JP4081474B2 - Cylindrical inner surface scanning image recording apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、円筒内面に保持された記録シートを画像情報に応じて変調された複数本の光ビームで走査し、画像を記録する円筒内面走査型画像記録装置に関する。   The present invention relates to a cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus that records an image by scanning a recording sheet held on a cylindrical inner surface with a plurality of light beams modulated according to image information.

レーザビームを用いて記録シートに画像を記録する装置として、副走査搬送される平面状の記録シートにレーザビームを主走査方向に照射して記録を行う平面走査型画像記録装置、回転するドラムの外周面に貼着された記録シートにレーザビームを照射して記録を行う円筒外面走査型画像記録装置、および、円筒内面に貼着された記録シートにレーザビームを照射して記録を行う円筒内面走査型画像記録装置がある。この場合、円筒内面走査型画像記録装置は、記録シートが円筒の内面に貼着されているため、記録中における記録シートの剥離がなく、且つ、記録される画像の寸法精度が高く、また、高速走査性、経済性等に優れていることから、多用されるに至っている。   As a device for recording an image on a recording sheet using a laser beam, a planar scanning type image recording device that performs recording by irradiating a planar recording sheet conveyed in the sub-scanning direction in the main scanning direction, a rotating drum Cylindrical outer surface scanning type image recording apparatus for recording by irradiating the recording sheet adhered to the outer peripheral surface with the laser beam, and inner surface of the cylinder for performing recording by irradiating the recording sheet adhered to the inner surface of the cylinder with the laser beam There is a scanning image recording apparatus. In this case, in the cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus, since the recording sheet is attached to the inner surface of the cylinder, there is no peeling of the recording sheet during recording, and the dimensional accuracy of the recorded image is high. Since it is excellent in high-speed scanning and economical efficiency, it has been frequently used.

前記円筒内面走査型画像記録装置では、例えば、レーザビームの入射方向に対して反射面が略45°に設定された光走査器を円筒の中心軸上に配設し、前記反射面を前記中心軸を中心として回転させることにより、前記レーザビームを記録シート上で走査させるようにしている。   In the cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus, for example, an optical scanner having a reflection surface set to about 45 ° with respect to the incident direction of the laser beam is disposed on the central axis of the cylinder, and the reflection surface is the center. The laser beam is scanned on the recording sheet by rotating about the axis.

ところで、このように構成される円筒内面走査型画像記録装置では、複数のレーザビームを用いて走査を行うことにより、記録速度を向上させる試みがなされている。この場合、複数のレーザビームを単に光走査器に入射させただけでは、レーザビームを記録シート上で直線的に走査させることができないため、正確な画像の記録を行うことはできない。   By the way, in the cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus configured as described above, an attempt is made to improve the recording speed by performing scanning using a plurality of laser beams. In this case, if a plurality of laser beams are simply made incident on the optical scanner, the laser beams cannot be linearly scanned on the recording sheet, so that accurate image recording cannot be performed.

すなわち、光走査器2の反射面4が図15Aの向き(反射面4の短軸がY軸と一致)にある場合、Z軸に平行な状態で反射面4の短軸上に入射した3本のレーザビーム#1、#2、#3は、X−Y平面に沿って反射され、各レーザビーム#1、#2、#3が同一の走査線上を進行する状態で記録シートSに到達する。また、反射面4が図15Aの状態から90°回転し、図15Bの向きとなった場合、前記レーザビーム#1、#2、#3は、Y−Z平面に沿って反射され、各レーザビーム#1、#2、#3が分離された状態で記録シートSに到達する。さらに、反射面4が図15Bの状態から90°回転し、図15Cの向きとなった場合、前記レーザビーム#1、#2、#3は、再びX−Y平面に沿って反射され、各レーザビーム#1、#2、#3が同一の走査線上を進行する状態で記録シートSに到達する。この場合、入射したレーザビーム#1、#2、#3の反射面4上での位置が光走査器2の回転角度により変動するため、記録シートS上には、反射面4の中心に入射するレーザビーム#2により形成される走査線を除き、図16に示すように湾曲した走査線が形成される。   That is, when the reflecting surface 4 of the optical scanner 2 is in the direction of FIG. 15A (the minor axis of the reflecting surface 4 coincides with the Y axis), the light is incident on the minor axis of the reflecting surface 4 in a state parallel to the Z axis. The laser beams # 1, # 2, and # 3 are reflected along the XY plane, and reach the recording sheet S in a state where the laser beams # 1, # 2, and # 3 travel on the same scanning line. To do. Further, when the reflecting surface 4 is rotated 90 ° from the state of FIG. 15A and becomes the direction of FIG. 15B, the laser beams # 1, # 2, and # 3 are reflected along the YZ plane, and each laser beam is reflected. The recording sheet S is reached in a state where the beams # 1, # 2, and # 3 are separated. Further, when the reflecting surface 4 is rotated 90 ° from the state of FIG. 15B and becomes the direction of FIG. 15C, the laser beams # 1, # 2, and # 3 are again reflected along the XY plane, The laser beams # 1, # 2, and # 3 reach the recording sheet S in a state of traveling on the same scanning line. In this case, since the positions of the incident laser beams # 1, # 2, and # 3 on the reflection surface 4 vary depending on the rotation angle of the optical scanner 2, they are incident on the recording sheet S at the center of the reflection surface 4. A curved scanning line is formed as shown in FIG. 16 except for the scanning line formed by the laser beam # 2.

そこで、複数のレーザビームを用いて走査を行う際に生じる前記の不具合を回避するため、レーザビームの光源と光走査器との間に前記光走査器とともに回転するホログラムを配設し、レーザビームの前記ホログラムに対する入射位置に応じて回折角度を制御することにより、光走査器に対するレーザビームの入射位置を調整し、結果的に記録シート上での各走査線が直線となるように構成したものがある(特許文献1)。   Therefore, in order to avoid the above-mentioned problems that occur when scanning using a plurality of laser beams, a hologram that rotates together with the optical scanner is disposed between the light source of the laser beam and the optical scanner, and the laser beam By adjusting the diffraction angle according to the incident position on the hologram, the incident position of the laser beam on the optical scanner is adjusted, and as a result, each scanning line on the recording sheet becomes a straight line. (Patent Document 1).

また、P偏光およびS偏光の2本のレーザビームを生成し、これらのレーザビームの一方を回転する偏向ビームスプリッタを介して記録シートに導くとともに、前記偏向ビームスプリッタにより分離された他方のレーザビームを回転する反射板を介して前記記録シートに導くように構成したものがある(特許文献2)。   Further, two laser beams of P-polarized light and S-polarized light are generated, and one of these laser beams is guided to a recording sheet via a rotating deflection beam splitter, and the other laser beam separated by the deflection beam splitter Is configured to be guided to the recording sheet via a reflecting plate rotating (Patent Document 2).

また、P偏光およびS偏光の2本のレーザビームのそれぞれを画像信号に基づいて変調した後、回転するホロゴン(ホログラム回折格子)偏向器を介して記録シート上に導いて走査する際に、一方のレーザビームをピエゾ素子により前記ホロゴン偏向器の回転角度に応じて角度制御されたミラーで偏向制御し、2本の走査線間隔を維持するように構成したものがある(特許文献3)。   In addition, when each of the two laser beams of P-polarized light and S-polarized light is modulated based on an image signal and then guided onto a recording sheet via a rotating hologon (hologram diffraction grating) deflector, The laser beam is controlled to be deflected by a piezo element with a mirror whose angle is controlled in accordance with the rotation angle of the hologon deflector, and the interval between two scanning lines is maintained (Patent Document 3).

また、レーザビームを3回反射させて記録シートに導く光走査器を用い、この光走査器を回転させることにより、レーザビームのねじれをなくすように構成したものがある(特許文献4〜6)。   Also, there is an optical scanner that reflects the laser beam three times and guides it to the recording sheet, and is configured to eliminate the twist of the laser beam by rotating the optical scanner (Patent Documents 4 to 6). .

また、複数の光ビームを出力する発光素子アレイを円筒の中心軸上に回転可能に配設し、これを回転させるように構成したものがある(特許文献7)。   In addition, there is a configuration in which a light emitting element array that outputs a plurality of light beams is rotatably disposed on a central axis of a cylinder and is rotated (Patent Document 7).

さらに、回転する光走査器の反射面に透明媒質層を設け、前記透明媒質層に波長の異なる複数のレーザビームを入射させ、屈折率の差を用いて前記レーザビームを分離して記録シート上に導くように構成したものがある(特許文献8、9)。   Further, a transparent medium layer is provided on the reflecting surface of the rotating optical scanner, a plurality of laser beams having different wavelengths are incident on the transparent medium layer, and the laser beams are separated using a difference in refractive index to be recorded on the recording sheet. (Patent Documents 8 and 9).

特公平4−73829号公報Japanese Patent Publication No. 4-73829 特開平5−27188号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-27188 米国特許第5,097,351号公報US Pat. No. 5,097,351 特開平5−27190号公報JP-A-5-27190 特開平5−289018号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-289018 特開平5−308488号公報JP-A-5-308488 特開平5−63920号公報JP-A-5-63920 特開平4−348311号公報JP-A-4-348311 特開平6−95016号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-95016

しかしながら、これらの従来技術の場合、光走査器とともに回転させなければならない部材が多いため、精度が低下し、また、構成が複雑になる不具合がある。また、構成が比較的簡易であっても、例えば、特許文献8、9の場合、波長の管理が極めて難しく、従って、記録シート上での走査線の幅を正確に調整することができないという欠点がある。   However, in these prior arts, since there are many members that must be rotated together with the optical scanner, there is a problem that the accuracy is lowered and the configuration is complicated. Further, even if the configuration is relatively simple, for example, in Patent Documents 8 and 9, wavelength management is extremely difficult, and therefore the width of the scanning line on the recording sheet cannot be accurately adjusted. There is.

また、特許文献3においては、2本の走査線の間隔を一定とすることは可能であるが、2本の走査線の主走査方向の走査位置を調整することについては具体的に示されておらず、従って、高精度の画像記録はできない。   Further, in Patent Document 3, it is possible to make the interval between two scanning lines constant, but there is a specific description of adjusting the scanning position of the two scanning lines in the main scanning direction. Therefore, high-precision image recording cannot be performed.

さらに、特許文献2および3においては、2つのレーザビームしか制御できないため、大幅な高速化を望むことはできない。   Further, in Patent Documents 2 and 3, since only two laser beams can be controlled, a significant increase in speed cannot be desired.

本発明は、このような課題を解決し、回転する構成要素を増加させることなく、簡易な構成で記録シート上に複数の光ビームを高精度に導き、高速記録を実現することのできる円筒内面走査型画像記録装置を提供することを目的とする。   The present invention solves such problems, and without increasing the number of rotating components, a cylindrical inner surface capable of guiding a plurality of light beams onto a recording sheet with high accuracy and realizing high-speed recording without increasing the number of rotating components. An object of the present invention is to provide a scanning image recording apparatus.

前記の目的を達成するために、本発明は、円筒内面に保持された記録シートを画像情報に応じて変調された複数本の光ビームで主走査し、画像を記録する円筒内面走査型画像記録装置において、
前記複数本の光ビームを出力する光ビーム出力手段と、
前記円筒の中心軸を回転軸とする反射面を有し、前記複数本の光ビームを回転する前記反射面により反射させ、前記記録シート上を主走査する走査手段と、
前記光ビームを、前記走査手段の前記回転軸に直交する面内で2次元的に所望の偏向量だけ偏向させ、前記記録シート上で主走査方向および副走査方向に所望の変位を生じさせる偏向量可変な光偏向手段と、
前記光偏向手段による前記記録シート上での前記光ビームの変位位置を、前記反射面の回転に同期させて制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a cylindrical inner surface scanning type image recording in which a recording sheet held on the inner surface of a cylinder is main-scanned with a plurality of light beams modulated according to image information to record an image. In the device
A light beam output means for outputting the plurality of light beams;
Scanning means having a reflecting surface with the central axis of the cylinder as a rotation axis, reflecting the plurality of light beams by the rotating reflecting surface, and performing main scanning on the recording sheet;
Deflection that causes the light beam to be deflected by a desired deflection amount two-dimensionally in a plane orthogonal to the rotation axis of the scanning means, and causes a desired displacement in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the recording sheet. A variable amount of light deflecting means;
Control means for controlling the displacement position of the light beam on the recording sheet by the light deflecting means in synchronization with rotation of the reflecting surface;
It is characterized by providing.

本発明では、制御手段からの制御信号に基づいて光偏向手段を制御し、光ビーム出力手段から出力されて走査手段に入射する複数の光ビームを前記走査手段の回転軸に直交する面内で2次元的に所望の偏向量だけ偏向させることにより、前記走査手段により反射された複数の光ビームの走査線の湾曲を補正し、副走査方向に所望の記録間隔に調整して記録シート上に導く。この場合、走査線の間隔を任意の間隔で一定とし、且つ、長さを同一として、高精度な画像の記録ができる。   In the present invention, the light deflection means is controlled based on a control signal from the control means, and a plurality of light beams output from the light beam output means and incident on the scanning means are within a plane orthogonal to the rotation axis of the scanning means. By deflecting a desired deflection amount two-dimensionally, the curvature of the scanning lines of the plurality of light beams reflected by the scanning means is corrected and adjusted to a desired recording interval in the sub-scanning direction on the recording sheet. Lead. In this case, it is possible to record an image with high accuracy by keeping the scanning line interval constant at an arbitrary interval and the same length.

本発明では、走査線の間隔を一定とするための可動部が走査手段のみであるため、機械的な調整を不要として精度を容易に向上させることができる。また、装置全体をコンパクトに構成することが可能となる。また、記録シート上での走査線は、電気的な制御によって容易に走査開始位置および走査終了位置を調整することができるため、高精度な画像記録を実現することができる。   In the present invention, since the movable part for making the interval between the scanning lines constant is only the scanning means, the mechanical adjustment is not required and the accuracy can be easily improved. In addition, the entire apparatus can be configured compactly. Further, since the scanning line on the recording sheet can easily adjust the scanning start position and the scanning end position by electrical control, high-precision image recording can be realized.

また、本発明では、光ビームを走査手段の回転軸に直交する面内で2次元的に偏向させることにより、走査線の間隔および長さを同時に調整することができる。   In the present invention, the interval and length of the scanning lines can be adjusted simultaneously by deflecting the light beam two-dimensionally in a plane orthogonal to the rotation axis of the scanning means.

さらに、従来の1本の光ビームを光走査器で偏向して画像を記録するタイプから本発明の複数本の光ビームを用いるタイプに容易に拡張することも可能である。しかも、光ビームの本数の増加、特に3本以上の増加が容易であるため、例えば、走査手段の回転数を低く設定し、走査による記録精度の信頼性を向上させることも可能となる。   Furthermore, it is possible to easily expand from the conventional type in which one light beam is deflected by an optical scanner to record an image to the type using a plurality of light beams of the present invention. In addition, since it is easy to increase the number of light beams, particularly three or more, it is possible to set the rotation speed of the scanning means to be low and improve the reliability of recording accuracy by scanning.

図1および図2A、図2Bは、本発明の第1実施例の原理を説明する図である。   FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the principle of the first embodiment of the present invention.

光走査器2の反射面4が図1の向き(反射面4の短軸がY軸と一致)にある場合、Z軸に沿って反射面4の中心に入射したレーザビームL0は、X軸に沿って反射される。そこで、このレーザビームL0を光走査器2に対してX軸方向に+θX だけ偏位させると、反射されたレーザビームL0は、X軸に直交する所定の面内において、Z方向に−Δzだけ変位する。また、レーザビームL0を光走査器2に対してX軸方向に−θX だけ偏位させると、反射されたレーザビームL0は、X軸に直交する所定の面内において、Z方向に+Δzだけ変位する。 When the reflecting surface 4 of the optical scanner 2 is in the direction shown in FIG. 1 (the minor axis of the reflecting surface 4 coincides with the Y axis), the laser beam L0 incident on the center of the reflecting surface 4 along the Z axis is the X axis. Is reflected along. Therefore, when the laser beam L0 is deviated by + θ X in the X-axis direction with respect to the optical scanner 2, the reflected laser beam L0 is −Δz in the Z direction within a predetermined plane orthogonal to the X-axis. Displace only. Further, when the laser beam L0 is deviated by −θ X in the X axis direction with respect to the optical scanner 2, the reflected laser beam L0 is + Δz in the Z direction within a predetermined plane orthogonal to the X axis. Displace.

そこで、光走査器2に入射する互いに平行なレーザビーム#1および#3を、それぞれレーザビーム#2に対してY軸方向に所定量離間させた状態でX軸のマイナス方向およびプラス方向に所定量偏位させることにより、反射された各レーザビーム#1、#3をZ軸方向に偏位させることができる。従って、反射されたレーザビーム#1、#2、#3を図15Aに示すX−Y平面上の配列からX軸の回りに略回転させ、図2Aに示すように、Y軸方向に一定距離離間させて設定することができる。同様に、光走査器2の反射面4が図2Bの向きにある場合において、レーザビーム#1をX軸のプラス方向に所定量偏位させるとともに、レーザビーム#3をX軸のマイナス方向に所定量偏位させることにより、反射されたレーザビーム#1、#2、#3を図15Cに示すX−Y平面上の配列からX軸の回りに略回転させ、図2Bに示すように、Y軸方向に一定距離離間させて設定することができる。   Accordingly, the laser beams # 1 and # 3 incident on the optical scanner 2 are placed in the minus and plus directions of the X axis in a state where they are separated from the laser beam # 2 by a predetermined amount in the Y axis direction. By deviating a certain amount, the reflected laser beams # 1 and # 3 can be displaced in the Z-axis direction. Accordingly, the reflected laser beams # 1, # 2, and # 3 are substantially rotated around the X axis from the arrangement on the XY plane shown in FIG. 15A, and as shown in FIG. It can be set apart. Similarly, when the reflecting surface 4 of the optical scanner 2 is in the direction of FIG. 2B, the laser beam # 1 is deviated by a predetermined amount in the positive direction of the X axis, and the laser beam # 3 is shifted in the negative direction of the X axis. By deflecting by a predetermined amount, the reflected laser beams # 1, # 2, and # 3 are substantially rotated around the X axis from the arrangement on the XY plane shown in FIG. 15C, and as shown in FIG. 2B, It can be set at a certain distance in the Y-axis direction.

このように、反射面4に対するレーザビーム#1および#3の入射方向をX−Z平面内で1次元的に調整することにより、記録シートS上における各レーザビーム#1、#2、#3の走査間隔を走査位置によらず一定とすることができる。従って、図3に示すように、前記各レーザビーム#1、#2、#3によって記録シートS上に記録される走査線は、全走査域にわたり平行となる直線として形成することができる。   In this way, the laser beams # 1, # 2, and # 3 on the recording sheet S are adjusted in a one-dimensional manner within the XZ plane by the incident directions of the laser beams # 1 and # 3 with respect to the reflecting surface 4. The scanning interval can be made constant regardless of the scanning position. Therefore, as shown in FIG. 3, the scanning lines recorded on the recording sheet S by the laser beams # 1, # 2, and # 3 can be formed as straight lines that are parallel over the entire scanning area.

ここで、前記の説明において、図4Aに示すように、光走査器2の反射面4に入射するレーザビーム#1、#2、#3のスポットを、記録シートSと共役となる面S′上に射影した場合、前記光走査器2の回転に伴う前記面S′上におけるレーザビーム#1および#3の軌跡は、図4Bに示すように、光走査器2の角速度をωとして、
X=−a・cosωt …レーザビーム#1の軌跡
X= a・cosωt …レーザビーム#3の軌跡
で表される単振動となる。従って、前記の各式に従ってレーザビーム#1および#3を偏向して光走査器2に導くようにすることで、図3に示すように、一定間隔からなる複数の走査線を形成することができる。
Here, in the above description, as shown in FIG. 4A, the spots S of the laser beams # 1, # 2, and # 3 incident on the reflection surface 4 of the optical scanner 2 are conjugate with the recording sheet S. When projected upward, the trajectories of the laser beams # 1 and # 3 on the surface S ′ accompanying the rotation of the optical scanner 2 are as shown in FIG. 4B, where the angular velocity of the optical scanner 2 is ω.
X = −a · cos ωt... Locus of laser beam # 1 X = a · cos ωt... Single vibration represented by the locus of laser beam # 3. Therefore, by deflecting the laser beams # 1 and # 3 and guiding them to the optical scanner 2 according to the above equations, a plurality of scanning lines having a constant interval can be formed as shown in FIG. it can.

図5は、第1実施例の円筒内面走査型画像記録装置を示す。この装置は、レーザビームLを発生するレーザビーム発生器6と、前記レーザビームLを3本のレーザビーム#1、#2、#3に分割するビームスプリッタ8と、レーザビーム#1を図5に示すX軸方向に偏向するとともに、画像情報に応じて変調する音響光学素子10xと、レーザビーム#2を偏向することなく画像情報に応じて変調する音響光学素子12と、レーザビーム#3をX軸方向に偏向するとともに、画像情報に応じて変調する音響光学素子14xと、前記レーザビーム#1、#2、#3を反射するミラー16、18、20と、前記レーザビーム#1、#2、#3を集光する集光レンズ22と、回転する反射面4を有し、前記レーザビーム#1、#2、#3を反射して記録シートS上に導く光走査器2とを備える。なお、前記記録シートSは、ドラム24の円筒内面に保持されており、前記光走査器2は、前記ドラム24の中心軸上に配設される。   FIG. 5 shows a cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus of the first embodiment. This apparatus includes a laser beam generator 6 that generates a laser beam L, a beam splitter 8 that splits the laser beam L into three laser beams # 1, # 2, and # 3, and a laser beam # 1 as shown in FIG. And an acoustooptic device 10x that modulates according to image information without deflecting the laser beam # 2, and a laser beam # 3. Acoustooptic element 14x that deflects in the X-axis direction and modulates according to image information, mirrors 16, 18, and 20 that reflect laser beams # 1, # 2, and # 3, and laser beams # 1 and # 2 and a condensing lens 22 for condensing the light beam # 3 and an optical scanner 2 having a rotating reflecting surface 4 and reflecting the laser beams # 1, # 2, and # 3 onto the recording sheet S. Prepare. The recording sheet S is held on the cylindrical inner surface of the drum 24, and the optical scanner 2 is disposed on the central axis of the drum 24.

図6は、図5に示す音響光学素子10x、12および14xを制御する回路を示す。   FIG. 6 shows a circuit for controlling the acousto-optic elements 10x, 12 and 14x shown in FIG.

この回路は、光走査器2に設けられた図示しないエンコーダからの信号に基づき制御クロック信号を生成する制御回路26と、前記制御クロック信号に従って余弦波電圧信号(X=−a・cosωt)を生成する余弦波信号生成回路28aと、前記制御クロック信号に従って余弦波電圧信号(X=a・cosωt)を生成する余弦波信号生成回路28bと、前記制御クロック信号に従って定電圧信号を生成する定電圧信号生成回路30と、前記余弦波電圧信号または前記定電圧信号から周波数変調信号を生成する電圧制御発振器32a、32b、32cと、前記各周波数変調信号を2値画像信号に従って変調する変調器34a、34b、34cと、変調された前記各周波数変調信号を増幅して音響光学素子10x、12、14xに夫々供給する増幅器36a、36b、36cと、制御回路26からの制御クロック信号に従って所望の2値画像信号を生成する2値画像信号生成回路38とを備える。   This circuit generates a control clock signal based on a signal from an encoder (not shown) provided in the optical scanner 2 and generates a cosine wave voltage signal (X = −a · cosωt) according to the control clock signal. A cosine wave signal generation circuit 28a that generates a cosine wave voltage signal (X = a · cosωt) according to the control clock signal, and a constant voltage signal that generates a constant voltage signal according to the control clock signal. A generating circuit 30; voltage controlled oscillators 32a, 32b, and 32c that generate frequency modulation signals from the cosine wave voltage signal or the constant voltage signal; and modulators 34a and 34b that modulate the frequency modulation signals according to a binary image signal. , 34c and the modulated frequency modulation signals are supplied to the acoustooptic devices 10x, 12 and 14x, respectively. Amplifiers 36a, 36b, and 36c and a binary image signal generation circuit 38 that generates a desired binary image signal in accordance with a control clock signal from the control circuit 26 are provided.

ここで、前記音響光学素子10x、12、14xにより偏向されたレーザビーム#1、#2、#3によって記録シートS上に形成される走査線は、図3に示すように、主走査方向(矢印X方向)に対して異なる走査長を有している。そこで、この異なる走査長を補正して正確に画像を記録するために、制御回路26は、図7に示す制御クロック信号生成回路40を備える。   Here, as shown in FIG. 3, the scanning lines formed on the recording sheet S by the laser beams # 1, # 2, and # 3 deflected by the acousto-optic elements 10x, 12, and 14x are in the main scanning direction ( It has different scanning lengths in the direction of arrow X). Therefore, in order to correct the different scanning lengths and accurately record an image, the control circuit 26 includes a control clock signal generation circuit 40 shown in FIG.

すなわち、前記制御クロック信号生成回路40は、光走査器2に設けられた図示しないエンコーダからの回転位置信号Pから位相同期信号を生成するPLL回路42と、前記エンコーダからの主走査開始信号LSYNCに従って、前記位相同期信号から基本クロック信号Bを生成する基本クロック信号生成回路44と、前記基本クロック信号をカウントするカウンタ46と、前記カウンタ46からのカウント値に従って、各レーザビーム#1、#2、#3を制御する制御クロック信号CL1、CL2、CL3の遅延量を設定する遅延量設定信号を出力するルックアップテーブル48と、前記遅延量設定信号に従って、前記基本クロック信号生成回路44からの基本クロック信号を所定量遅延させ、制御クロック信号CL1、CL2、CL3を出力する遅延回路50a、50b、50cとを備える。なお、前記制御クロック信号CL1、CL2、CL3は、図6に示す2値画像信号生成回路38に供給される。   That is, the control clock signal generation circuit 40 is in accordance with a PLL circuit 42 that generates a phase synchronization signal from a rotation position signal P from an encoder (not shown) provided in the optical scanner 2 and a main scanning start signal LSYNC from the encoder. The basic clock signal generation circuit 44 that generates the basic clock signal B from the phase synchronization signal, the counter 46 that counts the basic clock signal, and the laser beams # 1, # 2, The basic clock from the basic clock signal generation circuit 44 according to the lookup table 48 for outputting a delay amount setting signal for setting the delay amount of the control clock signals CL1, CL2, CL3 for controlling # 3 and the delay amount setting signal The signal is delayed by a predetermined amount, and the control clock signals CL1, CL2, CL3 are Comprising forces a delay circuit 50a, 50b, and 50c. The control clock signals CL1, CL2, CL3 are supplied to the binary image signal generation circuit 38 shown in FIG.

第1実施例の円筒内面走査型画像記録装置は、基本的には、以上のように構成されるものであり、次に、その動作について説明する。   The cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus of the first embodiment is basically configured as described above, and the operation thereof will be described next.

レーザビーム発生器6から出力されたレーザビームLは、ビームスプリッタ8によって3本のレーザビーム#1、#2、#3に分割される。分割されたレーザビーム#1は、音響光学素子10xによってX軸方向に偏向されるとともに(図2A、図2B参照)、画像情報に応じてオン/オフ制御される。次いで、ミラー16により反射偏向された後、集光レンズ22を介して光走査器2に導入される。光走査器2は、Z軸を中心として回転する反射面4によりレーザビーム#1を反射偏向し、記録シートSに導く。同様に、レーザビーム#3は、音響光学素子14x、ミラー20、集光レンズ22、光走査器2を介して記録シートSに導かれる。一方、レーザビーム#2は、光走査器2の回転中心へ導入されるため、偏向されることなく、音響光学素子12によって画像情報に応じてオン/オフ制御された後、ミラー18、集光レンズ22、光走査器2を介して記録シートSに導かれる。そして、記録シートS上には、図3に示すように、一定の間隔からなる3本の走査線により画像が形成される。   The laser beam L output from the laser beam generator 6 is divided into three laser beams # 1, # 2, and # 3 by the beam splitter 8. The divided laser beam # 1 is deflected in the X-axis direction by the acousto-optic device 10x (see FIGS. 2A and 2B), and on / off controlled according to image information. Next, after being reflected and deflected by the mirror 16, the light is introduced into the optical scanner 2 through the condenser lens 22. The optical scanner 2 reflects and deflects the laser beam # 1 by the reflecting surface 4 that rotates about the Z axis and guides it to the recording sheet S. Similarly, the laser beam # 3 is guided to the recording sheet S via the acoustooptic device 14x, the mirror 20, the condenser lens 22, and the optical scanner 2. On the other hand, since the laser beam # 2 is introduced into the rotation center of the optical scanner 2, it is turned on / off according to the image information by the acoustooptic device 12 without being deflected, and then the mirror 18, The light is guided to the recording sheet S through the lens 22 and the optical scanner 2. On the recording sheet S, as shown in FIG. 3, an image is formed by three scanning lines having a constant interval.

次に、レーザビーム#1、#2、#3の制御について、図6に基づき詳細に説明する。   Next, control of laser beams # 1, # 2, and # 3 will be described in detail with reference to FIG.

先ず、光走査器2に設けられた図示しないエンコーダからの回転位置信号Pおよび主走査開始信号LSYNCに基づき、制御回路26は、制御クロック信号を余弦波信号生成回路28a、28bに供給する。余弦波信号生成回路28a、28bは、位相が180°異なる余弦波電圧信号(X=−a・cosωt、X=a・cosωt)を各電圧制御発振器32a、32cに供給する。前記電圧制御発振器32a、32cは、前記余弦波電圧信号を周波数変調信号に変換し、この変換された周波数変調信号は、変調器34a、34cにおいて2値画像信号によりオン/オフ制御された後、増幅器36a、36cを介して音響光学素子10xおよび14xに供給される。この場合、音響光学素子10x、14xは、前記周波数変調信号に基づいてレーザビーム#1および#3を図2A、図2Bに示すX軸方向に偏向する。   First, based on a rotation position signal P and a main scanning start signal LSYNC from an encoder (not shown) provided in the optical scanner 2, the control circuit 26 supplies a control clock signal to the cosine wave signal generation circuits 28a and 28b. The cosine wave signal generation circuits 28a and 28b supply cosine wave voltage signals (X = −a · cos ωt, X = a · cos ωt) whose phases are different by 180 ° to the voltage controlled oscillators 32a and 32c. The voltage controlled oscillators 32a and 32c convert the cosine wave voltage signal into a frequency modulation signal, and the converted frequency modulation signal is controlled to be turned on / off by the binary image signal in the modulators 34a and 34c. The signals are supplied to the acousto-optic elements 10x and 14x via the amplifiers 36a and 36c. In this case, the acoustooptic devices 10x and 14x deflect the laser beams # 1 and # 3 in the X-axis direction shown in FIGS. 2A and 2B based on the frequency modulation signal.

また、制御回路26は、制御クロック信号を定電圧信号生成回路30に供給し、生成された定電圧信号を電圧制御発振器32bに供給する。前記電圧制御発振器32bは、この定電圧信号を周波数変調信号に変換する。次いで、前記周波数変調信号は、変調器34bにおいて2値画像信号によりオン/オフ制御された後、増幅器36bを介して音響光学素子12に供給される。この場合、音響光学素子12は、レーザビーム#2を偏向することなくオン/オフ制御のみを行う。   Further, the control circuit 26 supplies a control clock signal to the constant voltage signal generation circuit 30, and supplies the generated constant voltage signal to the voltage control oscillator 32b. The voltage controlled oscillator 32b converts the constant voltage signal into a frequency modulation signal. Next, the frequency modulation signal is on / off controlled by the binary image signal in the modulator 34b, and then supplied to the acoustooptic device 12 via the amplifier 36b. In this case, the acoustooptic device 12 performs only on / off control without deflecting the laser beam # 2.

この結果、光走査器2の反射面4に導かれたレーザビーム#1は、前記光走査器2の回転動作に同期して、図4Bに示すようにX軸方向に単振動することになる。同様に、レーザビーム#3は、前記レーザビーム#1と位相が180°ずれた状態で図4Bに示すように単振動することになる。なお、レーザビーム#2は、単振動することなく、2値画像信号によってオン/オフ制御のみが行われ、記録シートS上に導かれる。そして、記録シートSには、図3に示すように、間隔が一定に制御されたレーザビーム#1、#2、#3が導かれ、画像の記録が行われる。この場合、前記間隔は、増幅器36a、36b、36cで設定される増幅率によって容易に調整することができる。   As a result, the laser beam # 1 guided to the reflecting surface 4 of the optical scanner 2 makes a single oscillation in the X-axis direction as shown in FIG. 4B in synchronization with the rotation operation of the optical scanner 2. . Similarly, the laser beam # 3 makes a single oscillation as shown in FIG. 4B in a state where the phase of the laser beam # 1 is shifted by 180 °. Note that the laser beam # 2 is guided on the recording sheet S by performing only on / off control by a binary image signal without causing simple vibration. Then, as shown in FIG. 3, laser beams # 1, # 2, and # 3 whose intervals are controlled to be constant are guided to the recording sheet S, and an image is recorded. In this case, the interval can be easily adjusted by the amplification factor set by the amplifiers 36a, 36b, and 36c.

ここで、各レーザビーム#1、#2、#3をX軸方向にのみ偏向するように制御した場合、図3に示すように、走査開始位置および走査終了位置が異なることから、各走査線の長さが異なり、その差が大きい場合には、画像の歪みが視認されてしまうおそれがある。しかしながら、このような不具合は、図7に示す制御クロック信号生成回路40によって生成される制御クロック信号CL1、CL2、CL3により2値画像信号の出力タイミングを調整することで解消することができる。   Here, when the laser beams # 1, # 2, and # 3 are controlled to be deflected only in the X-axis direction, the scanning start position and the scanning end position are different as shown in FIG. If the lengths of the images are different and the difference is large, the image distortion may be visually recognized. However, such a problem can be solved by adjusting the output timing of the binary image signal by the control clock signals CL1, CL2, and CL3 generated by the control clock signal generation circuit 40 shown in FIG.

すなわち、光走査器2の図示しないエンコーダからの回転位置信号Pは、PLL回路42によって位相制御され、位相同期信号が生成される。この位相同期信号は、基本クロック信号生成回路44に供給され、前記エンコーダから供給される主走査開始信号LSYNCのタイミングで、図8に示す基本クロック信号Bが生成される。前記基本クロック信号Bは、カウンタ46によってカウントされるとともに、後述する遅延回路50a、50b、50cに供給される。カウンタ46によってカウントされた基本クロック信号Bのカウント値は、ルックアップテーブル48に供給される。ルックアップテーブル48は、前記カウント値に応じて、すなわち、レーザビーム#1、#2、#3の記録シートSに対する走査位置に応じて、予め設定された遅延量設定信号を各遅延回路50a、50b、50cに供給する。前記各遅延回路50a、50b、50cは、前記遅延量設定信号に基づき、基本クロック信号生成回路44からの基本クロック信号Bを所定量遅延させ、制御クロック信号CL1、CL2、CL3として2値画像信号生成回路38に供給する。   That is, the phase of the rotational position signal P from the encoder (not shown) of the optical scanner 2 is controlled by the PLL circuit 42 to generate a phase synchronization signal. This phase synchronization signal is supplied to the basic clock signal generation circuit 44, and the basic clock signal B shown in FIG. 8 is generated at the timing of the main scanning start signal LSYNC supplied from the encoder. The basic clock signal B is counted by a counter 46 and supplied to delay circuits 50a, 50b, and 50c described later. The count value of the basic clock signal B counted by the counter 46 is supplied to the lookup table 48. The look-up table 48 sends a preset delay amount setting signal to each delay circuit 50a according to the count value, that is, according to the scanning position of the laser beams # 1, # 2, and # 3 with respect to the recording sheet S. 50b and 50c. Each of the delay circuits 50a, 50b, 50c delays the basic clock signal B from the basic clock signal generation circuit 44 by a predetermined amount based on the delay amount setting signal, and outputs binary image signals as control clock signals CL1, CL2, CL3. This is supplied to the generation circuit 38.

この場合、前記制御クロック信号CL1は、レーザビーム#1により記録シートS上に記録される2値画像信号の出力タイミングを制御する信号であり、図8に示すように、ルックアップテーブル48からの遅延量設定信号に基づき、遅延回路50aが2値画像信号による画像の記録開始時期を基本クロック信号BよりもTd1だけ遅延させ、且つ、記録終了時期を基本クロック信号Bの主走査終了のタイミング(m番目のクロック信号)に合わせて設定する。なお、この制御クロック信号CL1の各パルスの間隔は、ルックアップテーブル48からの遅延量設定信号により、できるだけ等間隔となるように設定する。   In this case, the control clock signal CL1 is a signal for controlling the output timing of the binary image signal recorded on the recording sheet S by the laser beam # 1, and as shown in FIG. Based on the delay amount setting signal, the delay circuit 50a delays the image recording start time of the binary image signal by Td1 from the basic clock signal B, and sets the recording end time to the main scanning end timing of the basic clock signal B ( Set according to the m-th clock signal). The interval between the pulses of the control clock signal CL1 is set to be as equal as possible by the delay amount setting signal from the lookup table 48.

また、制御クロック信号CL2は、レーザビーム#2により記録シートS上に記録される2値画像信号の出力タイミングを制御する信号であり、図8に示すように、ルックアップテーブル48からの遅延量設定信号に基づき、遅延回路50bが2値画像信号による画像の記録開始時期を基本クロック信号BよりもTd2だけ遅延させ、且つ、記録終了時期を基本クロック信号Bの主走査終了のタイミング(m番目のクロック信号)よりもTd2だけ遅延させて設定する。なお、この制御クロック信号CL2の各パルスの間隔は、ルックアップテーブル48からの遅延量設定信号により、できるだけ等間隔となるように設定する。   The control clock signal CL2 is a signal for controlling the output timing of the binary image signal recorded on the recording sheet S by the laser beam # 2, and the amount of delay from the lookup table 48 as shown in FIG. Based on the setting signal, the delay circuit 50b delays the recording start time of the image by the binary image signal by Td2 from the basic clock signal B, and sets the recording end time to the main scanning end timing of the basic clock signal B (mth The clock signal is set to be delayed by Td2 from the clock signal. The interval between the pulses of the control clock signal CL2 is set so as to be as even as possible by the delay amount setting signal from the lookup table 48.

さらに、制御クロック信号CL3は、レーザビーム#3により記録シートS上に記録される2値画像信号の出力タイミングを制御する信号であり、図8に示すように、ルックアップテーブル48からの遅延量設定信号に基づき、遅延回路50cが2値画像信号による画像の記録開始時期を基本クロック信号Bの主走査開始時期と同じに設定し、且つ、記録終了時期を基本クロック信号Bの主走査終了のタイミング(m番目のクロック信号)よりもTd3だけ遅延させて設定する。なお、この制御クロック信号CL3の各パルスの間隔は、ルックアップテーブル48からの遅延量設定信号により、できるだけ等間隔となるように設定する。   Further, the control clock signal CL3 is a signal for controlling the output timing of the binary image signal recorded on the recording sheet S by the laser beam # 3, and the delay amount from the lookup table 48 as shown in FIG. Based on the setting signal, the delay circuit 50c sets the image recording start time of the binary image signal to be the same as the main scanning start time of the basic clock signal B, and sets the recording end time to the end of the main scanning of the basic clock signal B. Setting is delayed by Td3 from the timing (m-th clock signal). The interval between the pulses of the control clock signal CL3 is set so as to be as even as possible by the delay amount setting signal from the lookup table 48.

この場合、隣合う走査線間の遅延位置が重なると、網の周期との間にビートを発生して画像上のムラとなるおそがあるので、ルックアップテーブル48の遅延量設定信号は、各走査線間でランダムとなるように設定することが望ましい。   In this case, if the delay positions between the adjacent scanning lines overlap, a beat is generated between the adjacent scanning lines and there is a possibility of unevenness on the image. It is desirable to set so as to be random between scanning lines.

以上のようにして設定された制御クロック信号CL1、CL2、CL3は、2値画像信号生成回路38に供給され、図8に示す各タイミングで2値画像信号を各変調器34a、34b、34cに出力する。この場合、前記2値画像信号に基づいて変調されたレーザビーム#1、#2、#3は、レーザビーム#3と同一の記録範囲(図3参照)において、画像を記録シートSに記録することになる。従って、主走査方向の画像の記録範囲が同一で、且つ、歪みのない高精度な画像を形成することができる。   The control clock signals CL1, CL2, and CL3 set as described above are supplied to the binary image signal generation circuit 38, and the binary image signal is supplied to the modulators 34a, 34b, and 34c at each timing shown in FIG. Output. In this case, the laser beams # 1, # 2, and # 3 modulated based on the binary image signal record an image on the recording sheet S in the same recording range as the laser beam # 3 (see FIG. 3). It will be. Therefore, it is possible to form a highly accurate image with the same recording range of the image in the main scanning direction and without distortion.

ところで、上述した第1実施例では、記録シートS上におけるレーザビーム#1、#2、#3による走査線長の相違をそれぞれの記録タイミングを調整することで克服するようにしているが、次に示す第2実施例のようにすることで、走査線の間隔および長さを一定とすることもできる。なお、第2実施例において、第1実施例と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。   In the first embodiment described above, the difference in scanning line length due to the laser beams # 1, # 2, and # 3 on the recording sheet S is overcome by adjusting the respective recording timings. By using the second embodiment shown in FIG. 2, the interval and length of the scanning lines can be made constant. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図9A〜図9Cおよび図10A、図10Bは、本発明の第2実施例の原理を説明する図である。   9A to 9C and FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining the principle of the second embodiment of the present invention.

先ず、光走査器2の反射面4が図9Aの向き(反射面4の短軸がY軸と一致)にある場合、Z軸に沿って反射面4の中心に入射するレーザビームL0を光走査器2に対して入射方向をX軸方向に−θX だけ偏位させると、反射されたレーザビームL0は、X軸に直交する所定の面内において、Z方向に+Δzだけ変位する。また、図9Bに示すように、レーザビームL0を光走査器2に対してY軸方向に+θYだけ偏位させると、反射されたレーザビームL0は、X軸に直交する所定の面内において、Y方向に+Δyだけ変位する。従って、図9Cに示すように、レーザビームL0をX、Y軸方向にθXYだけ偏位させることにより、反射されたレーザビームL0を記録シートS上で2次元的に変位させることができる。 First, when the reflecting surface 4 of the optical scanner 2 is in the direction of FIG. 9A (the minor axis of the reflecting surface 4 coincides with the Y axis), the laser beam L0 incident on the center of the reflecting surface 4 along the Z axis is emitted. When the incident direction is deviated by −θ X in the X axis direction with respect to the scanner 2, the reflected laser beam L0 is displaced by + Δz in the Z direction within a predetermined plane orthogonal to the X axis. Further, as shown in FIG. 9B, when the laser beam L0 is deviated by + θ Y in the Y-axis direction with respect to the optical scanner 2, the reflected laser beam L0 is within a predetermined plane orthogonal to the X-axis. , It is displaced by + Δy in the Y direction. Therefore, as shown in FIG. 9C, the reflected laser beam L0 can be displaced two-dimensionally on the recording sheet S by deflecting the laser beam L0 by θ XY in the X and Y axis directions.

そこで、レーザビーム#1をX軸のマイナス方向およびY軸のプラス方向に所定量偏位させるとともに、レーザビーム#3をX軸のプラス方向およびY軸のマイナス方向に所定量偏位させることにより、反射されたレーザビーム#1、#2、#3を図15Aに示すX−Y平面上の配列から図10Aに示すX−Z平面上でZ軸方向に沿う配列に修正することができる。同様に、光走査器2の反射面4が図10Bの向きにある場合において、レーザビーム#1をX軸のプラス方向およびY軸のプラス方向に所定量偏位させるとともに、レーザビーム#3をX軸のマイナス方向およびY軸のマイナス方向に所定量偏位させることにより、反射されたレーザビーム#1、#2、#3を図15Cに示すX−Y平面上でZ軸方向に沿う配列から図10Bに示すX−Z平面上の配列に修正することができる。   Therefore, the laser beam # 1 is deviated by a predetermined amount in the negative direction of the X axis and the positive direction of the Y axis, and the laser beam # 3 is deviated by a predetermined amount in the positive direction of the X axis and the negative direction of the Y axis. The reflected laser beams # 1, # 2, and # 3 can be corrected from the arrangement on the XY plane shown in FIG. 15A to the arrangement along the Z-axis direction on the XZ plane shown in FIG. 10A. Similarly, when the reflecting surface 4 of the optical scanner 2 is in the direction of FIG. 10B, the laser beam # 1 is deviated by a predetermined amount in the positive direction of the X axis and the positive direction of the Y axis, and the laser beam # 3 is Arrangement of the reflected laser beams # 1, # 2, and # 3 along the Z-axis direction on the XY plane shown in FIG. 15C by deviating by a predetermined amount in the negative direction of the X-axis and the negative direction of the Y-axis To the arrangement on the XZ plane shown in FIG. 10B.

このように、反射面4に対するレーザビーム#1および#3の入射方向を2次元的に調整することにより、記録シートS上における各レーザビーム#1、#2、#3のスポットを常時Z軸方向に配列することができる。従って、図11に示すように、前記各レーザビーム#1、#2、#3によって記録シートS上に記録される走査線を、全走査域にわたって平行な直線として形成することができるとともに、その走査線長を同一とすることができる。   In this way, by adjusting the incident directions of the laser beams # 1 and # 3 with respect to the reflecting surface 4 two-dimensionally, the spots of the laser beams # 1, # 2, and # 3 on the recording sheet S are always Z-axis. Can be arranged in a direction. Accordingly, as shown in FIG. 11, the scanning lines recorded on the recording sheet S by the laser beams # 1, # 2, and # 3 can be formed as parallel straight lines over the entire scanning area. The scanning line length can be the same.

ここで、前記の説明において、図12Aに示すように、光走査器2の反射面4に入射するレーザビーム#1、#2、#3のスポットを、記録シートSと共役となる面S′上に射影した場合、前記光走査器2の回転に伴う前記面S′上におけるレーザビーム#1および#3の軌跡は、図12Bに示すように、光走査器2の角速度をωとして、

Figure 0004081474
で表される円となる。従って、前記の各式に従ってレーザビーム#1および#3を偏向して光走査器2に導くようにすることで、図11に示すように、一定間隔からなる複数の走査線を形成することができる。 Here, in the above description, as shown in FIG. 12A, the spots of the laser beams # 1, # 2, and # 3 incident on the reflection surface 4 of the optical scanner 2 are surfaces S ′ that are conjugate with the recording sheet S. When projected upward, the trajectories of the laser beams # 1 and # 3 on the surface S ′ accompanying the rotation of the optical scanner 2 are as shown in FIG. 12B, where the angular velocity of the optical scanner 2 is ω,
Figure 0004081474
It becomes a circle represented by. Therefore, by deflecting the laser beams # 1 and # 3 and guiding them to the optical scanner 2 in accordance with the above equations, as shown in FIG. 11, a plurality of scanning lines having a constant interval can be formed. it can.

図13は、第2実施例の円筒内面走査型画像記録装置を示す。この装置は、レーザビーム#1を図9A〜図9Cに示す光走査器2のX軸方向に偏向する音響光学素子10xと、レーザビーム#1をY軸方向に偏向するとともに、画像情報に応じて変調する音響光学素子10yと、レーザビーム#2を偏向することなく画像情報に応じて変調する音響光学素子12と、レーザビーム#3をX軸方向に偏向する音響光学素子14xと、レーザビーム#3をY軸方向に偏向するとともに、画像情報に応じて変調する音響光学素子14yとを備えており、他の構成は図5に示す第1実施例と同じである。   FIG. 13 shows a cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus of the second embodiment. This apparatus deflects the laser beam # 1 in the X-axis direction of the optical scanner 2 shown in FIGS. 9A to 9C, deflects the laser beam # 1 in the Y-axis direction, and responds to image information. The acoustooptic element 10y that modulates the laser beam # 2 according to the image information without deflecting the laser beam # 2, the acoustooptic element 14x that deflects the laser beam # 3 in the X-axis direction, and the laser beam. The third embodiment includes an acoustooptic device 14y that deflects # 3 in the Y-axis direction and modulates it according to image information, and the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

図14は、図13に示す音響光学素子10x、10yを制御する回路を示す。この回路は、光走査器2に設けられた図示しないエンコーダからの信号に基づき制御クロック信号を生成する制御回路27と、前記制御クロック信号に従って余弦波電圧信号(X=−a・cosωt)を生成する余弦波信号生成回路28aと、前記制御クロック信号に従って正弦波電圧信号(Y=−a・sinωt)を生成する正弦波信号生成回路28cと、前記余弦波電圧信号から周波数変調信号を生成する電圧制御発振器32aと、前記正弦波電圧信号から周波数変調信号を生成する電圧制御発振器32dと、前記電圧制御発振器32aからの周波数変調信号を増幅して音響光学素子10xに供給する増幅器36aと、制御回路27からの制御クロック信号に従って所望の2値画像信号を生成する2値画像信号生成回路38と、前記電圧制御発振器32aからの周波数変調信号を前記2値画像信号により変調する変調器34dと、前記変調器34dでオン/オフ変調された周波数変調信号を増幅して音響光学素子10yに供給する増幅器36dとを備える。   FIG. 14 shows a circuit for controlling the acousto-optic elements 10x and 10y shown in FIG. This circuit generates a control clock signal based on a signal from an encoder (not shown) provided in the optical scanner 2 and generates a cosine wave voltage signal (X = −a · cos ωt) according to the control clock signal. A cosine wave signal generation circuit 28a for generating a sine wave voltage signal (Y = −a · sin ωt) according to the control clock signal, and a voltage for generating a frequency modulation signal from the cosine wave voltage signal. A control oscillator 32a, a voltage control oscillator 32d for generating a frequency modulation signal from the sine wave voltage signal, an amplifier 36a for amplifying the frequency modulation signal from the voltage control oscillator 32a and supplying it to the acoustooptic device 10x, and a control circuit A binary image signal generation circuit 38 for generating a desired binary image signal in accordance with a control clock signal from A modulator 34d for modulating the frequency modulation signal from the control oscillator 32a with the binary image signal, and an amplifier 36d for amplifying the frequency modulation signal on / off-modulated by the modulator 34d and supplying the frequency modulation signal to the acoustooptic device 10y. Is provided.

なお、音響光学素子14x、14yを制御する回路は、図14の回路において、余弦波信号生成回路28aが余弦波電圧信号(X=a・cosωt)を生成し、正弦波信号生成回路28cが正弦波電圧信号(Y=a・sinωt)を生成する以外は、音響光学素子10yを制御する回路と同一に構成される。   In the circuit for controlling the acoustooptic elements 14x and 14y, in the circuit of FIG. 14, the cosine wave signal generation circuit 28a generates a cosine wave voltage signal (X = a · cosωt), and the sine wave signal generation circuit 28c sine. Except for generating a wave voltage signal (Y = a · sin ωt), the circuit is configured in the same manner as the circuit for controlling the acoustooptic device 10y.

第2実施例の円筒内面走査型画像記録装置は、基本的には、以上のように構成されるものであり、次に、その動作について説明する。   The cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus of the second embodiment is basically configured as described above, and the operation thereof will be described next.

レーザビーム発生器6から出力されたレーザビームLは、ビームスプリッタ8によって3本のレーザビーム#1、#2、#3に分割される。分割されたレーザビーム#1は、音響光学素子10xによってX軸方向に偏向された後、音響光学素子10yによってY軸方向に偏向されるとともに(図10A、図10B参照)、画像情報に応じてオン/オフ制御される。次いで、ミラー16により反射偏向された後、集光レンズ22を介して光走査器2に導入される。光走査器2は、Z軸を中心として回転する反射面4によりレーザビーム#1を反射偏向し、記録シートSに導く。同様に、レーザビーム#3は、音響光学素子14x、音響光学素子14y、ミラー20、集光レンズ22、光走査器2を介して記録シートSに導かれる。一方、レーザビーム#2は、光走査器2の回転軸に沿って導入されるため、音響光学素子12のみによって画像情報に応じてオン/オフ制御された後、ミラー18、集光レンズ22、光走査器2を介して記録シートSに導かれる。そして、記録シートS上には、図11に示すように、一定の間隔、一定の長さからなる平行な3本の走査線が形成される。   The laser beam L output from the laser beam generator 6 is divided into three laser beams # 1, # 2, and # 3 by the beam splitter 8. The divided laser beam # 1 is deflected in the X-axis direction by the acousto-optic element 10x, and then deflected in the Y-axis direction by the acousto-optic element 10y (see FIGS. 10A and 10B), and according to the image information. ON / OFF controlled. Next, after being reflected and deflected by the mirror 16, the light is introduced into the optical scanner 2 through the condenser lens 22. The optical scanner 2 reflects and deflects the laser beam # 1 by the reflecting surface 4 that rotates about the Z axis and guides it to the recording sheet S. Similarly, the laser beam # 3 is guided to the recording sheet S via the acoustooptic element 14x, the acoustooptic element 14y, the mirror 20, the condenser lens 22, and the optical scanner 2. On the other hand, since the laser beam # 2 is introduced along the rotation axis of the optical scanner 2, the laser beam # 2 is turned on / off according to the image information only by the acoustooptic device 12, and then the mirror 18, the condensing lens 22, The light is guided to the recording sheet S through the optical scanner 2. On the recording sheet S, as shown in FIG. 11, three parallel scanning lines having a constant interval and a constant length are formed.

ここで、レーザビーム#1の制御について、図14に基づき詳細に説明する。   Here, the control of the laser beam # 1 will be described in detail with reference to FIG.

先ず、光走査器2に設けられた図示しないエンコーダからの位置信号に基づき、制御回路27は、制御クロック信号を余弦波信号生成回路28aに供給する。余弦波信号生成回路28aから出力された余弦波電圧信号(X=−a・cosωt)は、電圧制御発振器32aによって周波数変調信号に変換された後、増幅器36aを介して音響光学素子10xに供給される。この場合、音響光学素子10xは、前記余弦波電圧信号に基づいてレーザビーム#1を図10A、図10Bに示すX軸方向に偏向する。   First, based on a position signal from an encoder (not shown) provided in the optical scanner 2, the control circuit 27 supplies a control clock signal to the cosine wave signal generation circuit 28a. The cosine wave voltage signal (X = −a · cos ωt) output from the cosine wave signal generation circuit 28a is converted into a frequency modulation signal by the voltage controlled oscillator 32a, and then supplied to the acoustooptic device 10x via the amplifier 36a. The In this case, the acoustooptic device 10x deflects the laser beam # 1 in the X-axis direction shown in FIGS. 10A and 10B based on the cosine wave voltage signal.

また、制御回路27は、前記制御クロック信号を正弦波信号生成回路28cに供給する。正弦波信号生成回路28cから出力された正弦波電圧信号(Y=−a・sinωt)は、電圧制御発振器32dによって周波数変調信号に変換された後、変調器34dにおいて、2値画像信号生成回路38からの2値画像信号によりオン/オフ制御される。このオン/オフ制御された周波数変調信号は、増幅器36dを介して音響光学素子10yに供給される。この場合、音響光学素子10yは、前記音響光学素子10xによってX軸方向に変調されたレーザビーム#1を前記正弦波電圧信号に基づいて図10A、図10Bに示すY軸方向に偏向する。   The control circuit 27 supplies the control clock signal to the sine wave signal generation circuit 28c. The sine wave voltage signal (Y = −a · sin ωt) output from the sine wave signal generation circuit 28c is converted into a frequency modulation signal by the voltage controlled oscillator 32d, and then the binary image signal generation circuit 38 in the modulator 34d. ON / OFF control is performed by a binary image signal from. This on / off-controlled frequency modulation signal is supplied to the acoustooptic device 10y via the amplifier 36d. In this case, the acoustooptic device 10y deflects the laser beam # 1 modulated in the X-axis direction by the acoustooptic device 10x in the Y-axis direction shown in FIGS. 10A and 10B based on the sine wave voltage signal.

この結果、光走査器2の反射面4に導かれたレーザビーム#1は、前記光走査器2の回転動作に同期して、図12A、図12Bに示すように、光走査器2の回転軸に直交する面S′上で略円軌跡を描くことになる。なお、後に述べるように、光学系の歪み、収差等を補正するために補正信号を加える場合には、この円軌跡は真円とはならず、若干変形された円となる。同様に、レーザビーム#3は、前記レーザビーム#1と位相が180°ずれた状態で図12A、図12Bに示すように略円軌跡を描くことになる。なお、レーザビーム#2は、面S′上での位置を移動することなく、2値画像信号によってオン/オフ制御のみが行われ、記録シートS上に導かれる。そして、記録シートSには、図11に示すように、間隔が一定に制御されたレーザビーム#1、#2、#3が導かれ、画像の記録が行われる。この場合、前記間隔は、増幅器36a、36cで設定される増幅率によって容易に調整することができる。   As a result, the laser beam # 1 guided to the reflecting surface 4 of the optical scanner 2 is rotated by the rotation of the optical scanner 2 as shown in FIGS. 12A and 12B in synchronization with the rotation operation of the optical scanner 2. A substantially circular locus is drawn on the surface S ′ perpendicular to the axis. As will be described later, when a correction signal is added to correct distortion, aberration, etc. of the optical system, this circular locus is not a perfect circle but a slightly deformed circle. Similarly, the laser beam # 3 draws a substantially circular locus as shown in FIGS. 12A and 12B in a state where the phase of the laser beam # 1 is shifted by 180 °. Note that the laser beam # 2 is guided onto the recording sheet S only by on / off control by a binary image signal without moving the position on the surface S ′. Then, as shown in FIG. 11, laser beams # 1, # 2, and # 3 whose intervals are controlled to be constant are guided to the recording sheet S, and an image is recorded. In this case, the interval can be easily adjusted by the amplification factor set by the amplifiers 36a and 36c.

なお、上述した第2実施例では、音響光学素子10xおよび10yを別体に構成しているが、これらを一体に構成し、1つの音響光学素子によりX軸、Y軸方向に対する偏向および画像情報に応じた変調を実現するように構成することも可能である。また、各実施例において、音響光学素子を用いる代わりに、電気光学素子を用いてもよい。また、ビームスプリッタ8によって4本以上のレーザビームを生成し、画像を記録することもできる。また、ビームスプリッタ8をなくし、レーザビーム発生器6を各レーザビーム#1、#2、#3毎に用意して、夫々独立に各音響光学素子10x、12、14xに導くようにすることにより、前記各レーザビーム#1、#2、#3間のヘテロダイン干渉を回避し、一層高精度な画像を記録することができる。また、音響光学素子10x、10y、14x、14yによるレーザビーム#1、#3の偏向量を切り換え可能に構成すれば、画像の解像度が可変である円筒内面走査型画像記録装置を得ることができる。さらに、余弦波信号生成回路28a、28bや正弦波信号生成回路28cから出力される各信号に対して補正信号を加えることにより、集光レンズ22の収差、光走査器2の反射面4の歪み、光走査器2の回転軸の振れや、光走査器2の回転軸に対してレーザビーム#1、#2、#3が、斜めに、あるいはオフセットして入射する場合の走査線の歪み等を補正することも可能である。   In the second embodiment described above, the acoustooptic elements 10x and 10y are configured separately. However, the acoustooptic elements 10x and 10y are integrally configured, and the deflection and image information in the X-axis and Y-axis directions are formed by one acoustooptic element. It is also possible to configure so as to realize modulation according to the above. In each embodiment, an electro-optic element may be used instead of the acousto-optic element. Further, four or more laser beams can be generated by the beam splitter 8 to record an image. Further, by eliminating the beam splitter 8 and preparing the laser beam generator 6 for each of the laser beams # 1, # 2, and # 3, independently guiding them to the acoustooptic elements 10x, 12, and 14x, respectively. Further, it is possible to avoid heterodyne interference between the laser beams # 1, # 2, and # 3, and to record an image with higher accuracy. Further, if the deflection amounts of the laser beams # 1 and # 3 by the acoustooptic elements 10x, 10y, 14x, and 14y can be switched, a cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus with variable image resolution can be obtained. . Further, by adding correction signals to the signals output from the cosine wave signal generation circuits 28a and 28b and the sine wave signal generation circuit 28c, the aberration of the condenser lens 22 and the distortion of the reflection surface 4 of the optical scanner 2 are obtained. The deflection of the rotation axis of the optical scanner 2, the distortion of the scanning line when the laser beams # 1, # 2, and # 3 are incident on the rotation axis of the optical scanner 2 at an angle or offset, etc. It is also possible to correct.

本発明の第1実施例の原理説明図である。It is principle explanatory drawing of 1st Example of this invention. 図2A、図2Bは、本発明の第1実施例の原理説明図である。2A and 2B are explanatory views of the principle of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例による記録シート上の走査線の説明図である。It is explanatory drawing of the scanning line on the recording sheet by 1st Example of this invention. 図4A、図4Bは、第1実施例において、記録シートと共役な面上における光ビームの軌跡の説明図である。4A and 4B are explanatory diagrams of the locus of the light beam on the plane conjugate with the recording sheet in the first embodiment. 円筒内面走査型画像記録装置の第1実施例の構成図である。1 is a configuration diagram of a first embodiment of a cylindrical inner surface scanning image recording apparatus. FIG. 円筒内面走査型画像記録装置の第1実施例の回路構成図である。1 is a circuit configuration diagram of a first embodiment of a cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus. FIG. 図6に示す制御回路における制御クロック信号生成回路の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a control clock signal generation circuit in the control circuit shown in FIG. 6. 制御クロック信号のタイミングチャートである。It is a timing chart of a control clock signal. 図9A、図9B、図9Cは、本発明の第2実施例の原理説明図である。9A, 9B, and 9C are explanatory diagrams of the principle of the second embodiment of the present invention. 図10A、図10Bは、本発明の第2実施例の原理説明図である。10A and 10B are explanatory diagrams of the principle of the second embodiment of the present invention. 本発明の第2実施例による記録シート上の走査線の説明図である。It is explanatory drawing of the scanning line on the recording sheet by 2nd Example of this invention. 図12A、図12Bは、第2実施例において、記録シートと共役な面上における光ビームの軌跡の説明図である。12A and 12B are explanatory views of the locus of the light beam on the surface conjugate with the recording sheet in the second embodiment. 円筒内面走査型画像記録装置の第2実施例の構成図である。It is a block diagram of 2nd Example of a cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus. 円筒内面走査型画像記録装置の第2実施例の回路構成図である。It is a circuit block diagram of 2nd Example of a cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus. 図15A、図15B、図15Cは、光ビームの偏向制御を行わない場合の説明図である。FIG. 15A, FIG. 15B, and FIG. 15C are explanatory diagrams when light beam deflection control is not performed. 光ビームの偏向制御を行わない場合に形成される走査線の説明図である。It is explanatory drawing of the scanning line formed when not performing deflection control of a light beam.

符号の説明Explanation of symbols

2…光走査器 6…レーザビーム発生器
8…ビームスプリッタ
10x、10y、12、14x、14y…音響光学素子
28a、28b…余弦波信号生成回路 28c…正弦波信号生成回路
40…制御クロック信号生成回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Optical scanner 6 ... Laser beam generator 8 ... Beam splitter 10x, 10y, 12, 14x, 14y ... Acoustooptic element 28a, 28b ... Cosine wave signal generation circuit 28c ... Sine wave signal generation circuit 40 ... Control clock signal generation circuit

Claims (6)

円筒内面に保持された記録シートを画像情報に応じて変調された複数本の光ビームで主走査し、画像を記録する円筒内面走査型画像記録装置において、
前記複数本の光ビームを出力する光ビーム出力手段と、
前記円筒の中心軸を回転軸とする反射面を有し、前記複数本の光ビームを回転する前記反射面により反射させ、前記記録シート上を主走査する走査手段と、
前記光ビームを、前記走査手段の前記回転軸に直交する面内で2次元的に所望の偏向量だけ偏向させ、前記記録シート上で主走査方向および副走査方向に所望の変位を生じさせる偏向量可変な光偏向手段と、
前記光偏向手段による前記記録シート上での前記光ビームの変位位置を、前記反射面の回転に同期させて制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする円筒内面走査型画像記録装置。
In a cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus that performs main scanning on a recording sheet held on a cylindrical inner surface with a plurality of light beams modulated according to image information, and records an image,
A light beam output means for outputting the plurality of light beams;
Scanning means having a reflecting surface with the central axis of the cylinder as a rotation axis, reflecting the plurality of light beams by the rotating reflecting surface, and performing main scanning on the recording sheet;
Deflection that causes the light beam to be deflected by a desired deflection amount two-dimensionally in a plane orthogonal to the rotation axis of the scanning means, and causes a desired displacement in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the recording sheet. A variable amount of light deflecting means;
Control means for controlling the displacement position of the light beam on the recording sheet by the light deflecting means in synchronization with rotation of the reflecting surface;
A cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus.
請求項1記載の装置において、
前記光偏向手段は、前記光ビームを第1方向に偏向させる第1光偏向素子と、前記光ビームを前記第1方向と直交する第2方向に偏向させる第2光偏向素子とを備えることを特徴とする円筒内面走査型画像記録装置。
The apparatus of claim 1.
The light deflection means includes a first light deflection element that deflects the light beam in a first direction, and a second light deflection element that deflects the light beam in a second direction orthogonal to the first direction. A cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus.
請求項2記載の装置において、
前記第1光偏向素子および第2光偏向素子は、一体に構成されており、前記光ビームを前記走査手段の前記回転軸に直交する面内で2次元的に偏向させることを特徴とする円筒内面走査型画像記録装置。
The apparatus of claim 2.
The first light deflection element and the second light deflection element are integrally formed, and the light beam is deflected two-dimensionally in a plane perpendicular to the rotation axis of the scanning means. An internal scanning image recording apparatus.
請求項1記載の装置において、
前記制御手段は、前記走査手段の前記回転軸を中心として、前記光ビームを前記回転軸と直交する面内で回転制御することを特徴とする円筒内面走査型画像記録装置。
The apparatus of claim 1.
The cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus, wherein the control means controls the rotation of the light beam around a rotation axis of the scanning means within a plane orthogonal to the rotation axis.
請求項1記載の装置において、
前記光偏向手段は、音響光学素子からなることを特徴とする円筒内面走査型画像記録装置。
The apparatus of claim 1.
The cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus, wherein the light deflection means comprises an acousto-optic element.
請求項1記載の装置において、
前記光偏向手段は、電気光学素子からなることを特徴とする円筒内面走査型画像記録装置。
The apparatus of claim 1.
The cylindrical inner surface scanning type image recording apparatus, wherein the light deflecting means comprises an electro-optic element.
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