JP2003198052A - 画像露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体レーザ素子を直接変調して露光画像を
形成する画像露光装置において、画質を可及的に向上さ
せる。 【解決手段】 半導体レーザ素子から出射した光ビーム
を感光体に対して走査するビーム走査手段ＢＳと、前記
半導体レーザ素子を駆動するレーザ駆動手段とが設けら
れ、前記レーザ駆動手段は、入力される画像信号に応じ
て前記半導体レーザ素子の駆動電流を変化させるように
構成されている画像露光装置において、前記半導体レー
ザ素子の設定電流範囲での電流−光出力特性を測定し、
その測定情報に基づいて、前記レーザ駆動手段における
入力画像信号と半導体レーザ素子の駆動電流との対応関
係を設定するレーザ出力管理手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
から出射した光ビームを感光体に対して走査するビーム
走査手段と、前記半導体レーザ素子を駆動するレーザ駆
動手段とが設けられ、前記レーザ駆動手段は、入力され
る画像信号に応じて前記半導体レーザ素子の駆動電流を
変化させるように構成されている画像露光装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】かかる画像露光装置は、光ビームにて感
光体を走査して、感光体に所望の画像を露光形成する装
置である。この光ビームの光源としては半導体レーザ素
子を利用しており、半導体レーザ素子は駆動電流によっ
て直接変調できるので、入力される画像信号に応じて半
導体レーザ素子の駆動電流を変化させることで、感光体
上に画像を露光形成する。従って、感光体を所望の露光
量で露光させるには、半導体レーザ素子の光出力を制御
する必要があり、従来は、半導体レーザ素子の発振しき
い値電流が経時変化することから、適時に半導体レーザ
素子の発振しきい値電流を測定し、その発振しきい値電
流に所望の光出力に対応する電流値を加えることで半導
体レーザ素子の駆動電流を設定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
レーザ素子の光出力を直接変調して画像を露光形成する
場合に上記従来構成を適用した場合、露光画像の色あい
が時間的に変化してしまう場合があり改善が求められて
いた。本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、半導体レーザ素子を直接変調して露
光画像を形成する場合において、画質を可及的に向上さ
せる点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記請求項１記載の構成
を備えることにより、半導体レーザ素子から出射した光
ビームを感光体に対して走査するビーム走査手段と、前
記半導体レーザ素子を駆動するレーザ駆動手段とが設け
られ、前記レーザ駆動手段は、入力される画像信号に応
じて前記半導体レーザ素子の駆動電流を変化させるよう
に構成されている画像露光装置において、前記半導体レ
ーザ素子の設定電流範囲での電流−光出力特性を測定
し、その測定情報に基づいて、前記レーザ駆動手段にお
ける入力画像信号と半導体レーザ素子の駆動電流との対
応関係を設定するレーザ出力管理手段が設けられてい
る。

【０００５】すなわち、本発明の発明者は、半導体レー
ザ素子を直接変調して生成した光ビームにて露光画像を
形成する場合において、半導体レーザ素子の電流−光出
力特性におけるしきい値電流を超える部分の傾き（いわ
ゆる微分効率）が温度変化や劣化による経時変化等によ
って変化することが画質を変化させてしまう原因である
ことを突き止めた。従って、半導体レーザ素子を直接変
調して露光画像を形成する場合においては、半導体レー
ザ素子の特性変動要素として発振しきい値電流の１点の
みに着目していたのでは不十分であり、電流−光出力特
性を使用状態に応じたある程度の電流範囲で測定して、
その測定情報に基づいて、入力画像信号と半導体レーザ
素子の駆動電流との対応関係を適宜設定し、半導体レー
ザ素子の光出力を管理するようにしたのである。このよ
うに半導体レーザ素子の光出力を管理することによっ
て、半導体レーザ素子の特性の時間変化に的確に追従し
て、露光形成した画像の画質を可及的に向上できるに至
った。

【０００６】又、上記請求項２記載の構成を備えること
により、前記光ビームが、画像を露光形成する位置以外
の位置を走査していることを検出するビーム位置検出手
段が設けられ、前記レーザ出力管理手段は、前記ビーム
位置検出手段の検出情報に基づいて、前記光ビームが画
像を露光形成する位置以外の位置を走査しているとき
に、前記半導体レーザ素子の設定電流範囲での電流−光
出力特性を測定し、その測定情報に基づいて、前記レー
ザ駆動手段における入力画像信号と半導体レーザ素子の
駆動電流との対応関係を設定するように構成されてい
る。すなわち、入力画像信号と前記駆動電流との対応関
係の設定処理は、半導体レーザ素子から出射された光ビ
ームが感光体を露光しているときに行うことも可能では
あるが、露光している画像の画質に悪影響を及ぼさずに
上記設定処理を行うには、高度な制御を高速に実行する
ことが必要になってしまう。そこで、入力画像信号と前
記駆動電流との対応関係の設定処理を、光ビームが画像
を露光形成する位置以外の位置を走査しているときに実
行することで、装置構成を簡素化できる。

【０００７】又、上記請求項３記載の構成を備えること
により、前記レーザ駆動手段は、前記画像信号を入力と
してその入力信号に一次係数乗算する乗算回路と、その
乗算結果に定数成分を加算する加算回路とを備えて構成
され、前記レーザ出力管理手段に、前記半導体レーザ素
子の光出力が前記加算回路への零レベル信号入力に対応
する光出力となるように前記定数成分を変化させる定数
フィードバック制御回路と、前記半導体レーザ素子の光
出力が前記乗算回路への光出力調整用信号レベルの信号
入力に対応する光出力となるように前記一次係数を変化
させる一次係数フィードバック制御回路とが設けられ、
前記レーザ出力管理手段は、前記加算回路への入力が前
記零レベル信号入力に設定されている状態で、前記定数
フィードバック制御回路を作動させて前記定数成分を決
定し、その後、前記乗算回路への入力が前記光出力調整
用信号レベルの信号入力に設定されている状態で、前記
一次係数フィードバック制御回路を作動させて前記一次
係数を決定することによって、前記半導体レーザ素子の
電流−光出力特性の測定と、その測定情報に基づく前記
レーザ駆動手段における入力画像信号と半導体レーザ素
子の駆動電流との対応関係の設定とを一体的に行うよう
に構成されている。

【０００８】すなわち、半導体レーザ素子の電流−光出
力特性は、しきい値電流を超える部分で良好な直線性を
有しているので、半導体レーザ素子を入力画像信号で直
接変調する場合は、入力画像信号に対して乗算回路で一
次係数を乗算し、更に加算回路で定数成分を加算するこ
とで、入力画像信号に応じて半導体レーザ素子の光出力
を変化させることができる。このように半導体レーザ素
子を駆動するレーザ駆動手段を構成することで、個々の
半導体レーザ素子の電流−光出力特性に応じて、又、個
々の半導体レーザ素子の電流−光出力特性の時間的変動
に対応して、前記一次係数と前記定数成分とを設定すれ
ば、時間変化に拘わらず画像の濃度を安定させて良好な
画質を実現できる。

【０００９】実際に使用する半導体レーザ素子の電流−
光出力特性と対応させて前記一次係数及び前記定数成分
を設定するために、一次係数フィードバック制御回路と
定数フィードバック制御回路とが備えられており、加算
回路への入力を前記零レベル信号入力に設定した状態
で、定数フィードバック制御回路を作動させて前記定数
成分を決定し、その後、乗算回路への入力を前記光出力
調整用信号レベルの信号入力に設定した状態で、前記一
次係数フィードバック制御回路を作動させて前記一次係
数を決定する。この処理は、前記零レベル信号入力に対
応する光出力と、前記光出力調整用信号レベルの信号入
力に対応する光出力との２段階の光出力について、その
ような光出力が得られるための半導体レーザ素子の駆動
電流を、前記一次係数及び前記定数成分を定めるという
形態で測定する処理であり、この処理が同時にレーザ駆
動手段における入力画像信号と半導体レーザ素子の駆動
電流との対応関係を設定する処理にもなっているのであ
る。もって、極めて高速且つ正確にレーザ駆動手段にお
ける入力画像信号と半導体レーザ素子の駆動電流との対
応関係を設定できるものとなった。尚、乗算回路や加算
回路は種々の回路形式で構成できるものであり、ここで
いう乗算回路及び加算回路は、信号の乗算及び加算が可
能な回路構成全般を意味する。

【００１０】又、上記請求項４記載の構成を備えること
により、前記レーザ駆動手段は、前記半導体レーザ素子
の駆動電流に高周波信号を重畳するように構成されてい
る。すなわち、本発明の発明者は、入力画像信号によっ
て半導体レーザ素子を直接変調する場合は、半導体レー
ザ素子のいわゆるモードホップによる光出力及び発振波
長の変動が露光画像の画質に悪影響を及ぼすことを突き
止めた。そこで、半導体レーザ素子の駆動電流に高周波
信号を重畳することによってモードホップによる光出力
や発振波長の変動を抑制して画質を改善できるようにし
たのである。

【００１１】又、上記請求項５記載の構成を備えること
により、前記レーザ駆動手段は、前記乗算回路に入力さ
れる一次係数又は前記加算回路に入力される定数成分を
変動させることによって前記高周波信号を重畳する。す
なわち、半導体レーザ素子の駆動電流に高周波信号を重
畳するについては、前記レーザ駆動手段の構成とは別個
に高周波信号を重畳する回路を付加することによっても
実現可能ではあるが、レーザ駆動手段の動作を定める前
記一次係数又は前記定数成分を利用して高周波信号を重
畳させることで、高周波信号にて半導体レーザ素子の駆
動電流を変動させる回路部分が省略可能となって装置構
成の簡素化を図ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本実施の形態で例示する写真プリ
ントシステムＤＰは、いわゆるデジタルミニラボ機とし
て知られているものであり、図４に外観を示すように、
現像処理済みの写真フィルムやメモリーカード，ＭＯあ
るいはＣＤ−Ｒ等から写真プリントを作製するための画
像データを入力する画像入力装置ＩＲと、画像入力装置
ＩＲにて入力した画像データを感光体ＰＳとしての印画
紙２に露光処理する露光・現像装置ＥＰとから構成され
ている。

【００１３】〔画像入力装置ＩＲの概略構成〕以下、本
発明の画像露光装置を写真プリントシステムに備えた場
合の実施の形態を図面に基づいて説明する。画像入力装
置ＩＲには、図３に概略的に示すように、写真フィルム
の駒画像を読み取るフィルムスキャナ３と、メモリーリ
ーダ，ＭＯドライブ及びＣＤ−Ｒドライブ等を備えた外
部入出力装置４と、汎用小型コンピュータシステムにて
構成されてフィルムスキャナ３や外部入出力装置４の制
御のほか写真プリントシステムＤＰ全体の管理を実行す
る主制御装置５とが備えられ、更に、主制御装置５に
は、仕上がりプリント画像をシミュレートしたシミュレ
ート画像や各種の制御用の情報を表示するモニタ５ａ
と、露光条件の手動設定等や制御情報の入力操作をする
ための操作卓５ｂとが接続されている。

【００１４】〔露光・現像装置ＥＰの全体構成〕露光・
現像装置ＥＰは、筐体内部に、画像露光装置ＥＸと、画
像露光装置ＥＸにて露光された印画紙２を現像処理する
現像処理装置ＰＰと、筐体内に配置された印画紙マガジ
ン６から引き出された印画紙２を多数の搬送ローラ９等
にて現像処理装置ＰＰへ搬送する印画紙搬送系ＰＴとが
設けられている。露光・現像装置ＥＰの筐体外部には、
現像処理装置ＰＰにて現像処理及び乾燥処理された印画
紙２をオーダ毎に分類するためのソータ７と、排出口８
から排出された印画紙２をソータ７へ搬送するコンベア
１０とが設けられている。更に、印画紙搬送系ＰＴの搬
送経路の途中には、印画紙マガジン６から引き出された
長尺の印画紙２を設定プリントサイズに切断するカッタ
１１と、一列で搬送される印画紙２を複数の搬送列に振
り分けるための振り分け装置１２が備えられている。

【００１５】〔画像露光装置ＥＸの構成〕画像露光装置
ＥＸは、印画紙２に対して光ビームを走査することによ
り印画紙２上に露光画像を形成するビーム走査手段ＢＳ
としての画像露光ユニット１３と、画像露光ユニット１
３を制御する露光制御装置１４とを主要部として構成さ
れている。 〔画像露光ユニット１３の構成〕画像露光ユニット１３
は、レーザを光源として印画紙２上に画像を露光するい
わゆるレーザ露光式を採用しており、その概略構成を図
１のブロック構成図に示す。画像露光ユニット１３に
は、赤色，緑色及び青色の単色光をコリメート光として
夫々出射する赤色レーザ光源２０ｒ，緑色レーザ光源２
０ｇ及び青色レーザ光源２０ｂと、緑色レーザ光源２０
ｇ及び青色レーザ光源２０ｂの出射光を強度変調するた
めの音響光学変調素子２１（以下、「ＡＯＭ素子２１」
と略称する）と、各レーザ光源２０ｒ、２０ｇ、２０ｂ
から出射される光ビームＬＢのビーム径を調整するため
のビームエキスパンダ２２と、シリンドリカルレンズ２
３と、赤色，緑色及び青色の３本の光ビームＬＢの光軸
を１本の光軸にまとめるプリズム２４と、光ビームＬＢ
を走査するためのポリゴンミラー２５と、ｆ−θ特性と
面倒れ補正機能とを有する結像レンズ群２６とが備えら
れる他、光ビームＬＢの光路を屈曲させるミラー２７や
プリズム２４へ入射する光を規制するアパーチャ２８が
配置され、更に、光ビームＬＢがそれの走査範囲におけ
る設定位置（基準位置）に照射されたことを検出するた
めの光センサ１９が備えられている。

【００１６】光センサ１９の検出対象となる前記設定位
置（基準位置）は、図１示すミラー１８の設置位置であ
る。このミラー１８の設置位置は、当然に光ビームＬＢ
の走査範囲の中には入っているが、印画紙２の存在予定
領域に対する走査範囲の範囲外に設定されている。ミラ
ー１８に照射された光ビームＬＢは、光センサ１９に向
けて反射され、光センサ１９はその光ビームＬＢを検出
したことをパルス信号として出力する。光センサ１９の
出力信号は、１ライン分の画像信号の送信を開始するた
めにタイミング検出に利用されると共に、光ビームＬＢ
が画像を露光形成する位置以外の位置を走査しているこ
とを検出するのに利用される。従って、光センサ１９及
びミラー１８は、光ビームＬＢが、画像を露光形成する
位置以外の位置を走査していることを検出するビーム位
置検出手段ＢＰとして機能する。

【００１７】〔赤色レーザ光源２０ｒの構成〕上述のよ
うに、赤色レーザ光源２０ｒに対しては、緑色レーザ光
源２０ｇや青色レーザ光源２０ｂのようにＡＯＭ素子２
１は備えられておらず、緑色レーザ光源２０ｇ及び青色
レーザ光源２０ｂが外部変調の形式をとるのに対して、
赤色レーザ光源２０ｒは直接変調の形式をとっている。
この赤色レーザ光源２０ｒの構成について更に説明する
と、赤色レーザ光源２０ｒの構成をブロック図で示す図
２のように、赤色レーザ光源２０ｒには、半導体レーザ
素子４０及びその半導体レーザ素子４０の光出力をモニ
タするためのフォトダイオード４１が１つのパッケージ
に集積されたレーザユニット４２と、コリメートレンズ
４３と、半導体レーザ素子４０に駆動電流を供給するレ
ーザ駆動手段ＬＤとしてのレーザ駆動回路４４と、レー
ザ出力管理手段ＬＣとしての光出力制御回路４５とが備
えられている。

【００１８】レーザ駆動回路４４には、半導体レーザ素
子４０が、露光制御装置１４から入力された赤色の画像
信号に対応した光出力のレーザ光を出射するように、入
力画像信号を半導体レーザ素子４０の駆動電流に変換す
る乗算器５０と、半導体レーザ素子４０の駆動電流に高
周波信号を重畳するために高周波発振回路５１とが備え
られている。乗算器５０は、入力画像信号「Ｘ」に対し
て、一次式「Ｙ＝Ａ＊Ｘ＋Ｂ」の演算結果の出力「Ｙ」
を半導体レーザ素子４０の駆動電流として出力する機能
を有しており、入力画像信号「Ｘ」に一次係数「Ａ」を
乗算する乗算回路５０ａ，その乗算結果に定数成分
「Ｂ」を加算する加算回路５０ｂ及び加算回路５０ｂの
出力に応じた電流を出力する電流出力回路５０ｃを一体
的に備えている。以下、便宜上、乗算回路５０ａの画像
信号の入力端子をＸ入力、乗算回路５０ａの一次係数
「Ａ」の入力端子をＡ入力、加算回路５０ｂの定数成分
「Ｂ」の入力端子をＢ入力と称する場合がある。半導体
レーザ素子４０は図６において実線Ｐで示す特性を有し
ているので、上記一次式の定数成分「Ｂ」を半導体レー
ザ素子４０の発振しきい値電流「Ｉｔｈ」を超える値
（電圧）に設定することで、半導体レーザ素子４０の電
流−光出力特性の直線部分を利用して、半導体レーザ素
子４０の光出力が入力画像信号「Ｘ」に応じて変化す
る。

【００１９】半導体レーザ素子４０の発振しきい値電流
「Ｉｔｈ」及び発振しきい値電流「Ｉｔｈ」を超える部
分の電流−光出力特性の傾き（いわゆる微分効率）は、
素子毎に、又、同一の素子であっても素子の劣化や周囲
温度よって時間的に変化するので、光出力制御回路４５
が一次係数「Ａ」及び定数成分「Ｂ」をその変化に追従
して変化させる。すなわち、レーザ出力管理手段ＬＣで
ある光出力制御回路４５は、半導体レーザ素子４０の設
定電流範囲での電流−光出力特性を測定する機能と、そ
の測定情報に基づいて、レーザ駆動回路４４における入
力画像信号と半導体レーザ素子４０の駆動電流との対応
関係を設定する機能とを基本的な機能として備えてい
る。但し、光出力制御回路４５は、加算回路５０ｂの前
記Ｂ入力に対して上記定数成分「Ｂ」を入力する定数フ
ィードバック制御回路５２と乗算回路５０ａの前記Ａ入
力に対して上記一次係数「Ａ」を入力する一次係数フィ
ードバック制御回路５３とが備えられて、上記の二つの
機能を一体的に処理する。

【００２０】図２に示すように、光出力制御回路４５に
は、上記の定数フィードバック制御回路５２及び一次係
数フィードバック制御回路５３の他に、レーザユニット
４２に備えられたフォトダイオード４１の出力電流を電
圧に変換するＩ／Ｖ変換回路５４と、定数フィードバッ
ク制御回路５２及び一次係数フィードバック制御回路５
３の作動タイミングを制御するＬＤ管理装置５５とが備
えられている。定数フィードバック制御回路５２は、基
準電圧「Ｖｒｅｆ１」を出力する第１基準電圧源５２ａ
と、第１演算増幅器５２ｂと、第１サンプルホールド回
路５２ｃとが備えられて構成され、定数フィードバック
制御回路５２と基本的に同一の回路構成をとる一次係数
フィードバック制御回路５３は、基準電圧「Ｖｒｅｆ
２」を出力する第２基準電圧源５３ａと、第２演算増幅
器５３ｂと、第２サンプルホールド回路５３ｃとが備え
られて構成されている。尚、図２に示す回路ブロック図
は、定数フィードバック制御回路５２及び一次係数フィ
ードバック制御回路５３の動作を概念的に説明するため
のものであり、これらの基本的な回路の他に、信号レベ
ルの調整等のための図示を省略する各種の回路を備えて
いる。

【００２１】以下、ＬＤ管理装置５５の制御による上記
定数フィードバック制御回路５２等の作動について説明
する。マイクロプロセッサを備えて構成されるＬＤ管理
装置５５は、図５のフローチャートに示す処理を常時実
行しており、起動時に先ず、乗算器５０への入力信号を
選択するスイッチ５６を、ＬＤ管理装置５５から出力す
る０Ｖの信号が乗算回路５０ａの前記Ｘ入力に入力さ
れ、従って、加算回路５０ｂに零レベル信号（本実施の
形態では０Ｖ）が入力される状態に設定するように切換
えて（ステップ＃１）、入力画像信号の最小値に対する
半導体レーザ素子４０の光出力を設定させる指示信号を
定数フィードバック制御回路５２及び一次係数フィード
バック制御回路５３へ出力する（ステップ＃２）。具体
的には、ＬＤ管理装置５５は、定数フィードバック制御
回路５２の第１サンプルホールド回路５２ｃを、ホール
ド状態を解除して入力電圧をそのまま出力させる状態
（サンプル状態）とすると共に、一次係数フィードバッ
ク制御回路５３の第２サンプルホールド回路５３ｃをホ
ールド状態に維持する。これによって乗算器５０及びレ
ーザユニット４２を含む定数フィードバック制御回路５
２のフィードバックループが形成される。尚、加算回路
５０ｂの前記Ｂ入力には、高周波発振回路５１の３００
ＭＨｚ程度の高周波信号も付加されるが、フィードバッ
クループ中にこの高周波信号をカットするローパスフィ
ルタを備えるか、あるいは、応答周波数の低いフォトダ
イオード４１用いることで、前記高周波信号の影響を排
除できる。但し、この一次係数「Ａ」及び定数成分
「Ｂ」の設定処理中は、高周波発振回路５１を作動停止
させても良い。

【００２２】定数フィードバック制御回路５２の第１基
準電圧源５２ａが出力する基準電圧「Ｖｒｅｆ１」は、
印画紙２の露光のために使用する最低光出力（図６にお
いて「Ｐｍｉｎ」で示す）のレーザ光を半導体レーザ素
子４０が出射したときにおけるフォトダイオード４１の
出力電流をＩ／Ｖ変換回路５４にて電圧に変換した電圧
値に設定してあり、定数フィードバック制御回路５２
は、Ｉ／Ｖ変換回路５４から入力される電圧を基準電圧
「Ｖｒｅｆ１」に一致させるように前記定数成分「Ｂ」
を高速に変化させる。ＬＤ管理装置５５は、第１サンプ
ルホールド回路５２ｃの出力電圧をモニタしており、第
１サンプルホールド回路５２ｃの出力電圧の変動が十分
小さくなったことを確認して（ステップ＃３）、定数フ
ィードバック制御回路５２の第１サンプルホールド回路
５２ｃをサンプル状態からその時点の入力電圧を保持し
て出力するホールド状態に切換えることで前記定数成分
「Ｂ」を決定する（ステップ＃４）。つまり、光出力
「Ｐｍｉｎ」が得られる電流値「Ｉｍｉｎ」の値を定数
成分「Ｂ」の値として求め、それをそのまま入力画像信
号と半導体レーザ素子４０の駆動電流との対応関係（Ｙ
＝Ａ＊Ｘ＋Ｂ）の一部として加算回路５０ｂへ設定入力
しているのである。

【００２３】次に、ＬＤ管理装置５５は、光出力調整用
信号レベルの入力画像信号に対する半導体レーザ素子４
０の光出力を設定する指示信号を定数フィードバック制
御回路５２及び一次係数フィードバック制御回路５３へ
出力する（ステップ＃５）。具体的には、本実施の形態
では、前記光出力調整用信号レベルを入力画像信号の最
大値に設定しており、又、乗算器５０に露光制御装置１
４から入力される画像信号の信号レベルの範囲は０〜１
Ｖであるので、ＬＤ管理装置５５は、乗算器５０の前記
Ｘ入力に１Ｖを入力し、定数フィードバック制御回路５
２の第１サンプルホールド回路５２ｃをホールド状態に
維持すると共に、一次係数フィードバック制御回路５３
の第２サンプルホールド回路５３ｃを、ホールド状態を
解除して入力電圧をそのまま出力させる状態（サンプル
状態）とする。これによって乗算器５０及びレーザユニ
ット４２を含む一次係数フィードバック制御回路５３の
フィードバックループが形成される。

【００２４】一次係数フィードバック制御回路５３の第
２基準電圧源５３ａが出力する基準電圧「Ｖｒｅｆ２」
は、印画紙２の露光のために使用する最大光出力（図６
において「Ｐｍａｘ」で示す）のレーザ光を半導体レー
ザ素子４０が出射したときにおけるフォトダイオード４
１の出力電流をＩ／Ｖ変換回路５４にて電圧に変換した
電圧値に設定してあり、一次係数フィードバック制御回
路５３は、Ｉ／Ｖ変換回路５４から入力される電圧が基
準電圧「Ｖｒｅｆ２」に一致するように前記一次係数
「Ａ」を高速に変化させる。ＬＤ管理装置５５は、第２
サンプルホールド回路５３ｃの出力電圧をモニタしてお
り、第２サンプルホールド回路５３ｃの出力電圧の変動
が十分小さくなったことを確認して（ステップ＃６）、
一次係数フィードバック制御回路５３の第２サンプルホ
ールド回路５３ｃをサンプル状態からその時点の入力電
圧を保持するホールド状態に切換えて、前記一次係数
「Ａ」を決定する（ステップ＃７）。つまり、光出力
「Ｐｍａｘ」が得られる電流値「Ｉｍａｘ」の値を既に
設定している定数成分「Ｂ」と新たに設定した一次係数
「Ａ」の値として求め、それをそのまま入力画像信号と
半導体レーザ素子４０の駆動電流との対応関係（Ｙ＝Ａ
＊Ｘ＋Ｂ）として乗算回路５０ａ及び加算回路５０ｂへ
設定入力しているのである。

【００２５】このようにして定数成分「Ｂ」及び一次係
数「Ａ」を設定すると、乗算回路５０ａの前記Ｘ入力に
露光制御装置１４からの画像信号が入力される状態へス
イッチ５６を切換える（ステップ＃８）。この後、光セ
ンサ１９の出力信号に基づいて、光ビームＬＢの走査位
置が画像を露光形成する位置以外の位置となっているこ
とを検出する毎に、ステップ＃１〜＃８の処理を実行し
て、前記一次係数「Ａ」及び前記定数成分「Ｂ」を設定
する。すなわち、本実施の形態では、光ビームＬＢが印
画紙２の存在予定範囲外を走査している期間を利用し
て、１ライン分の画像信号の露光の度に前記一次係数
「Ａ」及び前記定数成分「Ｂ」を設定しているのであ
る。

【００２６】〔露光制御装置１４の構成〕露光制御装置
１４には、図１に概略的に示すように、上記構成の画像
露光ユニット１３を制御するために、画像入力装置ＩＲ
から入力される画像データを画像露光ユニット１３の露
光特性を考慮した画像データに補正演算する画像処理回
路３０と、画像処理回路３０にて求められた画像データ
を赤色，緑色及び青色の各色毎に記憶する画像データメ
モリ３１と、赤色，緑色及び青色の各色毎に備えられて
画像データメモリ３１の出力データをＤ／Ａ変換するＤ
／Ａコンバータ３２と、緑色と青色とについてのＤ／Ａ
コンバータ３２からの入力信号に応じた振幅を有する制
御信号をＡＯＭ素子２１に出力するＡＯＭ制御回路３３
と、各Ｄ／Ａコンバータ３２から送出する画像信号の送
出タイミングを制御するタイミング制御回路３４とが備
えられている。赤色については、上述のように半導体レ
ーザ素子４０を直接変調する形式をとっているので、０
〜１Ｖの範囲の画像信号を出力するＤ／Ａコンバータ３
２の出力が赤色レーザ光源２０ｒの乗算器５０の前記Ｘ
入力に送られる。

【００２７】〔画像露光装置ＥＸの露光動作〕次に、上
記構成の画像露光ユニット１３及び露光制御装置１４の
動作を説明する。画像入力装置ＩＲから入力された露光
用画像データは、画像処理回路３０によって補正演算さ
れて、画像露光ユニット１３によって露光されたときに
良好なプリント画像が得られる画像データに変換され、
画像データメモリ３１に順次書き込まれる。画像データ
メモリ３１に一旦記憶されたデータは、各画素のデータ
毎に、タイミング制御回路３４から入力されるクロック
信号と同期して画素単位でＤ／Ａコンバータ３２に送ら
れ、アナログ信号に変換された後に、赤色の画像信号に
ついては画像露光ユニット１３の乗算器５０に送られ、
緑色及び青色の画像信号についてはＡＯＭ制御回路３３
に送られる。タイミング制御回路３４は、前記光センサ
１９の検出信号に基づいて、画像データメモリ３１等に
送出する前記クロック信号の送出開始タイミングを設定
する。

【００２８】ＡＯＭ制御回路３３は、入力信号に応じた
振幅の制御信号をＡＯＭ素子２１に出力し、ＡＯＭ素子
２１は入力制御信号の振幅に応じた回折率で緑色レーザ
光源２０ｇ及び青色レーザ光源２０ｂから入射されるレ
ーザ光を変調する。一方、赤色用のＤ／Ａコンバータ３
２から画像信号を受け取った乗算器５０は、その画像信
号を上述のようにして設定された一次係数「Ａ」及び定
数成分「Ｂ」にて処理して半導体レーザ素子４０を直接
変調する。このとき、乗算器５０の加算回路５０ｂの前
記Ｂ入力に対しては、高周波発振回路５１の高周波信号
も付加されており、図６に示すように、この高周波信号
にて定数成分「Ｂ」を変動させることによって半導体レ
ーザ素子４０の駆動電流に高周波信号が重畳される。こ
れによって、半導体レーザ素子４０はモードホップが抑
制され、入力される画像信号に的確に追従した光出力の
光ビームＬＢを出射する。上記のようにして変調された
各光ビームＬＢは、ビームエキスパンダ２２等を通過し
た後にプリズム２４に入射し、赤色，緑色及び青色の３
本の光ビームＬＢが１本の光ビームＬＢにまとめられ、
ポリゴンミラー２５の反射面に照射される。

【００２９】駆動モータ２５ａにて回転駆動されている
ポリゴンミラー２５の反射面で反射された光ビームＬＢ
は、ポリゴンミラー２５の回転軸芯と直交する面内で走
査され、搬送移動される印画紙２上に結像レンズ群２６
によって集光される。光ビームＬＢの走査方向は印画紙
２の搬送方向と交差（より具体的には、直交）してお
り、光ビームＬＢの走査方向が主走査方向、印画紙２の
搬送方向が副走査方向となる。光ビームＬＢの走査と印
画紙２の搬送移動によって、印画紙２上にプリントする
画像が潜像として形成される。

【００３０】〔写真プリントの作製動作〕次に、上記構
成の写真プリントシステムＤＰによる写真プリントの作
製動作を概略的に説明する。操作者が写真フィルムの駒
画像について写真プリントの作製を指示入力したとき
は、主制御装置５は、フィルムスキャナ３に対して写真
フィルムの読み取りを指令し、フィルムスキャナ３から
その写真フィルムの画像データを順次受取って、内蔵さ
れているメモリに記録する。一方、操作者がメモリーカ
ード，ＭＯあるいはＣＤ−Ｒ等の記録媒体に記録された
画像データについて写真プリントの作製を指示入力した
ときは、主制御装置５は、外部入出力装置４の該当する
ドライブに画像データの読み取りを指令し、そのドライ
ブから画像データを順次受取ってメモリに記録する。

【００３１】主制御装置５は、上記のようにして入力さ
れた画像データに基づいて、その画像データによってプ
リントを作製した場合に得られるであろうシミュレート
画像を図示を省略する画像処理回路にて演算して求め、
それをモニタ５ａに表示する。操作者は、このモニタ５
ａ上のシミュレート画像を観察して、適正な画像が得ら
れていなければ、操作卓５ｂから露光条件の修正入力操
作を行う。主制御装置５の画像処理回路は、入力された
画像データとその修正入力とに従って予め設定された演
算条件で赤色、緑色、青色毎の露光用画像データを生成
する。

【００３２】この露光用画像データは、露光・現像装置
ＥＰの露光制御装置１４に送られ、露光制御装置１４の
画像処理回路３０によって補正演算されて、画像データ
メモリ３１に順次書き込まれる。タイミング制御回路３
４は、印画紙搬送系ＰＴから得られる印画紙２の搬送情
報に基づいて、印画紙２の前端が所定の露光開始位置ま
で搬送されて来たことを検知すると、光センサ１９の信
号と同期をとりながら画像露光ユニット１３の露光処理
スピードに対応した速度で画像信号を画像露光ユニット
１３へ順次送信する。画像露光ユニット１３は、受け取
った画像信号に基づいて変調された光ビームＬＢにて印
画紙２にプリント画像の潜像を形成する。画像露光ユニ
ット１３にて露光処理された印画紙２は、印画紙搬送系
ＰＴにて現像処理装置ＰＰへ搬送されて、各現像処理タ
ンクを順次通過することにより現像され、現像処理され
た印画紙２は、更に乾燥処理された後に排出口８からコ
ンベア１０上に排出され、ソータ７にてオーダー毎にま
とめられる。

【００３３】〔別実施形態〕以下、本発明の別実施形態
を列記する。 （１）上記実施の形態では、光出力制御回路４５にて半
導体レーザ素子４０の電流−光出力特性の測定と、レー
ザ駆動回路４４における入力画像信号と半導体レーザ素
子４０の駆動電流との対応関係の設定を一体的に行う場
合を例示しているが、半導体レーザ素子４０を複数段階
の駆動電流で駆動し、夫々の段階での光出力を計測し
て、先ず電流−光出力特性を求め、その後に、その測定
情報に基づいて、例えば上記実施の形態と同様にして一
次係数「Ａ」及び定数成分「Ｂ」を定める等して、入力
画像信号と半導体レーザ素子の駆動電流との対応関係を
定めるようにしても良い。

【００３４】（２）上記実施の形態では、定数フィード
バック制御回路５２と一次係数フィードバック制御回路
５３とを、別個の回路構成とした場合を例示している
が、回路構成が共通しているため、例えば、第１演算増
幅器５２ｂと第２演算増幅器５３ｂとを単一の演算増幅
器にて共用するような構成としても良い。 （３）上記実施の形態では、定数フィードバック制御回
路５２と一次係数フィードバック制御回路５３とを、演
算増幅器を備えてフィードバック制御する場合を例示し
ているが、例えばＰＬＬ回路によって構成する他、演算
装置によって高速演算処理させる等、フィードバック制
御回路の具体構成は種々変更可能である。 （４）上記実施の形態では、半導体レーザ素子４０の駆
動電流に高周波信号を重畳するについて、加算回路５０
ｂに入力する定数成分「Ｂ」を変動させる場合を例示し
ているが、乗算回路５０ａに入力する一次係数「Ａ」を
変動させても良いし、それら両方を変動させても良い。
又、更に、乗算器５０と半導体レーザ素子４０との間
に、一次係数「Ａ」や定数成分「Ｂ」とは無関係に高周
波信号を混入させる構成としても良い。

【００３５】（５）上記実施の形態では、半導体レーザ
素子４０の駆動電流に重畳する高周波信号として一定周
波数の高周波信号を例示しているが、例えば、ホワイト
ノイズやピンクノイズから印画紙２上の発色濃度に影響
するような低周波数成分を除去して印加する等、高周波
信号の具体構成は種々変更可能である。 （６）上記実施の形態では、一次係数「Ａ」及び定数成
分「Ｂ」の設定を１ライン分の画像信号について露光す
る毎に行っているが、複数ライン分の画像信号について
露光する毎に実行しても良いし、一定時間間隔で実行し
ても良く、実行タイミングは種々変更可能である。 （７）上記実施の形態では、感光体ＰＳとして印画紙２
を例示しているが、感光フィルムや感光ドラム等の種々
の感光体ＰＳに本発明を適用できる。

【００３６】（８）上記実施の形態では、半導体レーザ
素子４０を直接変調する構成をとっているのは、露光色
が赤色の光ビームＬＢについてのみであるが、他の露光
色の光ビームＬＢについても本発明を適用しても良い。 （９）上記実施の形態では、ＬＤ管理装置５５は、光ビ
ームＬＢが画像の露光領域外を走査しているときに、乗
算回路５０ａの前記Ｘ入力に０Ｖと１Ｖとの２段階の電
圧を入力して一次係数「Ａ」及び定数成分「Ｂ」を設定
しているが、光ビームＬＢが画像の露光領域内を走査し
ているときに、そのときに入力されている画像信号とフ
ォトダイオード４１の出力信号との関係から半導体レー
ザ素子４０の電流−光出力特性を求めて、その測定情報
に基づいて、一次係数「Ａ」及び定数成分「Ｂ」を滑ら
かに且つ継続的に設定するように構成しても良い。 （１０）上記実施の形態では、半導体レーザ素子４０の
光出力を検出するための光センサとしてレーザユニット
４２に内蔵されたフォトダイオード４１を使用している
が、レーザユニット４２とは別に光センサを備えても良
い。

【００３７】

【発明の効果】上記請求項１記載の構成によれば、半導
体レーザ素子を直接変調して露光画像を形成する場合に
おいては、半導体レーザ素子の特性変動要素として発振
しきい値電流の１点のみに着目していたのでは不十分で
あるとの知見に基づき、電流−光出力特性を使用状態に
応じたある程度の電流範囲で測定して、その測定情報に
基づいて、入力画像信号と半導体レーザ素子の駆動電流
との対応関係を適宜設定して、半導体レーザ素子の光出
力を管理するようにしたので、半導体レーザ素子の特性
の時間変化に的確に追従して、露光形成した画像の画質
を可及的に向上できるに至った。

【００３８】又、上記請求項２記載の構成によれば、入
力画像信号と前記駆動電流との対応関係の設定処理は、
半導体レーザ素子から出射された光ビームが感光体を露
光しているときに行うことも可能ではあるが、露光して
いる画像の画質に悪影響を及ぼさずに上記設定処理を行
うには、高度な制御を高速に実行することが必要になっ
てしまうため、入力画像信号と前記駆動電流との対応関
係の設定処理を、光ビームが画像を露光形成する位置以
外の位置を走査しているときに実行することで、装置構
成を簡素化できる。

【００３９】又、上記請求項３記載の構成によれば、定
数フィードバック制御回路及び一次係数フィードバック
制御回路によって、前記半導体レーザ素子の電流−光出
力特性の測定と、その測定情報に基づく前記レーザ駆動
手段における入力画像信号と半導体レーザ素子の駆動電
流との対応関係の設定とを一体的に実行することで、高
速且つ正確にレーザ駆動手段における入力画像信号と半
導体レーザ素子の駆動電流との対応関係を設定できるも
のとなった。

【００４０】又、上記請求項４記載の構成によれば、半
導体レーザ素子の駆動電流に高周波信号を重畳すること
によってモードホップによる光出力や発振波長の変動を
抑制して画質を改善できるものとなった。又、上記請求
項５記載の構成によれば、半導体レーザ素子の駆動電流
に高周波信号を重畳するについては、前記レーザ駆動手
段の構成とは別個に高周波信号を重畳する回路を付加す
ることによっても実現可能ではあるが、レーザ駆動手段
の動作を定める前記一次係数又は前記定数成分を利用し
て高周波信号を重畳させることで、高周波信号にて半導
体レーザ素子の駆動電流を変動させる回路部分が省略可
能となって装置構成の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる画像露光装置の概
略構成図

【図２】本発明の実施の形態にかかる赤色レーザ光源の
ブロック構成図

【図３】本発明の実施の形態にかかる写真プリントシス
テムのブロック構成図

【図４】本発明の実施の形態にかかる写真プリントシス
テムの外観斜視図

【図５】本発明の実施の形態にかかるフローチャート

【図６】本発明の実施の形態にかかる半導体レーザ素子
の特性を説明する図

【符号の説明】 ＢＰ ビーム位置検出手段 ＢＳ ビーム走査手段 ＬＢ 光ビーム ＬＣ レーザ出力管理手段 ＬＤ レーザ駆動手段 ＰＳ 感光体 ４０ 半導体レーザ素子 ５０ａ 乗算回路 ５０ｂ 加算回路 ５２ 定数フィードバック制御回路 ５３ 一次係数フィードバック制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 智之 和歌山県和歌山市梅原579番地の１ ノー リツ鋼機株式会社内 Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA46 AA53 AA55 AA56 AA59 AA61 AA75 5F073 AB15 AB27 AB29 BA07 EA13 EA14 EA15 EA16 EA26 EA27 FA05 GA03 GA12 GA17 GA18

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザ素子から出射した光ビーム
   を感光体に対して走査するビーム走査手段と、 前記半導体レーザ素子を駆動するレーザ駆動手段とが設
   けられ、 前記レーザ駆動手段は、入力される画像信号に応じて前
   記半導体レーザ素子の駆動電流を変化させるように構成
   されている画像露光装置であって、 前記半導体レーザ素子の設定電流範囲での電流−光出力
   特性を測定し、その測定情報に基づいて、前記レーザ駆
   動手段における入力画像信号と半導体レーザ素子の駆動
   電流との対応関係を設定するレーザ出力管理手段が設け
   られている画像露光装置。
2. 【請求項２】 前記光ビームが、画像を露光形成する位
   置以外の位置を走査していることを検出するビーム位置
   検出手段が設けられ、 前記レーザ出力管理手段は、前記ビーム位置検出手段の
   検出情報に基づいて、前記光ビームが画像を露光形成す
   る位置以外の位置を走査しているときに、前記半導体レ
   ーザ素子の設定電流範囲での電流−光出力特性を測定
   し、その測定情報に基づいて、前記レーザ駆動手段にお
   ける入力画像信号と半導体レーザ素子の駆動電流との対
   応関係を設定するように構成されている請求項１記載の
   画像露光装置。
3. 【請求項３】 前記レーザ駆動手段は、前記画像信号を
   入力としてその入力信号に一次係数を乗算する乗算回路
   と、その乗算結果に定数成分を加算する加算回路とを備
   えて構成され、 前記レーザ出力管理手段に、 前記半導体レーザ素子の光出力が前記加算回路への零レ
   ベル信号入力に対応する光出力となるように前記定数成
   分を変化させる定数フィードバック制御回路と、 前記半導体レーザ素子の光出力が前記乗算回路への光出
   力調整用信号レベルの信号入力に対応する光出力となる
   ように前記一次係数を変化させる一次係数フィードバッ
   ク制御回路とが設けられ、 前記レーザ出力管理手段は、前記加算回路への入力が前
   記零レベル信号入力に設定されている状態で、前記定数
   フィードバック制御回路を作動させて前記定数成分を決
   定し、その後、前記乗算回路への入力が前記光出力調整
   用信号レベルの信号入力に設定されている状態で、前記
   一次係数フィードバック制御回路を作動させて前記一次
   係数を決定することによって、前記半導体レーザ素子の
   電流−光出力特性の測定と、その測定情報に基づく前記
   レーザ駆動手段における入力画像信号と半導体レーザ素
   子の駆動電流との対応関係の設定とを一体的に行うよう
   に構成されている請求項１又は２記載の画像露光装置。
4. 【請求項４】 前記レーザ駆動手段は、前記半導体レー
   ザ素子の駆動電流に高周波信号を重畳するように構成さ
   れている請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像露光
   装置。
5. 【請求項５】 前記レーザ駆動手段は、前記乗算回路に
   入力される一次係数又は前記加算回路に入力される定数
   成分を変動させることによって前記高周波信号を重畳す
   るように構成されている請求項４記載の画像露光装置。