JP3554143B2 - 光ビーム走査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フィルムやガラス乾板などの被走査面上において光ビームを走査させる光ビーム走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光源から出射した光ビームを被走査面上で走査することによって被走査面上に所望の描画を施す装置として、特開平５−１９９３７３号公報、特開平５−１９９３７４号公報、特開平６−２３５９４４号公報等に開示されているものが存在する。このような装置では、光源から出射した光ビームを一対の光変調素子で強度変調し、強度変調された光ビームを光偏向素子を用いて被走査面上で主走査方向に走査させるとともに、光源、光変調素子、光偏向素子等を一体とする光源部全体を被走査面に対して徐々に副走査方向に相対的に移動させる。
【０００３】
図９は、図示を省略する光源からの光ビームを強度変調する一対の光変調素子であるアナログＡＯＭ６７及びスイッチＡＯＭ６８と、強度変調された光ビームを回折させて感光材１上で主走査方向に走査する光偏向素子であるＡＯＤ６９と、これらの動作を制御する回路とを簡単に説明する図である。
【０００４】
図示のように、スタート信号発生回路１０から出力されたパルス状の走査スタート信号は、走査カウンタ２０に入力される。走査カウンタ２０から出力されたアドレスデータは、アナログ信号発生部３２とオン・オフ信号発生部３４とＡＯＤ信号発生部３６とに並列に入力される。このうち、アナログ信号発生部３２から出力されたアナログ変調信号は、一対の光変調素子の一方であるアナログＡＯＭ６７の制御に利用され、オン・オフ信号発生部３４から出力されたオン・オフ変調信号は、一対の光変調素子の他方であるスイッチＡＯＭ６８の制御に利用され、ＡＯＤ信号発生部３６から出力されたＡＯＤ走査信号は、光偏向素子であるＡＯＤ６９の制御に利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示すような装置では、走査カウンタ２０から出力された単一のアドレスデータに基づいて、アナログ信号発生部３２とオン・オフ信号発生部３４とＡＯＤ信号発生部３６との全てを制御しているので、ＡＯＤ６９の起動に要する比較的大きな遅延時間を考慮して、ＡＯＤ６９による主走査方向の走査周期を必要以上に長くする必要があった。
【０００６】
つまり、ＡＯＤ信号発生部３６から発生させる鋸歯状のＡＯＤ走査信号の出力が完了してＡＯＤ信号発生部３６の出力が基準レベルにもどった後も、アナログ信号発生部３２からのアナログ変調信号の出力と、オン・オフ信号発生部３４からのオン・オフ変調信号の出力とが完了するまでは、スタート信号発生回路１０による走査スタート信号の出力をＡＯＤ６９の起動時間分だけ待機させる必要がある。このような待機時間によって、ＡＯＤ信号発生部３６から発生させる先のＡＯＤ走査信号の出力完了から後のＡＯＤ走査信号の出力開始までに一定の時間ロスが生じ、この分だけ走査周期が長くなるといった問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は、光ビームの走査周期を短くして描画時間を短くすることができる光ビーム走査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の光ビーム走査装置は、光ビームを被走査面上で主走査方向に走査しつつ、前記光ビームを出射する光学系を当該被走査面の副走査方向に相対的に移動させる光ビーム走査装置であって、前記光ビームの前記主走査方向に関する走査の開始を指示する走査スタート信号を発生するスタート信号発生手段と、前記スタート信号発生手段が発生する前記走査スタート信号に基づいて、前記光ビームを前記主走査方向に偏向する音響光学素子を制御する走査信号を発生する走査信号発生手段と、前記スタート信号発生手段が発生する前記走査スタート信号を所定時間だけ遅延させたデータスタート信号を発生させる遅延手段と、前記遅延手段が発生する前記データスタート信号に基づいて、前記光ビームのオン・オフを切り替える光スイッチ素子を制御する信号を発生するオン・オフ信号発生手段とを備え、前記音響光学素子内を前記光ビームが通過する部分に、前記音響光学素子に付与される超音波が伝播するのに一定時間を要し、光スイッチ素子を制御する信号の出力が完了する前に、前記スタート信号発生手段が次の走査スタート信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２の光ビーム走査装置は、前記遅延手段が、前記走査スタート信号をトリガ信号とし所定のクロックによってカウントアップされるカウンタのカウント値が所定値に達した時に、前記データスタート信号を発生させることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の光ビーム走査装置は、前記遅延手段が発生する前記データスタート信号に基づいて、前記光ビームの強度を調節する光強度変調素子を制御する信号を発生する強度調節信号発生手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態である光ビーム走査装置１００の外観を示す図である。
【００１２】
この光ビーム走査装置１００は、感光材１を固定する感光材送り機構５０と、描画ヘッド６５を有する描画機構６０と、描画ヘッド６５の位置を検出するレーザ測長器７０とを基台８０上に固定した構造となっている。
【００１３】
感光材送り機構５０は、１対のスライドガイド５１と、これらのスライドガイド５１上に配置された吸引テーブル５２と、この吸引テーブル５２をスライドガイド５１に沿って（±Ｙ）方向に移動させるテーブル移動機構Ｍｙとを備える。テーブル移動機構Ｍｙは、モータ（図示せず）とボールねじ５４とからなり、モータがボールねじ５４を回転させることにより吸引テーブル５２を移動させる構造となっている。光ビームが入射する被走査面を有する感光材１は、吸引テーブル５２上において吸引固定され、感光材送り機構５０によって（±Ｙ）方向に移動されつつ描画されることとなる。つまり、描画機構６０に設けた描画ヘッド６５は、感光材１に対して相対的に（±Ｙ）方向に移動可能となっている。
【００１４】
描画機構６０は、基台８０上に配置された１対のスライドガイド６１と、これらのスライドガイド６１上に配置された走査光学系６２と、モータ６３及びボールねじ６４からなるヘッド移動機構Ｍｘとを備える。走査光学系６２は、描画ヘッド６５を有しており、この描画ヘッド６５は、走査光学系６２本体とともにヘッド移動機構Ｍｘにより（±Ｘ）方向に移動するようになっている。
【００１５】
レーザ測長器７０は、基台８０に配置されたレーザ発振器７１と、同様に基台８０に配置された一対のビームスプリッタ７２、７３と、描画ヘッド６５に取り付けられた一対のビームスプリッタ７４、７５と、吸引テーブル５２上に設けられた一対のミラー７６ｘ、７６ｙとを備える。レーザ発振器７１から出射された測定ビームＭＢは、ビームスプリッタ７２〜７５を介してＸ方向及び（−Ｙ）方向に進行する一対の測定ビームＭＢｘ、ＭＢｙに分岐される。それぞれの測定ビームＭＢｘ、ＭＢｙは、ミラー７６ｘ、７６ｙにおいて反射されて逆行し再度レーザ発振器７１に入射するようになっている。レーザ発振器７１内には光干渉器などの測長器が格納されており、この測長器により描画ヘッド６５の吸引テーブル５２に対する正確な相対位置が求められるようになっている。
【００１６】
図２は、図１に示す光ビーム走査装置１００の描画動作の概要について説明する図である。
【００１７】
走査光学系６２の描画ヘッド６５からは、レーザビームＬＢが主走査方向である（−Ｘ）方向からＸ方向への走査を繰り返しながら出射されており、これと同時に、感光材１は、感光材送り機構５０によって（−Ｙ）方向へ移動される。これにより、感光材１上には、多数のＸ方向に平行な出力線Ｌｄが副走査方向であるＹ方向に描画されていくこととなる。また、感光材１上の描画領域２は、Ｙ方向に延びる複数の区分領域２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・に分割されており、描画ヘッド６５が感光材１に対してＹ方向に１回移動することによって、１つの区分領域が描画されることとなる。１つの区分領域の描画が完了すると、描画ヘッド６５は、ヘッド移動機構ＭｘによりＸ方向に移動するとともに感光材１がＹ方向に移動し、次の区分領域の描画を開始することとなる。この動作を全ての区分領域に施すことにより感光材１の描画が完了することとなる。
【００１８】
図３は、図１に示す走査光学系６２の主な構成要素と、その動作を制御する主走査制御回路の要部とを説明する図である。
【００１９】
図示のように、走査光学系６２は、描画用のレーザビームＬＢ１を発生するレーザ発振器６６と、レーザビームＬＢ１を強度変調する光変調素子であるアナログＡＯＭ６７及びスイッチＡＯＭ６８と、強度変調されたレーザビームＬＢ３を回折により偏向させて感光材１上で主走査方向に走査する光偏向素子であるＡＯＤ６９とを備える。
【００２０】
レーザ発振器６６から出射したレーザビームＬＢ１は、アナログＡＯＭ６７に入射する。このアナログＡＯＭ６７は、アナログ変調により回折光の強度を制御する素子であり、アナログ信号発生回路１３２が出力するアナログ変調信号ＡＭに応じて、レーザビームＬＢ１の光量を感光材１の感度に適した光量に減衰する。アナログＡＯＭ６７を出射したレーザビームＬＢ２は、スイッチＡＯＭ６８に入射する。このスイッチＡＯＭ６８は、ディジタル変調により回折光の有無を制御する素子であり、オン・オフ信号発生回路１３４が出力するオン・オフ変調信号ＳＭに応じて、レーザビームＬＢ２の回折光を適当なタイミングで出射又は遮断する。スイッチＡＯＭ６８を出射したレーザビームＬＢ３は、ＡＯＤ６９に入射する。このＡＯＤ６９は、ＡＯＤ信号発生回路１３６が出力するＡＯＤ走査信号ＳＤに対応する周波数に応じて、ＡＯＤ６９内で回折されたレーザビームＬＢ４の偏向角を制御する。これにより、レーザビームＬＢ４は、感光材１上を±Ｘ方向へ走査される。なお、ＡＯＤ信号発生回路１３６が出力するＡＯＤ走査信号ＳＤ自体は、電圧信号であり、ＶＣＯ回路１３８は、このＡＯＤ走査信号ＳＤの電圧に応じてこれに比例する周波数の高周波信号を発生する。
【００２１】
次に、走査光学系６２の動作を制御する主走査制御回路を説明する。まず、スタート信号発生回路１０は、レーザ測長器７０の出力に基づいて、パルス状の走査スタート信号ＳＳを発生する。この走査スタート信号ＳＳは、２つに分岐されて、一方でＡＯＤ信号発生回路１３６に入力されるとともに、他方でアナログ信号発生回路１３２及びオン・オフ信号発生回路１３４側に接続された遅延回路２５にも入力される。
【００２２】
ＡＯＤ信号発生回路１３６は、走査スタート信号ＳＳに応答して第１アドレスデータＡ１を出力する走査カウンタ９１と、第１アドレスデータＡ１に応じて予め記憶した走査データＮ１を読み出す走査データメモリ９２と、走査データＮ１をアナログ電圧値に変換するＤ／Ａ変換回路９３と、Ｄ／Ａ変換回路９３の出力をＡＯＤ走査信号ＳＤとして出力するアンプＡＭＰとを備える。走査カウンタ９１は、走査スタート信号ＳＳによってリセットされ、外部からの画素クロックＣＬＫに同期した加算又は減算を開始し、ｎビットのバイナリ信号である第１アドレスデータＡ１を漸次出力する。走査データメモリ９２は、漸増する第１アドレスデータＡ１に基づいて記憶した走査データＮ１を順次読み出し、読み出した走査データＮ１をＡＯＤ走査信号ＳＤの電圧値に対応するｎビットのバイナリ信号として漸次更新しつつ出力する。
【００２３】
遅延回路２５は、スタート信号発生回路１０から出力された走査スタート信号ＳＳを一定時間だけ遅延させたパルス状のデータスタート信号ＤＳを発生する。遅延回路２５の遅延時間は、遅延時間設定部２６でＡＯＤ６９の遅延時間に相当する適当な値に設定され、適宜変更可能となっている。
【００２４】
アナログ信号発生回路１３２は、データスタート信号ＤＳに応答して第２アドレスデータＡ２を出力するデータカウンタ９４と、第２アドレスデータＡ２に応じて予め記憶したアナログ変調データＮ２を読み出すアナログ変調メモリ９５と、アナログ変調データＮ２をアナログ電圧値に変換するＤ／Ａ変換回路９６と、Ｄ／Ａ変換回路９６の出力をアナログ変調信号ＡＭとして出力するアンプＡＭＰとを備える。データカウンタ９４は、データスタート信号ＤＳによってリセットされ、画素クロックＣＬＫに同期した加算又は減算を開始し、ｎビットのバイナリ信号である第２アドレスデータＡ２を漸次出力する。アナログ変調メモリ９５は、漸増する第２アドレスデータＡ２に基づいて記憶したアナログ変調データＮ２を順次読み出し、読み出したアナログ変調データＮ２をアナログ変調信号ＡＭの電圧値に対応するｎビットのバイナリ信号として漸次更新しつつ出力する。
【００２５】
オン・オフ信号発生回路１３４は、アナログ信号発生回路１３２と共通するデータカウンタ９４のほか、このデータカウンタ９４から第２アドレスデータＡ２をアドレスとし、Ｈ、Ｌの２値のいずれか一方を出力するオン・オフ変調メモリ９７と、オン・オフ変調メモリ９７の出力をオン・オフ変調信号ＳＭとして出力するアンプＡＭＰとを備える。なお、オン・オフ変調メモリ９７には、ある走査から次の走査までの休止期間中に、画像データを保存する主記憶装置（図示せず）から読み出した次の走査線（出力線Ｌｄ）に対応する画素データＰＤが入力され、ここに一時的に保存される。
【００２６】
図４は、図３に示す主走査制御回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【００２７】
走査スタート信号ＳＳは、一定周期で繰り返されるパルスであり、データスタート信号ＤＳは、走査スタート信号ＳＳを一定時間だけ遅延させたパルスである。ＡＯＤ走査信号ＳＤは、走査スタート信号ＳＳをトリガとして漸増を繰り返す鋸歯状波であり、アナログ変調信号ＡＭは、データスタート信号ＤＳをトリガとして一定時間一定レベルの強度値を示し、オン・オフ変調信号ＳＭは、データスタート信号ＤＳをトリガとして走査線上の画素データを反映したＨ又はＬのいずれかのレベルをとる。
【００２８】
上記のタイミングチャートにおいて、走査スタート信号ＳＳに対するデータスタート信号ＤＳの遅延時間は、ＡＯＤ６９の起動時間ｔ１とＡＯＤ６９のアクセス時間ｔ２との和になっている。
【００２９】
図５は、上記のような起動時間ｔ１とアクセス時間ｔ２との意味内容を説明する図である。図示のように、音響光学素子であるＡＯＤ６９は、音響光学媒体６９ａと圧電素子６９ｂとを備える。圧電素子６９ｂは、ＶＣＯ回路１３８からの高周波信号に応じて音響光学媒体６９ａ中に超音波を伝搬させるので、レーザビームＬＢ３は、超音波の波長に応じた角度で回折されたレーザビームＬＢ４として出射する。上記のような超音波の伝搬には時間を要するので、レーザビームＬＢ３が通過しない距離Ｐ１を伝搬する時間すなわち起動時間ｔ１は、ＡＯＤ６９へのＡＯＤ走査信号ＳＤの入力の効果が全く生じない無効時間となる。また、レーザビームＬＢ３が通過する距離Ｐ２を伝搬する時間すなわちアクセス時間ｔ２は、ＡＯＤ６９へのＡＯＤ走査信号ＳＤの入力の効果が十分に生じない時間となる。データスタート信号ＤＳは、走査スタート信号ＳＳに対し、起動時間ｔ１とアクセス時間ｔ２とを加算した時間だけ遅延させる。これにより、一定のスピードで走査されるレーザビームＬＢ４を必要なタイミングで適宜オン・オフ変調することができる。
【００３０】
図４のタイミングチャートに戻って、走査スタート信号ＳＳやＡＯＤ走査信号ＳＤの周期すなわち主走査周期は、ＡＯＤ６９のアクセス時間ｔ２とＡＯＤ６９の有効走査時間ｔ３との和になっている。なお、有効走査時間ｔ３は、有効画素の走査に要する時間となっている。
【００３１】
具体的な数値を用いて描画時間を計算する。例えば、ｔ２＝４０μｓとし、ｔ３＝５０μｓとする。一方、画素ピッチが１μｍで、描画サイズが５００×１０００ｍｍであるとすると、主走査方向の有効画素数が２０００画素である場合、図２に示すストライプ状の区分領域２ａのライン幅は２ｍｍでそのストライプ数は２５０となる。ここで走査周期は、ｔ２＋ｔ３＝９０μｓであるから、全体の描画時間は、９０〔μｓ〕×１００００００〔スキャン〕×２５０〔ストライプ〕＝２２５００ｓとなる。なお、実際には、吸引テーブル５２の−Ｙ方向への戻り時間や走査光学系６２の＋ｘ方向への移動時間が加算されるが、簡略のため上記計算では説明を省略した。
【００３２】
図６は、図９に示す従来の制御回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【００３３】
図示のように、走査スタート信号やＡＯＤ走査信号の周期は、起動時間ｔ１とアクセス時間ｔ２と有効走査時間ｔ３とを加算したものとなっている。図９に示す従来型の装置では、走査カウンタ２０から出力された単一のアドレスデータに基づいて、アナログ信号発生部３２とオン・オフ信号発生部３４とＡＯＤ信号発生部３６との全てを制御しているので、ＡＯＤ走査信号が立下がった後も、アナログ変調信号等の出力が完了するまでの時間（起動時間ｔ１）分だけ、走査スタート信号の出力を待機させる必要があった。つまり、従来の場合、本実施形態に比較して、１走査毎に起動時間ｔ１分の時間ロスが生じていることとなる。
【００３４】
具体的な数値を用いて描画時間を計算する。条件は、上記実施例の場合と同様に、ｔ１＝１０μｓとし、ｔ２＝４０μｓとし、ｔ３＝５０μｍとし、画素ピッチが１μｍで、描画サイズが５００×１０００ｍｍであるとする。この場合、走査周期は、ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＝１００μｓであるから、全体の描画時間は、１００〔μｓ〕×１００００００〔スキャン〕×２５０〔ストライプ〕＝２５０００ｓとなる。つまり、上記実施例の描画速度に比較して１０％程度遅くなっていることが分かる。
【００３５】
〔第２実施形態〕
第２実施形態の光ビーム走査装置は、図１から図３に示す第１実施形態の光ビーム走査装置の変形例であり、図３の主走査制御回路の構成を変更したものとなっている。
【００３６】
図７は、第２実施形態の光ビーム走査装置の主走査制御回路の概要を説明する図である。
【００３７】
まず、スタート信号発生回路１０は、パルス状の走査スタート信号ＳＳを発生する。この走査スタート信号ＳＳは、２つに分岐されて、一方でＡＯＤ信号発生回路１３６に直接入力されるとともに、他方でアナログ信号発生回路１３２及びオン・オフ信号発生回路２３４側の遅延回路２５にも入力される。
【００３８】
ＡＯＤ信号発生回路１３６は、図３に示す第１実施形態のものと同一であり、走査スタート信号ＳＳに応答して第１アドレスデータＡ１を出力する走査カウンタ９１と、第１アドレスデータＡ１に応じて予め記憶した走査データＮ１を読み出す走査データメモリ９２と、走査データＮ１をアナログ電圧値に変換するＤ／Ａ変換回路９３と、Ｄ／Ａ変換回路９３の出力をＡＯＤ走査信号ＳＤとして出力するアンプＡＭＰとを備える。
【００３９】
遅延回路２５及び遅延時間設定部２６も、図３に示す第１実施形態のものと同一であり、遅延回路２５からは、スタート信号発生回路１０から出力された走査スタート信号ＳＳを一定時間だけ遅延させたパルス状のデータスタート信号ＤＳが出力される。
【００４０】
アナログ信号発生回路１３２も、図３に示す第１実施形態のものと同一であり、データスタート信号ＤＳに応答して第２アドレスデータＡ２を出力するデータカウンタ９４と、第２アドレスデータＡ２に応じて予め記憶したアナログ変調データＮ２を読み出すアナログ変調メモリ９５と、アナログ変調データＮ２をアナログ電圧値に変換するＤ／Ａ変換回路９６と、Ｄ／Ａ変換回路９６の出力をアナログ変調信号ＡＭとして出力するアンプＡＭＰとを備える。
【００４１】
オン・オフ信号発生回路２３４は、図３に示す第１実施形態のものと異なり、データカウンタ９４を介さず、遅延回路２５からのデータスタート信号ＤＳを直接受け取る。すなわち、このオン・オフ信号発生回路２３４は、遅延回路２５からのデータスタート信号ＤＳをトリガとして所定のタイミングでＨ、Ｌのいずれか一方を出力するオン・オフ変調メモリ９８と、オン・オフ変調メモリ９８の出力をオン・オフ変調信号ＳＭとして出力するアンプＡＭＰとを備える。ここで、オン・オフ変調メモリ９８は、ファーストイン・ファーストアウト（ＦＩＦＯ）・メモリとなっており、遅延回路２５からのデータスタート信号ＤＳを出力開始のトリガとし、画素クロックＣＬＫに同期してＨ、Ｌのいずれかをとる画素データを順次シリアルに出力する。なお、このオン・オフ変調メモリ９８には、メモリに空きが有る限り随時、画像データを保存する主記憶装置（図示せず）から読み出した次の走査線に対応する画素データＰＤが入力され、ここに一時的に保存される。
【００４２】
〔第３実施形態〕
第３実施形態の光ビーム走査装置は、第１実施形態の光ビーム走査装置の変形例であり、図３に示す主走査制御回路の構成を変更したものとなっている。
【００４３】
図８は、第３実施形態の光ビーム走査装置の主走査制御回路の要部を説明する図である。スタート信号発生回路１０は、パルス状の走査スタート信号ＳＳを発生する。この走査スタート信号ＳＳは、分岐されることなく、ＡＯＤ信号発生回路１３６を構成する走査カウンタ９１に入力される。走査カウンタ９１は、既述のように、走査スタート信号ＳＳに応答して第１アドレスデータＡ１を出力するが、この第１アドレスデータＡ１は、走査データメモリ９２のみならず、コンパレータ３２５にも入力される。このコンパレータ３２５は、第１アドレスデータＡ１と適当な参照値とを比較して、走査スタート信号ＳＳを一定時間だけ遅延させたパルス状のデータスタート信号ＤＳを発生する。データカウンタ９４は、データスタート信号ＤＳによってリセットされ、画素クロックＣＬＫに同期した加算を開始し、ｎビットのバイナリ信号である第２アドレスデータＡ２を漸次出力する。
【００４４】
なお、図８に示すコンパレータ３２５に代えてデコーダを用いることも可能である。この場合、上記デコーダは、第１アドレスデータＡ１をデコードしてこれが既定の値を示したときにパルス状のデータスタート信号ＤＳを発生するものとする。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の光ビーム走査装置では、スタート信号発生手段が発生する走査スタート信号を所定時間だけ遅延させたデータスタート信号を発生させる遅延手段を備え、遅延手段が発生する前記データスタート信号に基づいて、オン・オフ信号発生手段が光ビームのオン・オフを切り替える光スイッチ素子を制御する信号を発生するので、走査信号発生手段が走査信号の出力を完了した後直ちにスタート信号発生手段が次の走査スタート信号の出力を開始しても、オン・オフ信号発生手段の出力中の信号がこれによって乱されることはない。すなわち、スタート信号発生手段とオン・オフ信号発生手段との間に、光偏向素子と光スイッチ素子との起動時間の差を吸収するとともに走査信号発生手段とオン・オフ信号発生手段とを別個の信号によって制御できるようにした遅延手段を介在させているので、走査信号発生手段は、スタート信号発生手段からの走査スタート信号に応じて、走査信号の出力を完了した後直ちに次の走査信号の出力を開始することができ、結果的に光ビームの走査周期を短くすることができ、ひいては画像記録の生産性を高めることができる。
【００４６】
また、請求項２の光ビーム走査装置は、遅延手段が、走査スタート信号をトリガ信号とし所定のクロックによってカウントアップされるカウンタのカウント値が所定値に達した時にデータスタート信号を発生させるので、遅延手段を簡易な回路とし、オン・オフ信号発生手段を簡易・正確に動作させることができる。
【００４７】
また、請求項３の光ビーム走査装置は、遅延手段が発生するデータスタート信号に基づいて、光ビームの強度を調節する光強度変調素子を制御する信号を発生する強度調節信号発生手段をさらに備えるので、走査信号発生手段が走査信号の出力を完了した後直ちにスタート信号発生手段が次の走査スタート信号の出力を開始しても、強度調節信号発生手段の出力中の信号がこれによって乱されることはない。よって、光ビームの強度調節を行う目的で強度調節信号発生手段を設けた場合にも、走査信号発生手段は、スタート信号発生手段からの走査スタート信号に応じて、走査信号の出力を完了した後直ちに次の走査信号の出力を開始することができ、結果的に光ビームの走査周期を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る光ビーム走査装置の斜視図である。
【図２】図１の装置の動作の概要を説明する図である。
【図３】図１の装置の要部を示すブロック図である。
【図４】各信号のタイミングチャートである。
【図５】ＡＯＤの動作を概念的に説明する図である。
【図６】従来装置を用いた場合の各信号のタイミングチャートである。
【図７】第２実施形態の光ビーム走査装置の要部を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態の光ビーム走査装置の要部を示すブロック図である。
【図９】従来の光ビーム走査装置の要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 感光材
１０ スタート信号発生回路
２５ 遅延回路
５０ 感光材送り機構
６０ 描画機構
６２ 走査光学系
６６ レーザ発振器
６７ アナログＡＯＭ
６８ スイッチＡＯＭ
６９ ＡＯＤ
７０ レーザ測長器
１３２ アナログ信号発生回路
１３４、２３４ オン・オフ信号発生回路
１３６ ＡＯＤ信号発生回路
ＳＳ 走査スタート信号
ＤＳ データスタート信号
ＡＭ アナログ変調信号
ＳＭ オン・オフ変調信号
ＳＤ ＡＯＤ走査信号
ＬＢ レーザビーム
Ｍｘ ヘッド移動機構
Ｍｙ テーブル移動機構
【発明の属する技術分野】
この発明は、フィルムやガラス乾板などの被走査面上において光ビームを走査させる光ビーム走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光源から出射した光ビームを被走査面上で走査することによって被走査面上に所望の描画を施す装置として、特開平５−１９９３７３号公報、特開平５−１９９３７４号公報、特開平６−２３５９４４号公報等に開示されているものが存在する。このような装置では、光源から出射した光ビームを一対の光変調素子で強度変調し、強度変調された光ビームを光偏向素子を用いて被走査面上で主走査方向に走査させるとともに、光源、光変調素子、光偏向素子等を一体とする光源部全体を被走査面に対して徐々に副走査方向に相対的に移動させる。
【０００３】
図９は、図示を省略する光源からの光ビームを強度変調する一対の光変調素子であるアナログＡＯＭ６７及びスイッチＡＯＭ６８と、強度変調された光ビームを回折させて感光材１上で主走査方向に走査する光偏向素子であるＡＯＤ６９と、これらの動作を制御する回路とを簡単に説明する図である。
【０００４】
図示のように、スタート信号発生回路１０から出力されたパルス状の走査スタート信号は、走査カウンタ２０に入力される。走査カウンタ２０から出力されたアドレスデータは、アナログ信号発生部３２とオン・オフ信号発生部３４とＡＯＤ信号発生部３６とに並列に入力される。このうち、アナログ信号発生部３２から出力されたアナログ変調信号は、一対の光変調素子の一方であるアナログＡＯＭ６７の制御に利用され、オン・オフ信号発生部３４から出力されたオン・オフ変調信号は、一対の光変調素子の他方であるスイッチＡＯＭ６８の制御に利用され、ＡＯＤ信号発生部３６から出力されたＡＯＤ走査信号は、光偏向素子であるＡＯＤ６９の制御に利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図９に示すような装置では、走査カウンタ２０から出力された単一のアドレスデータに基づいて、アナログ信号発生部３２とオン・オフ信号発生部３４とＡＯＤ信号発生部３６との全てを制御しているので、ＡＯＤ６９の起動に要する比較的大きな遅延時間を考慮して、ＡＯＤ６９による主走査方向の走査周期を必要以上に長くする必要があった。
【０００６】
つまり、ＡＯＤ信号発生部３６から発生させる鋸歯状のＡＯＤ走査信号の出力が完了してＡＯＤ信号発生部３６の出力が基準レベルにもどった後も、アナログ信号発生部３２からのアナログ変調信号の出力と、オン・オフ信号発生部３４からのオン・オフ変調信号の出力とが完了するまでは、スタート信号発生回路１０による走査スタート信号の出力をＡＯＤ６９の起動時間分だけ待機させる必要がある。このような待機時間によって、ＡＯＤ信号発生部３６から発生させる先のＡＯＤ走査信号の出力完了から後のＡＯＤ走査信号の出力開始までに一定の時間ロスが生じ、この分だけ走査周期が長くなるといった問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は、光ビームの走査周期を短くして描画時間を短くすることができる光ビーム走査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の光ビーム走査装置は、光ビームを被走査面上で主走査方向に走査しつつ、前記光ビームを出射する光学系を当該被走査面の副走査方向に相対的に移動させる光ビーム走査装置であって、前記光ビームの前記主走査方向に関する走査の開始を指示する走査スタート信号を発生するスタート信号発生手段と、前記スタート信号発生手段が発生する前記走査スタート信号に基づいて、前記光ビームを前記主走査方向に偏向する音響光学素子を制御する走査信号を発生する走査信号発生手段と、前記スタート信号発生手段が発生する前記走査スタート信号を所定時間だけ遅延させたデータスタート信号を発生させる遅延手段と、前記遅延手段が発生する前記データスタート信号に基づいて、前記光ビームのオン・オフを切り替える光スイッチ素子を制御する信号を発生するオン・オフ信号発生手段とを備え、前記音響光学素子内を前記光ビームが通過する部分に、前記音響光学素子に付与される超音波が伝播するのに一定時間を要し、光スイッチ素子を制御する信号の出力が完了する前に、前記スタート信号発生手段が次の走査スタート信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２の光ビーム走査装置は、前記遅延手段が、前記走査スタート信号をトリガ信号とし所定のクロックによってカウントアップされるカウンタのカウント値が所定値に達した時に、前記データスタート信号を発生させることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の光ビーム走査装置は、前記遅延手段が発生する前記データスタート信号に基づいて、前記光ビームの強度を調節する光強度変調素子を制御する信号を発生する強度調節信号発生手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態である光ビーム走査装置１００の外観を示す図である。
【００１２】
この光ビーム走査装置１００は、感光材１を固定する感光材送り機構５０と、描画ヘッド６５を有する描画機構６０と、描画ヘッド６５の位置を検出するレーザ測長器７０とを基台８０上に固定した構造となっている。
【００１３】
感光材送り機構５０は、１対のスライドガイド５１と、これらのスライドガイド５１上に配置された吸引テーブル５２と、この吸引テーブル５２をスライドガイド５１に沿って（±Ｙ）方向に移動させるテーブル移動機構Ｍｙとを備える。テーブル移動機構Ｍｙは、モータ（図示せず）とボールねじ５４とからなり、モータがボールねじ５４を回転させることにより吸引テーブル５２を移動させる構造となっている。光ビームが入射する被走査面を有する感光材１は、吸引テーブル５２上において吸引固定され、感光材送り機構５０によって（±Ｙ）方向に移動されつつ描画されることとなる。つまり、描画機構６０に設けた描画ヘッド６５は、感光材１に対して相対的に（±Ｙ）方向に移動可能となっている。
【００１４】
描画機構６０は、基台８０上に配置された１対のスライドガイド６１と、これらのスライドガイド６１上に配置された走査光学系６２と、モータ６３及びボールねじ６４からなるヘッド移動機構Ｍｘとを備える。走査光学系６２は、描画ヘッド６５を有しており、この描画ヘッド６５は、走査光学系６２本体とともにヘッド移動機構Ｍｘにより（±Ｘ）方向に移動するようになっている。
【００１５】
レーザ測長器７０は、基台８０に配置されたレーザ発振器７１と、同様に基台８０に配置された一対のビームスプリッタ７２、７３と、描画ヘッド６５に取り付けられた一対のビームスプリッタ７４、７５と、吸引テーブル５２上に設けられた一対のミラー７６ｘ、７６ｙとを備える。レーザ発振器７１から出射された測定ビームＭＢは、ビームスプリッタ７２〜７５を介してＸ方向及び（−Ｙ）方向に進行する一対の測定ビームＭＢｘ、ＭＢｙに分岐される。それぞれの測定ビームＭＢｘ、ＭＢｙは、ミラー７６ｘ、７６ｙにおいて反射されて逆行し再度レーザ発振器７１に入射するようになっている。レーザ発振器７１内には光干渉器などの測長器が格納されており、この測長器により描画ヘッド６５の吸引テーブル５２に対する正確な相対位置が求められるようになっている。
【００１６】
図２は、図１に示す光ビーム走査装置１００の描画動作の概要について説明する図である。
【００１７】
走査光学系６２の描画ヘッド６５からは、レーザビームＬＢが主走査方向である（−Ｘ）方向からＸ方向への走査を繰り返しながら出射されており、これと同時に、感光材１は、感光材送り機構５０によって（−Ｙ）方向へ移動される。これにより、感光材１上には、多数のＸ方向に平行な出力線Ｌｄが副走査方向であるＹ方向に描画されていくこととなる。また、感光材１上の描画領域２は、Ｙ方向に延びる複数の区分領域２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・に分割されており、描画ヘッド６５が感光材１に対してＹ方向に１回移動することによって、１つの区分領域が描画されることとなる。１つの区分領域の描画が完了すると、描画ヘッド６５は、ヘッド移動機構ＭｘによりＸ方向に移動するとともに感光材１がＹ方向に移動し、次の区分領域の描画を開始することとなる。この動作を全ての区分領域に施すことにより感光材１の描画が完了することとなる。
【００１８】
図３は、図１に示す走査光学系６２の主な構成要素と、その動作を制御する主走査制御回路の要部とを説明する図である。
【００１９】
図示のように、走査光学系６２は、描画用のレーザビームＬＢ１を発生するレーザ発振器６６と、レーザビームＬＢ１を強度変調する光変調素子であるアナログＡＯＭ６７及びスイッチＡＯＭ６８と、強度変調されたレーザビームＬＢ３を回折により偏向させて感光材１上で主走査方向に走査する光偏向素子であるＡＯＤ６９とを備える。
【００２０】
レーザ発振器６６から出射したレーザビームＬＢ１は、アナログＡＯＭ６７に入射する。このアナログＡＯＭ６７は、アナログ変調により回折光の強度を制御する素子であり、アナログ信号発生回路１３２が出力するアナログ変調信号ＡＭに応じて、レーザビームＬＢ１の光量を感光材１の感度に適した光量に減衰する。アナログＡＯＭ６７を出射したレーザビームＬＢ２は、スイッチＡＯＭ６８に入射する。このスイッチＡＯＭ６８は、ディジタル変調により回折光の有無を制御する素子であり、オン・オフ信号発生回路１３４が出力するオン・オフ変調信号ＳＭに応じて、レーザビームＬＢ２の回折光を適当なタイミングで出射又は遮断する。スイッチＡＯＭ６８を出射したレーザビームＬＢ３は、ＡＯＤ６９に入射する。このＡＯＤ６９は、ＡＯＤ信号発生回路１３６が出力するＡＯＤ走査信号ＳＤに対応する周波数に応じて、ＡＯＤ６９内で回折されたレーザビームＬＢ４の偏向角を制御する。これにより、レーザビームＬＢ４は、感光材１上を±Ｘ方向へ走査される。なお、ＡＯＤ信号発生回路１３６が出力するＡＯＤ走査信号ＳＤ自体は、電圧信号であり、ＶＣＯ回路１３８は、このＡＯＤ走査信号ＳＤの電圧に応じてこれに比例する周波数の高周波信号を発生する。
【００２１】
次に、走査光学系６２の動作を制御する主走査制御回路を説明する。まず、スタート信号発生回路１０は、レーザ測長器７０の出力に基づいて、パルス状の走査スタート信号ＳＳを発生する。この走査スタート信号ＳＳは、２つに分岐されて、一方でＡＯＤ信号発生回路１３６に入力されるとともに、他方でアナログ信号発生回路１３２及びオン・オフ信号発生回路１３４側に接続された遅延回路２５にも入力される。
【００２２】
ＡＯＤ信号発生回路１３６は、走査スタート信号ＳＳに応答して第１アドレスデータＡ１を出力する走査カウンタ９１と、第１アドレスデータＡ１に応じて予め記憶した走査データＮ１を読み出す走査データメモリ９２と、走査データＮ１をアナログ電圧値に変換するＤ／Ａ変換回路９３と、Ｄ／Ａ変換回路９３の出力をＡＯＤ走査信号ＳＤとして出力するアンプＡＭＰとを備える。走査カウンタ９１は、走査スタート信号ＳＳによってリセットされ、外部からの画素クロックＣＬＫに同期した加算又は減算を開始し、ｎビットのバイナリ信号である第１アドレスデータＡ１を漸次出力する。走査データメモリ９２は、漸増する第１アドレスデータＡ１に基づいて記憶した走査データＮ１を順次読み出し、読み出した走査データＮ１をＡＯＤ走査信号ＳＤの電圧値に対応するｎビットのバイナリ信号として漸次更新しつつ出力する。
【００２３】
遅延回路２５は、スタート信号発生回路１０から出力された走査スタート信号ＳＳを一定時間だけ遅延させたパルス状のデータスタート信号ＤＳを発生する。遅延回路２５の遅延時間は、遅延時間設定部２６でＡＯＤ６９の遅延時間に相当する適当な値に設定され、適宜変更可能となっている。
【００２４】
アナログ信号発生回路１３２は、データスタート信号ＤＳに応答して第２アドレスデータＡ２を出力するデータカウンタ９４と、第２アドレスデータＡ２に応じて予め記憶したアナログ変調データＮ２を読み出すアナログ変調メモリ９５と、アナログ変調データＮ２をアナログ電圧値に変換するＤ／Ａ変換回路９６と、Ｄ／Ａ変換回路９６の出力をアナログ変調信号ＡＭとして出力するアンプＡＭＰとを備える。データカウンタ９４は、データスタート信号ＤＳによってリセットされ、画素クロックＣＬＫに同期した加算又は減算を開始し、ｎビットのバイナリ信号である第２アドレスデータＡ２を漸次出力する。アナログ変調メモリ９５は、漸増する第２アドレスデータＡ２に基づいて記憶したアナログ変調データＮ２を順次読み出し、読み出したアナログ変調データＮ２をアナログ変調信号ＡＭの電圧値に対応するｎビットのバイナリ信号として漸次更新しつつ出力する。
【００２５】
オン・オフ信号発生回路１３４は、アナログ信号発生回路１３２と共通するデータカウンタ９４のほか、このデータカウンタ９４から第２アドレスデータＡ２をアドレスとし、Ｈ、Ｌの２値のいずれか一方を出力するオン・オフ変調メモリ９７と、オン・オフ変調メモリ９７の出力をオン・オフ変調信号ＳＭとして出力するアンプＡＭＰとを備える。なお、オン・オフ変調メモリ９７には、ある走査から次の走査までの休止期間中に、画像データを保存する主記憶装置（図示せず）から読み出した次の走査線（出力線Ｌｄ）に対応する画素データＰＤが入力され、ここに一時的に保存される。
【００２６】
図４は、図３に示す主走査制御回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【００２７】
走査スタート信号ＳＳは、一定周期で繰り返されるパルスであり、データスタート信号ＤＳは、走査スタート信号ＳＳを一定時間だけ遅延させたパルスである。ＡＯＤ走査信号ＳＤは、走査スタート信号ＳＳをトリガとして漸増を繰り返す鋸歯状波であり、アナログ変調信号ＡＭは、データスタート信号ＤＳをトリガとして一定時間一定レベルの強度値を示し、オン・オフ変調信号ＳＭは、データスタート信号ＤＳをトリガとして走査線上の画素データを反映したＨ又はＬのいずれかのレベルをとる。
【００２８】
上記のタイミングチャートにおいて、走査スタート信号ＳＳに対するデータスタート信号ＤＳの遅延時間は、ＡＯＤ６９の起動時間ｔ１とＡＯＤ６９のアクセス時間ｔ２との和になっている。
【００２９】
図５は、上記のような起動時間ｔ１とアクセス時間ｔ２との意味内容を説明する図である。図示のように、音響光学素子であるＡＯＤ６９は、音響光学媒体６９ａと圧電素子６９ｂとを備える。圧電素子６９ｂは、ＶＣＯ回路１３８からの高周波信号に応じて音響光学媒体６９ａ中に超音波を伝搬させるので、レーザビームＬＢ３は、超音波の波長に応じた角度で回折されたレーザビームＬＢ４として出射する。上記のような超音波の伝搬には時間を要するので、レーザビームＬＢ３が通過しない距離Ｐ１を伝搬する時間すなわち起動時間ｔ１は、ＡＯＤ６９へのＡＯＤ走査信号ＳＤの入力の効果が全く生じない無効時間となる。また、レーザビームＬＢ３が通過する距離Ｐ２を伝搬する時間すなわちアクセス時間ｔ２は、ＡＯＤ６９へのＡＯＤ走査信号ＳＤの入力の効果が十分に生じない時間となる。データスタート信号ＤＳは、走査スタート信号ＳＳに対し、起動時間ｔ１とアクセス時間ｔ２とを加算した時間だけ遅延させる。これにより、一定のスピードで走査されるレーザビームＬＢ４を必要なタイミングで適宜オン・オフ変調することができる。
【００３０】
図４のタイミングチャートに戻って、走査スタート信号ＳＳやＡＯＤ走査信号ＳＤの周期すなわち主走査周期は、ＡＯＤ６９のアクセス時間ｔ２とＡＯＤ６９の有効走査時間ｔ３との和になっている。なお、有効走査時間ｔ３は、有効画素の走査に要する時間となっている。
【００３１】
具体的な数値を用いて描画時間を計算する。例えば、ｔ２＝４０μｓとし、ｔ３＝５０μｓとする。一方、画素ピッチが１μｍで、描画サイズが５００×１０００ｍｍであるとすると、主走査方向の有効画素数が２０００画素である場合、図２に示すストライプ状の区分領域２ａのライン幅は２ｍｍでそのストライプ数は２５０となる。ここで走査周期は、ｔ２＋ｔ３＝９０μｓであるから、全体の描画時間は、９０〔μｓ〕×１００００００〔スキャン〕×２５０〔ストライプ〕＝２２５００ｓとなる。なお、実際には、吸引テーブル５２の−Ｙ方向への戻り時間や走査光学系６２の＋ｘ方向への移動時間が加算されるが、簡略のため上記計算では説明を省略した。
【００３２】
図６は、図９に示す従来の制御回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【００３３】
図示のように、走査スタート信号やＡＯＤ走査信号の周期は、起動時間ｔ１とアクセス時間ｔ２と有効走査時間ｔ３とを加算したものとなっている。図９に示す従来型の装置では、走査カウンタ２０から出力された単一のアドレスデータに基づいて、アナログ信号発生部３２とオン・オフ信号発生部３４とＡＯＤ信号発生部３６との全てを制御しているので、ＡＯＤ走査信号が立下がった後も、アナログ変調信号等の出力が完了するまでの時間（起動時間ｔ１）分だけ、走査スタート信号の出力を待機させる必要があった。つまり、従来の場合、本実施形態に比較して、１走査毎に起動時間ｔ１分の時間ロスが生じていることとなる。
【００３４】
具体的な数値を用いて描画時間を計算する。条件は、上記実施例の場合と同様に、ｔ１＝１０μｓとし、ｔ２＝４０μｓとし、ｔ３＝５０μｍとし、画素ピッチが１μｍで、描画サイズが５００×１０００ｍｍであるとする。この場合、走査周期は、ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＝１００μｓであるから、全体の描画時間は、１００〔μｓ〕×１００００００〔スキャン〕×２５０〔ストライプ〕＝２５０００ｓとなる。つまり、上記実施例の描画速度に比較して１０％程度遅くなっていることが分かる。
【００３５】
〔第２実施形態〕
第２実施形態の光ビーム走査装置は、図１から図３に示す第１実施形態の光ビーム走査装置の変形例であり、図３の主走査制御回路の構成を変更したものとなっている。
【００３６】
図７は、第２実施形態の光ビーム走査装置の主走査制御回路の概要を説明する図である。
【００３７】
まず、スタート信号発生回路１０は、パルス状の走査スタート信号ＳＳを発生する。この走査スタート信号ＳＳは、２つに分岐されて、一方でＡＯＤ信号発生回路１３６に直接入力されるとともに、他方でアナログ信号発生回路１３２及びオン・オフ信号発生回路２３４側の遅延回路２５にも入力される。
【００３８】
ＡＯＤ信号発生回路１３６は、図３に示す第１実施形態のものと同一であり、走査スタート信号ＳＳに応答して第１アドレスデータＡ１を出力する走査カウンタ９１と、第１アドレスデータＡ１に応じて予め記憶した走査データＮ１を読み出す走査データメモリ９２と、走査データＮ１をアナログ電圧値に変換するＤ／Ａ変換回路９３と、Ｄ／Ａ変換回路９３の出力をＡＯＤ走査信号ＳＤとして出力するアンプＡＭＰとを備える。
【００３９】
遅延回路２５及び遅延時間設定部２６も、図３に示す第１実施形態のものと同一であり、遅延回路２５からは、スタート信号発生回路１０から出力された走査スタート信号ＳＳを一定時間だけ遅延させたパルス状のデータスタート信号ＤＳが出力される。
【００４０】
アナログ信号発生回路１３２も、図３に示す第１実施形態のものと同一であり、データスタート信号ＤＳに応答して第２アドレスデータＡ２を出力するデータカウンタ９４と、第２アドレスデータＡ２に応じて予め記憶したアナログ変調データＮ２を読み出すアナログ変調メモリ９５と、アナログ変調データＮ２をアナログ電圧値に変換するＤ／Ａ変換回路９６と、Ｄ／Ａ変換回路９６の出力をアナログ変調信号ＡＭとして出力するアンプＡＭＰとを備える。
【００４１】
オン・オフ信号発生回路２３４は、図３に示す第１実施形態のものと異なり、データカウンタ９４を介さず、遅延回路２５からのデータスタート信号ＤＳを直接受け取る。すなわち、このオン・オフ信号発生回路２３４は、遅延回路２５からのデータスタート信号ＤＳをトリガとして所定のタイミングでＨ、Ｌのいずれか一方を出力するオン・オフ変調メモリ９８と、オン・オフ変調メモリ９８の出力をオン・オフ変調信号ＳＭとして出力するアンプＡＭＰとを備える。ここで、オン・オフ変調メモリ９８は、ファーストイン・ファーストアウト（ＦＩＦＯ）・メモリとなっており、遅延回路２５からのデータスタート信号ＤＳを出力開始のトリガとし、画素クロックＣＬＫに同期してＨ、Ｌのいずれかをとる画素データを順次シリアルに出力する。なお、このオン・オフ変調メモリ９８には、メモリに空きが有る限り随時、画像データを保存する主記憶装置（図示せず）から読み出した次の走査線に対応する画素データＰＤが入力され、ここに一時的に保存される。
【００４２】
〔第３実施形態〕
第３実施形態の光ビーム走査装置は、第１実施形態の光ビーム走査装置の変形例であり、図３に示す主走査制御回路の構成を変更したものとなっている。
【００４３】
図８は、第３実施形態の光ビーム走査装置の主走査制御回路の要部を説明する図である。スタート信号発生回路１０は、パルス状の走査スタート信号ＳＳを発生する。この走査スタート信号ＳＳは、分岐されることなく、ＡＯＤ信号発生回路１３６を構成する走査カウンタ９１に入力される。走査カウンタ９１は、既述のように、走査スタート信号ＳＳに応答して第１アドレスデータＡ１を出力するが、この第１アドレスデータＡ１は、走査データメモリ９２のみならず、コンパレータ３２５にも入力される。このコンパレータ３２５は、第１アドレスデータＡ１と適当な参照値とを比較して、走査スタート信号ＳＳを一定時間だけ遅延させたパルス状のデータスタート信号ＤＳを発生する。データカウンタ９４は、データスタート信号ＤＳによってリセットされ、画素クロックＣＬＫに同期した加算を開始し、ｎビットのバイナリ信号である第２アドレスデータＡ２を漸次出力する。
【００４４】
なお、図８に示すコンパレータ３２５に代えてデコーダを用いることも可能である。この場合、上記デコーダは、第１アドレスデータＡ１をデコードしてこれが既定の値を示したときにパルス状のデータスタート信号ＤＳを発生するものとする。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の光ビーム走査装置では、スタート信号発生手段が発生する走査スタート信号を所定時間だけ遅延させたデータスタート信号を発生させる遅延手段を備え、遅延手段が発生する前記データスタート信号に基づいて、オン・オフ信号発生手段が光ビームのオン・オフを切り替える光スイッチ素子を制御する信号を発生するので、走査信号発生手段が走査信号の出力を完了した後直ちにスタート信号発生手段が次の走査スタート信号の出力を開始しても、オン・オフ信号発生手段の出力中の信号がこれによって乱されることはない。すなわち、スタート信号発生手段とオン・オフ信号発生手段との間に、光偏向素子と光スイッチ素子との起動時間の差を吸収するとともに走査信号発生手段とオン・オフ信号発生手段とを別個の信号によって制御できるようにした遅延手段を介在させているので、走査信号発生手段は、スタート信号発生手段からの走査スタート信号に応じて、走査信号の出力を完了した後直ちに次の走査信号の出力を開始することができ、結果的に光ビームの走査周期を短くすることができ、ひいては画像記録の生産性を高めることができる。
【００４６】
また、請求項２の光ビーム走査装置は、遅延手段が、走査スタート信号をトリガ信号とし所定のクロックによってカウントアップされるカウンタのカウント値が所定値に達した時にデータスタート信号を発生させるので、遅延手段を簡易な回路とし、オン・オフ信号発生手段を簡易・正確に動作させることができる。
【００４７】
また、請求項３の光ビーム走査装置は、遅延手段が発生するデータスタート信号に基づいて、光ビームの強度を調節する光強度変調素子を制御する信号を発生する強度調節信号発生手段をさらに備えるので、走査信号発生手段が走査信号の出力を完了した後直ちにスタート信号発生手段が次の走査スタート信号の出力を開始しても、強度調節信号発生手段の出力中の信号がこれによって乱されることはない。よって、光ビームの強度調節を行う目的で強度調節信号発生手段を設けた場合にも、走査信号発生手段は、スタート信号発生手段からの走査スタート信号に応じて、走査信号の出力を完了した後直ちに次の走査信号の出力を開始することができ、結果的に光ビームの走査周期を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る光ビーム走査装置の斜視図である。
【図２】図１の装置の動作の概要を説明する図である。
【図３】図１の装置の要部を示すブロック図である。
【図４】各信号のタイミングチャートである。
【図５】ＡＯＤの動作を概念的に説明する図である。
【図６】従来装置を用いた場合の各信号のタイミングチャートである。
【図７】第２実施形態の光ビーム走査装置の要部を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態の光ビーム走査装置の要部を示すブロック図である。
【図９】従来の光ビーム走査装置の要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 感光材
１０ スタート信号発生回路
２５ 遅延回路
５０ 感光材送り機構
６０ 描画機構
６２ 走査光学系
６６ レーザ発振器
６７ アナログＡＯＭ
６８ スイッチＡＯＭ
６９ ＡＯＤ
７０ レーザ測長器
１３２ アナログ信号発生回路
１３４、２３４ オン・オフ信号発生回路
１３６ ＡＯＤ信号発生回路
ＳＳ 走査スタート信号
ＤＳ データスタート信号
ＡＭ アナログ変調信号
ＳＭ オン・オフ変調信号
ＳＤ ＡＯＤ走査信号
ＬＢ レーザビーム
Ｍｘ ヘッド移動機構
Ｍｙ テーブル移動機構
Claims (3)
- 光ビームを被走査面上で主走査方向に走査しつつ、前記光ビームを出射する光学系を当該被走査面の副走査方向に相対的に移動させる光ビーム走査装置であって、
前記光ビームの前記主走査方向に関する走査の開始を指示する走査スタート信号を発生するスタート信号発生手段と、
前記スタート信号発生手段が発生する前記走査スタート信号に基づいて、前記光ビームを前記主走査方向に偏向する音響光学素子を制御する走査信号を発生する走査信号発生手段と、
前記スタート信号発生手段が発生する前記走査スタート信号を所定時間だけ遅延させたデータスタート信号を発生させる遅延手段と、
前記遅延手段が発生する前記データスタート信号に基づいて、前記光ビームのオン・オフを切り替える光スイッチ素子を制御する信号を発生するオン・オフ信号発生手段と
を備え、
前記音響光学素子内を前記光ビームが通過する部分に、前記音響光学素子に付与される超音波が伝播するのに一定時間を要し、
光スイッチ素子を制御する信号の出力が完了する前に、前記スタート信号発生手段が次の走査スタート信号を出力することを特徴とする光ビーム走査装置。 - 前記遅延手段は、前記走査スタート信号をトリガ信号とし所定のクロックによってカウントアップされるカウンタのカウント値が所定値に達した時に、前記データスタート信号を発生させることを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査装置。
- 前記遅延手段が発生する前記データスタート信号に基づいて、前記光ビームの強度を調節する光強度変調素子を制御する信号を発生する強度調節信号発生手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の光ビーム走査装置。
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| JPH111020A (ja) | 1999-01-06 |
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