JPS6022329Y2 - 光学的走査装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、複数の被走査面を実質上同一の変調信号によ
り変調された光ビームにより、走査する装置に関するも
のである。

電子計算機等より出力される情報の印刷手段としては、
古くから活字を用いたラインプリンターが多く用いられ
ているが出力情報の激増に対処するための高速化並びに
、装置の運転の騒音の減少を目的として、近時ノンイン
パクト形プリンターが用いれるようになった。

この種のノンインパクト形プリンターの例としては例え
ば、電子写真技術を応用するものとして感光性ドラム等
を、強度の変調されたレーザビームのスポットによす走
査し、文字９図形などの静電潜像を作り、これをトナー
により現像し、記録用紙に転写した後定着処理を行うも
のがある。

この種のプリンターのより詳しい実施例については例え
ば本出願人が既に出願している特願昭４９−７９４７５
号等に詳述されている。

この例にも述べられているように、この種のノンインパ
クト形プリンターにおいては、一般に活字を用いたイン
パクト形プリンターの如くコピーを得ることが困難であ
る。

このため、出力のコピーが必要な場合には出力された記
録紙を複写装置により複写するか、同一情報を複数回出
力するか、或いは、静電潜像を複数回現像・転写するな
どの方法が用いられる。

このうち、同一情報を複数回出力するには、記録紙の送
行方向に対してほぼ直角方向に並べて出力する方法や、
同じく送行方向に対して長手方向に同一情報を繰り返し
出力する方法や或いは一連の出力を出力する間その情報
を磁気テープに記録しこれが一旦完結した後、全く同一
の情報を前記磁気テープから読み出してプリントアウト
する方法などがある。

この場合いずれの方法による場合も、本質的にコピーと
しての条件に欠ける点がある。

即ちこの場合コピーを記録する時点が、オリジナルを記
録する時点と異なっているため、プリンターが何らかの
原因、例えば電気回路に混入するノイズの影響により誤
動作をした場合オリジナルとコピーとは異なったものと
なってしまう。

コピーは、もし仮に、オリジナルのプリント中にプリン
ターが誤動作した場合にはオリジナルにもコピーにも全
く同じ誤動作の結果を含む情報が記録されなければなら
ない。

即ちこのように異なった時点でコピーを得る場合には本
質的にコピーの条件を満していない。

次に、一度得られた静電潜像を実質的に複数回現像・転
写する方法は、上述の例とは異なり、コピーの条件を満
すが装置が著しく複雑となる。

更に上記の例においてはオリジナルとコピーは実質上同
一の連続した記録紙上に記録される場合が多く、これら
を分離する操作が著しく煩られしい。

本考案は例えば光ビームにより記録面を走査する手段を
用いたノンインパクト形プリンターにおいて、信頼度が
高くオリジナルと分離の容易なコピーを得ることが要求
される場合などに適する光学的走査装置に関するもので
以下に述べる構成並びに特長を有する。

第１図は本考案の一実施例を示すもので、１は光源とし
てのレーザ発振器、２は光変調器で、例えば電子計算機
よりの出力に対応した電気信号がその駆動装置２−１の
入力端子２−２に加えられることにより、レーザ発振器
１よりの光Ｂ１を強度変調する。

変調された光Ｂ２は、ビームエクスパンダ３によりその
巾を拡大されＢ４となる。

拡大された洸β、は点４−１を中心に回転する光偏向用
ミラー４により方向を変えられ、ミラー４の位置４ａ、
４ｂ、４ｃに対応して、Ｂａ、 Ｂｂ、 Ｂｃなどの進
路を進む。

これらの光の進路には、図の如く、焦点距離ｆ□のレン
ズＬ□？ Ｌ２が配置されている。

図では簡単のために、Ｌｔ、Ｌ２は所謂薄いレンズとし
て記されているため、ミラーの回転中心と図のＰ工との
距離は４ｆ□となっているが実際の設計では一般にこれ
より長くなる。

このような配置による場合Ｂａ、 Ｂｂ、 Ｂｃは一旦
Ｓ１上に結像し、ミラー４が４ａ→４ｂ→４ｃと回転す
ると、光点は、Ｐａ＋Ｐｂ＋ＰｃへとＳ０上を移動する
。

これはＢａ、 Ｂｂ、 Ｂｃの中心光はレンズＬ１の焦
点を通っているため、レンズｈを通過後光軸に平行に移
動することから理解できる。

これらの光はＳ１面を通過後拡散してレンズｈに入り再
び平行光となり、烏から距離ｆ１だけ離れた位置Ｐ１を
中心に回転する光となる。

これは光軸に平行に進行する光はその焦点に向って進む
ことから理解できる。

この場合、レンズＬ、、 Ｌ、！が等しい故、ＢａとＢ
ｂ、 ＢｂとＦ３ｃ（１’）なす角はＢａ’とＢｂ’、
Ｂｂ’とＢＣ’（７）なす角に等しい。

即ち、点４−１におけるミラーの回転に伴う光束の回転
が、点Ｐ１に伝達されたことになる。

Ｌ３は所謂Ｆ・θレンズで点Ｐ１がその瞳になるように
位置している。

またＲ１は第一の被走査体テ、レンズＬ３の焦点面に配
置されている。

本図では電子写真プロセスにおける転写ドラムの例を記
しである。

この記録用転写ドラムの作用については前述の特願昭４
９−７９４７５号に詳述しである通りであるのでここで
は省略する。

レンズＬ３に入射した光は、例えばその光の、レンズＬ
の光軸に対する傾きがθであれば、レンズＬ３の焦点距
離をＦとするとき、光軸と記録面との交点からＦ・θ即
ち図においてＨだけ離れた位置Ａに光点を結ぶ。

ミラー４が等速回転すれば、記録媒体としての被走査体
Ｒ０上における光点も亦等速で被走査体Ｒ１上を走査す
る。

次にレンズｈとＰｌの間に半透明鏡Ｍ□を配置しＰｌの
鏡像Ｐ２を得る。

そして鏡像Ｐ２から離れた位置に、その焦点距離がｆ２
のレンズＬ４を配置し、更にＬ４から２ｆ２だけ離れた
位置に、同じく焦点距離ｆ２のレンズＬを配置する。

これにより、レンズＬ５からｆ２だけ離れた点Ｐ３には
、点Ｐ１におけると同じふるまいをする光が得られる。

なお点Ｐ□における光の強度と点Ｐ３における光の強度
の比は主に半透明鏡Ｍ１の分割比により決まるものであ
る。

Ｌ６は、その瞳を点Ｐ３の近傍においたＦ・θレンズで
あり、その焦点面に第二の被走査体Ｒ２が配置されてい
る。

以上の如き構成になっている場合には、被走査体Ｒ１，
Ｒ２に入射する光の位置、強度などは半透明鏡Ｍ、を通
過或いは、これにより反射されるまでは被走査体Ｒ１，
Ｒ２に対し全く共通であり、半透明鏡Ｍ１を通過或いは
、これにより反射後も極めて単純且つ安定な光路を通過
するのみであるから、実質上両者等価なものとして扱う
ことができる。

なおＥ□は第一の記録系統を包含する筐体区分（図示の
如＜１． ２． ３． ４． Ｌｉｔ Ｌ、！ｔ Ｍ□
、Ｌ３゜Ｒ１，ｋ□、 Ｌ４． Ｌ５の諸部材、手段を
収納）を示し、Ｒ２は第一の記録系統に結合することに
より容易にコピー記録を行うことのできる第二の記録系
統を包含する筐体区分（図示の如＜Ｌ６．Ｒ２゜Ｒ２の
諸部材、手段を収納）を示す。

図に見られる如く、レンズＬとＦ・θレンズｈの間にお
いては光は平行ビームの状態にあるから、仮りにレンズ
Ｌ３に対しＦ・θレンズｈが位置ずれを生じても、Ｆ・
θレンズｈ６と被走査体Ｒ２との相対位置が正確に保持
されていれば、Ｆ・θレンズｈによる被走査体Ｒ２上へ
の結像性能の劣化は少ない。

勿論レンズＬ５に対し、Ｆ・θレンズｈ６が相対的に著
しい位置ずれを生じた場合には、Ｆ・θレンズｈ６に、
レンズＬからの光が入射しなくなることや、被走査体Ｒ
２の端部には走査光が達しないなどの不都合を生ずるが
、この種の装置を実際に設計する場合には、例えばＦ・
θレンズｈ６の焦点距離が４０ｃｍ程度の場合、レンズ
跪に対しＦ・θレンズｈが、正規の位置から数ミリメー
トル程度平行な位置ずれを生じても全く問題が生じない
ように設計することができる。

従って、第一の記録系統を含む筐体Ｒ１内に、レンズ塊
、つまり、走査用反射鏡の近傍における光束と等価のふ
るまいをする光束、即ち点Ｐ３に相当する光束を発生す
る手段を配置し、この筐体Ｅ□とは実質上分離可能な筐
体Ｒ２内に内蔵された第二の記録系統を筐体Ｅ１に所定
の位置関係をもって配置することにより、性能の安定な
、信頼度の高い、同時に複数の同一内容の情報を含んだ
光ビームによる走査の可能な、実質土工つの筐体或いは
機能区分に分割可能な記録システムのための光学走査装
置が得られる。

第２図は本考案の他の実施例で、第二の記録手段の空間
的配置上都合のよい別の光学系の構成を用いた例である
。

この例では点Ｐ３の光束のふるまいを更にレンズＬＧ、
ｌ、により点Ｐ４に伝達している。

モしてＰ４を回転中心とする光束はレンズＬにより被走
査体Ｒ２上に光点を結ばれる。

この場合にはＡ、Ｂ。ＣとＡ”、 Ｂ″、Ｃ“はそれぞ
れ、全く等価の光ビームの照射を受ける。

尚、Ｍ２はミラーである。第２図では筐体Ｅ２にはＬ７
．ｌ−８９Ｍ２．Ｌ、ｌ］、に２゜Ｒ２の諸部材、手段
が収納されている。

以上の図においてはレンズＬとレンズＬ３．Ｌ９などは
全て同じ大きさに描かれており、また被走査体Ｒ工、Ｒ
２も同じものとされているが、例えばレンズＬとして、
焦点距離が４０ｃｍのＦ・θレンズ、被走査体Ｒ１とし
て電子写真用感光ドラムを用い、レンズｈとして焦点距
離が１０ｍｍのＦ・θレンズ、被走査体Ｒ２としてマイ
クロフィルムを用いることもできる。

なお、本考案による場合、第一の被走査体を走査するた
めの光偏向器と、第二の被走査体を走査するための光偏
向器とは共通であるから第一の被走査体を走査する光点
と第二の被走査体を走査する光点とは同一位相をもって
それぞれの被走査体上を走査するが、例えば第１図にお
いて第一の筐体Ｅ１に対し第二の筐体Ｅ２が相対的に若
干回動した状態で配置された場合には被走査体Ｒ２に対
する走査光点Ａ’、 Ｂ’、 Ｃ’等は図において上方
又は下方に平行移動する。

従って、この量が大きくなれば例えば被走査体Ｒ１には
規定の位置に情報が記録されるのに対し、被走査体Ｒ２
には規定の位置からずれた位置に情報が記録され、もは
やこれがコピーとしての条件を満たさなくなる可能性が
ある。

これを避けるには、例えば、第１図の如く第一の被走査
体近傍の有効記録部外にあり、且つ光点による走査領域
内、或いは反射鏡などを用いてこれと等価の位置に光ビ
ーム検出用の第一の受光素子を配置するとともに、第二
の被走査体近傍又は等価の位置に第二の受光素子を第一
の被走査体に対する第一の受光素子の配置と等価になる
ように配置し、この二つの受光素子からの電気的出力が
許容限度内で同時に発生していることを確認或いは看視
しつつ装置を作動させるようにすればよい。

これを具体的に行うには、例えば第３図のようにする。

即ち、二つの受光素子に１．に２からの出力を増幅器１
１，１゜により増巾し、必要によっては位置ずれの許容
値から算出される所望の巾を有するパルスにパルス整形
器ｍ１． ｍ２を用いて整形し、これらをＡＮＤ回路ｎ
に加える。

受光素子に１．に２からの出力の時間的ずれが受光素子
に１或いはに２の出力或いはこれらを整形したもののパ
ルス巾により決められる範囲内にあるときは、光ビーム
の走査周期をもって定常的にＡＮＤ回路から出力が得ら
れる。

つまり走査周期をもってＡＮＤ回路から出力が得られて
いる間は、二つの被走査体に対する走査光点の位置ずれ
は許容限度内にある。

走査周期をもってＡＮＤ回路から定常的に送出されるべ
きパルスが途絶えたことを検知するには、ＡＮＤ回路か
らの出力を持続時間が走査周期より長い値の、再セツト
可能なワンショットマルチバイブレータＯに加える。

こうすれば、このワンショットマルチバイブレータは、
ＡＮＤ回路のパルスが走査周期で定常的に送られている
間は、オン状態からオフ状態に変化することなく、常に
再セットされる。

もしＡＮＤ回路からの出力が途絶えると、再セットは行
われずこのワンショットマルチバイブレータはオフ状態
に変化する。

なお前述の如く、このワンショットマルチバイブレータ
の持続時間は走査周期より長いものと記したが、この値
として例えば走査周期の５倍余りの値を選んだとすると
、ＡＮＤ回路からのパルスの欠落が４個までの間はマル
チバイブレータの状態はオンにあり、５個連続して欠落
した場合に初めてオフ状態に変わる。

これは、受光素子に１又はに２からの出力の単に１回の
偶発的な欠落に対しては装置の作動を停止することなく
、ＡＮＤ回路出力の連続的な欠落があった場合のみ装置
を停止させたい場合に用いる手段である。

なおまた以上の如き看視手段は第２図の例にも適用でき
ることは勿論である。

前記実施例に示すように、光偏向器により生ずる光束の
回動を光学的に通し、第一の記録系統の結像レンズの瞳
近傍に導くとともに、その途中に光束の分割器を配置す
ることにより、分割された回動する光束を第二の記録系
統の結像レンズの瞳近傍に導くようにしており、第一、
第二の記録系統が距離的に離れている場合も、光束の回
動を伝達するための光学系の焦点距離、光学素子数の選
択により二つの記録系統に全く等価の光束による走査を
行うことができる。

前述の各実施例は光束を２つに分割するものを開示した
が、３つ以上に分割してもよいことは勿論である。

分割数が多くなった場合には適宜光偏向器等を複数個用
いることも可能である。

以上の如く本考案では、共通の光源、共通の光変調器並
びに共通の光偏向器を用いている故、第一の被走査体に
記録される情報と、第二の被走査体に記録される情報が
それぞれもつともらしい値で異なった値となるような問
題は生じなくなり、同時に全く同一の情報を記録できる
例えばノンインパクト形プリンターを実現するのに極め
て大きな効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の光学的走査装置の一実施例の原理的説
明図、第２図は同性の実施例図、第３図は看視手段の一
例図をそれぞれ示す。 １はレーザ発振器、２は光変調器、４は光偏向器、Ｌ１
〜９はレンズ、Ｍｌは半透明鏡、Ｒ１，Ｒ２は被走査体
、ｋ１〜２は受光素子をそれぞれ示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１と第２の記録媒体と、この第１と第２の記録媒体に
   対して共通の変調光束形成手段と、この変調光束形成手
   段を被記録信号により駆動する駆動手段と、変調された
   光束を回転掃引する、上記複数の記録媒体に対して共通
   の光偏向器と、この光偏向器によって掃引された光束を
   分割する、上記複数の記録媒体に対して共通の光束分割
   手段と、上記第１の記録媒体、変調光束形成手段、光偏
   向器、光束分割手段を収納する第１の筐体と、上記第１
   の筐体とは分離可能な筐体であって、上記第２の記録媒
   体を収納する第２の筐体と、を備え、上記共通の変調光
   束形成手段によって形成された変調光束を上記共通の光
   束分割手段で分割して上記第１と第２の記録媒体を夫々
   走査するようにするとともに、更に、上記掃引された光
   束を、上記第１の筐体中で受光する第１の受光素子、上
   記第２の筐体中で受ける第２の受光素子と、この第１と
   第２の受光素子の各々の出力の時間的ずれが許容限度内
   にあるか否かを検知する手段とを有する看視手段を備え
   、この看視手段により、前記第２の記録媒体の規定位置
   を光束が走査しているか否かを看視できるようにした光
   学的走査装置。