JP2005128313A - 光走査方法とその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザ光源からの光ビームをポリゴンミラーを用いて感材上に走査露光するとき、発生するジッタの歪みを取り除く。
【解決手段】 画像データを収容した画像データメモリ３１から、その同一副走査方向アドレスの読み出し回数ｎを予め第１カウント部３５に設定し、この第１カウント部３５が設定値ｎをカウントした時、信号４６を副走査方向アドレスカウンタ４０に発して前記画像データメモリ３１の副走査方向アドレスを歩進させる。そして前記信号４６によってアドレスが歩進されるまでは同一画像データをｎ回読み出してレーザ光源５に露光信号として伝達する。信号を受けた光源５からの光ビームはポリゴンミラーのＭ個（Ｍ≦ｎ）の反射面で反射されて感材上を走査露光し、得られたｎ本毎の同一画像データによる走査線で１つの画線を構成し、それによってポリゴンミラーの周期的なジッタを１画線中に封じ込むようにした。

【選択図】 図７

Description

本発明は光走査方法とその装置に関するもので、印刷用途の製版用フィルム出力機（以下イメージセッタという）や、印刷用の刷版を直接出力するコンピュータ・トゥ・プレート（以下ＣＴＰという）出力機、プリント基板用途のマスクフィルム出力機、プリント基板のレジストを直接露光する出力機などに用いるものである。

印刷業界においては、高感度の銀塩フィルムにレーザやＬＥＤの光源で画像データを露光し、ジアゾ刷版に密着露光するためのマスクフィルムを作成するというイメージセッタが主流であった。しかし最近では感光性フォトポリマ材料を塗布したアルミ刷版に、直接レーザ光源で画像データを露光するというＣＴＰ出力機が主流となっている。このＣＴＰ出力機は大別すると、（イ）円筒外面走査方式と称し、円筒ドラム外面に刷版を強制的に巻き付け、ドラム回転動作と露光ヘッドの横送り走査により画像を露光するタイプと、（ロ）円筒内面走査方式と称し、円筒内面に沿わせて刷版を固定し、その中心軸方向を高速回転するミラーで走査しながら移動させることで画像を露光するタイプと、（ハ）平面走査方式と称し、フラットベット上に刷版を固定し、レーザで刷版面を走査しながら走査方向と直交する方向にフラットベッドを移動することで画像を露光するタイプに分類される。
これらＣＴＰ出力機に対して高速露光の要求が強く出されているが、（イ）の円筒外面走査方式では、重量のあるドラムの回転数アップに限界があり、（ロ）の円筒内面走査方式では、スピンナーミラーと俗称される４５度の角度を持ったミラーを数万ｒｐｍで回転走査することで高速化に対応しているが、構造的には円筒内面の加工精度が高く、著しくコスト高となっている。一方、（ハ）の平面走査方式では、ポリゴンミラーと称する回転多面鏡を数千から数万ｒｐｍで回転走査することで高速化に対応をすることができ、装置面ではコスト負担が少ない。
プリント基板業界においては、現在は未だマスクフィルム出力機が主流となっているが、既に印刷業界のＣＴＰ化と同様、レジストに直接露光する装置が登場している。プリント基板では、基材（例えばガラスエポキシ）に柔軟性がないため、前記ＣＴＰ出力機のような円筒外面走査方式や円筒内面走査方式は存在せず、基本的に平面走査方式による出力機が採用されている。
上記のように、レーザなどによる光ビームで感材面を走査し、画像を露光していく出力機は平面走査方式が多用されるようになってきている。そして光ビームを走査するための偏向器として使用されるポリゴンミラーは、前記のように数千から数万ｒｐｍの回転に対応でき、そのミラー面数を増やすことで一層の高速化を達成することが出来る。しかしポリゴンミラーによる偏向走査は、原点センサを設置して１面毎（１走査毎）の主走査用露光開始点を決めて管理するだけでなく、ポリゴンミラー１回転毎の回転速度も管理しなければならない。だがポリゴンミラーの１回転毎の回転バラツキ（以下ジッタという）を管理するためには、例えば１回転数万パルスの高価なエンコーダを必要とするだけでなく、制御信号にも高速応答性が求められるなどコスト高となってしまっていた。そのため経済型の装置では発生したジッタはそのまま残され、露光開始点側から露光終了点側に向かうにつれて副走査線（縦線）方向のガタツキが大きくなってしまっていた。
一方、印刷業界では前記したように銀塩フィルム出力からフォトポリマ刷版へのＣＴＰが主流であり、プリント基板業界でも銀塩マスクフィルム出力からレジスト直描方式に移行しようとしている。一般に銀塩フィルムの感度は０．５〜１．０μＪ／平方ｃｍであり、そのため数ｍＷ程度のレーザ光源で数千から数万ｒｐｍの高速ポリゴン走査に対応できていた。しかしフォトポリマ刷版や基板直描用レジストの感度は数ｍＪ／平方ｃｍ〜数百ｍＪ／平方ｃｍと低感度であり、そのためレーザ光源も高価で大サイズの数Ｗクラスレーザが要求されてしまう。低価格で低出力のレーザ光源を設置しようとすれば、ポリゴンの回転数を数百ｒｐｍ程度に落として露光時間を延長し、速度を犠牲にしなければならない。一般的にポリゴンモータは、数万ｒｐｍの回転数で動圧軸受け（エアーベアリング）であれば、ジッタが画像に与える影響は少ないとされているが、数千から数百ｒｐｍと回転数が低くなればなるほど、ジッタ成分が大きくなるとされている。
特開平７−２４４２４８号公報

本発明は上記問題を解決した光走査方法とその装置を提供することを目的とする。即ち、ポリゴンミラーを用いた方式を採用しているにもかかわらず、エンコーダや動圧軸受けなどの高機能パーツを使用することなくジッタ成分に起因する副走査線方向のバラツキを極小化し、それによって画像の露光精度を大幅に向上させることを目的とする。また高出力の光源を搭載することなく、ポリゴンモータの回転数を落とすこともなく、低感度の感材を使用できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、画像データメモリに収容したビットマップ状画像データを、そのアドレス順に読み出して光源からの光ビームをオンオフする信号とし、この信号で作成された光ビームを光源と感材間に配置した光偏向器に向かわせ、その回転によって得られるＭ個の反射面からの光ビームで感材を露光し、これを主走査方向の走査とし、それと直交する方向に感材を移動して副走査方向の走査とする光走査方法において、前記画像データメモリからの同一副走査方向アドレス読み出し回数ｎ（ｎ≧Ｍ）が予め設定され、その設定値ｎがカウントされたとき信号を発して前記副走査方向アドレスを歩進させる第１カウント部を設置し、この第１カウント部からの信号によって副走査方向アドレスが歩進するまで、当該アドレスに収容した同一画像データをｎ回読み出して光源に伝え、前記光偏向器を介して得られる感材上のｎ本の走査線を１画線として構成し、１画線中に光偏向器の１回転毎に生じる周期的なジッタを包含した複数画線で所望画像を作成するようにしたことを特徴とする。
そして請求項２の発明によるものは、画像データメモリに収容したビットマップ状画像データを、そのアドレス順に読み出して光源からの光ビームをオンオフする信号とし、この信号で作成された光ビームを光源と感材間に配置した光偏向器に向かわせ、その回転によって得られるＭ個の反射面からの光ビームで感材を露光し、これを主走査方向の走査とし、それと直交する方向に感材を移動して副走査方向の走査とする光走査方法において、前記画像データメモリからの同一副走査方向アドレス読み出し回数ｎ（ｎ≧Ｍ）が予め設定され、その設定値ｎがカウントされたとき信号を発して前記副走査方向アドレスを歩進させる第１カウント部と、この第１カウント部に設定した読み出し回数ｎに対する有効露光数（ｎ−ｅ）（但しｅ≦ｎ−１）が予め設定され、その設定値（ｎ−ｅ）がカウントされたとき信号を発して、（ｎ−ｅ＋１）回目以降ｎ回目までは画像データメモリから読み出した画像データを露光オフの無効データとする第２カウント部を設置し、前記第１カウント部からの信号によって副走査方向アドレスが歩進するまで当該アドレスに収容した同一画像データをｎ回読み出し、この読み出した同一画像データから第２カウント部に設定した（ｎ−ｅ）を有効露光数として光源に伝え、前記光偏向器を介して得られる感材上の（ｎ−ｅ）本の走査線を１画線として構成し、画線中に光偏向器の１回転毎に生じる周期的なジッタを包含した複数画線で所望画像を作成するようにしたことを特徴とする。
そして請求項３の発明によるものは、前記請求項１、２記載の光走査方法において、読み出し回数ｎの値を光偏向器が持つ反射面数Ｍの整数倍として設定することを特徴とする。
そして請求項４の発明によるものは、前記請求項２、３記載の光走査方法において、第２カウント部に設定した（ｎ−ｅ）の有効露光数を、有効露光域選択ゲート部に伝達して露光開始側か露光終了側の有効域を選択設定できるようにした事を特徴とする。
そして請求項５の発明によるものは、前記請求項１から４記載の光走査方法において、第１カウント部に設定した読み出し回数ｎを感材移動用送り機構部モータに伝達し、設定値ｎに反比例した感材副走査方向移動速度ｖが選択設定できるようにしたことを特徴とする。
そして請求項６の発明によるものは、画像データメモリに収容したビットマップ状画像データを、そのアドレス順に読み出して光源からの光ビームをオンオフする信号とし、この信号で作成された光ビームを光源と感材間に配置した光偏向器に向かわせ、その回転によって得られるＭ個の反射面からの光ビームで感材を露光し、これを主走査方向の走査とし、それと直交する方向に感材を移動して副走査方向の走査とする光走査装置において、前記画像データメモリの同一副走査方向アドレス読み出し回数ｎ（ｎ≧Ｍ）が予め設定され、その設定値ｎがカウントされたとき信号を発する第１カウント部と、この第１カウント部からの信号を受けて前記画像データメモリの副走査方向アドレスを歩進させる副走査方向アドレスカウンタと、前記第１カウント部に設定した読み出し回数ｎに対する有効露光数（ｎ−ｅ）（但しｅ≦ｎ−１）が予め設定され、その設定値（ｎ−ｅ）がカウントされたとき信号を発する第２カウント部と、この第２カウント部からの信号を受けて、前記副走査方向アドレスカウンタが指示する画像データメモリアドレスから読み出したｎ回の同一画像データから、（ｎ−ｅ＋１）回目以降ｎ回目までは露光オフの無効画像データとする有効露光判定部と、この有効露光判定部からの有効露光数（ｎ−ｅ）を受け、予め設定した露光開始側か露光終了側の指示信号を発する有効露光域選択ゲート部と、前記第１カウント部に設定した多重読み出し回数ｎが伝達され、その設定値ｎに反比例した値で感材副走査方向移動速度ｖが設定される感材移動用送り機構部とを備え、前記有効露光域選択ゲート部からの信号があるとき、前記画像データメモリから読み出したｎ個の同一画像データから、（ｎ−ｅ）の有効データ数だけ光源に伝えるようにしたことを特徴とする。

本発明は上記のようにしたので、ポリゴンミラーが１回転する毎に発生する周期的なジッタを１つの画線内に封じ込むことが出来、副走査方向画線のガタツキを最小化することが出来る。それもジッタ成分の吸収は、斜めの線や曲線も含めて画線の露光精度を大幅に向上することが出来る。又、感材の感度に合わせて多重走査回数と副走査方向の移動速度を選定出来るから、ポリゴンミラーの回転数や光源のパワーに煩わされることなく、一定品質の露光像を求めることが出来、低感度感材の使用も可能となる。さらに多重読み出し回数ｎの値によって形成される１つの画線幅は、（ｎ−ｅ）の有効露光回数と合わせることによって１画線幅種を拡張することが出来、さらに露光開始側、終了側という露光有効域を設定することで、画線幅に多様性を与えることが出来る。また多重読み出し回数ｎの設定が、副走査方向の移動速度の設定と連動するようにしたので、操作性を簡単化することが出来る。そして全体としてエンコーダや動圧軸受けなどの高機能パーツを不要としたので経済的にも安価な光走査の方法とその装置を提供することが出来る。

以下に本発明に係わる光走査方法とその装置について図面を参照しながら説明する。まず図１を用いて一般的な光走査装置について説明する。図において１は光走査部で、その詳細は後に説明する。２は制御ユニットで装置全体を制御する。３は入力部でキーボードやマウスなどの他、ＣＤやＭＯなどによって構成され、必要なデータを制御ユニット２に伝達指令する。
図２は図１に示した光走査部１の構成概略を示した斜視図である。図において光学部４はレーザやＬＥＤなどの光源５から発せられた光ビームを集光するレンズ系６、レンズ系６からの光ビームを主走査方向に偏向させる光偏向器（ポリゴンミラー）７、光偏向器７からの光ビームを感材８上に結像させる集光レンズ９、偏向走査される光ビームの光路を変えるミラー１０、光偏向器７からの光ビーム主走査方向原点を検出する原点センサ１１などから構成されている。感材８を副走査方向に移動させる送り機構部１２は、感材８を固定するフラットベット１３、このフラットベット１３を主走査方向と直交する方向（副走査方向）に移動させる送りモータ１４と送りねじ１５、光走査部１の本体に固定されフラットベット移動時の案内となるガイド１６などで構成される。
ポリゴンミラー７が図の矢印１７方向に回転すると、その第１面７ａで反射された光源からの光ビームは、集光レンズ９、ミラー１０を経て感材８上に第１主走査線１８として露光される。この第１主走査線１８が露光される間に、フラットベット１３は図示してない駆動部からの指令で動作する送りモータ１４によって、図の矢印１９で示した副走査方向に第１主走査線１８分と対応するだけ移動する。次にポリゴンミラー７が矢印１７方向に回転し、その第２面７ｂが光ビームを受けると、第２の主走査線２０が感材８上に露光される。以後同じようにしてポリゴンミラー７の露光開始第１面７ａから数えて６番目の面７ｆによって、第６の主走査線２１による像が感材８上に露光される。図はちょうどこの第６主走査線２１がミラー１０によって感材８上に達している状況を示したものとなっている。
以下本発明では光偏向器７は反射面数Ｍを６とし、感材８を固定する台具をフラットベット１３として説明して行くが、Ｍの値は前記したように増やすことによって走査の高速化を図ることが出来、台具も用途によってはフラットベットから円筒方式にすることが出来る。

図３は図２の感材８上に露光される主走査線について説明する図である。図において副走査方向に示したライン２２は、図２の原点センサ１１によって規定される露光開始点を示している。そしてライン２３は光ビームが主走査方向２４に移動していったときの中間点を示し、ライン２５は光ビームによる露光終了点を示している。ポリゴンミラー７の第１面７ａによって反射された光ビームＢ１は、露光開始ライン２２から主走査方向２４に向かって進んでいき、中間点２３を経て終了点２５で終了する。この第１面７ａによって得られたビームＢ１の走査線が第１主走査線１８となる。
第１主走査線１８の露光が終了すると、送り機構部１２によって感材８は副走査方向１９に移動され、ポリゴンミラー７の第２面７ｂによる走査がライン２２より開始される。この第２面７ｂによる光ビームをＢ２として示したが、これが第２主走査線２０となって終了ライン２５でその露光が終了する。但し、ポリゴンミラー７が持つジッタ成分により、中間点２３ではＬ１、終了点２５ではＬ２の歪みが発生した状態となっている。こうしてジッタによるＬの歪みが発生したまま第２の主走査線２０のよる露光が終了すると、感材８は副走査方向１９に移動して次の第３面７ｃによる走査に備える。以後同じようにして第６面７ｆによる第６主走査線２１の露光が開始されると、光ビームＢ６が中間点を通るときＬ３の歪みが発生し、終了点２５ではＬ４の歪みが発生した状態となっている。このようにポリゴンミラー７が１回転することで開始点２２と終了点２５で規定される矩形の画像が光ビームＢ１〜Ｂ６によって形成されるが、露光開始側２２と主走査線方向２４では直線性が維持されるが、終了側２５ではジッタ成分によってＬの歪みを持った画像となり、全体として画像の右側がｓｉｎ波形状に歪曲したものとなる。
以上のようにポリゴンミラー７の第１面７ａを用いて第１の主走査線１８を露光し、第２の主走査線２０は第２面７ｂを用いて露光し、以後第３から第６の主走査線２１をポリゴンミラー７の第３面７ｃから第６面７ｆを用いて露光していけば、ポリゴンミラー１回転によって得られる像が形成される。同時にその像には第１面から第６面を使用した事によるジッタ成分のｓｉｎ波形状歪みが発生する。第７主走査線１８ａはポリゴンミラー７の２回転目による第１面７ａに戻るから、以後は１回転目の第１から第６の主走査線と同じ環境となり、１回転目で発生した歪みＬが２回転でも同じ歪みＬとして周期的に繰り返し発生することになる。

図４は実施例１による本発明方法の原理を示す説明図である。この図４によるものは、図３で説明したポリゴンミラー７の１回転分に相当する第１面〜第６面の光ビームＢ１〜Ｂ６によって得られる６つの主走査線を、１つにまとめた画線ＢＢとして示してある。従ってこの画線ＢＢは図３の場合と同じように露光開始側２２と主走査方向２４では直線性が維持されるが、終了側２５ではＬ２、Ｌ４のジッタ成分による歪みが発生している。但し、Ｌ２の歪みは露光終了点２５より露光開始側２２方向に発生するので主走査線によって吸収され、Ｌ４だけが実質的なジッタによる歪みとなって現れる。この１つにまとめられた１回転分の第１〜第６主走査線が、同一の画像データによるものであると仮定すれば、ポリゴンミラー７が１回転することで同一画像データが６回多重に走査露光され、それが１つの画線ＢＢとして形成される。それによってポリゴンミラー７が１回転する毎に生じる周期的なジッタは１画線中に封じ込まれたようになって、あたかもジッタが吸収されたようになる。ポリゴンミラーの２回転目の露光も１回転目と同じように第２の同一画像データを６回多重に走査するとすれば、前記１番目の画線ＢＢ１と同じ形状の画線ＢＢ２が形成される。そして６回転目の露光も第６番目の同一画像データで６回多重に走査するとすれば、第１番目から第５番目までの画線ＢＢ１〜ＢＢ５と同じ形状の第６番目の画線ＢＢ６が形成される。従って、この第１から第６番目の画線ＢＢ１からＢＢ６を図３のＢ１からＢ６のように配列したとすれば、露光終了点２５側にｓｉｎ波形状歪曲を吸収した画像を得ることが出来る。
そして６回多重露光する事によって光ビームＢの光量は図３の場合に比して６倍となるから、それだけ低感度の感材にも対処出来るようになる。換言すれば１つの画線光量の強弱を光源光量の変化だけに頼ることなく、同一画像を多重に露光する回数ｎで処理できるという新たな機能をもたらす事になる。そのためポリゴンミラーの面数Ｍと多重露光回数ｎの関係をｎ≧Ｍとしたとき、１つにまとめられた画線ＢＢの幅は、多重露光によって実施される副走査の感材移動分だけ図３の各単独光ビームＢより太めとなる。しかし使用する感材８の感度に対して、光源光量のしきい値（スレッシュホールド）レベルが、例えば光強度分布の半値幅（半値強度）に設定されていれば、画線ＢＢを構成する主走査方向の両側端部ではスレッシュホールド以下となって再現されず、現像処理後の実質的な画線の太りはさほど変化しない。
図５はその状態を示す光量の説明図である。同図Ａの濃度Ｄ＝１．０が得られる光量分布２７が図３の各単独ビームＢであるとすれば、図５Ｂによるものは図４に示した多重露光時の画線ＢＢを表す光量分布を示したものである。この図５Ｂにおいてポリゴンミラー第１面〜第６面の各反射面で得られる１面毎の各光量分布２８が、図５Ａの光量分布２７と同じとしたとき６回多重走査することによって１／６に低下してしまう露光速度（副走査速度）を、ポリゴンミラーの回転速度で補うことにして、それを６倍にすれば単独ビームＢの光量は１／６となる。そのため回転数を速めなかったときに得られていた光量を仮に図５Ａの２７とすれば、回転数を速めたときに各反射面から得られる光量は図５Ｂの２８となる。この例による２８の光量はＤ＝０．２となっているが、この光ビームを６本集めることで、その中心部では図５Ａの２７に近似した光量２９を得ることができる。いずれにせよ感材感度に対して光源光量のスレッシュホールドレベルが適切な値に設定されていれば、画線の側端部となる部分では現像時に再現されず、画線を太める程の影響は生じない。尚、多重露光回数ｎという用語は同一画像データをｎ回、画像データメモリから読み出すということと一致するので、以後多重読み出し回数ｎと表現するときもある。

次に図６〜図１３を用いて上記した原理を実施するための具体例について説明する。図６は制御ユニット２の内部構成概略を示したブロック図で、入力部３からビットマップデータに展開した画像データを制御部３０を介して画像データメモリ３１に記憶する。走査制御部３２は主走査線露光開始信号の発生や、ビデオクロックの発生を制御する。この走査制御部３２からの信号を受けて露光データ処理部３３は画像データメモリ３１から画像データをそのアドレス順に読み出し、指令された多重露光の回数ｎに応じて光源５に光ビームをオン・オフする信号として送り出す。画像データメモリ３１と走査制御部３２は一般的なものであり、その構造や制御法の説明は省略する。以下に露光データ処理部３３について詳しく説明する。
図７は上記した露光データ処理部３３の実施態様を示したブロック図である。入力部３から多重走査をするための露光回数ｎ、この場合ｎ＝６を制御部３０に伝え、多重走査モードの処理に入る。制御部３０は走査制御部３２、露光データ処理部３３、画像データメモリ３１の全体を制御する一方で、先の入力部３からのｎ＝６の多重読み出し指令を信号線３６より露光データ処理部３３内のｎモード選択ゲート部３４と第１カウント部３５に伝える。ｎモード選択ゲート部３４は、走査制御部３２からの走査開始信号３７を受けたとき前記多重走査モード信号３６がなければ、通常モード処理と判断して１回走査の信号３８を副走査方向アドレスカウンタ４０に伝える。この信号３８を受けたアドレスカウンタ４０は、画像データメモリ３１の例えば１列目アドレスを指定する。一方、走査制御部３２からビデオクロック４２を受ける主走査方向アドレスカウンタ３９は、指定された副走査方向アドレスに位置する画像データを画像データメモリ３１から読み出すカウンタで、１列（ライン）分のアドレスをカウントして画像データＧＤを露光幅処理部４１に出力する。露光幅処理部４１に伝えられた画像データＧＤは光源５に発光指令信号として伝えられる。主走査方向アドレスカウンタ３９が１ライン分のカウントを終了すると、ゲート部３４からの信号３８によって副走査方向アドレスカウンタ４０が１つ歩進し、画像データメモリ３１の２列目副走査方向アドレスを指示する。主走査方向アドレスカウンタ３９は、ビデオクロック４２によってこの２列目のアドレスをカウント開始し、画像データメモリ３１から２列目画像データＧＤを読み出し露光幅処理部４１に出力する。以後同じようにして画像データメモリ３１からビットマップ状とした画像データをアドレス順に読み出し、最後のＮ列目画像データを露光幅処理部４１に出力して、光源５により感材８を露光していく。勿論この１回走査の場合は、副走査方向アドレスカウンタ４０が１つ歩進するたびにポリゴンミラー７の各面７ａ〜７ｆが対応し、１回転することによって６本の主走査線が図２の１８〜２１のように露光される事になる。

ｎモード選択ゲート部３４に多重走査モード信号３６が伝えられると、当該ゲート部３４は第１カウント部３５に多重信号４３を送り出す。第１カウント部３５はレジスタ４４とカウンタ４５から構成され、レジスタ４４には入力部３で指令した多重露光のための読み出し回数ｎ＝６が信号線３６を介して伝えられ、その値「６」がカウンタ４５にセットされる。カウンタ４５は「６」のとき信号４６を副走査方向アドレスカウンタ４０に伝え、１列目のアドレスを画像データメモリ３１に指示する。この指示された１列目アドレスを主走査方向アドレスカウンタ３９がカウント開始し、１ライン分のデータを露光幅処理部４１に伝達すると、走査制御部３２からの信号３７を受けて信号４３がカウンタ４５を１つ減算し「５」とする。しかし副走査方向アドレスカウンタ４０への歩進信号４６は発信されないから、副走査方向アドレスカウンタ４０は動作しない。そのため主走査方向アドレスカウンタ３９は再度、同じ第１列目のアドレスをカウント開始し、画像データメモリ３１から第１列目画像データＧＤを露光幅処理部４１に伝えていく。この２回目の読み出しが終了すると前述と同様にゲート部３４から信号４３がカウンタ４５に伝えられ、その内容を１つ減算し「４」にする。しかし副走査方向アドレスカウンタ４０への歩進信号４６は発信されないから、副走査方向アドレスカウンタ４０は動作出来ない。そのため主走査方向アドレスカウンタ３９は、再び第１列目画像のアドレスをカウント開始する。それに応じて画像データメモリ３１から第１列目の画像データＧＤが露光幅処理部４１に伝えられていく。
以後同じ動作を繰り返しカウンタ４５の値が「０」になると、レジスタ４４に記憶された値「６」がカウンタ４５に再セットされ、歩進信号４６が発せられて副走査方向アドレスカウンタ４０を１つ歩進し、２列目のアドレスを画像データメモリ３１に指示する。それによって主走査方向アドレスカウンタ３９は、指示された第２列目画像のアドレスをカウント開始する。以後主走査方向アドレスカウンタ３９はカウンタ４５が「０」になるまで第２列目の画像データを６回くり返してカウントし、同じ画像データを６回露光幅処理部４１に伝達していく。つまりポリゴンミラー７の各面７ａ〜７ｆが同じ画像データに基づいて感材８上を６回多重に露光していく。以下同様にして画像データメモリ３１に記憶された第Ｎ列目までの画像データについて処理して、Ｎ列で構成される画像を感材８上に露光していく。
以上のように本発明では、入力部３から多重読み出しの回数ｎを予め入力し、その値を第１カウント部３５に設定しておく。そしてこの第１カウント部３５に設定した値が「０」になるまで、副走査方向アドレスカウンタ４０への歩進信号４６を止めておく。それによって副走査方向アドレスカウンタ４０は、ｎ回おきにしか信号を発信出来ず、主走査方向アドレスカウンタ３９はｎ回繰り返して、同一ラインの画像データアドレスをカウントする。これは以下に述べるように、画像データメモリ３１に収容する画像データがｎ倍になってしまうことを防止するという重要な役割をも担っている。

ここで前述した画像データメモリ３１に収容する画像データについて説明する。仮にＡ４縦サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の画像データを主・副走査方向とも２５４０ｄｐｉで露光しようとすれば、主走査によるライン数は２９，７００本となる。従って全体のビットマップデータ量は７４ＭＢとなる。これをポリゴンミラー７のジッタ対策としてｎ＝６の重複露光を実施しようとすれば、２９，７００×６＝１７８，２００ラインとなり、そのデータ量は４４６．４ＭＢとなる。ジッタ精度向上のためｎ＝２０の多重露光を実施しようとすれば、１．４５ＧＢのメモリ容量を必要としてしまう。このように本来なら多重読み出し回数ｎに応じた水増しデータを画像データメモリ３１に収容しなければ多重回の露光を実施することは出来ない。
しかし本発明では前記したように第１カウント部３５を設けて、ここに多重露光する値「ｎ」を予め設定し、それをカウントしながら歩進信号４６を副走査方向アドレスカウンタ４０に発信するようにしたので、画像データメモリ３１に記憶されるデータ量は多重露光回数ｎに関係なく、１回走査の場合と同じ７４．４ＭＢで済む事になる。つまり水増しデータを準備することなく多重露光を実施していくことが出来る。

図８は図７で説明した露光幅処理部４１の実施態様を示したブロック図である。入力部３から後に説明する多重読み出し回数ｎに対する有効露光数（ｎ−ｅ）を選択して入力すると、それは有効露光域選択指令となって制御部３０に伝えられる。制御部３０は入力部３から伝えられた有効露光数（ｎ−ｅ）を第２カウント部４７に伝えると共に、有効露光域選択ゲート部４８を露光開始側か露光終了側に設定する。
ここで図９を用いて上記した有効露光数（ｎ−ｅ）と有効露光域の関係について説明する。図において画線ＢＢは、図４と同様にｎ＝６のポリゴンミラー７を用いて走査露光したものである。そしてその５０で示した欄は、ミラーの６面全部７ａ〜７ｆを使用し、その各反射面からの６本の光ビームＢ１〜Ｂ６で形成した画線ＢＢの形成条件を示している。この条件による画線ＢＢは、ビーム６本で露光された全域が有効露光域であり、多重露光に対する有効露光の数（ｎ−ｅ）は６−０となる。つまり６回の多重露光のうち有効露光数は６であり、失効となるデータはない。これに対し５１の欄で示した画線は、第１〜第４の反射面７ａ〜７ｄを使用し、Ｂ１〜Ｂ４の４本のビームで露光したときのもので、有効露光数は（６−２）の４、それも有効露光域は露光開始側となっている。つまり使用されなかった露光終了側の２つの反射面７ｅ、７ｆによる走査分が無効データとされる。５２で示した欄の画線は第３〜第６の反射面７ｃ〜７ｆを使用し、Ｂ３〜Ｂ６の４本の光ビームで露光した時のもので、有効数は（６−２）の４、露光終了側が有効露光域となっている。つまり露光開始側の２つの反射面７ａ、７ｂによる走査分が無効データとして処理される。露光開始側か露光終了側かの設定は、入力部３から有効露光域選択ゲート部４８に選択して設定する。
このような有効露光数（ｎ−ｅ）の設定は、画線ＢＢの幅を設定する時に使用する。露光時に画線幅を決定する方法としては、図５で説明した光量の強弱によっても行うことが出来る。しかし本発明では多重露光を前提としているので露光のための多重読み出し回数の増減によって画線幅を設定する。そのためｎ＝６の例では、（ｎ−ｅ）の値を１つずつ減じていくことで６種類の画線幅を得ることが出来る。それも有効露光域を図９の露光開始側５１とするか露光終了側５２とするかを選択することによって、同じ画線幅でも２種類を求めることが出来る。尚、読み出し回数の増減は画線幅の選定だけでなく、感材感度に対する画線光量の増減のためにも利用できることは既に前記したとおりである。
有効露光数（ｎ−ｅ）の必要性について更に説明する。第１カウント部３５に設定する多重露光のための読み出し回数ｎは、既に述べたように光偏向器７の回転ムラによって発生するジッタに対処するためである。従ってＭ＝６のとき、仮にｎ＝４を第１カウント部３５に設定したとすれば、第１列目の画像データは第１反射面７ａ〜第４反射面７ｄまでによって４回多重に露光され、「４」に対応した画線幅となる。しかし第２列目の画像データは偏向器７の１回転目中、第５面７ｅからの反射によって露光開始されるから、偏向器７の１回転毎に発生する周期的なジッタは、第１列目の画像データと第２列目の画像データに分離して出現することになる。そして結局は１列目と２列目とでは異なった現象となるジッタが残されたままの画線となってしまう。よって予め設定する多重読み出し回数ｎを、予め露光オフの無効データ分だけ加算したものとしておけば、多重読み出し回数ｎの値を光偏向器７の反射面数Ｍの整数倍とする事ができ、ジッタ分離を救済することが出来る。具体的に説明すると要求する画線幅が「４」の時、ｎ＝６と入力して有効露光数（ｎ−ｅ）を４とする。それによって残りの「２」は失効データとして処理され、ジッタの分離発生を防止できる。このように有効露光数（ｎ−ｅ）と有効露光域の設定は、ジッタ補正と画線幅を管理する上で有効な手段となる。

再び露光幅処理部４１について図１０のタイムチャートと合わせながら説明する。図８の第２カウント部４７はレジスタ５３とカウンタ５４で構成され、レジスタ５３には入力部３から指令した有効露光数（ｎ−ｅ）が伝えられ、例えば「４」が記憶されて、それがカウンタ５４に伝えられる。「４」を設定するかｅの値「２」を設定するかは自由に選定すればよいが、第２カウント部４７に上記の有効露光数（ｎ−ｅ）が設定されると、有効露光判定用フリップフロップ部５５（以下Ｆ／Ｆ部という）への信号Ｒが閉じられ、Ｆ／Ｆ部５５からの信号４９を有効露光域選択ゲート部４８に伝える。このゲート部４８には図９で説明した有効露光域が、例えば「露光開始側」に入力設定されていて、信号４９を受けると信号５７をゲート部５６に伝える。
このような状態で主走査方向アドレスカウンタ３９が、図７で説明した手順に基づいて１ライン分のアドレスをカウント開始すると、画像データメモリ３１から１ライン分の画像データＧＤがゲート部５６に出力される。このゲート部５６には前記のように、有効露光判定用Ｆ／Ｆ部５５からの有効露光数信号４９が有効露光域選択ゲート部４８で「露光開始側」にされた信号５７として伝えられており、１ライン分の画像データＧＤはその影響を受けながらここを通過してレーザ光源５に向かう。１ライン分の主走査が終了すると、第１カウント部３５のカウンタ４５に設定された「６」は１つ減算されて「５」となり、第２カウント部４７のカウンタ５４も同じ信号４３によって「４」から「３」に減算される。主走査方向アドレスカウンタ３９は副走査方向アドレスカウンタ４０が動作しないので再度同じ第１列目のアドレスをカウント開始し、画像データメモリ３１から指示された第１列目の画像データＧＤをゲート部５６に向かわせる。このゲート部５６には前記同様に「露光開始側」というゲート部４８からの信号５７が来ているので、２回目の第１列目画像データを光源５に送り出す。以後同じようにして３回目と４回目の第１列目画像データが光源５に送り出されると、第２カウント部４７のカウンタ５４は「０」となり、Ｆ／Ｆ部５５への信号Ｒを発信してＦ／Ｆ部５５からの有効露光信号４９を止め、それによってゲート部４８を閉じて信号５７を止める。しかし第１カウント部３５のカウンタ４５は未だ「２」の信号を出しているから、主走査方向アドレスカウンタ３９は５回目の第１列目画像アドレスをカウント開始する。それに応じて画像データメモリ３１から画像データＧＤがゲート部５６に送り出されるが、該ゲート部５６は閉じているので通過できず、無効データとして処理される。つまり５回目の走査を実行する反射面５ｅは光源５からのビームが得られないままとなる。
同じようにして６回目の第１列目画像データがゲート部５６に送り出され、それが無効データとして処理されると、つまり第２カウント部４７に設定した（ｎ−ｅ）以降の（ｎ−ｅ＋１）からｎ回目までが無効データとして処理されると、第１カウント部３５のカウンタ４５は「０」となり、信号４６を発して副走査方向アドレスカウンタ４０を１つ歩進する。それによって主走査方向アドレスカウンタ３９は第２列目画像のアドレスをカウントする準備を整える。前記の信号４６はＦ／Ｆ部５５にも送られてそれをセットする。カウンタ５４は再び有効露光信号「４」を受けて、第２列目画像データの露光幅処理が出来るよう準備を整える。上記した動作によって図９に示した５１欄の露光幅処理が終わる。ゲート部４８に「露光終了側」が設定され、第２カウント部４７のレジスタ５３に「ｅ＝２」が設定された場合は、図１０Ｂとして示したようにカウンタ５４が「２」を減じるまでゲート部４８は開かず、それによってゲート部５６は露光開始側２回分の画像データを無効なものとして処分する。
有効露光数（ｎ−ｅ）の処理を必要としないときは、画像データメモリ３１からの画像データＧＤをゲート部５６を経由せずに直接光源５に送り出すようにしても良いが、ｅの値を「０」に設定してＦ／Ｆ部５５、ゲート部４８を常にオンにすれば、画像データはゲート部５６を通過出来る。

次に図１１、１２を用いて露光幅の処理についてさらに説明する。この図によるものは図８で説明したゲート部５６から出力される画像データをさらに加工して、光ビームによる露光幅を加減できるようにしたものである。図１１Ａにおいてビーム幅選択用ゲート部５８には入力部３から指示されたビーム幅信号５９が制御部３０を経て伝えられており、このゲート部５８からの幅信号６０がゲート部５６に伝えられる。このゲート部５６には前記したようにゲート部４８からの信号５７が送られてきていて、画像データメモリ３１からの画像データＧＤはここで加工されて光源５に送り出される。ビーム幅選択用ゲート部５８からのビーム幅信号６０は、図１１Ｂに光ビーム２６の断面として示したようにビーム幅を、例えば１００％、７５％、５０％、２５％の４種に設定するもので、１００％が入力部３から指定されると画像データメモリ３１からの画像データＧＤは、ゲート部５６で何の作用も受けずそのままの状態で出力される。５０％を指定すると図１２Ａにタイムチャートとして示したように、走査制御部３２からのビデオクロック４２に応じて画像データメモリ３１から読み出された画像データＧＤは、その画像データを表すパルス幅６１が１／２のパルス幅となって光源５に向かう。それによって光源５は通常の半分とされたビーム幅で露光を実施する。２５％を指定したときは、同様にゲート部５８からの幅信号６０がパルス幅６１を１／４として光源５に向かわせる。
光ビームの平断面を図１１Ｂのように可変出来るようにした目的について図１２Ｂを用いて説明する。同図において画像データメモリ３１からの画像データが１００％のパルス幅６１であるとき、光ビームの平断面は図１１Ｂにも示したように２６で表される。このビームが露光開始ライン２２から終了ライン２５まで進んだとき、ビームが作り出す最外縁はライン６２となる。一方、上記画像データＧＤがゲート部５８からの幅信号６０によって５０％のパルス幅６３となるよう指令されると、得られる光ビームは断面２６ａのように図Ｂ上横方向に１／２に絞られたものとなる。そのためこの光ビーム２６ａが露光開始ライン２２から終了ライン２５まで進んだとき、ビームが作り出す最外縁ラインは６４となる。このライン６４と前記ライン６２との間に生じる差Ｌ５は、光ビーム断面２６の１／２となる。この露光終了側に生じる空白Ｌ５をジッタ救済用として使用すれば、図３、４で説明したＬ４の歪みを、見かけ上さらに減少することが出来る。例えば光源５からの出力が、図１２Ｂのように画像データを１／２のパルス６３になるよう設定すれば、１００％のビーム２６を使用したときと５０％ビーム２６ａを使用したときとで生じるジッタは、図４の歪みＬ４を半減することになる。従ってジッタの発生する様子を確認しながら所定値をビーム幅選択用ゲート部５８に設定していけば、歪みを減少した見かけ上の精度を向上することが出来る。

図１３は多重読み出し回数ｎと副走査方向送りモータ１４の送り速度ｖの関係について、感材８感度と合わせて示した説明図である。図中、横軸に示したポリゴンモータの回転数、ポリゴンの面数Ｍ、光源のパワーなどは皆一定としてあるが、最左端の感材感度は１．０〜１００ｍＪ／平方ｃｍのものを例示してある。このような表から使用する感材感度が事前に判明しているときは、多重読み出し回数ｎを入力部３から指定し第１カウント部３５に設定するだけで、感材移動用送り機構部１２の送りモータ１４に副走査方向送り速度ｖを指令出来することが出来る。例えば図７で制御部３０からの多重走査モード信号３６を、同図に点線３６ａで示したように送りモータ１４（図２）へ、その駆動部（図示せず）を介して伝えてやれば、ｎに対応した感材移動速度ｖを連動して得ることが出来る。この例ではポリゴンモータの回転数を一定としていて、ｎの値に反比例して速度ｖを遅くしてあり、多重読み出しによっても画像全体のサイズが変化しないようにしたものとなっている。感材の感度が判明していないときは読み出し回数を順次変化させ、現像などの結果から感度を特定するようにすればよい。このように多重読み出し回数ｎと送りモータ１４による移動速度ｖの関係を、予め関連づけておくことによって機械の操作性を向上する事が出来る。

本発明は以上説明してきたように、画像データメモリに収容したビットマップ状画像データを、そのアドレス順に読み出して光源からの光ビームをオンオフする信号とし、この信号で作成された光ビームを光源と感材間に配置した光偏向器に向かわせ、その回転によって得られるＭ個の反射面からの光ビームで感材を露光して、これを主走査方向の走査とし、それと直交する方向に感材を移動して副走査方向の走査とする光走査方法とその装置に関するものである。そして通常の１回読み出し走査を実施する場合と、第１カウント部３５に設定する多重モードによって同一画像データをｎ回読み出して露光を実施する場合、さらに第２カウント部４７に設定する（ｎ−ｅ）の有効露光を実施する場合の三通りを実施できるようにした。そして有効露光数（ｎ−ｅ）を選択したときは、露光開始側か露光終了側かという有効露光域を設定することが出来るようにして、作成する画像に多様性が得られるようにした。

一般的な光走査装置を示す説明用概略ブロック図。 図１に示した光走査部の構成概略を示した斜視図。 図２に示した感材上を露光する主走査線の説明図。 本発明方法の原理を示す説明図。 走査ビームの光量分布説明図。 制御ユニットの内部構成概略を示したブロック図。 露光データ処理部の実施態様を示したブロック図。 露光幅処理部の実施態様を示したブロック図。 多重走査有効露光数と有効露光域について説明する図。 露光幅処理部の動作を説明するタイムチャート。 露光幅処理部の他の実施態様を示したブロック図。 図１１を説明するためのタイムチャート。 多重読み出し回数ｎ、感材副走査方向送り速度ｖ、感材感度の関係を示した説明図。

符号の説明

１・・・光走査部 ２・・・制御ユニット ３・・・入力部 ４・・・光学部 ５・・・光源 ６・・・レンズ系 ７・・・光偏向器 ８・・・感材 ９・・・集光レンズ １０・・・ミラー １１・・・原点センサ １２・・・送り機構部 １３・・・フラットベット １４・・・送りモータ １５・・・送りねじ １６・・・ガイド １８・・・第１主走査線 ２０・・・第２主走査線 ２２・・・露光開始点 ２５・・・露光終了点 ２６・・・ビーム径 ２７、２８、２９・・・光量分布曲線 ３０・・・制御部 ３１・・・画像データメモリ ３２・・・走査制御部 ３３・・・露光データ処理部 ３４・・・ｎモード選択ゲート部 ３５・・・第１カウント部 ３６・・・多重走査モード信号 ３９・・・主走査方向アドレスカウンタ ４０・・・副走査方向アドレスカウンタ ４１・・・露光幅処理部 ４３・・・多重信号 ４４・・・レジスタ ４５・・・カウンタ ４６・・・副走査方向歩進信号 ４７・・・第２カウント部 ４８・・・有効露光域選択ゲート部 ４９・・・有効露光数信号 ５３・・・レジスタ ５４・・・カウンタ ５５・・・有効露光判定用フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）部 ５６・・・ゲート部 ５８・・・ビーム幅選択用ゲート部 ６１、６３・・・パルス幅 ６２、６４・・・最外縁ライン

Claims (6)

1. 画像データメモリに収容したビットマップ状画像データを、そのアドレス順に読み出して光源からの光ビームをオンオフする信号とし、この信号で作成された光ビームを光源と感材間に配置した光偏向器に向かわせ、その回転によって得られるＭ個の反射面からの光ビームで感材を露光し、これを主走査方向の走査とし、それと直交する方向に感材を移動して副走査方向の走査とする光走査方法において、前記画像データメモリからの同一副走査方向アドレス読み出し回数ｎ（ｎ≧Ｍ）が予め設定され、その設定値ｎがカウントされたとき信号を発して前記副走査方向アドレスを歩進させる第１カウント部を設置し、この第１カウント部からの信号によって副走査方向アドレスが歩進するまで、当該アドレスに収容した同一画像データをｎ回読み出して光源に伝え、前記光偏向器を介して得られる感材上のｎ本の走査線を１画線として構成し、１画線中に光偏向器の１回転毎に生じる周期的なジッタを包含した複数画線で所望画像を作成するようにしたことを特徴とする光走査方法。
2. 画像データメモリに収容したビットマップ状画像データを、そのアドレス順に読み出して光源からの光ビームをオンオフする信号とし、この信号で作成された光ビームを光源と感材間に配置した光偏向器に向かわせ、その回転によって得られるＭ個の反射面からの光ビームで感材を露光し、これを主走査方向の走査とし、それと直交する方向に感材を移動して副走査方向の走査とする光走査方法において、前記画像データメモリからの同一副走査方向アドレス読み出し回数ｎ（ｎ≧Ｍ）が予め設定され、その設定値ｎがカウントされたとき信号を発して前記副走査方向アドレスを歩進させる第１カウント部と、この第１カウント部に設定した読み出し回数ｎに対する有効露光数（ｎ−ｅ）（但しｅ≦ｎ−１）が予め設定され、その設定値（ｎ−ｅ）がカウントされたとき信号を発して、（ｎ−ｅ＋１）回目以降ｎ回目までは画像データメモリから読み出した画像データを露光オフの無効データとする第２カウント部を設置し、前記第１カウント部からの信号によって副走査方向アドレスが歩進するまで当該アドレスに収容した同一画像データをｎ回読み出し、この読み出した同一画像データから第２カウント部に設定した（ｎ−ｅ）を有効露光数として光源に伝え、前記光偏向器を介して得られる感材上の（ｎ−ｅ）本の走査線を１画線として構成し、１画線中に光偏向器の１回転毎に生じる周期的なジッタを包含した複数画線で所望画像を作成するようにしたことを特徴とする光走査方法。
3. 読み出し回数ｎの値を、光偏向器が持つ反射面数Ｍの整数倍として設定することを特徴とする請求項１、２記載の光走査方法。
4. 第２カウント部に設定した（ｎ−ｅ）の有効露光数を、有効露光域選択ゲート部に伝達して露光開始側か露光終了側の有効域を選択設定できるようにした事を特徴とする請求項２、３記載の光走査方法。
5. 第１カウント部に設定した読み出し回数ｎを感材移動用送り機構部モータに伝達し、設定値ｎに反比例した感材副走査方向移動速度ｖが選択設定できるようにしたことを特徴とする請求項１から４記載の光走査方法。
6. 画像データメモリに収容したビットマップ状画像データを、そのアドレス順に読み出して光源からの光ビームをオンオフする信号とし、この信号で作成された光ビームを光源と感材間に配置した光偏向器に向かわせ、その回転によって得られるＭ個の反射面からの光ビームで感材を露光し、これを主走査方向の走査とし、それと直交する方向に感材を移動して副走査方向の走査とする光走査装置において、前記画像データメモリの同一副走査方向アドレス読み出し回数ｎ（ｎ≧Ｍ）が予め設定され、その設定値ｎがカウントされたとき信号を発する第１カウント部と、この第１カウント部からの信号を受けて前記画像データメモリの副走査方向アドレスを歩進させる副走査方向アドレスカウンタと、前記第１カウント部に設定した読み出し回数ｎに対する有効露光数（ｎ−ｅ）（但しｅ≦ｎ−１）が予め設定され、その設定値（ｎ−ｅ）がカウントされたとき信号を発する第２カウント部と、この第２カウント部からの信号を受けて、前記副走査方向アドレスカウンタが指示する画像データメモリアドレスから読み出したｎ回の同一画像データから、（ｎ−ｅ＋１）回目以降ｎ回目までは露光オフの無効画像データとする有効露光判定部と、この有効露光判定部からの有効露光数（ｎ−ｅ）を受け、予め設定した露光開始側か露光終了側の指示信号を発する有効露光域選択ゲート部と、前記第１カウント部に設定した多重読み出し回数ｎが伝達され、その設定値ｎに反比例した値で感材副走査方向移動速度ｖが設定される感材移動用送り機構部とを備え、前記有効露光域選択ゲート部からの信号があるとき、前記画像データメモリから読み出したｎ個の同一画像データから、（ｎ−ｅ）の有効データ数だけ光源に伝えるようにしたことを特徴とする光走査装置。