JP2006264220A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査領域が隣接する複数のレーザー露光装置を用いて、走査領域の継ぎ目のずれや濃度ムラを防止し、画像品質を確保することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】
レーザー光の主走査方向が平行になるように、且つ、走査領域６０、６１が主走査方向で一部重なった重複部分６２を形成するように、レーザーエンジンを複数配置し、その重複部分６２では、走査領域６０、６１の幅方向外側に向かってシェーディング値が漸減するように、且つ、重ねて走査されたレーザー光のシェーディング値の合計が１になるように、各レーザーエンジンのレーザー光を変調する。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数のレーザー露光装置を用いて感光材料に画像を露光形成する画像形成装置に関する。

デジタル露光により写真プリントを作成する技術として、感光材料であるペーパーにレーザー光を用いて画像を露光形成する画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、ペーパーを所定の搬送経路に沿って（副走査方向に）一定速度で搬送しながら、搬送幅方向 (主走査方向) にレーザー光を走査することにより、ペーパーの乳剤面に順次画像を露光形成することができる。このペーパーは現像処理され、写真プリントとして仕上げられる。

レーザー光の走査は、画像形成装置に備えられたレーザー露光装置により行われる。レーザー露光装置によれば、ＲＧＢの各レーザー光源から出力されたレーザー光が、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、保護ガラス等を介して、ペーパーの乳剤面に照射される。レーザー露光装置は、光変調器として例えばＡＯＭ (音響光学素子）を有しており、画像データに対応した信号をＡＯＭに入力することによって、レーザー光が変調されてペーパーに画像が形成される。

近年、上記のような画像形成装置を用いて、ポスター等の比較的大サイズの写真プリントを作成したいとの要望が高まっており、レーザー光の広域走査が可能な画像形成装置の開発が望まれている。かかる場合には比較的幅広のペーパーが用いられ、レーザー光の主走査の幅を大きくする必要があるが、ポリゴンミラーとペーパーとの距離を長くして広域走査を行うと、主走査の幅と相まって装置が非常に大きくなってしまうという問題がある。また、ｆθレンズや保護ガラスについては光学特性の優れたものを用いており、サイズを大きくすることでコストが飛躍的に上昇してしまうという問題もある。

この問題に対して、下記特許文献１及び２の装置では、レーザー露光装置を主走査方向に沿って複数配置し、それらの走査領域を隣接させることで、レーザー光の主走査の幅を全体として大きくしている。

ここで、下記特許文献１の装置は、走査領域を隣接させる際に、それらが重なり合わないように、且つ、間隙を作らないようにするものである。これは、走査領域が重なり合うと、重複部分の濃度が非重複部分に比べて高くなって、画像に濃度ムラが生じるためであり、また間隙が作られると、筋状の未露光領域が形成されるためである。しかしながら、この方式では、各レーザー露光装置の個体差（レーザー光源や光学系等の特性差）に起因して、走査領域の継ぎ目にずれが生じ易く、画像が滑らかに繋がらないという問題がある。特に、走査領域の限界端で隣接する場合には、このずれが顕著になって画像品質を著しく低下させる場合がある。

下記特許文献２には、走査領域を一部重ね合わせることが開示されているが、その場合には上述した濃度ムラが生じる。下記特許文献２の装置が対象とする新聞印刷では、副走査方向に延びる白地部分がペーパー中央に形成されるため、かかる濃度ムラが問題になることはないが、一般的な画像形成を対象とする場合には、濃度ムラの問題を解決することが実用上大変重要であり、下記特許文献２はその点について何ら開示するものではない。
特開２００４−１５１２４１号公報 特開平１１−２５４７４３号公報

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、走査領域が隣接する複数のレーザー露光装置を用いた画像形成において、走査領域の継ぎ目のずれや濃度ムラを防止して、画像品質を確保することができる画像形成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画像形成装置は、画像データに応じて変調されるレーザー光を走査して、感光材料に画像を露光形成するレーザー露光装置と、前記レーザー光の主走査方向における強度ムラがキャンセルされるような補正データに基づいて前記画像データの補正を行う補正手段とを備える画像形成装置において、前記レーザー露光装置が、前記レーザー光の主走査方向が平行になるように、且つ、走査領域が主走査方向で一部重なった重複部分を形成するように、複数配置され、前記強度ムラがキャンセルされるように変調したときのレーザー強度に対する、実際に走査されるときのレーザー強度の比率をシェーディング値とするとき、前記重複部分では、前記走査領域の幅方向外側に向かって前記シェーディング値が漸減するように、且つ、重ねて走査された前記レーザー光の前記シェーディング値の合計が１になるように、前記レーザー光が変調されるものである。

上記構成によれば、まず、レーザー露光装置が、レーザー光の主走査方向が平行になるように、且つ、走査領域が主走査方向で一部重なった重複部分を形成するように複数配置されていることにより、各レーザー露光装置により走査されるレーザー光の走査領域が、継ぎ目に間隙を作ることなく隣接して、幅広の感光材料に対して画像を適切に形成することができる。

次に、本発明に係る画像形成装置は、レーザー光の主走査方向における強度ムラがキャンセルされるような補正データに基づいて画像データの補正を行う補正手段を備えるものである。上記の強度ムラは、レーザー露光装置が備えるｆθレンズや保護ガラスに存在する透過率ムラ等に起因するものである。したがって、走査領域の端から端までを主走査方向に一定のレーザー強度で（レーザー光を変調しない状態で）走査したとしても、レーザー光の強度ムラが発生し、画像品質を低下させる原因となる。上記の補正手段は、この強度ムラをレーザー光の強度変調によりキャンセルするものであり、例えば特開２００３−５１１９号公報に開示されている。

そして、本発明では、各レーザー光の走査領域が重なる重複部分において、走査領域の幅方向外側に向かってシェーディング値を漸減させ、且つ、重ねて走査されたレーザー光のシェーディング値の合計が１となるように、レーザー光が変調される。これにより、重複部分と非重複部分との境界を判別し難くしつつ、濃度ムラを防止して画像品質を確保することができる。

ここで、シェーディング値とは、強度ムラがキャンセルされるように変調したときのレーザー強度に対する、実際に走査されるときのレーザー強度の比率としている。したがって、強度ムラがキャンセルされるように変調されたレーザー強度で走査する場合は、シェーディング値が１である。また、強度ムラがキャンセルされるように変調したときの半分のレーザー強度で走査する場合は、シェーディング値が０．５となり、レーザー強度が０である（レーザー光が出力されていない）場合は、シェーディング値が０となる。通常は、シェーディング値が１の状態で走査されて強度ムラがキャンセルされるが、本発明では、上述のように重複部分でシェーディング値が変化する。

上記において、前記レーザー露光装置は、ＲＧＢの各レーザー光源から出力されたレーザー光を走査し、前記ＲＧＢの各レーザー光の間で、前記シェーディング値の漸減開始位置が互いに異なるものが好ましい。

ＲＧＢの各レーザー光源から出力されたレーザー光の間で、シェーディング値の漸減開始位置が同じであると、その漸減開始位置を境界として、濃度ムラとは言えない程度の濃度の微差を生じる場合がある。その境界は副走査方向に沿って延び、看者が注視した場合に判別されるおそれがある。本発明の上記構成によれば、かかる濃度の微差をも低減することができ、画像品質を効果的に確保することができる。

上記において、前記ＲＧＢの各レーザー光の間で、前記シェーディング値を漸減させる領域の幅寸法が互いに異なるものが好ましい。

ＲＧＢの各レーザー光源から出力されたレーザー光の間で、シェーディング値の漸減開始位置及び漸減幅寸法の両方を異ならせることにより、上記濃度の微差が更に低減され、上記作用効果が効果的に奏される。

以下、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態について、図面を用いて説明する。

＜画像形成装置の構成＞
図１は、画像形成装置の構成を示す図である。本実施形態の画像形成装置は、大きく分けてプリンター部Ｒ１とプロセッサー部Ｒ２とから構成されている。プリンター部Ｒ１には、２種類のペーパーマガジン１、２が着脱可能に配置されている。ペーパーマガジン１、２の内部には、感光材料であるペーパーＰがロール状に収容されている。いずれかのペーパーマガジン１、２から引き出された長尺状のペーパーＰは、ペーパーカッター３によりプリントサイズにカットされた後、所定の搬送経路に沿って搬送される。

搬送経路途上に設けられた搬送ローラ対５ａ、５ｂは、カットされたペーパーＰを挟持して一定速度で搬送する機能を有する。レーザーエンジン６、７（それぞれ前記レーザー露光装置に相当する。）は、搬送ローラ対５ａ、５ｂにより搬送されるペーパーＰの乳剤面に対して、画像データに応じて変調されたレーザー光を、それぞれペーパーＰの幅方向に走査露光する。レーザーエンジン６、７の構成と配置の詳細については後述する。制御部４は、画像形成装置の各部の作動を制御する機能を有する。

プロセッサー部Ｒ２には現像処理槽８が設けられており、レーザー光により形成された潜像の顕在化が行われる。現像処理されたペーパーは、乾燥処理が施された後、仕上がり写真プリントとして排出され、装置外部の集積装置９に例えば１オーダー単位で集積される。

＜レーザーエンジンの構成と配置＞
図２は、レーザーエンジン６の内部構成を示す図である。なお、レーザーエンジン７についても同様に構成することができる。レーザーエンジン６は、大きく分けてレーザー光源部Ａ１とレーザー走査部Ａ２とを備えている。図示していないが、レーザー光源部Ａ１及びレーザー走査部Ａ２は筐体内に収納されており（図３参照）、レーザー光は筐体に設けられたスリット状の出力部から出力される。

レーザー光源部Ａ１は、赤（Ｒ）レーザー光源１０と、緑（Ｇ）レーザー光源１１と、青（Ｂ）レーザー光源１２とを備える。また、ＲＧＢの各レーザー光源１０、１１、１２から出力されたレーザー光を変調するための光変調器である音響光学素子 (以下、ＡＯＭと省略する。) １３、１４、１５と、各ＡＯＭ１３、１４、１５をそれぞれ駆動するＡＯＭドライバ１６、１７、１８とを備えている。

ＡＯＭ１５の構成を簡単に説明すると、音響光学効果を生じる音響光学媒質１５ａと、ＡＯＭドライバ１８から入力される高周波信号により超音波を出力する圧電素子１５ｂと、音響光学媒体１５ａを通過してきた超音波を吸収する超音波吸収体１５ｃとを備えている。ＡＯＭ１５に入射された青レーザー光は、ＡＯＭドライバ１８からの高周波信号の周波数や振幅の大きさに応じて回折され、ＡＯＭ１５からは複数本の回折された青レーザー光が出力される。ＡＯＭ１５の光路の下手側には遮蔽板２４が設けられており、回折光のうち最も強度のある１次回折光のみを通過させるようにしている。

このように、ＡＯＭドライバ１８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ＡＯＭ１５に供給することにより、画像データに対応した青レーザー光の光変調を行うことができる。以上の点は他のＡＯＭ１３、１４に関しても同じであり、青レーザー光における遮蔽板２４と同様に、赤レーザー光用の遮蔽板２２、緑レーザー光用の遮蔽板２３が設けられている。

レーザー光源部Ａ１には、ＲＧＢの各レーザー光を合成するための合成手段Ｃが設けられている。合成手段Ｃは、光路の上手側から順に配置された第１ミラー２５と、第２ミラー２６と、第３ミラー２７とを備えている。第３ミラー２７よりも下手側の光路においては各レーザー光が合成された状態になっている。

レーザー走査部Ａ２では、レーザー光源部Ａ１において出力、変調、合成されたレーザー光の走査が行われる。レーザー走査部Ａ２は、ミラー３０と、ポリゴンミラー３１と、ｆθレンズ３２と、走査開始位置制御用のミラー３３と、ミラー３３から反射されてくるレーザー光を検出する光センサー３４とを備えている。

ポリゴンミラー３１は、ポリゴンドライバ３５により駆動制御され、図２の時計方向に回転することにより、各レーザー光をペーパーＰ上に走査 (主走査)して二次元画像を露光形成する。ｆθレンズ３２は、ポリゴンミラー３１により等角速度に偏向されたレーザービームを、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出力部には、保護ガラス４４が設けられており、筐体内部にごみや埃が侵入するのを防止する。

ペーパーＰは副走査方向（図２において紙面に垂直な方向) に搬送され、ペーパーＰを挟持して搬送する搬送ローラ対５ａ、５ｂと、これらを駆動するパルスモータ４２が設けられている。ペーパーＰを副走査方向に搬送させながら、レーザー走査部Ａ２によりレーザー光を主走査することで、ペーパーＰの乳剤面にデジタル画像を順次露光形成することができる。

図３は、レーザーエンジンの配置を示す図であり、（ａ）は副走査方向に沿って見た上面図、（ｂ）はペーパーＰを乳剤面側から見た正面図である。本実施形態の画像形成装置は、２台のレーザーエンジン６、７を備えており、それらはレーザー光の主走査方向が平行になるように千鳥状に配置されている。図３（ｂ）に示す領域６０、６１は、それぞれレーザーエンジン６、７によりレーザー光が走査される走査領域である。走査領域６０、６１は主走査方向で一部重なって隣接しており、ペーパーＰの中央に重複部分６２が形成されている。即ち、レーザーエンジン６、７は主走査を一部で重複させながら分担しており、これによって走査領域の継ぎ目に間隙を作ることなく、幅広のペーパーＰに対して所望の画像を形成することができる。

＜レーザーエンジンの制御＞
図４は、レーザーエンジンの制御ブロック図である。コントローラ３７は、レーザーエンジンの各部の作動を制御するものである。画像データ記憶部３６には、露光処理すべき画像データが記憶されている。画像データとしては、スキャナによりネガフィルムから読み込まれるものや、デジタルカメラ等の記録媒体から取り込まれるもの、インターネット等のネットワークを経由して送信されてきたものが挙げられる。画像データ記憶部３６に記憶されている画像データは、ＲＧＢの各ＡＯＭドライバ１６、１７、１８に送られ、レーザー光を変調するための信号が生成される。レーザードライバ３８は、ＲＧＢの各レーザー光源１０、１１、１２を駆動する。

補正手段５５は、レーザー光の主走査方向における強度ムラがキャンセルされるような補正データに基づいて画像データの補正を行う機能を有する。かかる補正データは、補正テーブル５６として保存されたものを使用することができる。補正テーブル５６は、イニシャルセットアップ時（工場出荷時) や定期的に（月に１回程度）作成され、例えばレーザー光を走査しながら光センサーによって強度を測定することで、強度ムラがキャンセルされるような補正データが演算して求められる。なお、補正手段５５の機能をハードウェアにより実現するかソフトウェアにより実現するかは任意である。

以上のように、ＲＧＢの各レーザー光源１０、１１、１２から出力されるレーザー光は、補正データに基づいて補正された画像データに応じて変調され、レーザー光の主走査方向における強度ムラはキャンセルされる。この強度ムラがキャンセルされるように変調されたときのレーザー強度はシェーディング値が１であり、走査領域６０、６１の重なっていない非重複部分に対しては、シェーディング値が１の状態で走査される。一方、重複部分６２に対しては、以下に説明するような強度変調が行われる。

図５は、重複部分６２におけるレーザー光の強度変調を示す図である。上から順に、走査領域６１におけるレーザー光の強度変調、走査領域６０におけるレーザー光の強度変調、ペーパーＰの重複部分６２近傍を示しており、図５の左右方向が主走査方向に相当する。レーザーエンジン６、７により走査される各レーザー光は、それぞれ非重複部分においてシェーディング値が１であり、上述のように主走査方向における強度ムラがキャンセルされている。

一方、重複部分６２においては、それぞれ走査領域６０、６１の幅方向外側に向かってシェーディング値が漸減するように変調されている。これにより、重複部分６２と非重複部分との境界が判別し難くなる。仮に、重複部分６２において各レーザー光のシェーディング値を一律に０．５とした場合、重複部分６２と非重複部分との境界でシェーディング値が大きく変化するため、かかる境界が明確化するおそれがあり好ましくない。

また、重複部分６２においては、重ねて走査されたレーザー光のシェーディング値の合計が１になるように変調されている。例えば、図５に示す位置Ｘにおいて、レーザーエンジン６により走査されるレーザー光のシェーディング値が０．７であれば、レーザーエンジン７により走査されるレーザー光のシェーディング値は０．３となっている。したがって、主走査方向においてシェーディング値は一律に１であり、重複部分６２と非重複部分との濃度ムラは生じずに画像品質が効果的に確保される。

図５で示したようなレーザー光の強度変調は、ＲＧＢの各レーザー光に対して一律に行われるものでもよいが、それらを互いに異ならせることが好ましい。例えば、図６は、ＲＧＢの各レーザー光の間で、シェーディング値の漸減開始位置を互いに異ならせた例である。ＲＧＢの各レーザー光のシェーディング値は、それぞれ点線、一点鎖線、二点鎖線で表している。かかる場合、各レーザー光が重複する重複部分と非重複部分との境界がＲＧＢで互いに異なるため、濃度ムラとは言えない程度の濃度の微差をも低減することができる。このような強度変調は、ＲＧＢ全てを互いに異ならせるものに限られず、例えばＲＧＢのうち１つだけを異ならせても効果が認められるものである。

図７は、ＲＧＢの各レーザー光の間で、シェーディング値を漸減させる領域の幅寸法を互いに異ならせた例である。レーザーエンジン６により走査されるレーザー光においては、ＲＧＢの各レーザー光の間で、シェーディング値の漸減開始位置が互いに異なっている。かかる場合においても上記と同様の効果が奏される。図８は、シェーディング値の漸減開始位置を、漸減させる領域の幅寸法と共に異ならせた例である。このように、各レーザー光が重複する重複部分と非重複部分との境界がＲＧＢで互いに異なることにより、濃度の微差は更に低減される。

以上のような、走査領域６０、６１の重複部分６２における強度変調は、主走査方向における強度ムラがキャンセルされるような補正（シェーディング補正）が行われるときに、同時且つ自動的に行われるものが好ましく、そのための補正データは補正テーブルとして保存されていることが好ましい。即ち、本発明では、走査領域が重複する複数のレーザー露光装置を使用した場合における不具合を、シェーディング補正を利用して改善することができる。

＜別実施形態＞
画像形成装置の構成やレーザー露光装置の構成や配置については、前述の実施形態で示したものに限られない。例えば、前述の実施形態では、複数のレーザー露光装置が各々別個の筐体内に収納された例を示したが、一つの筐体内に複数のレーザー露光装置が収納されたものでもよい。また、レーザー露光装置より出力されるレーザー光は、ポリゴンミラーにより反射された後に光学系で変換された平行光であってもよい。本発明の画像形成装置は、レーザー露光装置が３台以上配置されたものでもよく、配置形態は前述の千鳥状に限られずに、主走査方向に沿った直列状であっても構わない。シェーディング値は、前述の実施形態のように主走査方向に対して一次関数的に漸減するものに限られない。

画像形成装置の構成を示す図 レーザーエンジンの内部構成を示す図 レーザーエンジンの配置を示す図 レーザーエンジンの制御ブロック図 重複部分におけるレーザー光の強度変調を示す図 別形態に係る重複部分におけるレーザー光の強度変調を示す図 別形態に係る重複部分におけるレーザー光の強度変調を示す図 別形態に係る重複部分におけるレーザー光の強度変調を示す図

符号の説明

４ 制御部
５ａ 搬送ローラ対
５ｂ 搬送ローラ対
６ レーザーエンジン
７ レーザーエンジン
１０ 赤レーザー光源
１１ 緑レーザー光源
１２ 青レーザー光源
１３ ＡＯＭ
１４ ＡＯＭ
１５ ＡＯＭ
１６ ＡＯＭドライバ
１７ ＡＯＭドライバ
１８ ＡＯＭドライバ
３１ ポリゴンミラー
３２ ｆθレンズ
３５ ポリゴンドライバ
３６ 画像データ記憶部
３７ コントローラ
３８ レーザードライバ
４４ 保護ガラス
５５ 補正手段
６０ レーザーエンジン６の走査領域
６１ レーザーエンジン７の走査領域
６２ 走査領域６０と走査領域６１の重複部分
Ａ１ レーザー光源部
Ａ２ レーザー走査部
Ｐ ペーパー
Ｒ１ プリンター部
Ｒ２ プロセッサー部

Claims (3)

1. 画像データに応じて変調されるレーザー光を走査して、感光材料に画像を露光形成するレーザー露光装置と、前記レーザー光の主走査方向における強度ムラがキャンセルされるような補正データに基づいて前記画像データの補正を行う補正手段とを備える画像形成装置において、
   前記レーザー露光装置が、前記レーザー光の主走査方向が平行になるように、且つ、走査領域が主走査方向で一部重なった重複部分を形成するように、複数配置され、
   前記強度ムラがキャンセルされるように変調したときのレーザー強度に対する、実際に走査されるときのレーザー強度の比率をシェーディング値とするとき、
   前記重複部分では、前記走査領域の幅方向外側に向かって前記シェーディング値が漸減するように、且つ、重ねて走査された前記レーザー光の前記シェーディング値の合計が１になるように、前記レーザー光が変調されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記レーザー露光装置は、ＲＧＢの各レーザー光源から出力されたレーザー光を走査し、
   前記ＲＧＢの各レーザー光の間で、前記シェーディング値の漸減開始位置が互いに異なる請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ＲＧＢの各レーザー光の間で、前記シェーディング値を漸減させる領域の幅寸法が互いに異なる請求項２記載の画像形成装置。

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