JPH07154544A - 光ビーム走査装置 - Google Patents
光ビーム走査装置Info
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- JPH07154544A JPH07154544A JP5329794A JP32979493A JPH07154544A JP H07154544 A JPH07154544 A JP H07154544A JP 5329794 A JP5329794 A JP 5329794A JP 32979493 A JP32979493 A JP 32979493A JP H07154544 A JPH07154544 A JP H07154544A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- scanning speed
- clock signal
- scanning
- pattern signal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 グレーティングセンサを用いずに、ガルバノ
ミラーの動作周波数及び振り角の変動等の不安定要素を
補正する。 【構成】 発生部21は基準正弦波曲線パターン信号をそ
のメモリ内に記憶しており、ガルバノミラー駆動電圧信
号13より生成した基本クロック信号25、イニシャルパル
ス信号32に応じて上記パターン信号を読出す。設定部23
は、主走査ライン上のスタートセンサが出力する信号14
に応じてドットクロック信号28をカウントし、焼付有効
エリアをビームスポットが通過するのに要する時間を与
える信号26を生成する。設定部22は両信号25、26に基づ
き焼付有効エリア長を常に一定値化するゲインデータ信
号50を決定する。発生部21は上記パターン信号を先の主
走査時に決定済の信号50で補正し、上記ドットクロック
信号28を生成する。ドットジェネレータ24はレーザービ
ームを変調するためのビームON/OFF信号12を作成する。
ミラーの動作周波数及び振り角の変動等の不安定要素を
補正する。 【構成】 発生部21は基準正弦波曲線パターン信号をそ
のメモリ内に記憶しており、ガルバノミラー駆動電圧信
号13より生成した基本クロック信号25、イニシャルパル
ス信号32に応じて上記パターン信号を読出す。設定部23
は、主走査ライン上のスタートセンサが出力する信号14
に応じてドットクロック信号28をカウントし、焼付有効
エリアをビームスポットが通過するのに要する時間を与
える信号26を生成する。設定部22は両信号25、26に基づ
き焼付有効エリア長を常に一定値化するゲインデータ信
号50を決定する。発生部21は上記パターン信号を先の主
走査時に決定済の信号50で補正し、上記ドットクロック
信号28を生成する。ドットジェネレータ24はレーザービ
ームを変調するためのビームON/OFF信号12を作成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、共振型の偏向素子を
用いた光ビーム走査装置に関している。
用いた光ビーム走査装置に関している。
【0002】
【従来の技術】いわゆる平面型出力スキャナ等の光ビー
ム走査装置においては、ガルバノミラーが偏向素子とし
て広く用いられている。この場合、ポリゴンミラーを偏
向素子として用いるときに必要不可欠な面倒れ補正が不
必要になるという利点がある。しかし、ガルバノミラー
は共振型の偏向素子であるため、光ビームの振り角が時
間とともに正弦波関数的に変化する結果、感材露光面上
のビームスポットが等速度で走査しないこととなる。し
かも、使用回数が多くなるとガルバノミラーの特性が劣
化して、光ビームの振り角が当初のそれよりも更に小さ
くなってしまうという、実際上の問題点もある。加え
て、周囲温度等の使用環境条件に依存してガルバノミラ
ーの動作周波数が変動するという問題点も生ずる。一
方、網点画像等を形成するための露光ドットは、感材面
上において一定間隔で並べられる必要がある。このた
め、光ビームを変調してON/OFF制御するためのド
ットクロック信号の動作周波数を、感材露光面上を走査
されるビームスポットの移動スピード(走査速度)と歩
調を合わせて制御する必要がある。
ム走査装置においては、ガルバノミラーが偏向素子とし
て広く用いられている。この場合、ポリゴンミラーを偏
向素子として用いるときに必要不可欠な面倒れ補正が不
必要になるという利点がある。しかし、ガルバノミラー
は共振型の偏向素子であるため、光ビームの振り角が時
間とともに正弦波関数的に変化する結果、感材露光面上
のビームスポットが等速度で走査しないこととなる。し
かも、使用回数が多くなるとガルバノミラーの特性が劣
化して、光ビームの振り角が当初のそれよりも更に小さ
くなってしまうという、実際上の問題点もある。加え
て、周囲温度等の使用環境条件に依存してガルバノミラ
ーの動作周波数が変動するという問題点も生ずる。一
方、網点画像等を形成するための露光ドットは、感材面
上において一定間隔で並べられる必要がある。このた
め、光ビームを変調してON/OFF制御するためのド
ットクロック信号の動作周波数を、感材露光面上を走査
されるビームスポットの移動スピード(走査速度)と歩
調を合わせて制御する必要がある。
【0003】そこで、従来より、上記ビームスポットの
移動スピードを検出する手段として、グレーティングセ
ンサと呼ばれる検出系が用いられている。この技術を用
いた例としては、特開平4−292068号公報の第2
頁第2欄第41行ないし第3頁第3欄第49行及びその
図16に開示されたものがある。即ち、光ビームを光路
途中で二波に分離し、一方の光ビームをAOM(音響光
学変調器)によって変調した上で露光用のスキャンビー
ムとして感材面上を走査させる一方、他方の光ビームを
同一のガルバノミラーによって感材の前側に並行配置さ
れたグレーティングセンサ上に走査することによってビ
ームスポットの走査速度を直接検出し、その検出結果に
比例した動作クロックを得た上で、これをPLL回路に
よって必要な周波数にまで逓倍してドットクロック信号
を作成している。
移動スピードを検出する手段として、グレーティングセ
ンサと呼ばれる検出系が用いられている。この技術を用
いた例としては、特開平4−292068号公報の第2
頁第2欄第41行ないし第3頁第3欄第49行及びその
図16に開示されたものがある。即ち、光ビームを光路
途中で二波に分離し、一方の光ビームをAOM(音響光
学変調器)によって変調した上で露光用のスキャンビー
ムとして感材面上を走査させる一方、他方の光ビームを
同一のガルバノミラーによって感材の前側に並行配置さ
れたグレーティングセンサ上に走査することによってビ
ームスポットの走査速度を直接検出し、その検出結果に
比例した動作クロックを得た上で、これをPLL回路に
よって必要な周波数にまで逓倍してドットクロック信号
を作成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術によ
れば、確かにガルバノミラーの動作周波数変動等の不安
定要素に対してリアルタイムで追従して補正することが
でき、これによりドットを高精度で並べることができる
という利点がある。しかしながら、本従来技術において
は、グレーティングセンサという光学系が必要不可欠で
あると共に、当該グレーティングセンサへ光ビームを導
入するための光学系も別途必要となるため、システム全
体が物理的に大きなものとなってしまうという問題点を
有している。加えて、その様な光学系の調整工程が必要
となるため、小型化の面のみならずコスト的にみても従
来技術は問題点を内包している。
れば、確かにガルバノミラーの動作周波数変動等の不安
定要素に対してリアルタイムで追従して補正することが
でき、これによりドットを高精度で並べることができる
という利点がある。しかしながら、本従来技術において
は、グレーティングセンサという光学系が必要不可欠で
あると共に、当該グレーティングセンサへ光ビームを導
入するための光学系も別途必要となるため、システム全
体が物理的に大きなものとなってしまうという問題点を
有している。加えて、その様な光学系の調整工程が必要
となるため、小型化の面のみならずコスト的にみても従
来技術は問題点を内包している。
【0005】そこで、この発明はこのような問題点を一
挙に解決して、従来技術と同様にドットを高精度で並べ
ることができると共に、物理的・光学機械的に簡単な構
成を備えた光ビーム走査装置を実現する。
挙に解決して、従来技術と同様にドットを高精度で並べ
ることができると共に、物理的・光学機械的に簡単な構
成を備えた光ビーム走査装置を実現する。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、ドットクロ
ック信号に同期して画像信号より生成した変調信号に応
じて変調された光ビームを共振型の偏向素子によって走
査用レンズを介して感材の主走査方向に走査し、以て画
像を感材上に記録する光ビーム走査装置において、共振
型の偏向素子の駆動信号を生成する駆動手段と、主走査
方向に走査されている光ビームのビームスポットの走査
速度を予め決定された基準走査速度との比較を通じて検
出する走査速度検出手段と、時間に対するレベル変化が
基準走査速度に対応した正弦波関数として表される基準
走査速度パターン信号を駆動信号に同期して生成する基
準走査速度パターン信号生成手段と、走査速度検出手段
の出力信号と基準走査速度パターン信号との演算処理に
よって、走査速度の時間的変化に相当したレベル変化を
与える走査速度パターン信号を生成する走査速度パター
ン信号生成手段と、走査速度パターン信号より、そのレ
ベル変化に対応した周波数変化を与えるドットクロック
信号を生成するドットクロック信号生成手段とを備えて
いる。
ック信号に同期して画像信号より生成した変調信号に応
じて変調された光ビームを共振型の偏向素子によって走
査用レンズを介して感材の主走査方向に走査し、以て画
像を感材上に記録する光ビーム走査装置において、共振
型の偏向素子の駆動信号を生成する駆動手段と、主走査
方向に走査されている光ビームのビームスポットの走査
速度を予め決定された基準走査速度との比較を通じて検
出する走査速度検出手段と、時間に対するレベル変化が
基準走査速度に対応した正弦波関数として表される基準
走査速度パターン信号を駆動信号に同期して生成する基
準走査速度パターン信号生成手段と、走査速度検出手段
の出力信号と基準走査速度パターン信号との演算処理に
よって、走査速度の時間的変化に相当したレベル変化を
与える走査速度パターン信号を生成する走査速度パター
ン信号生成手段と、走査速度パターン信号より、そのレ
ベル変化に対応した周波数変化を与えるドットクロック
信号を生成するドットクロック信号生成手段とを備えて
いる。
【0007】
【作用】駆動手段が与える駆動信号に基づき、偏向素子
は共振し、これにより光ビームを感材の主走査方向に走
査する。従って、駆動信号は、そのレベルが時間と共に
正弦波関数的に変化する信号である。この駆動信号を受
けて、基準走査速度パターン信号生成手段は、上記駆動
信号に同期してそのレベルを同じく正弦波関数的に変化
させる基準走査速度パターン信号を生成する。一方、走
査速度検出手段は、実際のビームスポットの走査速度
を、基準走査速度パターン信号に対応付けられた基準走
査速度との比較を通じて検出する。そして、走査速度パ
ターン信号生成手段は、走査速度検出手段の出力信号と
基準走査速度パターン信号との演算処理を行い、これに
より走査速度パターン信号を生成する。この走査速度パ
ターン信号は、実際の走査速度の時間的変化を与えるよ
うに、上記演算により生成される信号である。従って、
ドットクロック信号生成手段が当該走査速度パターン信
号より生成するドットクロック信号は、その周波数が実
際の走査速度の変化に追従して変化する信号となる。そ
して、このドットクロック信号に同期して光ビームを変
調するので、感材上のビームスポットの配列は、ビーム
スポットの走査速度の変化にも拘わらず、均一なものと
なる。
は共振し、これにより光ビームを感材の主走査方向に走
査する。従って、駆動信号は、そのレベルが時間と共に
正弦波関数的に変化する信号である。この駆動信号を受
けて、基準走査速度パターン信号生成手段は、上記駆動
信号に同期してそのレベルを同じく正弦波関数的に変化
させる基準走査速度パターン信号を生成する。一方、走
査速度検出手段は、実際のビームスポットの走査速度
を、基準走査速度パターン信号に対応付けられた基準走
査速度との比較を通じて検出する。そして、走査速度パ
ターン信号生成手段は、走査速度検出手段の出力信号と
基準走査速度パターン信号との演算処理を行い、これに
より走査速度パターン信号を生成する。この走査速度パ
ターン信号は、実際の走査速度の時間的変化を与えるよ
うに、上記演算により生成される信号である。従って、
ドットクロック信号生成手段が当該走査速度パターン信
号より生成するドットクロック信号は、その周波数が実
際の走査速度の変化に追従して変化する信号となる。そ
して、このドットクロック信号に同期して光ビームを変
調するので、感材上のビームスポットの配列は、ビーム
スポットの走査速度の変化にも拘わらず、均一なものと
なる。
【0008】
【実施例】図1は、この発明の一実施例である光ビーム
走査装置の全体構成を示した図であり、ここでは、ビー
ムスポット7の往復運動の内の一方のみ(即ち、往運動
のみ)を主走査方向Xのスキャンに用いている。
走査装置の全体構成を示した図であり、ここでは、ビー
ムスポット7の往復運動の内の一方のみ(即ち、往運動
のみ)を主走査方向Xのスキャンに用いている。
【0009】レーザー発振器1を出射したレーザービー
ム2(光ビーム)は、AOM3(音響光学変調器)に入
射する。AOM3は、処理部10が出力するビームON
/OFF信号(網点信号)12に応じて、レーザビーム
2の強度をON/OFF変調する。上記ビームON/O
FF信号12は、処理部10に入力される3つの信号、
即ちガルバノミラー駆動電圧信号13(駆動信号)、ス
タートセンサ信号14及び画像信号15に基づいて生成
される信号である。ON/OFF変調を受けたレーザー
ビーム2は、その後ガルバノミラー4(共振型の偏向素
子)によって感材露光面6方向へ偏向(角度振り)さ
れ、更にfθレンズ(走査用レンズ)5を通って感材露
光面6上に結像されることにより、ビームスポット7を
形成する。しかも、ガルバノミラー4は、ガルバノミラ
ー用ドライバ9が出力するガルバノミラー駆動電圧信号
13(そのレベルは正弦波関数として与えられる)に基
づき、その回転方向に往復運動(共振運動ないし揺動運
動に基づく)するので、レーザービーム2の振り角の角
速度ωは基本的には正弦波関数に従って変動し、ビーム
スポット7は上記振り角の変動に応じて主走査方向Xへ
走査される。これにより一主走査ラインの走査・露光が
行われるわけであり、当該主走査ラインの走査・露光が
終了すると、感材は図示しない駆動装置(ローラ等)に
よって副走査方向Y(図1の紙面に直交する方向)に移
動され、次の新たな主走査ラインについての走査・露光
が再び行われる。尚、実際にビームスポット7によって
露光される焼付け有効エリア16(その有効長はL)
は、図1に示す様に、レーザービーム2の走査範囲の内
側にある。他方、fθレンズ5は、ビームスポット7の
走査速度vが角速度ωに比例する様に、レーザービーム
2を結像する。従って、走査速度vもまた、正弦波関数
に従って時々刻々と変化する。その結果、均一な露光ド
ットを感材露光面6上に形成するためには、ビームON
/OFF信号12を生成するために必要なドットクロッ
ク信号の周波数がビームスポット7の走査速度vの変動
に比例して正弦波関数的に変動する様に、上記ドットク
ロック信号を制御する必要がある。その担い手が前述し
た処理部10であり、当該処理部10は本実施例の核と
なる部分である。そこで、以下においては、処理部10
における動作原理を先ず説明した上で、それを実現する
ための具体的な構成とその動作について述べることとす
る。
ム2(光ビーム)は、AOM3(音響光学変調器)に入
射する。AOM3は、処理部10が出力するビームON
/OFF信号(網点信号)12に応じて、レーザビーム
2の強度をON/OFF変調する。上記ビームON/O
FF信号12は、処理部10に入力される3つの信号、
即ちガルバノミラー駆動電圧信号13(駆動信号)、ス
タートセンサ信号14及び画像信号15に基づいて生成
される信号である。ON/OFF変調を受けたレーザー
ビーム2は、その後ガルバノミラー4(共振型の偏向素
子)によって感材露光面6方向へ偏向(角度振り)さ
れ、更にfθレンズ(走査用レンズ)5を通って感材露
光面6上に結像されることにより、ビームスポット7を
形成する。しかも、ガルバノミラー4は、ガルバノミラ
ー用ドライバ9が出力するガルバノミラー駆動電圧信号
13(そのレベルは正弦波関数として与えられる)に基
づき、その回転方向に往復運動(共振運動ないし揺動運
動に基づく)するので、レーザービーム2の振り角の角
速度ωは基本的には正弦波関数に従って変動し、ビーム
スポット7は上記振り角の変動に応じて主走査方向Xへ
走査される。これにより一主走査ラインの走査・露光が
行われるわけであり、当該主走査ラインの走査・露光が
終了すると、感材は図示しない駆動装置(ローラ等)に
よって副走査方向Y(図1の紙面に直交する方向)に移
動され、次の新たな主走査ラインについての走査・露光
が再び行われる。尚、実際にビームスポット7によって
露光される焼付け有効エリア16(その有効長はL)
は、図1に示す様に、レーザービーム2の走査範囲の内
側にある。他方、fθレンズ5は、ビームスポット7の
走査速度vが角速度ωに比例する様に、レーザービーム
2を結像する。従って、走査速度vもまた、正弦波関数
に従って時々刻々と変化する。その結果、均一な露光ド
ットを感材露光面6上に形成するためには、ビームON
/OFF信号12を生成するために必要なドットクロッ
ク信号の周波数がビームスポット7の走査速度vの変動
に比例して正弦波関数的に変動する様に、上記ドットク
ロック信号を制御する必要がある。その担い手が前述し
た処理部10であり、当該処理部10は本実施例の核と
なる部分である。そこで、以下においては、処理部10
における動作原理を先ず説明した上で、それを実現する
ための具体的な構成とその動作について述べることとす
る。
【0010】図2は、ドットクロック信号が正弦波関数
に従って変化する様子を示した図であり、同図(a)は
ドットクロック信号の波形変化(注:誇張して表現して
ある)を、同図(b)は(a)の変化に対応してドット
クロック周波数hの時間依存性を各々示している。この
ドットクロック信号に同期して、画像信号15と予めル
ックアップテーブル値として設定されたスクリーンパタ
ーン信号とのレベル比較を行うことにより、前述したビ
ームON/OFF信号12の生成が実行されるわけであ
る。同図において、時刻T0 及びTe は、それぞれガル
バノミラー4が走査スタート側及び走査エンド側に振り
切って角速度ωが0値になったときの時刻である。
に従って変化する様子を示した図であり、同図(a)は
ドットクロック信号の波形変化(注:誇張して表現して
ある)を、同図(b)は(a)の変化に対応してドット
クロック周波数hの時間依存性を各々示している。この
ドットクロック信号に同期して、画像信号15と予めル
ックアップテーブル値として設定されたスクリーンパタ
ーン信号とのレベル比較を行うことにより、前述したビ
ームON/OFF信号12の生成が実行されるわけであ
る。同図において、時刻T0 及びTe は、それぞれガル
バノミラー4が走査スタート側及び走査エンド側に振り
切って角速度ωが0値になったときの時刻である。
【0011】 今、ガルバノミラー4の動作周波数が
周囲の温度変化等によって変動したものとする。このと
き、時間(Te −T0 )が伸縮する。従って、この変動
による影響をドットの並びに及ぼさない様にするために
は、変動する時間(Te −T0 )を半周期とする正弦波
曲線のパターンを電気的に忠実に再現し、これを基にド
ットクロック信号を生成しなければならない。このため
には、後述する通り、正弦波曲線のパターン発生回路の
基本クロック信号をガルバノミラー4の動作周波数に同
期させれば良い。
周囲の温度変化等によって変動したものとする。このと
き、時間(Te −T0 )が伸縮する。従って、この変動
による影響をドットの並びに及ぼさない様にするために
は、変動する時間(Te −T0 )を半周期とする正弦波
曲線のパターンを電気的に忠実に再現し、これを基にド
ットクロック信号を生成しなければならない。このため
には、後述する通り、正弦波曲線のパターン発生回路の
基本クロック信号をガルバノミラー4の動作周波数に同
期させれば良い。
【0012】 次に、図2(b)に示した動作周波数
は一定のまま(時間(Te −T0 )は一定)、ガルバノ
ミラー4の振り角(振幅)が変動した場合について検討
する。この様な場合としては、前述した使用劣化による
影響が該当する。この検討を容易化するため、ガルバノ
ミラー4の振り角と焼付け有効エリア16との関係を図
3に示す。
は一定のまま(時間(Te −T0 )は一定)、ガルバノ
ミラー4の振り角(振幅)が変動した場合について検討
する。この様な場合としては、前述した使用劣化による
影響が該当する。この検討を容易化するため、ガルバノ
ミラー4の振り角と焼付け有効エリア16との関係を図
3に示す。
【0013】同図において、縦軸はビームスポット7の
走査速度vを、横軸は時間tを各々示しており、時刻T
0 、Te は図2の場合と同じである。そして、この場合
には時間(Te −T0 )は変動しない。又、正弦波曲線
CAは、ガルバノミラー4の振り角が小さくなったため
にビームスポット7の走査速度vが遅くなってしまった
ときのパターンであり、逆に正弦波曲線CBは、ガルバ
ノミラー4の振り角が大きくなってしまったためにビー
ムスポット7の走査速度vが速くなってしまったときの
パターンである。このとき、均一なドット配列を得よう
とするならば、ビームスポット7が焼付け有効エリア1
6内を通過するときのドットクロック信号の周波数hの
時間依存性を正弦波曲線CA、CBの様に設定する必要
がある。つまり、基準となる正弦波曲線のパターンをド
ットクロック信号として予め設定しておき、このパター
ンが振り角の変動に対応して例えば上記正弦波曲線C
A、CB等に変化する様に、ドットクロック信号のゲイ
ンを決定すれば良いことになる。
走査速度vを、横軸は時間tを各々示しており、時刻T
0 、Te は図2の場合と同じである。そして、この場合
には時間(Te −T0 )は変動しない。又、正弦波曲線
CAは、ガルバノミラー4の振り角が小さくなったため
にビームスポット7の走査速度vが遅くなってしまった
ときのパターンであり、逆に正弦波曲線CBは、ガルバ
ノミラー4の振り角が大きくなってしまったためにビー
ムスポット7の走査速度vが速くなってしまったときの
パターンである。このとき、均一なドット配列を得よう
とするならば、ビームスポット7が焼付け有効エリア1
6内を通過するときのドットクロック信号の周波数hの
時間依存性を正弦波曲線CA、CBの様に設定する必要
がある。つまり、基準となる正弦波曲線のパターンをド
ットクロック信号として予め設定しておき、このパター
ンが振り角の変動に対応して例えば上記正弦波曲線C
A、CB等に変化する様に、ドットクロック信号のゲイ
ンを決定すれば良いことになる。
【0014】今、ガルバノミラー4の動作周波数を記号
νとして表わすものとすれば、上記により基本クロッ
ク信号をこの動作周波数νに同期させるので、本実施例
では動作周波数νの変動による影響を相殺し、実質的に
動作周波数νは一定であるものとみなすことができる。
基準となる走査速度をv0 、その振幅をA0 とすれば、
v0 =A0 sin(νt+δ)となる(δ:定数)。
又、実際の走査速度vの振幅をAとすれば、v=Asi
n(νt+δ)となる。従って、基準の走査速度v0 に
対する走査速度vとの比、つまりゲインGはG=v/v
0 =A/A0 で表わされ、振幅比によって求められるこ
ととなる。
νとして表わすものとすれば、上記により基本クロッ
ク信号をこの動作周波数νに同期させるので、本実施例
では動作周波数νの変動による影響を相殺し、実質的に
動作周波数νは一定であるものとみなすことができる。
基準となる走査速度をv0 、その振幅をA0 とすれば、
v0 =A0 sin(νt+δ)となる(δ:定数)。
又、実際の走査速度vの振幅をAとすれば、v=Asi
n(νt+δ)となる。従って、基準の走査速度v0 に
対する走査速度vとの比、つまりゲインGはG=v/v
0 =A/A0 で表わされ、振幅比によって求められるこ
ととなる。
【0015】本実施例におけるゲインGの決定方法は、
次の考え方に基づいている。即ち、図3の時間Ta 、T
b は、各々正弦波曲線CA、CBで与えられる場合にお
いて、ビームスポット7が焼付け有効エリア16を通過
するのに要する時間を示している。そして、図3に2種
類の斜線で示している面積は、それぞれ各々の場合のビ
ームスポット7の走査速度vを焼付け有効エリア16を
通過する時間で積分したものであるから、その積分値
は、丁度、焼付け有効エリア16の有効長Lに相当して
いる。そして、この有効長Lは常に一定値であるから、
結局、各々の場合の面積を基準時の面積に等しくなる様
にゲインGを決定すれば、目的を達成できることにな
る。重ねて述べるが、この場合、面積比を求めること
は、主走査ライン上のある位置における走査速度比ない
しは振幅比を求めることと等価である。以下、上記決定
方法を実現するための処理部10の回路構成について詳
述する。
次の考え方に基づいている。即ち、図3の時間Ta 、T
b は、各々正弦波曲線CA、CBで与えられる場合にお
いて、ビームスポット7が焼付け有効エリア16を通過
するのに要する時間を示している。そして、図3に2種
類の斜線で示している面積は、それぞれ各々の場合のビ
ームスポット7の走査速度vを焼付け有効エリア16を
通過する時間で積分したものであるから、その積分値
は、丁度、焼付け有効エリア16の有効長Lに相当して
いる。そして、この有効長Lは常に一定値であるから、
結局、各々の場合の面積を基準時の面積に等しくなる様
にゲインGを決定すれば、目的を達成できることにな
る。重ねて述べるが、この場合、面積比を求めること
は、主走査ライン上のある位置における走査速度比ない
しは振幅比を求めることと等価である。以下、上記決定
方法を実現するための処理部10の回路構成について詳
述する。
【0016】図4は、処理部10の構成を概観するブロ
ック図である。処理部10は、基本クロック信号発生部
20、ビームスポット速度パターン信号発生部21、ゲ
インデータ信号設定部22、焼付け有効エリア信号設定
部23及びドットジェネレータ24より構成されてい
る、以下、各部の構成と動作について順次詳述する。
ック図である。処理部10は、基本クロック信号発生部
20、ビームスポット速度パターン信号発生部21、ゲ
インデータ信号設定部22、焼付け有効エリア信号設定
部23及びドットジェネレータ24より構成されてい
る、以下、各部の構成と動作について順次詳述する。
【0017】1) 図5は、基本クロック信号発生部20
の具体的な構成を示したブロック図である。この基本ク
ロック信号発生部20は、ガルバノミラー駆動電圧信号
13に同期した基本クロック信号25及びイニシャルパ
ルス信号32を生成する回路であり、比較器30とPL
L部33とイニシャルパルス信号32を生成するラッチ
部38に大別される。このように両信号25、32をガ
ルバノミラー駆動電圧信号13から直接生成するのは、
既述した通り、処理部10の系全体をガルバノミラー4
の動作周波数νに同期させて、その変動に追従させるた
めである。勿論、そこには、ガルバノミラー駆動電圧信
号13そのものは、基本的にガルバノミラー4の動作周
波数νと同期して正弦波曲線でその電圧値が変化する信
号であり、その電圧値はガルバノミラー4の振り角に比
例しているという考え方が前提となっている。それ故、
両信号25、32は、後述する様に、メモリ内に記憶さ
れている基準正弦波曲線パターン信号を読出すためのア
ドレス指定に用いられる。又、基本クロック信号25
は、ゲインGの設定についても用いられる。
の具体的な構成を示したブロック図である。この基本ク
ロック信号発生部20は、ガルバノミラー駆動電圧信号
13に同期した基本クロック信号25及びイニシャルパ
ルス信号32を生成する回路であり、比較器30とPL
L部33とイニシャルパルス信号32を生成するラッチ
部38に大別される。このように両信号25、32をガ
ルバノミラー駆動電圧信号13から直接生成するのは、
既述した通り、処理部10の系全体をガルバノミラー4
の動作周波数νに同期させて、その変動に追従させるた
めである。勿論、そこには、ガルバノミラー駆動電圧信
号13そのものは、基本的にガルバノミラー4の動作周
波数νと同期して正弦波曲線でその電圧値が変化する信
号であり、その電圧値はガルバノミラー4の振り角に比
例しているという考え方が前提となっている。それ故、
両信号25、32は、後述する様に、メモリ内に記憶さ
れている基準正弦波曲線パターン信号を読出すためのア
ドレス指定に用いられる。又、基本クロック信号25
は、ゲインGの設定についても用いられる。
【0018】同図において、比較器30は、その一方の
端子に入力したガルバノミラー駆動電圧信号13とその
他方の端子に印加されているしきい値電圧(0ボルト)
とを比較し、ガルバノミラー4の動作周波数νと同期し
たガルバノミラー同期パルス信号31をPLL部33と
ラッチ部38とに出力する。
端子に入力したガルバノミラー駆動電圧信号13とその
他方の端子に印加されているしきい値電圧(0ボルト)
とを比較し、ガルバノミラー4の動作周波数νと同期し
たガルバノミラー同期パルス信号31をPLL部33と
ラッチ部38とに出力する。
【0019】PLL部33は、周知の通り、位相比較器
34、フィルタ35、V−F変換器36及び分周器37
(分周率:1/8192)から構成されており、ガルバ
ノミラー同期パルス信号31を8192倍に逓倍して、
基本クロック信号25として出力する。つまり、本実施
例では往動作のみを走査・露光に用いているので、逓倍
値の半分である4096クロックで1主走査ライン分の
処理を実行するわけである。
34、フィルタ35、V−F変換器36及び分周器37
(分周率:1/8192)から構成されており、ガルバ
ノミラー同期パルス信号31を8192倍に逓倍して、
基本クロック信号25として出力する。つまり、本実施
例では往動作のみを走査・露光に用いているので、逓倍
値の半分である4096クロックで1主走査ライン分の
処理を実行するわけである。
【0020】一方、ラッチ部38は、基本クロック信号
25に応じてラッチする2段のラッチ回路とゲート回路
とを有しており、ガルバノミラー同期パルス信号31の
立ち上がりに同期して立ち上がるイニシャルパルス信号
32を生成し、出力する。このイニシャルパルス信号3
2は、ビームスポット速度パターン信号発生部21をス
タートさせるためのものである。ここで図6は、基本ク
ロック信号発生部20における動作を示すためのタイミ
ングチャートである。同図(a)〜(e)は、各々、ガ
ルバノミラー駆動電圧信号13、ガルバノミラー同期パ
ルス信号31、基本クロック信号25、イニシャルパル
ス信号32及び時間軸を示している。本図から明かな通
り、各信号25、31、32は、全てガルバノミラー4
の動作周波数νと完全に同期している。
25に応じてラッチする2段のラッチ回路とゲート回路
とを有しており、ガルバノミラー同期パルス信号31の
立ち上がりに同期して立ち上がるイニシャルパルス信号
32を生成し、出力する。このイニシャルパルス信号3
2は、ビームスポット速度パターン信号発生部21をス
タートさせるためのものである。ここで図6は、基本ク
ロック信号発生部20における動作を示すためのタイミ
ングチャートである。同図(a)〜(e)は、各々、ガ
ルバノミラー駆動電圧信号13、ガルバノミラー同期パ
ルス信号31、基本クロック信号25、イニシャルパル
ス信号32及び時間軸を示している。本図から明かな通
り、各信号25、31、32は、全てガルバノミラー4
の動作周波数νと完全に同期している。
【0021】2) 図7は、ビームスポット速度パターン
信号発生部21の構成を示すブロック図である。このビ
ームスポット速度パターン信号発生部21は、ビームス
ポット7の基準の走査速度v0 のパターンを与える基準
正弦波曲線パターン信号47を記憶しており、この基準
正弦波曲線パターン信号47をガルバノミラー4の動作
周波数νに同期して読出した上で、ゲインGを与えるゲ
インデータ信号50によって補正し、実際の走査速度v
のパターンを正確に再現したビームスポット速度パター
ン信号49(アナログ信号)を生成する回路である。
尚、上記ビームスポット速度パターン信号49をV−F
変換したものが、前述のドットロック信号28である。
信号発生部21の構成を示すブロック図である。このビ
ームスポット速度パターン信号発生部21は、ビームス
ポット7の基準の走査速度v0 のパターンを与える基準
正弦波曲線パターン信号47を記憶しており、この基準
正弦波曲線パターン信号47をガルバノミラー4の動作
周波数νに同期して読出した上で、ゲインGを与えるゲ
インデータ信号50によって補正し、実際の走査速度v
のパターンを正確に再現したビームスポット速度パター
ン信号49(アナログ信号)を生成する回路である。
尚、上記ビームスポット速度パターン信号49をV−F
変換したものが、前述のドットロック信号28である。
【0022】そこで、ビームスポット速度パターン信号
発生部21は、カウンタ40、メモリ41(ROM
等)、乗算器42、D/A変換器43、フィルタ44及
びV−F変換器45(電圧制御発振器や電圧制御水晶発
振器でも良い)等を備えている。メモリ41には、前述
した基準正弦波曲線パターン信号47が予め記憶されて
いる。そして、この基準正弦波曲線パターン信号47を
読出すためのアドレス指定を行う部分が、カウンタ40
である。即ち、カウンタ40は、先ずイニシャルパルス
信号32によってクリアされ、その後は基本クロック信
号25のタイミングでカウントアップされるという動作
を繰り返し、カウントアップされる毎に、新たなカウン
ト値を与えるカウンタ出力信号46を、読出しアドレス
信号としてメモリ41へ出力する。前述した通り、基本
クロック信号25はガルバノミラー同期パルス信号31
を(4096×2)逓倍したものであるから、メモリ4
1からは、クリア後4096クロックで正弦波曲線の半
周期分を描くディジタルデータ信号(基準正弦波曲線パ
ターン信号47)が読出される。
発生部21は、カウンタ40、メモリ41(ROM
等)、乗算器42、D/A変換器43、フィルタ44及
びV−F変換器45(電圧制御発振器や電圧制御水晶発
振器でも良い)等を備えている。メモリ41には、前述
した基準正弦波曲線パターン信号47が予め記憶されて
いる。そして、この基準正弦波曲線パターン信号47を
読出すためのアドレス指定を行う部分が、カウンタ40
である。即ち、カウンタ40は、先ずイニシャルパルス
信号32によってクリアされ、その後は基本クロック信
号25のタイミングでカウントアップされるという動作
を繰り返し、カウントアップされる毎に、新たなカウン
ト値を与えるカウンタ出力信号46を、読出しアドレス
信号としてメモリ41へ出力する。前述した通り、基本
クロック信号25はガルバノミラー同期パルス信号31
を(4096×2)逓倍したものであるから、メモリ4
1からは、クリア後4096クロックで正弦波曲線の半
周期分を描くディジタルデータ信号(基準正弦波曲線パ
ターン信号47)が読出される。
【0023】読出された基準正弦波曲線パターン信号4
7は、ゲインデータ信号設定部22へ出力されると共
に、乗算器42の一方の入力端子に入力される。乗算器
42の他方の入力端子にはゲインデータ信号50が入力
されるため、乗算器42は基準正弦波曲線パターン信号
47の電圧値とゲインデータ信号50の電圧値との積算
を行う。上記ゲインデータ信号50は、実際に検出され
る焼付け有効エリア16の有効長が常に本来の有効長L
に等しくなる様な補正値を与える信号であるので、本積
算により最適なレベルに基準正弦波曲線パターン信号4
7は補正される。
7は、ゲインデータ信号設定部22へ出力されると共
に、乗算器42の一方の入力端子に入力される。乗算器
42の他方の入力端子にはゲインデータ信号50が入力
されるため、乗算器42は基準正弦波曲線パターン信号
47の電圧値とゲインデータ信号50の電圧値との積算
を行う。上記ゲインデータ信号50は、実際に検出され
る焼付け有効エリア16の有効長が常に本来の有効長L
に等しくなる様な補正値を与える信号であるので、本積
算により最適なレベルに基準正弦波曲線パターン信号4
7は補正される。
【0024】その後、乗算器出力信号48はD/A変換
器43によってアナログ信号に変換されるが、この段階
では当該アナログ信号は量子化ノイズを含んでいるた
め、更にD/A変換器43の出力をフィルタ44に通す
ことによって、上記量子化ノイズを除去している。これ
により、ビームスポット速度パターン信号49のレベル
特性は、時間と共に滑らかに変化する正弦波曲線の半周
期分にあたるカーブで以て与えられる。その後、V−F
変換器45によってビームスポット速度パターン信号4
9はパルス化され、ドットクロック信号28となる。
器43によってアナログ信号に変換されるが、この段階
では当該アナログ信号は量子化ノイズを含んでいるた
め、更にD/A変換器43の出力をフィルタ44に通す
ことによって、上記量子化ノイズを除去している。これ
により、ビームスポット速度パターン信号49のレベル
特性は、時間と共に滑らかに変化する正弦波曲線の半周
期分にあたるカーブで以て与えられる。その後、V−F
変換器45によってビームスポット速度パターン信号4
9はパルス化され、ドットクロック信号28となる。
【0025】その後、ドットクロック信号28は、図4
に示すドットジェネレータ24に入力される。ドットジ
ェネレータ24は、予め設定されたスクリーンパターン
信号をルックアップテーブルとして保有しており、ドッ
トクロック信号28に同期して画像信号15とスクリー
ンパターン信号との比較を行い、ビームON/OFF信
号12を生成する。この生成過程は既知であり、ここで
はその詳細な説明を割愛する。
に示すドットジェネレータ24に入力される。ドットジ
ェネレータ24は、予め設定されたスクリーンパターン
信号をルックアップテーブルとして保有しており、ドッ
トクロック信号28に同期して画像信号15とスクリー
ンパターン信号との比較を行い、ビームON/OFF信
号12を生成する。この生成過程は既知であり、ここで
はその詳細な説明を割愛する。
【0026】以下では、話が戻るが、ゲインデータ信号
50を決定する部分であるゲインデータ信号設定部22
及び焼付け有効エリア信号設定部23の構成・動作につ
いて詳述する。
50を決定する部分であるゲインデータ信号設定部22
及び焼付け有効エリア信号設定部23の構成・動作につ
いて詳述する。
【0027】既述した通り、基準正弦波曲線パターン信
号47は、ビームスポット7が焼付け有効エリア16を
通過するのに要する時間に応じてゲイン補正を受ける必
要がある。一般的に、1主走査ライン毎にビームスポッ
ト7の走査速度vが極端に変化することはない。このこ
とは、1つ手前の主走査ライン上をビームスポット7が
走査したときの走査速度vに関するデータを、そのまま
次の主走査ラインに於けるゲインデータ設定に利用した
としても、それによる誤差は非常に小さいということを
意味している。そこで、本実施例では、ビームスポット
7が1主走査ラインを描く毎に同時にビームスポット7
の走査速度vを検出し、その検出データを次の主走査ラ
インを描くときに使用している。つまり、ゲインデータ
設定に必要な実際の走査速度vのデータは、常に1つ手
前の主走査ラインの走査時に既に決定されていると言う
ことである。ここでは、その様な主走査速度vの検出方
法として、直接的に走査速度vを測定するのではなく、
図3において述べた面積を求めることにより間接的に走
査速度Vの検出を行っていることは、既に述べた通りで
ある。
号47は、ビームスポット7が焼付け有効エリア16を
通過するのに要する時間に応じてゲイン補正を受ける必
要がある。一般的に、1主走査ライン毎にビームスポッ
ト7の走査速度vが極端に変化することはない。このこ
とは、1つ手前の主走査ライン上をビームスポット7が
走査したときの走査速度vに関するデータを、そのまま
次の主走査ラインに於けるゲインデータ設定に利用した
としても、それによる誤差は非常に小さいということを
意味している。そこで、本実施例では、ビームスポット
7が1主走査ラインを描く毎に同時にビームスポット7
の走査速度vを検出し、その検出データを次の主走査ラ
インを描くときに使用している。つまり、ゲインデータ
設定に必要な実際の走査速度vのデータは、常に1つ手
前の主走査ラインの走査時に既に決定されていると言う
ことである。ここでは、その様な主走査速度vの検出方
法として、直接的に走査速度vを測定するのではなく、
図3において述べた面積を求めることにより間接的に走
査速度Vの検出を行っていることは、既に述べた通りで
ある。
【0028】3) 図8は、焼付け有効エリア信号設定部
23の構成を示すブロック図である。ここで、焼付け有
効エリア信号26は、ガルバノミラー4の振り角が変動
した場合であっても、その変動に追従して一定の範囲を
示すものでなければならない。そこで、焼付け有効エリ
ア信号設定部23は、図1に示す様に感材露光面6上に
物理的に配置されたスタートセンサ8(フォトダイオー
ド等より成る)が出力するスタートセンサ信号14の立
ち上がり時を基準としてドットクロック信号28を計数
することにより、焼付け有効エリア16のスタート位置
及びエンド位置を検出している。ドットクロック信号2
8は、一つ手前の主走査ラインに関する走査速度vの検
出データを用いて既にゲイン補正された信号であるか
ら、ガルバノミラー4の動作周波数νやその振り角の変
動を全て反映したものである。従って、このドットクロ
ック信号28を直接計数することは、感材露光面6上を
走査中のビームスポット7の現在位置を計測しているこ
とに他ならない。この計数を担う部分がカウンタ61で
あり、スタート位置及びエンド位置設定ディップスイッ
チ64及び65には、それぞれ焼付け有効エリア16の
スタート位置及びエンド位置に該当するカウント値
(B)が予め格納されている。比較器62は、カウンタ
61のカウント値(A)がカウント値(B)を越えたと
きに、ANDゲートを介して、焼付け有効エリア信号2
6を“0”レベルから“1”レベルに立ち上げる一方、
比較器63は、(カウント値(A))≧(カウント値
(B))となった時点で焼付け有効エリア信号26を
“1”レベルから“0”レベルへ立ち下げる。そして、
焼付け有効エリア信号26の立上がり時からその立下が
り時までの時間が、丁度、図3でいう時間Ta やTb に
該当している。
23の構成を示すブロック図である。ここで、焼付け有
効エリア信号26は、ガルバノミラー4の振り角が変動
した場合であっても、その変動に追従して一定の範囲を
示すものでなければならない。そこで、焼付け有効エリ
ア信号設定部23は、図1に示す様に感材露光面6上に
物理的に配置されたスタートセンサ8(フォトダイオー
ド等より成る)が出力するスタートセンサ信号14の立
ち上がり時を基準としてドットクロック信号28を計数
することにより、焼付け有効エリア16のスタート位置
及びエンド位置を検出している。ドットクロック信号2
8は、一つ手前の主走査ラインに関する走査速度vの検
出データを用いて既にゲイン補正された信号であるか
ら、ガルバノミラー4の動作周波数νやその振り角の変
動を全て反映したものである。従って、このドットクロ
ック信号28を直接計数することは、感材露光面6上を
走査中のビームスポット7の現在位置を計測しているこ
とに他ならない。この計数を担う部分がカウンタ61で
あり、スタート位置及びエンド位置設定ディップスイッ
チ64及び65には、それぞれ焼付け有効エリア16の
スタート位置及びエンド位置に該当するカウント値
(B)が予め格納されている。比較器62は、カウンタ
61のカウント値(A)がカウント値(B)を越えたと
きに、ANDゲートを介して、焼付け有効エリア信号2
6を“0”レベルから“1”レベルに立ち上げる一方、
比較器63は、(カウント値(A))≧(カウント値
(B))となった時点で焼付け有効エリア信号26を
“1”レベルから“0”レベルへ立ち下げる。そして、
焼付け有効エリア信号26の立上がり時からその立下が
り時までの時間が、丁度、図3でいう時間Ta やTb に
該当している。
【0029】4) 図9は、上記焼付け有効エリア信号2
6を受けて基準正弦波曲線パターン信号47からゲイン
データを設定する、ゲインデータ信号設定部22の構成
を示したブロック図である。基準正弦波曲線パターン信
号47は、加算器51の一方の入力端子(A)に入力さ
れる。加算器51の出力先であるデータラッチ52は、
そのクリア端子が“1”レベルにある状態では常にクリ
アされた状態にある。従って、焼付け有効エリア信号2
6が“1”レベルにある時間内だけ、データラッチ52
は、加算器51の出力を受け入れることとなる。その結
果、焼付け有効エリア信号26が“0”レベルにある状
態では、加算器51は基準正弦波曲線パターン信号47
の加算処理を行っていないことになる。その後、焼付け
有効エリア信号26の反転信号の立下がりによってクリ
ア状態が解除され、データラッチ52は、一走査中40
96回ON/OFFする基本クロック信号25のタイミ
ングで以て、加算器51の出力をラッチすると共に、そ
のラッチした値を加算器51の他方の入力端子(B)へ
フィードバックする。その結果、加算器51とデータラ
ッチ52とは、焼付け有効エリア信号26が有効
(“1”レベル)となっている間だけ、基準正弦波曲線
パターン信号47の電圧値を基本クロック信号25の周
期で累積加算する。この累積加算値が図3において斜線
で示した面積値にほかならないことは明白である。そし
て、この累積加算値は、焼付け有効エリア信号26の反
転信号の立ち上がり時に応答して、データラッチ53に
よってラッチされ、メモリ54へ与えられる。同時に、
加算器51とデータラッチ52とは、基準正弦波曲線パ
ターン信号47の加算処理を中止し、データラッチ52
がこの時点で有する累積加算値は0値にクリアされる。
6を受けて基準正弦波曲線パターン信号47からゲイン
データを設定する、ゲインデータ信号設定部22の構成
を示したブロック図である。基準正弦波曲線パターン信
号47は、加算器51の一方の入力端子(A)に入力さ
れる。加算器51の出力先であるデータラッチ52は、
そのクリア端子が“1”レベルにある状態では常にクリ
アされた状態にある。従って、焼付け有効エリア信号2
6が“1”レベルにある時間内だけ、データラッチ52
は、加算器51の出力を受け入れることとなる。その結
果、焼付け有効エリア信号26が“0”レベルにある状
態では、加算器51は基準正弦波曲線パターン信号47
の加算処理を行っていないことになる。その後、焼付け
有効エリア信号26の反転信号の立下がりによってクリ
ア状態が解除され、データラッチ52は、一走査中40
96回ON/OFFする基本クロック信号25のタイミ
ングで以て、加算器51の出力をラッチすると共に、そ
のラッチした値を加算器51の他方の入力端子(B)へ
フィードバックする。その結果、加算器51とデータラ
ッチ52とは、焼付け有効エリア信号26が有効
(“1”レベル)となっている間だけ、基準正弦波曲線
パターン信号47の電圧値を基本クロック信号25の周
期で累積加算する。この累積加算値が図3において斜線
で示した面積値にほかならないことは明白である。そし
て、この累積加算値は、焼付け有効エリア信号26の反
転信号の立ち上がり時に応答して、データラッチ53に
よってラッチされ、メモリ54へ与えられる。同時に、
加算器51とデータラッチ52とは、基準正弦波曲線パ
ターン信号47の加算処理を中止し、データラッチ52
がこの時点で有する累積加算値は0値にクリアされる。
【0030】ここで原理的には、ビームスポット7が焼
付け有効エリア16を通過するのに要する時間が短い
程、累積加算値が小さくなるのであるから(基準正弦波
曲線パターン信号47を加算しているため)、累積加算
値は丁度求めるべきゲイン値Gの逆数に比例しているこ
ととなる。そこで、メモリ54(ROM)に予想される
逆数データを予めルックアップテーブルの形式で記憶し
ておき、このメモリ54にデータラッチ53が保持する
累積加算値に対して逆数変換を行わせることとして、こ
れによりゲインデータ信号50を得ている。従って、こ
のゲインデータ信号50を用いて積算処理を行うことに
より、基準正弦波曲線パターン信号47が最適なパター
ン信号にゲイン補正されるわけである。
付け有効エリア16を通過するのに要する時間が短い
程、累積加算値が小さくなるのであるから(基準正弦波
曲線パターン信号47を加算しているため)、累積加算
値は丁度求めるべきゲイン値Gの逆数に比例しているこ
ととなる。そこで、メモリ54(ROM)に予想される
逆数データを予めルックアップテーブルの形式で記憶し
ておき、このメモリ54にデータラッチ53が保持する
累積加算値に対して逆数変換を行わせることとして、こ
れによりゲインデータ信号50を得ている。従って、こ
のゲインデータ信号50を用いて積算処理を行うことに
より、基準正弦波曲線パターン信号47が最適なパター
ン信号にゲイン補正されるわけである。
【0031】図10は、上述した処理部10の各部20
〜23の動作をより一層明確にするために示したタイミ
ングチャートであり、同図(a)〜(k)は、それぞれ
ガルバノミラー同期パルス信号31、イニシャルパルス
信号32、基準正弦波曲線パターン信号47、ビームス
ポット速度パターン信号49、ドットクロック信号2
8、スタートセンサ信号14、焼付け有効エリア信号2
6、基本クロック信号25、データラッチ52の出力信
号、ゲインデータ信号50及び時間軸である。図中、時
刻t1 〜t5 及びt6 〜t10の時間内にビームスポット
7は往動作を行なっており、時刻t5 〜t6 の時間内は
復動作の時間に該当するが、本実施例では復動作は露光
に用いられないので、この時間(t5 〜t6 )内はビー
ムスポット7の走査は行われない。
〜23の動作をより一層明確にするために示したタイミ
ングチャートであり、同図(a)〜(k)は、それぞれ
ガルバノミラー同期パルス信号31、イニシャルパルス
信号32、基準正弦波曲線パターン信号47、ビームス
ポット速度パターン信号49、ドットクロック信号2
8、スタートセンサ信号14、焼付け有効エリア信号2
6、基本クロック信号25、データラッチ52の出力信
号、ゲインデータ信号50及び時間軸である。図中、時
刻t1 〜t5 及びt6 〜t10の時間内にビームスポット
7は往動作を行なっており、時刻t5 〜t6 の時間内は
復動作の時間に該当するが、本実施例では復動作は露光
に用いられないので、この時間(t5 〜t6 )内はビー
ムスポット7の走査は行われない。
【0032】時刻t1 でイニシャルパルス信号32が立
上がると、以後、基本クロック信号25のタイミングで
基準正弦波曲線パターン信号47がメモリ41より読出
される。時刻t1 〜t4 の時間内では、メモリ54は時
刻t1 以前の走査時に決定されたゲインデータ信号50
(同図(j)では、記号G1として示す)を出力してい
るので、基準正弦波曲線パターン信号47はこのゲイン
データ信号G1によって補正され、ビームスポット速度
パターン信号49が生成され、更にV−F変換されてド
ットクロック信号28が出力される。一方、時刻t2 で
スタートセンサ信号14が立上がると、カウンタ61は
ドットクロック信号28のカウントを開始し、焼付け有
効エリア信号設定部23は、時刻t3 で“1”レベルに
立上がり、時刻t4 で“0”レベルに立ち下がる焼付け
有効エリア信号26を出力する。そして、時刻t3 よ
り、データラッチ52は加算器51が出力する累積加算
値のラッチを開始する。そして、焼付け有効エリア信号
26の反転信号の立ち上がり時である時刻t4 まで、デ
ータラッチ52は累積加算値のラッチを続け、時刻t4
においてクリアされる。それに対して、データラッチ5
3は、時刻t4 において、データラッチ52が保持する
累積加算値をラッチし、メモリ54へその値を新たな累
積加算値として出力する。この結果、時刻t4 以後、時
刻t9 までの時間内では、メモリ54は新たなゲインデ
ータ信号G2を乗算器42へ出力し続けることとなる。
従って、時刻t4 〜時刻t5 の時間内では、ゲインデー
タ信号G2によって基準正弦波曲線パターン信号47は
補正されることとなる。但し、時刻t4 〜時刻t5 の時
間内では既にビームスポット7は焼付け有効エリア16
を通過した後であるので、この様に時刻t4 を分岐点と
してゲインデータ信号50の内容が変わっても問題は生
じない。
上がると、以後、基本クロック信号25のタイミングで
基準正弦波曲線パターン信号47がメモリ41より読出
される。時刻t1 〜t4 の時間内では、メモリ54は時
刻t1 以前の走査時に決定されたゲインデータ信号50
(同図(j)では、記号G1として示す)を出力してい
るので、基準正弦波曲線パターン信号47はこのゲイン
データ信号G1によって補正され、ビームスポット速度
パターン信号49が生成され、更にV−F変換されてド
ットクロック信号28が出力される。一方、時刻t2 で
スタートセンサ信号14が立上がると、カウンタ61は
ドットクロック信号28のカウントを開始し、焼付け有
効エリア信号設定部23は、時刻t3 で“1”レベルに
立上がり、時刻t4 で“0”レベルに立ち下がる焼付け
有効エリア信号26を出力する。そして、時刻t3 よ
り、データラッチ52は加算器51が出力する累積加算
値のラッチを開始する。そして、焼付け有効エリア信号
26の反転信号の立ち上がり時である時刻t4 まで、デ
ータラッチ52は累積加算値のラッチを続け、時刻t4
においてクリアされる。それに対して、データラッチ5
3は、時刻t4 において、データラッチ52が保持する
累積加算値をラッチし、メモリ54へその値を新たな累
積加算値として出力する。この結果、時刻t4 以後、時
刻t9 までの時間内では、メモリ54は新たなゲインデ
ータ信号G2を乗算器42へ出力し続けることとなる。
従って、時刻t4 〜時刻t5 の時間内では、ゲインデー
タ信号G2によって基準正弦波曲線パターン信号47は
補正されることとなる。但し、時刻t4 〜時刻t5 の時
間内では既にビームスポット7は焼付け有効エリア16
を通過した後であるので、この様に時刻t4 を分岐点と
してゲインデータ信号50の内容が変わっても問題は生
じない。
【0033】時刻t6 〜時刻t10の間に、次の主走査ラ
インについての走査が行われるわけであるが、この場合
には、時刻t6 〜時刻t9 の時間中、基準正弦波曲線パ
ターン信号47は既に決定されているゲインデータ信号
50(G2)によって補正されることとなる。
インについての走査が行われるわけであるが、この場合
には、時刻t6 〜時刻t9 の時間中、基準正弦波曲線パ
ターン信号47は既に決定されているゲインデータ信号
50(G2)によって補正されることとなる。
【0034】以上述べた様に本実施例では、グレーティ
ングセンサを用いないで、代わって、電気的にビームス
ポット7の走査速度vのパターンをシミューレートして
おり、これによって懸念されるガルバノミラーの動作周
波数νやその振り角のリアルタイムでの変動等の不安定
要素を高精度で補正することができる。従って、従来グ
レーティングセンサを使用することに伴い必須であった
光学系やその調整工数を一切不要とすることが可能とな
る。
ングセンサを用いないで、代わって、電気的にビームス
ポット7の走査速度vのパターンをシミューレートして
おり、これによって懸念されるガルバノミラーの動作周
波数νやその振り角のリアルタイムでの変動等の不安定
要素を高精度で補正することができる。従って、従来グ
レーティングセンサを使用することに伴い必須であった
光学系やその調整工数を一切不要とすることが可能とな
る。
【0035】ここで図11及び図12は、本発明におけ
る変形例を示す図であり、それぞれ、その変形対象であ
るゲインデータ信号設定部22Aとビームスポット速度
パターン信号発生部21Aのブロック図を示している。
この変形例では、前実施例で乗算器42を用いてゲイン
補正していたのに代えて、割算器42Aを用いてゲイン
補正を行っている。この場合には、前実施例における逆
数演算用のメモリ54が不要となり、データラッチ53
の出力信号が直接ゲインデータ信号50Aとなる。従っ
て、これらの部分以外の部分については、前実施例と変
わりはない。
る変形例を示す図であり、それぞれ、その変形対象であ
るゲインデータ信号設定部22Aとビームスポット速度
パターン信号発生部21Aのブロック図を示している。
この変形例では、前実施例で乗算器42を用いてゲイン
補正していたのに代えて、割算器42Aを用いてゲイン
補正を行っている。この場合には、前実施例における逆
数演算用のメモリ54が不要となり、データラッチ53
の出力信号が直接ゲインデータ信号50Aとなる。従っ
て、これらの部分以外の部分については、前実施例と変
わりはない。
【0036】又、図13及び図14は、更に別の変形例
を示している。今まで述べてきた例では、基準正弦波曲
線パターン信号47は予めメモリ41内に設定されたデ
ィジタル信号であったが、それに代えてガルバノミラー
駆動電圧信号13より直接基準正弦波曲線パターン信号
を生成することもできる。この場合には、基準正弦波曲
線パターン信号はアナログ信号となる。この場合が本変
形例である。図13に示す通り、ガルバノミラー駆動電
圧信号13は整流器17にも入力される。整流器17は
半波整流器であり、ガルバノミラー駆動電圧信号13を
図10(C)に示したような半周期分の正弦波曲線を与
える信号に整流して、これを基準正弦波曲線パターン信
号27として直接図14に示すビームスポット速度パタ
ーン信号設定部21BのA/D変換器29に入力する。
そしてA/D変換器29は、基準正弦波曲線パターン信
号27をディジタル信号へと変換した上で、乗算器42
へ入力する。従って、本変形例では、イニシャルパルス
信号32が不要となるので、基本クロック信号発生部2
0は基本クロック信号25のみを発生させる回路構成と
なり、その基本クロック信号25をゲインデータ信号設
定部22へのみ出力することとなる。その他の点では、
前実施例と変わるところはない。
を示している。今まで述べてきた例では、基準正弦波曲
線パターン信号47は予めメモリ41内に設定されたデ
ィジタル信号であったが、それに代えてガルバノミラー
駆動電圧信号13より直接基準正弦波曲線パターン信号
を生成することもできる。この場合には、基準正弦波曲
線パターン信号はアナログ信号となる。この場合が本変
形例である。図13に示す通り、ガルバノミラー駆動電
圧信号13は整流器17にも入力される。整流器17は
半波整流器であり、ガルバノミラー駆動電圧信号13を
図10(C)に示したような半周期分の正弦波曲線を与
える信号に整流して、これを基準正弦波曲線パターン信
号27として直接図14に示すビームスポット速度パタ
ーン信号設定部21BのA/D変換器29に入力する。
そしてA/D変換器29は、基準正弦波曲線パターン信
号27をディジタル信号へと変換した上で、乗算器42
へ入力する。従って、本変形例では、イニシャルパルス
信号32が不要となるので、基本クロック信号発生部2
0は基本クロック信号25のみを発生させる回路構成と
なり、その基本クロック信号25をゲインデータ信号設
定部22へのみ出力することとなる。その他の点では、
前実施例と変わるところはない。
【0037】また、上記各例ではビームスポット7の往
復運動の内、往運動のみを走査・露光に利用していた
が、往復両方をそれぞれ走査・露光に用いる様にしても
良い。この場合には、図13の例における整流器17は
全波整流器となる。そして、各例共に、前回の往走査時
に求めたゲインデータ信号を次の往走査時に用いてゲイ
ン補正し前回の復走査時に求めたゲインデータ信号を次
の復走査時に用いてゲイン補正することとなる。
復運動の内、往運動のみを走査・露光に利用していた
が、往復両方をそれぞれ走査・露光に用いる様にしても
良い。この場合には、図13の例における整流器17は
全波整流器となる。そして、各例共に、前回の往走査時
に求めたゲインデータ信号を次の往走査時に用いてゲイ
ン補正し前回の復走査時に求めたゲインデータ信号を次
の復走査時に用いてゲイン補正することとなる。
【0038】
【発明の効果】この発明は、グレーティングセンサ等の
特別なセンサを用いること無く、共振型の偏向素子の動
作周波数や振り角の変動等を電気的処理によって高精度
で補正することができ、物理的には小型・高性能な光ビ
ーム走査装置を、光学機械的にはシステム構築の容易な
光ビーム走査装置を実現できるという効果を奏する。
特別なセンサを用いること無く、共振型の偏向素子の動
作周波数や振り角の変動等を電気的処理によって高精度
で補正することができ、物理的には小型・高性能な光ビ
ーム走査装置を、光学機械的にはシステム構築の容易な
光ビーム走査装置を実現できるという効果を奏する。
【図1】この発明の一実施例である光ビーム走査装置の
全体構成を示したブロック図である。
全体構成を示したブロック図である。
【図2】ドットクロック信号の周波数変動を示した説明
図である。
図である。
【図3】ガルバノミラーの振り角と焼付け有効エリアと
の関係を示した説明図である。
の関係を示した説明図である。
【図4】処理部の構成を示したブロック図である。
【図5】基本クロック信号発生部の構成を示したブロッ
ク図である。
ク図である。
【図6】基本クロック信号発生部に於ける各種信号の時
間的関係を示したタイミングチャートである。
間的関係を示したタイミングチャートである。
【図7】ビームスポット速度パターン信号発生部の構成
を示したブロック図である。
を示したブロック図である。
【図8】ゲインデータ信号設定部の構成を示したブロッ
ク図である。
ク図である。
【図9】焼付け有効エリア信号設定部の構成を示したブ
ロック図である。
ロック図である。
【図10】各種信号の時間的関係を示したタイミングチ
ャートである。
ャートである。
【図11】この発明の変形例に於けるゲインデータ信号
設定部の構成を示したブロック図である。
設定部の構成を示したブロック図である。
【図12】この発明の変形例に於けるビームスポット速
度パターン信号発生部の構成を示したブロック図であ
る。
度パターン信号発生部の構成を示したブロック図であ
る。
【図13】この発明の他の変形例に於ける全体構成を示
したブロック図である。
したブロック図である。
【図14】この発明の他の変形例に於けるビームスポッ
ト速度パターン信号発生部の構成を示したブロック図で
ある。
ト速度パターン信号発生部の構成を示したブロック図で
ある。
1 レーザー発振器 2 レーザービーム 3 AOM 4 ガルバノミラー 5 fθレンズ 6 感材 7 ビームスポット 8 スタートセンサ 9 ガルバノミラー用ドライバ 10 処理部 12 ビームON/OFF信号 13 ガルバノミラー駆動電圧信号 14 スタートセンサ信号 15 整流器 20 基本クロック信号発生部 21 ビームスポット速度パターン信号設定部 22 ゲインデータ信号設定部 23 焼付け有効エリア信号設定部 24 ドットジェネレータ 25 基本クロック信号 28 ドットクロック信号 41 メモリ 42 乗算器 42A 割算器 47 基準正弦波曲線パターン信号 49 ビームスポット速度パターン信号 50 ゲインデータ信号
Claims (1)
- 【請求項1】 ドットクロック信号に同期して画像信号
より生成した変調信号に応じて変調された光ビームを共
振型の偏向素子によって走査用レンズを介して感材の主
走査方向に走査し、以て画像を前記感材上に記録する光
ビーム走査装置において、 前記共振型の偏向素子の駆動信号を生成する駆動手段
と、 前記主走査方向に走査されている光ビームのビームスポ
ットの走査速度を予め決定された基準走査速度との比較
を通じて検出する走査速度検出手段と、 時間に対するレベル変化が前記基準走査速度に対応した
正弦波関数として表される基準走査速度パターン信号を
前記駆動信号に同期して生成する基準走査速度パターン
信号生成手段と、 前記走査速度検出手段の出力信号と前記基準走査速度パ
ターン信号との演算処理によって、前記走査速度の時間
的変化に相当したレベル変化を与える走査速度パターン
信号を生成する走査速度パターン信号生成手段と、 前記走査速度パターン信号より、そのレベル変化に対応
した周波数変化を与える前記ドットクロック信号を生成
するドットクロック信号生成手段とを、 備えたことを特徴とする光ビーム走査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5329794A JPH07154544A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 光ビーム走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5329794A JPH07154544A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 光ビーム走査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07154544A true JPH07154544A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=18225335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5329794A Pending JPH07154544A (ja) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | 光ビーム走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07154544A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006023382A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Olympus Corp | 光走査型観察装置 |
US7324250B2 (en) | 2005-07-11 | 2008-01-29 | Kyocera Mita Corporation | Image forming apparatus |
JP2012134846A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Olympus Corp | サンプリングクロック発生装置およびサンプリングクロック発生システム |
JP2017102206A (ja) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
-
1993
- 1993-11-30 JP JP5329794A patent/JPH07154544A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006023382A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Olympus Corp | 光走査型観察装置 |
US7324250B2 (en) | 2005-07-11 | 2008-01-29 | Kyocera Mita Corporation | Image forming apparatus |
JP2012134846A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Olympus Corp | サンプリングクロック発生装置およびサンプリングクロック発生システム |
JP2017102206A (ja) * | 2015-11-30 | 2017-06-08 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
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