JP2006030434A - 画像記録装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発振波長のばらつきが大きいレーザ光源を使用した場合であっても、光学レンズに関わらず、色収差を抑制することができ、そのためのコストを削減することができる画像記録装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像記録装置において、露光制御回路は、レーザ光の発振波長の情報に基づいて、レーザ光源毎に異なる走査クロックを出力するクロック選択回路と、走査クロックに同期して動作し、レーザ光源毎に、画像データに応じた変調信号を出力するレーザ駆動回路とを備えている。クロック選択回路は、複数のレーザ光源の中の少なくとも1つのレーザ光源について、あらかじめ用意されている発振周波数の異なる複数の走査クロックの中から、レーザ光源から出力されるレーザ光の発振波長の情報に基づいて1つの走査クロックを選択的に出力する。
【選択図】図3

Description

本発明は、露光光源として、レーザ光を射出する複数のレーザ光源を使用して、画像データに応じた画像を記録媒体上に記録するマルチビーム走査光学系を採用する画像記録装置に関するものである。
複数のレーザ光源を用いて画像を記録するマルチビーム走査光学系を採用する画像記録装置においては、各々のレーザ光源から出力されるレーザ光(光ビーム)の発振波長の違いに起因して、倍率色収差などの色収差が生じる。
このため、マルチビーム走査光学系を採用する画像記録装置において、色収差を抑制するために、光学レンズの硝材を選択したり、特許文献1〜3に開示されているように、複数のレーザ光源を異なる走査クロックで制御して補正することが提案されている。
前述の特許文献1は、波長の異なる複数のレーザ光を走査対象物に照射して当該走査対象物を走査し、当該走査により読み取られた情報を記録する等の処理を行うための光学走査装置に備えられた光学系の構成に関するものである。特許文献1では、緑、青、赤の半導体レーザの各レーザ光を出射する際の出射時間及び出射タイミングを制御することにより、倍率色収差を補償する。
また、特許文献2は、異なる波長で光ビームを発生する複数のレーザ源を使用するカラープリンタに関するものである。特許文献2では、三つの異なるデータ速度で三つの光ビームを変調することによって、f−θレンズの横方向の色収差を修正する。
また、特許文献3は、画像データに基づいて各々波長の異なる3種類以上の射出光を感光材料上に照射して潜像を形成する画像露光装置に関するものである。特許文献3では、2種類の射出光の色収差の特性が略同一とされた走査レンズによって該2種類の射出光の露光面での走査長が略同一とされ、さらに該2種類の射出光用の走査クロックと該2種類以外の射出光用の走査クロックとの各々の周波数が、該2種類の射出光と該2種類以外の射出光との露光面における走査長が略同一となるように決定される。
特開平10−149430号公報 特開平11−70698号公報 特開平11−88619号公報
例えば、印画紙に画像を記録する写真プリントの用途では、その露光ユニットで前述のマルチビーム走査光学系が用いられる。写真プリントでは、印画紙の分光感度を考慮すると、露光光源として、赤色、緑色、青色のレーザ光源を使って露光を行う必要がある。しかし、レーザ光源から射出されるレーザ光は、可視域の幅広い発振波長を持つため、倍率色収差の抑制を数十μm程度まで行うのは非常に困難である。
また、レーザ光源によっては、その発振波長のばらつきが大きく、例えば±5〜10nm程度のものも存在する。しかし、レーザ光源を選別して使用すると、コストアップにつながる。一方、発振波長のばらつきが大きいレーザ光源を使用した場合、倍率色収差を補正するための光学設計が非常に困難になる、もしくは光学レンズに特殊硝材を用いる必要があるためシステムが高価になるという問題があった。
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、発振波長のばらつきが大きいレーザ光源を使用した場合であっても、光学レンズに関わらず、色収差を抑制することができ、そのためのコストを削減することができる画像記録装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、画像データに応じて露光を制御する露光制御回路と、前記露光制御回路から出力される変調信号により変調され、複数のレーザ光源から各々出力される発振波長の異なる複数のレーザ光を、光学レンズを通して記録媒体上に結像させ、当該記録媒体上に前記画像データに応じた画像を記録する露光ユニットとを備え、
前記露光制御回路は、前記レーザ光の発振波長の情報に基づいて、前記レーザ光源毎に異なる走査クロックを出力するクロック選択回路と、前記走査クロックに同期して動作し、前記レーザ光源毎に、前記画像データに応じた前記変調信号を出力するレーザ駆動回路とを備え、
前記クロック選択回路は、複数の前記レーザ光源の中の少なくとも1つのレーザ光源について、あらかじめ用意されている、発振周波数の異なる複数の走査クロックの中から、前記レーザ光の発振波長の情報に基づいて1つの走査クロックを選択的に出力することを特徴とする画像記録装置を提供するものである。
ここで、前記露光ユニットは、前記レーザ光の発振波長の情報が記録された情報記録回路を備え、前記露光制御回路は、前記情報記録回路から供給されるレーザ光の発振波長の情報に基づいて前記1つの走査クロックを選択的に出力する、もしくは前記露光ユニットは、前記レーザ光の発振波長を検出する波長検出器を備え、前記露光制御回路は、前記波長検出器から供給されるレーザ光の発振波長の情報に基づいて前記1つの走査クロックを選択的に出力するのが好ましい。
また、複数の前記レーザ光源の中の少なくとも1つのレーザ光源は、480nm以下の発振波長を持つ青色のレーザ光を出力する半導体レーザであるのが好ましい。
また、当該画像記録装置は、前記記録媒体である印画紙上に画像を記録するデジタル写真プリンタであるのが好ましい。
本発明によれば、露光ユニットで使用されている光学レンズによる倍率色収差の発生状態に応じて、走査クロックの発振周波数を適宜設定することにより、倍率色収差を抑制することができる。従って、特殊硝材の光学レンズの使用は最小限に抑えられ、しかも使用するレーザ光源を選別する必要もない、すなわちばらつきの大きいレーザ光源であっても使用することができるため、システムのコストを削減することができる。
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の画像記録装置を詳細に説明する。
本発明の画像記録装置は、図3に示すように、露光ユニット10と、露光制御回路60とを備えている。まず、図1および図2を参照しながら、本発明の画像記録装置で用いられる露光ユニット10の詳細について説明する。図1は、本発明の画像記録装置の露光ユニットの構成を表す一実施形態の概略図、図2は、図1に示す露光ユニットにおけるfθレンズ42より下流側の光学素子の位置関係を表す概略図である。
図1に示す露光ユニット10は、画像記録(画像データ)に応じて変調された、R(赤)露光、B(青)露光、およびG(緑)露光に対応する3本の光ビーム(レーザビーム)L(Lr,Lb、およびLg)を主走査方向(図中矢印x方向)に偏向して、所定の記録位置(露光位置)に入射させることにより、主走査方向と略直交する副走査方向(図中矢印y方向)に搬送される感光材料S(図2参照)を二次元的に走査露光して画像を記録するものである。
このような露光ユニット10は、一例として、写真フィルムに撮影された画像を光電的に読み取って得られた画像データや、デジタルカメラによって撮影された画像の画像データ等から写真プリントを作成する、デジタル写真システムのプリンタ(焼付装置)に利用される。
図示例において、露光ユニット10は、一面が開放された筐体であるフレーム12と、フレーム12の開放面(上面)を覆うカバー14(図1中点線で示す)と、フレーム12内部の所定箇所に各々配置固定された各種の光学素子とによって構成されている。
図示例において、フレーム12は、マルチビーム走査光学系を構成する各種の光学素子を収容/固定する、マルチビーム走査光学系の光学定盤として作用する筐体である。図示例において、フレーム12は、一例としてアルミニウム合金製で、その内部は、隔壁22(22a、22bおよび22c)によって、光源部16、光偏向部18、および出射部20に略分離されている。
なお、隔壁22aには、光ビームLの光路に相当する部分に切り欠きが形成され、そこに透明な窓部材28aが固定されている。同様に、隔壁22cにも、その上部を除いて、光ビームLの光路に相当する部分に切り欠きが形成され、そこに透明な窓部材28bが固定されている。フレーム12はカバー14で覆われ、さらに両者の外壁および隔壁22近傍に形成された所定個数のネジ孔26においてネジ留めされることによって固定されている。
図示例のフレーム12内部の光源部16には、R露光を行う光ビームLrを出射する光源30R、B露光を行う光ビームLbを出射する光源30B、およびG露光を行う光ビームLgを出射する光源30Gと、光ビームLbを変調するAOM(音響光学変調器)32Bおよび光ビームLgを変調するAOM32Gと、各光ビームLを反射するミラー34と、光ビームLrの光量調整およびビームピント(ビーム径)調整を行う光量/ビームピント調整手段36R、光ビームLbの光量調整およびビームピント調整を行う光量/ビームピント調整手段36B、および光ビームLgの光量調整およびビームピント調整を行う光量/ビームピント調整手段36Gとが配置されている。
図示例において、光ビームLrの光源30Rおよび光ビームLbの光源30Bは、共に、LD(半導体レーザ)であり、光ビームLgの光源30Gは、LDとSHG素子(波長変換素子)とを組み合わせてLDから発せられる光ビームの1/2波長(二次高調波)の光ビームLgを発するものである。また、光ビームLrは、光源30Rを変調駆動する直接変調によって画像データに応じて変調され、光ビームLbおよび光ビームLgは、各々、AOM32GおよびAOM32Bにより画像データに応じて変調される。
また、光偏向部18には、ポリゴンミラー40と、fθレンズ(走査レンズ)42とが配置されている。
さらに、出射部20には、シリンドリカルレンズ46と、シリンドリカルミラー48と、立ち下げミラー50とが、図2に示す位置関係で配置されている。光ビームLは、シリンドリカルミラー48によって、若干、斜め上方に反射され、次いで、立ち下げミラー50によって下方に反射される。なお、シリンドリカルレンズ46とシリンドリカルミラー48は、ポリゴンミラー40の面倒れ補正光学系を構成するものである。
また、フレーム12の出射部20には、感光材料Sへの画像記録開始位置(SOS(Start of scan))を決定するために、R露光に対応する光ビームLrを検出する光センサ54が配置されている。
R露光に対応する光ビームLrは、記録画像(Rの画像データ)に応じて変調されて光源30Rから出射され、ミラー34で反射され、光量/ビームピント調整手段36Rで光量調整およびビームピント調整され、さらに窓部材28aを透過してポリゴンミラー40に入射される。
また、B露光に対応する光ビームLbは、光源30Bから出射され、AOM30Bで記録画像(Bの画像データ)に応じて変調され、ミラー34で反射され、光量/ビームピント調整手段36Bで光量調整およびビームピント調整され、さらに窓部材28aを透過してポリゴンミラー40に入射される。同様に、G露光に対応する光ビームLgは、光源30Gから出射され、AOM30Gで記録画像(Gの画像データ)に応じて変調され、ミラー34で反射され、光量/ビームピント調整手段36Gで光量調整およびビームピント調整され、さらに窓部材28aを透過してポリゴンミラー40に入射される。
光ビームL(Lr,Lb,およびLg)は、ポリゴンミラー40によって主走査方向に偏向され、さらにfθレンズ42によって走査速度が均一となるように調整される。fθレンズ42を通過した光ビームLは、窓部28bを透過し、シリンドリカルレンズ46を通過し、シリンドリカルミラー48で反射されて、すなわち光路を調整されて面倒れを補正され、さらに立ち下げミラー50によって下方に反射され、記録位置(感光材料S)に入射される。
なお、図示例の露光ユニット10において、各光源30R,30B,30Gから出射される3つの光ビームLは、ポリゴンミラー40の同一点に入射して偏向され、所定の記録位置に入射されて同一の1本の走査線を画成する。従って、各光ビームLは、主走査方向には異なり、かつ、副走査方向にはほぼ一致した光路で進行して、記録位置に入射される(非合波のマルチビーム走査光学系)。
画像記録に際しては、光センサ54により、R露光に対応する光ビームLrが検出され、感光材料Sへの画像記録開始位置が決定される。また、感光材料S(印画紙)は、記録位置において、副走査方向に所定の速度で搬送される。従って、感光材料Sは、主走査方向に偏向された光ビームLによって二次元的に走査露光され、潜像が記録される。潜像が記録された感光材料Sは、図示していないプロセサ(現像処理装置)に供給され、発色現像、漂白定着、水洗、乾燥、仕分けなどの各処理が施される。
次に、図3〜図5を参照しながら、本発明の画像記録装置で用いられる露光制御回路60の概略について説明する。図3は、本発明の画像記録装置の露光ユニットおよび露光制御回路の概略構成を表す一実施形態のブロック図である。また、図4は、記録画像の一例の概略図、図5(a)および(b)は、それぞれ図4に示す記録画像を記録する時の走査クロックと記録画素の関係を表す概略図である。
図3に示す露光ユニット10において、光源56R,56B,56Gは、図1に示す光源30R,30B,30GおよびAOM32Gおよび32Bを概念的に表したものである。すなわち、光源56Rは光源30Rに相当するものである。また、光源56Bは、光源30BおよびAOM32Bに相当し、光源56Gは、光源30GおよびAOM32Gに相当するものである。
ここでは、説明を簡単にするために、露光制御回路60から供給される変調信号LDRR,LDRB,LDRGによって、それぞれの光源56R,56B,56Gから出力されるレーザ光Lr,Lb,Lgが変調されるものとして説明する。
本実施形態の場合、光源56Rは、変調信号LDRRによって変調された655nm〜665nmの発振波長を持つ赤色のレーザ光Lrを出力する。また、光源56Bは、変調信号LDRBによって変調された435nm〜445nmの発振波長を持つ青色のレーザ光Lbを出力し、光源56Gは、変調信号LDRGによって変調された532nmの発振波長を持つ緑色のレーザ光Lgを出力する。
また、露光ユニット10は、レーザ光の発振波長の情報が記録された情報記録回路58を備えている。情報記録回路58としては、例えば各種のROM(リード・オンリー・メモリ)等を使用することができる。また、発振波長の情報は、例えば画像記録装置において実際に画像の記録を行う時と同じ環境下において、レーザ光の発振波長を実測することで得ることができる。
本実施形態の場合、情報記録回路58には、光源56Bから出力されるレーザ光Lbの発振波長の情報が記憶されている。なお、情報記録回路58は、各光源56R,56B,56G毎に持たせる構成としても良い。
一方、図3に示す露光制御回路60は、画像データに応じて露光を制御するもので、クロック選択回路62と、レーザ駆動回路64R,64B,64Gと、フレームメモリ66とを備えている。
フレームメモリ66は、露光ユニット10において記録される画像の画像データを一時的に記憶するバッファである。フレームメモリ66としては、例えば各種のRAM(ランダム・アクセス・メモリ)等を使用することができる。
続いて、クロック選択回路62は、光源56R,56B,56G(すなわち、レーザ駆動回路64R,64B,64G)の動作を制御する走査クロックCLKR,CLKB,CLKGを出力する。走査クロックCLKR,CLKB,CLKGの発振周波数は、露光ユニット10で使用されている光学レンズによる倍率色収差を抑制することができるように、レーザ光Lr,Lb,Lgの発振波長に応じて決定される。
本実施形態の場合、レーザ駆動回路64R,64Gで使用される走査クロックCLKR,CLKGは、あらかじめレーザ光Lr,Lgの発振波長に応じて決定されている発振周波数の走査クロックが使用される。その理由は、レーザ光Lr,Lgについては、その発振波長がばらついても、現実には、露光ユニット10で使用されている光学レンズにおける倍率色収差の発生状況がほとんど変化しないからである。
一方、レーザ駆動回路64Bで使用される走査クロックCLKBの発振周波数は、あらかじめ用意されている、異なる発振周波数を持つ複数の走査クロックCLKBの中から、情報記録回路58から供給されるレーザ光Lbの発振波長の情報に基づいて決定される発振周波数の走査クロックCLKBが選択的に出力される。すなわち、走査クロックCLKBの発振周波数は、レーザ光源Lbの発振波長に応じて変更される。
本実施形態の場合、レーザ光Lbの発振波長は、2nm刻みで、435〜437nm、437〜439nm、439〜441nm、441〜443nm、443〜445nmの5つのグループに分割され、それぞれのグループ毎に所定の発振周波数を持つ走査クロックCLKB1〜CLKB5が用意される。そして、レーザ光Lbの発振波長の情報に基づいて、走査クロックCLKB1〜CLKB5の中から1つの走査クロックが選択的に出力される。
なお、レーザ光Lbの発振波長は、2以上のいくつのグループに分割してもよい。また、走査クロックCLKBに限定されるわけではなく、その発振波長のばらつきが大きい少なくとも1つのレーザ光の走査クロックについて、あらかじめ用意されている、発振周波数の異なる複数の走査クロックの中から、レーザ光の発振波長の情報に基づいて1つの走査クロックを選択的に出力する構成とすればよい。
続いて、レーザ駆動回路64R,64B,64Gは、フレームメモリ66から供給される画像データに応じた変調信号LDRR,LDDB,LDDGを出力し、それぞれのレーザ光源56R,56B,56Gを駆動するものである。レーザ駆動回路64R,64B,64Gは、それぞれクロック選択回路62R,62B,62Gから供給される走査クロックCLKR,CLKB,CLKGに同期して動作する。
画像の記録時には、レーザ駆動回路64R,64B,64Gは、それぞれクロック選択回路62から供給される走査クロックCLKR,CLKB,CLKGに同期して動作し、画像データに応じた変調信号LDRR,LDRB。LDRGを出力する。そして、光源56R,56B,56Gからは、変調信号LDRR,LDRB,LDRGにより変調されたレーザ光Lr,Lb,Lgが出力される。
ここで、図4に示すように、縦縞模様の画像を記録する場合、図5(a)および(b)に示すように、例えば1画素毎に黒、白の画素が記録される。図5(a)および(b)は、走査クロックCLKをT1およびT2(T1<T2)とした場合に、レーザ光Lを変調して図4に示す縦縞模様を記録した場合の記録画素の状態を表す。同図に示すように、走査クロックCLKの発振周波数を変えることによって、記録される画素の横方向の大きさ(位置)を調整することができる。
すなわち、露光ユニット10で使用されている光学レンズの倍率色収差の発生状態に応じて、走査クロックCLKの発振周波数を適宜設定することにより、倍率色収差を抑制することができる。従って、特殊硝材の光学レンズの使用は最小限に抑えることができ、しかも使用するレーザ光源を選別する必要もない、すなわちばらつきの大きいレーザ光源であっても使用することができるため、システムのコストを削減することができる。
また、露光ユニット10に、レーザ光Lbの発振波長の情報が記録された情報記録回路58が搭載されているため、例えば故障等によって露光ユニット10そのものを交換した場合であっても、露光制御回路60は、交換後の露光ユニット10に搭載されている情報記録回路58からレーザ光Lbの発振波長の情報を読み出すことによって、光源56Bに適した走査クロックを自動的に設定することができる。
なお、レーザ光の発振波長の情報が記録された情報記録回路58は本発明に必須の構成要素ではない。すなわち、情報記録回路58を搭載せず、外部からクロック選択回路62に、レーザ光の発振波長の情報を与える構成としてもよい。あるいは、露光ユニット10に、レーザ光の発振波長の検出器を搭載し、波長検出器で検出されたレーザ光の発振波長の情報をクロック選択回路62に供給する構成としてもよい。
また、上記実施形態では、レーザ光Lr,Lb,Lgの発振波長の一例を挙げて説明したが、これも限定されない。例えば、レーザ光Lbは、470nm〜480nmのものを使用する場合もある。また、本発明の画像記録装置としては、例えば印画紙上に画像を記録するデジタル写真プリンタを好適例として挙げることができるが、本発明はこれに限定されず、複数のレーザ光源を用いる各種の画像記録装置に適用可能である。
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明の画像記録装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
本発明の画像記録装置の露光ユニットの構成を表す一実施形態の概略図である。 図1に示す露光ユニットにおけるfθレンズ42より下流側の光学素子の位置関係を表す概略図である。 本発明の画像記録装置の露光ユニットおよび露光制御回路の概略構成を表す一実施形態のブロック図である。 記録画像の一例の概略図である。 (a)および(b)は、それぞれ図4に示す記録画像を記録する時の走査クロックと記録画素の関係を表す概略図である。
符号の説明
10 露光ユニット
12 フレーム
14 カバー
16 光源部
18 光偏向部
20 出射部
22 隔壁
26 ネジ孔
28a,28b 窓部材
30R,30B,30G,56R,56B,56G 光源
32B,32G AOM(音響光学変調器)
34 ミラー
36R,36B,36G 光量/ビームピント調整手段
40 ポリゴンミラー
42 fθレンズ(走査レンズ)
46 シリンドリカルレンズ
48 シリンドリカルミラー
50 立ち下げミラー
54 光センサ
58 情報記録回路
60 露光制御回路
62 クロック選択回路
64R,64B,64G レーザ駆動回路
66 フレームメモリ
L 光ビーム
S 感光材料

Claims (5)

  1. 画像データに応じて露光を制御する露光制御回路と、前記露光制御回路から出力される変調信号により変調され、複数のレーザ光源から各々出力される発振波長の異なる複数のレーザ光を、光学レンズを通して記録媒体上に結像させ、当該記録媒体上に前記画像データに応じた画像を記録する露光ユニットとを備え、
    前記露光制御回路は、前記レーザ光の発振波長の情報に基づいて、前記レーザ光源毎に異なる走査クロックを出力するクロック選択回路と、前記走査クロックに同期して動作し、前記レーザ光源毎に、前記画像データに応じた前記変調信号を出力するレーザ駆動回路とを備え、
    前記クロック選択回路は、複数の前記レーザ光源の中の少なくとも1つのレーザ光源について、あらかじめ用意されている、発振周波数の異なる複数の走査クロックの中から、前記レーザ光の発振波長の情報に基づいて1つの走査クロックを選択的に出力することを特徴とする画像記録装置。
  2. 前記露光ユニットは、前記レーザ光の発振波長の情報が記録された情報記録回路を備え、前記露光制御回路は、前記情報記録回路から供給されるレーザ光の発振波長の情報に基づいて前記1つの走査クロックを選択的に出力する請求項1に記載の画像記録装置。
  3. 前記露光ユニットは、前記レーザ光の発振波長を検出する波長検出器を備え、前記露光制御回路は、前記波長検出器から供給されるレーザ光の発振波長の情報に基づいて前記1つの走査クロックを選択的に出力する請求項1に記載の画像記録装置。
  4. 複数の前記レーザ光源の中の少なくとも1つのレーザ光源は、480nm以下の発振波長を持つ青色のレーザ光を出力する半導体レーザである請求項1〜3のいずれかに記載の画像記録装置。
  5. 当該画像記録装置は、前記記録媒体である印画紙上に画像を記録するデジタル写真プリンタである請求項1〜4のいずれかに記載の画像記録装置。
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