JPH0197917A - 同期信号発生装置 - 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】 く技術分野〉 本発明は光検出装置、特に画情報を読み取ったり記録し
たりするための光ビームを走査する光ビーム走査装置に
使用する同期信号発生装置に関するものである。

〈従来技術およびその問題点〉 近年、光ビームを用いて画像の読取りおよび／または記
録を行なう光ビーム走査装置の開発がさかんに行なわれ
ている。　このような画像の読取りおよび／または記録
を行う光ビーム走査装置においては、一般に光源から発
せられた光ビームは、光偏向器によって反射偏向されて
、一定速度で偏向方向に垂直な方向に送られる（副走査
される）被走査体上を主走査するようになっている。

この場合、光ビームの走査速度を一定に保持することは
、良好な画質を得るための重要な要件である。　　とこ
ろが、これを厳密に一定にすることは装置の機構上困難
であるため、通常は光偏向器により偏向された光ビーム
の位置を検出してその位置検出信号を作り、この信号と
同期を取って画像信号を記録または積分する手法が用い
られる。

第４図に従来の同期信号を得るための同期信号発生装置
を備えた光ビーム走査装置を示す。

従来の同期信号発生装置においては同期用光ビームの光
路上に明部と暗部とが交互に設けられてなるグリッド１
１と、このグリッドの背後に設けられたアクリル樹脂な
どにより形成され、グリッドと反対側の側面の長手方向
に拡散帯２を有する長尺円柱状の集光バー１と、この集
光バー１の端面に設けられた光検出器４からなるものが
使用されている。

かかる同期信号発生装置を備えた光ビーム走査装置は、
レーザ光源５から発せられた光ビームＬ０がビームエキ
スパンダ６により所望のビーム径に太められ、光偏向器
としての回転多面鏡７により偏向される。

光偏向器７により偏向された光ビームＬ０は、ハーフミ
ラ−９によりＢ方向に副走査搬送される被走査体を主走
査する走査用光ビームＬ２と同期信号を発生させるため
の同期用光・ビームＬ１に分岐され、同期用光ビームＬ
１は前記のグリッド１１を通して集光バー１に入射し、
拡散帯２で拡散され、さらに集光パー１内部を反射を繰
り返しながら集光バ一端部に到達し、光検出器４に入射
する。　光検出器４に入射した光は、グリッドの走査に
応じた周期的な光の光量変化を有しており、光検出器４
で光量変化が電気的信号に変換され、これにより同期信
号が得られる。

ところが同期用光ビームＬ１は、通常グリッド１１上に
焦点をあわせられるので、グリッドを通過した光は広が
ってしまい、第３ａ図に示すように、拡散帯２に当る同
期用光ビームＬ１のビーム径が大きくなり、同期用光ビ
ームＬｌの一部が拡散帯にあたるのみで、拡散帯にあた
らない部分は、拡散されず、集光バー１を透過してしま
い光をロスするという問題があった。

なお、集光バー１として長尺角柱状のものを用いた場合
にも、第３ｂ図に示すように拡散帯２には同期用光ビー
ムＬ里の一部があたるのみで同様の問題があった。

また、拡散帯の幅が小さすぎると、同期用光ビームＬ１
の位置変動により、同期用光ビームＬ、が拡散帯２から
ずれてしまう場合もある。

上記の問題をさけるためには、拡散帯２の集光バー１の
長手方向に直角な方向の巾を広くすればよいが、拡散帯
２の幅は集光効率を高くするためには狭いほど好ましい
、　すなわち拡散帯２の幅を広くすると、集光バー１に
入射し、拡散ｆ２で拡散された光が集光パー内部で反射
をくり返しながら光検出器４に到達するまでの間に、再
度拡散帯で拡散され、最終的に光検出器４に到達する光
量が少なくなってしまい、集光効率が低くなるという問
題がある。

〈発明の目的〉 本発明は前記のような従来技術に伴う問題点を解消しよ
うとするものであって、光検出装置における集光バーの
拡散帯上に同期用光ビームを集光させることのできる光
学素子を設け、集光バー１の拡散帯を中挟としても同期
用光ビームの集光効率を向上させることができる同期信
号発生装置を提供することを目的としている。

〈発明の詳細な説明〉 本発明によれば、光偏向器により偏向された走査用光ビ
ームで被走査体を走査すると共に、前記光偏向器により
偏向された同期用光ビームをその光路上に設けられたグ
リッドに入射せしめ、グリッドを通過した光を長手方向
に帯状に設けられた拡散帯を有する集光バーを用いて検
出することにより、前記被走査体上の走査用光ビームの
走査方向の位置検出を行なう同期信号発生装置において
、 前記グリッドと前記集光バーとの間に、前記同期用光ビ
ームを、前記集光バーの拡散帯上に収束させることがで
きる光学素子を設けてなることを特徴とする同期信号発
生装置が提供される。

本発明においては、前記光学素子は、前記集光バー上に
設けられているのが好ましくまたは該光学素子は、シリ
ンドリカルレンズであるのが好ましい。

また、前記グリッドは、前記光学素子上に形成されるの
が好ましい。

〈発明の具体的構成〉 次に、本発明の同期信号発生装置を添付図面に示す好適
な実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明の同期信号発生装置を適用した光ビー
ム走査装置の実施態様を概念的に示す斜視図である。

この光ビーム走査装置は基本的には、レーザの光ビーム
Ｌｏを発生するレーザ光源５、光ビームを所望の径にす
るビームエキスパンダー６、光ビーム５を偏向する光偏
向器としての回転多面鏡７、光路上に設けられたｆφレ
ンズ等の走査レンズ８、光路上に主走査方向に延びて設
けられたハーフミラ−９、被走査体１０をＢ方向に副走
査する図示されていない副走査搬送手段が設けられる。

ハーフミラ−９は、入射した光ビーム２のうち、走査に
必要な量の光ビームを走査用光ビームＬ２として反射し
、残りの光ビームを同期用光ビームＬ１として透過させ
る。　ハーフミラ−９により反射された走査用光ビーム
Ｌ２は光路上に配された被走査体１０上で集束し、矢印
Ｂ方向に搬送される（副走査される）被走査体１０上を
矢印Ｃ方向に繰り返し主走査する。

ハーフミラ−９によって分けられた同期用光ビームＬ１
の光路上に主走査方向に延びてグリッド１１が設けられ
る。

グリッド１１は被走査体１０上の画素に対応するピッチ
で明部と暗部からなる格°子が形成されており、このグ
リッド１１を通過した同期用光ビームＬ１はグリッド１
１の背後に設けられた集光バー１により集光される。

グリッド１１の格子は、光ビーム走査の被走査体上の画
素に対応するように設けられるが、集光バー１に入射し
た光の光量は光検出器４で電気的信号に変換された後、
逓倍して同期信号とすることもできるので、必ずしも画
素と１対１の関係である必要はない。

グリッド１１は同期用光ビームの反射状態を周期的に変
化させるものであってもよく、その場合には、集光バー
１はグリッドによる反射光を集光するものとすればよい
。

集光バー１は、アクリル樹脂、ガラス等の透明な材料の
長尺円柱状の棒状体であり、グリッド１１と反対側の側
面の長手方向に光散乱性の塗料を塗布された帯状体等で
ある拡散帯２が設けられる。

なお、集光バー１は長尺円柱状に限られず、長尺角柱状
であってもよい。

集光バー１に入射した同期用光ビームＬ１は、拡散帯２
で拡散し、集光バー１表面での全反射をくり返しながら
集光バーの端面に設けられた光検出器４に到達し検出さ
れる。

光検出器４により検出される光の光量は、グリッド１１
の格子により、前記走査用光ビームＬ２の主走査にとも
なって周期的に変化する。

光検出器４はこの同期用光ビームＬ１の周期的変化を検
出し、この光量変化は電気的なパルス信号に変換され、
走査用光ビームＬ２の主走査方向の位置を示す同期信号
が得られる。

グリッド１１と拡散帯２を有する集光バー１との間にグ
リッド１１上に焦点をあわせられた同期用光ビームＬ１
を、拡散帯２上に収束するために凹シリンドリカルレン
ズ１３が配されている（第２ａ図参照）。

すなわち、該凹シリンドリカルレンズ１３がない場合に
は第３ａ図に示すように、同期用光ビームＬ１の集光位
置が集光バー１の内側となり、拡散帯２上で再び広がっ
てしまうので、グリッド１１を通過した同期用光ビーム
Ｌ１を凹シリンドリカルレンズ１３にｉり発散させ、拡
散帯２上に集光できるようにしている。

〈発明の具体的作用〉 以下、本発明の同期信号発生装置３を適用した上記の光
ビーム走査装置の作用を第１図に基づいて説明する。

レーザ光源５から発せられた光ビームＬＯは、ビームエ
キスパンダ６を通過して所望の太さのビーム径となフた
後、矢印Ａ方向に回転する回転多面鏡７に入射して反射
偏向される。

光ビーム５を偏向する光偏向器としては、この回転多面
鏡７の他にガルバノメータミラーやホログラムスキャナ
、さらにはＡＯＤ　（音響光学光偏向器）等が使用可能
である。

回転多面鏡７により反射偏向された光ビーム５は光路上
に設けられたｆθレンズ等の走査レンズ８を通過した後
、光路上に主走査方向に延びて設けられたハーフミラ−
９に入射する。

このハーフミラ−９は入射した光ビーム５のうち、走査
に必要な量の光ビームを走査用光ビームｊ２として反射
し、残りの光ビームを同期用光ビームＬ１として透過さ
せる。　ハーフミラ−９により反射された走査用光ビー
ムＬ２は、光路上に配された被走査体１０上で収束し、
矢印Ｂ方向に搬送される（副走査される）被走査体１０
上を矢印Ｃ方向に繰り返し主走査する。

一方、前記ハーフミラ−９を透過した同期用光ビームＬ
１は前記被走査体１０とハーフミラ−９に対して共役な
位置に配されたグリッド１１に入射する。

グリッド１１は、被走査体１０上の画素に対応するピッ
チで格子状に形成されているので、グリッド１１を通過
した同期用光ビームＬ１の光量は、前記走査用光ビーム
Ｌ２の主走査にともなって周期的に変化する。

グリッド１１を通過した同期用光ビームＬ１は、第２ａ
図に示すように、凹シリンドリカルレンズ１３により発
散され、再度集光バー１の入射面で収束されて拡散帯２
上に収束する。

従来、光学素子を有しない同期信号発生装置では、第３
ａ図に示すように、グリッド１１を通過した同期用光ビ
ームＬ１は拡散帯２上に収束せず、拡散面においてビー
ム径が大きくなり光をロスしていた。

本発明の同期信号発生装置では、拡散帯２上に収束した
小さなビームスポットが得られるので、同期用ビームＬ
１はほぼすべてが拡散帯２により拡散され、集光バー１
内を全反射を繰り返して光検出器４に導かれる。

また収束した同期用ビームＬｌのスポットに合わせて拡
散帯２の巾を狭くすることができるので拡散帯２の巾が
広い場合のように、集光バー１に入射し拡散帯２で拡散
された光が、集光バー１内部で反射をくり返しながら光
検出器４に到達する間に、再度拡散帯２で拡散吸収され
て、最終的に光検出器４に到達する光量が少なくなるこ
ともなく、同期信号の集光効率が向上する。

集光バー１で、その長手方向に搬送された光は、光検出
器４に入り、光検出器４は、同期用光ビームＬ１の周期
的変化を検出し、この光量変化は同期信号発生手段（図
示せず）により電気的なパルス信号に変換され、走査用
光ビームＬ２の主走査方向の位置を示す同期信号が得ら
れる。

なお本発明は、上記実施態様に限られるものではなく、
以下に本発明の他の実施態様について説明する。

第２ｂ図に示す態様は、集光バー１が角棒の場合には同
期用光ビームＬ１の集光位置が拡散帯２上で広がってし
まう（第３ｂ図参照）ので、凸シリンドリカルレンズ１
２を用いて集光させる例である。

第２ｃ図は、光学素子を集光バー１上に設けた態様であ
る。　グリッド１１を透過して広がった同期用光ビーム
Ｌ１を、集光バー１の入射側の側面に設けた凸シリンド
リカルレンズ１４で、拡散帯２上に収束させる。　この
構成とすれば、光学素子と集光バーを同一部材として設
けられる。

第２ｄ図は、グリッド１１を光学素子１上に形成した態
様で、凹シリンドリカルレンズ１５の入射側の側面に、
光ビーム走査の被走査体上の画素に対応する明部と暗部
とからなる格子を塗料を塗布すること等で被着し、グリ
ッド１１とする。

このような構成とすれば、グリッド１１を別部材として
備える必要がない。

なお、上記実施態様では、レーザ光源５から発された光
ビームＬｏが回転多面鏡７で偏向され、走査レンズ８を
通過した後ハーフミラ−９により走査用光ビームＬ２と
同期用光ビームＬ１を分けるように構成しているが、回
転多面鏡７に入射する前に光ビームＬｏを分割し、それ
ぞれ回転多面鏡７の別々の反射面に入射するようにして
もよい。　さらに、走査用光ビーム、同期用光ビームの
光源をそれぞれ別個に設けるようにすることもでき、こ
の場合には、走査用光ビーム、同期用光ビームの波長を
異なるものとしておけばダイクロイックミラー等を用い
て同一光路に合成し、再び分割することも可能である。

いずれの態様においても、本発明の同期信号発生用装置
を使用して同期用光ビームの集光効率を高め、効率の良
い同期信号を得ることができる。

〈発明の効果〉 本発明装置によれば、集光バーの拡散帯上に同期用光ビ
ームを集光させることのできる光学素子を設けているの
で拡散帯により同期用光ビームＬ＋をほぼ全て拡散させ
ることができ、しかも拡散帯の巾を狭くすることができ
、光のロスが少なく、集光効率を高くすることができる
。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７上記
の光学素子を、集光バー上に設ける構成、あるいはグリ
ッドを光学素子上に形成する構成とすれば、装置をコン
パクトにすることができ、各素子間の微少な位置調整が
不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の同期信号発生装置を適用した光ビー
ム走査装置の実施態様を概念的に示す斜視図である。 第２ａ図は、本発明の一実施態様を示す概略図であり、
第２ｂ図、第２ｃ図および第２ｄ図は、本発明の他の実
施態様を示す概略図である。 第３ａ図および第３ｉ図は、従来例を説明する概略図で
ある。 第４図は、従来の光ビーム走査装置を概念的に示す斜視
図である。 守号の説明 １・・・集光バー、 ２・・・拡散帯、 ３・・・同期信号発生装置、 ４・・・光検出器、 ５・・・レーザ光源、 ６・・・ビームエキスパンダ、 ７・・・回転多面鏡、 ８・・・走査レンズ、 ９・・・ハーフミラ−１ １０・・・被走査体、 １１・・・グリッド、 １２・・・凸シリンドリカルレンズ、 １３・・・凹シリンドリカルレンズ、 １４・・・凸シリンドリカルレンズ、 １５・・・凹シリンドリカルレンズ、 ＬＯ・・・光ビーム、 Ｌｌ・・・同期用光ビーム、 Ｌ２・・・走査用光ビーム 特許出願人　　富士写真フィルム株式会代　　理　　人
　　　弁理士　　渡　　辺　　望同　　　　　　弁理士
　　石　　井　　陽ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ａ　　　　　　　　　　ＦＩＧ、２ｂＦＩＧ
、４ Δ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光偏向器により偏向された走査用光ビームで被走
   査体を走査すると共に、前記光偏向器により偏向された
   同期用光ビームを光路上に設けられたグリッドに入射せ
   しめて、グリッドを通過した光を長手方向に帯状に設け
   られた拡散帯を有する集光バーを用いて検出することに
   より、前記被走査体上の走査用光ビームの走査方向の位
   置検出を行なう同期信号発生装置において、 前記グリッドと前記集光バーとの間に、前記同期用光ビ
   ームを、前記集光バーの拡散帯上に収束させることがで
   きる光学素子を設けてなることを特徴とする同期信号発
   生装置。
2. （２）前記光学素子が、前記集光バー上に設けられてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の同期
   信号発生装置。
3. （３）前記光学素子が、シリンドリカルレンズであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の同期信号
   発生装置。
4. （４）前記グリッドが、前記光学素子上に形成されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれかに記載の同期信号発生装置。