JPH08292386A

JPH08292386A - 多重ビーム回転制御装置

Info

Publication number: JPH08292386A
Application number: JP9524395A
Authority: JP
Inventors: Minoru Maekawara; 稔前川原
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-04-20
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 1996-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】円筒内面走査方式の光ビーム走査装置におい
て多重ビーム走査方式を併用する際に、回転反射素子の
回転と光ビームの回転とを所定の位相差で精密に同期さ
せ制御する光ビーム回転制御装置を提供すること。【構成】台形プリズム用モータ１０を回転反射素子用
モータ１１の１／２の速度で回転させることにより回転
反射素子に入射する多重ビームの回転速度を回転反射素
子の回転速度と等しくするように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多重ビーム回転制御装置
に関し、特に印刷製版用の出力機やプリント基板の原版
作成用の出力機のようにレーザ等の光ビームを走査して
画像を記録する装置に用いられる円筒内面走査方式の光
ビーム走査装置において多重ビーム走査方式を併用する
際の多重ビーム回転制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷製版用の出力機やプリント基板の原
版作成用の出力機のようにレーザ等の光ビームを走査し
て画像を記録する装置における光ビーム走査装置として
現在用いられている方式は、主に、ドラムスキャナ方
式、平面走査方式および円筒内面走査方式の３種類に分
類される。以下にそれぞれの方式について説明する。

【０００３】図１２はドラムスキャナ方式の光ビーム走
査装置の概略図である。

【０００４】この方式では、感光材料５１を回転ドラム
５２に巻き、これをモータ５３で回転させることにより
主走査を行い、副走査機構５５によって光源ユニット５
４を主走査とほぼ直角の方向に移動することにより副走
査を行って画像が記録される。

【０００５】この方式は、記録サイズと画質の点で十分
良好な性能を得ることができるが、感光材料５１を装着
した大型のドラム５２を回転させることで主走査を実現
しているため、ドラム５２の慣性モーメントの大きさか
らその回転速度が制限され、これが記録速度を制限する
要因となっている。

【０００６】図１３は図１２に示した光源ユニット５４
の内部構造を表す概略図である。

【０００７】光源ユニット５４は、複数の光ファイバー
５６を並べて、その端面５７から出射する光ビームがレ
ンズ５８により感光材料５１に集束するようにして実現
される。

【０００８】ドラムスキャナ方式においては、単一の光
ビーム（以下「単一ビーム」という）を用いて露光した
のでは記録速度が遅いため、図１３に示すように複数の
光ビーム（以下「多重ビーム」という）を用いて、ドラ
ム５２が１回転する間に複数の主走査線を記録できるよ
うないわゆる多重ビーム走査方式が併用され、記録速度
の向上が図られる場合が多い。

【０００９】しかし、このようにしても後述する平面走
査方式および円筒内面走査方式のように光ビーム自体を
走査する方式を記録速度の点で上回ることは難しく、今
後の飛躍的な向上も望めない。

【００１０】図１４は平面走査方式の光ビーム走査装置
の概略図である。

【００１１】この方式では、光源６１から出射する光ビ
ームを、モータ６２により回転する回転多面鏡６３で反
射させて主走査方向に移動させ、レンズ６４で集束する
ことにより感光材料６５上で主走査を行う。そして、感
光材料６５を主走査方向とほぼ直角な方向に移動させる
ことにより副走査を行って画像が記録される。

【００１２】この方式は、いわゆる回転多面鏡や回転ピ
ラミッドミラーを用いて光ビーム自体を移動させること
によって主走査を行う。従って、回転させる部材（回転
多面鏡や回転ピラミッドミラー）が小型でありその慣性
モーメントが小さいため、回転速度を速めることが比較
的容易であり、また、１回の回転でミラーの面数分の回
数の主走査が行われるので、記録速度を上げることが比
較的容易である。

【００１３】しかし、印刷製版用の出力機やプリント基
板の原版作成用の出力機のように広い走査幅と小さな集
束ビーム径を要求されるような場合、この方式では、レ
ンズの設計および製作上の制約から小さい集束ビーム径
を得ること自体が難しい上、全走査幅にわたって一定の
ビーム径およびビーム形状を保つことは困難である。ま
た、この方式の大きな問題点の１つである走査線間隔の
むらもビーム径に比例して小さくすることが望まれる
が、これを要求されるほどに小さくすることは大変困難
である。

【００１４】以上述べたように、平面走査方式では、十
分な記録速度を得やすいが、記録サイズと画質の両方と
もに十分である光ビーム走査装置を実現することは難し
い。さらに述べると、平面走査方式では、レンズの焦点
距離はレンズ設計上の制約から主走査の幅と同程度かそ
れ以上に大きくなるのが普通であり、走査光学系が比較
的大きなものとなってしまう。

【００１５】さて、もう１種類の光ビーム自体を移動さ
せて走査する方式として、円筒内面走査方式と呼ばれ、
固定ドラム（以下「円筒」という）を用い、その円筒面
に装着された感光材料に対し、円筒の内部で光ビームを
周方向に回転させて走査し、画像記録を行う方式がある
（特開昭６３−１５８５８０号公報参照）。

【００１６】図１５は従来の円筒内面走査方式の光ビー
ム走査装置の概略図である。

【００１７】円筒７５の円筒面に感光材料７６を装着す
る一方、光源７１からの光ビームを円筒７５の中心軸に
沿って入射して、円筒７５内でその中心軸を回転軸とし
てモータ７２により回転される反射鏡、直角プリズム、
ペンタプリズム等の光反射素子（以下「回転反射素子」
という）７３で直角方向に反射するとともに、光路中の
集光レンズ７４で光ビームを集束することにより、円筒
７５の円筒面に装着された感光材料７６上で、集束され
た光ビームが主走査される。

【００１８】また、図示しないモータにより駆動される
副走査機構７７により、モータ７２、回転反射素子７３
および集光レンズ７４が軸方向に移動せしめられて、副
走査が行われ、これらにより画像が記録（露光）され
る。

【００１９】円筒面に感光材料を装着する方法として
は、円筒の内面に感光材料を保持させてもよいし、透明
な部材でできた円筒の外面に感光材料を保持させてもよ
い。

【００２０】この円筒内面走査方式では、円筒の中心軸
を回転軸として回転する回転反射素子により、回転軸に
沿ってほぼ平行に入射する光ビームを、ほぼ直角方向に
反射して、円筒面に装着された感光材料を走査し露光す
る。反射する方向は必ずしも直角である必要はなく、直
角ではない方向に反射されることで、反射点と露光点と
の距離が長くなることや、円筒面上で光ビームが円筒の
軸方向に大きくなることなどの影響が実用上支障のない
範囲であればよい。

【００２１】この方式の特徴は、前述のドラムスキャナ
方式のような円筒を回転させる方式に比べ、回転させる
部材が小型でありその慣性モーメントが小さいため、回
転速度を上げやすく、すなわち記録速度を上げやすい点
にある。

【００２２】さらなる特徴は、前述の平面走査方式に比
べ、焦点距離の短い集光レンズを用いることができると
ともに比較的大きな走査幅が得られる点にある。

【００２３】焦点距離の短いレンズを用いることができ
るということは、高画質の記録に必要な小さな集束ビー
ム径を得やすいということである。また、レンズの焦点
距離が短いということは、平面走査方式の場合に大きな
問題となっている走査線間隔のむらの問題が緩和される
ことにつながる。

【００２４】また、集光レンズの有効径は入射ビーム径
程度の大きさであればよいので、平面走査線方式で用い
るレンズのように広い入射角に対応した大きなレンズを
用いる必要がない。また、回転反射素子の回転軸と円筒
の中心軸とを合わせる精度を必要に応じて上げることに
よって円筒面上でのビーム径およびビーム形状を、円筒
のほぼ全周にわたって一定に保つことが容易である。す
なわち、円筒内面走査方式は平面走査方式に比べて画質
の向上が容易であるということがいえる。

【００２５】円筒内面走査方式において、走査幅として
円筒の全長の７０〜８０％程度を得ることは、感光材料
の出し入れ口や、回転反射素子の回転機構や、副走査機
構等の機械的な配置上の制約を考えても十分可能であ
り、また、集光レンズの焦点距離は円筒の半径よりやや
長い程度であり、その焦点距離の３倍程度の走査幅を容
易に得ることができる。従って、記録サイズの点でも十
分である。

【００２６】なお、集光レンズは回転反射素子と感光材
料との間の光路に設けて、回転反射素子と一体に回転さ
せてもよい。この場合は回転させる部材の慣性モーメン
トが増加するという欠点はあるが、集光レンズの焦点距
離を円筒の半径よりもさらに短くすることができ、小さ
な集束ビーム径が得易い。言い換えれば、一定のビーム
径を得る上で、集光レンズに入射するビーム径を小さく
することができるという利点がある。

【００２７】以上述べてきたことを整理すると、円筒内
面走査方式は、回転させる部材の回転モーメントが小さ
いためその回転速度を上げ易く、従って記録速度を上げ
易い。また、画質と記録サイズとを両立させ易く、且つ
同一の記録サイズを得る上で、装置のサイズを小さくし
易いということがいえる。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
円筒内面走査方式の光ビーム走査装置は、以上述べてき
た長所を有するものの、単一ビームによる記録速度には
限界があり、さらに記録速度を上げるためには多重ビー
ム走査方式の併用が必要となってくる。ところが、円筒
内面走査方式の場合、多重ビーム走査方式の併用が困難
であるという問題がある。

【００２９】多重ビームを用いるのが困難な理由は、複
数の光ビームを回転反射素子で反射させて円筒内面上を
走査した場合、複数の光ビームが円筒内面上を１周する
ときその途中の２ケ所で交差し、画像記録のために必要
な平行な主走査線を形成しないからである。この交差す
る様子を図面を参照して説明する。

【００３０】図１６は、３本の互いに平行な光ビーム
Ａ、Ｂ、Ｃが回転反射素子２の反射面に入射して円筒１
の内面に照射される場合を示し、図１７は、回転反射素
子２が図１６に示す位置から１８０度回転した場合を示
す。

【００３１】図１６および図１７からわかるように、回
転反射素子２が１８０度回転すると、光ビームＡとＣと
は円筒１の内面上で上下が逆転してしまう。これによ
り、回転反射素子２が図１６に示す位置から図１７に示
す位置まで回転する間に、光ビームＡとＣとが円筒１の
内面上で交差することがわかる。

【００３２】また、図１８のように、回転反射素子２の
反射面上での光ビームＡおよびＣの位置を光ビームＢの
位置と一致させるように各光ビームを微小な角度だけ傾
けて入射させた場合であっても、図１９に示すように回
転反射素子２が１８０度回転すると、やはり光ビームＡ
とＣとは円筒１の内面上で上下が逆転してしまう。

【００３３】図２０は円筒１の内面上の半周にわたって
光ビームＡ、Ｂ、Ｃが交差する様子を示す斜視図であ
り、図２１は円筒１の内面上の半周にわたって光ビーム
Ａ、Ｂ、Ｃが交差する様子を示す展開図である。これら
の図からも光ビームＡ、Ｂ、Ｃが交差する様子がわか
る。

【００３４】従って、光ビームの交差が生じないよう
に、円筒の全周や半周にわたってではなく、それよりも
短い一部の範囲を画像記録に用いた場合であっても、光
ビームは平行にはならないで湾曲を生じ（図２１参
照）、画像記録のための多重ビーム走査には不適当であ
ることがわかる。

【００３５】そこで本願出願人は特開平５−５８４６号
公報に開示されるように、回転反射素子を回転させるの
と同じ方向に同じ速度で光ビームを回転させることによ
り、多重ビーム走査を実現する光ビーム走査装置につい
て提案した。

【００３６】図２２は特開平５−５８４６号公報に開示
された光ビーム走査装置の概略図である。

【００３７】１は感光材料１ａを装着するための円筒で
あり、たとえば円筒１の内面に感光材料１ａを保持す
る。２は回転光学手段としての回転反射素子であり、モ
ータ６によって円筒１の中心軸にほぼ一致する直線を回
転軸として回転される。この例では回転反射素子２とし
て直角プリズムを用いている。３は台形プリズムであ
り、図示しない保持手段により保持され、回転反射素子
２の回転方向と同方向に回転反射素子２の回転速度の１
／２の速度で、図示しない回転駆動手段によって回転さ
れる。４および５はレンズである。

【００３８】図２３は図２２に示した台形プリズム３の
作用を説明する図であり、（ａ）は台形プリズム３に２
本の光ビームＡおよびＢが入射している場合の図であ
り、（ｂ）は（ａ）の状態から台形プリズム３を９０度
回転させた場合の図である。

【００３９】台形プリズム３が図２３（ａ）に示す位置
にあるときには、光ビームＡおよびＢは図２３（ａ）に
示すように台形プリズム３内を屈折および反射し、台形
プリズム３から出射したときの光ビームＡとＢの上下は
入射したときの逆になっている。ところが、台形プリズ
ム３を９０度回転させて、台形プリズム３が図２３
（ｂ）に示す位置にあるときには、光ビームＡおよびＢ
は図２３（ｂ）に示すように台形プリズム３内を屈折お
よび反射し、台形プリズム３から出射したときの光ビー
ムＡとＢの上下は入射したときと同じになる。

【００４０】すなわち、台形プリズム３が９０度回転す
ることによって光ビームＡおよびＢが１８０度回転し、
このことから、台形プリズム３が１／２回転することに
よって光ビームを１回転させることができることがわか
る。

【００４１】以上説明したように、特開平５−５８４６
号公報によって、回転反射素子を回転させるのと同じ方
向に１／２の速度で台形プリズムを回転させることによ
り、円筒内面走査方式において多重ビーム走査が実現で
き記録速度を向上することができることがわかった。し
かし、回転反射素子の回転と光ビームの回転（すなわち
台形プリズムの回転）とを所定の位相差で精密に同期さ
せ制御する手段については開示されていない。

【００４２】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、円筒内面走査方式の光ビーム走査装置において多
重ビーム走査方式を併用する際に、回転反射素子の回転
と光ビームの回転とを所定の位相差で精密に同期させ制
御する多重ビーム回転制御装置を提供することを目的と
する。

【００４３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、円筒内面型走査方式において、円筒の中
心軸とほぼ一致する直線を回転軸として回転することに
よってこの回転軸とほぼ平行に入射する多重ビームを前
記回転軸とほぼ直角な方向に導き前記円筒の内面を周方
向に走査する光偏向器を回転させるための光偏向用モー
タと、前記円筒の中心軸とほぼ一致する直線を回転軸と
して回転することによって前記多重ビームを回転させる
多重ビーム回転手段を回転するための多重ビーム回転用
モータと、この多重ビーム回転用モータを前記光偏向用
モータの１／２の速度で回転させることにより前記光偏
向器に入射する前記多重ビームの回転速度を前記光偏向
器の回転速度と等しくするように制御する制御回路とを
備えたことを特徴とする円筒内面型多重ビーム走査方式
における多重ビーム回転制御装置。

【００４４】

【作用】本発明は以上の構成によって、制御回路が、多
重ビーム回転用モータを光偏向用モータの１／２の速度
で回転させることにより光偏向器に入射する多重ビーム
の回転速度を光偏向器の回転速度と等しくするように制
御する。

【００４５】

【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。な
お、本発明による多重ビーム回転装置が適用される光ビ
ーム走査装置の概略は図２２と同じであるので、ここで
も図２２を参照しながら説明する。

【００４６】図１は、本発明による多重ビーム回転制御
装置の一実施例のブロック図である。

【００４７】ドライバ回路１２は位相シフト回路１５か
ら与えられたクロックＣＫ_msに基づいて多重ビーム回転
用モータとしての台形プリズム用モータ１０を駆動し、
ドライバ回路１３は基準信号発生器１４から与えられた
クロックＣＫ_s に基づいて光偏向用モータとしての回転
反射素子用モータ１１を駆動する。

【００４８】ここで、台形プリズム用モータ１０および
回転反射素子用モータ１１はたとえばＤＣブラシレスモ
ータであって、ドライバ回路１２および１３に与えられ
たクロックの周期に応じた速度で回転するものであり、
台形プリズム用モータ１０は図２２に示した多重ビーム
回転手段としての台形プリズム３を回転させるモータ、
回転反射素子用モータ１１は光偏向器としての回転反射
素子２を回転させるモータである。

【００４９】また、ドライバ回路１２および１３は、そ
れぞれ台形プリズム用モータ１２および回転反射素子用
モータ１１の回転数を検出し、与えられたクロックＣＫ
_msおよびＣＫ_s の周期に従って台形プリズム用モータ１
２および回転反射素子用モータ１１を回転させるための
ＰＬＬ制御回路を備えている。

【００５０】ところで、前述したように、１／２回転す
ることにより光ビームを１回転させることができる台形
プリズム３を用いる場合には、台形プリズム用モータ１
０の回転数（たとえば３０００ｒｐｍ）は回転反射素子
用モータ１１の回転数（たとえば６０００ｒｐｍ）の半
分にすればよい。従ってこの場合、基準信号発生器１４
からはクロックＣＫ_s とその半分の周波数のクロックＣ
Ｋ_m とを発生する。

【００５１】位相シフト回路１５は、回転反射素子２の
回転と台形プリズム３の回転（すなわち光ビームの回
転）との位相差が所定の位相差になるようにクロックＣ
Ｋ_m の位相をシフトする回路であり、位相比較回路２１
からの前シフト信号および後シフト信号に基づいてクロ
ックＣＫ_m の位相をシフトし、クロックＣＫ_msとして出
力する。

【００５２】位相検出回路１６および１７は、それぞ
れ、図示しないエンコーダ等により台形プリズム用モー
タ１０および回転反射素子用モータ１１の回転の位相を
検出し、たとえば、１回転ごとにＨＩＧＨになるパルス
信号Ｚ_s およびＺ_2mを出力する。パルス信号Ｚ_2mは、パ
ルス信号Ｚ_s と周波数を合わせるために分周器１８で２
分周され、パルス信号Ｚ_m となる。

【００５３】基準位相差設定回路２０は、回転反射素子
２の回転と台形プリズム３の回転（すなわち光ビームの
回転）との位相差が所定の位相差になるようにするた
め、パルス信号Ｚ_m を予めシフトしておくためのシフト
量を設定する回路であり、位相シフト回路１９では、基
準位相差設定回路２０から指示されたシフト量だけパル
ス信号Ｚ_m をシフトし、パルス信号Ｚ_msとして出力す
る。

【００５４】位相比較回路２１は、位相検出回路１６か
らのパルス信号Ｚ_s と位相シフト回路１９からのパルス
信号Ｚ_msとの位相を比較し、両者を、たとえば一致させ
るためには基準信号発生器１４からのクロックＣＫ_msを
前シフトさせればよいか、または後シフトさせればよい
かを示す前シフト信号および後シフト信号を出力する。
前述したように、位相シフト回路１５は、この位相比較
回路２１からの前シフト信号および後シフト信号に基づ
いてクロックＣＫ_m の位相をシフトする。

【００５５】基準信号発生器１４、位相シフト回路１
５、位相検出回路１６、位相検出回路１７、分周器１
８、位相シフト回路１９、基準位相差設定回路２０およ
び位相比較回路２１はそれぞれディジタル回路であり、
すべての回路が、図示しない同一のクロックにより動作
する完全同期式ディジタル回路となっている。

【００５６】図２は図１に示した位相比較回路２１の内
部ブロック図であり、図３は図２に示した位相差検出回
路２１１の内部ブロック図である。

【００５７】位相比較回路２１は位相差検出回路２１１
とパルス整形回路２１２とから成り、パルス信号Ｚ_msお
よびＺ_s はそれぞれ位相差検出回路２１１の端子Ｒおよ
びＶに入力される。位相差検出回路２１１は図３に示す
ように構成され、端子ＲおよびＶに入力されたパルス信
号の位相差を検出し、端子ＵおよびＤのそれぞれから信
号ＵｐおよびＤｎを出力する。信号ＵｐおよびＤｎはパ
ルス整形回路２１２で整形され、それぞれ、前シフト信
号および後シフト信号として出力される。

【００５８】図４は、図１に示したクロックＣＫ_msを出
力する位相シフト回路１５の内部ブロック図である。

【００５９】位相シフト回路１５はカウンタ１５１とカ
ウンタ１５２とパルス整形回路１５３とから成り、前シ
フト信号および後シフト信号はカウンタ１５１に入力さ
れ、クロックＣＫ_m はカウンタ１５２に入力される。

【００６０】カウンタ１５１は、前シフト信号のパルス
が入力される都度カウント値をカウントアップし、後シ
フト信号のパルスが入力される都度カウント値をカウン
トダウンする。

【００６１】一方、カウンタ１５２はクロックＣＫ_m の
立ち上がりのタイミングでカウンタ１５１のカウント値
をロードし、このロードした数値に足し合わせる形で図
示しないクロック回路からのクロック（クロックＣＫ_m
よりも高い周波数のクロック）の立ち上がりをカウント
する。このカウント値が所定値に達するとカウンタ１５
２からはキャリーが出力され、これがパルス整形回路１
５３で整形されクロックＣＫ_msとして出力される。すな
わち、カウンタ１５１からのカウント値が多いほど、ク
ロックＣＫ_m が立ち上がってカウンタ１５２からキャリ
ーが出力されるまでの時間が短くなる。

【００６２】図５は、本発明による多重ビーム回転制御
装置の別の実施例のブロック図である。図１と同じ構成
部分には同じ参照番号を付し、説明を省略する。

【００６３】本実施例においては、位相検出回路１６か
らのパルス信号Ｚ_s と位相シフト回路１９からのパルス
信号Ｚ_msとを入力としＬＫ信号を出力とするロック判定
回路２２が新たに設けられるとともに、図１に示した位
相シフト回路１５の代わりに、位相比較回路２１からの
前シフト信号および後シフト信号とロック判定回路２２
からのＬＫ信号と基準信号発生器１４からのクロックＣ
Ｋ_m とを入力としクロックＣＫ_msを出力とする位相シフ
ト回路２３が設けられる。

【００６４】ロック判定回路２２は、台形プリズム用モ
ータ１０の回転と回転反射素子１１の回転との位相差が
基準位相差設定回路２０で設定した位相差に安定してい
るときにはＬＫ信号をＨＩＧＨにして出力する。このＨ
ＩＧＨのＬＫ信号を入力された位相シフト回路２３で
は、位相比較回路２１からの前シフト信号および後シフ
ト信号によるフィードバック制御を停止し、その時点で
の位相差だけ基準信号発生器１４からのクロックＣＫ_m
をシフトしてＣＫ_msとして出力する。

【００６５】このようにすることにより、台形プリズム
用モータ１０の回転と回転反射素子１１の回転との位相
差が所望の位相差であるときには、ドライバ回路１２に
与えるクロックＣＫ_msの位相が変化せず、ドライバ回路
１２が有するＰＬＬ制御回路によって台形プリズム用モ
ータ１０を安定して回転させることができる。

【００６６】ここで、ロック判定回路２２の動作につい
て説明する。

【００６７】図６は図５に示したロック判定回路２２の
内部ブロック図である。

【００６８】また、図７は図５に示したロック判定回路
２２の動作を示すタイミングチャートであり、（ａ）は
ＬＫ信号がＨＩＧＨになるタイミングを説明する図、
（ｂ）はＬＫ信号がＬＯＷになるタイミングを説明する
図である。

【００６９】図６に示すように、ロック判定回路２２は
レンジ設定回路２２１とロジック回路２２２とカウンタ
２２３とデコーダ２２４とから成り、位相検出回路１６
からのパルス信号Ｚ_s および位相シフト回路１９からの
パルス信号Ｚ_msはレンジ設定回路２２１に入力される。

【００７０】レンジ設定回路２２１は、入力されたパル
ス信号Ｚ_msを所定時間Ｔ_r だけ遅延させてパルス信号Ｚ
_enとして出力する（図７（ａ）および（ｂ）参照）とと
もに、入力されたパルス信号Ｚ_s のパルス幅を所定時間
Ｔ_r の２倍にしてパルス信号Ｚ_rgとして出力する（図７
（ａ）および（ｂ）参照）。

【００７１】ロジック回路２２２は、入力されたパルス
信号Ｚ_rgをＵｐ／Ｄｏｗｎ信号として出力するととも
に、入力されたパルス信号Ｚ_enのパルス幅を狭くするよ
うに整形したイネーブル信号を出力する。また、ロジッ
ク回路２２２は、デコーダ２２４からのカウントディセ
ーブル信号がＨＩＧＨのときにはイネーブル信号を出力
しない。これは、カウンタ２２３がたとえば０〜Ｎ_max
までの所定の範囲の数をカウントするようにするためで
ある。

【００７２】カウンタ２２３は、ロジック回路２２２か
らのイネーブル信号のパルスが入力される都度カウント
値をアップまたはダウンする回路であり、ロジック回路
２２２からのＵｐ／Ｄｏｗｎ信号がＨＩＧＨのときにイ
ネーブル信号のパルスが入力された場合にはカウント値
をアップさせ、Ｕｐ／Ｄｏｗｎ信号がＬＯＷのときにイ
ネーブル信号のパルスが入力された場合にはカウント値
をダウンさせ、このカウント値を出力する。

【００７３】デコーダ２２４は、カウンタ２２３からの
カウント値を参照して、カウンタ２２３が０〜Ｎ_max
（たとえば１００）までの数をカウントするようにする
ためのカウントディセーブル信号を出力する。また、カ
ウンタ２２３からのカウント値が増加してきて所定値Ｎ
_u になったときにはＬＫ信号をＨＩＧＨにし（図７
（ａ）参照）、カウンタ２２３からのカウント値が減少
してきて所定値Ｎ_d になったときにはＬＫ信号をＬＯＷ
にする（図７（ｂ）参照）。

【００７４】ＬＫ信号をＨＩＧＨにする際のカウント値
の所定値Ｎ_u とＬＫ信号をＬＯＷにする際のカウント値
の所定値Ｎ_d とは同じ値にしてもよいが、その場合、カ
ウント値がこの所定値付近で多少の増加や減少を繰り返
したときに、位相比較回路２１からの前シフト信号およ
び後シフト信号によるフィードバック制御を行うか否か
の切り換えが頻繁にされることになり、チャタリングが
生じ、かえって安定した制御を害するおそれがある。そ
こで、たとえば所定値Ｎ_u を６０にし、所定値Ｎ_d を４
０にするといった具合に２つの所定値の間に幅を持た
せ、このヒステリシス特性によりチャタリングを防止す
るようにするとよい。

【００７５】次に、位相シフト回路２３の動作について
説明する。

【００７６】図８は、図５に示したクロックＣＫ_msを出
力する位相シフト回路２３の内部ブロック図である。

【００７７】位相シフト回路２３はカウンタ２３１とカ
ウンタ２３２とパルス整形回路２３３とから成り、位相
比較回路２１からの前シフト信号および後シフト信号と
ロック判定回路２２からのＬＫ信号とはカウンタ２３１
に入力され、基準信号発生器１４からのクロックＣＫ_m
はカウンタ２３２に入力される。

【００７８】カウンタ２３１は、前シフト信号のパルス
が入力される都度カウント値をカウントアップし、後シ
フト信号のパルスが入力される都度カウント値をカウン
トダウンするが、ＬＫ信号がＨＩＧＨのときにはこのカ
ウントアップおよびカウントダウン動作を行わない。

【００７９】一方、カウンタ２３２はクロックＣＫ_m の
立ち上がりのタイミングでカウンタ２３１のカウント値
をロードし、このロードした数値に足し合わせる形で図
示しないクロック回路からのクロック（クロックＣＫ_m
よりも高い周波数のクロック）の立ち上がりをカウント
する。このカウント値が所定値に達するとカウンタ２３
２からはキャリーが出力され、これがパルス整形回路２
３３で整形されクロックＣＫ_msとして出力される。

【００８０】なお、本発明は、図１および図５に示した
位相比較回路２１すなわち図２に示した位相比較回路２
１の代わりに、図９に内部ブロック図を示す位相比較回
路２４を用いてもよい。ここで、図１０は図９に示した
位相比較回路２４における前シフト信号出力時の動作を
示すタイミングチャートであり、図１１は図９に示した
位相比較回路２４における後シフト信号出力時の動作を
示すタイミングチャートである。

【００８１】図９に示すように、位相比較回路２４は、
パルスパターン生成回路２４１と、位相差検出回路２４
２と、パルス合成回路２４３と、パルス整形回路２４４
とから成り、パルス信号Ｚ_msおよびＺ_s はそれぞれ位相
差検出回路２４２の端子ＲおよびＶに入力され、パルス
信号Ｚ_msおよび図示しないクロックからのカウントパル
スはパルスパターン生成回路２４１に入力される。

【００８２】位相差検出回路２４２は、入力されたパル
ス信号Ｚ_msのパルス幅を所定時間Ｔ_w にしてパルス信号
Ｚ_ms' とするとともに、入力されたパルス信号Ｚ_s を所
定時間Ｔ_w だけ遅延させてパルス信号Ｚ_s'とする。（図
１０および図１１参照）。さらに、位相差検出回路２４
２は、パルス信号Ｚ_msの位相とパルス信号Ｚ_s の位相と
を合わせるにはパルス信号Ｚ_msを前にシフトした方がよ
い場合には、パルス信号Ｚ_ms' の立ち下がりからパルス
信号Ｚ_s'の立ち下がりまでを１パルスとして信号Ｕｐを
生成する（図１０参照）。また、パルス信号Ｚ_msの位相
とパルス信号Ｚ_s の位相とを合わせるにはパルス信号Ｚ
_msを後にシフトした方がよい場合には、パルス信号Ｚ_s'
の立ち下がりからパルス信号Ｚ_ms' の立ち下がりまでを
１パルスとして信号Ｄｎを生成する（図１１参照）。

【００８３】パルスパターン生成回路２４１は、入力さ
れたパルス信号Ｚ_msのパルス幅を所定時間Ｔ_w の２倍に
してパルス信号Ｚ_ms''とし、このパルス信号Ｚ_ms''とカ
ウントパルスとの論理和を信号ＣＰとして出力する。

【００８４】パルス合成回路２４３は、位相差検出回路
２４２からの信号Ｕｐとパルスパターン生成回路２４１
からの信号ＣＰとの論理積を信号ＣＵｐとして出力する
（図１０参照）とともに、位相差検出回路２４２からの
信号Ｄｎとパルスパターン生成回路２４１からの信号Ｃ
Ｐとの論理積を信号ＣＤｎとして出力する（図１１参
照）。

【００８５】最後にパルス整形回路２４４では、信号Ｃ
Ｕｐの各パルスのパルス幅が所定幅になるように整形し
て前シフト信号として出力するとともに、信号ＣＤｎの
各パルスのパルス幅が所定幅になるように整形して後シ
フト信号として出力する。

【００８６】図９に示した位相比較回路２４を用いるこ
とにより、パルス信号Ｚ_msとパルス信号Ｚ_s との位相差
が所定時間Ｔ_w 未満の場合と位相差が所定時間Ｔ_w 以上
の場合とで２段階の位相ずらし手段を設けたことにな
り、位相差が所定時間Ｔ_w 以上である場合には、複数の
前シフト信号または後シフト信号のパルスを生成するこ
とができ、素早く位相を合わせることができるようにな
る。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
円筒内面走査方式の光ビーム走査装置において多重ビー
ム走査方式を併用する際に、回転反射素子の回転と光ビ
ームの回転とを所定の位相差で精密に同期させ制御する
ことができる。

【００８８】よって、円筒内面走査方式の光ビーム走査
装置において多重ビーム走査方式を併用することがで
き、記録速度を向上することができる。

【００８９】また、本発明により多重ビーム回転制御装
置を完全同期式ディジタル回路で構成することができる
ので、ノイズや温度変化に強く、これらに対する調整が
不要となる。

【００９０】また、図５に示した実施例のようにロック
判定回路等を備えれば、回転反射素子用モータの回転と
台形プリズム用モータの回転との位相差が所定の範囲に
なったときにはＬＫ信号によって前シフト信号および後
シフト信号による制御を停止して、モータおよびそのド
ライバ回路内のＰＬＬ制御回路によってモータを安定し
て回転させることができる。また、ＬＫ信号のＨＩＧＨ
とＬＯＷとの切り換えにおいてはヒステリシスを設ける
ことによってチャタリングを防止することができる。

【００９１】また、図９に示した位相比較回路を用いれ
ば、パルス信号Ｚ_msとパルス信号Ｚ_s との位相差が所定
時間Ｔ_w 以上である場合には、複数の前シフト信号また
は後シフト信号のパルスを生成することができ、素早く
位相を合わせることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多重ビーム回転制御装置の一実施
例のブロック図である。

【図２】図１に示した位相比較回路の内部ブロック図で
ある。

【図３】図２に示した位相差検出回路の内部ブロック図
である。

【図４】図１に示したクロックＣＫ_msを出力する位相シ
フト回路の内部ブロック図である。

【図５】本発明による多重ビーム回転制御装置の別の実
施例のブロック図である。

【図６】図５に示したロック判定回路の内部ブロック図
である。

【図７】図５に示したロック判定回路の動作を示すタイ
ミングチャートであり、（ａ）はＬＫ信号がＨＩＧＨに
なるタイミングを説明する図、（ｂ）はＬＫ信号がＬＯ
Ｗになるタイミングを説明する図である。

【図８】図５に示したクロックＣＫ_msを出力する位相シ
フト回路の内部ブロック図である。

【図９】２段階の位相ずらしを実現する位相比較回路の
内部ブロック図である。

【図１０】図９に示した位相比較回路における前シフト
信号出力時の動作を示すタイミングチャートである。

【図１１】図９に示した位相比較回路における後シフト
信号出力時の動作を示すタイミングチャートである。

【図１２】ドラムスキャナ方式の光ビーム走査装置の概
略図である。

【図１３】図１２に示した光源ユニットの内部構造を表
す概略図である。

【図１４】平面走査方式の光ビーム走査装置の概略図で
ある。

【図１５】従来の円筒内面走査方式の光ビーム走査装置
の概略図である。

【図１６】３本の互いに平行な光ビームＡ、Ｂ、Ｃが回
転反射素子の反射面に入射して円筒の内面に照射される
場合を示す。

【図１７】３本の互いに平行な光ビームＡ、Ｂ、Ｃが回
転反射素子の反射面に入射して円筒の内面に照射される
場合を示し、回転反射素子が図１６に示す位置から１８
０度回転した場合を示す。

【図１８】回転反射素子の反射面上での光ビームＡおよ
びＣの位置を光ビームＢの位置と一致させるように各光
ビームを微小な角度だけ傾けて入射させた場合を示す。

【図１９】回転反射素子の反射面上での光ビームＡおよ
びＣの位置を光ビームＢの位置と一致させるように各光
ビームを微小な角度だけ傾けて入射させた場合を示し、
回転反射素子が図１８に示す位置から１８０度回転した
場合を示す。

【図２０】円筒の内面上の半周にわたって光ビームＡ、
Ｂ、Ｃが交差する様子を示す斜視図である。

【図２１】円筒の内面上の半周にわたって光ビームＡ、
Ｂ、Ｃが交差する様子を示す展開図である。

【図２２】特開平５−５８４６号公報に開示された光ビ
ーム走査装置の概略図である。

【図２３】図２２に示した台形プリズムの作用を説明す
る図であり、（ａ）は台形プリズムに２本の光ビームＡ
およびＢが入射している場合の図であり、（ｂ）は
（ａ）の状態から台形プリズムを９０度回転させた場合
の図である。

【符号の説明】

１円筒２回転反射素子３台形プリズム４、５レンズ６モータ１０台形プリズム用モータ１１回転反射素子用モータ１２、１３ドライバ回路１４基準信号発生器１５位相シフト回路１６、１７位相検出回路１８分周器１９位相シフト回路２０基準位相差設定回路２１位相比較回路２２ロック判定回路２３位相シフト回路２４位相比較回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒の中心軸とほぼ一致する直線を回転
軸として回転することによって該回転軸とほぼ平行に入
射する多重ビームを前記回転軸とほぼ直角な方向に導き
前記円筒の内面を周方向に走査する光偏向器を回転させ
るための光偏向用モータと、前記円筒の中心軸とほぼ一致する直線を回転軸として回
転することによって前記多重ビームを回転させる多重ビ
ーム回転手段を回転するための多重ビーム回転用モータ
と、該多重ビーム回転用モータを前記光偏向用モータの１／
２の速度で回転させることにより前記光偏向器に入射す
る前記多重ビームの回転速度を前記光偏向器の回転速度
と等しくするように制御する制御回路とを備えたことを
特徴とする円筒内面型多重ビーム走査方式における多重
ビーム回転制御装置。
【請求項２】前記制御回路は、前記多重ビーム回転用
モータの回転数に対応して出力されるＺ_s 信号と、前記
光偏向用モータの回転数に対応して出力される信号を前
記Ｚ_s 信号と同一周波数となるように１／２に分周した
後に所定の設定値だけ位相をずらされたＺ_ms信号との位
相差を求め、その位相差に基づいて前記多重ビーム回転
用モータの位相をずらす制御を行うことを特徴とする請
求項１に記載の円筒内面型多重ビーム走査方式における
多重ビーム回転制御装置。
【請求項３】前記制御回路は、前記多重ビーム回転用
モータの回転数に対応して出力されるＺ_s 信号と、前記
光偏向用モータの回転数に対応して出力される信号を前
記Ｚ_s 信号と同一周波数となるように１／２に分周した
後に所定の設定値だけ位相をずらされたＺ_ms信号との位
相差を求め、その位相差に基づいて前記光偏向用モータ
の位相をずらす制御を行うことを特徴とする請求項１に
記載の円筒内面型多重ビーム走査方式における多重ビー
ム回転制御装置。
【請求項４】前記Ｚ_s 信号と前記Ｚ_ms信号との位相差
が所定のロック範囲に所定回数入ったときＬＫ信号を出
力するとともに、該ＬＫ信号の出力時には前記位相をず
らす制御を停止し、前記多重ビーム回転用モータをそれ
自体のＰＬＬ制御で回転させるロック検出手段をさらに
有することを特徴とする請求項２に記載の円筒内面型多
重ビーム走査方式における多重ビーム回転制御装置。
【請求項５】前記Ｚ_s 信号と前記Ｚ_ms信号との位相差
が所定のロック範囲に所定回数入ったときＬＫ信号を出
力するとともに、該ＬＫ信号の出力時には前記位相をず
らす制御を停止し、前記光偏向用モータをそれ自体のＰ
ＬＬ制御で回転させるロック検出手段をさらに有するこ
とを特徴とする請求項３に記載の円筒内面型多重ビーム
走査方式における多重ビーム回転制御装置。
【請求項６】前記ロック検出手段は、前記Ｚ_s 信号と
前記Ｚ_ms信号との位相差が前記ロック範囲に入った回数
をカウント値として数えるカウンタと、該カウンタのカ
ウント値によって前記ＬＫ信号を出力するか否かを判断
するデコーダとを有することを特徴とする請求項４また
は５に記載の円筒内面型多重ビーム走査方式における多
重ビーム回転制御装置。
【請求項７】前記ロック検出手段のＬＫ信号出力には
チャタリングを防止するためにＯＮ時とＯＦＦ時とにヒ
ステリシス特性を設けたことを特徴とする請求項６に記
載の円筒内面型多重ビーム走査方式における多重ビーム
回転制御装置。
【請求項８】前記制御回路は、前記ＬＫ信号が出力す
るまでの時間を短縮するために２段階の速度を設けて、
前記位相をずらす制御を行うことを特徴とする請求項４
または５に記載の円筒内面型多重ビーム走査方式におけ
る多重ビーム回転制御装置。
【請求項９】前記制御回路は、完全同期式ディジタル
回路で構成されていることを特徴とする請求項１ないし
８のいずれか１項に記載の円筒内面型多重ビーム走査方
式における多重ビーム回転制御装置。