JPH04163418A - 光ビーム制御方法および網点形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ビームを用いて画像情報、或いは文字情報
を出力する方法に関し、特に光ビームを任意の形状に連
続的にサイズを制御する方法に関する。

（従来の技術） 従来、この種の光ビームを用いて画像情報１文字情報を
出力する手段としては、レーサービームを用いる方法か
一般であり、特に画像処理として中間調を２値表示する
手段としては、デイサ法、濃度パターン法、ａ度パター
ン型多値デイザ法等の多くの中間調表現方法か提案され
てきた。

しかし、これらの中間調表現方法は、基本的に光ビーム
のサイズを１つの要素とし、その集合体てあるｎｘｎ個
の要素マトリックスを１つの画素としている為、１つの
画素の持つ表現可能な濃度パターンは（ｎ２＋１）通り
となり、この限界を越える事は原理的に不可能である。

従って、中間調の表現を増す為には画素の要素数ｎを増
すしか無＜、ｎを増せは増す程、実質的に画素のサイズ
か大きくなり、粗い表現に成ってしまうと云う欠点かあ
った。

この欠点を解決する為には１画素の基本的要素である光
ビームの径を絞り２画素自体を小さくする方法しかなく
、其に伴って光ビームの高速・高精度走査と共に９画像
全体にわたる上述した様々なデータ処理か必要である。

特に、フルカラーでの画像処理はプロセスカラーを重ね
る段階で生ずるモアレの問題も併せて解決する必要かあ
り、単純に単色での階調表現て色再現か可能でも、フル
カラーでの自然調の色再現は不可能で、膨大な計算を必
要とする。

一方２印刷分野では、中間調の２値表現は古くか網点印
刷法として知られ、フルカラーの自然調の表現に最も近
く、様々な技法か用いられている。

両者は、ディジタル技法、アナログ技法と呼ばれ。

その最も本質的な違いは、ディジタル技法は前述した様
に、１つの画素を多数の光ビームの要素の集合体として
表現し、要素のサイズとその要素の持つ（０，１）のデ
ィジタル表現に基づき１個々の要素の配列によって画像
を表現する方法であり、アナログ技法はコンタクトスク
リーンで決められた画素の配列に従って１画素自体の面
積を相似的に連続的に変化させ１画像を表現する方法で
ある。

従ってディジタル技法は、単色での階調表現に於いても
、要素の配列の特性によって発生する画素間の問題であ
る。モアレ、画質の滑らかさ、調子のとび等の問題、及
び全体の画質の切れの問題か内在し。

更にフルカラー表現でプロセスカラーの重ねを行う場合
も同様の問題か発生する。これらの問題を解決する手段
としては、前記の如く画素に画質の切れを良くする為の
規則性を加えると同時に９画質の滑らかさ、モアレ、調
子のとび等の問題を解決する為に。

その規則を平均化、或いはランダム化しなければならな
い等の、相反する問題を抱えている。

一方、アナログ技法は、規則性のあるコンタクトスクリ
ーンを用いている為に、単色でのモアレの問題は無く９
画質の滑らかさ、調子のとび等の問題はスクリーン線数
の選択又は網点率の制御、網点の形状の選択で解決され
ている。プロセスカラーを対象にする場合についても、
モアレの問題はスクリーン角度の調整法で解決されてお
り、むしろ実用インキを理想インキの分光スペクトルに
近づける為の色補正、グレーバランス、下色除去法等の
高度な画像処理かなされている。しかもこれ等の画像処
理は既にスキャナを用いて自動的に製版可能である。

以上述べた様に、ディジタル技法は本質的に１画素の要
素サイズか決まり、その要素サイズも一定の大きさを有
する為に１画素の持つ階調表現力に限界かある。それに
対して、アナログ技法は１画素のサイズか連続的に変化
する為に１画素の持つ階調表現力は自由である。

勿論、ディジタル技法に於いても、１つの要素を充分小
さくすれば、アナログ技法に近づける事は可能である。

その好例かスキャナである。

但し、前述した様に光ビームの径を小さくする程走査距
離か増し、限られた時間内で処理しようとすると、走査
速度を上げ、データ処理量の増大と高速データ処理、或
いは高感度の被走査体か必要で、光ビームを用いた１例
えばレーザービームプリンター。

フルカラー複写機等の民生用機器を対象とした場合は、
実用的な装置とはならない。

（本発明か解決しようとする課題） 本発明は１以上の問題に鑑み、従来の光ビームを用いて
画像或いは文字情報を出力する場合、光ビームの径その
ものか１つの要素となりその集合か画素となる方法に代
わり、光ビームそのものか１つの画素となる様に、光ビ
ームの径を制御する方法について、鋭意検討を重ねた結
果、照射する光ビームの任意の形状を連続的に制御する
方法を見出し５本発明を完成するに到ったものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決する為の手段） 即ち本発明は、光ビームをレンズを通して被照射体に照
射する方法に於いて、該レンズを光軸方向に移動させる
事により光ビームの形状（径）を連続的に変化させる光
ビーム制御方法であり、さらにはこの光ビーム制御方法
を用いて網点形成を行う方法に関する。

かかる方法に於いては、光ビームの径は焦点の位置での
光径を最小として、光ビームの径φと焦点距離ｆとレン
ズの移動範囲ｄの条件て最大ｄＸｔａｎ（φ／ｆ）迄制
御する事か出来る。

更に、光ビームを集光照射する前に所定の形状を有する
スリットを設ける光ビーム制御方法である。

照射する光ビームの形状は９例えば印刷製版に用いるコ
ンタクトスクリーンの形状を考慮する場合。

その代表的な例として、スクエアードツト、チェーンド
ツト、レスピドット　トリプレット等が在り。

その基本形状は正方形、菱形１円等様々である。

これ等の形状をその優先ビームに用いようとすれば集光
する前に、各々の基本形状の通常固定されたスリットを
設ける。

更に、照射する光ビームに、照射するビーム径に比例し
た強度を与える光ビーム制御方法である。

掛かる方法によれば、一定の光ビームを集光した場合、
同一光エネルギーで照射サイズのみを変えた場合に生ず
る光エネルギー密度の違いを、均一にする事か可能にな
る。

更に、照射する光ビームに、レーザーを用いる光ビーム
制御方法である。

照射する光ビームは、制御する光ビームの形状或いはサ
イズにもよるか、前記した光ビームの制御された形状か
被照射体に到る間に、形状の極端な歪みを生じる可能性
か在る場合は制御する意味をなさない。従って、用いる
光ビームとしては、充分平行な光線が好ましく、光学系
で制御し易い点光源に近いものか良く、更に単色光に近
く色収差の問題も少ないレーザーか最も好ましい。

更に、駆動するレンズに照射するレーザービームを同期
させ、任意のサイズのドツト列を得る光ビーム制御方法
である。

掛かる方法によれば、駆動するレンズを任意の位置迄移
動し、光ビームのパルスを与える事により。

所定のサイズのドツトを作る事か出来る。

勿論、連続したドツト列をレンズの移動下で作る場合、
レンズの位置を決定する時間と、そのドツトを照射する
被照射体の位置決定に必要な時間とのマツチングは重要
である。即ち、一定の時間間隔て光ビームのパルス列を
与える場合は、レンズの位置を決定する時間が光ビーム
のパルス間隔或いは被照射体の位置決め時間に対して充
分短いことか必要である。

また２本発明は、原画を画素毎または画素を複数に分割
した要素毎に読み取り、得られたそれぞれの画素または
要素の多値データに基づき、それぞれの画素または要素
を、上記したような光ビーム制御方法により、光ビーム
の径を変えて出力する網点形成方法であり、この網点形
成方法により、印刷、製版。

校正、コピー、データ転送、ファクシミリ、金属に対す
る絵柄加工等に有用である。

以下１図面に従って本発明を更に詳細に説明する。

第１図は９本発明の光ビーム制御方法の動作原理を示す
概念図である。光径３の光ビーム２をレンズ１て集光し
、被照射体９に照射する。

被照射体９表面のビーム径は、焦点１０を最小として、
レンズ１に移動量４或いは５を与え、レンズの位置Ａ或
いはＢに設定するとビーム径８と成り。

移動量６を与えレンズの位置Ｃに設定すると、ビーム径
７となる。

レンズの移動方向は、４或いは５のいずれても良い。但
し、第１図の様にレンズの位置を被照射体から焦点の距
離に設定し、その位置を制御の基準とする場合で、ビー
ム径３か最大画素の径以下のときは移動方向４の場合は
レンズ１を被照射体に近付ける距離に限界があり、移動
方向は５或いは６の方向か好ましい。更に、最大画素の
径が照射ビーム径７の場合はレンズ１の位置を基準にＣ
の位置への移動。

或いはＣの位置を基準に１の位置への移動、或いはＢの
位置を基準に１とＣの両方向への移動等焦点でのビーム
径を最小値として移動方法を決定する。

レンズの移動には、レンズの材質・質量・移動量。

制御するビーム径或いは制御する速度により、最適な素
子か選択される。例えば、ボイスコイル、圧電セラミッ
クス等の所謂アクチュエーター、或いはサーボモーター
、ステッピングモーター、超音波モーター等のモーター
類の回転をギヤ、ベルト等を用いて一次元の移動に変換
てきる物、或いは一次元移動型のモーター類等いずれて
も良い。

又、被照射体９に照射する光ビームの径により。

光ビームの強度は径の２乗に逆比例する。その為。

光ビームの照射強度を照射サイズによらず一定とする為
には、光ビームの強度自体を制御する事か必要である。

第２図は、レンズｌと照射ビーム２の間に、被照射体９
の照射ビームの形状１３を正方形にする様に固定スリッ
ト１１のスリット形状１２を正方形にし。

レンズ１に移動量５を与えた場合の光ビームの光路を示
す概念図である。

固定スリット１１のスリットの形状１２は、前記正方形
、菱形１円等の何れの形状ても良い。

更に、第３図は本発明の一応用例を示す装置の概念図で
ある。回転ドラム１８を被照射体とし、パルスを発生す
るレーザー光源１６の光ビームを固定スリット１１を通
して光ビームの形状を決定し、集光レンズ１を駆動系１
５で移動させ任意のサイズ・形状の光ビームのドツト列
２０を形成する。

１９は回転ドラムの回転方向、１７は光ビーム照射系の
移動方向、２１は駆動系の制御部、２２はレーザービー
ムの制御部を各々示す。

画像の網点分解された強度マトリックスデータの発生器
２４から与えられた情報は、データ処理部２３によって
ビーム径に比例したレンズ移動量情報に変換され駆動系
の制御部２１に与えられ１回転シリンダーの回転位置の
制御或いはモニター情報と照射ユニットの移動位置の制
御或いはモニター情報からレーザービームの照射のタイ
ミング及び光ビームの照射強度を一定にする為のビーム
強度情報をレーザービームの制御部２２に与える。

以上の装置を用いて１回転ドラムに金属或いはセラミッ
クスを用い、レーザービームに該加工に適したパワーを
有する１例えば炭酸ガスレーサー或いはＹ　Ａ　Ｇレー
ザー等を用いれば、直接製版か可能であり、又１回転ド
ラムに用いるレーサーに感度を有する樹脂等を用いれば
フレキソ版或いは凸版等の製版か可能である。

更に９回転ドラムに感光ドラムを用い９図示していない
か、帯電器、現像器、転写器、定着器等を付加すれば、
網点印刷調の印字物の得られるレーザービームプリンタ
ーか実現できる。

以上の様に、従来特に画像全体を走査した膨大なデータ
をその侭画像データとする方法に代わり、網点の線数、
網点の１つの網目の強度即ち線数に応じた強度マトリッ
クスデータ、色重ね時のスクリーン角度等の印刷に用い
るデータその物か基本データと成る等、極めて印刷に近
い方法でデータを処理する事が出来、又得られる光ビー
ムの配列も印刷と同等な形状にする事か出来る。

その為、簡易校正刷り、製版、或いはレーザービームプ
リンター等、光ビームを用いるあらゆる画像処理を含ん
た印字装置、或いは光ビームを用いる加工機等に１幅広
く本方式を用いる事か出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ビームの制御の概念図を、第２図は
本発明の光ビームの形状を制御する固定スリットの概念
図を、第３図は本発明により制御された光ビームの一応
用例をそれぞれ示す。 図中の番号は、１はレンズ、２は光ビーム、３は光ビー
ム径、４，５．６はレンズの移動ヘクトル量。 Ａ、Ｂ、Ｃはレンズの位置、７，８は照射ビーム径。 ９は被照射体、１０は照射ビームの焦点、１１は固定ス
リット、１２は固定スリットのスリット形状。 １３は照射ビームの形状をそれぞれ表す。 特許出願人　　東洋インキ製造株式会社第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ビームをレンズを通して被照射体に照射する方法
   に於いて、該レンズを光軸方向に移動させる事により光
   ビームの形状を連続的に変化させる事を特徴とする光ビ
   ーム制御方法。 ２、光ビームを照射する前に所定の形状を有するスリッ
   トを設ける事を特徴とする請求項１記載の光ビーム制御
   方法。 ３、照射する光ビームに、照射するビーム径に比例した
   強度を与える事を特徴とする請求項１または２記載の光
   ビーム制御方法。 ４、照射する光ビームに、レーザーを用いる事を特徴と
   する請求項１ないし３いずれか記載の光ビーム制御方法
   。 ５、移動するレンズに照射するレーザービームを同期さ
   せ、任意のサイズのドット列を得る事を特徴とする請求
   項１ないし４いずれか記載の光ビーム制御方法。 ６、原画を画素毎または画素を複数に分割した要素毎に
   読み取り、得られたそれぞれの画素または要素の多値デ
   ータに基づき、それぞれの画素または要素を、請求項１
   記載の光ビーム制御方法により、光ビームの径を変えて
   出力することを特徴とする網点形成方法。