JPH0920022A - 熱媒体上への楕円スポットの書き込み方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 先行技術における熱媒体からの過度の材料除
去による過度の光透過、およびそれによる疑似輪郭を防
止し、画像品質を向上させる。 【解決手段】 単一の総合的レーザダイオードアレイ１
３０のヘッドにより複数の楕円書き込みスポットを形成
するシステムにおいて、アレイによって発生したビーム
をビーム成形光学装置１３２によって楕円スポットに成
形し、熱媒体１５６を横切るように走査して、同時に複
数のラインを書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は感熱媒体上に楕円書
き込みスポットを書き込むための装置及び方法に関する
もので、より詳しくは、複数の楕円スポットを同時に書
き込む総合的マルチレーザ書き込みヘッドシステムに関
するもので、書き込み方向が実質的に楕円書き込みスポ
ットの長軸を横切る方向であり、その方向で、一つの書
き込みヘッドパス（ｐａｓｓ）内でのライン間のクロス
トークおよびヘッドパス間のクロストークを減少させる
べく、複数のスポットが形成され、並べられ、方向づけ
られられる。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】浮揚
型スポットライタと呼ばれる書き込み装置は、楕円形の
単一ビームスポットによって可視光感光媒体上に書き込
みを行なう。このような書き込み装置は、楕円の長軸に
厳密に垂直な方向で且つ短軸と一致する方向で、ビーム
の軸に対して、単一スポットを移動させる。ビームが熱
照射型ビームではなく可視光型ビームであり、媒体が銀
塩であるため、ビームの帯列（ｓｗａｔｈｓ）間のクロ
ストークは生じない。この型の書き込み装置について記
載しているものとしては、「A Continuous Tone Laser
Color Printer（連続調レーザカラープリンタ）」、フ
ァース他、Journal of Imaging Technology（画像処理
技術ジャーナル）、１９８８年６月、「Laser Scanning
For Electronic Printing（電子印刷のためのレーザ走
査）」、ウルバック他、Proceeding of the IEEE（国際
電気電子技術協会会報）、１９８２年６月、および「MT
F Analysis and Spot Size Selection For Continuous
Tone Laser Printers（連続調レーザプリンタのための
ＭＴＦ分析およびスポットサイズ選択）」、イップ他、
Journal of Imaging Technology（画像処理技術ジャー
ナル）、１９８９年１０月が挙げられる。これらの浮揚
型スポットライタは、単一ビームを使用するだけである
ので、約１５インチ×２０インチの典型的媒体を完全に
書き込むために必要な時間も、かなりなものになる。

【０００３】同時に複数の書き込みスポットによって書
き込む典型的熱印刷ヘッドは、図１に示されたように、
複数の丸型レーザ書き込みスポット１０を有し、光ファ
イバ１２の頭端部がスポット１０を感熱媒体（図示せ
ず）上に投射する。この型の熱書き込みヘッドは、感熱
媒体が装填されているドラムの回転方向に従って、高速
走査方向に、感熱媒体に対して相対的に移動する。その
結果、媒体上には高速走査方向に平行なラインを書き込
むことになる。媒体に移動される熱エネルギーの密度
は、ビームの強度およびドラムの回転速度によって制御
される。書き込まれたラインも、全体として、感熱媒体
が装填されているドラムの向きに対して角度θを成す。
なぜなら、ヘッドは、典型的に、ドラムが回転するとき
のドラムの軸に沿った低速走査方向に常に移動している
からである。

【０００４】マルチスポットライタの各書き込みスポッ
トの強度は、図２に示したように、近似的に、ガウス分
布（正規分布）２０になる。しかしながら、ヘッドの隣
り合うスポットの内部が実質的に同時に媒体に熱エネル
ギーを適用するため、実際のエネルギ−移動状態２２
は、正規分布とはならず、とりわけ、典型的熱材料の熱
昇華しきい値より上では顕著である。その結果、図３
（ａ）に示した熱エネルギー分布からわかるように、ス
ポット間で熱エネルギ−クロストークが見られ、第一ス
ポット３０と第二スポット３２のエネルギー分布によっ
て、それらの間に、ピーク３６を有する合成温度分布３
４を生成する。このクロストークにより、図３（ｂ）に
示したように、第一スポットは、第一スポットの熱エネ
ルギー移動分布３０を反映する昇華分布４０の形状で材
料を除去する。しかしながら、第一スポットの残留エネ
ルギーがあるため、第二スポットは、昇華分布４２を生
成し、これは、温度分布３４を反映する、あるいは温度
分布３４の逆となり、且つスポット間あるいはライン間
のトラフ４４を含み、これにより、熱媒体から過剰な材
料が除去され、その結果、媒体を過度の光が透過する。
これにより、単一パスのライン間にビーム間バンディン
グ疑似輪郭が生成され、その結果、画像品質が低下し、
ムーア効果（Ｍｏｉｒｅ ｅｆｆｅｃｔｓ）が生じるこ
ともある。

【０００５】このようなマルチビーム書き込みヘッドに
おいては、ヘッドの連続するパスの間に、あるいは連続
する帯列の間に、同様の理由から、また別の問題が生じ
る。このようなマルチビーム書き込みヘッドにおいて
は、ヘッドの外側端部上のビームが隣接ビームを持たな
い。隣接するパスの間の時間が、媒体の冷却率に比較し
て長いため、外側の端部ビームは、内部ビームの過度の
熱エネルギークロストークから影響されることはない
が、外側でのエネルギー移動が不十分となる。このわず
かな不均衡は、図２において、中心部のずれ、および特
にしきい値２４に沿った分布２０と２２との形状の違い
に現われる。この帯列間クロストークは、図４（ａ）お
よび（ｂ）に、より明確に示されている。隣接パスのエ
ネルギー移動分布５０および５２には、トラフ５４があ
り、その結果、昇華分布が６０となり、そのピークは６
２となり、そこでは、熱媒体から充分な材料が除去され
ず、その結果、媒体を通過する光が減少する。これによ
り、単一パス内のビーム間で生じるビーム間疑似輪郭と
は異なる、パス間に位置する帯列間バンディング疑似輪
郭が生じる。これもまた画像品質を低下させ、ムーア効
果を生じる。この帯列間問題を解決するために、本特許
にも取り込んでいる米国特許第５１６４７４２号および
第５２７８５７８号に記載されているように、ヘッドの
外側端部にダミーチャネルあるいはビームを加えて、熱
媒体の予熱および後熱を行なう。

【０００６】必要とされるのは、ダミービームを必要と
しないマルチビーム書き込みヘッドであり、これにより
書き込みヘッドのコストを削減し、且つビーム間および
帯列間疑似輪郭を減少させて、熱画像品質を改良するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、マルチ
楕円ビーム書き込みヘッドシステムを提供することであ
る。また、本発明の目的は、ビーム間疑似輪郭を削減す
るシステムを提供することである。更に、本発明の目的
は、帯列間疑似輪郭を削減することである。また更に、
本発明の目的は、ダミービームを必要としないシステム
を提供することである。そのほか、本発明の目的とし
て、マルチ楕円ビームを使用して中間調および連続調熱
印刷を提供することもある。

【０００８】上記目的は、単一の総合的レーザダイオー
ド媒体によってマルチ楕円書き込みスポットを形成し、
熱媒体を横切ってスポットを走査し、同時に複数のライ
ンを書き込むシステムによって達成される。楕円書き込
みスポットを使用すると、媒体上のスポットの熱相互作
用によって、媒体中のエネルギー分布が実質的に正規分
布になり、その結果、クロストークが減少する。

【０００９】これらのことは、この他の目的および利点
と合わせ、下記の構造および動作の詳細な説明、並びに
添付図面により、より明確になるであろう。なお、同じ
構成要素は、どの図面においても同じ番号で示してあ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、従来の丸型スポットマル
チビーム印刷ヘッドおよび帯列を示す。図２は、従来の
丸型ビームのレーザ強度分布を正規分布と比較した様子
を示す。図３（ａ）および（ｂ）は、従来の丸型ビーム
間のクロストークを示す。図４（ａ）および（ｂ）は、
ヘッド帯列間のクロストークを示す。図５は、本発明に
よる書き込みスポットを示す。図６（ａ）および（ｂ）
は、それぞれ主軸および副軸に沿った楕円スポットの温
度分布を示す。図７（ａ）および（ｂ）は、本発明に基
づくヘッド内のビームの温度分布および昇華点を示す。
図８（ａ）および（ｂ）は、本発明に基づく帯列の温度
分布を示す。図９は、本発明に基づくヘッドアレイおよ
びレンズ配設を示す。図１０は、ヘッドの電子構成要素
を示す。

【００１１】本発明は、図５に示したように、複数の楕
円書き込みスポット７０を提供することにより、ダミー
ビームの必要性を排除し、単一帯列内のビーム間および
帯列間のクロストークを減少させる。好ましくは、ヘッ
ドが少なくとも３個のスポットを形成し、更に好ましく
は、１０個のスポットを形成する。ただし、必要に応じ
て、それ以上あるいはそれ以下の個数であっても、本発
明による改良点を損なうことはない。スポット７０は、
好ましくは、レーザビーム、熱照射型スポットである
が、抵抗素子のような他の技術を使用して形成してもよ
い。各スポットは、好ましくは、主軸あるいは長軸の長
さが２５μｍであって、副軸あるいは短軸の長さが１
２．５μｍであり、２：１の比率にする。ただし、この
他の寸法でも可能である。スポット７０の形状は、主軸
および副軸の両方に沿って近似的に正規分布させること
に貢献する。これは、図６（ａ）および（ｂ）にそれぞ
れ示されたように、昇華しきい値８４以上で、特に顕著
である。スポット７０は、図５に示されたように、高速
走査方向に一致し且つ実質的に主軸を横切るあるいは主
軸に垂直な方向７２に同時に且つ相対的に移動する。こ
の走査は、媒体を装填したドラムを走査ヘッドの前で回
転させ、スポット７０を媒体上に焦点合わせすることに
よって達成される。走査または照射される熱媒体フィル
ムまたは供与体／受容体は、ネガとして、またポジとし
て使用される熱媒体、およびオフセットカラー印刷に使
用される熱媒体プレートあるいはその他の高温に反応す
る熱媒体を含むことができる。スポット７０は、長軸が
揃い且つ走査方向７０にある角度をもって相互に連結さ
れ並ぶ。スポットは、高速走査方向７２に対して最少約
７度から最大約７９度の間の角度θで斜めに揃い、この
角度は好ましくは６８度である。角度が６８度である
と、高速走査方向７２におけるビーム幅あるいは低速走
査方向における約１０μｍのライン間隔となる。連結さ
れて並んだビームが少なくとも最少の角度をなすと、媒
体中の熱分布が近似的に正規分布となる。また角度θ
は、媒体上に書き込まれるラインの間隔を制御し、約１
２００ドット／インチ（ｄｐｉ）から約５０００ｄｐｉ
の範囲で解像度を調節する。

【００１２】図５、図６（ａ）および（ｂ）に示された
ようにスポットを形成することによって、本発明は、図
７（ａ）および（ｂ）に示されたように、高速走査方向
に垂直な方向でのスポット間温度クロストークを減少さ
せる。図示されているように、隣り合ったビームが正規
分布９０および９２をなし、この二つは、昇華しきい値
９４以上では重なり合うことがない。理想的には、この
二つの分布は、最少リップル（ｒｉｐｐｌｅ）に対する
ピークの５０％である点９３で交わり、また理想的に
は、昇華しきい値９４と交点９３が同レベルにある。こ
れらの二つの分布９０および９２が組合わさると、温度
分布８６が形成され、そこでは、先行技術において生じ
るピーク９８が実質的に減少する。スポット間の分布９
６は、昇華しきい値９６より上にあるので、ライン間の
スペースが昇華温度以上に加熱され、染料が除去され
る。この除去の様子は、図７（ｂ）に示されている。そ
こでは、第一スポットの材料除去あるいは昇華分布１０
０が、第二スポットのそれと組み合わされ、改良された
スポット間特性を有する組み合わせ分布１０２が形成さ
れ、特に図３ｂと図７ｂとを比較するとわかるように、
ビーム間の点１０４において、先行技術による過度の除
去疑似輪郭４４が修正される。

【００１３】ビームの形状および向きも、図８（ａ）お
よび（ｂ）に示されたように、帯列間疑似輪郭６２（図
４（ｂ））の減少に貢献している。図８（ａ）は、ダミ
ービームを使用せず、また隣接する帯列１１０と１１２
との間が約３０ミリ秒離間している本発明に基づく印刷
ヘッドにより形成された隣接する帯列の温度分布を示
す。この図からわかるように、各帯列の端部でビーム１
１０と１１２が重複する。これにより、図８（ｂ）に示
されたように、材料移動部分１２０が形成され、そこ
で、帯列間材料が効果的に除去され、改良された帯列間
部分１２２が形成される。これにより、図４（ｂ）と図
８（ｂ）とを比較するとわかるように、先行技術にあっ
た帯列間の過度の材料疑似輪郭６２が排除される。

【００１４】本発明の印刷ヘッド１２８は、好ましく
は、図９に示されたように、総合的レーザダイオードア
レイ１３０を備え、スペクトラ・ダイオード社（Ｓｐｅ
ｃｔｒａ Ｄｉｏｄｅ Ｉｎｃ．）によって製造された
ものである。適当な総合的アレイ１３０は、ＲＣＡなど
からも入手可能である。あるいはまた、印刷ヘッドは、
離間したダイオードレーザからなるビームが光ファイバ
によって線形アレイに集合される光ファイバ型でもよ
い。レーザダイオードアレイ１３０からのビームは、ビ
ーム成形光学装置１３２によって、楕円書き込みスポッ
トに成形される。ビーム成形光学装置１３２は、レンズ
１３４、１３６、および１３８を備え、そのほかに、図
示されていない非常に小型のレンズがアレイ１３０の非
常に近くに備えられている。レンズ１３４、１３６、お
よび１３８は、カリフォルニアのガーデナ（Ｇａｒｄｅ
ｎａ）のハロルド・ジョンソン・ラボ（Ｈａｒｏｌｄ
Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｌａｂ）、イーストマン・コダックな
どの製造会社から入手可能であり、また、そのほかから
の適当なレンズを当業者が選択して使用することもでき
る。レンズは、楕円スポットを形成するのに適当な従来
の構成で配列し、この配設は、光学レンズ技術の範囲内
にある。ヘッド１２８は、更に焦点合わせ光学装置１５
０を含み、この焦点合わせ光学装置１５０は、拡大アイ
ピース１５２および１５４、並びに対物レンズ１５６を
備え、これらは、ハロルド・ジョンソン・ラボ、ボーシ
ュ・アンド・ロム（Ｂａｕｓｈ ａｎｄ Ｌｏｍｂ）、
オプテム・インターナショナル（Ｏｐｔｅｍ Ｉｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌ）、イーストマン・コダックなどか
ら入手可能である。光学装置１５０は、回転ドラムに装
填された熱媒体１５６上にビームの焦点合わせを行な
い、ヘッドは従来通りに、ドラムの回転に従ってドラム
軸に沿って移動され、ビームの強度が書き込みデータに
よって変化する。レーザスポットが媒体１５６から材料
を除去あるいは切除する。

【００１５】ダイオード・アレイ１３０のレーザの励起
および制御は、図１に示されたように、従来の電子デバ
イスによって行なわれ、制御の仕方は、従来通りであ
る。マイクロプロセッサ１６０がラッチ１６２を制御す
ることによって、データインバータ１６４および１６６
からの画像データを、通過させ、アナログドライバ１６
８からアレイ１７０の各ダイオードに至らせ、そこで、
ダイオードはそれぞれ約１．１ワット出力する。各ダイ
オードは、温度補償デバイス１７２に接続され、それに
より、各ダイオードが同じ動作温度に保持される。ヘッ
ドの電子デバイスには、この他、適当なメモリ１７４、
温度センサ１７６、および較正センサ１７８が備わって
いる。

【００１６】本発明の多々ある特性および利点は、詳細
な説明からも明かであり、添付されている特許請求の範
囲は、本発明のコンセプトおよび範囲に入る本発明のす
べての特性および利点をカバーする。更に、当業者にと
っては、様々な変形が簡単に思いつくであろう。本発明
はここに記載され図示された構成に限定されるべきもの
ではなく、本発明の範囲内で様々な適切な変更および等
価物が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の丸型スポットマルチビーム印刷ヘッド
およびスオーズを示す。

【図２】 従来の丸型ビームのレーザ強度分布を正規分
布と比較した様子を示す。

【図３】 従来の丸型ビーム間のクロストークを示し、
（ａ）は、スポット間クロストークを、（ｂ）は、その
クロストークによる影響を示す。

【図４】 ヘッド帯列間のクロストークを示し、（ａ）
は隣接するパス５０と５２のエネルギー移動の様子を、
（ｂ）は昇華の様子を示す。

【図５】 本発明による書き込みスポットを示す。

【図６】 楕円スポットにより形成される温度分布を示
し、（ａ）は主軸、（ｂ）は副軸に沿った楕円スポット
の温度分布を示す。

【図７】 本発明に基づくスポット間温度クロストーク
の減少を示し、（ａ）は隣り合う二つのビームが形成す
る正規分布９０および９２を示し、（ｂ）はそれらの合
成による温度分布１０２を示す。

【図８】 本発明に基く帯列間疑似輪郭の減少を示し、
（ａ）は隣接する帯列の温度分布１１０および１１２を
示し、（ｂ）は材料移動分布１２０を示す。

【図９】 本発明に基づくヘッドアレイおよびレンズ配
設を示す。

【図１０】 ヘッドの電子構成要素を示す。

【符号の説明】

７０ 楕円書き込みスポット ７２ 走査方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スザンヌ・コッキーヴァイツ・ワイアット アメリカ合衆国・ニューヨーク・14467・ ヘンリエッタ・リーヴズ・ロード・390

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 楕円書き込みスポットを形成する工程
   と、熱媒体を横切って書き込みスポットを走査する工程
   とからなる熱媒体書き込み方法。
2. 【請求項２】 前記楕円書き込みスポットが走査方向に
   対して角度をなして連結していることを特徴とする請求
   項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記走査が前記楕円書き込みスポットの
   主軸に対して実質的に横切る方向に行なわれることを特
   徴とする請求項１に記載の方法。