JPS6143906B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録装置に係り、特に不規則的に出力
されるトリガ信号に対して一定の位相を有し、且
つ安定した周波数の信号を得、良質の画像を得る
に好適な記録装置に係る。

従来から、光ビーム又は電子ビームを変調偏向
して情報記録を行うビーム走査型記録装置に於い
ては、ビームの偏向位置と変調のタイミングが非
常に重大な要因であり、出来上つた記録情報の画
質に大きな影響を与えるものである。

第１図はレーザ・ビーム記録装置の基本的な構
成を模式的に示した概略構成図である。

レーザ叛振器１より発振されたレーザビーム
は、反射ミラー２を介して変調器３の入力開口に
導かれる。反射鏡２は、装置のスペースを小さく
すべく光路を屈曲させる為に挿入されるもので、
必要なければ除去されるものである。

変調器３には、公知の音響光学的効果を利用し
た音響光学変調素子又は、電気光学的効果を利用
した電気光学素子が用いられる。

変調器３に於て、レーザビームは、変調器３へ
の入力信号に従つて、強弱の変調を受ける。

又、レーザ発振器が、半導体レーザの場合、或
いはガスレーザ等に於ても電流変調が可能な型或
いは、変調素子を発振光路中に組込んだ型の内部
変調型のレーザを使用するにあたつては、変調器
３は省略され直接ビームエキスパンダー４に導か
れる。

変調器３からのレーザビームはビームエキスパ
ンダーにより平行光のまゝビーム径が拡大され
る。更に、ビーム径が拡大されたレーザビームは
鏡面を１個乃至複数個有する多面体回転鏡５に入
射される。多面体回転鏡５は高精度の軸受（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（例えばヒステリシスシンクロナスモー
タ、DCサーボモータ）のモータ６により駆動さ
れる多面体回転鏡５により、水平に掃引されるレ
ーザビーム１２はｆ―θ特性を有する結像レンズ
７により感光ドラム８上にスポツトとして結像さ
れる。一般の結像レンズでは、光線の入射角θの
時、像面上での結像する位置ｒについて、 ｒ＝ｆ・tanθ―(1)（ｆ：結像レンズの焦点距
離）なる関係があり、本実施例の様に、一定の多
面体回転鏡５により、反射されるレーザビーム１
２は結像レンズの入射角が、時間と共に一次関数
的に変化する。従つて、像面たる感光ドラム８上
での結像されたスポツト位置の移動度は、非直線
的に変化し一定ではない。即ち、入射角が大きく
なる点で移動速度が増加する。従つて、一定時間
間隔で、レーザビームをONにして、スポツト列
を感光ドラム８上に描くと、それらの間隔は両端
が、中央部に比較して広くなる。

この現象を避ける為、結像レンズ７は、 ｒ＝ｆ・θ ―(2) なる特性を有するべく設計される。

この様な結像レンズ７をｆ―θレンズと称す
る。更に、平行光を結像レンズでスポツト状に結
像させる場合、そのスポツト最小径dminは、 dmin＝εｆλ／Ａ ―(3) 但しｆ；結像レンズの焦点距離 λ；用いられる光の波長 Ａ；結像レンズの入射開口又は入射ビーム径
が小さければ入射ビームの拡り ε：ビーム形状に依存する定数 で与えられ、ｆ，λが一定の場合、Ａを大きくす
ればより小さいスポツト径dminが得られる。先
に述べたビームエキスパンダー４は、この効果を
与える為に用いられる。従つて、必要なdminが
レーザ発振器のビーム径によつて得られる場合に
はビームエキスパンダー４は省略される。

ビーム検出器１８は、小さな入射スリツトと、
応答時間の速い光電変換素子（例えばPINダイオ
ード）から成る。ビーム検出器１８は掃引される
レーザビーム１２の位置を検出し、この検出信号
を持つて感光ドラム上に所望の光情報を与える為
の変調器３への入力信号のスタートのタイミング
を決定する。これにより、多面体回転鏡５の各反
射面の分割精度の誤差及び、回転ムラによる水平
方向の信号の同期ずれを、大巾に軽減でき、質の
良い画像が得られると共に、多面体回転鏡５及び
駆動モーター６に要求される精度の許容範囲が大
きくなり、より安価に製作できるものである。

上記の如く、偏向、変調されたレーザビーム１
２は、感光ドラム８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、普通紙に転写、定
着されハードコピーとして出力される。

次に印刷部２０について第２図を参照しつつ説
明する。

本実施例に適用される電子写真プロセスの１例
として本出願人の特公昭42−23910号公報に記載
の如く、導電性支持体、光導電性層及び絶縁層を
基本構成体とする感光板８の絶縁層表面を第１の
コロナ帯電器９によりあらかじめ正又は負に一様
に帯電し、光導電性層と絶縁層の界面もしくは、
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
ーザー光１２を照射すると同時に、交流コロナ放
電器１０による交流コロナ放電を当て、前記レー
ザー光１２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１３により現像して可視
化した後、紙等の転写材１１に前記可視像を内部
もしくは外部電界を利用して転写し、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
が行われた後、前記絶縁層表面をクリーニング装
置１６によりクリーニングして残存する荷電粒子
を除去し、前記感光板８を繰り返し使用するもの
である。

第１，２図示の如き構成に於て、画像記録は第
３図の説明図に示す如くして行なわれるものであ
る。即ち、回転している感光ドラム８は、極めて
速い速度で走査されているレーザビーム１２の走
査方向２４に対して直角な矢印２６の方向にゆる
やかな副走査を与えており、従つて、変調器３に
依つて、黒又は白に対応する変調を受けたレー
ザ・ビーム１２は前記感光ドラム８上に、矢印２
４で示される主走査方向に極めて速い速度で繰り
返して、又矢印２６で示される副走査方向にゆる
やかな速度で、それぞれ走引される飛点２２を形
成する。この飛点２２は、その主走査方向２４及
び副走査方向２６のそれぞれの位置に応じて、変
調器３に依る輝度変調を受け、前記感光ドラム８
上に所望の潜像を形成するものである。

係る構成に於て、ビーム検出器１８は感光ドラ
ム８上に所望の光情報を与える為の変調器３への
入力信号のスタートのタイミングを設定する為に
設けられたものである事については先にも述べた
通りであるが、変調器３への入力信号の同期は、
前記ビーム検出器１８からのトリガ信号に対して
常に同じ位相関係である必要があり、そうする事
に依つて各主走査毎の変調器３への入力信号の同
期がとられ、良質な画像を得る事が出来るもので
ある。

この様な要求に対して、前記トリガ信号に依つ
てスタートする水晶発振器の出力を同期信号とす
る方法が考えられるが、水晶発振器の立上り特性
等の問題から確実な方法とは言えない。

又、ワンシヨツトマルチやマルチバイブレータ
等は、動作が不安定な為に確実な同期信号を得る
には適していない。

従つて、本発明の目的は上記従来技術の欠点を
無くし、トリガ信号に対して常に一定の関係で出
力される同期信号を得、良質の画像を得る事の出
来る記録装置を提供するにある。

本実施例においては発振周波数の安定した晶発
振器の出力に基づいて、前記水晶発振器の出力パ
ルスに対するトリガ信号の時間的な関係から、常
に前記水晶発振器出力に対して、前記時間的な関
係を維持しながらパルス出力を行なう事に依り、
安定して確実な同期信号を発生する新規の同期信
号発生装置を備えた記録装置を提供するものであ
る。

第４図は本発明の一実施例に係る同期信号発生
装置のブロツク構成図を示すもので、第５図はそ
の動作を説明するタイムチヤートである。

第４図中、５０は高い周波数50MHzのパルスを
発振するパルス発振器、５２は前記パルス発振器
５０よりも低い周波数5MHzのパルスを精度よく
発振する水晶発振器、５４は第１図示ビーム検出
器１８の出力を取り込む為のドライバ、５６，５
８はそのクロツク端子に前記パルス発振器５０の
出力を入力されると共に、そのダイレクトリセツ
ト端子CRにインバータ６０を通じて前記水晶発
振器５２の出力を入力されるバイナリ・カウン
タ、６２は前記ドライバ５４の出力に依つて、前
記カウンタ５６の内容を取り込み記憶するラツ
チ、６４は前記ラツチ６２の出力と前記カウンタ
５８の出力を比較して、両出力が一致した時に
“１”出力を行うデイジタル比較器をそれぞれ示
すものである。前記パルス発振器５０の出力は第
５図ａに、前記水晶発振器５２の出力は第５図ｂ
にそれぞれ示されるものである。

斯る構成にあつて、カウンタ５６，５８は常
時、パルス発振器５０の出力をカウントアツプ
し、水晶発振器５２の出力に依つてリセツトされ
るという動作を繰り返して行なつている。

斯る状態で、今、ビーム検出器８でレーザ・ビ
ームが検出されると、ドライバ５４からはラツチ
６２に第５図Ｃに示す如きラツチ信号が与えら
れ、ラツチ６２は前記カウンタ５６のカント内容
をラツチする。この時のカウント内容は、水晶発
振器５２の出力に依つて前記カウンタ５６がリセ
ツトされてから、前記ドライバ５４からラツチ信
号が出力される迄の間のカウンタ５６のカウント
内容である。

ラツチ６２の内容は、カウンタ５８の内容と比
較されるが、カウンタ５８の内容がラツチ６２の
内容と一致するのは、前記水晶発振器５２の出力
に依つてカウンタ５８の内容がリセツトしてか
ら、前記ラツチ６２の内容と等しくなる迄カウン
トアツプした時であり、この時デイジタル、比較
器６４からは第５図ｄに示す如きパルス出力が為
される。

前記デイジタル比較器６４の出力パルスは、従
つて前記水晶発振器５２からパルス出力が為され
た時点からカウンタ５８の内容がラツチ６２にラ
ツチされたカウント内容Ｍに一致する迄の時間が
経過する毎に出力されるもので、その基本的な周
期は極めて正確な周期で発振される水晶発振器５
２の周波数に依存し、又誤差もパルス発振器５０
から発振出力される極めて高い周波数のパルス１
周期までという比較的精度の良い同期信号を得る
事が出来るものである。

又、ラツチ６２はビーム検出器１８からトリガ
信号が出力される毎に、その時点のカウンタ５６
の内容に書き換えられる為、同期信号は常に新た
なトリガー信号に基づいて同期がとられる事とな
る。

従つて、斯る構成を有する同期信号発生装置を
第１図示のレーザ・ビーム記録装置に適用した場
合、多面体回転鏡５の回転むらや面分割精度をそ
れ程向上させなくても、ビーム検出器１８の出力
に基いて得られる正確な同期信号によつて、変調
器３に対する入力信号を制御する事に依り、各走
査線間の変調光点のずれは極少に抑えられるもの
で、質の高い画像記録を行う事が出来るものであ
る。尚、上記実施例に於ては、水晶発振器５２の
パルス出力から、トリガ信号迄の時間をカウンタ
５６に依つてデイジタル的に計数し、ラツチ６２
に依つてデイジタル的に記した上で、この記憶値
をカウンタ５８のデイジタル計数値と比較すると
いう具合に全てデイジタル的に行つたが、上記の
動作をアナログ的な構成に依つて実現する事も可
能である。

第６図は本発明の他の実施例に係る同期信号発
生装置のブロツク構成図を示すもので、第７図は
その動作を説明するタイムチヤートである。第６
図中、６６，６８は共に特性が等しい積分出力を
行うと共に、そのリセツト端子CRに水晶発振器
５２の出力を入力される積分器、７２はビーム検
出器１８の出力を与えられているドライバ５４の
出力に依つて前記積分器５６の出力を取り込み記
憶するサンプルホールド回路、７４は前記サンプ
ルホールド回路７２の出力を前記積分器６８の出
力が上回つた時、“１”出力を行う比較器をそれ
ぞれ示すものである。尚、前記水晶発振器５２の
出力は第７図ａに示されるものである。又、各積
分器６６，６８の各出力の傾斜は端子７６から与
えられる積分電圧に依つて調整可能である。

斌る構成にあつて、積分器６６，６８は常時、
積分電圧に基づいて傾斜電圧出力を行い、水晶発
振器５２の出力に依つてリセツトされるという動
作を繰り返している訳であるが、それらの出力電
圧波形は第７図ｂに示す通りである。斯る状態
で、今ビーム検出器１８でレーザ・ビームが検出
されると、ドライバ５４からはサンプルホールド
回路７２に第７図ｃに示す如き、サンプリング信
号が与えられ、該サンプルホールド回路７２は前
記積分器６６の積分出力をサンプルホールドす
る。この時、前記サンプルホールド回路７２の出
力は第７図ｄに示す如くなるが、この時のホール
ド電圧は、水晶発振器５２の出力に依つて前記積
分器６６がリセツトしてから前記ドライバ５４か
らサンプリング信号が出力されるまでの間の積分
器６６の積分量である。

サンプル・ホールド回路７２のホールド電圧
は、積分器６８の内容と比較されるが、積分器６
８の内容が前記ホールド電圧と一致するのは、前
記水晶発振器５２の出力に依つて積分器６８の積
分値がリセツトしてから、前記サンプルホールド
回路７２のホールド電圧と等しくなる迄積分した
時であり、この時、比較器７４からは第７図ｅに
示す如く“１”出力が為される。

前記比較器７２の出力信号は、従つて前記水晶
発振器５２からパルス出力がなされた時点から、
積分器６８の積分出力がサンプルホールド回路７
２にホールドされた電圧に一致する迄の時間が経
過する毎に“１”に立上るもので、その基本的な
周期は極めて正確な周期で発振される水晶発振器
５２の周波数に依存し、又誤差も積分器６６，６
８の精度を確保すれば極めて少ない同期信号を得
る事が出来る。

又、サンプル・ホールド回路７２はビーム検出
器１８からトリガ信号が出力される毎T₁，T₂
に、その時点の積分器６６の出力電圧をサンプリ
ングする為、同期信号は常に新たなトリガ信号に
基いて同期がとられる事となる。

斯る構成を有する装置も第４図示構成と同じく
レーザビーム記録装置に適用して極めて良い結果
を得る事が出来る。

尚、上記各実施例に於ては、トリガ信号として
ビーム検出器１８の出力を用いた場合を例示した
が、トリガ信号は特定の信号に限定されるもので
なく、同期のとれた周波信号を得る為の基準とな
る信号であればいかなる信号でも良い。又、本発
明の適用はレーザビーム記録装置に限定されるも
のではなく、他のあらゆる装置に適用可能であ
る。又、本発明はデイジタル的な手法とアナログ
的な手法を組み合せても実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザ・ビーム記録装置の基本的な構
成を示す概略構成図、第２図は第１図示装置の印
刷部の断面図、第３図は第１図示記録装置の記録
原理の説明図、第４図は本発明の一実施例に係る
同期信号発生装置のブロツク図、第５図は第４図
示装置の動作を説明するタイムチヤート、第６図
は本発明の他の実施例に係る同期信号発生装置の
ブロツク図、第７図は第６図示装置の動作を説明
するタイムチヤートである。 １８……ビーム検出器、５０……パルス発振
器、５２……水晶発振器、５６，５８……カウン
タ、６２……ラツチ、６４……デイジタル比較
器、６６，６８……積分器、７２……サンプルホ
ールド回路、７４……比較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録媒体上をビームにより繰り返し走査して
   画像の記録を行う記録装置において、画像の記録
   開始のタイミングを決定するために前記ビームに
   よる走査毎に前記ビームの走査位置を示すトリガ
   信号を発生するトリガ信号発生手段と、 基準となる周波数の基準パルスを発生する基準
   パルス発生手段と、前記基準パルスの発生から前
   記トリガ信号が入力される迄の時間を計測し、記
   憶する手段と、前記基準パルスから前記記憶され
   た時間が経過する毎に同期信号の出力を行う同期
   信号出力手段とを備え、前記同期信号出力手段か
   ら出力される所定周期の同期信号に基づいて画像
   の記録を行うことを特徴とする記録装置。