JP2006285005A - 周期的むら補正パターンの決定方法及び光ビーム走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ビームを回転多面鏡によって偏向して記録体上を走査する装置の周期的むら補正パターンを決定する場合、補正パターン決定のための工数を減らすことができる補正パターンの決定方法及び光ビームを回転多面鏡で偏向して記録体上を走査する光ビーム走査装置を提供する。
【解決手段】 回転多面鏡の１回転を１周期とした周期的むら補正パターンにより画像信号を変調し、変調された画像信号により強度変調された光ビームを回転多面鏡によって偏向して記録体上を主走査するとともに、記録体を光ビームに対して主走査方向と略垂直な方向に相対移動させることで副走査する装置の周期的むら補正パターンの決定方法である。装置の光学特性及び記録体の特性を測定し、測定した光学特性及び前記記録体の特性に基づいてコンピュータ上に仮想的な周期的むらを作成し、その仮想的な周期的むらを打ち消すように周期的むら補正パターンの補正値を決定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光ビームを回転多面鏡によって偏向して記録体上を走査する装置の周期的むら補正パターンの決定方法及び光ビームを回転多面鏡で偏向して記録体上を走査する光ビーム走査装置に関する。

下記特許文献１は、回転多面鏡の１回転を１周期とした周期的むら補正パターンにより画像信号を変調し、変調された画像信号により強度変調された光ビームを回転多面鏡によって偏向して記録体上を主走査するとともに、その記録体を光ビームに対して主走査方向と略垂直な方向に相対移動させることにより副走査する装置の周期的むら補正パターンの決定方法において、正弦波の位相を変えた周期的変調パターンにより入力信号を変調して出力し、むらの小さい位相を選択し、次に、選択された位相の周期的変調パターンの振幅を変えた周期的変調パターンにより入力信号を変調して出力し、むらの小さい振幅を選択し、周期的むら補正パターンを決定することを開示する（要約参照）。このようにして、回転多面鏡の１回転を１周期とした複数の周期的変調パターンで画像信号を変調し、その中でむらが低減したパターンを選択し、その選択したパターンを周期的むら補正パターンとして画像信号を変調する。

上述の特許文献１における周期的むら補正パターンを決定する工程Ａ１〜Ａ４について図５を参照して説明する。

〈Ａ１〉回転多面鏡の１回転を１周期とした正弦波を以下の式（１）で示す基本的周期的変調パターンｇ（ｘ）とする。
ｇ（ｘ）＝１＋ａ・ｓｉｎｘ （１）
ｈ（ｘ）＝１＋ａ・ｓｉｎ（ｘ＋δ） （２）
上記式（１）の基本的周期的変調パターンの位相δを変化させた上記式（２）で示す周期的変調パターンｈ（ｘ）をパターン発生器により発生させ、この周期的変調パターン信号と、一定の値の画像信号とを乗算して入力し、テストフィルムに画像記録をする。このとき、基本的周期的変調パターンの所定の振幅の正弦波の位相δを、所定の副走査長さ毎に所定の角度例えば４５°ずつ８段階ずらせて、パターン発生器が周期的変調パターンを発生させる。

〈Ａ２〉テストフィルムを現像処理し、最もむらの消えているものを選択し、最もむらの消えている位相δをメモリに記憶させる。例えば、図５では４番目の位相のもの（位相を１３５°ずらせたもの）が最もむらが消えている。

〈Ａ３〉次に、メモリに記憶されている位相δの正弦波でその振幅ａを０から所定の割合（例えば０．４％）ずつ、８段階に所定の副走査長さ毎に大きくして、パターン発生器が周期的変調パターンを発生させる。

〈Ａ４〉テストフィルムを現像処理し、テストフィルムを主走査方向で前、中、後で３等分して、前、中、後の各部で最もむらの消えているものを選択する。前、中、後の各部で、最もむらの消えている振幅を入力し、入力された振幅ａをメモリにそれぞれ記憶させる。以上のようにして最適な位相と振幅がきまり、周期的むら補正パターンを決定できる。なお、上述のようにして、周期的むら補正パターンを決めた後、バイアス調整により濃度変調パターンを決める。

ところで、回転多面鏡の周期的むらを高精度に補正しようとした場合、または、回転多面鏡の面倒れ補正精度の悪い光学系を使用した場合、または、倒れ角性能の悪い回転多面鏡によるむらを補正しようとした場合、像高方向（主走査方向）の多数の箇所で補正値（位相、振幅）を選択する必要がある。このため、図５のようにして補正値を決定すると、そのための工数が膨大となる。

図６に、回転多面鏡の面倒れ補正特性が良い光学系と悪い光学系についての面倒れ補正特性を示す。回転多面鏡に面倒れがあってもなくても、走査線位置が０μｍ（基準位置）となるのが理想である。しかし、図６の各面倒れ補正特性に示すように、実際は少なからず面倒れにより走査線位置が変化するが、このときの走査線位置の挙動（変位量、直線性）がむら補正の難易度を左右する。面倒れ補正特性が悪い光学系は、図６の実線のように、リップル的な特性を示すことで、画像上のむら強度が場所により大きく異なる。従って、像高位置により補正値が大きく異なるので、数点で補正値を選択し補間したのでは、選択箇所以外での補正値の誤差が大きくなる。このため、像高方向の多数の箇所で補正値を選択する必要がある。
特開平０９−４９９７３号公報

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、光ビームを回転多面鏡によって偏向して記録体上を走査する装置の周期的むら補正パターンを決定する場合、補正パターン決定のための工数を減らすことができる補正パターンの決定方法及び光ビームを回転多面鏡で偏向して記録体上を走査する光ビーム走査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による周期的むら補正パターンの決定方法は、回転多面鏡の１回転を１周期とした周期的むら補正パターンにより画像信号を変調し、前記変調された画像信号により強度変調された光ビームを回転多面鏡によって偏向して記録体上を主走査するとともに、前記記録体を前記光ビームに対して前記主走査方向と略垂直な方向に相対移動させることで副走査する装置の周期的むら補正パターンの決定方法において、前記装置の光学特性及び前記記録体の特性の少なくとも一方を測定するステップと、前記測定した光学特性及び前記記録体の特性に基づいてコンピュータ上に仮想的な周期的むらを作成するステップと、前記仮想的な周期的むらを打ち消すように前記周期的むら補正パターンの補正値を決定するステップと、を含むことを特徴とする。

この周期的むら補正パターンの決定方法によれば、装置の光学特性、記録体の特性を測定し、その測定結果によりコンピュータ上に仮想的な周期的むらを作成し、その仮想的な周期的むらを打ち消すように補正値（位相、振幅）を決定するので、従来のようにオペレータが補正値を選択する必要がないため、補正パターン決定のための工数を削減できる。

上記周期的むら補正パターンの決定方法において、前記光学特性は、前記回転多面鏡の各面における副走査ビーム径と走査線位置と光量との内の少なくともいずれか１つにできる。また、前記記録体の特性は多重露光特性とすることができる。

また、前記回転多面鏡の１回転を１周期とした周期的変調パターンの位相及び振幅を変えた周期的変調パターンにより所定の画像信号を変調して出力しむらの小さい補正値を選択するステップを更に含み、前記仮想的な周期的むらから導出した補正値を前記選択した補正値に基づいて修正することで最終的な補正値を決定するようにしてもよい。このように、仮想的な周期的むらから導出した補正値をテストで選択して得た補正値に基づいて修正するので、回転多面鏡の周期的むらをより高精度に補正できる。

本発明による光ビーム走査装置は、回転多面鏡の１回転を１周期とした周期的むら補正パターンにより画像信号を変調し、前記変調された画像信号により強度変調された光ビームを回転多面鏡によって偏向して記録体上を主走査するとともに、前記記録体を前記光ビームに対して前記主走査方向と略垂直な方向に相対移動させることで副走査する光ビーム走査装置において、前記光ビーム走査装置の光学特性及び前記記録体の特性の少なくとも一方を測定し、前記測定した光学特性及び前記記録体の特性に基づいて仮想的な周期的むらを作成する手段と、前記仮想的な周期的むらを打ち消すように前記周期的むら補正パターンの補正値を決定する手段と、を備えることを特徴とする。

この光ビーム走査装置によれば、装置の光学特性、記録体の特性を測定し、その測定結果によ仮想的な周期的むらを作成し、その仮想的な周期的むらを打ち消すように補正値（位相、振幅）を決定するので、従来のようにオペレータが補正値を選択する必要がないため、補正パターン決定のための工数を削減できる。

上記光ビーム走査装置において、前記光学特性は、前記回転多面鏡の各面における副走査ビーム径と走査線位置と光量との内の少なくともいずれか１つであるようにできる。また、前記記録体の特性は多重露光特性であるようにできる。

また、前記回転多面鏡の１回転を１周期とした周期的変調パターンの位相及び振幅を変えた周期的変調パターンにより所定の画像信号を変調して出力しむらの小さい補正値を選択する手段を更に備え、前記仮想的な周期的むらから導出した補正値を前記選択した補正値に基づいて修正することで最終的な補正値を決定するように構成できる。このように、仮想的な周期的むらから導出した補正値をテストで選択して得た補正値に基づいて修正するので、回転多面鏡の周期的むらをより高精度に補正できる。

本発明の周期的むら補正パターンの決定方法によれば、光ビームを回転多面鏡によって偏向して記録体上を走査する装置において、面倒れ補正性能の悪い光学系や倒れ角性能の悪い回転多面鏡が搭載されていたとしても、工数をかけずに高精度に周期的むらを補正することができる。

また、本発明の光ビーム走査装置によれば、回転多面鏡の周期的むらを補正するための周期的むら補正パターンを迅速に決定できるので、光ビーム走査の迅速な実行が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態による光ビーム走査装置の要部を概略的に示す図である。
図１の光ビーム走査装置１０は、入力した画像信号Ｇに基づき強度変調されたレーザ光Ｌを、回転多面鏡１３によって偏向して、ハロゲン化銀感光材料からなるシート状のフィルムＦ上を主走査するとともに、フィルムＦをレーザ光Ｌに対して主走査の方向Ｘと略直角な方向Ｙに相対移動させることにより副走査し、レーザ光Ｌにより画像信号Ｇに基づいてフィルムＦに潜像を形成する。なお、フィルムＦに形成された潜像は所定の現像プロセス（湿式や熱現像等）を経ることで可視像化される。

図１において、外部から入力したデジタル信号である画像信号Ｇは、Ｄ／Ａ変換器２４でアナログ信号に変換され、乗算回路２２に入力し、かかるアナログ信号に基づいて駆動回路２１により光源である半導体レーザ１１を駆動することで、半導体レーザ１１から変調されたレーザ光Ｌが出射する。

半導体レーザ１１から出射したレーザ光Ｌは、レンズ１２を通過し、シリンドリカルレンズ１５により上下方向にのみ収束されて、モータ１３ａにより矢印Ａ方向に回転する回転多面鏡１３に対し、その駆動軸に垂直な線像として入射する。回転多面鏡１３はレーザ光Ｌを主走査方向に反射し偏向し、偏向されたレーザ光Ｌは、２枚のレンズを組み合わせてなるシリンドリカルレンズを含むｆθレンズ１４を通過した後、光路上に主走査方向Ｘに延在して設けられたミラー１６で反射されて、搬送ローラ対１７，１８（フィルムＦの被走査面１９上のローラの図示を省略）により副走査方向Ｙに副走査されるフィルムＦの被走査面１９上を、主走査方向Ｘに繰り返し主走査することでレーザ光ＬをフィルムＦ上の被走査面１９の全面にわたって走査する。

図１において、周期的むらを補正するために、光ビーム走査装置１０に入力した画像信号Ｇによるアナログ信号Ｇ１は、乗算回路２２でパターン発生器２３からの周期的むら補正パターン（回転多面鏡一回転周期のむらを補正する）と濃度変調パターン（フィルム主走査方向の濃度差を補正する）を乗算した信号Ｇ２と乗算され、変調されて補正画像信号Ｇ３となる。

また、主走査方向Ｘの一端側に配置された同期センサ２７ａのレーザ光検知に基づいて主走査同期回路２７から主走査同期信号Ｇ４が制御部２０に入力する。また、回転多面鏡１３の面検知回路２８から回転多面鏡１３の各面を特定するための面検知信号Ｇ５が制御部２０に入力する。

駆動回路２１は、制御部２０から出力した主走査同期信号Ｇ４と補正画像信号Ｇ３に基づいて、主走査と同期して光ビームの強度を変調するように、半導体レーザ１１を制御する。

制御部２０は、各回路２１，２２，２４，パターン発生器２３及びモータ１３ａを制御する。パターン発生器２３は、制御部２０から出力した回転多面鏡１３の各面を特定するための面検知信号Ｇ５及び主走査同期信号Ｇ４に基づいて、主走査と同期して、また、回転多面鏡１３の各面毎に、メモリ２６に記憶されている周期的むら補正パターンと濃度変調パターンを読み出し乗算し、乗算回路２２に信号Ｇ２を送る。

キーボードやマウス等のポインティングデバイスから構成される入力部２５からパターン発生器２３における周期的むら補正パターンや濃度変調パターンを決定するための情報を制御部２０に入力する。また、ＣＲＴや液晶パネルからなる表示部２７に所定のデータやグラフを表示させることができる。

更に、制御部２０は、回転多面鏡１３の各面における副走査ビーム径と走査線位置と光量とを測定し、その測定結果及び走査ピッチ（回転多面鏡１３の回転速度または副走査速度で決まる）に基づいて仮想的な光量むら曲線を作成できるコンピュータ機能を有し、仮想的な光量むら曲線を表示部２７に表示し、コンピュータ上で、補正値（位相、振幅）を順次変更し仮想的な周期的むらが低減する補正値を探すことができる。かかるコンピュータ機能は、所定の処理を行うようにプログラミングされたソフトウエアがメモリ２６にインストールされており、必要に応じてメモリ２６から読み出されて実行に供される。

また、治工具を用いて像高方向の多数の箇所において図１の回転多面鏡１３の各面における副走査ビーム径と走査線位置と光量とを測定することで光ビーム走査装置１０の光学特性を得て、メモリ２６に記憶させる。

なお、治工具は、副走査ビーム径の測定のための測定器と、走査線位置測定のための測定器と、光量測定のためのフォトダイオード等による測定器とを含む。図１の光ビーム走査装置１０を治工具に載せて各測定を行う。各測定器は、像面に相当する位置に、主走査方向に並んで配置されており、主走査方向の複数箇所で測定するため、測定器は主走査方向に移動できるステージに搭載されている。ビーム径測定の測定器としては、例えば、PHOTON incのBeamScanを使用できる。また、走査線位置の測定器としては、例えば、特開平5-346548号公報に開示の光ビーム位置検出装置を使用できる。

次に、図２，図３，図４を参照して本実施の形態の回転多面鏡の周期的むら補正パターンの決定方法について説明する。図２は、図１の光ビーム走査装置において測定結果及び走査ピッチに基づいて得た補正前の仮想的な光量むら曲線を示すグラフ（ａ）及び補正後の仮想的な光量むら曲線を示すグラフ（ｂ）である。図３は、図２（ｂ）で得た仮想的な光量むら補正値を更に補正する場合を説明するためのグラフである。図４は本実施の形態の回転多面鏡の周期的むら補正パターンの決定方法を説明するためにフローチャートである。

図４を参照して説明する。まず、図７の治工具にて、像高方向の多数の箇所において回転多面鏡１３の各面における副走査ビーム径、走査線位置、光量を測定する（Ｓ０１）。なお、ビーム径のみではなく、ビーム形状そのものを測定してもよい。

次に、走査ピッチとステップＳ０１で測定した測定データを考慮して回転多面鏡１３の各面（０面〜５面までの合計６面）における光量分布（図２（ａ）に示す）を重ねあわせ、図１の制御部２０のコンピュータ機能により図２（ａ）のような仮想的な光量むら曲線を作成する（Ｓ０２）。

次に、上記コンピュータ機能により、補正値（位相、振幅）を順次変更し仮想的な周期的むらが低減する補正値を探し、例えば図２（ｂ）のような補正した仮想的な光量むら曲線を得る（Ｓ０３）。この補正した仮想的な光量むら曲線における補正値（位相、振幅）により、回転多面鏡の周期的むら補正パターンを決定することができる（Ｓ０４）。なお、図２（ａ）の補正前の仮想的な光量むら曲線を表示部２７に表示させながら、図２（ｂ）のような仮想的な光量むら曲線に補正することができる。

また、図５に示すような補正値を決定する方法により、補正値を選択する場合（Ｓ０４）、図５の工程Ａ１〜Ａ４によりテストフィルムを作成し、所定の像高で補正値を選択する（Ｓ０５）。なお、この場合、治工具で測定した像高方向の点数に対して十分少なくてもよい。

次に、図３のように、上記ステップＳ０５で実際の画像を用いて選択した３点の補正値ｍ１，ｍ２，ｍ３が、仮想的な周期的むらにより決定した補正値の曲線ｎ（破線で示す）対し、差異がある場合、仮想的な周期的むらにより決定した補正値の曲線ｎに修正を施し、図の実線のように、実際の画像を用いて選択した３点を通る曲線ｍに修正し（Ｓ０６）、この曲線ｍを最終的な補正値に決定する（Ｓ０７）。

以上のように、本実施の形態の周期的むら補正パターンの決定方法によれば、図１の光ビーム走査装置１０の光学特性を測定し、その測定結果によりコンピュータ上に仮想的な周期的むら曲線を作成し、その仮想的な周期的むらを打ち消すように補正値（位相、振幅）を決定するので、従来のようにオペレータが補正値を選択する必要がないため、周期的むら補正パターン決定のための工数を削減できる。このようにして迅速に決定された周期的むら補正パターンにより図１の光走査装置１０において回転多面鏡１３に起因する周期的むらを補正できるので、画像形成を迅速に行うことができ、画像形成の生産性が向上する。

また、上述のように、仮想的な周期的むらにより決定した補正値をテストフィルム上の実際の画像から決定した補正値３点の結果を考慮し、仮想的な周期的むらにより決定した補正値を修正することで、回転多面鏡１３の周期的むらをより高精度に補正でき、より高画質の画像を形成することができる。なお、補正値は、３点に限定されないが、複数が好ましい。

なお、フィルム等の記録体に多重露光特性がある場合は、記録体のセンシト特性及び多重露光特性を考慮して重ねあわせを行うことで濃度むら曲線を作成する必要がある。

以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図５のテストフィルム作成により位相と振幅の最適な補正値を決定するとき、位相と振幅の分解能は、更に粗くしたり、または、更に細かくしてもよい。

また、図１では、アナログ信号で演算しているが、デジタル信号で演算してもよい。図１のメモリ２６に所定のソフトウエアをインストールし、補正値を算出するようにしたが、装置外部のコンピュータで補正値の算出を行うようにしてもよい。

また、図１の光ビーム走査装置は、記録体をハロゲン化銀感光材料からなるフィルム等の記録媒体とした画像形成装置として構成可能であるが、本発明はこれに限定されず、例えば、記録体を放射線画像情報が記録された輝尽性蛍光体を含有する放射線画像変換プレートとし、放射線画像変換プレートをレーザ光で走査することで放射線画像情報を読み取る画像読取装置として構成してもよい。

本実施の形態による光ビーム走査装置の要部を概略的に示す図である。 図１の光ビーム走査装置において測定結果及び走査ピッチに基づいて得た補正前の仮想的な光量むら曲線を示すグラフ（ａ）及び補正後の仮想的な光量むら曲線を示すグラフ（ｂ）である。 図２（ｂ）で得た仮想的な光量むら補正値を更に補正する場合を説明するためのグラフである。 本実施の形態の回転多面鏡の周期的むら補正パターンの決定方法を説明するためにフローチャートである。 特許文献１における周期的むら補正パターンを決定する工程を説明するための図である。 従来の回転多面鏡の面倒れ補正特性が良い光学系と悪い光学系についての面倒れ補正特性を示すグラフである。

符号の説明

１０ 光ビーム走査装置
１１ 半導体レーザ
１３ 回転多面鏡
１３ａ モータ
１９ 被走査面
２０ 制御部
２１ 駆動回路
２２ 乗算回路
２３ パターン発生器
２５ 入力部
２６ メモリ
Ｆ フィルム（記録体）
Ｌ レーザ光
Ｘ 主走査方向
Ｙ 副走査方向

Claims (8)

1. 回転多面鏡の１回転を１周期とした周期的むら補正パターンにより画像信号を変調し、前記変調された画像信号により強度変調された光ビームを回転多面鏡によって偏向して記録体上を主走査するとともに、前記記録体を前記光ビームに対して前記主走査方向と略垂直な方向に相対移動させることで副走査する装置の周期的むら補正パターンの決定方法において、
   前記装置の光学特性及び前記記録体の特性の少なくとも一方を測定するステップと、
   前記測定した光学特性及び前記記録体の特性に基づいてコンピュータ上に仮想的な周期的むらを作成するステップと、
   前記仮想的な周期的むらを打ち消すように前記周期的むら補正パターンの補正値を決定するステップと、を含むことを特徴とする周期的むら補正パターンの決定方法。
2. 前記光学特性は、前記回転多面鏡の各面に対する前記記録体上での副走査ビーム径と走査線位置と光量との内の少なくともいずれか１つである請求項１に記載の周期的むら補正パターンの決定方法。
3. 前記記録体の特性は多重露光特性である請求項１または２に記載の周期的むら補正パターンの決定方法。
4. 前記回転多面鏡の１回転を１周期とした周期的変調パターンの位相及び振幅を変えた周期的変調パターンにより所定の画像信号を変調して出力しむらの小さい補正値を選択するステップを更に含み、
   前記仮想的な周期的むらから導出した補正値を前記選択した補正値に基づいて修正することで最終的な補正値を決定する請求項１，２または３に記載の周期的むら補正パターンの決定方法。
5. 回転多面鏡の１回転を１周期とした周期的むら補正パターンにより画像信号を変調し、前記変調された画像信号により強度変調された光ビームを回転多面鏡によって偏向して記録体上を主走査するとともに、前記記録体を前記光ビームに対して前記主走査方向と略垂直な方向に相対移動させることで副走査する光ビーム走査装置において、
   前記光ビーム走査装置の光学特性及び前記記録体の特性の少なくとも一方を測定し、前記測定した光学特性及び前記記録体の特性に基づいて仮想的な周期的むらを作成する手段と、
   前記仮想的な周期的むらを打ち消すように前記周期的むら補正パターンの補正値を決定する手段と、を備えることを特徴とする光ビーム走査装置。
6. 前記光学特性は、前記回転多面鏡の各面に対する前記記録体上での副走査ビーム径と走査線位置と光量との内の少なくともいずれか１つである請求項５に記載の光ビーム走査装置。
7. 前記記録体の特性は多重露光特性である請求項５または６に記載の光ビーム走査装置。
8. 前記回転多面鏡の１回転を１周期とした周期的変調パターンの位相及び振幅を変えた周期的変調パターンにより所定の画像信号を変調して出力しむらの小さい補正値を選択する手段を更に備え、
   前記仮想的な周期的むらから導出した補正値を前記選択した補正値に基づいて修正することで最終的な補正値を決定する請求項５，６または７に記載の光ビーム走査装置。
   
   

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