JPS63102544A - Laser recording device - Google Patents

Laser recording device

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JPS63102544A
JPS63102544A JP61248874A JP24887486A JPS63102544A JP S63102544 A JPS63102544 A JP S63102544A JP 61248874 A JP61248874 A JP 61248874A JP 24887486 A JP24887486 A JP 24887486A JP S63102544 A JPS63102544 A JP S63102544A
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light
signal
laser
command signal
level command
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JP61248874A
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Yuji Ohara
大原 祐二
Hideo Watanabe
英夫 渡辺
Takashi Shiyouji
たか志 荘司
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To record a high gradation image at a high speed by having a light output stabilizing circuit to feed back a feedback signal corresponding to the strength of the optical beam to a light emitting level command signal and a correcting table to correct the light emitting level command signal so as to compensate respective types of non-linearity, by a laser action control circuit. CONSTITUTION:A laser action control circuit has a high output stabilizing circuit (APC circuit) 8 and is equipped with a correcting table 40 to correct a light emitting level command signal S1 so as to compensate the non-linearity of the driving current pair light output characteristic of a semiconductor laser 1 and the non-linearity of an incident light strength pair light transmissivity characteristic of an optical element such as a polarizing filter 51 and to make linear the relation of the strength of a scanning beam based on the signal after correction and a signal S1 before correction. The table 40 is constituted of respective tables 12, 13 and 14 of the gradation correction, a reverse log conversion and a V-P characteristic correction. When the signal S1 is corrected by such a table 40 and the gain of the circuit B is lower, the light output characteristic close to the straight line can be obtained concerning the signal S1 before correction and the laser light output. Even when the above-mentioned non-linear characteristic is present at the optical element, it is also compensated by the table 40, and the image concentration can be controlled at an equal concentration interval to the constant quality change of the signal S1.

Description

【発明の詳細な説明】 (、産業上の利用分野) 本発明1よ、画像信号に基づいて変調されたレーザビー
ムを感光材料上に走査させて連続調画像を記録するレー
ザ記録装置、特に詳細にはレーザビームの光強度をアナ
ログ的に変調して高階調の画像を記録できるようにした
レーザ記録装置に関するものでおる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) According to the present invention, a laser recording device that records a continuous tone image by scanning a photosensitive material with a laser beam modulated based on an image signal, particularly details. The present invention relates to a laser recording device capable of recording high-gradation images by modulating the light intensity of a laser beam in an analog manner.

(従来の技トドi) 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して感光材料
上に走査させ、該感光材料に画像を記録する光走査記録
装置が広く実用に供されている。
(Conventional Techniques) Conventionally, optical scanning recording devices have been widely put into practical use that deflect a light beam using an optical deflector to scan a photosensitive material and record an image on the photosensitive material.

このような光走査記録装置において光ビームを発生する
手段の1つとして、半導体レーザが従来から用いられて
いる。この半導体レーザは、ガスレーザ等に比べれば小
型、安価で消費電力も少なく、また駆動電流を変えるこ
とによって直接変調が可能である等、数々の長所を有し
ている。
A semiconductor laser has conventionally been used as one of the means for generating a light beam in such an optical scanning recording device. This semiconductor laser has many advantages, such as being smaller, cheaper, and consumes less power than gas lasers, and can be directly modulated by changing the drive current.

しかしながら、その反面この半導体レーザは、第2図に
示すように駆動電流に対する光出力特性が、LED領域
(自然発光印域)とレーザ)テ1.騒領域とで極端に変
わるので、連続調画像の配録には適用困難であるという
問題が有る。すなわち上記の駆動電流対先出力特性が線
形で必るレーザ発]1股領域のみを利用して強度変調を
行なうと、光出力のダイナミックレンジがたかだか2桁
程度しかとれない。周知のように、この程度のダイナミ
ックレンジでは高品位の連続調画像を得ることは不可能
である。
However, on the other hand, as shown in FIG. 2, this semiconductor laser has light output characteristics with respect to drive current that differ between the LED area (natural luminescence area) and the laser area. There is a problem in that it is difficult to apply to recording continuous tone images because it changes drastically depending on the noise area. In other words, if the intensity modulation is performed using only the one-prong region, the dynamic range of the optical output will be only about two orders of magnitude. As is well known, it is impossible to obtain a high quality continuous tone image with this level of dynamic range.

そこで例えば特開昭56−115077号、同56−1
52372号等に示されるように、半導体レーザの光出
力は一定とするとともに、該半導体レーザを連続的に0
N−OFFさせて走査ビームをパルス光とし、このパル
スの数あるいは幅を各画素毎に制御して定歪光量を変化
させることにより連続調画像を記録する試みもなされて
いる。
For example, JP-A-56-115077 and JP-A-56-1
As shown in No. 52372, etc., the optical output of the semiconductor laser is kept constant, and the semiconductor laser is continuously switched to zero.
Attempts have also been made to record a continuous tone image by turning off the scanning beam to make the scanning beam pulsed light, and controlling the number or width of the pulses for each pixel to change the amount of constant distortion light.

ところが上記のようなパルス数変調あるいはパルス幅変
調を行なう場合には、例えば画素クロック周波数が1M
H2のとき、濃度スケールすなわち走査光量の分解能を
10bi↑(約3桁)確保しようとすると、パルスの周
波数は少なくとも10H2と憎めて高く設定しなtブれ
ばならない。半導体レーザ自体はこの程度の周波数で0
N−OFFすることも可能であるが、パルス数制御ある
いlまパルス幅制御のためのパルスカウント回路等はこ
のような高周波数に対応して作動し得す、結局は画素ク
ロック周波数を上記の値よりも大幅に下げなければなら
ない。したがって装置の記録速度を大幅に下げざるをえ
ない。
However, when performing pulse number modulation or pulse width modulation as described above, for example, when the pixel clock frequency is 1M
At H2, if the resolution of the density scale, that is, the amount of scanning light is to be maintained at 10 bi↑ (approximately 3 digits), the pulse frequency must be set extremely high, at least 10 H2. The semiconductor laser itself is 0 at this frequency.
Although it is possible to turn the pixel clock N-OFF, the pulse count circuit for pulse number control or pulse width control can operate in response to such a high frequency. must be significantly lower than the value of Therefore, the recording speed of the device must be significantly reduced.

ざらに上記の方法にめっては、各画素の記録期間中に出
力されるパルスの数あるいは幅に依存して半導イ2蚊レ
ーザチップの発熱違が変化し、そのために半導体レーザ
の駆動電流対光出力特性が変化し、1パルス当りの露光
量が変動してしまうこともある。こうなると記録画像の
階調にズレが生じ、高品位の連続調画像を得ることは不
可能となる。
Roughly speaking, in the above method, the difference in heat generation of the semiconductor laser chip changes depending on the number or width of pulses output during the recording period of each pixel, and therefore the drive of the semiconductor laser changes. The current versus light output characteristics may change, and the exposure amount per pulse may vary. If this happens, the gradation of the recorded image will shift, making it impossible to obtain a high-quality continuous tone image.

−万、例えば特開昭56−71374号に示されるよう
に、上記パルス数変調あるいはパルス幅変調と、#J述
した光強度変調とを組み合わせて高進調画像を記録する
方法も提案されている。しかしこの場合にも、上記のよ
うにパルスの数あるいは幅に依存して半導体レーザチッ
プの発2!!量が変化し、その結果1パルス当りの露光
量が変動してしまうという問題が同様に生じる。
- For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-71374, a method of recording a high-speed image by combining the above pulse number modulation or pulse width modulation with the light intensity modulation described in #J has also been proposed. There is. However, in this case as well, the emission of the semiconductor laser chip depends on the number or width of the pulses as described above. ! A similar problem arises in that the amount of light changes, resulting in a variation in the amount of exposure per pulse.

上記のことを鑑みると、例えば濃度スケール1Qbit
つまり1024階調程度の高階調画像を    9記録
するには、前述の第2図に示したLED領域とレーザ発
県領域とに亘って光強度変調を行なって、光出力のダイ
ナミックレンジを3行程度確保可能とすることが望まれ
る。しかし上記2つの領域に亘ると、半導体レーザの駆
動電流対光出力特性は当然線形ではなくなるので、高階
調画像を容易かつ精、度良く記録できるように画像信号
の一定量変化に対して等濃度間隔で画像濃度を制御可能
とするためには、上記の特性を何らかの方法で補償して
半導体レーザの発光レベル指令信号と光出力との関係を
線形に変える必要かある。
Considering the above, for example, the concentration scale 1Qbit
In other words, in order to record 9 high-gradation images of approximately 1024 gradations, light intensity modulation is performed across the LED area and the laser emission area shown in Figure 2 above, and the dynamic range of the optical output is increased by 3 lines. It is desirable to be able to secure a certain degree of security. However, in the above two regions, the driving current vs. optical output characteristic of the semiconductor laser naturally becomes non-linear, so in order to easily and precisely record high-gradation images, it is necessary to maintain the same density for a given amount of change in the image signal. In order to be able to control the image density at intervals, it is necessary to compensate for the above-mentioned characteristics in some way to linearly change the relationship between the light emission level command signal of the semiconductor laser and the optical output.

上記半導体レーザの発光レベル指令信号と光出力との関
係を線形にする回路として従来より、レーザビームの光
強度を検出し、この検出された光強度に対応する帰還信
号を単導体レーザの発光レベル指令信号にフィードバッ
クさせる光出力安定化回路(以下、A P C回路と称
する)が知られているC第3図はこのAPC回路の一例
を示すものであり、以下、この第3図を参照してAPC
回路について説明する。半導体レーザ1の発光強度を指
令する発光レベル指令信号Vrefは、71I]痺点2
を通して電圧−電流変換アンプ3に入力され、該アンプ
3はこの指令信号V refに比例した駆動電流を半導
体レーザ1に供給する。半導体レーザ1から前方に出射
された光ビーム4は、図示しない走査光学系を通して感
光材料走査に利用される。
Conventionally, as a circuit that linearizes the relationship between the light emission level command signal of the semiconductor laser and the light output, it detects the light intensity of the laser beam and sends a feedback signal corresponding to the detected light intensity to the light emission level of the single conductor laser. A known optical output stabilizing circuit (hereinafter referred to as an APC circuit) that feeds back a command signal is shown in Fig. 3, which shows an example of this APC circuit. Te APC
The circuit will be explained. The light emission level command signal Vref that commands the light emission intensity of the semiconductor laser 1 is 71I] numb point 2
The voltage-to-current conversion amplifier 3 supplies the semiconductor laser 1 with a drive current proportional to the command signal V ref. A light beam 4 emitted forward from the semiconductor laser 1 is used to scan a photosensitive material through a scanning optical system (not shown).

一方半導体レーザ1の後方側に出射された光ビーム5の
強度は、例えば半導体レーザのケース内に設置された光
量モニタ用のピンフォトダイオード6によって検出され
る。こうして検出される光ビーム5の強度は、実際に画
像記録に利用される上記光ビーム4の強度と比例関係に
ある。該光ビーム5の強度、すなわち光ビーム4の強度
を示すフォトダイオード6の出力電流は、電流−電圧変
換アンプ7によって帰還信号(電圧信号)pdに変換さ
れ、該帰還信号Vpdは前述の1ノ0帥点2に入力され
る。この加箇点2からは、上記発光レヘル指令信@ y
 refと帰還信号Vpdとの偏差を示すtq差信号v
eが出力され、該偏差信号Veは前記電圧−電流変換ア
ンプ3によって電流に変換され、半導体レーザ1を駆動
する。
On the other hand, the intensity of the light beam 5 emitted to the rear side of the semiconductor laser 1 is detected by, for example, a pin photodiode 6 for monitoring the amount of light installed inside the case of the semiconductor laser. The intensity of the light beam 5 thus detected is proportional to the intensity of the light beam 4 actually used for image recording. The intensity of the light beam 5, that is, the output current of the photodiode 6 indicating the intensity of the light beam 4, is converted into a feedback signal (voltage signal) pd by a current-voltage conversion amplifier 7, and the feedback signal Vpd is converted into a feedback signal (voltage signal) pd. It is input to point 2. From this addition point 2, the above light emission level command message @ y
tq difference signal v indicating the deviation between ref and feedback signal Vpd
e is output, and the deviation signal Ve is converted into a current by the voltage-current conversion amplifier 3 to drive the semiconductor laser 1.

上記のAPC回路において、理想的な線形補償がなされ
れば、光ビーム5の強度は発光レベル指令信号■「ef
に比例する。つまり画像記録に利用される光ビーム4の
強度(半導体レーザ1の光出力)Pfが、発光レベル指
令信号V refに比例することになる。第4図の実線
は、この理想的な関係を示している。
In the above APC circuit, if ideal linear compensation is performed, the intensity of the light beam 5 will be determined by the light emission level command signal
is proportional to. In other words, the intensity Pf of the light beam 4 used for image recording (light output of the semiconductor laser 1) is proportional to the light emission level command signal V ref. The solid line in FIG. 4 shows this ideal relationship.

(発明が解決しようとする問題点) 上jホのようなAPC回路を用いて、光強度Pfが常に
一定レベルとなるように半導体レーザを駆動制tIlす
ることは比較的容易であるが、前述のように連@調画像
を記録するために発光レベル指令信号V refを高速
でアナログ的に変化させて半導体レーザを駆動する際に
、第4図の実線で示すような特性を1ワることは困難で
める。特に、先に述べたように画素クロック周波数を1
MHz程度に設定した上で、1Qbit程度の濃度スケ
ールの高階調画像を記録する場合には、非常に困難であ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) It is relatively easy to control the drive of a semiconductor laser so that the light intensity Pf is always at a constant level using an APC circuit like the one shown above. When driving a semiconductor laser by changing the emission level command signal V ref at high speed in an analog manner in order to record a continuous tone image as shown in FIG. is difficult. In particular, as mentioned earlier, the pixel clock frequency is
It is very difficult to record a high gradation image with a density scale of about 1 Qbit when the frequency is set to about MHz.

以下、その理由について説明する。第3図の系に挿入さ
れた半導体レーザ1の駆動電流対光出力特性は、第2図
に示すように極端に非線形なものとなっている。つまり
半導体レーザ単体のゲインとなる微分量子効率は、対数
で表わして第5図に示すように、LED領域とレーザ発
概領域とで大きく変イヒするので、第4図の実線のよう
な特性を得るためには、第3図の系のループゲインを非
常に大8くとる必要かめる。第4図の破線で示す曲線は
、上記ループゲインに応じて変化する半導体レーザの発
光レベル指令信号対光出力特性の例を示してあり、図示
されるように実線で示す理想特性に近い特性を得るため
には、60dB程度の高ゲインが必要となる。
The reason for this will be explained below. The drive current vs. optical output characteristic of the semiconductor laser 1 inserted into the system of FIG. 3 is extremely nonlinear, as shown in FIG. In other words, the differential quantum efficiency, which is the gain of a single semiconductor laser, varies greatly between the LED region and the laser emission region, as shown in FIG. 5 when expressed logarithmically. Therefore, the characteristics shown by the solid line in FIG. In order to obtain this, it is necessary to set the loop gain of the system shown in FIG. 3 to a very large value of 8. The curve shown by the broken line in FIG. 4 shows an example of the light output level command signal versus light output characteristic of the semiconductor laser that changes depending on the loop gain, and as shown in the figure, the curve shows the characteristic close to the ideal characteristic shown by the solid line. In order to obtain this, a high gain of about 60 dB is required.

また第4図に示した特性は、発光レベル指令信号ref
か直流に近い非常に低周波の信号である場合のものであ
るが、該指令信号v refか高周波信号である場合に
は、ざらに別の問題か生じる。
Furthermore, the characteristics shown in FIG. 4 are based on the light emission level command signal ref
However, if the command signal v ref is a high frequency signal, a completely different problem arises.

以下、この点について説明する。第6図は、第2図に示
した半導体レーザの駆動電流対光出力特性のケース温度
依存性を示している。図示されるように半導体レーザの
光出力は1、駆動電流が一定ならばケース温度が高い程
低下する。−投に半導体レーザをレーザ記録装置等に適
用する場合には、そのケース温度を一定に維持するため
の制御かなされるが、半導体レーザに駆動電流を印クロ
した場合に生じるレーザダイオードチップの過渡的温度
変化までも抑制することは到底不可能である。すなわち
第7図の(1)に示すように半導体レーザにステップ状
に駆動電流が印加された際、レーザダイオードチップの
温度は第7図(2)に示すように、上記ケース温度−足
止制御により定常状態になるまで過渡的に変化し、その
結果第6図の特性に従って半導体レーザの光出力か第7
図(3)に示すように変動する。これは半導体レーザの
ドループ特性として知られている。第3図のAPC回路
において、このドループ特性によるレーザ駆動電流対光
出力特性の非線形性を補正するには、前述のループゲイ
ンが10dB程度必要であることが分かつており、した
がって、発光レベル指令信号V re4として低周波か
ら高周波(例えば1MHz)に至る信号が用いられる際
に、高い応答性を維持した上で第4図の実線に近い発光
レベル指令信号対光出力特性(直線性)を得るには、レ
ーザ発娠領域において前述の60dBと合わせて計70
dB程度のループゲインか必要となる。現状では、この
ような高速、高ゲインのAPC回路を実現するのはほと
んど不可能である。
This point will be explained below. FIG. 6 shows the case temperature dependence of the drive current vs. optical output characteristic of the semiconductor laser shown in FIG. As shown in the figure, the optical output of the semiconductor laser is 1, and if the drive current is constant, it decreases as the case temperature increases. - When a semiconductor laser is applied to a laser recording device, etc., control is carried out to maintain a constant case temperature, but transients in the laser diode chip that occur when a driving current is applied to the semiconductor laser It is completely impossible to suppress even temperature changes. In other words, when a driving current is applied to the semiconductor laser in a stepwise manner as shown in (1) of Fig. 7, the temperature of the laser diode chip changes as shown in Fig. 7 (2). The optical output of the semiconductor laser changes transiently until it reaches a steady state, and as a result, the optical output of the semiconductor laser changes according to the characteristics shown in FIG.
It fluctuates as shown in Figure (3). This is known as the droop characteristic of semiconductor lasers. In the APC circuit shown in Fig. 3, it has been found that the above-mentioned loop gain is required to be about 10 dB in order to correct the nonlinearity of the laser drive current vs. optical output characteristic due to this droop characteristic. When a signal ranging from a low frequency to a high frequency (for example, 1 MHz) is used as V re4, it is necessary to maintain high responsiveness and obtain a light emission level command signal vs. light output characteristic (linearity) close to the solid line in Fig. 4. is a total of 70 dB in the laser firing region, including the aforementioned 60 dB.
A loop gain of about dB is required. At present, it is almost impossible to realize such a high-speed, high-gain APC circuit.

また、半導体レーザをそのLED領域からレーザ発系領
域に亘って強度変調して利用する場合には、駆動電流対
光出力特性が非線形になるという問題に加え、走査ビー
ムの集束性が損なわれるという問題も生じる。すなわち
半導体レーザから発せられた自然発光光は、レーザ発振
光に比べ種々の角麿成分が混在しているので、また例え
ば縦マルチモードの半導体レーザの場合でレーザ発振光
のスペクトル成分が約2nmの範囲でおるのに対し、約
4Qnmに亘るスペクトル成分を有しているので、集束
レンズによって集束した際に、レーザ発振光はど小ざな
スポット径に集束させることができない。このため、レ
ーザ発振光が支配的な高出力領域の光とともに、自然発
光光が支配的(LED領域では勿論100%である)な
低出力領域の光も用いた場合には、走査の空間的分解能
が損われてしまうことになる。
Furthermore, when using a semiconductor laser by modulating its intensity from the LED region to the laser emitting region, there is the problem that the driving current vs. optical output characteristic becomes nonlinear, and the focusing of the scanning beam is impaired. Problems also arise. In other words, the spontaneous luminescence light emitted from a semiconductor laser contains various angular components compared to the laser oscillation light, and for example, in the case of a longitudinal multimode semiconductor laser, the spectral component of the laser oscillation light is about 2 nm. However, since it has a spectral component over about 4 Qnm, when focused by a focusing lens, the laser oscillation light cannot be focused to a small spot diameter. For this reason, when using light in a low power region where naturally emitted light is dominant (of course 100% in the LED region) as well as light in a high power region where laser oscillation light is dominant, the scanning spatial This will result in loss of resolution.

この走査ビームの集束性を改善するため、例えば本出願
人による特願昭61−075077号明細書に示される
ような偏光フィルタや、同61−150227号明細書
に示されるような干渉フィルタ、ざらには同61−19
6352号明1111囚に示されるような開口制限板等
を利用することが考えられる。
In order to improve the convergence of this scanning beam, for example, a polarizing filter as shown in Japanese Patent Application No. 61-075077 filed by the present applicant, an interference filter as shown in Japanese Patent Application No. 61-150227, and a rough filter are used. 61-19
It is conceivable to use an aperture limiting plate as shown in No. 6352/1111.

すなわち半導体レーザから発せられる光のうち、レーザ
発振光はレーザダイオードチップの接合面に平行な方向
に直線偏光してあり、これに対して自然発光光はランダ
ムを偏光となっているので、半導体レーザから出射され
た光ビームを、レーザダイオードチップの接合面に平行
な方向に偏光した光のみを透過させる偏光フィルタに通
すと、レーザ発(屑米はほぼすべて透過するのに対し、
自然発光光は約1/2程度しか透過しない。したがって
、半導体レーザのしきい値付近すなわちレーザ発1.翳
とLEDの性質を両方含む領域において半導体レーザか
ら発せられた光ビームを上記偏光フィルタに通せば、走
査ビーム中のレーザ発振光の比率がより一段と高くなる
ので、疋査ビームの集束性が向上する。
In other words, among the light emitted from a semiconductor laser, the laser oscillation light is linearly polarized in a direction parallel to the bonding surface of the laser diode chip, whereas the naturally emitted light is randomly polarized. When the light beam emitted from the laser diode is passed through a polarizing filter that transmits only the light polarized in the direction parallel to the bonding surface of the laser diode chip, the laser beam is emitted (while almost all of the scraps pass through).
Only about 1/2 of naturally emitted light passes through. Therefore, near the threshold value of the semiconductor laser, that is, laser emission 1. If the light beam emitted from the semiconductor laser is passed through the polarizing filter in a region that includes both the properties of a shadow and an LED, the ratio of laser oscillation light in the scanning beam will be further increased, improving the focusing ability of the scanning beam. do.

また半導体レーザから発せられた光ビームを、レーザ発
振光の波長領域近辺の波長の光のみを透過させる干渉フ
ィルタに通せば、勿論レーザ発振光はカットすることな
く、走査ビームを、レーザ発振光と同様の極めて狭いス
ペクトル成分からなるものとすることができる。そうな
れば、ビーム走査系に配される集束レンズ等のレンズが
特に高精度に色収差補正されていなくても、走査ビーム
の集束性が向上する。
Furthermore, if the light beam emitted from the semiconductor laser is passed through an interference filter that only transmits light with a wavelength near the wavelength range of the laser oscillation light, the scanning beam can be converted into the laser oscillation light without cutting off the laser oscillation light. It may consist of similar very narrow spectral components. If this happens, the focusing ability of the scanning beam will be improved even if lenses such as a focusing lens arranged in the beam scanning system are not particularly highly accurately corrected for chromatic aberration.

ざらに、半導体レーザとコリメータレンズとの間、コリ
メータレンズと集束レンズとの間等の位置に、光ビーム
の一部のみを通す小さな開口を有する開口制限板を配置
すると、走査ビームの集束性が向上することが分かつて
いる。
Generally speaking, if an aperture limiting plate with a small aperture that allows only a portion of the light beam to pass is placed between the semiconductor laser and the collimator lens, or between the collimator lens and the focusing lens, the focusing property of the scanning beam will be improved. I know it will improve.

以上述べたような偏光フィルタ、干渉フィルタあるいは
開口制限板によれば、走査ビームをより小さなスポット
に絞って、鮮鋭度の高い画像を記録可能となる。
According to the polarizing filter, interference filter, or aperture limiting plate as described above, it is possible to narrow down the scanning beam to a smaller spot and record an image with high sharpness.

ところが、以上述べた偏光フィルタ、干渉フィルタや開
口制限板は、入射光の強度に対して光透過率が非線形に
変化するという問題を有している。
However, the polarizing filter, interference filter, and aperture limiting plate described above have a problem in that the light transmittance changes nonlinearly with respect to the intensity of incident light.

このことを、偏光フィルタの場合を例に第11図を参照
して説明する。この第11図中、曲線Poが半導体レー
ザから発ぜられた光ビームの強度を示すものとする。そ
してこの光ビームを上記偏光フィルタに通すと、その出
射ビームの強度は、図中曲線Pで示すように変化する。
This will be explained with reference to FIG. 11, taking the case of a polarizing filter as an example. In FIG. 11, a curve Po indicates the intensity of the light beam emitted from the semiconductor laser. When this light beam is passed through the polarizing filter, the intensity of the output beam changes as shown by curve P in the figure.

すなわちLED領域においては自然発光光のみが発せら
れ、前述のようにその約1./2が(偏光フィルタを透
過する(つまり光透過率は約50%である)。一方し−
ザ発県領域においても、自然発光光は上記と同様にその
約1./2が(偏光フィルタを透過するが、この領域の
発光光において自然発光光よりも非常に大きい比率を占
めるレーザ発振光は、はとんどすべてが(偏光フィルタ
を透過する。したかつてこのレーザ発1辰領域で発せら
れた光ビームの(q光フィルタ透過率は、上記的50%
よりも著しく高くなる。
That is, in the LED area, only natural light is emitted, and as mentioned above, about 1. /2 (transmits through the polarizing filter (that is, the light transmittance is about 50%). On the other hand -
In the prefecture area as well, naturally emitted light is approximately 1. /2 passes through the polarizing filter, but almost all of the laser oscillation light, which occupies a much larger proportion of the emitted light in this region than naturally emitted light, passes through the polarizing filter. The transmittance of the optical filter (q) of the light beam emitted in the laser beam region is 50% as described above.
significantly higher than that.

しかもこの光透過率は、光ビームの強度が高くなってそ
こに占めるレーザ発振光の比率が高くなる程高くなる。
Moreover, this light transmittance increases as the intensity of the light beam increases and the ratio of laser oscillation light to it increases.

以上述べたことは、前述の干渉フィルタを用いる場合も
同様に生じる。
The above-mentioned problem also occurs when the above-mentioned interference filter is used.

一方周知の通り、半導体レーザから発せられる放射ビー
ムの拡かり角は、その光出力変化に伴なって変動する。
On the other hand, as is well known, the divergence angle of a radiation beam emitted from a semiconductor laser varies as its optical output changes.

したがって前述した開口制限板を設けた場合、この開口
制限板によって遮られる光量の比率、換言すれば光透過
率は、半導体レーザの光出力すなわち該開口制限板に入
射する光の強度に応じて変化する。
Therefore, when the above-mentioned aperture limiting plate is provided, the ratio of the amount of light blocked by the aperture limiting plate, in other words, the light transmittance changes depending on the optical output of the semiconductor laser, that is, the intensity of the light incident on the aperture limiting plate. do.

以上)小べたように、偏光フィルタ等の光学素子の入射
光強度対光透過率特性が非線形でめると、例え前述のA
PC回路等によって第4図の実線で示す理想的な特性が
得られたとしても、実際に感光材料上を走査する光ビー
ムの強度と発光レベル指令信号との関係は線形とならず
、高階調画像を容易かつ精度良く記録することは不可能
となる。
As mentioned above, if the incident light intensity vs. light transmittance characteristic of an optical element such as a polarizing filter is nonlinear, then even if the above-mentioned A
Even if the ideal characteristics shown by the solid line in Figure 4 are obtained using a PC circuit or the like, the relationship between the intensity of the light beam actually scanning the photosensitive material and the light emission level command signal is not linear, and high gradation It becomes impossible to record images easily and accurately.

そこで本発明は、前述のような高ゲインのAPC回路を
用いなくても、またビーム走査系に上記偏光フィルタ、
干渉フィルタあるいは開口制限板等の光学素子が配置さ
れていても、半導体レーザの発光レベル指令信号対走査
ビーム強度特性をそのLED領域からレーザ腎系領域に
亘って線形にすることがでさ、よって光強度変調により
高階調画像を高速で記録することかできるレーザ記録装
置を提供することを目的とするものでおる。
Therefore, the present invention does not require the use of a high-gain APC circuit as described above, and also includes the above-mentioned polarizing filter in the beam scanning system.
Even if optical elements such as interference filters or aperture limiting plates are arranged, it is possible to make the emission level command signal vs. scanning beam intensity characteristic of the semiconductor laser linear from the LED region to the laser system region. The object of the present invention is to provide a laser recording device that can record high-gradation images at high speed by modulating light intensity.

(問題点を解決するための手段) 本発明のレーザ記録装置は、半導体レーザと、前記1偏
光フイルタ等のように入射光強度対光透過率の関係が非
線形な光学素子を含み、上記半導体レーザから射出され
た光ビームを感光材料上に走査させるビーム疋査系と、
画像信号に対応した発光レベル指令信号を生成し、該信
号に基づいて前記半導体レーザの駆動電流を制御してレ
ーザビームの光強度を変調するレーザ動作制御回路とを
備えたレーザ記録装置において、 上記レーザ動作制御回路が、前述したAPC回路を有す
るとともに、半導体レーザの駆動電流対光出力特性の非
線形性、および上記光学素子の入射光強度対光透過率特
性の非線形性を補償するように発光レベル指令信号を補
正して、該補正後の信号に基づく走査ビームの強度と、
補正前の発光レベル指令信号の関係を線形にする補正テ
ーブルを備えたことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) A laser recording device of the present invention includes a semiconductor laser and an optical element having a nonlinear relationship between incident light intensity and light transmittance, such as the one-polarization filter, and the semiconductor laser a beam scanning system that scans the light beam emitted from the photosensitive material onto the photosensitive material;
A laser recording apparatus comprising: a laser operation control circuit that generates a light emission level command signal corresponding to an image signal, controls the drive current of the semiconductor laser based on the signal, and modulates the light intensity of the laser beam; The laser operation control circuit includes the APC circuit described above, and controls the light emission level so as to compensate for the nonlinearity of the driving current versus light output characteristic of the semiconductor laser and the nonlinearity of the incident light intensity versus light transmittance characteristic of the optical element. correcting the command signal and determining the intensity of the scanning beam based on the corrected signal;
The present invention is characterized in that it includes a correction table that linearizes the relationship between the light emission level command signals before correction.

(作  用) 上記のような補正テーブルによって半導体レーザの発光
レベル指令信号を補正すれば、APC回路のゲインが低
くても、補正前の発光レベル指令信号と半導体レーザ光
出力に関しては、第4図の実線で示す理想特性に近い光
出力特性を得ることができるユまた前述した偏光フィル
タ、干渉フィルタ、開口制限板等の光学素子の入射光強
度対光透過率特性が非線形であっても、それも上記補正
テーブルによって補償して、結局発光レベル指令信号の
一定向変化に対して等濃度間隔で画像濃1度を制御でき
るようになる。
(Function) If the emission level command signal of the semiconductor laser is corrected using the above correction table, even if the gain of the APC circuit is low, the emission level command signal before correction and the semiconductor laser light output will be as shown in Figure 4. It is possible to obtain optical output characteristics close to the ideal characteristics shown by the solid line.Also, even if the incident light intensity versus light transmittance characteristics of optical elements such as the polarizing filter, interference filter, and aperture limiting plate described above are nonlinear, is compensated by the above-mentioned correction table, and as a result, it becomes possible to control the image density by one degree at equal density intervals with respect to a constant change in the light emission level command signal.

(実 施 例) 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.

第1図は本発明の第1実施例によるレーザ記録装置を示
すものである。画像信号発生器10は、連続調画像を担
持する画像信号81を発生する。この画像信@S1は一
例として10bitの濃度スケールの連続調画像を示す
デジタル信号でめる。
FIG. 1 shows a laser recording apparatus according to a first embodiment of the present invention. Image signal generator 10 generates an image signal 81 carrying a continuous tone image. This image signal @S1 is, for example, a digital signal representing a continuous tone image with a 10-bit density scale.

画像信号発生器10は後述するラインクロックS2に基
づいて1主疋査ライン分の信号を切り換え、まT=画素
クロックS3に基づいて各画素毎の画像信号81を出力
する。本例において画素クロック周波数は1 M Hz
、換言すれば1画素記録時間は1μsec  (抄)に
t2定される。
The image signal generator 10 switches signals for one main scanning line based on a line clock S2, which will be described later, and outputs an image signal 81 for each pixel based on a pixel clock S3. In this example, the pixel clock frequency is 1 MHz
In other words, the recording time for one pixel is set to 1 μsec (t2).

上述の画像信号S1はマルチプレクサ11を通し、RA
 Mからなる補正テーブル40において後述する補正を
受けて、例えば16bitの発光レベル指令信号S5に
変換される。この発光レベル指令信号S5はマルチプレ
クサ15を介してD/A変換器16(こ入力され、ここ
でアナログの電圧信号からなる発光レベル指令信号Vr
efに変換される。この発光レベル指令信号Vrefは
、A P C回路8の加算点2に入力される。APC回
路8の加算点2、電圧−電流変換アンプ3、半導体レー
ザ1、フォトダイオード6、電流−電圧変換アンプ7は
、先に説明した第3図の回路におけるものと同等のもの
でめり、したがって半導体レーザ1からは発光レベル指
令信号refに対応した(つまり画像信号S1に対応し
た)強度の光ビーム4か発せられる。この光ビーム4は
コリメータレンズ17に通されて平1′:fビームとさ
れ、前述したような開口制限板5o、4q光フィルタ5
1に通されて光ビーム4゛とされる。この光ビーム4゛
はハーフミラ−52に通され、次に例えばポリゴンミラ
ー等の光(欄向器18に入射してそこで反射4%向され
る。こうして幅面された光ビーム4′は、通常fθレン
ズからなる集束レンズ19に通されて感光材料20上に
おいて微小なスポットに集束し、該感光材料20上をX
方向に走査(主走査)する。感光材料20は図示しない
移送手段により、上記主走査方向Xと略直角なY方向に
移送され、それによって光ビーム4′の副疋査がなされ
る。こうして感光材料20は光ビーム4′によって2次
元的に走査され、感光する。前述したように光ビーム4
(すなわち光ビーム4′)は画像信号S1に基づいて強
度変調されているので、この感光材料?O上には、画像
信号S1か担持する連続調画像が写真潜像として記録さ
れる。なお上記のように光ビーム4′が感光材料20上
を走査するとき、主走査の始点を該ビーム4′が通過し
たことが光検出器21によって検出され、該光検出器2
1が出力する始点検出信号S6がクロックジェネレータ
36に入力される。クロックジェネレータ36はこの始
点検出信号S6の入力タイミングに同期させて、前述の
ラインクロックS2および画素クロックSを出力する。
The above-mentioned image signal S1 passes through the multiplexer 11 and is sent to the RA
After being subjected to a correction described later in a correction table 40 consisting of M, it is converted into, for example, a 16-bit light emission level command signal S5. This light emission level command signal S5 is inputted to the D/A converter 16 (here, the light emission level command signal Vr consisting of an analog voltage signal) via the multiplexer 15.
converted to ef. This light emission level command signal Vref is input to the addition point 2 of the APC circuit 8. The summing point 2, voltage-current conversion amplifier 3, semiconductor laser 1, photodiode 6, and current-voltage conversion amplifier 7 of the APC circuit 8 are the same as those in the circuit shown in FIG. 3 described above. Therefore, the semiconductor laser 1 emits a light beam 4 having an intensity corresponding to the light emission level command signal ref (that is, corresponding to the image signal S1). This light beam 4 is passed through a collimator lens 17 to form a flat 1':f beam, and is then filtered through the aperture limiting plates 5o and 4q optical filters 5 as described above.
1 to form a light beam of 4. This light beam 4' is passed through a half mirror 52, and then enters a light beam such as a polygon mirror (field direction device 18, where it is reflected by 4%). It passes through a focusing lens 19 consisting of a lens and focuses it on a minute spot on the photosensitive material 20, and the X
scan in the direction (main scan). The photosensitive material 20 is transported by a transport means (not shown) in the Y direction substantially perpendicular to the main scanning direction X, thereby performing sub-scanning of the light beam 4'. In this way, the photosensitive material 20 is two-dimensionally scanned by the light beam 4' and exposed. As mentioned above, the light beam 4
(that is, the light beam 4') is intensity-modulated based on the image signal S1, so this photosensitive material? A continuous tone image carrying the image signal S1 is recorded on O as a photographic latent image. Note that when the light beam 4' scans the photosensitive material 20 as described above, the photodetector 21 detects that the light beam 4' passes through the starting point of main scanning;
The start point detection signal S6 outputted by the clock generator 1 is input to the clock generator 36. The clock generator 36 outputs the aforementioned line clock S2 and pixel clock S in synchronization with the input timing of this start point detection signal S6.

次に感光材料20は現像@22に通されて、そこで現像
処理を受(ブる。それにより感光材料20上には、上記
連続調画像か可視像として記録される。
The photosensitive material 20 is then passed through a developer 22 where it undergoes a development process, thereby recording the continuous tone image or visible image on the photosensitive material 20.

なお偏光フィルタ51は、半導体レーザ1のレーザダイ
オードチップの接合面に平行な方向に偏光した光のみを
透過させるものでめる。光ビーム4をこのような偏光フ
ィルタ51および開口制限板50に通すことにより、こ
れらを通過した光ビーム(定歪ビーム)4′は前述の通
り極めて微小なスポットに集束しうるようになる。この
ように集束された走査ビーム4′によって感光材料20
を走査丁れば、鮮鋭、度の高い画像を記録できるように
なる。
Note that the polarizing filter 51 is one that transmits only light polarized in a direction parallel to the bonding surface of the laser diode chip of the semiconductor laser 1. By passing the light beam 4 through the polarizing filter 51 and the aperture limiting plate 50, the light beam (constant distortion beam) 4' that has passed through these can be focused on an extremely small spot as described above. The light-sensitive material 20 is scanned by the scanning beam 4' thus focused.
By scanning it, you will be able to record sharp, high-quality images.

ここで、前述の補正テーブル40I、:おける画像信号
S1の補正について説明する。該補正テーブル40は階
調補正テーブル12、逆log変換テーブル13、およ
び半導体レーザ1の発光レベル指令信号対光田力持性を
線形に補正する補正テーブル(以下、V−P特性補正テ
ーブルと称する)14からなる。
Here, the correction of the image signal S1 in the above-mentioned correction table 40I, : will be explained. The correction table 40 includes a gradation correction table 12, an inverse log conversion table 13, and a correction table (hereinafter referred to as a V-P characteristic correction table) 14 for linearly correcting the light emission level command signal vs. Mitsuda power stability of the semiconductor laser 1. Consisting of

上記階調補正テーブル12は、感光材料20およびその
規憬迅理系の階調特性を補正する公知のものである。こ
の階調補正テーブル12は、補正特性が固定のものが用
いられてもよいが、本実施例においては、感光材料20
の階調特性がロット毎に変化したり、市るいは現@機?
?中の現像液特性か経時変化すること等を考曜して、実
際の階調特性に対応して補正特性を適宜修正可畦に構成
されている。
The gradation correction table 12 is a known one for correcting the gradation characteristics of the photosensitive material 20 and its discipline. Although this gradation correction table 12 may have fixed correction characteristics, in this embodiment, the gradation correction table 12 has fixed correction characteristics.
Is the gradation characteristic of the product changing from lot to lot, or is it different from the current model?
? Taking into consideration the fact that the characteristics of the developing solution inside may change over time, the correction characteristics are configured to be able to be modified as appropriate in accordance with the actual gradation characteristics.

すなわちテストパターン発生回路26からは、感光材1
′120上にあける何段階か(例えば16段階)の画像
温度を担持するテストパターン信号S4が出力され、該
信号84はマルチプレクサ11に入力される。この際マ
ルチプレクサ11は、前述のように画像信号$1を補正
テーブル40に入力させる画像配録時の状態から切り換
えられて、上記テストパターン信号S4を補正テーブル
40に入力させる状態とされる。半導体レーザ1はこの
テストパターン信号S4に基づいて前述のように駆動さ
れ、したがって光ビーム4′が強度変調される。それに
より感光材料20上には、段階的に濃度が変化する例え
ば16個のステップウェッジ(テストパターン)か写真
潜像として記録される。この感光材料20は現像機22
に送られ、上記ステップウェッジが現像される。現像1
炎この感光材料20は温度計23にセットされ、上記ス
テップウェッジの各々の光学濃度が測定される。こうし
て測定された光学濃度は、各ステップウェッジと対応付
けて濃度値入力手段24に入力され、該濃度値入力手段
24からは各ステップウェッジの光学濃度を示す濃信号
@S7か出力される。この溌信号@S7はテーブル作成
千円37に入力され、該テーブル作成手段37はこの2
9度信号S7と前記テストパターン信号S4とに基づい
て、所定の画像信号81の値によって所定の画像濃度が
1停られる階調補正テーブルを作成する。この階調補正
テーブルは前述のように100階程度の画像信号+aを
それぞれ所定の画像濃度値に対応させるものでめる。こ
の階調補正テーブルを示すデータS8はデータ補間手段
38に入力され、ここで補間処理がなされて、1024
段階(=1Obit>の画像信号S1に対応できる階調
補正テーブルが得られる。この階調補正テーブルを示す
データS9に基づいて、前述の階調補正テーブル12か
形成される。
That is, from the test pattern generation circuit 26, the photosensitive material 1
A test pattern signal S4 carrying image temperatures in several stages (for example, 16 stages) above '120 is output, and this signal 84 is input to the multiplexer 11. At this time, the multiplexer 11 is switched from the state at the time of image allocation in which the image signal $1 is inputted to the correction table 40 as described above, to the state in which the test pattern signal S4 is inputted to the correction table 40. The semiconductor laser 1 is driven as described above based on this test pattern signal S4, and therefore the light beam 4' is intensity-modulated. Thereby, for example, 16 step wedges (test patterns) or photographic latent images whose density changes stepwise are recorded on the photosensitive material 20. This photosensitive material 20 is processed by a developing machine 22.
and the step wedge is developed. Development 1
The photosensitive material 20 is set on a thermometer 23, and the optical density of each of the step wedges is measured. The optical density thus measured is input to the density value input means 24 in association with each step wedge, and the density value input means 24 outputs a dark signal @S7 indicating the optical density of each step wedge. This live signal @S7 is input to the table creation means 37, and the table creation means 37
Based on the 9 degree signal S7 and the test pattern signal S4, a gradation correction table is created in which the predetermined image density is stopped by one depending on the value of the predetermined image signal 81. As described above, this gradation correction table is made up of the image signals +a of approximately 100 levels corresponding to respective predetermined image density values. The data S8 indicating this gradation correction table is input to the data interpolation means 38, where it is interpolated and 1024
A gradation correction table that can correspond to the image signal S1 of stages (=1 Obit>) is obtained. Based on the data S9 indicating this gradation correction table, the above-mentioned gradation correction table 12 is formed.

画像信号81に塞づく画像記録時には、マルチプレクサ
11を介して階調補正テーブル12に入力された画像信
号S1が、この階調補正テーブル12によって信号81
’に変換され、次いで逆109変換テーブル13により
発光レベル指令信@S 1 ”に変換される。
When recording an image that blocks the image signal 81, the image signal S1 input to the gradation correction table 12 via the multiplexer 11 is converted into the signal 81 by the gradation correction table 12.
', and then converted into the light emission level command signal @S 1 '' by the inverse 109 conversion table 13.

次に−P特性補正テーブル14について説明する。先に
述べた通り、APC回路8において帰)!信号VDdを
加算点2にフィードバックさせても、発光レベル指令信
号と光ビーム4の強度との関係を理想的なもの(第4図
の実線表示の関係)とすることは困難である。そのこと
に加え、開口制限板50と偏光フィルタ51の入射光強
度対光透過率特性も、先に述べたように非線形であるの
で、発光レベル指令信号と走査ビーム4′の光強度との
関係を線形にすることは一囁困難である。上記V−P特
性補正テーブル14は、走査ビーム強度と発光レベル指
令信号との関係を線形にするために設けられている。す
なわち、発光レベル指令信号■refと走査ビーム4′
の光強度PSとの理想的な関係を第8図にaで示す直線
とし、実際の関係を同じく第8図にbで示す曲線とする
と、−P特性補正テーブル14は、発光レベル指令信号
81″がそのままD/、A変換された場合の電圧値がV
inであったと仮定すると、この電圧値vinをVなる
値に変換するように形成されている。つまり発光レベル
指令信号Vrefの値がVinでめったとすると、P′
の光強度し1))得られないが、上記の変換かなされて
いれば、電圧値Vinに対してPOの光強度が得られる
0丁なわち発光レベル指令信号81″に対応する電圧値
Vinと走査ビーム強度PSとの関係は、線形なものと
なる。
Next, the -P characteristic correction table 14 will be explained. As mentioned earlier, in the APC circuit 8)! Even if the signal VDd is fed back to the addition point 2, it is difficult to make the relationship between the light emission level command signal and the intensity of the light beam 4 ideal (the relationship indicated by the solid line in FIG. 4). In addition, since the incident light intensity versus light transmittance characteristics of the aperture limiting plate 50 and the polarizing filter 51 are nonlinear as described above, the relationship between the light emission level command signal and the light intensity of the scanning beam 4' is It is difficult to make it linear. The VP characteristic correction table 14 is provided to make the relationship between the scanning beam intensity and the light emission level command signal linear. That is, the light emission level command signal ref and the scanning beam 4'
Assuming that the ideal relationship between the light intensity PS and the light intensity PS is a straight line shown as a in FIG. 8, and the actual relationship is a curve as shown in b in FIG. ” is directly converted into D/A, the voltage value is V
Assuming that the voltage value vin is in, the voltage value vin is formed to be converted into a value V. In other words, if the value of the light emission level command signal Vref is rarely Vin, then P'
1)) cannot be obtained, but if the above conversion is performed, the light intensity of PO can be obtained for the voltage value Vin. In other words, the voltage value Vin corresponding to the light emission level command signal 81'' The relationship between and scanning beam intensity PS is linear.

このようになっていれば、画像信号S1を所定但変化ざ
ぜることにより、感光材料20における濃度を等間隔で
制御できる。また第8図の特性曲線すは、前述したよう
に半導体レーザ1をそのLED領域とレーザ光!、1領
域に亘って駆動させた場合のものでおり、このようにす
れば3行程度の光出力ダイナミックレンジが確保される
から、前述のように1024段階程度の高階調画像を、
容易にかつ高精度で記録できるようになる。
With this configuration, the density in the photosensitive material 20 can be controlled at equal intervals by varying the image signal S1 by a predetermined amount. Furthermore, the characteristic curve in FIG. 8 shows the relationship between the semiconductor laser 1, its LED area, and the laser beam as described above. , when driving over one area.In this way, a light output dynamic range of about 3 lines is secured, so as mentioned above, a high gradation image of about 1024 levels can be produced.
It becomes possible to record easily and with high precision.

以上述べたように、半導体レーザ]の駆動電流対光出力
特性が非線形であること、および開口1り成板50と(
唱光フィルタ51の入射光強度対光透過率特性が非線形
でめることに起因する発光レベル指令信号対走査ビーム
強度特性の非線形性を、V−P特性補正テーブル14に
よって線形に補正すれば1、へPC回路8の加算点2、
電圧−電流変換アンプ3、半導体レーザ]、フォトダイ
オード6、=t=−電圧変換アンプ7から加算点2に戻
る系のループゲインには、上2非線形性を補正するのに
必要なゲインを含まなくて済むようになる。すなわらこ
のループゲインは、半導体レーザ1の動作中に生じる過
渡的温度変化、あるいは半導体レーザ1のケース温度一
定地制御の誤差による半導体レーザ1の駆動電流対光出
力特性からのズレを補正するたの、ざらにはアンプ等の
ドリフトを補正するために必要なだけ確保されていれば
よい。具体的には、例えば画素クロック周波数か1MH
2で、半導体レーザ1が光出力3mWで作動している状
態において、上記ループゲインは30dB程1度確保さ
れていれば十分でおる。この程度のループゲインは、現
在の技術水準で容易に確保可能である。
As described above, the driving current vs. optical output characteristic of the semiconductor laser is nonlinear, and the plate 50 with one aperture and the
If the nonlinearity of the light emission level command signal versus scanning beam intensity characteristic caused by the nonlinearity of the incident light intensity versus light transmittance characteristic of the light filter 51 is linearly corrected using the V-P characteristic correction table 14, 1 is obtained. , the addition point 2 of the PC circuit 8 to
Voltage-current conversion amplifier 3, semiconductor laser], photodiode 6, =t=- The loop gain of the system returning from the voltage conversion amplifier 7 to the addition point 2 includes the gain necessary to correct the above 2 nonlinearities. You will no longer need it. In other words, this loop gain corrects deviations from the drive current vs. optical output characteristics of the semiconductor laser 1 due to transient temperature changes that occur during operation of the semiconductor laser 1 or errors in controlling the case temperature of the semiconductor laser 1 to remain constant. However, in general, it is only necessary to secure as much as necessary to correct the drift of the amplifier, etc. Specifically, for example, the pixel clock frequency is 1MH
2, when the semiconductor laser 1 is operating with an optical output of 3 mW, it is sufficient that the loop gain is maintained at about 30 dB once. This level of loop gain can be easily achieved with the current state of the art.

次に上記V−P特性補正テーブル14の作成について説
明する。第1図の装置には、テーブル作成装置35が適
宜接続されうるようになっている。このテーブル作成装
置35は、テスト信号発生回路27、テーブル作成回路
?8およびメモリ29からなる。■−)〕特性補正テー
ブル14を作成する際には、上記テスト信号発生回路2
7からレベル可変のデジタルテスト信号310が出力さ
れ、マルチプレクサ15に入力される。この際該マルチ
プレクサ15は、前述のように発光レベル指令信号S5
をD/A変換器16に送る画像記録時の状態から切り換
えて、テスト信号310をD 、/ 、A変換器16に
送る状態とされる。
Next, the creation of the VP characteristic correction table 14 will be explained. A table creation device 35 can be connected to the device shown in FIG. 1 as appropriate. This table creation device 35 includes a test signal generation circuit 27, a table creation circuit? 8 and memory 29. ■-)] When creating the characteristic correction table 14, the test signal generation circuit 2
A level-variable digital test signal 310 is output from 7 and input to multiplexer 15 . At this time, the multiplexer 15 outputs the light emission level command signal S5 as described above.
The test signal 310 is switched from the state during image recording in which the signal is sent to the D/A converter 16 to the state in which the test signal 310 is sent to the D/A converter 16.

また光ビーム4′の一部を分岐さけるハーフミラ−52
が反射した光ビーム4″は、フォトダイオード等の光検
出器53によって受光されるようになっている。そして
テーブル作成回路28は、光検出器53の出力を電圧信
号に変換する電流−電圧変換アンプ54が出力する光量
信号VSが入力されるように接続される。テスト信号3
10は、段階的にレベルが増大あるいは減小するように
出力される。そしてこのときテーブル作成回路28は、
内蔵するレベル可変信号発生器から、まず最低の光強度
に対応する基準信号を発生させ、該基準信号と光量信号
Sとを比較する。この基準信号は、第8図にあける電圧
値Vinを有するものである。そしてテーブル作成回路
?8は、これら両信号が一致したときのテスト信号S1
0の値をラッチする。このラッチされたテスト信号81
0が示す電圧値は、第8図における電圧値Vに相当する
ものであるから、上記電圧値VinとVとの関係が分か
る。テーブル作成回路28は上記基準信号の値を102
4通りに変えて、それぞれの場合の電圧値V団とVとの
関係を求める。それにより、先に述べたように1024
段階の電圧値■inをVに変換する補正テーブルか作成
される。こうして作成された補正テーブルはメモリ29
に−T二ん記憶された後、V−P特性補正テーブル14
として設定される。こうしてV−P特性補正テーブル1
4を作成した後、テーブル作成装置35はAPC回路8
から切り離される。
Also, a half mirror 52 that splits a part of the light beam 4'.
The reflected light beam 4'' is received by a photodetector 53 such as a photodiode.The table creation circuit 28 converts the output of the photodetector 53 into a voltage signal. Connected so that the light amount signal VS output by the amplifier 54 is input.Test signal 3
10 is output so that the level increases or decreases in steps. At this time, the table creation circuit 28
First, a reference signal corresponding to the lowest light intensity is generated from a built-in variable level signal generator, and the reference signal and the light amount signal S are compared. This reference signal has a voltage value Vin shown in FIG. And the table creation circuit? 8 is the test signal S1 when these two signals match.
Latch a value of 0. This latched test signal 81
Since the voltage value indicated by 0 corresponds to the voltage value V in FIG. 8, the relationship between the voltage values Vin and V can be seen. The table creation circuit 28 sets the value of the reference signal to 102.
The voltage values are changed in four ways, and the relationship between the voltage values V and V in each case is determined. As a result, as mentioned earlier, 1024
A correction table for converting the step voltage value ■in to V is created. The correction table created in this way is stored in the memory 29.
After the -T2 is stored, the V-P characteristic correction table 14
is set as . In this way, V-P characteristic correction table 1
4, the table creation device 35 creates the APC circuit 8.
be separated from

なお以上説明したように、すべての画像濃度に対応する
電圧値V1nとVとの関係を逐−求める伯、先に説明し
た階調補正テーブル12の作成の場合と同様に、電圧値
■団とVとの関係を主要ないくつかの場合のみについて
求め、そのデータを補間してV −P特性補正テーブル
14を作成するようにしてもよい。またV−P特性補正
テーブル14は、半導体レーザのV−P特性から計棹に
よって作成することも可能でおる。ざらに、階調補正テ
ーブル1?、逆log変換テーブル13、および上記V
−P特性補正テーブル14はそれぞれの変換特性をすべ
て含ませて1個の補正テーブルとして形成されてもよい
し、めるいはそれぞれ別個の形に構成されてもよい。
As explained above, the relationship between the voltage values V1n and V corresponding to all image densities is determined one by one, and as in the case of creating the tone correction table 12 explained earlier, the voltage values The relationship with V may be determined only in some major cases, and the V-P characteristic correction table 14 may be created by interpolating the data. Further, the VP characteristic correction table 14 can also be created by calculation from the VP characteristic of the semiconductor laser. Roughly, gradation correction table 1? , inverse log conversion table 13, and the above V
The -P characteristic correction table 14 may be formed as a single correction table including all of the respective conversion characteristics, or may be formed into separate forms.

また以上説明した実施例においては、走査ビーム4′の
集束性を高めるために、開口制限板50および煽光フィ
ルタ51が設けられているが、これらのうちの一方のみ
を使用してもよいし、あるいはこれらの光学素子に代え
て前述の干渉フィルタを使用してもよいし、ざらにはこ
れら3つの光学素子のうちの2つあるいはすべてを適当
に組み合わせて使用してもよい。
Further, in the embodiment described above, the aperture limiting plate 50 and the light stimulating filter 51 are provided in order to improve the convergence of the scanning beam 4', but only one of these may be used. Alternatively, the above-mentioned interference filter may be used in place of these optical elements, or two or all of these three optical elements may be used in appropriate combination.

次に第9図を参照して本発明の第2実施例について説明
する。なおこの第9図において、前記第1図中の要素と
同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は
省略する(以下同様)。またこの第9図はレーザ動作制
御回路の部分のみを示しているが、本装置における光ビ
ーム走査系等の図示しない部分は、第1図の装置におけ
るのと同様に形成される。この第2実施例の装置におい
ては、逆log変換テーブル13から出力された発光レ
ベル指令信号81″がそのままマルチプレクサ15を通
してD/A変換器16に入力される。その一方上記画像
信号81″は分岐されてV−P特性補正テーブル44に
入力される。このVP持性補正テーブル44は第1図の
装置のV−P特性補正テーブル14とはやや異なり、第
8図にあける電圧値\lとVinとの差Δを求めるよう
に形成されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that in FIG. 9, elements equivalent to those in FIG. Although FIG. 9 only shows the laser operation control circuit, the parts not shown in the apparatus, such as the light beam scanning system, are formed in the same manner as in the apparatus shown in FIG. In the device of this second embodiment, the light emission level command signal 81'' output from the inverse log conversion table 13 is input as is to the D/A converter 16 through the multiplexer 15. On the other hand, the image signal 81'' is branched. and input into the V-P characteristic correction table 44. This VP characteristic correction table 44 is slightly different from the VP characteristic correction table 14 of the apparatus shown in FIG. 1, and is formed to obtain the difference Δ between the voltage value \l and Vin shown in FIG.

この電圧差ΔVを示すデジタル信号55’はD/へ変換
器45に通されてアナログ化され、加算点2において電
圧値V団(発光レベル指令信@31”に対応するもので
おる)と加算される。このようにすることにより拮局は
、第1図の装置におけるようにり0痺点2に発光レベル
指令信号y refとして電圧値Vの信号を入力させる
のと同じこととなり、前述と同様の効果か得られる。
The digital signal 55' indicating this voltage difference ΔV is passed through the D/to converter 45 and converted into an analog signal, and is added to the voltage value group V (corresponding to the light emission level command signal @31'') at the addition point 2. By doing this, the rival station is equivalent to inputting a signal with a voltage value V as the light emission level command signal yref to the zero paralysis point 2 as in the device shown in FIG. A similar effect can be obtained.

次に第10図を参照して本発明の第3実施例について説
明する。この第10図の装置においては、発光レベル指
令信号81パを分岐させて−P特性補正テーブル44に
入力させ、そこで前述した通りの補正を行ない、得られ
た信号35’をD/A変換器45においてアナログ化す
るところまでは、第9図の装置と同様に形成されている
。しかし上記D 、/ A変換器45から出力される電
圧信号△Vは加粋点2には入力されず、電、庇−電流変
換アンプ46に通されて電流へ1とされる。この電流へ
1は1、へPC回路8の電圧−電流変換アンプ3の後段
の’10算点47において、肩差信号Veを変換した駆
動電流に7JONされるようになっている。この第3実
施例装置においては、電圧信号ΔVをそのままAPC回
路8に入力させず、電流Δ:に変換した上でAPC回路
8に入力させる点が第2実施例装置と異なるだけであり
、したがってこの場合も、第1実施例装置におけるのと
同様の効果が得られる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the device shown in FIG. 10, the light emission level command signal 81 is branched and input into the -P characteristic correction table 44, where the correction as described above is performed, and the obtained signal 35' is sent to the D/A converter. The structure is similar to that of the device shown in FIG. 9 up to the analog conversion step 45. However, the voltage signal ΔV outputted from the D,/A converter 45 is not input to the addition point 2, but is passed through the voltage-to-current conversion amplifier 46 and converted into a current. 1 to this current is 1, and 7JON is applied to the drive current obtained by converting the shoulder difference signal Ve at the '10 calculation point 47 at the subsequent stage of the voltage-current conversion amplifier 3 of the PC circuit 8. The device of the third embodiment differs from the device of the second embodiment only in that the voltage signal ΔV is not directly input to the APC circuit 8, but is converted into a current Δ: and then input to the APC circuit 8. In this case as well, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

(発明の効果) 以上詳細に説明した通り本発明のレーザ記録装置におい
ては、半導体レーザの駆動電流対光出力特性が非線形で
あること、および走査ビームの集束性向上のために設け
られる5光フイルタ等の光学素子の入射光強度対光透過
率特性が非線形でめることに起因する発光レベル指令信
号対走査ビーム強度特性の非線形性を、半導体レーザ光
出力安定化回路とは別1こ設けた補正テーブルによって
補正するようにしているので、上記光出力安定化回路に
より構成される閉ループのループゲインを現在の技術水
準で十分実現可能な低い値に設定しても、高い応答性を
維持した上で発光レベル指令信号と走査ビーム強度との
関係を、そのしED領領域レーザ発掘領域に亘って線形
にすることができる。したかつて不発明装置によれば、
画像信号を所定量変化させることにより等温度間隔で画
像濃度を制御でき、また半導体レーザの光出力ダイナミ
ックレンジつまり感光材料の露光量を3桁程度の広範囲
に亘って確保できるので、例えば濃度分解能が10bl
t程度の極めて高階調の連続調画像を高速かつ精密に記
録可能となる。
(Effects of the Invention) As explained above in detail, in the laser recording device of the present invention, the driving current vs. optical output characteristic of the semiconductor laser is nonlinear, and the five-optical filter provided to improve the focusing property of the scanning beam. In addition to the semiconductor laser light output stabilization circuit, a separate circuit was provided to address the nonlinearity of the light emission level command signal versus scanning beam intensity characteristic caused by the nonlinearity of the incident light intensity versus light transmittance characteristic of optical elements such as Since the correction is made using a correction table, even if the loop gain of the closed loop formed by the above-mentioned optical output stabilization circuit is set to a low value that is sufficiently achievable with the current technology level, high responsiveness can be maintained. The relationship between the light emission level command signal and the scanning beam intensity can then be made linear over the ED region laser excavation region. According to a once uninvented device,
By changing the image signal by a predetermined amount, the image density can be controlled at equal temperature intervals, and the optical output dynamic range of the semiconductor laser, that is, the exposure amount of the photosensitive material can be secured over a wide range of about 3 orders of magnitude. 10bl
It becomes possible to record continuous-tone images with extremely high gradations of approximately t at high speed and precision.

また本発明のレーザ記録装置においては、上述の通り画
像a度制御上何ら問題なく偏光フィルタや干渉フィルタ
、開口制限板等の光学素子をビーム走査系に配置可能で
あるので、このような光学素子によって走査ビームを微
小なスポットに集束させ、鮮鋭度の高い画像を記録可能
となる。
Furthermore, in the laser recording apparatus of the present invention, optical elements such as polarizing filters, interference filters, and aperture limiting plates can be placed in the beam scanning system without any problem in image a degree control, so such optical elements can be placed in the beam scanning system. This allows the scanning beam to be focused on a minute spot, making it possible to record highly sharp images.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実力色例によるレーザ記録装置を
示す概略図、 第2図は半導体レーザの駆動電流対光出力特性を示すグ
ラフ、 第3図は半導体レーザ光出力安定1ヒ回路の一例を示す
ブロック図、 第4図は発光レベル指令信号と半導体レーザ光出力との
関係を示すグラフ、 第5図は半導体レーザの光出力と微分量子効率との関係
を示すグラフ、 第6図は半導体レーザの駆動電流対光出力特性の温度依
存性を示すグラフ、 第7図は半導体レーザのドループ特性を説明するグラフ
、 第8図は本発明装置におけるV−P特性補正テーブルの
作用を説明するグラフ、 第9図は本発明の第2実施例によるレーザ記録装置の半
導体レーザ動作制御回路を示すブロック図、 第10図は本発明の第3実施例によるレーザ記録装置の
半導体レーザ動作制御回路を示すブロック図、 第11図は全発明に係る偏光フィルタの作用を説明する
グラフでかL 1・・・半導体レーザ    2.47・・・加算点3
.46・・・電圧−電流変換アンプ 4.4′、5・・・光ビーム 6・・・フォトダイオー
ド7.54・・・電流−電圧変換アンプ 8・・・、A P C回路    10・・・画像信号
R生型14.44・・・−P特性補正テーブル16.4
5・・・D/△変換器  17・・・コリメータレンズ
18・・・光偏向器      19・・・集束レンズ
?O・・・感光材料      35・・・テーブル作
成装置40・・・補正テーブル    50・・・開口
制限板51・・・偏光フィルタ    52・・・ハー
フミラ−53・・・光倹比器      Sl・・・画
像信号81パ・・・補正前の発光レベル指令信号Vre
f・・・発光レベル指令信号 \/pd・・・帰還信号     Ve・・・偏差信号
筒5171 九a力 (mW) 第6 図 ノリクぐ電5.苧辷−cm八ン 第7図 第8 図 第9図 第10  図
Fig. 1 is a schematic diagram showing a laser recording device according to the first example of effective color of the present invention, Fig. 2 is a graph showing the drive current versus light output characteristics of a semiconductor laser, and Fig. 3 is a semiconductor laser light output stabilization circuit. A block diagram showing an example. Fig. 4 is a graph showing the relationship between the light emission level command signal and the semiconductor laser optical output. Fig. 5 is a graph showing the relationship between the semiconductor laser optical output and differential quantum efficiency. Fig. 6 is a graph showing the temperature dependence of the drive current vs. optical output characteristic of a semiconductor laser, FIG. 7 is a graph explaining the droop characteristic of a semiconductor laser, and FIG. 8 is a graph explaining the effect of the V-P characteristic correction table in the device of the present invention. FIG. 9 is a block diagram showing a semiconductor laser operation control circuit of a laser recording device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a semiconductor laser operation control circuit of a laser recording device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 11 is a graph explaining the action of the polarizing filter according to the invention.L 1... Semiconductor laser 2.47... Addition point 3
.. 46... Voltage-current conversion amplifier 4.4', 5... Light beam 6... Photodiode 7.54... Current-voltage conversion amplifier 8..., APC circuit 10... Image signal R raw type 14.44...-P characteristic correction table 16.4
5...D/Δ converter 17...Collimator lens 18...Light deflector 19...Focusing lens? O...Photosensitive material 35...Table creation device 40...Correction table 50...Aperture limiting plate 51...Polarizing filter 52...Half mirror 53...Light equalizer Sl... Image signal 81pa...Emission level command signal Vre before correction
f... Emission level command signal\/pd... Feedback signal Ve... Deviation signal cylinder 5171 Nine a power (mW) Fig. 6 Noriku power 5. Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光ビームを発する半導体レーザと、 入射光強度対光透過率の関係が非線形な光学素子を含み
、前記光ビームを感光材料上に走査させるビーム走査系
と、 画像信号に対応した発光レベル指令信号を生成し、該信
号に基づいて前記半導体レーザの駆動電流を制御して前
記光ビームの強度を変調するレーザ動作制御回路とを有
するレーザ記録装置において、 前記レーザ動作制御回路が、前記光ビームの強度を検出
し、この検出された光強度に対応する帰還信号を前記発
光レベル指令信号にフィードバックさせる光出力安定化
回路と、 前記半導体レーザの駆動電流対光出力特性の非線形性、
および前記光学素子の入射光強度対光透過率特性の非線
形性を補償するように前記発光レベル指令信号を補正し
て、該補正後の信号に基づく走査ビームの強度と、補正
前の発光レベル指令信号の関係を線形にする補正テーブ
ルとを有することを特徴とするレーザ記録装置。
(1) A semiconductor laser that emits a light beam, a beam scanning system that includes an optical element with a nonlinear relationship between incident light intensity and light transmittance and scans the light beam onto a photosensitive material, and a light emission level that corresponds to an image signal. A laser recording device comprising: a laser operation control circuit that generates a command signal, controls a drive current of the semiconductor laser based on the signal, and modulates the intensity of the light beam, the laser operation control circuit comprising: a light output stabilization circuit that detects the intensity of the beam and feeds back a feedback signal corresponding to the detected light intensity to the light emission level command signal; nonlinearity of the drive current versus light output characteristic of the semiconductor laser;
and correcting the light emission level command signal so as to compensate for the nonlinearity of the incident light intensity versus light transmittance characteristic of the optical element, and adjusting the intensity of the scanning beam based on the corrected signal and the light emission level command before correction. A laser recording device comprising: a correction table that linearizes a signal relationship.
(2)前記補正テーブルが、前記光出力安定化回路の前
段に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のレーザ記録装置。
(2) The laser recording apparatus according to claim 1, wherein the correction table is arranged before the optical output stabilizing circuit.
(3)前記補正テーブルが、前記発光レベル指令信号の
経路を分岐した経路に配置されて、該発光レベル指令信
号の補正量を求めるように構成され、該補正量を示す補
正信号が発光レベル指令信号に加算されるようになつて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレー
ザ記録装置。
(3) The correction table is arranged on a path branching from the path of the light emission level command signal, and is configured to obtain a correction amount of the light emission level command signal, and the correction signal indicating the correction amount is the light emission level command signal. 2. The laser recording device according to claim 1, wherein the laser recording device is adapted to be added to a signal.
(4)前記補正テーブルが、前記発光レベル指令信号の
経路を分岐した経路に配置されて、該発光レベル指令信
号の補正量を求めた上でこの補正量に対応する電流を出
力するように構成され、該電流が前記半導体レーザ駆動
電流に加算されるようになつていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のレーザ記録装置。
(4) The correction table is arranged on a path branching from the path of the light emission level command signal, and is configured to calculate a correction amount of the light emission level command signal and output a current corresponding to this correction amount. 2. A laser recording apparatus according to claim 1, wherein said current is added to said semiconductor laser drive current.
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