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Dispositif et procédé d'analyse et d'enregistrement d'image Etat antérieur à l'invention Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte à un dispositif et à un procédé d'analyse et d'enregistrement d'image afin de former une image continue en forme de bande et d'une largeur uniforme en appliquant simultanément une pluralité de faisceaux sur un moyen à exposer.
Description des états antérieurs concernés
Un enregistrement à grande vitesse est une des caractéristiques importantes requises pour un dispositif d'enregistrement d'image telle qu'une imprimante à laser. Afin d'accomplir un enregistrement à grande vitesse, il est concevable d'exécuter un procédé d'exposition simultanée d'une pluralité de faisceaux. En tant qu'un des procédés pour obtenir une pluralité de faisceaux, un dispositif comporte un séparateur de faisceau qui divise un faisceau en une pluralité de faisceaux en utilisant des réflexions d'une pluralité de surfaces de plaques en verre qui ont une pluralité de surfaces parallèles à une source de lumière laser. Les intensités des faisceaux divisés par le séparateur de faisceau ne sont pas égales l'une à l'autre.
En conséquence, il est préférable de moduler les intensités optiques des faisceaux en des points lumineux de commutation. Le temps de montée d'un obturateur optique devrait être inférieur à une microseconde afin de former une image à une vitesse élevée.
Un élément acousto-optique est utilisé comme élément de modulation optique qui a la fonction de
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régler les intensités optiques d'une pluralité de faisceaux et de permettre que l'obturateur optique monte à une vitesse élevée. Un élément acousto-optique applicable à de multiples canaux peut être utilisé pour moduler indépendamment des faisceaux produits par le séparateur de faisceaux. L'élément acousto-optique utilise le phénomène de diffraction de Bragg qui est provoqué par un réseau de diffraction produit par une onde acoustique dans une matière de cet élément. L'angle de diffraction d'un faisceau est déterminé par un intervalle du réseau de diffraction et par une longueur d'onde du faisceau.
L'intervalle de variation d'indice de diffraction est déterminé par la vitesse d'une onde acoustique dans une matière acousto-optique et par sa fréquence. En conséquence, en supposant que la longueur d'onde de la lumière arrivant sur l'élément acoustooptique est constante, l'angle de diffraction de la lumière dépend de la fréquence de l'onde acoustique appliquée à la matière acousto-optique. L'élément acousto-optique utilisé dans un dispositif usuel d'analyse et d'enregistrement d'image, par exemple dans une imprimante à laser, ne fonctionne que comme un obturateur optique mais peut être considéré comme ayant une fonction d'analyse.
Lorsqu'une source de lumière est divisée en faisceaux et qu'ensuite les faisceaux divisés, de lumière naturelle unique émise par une source de lumière laser ou de lumière polarisée linéairement dans une direction et émise par un laser, sont superposés l'un à l'autre, une image de point clair n'est pas formée sur le moyen à exposer en raison de l'interférence des faisceaux. C'est-à-dire que, si une ligne continue d'analyse en forme de bande est enregistrée en utilisant des faisceaux de ce genre, des franges d'interférence apparaissent dans l'image de point. Il en résulte que des irrégularités de contraste apparaissent périodique-
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ment dans un dessin enregistré en forme de bande.
En conséquence, des faisceaux divisés de lumière naturelle ou des faisceaux divisés d'une lumière linéairement polarisée dans une direction ne peuvent pas être superposés l'un à l'autre. C'est-à-dire qu'afin de former une image par une lumière naturelle qui a une grande intensité, il est nécessaire d'adopter un procédé d'exposition et d'analyse de production d'une pluralité de faisceaux exposant séquentiellement un moyen aux faisceaux.
Comme cela est décrit dans la JP-A-1-237615 mise à disposition du public, dans un procédé usuel pour analyser et enregistrer une image, des faisceaux linéairement polarisés à un angle droit l'un par rapport à l'autre sont utilisés pour éliminer l'effet d'interférence entre des faisceaux adjacents. La figure 3 montre un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé et décrit dans cette publication. Un faisceau laser émis par un laser à gaz 21 est divisé en deux genres de faisceaux par un séparateur de faisceaux 22, c'est-à-dire un faisceau à direction changée et un faisceau allant droit devant.
Un faisceau réfléchi à approximativement 900 par le séparateur de faisceau 22 par rapport à un faisceau qui a passé linéairement à travers le séparateur de faisceau 22 arrive sur un séparateur de faisceau à polarisation 27 par l'intermédiaire d'un séparateur de faisceau 31, d'un miroir 26 et d'un élément acoustooptique 25. Le séparateur de faisceau 31 divise un faisceau en une pluralité de faisceaux parallèles.
L'élément acousto-optique 25 module indépendamment une pluralité de faisceaux parallèles, en émettant ainsi une rangée de faisceaux d'enregistrement à utiliser pour enregistrer une image. Le faisceau qui a passé linéairement à travers le séparateur de faisceau 22 arrive sur le séparateur de faisceau à polarisation 27, par l'intermédiaire d'un dispositif de décalage de faisceau 23, d'un séparateur de faisceau 24, d'un élément acousto-
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optique 25 et d'un miroir 26. Le séparateur de faisceau 24 et l'élément acousto-optique 25 ont respectivement les mêmes fonctions que celle des éléments 24 et 25. Les deux genres de faisceaux qui sont arrivés sur le séparateur de faisceau à polarisation 27 sont concentrés par une lentille 28, en formant ainsi quatre points 30a, 30b, 30a et 30b sur un moyen 29 à exposer.
Un faisceau qui forme le point 30a et un faisceau qui forme le point 30b sont différents l'un de l'autre par la direction de leur plan de polarisation. Suivant ce procédé, puisque les faisceaux sont polarisés linéairement, uniquement moins de 50% de la puissance de sortie de la lumière naturelle émise par la source de lumière laser sont utilisés pour enregistrer une image sur le moyen. De plus, un élément acousto-optique 25 applicable à de multiples canaux est nécessaire pour produire chacun des deux genres de faisceaux qui arrivent sur le séparateur de faisceau à polarisation 27. En conséquence, des éléments acousto-optiques 25 applicables à de multiples canaux sont nécessaires.
Résumé de l'invention
Un objet de la présente invention consiste à fournir un dispositif et un procédé d'analyse et d'enregistrement d'image qui puisse exposer un moyen à exposer à une pluralité de faisceaux afin de former une image continue en forme de bande, d'une largeur uniforme, sans produire d'interférence entre des faisceaux.
Pour atteindre cet objectif et d'autres, outre le fonctionnement acousto-optique, c'est-à-dire le fonctionnement en tant qu'élément d'obturation pour analyser un point de faisceau, l'élément acousto-optique est utilisé comme élément pour analyser deux genres de points de faisceau. C'est-à-dire qu'en utilisant le fait que la direction de diffraction de l'élément acoustooptique dépend d'une fréquence acousto-optique, les directions de diffraction de faisceaux diffractés sont
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modifiées l'une de l'autre par modulation de la fréquence acousto-optique de l'élément acousto-optique.
De cette manière, des rangées de points en forme de bande sont formées sur le moyen, en combinaison avec une première bande de faisceaux et une seconde bande de faisceaux qui arrivent sur le moyen à des moments différents, les positions des points de faisceau adjacents de la première rangée de faisceaux étant différenciées des positions des points de faisceau adjacents de la seconde rangée de faisceau. Il en résulte qu'une image continue et claire, d'une largeur approximativement uniforme, peut être formée en utilisant de la lumière naturelle ayant une intensité élevée.
Suivant la construction décrite ci-dessus, des ondes acoustiques de deux fréquences différentes sont alternativement appliquées à l'élément acoustooptique, de sorte que les première et seconde rangées de faisceaux sont produites de façon alternée. En conséquence, aucune interférence n'a lieu entre la rangée de points de la première rangée de faisceaux et entre celle de la seconde rangée de faisceaux, adjacentes l'une à l'autre sur le tambour. De plus, les positions des points adjacents de la première rangée de faisceaux sont différenciées des positions des points adjacents de la seconde rangée de faisceaux de sorte que les rangées de points adjacents sont formées respectivement par les première et seconde rangées de faisceaux, sur le tambour, par recouvrement de l'une avec l'autre.
De cette manière, une image continue en forme de bande, d'une largeur uniforme peut être formée sur le tambour. En conséquence, il n'est pas nécessaire d'utiliser de la lumière polarisée linéairement et qui devient faible quant à son intensité, mais de la lumière naturelle peut être utilisée pour former l'image continue en forme de bande. De plus, seulement un élément acousto-optique applicable à de multiples canaux est suffisant pour que
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le dispositif fonctionne correctement et ainsi le dispositif a une construction plus simple à la différence du dispositif usuel décrit dans la JP-A-1-237615 mise à disposition du public.
Courte description des dessins
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront des revendications secondaires et de la description des dessins qui sont annexés au présent mémoire et qui illustrent, à titre d'exemples non limitatifs, le procédé et le dispositif de mise en oeuvre de ce dernier suivant l'invention.
La figure 1 est une vue schématique montrant un dispositif d'analyse et d'enregistrement d'image, suivant une forme de réalisation de la présente invention.
La figure 2A est une vue montrant une première rangée de points formée pendant l'exposition par un faisceau sur un tambour à exposer.
La figure 2B est une vue montrant une seconde rangée de points qui est formée par un faisceau de façon que l'image de points de la seconde rangée de points recouvre une image de points de la première rangée de points sur le tambour après l'exposition.
La figure 2C est une vue montrant une image approximativement en forme de bande et formée par l'image de points de la première rangée de points et par celle de la seconde rangée de points.
La figure 3 est une vue schématique montrant un dispositif d'enregistrement d'image usuel.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques ou analogues.
Description détaillée de l'invention
Un dispositif et un procédé d'analyse et d'enregistrement d'image, suivant une forme de réalisa-
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tion de la présente invention sont décrits ci-dessous en faisant référence aux figures 1 et 2.
Le dispositif d'enregistrement d'image pour la mise en oeuvre du procédé comporte un laser à gaz 1, un séparateur de faisceau 2, un élément acousto-optique 3, quatre miroirs 4, un dispositif de décalage de faisceau 5 et une lentille 6. Un faisceau laser émis par le laser à gaz 1 est divisé en deux genres de rangées de faisceaux 8 et 9, par l'intermédiaire du séparateur de faisceau 2 et de l'élément acousto-optique 3. Les deux genres de rangées de faisceaux 8 et 9 arrivent sur un tambour 7 à exposer, en y formant ainsi respectivement deux genres de rangées de points 10 et 11.
C'est-à-dire qu'en plus de l'élément acousto-optique 3, le dispositif est construit pour comporter le séparateur de faisceau 2 et la lentille 6 qui sert comme élément optique pour appliquer sur le tambour 7 les rangées de faisceaux 8 et 9 parallèles l'une à l'autre, de sorte qu'une pluralité de faisceaux arrivent simultanément sur le tambour 7 pour y former des images de points.
Le séparateur de faisceau 2 divise en une pluralité de faisceaux un faisceau laser émis par le laser à gaz 1 et ayant une intensité élevée et une linéarité. Les rangées de faisceaux 8 et 9 résultantes de lumière naturelle et contiguës l'une à l'autre selon un degré tel qu'elles n'interfèrent pas arrivent sur l'élément acousto-optique 3 applicable à de multiples canaux. L'élément acousto-optique 3 produit au moins deux genres de faisceaux diffractés primaires, par application de chacun de deux genres de fréquences d'ondes acoustiques fl et f2.
Si on suppose que les directions des deux genres de faisceaux primaires diffractés, qui correspondent aux fréquences fl et f2 et qui ont passé à travers l'élément acousto-optique 3, sont respectivement 81 et 82. La rangée de faisceaux primaires diffractés qui circulent dans la direction de
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01 est dénommée comme étant la première rangée de faisceaux 8 et la rangée de faisceaux primaires diffractés qui circulent dans la direction de 62 est dénommée comme étant une seconde rangée de faisceaux 9. C'est-àdire que l'élément acousto-optique 3 produit les première et seconde rangées de faisceaux 8 et 9 en réponse à l'application des deux genres de fréquences d'onde acoustique.
La première rangée de faisceaux 8 arrive sur le tambour 7 à des positions 10a de la première rangée de points 10, par l'intermédiaire des quatre miroirs 4 et de la lentille 6. Comme cela est montré à la figure 1, la seconde rangée de faisceaux 9 n'arrive pas sur les miroirs 4 mais passe à travers le dispositif de décalage de faisceau 5 et la lentille 6 et arrive ainsi sur le tambour 7 à des positions 11a de la seconde rangée de points 11. Comme cela est montré à la figure 2A, le dispositif de décalage de faisceau 5 agencé entre l'élément acousto-optique 3 et la lentille 6 décale la position lia de la seconde rangée de points 11 de la moitié de l'intervalle P entre des positions contiguës 10a et 10a de la première rangée de points 10 par rapport à la position 10a dans la direction des rangées de faisceaux.
Comme cela est montré à la figure 2A, la position 10a de la première rangée de points 10, formée par la première rangée de faisceaux 8 qui doivent arriver sur le tambour 7 peut être réglée en fonction des positions et des angles des miroirs 4. C'est-à-dire que la position 10a de la première rangée de points 10 et la position lia de la seconde rangée de points 11 sont réglées de façon que la première rangée de faisceaux 8 arrive sur le tambour 7 en parallèle avec la seconde rangée de faisceaux 9 et est écartée de celle-ci d'un intervalle prédéterminé d dans le sens de rotation du tambour 7.
La lentille 6 concentre les première et seconde rangées de faisceaux 8 et 9 de façon que chacune
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des première et seconde rangées de faisceaux 8 et 9 forme une image de points d'une dimension prédéterminée sur le tambour 7. Dans cette construction, comme cela est montré aux figures 2B et 2C, les images de points 10b formées par la première rangée de faisceaux 8 sont partiellement recouvertes par les images de points llb formées par la seconde rangée de faisceaux 9, en raison de la rotation du tambour 7. De cette manière, l'image de points llb est interposée entre les images de points 10b, en formant ainsi une image d'une configuration approximativement en forme de bande.
Dans le dispositif qui a la construction décrite ci-dessus, lors d'autres applications de fréquences d'ondes acoustiques de fl et f2 à l'élément acousto-optique 3, la première rangée de faisceaux 8 et la seconde rangée de faisceaux 9 sont produites de façon alternée en formant ainsi alternativement la première rangée de points 10 et la seconde rangée de points 11 sur le tambour 7.
L'organisation dans le temps de la modulation des fréquences d'ondes acoustiques, c'est-àdire de l'organisation dans le temps de la commutation de fréquence de la fréquence fl à la fréquence f2 et de f2 à f1, l'intervalle d entre les centres des première et seconde rangées 10 et 11 et la vitesse de rotation du tambour 7 sont optimisés en fonction de l'intensité du faisceau (point) et de la sensibilité du moyen (tambour 7) à exposer aux première et seconde rangées de faisceaux 8 et 9. Dans cette forme de réalisation, les premières rangées de points 10 sont formées par la première rangée de faisceaux 8 aux positions 10a du tambour 7 comme cela est montré à la figure 2A.
Ensuite, les secondes rangées de points 11 sont formées par la seconde rangée de faisceaux 9 aux positions lia du tambour 7 comme cela est montré à la figure 2B. Il en résulte que, comme cela est montré à la figure 2C, une image d'une configuration continue en forme de bande et
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d'une largeur uniforme est formée sur le tambour 7 en combinaison des images de points 10b de la première rangée de points 10 et des images de points llb de la seconde rangée de points 11. Dans cette formation d'image, la première rangée de points 10 est formée par la première rangée de faisceaux 8, comme cela est montré à la figure 2A, et ensuite la seconde rangée de points 11 est formée par la seconde rangée de faisceaux 9 comme cela est montré à la figure 2B.
C'est-à-dire que les rangées de points 10 et 11 sont formées à des moments différents par chacune des première et seconde rangées de faisceaux 8 et 9 et ainsi les points de faisceau n'interfèrent pas l'un avec l'autre.
Dans cette forme de réalisation, les deux fréquences différentes d'onde acoustique sont appliquées alternativement à l'élément acousto-optique 3 de façon que les première et seconde rangées de faisceaux 8 et 9 soient produites alternativement dans une organisation différente dans le temps. En conséquence, aucune interférence n'a lieu entre les rangées de points 10 et 11 contiguës l'une de l'autre sur le tambour 7. De plus, les positions des points adjacents 10 et 11 sont différenciées l'une de l'autre de sorte que les rangées de points 10 et 11 contiguës sont formées respectivement par les première et seconde rangées de faisceaux 8 et 9 sur le tambour 7, tout en se recouvrant l'une l'autre. De cette manière, une image continue en forme de bande et d'une largeur uniforme peut être formée sur le tambour 7.
En conséquence, il n'est pas nécessaire d'utiliser une lumière polarisée linéairement et qui devient faible quant à son intensité mais une lumière naturelle peut être utilisée pour former l'image continue en forme de bande. De plus, seul un élément accustooptique 3 applicable à de multiples canaux est suffisant pour que le dispcsitif fonctionne correctement et ainsi le dispositif présente une construction plus simple à la
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différence du dispositif usuel décrit dans la JP-A-1- 237615 mise à disposition du public.
Le dispositif et le procédé d'analyse et d'enregistrement d'image suivant la présente invention peut être mise en oeuvre dans différents aspects.
Par exemple, dans la forme de réalisation, le tambour 7 est exposé aux faisceaux en deux de ses positions, mais en un nombre souhaité de positions, afin d'obtenir une image en forme de bande et d'une longueur prédéterminée. Le dispositif de décalage de faisceau 5 est prévu pour différencier l'une de l'autre les positions de points contigus des première et seconde rangées de faisceaux 8 et 9. En conséquence, le dispositif de décalage de faisceau 5 peut être agencé dans le trajet optique de la première rangée de faisceaux 8 et non dans le trajet optique de la seconde rangée de faisceaux 9.
Le nombre de lentilles 6 prévues dans la forme de réalisation n'est que d'un mais deux lentilles 6 peuvent être prévues de façon qu'une des lentilles 6 concentre la première rangée de faisceaux 8 et que l'autre lentille 6 concentre la seconde rangée de faisceaux 9.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre de la présente invention.