JP4910777B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を用いて露光を行うことで感光材料上に画像を形成する露光装置に関するものである。

近年、いわゆるデジタル露光方式を採用した写真処理装置が広く用いられるようになってきている。かかるデジタル露光方式では、画像データに基づいて変調された光によって印画紙を露光することによって画像を形成することができる。従って、レーザ光源から出射されたレーザ光は、ＡＯＭ（音響光学変調器）で画像データに応じて変調された後で、ポリゴンミラーによって主走査方向に走査されることで感光材料上に導かれるのが一般的である。

また、カラー画像を形成可能な露光装置では、赤色、緑色及び青色に対応したレーザ光源を備え、ポリゴンミラーによる感光材料への走査範囲の外側には同期センサが配置されている。この同期センサは、各色のレーザ光の１走査が開始される直前に各色の同期光を検出するものである。従って、同期センサでの各色の同期光の検出タイミングに基づいて各色のレーザ光の露光開始位置を一致させることが可能になる。ここで、特許文献１には、同期センサによって同期光を確実に検出するために、同期センサで検出される同期光の強度を、同期センサにおいて検出可能な光強度の範囲の最低値に安全率分の値を加えた強度になるように制御することが記載されている。
特開２００２−２４４０５６号公報

しかしながら、同期センサで検出される同期光の強度が一定値になるようにＡＯＭの変調入力が固定された場合でも、ＡＯＭを用いたときにはレーザ光入射効率により機差ばらつきが大きいと共に、シミ及び光軸ずれなどの影響で像面光量及び同期光の光量が低下することがある。そして、同期センサで検出される同期光の強度が低下し、同期光の強度が同期センサにおいて検出可能な光強度の最小値を下回った場合には、同期光を検出できなくなり、各レーザ光の露光開始位置を一致させることができなくなる。

そこで、本発明の主な目的は、変調素子の機差ばらつきや経時劣化に関係なく、同期センサによって同期光を適正に検出することができる露光装置を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明の露光装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光の強度を変調させる変調素子と、前記変調素子で変調されたレーザ光を主走査方向に走査させる走査手段と、前記走査手段による感光材料への走査範囲の外側に配置され、前記走査手段による感光材料への走査タイミングを制御するための同期光を検出する同期センサと、前記変調素子に供給される駆動信号を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記同期センサで検出可能な光強度の最小値の２倍以上の強度の同期光が前記同期センサで検出されるように、前記変調素子に供給される駆動信号を制御することを特徴としている。

この構成によると、同期光の強度が同期センサで検出可能な光強度の最小値の２倍以上になるように制御されるので、変調素子の機差ばらつきや経時劣化に関係なく、同期センサによって同期光を確実に検出することができる。従って、同期光が検出できなくなり、各レーザ光の露光開始位置を一致させることができなくなるのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る露光装置を含む写真処理装置の概略構成を示す図である。

図１に示す露光装置１００は、写真処理装置１０のハウジング１１の内部１１Ｂにおいて、感光材１を搬送するコンベア５上の露光位置５Ｘに対向するように設けれられている。コンベア５は、複数組の駆動ローラ５Ａ及び従動ローラ５Ｂとガイドレール５Ｃなどで構成されている。ハウジング１１の上面１１Ａには、ロール状に巻回わされた感光材料１を収納する複数、例えば２つのマガジン２０Ａ及び２０Ｂが装着されている。

マガジン２０Ａ、２０Ｂにはそれに収納されている感光材料を検出するためのセンサ２１Ａ、２１Ｂがそれぞれ設けられている。センサ２１Ａ、２１Ｂは、それぞれフォトインタラプタ（図略）が所定ピッチで配列されており、フォトインタラプタにより感光材料１の種類などに関する情報が読み取られる。センサ２１Ａ、２１Ｂには、図略の信号出力ラインがそれぞれ接続されており、主制御部１０１は、これらの信号出力ラインを介して読取られた感光材料の種類などに関する情報を読取るようになっている。

ハウジング１１及びマガジン２０Ａ、２０Ｂはそれぞれ暗箱であり、感光材料１の先端１Ｂはそれぞれマガジン２０Ａ、２０Ｂからハウジング１１の内部１１Ｂに引き出されている。感光材料１は、ハウジング１１の内部１１Ｂに設けられたカッタ４により所定の大きさの感光材片１Ａに切断される。感光材片１Ａは、ハウジング１１の内部１１Ｂにおいて、コンベア５により露光位置５Ｘから現像ユニット２に搬送される。

現像ユニット２は、現像液、定着液、漂白液及び安定化液をそれぞれ収容する複数のタンク２Ａ〜２Ｄを有している。露光装置１００により露光された感光材片１Ａが現像ユニット中を搬送されると、潜像が現像され、感光材片１Ａの感光材面上に画像が形成される。現像された感光材片１Ａは、乾燥ユニットにより乾燥され、ハウジング１１の内部１１Ｂから排出される。現像された感光材片１Ａは、ハウジング１１の上面１１Ａに設けられたソータ６上に積み重ねられる。

写真処理装置１０は、ハウジング１１に設けられた制御ユニット１２と、ＣＲＴなどのモニタディスプレイ１５と、キーボード１６及びマウス１７などを具備する。これらにより、オペレータは、命令やデータを入力したり、感光材料１の現像に関する情報を知ることができる。従って、モニタディスプレイ１５、キーボード１６及びマウス１７は、入出力ユニット１４４を構成する。なお、入出力ユニット１４４は、写真処理装置１０のハウジング１１とは別に設けてもよいし、あるいはハウジング１１と一体的に設けてもよい。

図２は、本実施形態における露光装置１００のブロック構成図である。露光装置１００は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三原色のレーザビームをそれぞれ出力する３つのレーザ発生部１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂを具備する。レーザ発生部１０４Ｒは、波長６８０ｎｍの赤色レーザビームを出力する半導体レーザを含む。レーザ発生部１０４Ｇは、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザの第２高調波として波長５３２ｎｍの緑色レーザビームを出力するＳＨＧレーザ（second harmonic generation from laser）を含む。レーザ発生部１０４Ｂは、波長４７３ｎｍの青色レーザビームを出力する半導体レーザを含む。

また、緑のレーザ発生部１０４Ｇの前方の光路上には、音響光学変調素子（Acousto-Optic Modulator）などの光変調素子１０６Ｇと、スリット板１０８Ｇとが配置されている。さらに、各レーザ発生部１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂから出力されたレーザビームをポリゴンミラー１１８の方向に反射するために、ミラー１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ、１１４及びレンズ１１６が光路上に設けられている。

ミラー１１２Ｒは全反射ミラーであり、赤色レーザビームをミラー１１２Ｇ側に反射する。ミラー１１２Ｇはハーフミラーであり、赤色レーザビームを透過させ、レーザ発生部１０４Ｇから出力された緑色レーザビームを反射する。ミラー１１２Ｂもハーフミラーであり赤色レーザビーム及び緑色レーザビームを透過させ、レーザ発生部１０４Ｂから出力された青色レーザビームを反射する。このような構成により、赤色、緑色、青色のレーザビームが合波される。

ポリゴンミラー１１８は、例えば矢印Ａで示す方向に一定速度で回転されており、レーザビームを所定の範囲の方向に反射する。ポリゴンミラー１１８の前方にはｆθレンズ１２０が設けられており、ポリゴンミラー１１８とｆθレンズ１２０とで、レーザビームを矢印Ｂで示す方向に偏向させる。感光材片１Ａは、コンベア５により図２の紙面に対して垂直な方向に搬送されるので、レーザビームを変調させるために用いられた画像データに対応する潜像が、感光材面１Ａの感光材面上に露光される。また、ｆθレンズ１２０の射出側であって、画像露光領域の主走査方向の直ぐ上流側には、レーザビームを同期センサ１３０側に反射するためのミラー１３１が設けられている。同期センサ１３０は、例えば受光素子で構成されている。

露光装置１００は、この露光装置１００全体を制御するためのＣＰＵなどの主制御部１０１と、露光装置１００の制御プログラムなどを記憶したＲＯＭ１０３などをさらに具備する。これらは制御ユニット１２に含まれている。

コンベア駆動部（ＣＤ）５０及びポリゴンミラー駆動部（ＰＭＤ）５１は、それぞれコンベア５による感光材片１Ａの搬送制御やポリゴンミラー１１８の回転制御のために、主制御部１０１に接続されている。

３つのレーザ駆動部（ＬＤ）１０５Ｒ、１０５Ｇ及び１０５Ｂは、主制御部１０１とレーザ発生部１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂとの間に接続されており、レーザ発生部１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂから出力されるレーザビームの強度を制御する。ここで、レーザ駆動部（ＬＤ）１０５Ｒ及び１０５Ｂは、画像データに含まれるＲ、Ｂの各成分ごとの階調度に応じてレーザビームの強度を変調するように制御する。また、レーザ駆動部（ＬＤ）１０５Ｇは、一定の強度のレーザビームが出力されるように制御する。

光変調素子駆動部（ＭＤ）１０７Ｇは、主制御部１０１と光変調素子１０６Ｇとの間に接続されており、画像データに含まれるＧの成分の階調度に応じて光変調素子１０６Ｇを通過するレーザビームの強度を変調するように制御する。具体的には、光変調素子駆動部（ＭＤ）１０７Ｇは、光変調素子１０６Ｇに供給される駆動電圧を制御する。

画像処理部１５０は、入出力ユニット１４４を介して入力された画像データに所定の画像処理を施したり、画像データの入出力を制御する。画像データメモリ１５１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分ごとに、入力された画像データを一時的に記憶する。クロック制御部１５２は、同期センサ１３０からの同期信号を受信して、画像処理部１５０による画像データメモリ１５１からの画像データの読み出し及び光変調素子駆動部１０７Ｇへの画像データの出力のタイミングを制御する。バッファメモリ１５３は、画像データメモリ１５１からの１走査分ごとに読み出された画像データを一時的に記憶する。

次に、Ｇ（緑）のレーザビームの同期光の強度の下限値及び上限値の設定を行う際の手順について、図３を参照して説明する。図３は、Ｇ（緑）のレーザビームの同期光の強度の下限値及び上限値の設定を行う際の手順を示すフローチャートである。

まず、光変調素子駆動部（ＭＤ）１０７Ｇから光変調素子１０６Ｇに供給される駆動電圧が所定値に調整されると、緑のレーザ発生部１０４Ｇからレーザビームが出力される（ステップＳ１）。そして、上記のレーザビームが同期センサ１３０によって同期光として検出されるか否かが判断される（ステップＳ２）。ここで、同期センサ１３０によって同期光として検出された場合は（Ｓ２：ＹＥＳ）、緑のレーザ発生部１０４Ｇから出力されるレーザビームの強度が小さくなるように光変調素子１０６Ｇに供給される駆動電圧が所定幅だけ小さく変更される（ステップＳ３）。その後、ステップＳ１に戻って、同期センサ１３０によって同期光として検出されるか否かの判断が繰り返される。

一方、同期センサ１３０によって同期光として検出されない場合は（Ｓ２：ＮＯ）、その直前の駆動電圧に対応したレーザビームの強度が同期センサ１３０によって検出可能な光強度の最小値として検知される（ステップＳ４）。その後、上記の最小値を２倍することにより、同期光の光強度の下限値が導出される（ステップＳ５）。そして、同期光の光強度の下限値に基づいて、その下限値に対応した駆動電圧の下限値が設定される（ステップＳ６）。また、同期センサ１３０のゲインと光量のバランスを考慮した上で、同期光の光量が強すぎることで同期センサ１３０のエッジで反射を起こし誤検出が発生するのを防止するために、駆動電圧の上限値が設定される（ステップＳ７）。

ここで、Ｇ（緑）のレーザビームの同期光の強度の下限値及び上限値の設定の具体例を説明する。図４は、Ｇ（緑）のレーザビームに関して同期センサによって検出される光強度と、光変調素子１０６Ｇに供給される駆動電圧との関係を示す図である。図５は、Ｇ（緑）のレーザビームの同期光の最小値に基づいて駆動電圧の下限値を設定する際の手順を説明する図である。Ｇ（緑）のレーザビームに関しては、図４に示すように、光変調素子駆動部（ＭＤ）１０７Ｇから光変調素子１０６Ｇに供給される駆動電圧を所定幅おきに変更していくことで、同期センサ１３０によって検出可能な光強度の最小値Ｘ（図５参照）が検知される。その後、最小値Ｘを２倍することで、図５に示すように、同期光の光強度の下限値２Ｘが導出される。そして、同期光の光強度の下限値２Ｘに基づいて、その下限値２Ｘに対応した駆動電圧の下限値Ｙが設定される。本実施の形態では、光変調素子１０６Ｇの仕様において保証されている範囲の最小値である最小駆動電圧値６０ｍＶ（＝０．０６Ｖ）は、駆動電圧の下限値Ｙよりも大きい。従って、本実施の形態においては、駆動電圧の下限値が６０ｍＶ以上に設定されることで、同期センサ１３０によって同期光を確実に検出可能になる。なお、本実施の形態では、駆動電圧の下限値は、駆動電圧６０ｍＶよりも十分に大きい値である約２００ｍＶに設定される。また、駆動電圧の上限値は、１Ｖに設定される。

このようにして、ＡＯＭによる変調が行われるＧ（緑）のレーザビームの同期光の強度の下限値及び上限値の設定に関して説明したが、直接変調が行われるＲ（赤）及びＢ（青）のレーザビームに関しては、ＡＯＭのようなシミや入射光量の変化がないので、同期光の強度の調整は機差ばらつきの分だけを考慮すればよい。本実施の形態におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）のレーザビームの同期光に関する駆動電圧の下限値及び上限値をまとめると、表１のようになる。

以上説明したように、本実施の形態の露光装置では、Ｇ（緑）のレーザビームに関して同期光の強度が同期センサ１３０で検出可能な光強度の最小値の２倍以上になるように制御されるので、ＡＯＭ１０６Ｇの機差ばらつきや経時劣化に関係なく、同期センサ１３０によって同期光を確実に検出することができる。従って、同期光が検出できなくなり、各レーザ光の露光開始位置を一致させることができなくなるのを防止することができる。

以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

上述の実施の形態では、変調素子としてＡＯＭが用いられているが、上記のＡＯＭの代わりに、例えば電気光学変調素子（ＥＯＭ）、磁気光学変調素子（ＭＯＭ）を適用してレーザ光の強度変調を行う構成としてもかまわない。

本発明の実施の形態に係る露光装置を含む写真処理装置の概略構成を示す図である。 本実施形態における露光装置のブロック構成図である。 Ｇ（緑）のレーザビームの同期光の強度の下限値及び上限値の設定を行う際の手順を示すフローチャートである。 Ｇ（緑）のレーザビームに関して同期センサによって検出される光強度と、光変調素子１０６Ｇに供給される駆動電圧との関係を示す図である。 Ｇ（緑）のレーザビームの同期光の最小値に基づいて駆動電圧の下限値を設定する際の手順を説明する図である。

符号の説明

１００ 露光装置
１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂ レーザ発生部
１０６Ｇ ＡＯＭ
１０７Ｇ ＭＤ
１１８ ポリゴンミラー
１３０ 同期センサ

Claims (1)

1. レーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源から出射されるレーザ光の強度を変調させる変調素子と、
   前記変調素子で変調されたレーザ光を主走査方向に走査させる走査手段と、
   前記走査手段による感光材料への走査範囲の外側に配置され、前記走査手段による感光材料への走査タイミングを制御するための同期光を検出する同期センサと、
   前記変調素子に供給される駆動信号を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記同期センサで検出可能な光強度の最小値の２倍以上の強度の同期光が前記同期センサで検出されるように、前記変調素子に供給される駆動信号を制御することを特徴とする露光装置。
   
   
   
   
   
   

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