JP2003255253A

JP2003255253A - 画像露光装置

Info

Publication number: JP2003255253A
Application number: JP2002347742A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Morimoto; 美範森本; Kenji Matsumoto; 研司松本; Kiichi Kato; 喜一加藤; Toshiro Hayakawa; 利郎早川
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】迷光を多く射出する光源の迷光を抑制するこ
とができる画像露光装置を提供することを目的とする。【解決手段】レーザ光源（ＧａＮ系半導体レーザ）２
１１Ｂの光の半値強度における広がり角度の全角φと、
集光光学系（コリメータレンズ）７２の開口数ＮＡを規
定する光の広がり角度の全角２θとの比率Ｒを、Ｒ＝
（ｓｉｎ^-1ＮＡ）×２／θと定義したときに、２．０≧
Ｒ≧０．５８となるように、集光光学系（コリメータレ
ンズ）７２の開口数を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像露光装置にか
かり、特に、ＧａＮ系半導体レーザを備え、レーザビー
ムを変調して感光材料などの記録材料上をレーザビーム
で走査露光する画像露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＧａＡｓ基板状のＡｌＧａＩ
ｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰを構成材料とする
半導体レーザあるいは端面発光ＬＥＤ（Superluminesce
nt 発光ダイオード（ＳＬＤ）など）を用いた光源装置
によって、記録材料上を光走査して画像を露光する画像
露光装置が提案されている。

【０００３】上述のような材料を用いた光源装置では、
発光波長に対して基板となるＧａＡｓが吸収材料であ
り、かつ対向電極にもＩｎＧａＡｓなどの光吸収材料を
用いている。このため、通常数ミクロン幅の発光領域に
光が独立して閉じこめられており、上述した吸収材料の
効果によりストライプ領域外での迷光は比較的少ない。

【０００４】一方、最近、実用化に近づきつつあるＧａ
Ｎ材料系を用いた半導体レーザ、あるいは端面発光ＬＥ
Ｄでは、基板にサファイアやＳｉＣなど発光波長に対し
て透明なものが使用される。このため、チップの端まで
到達した迷光は反射により、活性領域近傍に戻された
り、複数回の反射により、様々なパターンの迷光を生じ
る。

【０００５】このようなＧａＮ系半導体レーザを、ポリ
ゴン等によりスポット走査を行う銀塩式露光装置の光源
に用いた時の模式図を図１５に示す。図１５に示すよう
に、ＧａＮ系半導体レーザ１９０より射出されたレーザ
光は、集光レンズ１９２によって所定のサイズのスポッ
ト１９４に集光される。しかしながら、発光位置も方向
もランダムである迷光（所謂ＥＬ光）１９８は、スポッ
ト１９４に集光することはできず、ぼやけたパターン２
００を形成する。

【０００６】このスポット１９４の光出力と駆動電流の
関係、及びぼやけたパターン２００の光出力と駆動電流
の関係を図１６に示す。図１６に示すように、特に銀塩
露光方式で重要な低露光強度の約０．０５ｍＷ領域にお
いて、かなりのパワーがぼやけたパターン２００に存在
することがわかる。

【０００７】感光ドラム等の感光材料を用いた電子写真
方式に比べて、非常に高感度である高品位の銀塩式露光
方式においては、このぼやけたパターン２００、すなわ
ち迷光によって感光材料が反応してしまい、致命的な欠
陥となってしまう。例えば、ＧａＮ系半導体レーザによ
ってスポット１９４と同程度の線幅を有したパターン
（例えば、図１７（Ａ）に示すような縞状パターン等）
を形成した場合、本来ならば図１７（Ａ）に示すように
ストライプ状に画像を形成するが、上述したぼやけたパ
ターン２００によってストライプ間にも着色してしま
い、鮮鋭度が落ちた図１７（Ｂ）に示すような期待され
る画像とは異なる著しく品位の低下した画像となってし
まう。

【０００８】迷光によるぼやけたパターンの光量は小さ
いため、電子写真方式のような面積階調ではあまり問題
にならないが、銀塩写真のような連続階調の感材では、
微弱な背景が文字や画像のぼやけを招き、著しい品位の
低下となってしまう。

【０００９】このように、特に高品位画像が特徴である
銀塩方式の露光においては、画像に悪影響、重大かつ致
命的な影響を及ぼすＧａＮ系半導体レーザに特有の迷光
を低減させる必要がある。なお、この迷光を抑制する技
術としては、特許文献１に記載の技術などが提案されて
いる。

【００１０】

【特許文献１】特開２００１−２４２３０号公報

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記事実を考慮してなされたもので、迷光を多く射出する
光源の迷光を抑制することができる画像露光装置を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、レーザビームとレーザビー
ム以外の放射光とを含む光を射出するＧａＮ系半導体レ
ーザと、前記ＧａＮ系半導体レーザより射出されたレー
ザビームを感光材料に照射するレンズと、を有し、前記
レーザビームによって感光材料に画像を走査露光する画
像露光装置であって、前記レンズの開口数をＮＡとした
とき、前記ＧａＮ系半導体レーザより射出されるレーザ
ビームの半値強度の広がり角度の全角φをφ≧（ｓｉｎ
^-1ＮＡ）×２となるように、前記レンズの開口数の設定
を行うことを特徴としている。

【００１３】請求項１に記載の発明によれば、ＧａＮ系
半導体レーザ（例えば、青色レーザビームを射出するＧ
ａＮ系半導体レーザ）より射出されたレーザビームはレ
ンズを透過して感光材料に照射されてビームスポットを
形成する。これによって画像が露光される。この時、Ｇ
ａＮ系半導体レーザはレーザビームの他に放射光を射出
するため、上述したように、迷光を発散する。このた
め、感光材料上にレーザビームを照射する際に、ビーム
スポット周辺に当該迷光も集光される。

【００１４】そこで、レンズの開口数をＮＡとしたと
き、ＧａＮ系半導体レーザより射出されるレーザビーム
の半値強度広がり角度の全角φをφ≧（ｓｉｎ^-1ＮＡ）
×２となるように、前記レンズの開口数の設定を行って
いる。すなわち、ＧａＮ系半導体レーザより射出される
レーザビームの半値強度の広がり角度の全角よりもレン
ズの開口数を規定する光の広がり角度の全角の方が小さ
くなるようにすることによって、ＧａＮ系半導体レーザ
より射出されるレーザビームの半値強度の広がり角度の
全角以上に発散される迷光がレンズを透過するのを防止
することができる。従って、ＧａＮ系半導体レーザより
発散される迷光によるビームスポット周辺の光を抑制す
ることができ、露光画像の鮮鋭度を向上することができ
る。

【００１５】また、請求項２に記載の発明のように、Ｇ
ａＮ系半導体レーザより射出されるレーザビームの半値
強度の広がり角度の全角φと、レンズの開口数ＮＡを規
定する広がり角度の全角２θとの比率Ｒを、Ｒ＝（ｓｉ
ｎ^-1ＮＡ）×２／φと定義したときに、２．０≧Ｒ≧
０．５８となるように前記設定を行うようにしてもよ
い。

【００１６】すなわち、ＧａＮ系半導体レーザより射出
されるレーザビームの半値強度の広がり角度の全角より
もレンズの開口数を規定する光の広がり角度の全角の方
を小さくしていくと、露光に必要な変調レンジを得るこ
とができる反面、ＧａＮ系半導体レーザのビームプロフ
ァイルにサイドローブを生じてしまい、露光画像が劣化
してしまう。そこで、画質に影響しない下限値を設ける
ことによって、露光に必要な変調レンジを確保すること
ができると共に、露光画像の鮮鋭度を向上することがで
きる。

【００１７】また、請求項３に記載の発明のように、さ
らに光の光束を制限する光束制限手段をＧａＮ系半導体
レーザより射出される光路上に設けるようにしてもよ
く、光束制限手段によって感光材料に照射される迷光を
さらに抑制することが可能となる。

【００１８】なお、レンズの開口数を規定する光の広が
り角度の設定は、例えば、レンズ自体の開口数を設定す
るようにしてもよいし、請求項４に記載の発明のよう
に、レンズの開口数を制限する開口数制限手段をさらに
設けて、開口数制限手段によって設定するようにしても
よい。このとき、開口数制限手段は、光を透過する透過
口として透過口の透過面積によって開口数の制限量を設
定してもよいし、請求項５に記載の発明のように、開口
数制限手段を、光を反射する反射ミラーとして、反射ミ
ラーの反射面積によって開口数の制限量を設定するよう
にしてもよい。

【００１９】また、上記感光材料としては、３．５≧γ
≧２．５の特性を有するハロゲン化銀感光材料を用いる
ことが可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。なお、本実施の形態
は、デジタルラボシステムに本発明を適用したものであ
る。

【００２１】（システム全体の概略説明）図１には本発
明の実施の形態に係るデジタルラボシステム１０の概略
構成が示されており、図２にはデジタルラボシステム１
０の外観が示されている。図１に示すように、このラボ
システム１０は、ラインＣＣＤスキャナ１４、画像処理
部１６、画像露光装置としてのレーザプリンタ部１８、
及びプロセッサ部２０を含んで構成されており、ライン
ＣＣＤスキャナ１４と画像処理部１６は、図２に示す入
力部２６として一体化されており、レーザプリンタ部１
８及びプロセッサ部２０は、図２に示す出力部２８とし
て一体化されている。

【００２２】ラインＣＣＤスキャナ１４は、写真フィル
ム（例えばネガフィルムやリバーサルフィルム）等の写
真感光材料（以下、単に「写真フィルム」と称する）に
記録されているフィルム画像（被写体を撮影後、現像処
理されることで可視化されたネガ画像又はポジ画像）を
読み取るためのものであり、例えば１３５サイズの写真
フィルム、１１０サイズの写真フィルム、及び透明な磁
気層が形成された写真フィルム（２４０サイズの写真フ
ィルム：所謂ＡＰＳフィルム）、１２０サイズ及び２２
０サイズ（ブローニサイズ）の写真フィルムのフィルム
画像を読取対象とすることができる。ラインＣＣＤスキ
ャナ１４は、上記の読取対象のフィルム画像を３ライン
カラーＣＣＤで読み取り、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データを出
力する。

【００２３】図２に示すように、ラインＣＣＤスキャナ
１４は作業テーブル３０に取り付けられている。画像処
理部１６は、作業テーブル３０の下方側に形成された収
納部３２内に収納されており、収納部３２の開口部には
開閉扉３４が取り付けられている。収納部３２は、通常
は開閉扉３４によって内部が隠蔽された状態となってお
り、開閉扉３４が回動されると内部が露出され、画像処
理部１６の取り出しが可能な状態となる。

【００２４】また作業テーブル３０には、奥側にディス
プレイ１６４が取り付けられていると共に、２種類のキ
ーボード１６６Ａ、１６６Ｂが併設されている。一方の
キーボード１６６Ａは作業テーブル３０に埋設されてい
る。他方のキーボード１６６Ｂは、不使用時には作業テ
ーブル３０の引出し３６内に収納され、使用時には引出
し３６から取り出されてキーボード１６６Ａ上に重ねて
配置されるようになっている。キーボード１６６Ｂの使
用時には、キーボード１６６Ｂから延びるコード（信号
線）の先端に取り付けられたコネクタ（図示省略）が、
作業テーブル３０に設けられたジャック３７に接続され
ることにより、キーボード１６６Ｂがジャック３７を介
して画像処理部１６と電気的に接続される。

【００２５】また、作業テーブル３０の作業面３０Ｕ上
にはマウス４０が配置されている。マウス４０は、コー
ド（信号線）が作業テーブル３０に設けられた孔４２を
介して収納部３２内へ延設されており、画像処理部１６
と接続されている。マウス４０は、不使用時はマウスホ
ルダ４０Ａに収納され、使用時はマウスホルダ４０Ａか
ら取り出されて、作業面３０Ｕ上に配置される。

【００２６】画像処理部１６は、ラインＣＣＤスキャナ
１４から出力された画像データ（スキャン画像データ）
が入力されると共に、デジタルカメラでの撮影によって
得られた画像データ、フィルム画像以外の原稿（例えば
反射原稿等）をスキャナで読み取ることで得られた画像
データ、コンピュータで生成された画像データ等（以
下、これらをファイル画像データと総称する）を外部か
ら入力する（例えば、メモリカード等の記憶媒体を介し
て入力したり、通信回線を介して他の情報処理機器から
入力する等）ことも可能なように構成されている。

【００２７】画像処理部１６は、入力された画像データ
に対して各種の補正等の画像処理を行って、記録用画像
データとしてレーザプリンタ部１８へ入力する。また、
画像処理部１６は、画像処理を行った画像データを画像
ファイルとして外部へ出力する（例えばメモリカード等
の情報記憶媒体に出力したり、通信回線を介して他の情
報処理機器へ送信する等）ことも可能とされている。

【００２８】レーザプリンタ部１８はＲ、Ｇ、Ｂのレー
ザ光源を備えており、画像処理部１６から入力された記
録用画像データに応じて変調したレーザ光を印画紙に照
射して、走査露光によって印画紙に画像（潜像）を記録
する。また、プロセッサ部２０は、レーザプリンタ部１
８で走査露光によって画像が記録された印画紙に対し、
発色現像、漂白定着、水洗、乾燥の各処理を施す。これ
により、印画紙上に画像が形成される。

【００２９】（レーザプリンタ部の詳細構成）次にレー
ザプリンタ部１８の構成について詳細に説明する。図３
には、レーザプリンタ部１８の光学系の構成が示されて
いる。

【００３０】レーザプリンタ部１８は、レーザ光源２１
１Ｒ、２１０Ｇ、２１１Ｂの３個のレーザ光源を備えて
いる。レーザ光源２１１ＲはＲの波長（例えば、６８５
ｎｍ）のレーザ光（以下、Ｒレーザ光と称する）を射出
する半導体レーザ（ＬＤ）で構成されている。また、レ
ーザ光源２１０Ｇは、レーザ光射出手段としてのＬＤ２
１０Ｌと、該ＬＤ２１０Ｌから射出されたレーザ光を１
／２の波長のレーザ光に変換する波長変換手段としての
波長変換素子（ＳＨＧ）２１０Ｓから構成されており、
ＳＨＧ２１０ＳからＧの波長（例えば、５３２ｎｍ）の
レーザ光（以下、Ｇレーザ光と称する）が射出されるよ
うにＬＤ２１０Ｌの発振波長が定められている。レーザ
光源２１１ＢはＢの波長（例えば、４４０ｎｍ）のレー
ザ光（以下、Ｂレーザ光と称する）を射出するＬＤで構
成されている。

【００３１】レーザ光源２１０Ｇのレーザ光射出側に
は、コリメータレンズ２１２、外部変調手段としての音
響光学素子（ＡＯＭ）２１４Ｇが順に配置されている。
ＡＯＭ２１４Ｇは、入射されたレーザ光が音響光学媒質
を透過するように配置されていると共に、ＡＯＭドライ
バ（図示省略）に接続されており、ＡＯＭドライバから
高周波信号が入力されると、音響光学媒質内を高周波信
号に応じた超音波が伝搬し、音響光学媒質を透過するレ
ーザ光に音響光学効果が作用して回折が生じ、高周波信
号の振幅に応じた強度のレーザ光がＡＯＭ２１４Ｇから
回折光として射出される。

【００３２】ＡＯＭ２１４Ｇの回折光射出側には、平面
ミラー２１５が配置されており、平面ミラー２１５のレ
ーザ光射出側には、球面レンズ２１６、シリンドリカル
レンズ２１７、及びポリゴンミラー２１８が順に配置さ
れており、ＡＯＭ２１４Ｇから回折光として射出された
Ｇレーザ光は、平面ミラー２１５によって反射された
後、球面レンズ２１６及びシリンドリカルレンズ２１７
を介してポリゴンミラー２１８の反射面上の所定位置に
反射され、ポリゴンミラー２１８で反射される。

【００３３】一方、レーザ光源２１１Ｒ及び２１０Ｂの
レーザ光射出側には、コリメータレンズ２１３、シリン
ドリカルレンズ２１７が順に配置されており、レーザ光
源２１１Ｒ及び２１１Ｂから射出されたレーザ光はコリ
メータレンズ２１３により平行光とされ、シリンドリカ
ルレンズ２１７を介してポリゴンミラー２１８の反射面
上の上記所定位置と略同一の位置に照射されて、ポリゴ
ンミラー２１８で反射される。

【００３４】ポリゴンミラー２１８で反射されたＲ、
Ｇ、Ｂの３本のレーザ光はｆθレンズ２２０、シリンド
リカルレンズ２２１を順に透過し、シリンドリカルミラ
ー２２２によって反射された後、折り返しミラー２２３
によって略鉛直下方向に反射されて開孔部２２６を介し
て印画紙２２４に照射される。なお、折り返しミラー２
２３を省略し、シリンドリカルミラー２２２によって直
接略鉛直下方向に反射して印画紙２２４に照射しても良
い。

【００３５】一方、印画紙２２４上の走査露光開始位置
側方近傍には、開孔部２２６を介して到達したＲレーザ
光を検出する走査開始検出センサ（以下、ＳＯＳ検出セ
ンサと称する）２２８が配置されている。なお、ＳＯＳ
検出センサ２２８で検出するレーザ光をＲレーザ光とす
るのは、印画紙はＲの感度が最も低く、このためＲレー
ザ光の光量が最も大きくされているので確実に検出でき
ること、ポリゴンミラー２１８の回転による走査におい
てＲレーザ光が最も早くＳＯＳ検出センサ２２８に到達
すること、等の理由からである。また、本実施形態で
は、ＳＯＳ検出センサ２２８から出力される信号（以
下、センサ出力信号と称する）は、通常はローレベルと
されており、Ｒレーザ光が検出されたときのみハイレベ
ルとなるように構成されている。

【００３６】次に、本実施の形態に係わるレーザ光源２
１１Ｂの詳細な構成について説明する。図４に本発明の
実施の形態に係わるレーザ光源２１１Ｂの断面模式図を
示す。なお、図４において、Ｗ１＝１．７μｍ、Ｗ２＝
３００μｍ、Ｈ１＝約０．９μｍ、Ｈ２＝約３．５μ
ｍ、Ｈ３＝１００μｍ、である。

【００３７】レーザ光源２１１Ｂは、ＩｎＧａＮ半導体
レーザからなり、図４に示すように、サファイアｃ面基
板上に（S.Nagahama et.al.,jpn.Appl.Phys.Vol.39,No.
7A,p.L347(2000)記載の方法により）低欠陥ＧａＮ基板
層を形成する。

【００３８】次に常圧ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ−Ｇａ
Ｎバッファ層（Ｓｉドープ、５μｍ）７０、ｎ−Ｉｎ0.
1Ｇａ0.9Ｎバッファ層（Ｓｉドープ、０．１μｍ）６
６、ｎ−Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層（Ｓｉドープ、
０．４５μｍ）６４、ｎ−ＧａＮ光ガイド層（Ｓｉドー
プ、０．０４〜０．０８μｍ）６２、アンドープ活性層
６０、ｐ−ＧａＮ光ガイド層（Ｍｇドープ、０．０４〜
０．０８μｍ）５８、ｐ−Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層
（Ｍｇドープ、０．４５μｍ）５６、ｐ−ＧａＮキャッ
プ層（Ｍｇドープ、０．２５μｍ）５４、を成長する。
活性層６０は、アンドープＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ（１０ｎ
ｍ）、アンドープＩｎ0.23Ｇａ0.77Ｎ量子井戸層（３ｎ
ｍ）、アンドープＩｎ0.05Ｇａ０．９５Ｎ（５ｎｍ）、
アンドープＩｎ0.23Ｇａ0.77Ｎ量子井戸層（３ｎｍ）、
アンドープＩｎ0.05Ｇａ0.9Ｎ（１０ｎｍ）、アンドー
プＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ（１０ｎｍ）の２重量子井戸構造と
する。次にフォトリソグラフィとエッチングにより幅
１．７μｍ程度のリッジストライプをｐ−Ａｌ0.1Ｇａ
0.9Ｎクラッド層５６中でｐ−ＧａＮ光ガイド層５８か
ら０．１μｍの距離まで塩素イオンを用いたＲＩＢＥ
（reactive ion beam etching）によりエッジングして
形成する。次にＳｉＮ膜５２をプラズマＣＶＤで全面に
製膜した後、フォトリソグラフィとエッチングによりリ
ッジ上の不要部分を除去する。その後窒素ガス雰囲気中
で熱処理によりｐ型不純物を活性化する。この後、塩素
イオンを用いたＲＩＢＥにより発光領域を含む部分以外
のエピ層をｎ−ＧａＮバッファ層７０が露出するまでエ
ッチング除去する。この後、ｎ電極６８としてＴｉ／Ａ
ｌ／Ｔｉ／Ａｕ、ｐ電極５０としてＮｉ／Ａｕを真空蒸
着・窒素中アニールしてオーミック電極を形成する。劈
開により共振器端面を形成する。本実施の形態では、発
振波長４４０ｎｍで、接合に垂直方向のビーム放射角半
値全角で３４度である。なお、絶縁物のサファイア基板
を用いても可能である。また、同様の構造をＳｉＣのよ
うな導電性の基板上に作製することも可能である。更
に、ＥＬＯＧ（epitaxially lateral over growth）を
用いて、発振ストライプ領域の転位を減少させることも
可能である（前記参考文献：松下、オプトロニクス、
（２０００）Ｎｏ．１、ｐ．６２）。

【００３９】続いて、本実施の形態に係わるレーザ光源
（上記ＧａＮ系半導体レーザ）２１１Ｂの光学系につい
て詳細に説明する。図５には、ＧａＮ系半導体レーザの
光学系の模式図を示す。図５において、集光光学系７２
は、ＧａＮ系半導体レーザの光学系を簡略化するため
に、上述したコリメータレンズ２１３、シリンドリカル
レンズ２１７、ポリゴンミラー２１８、ｆθレンズ２２
０、シリンドリカルレンズ２２１、シリンドリカルミラ
ー２２２、及び折り返しミラー２２３等を含む光学系と
して示す。

【００４０】図５に示すように、レーザ光源２１１Ｂか
ら射出されたＢレーザ光は、集光光学系７２を介して印
画紙２２４に照射される。この時、本実施の形態では、
ＧａＮ系半導体レーザを用いて印画紙２２４にＢレーザ
光を照射するようになっているが、上述したように、Ｇ
ａＮ系半導体レーザからなるレーザ光源２１１Ｂは、非
常に多くの迷光を発散する特性を有している。従って、
迷光によって印画紙２２４上に照射されたビームスポッ
ト周辺に迷光によるボケを生じ画質を低下させてしま
う。

【００４１】そこで、本実施の形態では、レーザ光源２
１１Ｂより発散される迷光を制限するために、集光光学
系７２（本実施の形態ではコリメータレンズ２１３）の
開口数ＮＡを制限している。なお、開口数ＮＡの制限
は、コリメータレンズ２１３自体の開口数を変えてもよ
いし、図５に示すように、コリメータレンズ２１３のレ
ーザ光入射側にレーザ光が透過する開口７３を設けるよ
うにしてもよく、後者の場合には開口面積によって開口
数を制限することが可能である。

【００４２】一般的にレンズの開口数ＮＡは、図６
（Ａ）に示すように、開口角度の半角をθとすると、Ｎ
Ａ＝ｎｓｉｎθ（ｎは屈折率、空気中を想定するので、
ｎ＝１とする）で規定されるので、開口数ＮＡを規定す
る光の広がり角度の半角θは、θ＝ｓｉｎ^-1（ＮＡ）で
表され、レーザ光源２１１Ｂより射出されるＢレーザ光
の半値強度における角度の全角φ（図６（Ｂ）参照）と
すると、集光光学系７２（本実施の形態ではコリメータ
レンズ２１３）の開口数ＮＡを規定する光の広がり角度
の全角２θとの比率Ｒは、以下に示す式で表される。Ｒ＝ｓｉｎ^-1（ＮＡ）×２／φ 本実施の形態では、レーザ光源２１１Ｂより迷光が多く
射出されるので、レンズの開口数ＮＡとレーザビームの
半値強度における広がり角度の全角φは、φ≧（ｓｉｎ
^-1ＮＡ）×２となるように、前記レンズの開口数が設定
されている。詳しくは、レーザ光源２１１Ｂより射出さ
れるＢレーザ光の半値強度における広がり角度の全角φ
と、集光光学系７２の開口数ＮＡを規定する光の広がり
角度の全角２θとの比率Ｒが、２以下となるように設定
されている。

【００４３】また、前記比率Ｒは、好ましくは、２．０
≧Ｒ≧０．５８に設定する。例えば、本実施の形態で
は、レーザ光源２１１Ｂより射出されるＢレーザ光の半
値強度における広がり角度φは、３０度とされており、
開口数ＮＡ０．７５、０．５、０．１５のコリメータレ
ンズ２１３を使ったときの電流―光量特性とビーム形状
の測定結果を図７及び図８に示す。なお、図７には、開
口数が０．７５、０．５、０．１５に対応する前記比率
Ｒが３．２４、２．０、０．５８の電流―光量特性を示
し、図８には、前記比率Ｒ３．２４、２．０、０．５８
のビームプロファイルをそれぞれ示す。

【００４４】一般的に感光材料特性γが２．５〜３．５
の範囲のハロゲン化銀塩感材に露光する場合には、２．
０ｌｏｇＥ以上の変調レンジが必要とされ、図７に示す
ように、前記比率Ｒを小さくしていくと、Ｒ＝２．０で
ほぼ２．０ｌｏｇＥの変調レンジを得ることができる。
さらに前記比率Ｒを小さくしていくと変調レンジは広が
るが、集光光学系７２によってレーザ光源２１１Ｂより
射出されるＢレーザ光を蹴る比率が高くなるため、図８
（Ｃ）に示すように、ビームプロファイルにサイドロー
ブが現れ、露光された画像の鮮鋭度を低下させてしま
う。

【００４５】ここで、３００ｄｐｉの解像度で露光する
場合を考える。この時の光強度が１／ｅ2で定義される
ビーム径を３００ｄｐｉの画素サイズ８４．６μｍと同
じとし、その露光ビームの前記比率Ｒを変化させてサイ
ドローブ量をコントロールして露光実験を行い、画質へ
の影響を調べた実験結果を図９に示す。

【００４６】図９では、前記比率Ｒを２．０〜０．３０
まで変化させ、矩形波パターンを露光してその濃度コン
トラスト変化を調べた結果を示す。サイドローブのない
ビームで露光した場合を１００％として、濃度コントラ
ストの低下を数値で示している。また、濃度コントラス
トを画質評価した結果、優位差として画質劣化を視認で
きるレベルは、７５％未満のコントラスト低下より画質
劣化が顕著であることが本実験によりわかった。そこ
で、画質劣化の下限値をコントラスト低下７５％とする
と、前記比率Ｒは０．５８が下限値とされる。すなわ
ち、サイドローブに影響されずに、露光に必要とされる
変調レンジを得ることができる前記比率Ｒを２．０≧Ｒ
≧０．５８に設定することにより、画質劣化を抑制する
ことができる。（制御部）次に、ＧａＮ系半導体レーザからなるレーザ
光源２１１Ｂを駆動する駆動回路を含むレーザプリンタ
部１８の制御部を詳細に説明する。

【００４７】本実施の形態に係わる制御部は、図１０に
示すように、マイクロコンピュータを含む制御回路８０
を備えている。制御回路８０はバス８８に接続されてお
り、該バス８８には、画像データメモリ７４、７６、７
８が接続されている。すなわち、印画紙２２４へ画像を
記録するための画像データを記憶するメモリとして画像
データメモリ７４、７６、７８を備えている。画像デー
タメモリ７４は、Ｒ色の画像データを記憶するメモリで
あり、同様に、画像データメモリ７６はＧ色の画像デー
タを記憶するメモリであり、画像データメモリ７８はＢ
色の画像データを記憶するメモリである。

【００４８】また、バス８８には、Ｒ用ＬＤ駆動回路９
６、Ｇ用ＬＤ駆動回路９８、及びＢ用ＬＤ駆動回路１０
０が接続されており、Ｒ用ＬＤ駆動回路９６及びＢ用Ｌ
Ｄ駆動回路１００は変調回路９０、９２をそれぞれ介し
て接続されている。すなわち、半導体レーザ２１１Ｒ、
２１１Ｂは、画像データに基づく変調信号が変調回路９
０、９２によって生成されてＬＤ駆動回路で該変調信号
が重畳されることによって直接強度変調されるようにな
っている。

【００４９】また、バス８８には、ＡＯＭ駆動回路９４
が接続されており、ＡＯＭ９４の駆動が制御される。す
なわち、レーザ光源２１０Ｇは、ＡＯＭ２１４Ｇによっ
て間接変調されるようになっている。

【００５０】さらに、バス８８には、ポリゴンミラー２
１８を回転駆動するポリゴンモータ８３を駆動するため
のポリゴンモータ駆動回路８２、及び印画紙２２４を移
動するための印画紙移動モータ８６を駆動する印画紙移
動モータ駆動回路８４が接続されており、制御回路８０
によってそれぞれが制御されるようになっている。

【００５１】続いて、本実施の形態に係わるレーザプリ
ンタ部１８の作用を説明する。

【００５２】印画紙２２４への画像の記録を行う場合、
レーザプリンタ部１８の制御部は、画像処理部１６から
入力される記録用画像データが表す画像を走査露光によ
って印画紙２２４上に記録するために、画像処理部１６
から入力された画像記録用パラメータに基づき、記録用
画像データに対して各種の補正を行って走査露光用画像
データを生成し、画像データメモリ７４、７６、７８に
記憶させる。

【００５３】そして、レーザプリンタ部１８のポリゴン
ミラー２１８を図３矢印Ａ方向に回転させ、レーザ光源
２１１Ｒ、２１０Ｇ、２１１Ｂの半導体レーザに対して
電流を流すことによって各色レーザ光を射出させると共
に、生成した走査露光用画像データに基づいて変調信号
を生成し、変調信号のレベルに応じてＡＯＭ２１４Ｇに
供給する超音波信号（高周波信号）の振幅を変化させ
て、ＡＯＭ２１４Ｇから回折光として射出されるＧレー
ザ光を変調する。従って、ＡＯＭ２１４Ｇからは印画紙
２２４に記録すべき画像の濃度に応じて強度変調された
Ｇレーザ光が射出される。このＧレーザ光は平面ミラー
２１５、球面レンズ２１６、シリンドリカルレンズ２１
７、ポリゴンミラー２１８、ｆθレンズ２２０、シリン
ドリカルレンズ２２１、シリンドリカルミラー２２２、
及び折り返しミラー２２３を介して印画紙２２４に照射
される。

【００５４】また、レーザ光源２１１Ｒ、２１１Ｂに対
しては、レーザ光源２１１Ｒ、２１１Ｂに印加する電流
強度を変調することによってレーザ光を変調する。従っ
て、レーザ光源２１１Ｒ、２１１Ｂからは印画紙２２４
に記録すべき画像の濃度に応じて変調されたＲレーザ
光、Ｂレーザ光が射出される。このそれぞれのレーザ光
はそれぞれコリメータレンズ２１３、シリンドリカルレ
ンズ２１７、ポリゴンミラー２１８、ｆθレンズ２２
０、シリンドリカルレンズ２２１、シリンドリカルミラ
ー２２２、及び折り返しミラー２２３を介して印画紙２
２４に照射される。

【００５５】そして、ポリゴンミラー２１８の図３矢印
Ａ方向の回転に伴って、Ｒ、Ｇ、Ｂ各レーザ光の照射位
置が図３矢印Ｂ方向に沿って走査されることにより主走
査がなされ、印画紙２２４が図３矢印Ｃ方向に沿って一
定速度で搬送されることにより各レーザ光の副走査がな
され、走査露光によって印画紙２２４に画像（潜像）が
記録される。

【００５６】ここで、本実施の形態に係わるレーザ光源
２１１Ｂは、上述したように、ＧａＮ系半導体レーザを
用いているので、半導体レーザより多くの迷光も同時に
射出され、印画紙２２４に記録される画像の鮮鋭度に影
響を及ぼしてしまうが、本実施の形態では、上述したよ
うに、コリメータレンズ２１３の開口数ＮＡを制限して
いる。

【００５７】すなわち、ＧａＮ系半導体レーザより射出
される迷光は、コリメータレンズ２１３の開口数ＮＡに
応じて蹴られることになり、迷光をコリメータレンズ２
１３の開口数によって抑制することができる。従って、
印画紙２２４に記録される画像が、例えば図１７（Ａ）
に示すようなストライプ状の画像である場合には、スト
ライプ間の着色を抑制することができ、鮮鋭度の高い画
像を記録することができる。

【００５８】なお、上記走査露光において各レーザ光の
変調を行うタイミングや印画紙２２４の図３矢印Ｃ方向
への搬送タイミングは、ＳＯＳ検出センサ２２８から出
力されているセンサ出力信号に基づいて決定される。

【００５９】一方、走査露光によって画像が記録された
印画紙２２４はプロセッサ部２０へ送り込まれ、発色現
像、漂白定着、水洗、乾燥の各処理が施される。これに
よって、印画紙２２４上に画像が形成される。

【００６０】このように、本実施の形態に係わるレーザ
プリンタ部１８では、ＧａＮ系半導体レーザより射出さ
れるＢレーザ光の半値強度における広がり角度の全角φ
と、集光光学系７２（本実施の形態ではコリメータレン
ズ２１３）の開口数ＮＡを規定する光の広がり角度の全
角２θとの比Ｒを、２．０≧Ｒ≧０．５８に設定するこ
とによって、迷光が印画紙２２４に照射されるのを抑制
することができる。

【００６１】また、前記比率Ｒの下限値を０．５８とす
ることによって、サイドローブに影響されずに、露光に
必要とされる変調レンジを得ることができる。

【００６２】なお、上記の実施の形態では、コリメータ
レンズ２１３の開口数ＮＡ又はコリメータレンズ２１３
の光入射側に設けた開口７３によって開口数ＮＡを制限
することによって、前記比率Ｒを設定するようにした
が、これに限るものではなく、ＧａＮ系半導体レーザよ
り射出されるＢレーザ光の半値強度における広がり角度
の全角φが、前記比率が２．０≧Ｒ≧０．５８となるよ
うなＧａＮ系半導体レーザを用いることによって設定す
るようにしてもよい。

【００６３】また、上記の実施の形態では、コリメータ
レンズ２１３の開口数ＮＡ又はコリメータレンズ２１３
の光入射側に設けた開口７３によって開口数ＮＡを制限
することによって、印画紙２２４に照射される迷光を抑
制するようにしたが、さらに、図１１に示すように、集
光光学系７２のレーザ光が集光する位置に、光を透過す
る透過口による絞りなどの光束制限手段７５を設けるよ
うにしてもよい。例えば、図１２に示すように、集光光
学系７２内に、集光レンズ２０２、コリメータレンズ２
１３の順に配置される構成が存在する場合には、集光レ
ンズ２０２によって集光される位置に、光を透過する透
過口（透過面積によって光束を制限可能）等の光束制限
手段７５を設けるようにしてもよい。このように、さら
に光束制限手段７５を設けることによって、印画紙２２
４に照射される迷光をさらに抑制することができる。光
束制限手段７５としては、図１１及び図１２に示す透過
口の他に、例えば、図１３に示すように、反射ミラー
（反射面積によって光束を制限可能）２０４を適用する
ことができる。

【００６４】さらに、上記の実施の形態では、前記比率
Ｒを２．０≧Ｒ≧０．５８となるようにコリメータレン
ズ２１３の開口数ＮＡを制限する際に、コリメータレン
ズ２１３自体の開口数又はコリメータレンズ２１３の光
入射側に設けた開口７３によってコリメータレンズ２１
３の開口数ＮＡを制限するようにしたが、これに限るも
のではなく、例えば、図１４に示すように、レーザ光源
２１１Ｂのレーザ光射出側に折り返しミラー２０６等の
開口数制限手段を設けて、反射ミラー２０４の反射面積
によってコリメータレンズ２１３の開口数ＮＡを制限す
ることも可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ンズの開口数をＮＡとしたときに、ＧａＮ系半導体レー
ザより射出されるレーザビームの半値強度広がり角度の
全角φをφ≧（ｓｉｎ^-1ＮＡ）×２となるようにレンズ
の開口数を設定することによって、レーザビームの周辺
にある迷光がレンズを透過するのを防止することができ
るので、迷光を多く射出する光源の迷光を抑制すること
ができる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わるデジタルラボシス
テムの概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態に係わるデジタルラボシス
テムの外観を示す斜視図である。

【図３】レーザプリンタ部の概略構成を示す斜視図であ
る。

【図４】ＧａＮ系半導体レーザの詳細な構成を示す断面
模式図である。

【図５】ＧａＮ系半導体レーザの光学系を示す模式図で
ある。

【図６】（Ａ）は開口数を規定するθを示す図であり、
（Ｂ）はレーザ光源の光の半値強度における角度の全角
φを示す図である。

【図７】比率Ｒが変化したときの変調（電流―光量）特
性を示すグラフである。

【図８】比率が変化したときのビームプロファイルを示
すグラフである。

【図９】比率Ｒと濃度コントラストの関係を示すグラフ
である。

【図１０】レーザプリンタ部の制御部を示すブロック図
である。

【図１１】光束制限手段をさらに備えた光学系を示す図
である。

【図１２】光束制限手段をさらに備えた光学系の一例を
示す図である。

【図１３】光束制限手段のその他の例を示す図である。

【図１４】折り返しミラーを用いた開口数制限手段の例
を示す図である。

【図１５】ポリゴン等によりスポット走査を行う銀塩式
露光装置の光源にＧａＮ系半導体レーザを用いた時の模
式図である。

【図１６】スポットの光出力と駆動電流の関係、及びぼ
やけたパターンの光出力と駆動電流の関係を示すグラフ
である。

【図１７】（Ａ）は縞状パターンを示す図であり、
（Ｂ）は縞状パターンにぼやけたパターンが着色した例
を示す図である。

【符号の説明】

１８レーザプリンタ部７２集光光学系７３開口７５光束制限手段２０２集光レンズ２０４反射ミラー２０６折り返しミラー２１１Ｂレーザ光源２１３コリメータレンズ２１７シリンドリカルレンズ２１８ポリゴンミラー２２０ｆθレンズ２２１シリンドリカルレンズ２２２シリンドリカルミラー２２３折り返しミラー２２４印画紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加藤喜一神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地富士写真フイルム株式会社内 (72)発明者早川利郎神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地富士写真フイルム株式会社内Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA19 AA34 BA86 BA87 DA26 DA28 2H045 BA24 BA32 CB15 CB24 CB35 CB63 5C051 CA07 DB22 DB30 DE07 5C072 AA03 BA05 BA13 DA02 DA04 HA02 HA08 HA13 HB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザビームとレーザビーム以外の放射
光とを含む光を射出するＧａＮ系半導体レーザと、前記
ＧａＮ系半導体レーザより射出されたレーザビームを感
光材料に照射するレンズと、を有し、前記レーザビーム
によって感光材料に画像を走査露光する画像露光装置で
あって、前記レンズの開口数をＮＡとしたとき、前記ＧａＮ系半
導体レーザより射出されるレーザビームの半値強度の広
がり角度の全角φをφ≧（ｓｉｎ^-1ＮＡ）×２となるよ
うに、前記レンズの開口数の設定を行うことを特徴とす
る画像露光装置。
【請求項２】前記ＧａＮ系半導体レーザより射出され
るレーザビームの半値強度の広がり角度の全角φと、前
記レンズの開口数ＮＡを規定する広がり角度の全角との
比率Ｒを、Ｒ＝（ｓｉｎ^-1ＮＡ）×２／φ と定義したときに、２．０≧Ｒ≧０．５８となるように
前記設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像
露光装置。
【請求項３】前記光の光路中に設けられ、前記光の光
束を制限する光束制限手段をさらに備えることを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の画像露光装置。
【請求項４】前記レンズの開口数を制限する開口数制
限手段をさらに備え、前記開口数を規定する光の広がり
角度の設定を、前記開口数制限手段によって行うことを
特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の
画像露光装置。
【請求項５】前記開口数制限手段は、前記レンズのレ
ーザビーム入射側に設けられた、光を反射する反射ミラ
ーからなることを特徴とする請求項４に記載の画像露光
装置。