JP2005074941A

JP2005074941A - レーザー露光装置

Info

Publication number: JP2005074941A
Application number: JP2003311257A
Authority: JP
Inventors: Takuya Yamamoto; 卓也山本
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】コストアップを抑制しつつ露光走査開始位置を制御するタイミング位置を検出することができるレーザー露光装置を提供すること。
【解決手段】カラー画像を形成するため、赤・緑・青のレーザー光を夫々出力する第１・第２・第３レーザー光源と、これら各レーザー光源から出力されるレーザー光をペーパーＰに対して主走査方向に走査させるポリゴンミラー７と、このポリゴンミラー７により走査される各レーザー光の露光走査開始位置を制御するために設けられ、ポリゴンミラー７により走査されるレーザー光のうちの露光走査開始位置に到達する前のレーザー光を検出する光センサー１１と、この光センサー１１に、赤のレーザー光を出力するレーザー光源からのレーザー光のみが導入されるようにレーザー光の出力を制御する第１制御部と、光センサー１１により検出されたタイミング位置に基づいて各レーザー光の露光動作開始位置を制御する第２制御部とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー光を走査して写真感光材料等の画像形成媒体にカラー画像を露光形成するためのレーザー露光装置に関するものである。

カラー画像を写真感光材料（画像形成媒体に相当）に露光形成する装置としてレーザー露光装置が知られている（例えば、本出願人による下記特許文献１）。カラー画像を形成するためには第１波長（赤）のレーザー光を出力する第１レーザー光源と、第２波長（緑）のレーザー光を出力する第２レーザー光源、第３波長（青）のレーザー光を出力する第３レーザー光源とを設け、各色のレーザー光を音響光学素子により光変調した後、ポリゴンミラーにより主走査方向に繰り返し走査させる。一方、写真感光材料は主走査方向と直交する副走査方向に沿って一定速度で搬送されるので、写真感光材料に二次元画像を露光形成させることができる。

また、写真感光材料にカラー画像を形成するためには、写真感光材料の幅方向の設定範囲と、レーザー光がポリゴンミラーにより走査される範囲が適切に設定されていなければならない。すなわち、図４に示すように、レーザー光の主走査方向における露光走査範囲Ｂと、写真感光材料の幅方向の位置関係を適切に設定しなければ、うまく画像を形成させることができない。レーザー光の露光走査範囲Ｂは写真感光材料の幅方向の寸法Ｃよりも大きくなるように設定され、さらに、露光走査範囲Ｂのうち露光走査開始位置Ｐ₂を正確に制御する必要がある。露光走査開始位置Ｐ₂は、画像データに基づいた光変調されたレーザー光が出力される開始位置である。露光走査開始位置Ｐ₂は、走査可能範囲Ａよりも少し内側の位置に設定される。露光走査開始位置Ｐ₂を制御するために露光走査開始位置Ｐ₂に到達する前のレーザー光を利用して露光走査開始位置Ｐ₂を制御するようにしている。図４に示すように、ポリゴンミラー１００により反射されるレーザー光のうち露光走査開始位置Ｐ₂に到達する前のレーザー光を光センサー１０２により検出し、その検出したタイミングを基準として露光走査開始位置Ｐ₂を決めるようにしている。図４に示すように、反射ミラー１０１を設け、ポリゴンミラー１００により走査されるレーザー光の一部を光センサー１０２に導き、光センサー１０２により検出されたタイミング位置Ｐ₁を基準として露光走査開始位置Ｐ₂を制御する。
特開２００２−３４１２８１号公報

上記構成において、反射ミラー１０１により反射されるレーザー光は、画像形成に寄与しないので、この光が写真感光材料Ｐに届かないようにしなければならない。しかしながら、光センサー１０２へ導入されるレーザー光の一部はセンサー表面で乱反射するため、それが写真感光材料Ｐに到達しゴースト像を形成してしまい、画質低下を招く。反射面を黒くしたり、レーザー光を遮断する壁１０３を設けたりすることで、乱反射した光が写真感光材料に到達しないような構成を採用することが考えられる。しかしながら、そのような構成を採用するとコストアップとなるため好ましくない。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、コストアップを抑制しつつ露光走査開始位置を制御するタイミング位置を検出することができるレーザー露光装置を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るレーザー露光装置は、
カラー画像を形成するため、第１波長・第２波長・第３波長のレーザー光を夫々出力する第１・第２・第３レーザー光源と、
これら各レーザー光源から出力されるレーザー光を画像形成媒体に対して主走査方向に走査させるポリゴンミラーと、
このポリゴンミラーにより走査される各レーザー光の露光走査開始位置を制御するために設けられ、ポリゴンミラーにより走査されるレーザー光のうちの前記露光走査開始位置に到達する前のレーザー光を検出する光センサーと、
この光センサーに、画像形成媒体に対する感度が最も低いレーザー光を出力するレーザー光源からのレーザー光のみが導入されるようにレーザー光の出力を制御する第１制御部と、
光センサーにより検出されたタイミング位置に基づいて各レーザー光の露光動作開始位置を制御する第２制御部とを備えたことを特徴とするものである。

この構成によるレーザー露光装置の作用・効果は、以下の通りである。すなわち、ポリゴンミラーにより走査される各レーザー光のうちの露光走査開始位置に到達する前のレーザー光を検出する光センサーを設けており、この光センサーには、画像形成媒体に対する感度が最も低いレーザー光を出力するレーザー光源からのレーザー光のみを導入する。第１〜第３光源のうち、第１光源のレーザー光が画像形成媒体に対する感度が最も低いのであれば、第１光源からのレーザー光のみを光センサーに導入するようにし、第２光源・第３光源からのレーザー光は光センサーには導入しない。従って、必要最小限の光量のレーザー光のみが光センサーに導入されるので、仮に乱反射が生じたとしても、画像形成媒体へ到達レーザー光をゴースト像が発生しないレベルに抑制することができる。従って、反射面を黒くするなどの特別な処理を行う必要がない。その結果、コストアップを抑制しつつ露光走査開始位置を制御するタイミング位置を検出することができるレーザー露光装置を提供することができる。

本発明の好適な実施形態として、前記光センサーに導入されるレーザー光は、もっとも波長の長いレーザー光であるものがあげられる。例えば、レーザー光源が赤・緑・青の三色であれば、赤レーザー光のみを光センサーに導入するようにすればよい。これにより、少ない光量でタイミング位置を検出することができ、ゴースト像の発生も抑制することができる。
本発明の別の好適な実施形態として、前記光センサーは、レーザー光が走査される方向に沿って第１受光部と第２受光部が設けられ、第１受光部から得られる信号と第２受光部から得られる信号に基づいて前記タイミング位置を検出するように構成されているものがあげられる。
光センサーの受光部は、ある程度の大きさを持っているため、単純な検出機構にすると、タイミング位置の精度も低下してしまう。本発明に係る構成は、レーザー光が走査される方向に沿って第１受光部と第２受光部とを設け、それぞれの受光部から信号を取得する。２つの受光部からの入力信号を処理することで、第１受光部と第２受光部の境界位置を検出することができる。従って、各受光部の大きさが大きかったとしても、その大きさ以下の精度でタイミング位置を検出することができる。

本発明の更に別の好適な実施形態として、前記光センサーに導入されるレーザー光の強度は、画像形成媒体にゴースト像が発生しないレベルの強度に設定されているものがあげられる。

前記のように光センサーが第１受光部と第２受光部により構成されていると、各受光部で受光するレーザー光の強度が小さくてもタイミング位置を検出できる。そこで、レーザー光の強度を、画像形成媒体にゴースト像が発生しないレベルに設定したとしてもタイミング位置の検出を行うことができる。従って、ゴースト像の発生をなくすと共にタイミング位置の検出も行うことが可能になる。

本発明に係るレーザー露光装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、レーザー露光装置の構成を示す平面図である。

＜レーザー露光装置の構成＞
レーザー光源として赤レーザー光源（第１光源）１Ｒ、緑レーザー光源（第２光源）１Ｇ、青レーザー光源（第３光源）１Ｂを備えている。赤レーザー光源１Ｒは半導体レーザーを使用し、緑レーザー光源１Ｇと青レーザー光源１Ｂは固体レーザーを使用している。ただし、これに限定されるものではない。各レーザー光源１から出力されるレーザー光を光変調するため、音響光学素子２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが配置されている。音響光学素子（以下、ＡＯＭという）は、音響光学効果を生じる音響光学媒質と、ＡＯＭドライバにより入力された高周波信号により超音波を出力する圧電素子と、音響光学媒体を通過してきた超音波を吸収する超音波吸収体とを備えている。ＡＯＭに入力されたレーザー光は、入力された高周波信号の周波数や振幅の大きさに応じて回折され、音響光学素子からは複数本の回折されたレーザー光が出力される。このうちの最も強度の大きい一次回折光のみを画像形成用のレーザー光として用いるようにしている。このようにＡＯＭドライバにより画像データに対応した高周波信号を生成し、この高周波信号を各ＡＯＭに供給することにより、各レーザー光を画像データに対応したレーザー光に光変調することができる。

光変調された各レーザー光は、レンズ３を介して反射ミラー４に導かれ反射ミラー４により方向変換される。反射ミラー４により方向変換された各レーザー光は、レンズ５を介して１枚の反射ミラー６に導かれ、この反射ミラー６により反射されたレーザー光はポリゴンミラー７に向かう。ポリゴンミラー７は、図１の反時計方向に回転させることにより、各レーザー光をペーパーＰ（画像形成媒体及び写真感光材料に相当）の乳剤面上を主走査することができる。ペーパーＰを副走査方向（図１の紙面に垂直な方向）に沿って搬送させながら、光変調された各レーザー光を繰り返し主走査方向に沿って走査することにより、ペーパーＰに二次元画像を露光形成することができる。

ｆθレンズ８は、ポリゴンミラー７により等角速度に偏向されたレーザー光を、ペーパーＰ上で等速になるように補正する。これにより、歪曲収差が補正される。レーザー光が出力されるライン状の出力部には、保護ガラス９が設けられており、装置内部にゴミや埃が侵入するのを防止する。

同期光導入ミラー１０は、露光走査開始位置を制御するために、タイミング位置を検出するための同期光を光センサー１１へと導く。この点は後述する。

＜ブロック構成図＞
次に、図１に示すレーザー露光装置の機能ブロックを図２により説明する。各ＡＯＭ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、夫々ＡＯＭドライバ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂにより駆動される。画像データ記憶部１３には、画像形成すべき画像データが格納されており、この画像データが各ＡＯＭドライバ１２Ｒ，１２Ｂ，１２Ｇに送信される。形成される画像はカラー画像であるので、赤の画像データは赤用のＡＯＭドライバ１２Ｒへ送信され、緑・青の画像データも夫々緑用のＡＯＭドライバ１２Ｇ、青用のＡＯＭドライバ１２Ｂに送信される。ＡＯＭ制御部１４は各ＡＯＭドライバ１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに対する制御を行う。

各レーザー光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、レーザー駆動部１５により駆動される。各レーザー光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂからは、一定強度のレーザー光が出力されるように駆動されており、このレーザー光がＡＯＭを通過することで光変調され、画像データに対応したレーザー光をペーパーＰの乳剤面に照射することができる。ポリゴンミラー７はポリゴン駆動部１６により回転駆動される。

センサー駆動部１７は、光センサー１１を駆動する。光センサー１１は受光面が分割されており、第１受光部１１ａと第２受光部１１ｂとを備えている。図２に模式的に示すように、第１受光部１１ａと第２受光部１１ｂとはレーザー光が走査される方向に沿って配置されており、第１受光部１１ａから第２受光部１１ｂへとレーザー光が移動するようになっている。光センサー１１により受信した信号は、信号処理部１８に送られて処理される。この信号処理部１８によりタイミング信号を創出し、検出されたタイミング位置を基準として、各色のレーザー光を光変調させるタイミングが決定される。コントローラ１９は、装置内の各部を制御する機能を有しており、上記のタイミング信号を検出すると、ＡＯＭ制御部１４に制御信号を送り、各色の光変調されたレーザー光が正確なタイミングで出力されるように構成されている。

＜露光走査開始位置の制御＞
次に露光走査開始位置の制御について説明する。既に説明した図４を用いると、ペーパーＰの幅寸法が符号Ｃで示される。また、このペーパーＰの幅に対して画像データに基づいた光変調されたレーザー光が走査される範囲（露光走査範囲）が符号Ｂで示される。露光走査範囲は、ペーパー幅と同じかそれより少し大きな範囲に設定される。符号Ａで示される範囲は、走査可能範囲である。この範囲は、ポリゴンミラー７により定まる範囲である。ただし、実際に光変調されたレーザー光が走査されるのは露光走査範囲に限られ、走査可能範囲であっても露光走査範囲外であれば、レーザー光がペーパーＰに到達しない範囲である。また、露光走査開始位置Ｐ₂を正確に制御するには、基準となる位置（タイミング位置Ｐ₁）を精度よく検出する必要があり、そのために光センサー１１が設けられている。

図３は、画像形成を行う場合のタイムチャートを示す。横軸は時間単位である。図３において、Ｓ₁は第１受光部１１ａから出力される信号であり、Ｓ₂は第２受光部１１ｂから出力される信号である。信号Ｓ₃は、信号Ｓ₁と信号Ｓ₂のＡＮＤをとったものであり、第１受光部１１ａと第２受光部１１ｂとの境界位置を検出することができる。信号Ｓ₁とＳ₂のままでは、幅が広いため、そのままタイミング信号として用いると精度が悪くなるが、信号Ｓ₃を用いればＨｉｇｈレベルとなる幅が狭くなるため、精度の良いタイミング信号として使用することができる。

なお、光センサー１１へ導入するレーザー光（同期光）は赤レーザー光源１Ｒからのレーザー光のみとしており、他の色（波長）のレーザー光は用いない。これは、赤レーザー光がペーパーＰに対する感度が最も低いからである。光センサー１１へ導入するレーザー光は、画像形成に寄与しないので、このレーザー光により不用意にペーパーＰを感光させないようにする必要がある。光センサー１１へ導入されるレーザー光は、受光面で乱反射してしまい、その一部がペーパーの乳剤面に向うが、ペーパーに対する感度が低ければ悪影響を及ぼすことがない。また、タイミング信号を得るためのレーザー光の強度は、ペーパーにゴースト像が形成されないレベルの強度にすることができる。したがって、この点においても、ペーパーを不用意に感光させないようにできる。

同期光を出力するために、赤用のＡＯＭドライバ１２Ｒには、同期光を創生するためのデータが送られる。このデータは、同期光生成用データ記憶部２０に格納されている。同期光が出力されている間は、他のＡＯＭドライバ１２Ｇ，１２Ｂには、データは送られないので、緑レーザー光源１Ｇと青レーザー光源１Ｂから出力されるレーザー光がペーパーに到達することはない。したがって、光センサー１１の表面を黒くしたり、図４に示すような壁１０３を設ける必要はない。遮光のための部材や黒くするための表面処理が不要になるので、コスト的に利点がある。

図３において、信号ＳＲは、赤の画像データに基づいて光変調されたレーザー光が露光走査されるタイミングを示し、信号ＳＧ，信号ＳＢは同様に緑、青のレーザー光が露光走査されるタイミングを示す。タイミング信号が出力される時刻をｔ₀とすると、赤のレーザー光の露光走査開始位置（時刻）はｔ_Rで、緑のレーザー光の露光走査開始位置はｔ_G、青のレーザー光の露光走査開始位置はｔ_Bで示される。図１でも分かるように、同じ画像データのレーザー光であっても、各色のレーザー光は同じタイミングで出力されていないので、これをペーパーＰの乳剤面上で重ね合わせて１枚の画像にするためには、タイミング位置から各色のレーザー光の露光走査開始位置もずらせる必要がある。そこで、図３に示すように露光開始タイミングをずらせることで、各色のレーザー光を適切に重ね合わせることができる。
＜別実施形態＞
（１）本実施形態では、各色のレーザー光のタイミングがずれた形でペーパーに到達する構成であるが、各色のレーザー光を途中で合成して１本のレーザー光となるようにさせてからポリゴンミラーやペーパーに到達するように構成してもよい。
（２）本実施形態において図２に示す、コントローラ１９及びＡＯＭ制御部１４が第１制御部及び第２制御部として機能する。第１制御部と第２制御部については、ソフトウェア（制御プログラム）及びハードウェア（ＣＰＵ等）により構成できるものである。ただし、具体的な構成については、特に限定されるものではない。また、第１制御部と第２制御部は、別々の制御部として構成する必要はなく、同じ制御部がレーザー光の出力制御と露光走査開始位置の制御を行っても良い。

レーザー露光装置の構成を示す平面図レーザー露光装置の機能ブロック構成を示す図画像形成を行う場合のタイムチャートを示す図走査範囲について説明する図

符号の説明

１Ｒ，１Ｇ，１Ｂレーザー光源
１１光センサー
１１ａ第１受光部
１１ｂ第２受光部
１４ＡＯＭ制御部
１８信号処理部
１９コントローラ
２０同期光生成用データ記憶部

Claims

カラー画像を形成するため、第１波長・第２波長・第３波長のレーザー光を夫々出力する第１・第２・第３レーザー光源と、
これら各レーザー光源から出力されるレーザー光を画像形成媒体に対して主走査方向に走査させるポリゴンミラーと、
このポリゴンミラーにより走査される各レーザー光の露光走査開始位置を制御するために設けられ、ポリゴンミラーにより走査されるレーザー光のうちの前記露光走査開始位置に到達する前のレーザー光を検出する光センサーと、
この光センサーに、画像形成媒体に対する感度が最も低いレーザー光を出力するレーザー光源からのレーザー光のみが導入されるようにレーザー光の出力を制御する第１制御部と、
光センサーにより検出されたタイミング位置に基づいて各レーザー光の露光動作開始位置を制御する第２制御部とを備えたことを特徴とするレーザー露光装置。
前記光センサーに導入されるレーザー光は、もっとも波長の長いレーザー光であることを特徴とする請求項１に記載のレーザー露光装置。
前記光センサーは、レーザー光が走査される方向に沿って第１受光部と第２受光部が設けられ、第１受光部から得られる信号と第２受光部から得られる信号に基づいて前記タイミング位置を検出するように構成されている請求項１又は２に記載のレーザー露光装置。
前記光センサーに導入されるレーザー光の強度は、画像形成媒体にゴースト像が発生しないレベルの強度に設定されていることを特徴とする請求項３に記載のレーザー露光装置。