JPS6112260B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はレーザ記録装置に係り、変調されたレ
ーザ光を、光走査して得られる変調光点によつて
記録を行なうに好適なレーザ記録装置に関する。

従来から、レーザ記録装置用レーザ光源には
He−Neレーザ、Arレーザ等が用いられ、レー
ザ・ビームの形状は点対称であり、記録媒体上に
形成される光点は円状であるために、人意的に非
対称光学系を入れるか、マスキングをしない限
り、走査方向のドツト間の間隙が狭くなつて分解
能の低下する欠点を有する。然るに、非対称光学
系は技術的に難しく高価であり、マスキングは光
量損失を伴うので装置の高速化が困難になつて実
用的でなく効率が悪い。

従つて、本発明の目的は上記従来技術の欠点を
なくし、分解能の高い記録を効率的に得られる様
な新規のレーザ記録装置を提供するにある。

更に詳細には、本発明は半導体レーザのレーザ
発光部が長方形状になつていることに着目して、
レーザ光源として半導体レーザを用い、記録媒体
上に長円状の光点を形成し、走査方向に短軸を合
致させることにより、光点間の間隙を大きくし、
分解能を向上させた新規レーザ記録装置を提供す
るものである。

本発明を更に詳細に、電子写真記録材料を用い
た半導体レーザ記録装置を例にとつて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るレーザ記録装
置の概略構成図である。半導体レーザ１０１は駆
動回路１０２によつて変調されたレーザ光１０３
を発生するが、このレーザ光１０３は結像レンズ
系１０４に達する。なお、この半導体レーザ１０
１の駆動電流対レーザ出力曲線を第２図に示す。
同図中、ITHはレーザ発振スレツシヨルド電流値
を示す。駆動回路１０２から電流波形２０１の如
き電流変調信号１２０を半導体レーザ１０１に与
えると、レーザ出力としては、出力波形２０２に
見る様に出力パワーが増減されたものが得られ
る。結像レンズ系１０４を通過したレーザ光は円
周上に鏡面を１個乃至複数個配した多面体回転鏡
１０５に入射する。この多面体回転鏡１０５は高
精度軸受、例えば空気軸受に支えられた軸に取り
付けられ、定速回転のモータ１０６によつて回転
駆動される。なお、このモータ１０６としては、
ヒステリシスシンクロナスモータやDCサーボモ
ータ等の定速回転精度に優れたモータが用いられ
る。前記多面体回転鏡１０５に入射したレーザ光
は、鏡面で反射され水平に掃引される。

かくして掃引されたレーザ・ビーム１１２は結
像レンズ系１０４の作用でその結像面である感光
ドラム１０８上に結像される。従つて、ドラム１
０８上には半導体レーザ１０１の長方形状発光面
が結像されるが、その際に長円形状結像光点の短
軸方向と回転多面鏡１０５の走査方向が一致する
様に半導体レーザ１０１の発光面を予め設定する
必要がある。

なお、第３図ａは一般の半導体レーザ１０１の
発光面３０２よりのレーザ光１０３の拡り方を示
したものである。また、同図ｂはそのときの光軸
３０１に対する拡り角度θｘ，θｙをパラメータ
としたときの、レーザ光の強度分布を示すもので
ある。

かくして、ドラム１０８上に結像された光点
は、第４図に示す如く、走査方向４０２に対し
て、その短軸方向の一致した長円状の光点４０３
となるものである。

図に示されるように回転多面鏡１０５によるレ
ーザ光の走査方向４０２はドラム１０８の母線方
向、換言すればドラム１０８の回転移動方向と垂
直な方向、に略一致している。

ドラム１０８上を走査されるレーザ光１１２
は、レーザ光１１３の位置に達したときに、ミラ
ー１１４を介して光検出器１１８に出力信号を発
生する。このタイミングと同期させて半導体レー
ザ駆動回路１０２を駆動する様にする。かかる構
成により、多面体回転鏡１０５の各反射面の分割
精度の誤差及び回転むらによる水平方向の信号の
同期ずれを大巾に軽減でき、質のよい画像を得ら
れると共に多面体回転鏡１０５及び駆動モータ１
０６に要求される精度の許容範囲が大きくなり、
より安価な構成とすることができる。

以上述べた如くして、変調偏向されたレーザ・
ビーム１１２は感光ドラム１０８上に照射され、
電子写真処理プロセスにより顕像化された後、普
通紙１１１に転写定着され、ハードコピーとして
出力される。

本実施例に適用される電子写真プロセスの一例
として本出願人の特公昭42−23910号公報に記載
の如き構成が採られる。即ち、第５図に示す如く
導電性支持体、光導電性層及び絶縁を基本構成体
とする感光ドラム１０８の絶縁層表面を、第１の
コロナ帯電器５０９により予め正又は負に一様に
帯電し、光導電性層と絶縁層の界面若しくは、光
導電性層内部に前記帯電極性と逆極性の電荷を捕
獲せしめ、次に前記被帯電絶縁層表面に前記レー
ザ・ビーム１１２を照射すると同時に、交流コロ
ナ放電器５１０による交流コロナ放電を当て、前
記レーザ・ビーム１１２の明暗のパターンに従つ
て生ずる表面電位の差によるパターンを前記絶縁
層表面上に形成し、前記絶縁層表面全面を一様に
露光し、コントラストの高い静電像を前記絶縁層
表面上に形成し、更には前記静電像を荷電着色粒
子を主体とする現像剤にて現像装置５１３により
現像して可視化した後、紙等の転写材１１１に前
記可視像を内部若しくは外部電荷を利用して転写
し、次に赤外線ランプ、熱板等による定着手段５
１５によつて転写像を定着して電子写真プリント
像を得、一方転写が行なわれた後前記絶縁層表面
をクリーニング装置５１６によりクリーニングし
て残存する荷電粒子を除去し、前記感光ドラム１
０８を繰り返し使用するものである。

なお、５１４は転写用コロナ放電器、５１７は
ポストコロナ放電器である。

以上、述べた如き構成に於て、以下にその効果
を説明する。

結像光点４０３が長円状であることによつて
種々の利点が生まれる。今、半導体レーザ１０１
を第６図示の電流波形６０１で駆動する場合を考
える。このとき、ドラム１０８上には長円状光点
６０２が結像され、走査方向に移動することによ
つて、走査方向についても、これと垂直な方向に
ついても、空間的露光量変化（尚、ある一点での
露光量は、レーザ光の走査にともなつてその点を
通過するレーザ光線全ての強度の和に対応する）
を生じるが、感光ドラム１０８上の走査線４０２
方向のＡ，Ｂラインでの露光量変化は各各、６０
３，６０４に示す如くなる。従つて、電子写真プ
ロセスによつて露光量がスレツシヨルド露光量よ
り大きい部分は顕像化され、普通紙に転写定着さ
れ普通紙上に６０５に示す像が得られる。

一方、第７図には円形光点による像記録例を示
すが、この場合の電流波形６０１に対する円形光
点７０２の移動による空間的露光量変化は、Ａ，
Ｂ各ラインで各各７０３，７０４に示す通りであ
り、従つて普通紙上に転写定着される像は７０５
に示す如くなる。

従つて、長円状光点による記録と円形光点によ
る記録を比較すると第８図に示す通りであつて、
同図ａに示す如き電流波形に対して、円形光点の
場合同図ｃに示す如き記録が行なわれるのに対し
て、長円状光点の場合同図ｂに示す如き記録が行
なわれることとなる。即ち、長円状光点による記
録では、比較的原電流波形に忠実な記録が行なわ
れ、各像間の間隔８０４も十分にとれているのに
対し、円形光点による記録では、原電流波形に対
して大巾な差があり、各像間の間隔８０４も十分
ではなくなる。

そのため、例えば文字「田」を記録する場合を
考えるに、円形光点の場合、第９図ａに示す如き
文字像９０１が得られることとなり、間隔９０３
が十分にとれておらず、文字の識別が困難であ
り、微小なサイズの文字に至つては判読不能とい
う状態に陥つてしまうのに対して、長円状光点の
場合、第９図ｂに示す如き文字像９０１が得られ
るため、間隔９０３も十分にとれており、極めて
明瞭な記録を得ることが可能となり、また微小な
サイズの文字も記録できる様になるという利点を
有する。

また、変調巾、即ち変調時間が短かい場合の変
調にあつては、走査方向の像の長さは短かくなる
が、或る程度以上短かくすると走査方向と垂直の
方向、即ち感光ドラムの移動方向についての長さ
まで変化することとなる。即ち、第１０図ａに示
す如く、変調巾をT1からT2まで短かくした場
合、円形光点の場合、露光量変化は同図ｂに示す
如く９２から９０に変化し、従つて得られる像も
９８から９９へと、垂直方向の巾まで短かくなつ
てしまうものである。即ち、変調巾がごく短い場
合は、スレツシヨルド露光量以上となる露光量分
布の巾（第１０図ｂの紙面に垂直な方向に関す
る）が、十分に拡大できない走査距離で露光が停
止する為、第１０図ｃの像９９のように走査方向
と垂直な方向についての像幅も細つてしまうので
ある。これに対して、長円状光点の場合、その露
光量変化は同図ｄに示す如く９６から９４に変化
し、従つて得られる像も８８から８６へと変化す
るが、このとき、像の垂直方向の長さはほとんど
変化しない。従つて、感光ドラムの移動方向につ
いて画像点の間隔が開かない様に記録するために
は、円形光点では変調周波数が低い、即ち走査方
向の分解能が低いという欠点を有するのに対し
て、長円形状ドツトでは変調周波数が同じでも走
査方向の分解能を高くすることができる利点を有
する。

なお、第１図示実施例に於ては、半導体レーザ
１０１の発光面をドラム１０８上に結像するレン
ズ系１０４を半導体レーザ１０１と回転多面体鏡
１０５の間に配したが、第１１図に示す如く回転
多面体鏡１０５とドラム１０８の間に介在させて
もよい。この様な構成によれば、結像面を平面化
し易いという利点がある。また、第１２図に示す
如く、２群レンズ１０４−１，１０４−２にし
て、半導体レーザ１０１と回転多面体鏡１０５と
の間に第１群１０４−１を、回転多面体鏡１０５
とドラム１０８の間に第２群１０４−２を置いて
もよい。このとき、第１群１０４−１を変えるこ
とにより倍率を自由に変えられる利点があり、又
第１レンズ群１０４−１をコリメートレンズとし
て、第２レンズ群１０４−２を結像レンズとすれ
ば、反射光学系の精度をそれ程高くする必要がな
くなり、製造にかかる負担が少なくなるという利
点をも有するものである。

第１３図は回転多面体鏡１０５の代りにガルバ
ノメータ１１５を用いた場合を例示するもので、
半導体レーザ１０１からの変調レーザ光は結像レ
ンズ系１０４からガルバノメータ１１５を介して
ドラム１０８上に結像走査される。その動作につ
いては第１図示構成と同じである。

以上、述べた如く、本発明の特徴とするところ
は、長円状断面を有する半導体レーザをレーザ光
源として、感光ドラム上に、長円状断面の短軸方
向が走査方向に一致する様に結像させることによ
り、極めて分解能の高い、また効率のよい記録を
可能ならしめた新規のレーザ記録装置にある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るレーザ記録装
置の概略構成図、第２図は半導体レーザの入出力
特性図、第３図は半導体レーザの出力特性の説明
図、第４図はドラム上の長円状光点の結像状態を
示す斜視図、第５図は第１図示構成の現像プロセ
スを説明するための断面図、第６，７，８，９，
１０図は本発明の実施による効果の説明図、第１
１，１２，１３図は第１図示構成の変形例を示す
概略構成図である。 １０１……半導体レーザ、１０２……駆動回
路、１０４……結像レンズ系、１０５……回転多
面体鏡、１０８……ドラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可動電子写真感光体と、情報信号に応じて出
   力を変調され、長円形状レーザ光を発射する半導
   体レーザと、この半導体レーザよりのレーザ光を
   可動電子写真感光体に結像する結像手段と、上記
   レーザ光を可動電子写真感光体の移動方向と略垂
   直な方向に走査する光学走査手段とを備え、半導
   体レーザが発射した長円形状レーザ光による長円
   形状結像光点の短軸方向と上記光学走査手段によ
   る走査方向が一致するように上記半導体レーザを
   配置したことを特徴とするレーザ記録装置。