JPS5820017B2 - ヒカリソウサソウチ - Google Patents

ヒカリソウサソウチ

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JPS5820017B2
JPS5820017B2 JP48129831A JP12983173A JPS5820017B2 JP S5820017 B2 JPS5820017 B2 JP S5820017B2 JP 48129831 A JP48129831 A JP 48129831A JP 12983173 A JP12983173 A JP 12983173A JP S5820017 B2 JPS5820017 B2 JP S5820017B2
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light beam
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アンソニー・ジエイ・ダツテイロ
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に光走査装置に関し、更に具体的には走査
光ビームの位置を正確に探知するための同期装置に関す
る。
光学走査装置は光学印刷、光学文字認識及びファクシミ
リ記録及び発生の如き公知の種々の機能に対して使用さ
れる。
従来の装置は光ビームの走査運動を行うために使用され
る回転鏡と関連して柱状の光ビームを発生するためにレ
ーザ光源を使用している。
走査ビームがデータ情報を発生若しくは検出するために
使用される時は、正確なりロック回路がこれと関連して
使用されデータ発生ビームを変調し、走査ビームと共に
得られるデータ情報をゲートするために使用されている
。
一般にクロッキング回路は線走査の開始時に同期される
。
比較的歪のない出力を生ずるための装置の利用は必然的
に発生されたクロックの精度、同様に走査ビームの精度
に依存する。
即ち回転走査鏡の各面によって行われる走査ビームの偏
向は走査されつつある表面を均一に横断しなければなら
ず、クロックは一様な出力を与えなければならない。
この様な従来の装置は正確なりロッキング回路の利用及
び正確な光学的特殊素子の使用を必要とする。
種々の従来の光学装置は２つの経路に沿う主ビームの分
離を提案している。
第１の経路を横切る光は装置の機能のために使用され、
第２の経路を横切る光は同期のために使用される。
この様な装置が過去に於て使用される時は、主ビームは
走査運動を与える前に分離されていた。
従ってこの様な従来の装置で達成される同期の程度は走
査を発生するために使用される光学素子の精度に依存し
ていた。
更に第２の経路を横切る光を適切に集光し、感光装置に
よって感知され得る様にするためには適当な集光レンズ
を与える事が必要であった。
この様な集光レンズは正確な同期出力信号を与えるため
には相対的に無歪でなければならない。
この様な正確な光学素子は勿論高価につく。
従来の上記の短所を克服し、走査ビームと共に使用する
ための実時間同期信号を発生するためには、本発明の装
置は主走査ビームを分離し、走査ビームの１部が同期経
路を横切る様にするための装置を含む。
同期経路を横切るビームは光検出装置上に入射する前に
光学格子を通過する。
第１及び第２の光学焦点を有する光学装置は同期経路中
に置かへその１つの焦点は走査ビームの発散点に置かれ
る。
光検出装置は光学装置の第２の焦点に置かれる。
光は感光装置上に入射する前に光学格子を通過するので
、光ビームは走査内のビームの位置に従って強度が変調
される。
同期経路を横切る光ビームの位置は利用経路を横切る光
ビームの位置に光学的に関連するので光検出器の出力信
号は走査中走査ビームの位置を正確に位置付けるのに使
用される。
もし走査ビームが記録の目的に使用されるならば、出力
検出器からの出力信号は情報信号で変調された光ビーム
へ情報をクロックするために使用される。
装置内の光学装置及びビーム分離器の位置は適切な走査
同期化を保証するための正確な光学的配列装置の必要を
軽減する。
従って本発明の目的は実時間ベースで走査ビームを同期
させるための改良光走査同期装置を与える。
本発明の更に他の目的（ヰ受光表面上への情報の記録を
同期させるための光走査同期装置を与える事にある。
本発明の更に他の目的は光学的に記録されたデータの検
出を同期させるための光走査同期装置を与える事にある
。
第１図を参照するに走査光ビームを発生するために使用
される光学素子の概略図が示されている。
低パワー・レーザの如き光源１１は平面鏡１３上に入射
するコヒーレントな柱状光のビームを発生する。
光ビームは平面鏡１３から平面鏡１５へ反射さへここか
らレンズ１７及び１９へ反射される。
レンズ１７及び１９はビーム圧縮器として働き、レンズ
の焦点距離は変調器２１に於て必要とされるビームの直
径を与える様選択される。
変調器２１は音響光学変調器、電気光学変調器の如き多
数の公知の変調器の１つであり得る。
変調器は零次が光ビームをして記録表面２５に隣接して
位置付けられたナイフ・エツジ２３上に入射させ、１次
が光ビームを記録表面２５上へ入射させる様に設定され
ている。
従って光ビームは変調器２１の駆動装置をスイッチする
事によってビームをブロックするナイフ・エツジ２３若
しくは記録表面２５上へ指向される。
光ビームが変調器２１によって偏向された後、光ビーム
は拡大される。
レンズ２７及び２９はビーム拡大器として働く。
出力ビームの直径はレンズ３１に於て必要とされるビー
ムのスポットの大きさによって決定される。
レンズ３１は記録表面２５上にスポットを発生するため
に回折制限モードで動作するので、ビーム拡大器からの
ビームの直径を増大する事は記録表面２５により小さな
スポットを生ずる。
ビームの必要とされる入力及び出力の直径の比がレンズ
２７及び２９の焦点距離を決定する。
回転多面鏡３３は光ビームを記録表面２５の幅に股がっ
て掃引するために使用される。
この鏡上の面の数及び鏡の回転速度はビーム走査の時間
を決定する。
これ等のパラメータ及び記録表面２５の処理速度は記録
表面が走査時間中１画素の幅だけ前進する様選択される
。
２つの円柱レンズ３４及び３５が多面鏡３３と関連して
使用される。
これ等のレンズは回転鏡の傾斜面に対する許容度を減少
する。
上述の如くレンズ３１は記録表面２５上に回折制限スポ
ットを発生するために使用される投影レンズである。
これは同様に円柱レンズ素子と関連して傾斜の許容度を
減少するために動作する。
レンズ３１の焦点距離は走査角及び記録表面２５の幅に
よって決定される。
ビーム分離器３７はレンズ３１及びナイフ・エツジ２３
間に存在する。
走査ビームの１部は変調器２１の状態に従ってビーム分
離器を経て利用走査経路に沿ってナイフ・エツジ２３若
しくは記録表面２５へ通過する。
走査ビームの１部は以下説明される同期走査経路に沿っ
てビーム分離器３７から反射される。
ビーム分離器はその裏面に反射防止被覆が付着された部
分的にメッキされた鏡である。
記録表面２５は任意の公知の光応答表面より成る。
好ましい実施例に於ては、記録表面２５は回転ドラム３
８の光導電性記録表面である。
記録表面に対して適当な光導電性材料は米国特許第３４
８４２３７号に開示されている。
光導電性材料はアルミニウムが塗布された絶縁材料の如
き導電性基板上に取付けられている。
回転ドラム３８はこの分野で公知の静電複写装置の１部
として組込まれ得る。
この様な複写装置を使用する時は、均一な静電荷が先づ
コロナ放電装置の如き装置によって光導電体記録材料上
に付着される。
その後光導電性材料の表面上に入射する光ビームは入射
点に於ける静電荷を放電する。
従って変調器２１による光ビームの変調は光ビームが光
導電性材料を横切って矢印３９の方向に走査する時記録
表面２５上の静電パターンを有する走査線を生じる。
複数個のこの様な走査線はその後可視像を形成するため
に静電トナーによって現像され得る像を形成する。
トナーを帯びた像はその後公知の方法で紙の如き支持基
板へ転写され得る。
走査線内の光ビームの位置に従って光ビームの変調を適
切に同期するためには、光ビームの１部は同期走査経路
に沿ってビーム分離器３７によって反射される。
第２図を参照するに同期信号を発生するために使用され
る光学装置の概略図が説明されている。
簡単化の目的のため、光経路は反射折返しのない状態で
描かれており、第１図のビーム分離器３７によって形成
された反射経路は省略されている。
第１図のビーム分離器３７によって反射された光ビーム
の部分は回転多面鏡３３から光学格子５１を通して通過
し、楕円形状鏡５３と交差する。
光学格子は変調器２１で行われたビーム偏向により、同
期走査経路を通るビームが光学格子線に平行な方向に偏
向される如く位置付けられている。
楕円鏡はアルミニウム板から楕円の所望のセクションを
切断する事によって構成されている。
全楕円は破線５５によって描かれている。
この様に描かれた楕円は２つの焦点を有し、第１の焦点
は多面鏡３３の転換点５７に位置付けられている。
光応答装置５９は楕円の第２の焦点に置かれている。
光は楕円鏡５３に入射する前に光学格子５１を走査する
ので光応答装置５９上に入射する光は走査経路中の光ビ
ームの位置に従って強度変調される。
光応答装置の出力信号は走査内の光ビームの位置を正確
に同定するために使用され得る。
第３図を参照するに走査光経路及び同期光経路を描いた
光学装置の正面概略図が示されている。
第１図に描かれたレーザ光源から発生される光ビーム６
５は回転多面鏡３３上に入射し、反射光ビーム６７をし
て多面鏡３３の回転位置に従う走査経路に沿って位置付
けしめる。
反射光ビーム６７はビーム分離器３７によって遮断され
、光ビームの略２５％を反射し、略７５％を通過せしめ
る。
ビーム分離器３７は光学線絡子５１及び記録表面２５が
ビーム分離器から同一距離にある様に位置付けられてい
る。
ビーム分離器３７を通過する光ビーム６９は回転ドラム
３Ｂの記録表面２５に入射し、矢印３９の方向の利用走
査経路に沿って進行する。
ビーム分離器３７によって反射された光ビーム７１は光
学格子５１の表面上に入射され矢印７３の方向の同期走
査経路に沿って走査する。
光学格子５１を通過した光は楕円鏡５３上に入射し、光
は光応答装置５９へ反射される。
第４図は第３図に描かれた光学装置の側断面図を描く。
第５及び第６図を参照するに、夫々走査経路及び同期経
路に沿って光を通過させるための光学素子の互換配列体
の正面及び側面図が示されている。
走査ビームの発生、その利用走査経路及び同期走査経路
に沿うその分離データ記録のための利用走査経路を横切
るビームの利用は第１−４図に関して前に説明されたも
のと同一である。
然しなから追加のレンズ７５及び鏡７７が同期走査経路
中に於て使用される。
レンズ７５は光学格子５１に沿う走査の長さを圧縮し、
これにより光学格子の物理長を減少する。
格子の物理的大きさの減少は走査装置がその幅方向でな
く文書の長さ方向を走査するために使用される時に望ま
しいものである。
鏡７７はビームを格子５１及び楕円鏡５３に向って指向
する。
レンズ７５は同期経路の物理的距離を減少するが、転換
点５７は依然楕円鏡５３の焦点に位置する事は明らかで
ある。
第７図を参照するに、データ記録装置の概略的回路図が
示されている。
回路は第１図の光応答装置５９及び変調器２１を組込ん
でいる。
通常の貯蔵装置８１中に存在するデータ情報は文字発生
器８３によって一連のブランク及びアンプランク信号へ
分割される。
文字発生器８３は貯蔵装置８１に貯蔵されたディジタル
情報に応答して一度に１つの文字表示、１本分の走査線
を形成する。
通常の解読回路がこの様な走査線発生のために使用され
る。
文字発生器の出力信号はこれから並列に直列化シフト・
レジスタ８５にゲートされる。
直列化シフト・レジスタ８５中の情報は走査光ビームの
変調を制御するために順次ゲートして示される。
即ち文字発生器が直列化シフト・レジスタ８５へ出力信
号を与えると、その中に含まれる情報はビーム偏向を行
う変調器２１の制御装置へ順次ゲートされる。
シフト・レジスタに対する順次ゲート制御は光応答装置
５９の信号出力から誘導される。
この信号出力は増幅器８７により増幅され、制限され、
クリップされ、その出力信号は周波数２倍器８９によっ
て２倍にされる。
周波数２倍器８９の利用は第６図の光学格子５１に沿う
線をより広くする事を可能ならしめる。
これは光学線絡子が印刷分解能と同一分解能を有する時
には使用されない。
周波数２倍器８９からの出力信号は直列化シフト・レジ
スタ８５の最後の位置９０にある情報ビットをして変調
器２１ヘシフトせしめレジスタ中の各その後のビットを
して右方へ１位置だけシフトせしめる。
シフト・レジスタからの出力信号は変調器２１を制御し
、変調器はシフト・レジスタからシフトされたビットの
情報信号に従ってビームを偏向せしめる。
第８図を参照するに、データ検出装置の概略図か示され
ている。
データ検出装置は第１図に関して説明されたものと類似
の方法で発生される走査光１゛−ム及び第２−４図に関
連して説明されたものと類似の方法で同期信号を発生す
るために使用された光学素子と関連して使用される。
然しなから走査ビームを発生するために使用された装置
は必ずしも変調器２１若しくはこれに関連した圧縮光学
系を含まなＧ）。
何んとなれば走査されつつある表面１０１を横切る連続
走査ビームを発生する事が望ましいからである。
従って走査光ビームは回転面鏡３３により発生さへ上述
の如くビーム分離器３７を通過される。
ビーム分離器を通過する光は回転多面鏡３３の移動に従
って矢印１０３の方向に表面１０１に沿う利用走査経路
を横切る。
表面１０１はその表面に沿って印刷情報の如き情報を有
する。
表面１０１から反射される光ビームは入射点に於ける情
報内容に従って強度が変化する。
反射光ビームは集光レンズ１０５によって集光され、そ
の後光検出装置１０７の表面上に入射する。
光検出装置からの出力信号は光検出装置１０７に入射す
る光の強度に従って２進値出力信号を与える閾値検出器
１０９を通過する。
表面１０１は情報の多重走査線を発生するために駆動ロ
ール１０８によって走査方向と垂直な方向に移動される
。
ビーム分離器３７によって反射された走査ビーム部分は
第１図乃至第４図に関しこれまで述べた様に光学的格子
を通って光検出装置５９の表面へと通過される。
光検出装置５９の出力信号は増幅器８７により増幅され
、振幅制限され、そしてクリップさへ この増幅器８７
の出力は閾値検出器１０９の２進信号出力をシフト・レ
ジスタ１１１にゲートするのに用いられる。
即ち増幅器８７は閾値検出器１０９の出力信号をシフト
・レジスタ１１１にゲートするのに用いられる光学格子
の分解能パターンに従ってゲートパルスを与える。
このサンプル・パルス即ちケートパルスの各々は、シフ
ト・レジスタ１１１か１つの走査線全体を表わす複数個
のデータ・ビットを含む様になるまでシフト・レジスタ
１１１に新しいデータ・ビットを貯蔵させる。
詳細な実施例 次のものは第１−４図の概略図に使用される種種の光学
素子の説明である。
素 子 説 明 光源 １１ ５ｍｗＨｅＮｅレーザ、０．６５ｍ
ｍφ、１．７ｍｒ発散 平面鏡１３ 、１５ 前面鏡 ２５ ｍｍＸ ２５ｍ
ｍレンズ１７ 平凸レンズ２５ｍｍＦＬ。
１２ｍｒ／Ｌφ レンズ１９ 平凸レンズ１０ｍｍＦＬ。
８ｍｍφ 変調器 音響光学偏向器、 Ｚｅｎｉｔｈ Ｍ４０Ｒ レンズ２７ 平凸レンズ８ｍｍＦＬ。
４ｍｍφ レンズ２９ 平凸レンズ３８．ＩＦＬ。
２０ ｍｕφ レンズ３５ 円柱平凸レンズ８０ｉｉＦＬ。
長さ２５１ｒＬｒ／を 鏡 ３３ 回転鏡１５面、面角２４°：走査角
ｉｓ；３５５２ ｒ ｐｍ駆動 直径３．５ＣｒＩ′Ｌ レンズ３４ トロイダル乎凸レンズ４３ｍｍＦ
Ｌ 、 ４５°Ａｒｃ レンズ３１ 平凸レンズ３５２ｍｒｒｔＦＬ 。
３０ｍｍ×８０ｍｖｔ ビーム分離器３７ ビーム分離器１−８７ＣｒＩＬＸ１
５．５ｃｒ／Ｌ 光学線格子 格子１０×１Ｏ−３Ｃｒ／Ｌ×１０
×１Ｏ−３ＣｒｒＬ行１．２８ ｃｍｍ 先光検出装置 Ｐ ＩＮＩ Ｏダイオード、０．９
５ｃｒｒＬ直径受光面 解像度 ９５走査／ｃｍ アンプランク時間 ３．９１Ｘ１０−５秒記録表面２５
の処理 ９．０ｃｒｒＬ／秒速度 上述の説明では光ビームが丸い断面を持つものと仮定さ
れている。
成るシステムに於ては楕円形光点が一層望ましいことが
ある。
楕円光点の垂直寸法は記録表面２５上の走査線間に一様
な光分布を確保するのに必要とされる重複許容度に従っ
て定められる。
水平寸法は同期出力信号振幅を改善するために小さくさ
れ名。
再び第１図を参照すると、光ビームを走査路及び利用路
を通して偏向させるために回転多面鏡３３が説明された
が、当業者に自明な如く回転プリズム等のその他の種々
な偏向機構も又使用され得ること勿論である。
又システムの速度条件に従ってその他の種々の光源及び
光変調手法が利用され得ることも勿論である。
更に、第１図のビーム分離器３７と記録表面２５との間
に位置付は可能な反射面を組込んで第８図の表面１０１
の如き表面を走査するように主走査光を偏向させる位置
にこの反射面を動かすようにすることにより、同一の機
械環境内で走査光をデータ記録及びデータ走査の両方の
用途に利用するようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は走査光ビームを発生するために使用される光学
素子の概略図である。 １１・・・・光源、１３，１５・・・・平面鏡、２１・
・・・変調器、３３・・・・回転多面鏡、３７・・・・
ビーム分離器、２３・・・・ナイフ・エヅジ、３８・・
・・回転ドラム、２５・・・・記録表面。 第２図は同期信号を発生させるために使用される光学装
置の概略図である。 ５１・・・・光学格子、５３・・・・楕円体鏡、５９・
・・・光応答装置。 第３図は走査光経路及び同期光経路を示したたたみ込み
光学装置の正面図である。 ３３・・・・多面鏡、３７・・・・ビーム分離器。 第４図は第３図に示された光学装置の側面図である。 第５図は走査経路及び同期経路に沿って光を通過させる
ための光学素子の他の配列体の正面図である。 第６図は第５図に示された光学素子の側面図である。 第７図は同期信号を発生させるために使用される代りの
光学装置の概略図である。 第７図はデータ記録装置の概略的回路図である。 ５９・・・・検出器、８７・・・・増幅器、８９・・・
・周波数２倍器、８５・・・・並直列シフト・レジスタ
、８１・・・・貯蔵装置、８３・・・・文字発生器、２
１・・・・変調器。 第８図はデータ検出装置の概略的回路図である。 ５９・・・・検出器、８７・・・・増幅器、１ｏ９・・
・・閾値検出器、１ｏ７・・・・光検出装置、１１１・
山シフト・レジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 第１通路を通る柱状光ビームを発生させる光源と、 上記第１通路に沿って置かれており入射光ビームを偏向
    点から走査路に沿って偏向するように運動可能な光偏光
    装置と、 上記走査路に沿って置かれており光ビームを利用走査路
    及び同期走査路に沿って偏向するためのビーム分離装置
    と、 上記利用走査路に沿って上記光ビームを受は止めるよう
    に置かれた被走査表面であって上記光偏向装置の運動が
    該表面を走査するように光ビームを位置付ける関係に置
    かれたものと、 互に共役な第１及び第２の光学的焦点を有しており上記
    同期走査路に沿って上記光ビームを受は止めるように置
    かれた楕円鏡と、 上記第１の光学的焦点は上記光偏光装置の偏向点に位置
    付けられることと、 上記第２の光学的焦点に位置付けられた光応答装置であ
    って該光応登装置に入射する光に応答して入射光強度に
    応じた出力信号を発生させるためのものと、 上記ビーム分離装置及び上記光応答装置の間に置かれ且
    つ上記同期走査路を通る光ビームを受は止めるように位
    置付けられていて上記同期走査路に沿った光ビームの位
    置に従って該光ビームを強度変調するための光学格子と
    、 より成り上記被走査表面に於ける光ビームの位置を上記
    光応答装置の出力信号と関連させることを特徴とする光
    走査装置
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