(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチ周波数音響光学素子を用いて光ビームを副走査方向に分割して走査する光ビーム走査装置の制御方法において、複数の入射光ビームをそれぞれ異なるマルチ周波数音響光学素子で副走査方向に分割し、分割した光ビームを副走査方向に重ならないように偏位させかつ各音響光学素子で分割された光ビームの各組のすべての光ビームを主走査方向に一定偏位量ずらしつつ走査し、この主走査方向のずれを画像信号のクロックタイミングで補正することを特徴とする光ビーム走査装置の制御方法。
【請求項２】
１つの音響光学素子で分割された複数の光ビームの副走査方向の間に、他の音響光学素子で分割された光ビームの１本が位置する請求項１の光ビーム走査装置の制御方法。
【請求項３】
１つの音響光学素子で分割された複数の光ビームの組と、他の音響光学素子で分割された複数の光ビームの組とが副走査方向に隣接する請求項１の光ビーム走査装置の制御方法。
【請求項４】
マルチ周波数音響光学素子を用いて光ビームを副走査方向に分割して走査する光ビーム走査装置において、複数の光ビームを副走査方向に分割する複数のマルチ周波数音響光学素子と、各音響光学素子で分割された光ビームが副走査方向に重ならないように各音響光学素子を制御する音響光学素子制御部と、各音響光学素子で分割された光ビームの各組のすべての光ビームを主走査方向に一定偏位量ずらして走査する１組の走査光学系と、光ビームの各組の主走査方向のずれを補正するように画像信号のクロックタイミングを制御するクロック発生部とを備えることを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項５】
請求項４の光ビーム走査装置において、さらに、各音響光学素子で分割された光ビームの位置を検出する光ビーム位置検出手段と、この光ビーム位置検出手段で検出した光ビームの位置から副走査方向の偏位量および主走査方向の偏位量を求める偏位検出部と、副走査方向の偏位量から求めた各音響光学素子の偏向角を補正するためのデータおよび主走査方向の偏位量から求めたクロックタイミングを補正するためのデータを記憶するメモリとを備え、音響光学素子制御部は前記メモリに記憶した偏向角を補正するためのデータを用い、またクロック発生部は前記メモリに記憶したクロックタイミングを補正するためのデータを用いることを特徴とする光ビーム走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マルチ周波数音響光学素子を用いて分割した複数の光ビームで走査を行う光ビーム走査装置と、その制御方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ビームを用いて走査することにより画像を記録する光ビーム走査装置において、画像記録速度を高めるために複数の光ビームを用いるマルチビーム方式が公知である。この方式の１つとして、１本の光ビームをマルチ周波数音響光学素子（Acousto-Optic Modulator、以下ＡＯＭという）により複数の光ビームに分割する方法がある。
【０００３】
このマルチ周波数ＡＯＭは、透明媒質に圧電薄膜トランスジューサを貼り付けたもので、トランスジューサに加える駆動信号として、複数の周波数の電圧を重畳させた信号を用いるものである。従ってこの駆動信号でＡＯＭを駆動した時には、入射光ビームはこの駆動信号に含まれる複数の周波数に対応する回折角度に分割されて複数の光ビームに分かれる。
【０００４】
このようなマルチ周波数ＡＯＭを用いて入射光ビームを副走査方向に分割し、この分割した複数の光ビームで走査して画像を記録するものである。なおこのＡＯＭの駆動信号の各周波数は、２値画像信号によりオン・オフされる。すなわち異なる周波数により分割された光ビームは、それぞれが描く走査ラインの画像信号のオン・オフに基づいてオン・オフされる。
【０００５】
【従来技術の問題点】
しかしここに用いているマルチ周波数ＡＯＭには、次のような２つの問題があった。すなわち１つの問題は、重畳する複数の周波数が近接している場合に分割された光ビーム同志の間隔が過少になって隣接する光ビーム間に干渉が生じることである。他の問題は、使用可能な周波数帯域が制限されていることである。このため分割する光ビームの数をあまり多くすることができず、この方式により画像記録の高速化を図る際の障害となっていた。
【０００６】
【発明の目的】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、マルチ周波数ＡＯＭを用いる場合に、光ビーム数を大幅に増大することにより画像記録の高速化を図ることができる光ビーム走査装置の制御方法を提供することを第１の目的とする。またこの方法の実施に直接使用する装置を提供することを第２の目的とする。
【０００７】
【発明の構成】
この発明によればこの目的は、マルチ周波数音響光学素子を用いて光ビームを副走査方向に分割して走査する光ビーム走査装置の制御方法において、複数の入射光ビームをそれぞれ異なるマルチ周波数音響光学素子で副走査方向に分割し、分割した光ビームを副走査方向に重ならないように偏位させかつ各音響光学素子で分割された光ビームの各組のすべての光ビームを主走査方向に一定偏位量ずらしつつ走査し、この主走査方向のずれを画像信号のクロックタイミングで補正することを特徴とする光ビーム走査装置の制御方法、により達成される。
【０００８】
ここに各ＡＯＭで分割された光ビームが副走査方向に交互に位置するようにすれば、１つのＡＯＭが分割する光ビームの間隔が大きくなり、分割された光ビーム間の干渉を防止するのに適する。また１つのＡＯＭが分割した光ビームの組と他のＡＯＭが分割した光ビームの組とを副走査方向に一定偏位量ずらして隣接させれば、１つのＡＯＭの周波数帯域幅が過大になることがない。
【０００９】
本発明の第２の目的は、マルチ周波数音響光学素子を用いて光ビームを副走査方向に分割して走査する光ビーム走査装置において、複数の光ビームを副走査方向に分割する複数のマルチ周波数音響光学素子と、各音響光学素子で分割された光ビームが副走査方向に重ならないように各音響光学素子を制御する音響光学素子制御部と、各音響光学素子で分割された光ビームの各組のすべての光ビームを主走査方向に一定偏位量ずらして走査する１組の走査光学系と、光ビームの各組の主走査方向のずれを補正するように画像信号のクロックタイミングを制御するクロック発生部とを備えることを特徴とする光ビーム走査装置、により達成される。
【００１０】
ここに光ビーム位置検出手段を設けておき、ここで検出した光ビーム位置に基づいて各ＡＯＭの偏向角を補正するためのデータやクロックタイミングを補正するためのデータを求め、これらのデータをメモリしておくのがよい。この場合は走査に先行して各ＡＯＭごとに別々に駆動する予備走査を行い、各ＡＯＭによる光ビームの位置を検出し、この検出結果を用いてこれらのデータを求めメモリに記憶しておくことができる。
【００１１】
【実施態様】
図１はこの発明の一実施態様を示す図、図２はその光ビームの配列例を示す図である。図１において符号１０はヘリウム・ネオンやアルゴンなどのレーザー光源である。このレーザー光源１０から射出された一本のレーザービームＬ0は、偏向ビームスプリッタ１２で、Ｌ1、Ｌ2の２つの光ビームに分割される。光ビームＬ1はレンズ群を介してマルチ周波数ＡＯＭ１に入射される。
【００１２】
ビームスプリッタ１２で分割された光ビームＬ2は、ミラー１４およびレンズ群を介してマルチ周波数ＡＯＭ２に入射される。両光ビームＬ1、Ｌ2はそれぞれレンズ群で拡大された後、ミラー１８で合波される。
【００１３】
ここにＡＯＭ１およびＡＯＭ２は、その前後のレンズ群と共にユニット化され、それぞれ同じユニット２０、２２を用いることができる。またＡＯＭ１、ＡＯＭ２は共にマルチ周波数駆動されるものである。すなわちこれらＡＯＭ１、ＡＯＭ２は、複数の周波数の駆動信号を印加することにより入射光ビームＬ1、Ｌ2を複数の光ビームに分割することができる。ＡＯＭ１、ＡＯＭ２は、光ビームＬ1、Ｌ2を後記する走査面上で副走査方向に分割するように、光ビームＬ1、Ｌ2に対する回転方向の位置が設定される。
【００１４】
ミラー１８で合波された光ビームＬ3は、レンズ２４、ビームエキスパンダ２６を形成するレンズ２６ａ、２６ｂ、走査光学系となるレゾナントスキャナ２８、走査（ｆθ）レンズ３０を介してドラム３２に保持された記録フィルム３４に導かれる。
【００１５】
レゾナントスキャナ２８は光ビームＬ3の走査平面に対して垂直な軸回りで回動可能なミラーを持ち、このミラーは板ばねの共振を利用して揺動する。走査レンズ３０は、光ビームＬ3を記録フィルム３４上に集光する。なお３６は記録フィルム３４をドラム３２の表面に密着させるためのニップローラである。
【００１６】
３８は同期用光源であり、レーザビームからなる同期用光ビーム４０を射出する。この光ビーム４０は、レゾナントスキャナ２８、走査レンズ３０を介して、集光ロッド４２に導かれる。この集光ロッド４２はドラム３２に接近しかつこのドラム３２と平行に配設され、その前には光ビーム４０を一定間隔ごとに透過させるグリッドを有する同期用基準板４４が配設されている。集光ロッド４２の一端にはホトセンサ４６が取付けられている。
【００１７】
従って光ビーム４０が基準板４４を通り集光ロッド４２に入射すると、ホトセンサ４６がこれを検出し、光ビーム４０の走査位置を検出することができる。この光ビーム４０は記録用の光ビームＬ3と同じレゾナントスキャナ２８で走査されるから、この光ビーム４０の走査位置から記録用の光ビームＬ3の走査位置を知ることができる。なお４８はライン同期用のホトセンサであり、光ビーム４０の走査開始タイミングを検出する。
【００１８】
ホトセンサ４６と４８の信号は同期信号生成部５０に入力され、ここで同期信号ψが生成される。すなわちレゾナントスキャナ２８による光ビームＬ3の走査位置（主走査方向の位置）を示す同期信号ψが生成される。
【００１９】
前記レンズ２４とビームエキスパンダ２６との間には光ビーム位置検出手段５２が設けられている。この光ビーム位置検出手段５２は、光ビームＬ3をレンズ２４の後方で分割するビームサンプラー５４と、この分割された光ビームを４分割ビーム位置検出素子５６に合焦させる結像レンズ５８とを持つ。このビーム位置検出素子５６の出力は偏位検出部６０に入力される。
【００２０】
この偏位検出部６０は、ＡＯＭ１、ＡＯＭ２で偏向された光ビームＬ1、Ｌ2の副走査方向の偏位量ａおよび主走査方向の偏位量ｂを求める。これらの偏位量ａ、ｂを図２に基づいて説明する。
【００２１】
図２は走査面上すなわち記録シート３４に記録される光ビームＬ1、Ｌ2の位置を示す。なおこれらの光ビームＬ1、Ｌ2は合波されて１本の合波光ビームＬ3となって走査されるが、実際は２本の光ビームＬ1、Ｌ2をＡＯＭ１、ＡＯＭ２で分割した多数の光ビームＬ1a〜Ｌ1eおよびＬ2a〜Ｌ2eで構成されている。図２の（Ａ）に示す実施態様では、ＡＯＭ１で分割された一組の光ビームＬ1a〜Ｌ1eは、副走査方向に間隔２ｄをもち、主走査方向に垂直に並んでいる。
【００２２】
またＡＯＭ２で分割された一組の光ビームＬ2a〜Ｌ2eは、光ビームＬ1a〜Ｌ1bに対して副走査方向に間隔ａだけずれた状態で、主走査方向に垂直に並んでいる。前記した光ビームＬ1、Ｌ2の副走査方向の偏位量ａはこの間隔ａを意味する。また主走査方向の偏位量ｂは、光ビームＬ1a〜Ｌ1eの組とＬ2a〜Ｌ2eの組の主走査方向の位置のずれを意味する。この主走査方向の偏位は光学系の設定によって設けることができる。
【００２３】
図２の（Ｂ）に示す実施態様では、光ビームＬ1を分割した光ビームＬ1a〜Ｌ1eは副走査方向に間隔ｄをもって互いに隣接し、光ビームＬ2を分割した光ビームＬ2a〜Ｌ2eも副走査方向に同じ間隔ｄをもって互いに隣接する。そして光ビームＬ1a〜Ｌ1eの組とＬ2a〜Ｌ2eの組とが副走査方向に間隔ａをもち、また主走査方向に間隔ｂをもっている。これらの間隔ａ、ｂが前記の偏位量ａ、ｂに対応する。
【００２４】
偏位検出部６０はこれらの偏位量ａ、ｂを検出するために、まず一方のＡＯＭ１だけを駆動してここで分割された光ビームＬ1a〜Ｌ1eのみのビーム位置をビーム位置検出手段５２で求めメモリする。次にＡＯＭ２だけを駆動して光ビームＬ2a〜Ｌ2eのビーム位置を検出し、予めメモリした光ビームＬ1a〜Ｌ1eの位置と比較する。このようにして偏位量ａ、ｂを求めることができる。なおＡＯＭ１、２の駆動周波数を１つにすれば分割される光ビームのうちの１本の光ビームだけを用いて、ビーム位置を検出することができる。
【００２５】
このようにして求めた偏位量ａから、ＡＯＭ１、ＡＯＭ２の偏向角を補正するためのデータをメモリ６２に記憶する。このデータは偏位量ａをビーム間隔ｄに等しくするためのデータである。また偏位量ｂから、光ビームＬ1およびＬ2が画像を描くためのクロックタイミングのずれを補正するためのデータをメモリ６２に記憶する。このタイミングのずれを補正するためのデータは、偏位量ｂの間隔に対応する時間差を示すものである。
【００２６】
６４はクロック発生部であり、メモリ６２に記憶したクロックタイミングを補正するためのデータに基づいて、かつ同期信号ψに同期して、各ＡＯＭ１、ＡＯＭ２を駆動するためのクロックパルスＣＬ1、ＣＬ2を出力する。これらクロックパルスＣＬ1、ＣＬ2は前記偏位量ｂの時間差を補正する時間差を持つ。
【００２７】
６６は音響光学素子制御部（ＡＯＭ制御部）である。このＡＯＭ制御部６６は、メモリ６２に記憶したＡＯＭ１およびＡＯＭ２の偏向角を補正するためのデータに基づいて駆動周波数の補正を行い、偏向量ａをビーム間隔ｄに等しくする。またこのＡＯＭ制御部６６は、クロック発生部６４から入力されたクロックパルスＣＬ1、ＣＬ2に同期し、２値画像信号に対応して、重畳された各周波数を選択的にオン・オフする。
【００２８】
この結果画像信号に従って複数本の光ビームを選択的にオン・オフさせながら走査し、画像を高速で出力することができる。６８は光源制御部であり、レーザー光源１０を駆動する。
【００２９】
分割された光ビームＬ1a〜Ｌ1e、Ｌ2a〜Ｌ2eの配列を、図２の（Ａ）に示すように副走査方向へ交互に配置した場合には、各ＡＯＭ１、ＡＯＭ２で分割する光ビーム同志の間隔が広がるため、隣接する光ビーム間の干渉を防ぐことができる。また図２の（Ｂ）に示すように各ＡＯＭ１、ＡＯＭ２が分割した光ビームの組を副走査方向に分けた場合には、各ＡＯＭ１、ＡＯＭ２の偏向範囲が小さくなり、駆動周波数帯域幅が狭くなるから、使用可能なＡＯＭの選択範囲が広がる。
【００３０】
【他の実施態様】
以上の実施態様では１個のレーザー光源１０の光ビームＬ0を２つに分割し、分割された各光ビームＬ1、Ｌ2をＡＯＭ１、ＡＯＭ２に導いているが、１本の光ビームを２以上に分割して２以上のＡＯＭに導き、それぞれをＡＯＭで分割した後合波してもよい。このようにＡＯＭの数と各ＡＯＭに入力する光ビームの数とを増やせば、画像出力速度は一層増加する。
【００３１】
ＡＯＭ１、２は、前記実施態様ではそれぞれ５本の光ビームＬ1a〜Ｌ1e、Ｌ2a〜Ｌ2eに分割しているが、分割数はこれに限られない。光源は複数のレーザーダイオードであってもよく、この場合複数のＡＯＭごとにレーザーダイオードを別々に設け、各レーザーダイオードが出力するレーザを別々にＡＯＭに入力する。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上のように、複数のマルチ周波数ＡＯＭでそれぞれ副走査方向に分割した光ビームを副走査方向に重ならないように偏位させ、かつ各ＡＯＭで分割された光ビームの各組のすべての光ビームを主走査方向に一定偏位量ずらしつつ走査するから、分割された光ビーム同志の干渉を生じることなく、またＡＯＭの駆動周波数帯域を過大にすることなく走査光ビーム数を大幅に増やすことができる。このため走査速度を大幅に増大させ画像記録の高速化が可能になる。
【００３３】
この場合に各ＡＯＭで分割された光ビームの間に他のＡＯＭで分割された光ビームが１本ずつ入るようにすれば、各ＡＯＭが分割する光ビーム同志の間隔が拡大し、光ビーム同志の干渉を防ぐのに適する（請求項２）。
【００３４】
また各ＡＯＭで分割された光ビームの組のすべての光ビームが副走査方向に隣接するようにしてもよく、この場合には各ＡＯＭの駆動周波数帯域幅が過大にならず、使用可能なＡＯＭの選択範囲が広がる利益がある（請求項３）。
【００３５】
請求項４の発明によれば、前記請求項１の発明の実施に直接使用する光ビーム走査装置が得られる。この場合に光ビーム位置検出手段を設けて、各ＡＯＭで分割される光ビームの副走査方向の偏位量および主走査方向の偏位量を求め、これらの偏位量からＡＯＭの偏向量の補正データおよびクロックタイミングの補正データを求めてメモリに記憶しておき、これらのデータを用いて制御するように構成することができる（請求項５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様を示す図
【図２】走査光ビームの配列例を示す図
【符号の説明】
１０  光源
２８  走査光学系としてのレゾナントスキャナ
３０  ｆθレンズ
３２  ドラム
３４  記録フィルム
５０  同期信号生成部
５２  ビーム位置検出手段
６０  偏位検出部
６２  メモリ
６４  クロック発生部
６６  ＡＯＭ制御部
ＡＯＭ１、ＡＯＭ２  マルチ周波数音響光学素子
Ｌ0、Ｌ1、Ｌ2  光ビーム
【図１】
0003703587.tif 000002
【図２】
0003703587.tif 000003