JP2774521B2 - レーザ記録装置 - Google Patents
レーザ記録装置Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
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- H04N1/40025—Circuits exciting or modulating particular heads for reproducing continuous tone value scales
- H04N1/40043—Circuits exciting or modulating particular heads for reproducing continuous tone value scales using more than one type of modulation, e.g. pulse width modulation and amplitude modulation
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- H—ELECTRICITY
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- H04N1/40—Picture signal circuits
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば半導体レーザの光出力により、銀塩フ
イルム等の被写体上を光走査し、中間調画像を記録する
レーザ記録装置及びこれに好適な光照射装置に関するも
のである。
イルム等の被写体上を光走査し、中間調画像を記録する
レーザ記録装置及びこれに好適な光照射装置に関するも
のである。
従来、中間調画像を銀塩フイルム等に記録するレーザ
光源としてはHe-Neレーザなどの気体レーザが用いられ
ていたが、気体レーザの光出力は直接変調することがで
きないので、音響光学変調素子（AOM）などの別の光変
調器が必要であったが、この気体レーザとAOMは高価な
ので近年は安価な半導体レーザ（レーザダイオード）が
使われつつある。
光源としてはHe-Neレーザなどの気体レーザが用いられ
ていたが、気体レーザの光出力は直接変調することがで
きないので、音響光学変調素子（AOM）などの別の光変
調器が必要であったが、この気体レーザとAOMは高価な
ので近年は安価な半導体レーザ（レーザダイオード）が
使われつつある。
この半導体レーザは駆動電流を変調することによりそ
の出力光を直接変調でき、AOMのような別の光変調器を
必要としない利点がある。ところが、その際、半導体レ
ーザのダイナミツクレンジが問題となる。第４図に半導
体レーザの駆動電流と光出力の特性を示す。半導体レー
ザは駆動電流が零から閾値電流ＩTHまではレーザ発光を
しないでLED発光し、ＩTHを越えると初めてレーザ発光
をする。半導体レーザの駆動電流対光出力特性はLED発
光領域及びレーザ発光領域の各々に於いては概略直線特
性を示すが、傾きは大きく異なり、ＩTHに於いて鋭い変
曲点を有する。ＩTHに於ける光出力をＰTHとすると、Ｐ
THとＰMAXの比は高々２桁程度で、レーザ発光領域、即
ちＰTHからＰMAXまでを用いて、銀塩フイルム上に画像
を記録すると、必要な濃度レンジが得られないという問
題がある。
の出力光を直接変調でき、AOMのような別の光変調器を
必要としない利点がある。ところが、その際、半導体レ
ーザのダイナミツクレンジが問題となる。第４図に半導
体レーザの駆動電流と光出力の特性を示す。半導体レー
ザは駆動電流が零から閾値電流ＩTHまではレーザ発光を
しないでLED発光し、ＩTHを越えると初めてレーザ発光
をする。半導体レーザの駆動電流対光出力特性はLED発
光領域及びレーザ発光領域の各々に於いては概略直線特
性を示すが、傾きは大きく異なり、ＩTHに於いて鋭い変
曲点を有する。ＩTHに於ける光出力をＰTHとすると、Ｐ
THとＰMAXの比は高々２桁程度で、レーザ発光領域、即
ちＰTHからＰMAXまでを用いて、銀塩フイルム上に画像
を記録すると、必要な濃度レンジが得られないという問
題がある。
このことはを第５図（Ａ）で説明する。第５図（Ａ）
の第Ｉ象限は記録画像の入出力特性を示し、横軸は入力
信号で縦軸は記録濃度である。ここでは半導体レーザの
駆動電流を入力信号に比例させた場合を想定しているの
で、入力信号は駆動電流と等価である。駆動電流即ち入
力信号は第IV象限に示す半導体レーザ特性で光出力に変
換される。第IV象限の縦軸は光出力Ｐを示すが、露光量
Ｅは光出力Ｐと露光時間Ｔの積であり、露光時間Ｔが一
定値Ｔ0であれば、 Ｅ＝Ｔ×Ｐ ……（１） ＝Ｔ0×Ｐ ……（２） となって、ＥとＰは等価である。
の第Ｉ象限は記録画像の入出力特性を示し、横軸は入力
信号で縦軸は記録濃度である。ここでは半導体レーザの
駆動電流を入力信号に比例させた場合を想定しているの
で、入力信号は駆動電流と等価である。駆動電流即ち入
力信号は第IV象限に示す半導体レーザ特性で光出力に変
換される。第IV象限の縦軸は光出力Ｐを示すが、露光量
Ｅは光出力Ｐと露光時間Ｔの積であり、露光時間Ｔが一
定値Ｔ0であれば、 Ｅ＝Ｔ×Ｐ ……（１） ＝Ｔ0×Ｐ ……（２） となって、ＥとＰは等価である。
露光量Ｅは第II象限に示す露光量対記録濃度特性、謂
ゆるHD曲線によって記録濃度に変換されるが、濃度は透
過率又は反射率を、底が10の対数で定義するので通常露
光量Ｅも底が10の対数で表わされる。従って、第III象
限で底が10の対数変換を行う。第II象限の横軸を対数で
はなく、通常のスケールで表わすならば第III象限の対
数変換の図は不要となる。
ゆるHD曲線によって記録濃度に変換されるが、濃度は透
過率又は反射率を、底が10の対数で定義するので通常露
光量Ｅも底が10の対数で表わされる。従って、第III象
限で底が10の対数変換を行う。第II象限の横軸を対数で
はなく、通常のスケールで表わすならば第III象限の対
数変換の図は不要となる。
以上の説明から明らかな様に、信号は何も操作されて
いないので、第Ｉ象限に表われる特性は半導体レーザ特
性と銀塩フイルム特性の合成特性そのものとなる。
いないので、第Ｉ象限に表われる特性は半導体レーザ特
性と銀塩フイルム特性の合成特性そのものとなる。
仮に銀塩フイルムのHD曲線を第II象限（イ）に示す様
に非常にラテイチユードが狭い特性とすると、記録特性
は第Ｉ象限（イ）に示す様に銀塩フイルムのベース濃度
ＤBから所望の最高濃度ＤMAXまでを半導体レーザの閾値
電流がＩTHからＩMAXまでのレーザ発光領域で記録でき
る。しかし、通常の銀塩フイルムのラテイチユードは３
桁以上あり、第II象限（ロ）の様な特性となる。この場
合、記録特性は第Ｉ象限（ロ）に示す様になって、半導
体レーザの駆動電流をＩTHまでしか用いないとすると、
濃度ＤFのカブリを生じる。（ロ）は最高濃度ＤMAXに合
せた場合で、カブリが生じない様に、低パワーの半導体
レーザか、光学フイルターを用いて、露光量を下げる
と、第II象限（ロ）は等価的に左にシフトして（ハ）と
なる。この場合はカブリは生じないが、得られる最高濃
度がＤMとＤMAXより低下し、所望の濃度レンジが得られ
ない。
に非常にラテイチユードが狭い特性とすると、記録特性
は第Ｉ象限（イ）に示す様に銀塩フイルムのベース濃度
ＤBから所望の最高濃度ＤMAXまでを半導体レーザの閾値
電流がＩTHからＩMAXまでのレーザ発光領域で記録でき
る。しかし、通常の銀塩フイルムのラテイチユードは３
桁以上あり、第II象限（ロ）の様な特性となる。この場
合、記録特性は第Ｉ象限（ロ）に示す様になって、半導
体レーザの駆動電流をＩTHまでしか用いないとすると、
濃度ＤFのカブリを生じる。（ロ）は最高濃度ＤMAXに合
せた場合で、カブリが生じない様に、低パワーの半導体
レーザか、光学フイルターを用いて、露光量を下げる
と、第II象限（ロ）は等価的に左にシフトして（ハ）と
なる。この場合はカブリは生じないが、得られる最高濃
度がＤMとＤMAXより低下し、所望の濃度レンジが得られ
ない。
以上の欠点を補う従来例の１つとして、特開昭63-102
552に示される様に、半導体レーザのLED発光領域とレー
ザ発光領域の全域を使い、その非線形性を補正するのに
一般の非線形補正と同様にルツクアツプテーブルを用い
る方法がある。
552に示される様に、半導体レーザのLED発光領域とレー
ザ発光領域の全域を使い、その非線形性を補正するのに
一般の非線形補正と同様にルツクアツプテーブルを用い
る方法がある。
この方法によって得られる特性を第５図（Ｂ）に示
す。第５図（Ｂ）の第Ｉ象限は（Ａ）の第Ｉ象限と同様
の図であるが、この場合は入力信号をルツクアツプテー
ブルで補正してから駆動電流に変換するため、横軸は入
力信号Ｎとなっている。第II象限は、半導体レーザ特性
と銀塩フイルム特性の合成特性で、第５図（Ａ）の第Ｉ
象限に（ロ）で示したものと同じである。第III象限は
補正性で、この例では第Ｉ象限の記録特性を直線特性と
するため、第II象限の特性と対称の特性としている。こ
の変換過程は特開昭61-81075に詳しいので詳細は省略す
る。
す。第５図（Ｂ）の第Ｉ象限は（Ａ）の第Ｉ象限と同様
の図であるが、この場合は入力信号をルツクアツプテー
ブルで補正してから駆動電流に変換するため、横軸は入
力信号Ｎとなっている。第II象限は、半導体レーザ特性
と銀塩フイルム特性の合成特性で、第５図（Ａ）の第Ｉ
象限に（ロ）で示したものと同じである。第III象限は
補正性で、この例では第Ｉ象限の記録特性を直線特性と
するため、第II象限の特性と対称の特性としている。こ
の変換過程は特開昭61-81075に詳しいので詳細は省略す
る。
また、第III象限の補正はアナログ回路で構成するの
は非常に困難で現実的ではなく、テイジタル回路のルツ
クアツプテーブルが用いられるのが一般的である。ルツ
クアツプテーブルの出力は半導体レーザの駆動電流と比
例するので、各々は等価であり、その変換は省略してい
る。この従来例では半導体レーザの駆動電流を零からＩ
MAXまで使用し、光出力は零からＰMAXまで使用できるた
めに、ラテイチユードの広い銀塩フイルムにも対応が可
能である。しかし、この従来例では補正すべき非線形特
性は急勾配で、鋭い変曲点があり、それをデイジタル回
路のルツクアツプテーブルで補正するため、種々の不都
合が生じる。デイジタル回路では１ビツト以下は表現で
きず、第５図（Ｂ）に示した様に表現可能な濃度差はル
ツクアツプテーブルの出力側即ちＩ軸上での1LSBで制限
されΔＤとなる。このΔＤは第II象限の特性の勾配に比
例する。ΔＤが大きいと、記録画像に謂ゆる擬輪郭が生
じ、ΔＤを小さく押さえるためにはルツクアツプテーブ
ルのビツト数を多くしなければならない。また、前述し
た様に特性には鋭い変曲点があり、これを忠実に補正し
ないと記録画像に階調歪が生じるが、この鋭い変曲点を
忠実に補正するのは現実にはなかなか困難である。
は非常に困難で現実的ではなく、テイジタル回路のルツ
クアツプテーブルが用いられるのが一般的である。ルツ
クアツプテーブルの出力は半導体レーザの駆動電流と比
例するので、各々は等価であり、その変換は省略してい
る。この従来例では半導体レーザの駆動電流を零からＩ
MAXまで使用し、光出力は零からＰMAXまで使用できるた
めに、ラテイチユードの広い銀塩フイルムにも対応が可
能である。しかし、この従来例では補正すべき非線形特
性は急勾配で、鋭い変曲点があり、それをデイジタル回
路のルツクアツプテーブルで補正するため、種々の不都
合が生じる。デイジタル回路では１ビツト以下は表現で
きず、第５図（Ｂ）に示した様に表現可能な濃度差はル
ツクアツプテーブルの出力側即ちＩ軸上での1LSBで制限
されΔＤとなる。このΔＤは第II象限の特性の勾配に比
例する。ΔＤが大きいと、記録画像に謂ゆる擬輪郭が生
じ、ΔＤを小さく押さえるためにはルツクアツプテーブ
ルのビツト数を多くしなければならない。また、前述し
た様に特性には鋭い変曲点があり、これを忠実に補正し
ないと記録画像に階調歪が生じるが、この鋭い変曲点を
忠実に補正するのは現実にはなかなか困難である。
また、他の従来例として、特開昭61-124921に示され
る様に、多値のデイザ方と同様に半導体レーザのレーザ
発光領域のうちで、限定された数だけの光出力を利用
し、さらにこの光出力をパルス幅変調することにより露
光量を変えてダイナミツクレンジを広げる方法である。
この方法は光の強さと露光時間の積である露光量で濃度
は決定するという相反則に基づいている。即ち（１）式
において、Ｔが一定でＰを変えた場合とＰが一定でＴを
変えた場合でもＥが一定ならば濃度は一定であることに
基づいている。従って、この従来例では半導体レーザの
光出力のダイナミツクレンジは狭いままで、露光量のダ
イナミツクレンジは広くなり、入力信号と露光量の関係
もほぼ直線特性とすることができるが、以下に述べるよ
うな問題点がある。
る様に、多値のデイザ方と同様に半導体レーザのレーザ
発光領域のうちで、限定された数だけの光出力を利用
し、さらにこの光出力をパルス幅変調することにより露
光量を変えてダイナミツクレンジを広げる方法である。
この方法は光の強さと露光時間の積である露光量で濃度
は決定するという相反則に基づいている。即ち（１）式
において、Ｔが一定でＰを変えた場合とＰが一定でＴを
変えた場合でもＥが一定ならば濃度は一定であることに
基づいている。従って、この従来例では半導体レーザの
光出力のダイナミツクレンジは狭いままで、露光量のダ
イナミツクレンジは広くなり、入力信号と露光量の関係
もほぼ直線特性とすることができるが、以下に述べるよ
うな問題点がある。
第７図はレーザ光をオン・オフしながら光走査した場
合の露光量分布を示している。第７図（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）に於いて、（ａ）はレーザ光の強度分布を示し、
概略ガウス分布となっている。（ｂ）はレーザ光の制御
信号を示し、横軸Ｔは時間軸であるが、レーザ光を一定
速度Ｖ0で光速査すれば距離Ｌは Ｌ＝Ｖ0Ｔ ……（３） となり、ＬとＴは等価である。（ｃ）は露光量分布を示
し、これは、（ａ）と（ｂ）との重畳積分となるが、こ
の過程は特開昭62-104268に具体的に述べられている。
第７図（Ａ）は半導体レーザを最大の光出力にして、１
画素オン,1画素オフを繰返した場合であり、その露光量
分布（ｃ）の形状はレーザ光のビーム径によって異る
が、オン部とオフ部は常に対称でデユーテイー比は１対
１である。即ち、記録画像の高濃度部と低濃度部の線幅
の比率は等しい。（Ｂ）は半導体レーザの光出力を下
げ、（Ａ）と同様に１画素オン,1画素オフを繰返したア
ナログ変調の場合で、この例では光出力を（Ａ）の概略
４分の１にして露光量を４分の１にした例を示した。こ
の場合も（ｃ）におけるオン部とオフ部は対称でデユー
デイー比は１対１である。即ち（Ｂ）の例でわかる様
に、半導体レーザのオン・オフ制御のデユーテイー比を
１対１として、光出力を変える場合は、その露光量分布
のデユーテイー比も１対１に保たれる。即ち記録画像の
コントラストを変化させても高濃度部と低濃度部の線幅
の比率は１対１に保たれる。ところが、第７図（Ｃ）の
様に半導体レーザの光出力を（ａ）のごとく最大にした
ままレーザのオン時間を（ｂ）の様に４分の１にするこ
とにより露光量を４分の１としたパルス幅変調の場合は
（Ｃ）に示す様に、オン部とオフ部は非対称となりオン
部が短く、オフ部が長くなる。従って、銀塩ネガフイル
ムに対して、この従来例による制御を行いコントラスト
を下げていくと、黒線が細くなるという欠点が生じる。
従来例では高光出力においてもパルス幅変調をするの
で、この現象が顕著に表われている。
合の露光量分布を示している。第７図（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）に於いて、（ａ）はレーザ光の強度分布を示し、
概略ガウス分布となっている。（ｂ）はレーザ光の制御
信号を示し、横軸Ｔは時間軸であるが、レーザ光を一定
速度Ｖ0で光速査すれば距離Ｌは Ｌ＝Ｖ0Ｔ ……（３） となり、ＬとＴは等価である。（ｃ）は露光量分布を示
し、これは、（ａ）と（ｂ）との重畳積分となるが、こ
の過程は特開昭62-104268に具体的に述べられている。
第７図（Ａ）は半導体レーザを最大の光出力にして、１
画素オン,1画素オフを繰返した場合であり、その露光量
分布（ｃ）の形状はレーザ光のビーム径によって異る
が、オン部とオフ部は常に対称でデユーテイー比は１対
１である。即ち、記録画像の高濃度部と低濃度部の線幅
の比率は等しい。（Ｂ）は半導体レーザの光出力を下
げ、（Ａ）と同様に１画素オン,1画素オフを繰返したア
ナログ変調の場合で、この例では光出力を（Ａ）の概略
４分の１にして露光量を４分の１にした例を示した。こ
の場合も（ｃ）におけるオン部とオフ部は対称でデユー
デイー比は１対１である。即ち（Ｂ）の例でわかる様
に、半導体レーザのオン・オフ制御のデユーテイー比を
１対１として、光出力を変える場合は、その露光量分布
のデユーテイー比も１対１に保たれる。即ち記録画像の
コントラストを変化させても高濃度部と低濃度部の線幅
の比率は１対１に保たれる。ところが、第７図（Ｃ）の
様に半導体レーザの光出力を（ａ）のごとく最大にした
ままレーザのオン時間を（ｂ）の様に４分の１にするこ
とにより露光量を４分の１としたパルス幅変調の場合は
（Ｃ）に示す様に、オン部とオフ部は非対称となりオン
部が短く、オフ部が長くなる。従って、銀塩ネガフイル
ムに対して、この従来例による制御を行いコントラスト
を下げていくと、黒線が細くなるという欠点が生じる。
従来例では高光出力においてもパルス幅変調をするの
で、この現象が顕著に表われている。
以上説明した様に、半導体レーザのLED発光とレーザ
発光の全発光領域を補正する従来例ではその極端な非線
形性を補正するのは現実には困難であり、また、レーザ
発光領域で多値のパルス幅変調をする他の従来例では記
録画像のコントラストによって記録される線幅が変化し
てしまうという欠点がある。
発光の全発光領域を補正する従来例ではその極端な非線
形性を補正するのは現実には困難であり、また、レーザ
発光領域で多値のパルス幅変調をする他の従来例では記
録画像のコントラストによって記録される線幅が変化し
てしまうという欠点がある。
本発明のレーザ記録装置は、記録信号に基づいて半導
体レーザを変調しながら半導体レーザの光出力を被写体
上に走査させてレーザ記録を行うレーザ記録装置におい
て、前記記録信号を所定値と比較する手段と、前記記録
信号が前記所定値よりも大きい場合には半導体レーザの
発光強度を変調し、前記記録信号が前記所定値よりも小
さい場合には半導体レーザの発光時間を変調する様に切
換える手段を有することを特徴とする。又、本発明の光
照射装置は、変調信号により光ビームを変調する光照射
装置において、前記変調信号と所定値とを比較する手段
と、前記変調信号が前記所定値よりも大きい場合には光
ビームの発光強度を変調し、前記変調信号が前記所定値
よりも小さい場合には光ビームの発光時間を変調する様
に切換える手段を有することを特徴とする。具体例とし
て例えば、実施例に示す如く、上記所定値を半導体レー
ザの閾値電流に相当する光出力より若干大きく設定する
ことにより、レーザのレーザ発光領域を有効に活用し、
低露光量部のみをパルス幅変調して、半導体レーザと感
光体の合成特性が極端に非線形特性となることを防止す
ると共にパルス幅変調による記録線幅の変化を最小限に
留めるものである。
体レーザを変調しながら半導体レーザの光出力を被写体
上に走査させてレーザ記録を行うレーザ記録装置におい
て、前記記録信号を所定値と比較する手段と、前記記録
信号が前記所定値よりも大きい場合には半導体レーザの
発光強度を変調し、前記記録信号が前記所定値よりも小
さい場合には半導体レーザの発光時間を変調する様に切
換える手段を有することを特徴とする。又、本発明の光
照射装置は、変調信号により光ビームを変調する光照射
装置において、前記変調信号と所定値とを比較する手段
と、前記変調信号が前記所定値よりも大きい場合には光
ビームの発光強度を変調し、前記変調信号が前記所定値
よりも小さい場合には光ビームの発光時間を変調する様
に切換える手段を有することを特徴とする。具体例とし
て例えば、実施例に示す如く、上記所定値を半導体レー
ザの閾値電流に相当する光出力より若干大きく設定する
ことにより、レーザのレーザ発光領域を有効に活用し、
低露光量部のみをパルス幅変調して、半導体レーザと感
光体の合成特性が極端に非線形特性となることを防止す
ると共にパルス幅変調による記録線幅の変化を最小限に
留めるものである。
第１図は本発明の１実施例で、クロツク発振器１の出
力は分周器２で分周され、アドレスカウンタ３を駆動す
る。画像メモリ４には図示していない別の手段により画
像データが記憶されており、画像記録時にアドレスカウ
ンタ３で指定されるアドレスの画像データを出力する。
なお本実施例では画像データは12ビツトで構成され、０
〜4095の値をとるものとする。画像メモリ４から読出さ
れた画像データはルツクアツプテーブル５で変換され、
マルチプレキサ６に入力する。ルツクアツプテーブル５
でのデータ変換については後述する。画像データが所定
値より大きい場合は後述する動作によって、マルチプレ
キサ６は入力する画像データを選択して出力し、D/Aコ
ンバータ７でアナログ信号に変換され、電流アンプ８で
電流信号となって半導体レーザ９を駆動する。半導体レ
ーザ９の光出力は図示していない光学系を介し、回転多
面鏡10で銀塩フイルム11上を主走査する。銀塩フイルム
11は図示していない他の駆動系によって図面矢印方向に
意図して副走査され、レーザ光は銀塩フイルム11上をラ
スター走査して潜像を形成する。
力は分周器２で分周され、アドレスカウンタ３を駆動す
る。画像メモリ４には図示していない別の手段により画
像データが記憶されており、画像記録時にアドレスカウ
ンタ３で指定されるアドレスの画像データを出力する。
なお本実施例では画像データは12ビツトで構成され、０
〜4095の値をとるものとする。画像メモリ４から読出さ
れた画像データはルツクアツプテーブル５で変換され、
マルチプレキサ６に入力する。ルツクアツプテーブル５
でのデータ変換については後述する。画像データが所定
値より大きい場合は後述する動作によって、マルチプレ
キサ６は入力する画像データを選択して出力し、D/Aコ
ンバータ７でアナログ信号に変換され、電流アンプ８で
電流信号となって半導体レーザ９を駆動する。半導体レ
ーザ９の光出力は図示していない光学系を介し、回転多
面鏡10で銀塩フイルム11上を主走査する。銀塩フイルム
11は図示していない他の駆動系によって図面矢印方向に
意図して副走査され、レーザ光は銀塩フイルム11上をラ
スター走査して潜像を形成する。
また、図示していないが通常は回転多面鏡10による１
主走査ごとの同期信号が光検出器によって検出され、ア
ドレスカウンタ３を制御する。また、半導体レーザは温
度によって光出力が変化するので、通常は光出力を受光
する光検出器の信号を駆動電流にフイードバツクするオ
ートマチツクパワーコントロール（APC）回路を用いる
が、本実施例では図を省略している。
主走査ごとの同期信号が光検出器によって検出され、ア
ドレスカウンタ３を制御する。また、半導体レーザは温
度によって光出力が変化するので、通常は光出力を受光
する光検出器の信号を駆動電流にフイードバツクするオ
ートマチツクパワーコントロール（APC）回路を用いる
が、本実施例では図を省略している。
さて、12は使用する半導体レーザの特性に応じてセツ
トされたデイジタル値としての所定値を示すもので、デ
イジタル信号レベルを電源又はグランドに結線してい
る。又、可変スイツチを用いて、所定値12を可変とする
ことも可能である。本例では所定値12を255とした。こ
れは画像データの最大値の16分の１であり、このときの
半導体レーザの駆動電流は第４図におけるＩMINで、光
出力はＰMINであって、レーザ発光域となっている。な
お、所定値12は225には限らず、駆動電流ＩMINにおける
光出力ＰMINがレーザが発光域にあれば良いが、なるべ
く閾値ＰTHに近い方が好ましい。本実施例においては、
ＰMINはＰMAXの16分の１である。ところがＩMINはＩMAX
の16分の１よりははるかに大きいので、電流アンプ８に
は図示していないが、D/Aコンバータ入力が255のときＩ
MINになる様にバイアス電流が流れる様になっている。
デイジタルコンパレータ13はルツクアツプテーブル５の
出力と所定値12を比較し、ルツクアツプテーブル５の出
力が所定値12より大きいと、即ち255より大きいとハイ
レベル信号を出力する。この出力はマルチプレキサ６の
出力選択を制御し、ハイレベルのときはルツクアツプテ
ーブル５からの入力を出力する。また逆にルツクアツプ
テーブル５の出力が所定値12以下、即ち255以下の場合
はローレベルを出力し、マルチプレキサ６は所定値であ
る255を出力する。従って、ルツクアツプテーブル５で
変換された後の画像データが255以下であるならば半導
体レーザ９の駆動電流は常に一定のＩMINとなる。ま
た、ルツクアツプテーブル５の出力のうち下位８ビツト
はD/Aコンバータ14でアナログ信号になったのちコンパ
レータ15に入力し、クロツク発振器１の出力に同期して
三角波を作る三角波発生器16の出力と比較される。D/A
コンバータ14の出力より、三角波発生器16の出力の方が
大きい場合、コンパレータ15の出力はハイレベルとな
り、トランジスタなどのスイツチング素子17をオンす
る。トランジスタ17がオンすると半導体レーザ９の駆動
電流は零となる。但し、D/Aコンバータ14は変換後の画
像データの下位８ビツトしか入力しておらず、変換後の
画像データが255より大きい場合でも下位８ビツトの値
が255より小さいことがある。そのためデイジタルコン
パレータ13の出力はトランジスタなどのスイツチング素
子18を制御し、変換画像データが255より大きい場合は1
8をオンして、17がオンするのを防いでいる。
トされたデイジタル値としての所定値を示すもので、デ
イジタル信号レベルを電源又はグランドに結線してい
る。又、可変スイツチを用いて、所定値12を可変とする
ことも可能である。本例では所定値12を255とした。こ
れは画像データの最大値の16分の１であり、このときの
半導体レーザの駆動電流は第４図におけるＩMINで、光
出力はＰMINであって、レーザ発光域となっている。な
お、所定値12は225には限らず、駆動電流ＩMINにおける
光出力ＰMINがレーザが発光域にあれば良いが、なるべ
く閾値ＰTHに近い方が好ましい。本実施例においては、
ＰMINはＰMAXの16分の１である。ところがＩMINはＩMAX
の16分の１よりははるかに大きいので、電流アンプ８に
は図示していないが、D/Aコンバータ入力が255のときＩ
MINになる様にバイアス電流が流れる様になっている。
デイジタルコンパレータ13はルツクアツプテーブル５の
出力と所定値12を比較し、ルツクアツプテーブル５の出
力が所定値12より大きいと、即ち255より大きいとハイ
レベル信号を出力する。この出力はマルチプレキサ６の
出力選択を制御し、ハイレベルのときはルツクアツプテ
ーブル５からの入力を出力する。また逆にルツクアツプ
テーブル５の出力が所定値12以下、即ち255以下の場合
はローレベルを出力し、マルチプレキサ６は所定値であ
る255を出力する。従って、ルツクアツプテーブル５で
変換された後の画像データが255以下であるならば半導
体レーザ９の駆動電流は常に一定のＩMINとなる。ま
た、ルツクアツプテーブル５の出力のうち下位８ビツト
はD/Aコンバータ14でアナログ信号になったのちコンパ
レータ15に入力し、クロツク発振器１の出力に同期して
三角波を作る三角波発生器16の出力と比較される。D/A
コンバータ14の出力より、三角波発生器16の出力の方が
大きい場合、コンパレータ15の出力はハイレベルとな
り、トランジスタなどのスイツチング素子17をオンす
る。トランジスタ17がオンすると半導体レーザ９の駆動
電流は零となる。但し、D/Aコンバータ14は変換後の画
像データの下位８ビツトしか入力しておらず、変換後の
画像データが255より大きい場合でも下位８ビツトの値
が255より小さいことがある。そのためデイジタルコン
パレータ13の出力はトランジスタなどのスイツチング素
子18を制御し、変換画像データが255より大きい場合は1
8をオンして、17がオンするのを防いでいる。
この様にして制御された信号の例を第２図に示す。第
２図（イ）〜（ト）は各々第１図（イ）〜（ト）の信号
に相当する。なお本例では第１図の分周器２の分周率は
１、即ち分周していない例を示しており、読出される画
像データの周期と、三角波の周期とが同じ場合の例とな
っている。第２図（ロ）は変換後の画像データの値を示
しており、値が383の場合は下位８ビツトは255より小さ
いため、（ヘ）は一部ハイレベルになるが、（ハ）がハ
イレベルのため18がオンして、17はオンせず、半導体レ
ーザ９の駆動電流（ト）はパルス幅変調されない。
２図（イ）〜（ト）は各々第１図（イ）〜（ト）の信号
に相当する。なお本例では第１図の分周器２の分周率は
１、即ち分周していない例を示しており、読出される画
像データの周期と、三角波の周期とが同じ場合の例とな
っている。第２図（ロ）は変換後の画像データの値を示
しており、値が383の場合は下位８ビツトは255より小さ
いため、（ヘ）は一部ハイレベルになるが、（ハ）がハ
イレベルのため18がオンして、17はオンせず、半導体レ
ーザ９の駆動電流（ト）はパルス幅変調されない。
この様に、ルツクアツプテーブル５で変換後の画像デ
ータが255より大きい場合は半導体レーザ９の駆動電流
はアナログ変調され、255以下の場合は駆動電流は一定
のままパルス幅変調される。このパルス幅は０〜255の
データ値と比例しており、（１）式よりデータ値と露光
量は比例していることが明らかである。
ータが255より大きい場合は半導体レーザ９の駆動電流
はアナログ変調され、255以下の場合は駆動電流は一定
のままパルス幅変調される。このパルス幅は０〜255の
データ値と比例しており、（１）式よりデータ値と露光
量は比例していることが明らかである。
第６図は本実施例による記録特性を示す図で、第６図
（Ａ），（Ｂ）は各々第５図（Ａ），（Ｂ）に相当して
いる。但し、第５図（Ａ）では画像データと半導体レー
ザの駆動電流は比例していて等価であったが、第６図
（Ａ）では画像データＮと駆動電流はＩMINとＩMAXに相
当する間は等価であるが、ＩMINに相当する値以下はパ
ルス幅変調なので等価ではない。また第IV象限の縦軸は
露光量Ｅとなっており、ＩMINとＩMAXに相当する間は１
画素のオン時間は一定で、画像データと露光量の関係は
半導体レーザの駆動電流と光出力の関係と同じになり、
概略直線特性を示し、ＩMINに相当する値以下は前述し
た様に画像データと露光量の関係は直線特性となる。な
おこの場合は第１図におけるルツクアツプテーブル５の
入出力は１対１となっており、入力画像データがそのま
ま出力される。画像データとして０〜4095のグレースケ
ールを記憶させておくと、第Ｉ象限に示される様な特性
が得られる。また、ルツクアツプテーブル５は通常RAM
で構成され、図示していないマイクロコンピユータなど
によって自由に内容を書き替えることができる。第６図
と第５図を比較すれば明らかな様に本発明で得られる特
性は従来例と比べて、勾配が緩やかで、鋭い変曲点もな
い特性となっている。従って、ルツクアツプテーブル５
に第６図（Ｂ）の第III象限に示される特性を書込み記
録画像特性を直線特性に補正した場合、勾配が緩いので
1LSB当りの濃度差ΔＤは従来例より小さいためルツクア
ツプテーブルのビツト数が少くて済み、また、鋭い変曲
点もないため補正の困難さもない。なお、第６図（Ｂ）
に示した様に一度非線形補正をしてしまえば、この非線
形補正の前段での処理、即ち第６図（Ｂ）の第IV象限に
相当する所の特性と等価の特性が第Ｉ象限に得ることが
でき、記録画像特性を自由に設定できる。
（Ａ），（Ｂ）は各々第５図（Ａ），（Ｂ）に相当して
いる。但し、第５図（Ａ）では画像データと半導体レー
ザの駆動電流は比例していて等価であったが、第６図
（Ａ）では画像データＮと駆動電流はＩMINとＩMAXに相
当する間は等価であるが、ＩMINに相当する値以下はパ
ルス幅変調なので等価ではない。また第IV象限の縦軸は
露光量Ｅとなっており、ＩMINとＩMAXに相当する間は１
画素のオン時間は一定で、画像データと露光量の関係は
半導体レーザの駆動電流と光出力の関係と同じになり、
概略直線特性を示し、ＩMINに相当する値以下は前述し
た様に画像データと露光量の関係は直線特性となる。な
おこの場合は第１図におけるルツクアツプテーブル５の
入出力は１対１となっており、入力画像データがそのま
ま出力される。画像データとして０〜4095のグレースケ
ールを記憶させておくと、第Ｉ象限に示される様な特性
が得られる。また、ルツクアツプテーブル５は通常RAM
で構成され、図示していないマイクロコンピユータなど
によって自由に内容を書き替えることができる。第６図
と第５図を比較すれば明らかな様に本発明で得られる特
性は従来例と比べて、勾配が緩やかで、鋭い変曲点もな
い特性となっている。従って、ルツクアツプテーブル５
に第６図（Ｂ）の第III象限に示される特性を書込み記
録画像特性を直線特性に補正した場合、勾配が緩いので
1LSB当りの濃度差ΔＤは従来例より小さいためルツクア
ツプテーブルのビツト数が少くて済み、また、鋭い変曲
点もないため補正の困難さもない。なお、第６図（Ｂ）
に示した様に一度非線形補正をしてしまえば、この非線
形補正の前段での処理、即ち第６図（Ｂ）の第IV象限に
相当する所の特性と等価の特性が第Ｉ象限に得ることが
でき、記録画像特性を自由に設定できる。
また、本実施例ではパルス幅変調を行うのはＤA以下
の低濃度部であり、黒線が細くなるという現象は非常に
低い濃度域でしか発生せず、実用上ほとんど問題とはな
らない。
の低濃度部であり、黒線が細くなるという現象は非常に
低い濃度域でしか発生せず、実用上ほとんど問題とはな
らない。
また、第１図の14,15,16からなるパルス幅変調器はア
ナログ回路による例を示したが、閾値を書込んだメモリ
を１画素サイクルで読出し、８ビツト画像データとデイ
ジタルコンパレータで比較することによっても可能であ
る。この場合、メモリを読出するクロツクは本例では１
画素のクロツクの256倍となり、非常に高速のものが要
求される。
ナログ回路による例を示したが、閾値を書込んだメモリ
を１画素サイクルで読出し、８ビツト画像データとデイ
ジタルコンパレータで比較することによっても可能であ
る。この場合、メモリを読出するクロツクは本例では１
画素のクロツクの256倍となり、非常に高速のものが要
求される。
第３図は本発明の他の実施例で、第１図におけるクロ
ツク発振器１の周波数を画像データの読出し周波数の２
倍とし、分周器の分周率を２とし、１画素の時間内にパ
ルス幅変調を２度行った場合の例である。なお、第３図
（イ）〜（ト）は第２図（イ）〜（ト）に相当してい
る。この場合の露光量分布を第８図に示す。なお、第８
図（ａ）〜（ｃ）は第７図（ａ）〜（ｃ）に相当してい
る。この例は第７図（ｃ）における４分の１画素分のオ
ン時間を８分の１画素分ずつ２度に分けたもので、露光
量の積分は同じであるが、露光量分布におけるオン部と
オフ部のデユーテイー比が改善されることがわかる。な
お、第８図では第７図と対応をとるため、光出力をＰ
MAXとしたが本発明ではＰMINであり、この現象は低コン
トラスト部でしか生じない。
ツク発振器１の周波数を画像データの読出し周波数の２
倍とし、分周器の分周率を２とし、１画素の時間内にパ
ルス幅変調を２度行った場合の例である。なお、第３図
（イ）〜（ト）は第２図（イ）〜（ト）に相当してい
る。この場合の露光量分布を第８図に示す。なお、第８
図（ａ）〜（ｃ）は第７図（ａ）〜（ｃ）に相当してい
る。この例は第７図（ｃ）における４分の１画素分のオ
ン時間を８分の１画素分ずつ２度に分けたもので、露光
量の積分は同じであるが、露光量分布におけるオン部と
オフ部のデユーテイー比が改善されることがわかる。な
お、第８図では第７図と対応をとるため、光出力をＰ
MAXとしたが本発明ではＰMINであり、この現象は低コン
トラスト部でしか生じない。
クロツク発振器１の周波数と分周器２の分周率をさら
に上げれば１画素の時間内にさらに多くのパルス幅変調
を行い、露光分布のデユーテイー比をほぼ１対１にする
ことも可能であるが、その場合は三角波発生器16、コン
パレータ15として非常に高速のものが要求される。
に上げれば１画素の時間内にさらに多くのパルス幅変調
を行い、露光分布のデユーテイー比をほぼ１対１にする
ことも可能であるが、その場合は三角波発生器16、コン
パレータ15として非常に高速のものが要求される。
実施例で示した１画素の時間内に２度変調を行えば実
用上充分である。
用上充分である。
以上説明した様に本発明では、光ビームを変調するた
めの変調信号、あるいはそれに用いられる記録信号が、
基準となる所定値を境にしてそれより大きい場合には変
調を発光強度変調とし、小さい場合には変調を発光時間
変調とするよう切換える構成としたことにより、露光時
間（記録線幅）変動の影響を最小限に防止した状態でダ
イナミックレンジの広いほぼ完全な非線形性の良好な補
正が簡便に実現できる。また、画像記録装置に適用した
場合、半導体レーザと銀塩フイルムの非線形性を補正す
るルツクアツプテーブルを少いビツト数で構成する事が
できる。
めの変調信号、あるいはそれに用いられる記録信号が、
基準となる所定値を境にしてそれより大きい場合には変
調を発光強度変調とし、小さい場合には変調を発光時間
変調とするよう切換える構成としたことにより、露光時
間（記録線幅）変動の影響を最小限に防止した状態でダ
イナミックレンジの広いほぼ完全な非線形性の良好な補
正が簡便に実現できる。また、画像記録装置に適用した
場合、半導体レーザと銀塩フイルムの非線形性を補正す
るルツクアツプテーブルを少いビツト数で構成する事が
できる。
また、１画素に相当する時間内に２度以上パルス幅変
調することにより、パルス幅変調特有の記録画像におい
て線が細くなる現象を防止することができる。
調することにより、パルス幅変調特有の記録画像におい
て線が細くなる現象を防止することができる。
第１図は本発明の実施例のブロツク図、 第２図は第１図実施例の信号波形図、 第３図は他の実施例における第１図の信号波形図、 第４図は半導体レーザの駆動電流対光出力の特性図、 第５図は従来例の記録画像特性図、 第６図は本発明による記録画像特性図、 第７図はパルス幅変調による影響図、 第８図は本発明によるパルス幅変調の影響の改善図、 であり、図中の主な符号は、 １……クロツク発振器 ２……分周器 ４……画像メモリ ５……ルツクアツプテーブル ６……マルチプレキサ ７……D/Aコンバータ ９……半導体レーザ 11……銀塩フイルム 13……デイジタルコンパレータ 14……D/Aコンバータ 15……アナログコンパレータ 16……三角波発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/44
Claims (3)
- 【請求項１】記録信号に基づいて半導体レーザを変調し
ながら半導体レーザの光出力を被写体上に走査させてレ
ーザ記録を行うレーザ記録装置において、前記記録信号
を所定値と比較する手段と、前記記録信号が前記所定値
よりも大きい場合には半導体レーザの発光強度を変調
し、前記記録信号が前記所定値よりも小さい場合には半
導体レーザの発光時間を変調する様に切換える手段を有
することを特徴とするレーザ記録装置。 - 【請求項２】前記記録信号が前記所定値よりも小さい場
合は、１画素に相当する期間内に複数回発行させる請求
項１記載のレーザ記録装置。 - 【請求項３】変調信号により光ビームを変調する光照射
装置において、前記変調信号と所定値とを比較する手段
と、前記変調信号が前記所定値よりも大きい場合には光
ビームの発光強度を変調し、前記変調信号が前記所定値
よりも小さい場合には光ビームの発光時間を変調する様
に切換える手段を有することを特徴とする光照射装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63230918A JP2774521B2 (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | レーザ記録装置 |
| US07/404,219 US4987426A (en) | 1988-09-14 | 1989-09-07 | Laser irradiating apparatus and laser recording apparatus using the same |
| EP89116989A EP0359248B1 (en) | 1988-09-14 | 1989-09-13 | Laser irradiating apparatus and laser recording apparatus using the same |
| DE68921395T DE68921395T2 (de) | 1988-09-14 | 1989-09-13 | Laseraufzeichnungsgerät und Laserbestrahlungsgerät dafür. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63230918A JP2774521B2 (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | レーザ記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0278577A JPH0278577A (ja) | 1990-03-19 |
| JP2774521B2 true JP2774521B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=16915322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63230918A Expired - Fee Related JP2774521B2 (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | レーザ記録装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4987426A (ja) |
| EP (1) | EP0359248B1 (ja) |
| JP (1) | JP2774521B2 (ja) |
| DE (1) | DE68921395T2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5111217A (en) * | 1989-12-18 | 1992-05-05 | Eastman Kodak Company | Dot printer and method for grey level recording |
| US5258780A (en) * | 1990-05-09 | 1993-11-02 | Ricoh Company, Ltd. | Beam recorder forming low density dots |
| JPH0450975A (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-19 | Canon Inc | 画像形成装置 |
| US5081631A (en) * | 1991-04-03 | 1992-01-14 | Eastman Kodak Company | Direct modulation of laser diodes for radiographic printers |
| JPH05236226A (ja) * | 1992-02-21 | 1993-09-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カラー画像形成装置 |
| US5426452A (en) * | 1993-05-17 | 1995-06-20 | Eastman Kodak Company | Laser diode operated in amplitude modulation and pulse amplitude modes |
| US5325383A (en) * | 1993-05-17 | 1994-06-28 | Eastman Kodak Company | Laser diode operated in hybrid modulation modes |
| CA2128858A1 (en) | 1993-10-28 | 1995-04-29 | Douglas N. Curry | Two dimensional linear interpolation with slope output for a hyperacuity printer |
| US5485289A (en) * | 1993-10-28 | 1996-01-16 | Xerox Corporation | Hyperacuity printer architecture |
| US5410414A (en) * | 1993-10-28 | 1995-04-25 | Xerox Corporation | Halftoning in a hyperacuity printer |
| US6205161B1 (en) | 1996-03-01 | 2001-03-20 | Agfa-Gevaert Aktiengesellschaft | Method and device for operating a laser diode |
| US6097502A (en) | 1996-12-18 | 2000-08-01 | Seiko Epson Corporation | Multilevel screening for color laser printer |
| US6141030A (en) * | 1997-04-24 | 2000-10-31 | Konica Corporation | Laser exposure unit including plural laser beam sources differing in wavelength |
| US20010012111A1 (en) * | 1998-01-27 | 2001-08-09 | Hewlett-Packard Company | Developed toner mass control using split subpixel laser modulations |
| JP4322442B2 (ja) * | 2001-05-18 | 2009-09-02 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
| JP4307862B2 (ja) * | 2003-02-05 | 2009-08-05 | 富士フイルム株式会社 | 信号処理方法、信号処理回路、及び撮像装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939168A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-03 | Fuji Xerox Co Ltd | 半導体レ−ザ−の変調回路 |
| JPS6181075A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-24 | Canon Inc | 画像信号処理方法 |
| US4679057A (en) * | 1984-11-22 | 1987-07-07 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Laser recording apparatus |
| JPS61124921A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-12 | Minolta Camera Co Ltd | レ−ザ走査型画像形成装置 |
| JP2524108B2 (ja) * | 1986-02-24 | 1996-08-14 | 富士写真フイルム株式会社 | 光走査記録装置 |
| DE3750013T2 (de) * | 1986-10-20 | 1994-09-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | Laserstrahlabtastverfahren und -vorrichtung. |
| JPH0618425B2 (ja) * | 1986-10-20 | 1994-03-09 | 富士写真フイルム株式会社 | レ−ザ記録装置 |
| JP2607490B2 (ja) * | 1986-12-09 | 1997-05-07 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置の画質制御方法 |
| DE3750030T2 (de) * | 1986-12-29 | 1994-09-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | Laserstrahlaufzeichnungsverfahren und -vorrichtung. |
| JPH026161A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-10 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ駆動装置 |
-
1988
- 1988-09-14 JP JP63230918A patent/JP2774521B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-09-07 US US07/404,219 patent/US4987426A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-13 EP EP89116989A patent/EP0359248B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-13 DE DE68921395T patent/DE68921395T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68921395D1 (de) | 1995-04-06 |
| EP0359248B1 (en) | 1995-03-01 |
| JPH0278577A (ja) | 1990-03-19 |
| EP0359248A3 (en) | 1991-10-23 |
| US4987426A (en) | 1991-01-22 |
| DE68921395T2 (de) | 1995-07-20 |
| EP0359248A2 (en) | 1990-03-21 |
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