JPH01265220A - 多点同期装置 - Google Patents

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】 （技術分野） 本発明は多点同期装置、より詳細にはレーザー走査光学
系に於いて光走査のための同期クロックを発生させるた
めの多点同期装置に関する。

（従来技術） レーザー走査光学系は、光信号の書き込みや、原稿情報
の読取に関連して良く知られている。

かかる走査光学系において走査のためのレーザービーム
は一般に回転多面鏡等の偏向器で偏向されるのであるが
、偏向器の回転むらや加工精度のむら等により光走査の
、タイミングは各走査ごとに一定にならない、従って、
適正な光走査を行うためには光走査のタイミングを取る
ための同期信号が必要である。この同期信号は同期クロ
ックと呼ばれるが、かかる同期クロックを発生する方式
の一つとしてグレーティングを用いる多点同期方式が知
られている（例えば特開昭６０−７２４７３号公報）。

本発明はかかる多点同期方式の改良に拘るので、以下に
先ず、上記公報に開示された多点同期方式を簡単に説明
する。

第８図を参照すると、この図に示された装置はレーザー
走査光学系を用いた記録装置である。

符号１．２は光源としてのＬＤ（半導体レーザー）を示
す、ＬＤＩは記録用、ＬＤ２は同期クロック発生用であ
る。これらＬＤＩ、ＬＤ２から放射されたレーザービー
ムは回転多面鏡３で偏向され、ｆθレンズ４を透過する
と、記録用ビームは光導電性感光体等の記録媒体５を光
走査して、情報の書き込みを行う、一方、同期クロック
発生用のクロック発生用ビームはミラー６．７を介して
グレーティング１０を走査する。

グレーティング１０は、第７図に示すように微小な明部
１０ａと暗部１０ｂとが交互に配列されたものであって
、クロック発生用ビームの走査により、同ビームのスポ
ットＳＰが矢印方向へ移動するとグレーティング１０を
透過したクロック発生用ビームはその強度が明部１０ａ
、暗部１０ｂの配列に従って変調される。グレーティン
グ１０を透過したクロック発生用ビームは凹面鏡８によ
り集光され受光素子９に入射し光電変換されてパルス信
号となり、増幅器１１、波形整形回路１３を介して同期
クロックとしてＬＤドライバー１５へ供給される。ＬＤ
ドライバー１５は、供給される同期クロックに同期して
情報源１７からの入力データに応じてＬＤＩを駆動する
。同期クロックはクロック発生用ビームに従って発生す
るから、記録中に回転多面鏡３に回転速度の変動が生じ
ても、それに応じてＬＤＩの駆動タイミングが自動的に
調整されるので適正な書き込みが行われる。なおグレー
ティング１０はスリットあるいはグリッドスケールと呼
ばれることもあり、従来から良く知られたものである。

このように多点同期方式は、光走査を行うための光ビー
ムとともに同期クロック発生用のビーム即ちクロック発
生用ビームを用い、このクロック発生用ビームでグレー
ティングを走査し、グレーティングにより変調されたク
ロック発生用ビームを受光系で受光してパルス信号を発
生させ、このパルス信号に基づいて同期クロックを発生
させる方式であるが、装置の低コスト化や信頼性の向上
などの面からなお改良の余地を残している。

（目　　的） 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は従来の多点同期方式をさらに改良した、新
規な多点同期装置の提供にある。

（構　　成） 以下、本発明を説明する０本明細書に於いては６種の多
点同期装置が提案される。各装置はいずれも、レーザー
走査光学系において、クロック発生用ビームの走査光路
上にグレーティングを配置し、このグレーティングによ
り変調されたクロック発生用ビームを集光光学系により
受光系に集光し、光電変換して光走査用の同期クロック
を発生せしめる装置である。

請求項１の装置は、グレーティングを透過したクロック
発生用ビームを集光させるための集光光学系が、走査線
長に対応する長さに、集光用のレンズを配列してなるレ
ンズアレイであり、受光系が、上記レンズアレイのレン
ズ数と同数の受光部を有し、各受光部は各レンズにより
集光されたビームを受光する位置に配列されていること
を特徴とする 請求項２の装置は、集光光学系が、走査線長に対応する
長さに、集光用の集光素子を配列してなる集光素子アレ
イであり、受光系が、゛上記集光素子アレイの集光素子
数と同数の受光部を有し、各受光部は各集光素子により
集光されたビームを受光する位置に配列されており、且
つ、グレーティングのピッチＰｇと集光素子アレイのピ
ッチＰｌとが（Ｐｌ／Ｐｇ）＝正整数の条件を満たし、
グレーティングの暗部が、集光素子アレイに於ける集光
素子の接合部に対応するようにしたことを特徴とする請
求項３の装置は、集光光学系が、走査線長に対応する長
さに、集光用の集光素子を配列してなる集光素子アレイ
であり、受光系が、上記集光素子アレイの集光素子数と
同数の受光部を有し、各受光部は各集光素子により集光
されたビームを受光する位置に配列されており、且つ、
上記各集光素子の光軸が各受光素子の中央に入射したク
ロック発生用ビームと一致するように上記集光素子の配
置を定めたことを特徴とする 請求項４の装置は、集光光学系が、走査線長に対応する
長さに、集光用の集光素子を配列してなる集光素子アレ
イであり、受光系が、上記集光素子アレイの集光素子数
と同数の受光部を有し、各烹γに４により発生するパル
ス信号が集光素子の継ぎ目部分により不安定となる箇所
で疑似パルスを発生させる疑似パルス発生手段と、上記
疑似パルスで補われた上記パルス信号を基準パルス信号
とし、この基準パルス信号と発振出力パルス信号との位
相検波出力に従って、出力周波数が制御され、画像クロ
ックを発生させる発Ｊ展器とを有することを特徴とする 請求項５の装置は、集光光学系が、走査線長に対応する
長さに、集光用の集光素子を配列してなる集光素子アレ
イであり、受光系が、上記集光素子アレイの集光素子数
と同数の受光部を有し、各辛Ｘレイにより発生するパル
ス信号の立ち上がりをトリガとして上記パルス信号を波
形成形してデューティー定の基準パルスを発生させる基
準パルス発生手段と、上記基準パルスと発振出力パルス
信号との位相検波出力に従って、出力周波数が制御され
、画像クロックを発生させる発、％器とを有することを
特徴とする 請求項６の装置は、上記クロック発生用ビームはｆθレ
ンズを介してグレーティングに入射せしめられ、集光光
学系は、走査線長に対応する長さに、集光用の集光素子
を飛び飛びに配列してなる複数の集光素子であり、受光
系は、集光素子数と同数の受光部を有し、各受光部は各
集光素子により集光されたビームを受光する位置に配列
されており、且つ、上記集光素子はｆθレンズの特性曲
線の各変曲点に対応して配備されることを特徴とする 請求項１ないし６の装置を通じて、グレーティングとし
ては反射型のものも透過型のものも用ｔＡ得る。透過型
のグレーティングは、先に第７図に即して説明したよう
に光透過部と光遮断部とを一定のピッチで交互に配列し
てなりクロック発生用ビームは、これを透過することに
より変調される。

また、反射型のグレーティングは、光反射部と光吸収部
とを交互に一定ピッチで配列してなりクロック発生用ビ
ームは、これに反射されることにより変調される。

請求項１の装置に於いて、集光光学系はレンズアレイで
あるがこのレンズアレイは、これをガラスレンズで作製
してもよいが、光学プラスチックを材料とする射出成形
品として作製しても良く、あるいはホログラフィックレ
ンズアレイとして作製することもできる。プラスチック
による射出成形品やホログラフィックレンズアレイとし
てレンズアレイを作製すれば、集光光学系のコストを極
めて安価なものとすることができる。また、受光系は、
レンズアレイを構成する集光用のレンズと同数個の受光
部を持ち、各受光部は集光用レンズと１対１に対応し、
且つ各レンズの集光する光を受光する。集光用のレンズ
は走査線長に対応する長さに配列され、走査線長にわた
ってレンズアレイにより分割受光するので個々の集光用
レンズの精度がゆるくなり生産が容易化される。さらに
、分割受光のために個々のレンズの゛焦点距離を短くで
き、グレーティングと受光部の近接配備が可能となる。

また、請求項２ないし６の装置を通じて、集光光学系を
構成する集光素子は、集光機能をもつ光学系を任意に用
いることができ、例えば集光レンズや凹面鏡を用いるこ
とができる。したがって、請求項２乃至５の装置では、
上記請求項１で用いられるのと同様のレンズアレイを用
いることが出来るし、あるいは前述の特開昭６０−７２
４７３号公報に開示されたような凹面鏡アレイを用いる
こともできる。

（実施例） 以下、具体的な実施例に即して説明する。先ず、請求項
１の発明の詳細な説明する。

第１図は先に第８図に即して説明した従来の記録装置を
請求項１の発明により改良した装置を、説明に必要な部
分のみ示している。符号４はｆθレンズを、符号１０は
グレーティングを示している。

０点は回転多面鏡によるクロック発生用ビームの偏向の
起点を示す、°Ｏ点からグレーティング１０に到るクロ
ック発生用ビームの具体的な光路は第８図におけると同
じである。

グレーティング１０は第７図に即して説明したものと同
じである。

符号１２をもって示す、集光光学系としてのレンズアレ
イは集光用のレンズを、クロック発生用ビームの走査方
向へ、走査幅にわたって互いに密接して配列してなって
いる。レンズアレイ１２の背後には、受光系９０を構成
する複数個（レンズアレイ１２における集光用レンズと
同数個）の受光素子９−１．９−２．−−−＋９−ｒ＋
”がその受光部を１列に配列させている。配列方向は上
記走査方向である。

グレーティング１０を透過したクロック発生用ビームが
集光用のレンズの一つに入射すると、この光は当該レン
ズに対応する受光素子に集光する。

即ち、グレーティングｌＯを透過したビームはレンズア
レイ１２により受光系９０に分割受光される。各受光素
子９−ｉの出力は増幅器１４により増幅され加算器１６
により加算されてグレーティング１０の明暗配列に従う
パルス′となっ゛て波形整形器へ送られ波形整形を受け
、同期り自ツクとしてＬＤドライバーに印加される。そ
してこの同期クロックにより書き込み信号光のタイミン
グが制御される。

第２図は、請求項１の発明の別の実施例を示している。

偏向の起点０から図示されないｆθレンズを介してグレ
ーティングｌＯに到るクロック発生用ビームの光路は、
第１図の実施例の場合と同じである。この実施例の特徴
は、受光系９００の構成にある。第１図の実施例では受
光系９０は複数の受光素子で構成され、受光系の受光部
は各受光素子の受光部であった。この第２図の実施例で
は、受光系９００は複数のオプチカルファイバー９０−
１．９０−２、、、．９０−ｉ、、、とレンズ９２と１
個の受光素子９４とにより構成されている。オプチカル
ファイバーの本数はレンズアレイ１２の集光用のレンズ
と同数であり、各オプチカルファイバー９−ｉの入射端
が受光系の受光部となっている。

これら受光部は集光用のレンズの個々と１対１に対応し
て、レンズアレイにおけるレンズ配列方向の各集光点に
配列され、対応するレンズにより集光されたビームを入
射される。オプチカルファイバー９０−１の射出端側は
一束に束ねられ、レンズ９２と対向している。従って、
オプチカルファイバーの射出端側から射出した光はレン
ズ９２により受光素子９４に集光される。受光素子９４
からの出力は増＠器１４０により増幅され、波形整形さ
れて同期クロックとなる。

この実施例では、第１図の実施例に比して受光素子数、
増幅器数を減らすことが出来る。第１図、第２図に示し
た実施例は第８図の記録装置の改良に係るものであり、
従って光源としてはＬＤが用いられている。しかし、勿
論ガスレーザーを光源として用いることも可能である。

しかしガスレーザーは直接変調が出来ないので、ＡＭＯ
等の外部変調器が必要となる。この場合は、同期クロッ
クはＡＯＭドライバーに入力されることになる。

第３図は、請求項１の発明を原稿読取装置に適用した実
施例を示している。多点同期装置としては、第２図に示
したのと同じものが用いられている。

ガスレーザー光源ＩＡからのレーザー光はハーフミラ−
２Ａにより分割され一方は読取用となり、回転多面ｊ１
３、ｆθレンズ４を介して原稿５０を走査する。原稿５
０からの反射光はオプチカルファイバー束３０で受光さ
れ受光素子３２によって光電変換され。

画像信号となる。

ハーフミラ−２Ａを透過したビームはミラー２Ｂに反射
され、クロック発生用ビームとして回転多面鏡３により
偏向され、ｆθレンズ４．ミラー６゜７を経てグレーテ
ィング１０を走査する。グレーティング１０を透過した
ビームは受光系９００で受光され光電変換される。かく
して得られたパルス信号は増幅器１４０で増幅され、同
期クロックとして読数回路１９に印加される。この同期
クロックをカウントすることにより読取用ビームの走査
位置を知ることができる。

第１図乃至第３図の実施例では、レンズアレイ１２に於
いて、配列された個々の集光用のレンズは同一の円形形
状をしており各レンズは互いの周縁部を接している。し
かし、このようなレンズアレイでは第Ｆ３　＠　（Ｉ）
に示すように、レンズアレイの組付は誤差で、クロック
発生用ビームの走査線が本来の位置（レンズ１２−１の
中心を通る線・実線の矢印で示す）からずれ、破線の矢
印のようになると符号Ａ、で示すレンズの継ぎ目でビー
ムが受光部に到達しなくなり、同期クロックは第６図の
（ＩＩ）に示すようにレンズの継ぎ目部分で欠落してし
まう、これを避けるには、第４図（ＩＩ）に示すような
レンズアレイ１２０を用いれば良い。

このレンズアレイ１２０の各集光用のレンズは第４図（
Ｉ）に示すように円形レンズの中央部の長方形形状の部
分であり、集光用のレンズの形状が長方形形状となった
ことにより、レンズアレイ１２０のレンズ配列でレンズ
間の隙間がなくなるので。

上述の如き同期クロックの欠落は軽減される。

第５図に示すレンズアレイ１２１のように、各レンズの
形状を小判型とし、隣接レンズ間の隙間を無くしたもの
も第４図のレンズアレイと同様の効果を持つ、これらレ
ンズアレイ１２０，１２１は第１図乃至第３図めレンズ
アレイ１２の代わりに、レンズアレイ１２と同様に用い
ることができる。

以上、請求項１の発明に係る実施例を説明した。

なお、第２図の実施例で説明した、オプチカルファイバ
ーとレンズと１個の受光素子を用いる受光系９００は、
請求項１の発明のみならず請求項２乃至請求項６の発明
に於いても受光系の１形態として用い得るものであるこ
とを付記しておく。

以下に、請求項２の発明の詳細な説明する。

第１０図は、請求項２の発明を実施した記録装置の１例
を示している。

ＬＤＩＯＩは記録用光源、ＬＤ１２１は同期クロック用
光源を示す、これらＬ　Ｄ　１０１，１２１から放射さ
れたレーザー光は、それぞれコリメートレンズ１４１．
１６１によりコリメートされ、偏光ビームスプリッタ−
１８１により合流され、ビーム整形用のシリンダーレン
ズ２０１を介して回転多面Ｒ２２１の反射面上の略同位
置に、互いに僅かに異なった角度で入射し、僅かに異な
った方向（回転多面鏡の回転軸に直交する面への射影で
は各反射光は互いに重なり合う）へ反射される。実線で
示す記録用ビームはｆθレンズ２４１．ミラー２６１を
介して、記録媒体４８１に入射し、回転多面鏡２２１の
回転とともに記録媒体４８１を走査する。一方、破線に
て示すクロック発生用ビーム（ＬＤドライバー４６１で
駆動される）はｆθレンズ２４１を透過後、グレーティ
ング２８１に入射し１回転多面鏡２２１の回転に伴いグ
レーティング２８１を走査する。グレーティング２８１
を透過したしたビームはレンズアレイ３０１に入射する
。このレンズアレイ３０１は、第４図で説明したのと同
じものでプラスチックによる射出成形品である。レンズ
アレイ３０１に入射したビームは集光されて、受光系３
２１の受光素子３２１１に入射する。かくして受光素子
３２１１に発生する光電変換信号は増幅回路３４１の増
幅器３４１１により増幅され加算器３８１にて加算され
、波形整形回路３８１にて波形整形され、Ｐ　Ｌ　Ｌ　
（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）回路からなる
クロック制御回路４０１で同期クロックとなり、ＬＤド
ライバー４２１に印加される。この同期クロックにより
書き込み信号光のタイミングが制御され゛る。即ち、Ｌ
’ｔ＞ドライバー４ｉ１は同期クロックに同期して情報
源４４１から入力されるデータに応じてＬ　Ｄ　１０１
を変調駆動する。従って、記録中に回転多面＠　２２１
の回転むら等により走査スピードが変動しても、適正な
記録書き込みが可能となる。このように、第１Ｏ図に示
した装置における多点同期装置は、請求項１の装置と基
本的な構成を同じくしており、集光光学系、受光系等は
、第１図の実施例の場合と同じである。

さて請求項２の発明は、以下の如き意味を持っている。

第６図に関連して説明したパルス信号の欠如の問題は、
第４図、第５図の如きレンズアレイを用いることにより
有効に軽減されることを前述したが、それでもパルス信
号の欠如の問題は、上記の如きレンズアレイを用いても
完全には解消されず、場合によってパルス信号の欠落が
生じたり、あるいは欠落しないまでもパルス幅が変化す
るなどの問題が残る。かかるパルス信号の不安定は、レ
ンズアレイに限らず、凹面鏡アレイでも生ずるが、その
原因は、集光素子アレイにおける集光素子の継ぎ目の部
分でのビームの散乱にある。

請求項２の発明は、このような集光素子アレイにおける
集光素子の継ぎ目部分でのパルス信号の不安定を解消す
る目的でなされたものである。

その特徴とする所は、前述したようにグレーティングの
ピッチＰｇと集光素子アレイにおける素子の配列ピッチ
Ｐ１との比ＰＬ／Ｐｌが正整数となるように定められ、
且つグレーティングの暗部、即ち光遮断部もしくは光吸
収部が集光素子の接合部に対応するようにすることにあ
る。

第９図は、請求項２の発明の特徴部分を具体的な１例と
して示している。

図においてＰｇはグレーティング２８１における明部と
暗部の配列ピッチを示し、Ｐｌはレンズアレイ３０１に
おけるレンズの配列ピッチを示している。

そして、グレーティング２８１における暗部が、レンズ
の接合部に位置するように位置関係が定められている。

このようにすれば、グレーティングの暗部に遮られて、
クロック発生用ビームはレンズアレイ３０１における集
光用レンズの接合部には入射しないので接合部での散乱
もなく、従って常に安定したパルス信号を得ることがで
きる。なお、第９図ではレンズアレイのレンズ曲面とは
反対側の平面状部分がグレーティングと近接対向してい
るが、第１０図、第１１図の例のようにレンズアレイの
レンズ曲面の側をグレーティングに近接対向させても良
い、また、第１θ図の例ではレンズアレイとグレーティ
ングとを若干離して描いであるが両者は、第１１図の例
のように相互に近接させるのが暗部と接合部の位置関係
の精度上好ましい。

第１１図は、請求項２の発明の別実施例を示している。

第１Ｏ図の実施例との差異は、この実施例では、受光系
乏して第２図で説明したのと同様のものが用いられてい
る点である。即ち、この受光系３００は、複数のオプチ
カルファイバー３１１１を束ねたファイバー東３１１と
レンズ３３１と受光素子３５１により構成されている。

この受光系３００の作用は、第２図で説明した受光系９
００のそれと同じであり、受光素子３５１の出力は増幅
器３７１で増幅されて波形整形回路３８１に入力される
。その後の動作は第１０図で説明したのと全く同様であ
る。

請求項２の発明は、第３図に示したような読取装置にも
勿論適用可能である。即ち、第３図のレンズ１２に替え
て、第１１図のレンズアレイ３０１　を用い、グレーテ
ィング１０に替えて第１１図のグレーティング２８１を
用い、そのピッチＰｇとレンズアレイのレンズ配列ピッ
チＰｌとがＰｌ／ＰＫ”正整数となるようにし、グレー
ティングの暗部がレンズアレイにおけるレンズ接合部に
対応するようにし、レンズ接合部へのビームの入射を防
止するようにすれば良い、このようにして請求項２の発
明では、光情報の書き込み、原稿の読取に於いて安定し
たパルス信号を得ることができる。

以上、請求項２の発明を説明した。

以下、請求項３の発明を説明する。

上の説明に於いては、集光素子アレイに於ける集光素子
の収差に言及していない、しかし、現実に集光素子アレ
イを用いる場合、この収差の問題を無視することは出来
ない、集光素子アレイとして第４図で説明したレンズア
レイ１２０を取り上げてこの収差の間麗を説明する、レ
ンズアレイ１２０では、集光素子としての集光用のレン
ズの光軸は互いに平行となっている。従って、これにク
ロック発生用ビームが入射するとき、第１４図に示すよ
うにレンズアレイの中央部分にあるレンズ１２０１には
、ビームはレンズ光軸と略平行に入射するため、収差も
良好で、集光性も良い、しかし、第１５図に示すように
レンズアレイ端部のレンズ１２０２にはビームは光軸に
対して傾いて入射するため、収差の影響で集光性が劣化
し、集光点の大きさが大きくなる。このため、このよう
な集光ビームを受光する受光部の面積を大きくする必要
が生じる。これはコストアップにつながるし受光素子の
接合容量も大きくり周波数特性が悪くなって走査の高速
化の妨げとなる。また、レンズアレイと受光系の受光部
の間隔を小さくするために、レンズアレイにおける個々
のレンズの焦点距離を短くすると、球面収差が増大する
ために、第１６図に示すように、やはり集光点の大きさ
が大きくなり受光部の面積を大型化する必要が生じてし
まう。

また、このような収差の問題を度外視しても、レンズア
レイに於ける各レンズの光軸が平行であると、第１７図
に示すように、ビームがレンズ光軸に対して斜めに入射
するとき、ビームの一部がレンズ接合部のコバの部分で
けられると言う問題もある。これは例えばｆθレンズを
広角化してレンズアレイへのビームの入射角が大きくな
るような場合に特に問題となる。かかる問題はレンズア
レイのみならず、特開昭６０−７２４７３号公報開示の
凹面鏡アレイについても生ずる。

請求項３の発明はかかる問題を解決する。

即ちこの請求項３の発明では、集光光学系を構成する各
集光素子の光軸が、各集光素子の中央に入射したクロッ
ク発生用ビームに一致するように各集光素子の配列態位
を定めた点を特徴とする。

第１２図は、１１求項３の発明の１実施例を特徴部分の
み示している。この実施例は、第１θ図に示した記録装
置をベースとして請求項３の発明でさらに改良した実施
例であり、特徴とするところは。

集光光学系２２０を構成する集光用のレンズ２２−１　
、２２−２．２２−３．、．２２−ｎの配列を図の如く
弓なりにすることにより、これらレンズ２２−１等の中
央に入射するビームが常にレンズ光軸と一致するように
した。

換言すれば、各レンズ２２−１〜２２−ｎの光軸が各レ
ンズ２２−１〜２２−ｎの中心を通るクロック発生用ビ
ームと一致するように各レンズ２２−１〜２２−ｎを配
置したのである。また、これに伴って、受光系の受光素
子列２３０の各受光素子２３−１．２３−２．２３−３
．、、、．２３−ｎも、対応するレンズの集光点に配備
されている。

これにより各レンズの集光点の大きさを小さくでき、受
光素子２３−１〜２３−ｎの受光面積を小さく出来る。

これに伴い、受光素子の接合容量が下がるので、周波数
特性が良く、より高速なレーザー走査が可能となる。

第１３図は、請求項３の発明の別の実施例を示している
。この実施例は、各レンズ２２−１〜２２−ｎの配列は
直線的な配列とし、個々のレンズの向きを、その光軸が
レンズ中央に入射するクロック発生用ビームの方向と一
致する様にしたものである。

このように請求項３の発明により集光光学系の収差に伴
う問題（受光部面積の増大等）やビームのけられ（第１
７図参照）の問題が有効に解決される。特にビームのけ
られの問題が解消するためｆθレンズの広角化が可能と
なり、装置のコンパクト化が可能となる。

請求項３の発明はまた。前述の凹面鏡アレイを集光光学
系として用いる場合にも適用できる。但し、凹面鏡アレ
イでは、各凹面鏡の光軸を入射クロック発生用ビームと
一致させると、受光系の受光部を、この受光部がビーム
をける位置に配置しなければならず、これをさけるため
には、凹面鏡の光軸をクロック発生用ビームの掃引面に
対して傾けねばならない、従って、かかる場合に、集光
光学系の各集光素子の中央に入射するクロック発生用ビ
ームと各集光素子の光軸を一致させるとは。

これらビームと光軸の、上記掃引面への射影が互いに一
致するという意味である。

以上、請求項３の発明を説明した。

次に、請求項４の発明を特徴する請求項２の発明の説明
に於いて、集光光学系における集光素子の接合部でパル
ス信号の不安定が生ずることを説明した。そして、請求
項２はこの不安定の開運をグレーティングと集光光学系
の構造により解決している。これに対し請求項４の発明
と請求項５の発明とは、上記パルス信号の不安定の問題
を、電気的に解決するのである。

請求項４の発明の特徴は、前述したように、ａ似パルス
発生手段と発振器とを有し、集光光学系における集光素
子の接合部によりパルス信号が不安定となる箇所で、疑
似パルス発生手段により疑似パルスを発生させ、パルス
信号をこの疑似パルスで補って基準パルス信号とし、基
準パルス信号と発振出力パルス信号との位相検波出力に
よって出力周波数が制御される発振器により画像クロッ
りを発生させるのである。

受光系に於いて生ずるパルス信号は、グレーティングの
明暗に対応しており、このパルス信号と発振出力パルス
信号との位相検波出力に応じて出力周波数が制御される
発振器（以下ｖＣＯと略記する）の出力を画像クロック
として用いることにより、上記パルス信号と位相の同期
した画像クロックを得ることができる。この場合、画像
クロックの周波数はパルス信号の周波数より高い。

さて、パルス信号の不安定は、第１９図に示すように、
集光素子の接合部でパルス信号Ｐｒのデユーティが変化
したり（第１９図に符号２−１．２−２．２−３で示す
箇所）、パルス信号の欠落（第１９図に符号２−４で示
す箇所）が生じたりすることである。このような不安定
があると画像クロックの位相をパルス信号に合致させる
ためのＰＬＬ回路のロックが外れたり、ｖＣＯの発振周
波数が急激に変化するような不具合が生ずる。

第１８図は請求項４の発明の１実施例をその特徴部分の
み示している。この図は、疑似パルス発生回路の１例を
示すブロック図である。レーザー走査装置としては、第
１０図に示した如きものが想定されている。即ち、クロ
ック発生用ビームがグレーティング２８１を走査し、グ
レーティング２８１により変調されたクロック発生用ビ
ームを集光光学系たるレンズアレイ３０１で集光し、こ
れを受光系で受光して光電変換することによりパルス信
号Ｐｒが発生する。このパルス信号Ｐｒは第１９図に示
すように集光光学系の集光素子の接合部でデユーティ変
化を生じたり、欠落したりする。

さて、第１８図に示すように、疑似パルス発生回路はカ
ウンター１０３．２０３とフリップフロップ３０３゜４
０３と発振器５０３とを有している。

図に示す様に、パルス信号Ｐｒはカウンター１０３に入
力する。カウンター１０３は、第１９図に示すパルスＰ
１．即ち集光素子の接合部で発生する不安定なパルス信
号（第１９図で符号２−１で示すパルス）の直前のパル
スをカウントすると、フリップフロップ３０３に信号を
送る。フリップフロップ３０３はこの信号を受けるとカ
ウンター２０３のロード状態を解除し、イネーブル状態
にするとともにカウンター１０３をロード状態にする。

カウンター２０３はイネーブル状態となると外部の発振
器５０からのパルス（パルス信号Ｐｒに対して十分な分
解能を持つ高周波パルスである）のカウントを開始し、
予めパルス信号Ｐｒの理想的形態に応じて定められた設
定時間ＴＩ　、　Ｔ２に応じ、設定時間Ｔ１をカウント
すると信号Ｓ１を、また設定時間丁２をカウントすると
（３号Ｓ２を発する。これら信号Ｓｌ、Ｓ２によりフリ
ップフロップ４０３は（Ｔ２−丁１）の幅を持つ疑似パ
ルスＰＯを発生する。　（Ｔ２−ＴＩ）はパルス信号Ｐ
［に於ける正しいパルスのデユーティＴｏに合致する様
に設定する。

上記信号Ｓ２は、フリップフロップ３０３のクリア一端
子にも送られる。このためフリップフロップ３０３は信
号Ｓ２によりカウンター１０３をイネーブル状態に戻す
、これによりカウンター１０３は再びパルス信号Ｐｒを
パルスＰ２からカウントを開始する。

一方、カウンター２０３の方は、カウンター１０３がパ
ルスＰ３をカウントするまではロード状態となり、カウ
ンター１０３がパルスＰ３をカウントすると上記と同様
にして（丁２−ＴＩ）のパルス幅を持つ疑似パルスＰＯ
Ｉを発生する。かかるプロセスの繰り返しにより、集光
素子の接合部で、パルス信号Ｐｒと同一のパルス幅を持
つ同一位相の疑似パルスＰＯ，ＰＯＩ、Ｐ０２、、、、
、ＰＯｎ、、、が発生する。従って、デユーティが変化
したりパルスが欠損した部分、即ち第１９図の符号２−
１．２−２．２−３．２−４で示す箇所を疑似パルスＰ
Ｏ，ＰＯＩ、ＰＯ２等で補うことにより、デユーティの
安定した、パルス欠落のない基準パルス信号を得ること
が可能になる。なお、集光光学系における集光素子の接
合部の箇所は全く周期的であり、グレーティングで発生
するパルス信号のパルス幾つ毎に接合部が対応するかは
、グレーティングと集光光学系との機械的な対応関係で
定まるので、カウンター１０３がパルスＰＬ、Ｐ３等を
接合部箇所直前のパルスとしてカウントするには、これ
らパルスが何番目のパルスに当たるかを予め測定するこ
とで容易に実現できる。

上記の如くして得られた基準パルス信号に基づき、基準
パルス信号と発振出力パルスとの位相検波出力に応じて
出力周波数が制御されるｖＣＯの出力として、同期クロ
ックを得れば、極めて精度の良い同期クロックが得られ
る。

以上、請求項４の発明を説明した。

以下、請求項５の発明を説明する。

第２２図の上の図は、パルス信号Ｐｒにおける。前の出
力周波数を制御する制御電圧Ｖｃの変化ΔＶｃを引き起
こす、この変化ΔＶｃは同期クロックの周波数変化をも
たらし、かかる周波数変化はレーザー走査により書き込
まれる記録画像上にモアレ等と成って現れて記録ふ￥都
を低下させる。

請求項５の発明では、多点同期装置は、受光部により発
生するパルス信号の立ち上がりをトリガとしてパルス信
号を波形整形してデューティー定の基準パルスを発生さ
せる基準パルス発生手段と、上記基準パルスと発振出力
パルス信号の位相検波出力に従って出力周波数が制御さ
れ、同期クロックを発生させる発振器とを有する。

このように請求項５の発明では、グレーティングにより
変調されたクロック発生用ビームに基づき受光系により
発生するパルス信号をトリガとしてデューティー定の基
準パルス信号を発生させ、この基準パルス信号に基づい
て同期クロックを発生させる。従って、ｖＣＯの制御電
圧の変化ΔＶｃの発生を有効に防止できる。

第２０図は、請求項５の発明の特徴部分を示している。

この図は、波形整形を行うための回路のブロック図であ
る。レーザー走査光学系としては、再び、第１０図にし
めしたものを想定している。

さて、クロック発生用ビームの走査により、受光系に発
生するパルス信号Ｐｒはフリップフロップ１０４のに入
力する。フリップフロップ１０４は入力パルス信号Ｐｒ
が立ち上がるとカウンター２０４とエツジ検出器４０４
をレディ状態とする０発振器３０４はパルス信号Ｐｒに
対し十分に高い周波数を持つパルス信号、即ちパルス信
号Ｐｒに対して十分な分解能をもつパルス信号を発生し
て、これをカウンター２０４に入力させている。カウン
ター２０４は、フリップフロップ１０４によりレディ状
態にされると発振器３０４からのパルス信号をカウント
し、所定の時間幅Ｔｏ、即ちデユーティ、Ｔｏを持った
パルスを出力する。こら出力パルスは一方に於いては基
準パルスとして出力されるが、他方に於いてはエツジ検
出器４０３に入力される。

エツジ検出器４０４は上記カウンター２０４からの出力
パルスの立ち下がりのエツジを検出するとフリップフロ
ップ１０４をクリアする。このフリップフロップ１０４
のクリアにともないカウンター２０４はロード状態即ち
初期状態にもどりエツジ検出器４０４はクリアされる。

エツジ検出器４０４がクリアされたことによりフリップ
フロップ１０４はクリアを解除され、“後続のパルス信
号Ｐｒを検知しうる状態になる。このようにして、第２
１図に示すように、パルス信号Ｐｒの発生ごとに所定の
デユーティＴｏをもったパルス即ち基準パルスＰｏが発
生する。

この基準パルスＰｏはデユーティＴＯが一定であるから
、ｖＣＯの制御電圧Ｖｃの変化ΔＶｃの発生をもたらす
ことがない、従ってｖＣＯの出力として得られる同期ク
ロックの周波数が安定し、正確なレーザー走査を行うこ
とが可能となる。

以上、請求項５の発明を説明した。

以下、請求項６の発明を特徴する 請求項１乃至５の発明の説明に用いた具体的な各実施例
では、走査用及びクロック発生用ビームを集光させるの
に・、ｆθレシズを用い九、しかし、多点同期方式は、
元来、レーザー走査の各位置を検出して同期クロックを
発生させるのであるから。

集光レンズとしてはｆθレンズに限らず、別のレンズを
用いることも可能であり、その意味で上に説明してきた
各実施例におけるｆθレンズは集光レンズの１例に過ぎ
ない。

しかし、請求項６の発明では、ｆθレンズの使用を前提
とする。即ち、請求項６の発明ではクロック発生用ビー
ムはｆθレンズを介してグレーテ　”イングを走査する
。

そして、グレーティングにより変調されたクロック発生
用ビームは集光光学系により集光されるが、この請求項
６の発明では集光光学系は、集光素子複数個を走査線長
に対応する長さに飛び飛びに配置したものである。この
ように集光光学系を複数の集光素子、凹面鏡やレンズを
飛び飛びに配置したものとすることにより、集光素子の
簡略化を図ることができる。

第２３図は、請求項６の発明の１実施例の特徴部分のみ
を示している。レーザー走査光学系の具体例としては、
第１０図のレーザー記録装置が想定され、第２３図は、
第１０図の基本的構成を請求項６の発明で改良した部分
、即ち、ｆθレンズ以後のクロック発生用ビームの光路
部分を示している。

グレーティング２８１により変調されたクロック発生用
ビームは集光光学系により集光されるが、この第２３図
の実施例に於いて、集光光学系は、凸レンズ２７Ａ、　
２７Ｂ、　２７Ｃにより構成されている。これら凸レン
ズ２７＾、　２７Ｂ、　２７Ｃは集光素子であり、クロ
ック発生用ビームの走査線長にわたって飛び飛びに配置
されている。受光系は受光素子２８Ａ、　２８Ｂ、　２
８Ｃにより構成され、これらは、対応する集光素子によ
る集光点にそれぞれ配置されている。

クロック発生用ビームの走査に伴い、受光系からはパル
ス信号が断続的に得られることになる。

ｆθレンズ２４１が、第２４図に示す如き特性曲線。

即ちリニアリティ特性を有するものとすると、仮に、一
定の周期でドツトの書き込みを行うと、上記リニアリテ
ィ特性に応じて、書き込まれたドツトには第２５図の如
き疎密（モアレ）が生ずる。そこで凸レンズ２７Ａ、　
２７Ｂ、　２７Ｃを前記パルス信号が。

第２４図の特性曲線の変曲点、即ち特性曲線の接線方向
が偏向角軸（縦軸）に平行となる点３０６．３１６゜３
２６を含む範囲で得られる様に配置する。即ち、変曲点
３０６，３１６，３２６はθ＝＋α、０．−αの点にあ
るので、凸レンズ２７Ａ、　２７Ｂ、　２７Ｃを第２６
図に示すように、クロック発生用ビームの角度が＋α、
Ｏｌ−αとなる点をそれぞれ中心とする範囲Ａ、　Ｂ、
　Ｃでクロック発生様ビームを集光するように配置する
。

このようにすれば、ｆθレンズのリニアリティ特性に基
づくドツト書き込み位置のずれ（モアレ）の発生領域を
小さな領域ΔＬに抑えることができる。第２７図は、上
記のようにしてｆθレンズの特性曲線の変曲点近傍でパ
ルス信号を得て同期制御を行ってドツト書き込みを行う
状態を示している。

第２８図は前述したＰＬＬ回路の構成を示し、第２９図
はそのタイムチャートを示す。

波形整形回路３８１（第２３図）の出力信号Ｐ１は凸レ
ンズ２７Ａ、　２７Ｂ、　２７Ｃが第２６図に示す範囲
Ａ、Ｂ、Ｃでクロック発生用ビームを受光系に集光する
ように配置されているので断続的に、即ち第２６図の領
域＾。

Ｂ、Ｃで得られ、これらの領域の間の領域＾°、Ｂ′で
得られなくなる。

上記波形整形回路３８１の出力信号は位相検波器３３６
により分周器３４６の出力信号との位相差が検波され、
この位相検波器３３６の出力信号がローパスフィルタ７
３５６．アナログスイッチ３６６、ホールド用コンデン
サー３７６を介して電圧制御発振器３８６に印加されて
電圧制御発振器３８６の発振周波数が制御される。この
電圧制御発振器３８６の出力信号は分局器３４６に入力
されて電圧制御発振器３８６が波形整形回路３８１の出
力信号に同期して発振し、電圧制御発振器３８６の出力
信号が同期クロックとして出力される。アナログスイッ
チ３６６は図示されない回路からの信号Ｔによりオン・
オフされ、範囲ｈ′、Ｂ−（：でパルス信号が得られな
い時ｔ２には、その直前からアナログスイッチ３６６が
信号Ｔによってオフとなりホールド用コンデンサー３７
６が電圧制御発振器３８６のパルス信号断絶状態以前の
入力電圧を保持する。これにより電圧制御発振器３８６
の発振周波数変動が抑えられる。また、波形整形回路３
８１から、範囲Ａ、　Ｂ、　Ｃの走査時ｔ１にはパルス
信号が出力されてローパスフィルター３５６の出力信号
がホールド用コンデンサー３７６の保持電圧の近傍にな
ると、アナログスイッチがオンしてローパスフィルター
３５６の出力信号がホールド用コンデンサー３７を介し
て電圧制御発振器３８６に印加される。このようにｆθ
レンズ２４１の特性曲線の変曲点を含む範囲＾、Ｂ、Ｃ
ではグレーティングにより変調されたクロック発生用ビ
ームによるパルス信号に基づいて同期クロックが発生し
、範囲Ａ’、Ｂ’では電圧制御発振器３８６の入力電圧
を保持することによりｆθレンズの特性の悪さの影響を
をΔＬの領域に抑えることができ、ドツト書き込みの位
置ずれを軽減することができる。

なお波形整形回路の出力信号は範囲＾１，９”、Ｃ”で
はゲート回路により、これを遮断する様にすればノイズ
となるのを防ぐことができる。また、グレーティングは
範囲Ａ’、Ｂ’ではスリットを設けないようにしても良
い。

また、これまで説明してきた各実施例では、走査用のレ
ーザービームをミラーで折り曲げたが、第３０図に示す
ようにクロック発生用ビームの方をミラー１９６で折り
曲げる用にしても良い。

（効　　果） 以上１本発明によれば新規な多点同期装置を提供できる
。

請求項１の多点同期装置では、集光光学系がレンズアレ
イとして構成されるが、このレンズアレイに於ける個々
のレンズの精度は緩やかであるので製造が容易であり、
低コストで実現できる。特に、レンズアレイをプラスチ
ック成形品として形成したりホログラムレンズアレイと
して実現すれば、極めて低コストのレンズアレイが実現
できる。

また、レンズアレイは組付けも容易である。

なお、請求項１乃至５の発明に於いて、集光光学系とし
て第４図のレンズアレイ１２０と同様のものを用いる場
合、レンズアレイの片面を平面に形成し、この平面部分
に薄膜蒸着や印刷等によりグレーティングを厄、成し、
レンズアレイとグレーティングとを一体的に構成するこ
とも８来る。

請求項２の発明では、グレーティングと集光光学系の関
係により、グレーティングにより変調されたクロック発
生用ビームは、集光光学系における集光素子の接合部に
入射しないので、上記接合部でのパルス信号の不安定の
問題を有効に解決できる。グレーティングとレンズアレ
イを一体的に構成するのは、この発明の場合に特に有効
である。

請求項３の発明では、集光光学系の個々の集光素子によ
る集光性が向上し、受光系の受光部の面積を小さくでき
、従って周波数特性の良い受光素子の使用が可能となり
、より高速のレーザー走査に適合できる。

請求項４，５の発明は、集光素子の接合部でのパルス信
号の不安定の問題を電気的に解決するので、極めて精度
の良い同期クロックの発生が可能となる。なお請求項５
の発明の場合、パルス信号の不安定の形態としてのパル
ス信号の欠落には対応できないので、この発明を実施す
る前提としてパルス信号は、そのデユーティが変化して
も欠落を生じないようにグレーティングや集光光学系の
態様を調整する必要がある。

請求項６の発明では、多点同期を行い、尚且つ集光光学
系を構成する集光素子や、受光系の受光部の点数を有効
に減らし、多点同期装置の低コスト化が可能となる。

このように請求項１乃至６の発明は何れも従来の多点同
期装置に対し優れた利点を有し、パルス信号に基づき正
確な同期クロックを得られ、ジターやモアレ等、レーザ
ー走査の同期不全に伴う諸問題を有効に解決できる。

なお、レーザー走査光学系の具体的な構成は、第１図や
第１０図等の構成に限らず、種々の構成・形態が適宜選
択使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、請求項１の発明の１実施例を説明するための
図、第２図は同発明の別の実施例を説明するための図、
第３図は、同発明の他の実施例を説明するための図、第
、４図乃至第６例は、集光光学系としてのレンズアレイ
を説明す゛るための図、第７図は、グレーティングを説
明するための図。 第８図は、従来の技術を説明するための図、第９図は、
請求項２の発明の詳細な説明するための図、第１θ図及
び第１１図はレーザー走査光学系の代表的な構成２例を
示す図、第１２図は、ｌｌ請求項の発明の１実施例を説
明するための図、第１３図は、同発明の別実施例を説明
するための図、第１４図乃至第１７図は、請求項３の発
明による解決課題を説明するための図、第１８図は、請
求項４の発明の１実施例の特徴部分を示す図、第１９図
は、同発明を説明するための図、第２０図は、請求項５
の発明の１実施例を説明するための図、第２１図は、同
発明を説明するための図、第２２図は、同発明による解
決課題を説明するための図、第２３図は、請求項６の発
明の１実施例を説明するための図、第２４図乃至第２９
図は、請求項６の発明を説明するための図、第３０図は
、クロック発生用ビームの取り扱いの他の例を説明する
ための図である。 ４、、、ｆθレンズ、１０．、、　グレーティング、１
２．。 集光光学系としてのレンズアレイ、９０．’、　、受光
系 側す図 第　４　図 勿Ｑ図 処ｑ　図 ２）０　　　　ω めり巳 ％ｔ６０ あ／７　Ｕ 馬１２　　図 Ｂ　Ｈ図 ＃４ 馬２２図 形ｚ、ｙ　　図 ＩＩＩｔり０−／り 賂〃　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザー走査光学系に於いて、クロック発生用ビー
   ムの走査光路上にグレーティングを配置し、このグレー
   テイングにより変調された上記クロック発生用ビームを
   集光光学系で集光し、受光系で受光し、光電変換してレ
   ーザー走査の同期クロックを発生させる装置であって、 集光光学系が、走査線長に対応する長さに、集光用のレ
   ンズを配列してなるレンズアレイであり、受光系が、上
   記レンズアレイのレンズ数と同数の受光部を有し、各受
   光部は各レンズにより集光されたビームを受光する位置
   に配列されていることを特徴とする、多点同期装置。 ２、レーザー走査光学系に於いて、クロック発生用ビー
   ムの走査光路上にグレーティングを配置し、このグレー
   ティングにより変調された上記クロック発生用ビームを
   集光光学系で集光し、受光系で受光し、光電変換してレ
   ーザー走査の同期クロックを発生させる装置であって、 集光光学系が、走査線長に対応する長さに、集光用の集
   光素子を配列してなる集光素子アレイであり、受光系が
   、上記集光素子アレイの集光素子数と同数の受光部を有
   し、各受光部は各集光素子により集光されたビームを受
   光する位置に配列されており、且つ、グレーティングの
   ピッチＰｇと集光素子アレイのピッチＰｌとが（Ｐｌ／
   Ｐｇ）＝正整数の条件を満たし、グレーティングの暗部
   が、集光素子アレイに於ける集光素子の接合部に対応す
   るようにしたことを特徴とする多点同期装置。 ３、レーザー走査光学系に於いて、クロック発生用ビー
   ムの走査光路上にグレーティングを配置し、このグレー
   ティングにより変調された上記クロック発生用ビームを
   集光光学系で集光し、受光系で受光し、光電変換してレ
   ーザー走査の同期クロックを発生させる装置であって、 集光光学系が、走査線長に対応する長さに、集光用の集
   光素子を配列してなる集光素子アレイであり、受光系が
   、上記集光素子アレイの集光素子数と同数の受光部を有
   し、各受光部は各集光素子により集光されたビームを受
   光する位置に配列されており、且つ、上記各集光素子の
   光軸が各受光素子の中央に入射したクロック発生用ビー
   ムと一致するように上記集光素子の配置を定めたことを
   特徴とする多点同期装置。 ４、レーザー走査光学系に於いて、クロック発生用ビー
   ムの走査光路上にグレーティングを配置し、このグレー
   ティングにより変調された上記クロック発生用ビームを
   集光光学系で集光し、受光系で受光し、光電変換してレ
   ーザー走査の同期クロックを発生させる装置であって、 集光光学系が、走査線長に対応する長さに、集光用の集
   光素子を配列してなる集光素子アレイであり、受光系が
   、上記集光素子アレイの集光素子数と同数の受光部を有
   し、各受光部は各集光素子により集光されたビームを受
   光する位置に配列されており、且つ、上記受光系により
   発生 するパルス信号が集光素子の継ぎ目部分により不安定と
   なる箇所で疑似パルスを発生させる疑似パルス発生手段
   と、上記疑似パルスで補われた上記パルス信号を基準パ
   ルス信号とし、この基準パルス信号と発振出力パルス信
   号との位相検波出力に従って、出力周波数が制御され、
   画像クロックを発生させる発振器とを有することを特徴
   とする多点同期装置。 ５、レーザー走査光学系に於いて、クロック発生用ビー
   ムの走査光路上にグレーティングを配置し、このグレー
   ティングにより変調された上記クロック発生用ビームを
   集光光学系で集光し、受光系で受光し、光電変換してレ
   ーザー走査の同期クロックを発生させる装置であって、 集光光学系が、走査線長に対応する長さに、集光用の集
   光素子を配列してなる集光素子アレイであり、受光系が
   、上記集光素子アレイの集光素子数と同数の受光部を有
   し、各受光部は各集光素子により集光されたビームを受
   光する位置に配列されており、且つ、上記受光系により
   発生 するパルス信号の立ち上がりをトリガとして上記パルス
   信号を波形成形してデューティー定の基準パルスを発生
   させる基準パルス発生手段と、上記基準パルスと発振出
   力パルス信号との位相検波出力に従って、出力周波数が
   制御され、画像クロックを発生させる発振器とを有する
   ことを特徴とする多点同期装置。 ６、レーザー走査光学系に於いて、クロック発生用ビー
   ムの走査光路上にグレーティングを配置し、このグレー
   ティングにより変調された上記クロック発生用ビームを
   集光光学系で集光し、受光系で受光し、光電変換してレ
   ーザー走査の同期クロックを発生させる装置であって、 上記クロック発生用ビームはｆθレンズを介してグレー
   ティングに入射せしめられ、 集光光学系は、走査線長に対応する長さに、集光用の集
   光素子を飛び飛びに配列してなる複数の集光素子であり
   、受光系は、集光素子数と同数の受光部を有し、各受光
   部は各集光素子により集光されたビームを受光する位置
   に配列されており、且つ、上記集光素子はｆθレンズの
   特性曲線の各変曲点に対応して配備されることを特徴と
   する多点同期装置。