスタート命令を受け）ると、プリン
タレディの信号をインストラクション実行回路１６に返
す。

変調器２４に信号が加えられ、感光ドラムへ１頁の最初
のデータが書き込まれると、この書き込まれたデータが
、転写位置に於いて、丁度ページの頭の部分に転写され
るべｉく、タイミングを取って、記録紙１１が給紙機構
により送り出される。

かくして、コンピュタ１４からの文字・図形情報は、普
通紙上に鮮明なハードコピーとして出力される。

以上、詳細に説明した如く、本実施例によれば；コンピ
ュータ等からの文字・図形情報が、従来の装置ではとう
てい得られなかった高速度、高分解能（品質）で得るこ
とができる。

ここで、上記の如き作動をするレーザー記録装置におい
て、記録媒体上に静止したゴースト像が発生する原因を
第４図と第５図を参照しながら説明する。

先づ第４図は多面体回転鏡・結像レンズ・感光ドラム８
の位置を略画的に描いたものであり、図中、直線矢印は
上記レーザー発振器１から発せられたレーザービームを
示す。

第１図のビームエキスパンダー４からのレーザービーム
２５は矢印方向に回転する多面体回転鏡５に入射し、該
回転鏡の第６面２６上の一点２７で反射される。

そしてレーザービーム２５は結像レンズ７に入射し、そ
の結果該ビーム２５は感光ドラム８上の一点（結像点）
２８に結像し、これにより所望する画像露光がドラム８
上に行なわれる。

なお、上記露光時の結像点２８から反射光（又は散乱光
）が四方六方に発する。

この散乱光のうち結像レンズ７に達シタ弱いレーザー光
２９は、該レンズ７により平行光線３０となり上記多面
体回転鏡５に到る。

そして多面体回転鏡５における面２６に隣接する第６＋
１面３１により反射されたレーザー光は、上記光線３０
と同様に平行状態の光線３２であり、結像レンズ７に達
する。

そして上記光線３２は、レンズ７により再び感光ドラム
８上の一点３４に結像され、これが静止ゴーストである
。

ここで上記一点３４に生じるゴースト像が、何せ多面体
回転鏡５が回転しているにもかわらず静止状態に生じる
のかを更に、第５図を参照しつつ説明する。

今仮に多面体回転鏡がｎ面鏡を構成していると仮定する
と、第４面の法線と第（６＋１ ）面の法線とのなす角
は２π／ｎである。

従って入射光となるレーザービーム２５の反射光である
ビーム３５と第６＋１面３１の法線の成す角は で表わせる。

但し／Ｂｏ０６Ｎ６はビーム３５と第６面２６の法線と
の成す角とし、これを単にａと略記する。

又ＺＳｉＯｅ＋１Ｎｅ＋１は平行なレーザー光３０と第
６＋１面３１の法線との成す角とする。

従って平行光線３０は第６＋１面３１の法線に２π 対しく＝ａ ）の角度で反射される。

これよりレーザービーム２５と光線３２の成す角ψ１は
となり、ａの値に関係なく一定である。

但し乙ＢｉＯｇＢｏはレーザービーム２５とビーム３５
の成す角で、ｌ Ｓ ｉＯｅ＋Ｉ Ｓｏは平行光線３０
と平行光線３２の成す角である。

上記実施例のレーザー記録装置に用いた回転鏡は８面鏡
を用いて、かつ感光ドラム８の回転軸に対し平行にレー
ザービームを照射している。

従って、ゴースト像はψ１＝π／２である感光ドラム上
の点３４に、静止状態で結像されることになる。

以上はビームを照射する回転焼面と一面だけ隣り合う鏡
面で感光ドラム８上の一点２８からの反射又は散乱光が
入射・反射する場合を考えた。

ここで一般にはα面だけ隣り合う鏡面でこの現象が生じ
るとすると、第ｅ面表第ｅ＋α面の法線の成す角は２α
π／ｎであるから、レーザ−ビーム２５とゴーストの光
線の成す角は となりやはり感光ドラム上に静止する別のゴースト像を
生じる。

上記説明により静止ゴーストが発生する。

この静止ゴースト像の全体的な位置関係を、第１図中に
示しである。

第１図において回転鏡より発する光線３２・３３が第４
図で説明した反射光線３２・３３であり、感光ドラム８
上に走査ビーム１２の結像点の軌跡上に静止ゴースト像
３４が存在することを示す。

この静止ゴースト像は前述した様に時間的積算エネルギ
ーが大きい場合、作成したハードコピーに画像きなり現
われるため好ましくない存在である。

以下、本発明であるこのゴースト像の除去方法について
実施例及びその図面に従って説明してゆく。

第６図は本発明の実施例を示すレーザー記録装置の略画
による斜視図であり、基本的な構成部材は第１図の装置
に共通する。

本実施例では上記有害となるゴースト像を除去するため
に、多面体回転鏡に照射するレーザービームを、多面体
回転鏡５の回転軸に対し９０°から外れるようにしたも
のである。

即ち、多面体回転軸と入射レーザービームとが成す角度
θが、θ〆９０°である。

その結果、多面体回転鏡５から反射される走査ビーム１
２も、該回転鏡５の回転軸に対し９０°とは外れた方向
に向かう。

これよりゴースト像の発生部を走査ビームの面から外す
ことが可能となることは第４図の説明より明らかである
。

すなわち感光ドラム８上の走査ビーム１２による結像点
２８からの散乱光は、第４図を用いた上記説明でも述べ
たが、結像レンズ７により平行光線にされた後、多面体
回転鏡５により反射され再び結像レンズ７により感光ド
ラム上にゴースト像を作成する。

しかし、上記ゴースト像の位置は、前記結像点２８から
の散乱光から形成された平行光線の、回転鏡の回転軸に
対して成る角度が９０°から外れているため、走査ビー
ム１２の感光ドラム８表面の軌跡上には存在しない。

これよりゴースト像が感光ドラム８への書き込み可能な
位置から外れているならば、この静止ゴーストは感光ド
ラム８に対し、何ら影響を与えることはない。

また例え書き込み可能な位置で走査ビームと重ならない
位置にゴースト像が出来るときは、該ゴースト像を遮断
する部材で遮断すれば良い。

第６図の装置では、上記理由より感光ドラム８の位置は
、前記走査ビームが集光レンズ７により結像される位置
に変更されている。

また、走査すべきレーザビームの入射方向を変更する手
段としては、特別に反射ミラー３６を用いたり又はプリ
ズム等の光路変更手段を用い得る。

その他上記の如き光路変更手段を用いなくとも、レーザ
ー発振器１自体を水平方向から外して配置しても良い。

一方、多面体回転鏡５の回転軸を鉛直方向からずらすこ
とにより、ビームエキスパンダー４からの出力光方向と
多面体回転鏡の回転軸との相対的角度を９０°から外す
方法も適用し得る。

なお図中、３７，３８は多面体回転鏡５から感光ドラム
８へ反射するレーザー光、また３９はゴースト像を示す
。

以上、方法により静止ゴースト光が除去されるための静
止ゴーストによる最終画像にゴースト像の発生を防止可
能とした。

また、走査ビーム上から静止ゴースト像を分離すること
を可能としたため、静止ゴースト像を避けることより生
じた記録媒体の大きさ制限を受けることがなくなった。

すなわち本発明は目的である従来の諸問題を解決し、そ
れに伴ない上記効果を得ることを可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザー記録装置の基本的な構成を模式
的に示す斜視図、第２図は第１図実施例装置においてコ
ンピューターからの情報をハードコピーとするまでを示
すブロック図、第３図はバッファスイッチ制御回路の時
間的関係を示す信号波形図、第４図と第５図は静止ゴー
スト像が形成される理由を示す説明図、第６図は本発明
を適用したレーザー記録装置の構成を模式的に示す斜視
図である。 図中１・・・・・・レーザー発振器、２・・・・・・反
射ミラー、計・・・・・変調器、４・・・・・・ビーム
エキスパンダー、５・・・・・・多面体回転鏡、７・・
・・・・結像レンズ、８・・・・・・感光ドラム、９，
１０・・・・・・コロナ放電気、２５・・・・・・レー
ザービーム、２６，３１・・・・・・回転鏡面、２９・
・・・・・レーザー光、３０，３２・・・・・・平行光
線、３６・・・・・・反射ミラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光ビームを多面体回転鏡により走査し、かつこの走
   査された光ビームを結像レンズで記録媒体上に結像して
   記録するに際して、多面体回転鏡に入射する光ビームと
   多面体回転鏡の回転軸とが成す角度θをθ＼９０°とし
   て、上記記録媒体への光ビームの結像点を散乱反射して
   再び上記結像レンズを通過し、多面体回転鏡を反射して
   再々度結像レンズを通過したゴースト像形成光束を上記
   記録媒体への書き込み可能な位置から外すことを特徴と
   する記録方法。 ２ 光ビームを多面体回転鏡により走査し、かつこの走
   査された光ビームを結像レンズで記録媒体上に結像して
   記録するに際して、多面体回転鏡に入射する光ビームと
   多面体回転鏡の回転軸とが成す角度θをθ＼９０°とし
   て、上記記録媒体への光ビームの結像点を散乱反射して
   再び上記結像レンズを通過し、多面体回転鏡を反射して
   再々度結像レンズを通過したゴースト像形成光束を遮断
   部材で遮断することを特徴とする記録方法。