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JPH0675973B2 - Image recorder - Google Patents

Image recorder

Info

Publication number
JPH0675973B2
JPH0675973B2 JP668185A JP668185A JPH0675973B2 JP H0675973 B2 JPH0675973 B2 JP H0675973B2 JP 668185 A JP668185 A JP 668185A JP 668185 A JP668185 A JP 668185A JP H0675973 B2 JPH0675973 B2 JP H0675973B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light beam
light
line
scanning
image recording
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP668185A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61166560A (en
Inventor
憲 平澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP668185A priority Critical patent/JPH0675973B2/en
Publication of JPS61166560A publication Critical patent/JPS61166560A/en
Publication of JPH0675973B2 publication Critical patent/JPH0675973B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は画信号によって変調した光ビームを受光面に導
き露光を行う機構を有する画像記録装置に関する。画像
読取装置で読み取ったり、コンピュータ等によって作成
された画信号を光学的な手段を用いて、紙面上に記録す
る記録装置として例えばレーザプリンタがある。レーザ
プリンタは、画信号によって変調した光ビームを感光体
等から成る受光面を有する露光部へ導き、これを走査し
て静電潜像を形成し、その後現像、転写、定着等を行っ
ている。
The present invention relates to an image recording apparatus having a mechanism for exposing a light beam modulated by an image signal to a light receiving surface to perform exposure. There is a laser printer, for example, as a recording device that records an image signal read by an image reading device or created by a computer or the like on a paper surface by using optical means. A laser printer guides a light beam modulated by an image signal to an exposure unit having a light receiving surface made of a photoconductor or the like, scans the light beam to form an electrostatic latent image, and then performs development, transfer, fixing, and the like. .

「従来の技術」 レーザプリンタの、光ビームを受光面上に導きこれを走
査する機構を第11図に示す。
“Prior Art” FIG. 11 shows a mechanism of a laser printer that guides a light beam onto a light receiving surface and scans the light beam.

同図の装置は、図示しない読み取り装置等で読み取った
画信号を蓄積した信号源1と、この画信号によって変調
された光ビームを射出する光源2と、光ビーム3をガイ
ドするコリメータ4、シリンダレンズ5、回転多面鏡
6、f−θレンズ7およびシリンダレンズ8と、外周面
に光ビームを受光して静電潜像を形成する感光ドラム9
とから構成されている。
The apparatus shown in FIG. 1 includes a signal source 1 that stores an image signal read by a reading device (not shown), a light source 2 that emits a light beam modulated by the image signal, a collimator 4 that guides the light beam 3, and a cylinder. The lens 5, the rotary polygon mirror 6, the f-θ lens 7 and the cylinder lens 8, and the photosensitive drum 9 that receives the light beam on the outer peripheral surface and forms an electrostatic latent image.
It consists of and.

光源2は、例えば画信号が白あるいは黒ドットの2値化
された信号から成る場合、レーザビームを駆動回路1で
直接変調を行う。光源2から射出された光ビーム3はコ
リメータ4とシリンダレンズ5によって断面長円状のビ
ームとされ、回転多面鏡6の反射面11に入射する。
The light source 2 directly modulates the laser beam by the drive circuit 1 when the image signal is a binarized signal of white or black dots, for example. The light beam 3 emitted from the light source 2 is made into a beam having an oval cross section by the collimator 4 and the cylinder lens 5, and is incident on the reflecting surface 11 of the rotary polygon mirror 6.

光ビーム3はその後f−θレンズ7、シリンダレンズ8
によって細いビームに絞られて感光ドラム9の受光面10
に入射する。回転多面鏡6が矢印12方向に回転すると光
ビーム3は破線13から破線14に至るまで感光ドラム9の
回転軸16の方向と平行な方向に走査を繰り返される。光
ビーム3が走査開始位置センサ17を横切ると所定のタイ
ミングで信号源1から画信号が出力され光ビームが感光
ドラム9の受光面10上を走査され、この間に1ライン分
の画信号の出力が完了する。
The light beam 3 is then fed to the f-θ lens 7 and the cylinder lens 8.
Is narrowed to a narrow beam by the light receiving surface 10 of the photosensitive drum 9.
Incident on. When the rotary polygon mirror 6 rotates in the direction of arrow 12, the light beam 3 is repeatedly scanned from the broken line 13 to the broken line 14 in the direction parallel to the direction of the rotation axis 16 of the photosensitive drum 9. When the light beam 3 crosses the scanning start position sensor 17, an image signal is output from the signal source 1 at a predetermined timing, the light beam is scanned on the light receiving surface 10 of the photosensitive drum 9, and an image signal for one line is output during this period. Is completed.

「発明が解決しようとする問題点」 第12図(1)、(2)は第11図に示した回転多面鏡6の
反射面11の正面図である。光ビーム3はこの図のよう
に、長円状のスポット21に収束されて回転多面鏡6の反
射面11に入射する。回転多面鏡6の回転につれてこのス
ポット21は矢印22の方向に移動する。このスポット21を
形成する光ビームが最終的にレンズ等で一点に絞られて
感光ドラム9に照射されるから、第12図(2)に示した
ようにスポット21の一部が反射面11から外へはみ出して
いるときは光量が半減する。このような場合光ビームは
潜像形成に適さないから、第11図の破線13から14までの
範囲で光ビームが走査されその中間部分だけが感光ドラ
ムに照射されて利用される。第12図(1)に示したよう
に、実際に有効な光ビームのスポット移動距離lは、反
射面の回転多面鏡の回転軸に垂直な方向の幅Lの約2分
の1程度とするのが実情である。
"Problems to be Solved by the Invention" FIGS. 12 (1) and 12 (2) are front views of the reflecting surface 11 of the rotary polygon mirror 6 shown in FIG. As shown in this figure, the light beam 3 is converged on an oval spot 21 and is incident on the reflecting surface 11 of the rotary polygon mirror 6. The spot 21 moves in the direction of arrow 22 as the rotary polygon mirror 6 rotates. The light beam forming the spot 21 is finally focused on one point by a lens or the like and is applied to the photosensitive drum 9. Therefore, as shown in FIG. When it sticks out, the amount of light is halved. In such a case, since the light beam is not suitable for forming a latent image, the light beam is scanned in the range of broken lines 13 to 14 in FIG. 11 and only the intermediate portion is irradiated to the photosensitive drum for use. As shown in FIG. 12 (1), the actually effective spot moving distance l of the light beam is about one half of the width L of the reflecting surface in the direction perpendicular to the rotation axis of the rotary polygon mirror. Is the reality.

このように従来の画像記録装置においては、光源が光を
出力している時間の半分程度しか有効に画信号伝送に使
用されないという問題があった。また、この種の装置の
高速化を図るためには、回転多面鏡の回転速度を速くし
たりその半径を大きくする必要があるが、装置の大型化
や回転動作時の風損の増大等の問題もあった。しかも、
大型の多面鏡は製造も容易でなくコストアップにつなが
る。
As described above, the conventional image recording apparatus has a problem that the light source is effectively used for image signal transmission only for about half the time during which the light source outputs the light. In addition, in order to increase the speed of this type of device, it is necessary to increase the rotation speed of the rotary polygon mirror or increase its radius, but it is necessary to increase the size of the device and increase wind loss during rotation. There was also a problem. Moreover,
Large polygon mirrors are not easy to manufacture and lead to increased costs.

一方、第13図に示すように、光ビームの幅を十分に広く
して、回転多面鏡の反射面がこの光ビームを走査する間
常に反射面全幅にわたって光ビームが照射されるような
長円形スポットを形成する方法も開発されている。こう
すれば、走査開始から終了まで反射される光ビームのス
ポットの面積に変動が無い利点がある。
On the other hand, as shown in FIG. 13, the width of the light beam is made sufficiently wide so that the light beam is always illuminated over the entire width of the reflection surface while the reflection surface of the rotating polygon mirror scans this light beam. Methods for forming spots have also been developed. This has the advantage that the spot area of the light beam reflected from the start to the end of scanning does not change.

しかしながら、このためには光ビームの幅を十分に広く
し光源の出力も高くする必要がある。光ビームの幅をあ
まり広くすると、光源やその電源の大型化を招きコスト
アップの原因ともなる。
However, for this purpose, it is necessary to widen the width of the light beam and increase the output of the light source. If the width of the light beam is too wide, the light source and its power source become large in size, which causes a cost increase.

本発明は以上の点に着目してなされたもので、光源の出
力する光ビームを効率よく露光部にガイドし、かつ走査
の高速化を図った画像記録装置を提供することを目的と
してなされたものである。
The present invention has been made in view of the above points, and has an object to provide an image recording apparatus that efficiently guides a light beam output from a light source to an exposure unit and speeds up scanning. It is a thing.

「問題点を解決するための手段」 本発明の画像記録装置は、画信号によって変調した光ビ
ームを射出する光源と、光ビームの光路の切り換えを行
う光ビーム変向部と、光ビームを受光面上に受光する露
光部と、この露光部の受光面上に光ビームを導き1ライ
ンずつ走査する光ビーム走査部とから成り、この光ビー
ム走査部には外形が多角柱状であってその軸部に回転軸
を有し外周面に光ビームを反射する同一面数の反射面が
形成された回転多面鏡が互いにその回転軸を一致させか
つその回転軸に平行な稜線を回転方向に1ラインずつの
走査に要する角度だけシフトさせて積層されており、光
ビーム変向部は光ビームを回転多面鏡の反射面内に収束
するようにガイドしかつ回転多面鏡の反射面に所定の順
で1ラインずつの光ビームが入射するようその光路を切
り換えることを特徴としている。
"Means for Solving Problems" An image recording apparatus of the present invention includes a light source that emits a light beam modulated by an image signal, a light beam deflecting unit that switches the optical path of the light beam, and a light beam that is received. The exposure unit has a light receiving surface and a light beam scanning unit that guides a light beam onto the light receiving surface of the exposure unit and scans line by line. Rotating polygon mirrors each having a rotation axis in its part and having the same number of reflecting surfaces for reflecting a light beam on its outer peripheral surface have their rotation axes aligned with each other, and one ridge line parallel to the rotation axis forms one line in the rotation direction. The light beam deflector guides the light beam so that it converges within the reflecting surface of the rotating polygon mirror and is laminated in a predetermined order on the reflecting surface of the rotating polygon mirror. Light beams are incident line by line. It is characterized by switching the optical path of the lie.

また、本発明の画像記録装置は、画信号によって変調し
た光ビームを射出する光源と、光ビームの光路の切り換
えを行う光ビーム変向部と、光ビームを受光面上に受光
する露光部と、この露光部の受光面上に光ビームを導き
1ラインずつ走査する光ビーム走査部とから成り、この
光ビーム走査部には外形が多角柱状であってその軸部に
回転軸を有し外周面に光ビームを反射する同一面数の反
射面が形成された回転多面鏡が互いにその回転軸を一致
させかつその回転軸に平行な稜線を回転方向に1ライン
ずつの走査に要する角度だけシフトさせて積層されてお
り、光ビーム変向部は回転多面鏡の反射面に対してその
回転軸に垂直な方向の幅よりも広い幅の光ビームを照射
し、かつ各回転多面鏡の反射面に所定の順で1ラインず
つの光ビームが照射されるようその光路を回転軸に平行
な方向に順次切り換えることを特徴としている。
Further, the image recording apparatus of the present invention includes a light source that emits a light beam modulated by an image signal, a light beam deflecting unit that switches the optical path of the light beam, and an exposure unit that receives the light beam on the light receiving surface. , A light beam scanning unit that guides a light beam onto the light-receiving surface of the exposure unit and scans line by line. The light beam scanning unit has a polygonal columnar outer shape and has a rotation axis at its shaft portion. Rotating polygon mirrors having the same number of reflecting surfaces that reflect light beams on their surfaces match their rotation axes with each other and shift the ridges parallel to the rotation axis by the angle required for scanning line by line in the rotation direction. The light beam diverting section irradiates the reflecting surface of the rotating polygon mirror with a light beam having a width wider than the width in the direction perpendicular to the rotation axis, and the reflecting surface of each rotating polygon mirror. The light beam of each line illuminates in a predetermined order. It is characterized by sequentially switching a direction parallel to the rotational axis of the optical path to be.

以上いずれの画像記録装置においても、次のような実施
態様が好ましい。
In any of the above image recording apparatuses, the following embodiments are preferable.

光ビーム走査部には、各回転多面鏡の反射面と露光部の
受光面とが光ビームの走査方向において光学的に共役と
なるよう一方向集束光学素子を設けるとよい。
The light beam scanning unit may be provided with a unidirectional focusing optical element so that the reflecting surface of each rotary polygon mirror and the light receiving surface of the exposure unit are optically conjugate with each other in the scanning direction of the light beam.

光ビーム変向部には、光ビームを複数の光路に分割する
変向器とこれらの光路のいずれか1つの光路を通る光ビ
ームのみの通過を許容するシャッタとが設けられるとよ
い。
The light beam deflecting unit may be provided with a deflector that divides the light beam into a plurality of optical paths and a shutter that allows passage of only the light beam passing through any one of these optical paths.

光ビームの変向部には光ビームを入射させる超音波光変
調器と、この回折角を変化させる切換手段とが設けられ
ているとよい。
It is preferable that the light beam diverting portion is provided with an ultrasonic light modulator for making the light beam incident and a switching means for changing the diffraction angle.

「作用」 本発明の画像記録装置において、光ビームは複数の回転
多面鏡の反射面に対して所定の順番に1走査ラインごと
にその光路を切り換えられて照射される。これによって
光ビームは最短時間で走査の切り換えが行われる。ま
た、スポットの反射面からのはみ出しを少なくすること
ができ、光ビームを有効に露光部へガイドすることがで
きる。
[Operation] In the image recording apparatus of the present invention, the light beam is emitted to the reflecting surfaces of the plurality of rotary polygon mirrors in a predetermined order with its optical path switched for each scanning line. As a result, the scanning of the light beam is switched in the shortest time. Moreover, the protrusion of the spot from the reflecting surface can be reduced, and the light beam can be effectively guided to the exposure unit.

また、スポット幅を反射面の幅より広くする方法の場
合、必要最小限のスポット幅を従来法より狭くすること
ができ、光源の出力を低く抑えることができる。
Further, in the case of the method of making the spot width wider than the width of the reflecting surface, the minimum necessary spot width can be made narrower than that of the conventional method, and the output of the light source can be suppressed low.

「実施例」 第1図は本発明の画像記録装置の実施例を示す概略構成
図である。
[Embodiment] FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image recording apparatus of the present invention.

この画像記録装置は、信号源1、光源2、光ビーム変向
部31、露光部32および光ビーム走査部33から構成されて
いる。
This image recording apparatus comprises a signal source 1, a light source 2, a light beam changing section 31, an exposure section 32 and a light beam scanning section 33.

信号源1と光源2は第11図で説明した従来の画像記録装
置に設けられていたものと同様である。光ビーム3は半
導体レーザ34(あるいはガスレーザおよび光変調器等)
から射出され、画信号36により変調されて出力される。
The signal source 1 and the light source 2 are the same as those provided in the conventional image recording apparatus described in FIG. The light beam 3 is a semiconductor laser 34 (or a gas laser and a light modulator, etc.)
Is output from the image signal 36 after being modulated.

光ビーム変向部31においては、第2図に示したように、
この光ビーム3がビームスプリット機能を有する一対の
プリズム38、39から成る変向器41によって2本の光路4
3、44に分割される。そして、所定の光路を通る光ビー
ムのみがシャッタ45、46のいずれかを通過しシリンダレ
ンズ47を経て光ビーム走査部33に照射される。このと
き、この光ビーム3はシリンダレンズ47によって断面が
長円形のビームに収束される。
In the light beam changing section 31, as shown in FIG.
The light beam 3 is converted into two optical paths 4 by a deflector 41 including a pair of prisms 38 and 39 having a beam splitting function.
Divided into 3 and 44. Then, only the light beam passing through the predetermined optical path passes through one of the shutters 45 and 46, passes through the cylinder lens 47, and is irradiated onto the light beam scanning unit 33. At this time, the light beam 3 is converged by the cylinder lens 47 into a beam having an oval cross section.

光ビーム走査部33は第1図および第2図に示すように、
例えば2枚の回転多面鏡51、52とf−θレンズ53とシリ
ンダレンズ54とから構成されている。回転多面鏡51、52
は、外形が多角柱状であって、その軸部に回転軸55を有
し外周部に光ビーム3を反射する反射面57、58を有して
いる。そして、2つの回転多面鏡51、52は互いにその回
転軸55に平行な稜線59を回転方向に所定角度シフトさせ
て積層されている。この実施例の場合、一方の回転多面
鏡51の稜線59が他方の回転多面鏡52の反射面58の中央に
くるように配置されており、各稜線59の間隔が一定とさ
れている。f−θレンズ53は、走査される光ビーム3の
結像面が円弧状であるのに対して、受光ドラム9の受光
面10が平面であるためビームの結像位置を補正し、振り
角に対する走査位置をf−θ特性で補正する既知のレン
ズである。また本発明の画像記録装置では、光ビームの
光路の切り換えが行われるため、例えば第3図のよう
に、2種の異なる光路を通る光ビームを同一の受光面上
に結像させるよう、それぞれ2個のシリンダレンズ47、
54が設けられている。なお、第3図において、第1図お
よび第2図と同一部分には同一符号を付してこれらの説
明は省略する。
The light beam scanning unit 33, as shown in FIG. 1 and FIG.
For example, it is composed of two rotary polygon mirrors 51, 52, an f-θ lens 53, and a cylinder lens 54. Rotating polygon mirrors 51, 52
Has a polygonal columnar outer shape, and has a rotating shaft 55 on its shaft portion and reflection surfaces 57, 58 for reflecting the light beam 3 on the outer peripheral portion. The two rotary polygon mirrors 51, 52 are laminated by shifting a ridge line 59 parallel to the rotation axis 55 thereof by a predetermined angle in the rotation direction. In the case of this embodiment, the ridgeline 59 of one rotary polygonal mirror 51 is arranged so as to be in the center of the reflecting surface 58 of the other rotary polygonal mirror 52, and the intervals between the ridgelines 59 are constant. The f-θ lens 53 corrects the image forming position of the beam because the light receiving surface 10 of the light receiving drum 9 is a flat surface, while the image forming surface of the scanned light beam 3 has an arc shape. It is a known lens for correcting the scanning position with respect to the f-θ characteristic. Further, in the image recording apparatus of the present invention, the optical paths of the light beams are switched, so that, for example, as shown in FIG. 3, the light beams passing through two different optical paths are respectively imaged on the same light receiving surface. Two cylinder lenses 47,
54 is provided. In FIG. 3, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

露光部32は、第11図で説明したと同様の感光ドラム9等
で構成されたものである。第1図の実施例では、感光ド
ラムの軸方向両側に、2個の光ビームセンサ61、62が設
けられている。一方の光ビームセンサ61は光ビームの感
光ドラム上の走査開始タイミングを検出し、他方の光ビ
ームセンサ62は走査終了を検知する。光ビームセンサ61
の出力は図示しない画信号出力回路等へ送られ処理され
る。光ビームセンサ62の出力は、光ビーム変向部31に設
けられた光路切り換え制御回路63に送られる。
The exposure section 32 is composed of the same photosensitive drum 9 as described in FIG. In the embodiment shown in FIG. 1, two light beam sensors 61 and 62 are provided on both sides of the photosensitive drum in the axial direction. One light beam sensor 61 detects the scanning start timing of the light beam on the photosensitive drum, and the other light beam sensor 62 detects the scanning end. Light beam sensor 61
Is sent to an image signal output circuit (not shown) or the like for processing. The output of the light beam sensor 62 is sent to the optical path switching control circuit 63 provided in the light beam changing section 31.

以上説明した画像記録装置は次のように動作する。The image recording apparatus described above operates as follows.

光源から反射された光ビーム3は、光ビーム変向部31の
直角プリズム38、39によって2つの光路43、44に分割さ
れる。そして、まず一方のシャッタ45が閉じ他方のシャ
ッタ46が開いて一方の光路44から第1の回転多面鏡52の
反射面58に光ビームがガイドされる。この光ビームはシ
リンダレンズ47によってこの反射面内に収束する大きさ
の長円形のスポットに絞られている。第2図において、
光ビーム3のスポットの位置をS1〜S6と表示すると、回
転多面鏡52の回転につれてスポットは位置S1から位置S2
へ移動する。このとき、光ビームは感光ドラム9の一方
から他方へ走査され、光ビームセンサ61が走査の開始
を、光ビームセンサ62が走査の終了を検知する。走査の
終了を検知すると光路切り換え回路63はシャッタ45を閉
じてシャッタ44を開き光ビーム3の光路を切り換える。
これによって、スポットは位置S2から位置S3へ移動し、
再び感光ドラム9の一方から他方へ走査される。このよ
うにして、光路が順に切り換えられ、スポットはS1から
S6まで次々と移動していく。
The light beam 3 reflected from the light source is split into two optical paths 43 and 44 by the right-angle prisms 38 and 39 of the light beam changing portion 31. Then, first, one shutter 45 is closed and the other shutter 46 is opened, and the light beam is guided from one optical path 44 to the reflecting surface 58 of the first rotary polygon mirror 52. This light beam is focused by a cylinder lens 47 into an elliptical spot of a size that converges on this reflecting surface. In FIG.
When the positions of the spots of the light beam 3 are represented as S 1 to S 6 , the spots move from the positions S 1 to S 2 as the rotary polygon mirror 52 rotates.
Move to. At this time, the light beam is scanned from one side to the other side of the photosensitive drum 9, and the light beam sensor 61 detects the start of scanning and the light beam sensor 62 detects the end of scanning. When detecting the end of scanning, the optical path switching circuit 63 closes the shutter 45 and opens the shutter 44 to switch the optical path of the light beam 3.
This moves the spot from position S 2 to position S 3 ,
The photosensitive drum 9 is again scanned from one side to the other. In this way, the optical paths are switched in sequence, and the spot starts from S 1.
Move to S 6 one after another.

第4図は、断面が正方形の回転多面鏡71、72を2枚積層
したものでその上面図を第5図に示した。スポットの位
置はS1、S2……S6と順に移行しながら光ビームが走査さ
れ、第6図に示したような正8角形の回転多面鏡と同様
の作用をする。本実施例の場合、光ビームのスポットが
常に反射面からはみ出さないので、この反射面前面が有
効に利用されることになる。従って、走査するビームの
有効に露光する割合、すなわち有効走査率が100%近く
まで高まる。
FIG. 4 is a view in which two rotary polygon mirrors 71 and 72 having a square cross section are laminated, and a top view thereof is shown in FIG. The light beam is scanned while the position of the spot shifts in the order of S 1 , S 2, ... S 6, and the same operation as that of the regular octagonal rotating polygon mirror as shown in FIG. 6 is performed. In the case of the present embodiment, since the spot of the light beam does not always protrude from the reflecting surface, the front surface of this reflecting surface can be effectively used. Therefore, the effective exposure rate of the scanning beam, that is, the effective scanning rate is increased to nearly 100%.

第7図は回転多面鏡74を3枚積層した例を示し、光路の
切り換えによるスポットの移動は破線81のようになる。
例えば第8図に示すように、断面正方形の回転多面鏡74
を4枚積層すると反射面を16面有するミラーと同様の機
能を持つこととなる。このとき各回転多面鏡の稜線59は
互いに円周方向に等間隔になるように配置される。これ
によって、小半径でありながら有効走査率が高く、高速
スキャンの可能な光ビーム走査部とすることができる。
FIG. 7 shows an example in which three rotary polygon mirrors 74 are laminated, and the movement of the spot by switching the optical path is as shown by the broken line 81.
For example, as shown in FIG. 8, a rotating polygon mirror 74 having a square cross section
If four layers are laminated, it will have the same function as a mirror having 16 reflecting surfaces. At this time, the ridge lines 59 of each rotary polygon mirror are arranged at equal intervals in the circumferential direction. This makes it possible to provide a light beam scanning unit having a small radius but a high effective scanning rate and capable of high-speed scanning.

第9図は第5図のものと同等の機能を有する8角形の回
転多面鏡74の一部を第5図と同縮尺で示したものである
が、この反射面に照射される光ビームが、常に反射面の
全幅に当たるようにするには、最低限図中に示した幅W1
を必要とする。ところが、第5図の場合、その最低ビー
ム幅W0は上記ビーム幅W1の約3分の2でよいことにな
る。このように、広いビーム幅の光ビームを反射面に照
射する方式の場合においても、本発明によれば光エネル
ギの経済的な照射が可能である。
FIG. 9 shows a part of an octagonal rotary polygon mirror 74 having the same function as that of FIG. 5 on the same scale as that of FIG. 5, but the light beam irradiated on the reflecting surface is , In order to always hit the full width of the reflective surface, at least the width W 1 shown in the figure
Need. However, in the case of FIG. 5, the minimum beam width W 0 may be about two-thirds of the beam width W 1 . As described above, according to the present invention, it is possible to economically irradiate the light energy even in the case of the method of irradiating the reflecting surface with the light beam having the wide beam width.

なお、本発明において、光ビーム変向部の変向器は、実
施例のようなもののほか、等方性結晶あるいは圧電結晶
に電界を印加して透過光に複屈折を生じさせその光路を
切り換えたり、第10図に示すように、媒質78に超音波を
伝播すべく高周波電界79を印加して超音波と光との相互
作用によって光を回折させて種々の光路を得るようにし
てもよい。このとき結晶に加える高周波電界を2種以上
用意し、その切り換えを行えば回折角(ブラグ角)θが
変化するので、これによって光路切り換えを行ってもよ
い。ブラグ角θはθ=λf/2V(ただし、λは光ビームの
波長、fは圧電結晶に加える高周波の波長、Vは媒質内
の超音波の音速)によって求められる。
In addition, in the present invention, the deflector of the light beam deflector is not limited to the one in the embodiment, and an electric field is applied to an isotropic crystal or a piezoelectric crystal to cause birefringence in transmitted light to switch its optical path. Alternatively, as shown in FIG. 10, a high-frequency electric field 79 may be applied to propagate the ultrasonic wave to the medium 78, and the interaction between the ultrasonic wave and the light may diffract the light to obtain various optical paths. . At this time, two or more kinds of high-frequency electric fields to be applied to the crystal are prepared, and the diffraction angle (Bragg angle) θ changes if the switching is performed, so that the optical path may be switched by this. The lug angle θ is obtained by θ = λf / 2V (where λ is the wavelength of the light beam, f is the wavelength of the high frequency applied to the piezoelectric crystal, and V is the speed of sound of the ultrasonic wave in the medium).

また、光ビーム走査部33には各回転多面鏡の反射面と露
光部の受光面とが光ビームの走査方向において光学的に
共役となるよう一方向集束光学素子54を設けることが好
ましい。第3図の実施例ではf−θレンズ53をシリンダ
54とでこの一方向性集束光学素子を形成している。こう
すれば各回転多面鏡の反射面のその回転軸に対する平行
度にばらつきがあっても、光ビームの受光面上の結像位
置の変動を防止できる。
Further, the light beam scanning unit 33 is preferably provided with a unidirectional focusing optical element 54 so that the reflecting surface of each rotary polygon mirror and the light receiving surface of the exposure unit are optically conjugate in the scanning direction of the light beam. In the embodiment of FIG. 3, the f-θ lens 53 is a cylinder.
54 and 54 form this unidirectional focusing optical element. By doing so, even if the parallelism of the reflecting surface of each rotating polygon mirror with respect to its rotation axis varies, it is possible to prevent the variation of the image forming position of the light beam on the light receiving surface.

また、光ビームの走査の切り換えのための走査終了検知
は、回転多面鏡の回転角を検出するセンサや回転多面鏡
の回転駆動モータに供給する電源のパルスをカウントす
ること等により行ってもよい。また回転多面鏡に付した
マークを読み取ったり、タイマを別途設けてもよい。
Further, the scanning end detection for switching the scanning of the light beam may be performed by counting the pulse of the power supply supplied to the sensor for detecting the rotation angle of the rotary polygon mirror or the rotary drive motor of the rotary polygon mirror. . Further, a mark attached to the rotary polygon mirror may be read or a timer may be separately provided.

「発明の効果」 以上説明した本発明の画像記録装置は、画像記録装置に
おける画信号の再生の際、光ビームの走査の高速化を図
り、かつ無駄な光エネルギの消費を防止することができ
る。また、複数の回転多面鏡を1走査ラインごとに切り
換えることにしたので、小径でありながら大径の回転多
面鏡と同等の機能を有する走査部を構成することができ
る。したがって、回転多面鏡の回転駆動用モータの負荷
を小さくでき、装置の小型化も図ることができる。
[Advantages of the Invention] The image recording apparatus of the present invention described above can speed up the scanning of the light beam when reproducing the image signal in the image recording apparatus, and can prevent wasteful consumption of light energy. . Further, since the plurality of rotary polygon mirrors are switched for each scanning line, it is possible to configure a scanning unit having a small diameter but a function equivalent to that of a large diameter rotary polygon mirror. Therefore, the load on the rotation driving motor of the rotary polygon mirror can be reduced, and the device can be downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の画像記録装置の実施例を示す概略構成
図、第2図はその要部斜視図、第3図はその光路説明
図、第4図と第7図は回転多面鏡を積層した例を示す斜
視図、第5図、第6図、第8図、第9図はその作用説明
図、第10図は光ビーム変向部の要部変形例の斜視図、第
11図は従来の画像記録装置の実施例を示す概略構成図、
第12図と第13図はその動作説明図である。 2……光源、 3……光ビーム、 31……光ビーム変向部、 32……露光部、 33……光ビーム走査部、 41……変向器、 45、46……シャッタ、 51、52……回転多面鏡、 54……一方向集束光学素子。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image recording apparatus of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a main part thereof, FIG. 3 is an explanatory view of its optical path, and FIGS. 4 and 7 show a rotary polygon mirror. FIG. 5, FIG. 6, FIG. 8, FIG. 8 and FIG. 9 are explanatory views of their operation, and FIG. 10 is a perspective view of a modification of the main part of the light beam deflecting portion.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a conventional image recording apparatus,
12 and 13 are explanatory diagrams of the operation. 2 ... Light source, 3 ... Light beam, 31 ... Light beam changing section, 32 ... Exposure section, 33 ... Light beam scanning section, 41 ... Deflection device, 45, 46 ... Shutter, 51, 52 …… Rotating polygon mirror, 54 …… One-way focusing optics.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】画信号によって変調した光ビームを射出す
る光源と、 前記光ビームの光路の切り換えを行う光ビーム変向部
と、 前記光ビームを受光面上に受光する露光部と、 この露光部の受光面上に前記光ビームを導き1ラインず
つ走査する光ビーム走査部とから成り、 この光ビーム走査部には外形が多角柱状であってその軸
部に回転軸を有し外周面に前記光ビームを反射する同一
面数の反射面が形成された回転多面鏡が互いにその回転
軸を一致させかつその回転軸に平行な稜線を回転方向に
前記1ラインずつの走査に要する角度だけシフトさせて
積層されており、 前記光ビーム変向部は前記光ビームを回転多面鏡の反射
面内に収束するようにガイドしかつ回転多面鏡の反射面
に所定の順で前記1ラインずつの光ビームが入射するよ
うその光路を切り換える ことを特徴とする画像記録装置。
1. A light source that emits a light beam modulated by an image signal, a light beam redirecting unit that switches the optical path of the light beam, an exposure unit that receives the light beam on a light-receiving surface, and this exposure. A light beam scanning unit that guides the light beam onto the light receiving surface of the scanning unit and scans it line by line. The light beam scanning unit has a polygonal outer shape and has a rotation axis at its shaft portion and an outer peripheral surface. Rotating polygonal mirrors having the same number of reflecting surfaces that reflect the light beam have their rotation axes aligned with each other, and a ridge line parallel to the rotation axis is shifted in the rotation direction by an angle required for scanning line by line. The light beam diverting section guides the light beam so as to be converged within the reflecting surface of the rotating polygon mirror, and guides the light of each line on the reflecting surface of the rotating polygon mirror in a predetermined order. So that the beam is incident The image recording apparatus characterized by switching the road.
【請求項2】光ビーム走査部には、各回転多面鏡の反射
面と露光部の受光面とが光ビームの走査方向において光
学的に共役となるよう一方向集束光学素子を設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画像記録装
置。
2. A unidirectional focusing optical element is provided in the light beam scanning section so that the reflecting surface of each rotary polygon mirror and the light receiving surface of the exposure section are optically conjugate in the scanning direction of the light beam. The image recording apparatus according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】光ビーム変向部には、光ビームを複数の光
路に分割する変向器とこれらの光路のいずれか1つの光
路を通る光ビームのみの通過を許容するシャッタとが設
けられたことを特徴とする特許請求の範囲第1項もしく
は第2項記載の画像記録装置。
3. The light beam diverting section is provided with a diverter for dividing the light beam into a plurality of light paths and a shutter for allowing only the light beam passing through any one of these light paths. The image recording apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that
【請求項4】光ビーム変向部には光ビームを入射させる
超音波光変調器と、この回折角を変化させる切換手段と
が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項もしくは第2項記載の画像記録装置。
4. An ultrasonic wave optical modulator for injecting a light beam and a switching means for changing the diffraction angle are provided in the light beam diverting section.
The image recording apparatus according to item 2 or item 2.
【請求項5】画信号によって変調した光ビームを射出す
る光源と、 前記光ビームの光路の切り換えを行う光ビーム変向部
と、 前記光ビームを受光面上に受光する露光部と、 この露光部の受光面上に前記光ビームを導き1ラインず
つ走査する光ビーム走査部とから成り、 この光ビーム走査部には外形が多角柱状であってその軸
部に回転軸を有し外周面に前記光ビームを反射する同一
面数の反射面が形成された回転多面鏡が互いにその回転
軸を一致させかつその回転軸に平行な稜線を回転方向に
前記1ラインずつの走査に要する角度だけシフトさせて
積層されており、 前記光ビーム変向部は前記回転多面鏡の反射面に対して
その回転軸に垂直な方向の幅よりも広い幅の光ビームを
照射し、かつ各回転多面鏡の反射面に所定の順で前記1
ラインずつの光ビームが照射されるようその光路を前記
回転軸に平行な方向に順次切り換える ことを特徴とする画像記録装置。
5. A light source that emits a light beam modulated by an image signal, a light beam redirecting unit that switches the optical path of the light beam, an exposure unit that receives the light beam on a light receiving surface, and this exposure. A light beam scanning unit that guides the light beam onto the light receiving surface of the scanning unit and scans it line by line. The light beam scanning unit has a polygonal outer shape and has a rotation axis at its shaft portion and an outer peripheral surface. Rotating polygonal mirrors having the same number of reflecting surfaces that reflect the light beam have their rotation axes aligned with each other, and a ridge line parallel to the rotation axis is shifted in the rotation direction by an angle required for scanning line by line. The light beam deflecting unit irradiates the reflecting surface of the rotary polygon mirror with a light beam having a width wider than the width in the direction perpendicular to the rotation axis of the rotary polygon mirror, and 1 on the reflective surface in a predetermined order
An image recording apparatus, wherein the optical path is sequentially switched in a direction parallel to the rotation axis so that a light beam for each line is irradiated.
【請求項6】光ビーム走査部には、各回転多面鏡の反射
面と露光部の受光面とが光ビームの走査方向において光
学的に共役となるよう一方向集束光学素子を設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第5項記載の画像記録装
置。
6. A unidirectional focusing optical element is provided in the light beam scanning section so that the reflecting surface of each rotary polygon mirror and the light receiving surface of the exposure section are optically conjugate in the scanning direction of the light beam. An image recording apparatus according to claim 5, which is characterized in that.
【請求項7】光ビーム変向部には、光ビームを複数の光
路に分割する変向器とこれらの光路のいずれか1つの光
路を通る光ビームのみの通過を許容するシャッタとが設
けられたことを特徴とする特許請求の範囲第5項もしく
は第6項記載の画像記録装置。
7. The light beam diverting section is provided with a diverter that divides the light beam into a plurality of light paths and a shutter that allows passage of only the light beam passing through any one of these light paths. The image recording apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that
【請求項8】光ビームの変向部には光ビームを入射させ
る超音波光変調器と、この回折角を変化させる切換手段
とが設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
5項もしくは第6項記載の画像記録装置。
8. An ultrasonic wave optical modulator for making a light beam incident and a switching means for changing the diffraction angle are provided at the light beam diverting portion. The image recording device according to item 6 or 6.
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