JPH0218517A - レーザプロッタのビデオクロック信号発生方法 - 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】 し産業上の利用分野］ 本発明は、レーザプロッタにおけるビデオブタの発生タ
イミングを決定するビデオクロック信号の発生方法に関
するものである。

［従来の技術］ 従来よりレーザプロッタにおいては、光ビームを回転ミ
ラー等の偏向手段（以下回転ミラーとして説明する）に
より偏向して記録材上を走査するものであるため、回転
ミラーの回転とビデオクロック信号の発生とを同期させ
な（Ｊれば、印字位置にばらつきが生じてしまう。

そこで従来は第４図に示すように、記録材１の印字領域
ａの印字始点側に隣接する位置に光検出器２を設け、こ
の光検出器２に走査線３を形成するための光ビーム４が
照射されたことを検出すると、これに基づいて所定周波
数のビデオクロック信号を発生するように設定した原点
パルス方式があった。

またこのほか第５図に示すように、所定の間隔で多数の
スリットを配したグレーティングスリット６を、印字領
域とは異なる領域に設り、このグレーティングスリット
６を印字用の光ビームと同期して走査する走査光８で走
査し、グレーティングスリット透過光から得られる信号
を基にしてＰし［（フェイズロックドループ）逓倍回路
等でビデオクＯツク信号を発生させるグレーティング方
式もあった。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし上記原点パルス方式では、第６図に示したラスタ
走査線群Ｒ８のように、始点側の位置精度は良くても、
終点側に向かうにつれて回転ミラー１０を駆動するモー
タの回転ムラによる影響を受け、走査方向の位置の揃い
に比較的にゆっくりとした揺ぎが生じるという問題点が
あった。

また、後者のグレーティング方式では、印字領域に相当
した幅の広い高精度なグレーティングスリット６を設け
る必要があり、またこのグレーティングスリット６に対
応する幅の広い検出器も必要であった。

さらにこのグレーティング方式においては、光学系もグ
レーティングスリット用と印字用の２つの光学系が必要
であり、全体的に装置が高価になるという問題点があっ
た。

本発明は上記した従来の問題点に鑑み、又、高速回転す
る回転ミラーの回転ムラが比較的に緩慢な変化であるこ
とに着目し、回転ミラー等の偏向手段を用いたレーザプ
ロッタにおける走査方向の印字品質の悪化を防止するビ
デオクロック信号の発生方法を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明のレーザプロッタのビデオクロック信号発生方法
は、走査区間の始点、及び、終点に至るまでの任意の中
間点（以下の説明では終点を例に述べる）を、印字のた
めの走査光と同じ走査光、又は該走査光に同期して走査
する別途の走査光（以下の説明では印字のための走査光
と同じ走査光を例示する）を用いて検出し、始点の検出
に同期して一定のクロックパルス数からなるビデオクロ
ック信号を発生させると共に、終点検出時におけるビデ
オクロック信号の最終クロックパルスの位相比較を行な
い、この位相比較結果に基づいて次の走査線を走査する
時のビデオクロック信号の周波数を微小に可変させるフ
ィードバックをかけるものである。

特に本発明においては、ビデオクロック信号の周波数を
可変させるのに、ベースとなる基本発振周波数ｆ　と、
この周波数ｆ□よりも僅かに低い■ 周波数ｆ　を随時作成し、この周波数ｆＮとｆ。

［ とを選択的に組み合わせ、その選択の比率を適宜変えて
ビデオクロック信号を発生することにより、所定数のビ
デオクロック信号の最終パルスと走査区間の終点検出を
同期させている。

［実施例］ 以下本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明を応用したレーザプロッタのビデオクロ
ック信号発生装置の回路構成を示す図である。

ビデオデータ発生部１２には、本発明方法によって発生
したビデオクロック信号ｆ　　が供給さＵＴ れている。そしてこのビデオデータ発生部１２は、別途
図示していない画像情報に基づいて前記ビデオクロック
信号ｆ。ｏｏに同期したビデオ信号を出力し、これを光
変調器１４に供給する。光変調器１４はビデオ信号に基
づいて変調された印字（露光）用の光ビームを生成し、
この光ビームを回転ミラー１８等の偏向走査系を介して
記録材上に投影し走査する。

検出タイミング発生部１６は、前記回転ミラー１８の回
転位置を検出することによって、偏向された光ビームが
所定の区間内を走査可能な状態になっているか否かを検
出し、前記ビデオデータ発生部１２に出力する。例えば
、後述する検出器２０を走査できるような状態に回転ミ
ラー１８が位置したことを検出すると、前記ビデオデー
タ発生部１２は、画像情報によって変調されたビデオ信
・号ではなく、単に前記検出器２０を照射するのに必要
な光ビームを発生させるための信号を出力する。このよ
うに検出タイミング発生部１６の出力に基づいて、夫々
所定の区間に所定の光ビームを走査させると共に、回転
ミラー１８が露光不用の区間に位置している間は光変調
器１４等を休止させるようになっている。

２０．２２はそれぞれスタート位置検出器とストップ位
置検出器であり、通常、光ビーム検出用フォトダイオー
ドからなる。

このスタート位置検出器２０とストップ位置検出器２２
は、光ビーム２４を受光して印字開始と印字終了のタイ
ミングを検出するものであり、印字領域ａの外側でかつ
記録材２６に隣接した所にそれぞれ設置されている。

２日はスタート位置検出器２０からのスタート検出信号
とストップ位置検出器２２からのストップ検出信号をそ
れぞれＳＥＴ端子とＲＥＳＥＴ端子に入力し、出力Ｑか
らスタートストップ信号Ａを出力するフリップフロップ
（以下ｒＦＦＪと略称する）である。

３０は前記スタート位置検出器２０からのスタート検出
信号をＳＥＴ端子に入力し、後述するクロックカウンタ
３４からの信号ＣをＲＥＳＥＴ端子に入力して、出力Ｑ
から発振器スタート信号Ｂを出力するＦＦである。

３２は可変周波数同期発振器である。この可変周波数同
期発振器３２は、前記ＦＦ３０からの発振器スタート信
号Ｂが高レベルになると、後述する周波数選択信号Ｆで
選択指令された周波数のビデオクロック信号ｆ。Ｕｌを
出力し、またこの信号Ｂが低レベルになるとそのビデオ
クロック信号ｆＯＵＴの出力を停止する。

なおこの可変周波数同期発振器３２は、後に詳細に述べ
るようにクロック信号出力の周期（周波数）をデジタル
的に制御することができるようになっている。

３４は、前記可変周波数同期発振器３２からのビデオク
ロック信号ｆ。Ｕ工のパルス数をカウントするクロック
カウンタであり、そのカウント値がパルス数設定スイッ
チ３６に予め設定した数に到達すると信号Ｃを出力する
。

３８は位相比較器であり、ＦＦ２８からのスタートスト
ップ信号ＡとＦＦ３０からの発振器スタート信号Ｂを入
力して両信号の立ち下がりエツジのタイミングを比較し
、信号Ａに対して信号Ｂが進んでいるのか遅れているの
かを示す信号りと、その位相差の絶対値に対応した数の
パルス信号Ｅを出力する。

４０は、１つの走査線上において、クロック周波数ｆＨ
で走査する区間と周波数ｆ、で走査する区間の配置パタ
ーンを、種々の伸縮倍率（補正率）について予め記憶し
た読出し専用メモリ（以下では倍率演算ＲＯＭと言う）
であり、伸縮倍率に関する情報および走査線上の現在走
査位置を示す情報が読出しアドレスとして使用される。

本実施例においては、基本発振周波数ｆＩ＋をベースと
して、周波数ｆ　をこの周波数ｆＩ＋よりもし 僅かに低い周波数に設定しており、この周波数ｆ、とｆ
、を選択的に組み合わせ、その選択の比率を適宜変えた
ビデオクロック信号を可変周波数同期発振器３２から発
生させることにより当該クロック信号の進みあるいは遅
れを補正するものである。

このため、この倍率演算ＲＯＭ４０は、１走査線中にお
ける周波数ｆ。とｆ、の配置を後に述べる方式により予
め記憶すると共に、１走査線中における周波数ｆ　とｆ
、の比率をも記憶しており、■ 別途指定されたアドレスによって読み出したその記憶値
を周波数選択信号Ｆとして可変周波数同期発振器３２に
供給している。

また、この倍率演算ＲＯＭ４０の読出しアドレスは、上
位ビットと下位ビットに二分されており、下位ビットア
ドレスはクロックカウンタ３４の現在カウント値の出力
から、又、上位ビットアドレスは後述する可変周波数同
期発振器制御カウンタ４２の出力の下位ビットから供給
されている。

この可変周波数同期発振器制御カウンタ４２（以下「カ
ウンタ」と略称する）は、位相比較器３８からの位相差
を示す信号りおよびＥを夫々アップダウン端子Ｕ／Ｄと
クロック端子に入力している。

そしてこのカウンタ４２の出力の上位ビット信号は、前
記可変周波数同期発振器３２に対する基本発振周波数ｆ
。の指示信号として供給される。

また、前記カウンタ４２の下位ビット出力は、前記上位
ビット信号で指示した基本発振周波数ｆ１で全走査区間
を走査した場合に予想される位相差の補正率（所望伸縮
倍率）を示す信号として使用され、前記倍率演算ＲＯＭ
４０に対する読出しアドレスの上位ビットとして供給さ
れる。

尚、上記の説明からも明らかなように、前記基本発振周
波数ｆ１自体のデジタル的な最小制御量をより細かくす
るためには、前記カウンタ４２がら可変周波数同期発振
器３２へ供給される上位ビットのビット数を増加させな
ければならない。逆に、前記カウンタ４２の下位出力ビ
ットの数を増加させることによって、前記したｆ。とｆ
、との組み合わせによる補正をより細かく多段階に実施
することが可能となる。

次に、上記構成からなるビデオクロック信号発生装置の
動作を第１図及び第２図〈タイムチャート）を用いて説
明する。

第１図において、光ビームは回転ミラー１８により偏向
され、図中左から右方向へ記録材２６上及びその近傍を
走査する。

印字開始時にこの光ビームは、スタート位置検出器２０
を照射し、その後印字領域ａを走査する。

スタート位置検出器２０は、光ビームを受けると光ビー
ムが始点に来たことを検出し、スタート検出信号にパル
スを１つ発生させる。

スタート検出信号をＳＥＴ端子への入ノ〕信号とするＦ
Ｆ２８．３０は、このスタート検出信号パルスの立ち上
りに応答して、その出力Ｑからのスタートストップ信号
Ａおよび発振器スタート信号Ｂをそれぞれ高レベルにす
る。

この発振器スタート信号Ｂが高レベルになると、これに
応答して可変周波数同期発振器３２は発振器スタート信
号Ｂが高レベルの間、前記カウンタ４２から指示された
周波数のビデオクロック信号ｆＯｔｌＴを出力する。

このビデオクロック信号’　ＯＵＴは、ビデオデータ発
生部１２に供給されると共に、クロックカウンタ３４に
も供給される。

このクロックカウンタ３４は、ビデオクロック信号ｆ　
　に発生ずるクロックパルスの数をカラＵＴ ントし、パルス数指令スイッチ３６の操作により設定さ
れた数だけカウントすると、通常高レベルにある信号Ｃ
を一定時間低レベルにする。

この信号Ｃが低レベルになると、ＦＦ３０はこの立ち下
がりに応答してリセットされ、その出力Ｑからの発振器
スタート信号Ｂを低レベルにする。

この発振器スタート信号Ｂが低レベルになると可変周波
数同期発振器３２は発振動作を停止する。

一方、印字領域ａを走査した光ビーム２４がストップ位
置検出器２２に達すると、ストップ位置検出器２２はこ
れを検出し、ストップ検出信号にパルスを１つ発生させ
る。

このストップ検出信号をＲＥＳＥＴ端子に入力するＦＦ
２８は、この信号の立ち上りに応答してその出力である
スタートストップ信号Ａを低レベルにする。

このスタートストップ信号ＡとＦＦ３０がらの発振器ス
タート信号Ｂを入力する位相比較器３８は、これら両信
号の立ち下がりエツジを比較し、位相差が生じると、こ
の位相差の絶対値に対応した数のパルスを信号Ｅに発生
させ、またスター１へストップ信号Ａに対する発振器ス
タート信号Ｂの進みあるいは遅れに対応して信号りの状
態を高あるいは低レベルに切り変える。

この信号Ｅ、Ｄを入力するカウンタ４２は、信号りによ
りアップダウンが決定され、さらに信号Ｅに発生するパ
ルスをアップ又はダウンカウントする。

例えば、信号Ｅにパルスが５個発生し、信号りが高レベ
ルであると、カウンタ４２はそのカウントを「５」アッ
プカウントする。この結果、前記倍率演算ＲＯＭ４０の
上位読出しアドレス及び可変周波数同期発振器３２の基
本発振周波数がカウンタ４２からの信号により切り変わ
る。この状態のときに再び前述した動作と同様にして走
査が始まると、今度は発振器スタート信号Ｂが高レベル
になっている時間が前回の走査時よりも５ＸＴ。

（Ｔ、：調整用微小デイレイ時間）だけ長くなり、この
結果スタートストップ信号Ａと発振器スタート信号Ｂの
立ち下がりの位相差が縮まることになる。

このときに、可変周波数同期発振器３２は、倍率演算Ｒ
ＯＭ４０からの周波数選択信号Ｆにより制御される。

、１４ 即ち、この選択信号Ｆが低レベルの時には基本発振周波
数ｆｌｌの信号を出力し、選択信号Ｆが低レベルの時に
は調整用周波数ｆ、の信号を出力する。

従って、この周波数選択信号Ｆを高レベルにするタイミ
ング、及び、その持続時間により可変周波数同期発振器
３２が所定数のクロックパルスを出力するのに要する時
間を可変することができ、その結果として発振器スター
ト信号Ｂが高レベルになる時間が可変されることになる
。

上記のようなフィードバックループが走査毎に形成され
ることにより、光ビーム２４が印字領域ａを走査する間
にビデオクロック信号ｆ。ＵＴに発生するクロックパル
スの数を変えることなく、そのクロックパルスが光ビー
ム２４がスタート位置とストップ位置に達するのに同期
してそれぞれ発生及び停止するように制御することがで
きる。

本実施例においては、各走査線毎に１本前の走査線にお
ける誤差を検出して位相差を補正しているが、複数本以
上前の走査線で誤差を検出して利用したり、複数本毎に
前述したフィードバックを実施することも可能である。

また、印字走査が終了した段階で補正のための処理をし
ており、印字速度が遅くなることはない。

特に時間に余裕がある場合や、シグナルプロセッサのよ
うな高速演算素子を用いることが出来る場合には、前記
倍率演算ＲＯＭ４０からのデータの読出しを、ＣＰＵに
よるデジタル倍率演算処理に代えることも可能である。

なお上記実施例における可変周波数同期発振器３２は、
例えば第３図に示すようなデイレイラインを用いたリン
グオシレータを使用して実現している。

そこで次にこのリングオシレータを用いた実施例とその
制御方法について説明する。

従来より安定性に優れた発振器として水晶発振器が用い
られていた。しかしこの水晶発振器は外部から制御可能
な発振周波数の範囲が狭いという欠点があり、また従来
から様々な方法が提案されているように発振の開始及び
停止制御が難しいという欠点もあった。

このため前述した本実施例の可変周波数１’ｉｉ１期発
振器３２の場合では、発振の開始と停止を繰り返し、か
つ発振周波数の範囲を広くとる必要があるのでこの水晶
発振器を用いることができず、第３図に示すようなリン
グオシレータを用いている。

第３図に示すようにこのリングオシレータは、発振開始
を指示する信号を一入力端に入力するナントゲート４４
と、その出力信号を一定時間（例えば５０ｎＳＥＣ）遅
延する基本デイレイライン４６と、その出力信号をさら
にそれぞれ所定時間（例えば０．１’ｎ５ＥＣ）遅延す
る、連なった複数の微小デイレイラインからなる微小デ
イレイライン群４８と、デイレイ時間可変指令ＳＥＬに
入力した信号に応じて基本デイレイライン４６及び各微
小デイレイラインの出力を選択出力し、かつその出力信
号をナントゲート４４の伯の入力端に供給するマルチプ
レクサ５０とから構成されている。

このリングオシレータは次のように動作する。

はじめに、ナンドゲ−１〜４４の一入力端に高レベルの
発振器スタート信号Ｂが供給されると、通常他端には高
レベルの信号が供給されているためナントゲート４４の
出力信号は低レベルになる。

この低レベルの出力信号は、基本デイレイライン４６に
て５０ｎＳＥＣ遅延され、微小デイレイライン群４８及
びマルチプレクサ５０に供給される。

このマルチプレクサ５０は、デイレイ時間可変指令ＳＥ
Ｌに印加されたデジタル信号に基づいて前記各デイレイ
ラインからの信号を選択出力する。

例えば、基本デイレイライン４６の出力信号が選択され
れば、その出力信号がマルチプレクサ５０の出力に発生
し、発振出力信号となり、以後５０ｎＳＥＣ毎にナント
ゲート４４の出力信号の状態が切り変わる。

また、微小デイレイライン４８ｂの出力信号が選択され
ると、基本デイレイライン４６、及び、微小デイレイラ
イン４８ａ、４８ｂにて、５０＋０．１＋０．１＝５０
．２　（ｎｓＥｃ）遅延された信号が発振出力信号とし
て出力される。

この発振出力状態は、発振器スタート信号Ｂが高レベル
のあいだ継続し、この信号が低レベルになると停止する
。前述したように本実施例においては、位相差を補正す
るためにベースとなる周波数ｆ１とこれにより僅かに低
い調整用周波、Ｉｌ［ｆ　。

を用いている。この周波数ｆ　　、ｆ　　は、上記りＬ ングオシレータにおいて適宜に選択指令した任意所定の
遅延時間を周波数ｆＨに関する周期Ｔ、に設定し、かつ
微小デイレイライン群４８の各微小遅延時開を調整用微
小デイレイ時間Ｔ、に設定すれば、上記リングオシレー
タのデイレイ時間可変指令ＳＥＬへの供給信号を切り変
えるだけで前述した動作より、 １／Ｔ、＝ｆＨ（Ｈｚ） １／　（ＴＢ　＋Ｔｏ）＝ｆ、（）ｌｚ）を作成するこ
とができる。

また、印字全長を走査するのに要する時間をＰ丁として
、クロックカウンタ３４０カウント数を印字全長に必要
なりロックパルス数ＮＡＬＬに設定し、リングオシレー
タが出力する信号の周波数ｆ、のクロックパルス数をＮ
Ｈ１周波数ｆ１のクロックパルス数をＮ、とすると、時
間ＰＴは次の式で表わされる。

時間　ＰＴ＝Ｔ８ｘＮＨ＋　（ＴＢ＋Ｔｏ）ｘＮ［ 従って、Ｎ＝Ｎ＋Ｎ　　であると、このＮ■ＡＬＬ　　
　　　ＨＬ とＮ、の比率を変えることにより時間ＰＴを可変するこ
とができる。

即ち、クロックパルス個々の周波数をｆＨ９ｆＬのいず
れにするかリングオシレータ内のマルチプレクサ５０を
制御することにより、実際に光ビームが印字領域上を走
査するのに要する時間に相当する時間内に所定数のクロ
ックパルスが発生する信号を発生させることができる。

さらに、周波数ｆ１あるいは周波数ｆＬのり０ツクパル
スが複数連続して発生すると、周波数ｆ　の区間と周波
数ｆ、の区間で印字物の累積数■ 差が生ずる。このため、周波数ｆＨと周波数ｆ。

の各クロックパルスを印字全長全体に分散して交互に発
生させることが好ましい。

本実施例においては、全体のクロックパルス内の２個を
周波数ｆ、にする場合には全体を２分割してその切れ目
にこのクロックパルスを入れ、３個の場合には３分割の
切れ目に入れるような倍率演算方式を採用しており、そ
の演算処理結果を予め倍率演算ＲＯＭ４０に記憶させて
そこから必要な周波数選択信号Ｆを読出し出力する。

上記のように第３図に示すリングオシレータを用いるこ
とにより、第１図に示ず可変周波数同期発振器３２の動
作を実行することができる。

即ち、このリングオシレータのナントゲート４４にＦＦ
３０からの発振器スタート信号Ｂを発振開始信号として
供給し、またマルチプレクサ５０のデイレイ時間可変指
令ＳＥＬにカウンタ４２と倍率演算ＲＯＭ４０の出力信
号を供給すればよい。

これにより、発振器スタート信号Ｂが高レベルの閤この
リングオシレータは発振し、カウンタ４２の出り信号に
よりマルチプレクサ５０から出力される信号の周波数が
決定され、さらに倍率演算ＲＯＭ４０からの信号により
マルチプレクサ５０から出力される信号の周波数が微小
に切り変わることになる。

［発明の効果コ 本発明によれば、回転ミラーの回転ムラ等により、実際
に光ビームが走査する時間とビデオクロック信号の発生
時間との間に差が生じたとしても、１本またはそれ以上
前の走査線でこれを検出して補正することができ、印字
始点側だけでなく終点側における印字品質をも向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を応用したレーザプロッタのビデオクロ
ック信号発生装置の回路構成を示す図、第２図は第１図
に示す信号のタイムチャート、第３図は第１図に示す可
変周波数同期発振器の実施例であるリングオシレータを
示す図、第４図及び第５図は従来例を示す図、第６図は
第４図に示す従来例により印字した場合の例を示す図で
ある。 ２０・・・スタート位置検出器 ２２・・・ストップ位置検出器 ２８゜ ３２　・ ３４　・ ３６　・ ３８　・ ４０　・ ４２　・ ３０・・・フリップフロップ ・・可変周波数同期発振器 ・・クロックカウンタ ・・パルス指令スイッチ ・・位相比較器 ・・倍率演算ＲＯＭ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ビームが主走査区間の始点および終点に達したことを
   それぞれ検出し、始点の検出に同期して一定のクロック
   パルス数からなるビデオクロック信号を発生させ、終点
   検出時における前記ビデオクロック信号の最終クロック
   パルスの位相比較を行ない、この比較結果に基づいて後
   の走査線のビデオクロック信号の周波数を微小に可変さ
   せるフィードバックをかけてビデオクロック信号の停止
   を終点検出に同期させることを特徴とするレーザプロッ
   タのビデオクロック信号発生方法。