JPS5981620A - 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】 本発明は、音響光学変調器で変調されたレーザビームを
記録媒体上で走査して記録を行なう記録装置に関するも
のである。

レーザ走査記録装置は、光源としてレーザを用い、感光
体等記録媒体１忙照射することによって画像等を記録す
る装置で記録媒体上に照射されるレーザビームを絞るこ
とにより精度の良い画像記録が得られ、単位面積当りに
照射される光景が大きくなることから走査速度を早める
ことも可能となる。

第１図にレーザ走査記録装置の概略図を示す。

ンーザ光源１から射出されたレーザビームは、ンンズ３
を通過して音響光学変調器（以下光変調器と呼ぶ）２に
入る。光変調器２は、光変調器のドライバー２ＡＫ送ら
れてきた画像信号によりレーザビームを変調する。　光
変調器２はいわゆる超音波セルとして構成され、超音波
と光が相互作用する媒体に、超音波を発生するための振
動子が接合された構造になっている。　媒体内での光の
波長と超音波の波長によって定まる特定の方向に７−ザ
ビームが回折される性質を利用し超音波発生時には回折
され（１次光）所定方向へ屈折して射出され、超音波が
発生しない時、入射方向と同じ方向に０次光として射出
されること罠なるので、１次光のみを通過させるスリツ
）ＳＬを設けて、記録するためのレーザ光（１次光に相
当）を通過させ、０次光を遮断することができる。　０
次光を第１図中において光変調器２からの破線で示す。

即ち、光変調器２は、ドライバ２人に送られてきた画像
信号によりレーザビームのオン・オフ操作をしているの
である。　なお、レンズ３は、変調の帯域をあげるため
に光変調器２に入射するレーザビームの径を必要な値ま
で絞るために必要なレンズである。　光変調器２により
変調されたレーザビームはレンズ３′及びビーム拡大器
４を通過し、ビーム偏向器５（第１図ではビーム偏向器
は回転多面鏡からなっている。）に達する。ビーム拡大
器４によって感光体又は感熱体等の記録媒体７上のレー
ザビームの径を所望のサイズに絞るため変調後のレーザ
ビームを調整している。　ビーム偏向器５に達したレー
ザビームは、ここで偏向され、収束レンズ６を通過し記
録媒体７に到達する。　レンズ６としては、記録媒体上
のｖ　−１”−ビームを等速走査できるようにｆθフリ
ンジ使用されている。　回転多面鏡５により偏向される
レーザビームが記録媒体上をＸ方向に走査されることに
より、記録媒体が感光又は感熱し、所定パターン忙画像
記録（又は１次画像）ができる。

第１図のレーザ走査記録装置では、回転多面鏡５から見
てレーザビームは左から右へ横方向Ｘ（即ち主走査方向
）Ｋ走査され、記録単位を小さな点（ドツト）とし、画
像を１ドツト、又はドツトの連続（主走査方向への）ど
して記す。

一方、記録媒体７は、レーザビームがＸ方向に走査が繰
り返えされている間、垂直方向Ｙ（即ち副走査方向）に
移動する。　レーザビームが記録媒体の横方向Ｘを走査
し、そして記録媒体が垂直方向ＹＫ移動することにより
、記録媒体の全面に記録を記すことが可能となる。

ここで、記録媒体７上を走査するレーザビームの断面が
円形であっても、レーザビームは記録媒体上の横方向Ｘ
に速い速度で走査しながら記録をするため、印字信号が
少しでも続くと記録されるドツトは第２図（ａ）（印字
信号がｔ２時間連続オンの場合）のようにｙ　＜　ｘで
横長となる。

更に、横方向に連続線を記録する場合、印字信号が入力
され続けると光変調器はＯＮＬ絖ゆ、レーザビームの１
次光を連続照射することとなる。

その時横方向にビームの重なりが生じ、単位面積当たり
の照射計は大きくなり、副走査方向へ連続線を記録する
場合より、濃い又は太い線になりがちである。　即ちこ
の円形のレーザビームで縦線と横線を記録媒体上に記す
場合、縦線はドツトの径よりも太く記録され、横線はド
ツトの径で記録されることとなる。　記録媒体７上記さ
れる線が縦方向と横方向で太さが違うのは望ましいこと
ではない。

記録媒体上に記すドツトの縦方向と横方向の径を同一に
するように、記録媒体上にレーザビームが照射する時間
を短縮しくｔｌ　＜　ｔ＋）、ドツトが横方向に延びる
のを防止する手段が考えられた（第２図（ｂ）参照）。

　この手段によると、光変調器で変調をするスピードを
速くしなければならず、更に短時間で感熱又は感光する
に充分なエネルギーでビームを記録媒体上に照射しなけ
ればならないことから、レーザビームの出力を上げなけ
ればならないという欠点がある。

つぎに、記録媒体上に照射するレーザビームの形を縦長
の楕円状にすることが考え出された。

記録媒体上に照射するレーザビームの形を縦長の楕円処
すると、記録体上に記されるドツトは第２図（ａ）の如
く、印字信号が１．時間続いても第２図（ｃ）のように
なり、ドツトの縦方向の径ｙと横方向の径Ｘを大体同じ
圧することが可能となる（Ｘ中ｙ）。

従って、このような縦長のレーザビームで、記録媒体上
に縦線及び横線を画いても、縦線及び横線の太さは同じ
となる。

さて記録媒体上に照射するレーザビームの形を縦長の楕
円にするには種々の方法が考えられる。

例えば１、レーザビームの光路の途中に楕円の穴を明け
たアパーチャーを設け、レーザビームの形をこの穴で整
形するといった方法や整形用のシリンドリカルレンズ等
の特別のレンズを用いる方法もある。　がしかし、７バ
ーチヤーの場合では、孔の周辺での回折によるフリンジ
が生じたり、シリンドリカルレンズを用いる場合でも調
整の精度が必要で手間がかかるととも忙、シリンドリカ
ルレンズのコストも高く、実用的でないという問題があ
る。

本発明者は、記録媒体上のレーザビームを例えば縦長の
祷円に整形することを、アパーチャーや特別のレンズを
必要とせずに可能にする装置を見い出した。

即ち、本発明は、音響光学変調器で変調されたレーザビ
ームを記録媒体上で走査して記録を行なう記録装置にお
いて、前記音響光学変調器に入射するレーザビームの周
辺部の一部が前記音響光学変調器のブラッグ角から外れ
るようになされ、かつ前記音響光学変調器から射出され
た直後の変調レーザビームが前記記録媒体上で主走査方
向の幅が短かい扁平な円（例えば横長の楕円状）となる
ように前記音響光学・変調器が配置されていることを特
徴とする記録装置に係るものである。　このように構成
すれば、レーザビームの整形につき、新たに整形用の光
学機器を必要とせず、かつ設計も容易に行なえることか
ら、記録されるドツトの縦方向と横方向の径を所望のサ
イズに調整でき、走査によって形成され本縦線、横線を
はぼ同じ幅に？Ａ整する記録装置を安価に提供すること
が可能となる。

本発明においては、光変調器に入射させるレーザビーム
の径を絞るために設けられたレンズの焦点距離を変化さ
せたり　して、ど−ザビームの周辺が光変調器のブラッ
グ角からはずれるようにして、光変調器により変調され
たレーザビームが横長の楕円となるよ５に光変調器を股
訝し、記録媒体上のレーザビームの形が縦長の楕円とな
るように構成するのが望ましい。

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す４゜ 第３図において、光変調器は、前記したように内部に超
音波素子８が設けられており、レーザビームｌＯが超音
波の周波＠によりその回折が変化する性質を利用するこ
とにより、レーザビームをオン（反射させる）・オフ（
そのまま通過させる）し、画像信号によりレーザビーム
１０を変調している。　第３図及び後記第４図において
、一点鎖線は光軸である。

光変調器２の内部には、超音波素子８により発せられる
超音波により疎密波９が光変調器２の中のガラス２ａ内
に生じ、これが回折格子の役割をする。　疎密波９に対
しある条件（ズラレグ角）からレーザビームが入射する
と回折される（レーザビーム１０ａ）。しかし、レーザ
ビームの入射角度が、ブラッグ条件からはずれると、Ｙ
のレーザビームは超音波により作られた疎密波９で回折
せず、通過してしまう。　ここでブラッグ角θは、λを
媒体中での光の波長、ｆを超音波の周波数、■をガラス
２ａ中の超音波の速度とするとで表わすことができる。

光変調器２に入射するレーザビームの全部な有劾利用す
るためには、レーザビームの全てが疎密波９に当る角度
をブラッグ条件にしなければならない。　ブラッグ条件
以外の角度から疎密波に当りたレーザビームは、回折を
せず通過してしまうからである。

本発明者は、超音波により形成された疎密波に対し、レ
ーザビームがブラッグ条件から入射したものは回折し、
ブラッグ条件以外の角度から入射したレーザビームは、
疎密波を通過するという卸果を巧みに利用することによ
り、レーザビームの整形を行なえることを見い出したの
である。

光変調器２にレーザビームが入射する前の部分に設けら
れたレンズ３（第１図参照）は、通常はレーザビームの
全部が、光変調器２内の疎密波９にブラッグ条件で入射
するような焦点距離のレンズが選択されている。

ここで、第４図のように、レンズ３を焦点距離の短かい
レンズとし、レーザビームｌＯを急角度で絞り、光変調
器２の疎密波９に入射させたとする。　すると、ブラッ
グ角θとその近傍の入射を有すレーザビームＣは疎密波
９により回折される（図中Ｃ′にて示す）が、レーザビ
ームの周辺部の上下（第４図で説明すると、レーザビー
ムｌＯのうちＡ及びＢで示すよう°な入射方向を有す部
分はブラッグ条件からはずれるから、疎密波９で反射さ
れず、通過をしてしまう。　その結果、疎密波９で回折
されたレーザビームは、ブラッグ条件からはずれたレー
ザビームのＡ及びＢの部分が欠けるから、第５図（ａｌ
に示すような（即ち、第１図の感光体ドラム上の矢印Ｘ
方向に幅の狭い形状のビームに対応する。）楕円圧整形
された一次光としてのレーザビームとなる（斜線部分が
レーザビームを示す。）なお、ブラッグ条件からはずれ
、疎密波９を通過したレーザビームはゼｐ次元として、
第５図（ｂ）に示すような斜線で示した部分となる。

第５図のビーム形状を得る圧は、上記光変調器２０波面
が第１図のＸ方向矢印と光軸を含む平面（主走査平面）
と平行になるようにセットせねばならｌ、（い。

ここで、記録媒体上に照射されるレーザビームのスポッ
ト径ｄ、と、ｆθレンズ６に入射する　までのレーザビ
ームの径ｄ、との関係は、λ　をレーザビームの波長、
πを円周率ｆ’をｆθレンズ６の焦点とすると で表わすことができる。

この式から明らかなように、ｄ、とｄ、は反比例の関係
にあり、ｆθレンズ６に入射するレーザビームの径ｄ、
が大きければ、記録媒体上のレーザビームのスポット径
ｄ、は小さくなる。　従って、ｆθレンズ６に入射する
レーザビームの形が縦方向に長い楕円であれば、記録媒
体上のレーザビームのスポットの形は横方向に長い楕円
となり、不適当である。　反対にｆθレンズ６に入射す
るレーザビームの形が第５図（ａ）の如くに横方向に長
い楕円であれば、記録媒体上のレーザビームのスポット
の形は、縦方向に長い楕円となり、所期の目的を達成す
ることができる。　記録媒体上でレーザビームの形が縦
方向に長い楕円となるように、レンズ３と光変調器２と
でレーザビームを整形するのである。　光変調器２から
出るレーザビームの形は、横方向忙長い楕円のレーザビ
ームでなければならない。

横方向に長い楕円のレーザビームが、回転多面鏡５によ
り偏向され、ｆθレンズ６を通過するとと、縦方向に長
い楕円に変化させられ、記録媒体上で縦方向に長い楕円
のレーザビームが形成される。

なお、本例により得られた第５図（ａ）のビームは、第
６図に示す如き光強度分布を有していて、破線で囲んで
斑点状に示した部分は第５図（ｂ）の透過ビームとなっ
て１次光（第５図（ａ））には現われない。

このために、記録用ビームとしてのエネルギーの立−ヒ
リが急峻となり、記録画像の切れが向上する。

以上の実施例において、上記した偏平若しくは楕円状の
ビーム（第５図（ａｌ参照）を得るには、光変調器２を
縦にセットすることが重要であるが、この配置は記録媒
体に対するビームの走査方法によって決まるものである
。　例えば、上記した主走査方向Ｘが垂直方向である場
合（第１図の７−ル状記録媒体７の送り方向を横釦し、
主走査面を垂直釦するように構成した場合）Ｋは光変調
器２を水平（疎密波の波面を垂直になす）にセットすれ
ばよい。　また、上記ビームの長身方向は上記主走査方
向と直交するのが望ましいが、直交でなくても交差する
方向であればある程度目的は達せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ走査記録装置の概略図、第２図（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）は記録媒体上に記される各ドツト
の形を表わした図、 第３図はレーザビームがブラッグ角で光度ｆｆ’Ｗ器に
入射したときを表わした図、 第４図は本発明の実施例に基き、光変調器に入射するレ
ーザビームをレンズにより絞ったときのレーザビームの
通過の様子を表わした図、第５図は第４回圧おいてレン
ズと光変調器により整形されたレーザビームの形を表わ
した図、第６図は第５図（ａｌのビームの光強度分布を
示す図 である。 なお、図面に示された符号において、 ｌ・・・・・・・・・レーザ光源 ２・・・・・・・・・光変調器（音響光学変調七神）３
、：３′・・・・・・レンズ ４・・・・・・・・・ビーム拡大器 ５・・・・・・・・・ビーム偏向器（回転多面鏡）６・
・・・・・・・・収束レンズ（ｆθンンス）７・・・・
・・・・・記録媒体 １０・・・・・・レーザビーム である。 代理人　弁理士　逢　坂　　　宏 （ａ）　　　　　　（ｂ）（Ｃ） 第３１０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、音響光学変調器で変調されたレーザビームを記録媒
   体上で走査して記録を行なう記録装置において、前記音
   響光学変調器罠入射するレーザビームの周辺部の一部が
   前記音響光学変調器のブラッグ角から外れるようになさ
   れ、かつ前記音響光学変調器から射出された直後の変調
   レーザビームが前記記録媒体上で主走査方向の幅が短か
   い扁平°な円となるように前記音響光学変調器が配置さ
   れていることを特徴とする記録装Ｒ６