JPS59128865A

JPS59128865A - 階調記録装置

Info

Publication number: JPS59128865A
Application number: JP58003961A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Handa; 英幸半田; Makoto Kumagai; 誠熊谷; Mikio Takeuchi; 三喜夫竹内; Yasushi Yamanaka; 康司山中
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1983-01-12
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1984-07-25
Also published as: JPH0468821B2

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、゛光ビーム発生器からの光ビームの強度を光
強度制御手段によって制御し、強度が制御された光ビー
ムで感光部材を走査露光することにより階調画像を記録
する階調画像記録装置に関する。

（従来技術）近年、コンピュータの小形化、低価格化、高性能化に伴
い、画１像をコンピュータで処理することが盛んに行わ
れるようになってきている。特に、画像信号をティジタ
ルデータに変換して取り扱うことにより、階調処理、空
間周波数処理及び網かけ処理等がソフトウェアの変更で
容易に行えるようになってきている。第１図はこの種の
画像処理システムの一構成例を示す図である。原稿１に
記録されている情報は、画像読取装置２によってサンプ
リングと量子化が行われディジタル信号に変換された後
、画像処理装置３に送られる。該画像処理装置には、磁
気テープや磁気ディスク等で構成される記憶装置４が接
続され、該記憶装置には前記ディジタル信号の階調処理
等が行われた画像データが記憶される伯、他の各種デー
タが記憶される。又、画像処理装置３には、各種制御指
令を与えるターミナル５が接続されている。該ターミナ
ルは、キーボードと入力情報の確認や各種データを表示
する表示部とから構成される。表示部としては、例えば
螢光表示管、ＬＥＤ或いは液晶等が用いられる。画像処
理装置３で処理された画像データは、必要に応じて画像
記録装置６て記録紙７にハードコピーすることができ、
或いはＣＲＴ等の画像表示装置８上に表示させることも
できるようになっている。

このようなシステムにおいては、制御の中心となる画像
処理装置３の果たす役割は大きいが、それにも増して画
像読取装置２と画像記録装置６の安定性と精度がこのシ
ステム全体の性能を左右する。

画像記録装置には、種々の方式があるが、光ビーム特に
レーザを用いる記録装置はその高速性と精度において比
肩するものが無い。しかしながら、従来のレーザ記録装
置は、画像を白黒２値で表現することが多く、網点表示
はその代表的なものである。この種の装置で、階調性を
十分もたせようとすると、網の再現性を高くする必要が
あり、このためレーザビームを十分細く絞ることになり
、高速性を損っていた。又、精度の安定性も厳しく要求
されるため、いきおい高価な装置にならざるを得なかっ
た。

そこで、レーザビームの感光部材への照射時間を制御し
て感光部材への光量を調節して階調を再現する方法が提
案されている。しかし、この方法では照射時間を高速に
制御しなければならず、制御し得る階調レベル数も低く
ならざるを得なかった。この分解能の悪さを克服するた
め、複数の光強度の異なるレーザを設けて、各レーザご
とに照射時間を制御する方法が考えられ、この方法によ
り、制御し得る階調レベル数は増加した。しかし、この
方法では、光強度の調整が各レーザごとに必要となるの
で、安定性を維持することは困難である。又、各レーデ
光の光強度を一定に保つことが必要であり、そのための
制御機構も備えなければならず高価な装置にならざるを
得ないことは前述の場合と同様であった。

（発明の目的）本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その
目的は、レーザ光源の光強度は制御せず、しかも常に適
切な階調性を表坦できるような露光量を感光体に与えて
正確な階調画像を得ることができる階調記録装置を実現
することに競る。

（発明の構成）この目的を達成する本発明は、階調レベルを再現するの
に必要な露光量を指示する必要露光量指示手段と、光ビ
ームの強度を検出する光電変換器と、該光電変換器の出
力を積分する積分器と、該積分器の出力を前記必要露光
量指示手段の出力と比較する比較器とを具備し、該比較
器の出力信号によって前記光強度制御手段を制御して光
ビームの強度を調整するようにしたことを特徴とするも
のである。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図は本発明の一実施例を承り構成図である。

図において、レーザ１０から発せられたレーザビームは
、音響光学変調索子１１に入ってそのビーム強度が調整
された後、ハーフミラ−１２に入り、ここでレーザビー
ムの−・部は反射して第１の光検出器１３に入り、残り
は透過して回転多面鏡１４に入射する構成になっている
。上記回転多面鏡１４は、矢印の向きに一定速度で回転
しており、その回転トルクはこれに直結したモータ１５
がら与えられている。回転多面鏡１４に入射したレーザ
ビームは、図に示ずように反射方向が変化し、いわゆる
走査（偏向）が行われる。この偏向ビームは、続く結Ｉ
象レンズ１６を経て感光体１７上に結像するようになっ
ている。結像レンズ１６には、ｆ　・θ特性をもつもの
が主に使用される。

感光体１７の一方の側面に配された第２の光検出器１８
は、走査ビームを受けると電気信号を発生するもので、
その出力は、増幅器１９で増幅された後、波形整形回路
２０でパルス信号に変換され、同期検出信号として制御
回路２１に入力される。一方、画像処理装置（第１図参
照）を経てつくられた階調信号は、必要露光量指示手段
２２に入力される。制御回路２１より出力されるラッチ
信号は、階調信号を必要露光量指示手段２２の内部に取
り込む、タイミングを定めるものである。

この必要露光量指示手段２２からは、レーザビームの強
度を制御する強度制御信号Ｖａと、必要露光量信号ｖｂ
を発生する。Ｖａ倍信号音響光学変調素子（以下ＡＯＭ
と略す）１１を駆動するＡＯＭ制御回路２３に入力され
、ｖｂ倍信号比較器２４の一方の入力端子に入力されて
いる。

第１の光検出器１３の出力は、増幅器２５で増幅された
後、積分器２６に入力する。この積分器２６には、制御
回路２１からリセット信号が入力するようになっている
。又、その出力は、バッファ２７を介して、前記比較器
２４の他方の入力端子に入っている。そして、比較器２
４の出力は制御回路２１に入力されている。又、制御回
路２１からは、ＡＯＭ制御回路２３にＡＯＭのオン信号
が出力されている。尚、光検出器１３．Ｎ３としては、
例えばフォトタイオードやフォトマルチプライヤが用い
られ、波形整形回路２０としては、例えばシュミット回
路が用いられる。

このように構成された装置の動作は次の通りである。

レーザ１０で発せられたレーザビームは、ＡＯＭｌｌに
入ってそのビーム強度が調整される。ＡＯＭは、第３図
に示すような回折光強度特性をもっており、印加電圧（
交流）によってその強度が変化する。ＡＯＭｌｌを通過
したレーザご一ムは、ハーフミラ−１２を経た後、回転
多面鏡１４で偏向を受け、結像レンズ１６を通って感光
体１７上に到達する。この走査ビームが光検゛出器１８
を照射すると、該検出器はパルス状のイｔ＠を発生する
。

このパルス状信号は、増幅器１４で適当な振幅まで増幅
された後波形整形回路２０で波形整形される。第４図は
各部の動作波形を示すタイミングチｖ　−１−であり、
図中の（ａ＞が波形整形回路２０の出力であり、該パル
ス出力は同期検出信号として制御回路２１に入力する。

制御回路２１は、この同期検出信号を受けると第４図（
ｅ）に示すようにＡＯＭオン信号を一定時間だけオフす
る。△ＯＭ制御回路２３は、ＡＯＭオン信号がオフされ
ると、ＡＯＭｌｌへの出力（第４図（ｆ））をＯにして
レーザビームの光が回折光として出射しないように遮断
する。これにより、走査線上でのレーザビームはほとん
ど無くなる。第４図（ＩＩＩ　）はレーザビーム強度を
示し、ＡＯＭｌｌの駆動信号（第４図（［））が０にな
るとその強度もＯになっていることを示す。ＡＯＭｌｌ
を閉じてから一定時間経過後、必要露光量指示手段２２
に入力される第１画素の階調信号が制御回路２１から出
力されるラッチ信号により、その内部に取り込まれる。

必要露光量指示手段２２は、第１画素の入力階調信号を
取り込んだ後、該階調信号に応じた必要露光量信号ｖｂ
及び強度制御信号Ｖａを出力する。

Ｖａ　、Ｖｂは、それぞれＡＯＭ制御回路２３と比較器
２４に入力される。第４図（（１）は必要露光量信号＼
／ｂの波形を示し、Ｖｂｌは第１画素の必要露光量を示
している。又、ｖａ、Ｖｂが出力されると同時に、制御
回路２つは、第４図（ｅ）に示すようなＡＯＭオン信号
を発生する。ＡＯＭ制御回路２３は、該ＡＯＭオン信号
を受けて、＼／ｂ１に応じた第４図（ｆ）のイに示すよ
うな駆動信号をＡＯＭｌｌに印加する。この強度制御信
号に応じた強さのレーザビームが、第４図（９）の口に
示すようにＡＯＭｌｌから出力される。

出力されたレーザビー１８は、偏向器１４にへ射する前
に、その一部がハーフミラ＝１２で反射して光検出器１
３に入る。本装置は高速動作を行うので、この光検出器
１３としては、例えばフォトマルやビンフＡトタイオー
ド等の高速応答可能なものを用いる。このことは、前記
したＮ２の光検出器１８についても同様である。光検出
器１３の出力は、増幅器２５で増幅された後、積分器２
６に入って積分される。光検出器１３の出力は、光強度
に比例するから、その出力を積分した積分器２６の出力
（第４図（Ｃ））もレーザビーム強度に比例する。積分
動作を制御するために、制御回路２１から第４図（ｂ）
に示すようなリセット信号が入力されている。

増幅器２７で増幅されｔｃ積分出力と、入力階調信号に
応じた必要露光量信号ｖｂとが比較器２４で比較される
。積分器２６は、その出力が第１画素の必要露光量ｖｂ
１に達するまで、光検出信号を積分する。そして、積分
出力がＶｂｌに達した時点で比較器２４は一致信号を出
力する。制御回路２１−は、この一致信号を受けるとＡ
ＯＭオン信号の出力を止め、ＡＯＭＩＩでの回折は生じ
なくなり、入０Ｍ１１からはレーザビームが出力されな
くなり、光検出器１３の出力は０になる。従って、積分
器の出力は第４図（Ｃ）のハに示すように一定値にホー
ルドされる。本実施例では、レーザ１０の出力光の強度
が変動してその強度が小さくなった場合、積分器２６の
積分出力が必要露光ｆｆ１Ｖｂ　Ｉに一致するまでの時
間も長くなる。従って、レーザビームが感光体１７上を
照射している時間も長くなるので、感光体１７上に照射
される露光量は、出力光の強度が変動しても変わらない
。

逆に、レーザ１０の出力光が強くなったときには、感光
体１７への照射時間は短くなり、この場合も露光間は変
わらない。このようにして、階調を再現するために必要
な露光ｍを、レーザビ−ムの出力強度が変動しても一定
に保つことができるので、正確な階調画像を得ることが
できる。

第５図は、光強度と積分器出力との関係を説明するため
の図である。図中、（ａ　）は光強度を（ｂ）は積分器
出力を示している。又、（イ）は光強度が大きい場合を
（ロ）は小さい場合をそれぞれ示している。図より明ら
かなように、積分器出力が必要露光量Ｖｂ＋に達するま
でに要する時間△ｔは、光強度が小さい場合の方が長く
なる。

この結果、露光量（図（ａ）の斜線部）は、光強度が大
きい場合も小さい場合も等しくなる。以上のようにして
、第１番目の画素の処理が終了すると、制御回路２１は
リセット信号を発生して積分器２６をリセットして初期
状態に戻し、次の画素の階調制御動作を開始覆る。この
ような操作を繰り返して、全ての画素の階調制御を行い
、感光体１７上にはレーザの光強度の変動の影響を受け
ない正確な画像が再現されることになる。

第６図は、必要露光量指示手段２２の具体的構成の一例
を示す電気回路図である。入力階調信号は、画像処理装
置３（第１図参照）内のバッファメモリ（図示せず）に
格納されており、格納されたデータは１画素毎に読み出
されて第１のメモリ３０及び第２のメモリ３１に共通に
入力する。第１のメモリ３０には、入力階調信号の濃度
を露光量に変換する変換データが格納されており、入力
された階調信号に応じて必要な露光量データが出力され
るようになっている。第２のメモリ３１には、入力階調
信号を受けて必要な露光量をＡＯＭｌｌで制御するため
のＡＯＭの特性に合わせたデータが書き込まれており、
入力された階調信号に応じて必要な光強度制御データが
出力されるようになっている。第７図は、入力階調信号
と第１゜第２のメモリの出力との関係を示り図である。

第１象限は感光体の特性曲線を示し、縦軸に記録濃度り
、横軸に露光量の対数（ｌｏｇＥ）を示す。第４象限は
露光量の対数軸をリニアな軸に変換する曲線を示す。第
３象限はＡＯＭ制御電圧とそのとき制御される回折光強
度を示す。入力階調信号は記録′ａ度りに対応しており
、記録Ｉｌｉ度が定まると、曲線ｆ１上の点を下に延ば
して曲線ｆ２と交わった点が第１のメモリの必要露光量
を示す変換データとなり、その点を左に延ばして曲線ｆ
３と交わった点が第２のメモリのＡＯＭ制御電圧を示す
変換データとなっている。

第１及び第２のメモリ３０．３１の出力データは制御回
路２１（第２図参照）がら出力されるラッチ信号により
１画素分毎にラッチ回路３２，３３にラッチされる。各
ラッチ回路の出力は、それぞれＤ／Ａ変換器３４．３５
でアナログ電圧に変換された後、増幅器３６．３７で増
幅され、必要露光量信号Ｖｂ１強度制御信号Ｖａとして
出力される。入力階調信号のビット数は例えば８ビツト
、メモリ３０．３１で変換後の出力は１０ビット程度で
ある。

上述の説明では、レーザビーム変調器としてＡＯＭを用
いたがＥＯＭでもよく、レーザ１０（第２図参照）とし
て半導体レーザを用いれば電流を制御することによって
光強度を制御することができるのでＡＯＭ　（又はＥＯ
Ｍ＞は不要となる。又、偏向器として回転多面鏡１４を
用いているが、代わりにガルバノミラ−のような振動型
偏向器を用いるようにしてもよい。又、第２図に示す実
施例では偏向器を用いて平面走査を行ったがドラム走査
を行ってもよい。更に、階調記録するのに光ビームの強
度を制御しているが、低速走査が可能な場合は、強度制
御信号は一定値でもよい。

（発明の効果）以上説明したように、本発明では、感光体へ照射する光
量の変化を検出し、その積分値が入力階調信号に応じて
定められた必要露光量と等しくなるように、レーザビー
ムの強度を光強度制御手段によって制御しているため、
光量が変化しても常に等しい露光量を感光体に与えるこ
とができ、正確な階調画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像処理システムの一構成例を示す説明
図、第２図は本発明の一実施例を示す構成図、第３図は
ＡＯＭの回折光強度特性を示す説明図、第４図は各部の
動作波形を示す波形図、第５図は光強度と積分器出力と
の関係を示す説明図、第６図は必要露光量指示手段の具
体的構成例を示す電気回路図、第７図は入力階調信号と
メモリ出ノ〕との関係を示す説明図である。１・・・原稿　　　　　　２・・・画像読取装置３・・
・画像処理装ｕ　　４・・・記憶装置５・・・ターミナ
ル　　　６・・・画像記録装置７・・・記録紙　　　　
　８・・・画像表示装置１０・・・レーザ　　　　１１
・・・ＡＯＭ１２・・・ハーフミラ−１３，１８・・・
光検出器１４・・・回転多面鏡　　１５・・・モータ１
６・・・結像レンズ　　１７・・・感光体１９．２５・
・・増幅器　２０・・・波形整形回路２１制御回路２２・・・必要露光量指示手段２３・・・へ〇Ｍ制御回路２４・・・比較器　　　　２６・・・積分器２７・・・
バッフ？　　　　３０．３１・・・メモリ３２．３３・
・・ラッチ３４．３５・・・Ｄ／Ａ変換器３６．３７・・・増幅器特許出願人　小西六写真工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光ビーム発生器からの光ビームの強度を光強度制
御手段によって制御し、強度が制御された光ビームで感
光部材を走査露光することにより階調画像を記録する階
調画像記録装置において、階調レベルを再現するのに必
要な露光量を指示する必要露光量指示手段と、光ビーム
の強度を検出する光電変換器と、該光電変換器の出力を
積分する積分器と、該積分器の出力を前記必要露光量指
示手段の出力と比較する比較器とを具備し、該比較器の
出力信号によって前記光強度制御手段を制御して光ビー
ムの強度を調整するようにしたことを特徴とする階調記
録装置。〈２）前記光強度制御手段として音響光学変調素子又は
電気光学変調素子と、該変調素子の通過光を受けて偏向
する光偏向器を用いたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の階調記録装置。