JPH0550908B2 - - Google Patents
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- JPH0550908B2 JPH0550908B2 JP59247279A JP24727984A JPH0550908B2 JP H0550908 B2 JPH0550908 B2 JP H0550908B2 JP 59247279 A JP59247279 A JP 59247279A JP 24727984 A JP24727984 A JP 24727984A JP H0550908 B2 JPH0550908 B2 JP H0550908B2
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- Japan
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- laser
- laser beam
- light
- optical
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 29
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 23
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 14
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 10
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Fax Reproducing Arrangements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体レーザを光源としたレーザビ
ームプリンタ等のレーザ走査型画像形成装置に関
する。
ームプリンタ等のレーザ走査型画像形成装置に関
する。
さらに詳述すると、入力映像信号に応じた励起
電流を半導体レーザに与えて強度変調されたレー
ザ光を発振させることにより得られる画像を濃度
階調性のあるものにするレーザ光変調手段、並び
に、このレーザ光を感光体上に結像走査して画像
を形成する光走査装置を備えたレーザ走査型画像
形成装置に関する。
電流を半導体レーザに与えて強度変調されたレー
ザ光を発振させることにより得られる画像を濃度
階調性のあるものにするレーザ光変調手段、並び
に、このレーザ光を感光体上に結像走査して画像
を形成する光走査装置を備えたレーザ走査型画像
形成装置に関する。
半導体レーザは、小型、高効率、高速、安定で
あり、しかも、レーザ光発振時に容易に直接変調
できる大きな利点があることから、近年レーザビ
ームプリンタ等のレーザ走査型画像形成装置の光
源として多用されている。従来から、上述したレ
ーザ走査型画像形成装置においては、半導体レー
ザに対する励起電流を入力映像信号に応じて変化
させることによつて、発振レーザ光の強度を変調
している。つまり、半導体レーザの電流−光出力
特性は第２図に示すようなものであり、レーザ発
振しきい値電流（Ith）以上の電流に対してほぼ
リニアーな光出力特性を示している。従つて、入
力映像信号の濃淡情報に基づいた励起電流を、
（Ith）〜（Inax）の範囲で半導体レーザに与える
ことによつて、濃淡に見合つた強度のレーザ光が
得られ、このレーザ光を感光体上に結像走査する
ことによつて、階調性のある画像が得られるので
ある。
あり、しかも、レーザ光発振時に容易に直接変調
できる大きな利点があることから、近年レーザビ
ームプリンタ等のレーザ走査型画像形成装置の光
源として多用されている。従来から、上述したレ
ーザ走査型画像形成装置においては、半導体レー
ザに対する励起電流を入力映像信号に応じて変化
させることによつて、発振レーザ光の強度を変調
している。つまり、半導体レーザの電流−光出力
特性は第２図に示すようなものであり、レーザ発
振しきい値電流（Ith）以上の電流に対してほぼ
リニアーな光出力特性を示している。従つて、入
力映像信号の濃淡情報に基づいた励起電流を、
（Ith）〜（Inax）の範囲で半導体レーザに与える
ことによつて、濃淡に見合つた強度のレーザ光が
得られ、このレーザ光を感光体上に結像走査する
ことによつて、階調性のある画像が得られるので
ある。
しかしながら、第２図のグラフからも分かるよ
うに、半導体レーザの出力特性は、しきい値電流
（Ith）以下の領域において大きく変化してリニア
リテイがなくなるため、上記従来構成によるもの
では、階調性のある変調に用いられる領域は、し
きい値電流以上の範囲でしかなかつた。つまり、
光出力としては（Pth）と（Pnax）の範囲に限ら
れるのである。そして、この（Pth）と（Pnax）
との比（Pnax／Pth）は、高出力の半導体レーザ
ーにおいて30〜50程度であり、これは、画像とし
ての濃度比の1.5〜1.7程度に相当するものであ
る。従つて画像としての階調再現性は必ずしも高
いとは言えないものであつた。
うに、半導体レーザの出力特性は、しきい値電流
（Ith）以下の領域において大きく変化してリニア
リテイがなくなるため、上記従来構成によるもの
では、階調性のある変調に用いられる領域は、し
きい値電流以上の範囲でしかなかつた。つまり、
光出力としては（Pth）と（Pnax）の範囲に限ら
れるのである。そして、この（Pth）と（Pnax）
との比（Pnax／Pth）は、高出力の半導体レーザ
ーにおいて30〜50程度であり、これは、画像とし
ての濃度比の1.5〜1.7程度に相当するものであ
る。従つて画像としての階調再現性は必ずしも高
いとは言えないものであつた。
本発明の目的は、上述の実情に鑑み、半導体レ
ーザの特性を有効に利用して画像の階調再現性を
高めることにある。
ーザの特性を有効に利用して画像の階調再現性を
高めることにある。
本発明によるレーザ走査型画像形成装置の特徴
構成は、入力映像信号に応じた励起電流を半導体
レーザに与えて強度変調されたレーザ光を発振さ
せるレーザ光変調手段と、このレーザ光を光走査
装置により結像走査させてその上に画像を形成す
る感光体との間のレーザ光の光路内に、レーザ発
振しきい値電流における発振レーザ光の波長より
も低波長側の光を遮断する光学フイルタを設けた
ことにある。
構成は、入力映像信号に応じた励起電流を半導体
レーザに与えて強度変調されたレーザ光を発振さ
せるレーザ光変調手段と、このレーザ光を光走査
装置により結像走査させてその上に画像を形成す
る感光体との間のレーザ光の光路内に、レーザ発
振しきい値電流における発振レーザ光の波長より
も低波長側の光を遮断する光学フイルタを設けた
ことにある。
つまり、第３図のグラフから分かるように、半
導体レーザから発振されるレーザ光のスペクトル
は、入力励起電流をパラメータとして変化する。
即ち、入力励起電流が小さい場合は、そのスペク
トルは第３図中の一点鎖線及び破線で示すよう
に、低波長帯域に偏るとともに比較的ブロードで
あり、入力励起電流が大きくなるに従つて、第３
図中の実線で示すように、そのスペクトルが長波
長帯域に移動するとともにシヤープになつて行
く。しかも、しきい値電流（Ith）を境としてス
ペクトルの帯域及びシヤープさが著しく変化す
る。
導体レーザから発振されるレーザ光のスペクトル
は、入力励起電流をパラメータとして変化する。
即ち、入力励起電流が小さい場合は、そのスペク
トルは第３図中の一点鎖線及び破線で示すよう
に、低波長帯域に偏るとともに比較的ブロードで
あり、入力励起電流が大きくなるに従つて、第３
図中の実線で示すように、そのスペクトルが長波
長帯域に移動するとともにシヤープになつて行
く。しかも、しきい値電流（Ith）を境としてス
ペクトルの帯域及びシヤープさが著しく変化す
る。
従つて、上記の特性把握に基づいて、しきい値
電流における発振レーザ光の波長よりも低波長側
の光を光学フイルタで遮断することによつて、し
きい値電流以下の励起電流による発振レーザ光の
出力を低下させ、実質的な出力特性を、第４図に
示すように、従来は発振レーザ光の強度変調に用
いることの出来なかつた範囲をも含めて、半導体
レーザの全ての出力範囲においてほぼリニアーな
ものにすることができるのである。
電流における発振レーザ光の波長よりも低波長側
の光を光学フイルタで遮断することによつて、し
きい値電流以下の励起電流による発振レーザ光の
出力を低下させ、実質的な出力特性を、第４図に
示すように、従来は発振レーザ光の強度変調に用
いることの出来なかつた範囲をも含めて、半導体
レーザの全ての出力範囲においてほぼリニアーな
ものにすることができるのである。
以下に、図面に基づいて、本発明の実施例を説
明する。
明する。
第１図は、レーザ走査型画像形成装置の一例と
してのレーザビームプリンタにおける光走査装置
Ｓの概略構成を示している。レーザ光変調手段Ｍ
によつて、入力映像信号に応じた励起電流Ｉを与
えらえた半導体レーザ１からレーザ光（Bp）が
発振される。ここに、半導体レーザ１は、第２図
に示すような励起電流Ｉに対する光出力Ｐ特性
と、第３図に示すような励起電流Ｉをパラメータ
とする発振波長λ特性を持つたものである。レー
ザー光（Bp）は、コリメータレンズ２によつて
平行光にされ、高速回転するポリゴンミラー３の
１つの鏡面で反射される。
してのレーザビームプリンタにおける光走査装置
Ｓの概略構成を示している。レーザ光変調手段Ｍ
によつて、入力映像信号に応じた励起電流Ｉを与
えらえた半導体レーザ１からレーザ光（Bp）が
発振される。ここに、半導体レーザ１は、第２図
に示すような励起電流Ｉに対する光出力Ｐ特性
と、第３図に示すような励起電流Ｉをパラメータ
とする発振波長λ特性を持つたものである。レー
ザー光（Bp）は、コリメータレンズ２によつて
平行光にされ、高速回転するポリゴンミラー３の
１つの鏡面で反射される。
そして、このレーザ光（Bp）の光路内に、光
学フイルタの一例として、複数枚の誘電体薄膜を
積層構成した干渉フイルタ４を設けてある。この
フイルタ４は、第５図に実線で示すように、ある
波長（λp）近傍を境として透過率τが急激に変化
して、低波長帯域側の光を遮断するシヤープカツ
トタイプのものであり、この波長（λp）は、レー
ザ光発振しきい値電（Ith）における発振レーザ
光の波長（以下しきい値波長と称する）にほぼ等
しく設定されている。従つて、このフイルタ４を
通過したレーザ光の出力特性は、実質的に第４図
に示すような、半導体レーザ１の出力範囲のほぼ
全域に亘つてリニアーなものとなる。
学フイルタの一例として、複数枚の誘電体薄膜を
積層構成した干渉フイルタ４を設けてある。この
フイルタ４は、第５図に実線で示すように、ある
波長（λp）近傍を境として透過率τが急激に変化
して、低波長帯域側の光を遮断するシヤープカツ
トタイプのものであり、この波長（λp）は、レー
ザ光発振しきい値電（Ith）における発振レーザ
光の波長（以下しきい値波長と称する）にほぼ等
しく設定されている。従つて、このフイルタ４を
通過したレーザ光の出力特性は、実質的に第４図
に示すような、半導体レーザ１の出力範囲のほぼ
全域に亘つてリニアーなものとなる。
また、このフイルタ４は、第１図に示すよう
に、レーザ光の進行方向に対して、軸芯Ｐ周りで
回動固定自在に取付けられており、半導体レーザ
ー固体間におけるしきい値電流（Ith）のバラツ
キを、このフイルタ４をレーザ光に対して適宜角
度に固定することによつて補正できるようにして
ある。つまり、干渉フイルタの特性として、光の
入射角度が変われば、光透過帯域特性が第５図に
破線で示すように変化するから、遮断波長をしき
い値波長に対して常にほぼ等しく設定することが
できるのである。
に、レーザ光の進行方向に対して、軸芯Ｐ周りで
回動固定自在に取付けられており、半導体レーザ
ー固体間におけるしきい値電流（Ith）のバラツ
キを、このフイルタ４をレーザ光に対して適宜角
度に固定することによつて補正できるようにして
ある。つまり、干渉フイルタの特性として、光の
入射角度が変われば、光透過帯域特性が第５図に
破線で示すように変化するから、遮断波長をしき
い値波長に対して常にほぼ等しく設定することが
できるのである。
第１図に示すように、先に述べた、レーザ光
（Bp）を反射するポリゴンミラー３の回転で、鏡
面のレーザ光（Bp）に対する傾きが変化し、そ
れに伴つて、反射後のレーザ光（BR）は、感光
体の一例である感光体ドラム５の長手方向に向か
つて走査される。このレーザ光（BR）は、fθレ
ンズ６によつて収束され、表面が一様に帯電され
た感光体ドラム５上に結像してその位置の帯電電
位を減少させる。そして、上記の動作の繰り返し
によつて感光体ドラム５上に静電潜像が形成され
る。図中７は、ドラム５の回転方向に対して、各
走査開始位置を揃えるためのレーザ光検出用光セ
ンサである。
（Bp）を反射するポリゴンミラー３の回転で、鏡
面のレーザ光（Bp）に対する傾きが変化し、そ
れに伴つて、反射後のレーザ光（BR）は、感光
体の一例である感光体ドラム５の長手方向に向か
つて走査される。このレーザ光（BR）は、fθレ
ンズ６によつて収束され、表面が一様に帯電され
た感光体ドラム５上に結像してその位置の帯電電
位を減少させる。そして、上記の動作の繰り返し
によつて感光体ドラム５上に静電潜像が形成され
る。図中７は、ドラム５の回転方向に対して、各
走査開始位置を揃えるためのレーザ光検出用光セ
ンサである。
その後、図示は省略するが、着色顔料であるト
ナーをこの静電潜像部分に選択付着させて現像
し、出力用紙をトナー像面に接触させて紙面上に
トナー像を転写し、この紙を加熱することによつ
てトナーを融解して紙に定着させ、出力画像を得
るのである。従つて、第４図に示されるような、
半導体レーザ１の実質的な出力特性におけるしき
い値電流（I′th）から、発振レーザ光の最高出力
（Pnax）が得られる励起電流（Inax）に亘る範囲
で、半導体レーザ１に対する励起電流Ｉを入力映
像信号に応じて変化させることによつて、感光体
ドラム５上で静電潜像を構成する各ドツトの露光
量を、広い範囲に亘つてリニアーに変化させ、入
力映像信号に対して階調再現性の高い出力画像が
得られるのである。
ナーをこの静電潜像部分に選択付着させて現像
し、出力用紙をトナー像面に接触させて紙面上に
トナー像を転写し、この紙を加熱することによつ
てトナーを融解して紙に定着させ、出力画像を得
るのである。従つて、第４図に示されるような、
半導体レーザ１の実質的な出力特性におけるしき
い値電流（I′th）から、発振レーザ光の最高出力
（Pnax）が得られる励起電流（Inax）に亘る範囲
で、半導体レーザ１に対する励起電流Ｉを入力映
像信号に応じて変化させることによつて、感光体
ドラム５上で静電潜像を構成する各ドツトの露光
量を、広い範囲に亘つてリニアーに変化させ、入
力映像信号に対して階調再現性の高い出力画像が
得られるのである。
レーザ光（Bp）の光路内に設ける光学フイル
タ４としては、第５図に示すような特性を持つも
のに替えて、例えば、第６図に示すような、逆の
光透過帯域特性を持つたものでもよい。つまり、
この場合には、光学フイルタ４がレーザ光の入射
面において反射鏡として作用することとなり、透
過する低波長側領域の光は必要としないので光学
フイルタ４の作成時に片面を研磨しなくてもよい
こととなる。また、分解能において干渉型フイル
タに比して若干低いものの、光フイルタやプリズ
ム等を用いてもよく、その型式は適宜変更自在で
ある。
タ４としては、第５図に示すような特性を持つも
のに替えて、例えば、第６図に示すような、逆の
光透過帯域特性を持つたものでもよい。つまり、
この場合には、光学フイルタ４がレーザ光の入射
面において反射鏡として作用することとなり、透
過する低波長側領域の光は必要としないので光学
フイルタ４の作成時に片面を研磨しなくてもよい
こととなる。また、分解能において干渉型フイル
タに比して若干低いものの、光フイルタやプリズ
ム等を用いてもよく、その型式は適宜変更自在で
ある。
以上述べて来たように、本発明によるレーザ走
査型画像形成装置は、レーザ光の光路に、レーザ
光発振しきい値電流における発振レーザ光の波長
よりも低波長側の光を遮断する光学フイルタを設
けたものであり、そのことによつて、単に、光学
フイルタを設けるだけの簡単な改造によつて、半
導体レーザの出力特性を、実質的にリニアーな範
囲が拡張されたものとすることができるから、従
来に比べて、より広い範囲で発振レーザ光を強度
変調できることとなり、より階調再現性の高い画
像が得られるようになつた。
査型画像形成装置は、レーザ光の光路に、レーザ
光発振しきい値電流における発振レーザ光の波長
よりも低波長側の光を遮断する光学フイルタを設
けたものであり、そのことによつて、単に、光学
フイルタを設けるだけの簡単な改造によつて、半
導体レーザの出力特性を、実質的にリニアーな範
囲が拡張されたものとすることができるから、従
来に比べて、より広い範囲で発振レーザ光を強度
変調できることとなり、より階調再現性の高い画
像が得られるようになつた。
図面は本発明に係るレーザ走査型画像形成装置
の実施例を示し、第１図は光走査装置の概略図、
第２図は半導体レーザの電流−出力特性を示すグ
ラフ、第３図は半導体レーザの発振スペクトルを
示すグラフ、第４図は半導体レーザの実質的な出
力特性を示すグラフ、第５図は光学フイルタの光
透過帯域特性を示すグラフ、第６図は別の光学フ
イルタの光透過帯域特性を示すグラフである。 １……半導体レーザ、４……光学フイルタ、５
……感光体、Ｓ……光走査装置、Ｍ……レーザ光
変調手段、Ｉ……励起電流、Ith……レーザ光発
振しきい値電流。
の実施例を示し、第１図は光走査装置の概略図、
第２図は半導体レーザの電流−出力特性を示すグ
ラフ、第３図は半導体レーザの発振スペクトルを
示すグラフ、第４図は半導体レーザの実質的な出
力特性を示すグラフ、第５図は光学フイルタの光
透過帯域特性を示すグラフ、第６図は別の光学フ
イルタの光透過帯域特性を示すグラフである。 １……半導体レーザ、４……光学フイルタ、５
……感光体、Ｓ……光走査装置、Ｍ……レーザ光
変調手段、Ｉ……励起電流、Ith……レーザ光発
振しきい値電流。
Claims (1)
- １ 入力映像信号に応じた励起電流を半導体レー
ザに与えて強度変調されたレーザ光を発振させる
レーザ光変調手段、並びに、このレーザ光を感光
体上に結像走査して画像を形成する光走査装置を
備えたレーザ走査型画像形成装置において、前記
レーザ光の光路内に、レーザ光発振しきい値電流
における発振レーザ光の波長よりも低波長側の光
を遮断する光学フイルタを設けてあるレーザ走査
型画像形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247279A JPS61126865A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | レ−ザ走査型画像形成装置 |
| US06/799,916 US4679057A (en) | 1984-11-22 | 1985-11-20 | Laser recording apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59247279A JPS61126865A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | レ−ザ走査型画像形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61126865A JPS61126865A (ja) | 1986-06-14 |
| JPH0550908B2 true JPH0550908B2 (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=17161095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59247279A Granted JPS61126865A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | レ−ザ走査型画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61126865A (ja) |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP59247279A patent/JPS61126865A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61126865A (ja) | 1986-06-14 |
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