JP2945857B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録媒体、特に昇華性フ
ィルム、熱溶融フィルム等の記録媒体にレ−ザビ−ム光
により記録を行なう画像記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来のレ−ザビ−ムを利用した画
像記録装置について、図１２を用いて説明する。図１２
は、従来のレ−ザビ−ムを利用した画像記録装置の概略
を示した斜視図である。図１２において、１は記録ヘッ
ド、２は表面に記録媒体を装着する回転ドラム、３はフ
ィルム等の記録媒体、４は記録ヘッド１を回転ドラム２
に沿って走査させるリニアモータである。５は図示しな
いモータドライバからの指示により駆動するＤＣモー
タ、６はＤＣモータの回転軸に取付けられたモータギヤ
から回転を受けて回転するギヤ、７はギヤに固定された
スクリューネジ、８は記録ヘッドに固定されたアームで
あり、アーム８の一端には穴が設けられ、その穴にスク
リューネジ７が入り込み、記録ヘッド１が回転するよう
になっている。

【０００３】以上のように構成された画像記録装置の記
録動作について説明する。即ち、記録ヘッド１内部には
レ−ザビ−ムダイオ−ド（以下ＬＤという）が複数個用
意され、これにより複数のスポット光を同時に得ること
ができる。これらのＬＤが出力するレ−ザビ−ムをコリ
メ−タレンズ、対物レンズ等を介してドラム２の表面に
取り付けられた記録媒体３へ集光して記録用のレ−ザビ
−ムスポット光を形成し、そのレ−ザビ−ムスポット光
をリニアモ−タ４によって記録媒体３を走査すると共
に、ＬＤの出力を画信号に応じて制御することにより、
記録媒体３への記録を行なっていた。

【０００４】また、記録ヘッド１内で複数のＬＤは直線
状に配列されているので、記録ヘッド１の傾斜角を変え
れば、解像度が変更されることになる。即ち、ＤＣモー
タ５が図示しないモータドライバから指示を受けて所定
時間駆動してギヤ６を回転させる。ギヤ６の回転に基づ
いてスクリューネジ７が所定量回転し、アーム８を上下
に移動させる。アーム８は記録ヘッド１に固定されてい
るので、記録ヘッド１は前記モータドライバの指示に応
じて所定角度だけ回転することになる。

【０００５】従来のレ−ザビ−ムを利用した画像記録装
置は、図１２に示すように記録ヘッド１内部に設けられ
た複数のスポット光を同時に得るために設けられたレ−
ザビ−ムダイオ−ド（以下ＬＤという）を複数個用意
し、これらのＬＤが出力するレ−ザビ−ムをコリメ−タ
レンズ、対物レンズ等を介してドラム２の表面に取り付
けられたフィルム等の記録媒体３へ集光して記録用のレ
−ザビ−ムスポット光を形成し、そのレ−ザビ−ムスポ
ット光をリニアモ−タ４によって記録媒体３を走査する
と共に、ＬＤの出力を画信号に応じて制御することによ
り、記録媒体３への記録を行なっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像記録装置においては１個の記録ヘッドにより記録媒
体を走査する構成であるため、高速かつ鮮明な画像を記
録することためには限界があった。

【０００７】すなわち、良好な解像度で高速記録を可能
にするための手法として、レ−ザビ−ムのパワ−をあげ
て記録時間を短縮させる方法が考えられる。しかしなが
ら、この種の画像記録装置に用いられるマルチモ−ドレ
−ザではレ−ザビ−ムのパワ−を例えば５００mWにした
場合、発光点の幅は５０μm以上に形成されてしまう。
このような幅のレ−ザビ−ムでは記録媒体に形成される
スポット光の大きさとして不適当であり、また、微小な
スポットを得ようとするためにはと集光系レンズの構成
が複雑になってしまうという問題がある。

【０００８】また、単純に複数個の記録ヘッドを用いた
所謂マルチヘッド方式の画像記録装置により高速記録を
行なうことが考えられる。しかし、１枚の記録媒体に対
しての複数の記録ヘッドを略同時に駆動していくため、
各ヘッド間の機構的なばらつき等の影響により、記録媒
体上の画像のつなぎ目で連続性が保つのが困難であり、
そのために、非常に複雑かつ大型の補正装置を必要と
し、実質的に上述の問題を解決するものは存在していな
かった。

【０００９】本発明は上記従来の課題に鑑みて為された
ものであり、複数個の記録ヘッドを用いたマルチヘッド
方式の画像記録装置により記録時間の短縮することがで
き、かつ、簡易な構成にて、良好な画像を記録すること
が可能な画像記録装置を提供することを目的とする。

【００１０】本発明は、上述の目的を達成するため、請
求項１記載の発明は、円筒ドラムに装着された記録媒体
にマルチビームスポット光により画像の記録を行う複数
の記録ヘッドと、これらの記録ヘッドを前記円筒ドラム
の長手方向への移動に伴って前記複数の記録ヘッドにつ
いて前記マルチビームスポット光の位置を検出する検出
手段と、前記検出手段からの出力に基づき前記円筒ドラ
ムの回転方向に対しての補正を記録開始タイミングを補
正することにより行う補正手段とを備えたものである。

【００１１】

【００１２】

【００１３】請求項１記載の構成により、本発明は記録
媒体に画像の記録を行う際に、複数ヘッドのビームスポ
ット光の位置を検出し、各記録ヘッドのビームスポット
光照射位置に関する誤差を補正するものであって、特に
円筒ドラムの回転方向に対してのビームスポット光の位
置のずれを記録開始タイミングを補正することで行うも
のである。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【実施例】以下本発明の一実施例による画像記録装置に
ついて図面を用いて説明する。図１は本発明の画像記録
装置の概略構成図、図２は同装置における全体構成を示
すブロック図である。これらの図において、１は記録す
る画像に応じてレ−ザビ−ムスポット光を照射する記録
ヘッド（図中の１ａ〜１ｄはＮＯ．１〜ＮＯ．４の記録
ヘッドに対応している）である。そして、各記録ヘッド
１ａ〜１ｄは、それぞれ記録媒体上において分割された
記録領域が予め定められている。また、各記録ヘッド１
ａ〜１ｄは、分割された記録領域においてそれぞれ独立
して移動可能に制御される。記録ヘッド１のＬＤアレイ
は、従来例と同様に複数のビ−ムスポット光が１列に配
列されている。また、その配列の傾斜角を変更すること
で複数の線密度に対応した解像度変更を可能としてお
り、解像度変更用のモ−タとセンサとを備えている。２
は記録媒体３が保持されるドラムであり、記録媒体３
は、例えば、昇華性フィルムあるいは熱溶融フィルムが
用いられる。４は記録ヘッド１を移動可能に保持するキ
ャリッジであり、リニアモ−タ５等を用いて記録画像の
副走査方向に移動させる。なお、本実施例ではリニアモ
−タを挙げたがボ−ルねじ等の構成によっても実現でき
る。６はリニアモ−タ５の移動方向に沿って配設された
リニアスケ−ルである。７はリニアスケ−ル６上に目盛
られた絶対位置としての位置情報を読取るセンサであ
る。８はドラム２を主走査方向に所定の速度で回転させ
るモ−タである。９は主走査方向（以下Ｙ方向と呼ぶ）
と副走査方向（以下Ｘ方向と呼ぶ）を略同時に検出可能
なＰＳＤ検出器である。本実施例ではＹ方向の出力のみ
が得られる１次元の検出素子を用いているが、リニアス
ケ−ル６上に目盛られた位置情報に基づいてＸ方向の出
力を得るようにしている。また、ＰＳＤ検出器９として
２次元の検出素子を用いてＸ方向およびＹ方向の出力を
得るようにしてもよい。１０は記録ヘッド１から照射さ
れるＬＤスポット光のパワ−値をモニタするためのモニ
タ検出器でありフォトダイオ−ド等から構成される。

【００１７】ここで、ＰＳＤ検出器９は、図５の原理説
明図に示されるようにＬＤスポット光の照射位置に応じ
てスリット抵抗体の分圧抵抗値が変化し、その両端の電
極に電荷として出力されるものであり、いわゆる光電変
換素子の一種である。

【００１８】ＰＳＤ検出器９を用いたＰＳＤ検出回路の
具体的構成としては、図４に示すようなものが用いられ
る。すなわち、ＰＳＤ検出素子９の両端の電極に接続さ
れた電流−電圧変換回路（以下Ｉ−Ｖ変換回路と呼ぶ）
４１と、これら２つのＩ−Ｖ変換回路４１から差出力を
得るための比較回路４２および和出力を得るための比較
回路４３から構成され、差出力値Ｓ１および和出力値Ｓ
２がそれぞれ出力されるようになっている。例えば、Ｐ
ＳＤ検出素子９の中央に光が照射されれば、両端から出
力される電荷量はほぼ等しくなるので、差出力Ｓ１は０
Ｖに近くなり、一方、ＰＳＤ検出素子９の一端に光が照
射されれば、差出力Ｓ１は＋若しくは−方向に増加する
ことになる。従って、この差出力Ｓ１によってビームス
ポット光のＹ方向の照射位置を検出できる。但し、ＰＳ
Ｄ検出素子９の中央に光が照射された場合は、差出力Ｓ
１は０Ｖとなるので、光が照射されていない状態と同様
となり検知が不可能となる。そこで、和出力Ｓ２をも得
ることによって光があたっているか否かを判別できるこ
とになる。これによって、ＰＳＤ検出素子９に光が照射
された状態でのビームスポット光のＹ方向の照射位置を
検出できる。さらに、和出力Ｓ２によって光の照射間隔
を判別できることから、１個の記録ヘッドが照射するビ
ーム全体の中央位置をも検出できる。

【００１９】次に、図３のブロック図において、２１は
記録ヘッド１に対応して設けられたレ−ザアレイドライ
バである。具体的には、図３の要部ブロック図に示すよ
うに、画信号（ＰＩＸ）とレ−ザ光（ＬＤ）とを入力す
るセレクタ３１、制御部２９からのコントロ−ル信号に
基づいてアナログ電圧を発生するＤＡＣ(Digital Analo
g converter)回路３２、ＤＡＣ回路３２からの出力に従
って記録ヘッド１のレ−ザアレイへの駆動電流を制御す
るＡＣＣ（Auto Current Control ）回路３３から構成
される。２２は記録ヘッド１に設けられたＬＤアレイの
傾斜角を変更する解像度変更モ−タのドライバであり、
記録ヘッド１対して共通の傾斜角を与えるように制御さ
れる。なお、傾斜角を変更は従来と同様に行われる。２
３はモニタ検出器１０に接続され、ＬＤアレイから出力
されるレ−ザビ−ムスポット光のパワ−値を得るための
モニタ検出回路である。このモニタ検出回路２３は、具
体的には、図３の要部ブロック図に示すように、記録ヘ
ッド１からのビ−ムスポット光の光量に応じて光電変換
部３４により電流値としてＩ−Ｖ変換回路３５に出力さ
れ、ＡＤＣ(Analog Digital converter)を介して制御部
２９へ出力される。２４はＰＳＤ検出素子９に接続され
るＰＳＤ検出回路であり、一般的に上述の図４に示され
るよう回路が用いられ、ＡＤＣ回路３７を介して制御部
２９へ出力される。２５は走査制御部であり、走査制御
部２５はセンサ７によりリニアスケ−ル６の絶対値スケ
−ルを読取って得られる出力パルスを所定のパルス数に
逓倍するリニアスケ−ル逓倍回路２６、リニアスケ−ル
逓倍回路２６からの出力パルスを入力してリニアモ−タ
５の制御を行なうリニアモ−タ制御回路２７、これらリ
ニアモ−タ制御回路２７からの指令に基づきリニアモ−
タ５を駆動するリニアモ−タドライバ２８から構成され
ている。２９は各種ドライバ回路、検出回路、メモリ回
路等の全体制御を行なう制御部であり、これら制御部２
９は、後述するＬＤスポット光のセンタ位置の検出に基
づきＬＤスポット光の円筒ドラム２への照射位置を補正
する機能を有している。また、制御部２９は、記録ヘッ
ド１で分割する記録範囲に対応した記録開始位置への移
動制御機能、並びに、解像度を変更する場合の各記録ヘ
ッドにおけるＬＤアレイの傾斜角を変更する制御機能等
を備えている。

【００２０】以上の構成による画像記録装置について図
６乃至図１０を用いて以下その動作を説明する。

【００２１】図６（ａ），（ｂ）は、ＰＳＤ検出器９に
よる位置検出のための出力を示す波形図であり、横軸は
時間（ｔ）、縦軸は差出力および和出力（Ｖ）を表わし
ている。また、図６（ｂ）において、ビーム１とは１個
の記録ヘッド内部で始端に配置されたＬＤを指し、ビー
ム２とは前記記録ヘッド内部で終端に配置されたＬＤを
指す。図７はＰＳＤ検出器９による位置検出の動作フロ
−図である。ここでは、２つのビ−ムスポット光がＰＳ
Ｄ検出回路９により検出される場合の出力波形を示して
おり、Ｘ方向およびＹ方向の両方向におけるビ−ムスポ
ット光のセンタ位置に対応した出力成分が得られように
なっている。図８は記録開始時における初期時の絶対位
置検出の動作フロ−図であり、各記録ヘッド１について
初期絶対番地が検出される。図９は記録開始からの記録
ヘッド１の遷移状態を表わしたものであり、記録開始指
示が与えられてから２枚目の記録が終了されるまでの状
態が示されている。図１０は記録ヘッド１が所定の線密
度（本実施例では１０個の発光点）で記録する場合の実
際の記録例が示されている。

【００２２】まず、図６および図７を用いて、ＰＳＤ検
出器９によるビ−ムスポット光のセンタ位置検出の動作
を説明する。

【００２３】図７において、まずリニアモ−タ５により
記録ヘッド１をＰＳＤ検出開始位置に移動させる（ＳＴ
１）。次いで、記録ヘッド１のレ−ザビ−ムアレイを発
光させ（ＳＴ２）、リニアモ−タ５により記録ヘッド１
を低速で動かす（ＳＴ３）。ここで、ビ−ムスポット光
がＰＳＤ検出器９ので検出されたか否かを判別し、検出
された場合には、リニアスケ−ル６からの情報に基づい
て図示しないパルスカウンタにより、レ−ザビ−ムアレ
イのＸ方向のセンタ位置を判定する（ＳＴ４）。一方、
ＰＳＤ検出器９からの差出力値Ｓ１をＡ−Ｄ変換してＬ
ＤアレイのＹ方向のセンタ位置を判定する（ＳＴ５）。

【００２４】このＳＴ４およびＳＴ５をさらに、図６
（ａ），（ｂ）を用いて説明すると、ＬＤアレイのビ−
ム１がＰＳＤ検出器９のスリットにさしかかったとき、
Ｘ１１，Ｘ１２の時点で所定の和出力値が得られると同
時に差出力値Ｙ１が得られる。また同様にビ−ム２がＰ
ＳＤ検出器９のスリットにさしかかったとき、Ｘ２１，
Ｘ２２の時点で所定の和出力値が得られると同時に差出
力値Ｙ２が得られる。ＳＴ４のＸ方向の位置を判定にあ
たっては、Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ２１，Ｘ２２の位置情報
をリニアスケ−ルから読取り、ビ−ム１およびビ−ム２
のＸ座標であるＸ１，Ｘ２［Ｘ１＝（Ｘ１１−Ｘ１２）
／２，Ｘ２＝（Ｘ２１−Ｘ２２）／２］を求める。これ
によって、各記録ヘッドの中央位置を判別できる。ＳＴ
５のＹ方向の位置判定にあたっては、ビ−ム１およびビ
−ム２のＹ座標は差出力値Ｙ１，Ｙ２により求める。な
お、このＸ１とＸ２によりビ−ム１およびビ−ム２のＸ
方向の距離が測ることができ、また、Ｙ１とＹ２により
ビ−ム１およびビ−ム２のＹ方向の距離が測ることがで
きる。このように、記録ヘッドのＹ方向の位置を検出す
ると、その検出結果を制御部２９内のレジスタに格納
し、他の記録ヘッドについても図９に示すように同様の
位置検出処理を繰り返す。各記録ヘッド１ａ〜１ｄの位
置がぞれぞれ検出されると、制御部２９が各記録ヘッド
１ａ〜１ｄの位置を比較して、いずれかの記録ヘッドを
基準にして位置を合せる制御を行う。具体的には、物理
的に記録ヘッドの位置を移動させるのではなく、レーザ
光の出力タイミングをずらすことによって、Ｙ方向の位
置ずれを補正している。また、記録ヘッドのＸ方向の位
置を検出すると、その検出結果を制御部２９内のレジス
タに格納し、全記録ヘッドについて図１０に示すように
同様の位置検出処理を繰り返す。制御部２９は解像度変
更モータドライバ２２に対して各記録ヘッド１ａ〜１ｄ
をリニアスケールの絶対番地からどれだけずらすかにつ
いての指示を出して、Ｘ方向の位置ずれを補正してい
る。

【００２５】さらに、Ｙ方向およびＸ方向の位置ずれを
補正すると、この補正処理により各記録ヘッド１ａ〜１
ｄ間に解像度のずれが生ずるので、解像度変更モータド
ライバ２２は前記指示に基づいてモータを駆動させて従
来と同様に機構的に記録ヘッドを傾斜角を変更して、各
記録ヘッド１ａ〜１ｄ間の解像度を補正する。

【００２６】次に、初期時の絶対位置検出動作を図８に
したがって説明する。まず、リニアモ−タ５を一定方向
へ所定の速度で動かし（ＳＴ６）、リニアスケ−ル６上
の１個目の絶対番地参照マ−クがあったかを判別し、あ
ると判別された場合にはパルスカウンタを”０”にセッ
トしカウントアップを開始する（ＳＴ７）。次に、リニ
アスケ−ル６上の２個目の絶対番地参照マ−クがあった
かを判別し、あると判別された場合、そのときのパルス
カウンタ値によりキャリッジ４の現在の位置を判定する
（ＳＴ８）。その後、現在のカウンタ値に基づいてキャ
リッジ４を予め定まった定位置まで移動させる（ＳＴ
９）とともにパルスカウンタをリセットする（ＳＴ１
０）。なお、この初期時の絶対位置検出動作はリニアモ
−タ５を最低でも２０mm動かすことにより、２個の絶対
番地参照マ−クを検出することが可能である。

【００２７】次に、図１１は記録ヘッドのうち端部の記
録ヘッドが破損した場合の画像記録装置を示す図であ
り、例えば、１ｄ（ＮＯ．４ヘッド）がＬＤアレイのパ
ワ−値あるいは機構的に他の記録ヘッドに追従できない
等により記録ヘッドが破損したと判定された場合には、
リニアスケ−ル６の左端の破損ヘッド格納スペ−ス１１
に退避させ、１ａ（ＮＯ．１ヘッド）〜１ｃ（ＮＯ．３
ヘッド）で、ドラム２の全記録領域をカバ−するように
制御部２９により制御される。

【００２８】また、１ａ（ＮＯ．１ヘッド）が破損した
場合には、リニアスケ−ル６の右端に破損ヘッド格納ス
ペ−ス１１を設け１ａ（ＮＯ．１ヘッド）を退避させ、
１ｂ（ＮＯ．２ヘッド）〜１ｄ（ＮＯ．４ヘッド）で、
ドラム２の全記録領域をカバ−するように制御部２９に
より制御される。

【００２９】なお、図１１は記録ヘッドのうち端部の記
録ヘッドが破損した場合を示したが端部以外の記録ヘッ
ドが破損した場合には、格納スペ−ス１１に退避させる
ことなく、破損した記録ヘッドのドライバ駆動をオフに
した状態でドラム２の全記録領域を正常な記録ヘッドで
走査するようにすればよい。

【００３０】なお、上記実施例では４つの記録ヘッドを
用いた画像記録装置を例に示したがこれに限定されるも
のでなく、４つ以上あるいは以下の複数の記録ヘッドを
用いた構成であれば良いことは言うまでもない。また、
ビ−ムスポット光の数も本実施例に限定されるものでな
く、アレイ状の発光点を有するものであれば良い。

【００３１】以上、本実施例によれば、ＰＳＤ検出器９
に対するＬＤアレイの発光点位置をダイレクトに検出す
ることにより、そのセンタ位置検出時にはリニアスケ−
ル値を読取ることでＸ方向の検出ができ、さらに、ＰＳ
Ｄ検出回路からの差出力値読取ることでＹ方向の検出も
可能となる。

【００３２】また、本発明によれば、複数の記録ヘッド
を備えた記録装置であっても、Ｘ，Ｙ両方向の検出機構
を全てのヘッドで兼用させる単一構成とすることが可能
となる。

【００３３】また、本実施例によれば、複数の記録ヘッ
ドによる記録時に解像度変更を行なう場合であっても、
各記録ヘッドに対してＬＤスポット光を１個ずつ検出で
きるため、解像度変更に伴う各記録ヘッドの傾斜角の度
合も自動的に検出することができる。

【００３４】以上の発明から明らかなように、本発明に
よれば記録媒体に画像の記録を行う際に複数の記録ヘッ
ドのビームスポット光の位置が検出され、記録ヘッドの
ビームスポット光のＹ方向の照射位置に関する誤差を記
録開始タイミングを調節して補正するので１枚の記録画
像における連続性を保ちつつ高速記録が可能となる。

【００３５】

【００３６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像記録装置の概略構成図

【図２】本発明の画像記録装置の全体構成を示すブロッ
ク図

【図３】本発明の画像記録装置の要部回路構成を示すブ
ロック図

【図４】ＰＳＤ検出回路の回路構成図

【図５】ＰＳＤ検出回路による位置検出の原理を示す説
明図

【図６】ＰＳＤ検出回路による位置検出のための出力を
示す波形図

【図７】ＰＳＤ検出回路による位置検出の動作フロ−図

【図８】ＰＳＤ検出回路による位置検出に基づく記録ヘ
ッドの制御フロ−図

【図９】本発明の画像記録装置の記録ヘッドの遷移状態
を示す図

【図１０】本発明の画像記録装置の記録ヘッドによる記
録例を示す図

【図１１】記録ヘッド破損時の画像記録装置を示す図

【図１２】従来の画像記録装置の概略構成図

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２ ドラム ３ 記録媒体 ４ キャリッジ ５ リニアモ−タ ６ リニアスケ−ル ８ モ−タ ９ ＰＳＤ検出器 １０ パワ−モニタ検出器 １１ マイクロレンズアレイ ２９ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/32 B41J 3/54 B41J 2/44

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒ドラムに装着された記録媒体にマル
   チビームスポット光により画像の記録を行う複数の記録
   ヘッドと、これらの記録ヘッドを前記円筒ドラムの長手
   方向への移動に伴って前記複数の記録ヘッドについて前
   記マルチビームスポット光の位置を検出する検出手段
   と、前記検出手段からの出力に基づき前記円筒ドラムの
   回転方向に対しての補正を記録開始タイミングを補正す
   ることにより行う補正手段とを具備する画像記録装置。