JP2549012B2 - Image recording device - Google Patents
Image recording deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザを光源による画像記録装置に関し、
特にfθレンズの特性による主走査画素記録密度むらの
改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image recording device using a laser as a light source,
In particular, it relates to improvement of unevenness in main scanning pixel recording density due to characteristics of the fθ lens.
従来の技術 レーザを光源とする画像記録装置は、ポリゴンミラー
等によって一次元方向に偏向されたレーザビームによ
り、フィルムなどの記録担体を主走査すると共に、記録
担体を主走査方向と直交する方向(副走査方向)に相対
的に移動して、記録担体を二次元的に走査し画像情報の
記録を行う。2. Description of the Related Art An image recording apparatus using a laser as a light source mainly scans a record carrier such as a film with a laser beam deflected in a one-dimensional direction by a polygon mirror or the like, and also moves the record carrier in a direction orthogonal to the main scanning direction. By moving relatively in the sub-scanning direction) and scanning the record carrier two-dimensionally, image information is recorded.
このような装置において、結像レンズとしては一般に
fθレンズが用いられる。このfθレンズによって記録
担体上にビームスポットを形成し、ガスレーザならAOM
等の変調器を用いて、レーザダイオードなら直接に変調
されたレーザビームで、記録担体上に画像を記録する。In such a device, an fθ lens is generally used as an imaging lens. A beam spot is formed on the record carrier by this fθ lens.
An image is recorded on the record carrier by a laser beam directly modulated by a laser diode using a modulator such as.
レーザビームの変調は、レーザビームが主走査始点検
出センサを通過した後、一定周波数の基準クロックと画
像信号とに基づいて作成した網点信号により行われる。The laser beam is modulated by a halftone dot signal created based on a reference clock having a constant frequency and an image signal after the laser beam passes through the main scanning start point detection sensor.
さて、主走査方向の、ビーム偏向装置にポリゴンミラ
ー等の反射平面が定角速度運動する偏向器を用い、結像
レンズとしてfθレンズを用いた場合、記録担体上の結
像面のビームスポットの走査速度は一定となる。すなわ
ち、一定の周波数の基準クロックで、結像面にある記録
担体に画像を記録した場合、画素記録密度は主走査方向
どの位置でも一定となり、主走査方向にむらのない画像
記録ができる。In the main scanning direction, when a deflector such as a polygon mirror which has a constant angular velocity movement is used as a beam deflecting device and an fθ lens is used as an imaging lens, the beam spot of the imaging surface on the record carrier is scanned. The speed is constant. That is, when an image is recorded on the record carrier on the image plane with a reference clock having a constant frequency, the pixel recording density is constant at any position in the main scanning direction, and an image can be recorded evenly in the main scanning direction.
次にこのことを、式を用いて説明する。fθレンズの
ビーム入射角θと像高xの関係は次式で与えられる。Next, this will be described using an equation. The relationship between the beam incident angle θ of the fθ lens and the image height x is given by the following equation.
x=f・θ …(1) 上式を時間微分すると、 dx/dt=f・dθ/dt …(2) となる。この(2)式において、左辺は像面のビーム走
査速度に相当し、右辺のdθ/dtは、fθレンズに入射
するビームの入射角θの時間的変化、つまり角速度を示
す。x = f · θ (1) When the above equation is time-differentiated, dx / dt = f · dθ / dt (2) is obtained. In the equation (2), the left side corresponds to the beam scanning speed of the image plane, and dθ / dt on the right side indicates the temporal change of the incident angle θ of the beam entering the fθ lens, that is, the angular velocity.
ポリゴンミラーの角速度が一定とすると、主走査方向
焼付け有効領域では、dθ/dtも一定となるため、走査
速度dx/dtも一定となる。これによって、主走査方向に
むらのない画像記録が達成される。When the angular velocity of the polygon mirror is constant, dθ / dt is also constant in the main scanning direction effective printing area, and thus the scanning speed dx / dt is also constant. As a result, image recording without unevenness in the main scanning direction is achieved.
発明が解決しようとする課題 ところで、近年、fθレンズに対する要求として、有
効領域全域で結像スポット径を小さくして画像記録密度
を上げると共に、走査角度を大きくして画像記録の行え
る有効領域をより広く取ろうとする要求がある。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention By the way, in recent years, as a demand for the fθ lens, the image forming spot diameter is reduced to increase the image recording density in the entire effective area, and the scanning angle is increased to increase the effective area capable of image recording. There is a demand to take it widely.
このような要求を優先してfθレンズを設計した場
合、一方でfθ特性がいく分犠牲になるという問題が生
じる。即ち、第(1)式で示した入射角θと像高xの関
係が十分に満たされなくなるために、たとえポリゴンミ
ラーが安定に回転したとしても、結像面上でのビームス
ポットの走査速度が一定でなくなってしまい、主走査方
向において画像記録密度にむらが生じてしまうのであ
る。When the fθ lens is designed with priority given to such requirements, on the other hand, there arises a problem that the fθ characteristic is somewhat sacrificed. That is, since the relationship between the incident angle θ and the image height x shown in the equation (1) is not sufficiently satisfied, even if the polygon mirror is stably rotated, the scanning speed of the beam spot on the image forming surface. Is not constant, which causes unevenness in the image recording density in the main scanning direction.
本発明はこのような点に鑑み、レンズ設計の際に犠牲
となるレンズのfθ特性を電気的処理で補正し、安価
で、広い有効走査領域にわたって画素密度のむらなく、
かつ高精細に画像記録を行うことのできる有効な画像記
録装置を提供することを目的としている。In view of such a point, the present invention corrects the fθ characteristic of the lens, which is a sacrifice at the time of lens design, by electrical processing, is inexpensive, and has a uniform pixel density over a wide effective scanning area.
Moreover, it is an object of the present invention to provide an effective image recording apparatus capable of recording an image with high definition.
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、レーザ光源から
発されたレーザビームを画像信号と基準クロックとに基
づき変調する変調手段と、変調されたレーザビームを主
走査方向に走査する第1の走査手段と、前記レーザビー
ムを結像して記録担体表面にビームスポットを形成する
ためのfθレンズ(必ずしもfθ特性が良好でなくて
も、この種の平面走査用レンズは一般にfθレンズと呼
ばれており、本明細書でもそれに従っている。)と、記
録担体を主走査方向と直交する方向に相対移動させるた
めの第2の走査手段と、fθレンズの特性に起因したビ
ームスポットの主走査速度の変化に対応して、前記変調
手段に加える基準クロックの周波数を制御する周波数制
御手段と、1回の主走査の度にレーザビームの主走査開
始位置と基準クロックの発生開始時期とを同期させる同
期手段と、を備え、前記周波数制御手段は、1ワードn
ビット(nは2以上の整数)のラインメモリと、D/A変
換器と電圧制御発振器とからなり、ラインメモリには、
fθレンズへの所定の入射角毎に1アドレス・1ワード
として、各ワード毎にfθレンズの結像面上での主走査
速度に関連した値がnビットのデータとして記憶されて
おり、各主走査開始後のfθレンズの入射角に比例した
アドレス指定信号により、前記ラインメモリから読み出
されるnビットデータをD/A変換器でアナログ量に変換
すると共に、電圧制御発振器でアナログ量に比例した周
波数の基準クロックを作成することを特徴としている。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a modulating means for modulating a laser beam emitted from a laser light source based on an image signal and a reference clock, and a modulated laser beam in a main scanning direction. And a first scanning means for scanning the laser beam and an fθ lens for forming the beam spot on the surface of the record carrier by imaging the laser beam (even if the fθ characteristic is not necessarily good, this type of plane scanning lens is It is generally called an fθ lens, which is also followed in this specification.), Second scanning means for relatively moving the record carrier in the direction orthogonal to the main scanning direction, and the characteristics of the fθ lens. Frequency control means for controlling the frequency of the reference clock applied to the modulating means in response to the change in the main scanning speed of the beam spot, and the main scanning of the laser beam for each main scanning. Comprising a synchronizing means for synchronizing the generation start timing of the start position and the reference clock, wherein the frequency control means, one word n
It consists of a bit (n is an integer of 2 or more) line memory, a D / A converter and a voltage controlled oscillator.
One address and one word for each predetermined angle of incidence on the fθ lens, and a value related to the main scanning speed on the image plane of the fθ lens is stored as n-bit data for each word. An n-bit data read from the line memory is converted into an analog amount by the D / A converter by an addressing signal proportional to the incident angle of the fθ lens after the start of scanning, and a frequency proportional to the analog amount is generated by the voltage controlled oscillator. It is characterized by creating a reference clock of.
又、上記画像記録装置は、更に、基準クロックの周波
数に比例したアナログ電圧を得るアナログ電圧発生手段
と、このアナログ電圧を主走査方向の対応する位置にお
ける画像信号に乗算する乗算処理手段とを備え、乗算処
理手段から得た信号でレーザビームの強度を変化させる
ことを特徴としている。Further, the image recording apparatus further comprises an analog voltage generating means for obtaining an analog voltage proportional to the frequency of the reference clock, and a multiplication processing means for multiplying the analog voltage by the image signal at the corresponding position in the main scanning direction. It is characterized in that the intensity of the laser beam is changed by the signal obtained from the multiplication processing means.
作用 fθレンズの結像面において主走査速度がどのように
変化するかは、前もってわかっている。従って、予めラ
インメモリに、fθレンズの所定の入射角毎に1アドレ
ス・1ワードとして、各ワード毎にfθレンズの結像面
上での主走査速度に関連した値をnビットのデータとし
て記憶することができる。そして、このラインメモリか
ら一定時間おきに1ワードずつnビットのデータを読出
し、D/A変換器でアナログ量に変換して後、電圧制御発
振器にてアナログ量に比例した周波数の基準クロックを
発生させる。この場合、同期手段にてレーザビムーの1
回の主走査の度に基準クロックの発生開始時期と、レー
ザビームの主走査開始時期を同期させれば、記録担体表
面上で、主走査速度の速いところでは基準クロックの周
波数が高く、主走査速度の遅いところでは基準クロック
の周波数を低くすることができる。その結果として記録
担体表面に形成される主走査ピッチが主走査方向全域に
わたって均一となる。Action It is known in advance how the main scanning speed changes in the image plane of the fθ lens. Therefore, one address and one word are stored in advance in the line memory for each predetermined incident angle of the fθ lens, and a value related to the main scanning speed on the image plane of the fθ lens is stored as n-bit data for each word. can do. Then, n-bit data is read word by word from this line memory at regular intervals, converted into an analog amount by the D / A converter, and then a reference clock with a frequency proportional to the analog amount is generated by the voltage controlled oscillator. Let In this case, the laser beam 1
By synchronizing the generation start timing of the reference clock with the main scanning start timing of the laser beam for each main scanning, the frequency of the reference clock is high on the surface of the record carrier where the main scanning speed is high. The frequency of the reference clock can be lowered at a slow speed. As a result, the main scanning pitch formed on the surface of the record carrier becomes uniform over the entire main scanning direction.
実施例 第1図は本発明に係る画像記録装置の一実施例の全体
構成を示す図である。この装置は主走査用の第1の走査
手段としてポリゴンミラーを備えた製版用スキャナであ
る。図中に示すX方向、Y方向が夫々主走査方向、副走
査方向に相当する。製版用スキャナでは画像信号に網点
変調をかけて出力するのが通例であるため本明細書もそ
れに従って記述する。しかし、連続階調出力の画像記録
装置にも本発明を適用できる。レーザ光源1で発生した
レーザビームLBは、変調手段としてのAOM(音響光学変
調器)2へ入射される。AOM2は網点信号発生装置3より
レーザビームLBをON/OFF変調する網点信号が入力されて
いる。Embodiment FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of an embodiment of the image recording apparatus according to the present invention. This apparatus is a plate-making scanner provided with a polygon mirror as a first scanning means for main scanning. The X direction and the Y direction shown in the figure correspond to the main scanning direction and the sub scanning direction, respectively. In a plate-making scanner, it is customary to subject the image signal to halftone dot modulation before being output, and this specification will be described accordingly. However, the present invention can also be applied to an image recording device that outputs continuous tone. The laser beam LB generated by the laser light source 1 is incident on an AOM (acousto-optic modulator) 2 as a modulation means. A dot signal for ON / OFF modulating the laser beam LB is input to the AOM 2 from the dot signal generator 3.
AOM2によってON/OFF変調されたレーザビームLBは、a
方向に等速回転しているポリゴンミラー4のミラー面に
入射される。ポリゴンミラー4のミラー面から反射され
るレーザビームLBは、ポリゴンミラー4の回転に伴って
X方向に周期的に偏向される。偏向後のレーザビームLB
はfθレンズ5を通ってその結像面位置に設けられた感
光材6上にビームスポットとして結像する。感光材6は
b方向に回転駆動されるドラム7に被着されている。前
記ポリゴンミラー4の回転とドラム7の回転とにより、
レーザビームLBは、感光材6表面に二次元画像を記録す
る。The laser beam LB that is ON / OFF modulated by AOM2 is a
The light is incident on the mirror surface of the polygon mirror 4 rotating at a constant speed in the direction. The laser beam LB reflected from the mirror surface of the polygon mirror 4 is periodically deflected in the X direction as the polygon mirror 4 rotates. Laser beam LB after deflection
Forms an image as a beam spot through the fθ lens 5 and on the photosensitive material 6 provided at the image plane position. The photosensitive material 6 is attached to a drum 7 that is driven to rotate in the b direction. By the rotation of the polygon mirror 4 and the rotation of the drum 7,
The laser beam LB records a two-dimensional image on the surface of the photosensitive material 6.
前記ドラム7の一側であって主走査方向Xの開始点側
には、レーザビームLBの主走査開始位置を検出するため
のスタートセンサ8が設けられている。A start sensor 8 for detecting the main scanning start position of the laser beam LB is provided on one side of the drum 7 and on the start point side in the main scanning direction X.
前記fθレンズ5は、fθ特性をいく分犠牲にするこ
とによって、有効走査領域で結像スポット径を小さくし
て画像を高精細にし、かつ有効走査領域を広くするよう
設計されている。そのため、このfθレンズ5の入射角
θと像高xの関係が第2図(a)に実線で示すようにリ
ニアになっていない(破線は理想的なfθレンズの特性
を示している。)。The fθ lens 5 is designed to sacrifice the fθ characteristic to some extent to reduce the image forming spot diameter in the effective scanning region to make the image highly precise and to widen the effective scanning region. Therefore, the relationship between the incident angle θ of the fθ lens 5 and the image height x is not linear as shown by the solid line in FIG. 2 (a) (the broken line shows the characteristic of the ideal fθ lens). .
尚、fθレンズ5で結像されたビームスポットがスタ
ートセンサ8で検出される時刻をt=0とし、その時の
入射角をθ=0とすれば、入射角θと時間tとは一対一
に対応するので、第2図(a)の、横軸は時間軸で表し
ている。又、像高xはスタートセンサ8の位置を原点と
すれば、主走査方向の座標xと同じなので、縦軸は主走
査方向Xの座標xで表している。If the time when the beam spot imaged by the fθ lens 5 is detected by the start sensor 8 is t = 0 and the incident angle at that time is θ = 0, the incident angle θ and the time t are one-to-one. Since it corresponds, the horizontal axis of FIG. 2 (a) is represented by the time axis. Further, since the image height x is the same as the coordinate x in the main scanning direction when the position of the start sensor 8 is the origin, the vertical axis is represented by the coordinate x in the main scanning direction X.
ところで、上記のようにfθ特性として時間tと主走
査方向座標xとがリニアになっていないと、そのfθレ
ンズ5で結像されたビームスポットの感光材6上での主
走査速度V(t)(=dx/dt)は、第2図(b)の実線
で示すように刻々変化することとなる。By the way, if the time t and the coordinate x in the main scanning direction are not linear as the fθ characteristic as described above, the main scanning speed V (t of the beam spot imaged by the fθ lens 5 on the photosensitive material 6 is obtained. ) (= Dx / dt) changes every moment as shown by the solid line in FIG. 2 (b).
今、AOM2を変調するための基準クロックの周波数をfd
(t)、AOM2によるレーザビームのON/OFF変調によって
感光材6上に記録される主走査のピッチをΔP(t)、
ビームスポットの感光材6上での主走査速度をV(t)
とすると、 ΔP(t)=K1・V(t)/fd(t) …(3) なる関係が成立している。但し、K1は定数である。この
関係式において、主走査速度V(t)は第2図(b)に
示したように時間tと共に変化するので、本発明の主題
である主走査ピッチΔP(t)を一定にするには、第2
図(c)に示すように基準クロックの周波数fd(t)が
主走査速度V(t)と比例的に変化するものでなければ
ならない。Now, let fd be the frequency of the reference clock for modulating AOM2.
(T), the main scanning pitch recorded on the photosensitive material 6 by the ON / OFF modulation of the laser beam by AOM2 is ΔP (t),
The main scanning speed of the beam spot on the photosensitive material 6 is V (t)
Then, the relation ΔP (t) = K 1 · V (t) / fd (t) (3) holds. However, K 1 is a constant. In this relational expression, the main scanning speed V (t) changes with time t as shown in FIG. 2 (b), so that the main scanning pitch ΔP (t), which is the subject of the present invention, can be kept constant. , Second
The frequency fd (t) of the reference clock must change proportionally to the main scanning speed V (t) as shown in FIG.
網点信号発生装置3は、基準クロックの周波数fd
(t)をこのような条件を満たすように変化させる回路
を含むもので、その詳細を第3図に示す。図に示すよう
に網点信号発生装置3は、基準クロック発生回路9と網
点信号発生回路10とから成っている。基準クロック発生
回路9は、アドレスカウンタ91、ラインメモリ92、D/A
変換器93、ローパスフィルタ94及び電圧制御発振器(以
下、VCOと略す。)95から成っている。The halftone dot signal generator 3 has the frequency fd of the reference clock.
A circuit for changing (t) so as to satisfy such a condition is included, and its details are shown in FIG. As shown in the figure, the halftone dot signal generator 3 comprises a reference clock generating circuit 9 and a halftone dot signal generating circuit 10. The reference clock generation circuit 9 includes an address counter 91, a line memory 92, and a D / A.
It is composed of a converter 93, a low-pass filter 94 and a voltage controlled oscillator (hereinafter abbreviated as VCO) 95.
アドレスカウンタ91は、スタートセンサ8によるビー
ムスポット検出信号が入力されるのを開始条件として、
以後、図示しないクロック発生器から出力される一定周
波数のクロックパルスを順次カウントし、そのときのカ
ウント値をラインメモリ92のアドレス指定信号として出
力する。この時、ポリゴンミラー4は定角速度運動をし
ているので、前記カウント値すなわちアドレス指定信号
は入射角θに比例した値となっている。アドレスカウン
タ91のカウント値がライメモリ92のワード数と同数にな
るとカウントを終了する。そして、次にスタートセンサ
8からのビームスポット検出信号が入力されると、アド
レスカウンタ91をリセットして、再びカウント動作を繰
り返す。The address counter 91 receives the beam spot detection signal from the start sensor 8 as a start condition,
Thereafter, clock pulses of a constant frequency output from a clock generator (not shown) are sequentially counted, and the count value at that time is output as an address designation signal of the line memory 92. At this time, since the polygon mirror 4 is moving at a constant angular velocity, the count value, that is, the addressing signal has a value proportional to the incident angle θ. When the count value of the address counter 91 reaches the same number as the number of words in the memory 92, the counting is finished. Then, when the beam spot detection signal from the start sensor 8 is next input, the address counter 91 is reset and the counting operation is repeated again.
ラインメモリ92は、1ワードnビットのメモリで、こ
れにはfθレンズ5への所定の入射角毎に1アドレス・
1ワードとして、各ワード毎にfθレンズ5の結像面上
での主走査速度V(t)に関連した値がnビットのデー
タとして記憶されている。第4図はメモリ92にどのよう
な内容を記憶するかを示している。第4図(a)はfθ
レンズ5の有効入射角に対する結像面上での主走査速度
V(t)を示す図である。有効入射角とはfθレンズ5
によって決まる有効走査領域を走査するために必要とさ
れる範囲の入射角をいう。尚、この図は、第2図(b)
の横軸を時間から入射角θに変更しただけであり、実質
的に第2図(b)と等価な図である。第4図(a)にお
いて、有効入射角をラインメモリ92の全ワード数で区切
り、各区画の例えば左端の速度Vi(i=1…m)を予め
求めておく。そして第4図(b)に示すように区画の番
号に対応するアドレスに、その区画における主走査速度
Viに関連する値をnビットの符号で記憶させている。The line memory 92 is a 1-word n-bit memory, which has one address for each predetermined angle of incidence on the fθ lens 5.
As one word, a value related to the main scanning speed V (t) on the image plane of the fθ lens 5 is stored as n-bit data for each word. FIG. 4 shows what contents are stored in the memory 92. Figure 4 (a) shows fθ
FIG. 6 is a diagram showing a main scanning speed V (t) on an image plane with respect to an effective incident angle of a lens 5. The effective incident angle is the fθ lens 5
The incident angle of the range required for scanning the effective scanning area determined by This figure is shown in Fig. 2 (b).
The horizontal axis of is only changed from the time to the incident angle θ, and is a diagram substantially equivalent to FIG. 2 (b). In FIG. 4A, the effective incident angle is divided by the total number of words in the line memory 92, and the speed Vi (i = 1 ... M) at the left end of each section is obtained in advance. Then, as shown in FIG. 4 (b), at the address corresponding to the partition number, the main scanning speed in that partition is set.
The value associated with Vi is stored as an n-bit code.
D/A変換器93は、前記ラインメモリ92から1ワード毎
に読出されるnビットのディジタルデータをアナログ信
号に変換する回路である。The D / A converter 93 is a circuit for converting n-bit digital data read from the line memory 92 for each word into an analog signal.
ローパスフィルタ94は、D/A変換器93の出力であるア
ナログ信号から高周波ノイズを除去するフィルタであ
る。The low-pass filter 94 is a filter that removes high-frequency noise from the analog signal output from the D / A converter 93.
VCO95は、ローパスフィルタ94の出力信号に比例した
周波数の基準クロックDCを出力する回路である。この回
路95及び前記D/A変換器93、ローパスフィルタ94はいず
れも公知の回路である。The VCO 95 is a circuit that outputs a reference clock DC having a frequency proportional to the output signal of the low pass filter 94. The circuit 95, the D / A converter 93, and the low pass filter 94 are all known circuits.
網点信号発生回路10は画像処理部101と網点信号発生
器102とドライバー103とから成る。画像処理部101は入
力機で得た画像信号を階調修正や色修正等の処理を行う
公知の回路である。網点信号発生器102は画像処理部101
で得た画像データを、基準クロック発生回路9から得ら
れる基準クロックDCによって2値化する回路である。ド
ライバー103は、網点信号発生器102から得られる網点信
号を高周波信号(例えば80MHzの搬送波)で振幅変調す
る回路である。このドライバー103より得た出力がAOM2
に加えられ、レーザビームLBをON/OFF変調する。この場
合、ON/OFF変調の周波数は基準クロック発生回路9から
得る基準クロックDCの周波数fd(t)に等しい。The halftone dot signal generation circuit 10 includes an image processing unit 101, a halftone dot signal generator 102, and a driver 103. The image processing unit 101 is a known circuit that performs processing such as gradation correction and color correction on the image signal obtained by the input device. The halftone dot signal generator 102 is an image processing unit 101.
This is a circuit that binarizes the image data obtained in step 1 by the reference clock DC obtained from the reference clock generation circuit 9. The driver 103 is a circuit that amplitude-modulates a halftone dot signal obtained from the halftone dot signal generator 102 with a high frequency signal (for example, a carrier wave of 80 MHz). The output from this driver 103 is AOM2
The laser beam LB is ON / OFF modulated. In this case, the frequency of ON / OFF modulation is equal to the frequency fd (t) of the reference clock DC obtained from the reference clock generation circuit 9.
次に、上記構成の装置の動作を説明する。レーザ光源
1から発したレーザビームLBは、AOM2にて基準クロック
DCの周波数でON/OFF変調されて後、ポリゴンミラー4で
周期的にX方向に偏向され、fθレンズ5を通して感光
材6上に結像される。ここで、fθレンズ5は高精細で
有効領域は広いがfθ特性をいく分犠牲にしたレンズを
用いている。又、基準クロック発生回路9をラインメモ
リ92に記憶した主走査速度Viに関するデータは、前記f
θレンズ5のそれである。従って、感光材6上における
ビームスポートの主走査方向の速度は、第2図(b)に
示すように時間の関数となっており、一定していない。Next, the operation of the apparatus having the above configuration will be described. The laser beam LB emitted from the laser light source 1 is the reference clock in AOM2.
After being ON / OFF-modulated at the frequency of DC, it is periodically deflected in the X direction by the polygon mirror 4 and imaged on the photosensitive material 6 through the fθ lens 5. Here, the fθ lens 5 is a lens with high definition and a wide effective area, but sacrificing the fθ characteristic to some extent. Further, the data relating to the main scanning speed Vi in which the reference clock generation circuit 9 is stored in the line memory 92 is
This is that of the θ lens 5. Therefore, the velocity of the beam sport in the main scanning direction on the photosensitive material 6 is a function of time as shown in FIG. 2B, and is not constant.
今、ビームスポットが主走査開始位置にあるスタート
センサ8で検出され、感光材6の左端から右端まで1ラ
インスキャンされる場合を想定する。ビームスピットが
スタートセンサ8で検出されることにより、基準クロッ
ク発生回路9のアドレスカウンタ91がカウント値をリセ
ットし、一定周波数のクロックに同期して0から順にカ
ウントし始める。アドレスカウンタ91の出力はアドレス
指定信号としてラインメモリ92に加えられ、ラインメモ
リ92のメモリ内容を1ワードずつ読出して行く。ライン
メモリ92は1ワードにnビットの符号が記憶されている
ので、各ワードのビット信号はD/A変換器93にパラレル
に入力され、ここでアナログ信号に変換される。第4図
(c)はレーザビームLBが1回主走査される間に得られ
るアナログ信号の変化を示している。It is now assumed that the beam spot is detected by the start sensor 8 at the main scanning start position and one line is scanned from the left end to the right end of the photosensitive material 6. When the beam spit is detected by the start sensor 8, the address counter 91 of the reference clock generation circuit 9 resets the count value and starts counting sequentially from 0 in synchronization with the clock of a constant frequency. The output of the address counter 91 is applied to the line memory 92 as an address designation signal, and the memory contents of the line memory 92 are read word by word. Since the line memory 92 stores an n-bit code in one word, the bit signal of each word is input in parallel to the D / A converter 93 and converted into an analog signal here. FIG. 4 (c) shows a change in the analog signal obtained during the main scan of the laser beam LB once.
このアナログ信号はVCO95で基準クロックDCに変換さ
れ、網点発生器102に印加される。VCO95から得る基準ク
ロックDCの周波数の時間的変化は第2図(c)に示す。
この周波数を時間tの関数としてfd(t)で表す。この
周波数fd(t)は第4図(c)のアナログ信号と同様な
曲線であるし、ラインメモリ92のワード数を十分多くす
れば、fθレンズ5の結像面における主走査速度V
(t)と相似形になる。このことは、第2図(b)と第
2図(c)との曲線が近似している点からも首肯でき
る。従って、ラインメモリ92のワード数を十分に多くす
ることにより、基準クロックDCの周波数fd(t)は主走
査速度V(t)との間で次の関係が成り立つ。This analog signal is converted into a reference clock DC by the VCO 95 and applied to the halftone dot generator 102. The time change of the frequency of the reference clock DC obtained from the VCO 95 is shown in FIG. 2 (c).
This frequency is represented by fd (t) as a function of time t. This frequency fd (t) is a curve similar to the analog signal of FIG. 4 (c), and if the number of words in the line memory 92 is sufficiently increased, the main scanning speed V on the image plane of the fθ lens 5
It becomes similar to (t). This can be confirmed from the fact that the curves in FIGS. 2 (b) and 2 (c) are similar. Therefore, by sufficiently increasing the number of words in the line memory 92, the frequency fd (t) of the reference clock DC has the following relationship with the main scanning speed V (t).
fd(t)∝V(t) …(4) fd(t)=K2V(t) …(4)′ 但し、K2は定数である。fd (t) ∝V (t) (4) fd (t) = K 2 V (t) (4) 'However, K 2 is a constant.
上記のようにして作成された基準クロックDCは網点信
号発生器102に与えられ、ここで、基準クロックDCを受
取る毎に画像処理部101から受取った画像信号を網点信
号に変換する。The reference clock DC created as described above is supplied to the halftone dot signal generator 102, and every time the reference clock DC is received, the image signal received from the image processing unit 101 is converted into a halftone dot signal.
次に、この網点信号をドライバー103を通じてAOM2に
加える。AOM2では網点信号によってレーザビームLBをON
/OFF変調する。この場合、網点信号の周波数は基準クロ
ックDCのそれに一致しているので、レーザビームLBは、
AOM2において基準クロック周波数fd(t)によってON/O
FF変調される。このように、基準クロックの周波数fd
(t)によって変調されたレーザビームが、ポリゴンミ
ラー4、fθレンズ5を通して感光材6に結像され、主
走査されるので、感光材6上に形成される主走査ピッチ
ΔP(t)は、(4)′式を(3)式に代入することに
より得る。即ち となる。Next, this halftone dot signal is applied to AOM2 through the driver 103. AOM2 turns on laser beam LB by halftone dot signal
/ OFF Modulate. In this case, since the frequency of the halftone dot signal matches that of the reference clock DC, the laser beam LB is
ON / O in AOM2 depending on the reference clock frequency fd (t)
FF modulated. Thus, the frequency fd of the reference clock
Since the laser beam modulated by (t) is imaged on the photosensitive material 6 through the polygon mirror 4 and the fθ lens 5 and is subjected to main scanning, the main scanning pitch ΔP (t) formed on the photosensitive material 6 is It is obtained by substituting the equation (4) 'into the equation (3). That is Becomes
上式の右辺のK1,K2は定数であるから、左辺のΔP
(t)は時間に依存しない定数となる。つまり、このこ
とは、上記装置によれば、fθ特性を犠牲にしたfθレ
ンズを用いても、感光材6上での主走査ピッチを常に一
定に保つことができ、画素密度にむらのない記録が可能
なことを意味している。尚、第2図(d)は上記(5)
式の関係をグラフで表している。Since K 1 and K 2 on the right side of the above equation are constants, ΔP on the left side
(T) is a constant that does not depend on time. That is, according to the above apparatus, the main scanning pitch on the photosensitive material 6 can always be kept constant even if the fθ lens that sacrifices the fθ characteristic is used, and recording with uniform pixel density is possible. Means that is possible. Incidentally, FIG. 2 (d) shows the above (5).
The relationship between expressions is shown in a graph.
次に、第5図は本発明の他の一実施例を示している。
上記した実施例では、感光材6上での主走査速度が変化
しても主走査ピッチを一定に保つことができるが、この
場合、主走査速度の変化があまり大きいと、レーザ光源
1の出力パワーを一定にしても感光材6上には一定の濃
度で記録することができず、濃淡を生じることがある。
即ち、感光材6上での主走査速度の変化が大きいと、レ
ーザ光源1の出力パワーが一定であっても、主走査速度
が速いところでは単位面積当たりの照射エネルギーが低
いために記録濃度が淡くなるし、逆に主走査速度が遅い
ところでは単位面積当たりの照射エネルギーが高いため
に記録濃度が濃くなる。Next, FIG. 5 shows another embodiment of the present invention.
In the above-described embodiment, the main scanning pitch can be kept constant even if the main scanning speed on the photosensitive material 6 changes, but in this case, if the change in the main scanning speed is too large, the output of the laser light source 1 is increased. Even if the power is constant, it is not possible to record on the photosensitive material 6 at a constant density, which may cause shading.
That is, when the change in the main scanning speed on the photosensitive material 6 is large, even if the output power of the laser light source 1 is constant, the irradiation energy per unit area is low at a high main scanning speed, so that the recording density is high. On the contrary, when the main scanning speed is low, the irradiation energy per unit area is high, so that the recording density is high.
第5図の実施例は、主走査速度の大きな変化に起因し
たような濃度むらを防止するために工夫したものであ
る。そのため、先ず、網点信号発生回路10の網点信号発
生器102とドライバー103との間に乗算処理部104を設け
ると共に、基準クロック発生回路9のVCO95の出力に周
波数・電圧変換器99を接続し、この周波数・電圧変換器
99から得る信号を乗算処理部104に加えている。The embodiment shown in FIG. 5 is devised to prevent density unevenness due to a large change in the main scanning speed. Therefore, first, the multiplication processing unit 104 is provided between the halftone dot signal generator 102 of the halftone dot signal generating circuit 10 and the driver 103, and the frequency / voltage converter 99 is connected to the output of the VCO 95 of the reference clock generating circuit 9. This frequency-voltage converter
The signal obtained from 99 is added to the multiplication processing unit 104.
上記構成の動作を第6図の波形図に従って説明する。
VCO95の出力である基準クロックDCは既述したように感
光材6上でのビームスポットの主走査速度に比例してい
るので、周波数・電圧変換器99の出力は第6図(a)に
示すように主走査素度波形である第2図(b)と相似形
となる。一方、網点信号発生器102の出力は、画像処理
部101から受取った画像信号を基準クロックDCを受取る
毎に網点変調したもので、通常は数クロック〜数+クロ
ック分のON状態およびOFF状態が交互に持続されるもの
であり、例えば第6図(b)のような2値信号となる。
但し、この図では、便宜上画像信号は一定レベルとし、
また基準クロック周波数も一定周波数として描いてい
る。乗算処理部104は、上記した2つの信号の掛算を行
うものであり、このため、アナログ処理回路104の出力
に第6図(c)に示す波形があらわれる。この波形はド
ライバー103で高周波変調されてAOM2に加えられる。AOM
2は、この入力に基づきレーザビームLBを強度変調す
る。強度変調されたレーザビームを第6図(d)に示
す。この図からもわかるように、感光材6上でのビーム
スポットの主走査速度の速いところで(A領域、C領
域)ではAOM2の出力光は強く、逆に主走査速度の遅いと
ころ(B領域)ではAOM2の出力光は弱い。既述したよう
に、もともとレーザビームのパワーが一定であれば、主
走査速度の速いところは照射エネルギーが低く、遅いと
ころは照射エネルギーが高いものであるから、上記のよ
うにAOM2の出力光が変化すると、感光材6上全面にわた
って、照射エネルギーを均一にすることができる。これ
によって濃度むらのない記録が実現する。The operation of the above configuration will be described with reference to the waveform chart of FIG.
Since the reference clock DC, which is the output of the VCO 95, is proportional to the main scanning speed of the beam spot on the photosensitive material 6 as described above, the output of the frequency / voltage converter 99 is shown in FIG. 6 (a). As shown in FIG. 2 (b), which is the main scanning intensity waveform, it has a similar shape. On the other hand, the output of the halftone dot signal generator 102 is a halftone dot modulated image signal received from the image processing unit 101 each time the reference clock DC is received. Normally, several clocks to several + clocks are turned on and off. The states are alternately maintained and, for example, a binary signal as shown in FIG. 6 (b) is obtained.
However, in this figure, the image signal is set to a constant level for convenience,
The reference clock frequency is also drawn as a constant frequency. The multiplication processing unit 104 multiplies the above two signals, and therefore, the waveform shown in FIG. 6C appears in the output of the analog processing circuit 104. This waveform is high-frequency modulated by the driver 103 and added to AOM2. AOM
2 intensity-modulates the laser beam LB based on this input. The intensity-modulated laser beam is shown in FIG. 6 (d). As can be seen from this figure, the output light of AOM2 is strong where the main scanning speed of the beam spot on the photosensitive material 6 is fast (areas A and C), and conversely where the main scanning speed is slow (area B). Then the output light of AOM2 is weak. As described above, if the power of the laser beam is originally constant, the irradiation energy is low where the main scanning speed is fast and is high when the main scanning speed is slow. When changed, the irradiation energy can be made uniform over the entire surface of the photosensitive material 6. As a result, recording without unevenness in density is realized.
発明の効果 以上説明したように本発明によれば、結像スポット径
を小さくして画像を高精細にすると共に、走査角度を大
きくして有効領域を拡大するためにfθ特性を犠牲にし
たfθレンズを用いたとしても、記録担体上での主走査
ピッチを常に一定に保つことができ、その結果、画素密
度むらのない、しかも高精細かつ有効走査幅の広い画像
記録装置を得ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, fθ characteristics are sacrificed in order to increase the definition of an image by reducing the diameter of the imaging spot and enlarge the effective area by increasing the scanning angle. Even if a lens is used, the main scanning pitch on the record carrier can always be kept constant, and as a result, it is possible to obtain an image recording apparatus having no pixel density unevenness, high definition and a wide effective scanning width. .
その上、画素密度むらの解消をラインメモリとD/A変
換器及びVCOという電気的手段によって行っているの
で、安価に製作することができる。Moreover, since the pixel density unevenness is eliminated by electrical means such as a line memory, a D / A converter, and a VCO, it can be manufactured at low cost.
第1図は本発明の画像記録装置の一実施例を示す全体構
成図、第2図(a)〜(e)はfθ特性がいく分犠牲に
されたfθレンズを用いて記録担体としての感光材上で
の主走査ピッチを一定にすることのできる理由を説明す
る図、第3図は網点信号発生装置の詳細なブロック図、
第4図(a)〜(c)はラインメモリへの記憶方法及び
メモリ内容を示す図、第5図は本発明の他の実施例を示
すブロック図、第6図(a)〜(d)は第5図の各部の
波形図である。 1……レーザ光源、2……AOM(変調手段)、3……網
点信号発生装置、4……ポリゴンミラー(第1の走査手
段)、5……fθレンズ、6……感光材(記録担体)、
7……ドラム(第2の走査手段)、8……スタートセン
サ(同期手段)、9……基準クロック発生回路、10……
網点信号発生回路、92……ラインメモリ、93……D/A変
換器、95……VCO。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the image recording apparatus of the present invention, and FIGS. 2 (a) to 2 (e) are photosensitized as a record carrier by using an f.theta. Lens with some sacrificed f.theta. Characteristics. FIG. 3 is a diagram for explaining the reason why the main scanning pitch on the material can be made constant, and FIG. 3 is a detailed block diagram of the halftone dot signal generator.
4 (a) to (c) are diagrams showing a storage method and memory contents in a line memory, FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIGS. 6 (a) to (d). FIG. 4 is a waveform chart of each part of FIG. 1 ... Laser light source, 2 ... AOM (modulation means), 3 ... Halftone dot signal generator, 4 ... Polygon mirror (first scanning means), 5 ... fθ lens, 6 ... Photosensitive material (recording) Carrier),
7 ... Drum (second scanning means), 8 ... Start sensor (synchronization means), 9 ... Reference clock generation circuit, 10 ...
Halftone dot signal generation circuit, 92 …… Line memory, 93 …… D / A converter, 95 …… VCO.
Claims (2)
像信号と基準クロックとに基づき変調する変調手段と、 変調されたレーザビームを主走査方向に走査する第1の
走査手段と、 前記レーザビームを結像して記録担体表面にビームスポ
ットを形成するためのfθレンズと、 記録担体を主走査方向と直交する方向に相対移動させる
ための第2の走査手段と、 fθレンズの特性に起因したビームスポットの主走査速
度の変化に対応して、前記変調手段に加える基準クロッ
クの周波数を制御する周波数制御手段と、1回の主走査
の度にレーザビームの主走査開始位置と基準クロックの
発生開始時期とを同期させる同期手段と、を備え、 前記周波数制御手段は、1ワードnビット(nは2以上
の整数)のラインメモリと、D/A変換器と電圧制御発振
器とからなり、ラインメモリには、fθレンズへの所定
の入射角毎に1アドレス・1ワードとして、各ワード毎
にfθレンズの結像面上での主走査速度に関連した値が
nビットのデータとして記憶されており、各主走査開始
後のfθレンズの入射角に比例したアドレス指定信号に
より、前記ラインメモリから読み出されるnビットデー
タをD/A変換器でアナログ量に変換すると共に、電圧制
御発振器でアナログ量に比例した周波数の基準クロック
を作成することを特徴とする画像記録装置。1. A modulation means for modulating a laser beam emitted from a laser light source based on an image signal and a reference clock, a first scanning means for scanning the modulated laser beam in a main scanning direction, and the laser beam. Fθ lens for forming a beam spot on the surface of the record carrier by imaging the image, second scanning means for relatively moving the record carrier in the direction orthogonal to the main scanning direction, and due to the characteristics of the fθ lens. Frequency control means for controlling the frequency of the reference clock applied to the modulating means in response to the change in the main scanning speed of the beam spot, and the main scanning start position of the laser beam and the generation of the reference clock for each main scanning. The frequency control means includes a line memory of 1 word n bits (n is an integer of 2 or more), a D / A converter, and a voltage controlled oscillation. The line memory has one address and one word for each predetermined angle of incidence on the fθ lens, and for each word, a value related to the main scanning speed on the image plane of the fθ lens is n bits. The n-bit data, which is stored as data and is read from the line memory, is converted into an analog amount by a D / A converter by an addressing signal proportional to the incident angle of the fθ lens after the start of each main scan, An image recording apparatus characterized in that a reference clock having a frequency proportional to an analog amount is created by a controlled oscillator.
ロックの周波数に比例したアナログ電圧を得るアナログ
電圧発生手段と、このアナログ電圧を、主走査方向の対
応する位置における画像信号に乗算する乗算処理手段と
を備え、乗算処理手段から得た信号でレーザビームの強
度を変化させることを特徴とする画像記録装置。2. The image recording apparatus according to claim 1, further comprising an analog voltage generating means for obtaining an analog voltage proportional to the frequency of the reference clock, and the analog voltage for multiplying the image signal at a corresponding position in the main scanning direction. An image recording apparatus, comprising: a multiplication processing unit for changing the intensity of a laser beam with a signal obtained from the multiplication processing unit.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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