JPS62279314A - レ−ザ記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、レーザ記録装置、特に、カラーレーザファク
シミリ、カラーレーザプリンタ等の高速高分解能のカラ
ーレーザ記録装置における超音波光変調の改良に関する
。

（従来の技術） 従来、白色レーザを用いたカラープリンタの例としては
第７図に示すものが知られている。

１はヘリウム−カドミウムを用いた白色レーザ、２．２
’、２″および４．４’、４″はダイクロイックミラー
、３．３’　、３″は超音波光変調器（入ｃｏｕｓＬｏ
　０ｐｔｉｃ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ：以下ＡＯＭという
）、５は偏向器、６は感光材料である。

白色レーザ１は、赤、青、緑の光三原色を同時に発振し
、白色レーザ光を出力する。出力された白色レーザ光は
矢印で示すように光学系を通過して、ダイクロイックミ
ラー２に到達する。

ここで、ダイクロイックミラー２は青色光を反射し、緑
色光と赤色を透過するものとし、ダイクロイックミラー
２′は緑色光を反射し、赤色光と青色光を透過するもの
とし、ダイクロイックミラー２″は赤色光を反射し、緑
色光と青色光を透過するものとすると、白色レーザ光は
ダイクロイックミラー２、同２′および同２″で、青、
緑、赤の各色のレーザ光に分離される。

分離された、青、緑、赤の各色のレーザ光はそれぞれＡ
ＯＭ３、ＡＯＭ３′、ＡＯＭ３″で、それぞれ画像信号
によって強度変調を受け、該変調を受けた各色レーザ光
は再びダイクロイックミラー４、同４′、同４″で反射
されると共に１本のビームにまとめられる。まとめられ
たレーザビームは光学系を経由して偏向器５に入射し、
偏向器５の反射と回転によって感光材料６の面上を走査
することになる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来技術においては、第７図から明
らかなように、ＡＯＭが３台必要であるまたダイクロイ
ックミラーがレーザ光の分離用と混合用とで合計６個必
要である。このため装置は規模が大きく且つ複雑になり
それに応じて高価なものになるという問題がある。　　
　−更に、一度、３原色に分解したレーザ光ビームを再
び１本のビームにまとめビーム断面におけるずれが生じ
ないようにするには複雑な光学調整が必要であり、この
点からも装置が複雑大規模となり小型化の障害になると
共に高価なものになるという問題がある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に顧みて、１本
のビームを形成している白色レーザ光を、そのレーザ光
が有する波長の異なる複数のレーザ光毎のビームに分解
することなく、且つ、１個のＡＯＭで波長の異なる各レ
ーザ光毎に独立の強度変調がかけられるＡＯＭを有する
レーザ記録装置を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために、次の手段構成
を有する。即ち、本発明のレーザ記録装置は、波長の異
なる複数のレーザ光を１ビーム中に同時に出力する白色
レーザと；　上記各波長がλｌ、λ２．・・・、λ７で
ある場合、＾１’ｆｌ”＾２・ｆ２＝・・・・・・＝λ
。・ｆ。

なる式をほぼ満足する周波数ｆ、、ｆ２．・・・、ｆｎ
をそれぞれ駆動周波数とし、該周波数の駆動搬送波を別
個独立に、且つ、併行して振幅変調することにより、前
記レーザから出力されたレーザ光を各波長のレーザ光毎
に変調する超音波光変調器と：を具備することを特徴と
するレーザ記録装置である。

（作　用） 第１図はＡＯＭの動作原理説明図である。

ＡＯＭは光のブラッグ回折現象を利用したものである。

ブラッグ回折では、媒体７中を伝搬する超音波の波面に
対して、式（１）で与えられるブラッグ角θＢで入射す
る光８が、波面と同じ角度をなす方向にだけ回折される
。つまり、入射光８は超音波の波面によって反射され、
反射光は入射角が角度２θＢ偏光されたものとして取扱
うことができる。

ｆｉ　ａ　＝　ｓ　ｉ　ｎ−１ＡＬ−一−−−−−−（
１）２■ λ：入射レーザ光の波長 ｆ：媒体７中を伝搬する超音波の周波数Ｖ：媒体７中に
おける超音波伝搬速度 そして、回折光りの強度は、超音波の強度が強ければ強
く、超音波の強度が弱ければ弱くなる。

入射レーザ光８に対する強度変調は−この件資を利用し
て、圧電素子１３を介して媒体７を超音波駆動するため
の高周波信号（ＲＦ倍信号もいう）の振幅を変調するこ
とにより行っている。

式（１）における超音波伝搬速度Ｖは媒体の材質が定ま
れば、入射レーザ光の波長λや超音波周波数（駆動周波
数或いは搬送波間波数ともいう）ｆにかかわらず一定の
値となるので、これは定数と考える。

今、本発明装置で用いる白色レーザが、例えば。

赤、青、緑のように３種類の波長＾１．＾２．λ３のス
ペクトルを有するとする。この場合、駆動周波数が１波
であれば、式（１）から、λ１．λ２．＾３の各波長に
対するブラッグ角は異なるものとなる。

従って、これら３種の波長のスペクトルを有する白色レ
ーザ光を、例えばλ１に対するブラッグ角で入射させて
ちλ１のレーザ光のみがブラッグ角で回折し、池のλ２
．＾３のレーザ光は異なった角度で回折してしまう。

しかし、式（１）はλｆが同じ値であればブラッグ角θ
Ｂは同じになることを示している。

従って、入射レーザ光が、波長λ１同＾２同＾３の３種
類のスペクトルを有していても、次式％式％（２） を満足するｆ、、ｆｌ、ｆｚを駆動周波数とする３波の
超音波で媒体を駆動するようにしておくとブラッグ角は
３種類のスペクトルのいずれに対しても同じになる。

即ち、波長が＾、のレーザ光は媒体中において、駆動周
波数がｆｌの超音波の波面で回折し、波長が＾２のレー
ザ光は駆動周波数がｆｌの超音波の波面で回折し、波長
λ３のレーザ光は駆動周波数がｆｚの超音波の波面で回
折するので、波長が異なっていてもすべてブラッグ角が
等しくなるのである。

このことは、１本のビームで、共通のブラッグ角で入射
した白色レーザ光は、１本のビームのままで、そのブラ
ッグ角で回折することを示す。

そして、１本の白色レーザ光ビーム中の、波長の異なる
各スペクトルのレーザ光に対してはそれぞれ別個に強度
変調を行うことができる。

即ち、波長がλ１のレーザ光は駆動周波数で１の超音波
の強度を変化させることにより変調でき、波長が＾２の
レーザ光は駆動周波数ｆ２の超音波の強度を変化させる
ことにより変調でき、波長がλ３のレーザ光は駆動周波
数ｆ、の超音波の強度を変化させることにより変調でき
る。

なお、複数の駆動周波数が式（２）を完全に満足しない
場合にはＡＯＭからは回折角が少し異なる複数のビーム
が出射されるが、これは色収差の少ないレンズを用いる
ことにより結像面にて１点に結像させることができるの
で問題はない。

また、本発明例においては、λ１．ｆ２、λ１・ｆｌ、
λ２・ｆｌ、λ２・ｆ５、λ、・ｆｌ、λ３・ｆｌに対
応するブラッグ角のビームも出力されるがスリットでカ
ットするので、式（２）に対応するブラッグ角のビーム
のみを考えればよい。

以上説明したように、本発明のレーザ記録装置において
は、白色レーザから出力されるレーザ光ビームを、波長
の異なる成分レーザ光ビームに分解せずに、波長の異な
る各成分レーザ光毎に独立の変調をかけることができる
。

従って、従来技術におけるような、ビームを一旦各色毎
のビームに分離し、変調後再び合成するためのグイクロ
イックミラーを用いる必要がなくなる。また、ＡＯＭも
従来装置では３個用いていたものが１個でよいことにな
る。更に、レーザビームの分離合成ということを行って
いないので、分離したビームを精密に重ね合わせるため
の複雑な光学調整も不要となる。このため、装置の単純
小規模化を図ることができ低価格化と図ることができる
。

（実　施　例） 以下、本発明のレーザ記録装置の実施例を図面に基づい
て説明する。第２図は実施例装置に用いるＡＯＭおよび
その駆動回路の構成図であり、第３図は実施例装置であ
るレーザプリンタの構成図である。

ＡＯＭの媒体１２へは光３Ｒ色を含む白色レーザ光の入
射光１０がブラッグ角θＢで入射している。λ１は青色
の波長、＾２は緑色の波長、λ３は赤色の波長を示すも
のとする。

駆動回路には発振周波数がｆｌの発振器１６、同じ＜ｆ
ｚの発振器１６′、同じ＜ｆｚの発振器１６″が設けら
れており、ｆ、、ｆｌ、ｆ、は式（２）を満足するよう
に設定されており、式（１）で与えられるブラッグ角θ
Ｂが入射光１０の入射角θ８となっている０発振器１６
の出力はダブルバランスドミキサ１５へ加えられ、発振
器１６′の出力はダブルバランスドミキサ１５′へ加え
られ、発振器１６″の出力はダブルバランスドミキサ１
５″に加えられている。一方、ダブルバランスドミキサ
１５へは乗算器１７から、青色較正信号で較正された青
色変調信号が加えられている。

各ダブルバランスドミキサでは振幅変調器として働き、
周波数がｆｌの高周波信号を青色変調信号で振幅変調す
る。ダブルバランスドミキサ１５′は、周波数かで２の
高周波信号を緑色変調信号で振、福変調する。ダブルバ
ランスドミキサ１５″へは、乗算器１７′から、赤色較
正信号で較正された赤色変調信号が加えられ、周波数が
ｆｚの高周波信号を振幅変調する。こうして得られた、
各ダブルバランスドミキサからの被変調高周波信号は合
一してＲＦ　（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周
波）増幅器１４で、ＡＯＭの媒体１２を駆動するのに必
要なレベルまで増幅される。ＲＦ増幅器１４の出力信号
はＡＯＭの圧電素子１３へ加えられ、ここで出力信号と
同じ周波数の超音波に変換されて、媒体１２中を伝搬し
て行く。即ち、媒体１２中には、周波数がｆ、、ｆ２．
ｆｓの３つの超音波が同時に伝搬していることになる。

本実施例においては、以上説明したように、媒体１２に
は青、緑、赤の３種の波長のレーザ光が入射し、周波数
がｆｘ、ｆ２．ｆｓの３種の超音波で駆動されている。

また、ＲＦ増幅器１４も、周波数がｆｌ、ｆ２．ｆｓの
３種の高周波信号を増幅している。従って、媒体１２も
、ＲＦ増幅器１４もこれらの３種の波長や、３種の周波
数に対して均一な特性を有することが望まれる。そこで
、ＡＯＭの性能を示す指標である波長対透過率特性と駆
動周波数に対する回折効率特性およびＲＦ増幅器の周波
特性について述べる。

第４図は、４８８０人用無反射コーティングを施したＡ
ＯＭ用媒体試料の光透過率特性の一例である。この例で
は、４２００Ａから７０００Ａ迄はぼ平坦であるから、
光３原色（青−４３５８Ａ、緑−５４６１人、赤−７０
００Ａ）に対してほぼ同じ透過率であるといえる。

第５図は、８０　ＭＨｚ用ＡＯＭの、駆動周波数に対す
る回折効率変化率を示す図である。中心周波数である８
０ＭＩ（Ｚにおける回折効率をピークとして、その両側
の周波数では低下している。

この原因は、主としてＡＯＭの圧電素子のインピーダン
スミスマツチングによるものと考えられる。今ｆ２が８
０　ＭＨｚに設定されているとするとｆ、およびｆ、で
は回折効率が低下することになる。この低下は無視する
ことができないので、ダブルバランスドミキサ１５およ
び同１５″の出力レベルを、補正のために増大する必要
がある。

このため乗算器１７および同１７′を設は青色変調信号
を青色較正信号によって較正し、赤色変調信号を赤色較
正信号によって較正することにより、出力ビーム１１に
おいて、赤、緑、青の光成分が等しくなるように設定し
ている。

なお、駆動周波数ｆ、、ｆ２．ｆ３が式（２）を満足す
る値から変移した場合にも回折効率の低下が生ずるが、
乗算器１７および同１７′によりこの低下の補正をも行
うことができる。

第６図は、ＲＦ増幅器の周波数特性の一例であるが２０
０　ＭＨｚ以上に渡って殆ど平坦な特性を有しているの
で全く問題のないことが分かる。

第３図は、第１図のＡＯＭおよびその駆動回銘と、ヘリ
ウム−カドミウム（Ｈｅ　−Ｃｄ　）白色レーザを用い
た本発明の実施例であるレーザプリンタの構成である。

Ｈｅ−Ｃｄ白色レーザ２０から出力された白色レーザ光
は、反射鏡で方向転換された後、ビーム拡大器２１を経
て、ＡＯＭ１８で、１本のビームのままで、３原色の各
色毎に強度変調を受け、出力ビームとなって、ビーム拡
大器２１′を経て、反射鏡により方向転換され、倒れ補
正用シリンドリカルレンズ２２、反射鏡、ポリゴン２３
、ｆ−θレンズ２４、再び倒れ補正用シリンドリカルレ
ンズ２２′を経て結像面２５上を、ポリゴン２３の回転
によって走査しつつ結像していく。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のレーザ記録装置において
は、白色レーザから出力されるレーザ光ビームを、波長
の異なる成分レーザ光ビームに分離せずに、各成分レー
ザ光毎に独立の変調をかけることができる。

従って、従来技術におけるような、ビームを一旦成分光
毎のビームに分離し、変調後再び合成するためのダイク
ロイックミラーを用いる必要がなくなる。また、ＡＯＭ
も従来装置では３個用いていたものが１個でよいことに
なる。

更に、レーザビームの分離合成ということを行っていな
いので、分離変調したビームを精密に重ね合わせるため
の複雑な光学調整ら不要となる。

このため、装置の単純小規模化を図ることができ、価格
の低減をも図ることができるという太きな利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はＡＯＭの動作原理説明図、第２図は本発明実施
例装置のＡ　ＯＭと駆動回路の構成図、第３図は本発明
実施例のレーザプリンタの構成図、第４図はＡＯＭ用媒
体試料の光透過特性図、第５図はＡＯＭの回折効率変化
率特性図、第６図はＲＦ増幅器の周波数特性図、第７図
は白色レーザを用いた従来のカラープリンタの構成図で
ある。 １・・・・・・ヘリウム−カドミウム白色レーザ、２．
２’、２”・・・・・・グイクロイックミラー、３．３
’　、３”　・・・−・ＡＯＭ、　４．４′、４″・・
・・・・グイクロイックミラー、　　５・・・・・・遍
向器、６・・・・・・感光材料、　７・・・・・・媒体
、８・・・・・・入射光、９・・・・・・回折光、１０
・・・・・・入射光（＾！、＾２．λ３）、１１・・・
・・・出力ビーム、　　１２・・・・・・媒体、　１３
・・・・・・圧電素子、　　１４・・・・・・ＲＦ増幅
器、１５．１５′、１５”・・・・・・ダブルバランス
ドミキサ、　１６．１６′、１６″・・・・・・発振器
、１７．１７’・・・・・・乗算器、　１８・・・・・
・ＡＯＭ、１９・・・・・・ＡＯＭ駆動回路、　２０・
・・・・・Ｈｅ　−Ｃｄ白色レーザ。 代理人　弁理士　　八　幡　　義　博 尚肩彼襠号瀝 ＡＯＭごり」ちグイ￥７ゲヒ、玉里１シｙヒ、ヨ月図第
　／　図 に入射光（λｔ、　ｈ、λＪ）／／広オビー人〈 木セｇア罹例股ＩＸｔｙ＞ＡＯＭとＭ偶ｎ回ゑ与力力１
人率　２　図 ／２５朴像面 木宥シ斬゛貢りλイ列０トーサ゛フ゛リンタ／）７溝戸
気第３図 ＡθＭ寸工体靜薯叶のχ社」４特性図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 波長の異なる複数のレーザ光を１ビーム中に同時に出力
   する白色レーザと；上記各波長がλ＿１、λ＿２、・・
   ・、λ＿ｎである場合、 λ＿１・ｆ＿１＝λ＿２・ｆ＿２＝・・・・・・＝λ＿
   ｎ・ｆ＿ｎなる式をほぼ満足する周波数ｆ＿１、ｆ＿２
   、・・・、ｆ＿ｎをそれぞれ駆動周波数とし、該周波数
   の駆動搬送波を別個独立に、且つ、併行して振幅変調す
   ることにより、前記レーザから出力されたレーザ光を各
   波長のレーザ光毎に変調する超音波光変調器と；を具備
   することを特徴とするレーザ記録装置。