JPH07113705B2 - 光ビーム走査装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、写真製版，複写，プリント基板作成などの工
程において用いられ、所要の画像信号によって変調され
た光ビームを偏向し線順次に被走査面に投射する回転型
あるいは揺動型の光偏向器（ポリゴンミラー，ガルバノ
メーター，ホログラムディスク等）を備えた光ビーム走
査装置に関するもので、特に前記光偏向器により光ビー
ムが走査される主走査方向に垂直な副走査方向の投射位
置偏差を自動的に修正する装置に関する。
程において用いられ、所要の画像信号によって変調され
た光ビームを偏向し線順次に被走査面に投射する回転型
あるいは揺動型の光偏向器（ポリゴンミラー，ガルバノ
メーター，ホログラムディスク等）を備えた光ビーム走
査装置に関するもので、特に前記光偏向器により光ビー
ムが走査される主走査方向に垂直な副走査方向の投射位
置偏差を自動的に修正する装置に関する。
周知の上記光偏向器を備えた光ビーム走査装置において
は、露光ビームを主走査方向に走査しつつ、主走査方向
に垂直な副走査方向に露光ビームを相対的に移送して、
感光材料などの被走査面を露光している。副走査方向の
投射位置偏差の修正に際して、光偏向器にポリゴンミラ
ーを用いた場合はその面倒れ補正、ガルバノメーターを
用いた場合はウォブリングの補正、ホログラムディスク
を用いた場合はスキャンバウの補正がそれぞれ必要とな
る。
は、露光ビームを主走査方向に走査しつつ、主走査方向
に垂直な副走査方向に露光ビームを相対的に移送して、
感光材料などの被走査面を露光している。副走査方向の
投射位置偏差の修正に際して、光偏向器にポリゴンミラ
ーを用いた場合はその面倒れ補正、ガルバノメーターを
用いた場合はウォブリングの補正、ホログラムディスク
を用いた場合はスキャンバウの補正がそれぞれ必要とな
る。
このような修正手段として、例えば米国特許4,661,699
号明細書などに光偏向器としてポリゴンミラーを用いた
例が開示されている。
号明細書などに光偏向器としてポリゴンミラーを用いた
例が開示されている。
上述したこの方法は、第13図に示すようにテーパー部を
有する透光部Tpおよび遮光部Sdを一対ずつ複数組み合わ
せた格子状パターン（グレーティング）を用い、主走査
方向に対応した方向Ｘ、および副走査方向に対応した方
向Ｙにそれぞれ平行，垂直となるようにグレーティング
を配置し、Ｘ方向に移動するビームスポットの透光部Tp
での移動時間を測定するものである。
有する透光部Tpおよび遮光部Sdを一対ずつ複数組み合わ
せた格子状パターン（グレーティング）を用い、主走査
方向に対応した方向Ｘ、および副走査方向に対応した方
向Ｙにそれぞれ平行，垂直となるようにグレーティング
を配置し、Ｘ方向に移動するビームスポットの透光部Tp
での移動時間を測定するものである。
基準位置を与えるＹ＝０のラインを走査する時のビーム
スポットBS01,BS02およびBS03と、副走査方向にＹ＝ｄ
だけ偏って走査する時のビームスポットBSd1,BSd2およ
びBSd3とでは、透光部Tpと遮光部Sdとの境界の一部が斜
めであるため、透光部Tpを横切る時間が異なる。この透
光量の時間的な変化を検出し電気的パルスに変換し、さ
らに、Ｙ＝０の基準位置を走査している時の基準パルス
幅と比較することによって基準位置からの偏差を検出で
きる。
スポットBS01,BS02およびBS03と、副走査方向にＹ＝ｄ
だけ偏って走査する時のビームスポットBSd1,BSd2およ
びBSd3とでは、透光部Tpと遮光部Sdとの境界の一部が斜
めであるため、透光部Tpを横切る時間が異なる。この透
光量の時間的な変化を検出し電気的パルスに変換し、さ
らに、Ｙ＝０の基準位置を走査している時の基準パルス
幅と比較することによって基準位置からの偏差を検出で
きる。
しかしながらこのような方法は、投射のための光学系に
ポリゴンミラーとｆθレンズを備えたような、被走査面
での主走査速度が一定である装置にしか適用できない。
ポリゴンミラーとｆθレンズを備えたような、被走査面
での主走査速度が一定である装置にしか適用できない。
例えば、ポリゴンミラーのかわりに走査速度が変化する
ガルバノメーターやホログラムディスク、またはｆθレ
ンズのかわりに投射角度によって走査速度が変化するf
sinθレンズやf tanθレンズなどを備えた装置において
は、透過部Tpから得られるパルスの幅は走査速度の変化
によっても様々に変化し、副走査方向の偏差のみを反映
したものとならない。このため、このような装置に上述
の方法を適用すると、走査線の湾曲が生じ、さらに、ガ
ルバノメータを使用した場合は、主走査方向の同じ走査
位置を同じ走査速度で走査するとは限らないので、走査
線の湾曲度合が走査する毎に変化する不具合を生じ、か
えって走査線に余分な曲げを生じたりする無意味かつ不
正確な制御となる。
ガルバノメーターやホログラムディスク、またはｆθレ
ンズのかわりに投射角度によって走査速度が変化するf
sinθレンズやf tanθレンズなどを備えた装置において
は、透過部Tpから得られるパルスの幅は走査速度の変化
によっても様々に変化し、副走査方向の偏差のみを反映
したものとならない。このため、このような装置に上述
の方法を適用すると、走査線の湾曲が生じ、さらに、ガ
ルバノメータを使用した場合は、主走査方向の同じ走査
位置を同じ走査速度で走査するとは限らないので、走査
線の湾曲度合が走査する毎に変化する不具合を生じ、か
えって走査線に余分な曲げを生じたりする無意味かつ不
正確な制御となる。
また、ポリゴンミラーを用いてもその回転ムラ（ジッタ
ー）が無視できない大きさである時、あるいは、ｆθレ
ンズを用いても被走査面の大画面化などに伴い走査速度
が一定と見做せない時などにも同様の理由で不正確な制
御となる。
ー）が無視できない大きさである時、あるいは、ｆθレ
ンズを用いても被走査面の大画面化などに伴い走査速度
が一定と見做せない時などにも同様の理由で不正確な制
御となる。
以上のように従来の方法では、その適用範囲が非常に限
られてしまうという問題点があった。
られてしまうという問題点があった。
また、走査速度が一定である装置に適用する場合でも、
副走査方向の位置偏差に対して得られるパルス幅の変化
は微小であり、検出感度が低いという問題点があった。
副走査方向の位置偏差に対して得られるパルス幅の変化
は微小であり、検出感度が低いという問題点があった。
さらにレーザープロッターの描画速度の高速化などに伴
って、得られるパルス幅はますます狭くなり、コンパレ
ータなどの他の電子回路からの電気的ノイズの影響を無
視できなくなるという問題点もあった。
って、得られるパルス幅はますます狭くなり、コンパレ
ータなどの他の電子回路からの電気的ノイズの影響を無
視できなくなるという問題点もあった。
この発明は以上のような事情を考慮してなされたもの
で、光ビーム走査装置の副走査方向の投射位置偏差の修
正に際して、主走査方向の走査速度が一定である場合だ
けでなく、速度が一定でない場合にも同様に、ポリゴン
ミラーの面倒れ補正などの投射位置偏差の修正が正確に
行える光ビーム走査装置を得ることを目的とする。
で、光ビーム走査装置の副走査方向の投射位置偏差の修
正に際して、主走査方向の走査速度が一定である場合だ
けでなく、速度が一定でない場合にも同様に、ポリゴン
ミラーの面倒れ補正などの投射位置偏差の修正が正確に
行える光ビーム走査装置を得ることを目的とする。
また、高速化により走査速度が上がっても、投射位置偏
差に対する検出感度が高く、副走査方向の投射位置偏差
の修正に際して、電気的ノイズの影響を受けにくい光ビ
ーム走査装置を得ることも目的とする。
差に対する検出感度が高く、副走査方向の投射位置偏差
の修正に際して、電気的ノイズの影響を受けにくい光ビ
ーム走査装置を得ることも目的とする。
そこで、この発明の技術的手段は、 （１） 軸中心に回転または揺動可能に設けられ、第１
および第２の光ビームを同期的に順次主走査方向へ偏向
する主偏向器と、 前記第１の光ビームにより主走査方向へ走査される被走
査面に対して光学的に共役な位置に設けられ、前記第２
の光ビームにより走査される主走査方向に複数の基本構
成単位が相互に間隔を隔てて列設された格子状パターン
と、 該格子状パターンにおける主走査方向に垂直な副走査方
向の基準位置に対する前記第２の光ビームの走査位置偏
差を求め、その偏差に応じた偏向信号を出力する制御装
置と、 前記偏向信号に基づいて、前記主偏向器に対する前記第
１および第２の光ビームの副走査方向の入射角を制御す
る補助偏向器と、 を備え、前記被走査面での前記第１の光ビームの副走査
方向位置を修正する光ビーム走査装置において、 前記格子状パターンの基本構成単位は、その主走査方向
の両端が副走査方向に平行であって、透光部と遮光部と
を有し、 該透光部と遮光部との境界の一部は、主走査方向に平行
であって、副走査方向の基準位置を構成するとともに、 前記第２の光ビームの走査位置偏差は、前記透光部を透
過した光量と、前記間隔での透過光量との相対値を通じ
て求められる、 ことである。
および第２の光ビームを同期的に順次主走査方向へ偏向
する主偏向器と、 前記第１の光ビームにより主走査方向へ走査される被走
査面に対して光学的に共役な位置に設けられ、前記第２
の光ビームにより走査される主走査方向に複数の基本構
成単位が相互に間隔を隔てて列設された格子状パターン
と、 該格子状パターンにおける主走査方向に垂直な副走査方
向の基準位置に対する前記第２の光ビームの走査位置偏
差を求め、その偏差に応じた偏向信号を出力する制御装
置と、 前記偏向信号に基づいて、前記主偏向器に対する前記第
１および第２の光ビームの副走査方向の入射角を制御す
る補助偏向器と、 を備え、前記被走査面での前記第１の光ビームの副走査
方向位置を修正する光ビーム走査装置において、 前記格子状パターンの基本構成単位は、その主走査方向
の両端が副走査方向に平行であって、透光部と遮光部と
を有し、 該透光部と遮光部との境界の一部は、主走査方向に平行
であって、副走査方向の基準位置を構成するとともに、 前記第２の光ビームの走査位置偏差は、前記透光部を透
過した光量と、前記間隔での透過光量との相対値を通じ
て求められる、 ことである。
（２） また、この発明においては、上記格子状パター
ンの透光部と遮光部とに代えて、光拡散部と光吸収部と
を形成し、前記第２のビームの走査位置偏差は、前記拡
散部で拡散した光量と前記間隔での拡散光量との相対値
を通じて求められるようにしても良い。
ンの透光部と遮光部とに代えて、光拡散部と光吸収部と
を形成し、前記第２のビームの走査位置偏差は、前記拡
散部で拡散した光量と前記間隔での拡散光量との相対値
を通じて求められるようにしても良い。
（３） さらに、この発明においては、上記格子状パタ
ーンの透光部と遮光部とに代えて、光全反射部と光吸収
部とを形成し、前記第２の光ビーム走査位置偏差は、前
記光全反射部で反射した光量と前記間隔での反射光量と
の相対値を通じて求められるようにしても良い。
ーンの透光部と遮光部とに代えて、光全反射部と光吸収
部とを形成し、前記第２の光ビーム走査位置偏差は、前
記光全反射部で反射した光量と前記間隔での反射光量と
の相対値を通じて求められるようにしても良い。
この発明における第２の光ビームの格子状パターン上の
副走査方向の位置偏差は、第１の光ビームの被走査面上
の副走査方向の位置偏差と相関がある。そのため、第２
の光ビームの格子状パターン上の位置偏差を検知するこ
とにより、第１の光ビームの被走査面上の副走査位置を
検知し、第１の光ビームが副走査方向の基準位置を走査
するように制御できる。
副走査方向の位置偏差は、第１の光ビームの被走査面上
の副走査方向の位置偏差と相関がある。そのため、第２
の光ビームの格子状パターン上の位置偏差を検知するこ
とにより、第１の光ビームの被走査面上の副走査位置を
検知し、第１の光ビームが副走査方向の基準位置を走査
するように制御できる。
また、格子状パターン上の基本構成単位は、光学的透過
・反射特性の異なる透光部と遮光部、あるいは光拡散部
と光吸収部、または光全反射部と光吸収部を有し、その
一部の境界は第２の光ビームの主走査方向に平行であ
る。この副走査方向の基準位置を与える境界を、第２の
光ビームが走査する時、その格子状パターンでの透過ま
たは反射光量は第２の光ビームの副走査方向の位置偏差
を示したものとなる。
・反射特性の異なる透光部と遮光部、あるいは光拡散部
と光吸収部、または光全反射部と光吸収部を有し、その
一部の境界は第２の光ビームの主走査方向に平行であ
る。この副走査方向の基準位置を与える境界を、第２の
光ビームが走査する時、その格子状パターンでの透過ま
たは反射光量は第２の光ビームの副走査方向の位置偏差
を示したものとなる。
A.全体構成と概略動作 第２図は、この発明の一実施例を適用する製版用スキャ
ナの概略ブロック図である。同図において、原画100の
画像が走査読取装置200によって画素ごとに読取られ
る。得られた画像信号は画像処理装置300に転送され
る。画像処理装置300は、入力された画像信号に対して
輪郭強調等の処理を行なう。そして、処理後の画像信号
は走査記録装置400に与えられる。走査記録装置400は、
後述する機能を持った走査修正装置500を備え、走査位
置を修正しつつ画像信号を網点信号へと変換し、それに
基づいて、感光フィルム（被走査面）600上に網点画像
を露光記録する。なお、第２図において、X,Yはそれぞ
れ主走査方向および副走査方向を示す。
ナの概略ブロック図である。同図において、原画100の
画像が走査読取装置200によって画素ごとに読取られ
る。得られた画像信号は画像処理装置300に転送され
る。画像処理装置300は、入力された画像信号に対して
輪郭強調等の処理を行なう。そして、処理後の画像信号
は走査記録装置400に与えられる。走査記録装置400は、
後述する機能を持った走査修正装置500を備え、走査位
置を修正しつつ画像信号を網点信号へと変換し、それに
基づいて、感光フィルム（被走査面）600上に網点画像
を露光記録する。なお、第２図において、X,Yはそれぞ
れ主走査方向および副走査方向を示す。
第1A図は走査修正装置500を含む一実施例の全体ブロッ
ク図であり、第1B図はその光学系の一部を示す図であ
る。レーザー等の光源21から出力された光ビーム22は、
ハーフミラー23で一部透過および全反射ミラー30で反射
され、音響光学変調器（以下、AOMとする）24を通過す
る第１の光ビーム25（以下、露光用ビーム25という。）
および通過しない第２の光ビーム26（以下、グレーティ
ングビーム26という。）となる。
ク図であり、第1B図はその光学系の一部を示す図であ
る。レーザー等の光源21から出力された光ビーム22は、
ハーフミラー23で一部透過および全反射ミラー30で反射
され、音響光学変調器（以下、AOMとする）24を通過す
る第１の光ビーム25（以下、露光用ビーム25という。）
および通過しない第２の光ビーム26（以下、グレーティ
ングビーム26という。）となる。
画像処理装置300で処理された画像信号に応じて露光用
ビーム25は、ON/OFFなどの変調処理をAOM24において施
される。さらに、補助偏向器としての音響光学偏向器
（以下、AODとする）27に入射された露光用ビーム25お
よびグレーティングビーム26は、後述する手順に従って
投射位置偏差の修正のために副走査方向に偏向される。
AOD27によって偏向された露光用ビーム25およびグレー
ティングビーム26は、主偏向器としてのポリゴンミラー
28に投射され、その回転に伴い露光記録および走査修正
のため主走査方向に偏向される。
ビーム25は、ON/OFFなどの変調処理をAOM24において施
される。さらに、補助偏向器としての音響光学偏向器
（以下、AODとする）27に入射された露光用ビーム25お
よびグレーティングビーム26は、後述する手順に従って
投射位置偏差の修正のために副走査方向に偏向される。
AOD27によって偏向された露光用ビーム25およびグレー
ティングビーム26は、主偏向器としてのポリゴンミラー
28に投射され、その回転に伴い露光記録および走査修正
のため主走査方向に偏向される。
主走査方向に偏向された露光用ビーム25は、第1B図に示
すようにレンズ29（ｆθレンズ,f sinθレンズ、f tan
θレンズ等）を経て、感光フィルム600上に投射され、
露光のための走査を行う。またグレーディングビーム26
は、レンズ26を通過した後、全反射ミラー30で反射さ
れ、格子状パターン（以下、グレーティングという。）
31上に投射される。
すようにレンズ29（ｆθレンズ,f sinθレンズ、f tan
θレンズ等）を経て、感光フィルム600上に投射され、
露光のための走査を行う。またグレーディングビーム26
は、レンズ26を通過した後、全反射ミラー30で反射さ
れ、格子状パターン（以下、グレーティングという。）
31上に投射される。
グレーティング31と感光フィルム600などの被走査面と
は光学的に共役な位置にあり、グレーティング31を走査
するグレーティングビーム26は、被走査面上の露光用ビ
ーム25の位置を参照的に与える。グレーティング31は、
透光部Tpおよび遮光部Sdを組み合わせた基本構成単位UN
から構成されており、その軸方向（主走査方向）に基本
構成単位UNを所定の間隔を隔てて繰り返す構成・配置と
なっている。その構成については後で詳述する。
は光学的に共役な位置にあり、グレーティング31を走査
するグレーティングビーム26は、被走査面上の露光用ビ
ーム25の位置を参照的に与える。グレーティング31は、
透光部Tpおよび遮光部Sdを組み合わせた基本構成単位UN
から構成されており、その軸方向（主走査方向）に基本
構成単位UNを所定の間隔を隔てて繰り返す構成・配置と
なっている。その構成については後で詳述する。
グレーティング31を透過したグレーティングビーム26は
導光ロッド32に入射される。導光ロッド32の端面にはフ
ォトダイオード33が配置されてあり、透過光はそこで光
電変換される。さらに後段のI/V変換器34で電流／電圧
変換され出力電圧V0となる。この光電変換系の構成，動
作については後で詳述する。
導光ロッド32に入射される。導光ロッド32の端面にはフ
ォトダイオード33が配置されてあり、透過光はそこで光
電変換される。さらに後段のI/V変換器34で電流／電圧
変換され出力電圧V0となる。この光電変換系の構成，動
作については後で詳述する。
グレーティング31の構造は周期的であり、そこから得ら
れる透過光による信号も周期性を有する。各周期間にお
いて、グレーティングビーム26のグレーティング31への
入射角度および入射位置の変化による偏差などにより、
信号のレベルシフトが生じる。出力電圧V0は、このレベ
ルシフトの補正のため、シェーディング補正回路35に入
力され正規化される。
れる透過光による信号も周期性を有する。各周期間にお
いて、グレーティングビーム26のグレーティング31への
入射角度および入射位置の変化による偏差などにより、
信号のレベルシフトが生じる。出力電圧V0は、このレベ
ルシフトの補正のため、シェーディング補正回路35に入
力され正規化される。
シェーディング補正された出力電圧V0は、ピーク値のそ
ろった相対振幅VR（相対値）となり制御装置としてのサ
ーボユニット36に入力される。サーボユニット36は、入
力された相対振幅VRからグレーティングビーム26のグレ
ーティング31上での副走査方向の偏差を求め、AOD27に
偏向制御信号ISを送る。こうして、グレーティングビー
ム26が基準位置を走査するよう副走査方向の偏向がAOD2
7で加えられる。このようにしてポリゴンミラー28の面
倒れ補正が行なわれる。なお、シェーディング補正回路
35は、サーボユニット36内に含まれてもよい。また、こ
れらの回路の構成，動作は後で詳述する。
ろった相対振幅VR（相対値）となり制御装置としてのサ
ーボユニット36に入力される。サーボユニット36は、入
力された相対振幅VRからグレーティングビーム26のグレ
ーティング31上での副走査方向の偏差を求め、AOD27に
偏向制御信号ISを送る。こうして、グレーティングビー
ム26が基準位置を走査するよう副走査方向の偏向がAOD2
7で加えられる。このようにしてポリゴンミラー28の面
倒れ補正が行なわれる。なお、シェーディング補正回路
35は、サーボユニット36内に含まれてもよい。また、こ
れらの回路の構成，動作は後で詳述する。
シェーディング補正された相対振幅VRは、コンパレータ
（以下COMとする）37にも入力される。COM37は相対振幅
VRと、所定の値を有する基準レベル信号TH1との比較を
行い、パルス信号SPを発生する。このパルス信号SPの立
ち上りエッジは、グレーティング31上の各基本構成単位
UNの主走査方向の両端位置を示す。フェーズ・ロックト
・ループ（以下PLLとする）38に入力されたパルス信号S
Pは、逓倍され画像記録走査のための主走査方向の位置
制御用クロックCLKとして出力される。クロックCLKはサ
ーボユニット36や画像処理装置300などを制御する。な
お、これらの回路の構成，動作は後で詳述する。
（以下COMとする）37にも入力される。COM37は相対振幅
VRと、所定の値を有する基準レベル信号TH1との比較を
行い、パルス信号SPを発生する。このパルス信号SPの立
ち上りエッジは、グレーティング31上の各基本構成単位
UNの主走査方向の両端位置を示す。フェーズ・ロックト
・ループ（以下PLLとする）38に入力されたパルス信号S
Pは、逓倍され画像記録走査のための主走査方向の位置
制御用クロックCLKとして出力される。クロックCLKはサ
ーボユニット36や画像処理装置300などを制御する。な
お、これらの回路の構成，動作は後で詳述する。
以上のようなフィードバック動作により、副走査方向の
位置偏差を修正する。
位置偏差を修正する。
B.各部の構成と動作 第3A図はグレーティング31の形状およびその配置を示し
た図である。グレーティングビーム26の主走査方向Ｘ
に、ある一定の周期ごとに同一パターンを所定の間隔を
隔てて繰り返す構成・配置となっている。その基本構成
単位UNは、Ｌ字型の透光部Lpおよび逆Ｌ字型の遮光部Sd
から成り、その境界は中央部において、グレーティング
ビーム26の基準走査位置を与えるＹ＝０のラインを示す
平行境界BPとなっている。
た図である。グレーティングビーム26の主走査方向Ｘ
に、ある一定の周期ごとに同一パターンを所定の間隔を
隔てて繰り返す構成・配置となっている。その基本構成
単位UNは、Ｌ字型の透光部Lpおよび逆Ｌ字型の遮光部Sd
から成り、その境界は中央部において、グレーティング
ビーム26の基準走査位置を与えるＹ＝０のラインを示す
平行境界BPとなっている。
また、平行境界BPの主走査方向両端は、グレーティング
ビーム26の透過量に逆向きの大きな変化を与えるため
に、それぞれ逆向きにＸ方向に垂直な境界を構成してい
る。なお、このような条件を満足する基本構成単位UN構
成の形状としては、第3B図に示すような形状およびそれ
らに類する形状のものが考えられる。第3B図において
は、平行境界BPの両端に続く境界は、それぞれ逆向きの
斜め方向に形成されている。なおグレーティング31の各
部分の形状はコーティングなど従来周知の方法によって
形成される。
ビーム26の透過量に逆向きの大きな変化を与えるため
に、それぞれ逆向きにＸ方向に垂直な境界を構成してい
る。なお、このような条件を満足する基本構成単位UN構
成の形状としては、第3B図に示すような形状およびそれ
らに類する形状のものが考えられる。第3B図において
は、平行境界BPの両端に続く境界は、それぞれ逆向きの
斜め方向に形成されている。なおグレーティング31の各
部分の形状はコーティングなど従来周知の方法によって
形成される。
第1A図に示すグレーティング31,導光ロッド32,フォトダ
イオード33およびI/V変換器34は光電変換系を構成す
る。グレーティング31の裏面に導光ロッド32が接続さ
れ、Ｘ方向に走査するグレーティングビーム26の透過光
をフォトダイオード33で受光する。フォトダイオード33
にはグレーティング31の透光部Tpと遮光部Sdの構成周期
に応じた電流が発生する。この電流はI/V変換器34でさ
らに出発電圧V0に変換される。この関係を第4A図のタイ
ミングチャートに示す。
イオード33およびI/V変換器34は光電変換系を構成す
る。グレーティング31の裏面に導光ロッド32が接続さ
れ、Ｘ方向に走査するグレーティングビーム26の透過光
をフォトダイオード33で受光する。フォトダイオード33
にはグレーティング31の透光部Tpと遮光部Sdの構成周期
に応じた電流が発生する。この電流はI/V変換器34でさ
らに出発電圧V0に変換される。この関係を第4A図のタイ
ミングチャートに示す。
第4A図において、基準位置であるＹ＝０のラインを走査
するグレーティングビーム26のビームスポットBS0が実
線の小円で、また偏りＹ＝−ｄを有するラインを走査す
るグレーティングビーム26のビームスポットBSdが破線
の小円で基本構成単位UN上に示されている。また、第4B
図に、各ビームスポットの位置を示す経過時間と出力電
圧V0との関係がビームスポットBS0に関しては実線で、
ビームスポットBSdに関しては破線で示されている。
するグレーティングビーム26のビームスポットBS0が実
線の小円で、また偏りＹ＝−ｄを有するラインを走査す
るグレーティングビーム26のビームスポットBSdが破線
の小円で基本構成単位UN上に示されている。また、第4B
図に、各ビームスポットの位置を示す経過時間と出力電
圧V0との関係がビームスポットBS0に関しては実線で、
ビームスポットBSdに関しては破線で示されている。
ビームスポットBSdはＹ軸の負方向に偏っており、平行
境界BPを走査する時に透光部Tp側に偏っているので透光
量が多くなり、基準位置を走査するビームスポットBS0
の場合よりも出力電圧V0は大きくなる。
境界BPを走査する時に透光部Tp側に偏っているので透光
量が多くなり、基準位置を走査するビームスポットBS0
の場合よりも出力電圧V0は大きくなる。
このように、投射基準位置が主走査方向に平行であっ
て、しかもビーム強度がガウス分布を有しているので、
基準位置を示す平行境界BPにおけるビームスポットBSの
Ｙ軸方向の偏りを感度良く検出できる。また、走査速度
などが変化しても、ビームスポットBSの偏りとその平行
境界BPにおける出力電圧V0のレベルとの関係は変化しな
いので、時間的要素が不安定な場合においても正確に投
射位置誤差を検出できる。
て、しかもビーム強度がガウス分布を有しているので、
基準位置を示す平行境界BPにおけるビームスポットBSの
Ｙ軸方向の偏りを感度良く検出できる。また、走査速度
などが変化しても、ビームスポットBSの偏りとその平行
境界BPにおける出力電圧V0のレベルとの関係は変化しな
いので、時間的要素が不安定な場合においても正確に投
射位置誤差を検出できる。
第4C図は出力電圧V0の連続的な変化を示すタイミングチ
ャートである。グレーティングビーム26のビームスポッ
トBSが全て透光部Tpにある時に、出力電圧V0はピーク値
をとる。また遮光部Sdにある時は最小値を、平行境界BP
などの境界部にある時はそれらの中間の値をとる。な
お、フォトダイオード33のかわりにフォトトランジスタ
などの他の光電変換素子を用いても同様の構成となる。
ャートである。グレーティングビーム26のビームスポッ
トBSが全て透光部Tpにある時に、出力電圧V0はピーク値
をとる。また遮光部Sdにある時は最小値を、平行境界BP
などの境界部にある時はそれらの中間の値をとる。な
お、フォトダイオード33のかわりにフォトトランジスタ
などの他の光電変換素子を用いても同様の構成となる。
こうして得られた出力電圧V0は、前述した理由によりシ
ェーディング補正回路35ひ入力される。第5A図に示すよ
うにまず各周期内におけるピーク値P1,P2,P3,P4およびP
5がピークホルダーなどにより順次求められる。出力電
圧V0を各周期ごとにそのピーク値で割り相対振幅VRを求
める。相対振幅VRのピーク値は単位振幅“1"にそろえら
れており、光電変換に伴うさまざまな測定誤差が除去さ
れる。なお以上の割り算は各周期ごとに順次行われるの
で、この処理による遅延は非常に小さい。
ェーディング補正回路35ひ入力される。第5A図に示すよ
うにまず各周期内におけるピーク値P1,P2,P3,P4およびP
5がピークホルダーなどにより順次求められる。出力電
圧V0を各周期ごとにそのピーク値で割り相対振幅VRを求
める。相対振幅VRのピーク値は単位振幅“1"にそろえら
れており、光電変換に伴うさまざまな測定誤差が除去さ
れる。なお以上の割り算は各周期ごとに順次行われるの
で、この処理による遅延は非常に小さい。
こうして、求められた相対振幅VRは、サーボユニット36
に入力される。相対振幅VRの値は、０≦VR≦１の範囲に
あり、グレーティングビーム26のビームスポットBSが全
て遮光部Sdにある時にはVR＝０、透光部Tpにある時には
VR＝１となる。
に入力される。相対振幅VRの値は、０≦VR≦１の範囲に
あり、グレーティングビーム26のビームスポットBSが全
て遮光部Sdにある時にはVR＝０、透光部Tpにある時には
VR＝１となる。
また、平行境界BP上にビームスポットBSがある時は、相
対振幅VRはその中間の値となり、平行境界BPの長さを反
映して一定の時間ある値を保持する平坦部を形成する。
対振幅VRはその中間の値となり、平行境界BPの長さを反
映して一定の時間ある値を保持する平坦部を形成する。
第5B図に示す相対振幅VRの波形から透光部Tpの光量デー
タ（VR＝１），遮光部Sdの光量データ（VR＝０）および
平坦部の光量データS1,S2,S3,S4およびS5をサーボユニ
ット36で読み取る。さらに次式（１）式により、正規化
された偏差を示す指数Ａを求める。なお式（１）中の信
号値Siは、各光量データS1〜S5のいずれかを平坦部にお
いて１回だけサンプリングしたものを用いてもよいが、
所定回数サンプリングしたものの平均値を用いた方がよ
り正確である。
タ（VR＝１），遮光部Sdの光量データ（VR＝０）および
平坦部の光量データS1,S2,S3,S4およびS5をサーボユニ
ット36で読み取る。さらに次式（１）式により、正規化
された偏差を示す指数Ａを求める。なお式（１）中の信
号値Siは、各光量データS1〜S5のいずれかを平坦部にお
いて１回だけサンプリングしたものを用いてもよいが、
所定回数サンプリングしたものの平均値を用いた方がよ
り正確である。
グレーティングビーム26がグレーティング31上の基準位
置であるＹ＝０のレベルを走査している時は、Ａ＝0.5
となる。グレーティングビーム26が遮光部Sd側にずれる
とＡ＜0.5となり、遮光部Tp側にずれるとＡ＞0.5とな
る。
置であるＹ＝０のレベルを走査している時は、Ａ＝0.5
となる。グレーティングビーム26が遮光部Sd側にずれる
とＡ＜0.5となり、遮光部Tp側にずれるとＡ＞0.5とな
る。
サーボユニット36は、この指数Ａを逐次求め、基準の指
数0.5との差分を取り、この差分に基づいて偏向制御信
号ISによりAOD27を制御する。AOD27において、グレーテ
ィングビーム26は基準位置を走査する方向に偏向補正さ
れる。このようにして指数Ａが0.5を保持するようにフ
ィードバックループが形成される。
数0.5との差分を取り、この差分に基づいて偏向制御信
号ISによりAOD27を制御する。AOD27において、グレーテ
ィングビーム26は基準位置を走査する方向に偏向補正さ
れる。このようにして指数Ａが0.5を保持するようにフ
ィードバックループが形成される。
第6A図は、デジタル回路によって構成されたサーボユニ
ット36の概略ブロック図である。相対振幅VRはA/D変換
器40に入力され、デジタル化される。A/D変換のタイミ
ングはPLL38から出力される位置制御用クロックCLKによ
って決定される。コントローラ41はデジタル・シグナル
・プロセッサ（以下DSPとする）により構成されてお
り、デジタル化された入力信号に上記の指数Ａを用いる
演算処理を施す。またクロックCLKを入力され、主走査
に同期した偏向制御信号ISを出力する。なおシェーディ
ング補正をサーボユニット36内で行う場合には、第1A図
のシェーディング補正回路35は不要である。
ット36の概略ブロック図である。相対振幅VRはA/D変換
器40に入力され、デジタル化される。A/D変換のタイミ
ングはPLL38から出力される位置制御用クロックCLKによ
って決定される。コントローラ41はデジタル・シグナル
・プロセッサ（以下DSPとする）により構成されてお
り、デジタル化された入力信号に上記の指数Ａを用いる
演算処理を施す。またクロックCLKを入力され、主走査
に同期した偏向制御信号ISを出力する。なおシェーディ
ング補正をサーボユニット36内で行う場合には、第1A図
のシェーディング補正回路35は不要である。
第6B図はアナログ回路で構成したサーボユニット36の概
略ブロック図である。サンプル／ホールド（S/H）回路4
2は、クロックCLKに同期して相対振幅VRの平坦部におい
てサンプル状態になり、その他の部分ではホールド状態
になる。引算器43は、副走査方向の基準位置に対応して
あらかじめ定められた設定値TH2を正入力端子に、相対
振幅VRの平坦部のレベルを負入力端子に入力される。こ
の２つの信号の大小関係に応じて偏向制御信号ISを出力
する。
略ブロック図である。サンプル／ホールド（S/H）回路4
2は、クロックCLKに同期して相対振幅VRの平坦部におい
てサンプル状態になり、その他の部分ではホールド状態
になる。引算器43は、副走査方向の基準位置に対応して
あらかじめ定められた設定値TH2を正入力端子に、相対
振幅VRの平坦部のレベルを負入力端子に入力される。こ
の２つの信号の大小関係に応じて偏向制御信号ISを出力
する。
以上のようにして、ポリゴンミラー28の面倒れなどによ
る副走査方向の位置偏差をグレーティング31で参照的に
検知し、AOD27において、グレーティングビーム26の偏
向補正を行うことにより、同時に被走査面上の露光用ビ
ーム25の面倒れ補正を行う。
る副走査方向の位置偏差をグレーティング31で参照的に
検知し、AOD27において、グレーティングビーム26の偏
向補正を行うことにより、同時に被走査面上の露光用ビ
ーム25の面倒れ補正を行う。
第７図は、COM37に入力される相対振幅VR,基準レベル信
号TH1と、出力されるパルス信号SPの波形およびグレー
ティング31上の走査位置との関係を示すタイミングチャ
ートである。パルス信号SPはVR＞TH1の時に“H"レベ
ル、VR＜TH1の時に“L"レベルとなる。パルス信号SPが
“L"レベルから“H"レベルに立ち上る時刻t1,t2,t3およ
びt4は、グレーティング31上の基本構成単位UNにおけ
る、主走査方向Ｘの両端での、Ｙ方向に平行な境界をグ
レーティングビーム26が通過する時刻を示す。このパル
ス信号SPはPLL38に入力され、さらに逓倍されて発振周
期の安定した位置制御用クロックCLKとして出力され
る。なお、シェーディング補正前の出力電圧V0を相対振
幅VRのかわりにCOM37に入力しても同様の動作となる。
号TH1と、出力されるパルス信号SPの波形およびグレー
ティング31上の走査位置との関係を示すタイミングチャ
ートである。パルス信号SPはVR＞TH1の時に“H"レベ
ル、VR＜TH1の時に“L"レベルとなる。パルス信号SPが
“L"レベルから“H"レベルに立ち上る時刻t1,t2,t3およ
びt4は、グレーティング31上の基本構成単位UNにおけ
る、主走査方向Ｘの両端での、Ｙ方向に平行な境界をグ
レーティングビーム26が通過する時刻を示す。このパル
ス信号SPはPLL38に入力され、さらに逓倍されて発振周
期の安定した位置制御用クロックCLKとして出力され
る。なお、シェーディング補正前の出力電圧V0を相対振
幅VRのかわりにCOM37に入力しても同様の動作となる。
C.処理手順 次にポリゴンミラーの面倒れ補正の処理手順の詳細につ
いて説明する。第8A,8B図および第8C図は、DSPによる処
理手順を示すフローチャートである。各ビームが主走査
の終点に達し、次の主走査のために始点にもどるまでの
間、ポリゴンミラー28が走査に関与しない期間（ブラン
キング）が発生する。この期間をステップS81で検知
し、前回の主走査で得られたDSP内の各数値の一部をス
テップS82でリセットする。
いて説明する。第8A,8B図および第8C図は、DSPによる処
理手順を示すフローチャートである。各ビームが主走査
の終点に達し、次の主走査のために始点にもどるまでの
間、ポリゴンミラー28が走査に関与しない期間（ブラン
キング）が発生する。この期間をステップS81で検知
し、前回の主走査で得られたDSP内の各数値の一部をス
テップS82でリセットする。
次のステップS83では、前回までの主走査によって得ら
れたポリゴンミラー28の次の面に対する平均的な補正偏
向角を読み出す。面倒れ補正の無効期間を短くするため
に、AOD27によって加えられる補正偏向角の初期値とし
てこの平均値を設定する。
れたポリゴンミラー28の次の面に対する平均的な補正偏
向角を読み出す。面倒れ補正の無効期間を短くするため
に、AOD27によって加えられる補正偏向角の初期値とし
てこの平均値を設定する。
このような初期値設定後、ステップS84で、グレーティ
ング31上の透光部Tpにグレーティングビーム26のビーム
スポットBSがある場合の透光部光量データが与えられ
る。さらにステップS85で、平行境界BP上にビームスポ
ットBSがある場合の平坦部光量データが与えられる。ス
テップS86の存在によってこの動作はｎ回くり返され
る。この回数ｎは走査開始前に設定される定数であり、
この平坦部のデータを何回サンプリングするかを指定す
る。次のステップS87でｎ回の平坦部光量データの平均
をとる。この処理はデータの信頼度を上げることを目的
として設けられたものである。またステップS88で遮光
部光量データが読み取られ、ステップS89で得られたデ
ータを前述した式（１）に代入することにより指数Ａが
求められる。なお、遮光部光量データを所定回数だけサ
ンプリングしても良い。
ング31上の透光部Tpにグレーティングビーム26のビーム
スポットBSがある場合の透光部光量データが与えられ
る。さらにステップS85で、平行境界BP上にビームスポ
ットBSがある場合の平坦部光量データが与えられる。ス
テップS86の存在によってこの動作はｎ回くり返され
る。この回数ｎは走査開始前に設定される定数であり、
この平坦部のデータを何回サンプリングするかを指定す
る。次のステップS87でｎ回の平坦部光量データの平均
をとる。この処理はデータの信頼度を上げることを目的
として設けられたものである。またステップS88で遮光
部光量データが読み取られ、ステップS89で得られたデ
ータを前述した式（１）に代入することにより指数Ａが
求められる。なお、遮光部光量データを所定回数だけサ
ンプリングしても良い。
指数ＡはステップS90でＡ＞0.5か否か判定される。Ａ＞
0.5を満足するならば、グレーティングビーム26は基準
位置よりずれて透光部Tp側を走査している。そのため、
副走査方向であるＹ方向の座標を正方向にずらして補正
を加える必要がある。このためAOD27によって偏差を補
償するような偏向角が与えられ、グレーティングビーム
26はそれに応じてステップS91に示すように、Ｙ軸の正
方向側に上がることになる。ビームを上げた後、ステッ
プS84にもどってもう一度上記の演算および判定を行
う。
0.5を満足するならば、グレーティングビーム26は基準
位置よりずれて透光部Tp側を走査している。そのため、
副走査方向であるＹ方向の座標を正方向にずらして補正
を加える必要がある。このためAOD27によって偏差を補
償するような偏向角が与えられ、グレーティングビーム
26はそれに応じてステップS91に示すように、Ｙ軸の正
方向側に上がることになる。ビームを上げた後、ステッ
プS84にもどってもう一度上記の演算および判定を行
う。
Ａ＞0.5を満足しなかった場合は、ステップS92でＡ＝0.
5か否かの判定を行う。Ａ＝0.5でなければＡ＜0.5とな
り、Ａ＞0.5の場合とは逆に、ステップS93に示すように
ビームを下げる必要がある。ビームを下げたあとはステ
ップS84にもどりもう一度上記の演算および判定を行
う。Ａ＝0.5の場合は、ビームが基準位置を走査してい
るものとし、それ以上のビームの偏向を行わずに処理を
終了する。グレーティングビーム26の偏向補正と同時に
露光用ビーム25の偏向補正が行われる。
5か否かの判定を行う。Ａ＝0.5でなければＡ＜0.5とな
り、Ａ＞0.5の場合とは逆に、ステップS93に示すように
ビームを下げる必要がある。ビームを下げたあとはステ
ップS84にもどりもう一度上記の演算および判定を行
う。Ａ＝0.5の場合は、ビームが基準位置を走査してい
るものとし、それ以上のビームの偏向を行わずに処理を
終了する。グレーティングビーム26の偏向補正と同時に
露光用ビーム25の偏向補正が行われる。
以上のような手順によりポリゴンミラー28の面倒れ補正
が行われる。
が行われる。
D.変形例 第９図は第1A図に示す光ビーム走査装置の構成の一部変
形例を示す図である。光源21で発生された光ビーム22は
まずAOD27に入射され、その後ハーフミラー23で一部透
過、全反射ミラー30で反射され、AOM24を通過する露光
用ビーム25と通過しないグレーティングビーム26とに分
離される。このようにAOD27とAOM24の順番をいれかえて
も同様の動作となる。
形例を示す図である。光源21で発生された光ビーム22は
まずAOD27に入射され、その後ハーフミラー23で一部透
過、全反射ミラー30で反射され、AOM24を通過する露光
用ビーム25と通過しないグレーティングビーム26とに分
離される。このようにAOD27とAOM24の順番をいれかえて
も同様の動作となる。
第10図は補助偏向器としてのAOD27のかわりにピエゾ効
果を用いた他の偏向手段を適用した例である。主偏向器
としてのポリゴンミラー28に入射される露光用ビーム25
の入射光路にレンズ51を配置する。レンズ51の光軸は露
光用ビーム25の光路と平行であり、またレンズ51はその
光軸に対して垂直方向に移動可能である。垂直方向の移
動距離はレンズ51に取り付けられたピエゾ素子52に印加
される電圧によって制御される。
果を用いた他の偏向手段を適用した例である。主偏向器
としてのポリゴンミラー28に入射される露光用ビーム25
の入射光路にレンズ51を配置する。レンズ51の光軸は露
光用ビーム25の光路と平行であり、またレンズ51はその
光軸に対して垂直方向に移動可能である。垂直方向の移
動距離はレンズ51に取り付けられたピエゾ素子52に印加
される電圧によって制御される。
レンズ51の光軸が露光用ビーム25の光路と一致する場合
には、露光用ビーム25は偏向されずに直進する。レンズ
51が垂直上方に移動した場合、レンズ51の光軸おびその
焦点も上方に移動する。露光用ビーム25は光軸に平行に
レンズ51に入射されるので、出射された露光用ビーム25
は上方に移動した焦点を通過するような角度だけ上方に
屈折，偏向される。レンズ51が下方に移動した時も同様
に、露光用ビーム25は下方に屈折，偏向される。このよ
うにピエゾ素子52に印加される電圧によってレンズ51は
垂直方向に移動し、その移動量に応じて露光用ビーム25
は偏向される。グレーティングビーム26についても同様
である。
には、露光用ビーム25は偏向されずに直進する。レンズ
51が垂直上方に移動した場合、レンズ51の光軸おびその
焦点も上方に移動する。露光用ビーム25は光軸に平行に
レンズ51に入射されるので、出射された露光用ビーム25
は上方に移動した焦点を通過するような角度だけ上方に
屈折，偏向される。レンズ51が下方に移動した時も同様
に、露光用ビーム25は下方に屈折，偏向される。このよ
うにピエゾ素子52に印加される電圧によってレンズ51は
垂直方向に移動し、その移動量に応じて露光用ビーム25
は偏向される。グレーティングビーム26についても同様
である。
第11A図および第11B図は、グレーティング31の一部に光
を拡散，反射する部材を適用した例を示す図である。第
11A図に示すグレーティング31は、光拡散部Srと光吸収
部Abとによって構成されている。グレーティング31に入
射されたグレーティングビーム26は光拡散部Srによって
拡散される。その一部は入射光路と同じ経路を経てハー
フミラー61に入射される。さらにそこで一部反射され、
光電変換素子62に入射される。光拡散部Srで拡散される
光量は、第3A図に示すグレーティング31の透光部Tpを透
過する光量と同様の変化を示すので、光電変換素子62で
得られる信号は第４図に示す出力電圧V0と同様の波形と
なる。以下の処理手順も前述した例と同様である。
を拡散，反射する部材を適用した例を示す図である。第
11A図に示すグレーティング31は、光拡散部Srと光吸収
部Abとによって構成されている。グレーティング31に入
射されたグレーティングビーム26は光拡散部Srによって
拡散される。その一部は入射光路と同じ経路を経てハー
フミラー61に入射される。さらにそこで一部反射され、
光電変換素子62に入射される。光拡散部Srで拡散される
光量は、第3A図に示すグレーティング31の透光部Tpを透
過する光量と同様の変化を示すので、光電変換素子62で
得られる信号は第４図に示す出力電圧V0と同様の波形と
なる。以下の処理手順も前述した例と同様である。
また第11B図に示す構成においては、第11A図に示す光拡
散部Srのかわりに、光全反射部Reを用いている。また、
レンズ29などにテレセントリックな光学系を用いること
により、グレーティング31に対して入射光が垂直にな
り、光全反射部Reで鏡面反射された光はすべて光電変換
素子62に集められる。このようにして出力信号のレベル
を大きくすることができる。なお、得られる波形および
処理手順は第11A図に示す構成と同様である。またいず
れの例においても、反射光のばらつきはシェーディング
補正回路35で補正される。
散部Srのかわりに、光全反射部Reを用いている。また、
レンズ29などにテレセントリックな光学系を用いること
により、グレーティング31に対して入射光が垂直にな
り、光全反射部Reで鏡面反射された光はすべて光電変換
素子62に集められる。このようにして出力信号のレベル
を大きくすることができる。なお、得られる波形および
処理手順は第11A図に示す構成と同様である。またいず
れの例においても、反射光のばらつきはシェーディング
補正回路35で補正される。
また第12図は、導光ロッド32のかわりに光ファイバーを
用いた時の光電変換系を示す図である。グレーティング
31にファイバー32aが接続され、透過光がフォトダイオ
ード33に集光されている。以下の処理手順は前述した例
と同様である。
用いた時の光電変換系を示す図である。グレーティング
31にファイバー32aが接続され、透過光がフォトダイオ
ード33に集光されている。以下の処理手順は前述した例
と同様である。
この発明において、第２の光ビームの格子状パターン
（グレーティング）上の副走査方向の位置偏差は、第１
の光ビームの被走査面上の副走査方向の位置偏差と相関
がある。そのため、第２の光ビームの位置偏差を検知す
ることにより、第１の光ビームの被走査面上の副走査位
置を検知し、基準位置を走査するように制御できる。
（グレーティング）上の副走査方向の位置偏差は、第１
の光ビームの被走査面上の副走査方向の位置偏差と相関
がある。そのため、第２の光ビームの位置偏差を検知す
ることにより、第１の光ビームの被走査面上の副走査位
置を検知し、基準位置を走査するように制御できる。
また格子状パターン上の基本構成単位は、光学的透過・
反射特性の異なる透光部と遮光部、あるいは光拡散部と
光吸収部、または光全反射部と光吸収部を有し、その２
つの部分間の一部の境界は、第２の光ビームの主走査方
向に平行でかつ副走査方向の基準位置である。この副走
査方向の基準位置を与える境界を、第２の光ビームが走
査する時、その格子状パターンでの透過または反射光量
は第２の光ビームの副走査方向の位置偏差を示したもの
となる。この光量の検出は、時間的要素を取り入れずに
行われるので、 （１） 主走査方向の走査速度が一定である例えばポリ
ゴンミラーやｆ・θレンズを含む光学系を用いた場合だ
けでなく、速度が一定でない、例えばガルバノメーター
やf sinθレンズ,f tanθレンズを含む光学系を用いた
場合、ポリゴンミラーに回転ムラがある場合、ｆ・θレ
ンズを大画面化した装置に適用する場合などにも同様
に、ポリゴンミラーの面倒れ補正などの投射位置偏差の
修正が正確に行える光ビーム走査装置を得ることができ
る。
反射特性の異なる透光部と遮光部、あるいは光拡散部と
光吸収部、または光全反射部と光吸収部を有し、その２
つの部分間の一部の境界は、第２の光ビームの主走査方
向に平行でかつ副走査方向の基準位置である。この副走
査方向の基準位置を与える境界を、第２の光ビームが走
査する時、その格子状パターンでの透過または反射光量
は第２の光ビームの副走査方向の位置偏差を示したもの
となる。この光量の検出は、時間的要素を取り入れずに
行われるので、 （１） 主走査方向の走査速度が一定である例えばポリ
ゴンミラーやｆ・θレンズを含む光学系を用いた場合だ
けでなく、速度が一定でない、例えばガルバノメーター
やf sinθレンズ,f tanθレンズを含む光学系を用いた
場合、ポリゴンミラーに回転ムラがある場合、ｆ・θレ
ンズを大画面化した装置に適用する場合などにも同様
に、ポリゴンミラーの面倒れ補正などの投射位置偏差の
修正が正確に行える光ビーム走査装置を得ることができ
る。
（２） 高速化により、走査速度が上がっても、投射位
置偏差に対する検出感度が高く、副走査方向の投射位置
偏差の修正に際して、電気的ノイズの影響を受けにくい
光ビーム走査装置を得ることができる。
置偏差に対する検出感度が高く、副走査方向の投射位置
偏差の修正に際して、電気的ノイズの影響を受けにくい
光ビーム走査装置を得ることができる。
そしてこの発明によると、これら全受光量に対する平行
境界での受光量の相対値を求め、この相対値に基づいて
偏向補償を行うことによって、投射位置偏差の補償精度
を高めることができる。したがって、特定の領域に受光
誤差があった場合、それによって受光量が変動するが、
その付近ではそれに比例して全受光量も変動するため、
それらの相対値を求めればその誤差の影響を補償できる
という効果がある。
境界での受光量の相対値を求め、この相対値に基づいて
偏向補償を行うことによって、投射位置偏差の補償精度
を高めることができる。したがって、特定の領域に受光
誤差があった場合、それによって受光量が変動するが、
その付近ではそれに比例して全受光量も変動するため、
それらの相対値を求めればその誤差の影響を補償できる
という効果がある。
第1A図は走査修正装置を含む一実施例の全体ブロック
図、 第1B図は第1A図に示す光学系の一部を示す図、 第２図はこの発明の一実施例を適用する製版用スキャナ
の概略ブロック図、 第3A図はこの発明の一実施例における格子状パターン
（グレーティング）の表面形状を示した図、 第3B図はこの発明における格子状パターン（グレーティ
ング）の他の表面形状を示した図、 第４図はこの発明の光電変換系の各部の波形を示すタイ
ミングチャート、 第5A図は第４図に示す光電変換系の出力電圧のピーク値
を示すタイミングチャート、 第5B図は相対振幅を示すタイミングチャート、 第6A,6B図は第1A図に示す制御装置（サーボユニット）
の構成例を示すブロック図、 第７図は第1A図に示すコンパレータの入出力を示すタイ
ミングチャート、 第8A,8Bおよび8C図はこの発明における面倒れ補正の処
理手順を示すタイミングチャート、 第９図は第1A図に示す構成の一部変形例を示す図、 第10図はこの発明における補助偏向器にピエゾ素子を適
用した例を示す図、 第11A,第11B図はこの発明の他の実施例であるそれぞれ
異なる格子状パターン（グレーティング）を示す図、 第12図はこの発明の光電変換系に光ファイバーを適用し
た例を示す図、 第13図は従来の格子状パターン（グレーティング）を示
す図である。 400……走査記録装置、500……走査修正装置、 600……感光フィルム（被走査面）、 21……光源、24……AOM、 25……露光用ビーム（第１の光ビーム）、 26……グレーティングビーム（第２の光ビーム） 27……AOD（補助偏向器）、 28……ポリゴンミラー（主偏向器）、 31……グレーティング（格子状パターン）、 36……サーボユニット（制御装置）、 Sd……遮光部、Tp……透光部、 BP……平行境界、UN……基本構成単位 VR……相対振幅、IS……偏向信号
図、 第1B図は第1A図に示す光学系の一部を示す図、 第２図はこの発明の一実施例を適用する製版用スキャナ
の概略ブロック図、 第3A図はこの発明の一実施例における格子状パターン
（グレーティング）の表面形状を示した図、 第3B図はこの発明における格子状パターン（グレーティ
ング）の他の表面形状を示した図、 第４図はこの発明の光電変換系の各部の波形を示すタイ
ミングチャート、 第5A図は第４図に示す光電変換系の出力電圧のピーク値
を示すタイミングチャート、 第5B図は相対振幅を示すタイミングチャート、 第6A,6B図は第1A図に示す制御装置（サーボユニット）
の構成例を示すブロック図、 第７図は第1A図に示すコンパレータの入出力を示すタイ
ミングチャート、 第8A,8Bおよび8C図はこの発明における面倒れ補正の処
理手順を示すタイミングチャート、 第９図は第1A図に示す構成の一部変形例を示す図、 第10図はこの発明における補助偏向器にピエゾ素子を適
用した例を示す図、 第11A,第11B図はこの発明の他の実施例であるそれぞれ
異なる格子状パターン（グレーティング）を示す図、 第12図はこの発明の光電変換系に光ファイバーを適用し
た例を示す図、 第13図は従来の格子状パターン（グレーティング）を示
す図である。 400……走査記録装置、500……走査修正装置、 600……感光フィルム（被走査面）、 21……光源、24……AOM、 25……露光用ビーム（第１の光ビーム）、 26……グレーティングビーム（第２の光ビーム） 27……AOD（補助偏向器）、 28……ポリゴンミラー（主偏向器）、 31……グレーティング（格子状パターン）、 36……サーボユニット（制御装置）、 Sd……遮光部、Tp……透光部、 BP……平行境界、UN……基本構成単位 VR……相対振幅、IS……偏向信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 信一 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁 目天神北町１番地の１ 大日本スクリーン 製造株式会社内 (72)発明者 友久 国雄 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁 目天神北町１番地の１ 大日本スクリーン 製造株式会社内 (72)発明者 城田 浩行 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁 目天神北町１番地の１ 大日本スクリーン 製造株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】軸中心に回転または揺動可能に設けられ、
第１および第２の光ビームを同期的に順次主走査方向へ
偏向する主偏向器と、 前記第１の光ビームにより主走査方向へ走査される被走
査面に対して光学的に共役な位置に設けられ、前記第２
の光ビームにより走査される主走査方向に複数の基本構
成単位が相互に間隔を隔てて列設された格子状パターン
と、 該格子状パターンにおける主走査方向に垂直な副走査方
向の基準位置に対する前記第２の光ビームの走査位置偏
差を求め、その偏差に応じた偏向信号を出力する制御装
置と、 前記偏向信号に基づいて、前記主偏向器に対する前記第
１および第２の光ビームの副走査方向の入射角を制御す
る補助偏向器と、 を備え、 前記被走査面での前記第１の光ビームの副走査方向位置
を修正する光ビーム走査装置において、 前記格子状パターンの基本構成単位は、その主走査方向
の両端が副走査方向に平行であって、透光部と遮光部と
を有し、 該透光部と遮光部との境界の一部は、主走査方向に平行
であって、副走査方向の基準位置を構成するとともに、 前記第２の光ビームの走査位置偏差は、前記透光部を透
過した光量と、前記間隔での透過光量との相対値を通じ
て求められる、 ことを特徴とする光ビーム走査装置。 - 【請求項２】請求項（１）における格子状パターンの透
光部と遮光部とに代えて、光拡散部と光吸収部とを形成
し、 前記第２の光ビームの走査位置偏差は、前記拡散部で拡
散した光量と前記間隔での拡散光量との相対値を通じて
求められる、 ことを特徴とする光ビーム走査装置。 - 【請求項３】請求項（１）における格子状パターンの透
光部と遮光部とに代えて、光全反射部と光吸収部とを形
成し、前記第２の光ビームの走査位置偏差は、前記光全
反射部で反射した光量と前記間隔での反射光量との相対
値を通じて求められる、ことを特徴とする光ビーム走査
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267817A JPH07113705B2 (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 光ビーム走査装置 |
| DE68921542T DE68921542T2 (de) | 1988-10-24 | 1989-10-23 | Abtaststrahlsteuersystem. |
| EP89119615A EP0366037B1 (en) | 1988-10-24 | 1989-10-23 | Scanning beam control system |
| US07/426,304 US5012089A (en) | 1988-10-24 | 1989-10-24 | Scanning beam control system and optical scale structure useful thereto |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267817A JPH07113705B2 (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 光ビーム走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114228A JPH02114228A (ja) | 1990-04-26 |
| JPH07113705B2 true JPH07113705B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=17450023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63267817A Expired - Lifetime JPH07113705B2 (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 光ビーム走査装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5012089A (ja) |
| EP (1) | EP0366037B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07113705B2 (ja) |
| DE (1) | DE68921542T2 (ja) |
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| US5191447A (en) * | 1990-12-07 | 1993-03-02 | Intergraph Corporation | Scanning beam control system with translated reference scale |
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| EP0506410A3 (en) * | 1991-03-26 | 1993-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Scanning optical apparatus |
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-
1988
- 1988-10-24 JP JP63267817A patent/JPH07113705B2/ja not_active Expired - Lifetime
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1989
- 1989-10-23 DE DE68921542T patent/DE68921542T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-23 EP EP89119615A patent/EP0366037B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-24 US US07/426,304 patent/US5012089A/en not_active Expired - Fee Related
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| DE68921542D1 (de) | 1995-04-13 |
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| EP0366037B1 (en) | 1995-03-08 |
| JPH02114228A (ja) | 1990-04-26 |
| EP0366037A2 (en) | 1990-05-02 |
| US5012089A (en) | 1991-04-30 |
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