JPH0312627A - 光ビーム走査記録装置 - Google Patents

光ビーム走査記録装置

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JPH0312627A
JPH0312627A JP1148001A JP14800189A JPH0312627A JP H0312627 A JPH0312627 A JP H0312627A JP 1148001 A JP1148001 A JP 1148001A JP 14800189 A JP14800189 A JP 14800189A JP H0312627 A JPH0312627 A JP H0312627A
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recording
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Kazuhisa Takahashi
和久 高橋
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ビームを走査して画像記録を行う光ビーム走
査記録装置に関し、例えば医療分野のように高精度画像
が要求される分野における光ビーム走査記録装置に関す
る。
［従来の技術］ レーザ光等の光ビームを被走査面に対して２次元的に走
査する装置として、光ビームを走査光学系で一方向に走
査しく主走査）、その走査線とほぼ直角をなす方向に被
走査面を移動させる（副走査）ものが従来より一般的に
用いられている。このような光ビーム走査記録装置にお
いて、主走査が時間的に一定の周期で繰り返されるとし
ても、副走査の速度が一定でないと走査間隔が一定とは
ならない。すなわち送りムラが生しる。高画質の画像の
要求の下では、走査線の間隔が約０．１％ずれると視覚
的に認識されると云われている。
そこで従来から送りムラを少なくする手段として種々の
提案がなされている。例えば特公昭６２−１１３２８で
は、第７図に示すようにレーザ発振源１０１からのビー
ム１０２をＡＯ変調器１０３によって変調し、光偏向器
１０４で主走査を行い、ガイド棒１０５に保持されたテ
ーブル１０６をネジ送り１０７．１０８で動かすことに
よって副走査を行うように構成された光ビーム走査記録
装置において、次のような工夫により副走査の送りムラ
を減少させている。すなわち、テーブル１０６上に高精
度のりニアエンコーダ１１０を固設し、リニアエンコー
ダの移動を光電的に検出して、テーブル１０６の一定の
移動量ごとに信号を発生させ、その４８号に同期させて
光偏向・器１０４を動作させるものである。この方式だ
と主走査間隔精度はエンコーダ分割精度テーブル、停止
精度で決まるため、テーブルの送りムラは関係が無くな
る。すなわち、リニアエンコーダの分割精度テーブル、
分割精度を良くしてやれば高精度の副走査が可能となる
。
この方式では光偏向器として、音響光学偏向素子や電気
光学偏向素子、あるいはガルバノミラ−のような振動鏡
を想定している。しかしながら、ガルバノミラ−等の振
動鏡は共振状態で振られている時が一番安定しており、
この提案の基本となるテーブル移動量ごと信号を受けて
ガルバノミラ−を動かす方法では立ち上りが問題で、振
動鏡の動きが不安定となり、偏向されたビームがテーブ
ル（原稿）の上で不等速運動になってしまう。
ビームが等速で走査されないと、走査線の太さが場所に
よって変わったり、蛇行したりして走査ムラの要因とな
る。又、音響光学偏向素子、電気光学偏向素子は偏向角
が２〜３度と小さく、大きな画像を描くとぎの偏向器と
しては適切ではない。
又、送りムラを少なくする他の手段として第８図に示す
ような機構も提案されている。２０６は副走査ローラ、
２０７は副走査ローラに連結されたプーリ、２０９は副
走査モータ、２１０は副走査モータに連結されたプーリ
、２０８はプーリ２０７とプーリ２１０を継き、モータ
２１０の回転を減速して副走査ローラ２０６に回転を伝
えるベルト、２１１は記録用シートを副走査ローラ２０
６に押し付け、記録用シートの記録位置を安定させるた
めのニップローラ、２０５．２１２はガイド板、２０４
．２１３は記録用シートに記録している時に、記録用シ
ートを噛まない位置に配置された給送ローラ、Ｌは図示
されない走査光学系によって走査されるビームである。
ここでの送すムラを少なくする工夫は、レコードプレー
ヤのターンテーブルの駆動の考え方を導入したものであ
る。すなわち、バランスのとれた副走査ローラ２０６を
回転精度の良いモータ２０９を使い、しかも柔らかいベ
ルトを介してモータのジッターを吸収しながら減速して
高精度に回転させるものである。
この方式は副走査ローラ２０６の駆動を柔らかいベルト
２０８介して行っている関係上、外部振動や副走査ロー
ラに加わる負荷変動によって副走査ローラの回転精度が
悪影晋を受は易いという欠点がある。又、そのために副
走査ローラ２０６に加わる負荷変動を少なくするよう、
記録時に記録部用シートが給送用ローラ２０４．２１３
に噛まない位置に配置する等の配慮が必要となり、必然
的に装置が大型化する欠点を持っている。
［発明の目的］ 本発明の目的は、外部振動や負荷変動に強く、コンパク
トで高精度な副走査手段を有する光ビーム走査記録装置
を提供することである。
［目的を達成するための手段］ 上述の目的を達成する本発明は、回転鏡又は回動鏡を有
する光ビーム走査光学系による主走査と、該主走査と交
差する方向に記録部材を前記光ビーム走査光学系に対し
て相対移動させる副走査によって画像記録する装置にお
いて、前記光ビーム走査光学系が記録領域を走査する画
像記録期間及び前記光ビーム走査光学系が記録領域以外
を走査する画像非記録時間を設定する手段と、前記画像
記録期間に、副走査を停止させて画像を記録する手段と
、前記画像非記録期間内に、前記記録部材を副走査方向
に１ピッチ移動させる手段を有することを特徴とする光
ビーム走査記録装置である。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図乃至第６図の図面に基づ
いて詳細に説明する。第１図は本発明の実施例のシステ
ム構成図である。画像記録は走査光学系による主走査と
、主走査とほぼ直交方向に記録シートを送る副走査によ
って行われる。
まず、主走査のシステム構成を説明する。
１は例えば銀塩フィルム等の記録用シートである。２は
レーザ光源であり、電源３によってビームを発生する。
４はビームの方向を変える折り返しミラー　５はビーム
の強度を変調する既知のＡＯ変調器、６はＡＯ変調器５
を制御するＡＯコントローラである。７はＡＯ変調器５
からの変調されたビームを主走査方向に走査するポリゴ
ンモータであり、７０はポリゴンモータフによって回転
するポリゴンミラーである。ポリゴンモータ７はポリゴ
ンコントローラ８によって制御される。９は主走査ビー
ムの位置検知を行うビームディテクタであり、第３図に
示すよりなりＤ信号を発生させる。１０は折り返しミラ
ーである。１９は分周期であり、ビームディテクタ９に
よるＢＤ倍信号そのまま出すこともでき、あるいは人力
されたＢＤ倍信号複数信号パルス毎の分周信号を出力す
ることもできる。２０は分周期１９からの信号を受け、
ＡＯ素子駆動のためにタイミング信号を発生させるＡＯ
素子駆動タイミング信号発生手段である。
次に副走査のシステム構成を示す。
１１は副走査ローラ、１２は記録用シート１を副走査ロ
ーラ１１に押し付け、画像記録時に記録用シートの安定
した位置に維持するためのローラ、１３は副走査ローラ
１２を駆動する副走査モータ、１４は副走査ローラ１２
と副走査モータを結合するカップリング、１５は副走査
上−夕を制御するモータコントコーラである。１６は副
走査の回転を検出してパルスを発生させるエンコーダ、
１７はエンコーダ１６からのパルスを分割してパルス数
を細分化する分割器、１８は副走査ローラ１１　（副走
査モータ１３）の回転に伴い分割器１７から発生するパ
ルス数と、予め設定されたパルスとを比較して、副走査
モータ１３を停止させる信号を発生させる手段で、その
信号はモータコントローラ１５へ送られる。２１は副走
査モータ１３のスタート信号を発生させる副走査モータ
スタート信号発生手段である。
次に、上述のシステム構成により画像記録がどのように
行われるかを説明する。なお、以後の説明では１画素８
０μｍ×８０μｍで画像記録すると仮定して話を進める
。
まず、主走査に関して、レーザ光源２から出射されたレ
ーザビームは、ＡＯ変調器５を通って連続回転している
ポリゴン７０によって主走査方向に走査される。走査さ
れたビームか端部に達すると、ビームディテクタ９によ
って検知され、第３図に示すようなりＤ信号を出力する
。ＢＤ倍信号分周期１９に送られ、分周器内の図示しな
い設定スイッチを適宜設定することにより、分周器から
はＢＤ倍信号１分周、２分周、３分周、ｎ分周のいずれ
かの信号が出力される。ＡＯ素子駆動タイミング信号発
生手段２０は第４図の様に（４Ｍ’Ｈ２の）ピクセルク
ロック３０．そのビクセルクロツタをカウントするビク
セルカウンタ３１、第３図で示されるようなりＳＴ、Ｉ
ＳＴ、ＢＥＮＤ。
ＢＤＳＴ信号を発生させるために、予め設定される設定
ＳＷ３２〜３５と、コンパレータ３６〜３９により構成
・されている。分周器１９からの信号でピクセルカウン
タ３１はリセットされ、ピクセルクロック３０の信号に
よって新たにカウントが開始される。このカウント数と
予め設定されている設定ＳＷ３２〜３５のカウント数が
コンパレータ３６〜３９によって比較され、それぞれＢ
ＳＴ、ＩＳＴ、ＢＥＮＤ、ＢＤＳＴ信号を発生する。こ
れらの信号はＡＯコントローラに送られ画像信号とミッ
クスされ、ＡＯ変調器５をコントロールする。これによ
ってＡＯ変調器５を通過するビームは、第３図のＡＯ比
出力示されるように変調される。変調されたビームはポ
リゴンミラー７０によって記録用シート１上に走査され
る。すなわち主走査を形成する。第２図において、Ｂ１
はボーダ一部でＢＳＴ信号とＩＳＴ信号によって制御さ
れる部分で、画像エリアＡを見易くるために一様の濃度
にする。通常はＭａｘ濃度（黒）かＭｉｎ濃度（クリア
）にする。Ａは画像エリアである。Ｂ２はボーダ一部で
、画像の終了の信号とＢＥＮＤ信号とで制御される部分
で８１と同じ濃度にする。ここで８１＋Ａ＋８２を走査
している期間が画像記録期間であり、その他の期間が非
記録期間である。
次に副走査について、副走査モータ１３は少なくとも第
２図に示すボーダ一部Ｂｌ、画像エリアＡ、ボーダ一部
Ｂ２を主走査している時（画像記録期間）、すなわちＢ
ＳＴ信号とＢＥＮＤ信号の間の期間は停止している。当
然のことながら、副走査ローラ１１、記録用シートｌも
停止している。副走査モータ１３はモータスタート信号
発生手段２１のＭＳＴＡＲＴ信号を受けて回転を始める
。モータスタート信号発生手段２１は予め設定される設
定５Ｗ４０の設定数とビクセルカウンタ３１のカウント
数を比較するコンパレータ４１によってＭＳＴＡＲＴ信
号を発生させる。なおＭＳＴＡＲＴ信号の代りにＢＥＮ
Ｄ信号で行っても良い。副走査モータ１３が回転を始め
ると、副走査ローラ１１が回転し、記録用シート１が送
られると共に、副走査ローラ１１に結合されたエンコー
ダ１６が回転してパルス信号を発生させる。記録用シー
ト１が副走査方向に８０μｍ移動すると、副走査モータ
１３にＭＳＴＯＰ信号がモータストップ信号発生手段１
８からモータコントローラ１５を介して送られ、副走査
モータ１３は停止し、記録用シート１の送りも停止する
。モータストップ信号発生手段は、分割器１７からのパ
ルスをカウントするカウンタ４２と、予め記録用シート
を８０μｍ　６　動させた時の分割器１７からのパルス
数を計算して設定するパルス数設定スイッチ４３と、カ
ウンタ４２とパルス数設定スイッチ４３を比較してＭＳ
ＴＯＰ信号を発生させるコンパレータ４４とから構成さ
れている。
ここで副走査ローラ径をφ２２．９２　ｍ　ｍ、エンニ
ア／１６を一回転８１０００パルスのレーザエンコーダ
、分割器１７として１６分割器を使用したとする。
記録用シート１を主走査間隔分の８０μｍ移動させると
、エンコーダ１６から発生するパルス数は、 ８１０００　ｘＯ，０８／　２２．９　ａ＝９０　（パ
ルス）となる。したがって分割器１７からは、９０Ｘ　
１６＝１４４０　（パルス）が出力される。パルス数設
定スイッチ４３のパルス数を１４４０に設定すれば、記
録用シート１が８０μｍ進んだ時、モータストップ信号
発生手段１８からＭＳＴＯＰ信号が発生し、その信号で
副走査モータ１３を停止させ、記録用シート１を停止さ
せることができる。副走査モータ１３の停止期間は先に
も述べたように主走査の画像記録期間（ＢＳＴ信号とＢ
ＥＮＤ信号の間）であり、副走査モータの駆動は非記録
期間内に行わねる。
ここで副走査モータの駆動期間について考えてみる。
ポリゴンミラー７０を６面、ポリゴンモータフの回転数
を５０００ｒ　ｐ　ｍ、　　１画素８０μｍとすると、
ポリゴンミラー１面の走査時間は、 ８０／　（５０００ｘ　６）　ｘ　１０３＝　２　ｍ　
ｓとなる。６面ポリゴンの場合、１面の走査時間の内、
画像記録に使用できる有効範囲（効率）は通常６０％程
度である。すると画像記録期間は、２　　ｍ５ｘＯ，６
ｍ１．２　　ｍｓ となり、非記録期間（すなわち副走査モータ駆動期間）
は、 ２　ｍ５−１．２　ｍ５＝０．８　ｍｓとなる。
この駆動期間内で記録用シートを８０μｍ送り停止させ
ることができれば問題ないが、もし不十分であっても、
６面ポリゴンの１面飛び、２面飛びで画像を画かせてや
れば良い。１面飛びの場合は２．８ｍｓ、２面飛びの場
合は４．８ｍ　ｓまで時間的余裕を伸ばすことができる
。第３図のタイミングチャートの例では、ＢＤ信号を分
周器１９を通して１つ飛びの信号に変換してカウンタ３
１をリセットさせることにより、６面ポリゴンの１面飛
びの画像を出力させ、非記録期間を伸ばしている。
６面ポリゴンの２面飛びに画像を出力させる場合も同様
に、分周器１９を通してＢＤ信号を２つ飛びに出してや
れば良い。なお、本実施例では６面ポリゴンを使って１
面飛びあるいは２面飛びで画像を画かせたが、３面や２
面のポリゴンミラーを使用して副走査モーター駆動期間
を稼ぐようにしても良い。又、低速でも安定した回転精
度が得られるのであれば、ポリゴンモータの回転速度を
下げるようにしても良い。
さて、これまでは主走査と副走査の方法について述べた
が、次に画質に大きな影響を与える副走査の精度につい
て説明する。
本実施例の装置においては、副走査の精度はエンコーダ
１６の分解能及び副走査モータ１３の停止位置精度に依
存する。
ここでまず、エンコーダ１６（分割器１７）の分解能に
ついて考察してみる。前述のように主走査間隔を８０μ
ｍ、副走査ローラ径をφ２２．９２ｍｍ、エンコーダ１
６の一回転パルス数を８１０００　、分割器１７の分割
数を１６とすると、分割器１７から発生するパルス数は
、 ８１０００　Ｘ　１６＝　１２９６０００　　（パルス
）１パルス当りの記録用シート１の進む距離は、２２．
９２　ｘ　ｒｔ　／　１２９６０００　＝　５．５６ｘ
　１０−５ｍ　ｍしたがって、主走査間隔（８０μｍ）
に対する１パルス分め分解能は、 ５．５６Ｘ　１０−’１０．０８Ｘ　１００　＝　０．
０７％となる。高画質の要求下ではｏ、ｉ％の走査間隔
のズレがあると視覚的に認識されると云われているが、
上記１パルスの分解能０．０７％は十分に満足できる値
である。
本実施例によれは、副走査の精度に副走査ローラの回転
速度変動が関係しないので、回転駆動源である副走査モ
ータの選択の幅が広がり、安価なモータの使用が可能と
なる。
又、副走査ローラと記録用シート間の滑りが生じない限
り、副走査ローラと記録用シートに負荷変動が生じて副
走査ローラの回転ムラが発生しても副走査の精度に影響
しない。即ち負荷変動に強い副走査機構が実現できる。
したがって、記録用シートが記録領域にある時に記録用
シートをガイド板等で方向転換したり、記録用シート同
志が接触するような負荷変動を生じ易い機構を設けても
高精度の副走査が得られ、装置をコンパクト化すること
ができる。
次に副走査モータ１３の停止位置精度について第５図、
第６図を基に考察する。第５図、第６図において、横軸
は時間、縦軸は距離（記録用シートが進む距１Ｉｌ）及
び分周器１７からのパルス数をカウントするカウンタ４
２のカウント数である。
第５図は記録用シート１を主走査間隔１ピッチ分（８０
μｍ）副走査方向に等速で移動させた場合の例である。
第５図中の■は、画像記録期間内に記録用シート１を８
０μｍ移動させ、副走査モータを停止させる例であるが
、この場合はＭ　Ｓ　Ｔ　ＯＰ　ｆＸ号、すなわちモー
タストップ信号が発生してからモータが実際に完全に停
止するまでには、副走査ローラ等のイナーシャのために
Δｔの時間の遅れを生じる。したがって８０μｍよりΔ
したけ記録用シート１が進んでしまうことになる。ＭＳ
ＴＯＰ信号をΔｔの時間を見込んで早めに発生させ、記
録用シートの移動量を８０μｍ近辺にすることもできる
が、ΔＬ（Δｔ）は変動するものであり、副走査モータ
の停止位置精度は不安定である。第５図中の■は、副走
査ローラ等のイナーシャを考慮し、Δｔが殆どＯに近く
なるように副走査モータのスピードを遅くして等速で作
動させた例であるが、この場合は非記録期間内に記録用
シートを８０μｍ移動させることができない。
そこで本実施例においては、第６図に示すように、記録
用シートを不等速で移動させる方法を用いる。その方法
はカウンタ４２のカウント数を数段階（第６図の例では
４段階）に分けて取出し、そのカウント数をトリガとし
て副走査モータのスピードを変えてやるものである。最
初に早い速度で副走査モータを回転させ、各段で順次速
度を遅くして行き最終段では副走査ローラ等のイナーシ
ャを考慮して、ＭＳＴＯＰ信号が発生してから時間の遅
れ無く副走査モータが停止するような速度で動かしてや
る。この方法により、副走査モータの停止位置を精度良
くすることができると共に、Ｔ（非記録期間）を短くす
ることができる。すなわち、記録サイクルタイムを短縮
することができる。
なお、以上の実施例では、一定強度のビームを発生させ
るビーム発生手段２．３と、ビーム強度を変調するＡＯ
変調器を用いたが、これらの代りに出力を直接変調可能
な半導体レーザを使用しても良い。又、エンコーダ１６
が十分な分解能を持っていれば、分割器１７は省略可能
である。
又、ポリゴンミラーの代りにガルバノミラ−等の光走査
手段を用いても良い。
［発明の効果コ 以上本発明によれは、副走査精度が高く高精度な画像が
得られる光ビーム走査記録装置を提供することができる
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例のシステム構成図、第２図は画
像出力例で、主走査の画像記録期間の説明図、 第３図は実施例のタイミングヂャート、第４図は実施例
の電気的ブロック図、 第５図、第６図は副走査モータ停止精度の説明図、 第７図、第８図は従来例、 であり、図中の主な符号は、 １・・・・記録用シート、２・・・・レーザ光源、５・
・・・ＡＯ変調器、７・・・・ポリゴンモータ、９・・
・・ビームディテクタ、 １１・・・・副走査ローラ、 １２・・・・ニップローラ、 ３・・・・副走査モータ、 ５・・・・モータコントローラ、 ６・・・・エンコーダ、１７・・・・分割器、８・・・
・副走査モータ停止信号発生手段、９・・・・分周器、 ０・・・・ＡＯ素子駆動タイミング信号発生手段１・・
・・副走査モータスターＩ・信号発生手段主乏査乃向 ？θノ とυ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）回転鏡又は回動鏡を有する光ビーム走査光学系に
    よる主走査と、該主走査と交差する方向に記録部材を前
    記光ビーム走査光学系に対して相対移動させる副走査に
    よって画像記録する装置において、 前記光ビーム走査光学系が記録領域を走査する画像記録
    期間、及び前記光ビーム走査光学系が記録領域以外を走
    査する画像非記録時間を設定する手段と、 前記画像記録期間に、副走査を停止させて画像を記録す
    る手段と、 前記画像非記録期間内に、前記記録部材を副走査方向に
    １ピッチ移動させる手段、 を有することを特徴とする光ビーム走査記録装置。
  2. （２）前記画像記録期間及び画像非記録期間を設定する
    手段は、記録領域外の走査経路上に設けられた光ビーム
    検知手段の出力信号を基に行う請求項（１）記載の光ビ
    ーム走査記録装置。
  3. （３）前記光ビーム検知手段の出力信号が、主走査の水
    平同期信号である請求項（２）記載の光ビーム走査記録
    装置。
  4. （４）前記記録シートを副走査方向に１ピッチ移動させ
    る手段は、移動速度を不等速で行う請求項（１）記載の
    光ビーム走査記録装置。
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