JPS63259579A - 電子印刷装置 - 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］ 本発明はラスク出力走査装装置に関する。より詳細にい
えば、本発明は、新規なビーム・スプリッタと２ビーム
変調器とを組み合わμ゛て有する、ラスク出力走査装置
に関するものである。

［従来の技術］ ラスク出力走査装置は、像信号の内容に従って、像を生
ずるまたは像を書き込む。現在の典型的なラスク出力走
査装置は静電写真に基づくものであり、そして像は光受
容体（ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒ　）の上に書き込ま
れる。この場合、予め帯電された光受容器が移動し、そ
して人力される像信号に従って変調された電磁波の強い
ビームによって、例えば、レーザ光ビームによって、こ
の移動する光受容体がライン毎に露光される。この＊ａ
された光ビームが適当な光学素子によって光受容体の上
に集光され、かつ、回転する多面鏡体のような走査素子
によって、変調された光ビームが光受容体の上を横断し
て走査する。その結果、入力された像信号を表わす静電
潜像が光受容体の上に作成される。

その後、適当なトナーをそれに与えることによって、こ
の静電潜像が現像される。それから、この現像された像
が複写紙に転写され、そしてこの像がさらに固定されて
永久的な複写が得られる。

ラスク出力走査装置の将来を考えてみる時、はっきりと
云えることは、より良好でかつより＾い解像度を有し、
さらに、複写速度の大きな走査装置が要請されることで
ある。この要請に応えるためには、多面鏡体のような走
査素子の回転速度を単に大きくするだけではなく、２重
走査ビームを備えた走査装置を用いることが必要であろ
う。そうすれば、走査素子の回転速度はそれ程大きくし
なくても済むので、走査素子の軸の軸受の寿命も長くな
り、また、走査素子が安全にかつ信頼性をもって動作で
きるために回転速度に果せられる制限が緩和される。し
かしながら、２重ビーム装置の場合、２個の別々の変調
器を使用するよりは一体化した変調器、すなわち、１個
の変調器を使用する方が好ましいと考えられる。この一
体化した変調器は、適切な寸法の１個の変調器結晶と２
組の別個の駆ｖＪ電極とを有し、それにより、同じ結晶
の中に２つの別個の分離したチャンネルが作られる。２
個の変調器ではなく１個の変調器だけが光路内に配置さ
れるのであるから、この装置では、光学的整合をとると
いう面での問題点はなく、またコストも安くなる。けれ
ども、この形式の変調器では、変［ｉに入射する２つの
光ビームが極めて正確に配置され、かつ、それらの強度
が極めて均衡していることが重要であるという問題点が
ある。それは、２個の変調器を使用する場合にそれぞれ
の光ビームに対して個別の変調器を移動して調整を行な
うという利点が、２Ｍ変調器を一体化して作成すること
により得られる利のために、犠牲になるからである。

先行技術において、Ｔｓｕｋａｄａ氏に付与された米国
特許第４，４４５．１２６号は、多重ビーム・レーザか
ら複数個の走査ビームが作成される多重ビーム像作成装
置を開示している。一方、ＨａＯｄａ氏に付与された米
国特許第４，５０６，２７５号および米国特許第４．５
１７，６０８号は、レーザ・ビームが平面状ビームにさ
れてから変調器に入射する走査装置を開示している。光
ビームはこの変調器に加えられた音波によって変調され
、そしてその結果得られた光ビームが複数個の個々の光
伝送ファイバに分配される。ＢＱｒＱｌａｎ氏の米国特
許第４，４９２．４３６号は、複屈折を利用した光を分
離するためのビーム・スプリッタを開示している。この
光ビーム・スプリッタでは、光源ビームのＴＥ偏光特性
とＴＭ（１ｍ光特性とが、ビーム・スプリッタ板の面の
間で、相互に交換される。

このことにより、偏光に依存しない特性が得られる。Ｃ
ｕｌｌｅｎ氏に付与された米国特許第４，５６５゜４２
６号は、光源からの光ビームを２つの別個の光ビームに
分離するための、複屈折プリズム・ビーム・スプリッタ
を開示している。けれども、この場合には、分離した元
ビームの波長による分散を補償するために、プリズムを
付加して使用している。また、５ｐｅｎｃｅｒ氏等に付
与された米国特許第４．５７８，６８９号はレーザを利
用したプリンタを開示している。このプリンタは高分解
能・低速モードまたは低分解能・高速モードで交代して
動作することができ、そのモード制御は異なるクロック
速度で実行される。

［発明の要約１ これらの従来の走査装置とは異なり、本発明により得ら
れる走査装置は、像信号に従って大強度の光ビームを用
いて像がその上に書き込まれる可動記録部材と、像信号
に従って光ビームを変調する変調器装置と、この変調器
装置から出力される光ビームが記録部材の上を横断して
走査して像を記録部材の上に出き込むための回転する走
査素子とを有し、かつ、偏光していない光ビームを放射
するレーザと、このレーザと変調器装置との間に配置さ
れた複屈折結晶で構成されるビーム・スプリッタとを有
し、このレーザから放射される偏光していない光ビーム
が予め定められた入射角で複屈折結晶に入射しそしてこ
の複屈折結晶がそれに入射した偏光していない光ビーム
を互いに平行でかつ偏光方向が垂直な第１光ビームと第
２光ビームとに分離することと、変調器装置が基板と２
個の別々の駆１ｌＪｆｆｉ極とを有しこれらが協力して
動作することにより２つの別々の変調チャンネルが得ら
れることと、ビーム・スプリッタを出た第１光ビームと
第２光ビームが基板上の別々の変調チャンネルに入射す
ることと、これらの駆動電極のおのおのが他の駆動電極
とは独立に像信号を受け取りそれにより別々の変調チャ
ンネルがそれぞれ第１光ビームおよび第２光ビームを独
立に変調しそれにより２つの別々の像作成光ビームが得
られて記録部材上にｍき込みが行なわれることと、変調
器基板がそれに入射する第１光ビームと第２光ビームと
がｎいに垂直な方向に偏光していることに事実上敏感で
ない材料で構成されていることと、を組み合わせて有す
る。

［実施例］ 下記説明において、高速走査方向とは走査ビームが記録
部材を横断して走査する方向のことであり、一方、低速
走査方向、すなわち、交差方向とは記録部品の移動の方
向のことである。低速走査方向と高速走査方向とが互い
に直角の関係にあるのが典型的な場合である。

第１図は本発明に取り入れられている多手ビーム・ラス
ク出力走査装置の図面であって、その全体が８で示され
ている。走査装置８は光源９を有する。光源９として適
当なものは、ヘリウム・カドミウム・レーザまたはヘリ
ウム・ネオン・レーザのような、偏光していないガス・
レーザの形式で、強い光ビーム１０を放射するものであ
る。また、適当な光学装置をそなえたダイオード・レー
ザであってもよい。

光源９から放射された偏光していない光ビーム１０はビ
ーム・スプリッタ２５を透過し、そこで２つの光ビーム
１ｏｏおよび１０．に分けられる。

この２つの光ビーム１０ｏおよび１０Ｅは、互いに正確
に平行で一定の間隔を有し、それらの強度は等しい。ビ
ーム・スプリッタ２５を出た２つの光ビーム１０ｏおよ
び１ｏＥは、２チヤンネル変調器４０に入射する。この
２チヤンネル変調器４０の中で、光ビーム１０　Ｉ３よ
び１０．は、２つの像信号Ｉ　およびＩ２に従って、個
別に変調される。通常、像信号■１およびＩ２は２つの
走査線、または２つの走査線対を表す。

変調ｙＪ４０によって変調された光ビーム対の出力は、
結像光学装置８５によって、静電写真装置の光受容体８
８のような記録媒体の上の走査方向に像を作る。結像装
置８５は、レンズ８９のフーリエ変換面の位置に配置さ
れた回転する走査用多面鏡体８０の各表面８２上に１次
光ビーム１０゜−１および１０．−１を集光するための
アナモルフィック・レンズ８９と、これらの反射された
光ビームを光受容体８８に結像するためのアナモルフィ
ック・レンズ９１とを有する。変１１４０と光受容体８
８は、多面鏡体８０に対し、光学的に共役な面上にある
ことがわかるであろう。

すぐにわかるように、多面鏡体８ｏの代りに、ホログラ
フィック・ディスク、すなわちホロゴン、のような他の
走査用素子を使用することが可能である。

変調器４０は音響電気（Ａ　／　Ｏ、ａｃｏｕｓｔｏ−
ｏｐｔｉｃ　）型変調器であって、その変調器基板４２
は十分に厚く、２つの変調チャンネル、すなわち、２つ
の変調チャンネル、すなわち、領域４７−１及び４７−
２を分離して区別し、かつ、互いに重ならないようにす
ることができる。このように、２つのチャンネル領域の
中心間の距離が十分に大きいので、隣り合っている音響
チャンネル領域４７−１及び４７−２の間の漏話のよう
な音響学的干渉が防止され、または少なくともこのよう
な干渉が最小になる。各チャンネル領域４７−１および
４７−２に対し、別々の変換器電極、すなわち、駆動用
電極４４−１．４４〜２が備えられる。電極４４−１．
４４−２は、例えば、電気的に駆動される圧電素子に取
り付けられた電極であることができる。電極４４−１．
４４−２は、変調チャンネル領域４７−１．４７−２が
作成される領域の両側に、（例えば蒸着法などの）適当
な方法により、基板４２の端部に配置される。

すぐにわかるように、この形式の変５ｌｉｊ器において
、多電１４ｉ４４−１．４４−２に電気駆動信号を加え
るとｎ波が発生する。この音波は電極と反対側の基板４
２の中へ伝播し、そして基板のその部分の屈折率を少し
変える。この屈折率の変化は位相回折格子として作用す
る。この回折格子の周期は駆動周波数、すなわら、音波
周波数に等しい。

回折格子の濃度は電極４４−１．４４−２に加えられる
駆動信号の大きさに比例し、一方、その波面は、映像信
号特性によって、切片に分割される。

映像信号が「１」とｒＯＪの流れで構成される場合、切
片波面の間の間隔は映像信号の「０」時間によって決定
される。または、その代りに、「１」時間を用いてもよ
い。

入射光ビーム１０　および１０．は、変調チャンネル領
１ａ４７−１．４７−２にそれぞれ対向した変調器４０
の位置に、要求されたスポット寸法をもつように集光さ
れる。これらの光ビームは分離されていて、各光ビーム
が変調器４０の基板４２を通るさい、各音波が分離され
ている領域を透過する。変調器４０の中に入った各光ビ
ーム１０　および１０．は、それらの光ビームに対する
電極４４−１または電極４４−２によって生じた音波と
相互作用し、そして各光ビームは電極に加えられた映像
信号によって変調される。

この音響光学相互作用の形式はブラッグ回折によるもの
である。電極４４−１．４４−２に信号が加えられてい
ない場合には、回折を受けない出力光ビーム、すなわち
、ゼロ次の光ビーム１０゜−〇または１０Ｅ−〇だけが
変調器４ｏから放射される。電極４４−１．４４−２に
信号が加えられると、１次の回折光ビーム１０ｏ−１ま
たは１０、−１が生ずる。１次の回折光ビームは像を書
き込むのに使用される。ゼロ次の光ビーム１０゜−〇ま
たはｉｏ、−ｏは光ビーム遮断板４８によって吸収され
る。

すぐにわかるように、光ビームの強麿は電極４４−１．
４４−２に加えられる駆動信号の関数である。さらに、
１次光ビームとゼロ次光ビームとの回折角は、駆動（ｒ
ｆ）周波数と入射光の波長とにほぼ比例し、そし・て変
調器雄板４２の中の音波パルスの伝播速度にほぼ逆比例
する。

各電極４４−１．４４−２Ｌｔ、高周波ｒｆ倍信号生ず
る電圧制御発振器（Ｖ　ＣＯ、Ｖｏｌｔａｏｅｃｏｎｔ
ｒｏｌｌｅｄ　０ｓｃｉｌｌａｔｏｒ　）　５３を備え
た駆動回路５０−１．５０−２をそれぞれ有する。ＶＣ
Ｏ５３の出力は適当な混合器５５の１つの入力に送られ
る。混合器５５は、ＶＣＯ５３のｒｆ信号出力と入って
くる映像信号との混合を行なう。すぐにわかるように、
映像信号は、適当な信号源、例えば、メモリ装置や通信
チャンネル装置またはラスク入力走査器などから得るこ
とができる。これらの映像信号は、チャンネル５７−１
．５７−２を通して、混合器５５の第２人力に供給され
る。

混合器５５の出力は適当な信号増幅器６３によって増幅
される。各駆動回路５０−１．５０−２のこの増幅され
た出力が変換器の駆動端子４４−１．４４−２にそれぞ
れ送られる。駆動回路５０−１．５０−２の開始と映像
信号の入力の開始とは、１ｌｆｆｌ　６５　（７）走査
Ｒ始（ＳＯ８１Ｓｔａｒｔ　０ｆＳｃａｎ　）信号によ
って制御される。ＳＯ８信号は、例えば、光ビーム１０
−１．１０−２の走査路の中に適切な光センサを配置し
、そしてこの光センサの出ツノ信号を像ラインの書き込
みが開始する出発点を識別する基準点として用いること
によって、作ることができる。

または、走査終了（ＥＯ８，Ｅｎｄ　Ｏｆ’　５ｃａｎ
　）信号は、像ラインの書き込みを制御するために、個
別に用いてもよいし、またはＳ　ＯＳ　信号と組み合わ
け一〇用いることもできる。

ビーム・スプリッタ２５は方解石のような複屈折材料の
単一板で構成される。このビーム・スプリッタ２５が、
偏光していない光ビームを放射ηるレーザ９と音響電気
変調器４０との間の光路内に配置される。すぐにわかる
ように、光ビームの分離は次のようにして起こる。すな
わら、レーザ９から放射された偏光していない光ビーム
１０が方解石結晶２６に第１図のように入射した時、そ
して方解石の光軸２８が第１図に示されているように配
置されている時、偏光していない光ビームがビーム・ス
プリッタ材料２６の中で常光線ビーム１０　と異常光線
ビーム１０．とに分離する。

複屈折活量２６の中では、常光線１０ｏの電界は光Ｔ＊
　２８に常に垂直に振動し、その異常光線１０、の電界
は光軸２８に常に平行に振動する。

光ビーム１０　と光ビーム１０．は、それぞれ、屈折率
ｎ　およびｎ。によって記述される。着目しているこの
平面内では、それぞれの光ビームはスネルの法則に従っ
て進む。すなわち、ｓｉｎθ　−５ｉｎθ、／ｎ Ｏｔ。

ｓｉｎθ　−５ｉｎθ−／ｎ ｅ　　　　　　　　　　　　１　　　　　ｅである。こ
こで、θ・は入射角である。

２つの光ビーム１０．１０Ｅの間の垂直距離ｄは、入射
角θｉとビーム・スプリッタ結ｒＩ、２６の厚さｔとを
使って、次のように針筒される。

方解石結晶２６に対しｎ。＝１．６５８およびｎ　ｅ　
＝１−４８６であることがわかっているので、ｄがθ、
と厚さｔに対してどのように依存するかを針環すること
ができる。結晶の厚さｔが３　ｔｍ　。

４＃、５Ｍ、６顛および７Ｍである場合の例が第２図に
示されている。第２図を見るとわかるように、結晶２６
の厚さがある与えられた値である場合、透過光ビーム１
０　および１０Ｅの間隔の最大値が、入射角が約５５．
８°　（θ！１ａｘ）であるときに得られる。さらに、
この入射角（θ１ａｘ）の近傍では、光ビーム１０ｏと
光ビーム１０Ｅの間の間隔は入射角が変わってもあまり
変わらない。

例えば、ｔｍ４履でθ、＝θ　　−５５，８°で１　　
　　　　ｌ１ｌａｘ ある時、光ビームの間隔は約０．２１２．ｗであり、そ
してこの間隔は本発明の走査装置に対して通常は十分な
大ぎさである。さらに、光ビーム間隔の５μｍの変動に
対するθｉの許容角度は±５°である。°したがって、
典型的な変調器の場合、電極の中心線に対する変調器軸
２８の方向の光ビームの整合精度の必要な値は約±６０
μｍである。したがって、ビーム・スプリッタ２５にＪ
、す、２ビーム変調器に対する光ビーム間隔の点で良好
な精度が得られ、かつ、結晶の厚さと光学的整合との両
方において大きな許容度がえられる。さらに、光ビーム
の間隔の調節は、結晶の角度θｉを調整することによっ
て精密に行なうことができる。

結晶２６を出た光ビーム１０ｏと光ビーム１０［の偏光
方向は互いに垂直の関係にある。このために、ある場合
には、変ｇＡ器での回折効率が小さくなることがある。

この問題点を解決するために、入射光ビームの偏光方向
に敏感でない変調器基板が選定される。この目的のため
に適切である変調器４０の基板は、例えば、ＳＦ８ガラ
スまたはＴｅＯ２である。

第３図は、典型的なＳＦ８変調器の回折効率が光の偏向
方向によりどのように変化するかを示した図である。図
を見るとわかるように、垂直偏光くすなわち、偏光方向
が電極面に垂直）よりも平行偏光（すなわち、偏向方向
が電極面に平行）の方が、通常、回折効率が大きい。あ
る音波強度（Ｐ　　　、第３図で矢印で示されている）
のとこａＸ ろで、平行偏光での回折効率と垂直偏光での回折効率が
同じになる。変調器をＰｌａＸで動作させることにより
、変調器効率を光の偏向カー向に依存ざＵなくすること
ができる。このことにより、変調器を出る２つの光ビー
ムは同じ強度を持つことになる。

第１図に示されているように、変調器４０への出力を制
御するために制御装置９０がそなえられている。制御装
置９０は駆動回路５０−１および５０−２のＶＣ０５３
に送られる電圧をそれぞれ独立に調節することができる
。このことにより、チャンネル４７−１および４７−２
の電極４４−１および４４−２に加えられる駆＃Ｊ電圧
Ｖの振幅を、それぞれ、第３図に示された最適音波強度
Ｐｌａｘに設定することができる。

すぐにわかるように、価格の安いレーザでは、偏光方向
がランダムではなくて楕円偏光になっている。このよう
なレーザを使用する場合には、第４図に示されているよ
うに、レーザ９とビーム・スプリッタ２５との間の光路
内に１／４波長板９２を配置して、レーザ・ビームの偏
光を円偏光に変換し、それからビーム・スプリッタ２５
に入射させる。第４図においては、第１図と同一の構成
部品には同じ参照番号が付けられている。

本発明は前記実施例に基づいて説明されたけれども、そ
れは単に例示のための実施例である。前記実施例に対し
、本発明の範囲内において、多くの修正または変更のな
し得ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子印刷装置の走査装置の概要図であ
つＣ、レーザ光源から放射された偏光していない光ビー
ムがビーム・スプリッタによって相互に直角方向に偏光
した２つの光ビームに分離され、そして分離されたこれ
らの光ビームのおのおのが偏光方向には依存しない２ビ
ーム変調器により別々の像信号入力によって変調され、
第２図は第１図に丞されたビーム・スプリッタに入射す
る光ビームの入射角とこのビーム・スプリッタを出た後
の２つの光ビームの間隔との間の関係を示したグラフ、
第３図は回折効率と、音波の強度と、ＳＦ８ガラス音響
光学変調器の中の光の変更方向と、の間の関係を示した
グラフ、第４図は変更方向がランダムである光を用いた
別の実施例のＲ要因。［符号の説明］ ８８　記録部材 ４０　変調器装置 ８０　走査素子 ９　光源、レーザ ２５　ビームφスプリッタ ４２　基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）像信号に従って像が大強度の光ビームを用いてそ
   の上に書き込まれる可動記録部材と、前記光ビームを前
   記像信号に従つて変調する変調器装置と、前記記録部材
   の上に像を書き込むために前記変調器装置からの出力光
   ビームを前記記録部材を横断して走査させるための回転
   走査素子とを有し、かつ、 （イ）偏光していない前記光ビームを発生するレーザと
   、 （ロ）前記レーザと前記変調器装置との間の偏光してい
   ない前記光ビームの光路内に配置された複屈折結晶を有
   するビーム・スプリッタと、 前記複屈折結晶に入射する偏光していない前記レーザ光
   ビームが予め定められた入射角をもつて入射するように
   前記複屈折結晶が配置され、前記複屈折結晶が偏光して
   いない前記光ビームを平行でかつ偏光方向が互いに直角
   な第１光ビームと第２光ビームとに分離し、 （ハ）前記変調器装置が基板と、２つの別々の駆動用電
   極とを有し、かつ、前記基板と前記基板とが協力して動
   作することにより２つの別個の変調チャンネルが得られ
   、かつ、前記第１光ビームと前記第２光ビームのおのお
   のが前記基板上の別々の点に入射して前記変調チャンネ
   ルのうちの別々のチャンネルに入力され、かつ、前記駆
   動用電極のおのおのが他の前記駆動用電極とは独立に像
   信号を受け取りそれにより前記変調器チャンネルのおの
   おのが前記第１光ビームと前記第２光ビームを個別にか
   つ独立に変調しそれにより前記記録部材に書き込むため
   の２つの異なる作像用光ビームが得られ、 前記基板がそれに入射する前記第１光ビームと前記第２
   光ビームとの互いに直角な前記偏光方向には事実上敏感
   でない材料で構成されている、ことを組み合わせてさら
   に有する、電子式印刷装置。