JPS6173475A - レ−ザ記録装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、レーザ光の光量を入力情報信号に従って変調
し、該変調光を感光体上で２次元的に走査させ、該感光
体上に前記入力情報信号に従った画像を記録するＶ−ザ
記録装置に係り、特に高階調の画像記録に好適なレーザ
記録装置に関する。

〔発明の背景〕

高階調の画像記録を目的としたンーザ記録装置？構成す
る場合の第１の間、頂点は、レーザ光源の出力変動及び
ノイズの除去である。高階調のレーザ記録装置の光源と
して、通常Ｈｅ　−Ｎ　ｅガスレーザが用いられるが、
該レーザの出力変動及びノイズは±５係程度もある。例
えば感光体としてｒ；２の写真フィルムを用いた場合、
前記変動及びノイズによって、写真濃度にして±０．０
４程度の変動が生じてしまう。レーザ記録装置の仕様と
して、写真濃度Ｏ〜３ｔ２５６階調に分割する場合、階
調の間隔は写真濃度にして０．０１２となり、このよう
な仕様の高階調レーザ記録装置を構成する為には、前記
のレーザ光源の出力変動及びノイズの影響を除去する事
が不可欠となる。

次に高１唇調レーザ記録装置の第２の問題点として、光
変調４人・出力特性の非直線性及び感光体のｒ−特性が
挙げられる。Ｖ−ザ記録装置の光変調器としては、通常
音響光学光変調器が用いられるが、該光変調器の入・出
力特性は周知の如くｓｉｎ自乗非直線性となっている。

父、感光体として通常用いられる写真フィルム・光導電
性感光ドラムはいづれも、ｒ）１の特性を有しており入
・出力関係は非直線的である。従って、広範なダイナミ
ック／フジの高階調レーザ記録装置を構成する為には、
前記の非直線性に対する補正が不可欠となる。

従来、前記の問題点を解決する烏に、光変調器に対する
フィードバック的な制御を行なう方法とフィードフォワ
ード的な制御を行なう方法の二種類の方法があった。

フィードバック的な方法は、光変調器の出力光量全検出
して電気信号に変換し、該信号と入力情報信号の差分全
求め、光変調器の入力信号に帰還させることにより、光
変調器出力を入力情報信号に追従させる方式である。本
方式により、ノーザ光源の出力光量変動・ノイズの影響
の除去及び、光変調器の非直線性の補正が可能となる。

しかし、本方式はフィードバック制御である為に、応答
速度に限界があり、又構成各部の位相特性が良好でない
場合は、発振現象を生じる可能性がある。又、感光体の
ｒ−特性を補正する為には、入力側に補正回路を付加す
る必要がめる。なお、この種の方式の例としては、特開
昭５４−３１７６２に記載された方式が挙げられる。

フィードフォワード的な方法の例としては、特開昭５１
−１３２０９５　に記載された方式が挙げられる。本方
式は光変調器の入射光量を検出して電気信号に変換し、
該信号によって入力情報信号全除算し、除算結果を光変
調器の入力信号とすることにより、レーザ光源の出力変
動・ノイズの影響を除去する方式である。本方式は応答
速度に優れ、かつ位相特性的な不安定要因もないが、光
変調器の入・出力特性を直線的なものと仮定して構成さ
れているので、光変調器の非直線性に対する補正が不可
能である。又、本方式の場合も感光体のｒ−特性を補正
する々には、入力端に補正回路を付加する必要がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を除去し、レーザ
光源の光量変動・ノイズの除去と、光変調器の非直線性
の補正と、感光体のｒ−特性に対する補正の三者が同時
に可能で＝ｉｓす、かつ位相特性的な不安定要因もない
信号補正部を備えたレーザ記録装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

前記の目的の為ｆ１本発明においては光変調器の入射光
量を検出して補正を行なうフィードフォワード的方式を
採用する。又、前記の従来技術（特開昭５１−１３２０
９５　　）と異なり、入射光量に相当する電気信号は対
数変換された後、露光量の対数値に関連した情報信号と
加算もしくは減算され、その結果を変換回路を用いて光
変調器入力信号に変換する事により、光変調器の非直線
性の補正も可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、ガスレーザ１の出力光を、音響光学光変調器３に
よって変調し、変調光を写真フィルム９上で２次元的に
走査する事により、写真フィルムを画像信号に対応して
露光するレーザ記録装置の構成を示している。音響光学
光変調器３の出力回折光１は振動鏡７によって謁向され
、写真フィルム９上を１次元的に走査する（該走査を以
下では主走査と称する）。写真フィルム９は、電動機１
０によって、駆動されるフィルム倣走機構１１により主
走査に垂直な方向に搬走される（該走査を以下では副走
査と称する）。前記主走査と副走査により、写真フィル
ム９上での変調光の２次元的走査が実現される。Ｆθン
／ズ８は写真フィルム９上でのレーザ光のビーム径を小
さくし、形成される画像を鮮鋭にすると共に、走査の直
線性を改善する為に用いられる。ガスレーザ１の出力光
は半透過鏡２によって一定の比率で分配される。大部分
の光束１ｏは音響光学光変調器３に入射する。他方の小
光束■ｏ′はＩｎの光量変動検出の為の光量検出器４に
入射する。光量検出器４の出力信号Ｒｖ′ｉ信号補正部
５に入力する。信号補正部５へは、前記凡の他に、露光
した写真フィルム９の現１象後の各点での写真濃度に対
応したデジタル画像信号りが入力でれる。信号補正部５
は、Ｄに対して、写真フィルム９のｒ特性に対する補正
、音響光学光変調器３の入射光Ｉｏの光量変動に対する
補償及び音響光学光変調器３とその駆動器６の特性に対
する補正を行ない、音響光学光変調器駆動器６へ入力す
る信号Ａｅ発生させる。音響光学光変調器駆動器６は、
内部で発生した高周波の搬送波の撮巾を入力信号Ａに従
って変調し、変調された搬送波で音響光学光変調器３を
駆動する事により、該変調器３の出力回折光重の光量を
入力信号Ａに従って変化させる。以上のようにして、入
力画像信号りに従って変調光■の光量を変化させ、かつ
工を写真フィルム９上で２次元的に走査させる事により
、写真フィルム９への画像記録が行なわれる。

次に、第１図の実栴例の信号補正部５の構成を第２図に
より説明する。光量検出器２の出力信号几はアナログ・
デジタル（以下Ａ／Ｄと称する）変換器１２でデジタル
信号に変換された後、対数ズ換回路１３に入力する。対
数変換回路１３はデジタル記憶回路であり、番地に相当
するデジタル信号の入力（以下アドレス入力と称する）
に対して、番地ごとにあらかじめ設定されたデジタル信
号の出力（以下データ出力と称する）を得る回路である
。対数変換回路１３のデータ出力ｒｆアドンス人力Ｒに
対して式（１）となるように定めておく。

ｒ　＝　−ａ　１　ｔｏｇ　Ｒ＋　ｋ　１−−−−（１
）式（１）のａｌ　Ｉ　ｋｌは任意に設定可能な定数で
ある。光量検出器２の出力信号Ｒは光量検出器２の入射
光束光量Ｉｏ’に比例し、■θ′は音響光学光変調器３
０入射光量Ｉｏに比例するので、対数の性質から式Ｑ）
が得られる。

ｒ　＝　−ａｌＬｏｇ　Ｉ　ｏ　＋　ｋ　１’　　　　
　−−＝・・・−（２）式（２）のに１′は式（３）で
定義される定数である。

ｋ＋’＝　　ａ＋［Ａｏｇ（Ｒ／ＩＯ’）＋Ｌｏｇ（Ｉ
ｏ７Ｉｏ）］＋に＋・・・・・・・・・・・・（３） 一方、写真濃度に対応したデジタル画像信号りはフィル
ムｒ補正回路１４に入力する。一般に写真フィルムの４
１１と露光置型の対数値との間には第３図に示すような
非直線的な関係が成り立つ。

フィルムｒ補正回路１４は対数変換回路１３と同様のデ
ジタル記憶回路であり、あらかじめ、使用する写真フィ
ルム９の第３図に示すような特性を」１１定しておくこ
とにより、第３図の縦軸の値に相当するアドレス入力に
対して、対応する横軸の値に相当するデータ出力が得ら
れるように設定された記憶回路である。このようにして
、フィルムｒ補正回路１４の出力ｄを、入力デジタル画
像信号りに対応する濃度に露光する為のアイ光量１０対
数値の１次関数にすることができる。すなわち、式（４
）の関係を伐り立たせることができる。

ｄ　　＝　　ａ　２　ｔｏｇ　　丁　＋　　ｋ　　２　
　　　　　　　　　　　　−−−−（４）式（４）の”
２＋　ｋ２は任意に設定可能な定数である。

次に、対数変換回路１３の出力ｒとフィルムｒ補正回路
１４の出力ｄば、加算器１５で加算される。加算器１５
の出力ηは、式（２）と式（４）より式（５）のように
表わされる。

η＝−ａｌｔｏｇＩｏ＋ａｚＡｏｇＩ＋に３−−−（５
）式（５）のに３は式（６）で冗義される定数である。

ｋ３＝に、’＋に２　　　　　　・・・・・・・・・・
・（６）対数変換回路１３とフィルムｒ補正回路の設定
データを、定数ａ１と定数ａ２が同一の値ａになるよう
に設定しておく事により、式（５）は式（７）のように
変形される。・ η＝ａＡｏｇ（Ｉ／Ｉｏ）＋に：＋　　　−・・・・・
・・・（７）このようにして、加算器１５の出力ηを音
響光学光変調器３の回折効率である（Ｉ／１゜）の対数
値の１次関数とすることができる。

更に、加算器１５の出力ηは光変調器特性補正回路１６
に入力する。一般に音響光学光変調器の回折効率の対数
値と、音響光学光変調器１駆動器の入力信号電圧との間
には、第４図に示すような非直線的な関係が成り立つ。

光変調器特性補正回路１６は対数変換回路１３と同様の
デジタル記憶回路であり、あらかじめ、使用する音響光
学光変調器３と音響光学光変調器駆動器６との組合せに
ついて、第４図に示すような特性を測定しておくことに
より、第４図の縦軸の値に相当するアドレス入力に対し
て、対応する横軸の値に相当するデータ出力が得られる
ように設定された記憶回路である。光変調型番性補正回
路１６の出力デジタル信号はデジタル・アナログ（以下
Ｄ／Ａと称する）変換器１７に入力し、変調器駆動器６
の入力信号Ａに変換される。このようにして、前記信号
Ａは音響光学光変調器３の回折効率が（Ｉ／Ｉｏ）とな
るように調整される。

上記の如く、本実施例の７−ザ記録装置においては、信
号補正部５により、ガスレーザ１の光量変動とノイズの
影響が除去されると共に、音響光学光変調器３とその駆
動器６の非直線的特性に対する補正が行なわれることに
よって、直線性の良い安定したＶ−ザ記録が可能となる
。

なお、本実施例において、ガスレーザ１は、半導体レー
ザのような、他のレーザ光源に置き換えることもできる
。音響光学光変調器３とその駆動器６は、電気光学光変
調器とその駆動器のような他の光変調系に置き換えるこ
ともできる。又、高速の光変調が必要な場合は、音響光
学光変調器３へ入射する光ビーム径を、７ノズや曲面鏡
のような光学系を用いて縮小してもよい。写真フィルム
９へ入射する光ビーム径の調整が必要な場合１７′ｉ、
、ガスレーザ１からＦθＶノズ８に至る主光束の光路上
の適当な位置、例えば音響光学光変調器３と振動鏡７０
間に、ビーム径拡大器もしくはビーム径縮小器を設置し
てもよい。振動鏡７は、回転多面鏡、ホログラムスキャ
ナのような他の偏向器に置き換えることもできる。Ｆθ
し／ズは放物面鏡とンンズとの組合せに置き換えること
もできる。

（■実施例末尾参照） 第１図の７−ザ記録装置において、入力信号りは、現像
後の写真フィルム９の写真濃度に対応するデジタル値で
あったが、入力信号として、現像後の写真フィルム９の
透過率に対応するデジタル信号を用いることもできる。

次に、前記の透過率に対応した入力信号を用いた、本発
明の他の実創例を説明する。本実施例の構成は、第１図
、第２図に示す前記実施例の構成と同じであり、フィル
ムｒ補正回路１４の特性のみが異なっている。本実施例
のフィルムｒ補正回路１４は、第５図に示す写真フィル
ムの透過率と露光量の対数値との間の関係に従って動作
する。

すなわち、第５図の縦軸の値に相当するアドレス入力に
対して、対応する横軸の値に相当するデータ出力が得ら
れるように設定された記憶回路によって構成される。本
実施例は、入力信号として、テレビジョン（信号をＡ／
Ｄ変換した信号を用いる場合に好適である。

前記の２つの実施例において、信号補正部５はデジタル
回路で構成されていたが、信号補正部をアナログ回路で
構成する事により、高価なＡ／Ｄ変侯器１２とＤ　／　
ｋ変換器１７を不要とし、かつ応答性能を向上させるこ
とも可能である。

次に、信号補正部５をアナログ回路で構成した、本発明
の他の実施例？説明する。本実施例のレーザ記録装置の
全体構成は前記の２つの実施例と同じく、第１図に示す
構成である。そして、信号補正部５は第６図に示すよう
にアナログ回路で構成される。すなわち、第６図の回路
において、対数変換回路１３、フィルムｒ補正回路１４
、光変調器特性補正回路１６は、いずれも線形増幅器、
抵抗及びダイオード等の非線形素子で構成さｎたアナロ
グ関数発生器であり、入力に対する出力の関数が、それ
ぞれ、（１）式のＲに対するｒの関係、第３図の縦軸に
対する横軸の関係及び第４図の縦・前に対する横軸の関
係となるように設定された回路である。又、加算器１５
は線形増幅器と抵抗によって構成されたアナログ加算器
である。

更に、信号補正部５をアナログ回路で構成した他の実施
例として、フィルムｒ補正回路１４の入力に対する出力
の関係を、第５図の縦軸に対する横軸の関係となるよう
に設定した場合かわる。本実施例のレーザ記録装置は、
テレビジョン信号をその１ま入力信号とする場合に好適
でちる。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明は前記実施例
に限定されることなく、その要旨を変更しない範囲にお
いて種々変更し得ることは勿論である。例えば、前記実
施例のレーザ記録装置において、Ｖ−ザ光の２次元的走
査は振動鏡７のような光偏向器による主走査と、フィル
ム搬送機構１１に′よる副走査によって行なわれたが、
主走査・副走査共に光偏向器を用いてもよいし、主走査
・副走査共にフィルムの２次元的搬送機構を用いてもよ
い。又、フィルムを搬送する代りに、円筒の周囲に装置
し、該円筒を回転させる方式をとってもよい。更に、感
光体として、写真フィルム９の代りに光導電体の感光ド
ラムを用いて、電子写真用のレーザ記録装置を構成する
こともできる。

［有］更に、対数変換回路１３の人・出力量　を式（１
）の代りに式（８）のように設定すると共に、加算器１
５０代りに減算器を用い、その出力ηを式（９）のよう
に設定する事によっても、第２図の回路と同じ機能が実
現できる。

ｒ＝ａ１１ｏｇ凡＋に１　　　　　　・・・・・・・・
・・・・（８）η＝ｄ−ｒ　　　　　　　　　　　　・
・・・・・・・・・・・（９）〔発明の効果〕 本発明によれば、単純で安定した回路構成によってレー
ザ光源の光量変動・ノイズの除去と、光変調器の非直線
性の補正と、感光体のｒ−特性に対する補正の三者が同
時に可能になるので、信頼性の高い、高階調レーザ記録
装置が構成できる。

又、演算器として、安価で信頼性の高い加算器もしくは
減算器を使用することができ、かつ演算される量が対数
値に関係した量なので、光変調器を広範なダイナミック
レンジで使用する場合も、演算器のグイナミノクレンジ
はより狭くすることができる。

更に、感光体のｒ−特性に対する補正回路と、光変調器
の非直線性補正回路が切雁されているので、感光体のｒ
−特性が変化した場合、もしくは光変調器の特性が変化
した場合、それぞれ独立に、対応する補正回路を修正す
る事が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は第１
図の実施例の信号補正部の構成図、第３図は写真フィル
ムの濃度と露光量の対数値との間の関係を示すグラフ、
第４図は音響光学光変調器の回折効率の対数値と音響光
学光変調器駆動器の入力電圧との間の関係を示すグラフ
、第５図は写真フィルムの透過率と諸光量の対数値との
間の関係を示すグラフ、第６図は他の実施例の信号補正
部の構成図である。 １・・・ガスレーザ、２・・・半透過鏡、３・・・音響
光学光及調器、４・・・光量検出器、５・・・信号補正
部、６・・・音響光学光変調器駆動器、７・・・振動鏡
、８・・Ｆθし／ズ、９・・・写真フィルム、１０・・
・電動機、１１・・・フィルム搬送機構、１２・・・ア
ナログ・デジタル変換器、１３・・・対数変換回路、１
４・・・フィルムγ補正回路、１５・・・加算器、１６
・・・光変調器特性補＄　１　■ ｖ７２　（り 第３　菌

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、レーザ光源と光変調部と走査部より成るレーザ記録
   装置において、レーザ光源と光変調部の間で光束を二分
   する半透明鏡と、二分された一方の光束の光量を検出す
   る光量検出器と、該検出器の出力電気信号をその対数値
   に関連した電気信号に変換する対数変換回路と、入力情
   報信号を感光体の露光量の対数値に関連した電気信号に
   変換する感光体γ補正回路と、前記対数変換回路と感光
   体γ補正回路の出力を加算もしくは減算する加算器もし
   くは減算器と、前記加算器もしくは減算器の出力を前記
   光変調部の入力電気信号に変換する光変調器特性補正回
   路とを設け、前記光変調器特性補正回路の出力信号を光
   変調部に導き、光変調部において、前記半透明鏡で二分
   された他方の光束を変調することを特徴とするレーザ記
   録装置。