DK154248B - Tovejs skanderingssystem - Google Patents

Description

DK 154248 B

Opfindelsen angår en rasterskandetingsindretning, der indeholder et antal reflekterende overflader, som samvirker til frembringelse af en optisk vej, med hvilken en lysstråle fra en lyskilde bringes til at falde ind på 5 et skanderingsobjekt, hvor de reflekterende overflader omfatter en roterbar deflektor til skandering af strålen gennem en forudbestemt skanderingsbue, og et spejl til refleksion af strålen ned på skanderingsobjektet.

I skanderingsindretninger af rastertypen, der for 10 eksempel kan finde anvendelse til frembringelse af billeder på fotolederen i et xerografisk apparat med henblik på efterfølgende fremkaldelse og overføring til et kopibærende materiale, benyttes typisk en laser som kilde for skanderingsstrålen. Ved hjælp af et optisk system indeholds dende en roterende, skanderende polygon føres strålen over den genstand, som skal skanderes, som for eksempel den førnævnte fotoleder. I tilfælde, hvor skanderingsindretningen tjener til frembringelse af billeder, er der på tværs af strålingsvejen anbragt en modulator til variati-20 on af stråleintensitet i overensstemmelse med tilførte videoindgangssignaler.

Til skanderingsindretninger af den nævnte art som beskrevet i USA-patentskrift nr. 4012 585 stilles der strenge optiske tolerancekrav for at sikre, at den gen-25 stand, der skanderes, rammes af en stråle af den nødvendige størrelse og intensitet, og at der opnås korrekt kontrast, størrelse, orientering m.v. af billedet.

De optiske krav, som må stilles for at opfylde de strenge optiske toleranceniveauer, kan imidlertid nødven-30 diggøre en forholdsvis kompliceret optisk vej for at imødekomme de driftsmæssige begrænsninger for de forskellige optiske komponenter, navnlig skanderingspolygonen, linsen og strålemodulatoren. Selv med et oprindeligt ønske om udformning af en forholdsvis kompakt og billig raster-35 skanderingsindretning kan den særlige sammenhæng mellem 2

DK 154248 B

dimensionerings- og komponentforhold i stedet resultere i en skanderingsindretning af en størrelse og/eller pris, som er væsentligt større end den oprindeligt forudsete eller ønskede.

5 Opfindelsen har til formål at angive et symetrisk optisk system til rasterskandering, der opfylder de strenge optiske toleranceniveauer, og som samtidigt er kompakt. Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at spejlet også bruges til at lede strålen, der kommer fra lyskilden, 10 ned på deflektoren, hvor vejen som strålen følger fra spejlet til deflektoren er forskudt til siden relativt til den vej strålen følger fra deflektoren til spejlet.

Andre formål for og fordele ved opfindelsen vil fremgå af den efterfølgende beskrivelse under henvisning 15 til tegningen, hvor fig. 1 er et isometrisk billede af en som laser drevet rasterskanderingsindretning udformet udførelsesform for principperne ifølge opfindelsen, fig. 2 er et sidebillede af skanderingsindretnin-20 gen i fig. 1, fig. 3 er et ovenfra set billede af skanderingsindretningen i fig. 1.

I tegningens fig. 1-3 ses en rasterudgangsskanderingsindretning 10 som udførelsesform for principperne 25 ifølge opfindelsen. Som det vil fremgå, frembringer skanderingsindretningen 10 latente elektrostatiske billeder på den fotofølsomme overflade 12 af et i dette tilfælde i form af en tromle vist, xerografisk element, som indgår i et ikke vist xerografisk system. Som bekendt for fag-30 folk inden for den xerografiske teknik frembringes latente elektrostatiske billeder på den forinden ensartet opladede fotofølsomme overflade 12 ved selektiv eksponering af denne i afhængighed af billedinformation i form af video- eller skanderingsindgangssignaler til en modu-35 lator 27 i skanderingsindretningen 10. Derefter frem- 3

DK 154248 B

kaldes det således frembragte, latente elektrostatiske billede, og det fremkaldte billede overføres til et passende kopibærende materiale, dvs. et kopiark. Det overførte billede fikseres derpå til frembringelse af en per-5 manent kopi.

Skanderingsindretningen 10 omfatter en i det væsentlige rektangulær bundplade 14, på hvilken de forskellige komponenter i skanderingsindretningen 10 er anbragt i operativt samvirke. På bundpladen 14 findes 10 opretstående endestykker 17 og 18. Fra den øverste del af endestykket 17 strækker en polygonal brounderstøtning 19 sig nedefter til kanten 14' af bundpladen 14.

En modsat vendende, nedadhældende sideunderstøtning 20 strækker sig langs bundpladen 14's ene side fra hjørne-15 området for endestykket 18 til den modsatte ende af bundpladen 14 i nærheden af endestykket 17. Hældningsvinklen for brounderstøtningen 19 og sideunderstøtningen 20 er valgt til opfyldelse af optiske systemkrav og sikring af en maksimal kompakt opbygning.

20 Der benyttes en passende lyskilde med høj intensi tet som for eksempel en laser, lysimiterende dioder (LED-dioder), infrarøde (IR) laserdioder eller lignende. I det viste arrangement er et laseraggregat med et laserplas-marør eller en laser 22 monteret på endestykket 18 i 25 et plan over bundpladen 14's plan. Laseraggregatet 15's længdeakse er i hovedsagen parallel med kanten 14' af bundpladen 14 og endestykkerne 17 og 18. Som det nærmere vil fremgå af det følgende, er laseraggregatet 15 monteret på endestykket 18 ved hjælp af en indstillelig understøtningsmekanisme, som det gør det muligt for servicepersonale på stedet at indstille laseren 22's lysudgangsstråle i forhold til skanderingsindretningens optiske akse. Som det yderligere vil frem-^ gå, findes der til indre fokusering af laserstrålen på en modulator 27 en strålefokuseringslinse 67.

4

DK 154248 B

Ved laseraggregatet 15's stråleudgangsside findes en bevægelig lukker 21, som tjener til spærring for den af laseren 22 udsendte stråle 25, når skanderingsindretningen ikke er i brug. Dette muliggør kon-5 tinuerlig drift af laseren 22 og dermed en længere levetid for laseren. Lukkeren 21 trækkes tilbage ved hjælp af en solenoide 23, når skanderingsindretningen 10 ønskes taget i brug.

Skanderingsindretningens optiske vej fra laserag-10 gregatet 15's stråleudgangsende til den fotoledende overflade 12 indeholder et første strålefoldnings-spejl 24, som er anbragt på endestykket 18 i nærheden af laserudgangen. Strålemodulatoren 27 er anbragt i strålingsvejen efter spejlet 24 på den nedad hælden-15 de sideunderstøtning 20. Spejlet 24 spærrer for laserstrålen 25 og drejer, dvs. folder strålen gennem en vinkel på tilnærmelsesvis 90° i det horisontale plan og nedefter mod modulatoren 27. Modulatoren 27, der kan omfatte en hvilken som helst passende lysmodulator, 20 f.eks. af den akustisk-optiske type, afbøjer selektivt strålen 25 til frembringelse af nulte og første ordens stråler 31 og 32 i overensstemmelse med et videobil -ledsignal. Et strålestop 29 på sideunderstøtningen 20 spærrer for nulte ordens, strålen 31. Første ordens 25 strålen 32 fra modulatoren 27 rammer et andet strålefoldningsspejl 30, som er anbragt på sideunderstøtningen 20 efter og nedenfor modulatoren 27.

Med spejlet 30 reflekteres første ordens strålen tilbage mod laseren 22 i et generelt horisontalt plan 30 parallelt med bundpladen 14 til et tredje, forstærkende spejl 33 (power mirror). Spejlet 33, som er anbragt på bundpladen 14 i nærheden af og under laseren 22, foldet·strålen 32 tilbage og retter den opefter ad en vej/ der hovedsageligt er parallel med brounderstøt-35 ningen 19's overflade mod polygonen 35. Som det vil ses, har skanderingsindretningens optiske vej O et sådant forløb, at den af spejlet 33 reflekterede strå- 5

DK 154248 B

le passerer gennem den ene side af linsen 45 mod de spejlbelagte facetter af skanderingspolygonen 35.

Det forstærkede spejl 33 omfatter et cylindrisk spejl med forstærkning i skanderingstværplanet. Spejlet 5 33 tjener til at hjælpe til fokuseringen af tværskande- ringsstråleindsnøringen på skanderingspolygonen 35's facetter. Linsen 45 udfører tværskanderingsfokusering ved hjælp af det forsstærkende spejl 33 og kollimerer strålen i polygonfacetskanderingsretningen.

10 Skanderingspolygonen 35 er monteret på akslen 37 for en polygondrivmotor 38, der er anbragt på undersiden af brounderstøtningen 19, idet der findes passende, ikke viste lejeorganer til at muliggøre rotation af akslen 37 og den på denne monterede polygon 15 35. Den beskrevne polygon med drivmotor udgør fortrins vis en samlet enhed, hvis længdeakse som følge af monteringen på brounderstøtningen 19 er i det væsentlige vinkelret på brounderstøtningen 19's plan. Da brounderstøtningen 19 er skråtstillet, er rotationsplanet for 20 polygonen 35 ligeledes skråtstillet og i hovedsagen parallelt med brounderstøtningen 19's plan.

Polygonen 35 er ved sin periferi udformet med et antal spejllignende facetter 36, som reflekterer den indfaldende første ordens stråle 32 gennem en for-25 udbestemt skanderingsbue under polygonen 35's rotation til frembringelse af en skanderingsstråle 40.

Et alternativ til at benytte et polygon med reflekterende spejle, er at benytte en holografisk skive, hvori spejlene effektivt er erstattet af afbøjningsgit-30 re, der har en tilsvarende effekt på strålen af kohærent udstråling der hører til den roterende skive.

Den af polygonen 35's facetter 36 reflekterede skanderingsstråle 40 passerer gennem billeddannelseslinsen 45, der tjener til fokusering af strålen på 35 den fotoledende overflade 12. Linsen 45 er monteret på brounderstøtningen 19 i strålevejen efter polygo-

Claims (6)

1. Rasterskanderingsindretning (10), der indeholder et antal reflekterende overflader (24, 30, 33, 36, 47), som samvirker til frembringelse af en optisk vej, 30 med hvilken en lysstråle fra en lyskilde (15) bringes til at falde ind på et skanderingsobjekt (12), hvor de reflekterende overflader omfatter en roterbar deflektor (35) til skandering af strålen gennem en forudbestemt skanderingsbue, og et spejl (33) til refleksion af strå-35 len ned på skanderingsobjektet (12), kendetegnet ved, at spejlet (33) også bruges til at lede strå- DK 154248 B len, der kommer fra lyskilden (ISj^ned på deflektoren (35), hvor vejen som strålen følger fra spejlet (33) til deflektoren (35) er forskudt til siden relativt til den vej strålen følger fra deflektoren (35) til spejlet (33).

2. Raster.skanderingsindretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at deflektoren indeholder et roterende prismatisk spejl (35), hvis tværsnit er en polygon.

3. Skanderingsindretning ifølge.krav 1, k e n-Ί0 detegnet ved, at deflektoren indeholder et afbøjningsgitter .

4. Skanderingsindretning ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at den indeholder organer (45) til fokusering af lysstrålen ned 15 på det objekt, der skal skanderes.

5. Rasterskanderingsindretning ifølge et eller flere af de foregående krav, indeholdende mindst to lysfølsomme detektorer (53, 54) placeret således, at de modtager strålen nær dens grænse for skanderingen, til frem- 20 bringelse af skandingsstart- og slutsignaler, når de passeres af skanderingsstrålen, kendetegnet ved, at strålen opfanges af afskæringsspejle (50, 51), der reflekterer skanderingsstrålen til detektorerne, og på denne måde begrænser skandingsbuen.

6. Rasterskanderingsindretning ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at den optiske vej spærres af et linsesystem (45), der lader både den indfaldende og den reflekterende stråle passerer, hvor disses akser er sideværts forskudt, og 30 ikke parallelle i det tangentiale plan, men forskudt og parallelle i det sagitale plan. 35