JPH05131676A

JPH05131676A - 画像走査記録装置

Info

Publication number: JPH05131676A
Application number: JP3321127A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwasa; 博司岩佐; Masahide Ikeda; 昌秀池田; Makoto Kamibayashi; 誠上林; Zenji Wakimoto; 善司脇本
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1993-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】光学系を小型化、ファイバーレス化し、画像
走査記録装置の低廉化を図る。【構成】各半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ１０は、それ
らのレーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０の断面がビーム
間ピッチｐ１、一定の配置ピッチにて二次元的に配列す
る様に配置されている。その結果、第１レンズ４ａを小
型化できる。各レーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０は第
１縮小レンズ系４によりビーム間ピッチｐ２へ縮小され
た後、更にズームレンズ５によりテレセントリックな特
性を保持したままビーム間ピッチｐ３へ縮小される。そ
の後、第２縮小レンズ系６によりビーム間ピッチｐ４に
縮小されるとともに、感光材料１０ａ上に微小光点とし
て集光される。その際、各露光信号Ｖ１〜Ｖ１０は、各
網点信号Ｂ１〜Ｂ１０に対して対応する半導体レーザー
の配置により定まる時間だけ相対的に遅延されている。
従って、複製画像は、１次元的に配列された微小光点に
より得られる画像と同一になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像走査記録装置、
特に複数のレーザー光ビームにより画像を複製する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラースキャナ等の画像走査記録装置に
おいては、主走査方向に回転する記録ドラム表面に装着
された感光材料に対して、記録ドラムの回転軸と平行な
副走査方向に移動する記録ヘッドから出射される複数の
レーザー光ビームを微小光点として照射し、しかもそれ
らのレーザー光ビームをそれぞれ独立に画像信号に基づ
いて変調すること（オンオフ制御）により、所望の複製
画像、例えば網目版画像を感光材料上に記録することが
行なわれている。この様な画像走査記録装置の記録ヘッ
ドとしては、従来より、Ｈｅ−Ｎｅ等のガスレーザーと
レーザー光ビームを複数本のビームに回転軸を中心とし
て主走査方向に回転する記録ドラム表面上に装着された
感光材料に対して、前記回転軸と平行な副走査方向に移
動する記録ヘッドから出射され、複数チャンネルの描画
信号に基づいて変調される複数の光ビームを照射するこ
とにより、前記感光材料上に複製画像を記録する画像走
査記録装置において、前記副走査方向に第１ビーム間ピ
ッチで配列された少なくとも１行の光ビーム群を発生す
る光ビーム発生手段と、この光ビーム発生手段からの光
ビーム群を入射し、前記第１ビーム間ピッチを第２ビー
ム間ピッチに縮小する第１縮小レンズ系と、分割するビ
ームスプリッタと多チャンネル音響光学光変調素子とを
備えたものが、一般的に用いられている。

【０００３】しかし、上記記録ヘッドの構成は、音響光
学光変調素子自体が高価であり、又、音響光学光変調素
子を使用すると光軸調整に多大な時間を要する等の理由
により、装置全体のコストアップをひき起こすという難
点を有していた。

【０００４】そこで、上記従来の記録ヘッドに代わるべ
きものとして、直接光ビームを変調可能な半導体レーザ
ーを光源に用いた記録ヘッドが開発されている。即ち、
複数個の半導体レーザーを所定のビーム間ピッチ（ビー
ム間ピッチの定義については、後述する。）で副走査方
向に一列に配置するとともに、各半導体レーザーから発
振されるレーザー光ビームをそれぞれ光ファイバー内に
入射し、光ファイバー内を伝播させることによってビー
ム間ピッチを縮小する構成が用いられている。その様な
記録ヘッドの構成を模式的に示したものが、図１１であ
る。同図に示す様に、１０チャンネルの半導体レーザー
ＬＤ１〜ＬＤ１０より出射した各レーザー光ビームは、
光ファイバーよりなる導波路Ｆ１〜Ｆ１０に導かれ、整
列部Ｈｐに集まる。この際、レーザー光ビームのビーム
間ピッチは縮小されることになる。更に、整列部Ｈｐよ
り出射した複数のレーザー光ビームは、対物レンズ４ｂ
により感光材料上に微小光点として照射される。

【０００５】上記従来の技術によれば、直接変調が可能
なため音響光学光変調素子を用いる必要がなく、しかも
半導体レーザー自体はガスレーザーに比べて安価である
ので、装置全体のコストを低減させることが可能とな
る。また、ビーム間ピッチの縮小に関しては、光ファイ
バーの代わりに複数のレンズで構成される縮小光学系が
用いられるものも有る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、その様な数多
くの利点を有する半導体レーザーを用いた従来の記録ヘ
ッドにおいても尚、次の様な諸問題を有していたため、
更に装置のコストダウンを促進する際のネックとなって
いた。

【０００７】半導体レーザーが複数個一列に並べら
れているため、ビーム間ピッチを縮小するための光学系
そのものが大口径、大サイズ化し、レンズ収差や透過率
が悪化する。例えば、１０ｍｍピッチで１０個の半導体
レーザーを一直線に並べた場合には、ビームの幅は９０
ｍｍ程度となり、少なくとも９０ｍｍの口径の対物レン
ズ等が必要となる。そのため、レンズ収差が小さく透過
率の良い高性能な光学系を使用しなければならず、必然
的に装置のコストアップをもたらしていた。

【０００８】更に、複数の半導体レーザーを一列に
並べる様な構成では、ビーム間ピッチを物理的に小さく
するのにも限度があり、このことはいきおい光学系の縮
小倍率のアップをもたらす。そのため、光学系の調整公
差に余裕がなくなり、半導体レーザーを用いた記録ヘッ
ドにおいても同様に調整コストのアップをもたらしてい
た。

【０００９】又、光ファイバーを用いてビーム間ピ
ッチを縮小する場合も又、以下の種々の問題点をもたら
していたため、結果として装置のコストアップをもたら
し、装置のコストダウン推進の妨げとなっていた。即
ち、（ｉ）光ファイバー端面にレーザー光ビームを高効率
で入射させる必要性から高精度の軸合せが求められ、そ
の結果、調整に多大な時間を要していた。

【００１０】（ii）光ファイバー内の透過率が４５％
程度と低く、レーザー光ビームの光量の低下を招いてい
た。又、温度変化に伴い光ファイバーの光学的特性も変
化し、このことによってもレーザー光ビームの光量の低
下等を発生させていた。この様な光量の低下を補うため
には、半導体レーザーより発振されるレーザー光ビーム
の発振強度そのものを高める必要があるが、このことは
半導体レーザーの寿命を短くするという問題点を引き起
こしていた。

【００１１】（iii ）更に光ファイバーに用いる導波
路のコストが非常に高いため、光ファイバーを使用する
ことは、装置のコストダウンを図る上では、好ましくな
いということができる。

【００１２】以上の諸問題点より、光ファイバーを使用
することなく、しかも縮小倍率が大きくない縮小光学系
を有する記録ヘッドの開発が待たれていた。

【００１３】この発明はこの様な要望に答えるべくなさ
れたものであり、その目的は、容易にコストダウンを図
ることができる新規な構成の画像走査記録装置を提供す
ることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の画像走査
記録装置においては、回転軸を中心として主走査方向に
回転する記録ドラム表面上に装着された感光材料に対し
て、回転軸と平行な副走査方向に移動する記録ヘッドか
ら出射され、複数チャンネルの描画信号に基づいて変調
される複数の光ビームを照射することにより、感光材料
上に複製画像を記録する際に、主走査方向には一定の配
置ピッチで、副走査方向には一定のビーム間ピッチで２
次元的に配置され、それぞれ独立に光ビームを発生する
複数の光源と、記録ドラムの回転に基づいて、一定周期
の基準信号を作成する基準信号作成手段と、各チャンネ
ルの描画信号を、それぞれ対応する光源の主走査方向の
配置及び基準信号の周期に基づいて決まる時間だけ遅延
し、各チャンネル毎に露光信号として出力する描画信号
遅延手段と、この描画信号遅延手段から出力される各露
光信号に応答して、対応する光源をそれぞれ駆動する光
源駆動手段とを設ける様にしたものである。

【００１５】又、請求項２記載の画像走査記録装置にお
いては、回転軸を中心として主走査方向に回転する記録
ドラム表面上に装着された感光材料に対して、回転軸と
平行な副走査方向に移動する記録ヘッドから出射され、
複数チャンネルの描画信号に基づいて変調される複数の
光ビームを照射することにより、感光材料上に複製画像
を記録する際に、副走査方向に第１ビーム間ピッチで配
列された少なくとも１行の光ビーム群を発生する光ビー
ム発生手段と、この光ビーム発生手段からの光ビーム群
を入射し、第１ビーム間ピッチを第２ビーム間ピッチに
縮小する第１縮小レンズ系と、テレセントリックな光学
系でかつ倍率を連続的に調整可能であって、第１縮小レ
ンズ系から出射された光ビーム群を入射し、第２ビーム
間ピッチを第２ビーム間ピッチに変倍するズームレンズ
と、このズームレンズから出射された光ビーム群を入射
して第３ビーム間ピッチを第４ビーム間ピッチに縮小
し、この第４ビーム間ピッチの光ビーム群を前記感光材
料上に照射する第２縮小レンズ系とを設ける様にしたも
のである。

【００１６】

【作用】請求項１記載の画像走査記録装置では、複数の
光ビームが副走査方向には一定のビーム間ピッチで、主
走査方向には一定の配置ピッチで配列する様な２次元的
配列を有しているので、ビーム間ピッチと配置ピッチと
の組合せを適切化することにより、ビーム間ピッチを複
数個の光源を一列に配列した場合よりも小さく設定する
ことができる。

【００１７】又、感光材料上に照射される微小光点の配
列は２次元的であるが、各光源は描画信号遅延手段にお
いて作成された露光信号によりそれぞれ駆動されるの
で、記録される複製画像は、１次元的に配列された微小
光点により得られる画像と同一になる。請求項２記載の
画像走査記録装置では、光ビーム群のビーム間ピッチ
が、第１縮小レンズ系、ズームレンズ及び第２縮小レン
ズ系から構成される光学系により順次、第１ビーム間ピ
ッチから第４ビーム間ピッチまで縮小され、ズームレン
ズの倍率を可変することにより、第３及び第４ビーム間
ピッチが連続的に調整される。又、ズームレンズがテレ
セントリックな光学系で構成されているので、各光ビー
ムの主光線が光軸に対して平行になる。

【００１８】

【実施例】

Ａ．記録ヘッドの構成図１は、この発明の一実施例である記録ヘッド１の光学
的構成を模式的に示した図である。同図に示す様に、光
ビーム発生部２は１０個の半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ
１０をメインとして構成されており、光源としての半導
体レーザーＬＤ１〜ＬＤ１０は駆動回路部１２を介して
それぞれ露光信号Ｖ１〜Ｖ１０によって励起される。こ
れらの露光信号Ｖ１〜Ｖ１０の作成方法の詳細について
は後述される。

【００１９】光ビーム発生部２及びアパーチャー板３よ
り出射した１０本のレーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０
は後述する通り第１ビーム間ピッチｐ1 を有しており、
第１レンズ４ａ，ミラーＭ１，Ｍ２及び対物レンズ４ｂ
より構成される第１縮小レンズ系４に入射する。その結
果、１０本のレーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０のビー
ム間ピッチは、第１レンズ４ａ及び対物レンズ４ｂによ
り第２ビーム間ピッチｐ２（ｐ２＜ｐ１）に縮小され
る。

【００２０】更に第１縮小レンズ系４より出射したレー
ザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０はズームレンズ５に入射
し、それらのビーム間ピッチは第３ビーム間ピッチｐ３
（ｐ３＜ｐ２）に縮小される。その後、レーザー光ビー
ムＬＢ１〜ＬＢ１０は第２縮小レンズ系６に入射し、第
４ビーム間ピッチｐ４（ｐ４＜ｐ３）を有する微小光点
として記録ドラム１０上に装着された感光材料１０ａ上
に集光される。尚、図１においては複雑化を防止するた
め、光ビーム発生部２より出射されたレーザー光ビーム
ＬＢ１〜ＬＢ１０の記載を省略し、光軸をもってレーザ
ー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０を表現している。以下、光
ビーム発生部２、アパーチャー板３、ズームレンズ５及
び第２縮小レンズ系６の具体的構成について順次説明す
る。

【００２１】（１）光ビーム発生部２図２は光ビーム発生部２の一実施例を示す要部断面図で
あり、図３は各半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ１０からそ
れぞれ対応して出射されるレーザー光ビームＬＢ１〜Ｌ
Ｂ１０の相対的な位置関係を示す断面図である。なお図
３は、図１に示すＤ１方向から見た各半導体レーザーＬ
Ｄ１〜ＬＤ１０の相対的な位置関係も示している。

【００２２】図２に示す通り、レーザー取付機構２Ａの
上部には保持部材ＨＭ４が取り付けられており、この保
持部材ＨＭ４の保持部に半導体レーザーＬＤ４及びコリ
メートレンズＣＬ４が保持されている。コリメートレン
ズＣＬ４は半導体レーザーＬＤ４から出射されたレーザ
ービームを平行光束とする。図示はしていないが、レー
ザー取付機構２Ａの上部には、半導体レーザーＬＤ８及
びコリメートレンズＣＬ８を保持する保持部材ＨＭ８
も、保持部材ＨＭ４に対してＤ４方向（紙面の表面から
裏面に向かう方向、図３においてはＤ２方向）側に併設
されている。又、レーザー取付機構２Ａの下部には、半
導体レーザーＬＤ１及びコリメートレンズＣＬ１を保持
する保持部材ＨＭ１が取り付けられている。同じく図示
はしていないが、レーザー取付機構２Ａの下部には、半
導体レーザーＬＤ５及びコリメートレンズＣＬ５を保持
する保持部材ＨＭ５と、半導体レーザーＬＤ９及びコリ
メートレンズＣＬ９を保持する保持部材ＨＭ９と、が保
持部材ＨＭ１に対してＤ４方向側に併設されている。

【００２３】同様にレーザー取付機構２Ｂの上部には半
導体レーザーＬＤ２及びコリメートレンズＣＬ２を保持
する保持部材ＨＭ２、半導体レーザーＬＤ６及びコリメ
ートレンズＣＬ６を保持する保持部材ＨＭ６及び半導体
レーザーＬＤ１０及びコリメートレンズＣＬ１０を保持
する保持部材ＨＭ１０がＤ４方向に併設されており、さ
らにレーザー取付機構２Ｂの下部には半導体レーザーＬ
Ｄ３及びコリメートレンズＣＬ３を保持する保持部材Ｈ
Ｍ３と、半導体レーザーＬＤ７及びコリメートレンズＣ
Ｌ７を保持する保持部材ＨＭ７と、がＤ４方向に併設さ
れている。

【００２４】なおレーザー取付機構２Ｂは、半導体レー
ザーＬＤ４の中心軸と半導体レーザーＬＤ２の中心軸と
が、紙面に平行な一平面上に投影された場合に、それら
の間隔が距離ｄとなる様に構成され、又、レーザー取付
機構２Ａからのレーザー光ビームを通過させるための貫
通孔（図示せず）が設けられている。

【００２５】ここに図３は、コリメートレンズＣＬ１〜
ＣＬ１０を通過した後のレーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ
１０全体の断面図を示した図であり、図１に示すＤ１方
向から見た図である。今、仮想的に、図３に示すＤ２方
向を「行」と呼ぶこととし、レーザー光ビームＬＢ４及
びＬＢ８が属する「行」を「第１行」と定義するものと
する。以下同様に、「第２行〜第４行」を定義する。

【００２６】同図より、各レーザー光ビームＬＢ１〜Ｌ
Ｂ１０が次のビーム配列を満足する様に各半導体レーザ
ーＬＤ１〜ＬＤ１０が配置されていることがわかる。即
ち、各行間のピッチは図２で示した通り距離ｄであり、
各行内に配列された互いに隣接するレーザー光ビームの
ビーム中心間の距離（配置ピッチと定義する。）も又、
行間ピッチｄに等しい。更に、各レーザー光ビームＬＢ
１〜ＬＢ１０を図３の左側に位置するレーザー光ビーム
より順にＤ２方向に一列に並べたと仮想した場合におけ
る隣接するビーム同士のビーム中心間の距離（ビーム間
ピッチと定義する。又、前述の第１ビーム間ピッチでも
ある。）が、常に一定値ｐ１となる様に、各半導体レー
ザーＬＤ１〜ＬＤ１０は配置されている。

【００２７】具体的には、第３行に位置するレーザー光
ビームＬＢ１に対してビーム間ピッチｐ１を満足させる
第２行内の位置が、レーザー光ビームＬＢ２のビーム中
心位置であり、そのレーザー光ビームＬＢ２に対してビ
ーム間ピッチｐ１を満足させる第４行内の位置が、レー
ザー光ビームＬＢ３のビーム中心位置となり、同じくレ
ーザー光ビームＬＢ３に対してビーム間ピッチｐ１を満
足させる第１行内の位置がレーザー光ビームＬＢ４のビ
ーム中心位置となる。更に、レーザー光ビームＬＢ５の
ビーム中心位置は、レーザー光ビームＬＢ４に対してビ
ーム間ピッチｐ１となるべき第３行内の位置に該当す
る。レーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ５に関する上記位置
関係は、そのままレーザー光ビームＬＢ５〜ＬＢ９に対
しても成立し、最後にレーザー光ビームＬＢ９に対しビ
ーム間ピッチｐ１となる第２行内の位置が、レーザー光
ビームＬＢ１０のビーム中心位置となる。

【００２８】この様なビーム配列とすることにより、全
てのレーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０を図３に示す半
径Ｒの円Ｃ内に位置する様にすることができる。即ち、
図１で示した第１レンズ４ａの有効直径（２Ｒ）を、各
半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ１０を一列に配置した場合
に比べて小さくすることが可能となる。

【００２９】ここで、円Ｃの半径Ｒの値は、配置ピッチ
ｄとビーム間ピッチｐ１との設定値により決定づけられ
る。その様な配置ピッチｄとビーム間ピッチｐ１との組
合せ（設計値）としては、原理的には、ｄ＝ｋ・ｐ１
（ｋ＞１：実数）を満足する様な組合せを設定すること
ができるが、現実的には、後述する基準信号ＦＲＥＦの
作成を容易化する観点から、上記比例定数ｋを整数値と
して上記組合せを設定することが好ましいと言える。

【００３０】今、半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ１０より
出射されるレーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０のビーム
径を４．０ｍｍであるものとし、上記組合せとして、例
えばビーム間ピッチｐ１を２．５ｍｍに、配置ピッチｄ
を１０ｍｍに設定したものとする。この場合には、第１
レンズ４ａの有効直径（２Ｒ）は約４６ｍｍである。一
方、半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ１０を一列に配置した
とした場合の上記有効直径は約９５ｍｍとなる。この様
に、図３に示すビーム配列を用いることにより、第１レ
ンズ４ａを約１／２に小型化することができる。これに
より、要求される第１レンズ４ａの規格緩和が可能とな
り、第１レンズ４ａのコスト低減を図ることができる。

【００３１】（２）アパーチャー板３図４は、アパーチャー板３の構成を模式的に示した図で
あり、図１に示した方向Ｄ１よりアパーチャー板３を見
た際の状態を表したものである。同図において、斜線が
施された各小円内の部分は各アパーチャーＡＰ１〜ＡＰ
１０を示しており、又、破線で描かれた各円は各アパー
チャーＡＰ１〜ＡＰ１０に入射する前のレーザー光ビー
ムＬＢ１〜ＬＢ１０を示している。又、各アパーチャー
ＡＰ１〜ＡＰ１０の配列はレーザー光ビームＬＢ１〜Ｌ
Ｂ１０のビーム配列に相当している。但し、各アパーチ
ャーＡＰ１〜ＡＰ１０の直径は、ビームピッチｐ１以下
とする。この様なアパーチャー板３を用いる理由は、
次の通りである。即ち、図３に示したビーム配列による
と、各レーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０のビーム径が
ビーム間ピッチｐ１より大きいため、感光材料上で隣接
するレーザー光ビームが互いに重なり合い、このため記
録画像にむらが生じることになる。アパーチャー板３
は、このような記録画像のむらを回避しようとするもの
である。もちろん、アパーチャー板３を通過後のレーザ
ー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０のビーム間ピッチに変わり
はない。

【００３２】（３）ズームレンズ５第１縮小レンズ系４によりビーム間ピッチｐ２に縮小さ
れたレーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０は、ズームレン
ズ５へ導かれ、更に縮小される。このズームレンズ５
は、本願出願人の出願に係る特開昭６３−３１６８１７
号公報に開示されたものに相当している。従って、その
詳細については当該文献に委ねることとし、ここではそ
の特徴について簡単に触れるに止める。

【００３３】即ち、本ズームレンズ５は正の焦点距離を
それぞれ有する３種類のレンズ群よりなり、変倍可能な
ズームレンズである。従って、倍率を調整することによ
り、ズームレンズ５より出射するレーザー光ビームＬＢ
１〜ＬＢ１０のビーム間ピッチを、第２ビーム間ピッチ
ｐ２よりも小さな値に連続的に調整することが可能とな
る。又、ズームレンズ５はテレセントリックな光学系で
構成されているので、ズームレンズ５から出射されるレ
ーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０の各主光線は光軸に対
してそれぞれ平行となる。このため焦点深度を深く取る
ことができ、記録ドラム１０の回転ぶれ等に伴う微小光
点サイズの変化を小さくすることができる。

【００３４】（４）第２縮小レンズ系６図１に基づいて、第２縮小レンズ系６の詳細な構成を説
明する。第２縮小レンズ系６に入射したレーザー光ビー
ムＬＢ１〜ＬＢ１０（ビーム間ピッチｐ３）は、第２レ
ンズ６ａ、ミラーＭ３及び対物レンズ６ｂからなる縮小
光学系により第４ビーム間ピッチｐ４に縮小されて、感
光材料１０ａ上に集光される。又、第２縮小レンズ系６
は、それぞれ後述される円形可変ＮＤフィルタ６ｃ、受
光素子６ｄ、制御回路６ｅ、ドライバ６ｆ及びモータ６
ｇから構成される光量調節部を備えている。

【００３５】円形可変ＮＤフィルタ６ｃは、基準の半径
からの角度に関してほぼ完全にリニアな相対濃度を持つ
円形のＮＤフィルタであり、後段の受光素子６ｄの検出
信号により制御され、レーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１
０の光量を所定の量に調整する。

【００３６】円形可変ＮＤフィルタ６ｃを通過したレー
ザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０はミラーＭ３で反射さ
れ、対物レンズ６ｂへ導かれる。ミラーＭ３と対物レン
ズ６ｂとの間の光路近傍には、フォトダイオード等の受
光素子６ｄが配置されている。この受光素子６ｄは図示
しない回動片に固定されており、その回動片はソレノイ
ド（同じく図示せず）で駆動される。従って、ソレノイ
ドを適宜駆動することにより、受光素子６ｄをレーザー
光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０の光路上に位置させることが
できる。これにより、各レーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ
１０の光量を、適宜測定することができる。

【００３７】そしてこの受光素子６ｄの検出信号は、制
御回路６ｅに入力される。制御回路６ｅにおいては、検
出された光量と所定の光量とを比較し、対物レンズ６ｂ
に入射するレーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０の光量を
所定の光量にするのに必要な円形可変ＮＤフィルタ６ｃ
の回転量を算出する。その後、制御回路６ｅの出力信号
はドライバ６ｆを介してパルスモータ６ｇに印加され、
パルスモータ６ｇは、円形可変ＮＤフィルタ６ｃを所定
の量だけ回転させる。以上の様に、回転角度と円形可変
ＮＤフィルタ６ｃを透過したレーザー光ビームの光量と
が一定の関係にあることを利用して、レーザー光ビーム
ＬＢ１〜ＬＢ１０の光量を適切に調整することができ
る。

【００３８】すなわち第２縮小レンズ系６によれば、適
切な光量に調整されたレーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１
０を、第４ビーム間ピッチｐ４を有するレーザー光ビー
ムに縮小して、感光材料１０ａ上に微小光点として照射
することになる。

【００３９】Ｂ．画像走査記録装置の構成図５は、記録ヘッド１を用いた画像走査記録装置の一実
施例を模式的に示した平面図である。同図において、記
録ドラム１０は図示しない駆動機構により円筒軸を中心
として主走査方向Ｘへ回転する。そして主走査方向Ｘの
現在位置は、記録ドラム１０に備えつけられたロータリ
ーエンコーダ１０ｂから出力される検出信号ＲＥに基づ
いて検出される。

【００４０】一方、記録ヘッド１はガイド１１に移動可
能な状態で取付けられており、記録ドラム１０の回転に
同期して副走査方向Ｙへ移動する。この記録ドラム１０
の副走査方向Ｙにおける現在位置もまた、リニアエンコ
ーダ１０ｃから出力される検出信号（図示せず）に基づ
いて検出される。

【００４１】又、各半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ１０
は、光源駆動回路１２を介して描画信号遅延回路９にお
いて形成された露光信号Ｖ１〜Ｖ１０に応答して発振す
る。描画信号遅延回路９自身は、画像信号に基づいて網
点信号発生回路８により作成された描画信号としての網
点信号Ｂ１〜Ｂ１０を基準信号ＦＲＥＦに応答してそれ
ぞれ所定の時間だけ遅延させる働きをする。ここで、基
準信号ＦＲＥＦは、検出信号ＲＥに基づいて基準信号作
成回路７により形成される信号である。以下、描画信号
遅延回路９及び基準信号作成回路７において行われる処
理を、方式及び電気的構成の両面から説明する。尚、網
点信号発生回路８における処理は、スキャナにおいて普
通に用いられるものであるため、ここではその詳細な説
明を述べることはしない。又、描画信号としては、必ず
しも網点信号である必要はなく、網点信号発生回路８を
介さない画像信号であってもよい。

【００４２】（１）描画信号遅延方式既述した通り本発明では、ビーム間ピッチｐ１を効果的
に縮小するために図２および図３に示す様なビーム配列
を採用した。そのため、この様な２次元的配列を有する
レーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０をそのまま用いて感
光材料１０ａを露光しようとするならば、本来、微小光
点が一次元的に感光材料１０ａ上に配列しなければなら
ないものが、２次元配列のままで微小光点が形成される
こととなり、正確な画像再生が不可能となる。

【００４３】そこで、この様な事態を回避すべく、描画
信号、すなわち網点信号Ｂ１〜Ｂ１０の遅延処理を行う
ことにする。本実施例においては、レーザー光ビームＬ
Ｂ１〜ＬＢ１０は図３に示した通り配置ピッチｄでＤ３
方向に拡がっており、そのＤ３方向は記録ドラム１０の
回転方向である主走査方向Ｘに対応している。かかる観
点に着目すれば、各半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ１０の
駆動タイミング、すなわち各網点信号Ｂ１〜Ｂ１０の出
力タイミングを主走査方向Ｘに対するそれぞれの照射位
置に応じた時間だけ相対的に遅延させることによって、
各レーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０をビーム間ピッチ
ｐ４で一列に配列した微小光点として感光材料１０ａ上
に同時に照射させる構成により得られる画像と同一の画
像が得られる。

【００４４】その様な描画信号遅延方式を模式的に説明
した図が、図７である。本図は、感光材料１０ａ上に形
成されるべき微小光点の配列を示した図であり、白丸が
露光信号遅延回路９を適用しない場合、即ち、網点信号
Ｂ１〜Ｂ１０をそれぞれ露光信号Ｖ１〜Ｖ１０に使用し
て各半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ１０を同時に駆動した
際に生じる各微小光点を示している。又、各白丸中の番
号１〜１０は、それぞれ対応するレーザー光ビームＬＢ
１〜ＬＢ１０を表現している。一方、斜線を施した各丸
の配列は、ビーム間ピッチｐ４で一列に配列された微小
光点の配列を示すものである。従って、各白丸を対応す
る各斜線を施した丸の位置へ移動させることが必要とな
る。

【００４５】ここで本実施例では、配置ピッチｄが第１
ビーム間ピッチｐ１の整数倍ｎ・ｐ１（ｎ：整数）とな
る様に設定されている。特に図７及び以後の構成におい
ては、ｎ＝４とした場合の一実施例が示されている。
又、第１ビーム間ピッチｐ１は、アパーチャー通過後の
ビーム径（ここでは約２．５ｍｍ）の値に等しく設定さ
れている。更に、微小光点１個は、網点を構成する最小
単位である１ドットに相当している。つまり、第４ビー
ム間ピッチｐ４を１辺の長さとする正方形が、１ドット
分に相当する（図７参照）。従って、微小光点の各行間
のピッチは、４ドット分となる。

【００４６】そこで、第４行に属するレーザー光ビーム
ＬＢ３及びＬＢ７の微小光点を基準とすると、他の行に
属するレーザー光ビームの発生を制御する網点信号を次
の様に遅延させれば良いこととなる。

【００４７】即ち、第３行に属するレーザー光ビームＬ
Ｂ１，ＬＢ５及びＬＢ９に対応する網点信号Ｂ１，Ｂ５
及びＢ９を４ドット分遅延させ、第２行に属するレーザ
ー光ビームＬＢ２，ＬＢ６及びＬＢ１０に対応する網点
信号Ｂ２，Ｂ６及びＢ１０を８ドット分遅延させるとと
もに、第１行に属するレーザー光ビームＬＢ４及びＬＢ
８に対応する網点信号Ｂ４及びＢ８を１２ドット分遅延
させる様にすれば、目的が達せられる。ここで、これら
の遅延量を整理したものが図６（ａ）である。尚、実際
には完全を期すべく、基準点であるレーザー光ビームＬ
Ｂ３，ＬＢ７に対応する網点信号Ｂ３，Ｂ７についても
１ドット分遅延する様にしている。従って、各網点信号
の遅延量は、図６（ｂ）に示す通りとなる。

【００４８】以上より、図６（ｂ）に示した遅延量を実
現するための遅延回路を設ければよいことになる。その
際、各網点信号を遅延させるのに用いる基準信号ＦＲＥ
Ｆは、ロータリーエンコーダ１０ｂからの検出信号ＲＥ
に基づいて作成される。

【００４９】（２）基準信号作成回路７の構成図８は、基準信号作成回路７の電気的構成を示すブロッ
ク図である。同図に示す通り、検出信号ＲＥは、ＰＬＬ
回路７ａ及び分周器７ｂにより逓倍された後、更に分周
器７ｃにより分周される。これにより、主走査方向Ｘへ
記録ドラム１０を１ドット分送るための時間Ｔを一周期
とする基準信号ＦＲＥＦが作成される。

【００５０】（３）描画信号遅延回路の構成（ｉ）全体構成図９は、描画信号遅延回路９及び光源駆動回路１２の電
気的構成を示すブロック図である。描画信号遅延回路９
は１０個の遅延回路ＤＬ１〜ＤＬ１０により、光源駆動
回路１２は１０個のドライバＤＲ１〜ＤＲ１０により、
それぞれ構成されている。そして網点信号発生回路８よ
り出力された各網点信号Ｂ１〜Ｂ１０は、それぞれ対応
する遅延回路ＤＬ１〜ＤＬ１０に入力される。各遅延回
路ＤＬ１〜ＤＬ１０には、基準信号作成回路７が接続さ
れており、各遅延回路ＤＬ１〜ＤＬ１０は、基準信号Ｆ
ＲＥＦを受けて対応する網点信号Ｂ１〜Ｂ１０を設定時
間だけそれぞれ遅延させる。描画信号遅延回路９で遅延
された網点信号Ｂ１〜Ｂ１０は、露光信号Ｖ１〜Ｖ１０
としてドライバＤＲ１〜ＤＲ１０に供給され、各ドライ
バＤＲ１〜ＤＲ１０は各露光信号Ｖ１〜Ｖ１０の出力に
応答して、それぞれ接続された半導体レーザーＬＤ１〜
ＬＤ１０に駆動電圧を印加する。この結果、露光信号Ｖ
１〜Ｖ１０の出力に応じて、半導体レーザーＬＤ１〜Ｌ
Ｄ１０からレーザー光ビームＬＢ１〜ＬＢ１０が出射さ
れることになる。

【００５１】そこで、各遅延回路ＤＬ１〜ＤＬ１０の詳
細な構成について、以下説明することにする。

【００５２】（ii）遅延回路の構成ここでは、代表例として、レーザー光ビームＬＢ１に関
する遅延回路ＤＬ１の構成を、図１０に示す。同図に示
す通り、遅延回路ＤＬ１はシリアルに接続された５個の
ラッチ回路ＬＡ１〜ＬＡ５を有しており、各ラッチ回路
ＬＡ１〜ＬＡ５のクロック入力端子には基準信号ＦＲＥ
Ｆが入力される。順次、時系列的に追って説明すると、
次の様になる。

【００５３】まず網点信号Ｂ１が出力されてから時間Ｔ
が経過すると、ラッチ回路ＬＡ１は、基準信号ＦＲＥＦ
の第１の立ち上がり時に、網点信号Ｂ１をラッチして遅
延信号Ｂ１１を出力する。そして時間Ｔが経過すると、
基準信号ＦＲＥＦの第２の立ち上がりが生じ、ラッチ回
路ＬＡ２は遅延信号Ｂ１１をラッチして遅延信号Ｂ１２
を出力する。以後基準信号ＦＲＥＦの第５の立ち上がり
が生じ、ラッチ回路ＬＡ５が遅延信号Ｂ１４をラッチす
るまで同様の動作が順次ラッチ回路ＬＡ３及びＬＡ４に
よって行われ、最終的には、網点信号Ｂ１に対して時間
５Ｔだけ遅延された露光信号Ｖ１が、ラッチ回路ＬＡ５
から出力される。

【００５４】他の遅延回路ＤＬ２〜ＤＬ１０も同様に、
ラッチ回路を遅延時間に対応した数だけ備えている。こ
れにより、所望の露光信号Ｖ２〜Ｖ１０が得られる。

【００５５】Ｃ．本実施例の特徴と変形例（１）以上述べた通り、コスト低減化のために本記録
ヘッド１及び本画像走査記録装置において導入された特
徴的な技術とは、次の点である。

【００５６】半導体レーザーをビーム間ピッチｐ１
で二次元的に配列したこと。これにより、ビーム間ピッ
チを柔軟に変更できる。

【００５７】第１、第２縮小レンズ系４、６及びテ
レセントリックなズームレンズ５を応用したこと。特
に、ズームレンズ５の果たす役割は多大である。テレセ
ントリックな特性を保ちながら横倍率を柔軟に変倍でき
るというズームレンズ５の特性を、本記録ヘッド１では
積極的に応用している。このズームレンズ５を応用する
ことにより、従来、光ファイバーを利用して得られてい
たビーム間ピッチの縮小倍率と同程度乃至はそれ以上の
縮小倍率が得られるのである。因みに、ズームレンズ５
の横倍率の可変範囲は、０．５〜１．７である。特に本
実施例の如く、上記の半導体レーザーの特徴的な配列
と本レンズ系とを組み合わせた場合には、ズームレンズ
５の特性が一層発揮されると言える。

【００５８】（２）しかし、この発明は上記とと
の組み合わせにのみ限定されるものではなく、上記と
の技術をそれぞれ単独で実施することも可能である。
例えば、従来の光源配置の様に各半導体レーザーを全て
一列方向に配置した上で、各レーザー光ビームを上記
のレンズ系に導入する様にしても良い。これによって
も、光ファイバーレス化によるメリットを授受できるこ
とは明白である。又、複数の半導体レーザーを数組に分
け、各組内では各半導体レーザーを一列方向に配置する
様にした光源を、上記のレンズ系に適用することも可
能である。但し、この場合には、数組に分割されたレー
ザー光ビームを一旦合成した上で、本レンズ系に入射さ
せることとなる。

【００５９】更に、上記のレンズ系に利用される光ビ
ーム発生部２としては、直接変調可能な半導体レーザー
を複数配置したものに限るものではなく、ビームスプリ
ッタや変調器を組み合わせることによりガスレーザー等
を利用することもできる。

【００６０】又、上記の光源配置は、従来の光ファイ
バー利用の導波路との組み合わせにも適用できることも
明白である。

【００６１】

【発明の効果】

（１）請求項１記載の発明によれば、複数個の光源を
所定の幾何学的関係を満足する様に２次元的に配置する
ので、ビーム間ピッチを効果的に小さくすることができ
る。

【００６２】（ｉ）このビーム間ピッチの縮小化は、
複数の光ビームを感光材料へ導くための光学系のサイズ
をも小型化させ、当該光学系の性能を向上させることに
寄与する。このことは、逆に、光学系に要求される規格
を緩和させることにつながる。

【００６３】（ii）更に、ビーム間ピッチを縮小化す
ることによって上記光学系の倍率を低くすることができ
るので、画像走査記録装置の調整公差を緩和することが
でき、その結果、調整コストの低減を図ることが可能で
ある。

【００６４】（ｉ），（ii）より、本発明は、画像走査
記録装置全体のコスト低減化及び光学系を収納する記録
ヘッドの小型化に充分に寄与し得るものである。

【００６５】（２）請求項２記載の発明によれば、従
来技術の様に光ファイバーを用いることなく、レンズ系
複数の光ビームのビーム間ピッチを縮小していくことが
可能となる。この光ファイバーレス化は光ビームの光量
変動を小さくさせるので、光源の出力を小さくすること
ができる結果、光源の寿命を延ばすことができる。又、
本発明による光ファイバーレス化は、光ファイバー使用
時に不可欠とされた調整を不要にさせるものであり、更
にコストの高い導波路を使用しなくてもよいという効果
を奏する。

【００６６】以上より、本発明においても請求項１記載
の発明と同様に、画像走査記録装置全体のコスト低減化
に大きく寄与しうるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である記録ヘッドの光学的
構成を模式的に示した構成図である。

【図２】光ビーム発生部の一実施例を示した断面図であ
る。

【図３】コリメートレンズを通過した後のレーザー光ビ
ーム全体の断面図である。

【図４】アパーチャー板の構成を模式的に示した説明図
である。

【図５】記録ヘッドを用いた画像走査記録装置の一実施
例を模式的に示した平面図である。

【図６】各網点信号Ｂ１〜Ｂ１０の遅延量を示した説明
図である。

【図７】描画信号遅延方式を模式的に示した説明図であ
る。

【図８】基準信号作成回路の電気的構成を示したブロッ
ク図である。

【図９】描画信号遅延回路の電気的構成を示したブロッ
ク図である。

【図１０】遅延回路の電気的構成を示したブロック図で
ある。

【図１１】記録ヘッドの従来構成を示した説明図であ
る。

【符号の説明】

１記録ヘッド２光ビーム発生部３アパーチャー板４第１縮小レンズ系４ａ第１レンズ４ｂ対物レンズ５ズームレンズ６第２縮小レンズ系６ａ第２レンズ６ｂ対物レンズ７基準信号作成回路８網点信号発生回路９描画信号遅延回路１０ａ感光材料

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】カラースキャナ等の画像走査記録装置に
おいては、主走査方向に回転する記録ドラム表面に装着
された感光材料に対して、記録ドラムの回転軸と平行な
副走査方向に移動する記録ヘッドから出射される複数の
レーザー光ビームを微小光点として照射し、しかもそれ
らのレーザー光ビームをそれぞれ独立に画像信号に基づ
いて変調すること（オンオフ制御）により、所望の複製
画像、例えば網目版画像を感光材料上に記録することが
行なわれている。この様な画像走査記録装置の記録ヘッ
ドとしては、従来より、Ｈｅ−Ｎｅ等のガスレーザーと
レーザー光ビームを複数本のビームに分割するビームス
プリッタと多チャンネル音響光学光変調素子とを備えた
ものが、一般的に用いられている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】（４）第２縮小レンズ系６図１に基づいて、第２縮小レンズ系６の詳細な構成を説
明する。第２縮小レンズ系６に入射したレーザー光ビー
ムＬＢ１〜ＬＢ１０（ビーム間ピッチｐ３）は、第２レ
ンズ６ａ、ミラーＭ３及び対物レンズ６ｂからなる縮小
光学系により第４ビーム間ピッチｐ４に縮小されて、感
光材料１０ａ上に集光される。又、第２縮小レンズ系６
は、それぞれ後述される円形可変ＮＤフィルタ６ｃ、受
光素子６ｄ、制御回路６ｅ、ドライバ６ｆ及びモータ６
ｇから構成される光量調整部を備えている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｇ０３Ｇ 15/04 １１６ (72)発明者上林誠京都市南区東九条南石田町５番地大日本スクリーン製造株式会社十条事業所内 (72)発明者脇本善司京都市上京区堀川通寺之内上る４丁目天神北町１番地の１大日本スクリーン製造株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸を中心として主走査方向に回転す
る記録ドラム表面上に装着された感光材料に対して、前
記回転軸と平行な副走査方向に移動する記録ヘッドから
出射され、複数チャンネルの描画信号に基づいて変調さ
れる複数の光ビームを照射することにより、前記感光材
料上に複製画像を記録する画像走査記録装置において、前記主走査方向には一定の配置ピッチで、前記副走査方
向には一定のビーム間ピッチで２次元的に配置され、そ
れぞれ独立に光ビームを発生する複数の光源と、前記記
録ドラムの回転に基づいて、一定周期の基準信号を作成
する基準信号作成手段と、各チャンネルの描画信号を、それぞれ対応する光源の主
走査方向の配置及び前記基準信号の周期に基づいて決ま
る時間だけ遅延し、各チャンネル毎に露光信号として出
力する描画信号遅延手段と、この描画信号遅延手段から出力される各露光信号に応答
して、対応する光源をそれぞれ駆動する光源駆動手段
と、を設けたことを特徴とする画像走査記録装置。
【請求項２】回転軸を中心として主走査方向に回転す
る記録ドラム表面上に装着された感光材料に対して、前
記回転軸と平行な副走査方向に移動する記録ヘッドから
出射され、複数チャンネルの描画信号に基づいて変調さ
れる複数の光ビームを照射することにより、前記感光材
料上に複製画像を記録する画像走査記録装置において、前記副走査方向に第１ビーム間ピッチで配列された少な
くとも１行の光ビーム群を発生する光ビーム発生手段
と、この光ビーム発生手段からの光ビーム群を入射し、前記
第１ビーム間ピッチを第２ビーム間ピッチに縮小する第
１縮小レンズ系と、テレセントリックな光学系でかつ倍率を連続的に調整可
能であって、前記第１縮小レンズ系から出射された光ビ
ーム群を入射し、前記第２ビーム間ピッチを第３ビーム
間ピッチに変倍するズームレンズと、このズームレンズから出射された光ビーム群を入射して
前記第３ビーム間ピッチを第４ビーム間ピッチに縮小
し、この第４ビーム間ピッチの光ビーム群を前記感光材
料上に照射する第２縮小レンズ系と、を設けたことを特徴とする画像走査記録装置。