JP2001281574A - 走査光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 階調の連続性を維持しつつ、シャープネスを
向上する。 【解決手段】 １画素の必要な光量を得るために、この
１画素に対応する変調信号をデューティー５０％の範
囲、かつ１画素の範囲の中央とし、デューティー５０％
とした分に相当する光量不足分を強度を２倍にすること
で、必要光量を保持すると共に、ビーム径を細くするこ
とができ、これによって、シャープネスを向上すること
ができる。なお、従来のように複数のパルス幅を適用す
るのではなく、予め定めた１つのパルス幅（フルパルス
幅よりも狭い幅）とすることで、ドットによる濃度の連
続性を維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各々波長の異なる
光を射出する複数の光源を備え、前記複数の光源から射
出され、画像濃度に応じて変調された複数の光ビームを
光学系によって記録材料上に集光させ、走査する走査光
学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、写真フィルムに記録された画像を
印画紙に記録するディジタルラボシステム等における像
の書込みには、レーザ光を発生する光源を用いて印画紙
を走査露光する画像露光装置が広く用いられている。

【０００３】このような画像露光装置は、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の各色のレーザ光を発生する光源を備
えており、カラー画像データに基づいてＲ、Ｇ、Ｂ各色
毎にレーザ光を変調し、該レーザ光をビームエキスパン
ダ、シリンドリカルレンズ等の光学系を通過させ、偏向
器により主走査方向に偏向すると共に印画紙を副走査方
向に搬送し、ｆθレンズ、シリンドリカルレンズ等の走
査レンズ系を通過させて印画紙上を走査露光し、カラー
画像を記録していた。

【０００４】ここで、光源から出力力された光ビーム
は、画像濃度に基づいて変調される。例えばＳＨＧレー
ザが適用された場合には、ＡＯＭ等の外部変調器によっ
て変調されるようになっている。

【０００５】ところで、光ビームが主走査するにあたっ
て、１画素分の時間内に複数の変調信号で変調された信
号が連続する。これらの変調信号のピークを結ぶ軌跡が
パルス波形となる。従って、デューティ０〜１００％
は、強度を一定としてパルス幅を変えることで制御して
いる（パルス幅変調） ところが、上記パルス幅変調の場合、階調が増えれば増
えるほど制御時間間隔が狭まり、仮に画素クロックが２
０ＭＨｚで８ビットの階調（２５６階調）を得ようとす
ると、約０．２ｎｓｅｃの時間刻みで制御しなければな
らない。

【０００６】これを解消するために、パルス幅変調と強
度変調を併用することで時間刻みを緩和することが提案
されている（一例として、特開平４−２３０７７８号公
報参照）。

【０００７】この先行技術では、予め複数のパルス幅を
準備しておき、画像濃度に応じて最適なパルス幅を選択
し、さらに、この選択したパルス幅における強度を制御
するようにしている。これにより、階調表現をパルス幅
と強度との両方で分担するため、制御時間単位を大きく
することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行技術では、複数のパルス幅を予め準備しておく必要が
ある。また、パルス幅の切替え時に相当する階調に連続
性がなくなる可能性がある。すなわち、ほぼ同一の階調
であるにも拘らず、異なるパルス幅で走査されると、ド
ットの大きさが不一致となり、画質低下を招くことがあ
る。

【０００９】なお、パルス幅制御において、パルス幅が
広いと、記録材料（感光材料）の表面電位が低濃度部に
おいて、急峻な分布にならず、ドットの再現性が低下す
るという問題点がある。

【００１０】本発明は上記事実を考慮し、階調の連続性
を維持しつつ、シャープネスを向上することができる走
査光学系を得ることが目的である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、各々波長の異なる光を射出する複数の光源を備え、
前記複数の光源から射出され、画像濃度に応じて変調さ
れた複数の光ビームを光学系によって記録材料上に集光
させ、走査する走査光学系であって、前記画像濃度に応
じた変調の際に、１画素分に相当するフルパルス幅に対
して予め定められた割合の適用パルス幅を用い、この適
用パルス幅の範囲で前記画像濃度に応じた変調となるよ
うに強度を制御する、ことを特徴としている。

【００１２】請求項１に記載の発明によれば、各画素毎
に画像濃度に応じた光量を得るため、１画素分に相当す
るフルパルス幅に対して所定の割合の適用パルス幅と
し、この適用パルス幅において必要な光量を得るために
強度を制御する。

【００１３】これにより、変調信号のピークを結ぶ軌跡
がフルパルス幅に比べて細長となり、シャープネスを向
上することができる。

【００１４】請求項２に記載の発明は、前記請求項１に
記載の発明において、前記制御される強度が、フルパル
ス幅での強度×（適用パルス幅／フルパルス幅の逆数）
で演算される一定値であることを特徴としている。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、強度の制
御を１画素内で一定とし、その強度を演算式は、フルパ
ルス幅での強度×（適用パルス幅／フルパルス幅の逆
数）となる。この式に基づいて強度を演算し、各変調信
号の強度を調整する。強度が一定であるため、制御が容
易となる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、前記請求項１に
記載の発明において、前記制御される強度が、変調単位
で複数の異なる値であり、各変調信号のピーク値を結ぶ
軌跡が尖鋭形状とされていることを特徴としている。

【００１７】請求項３に記載の発明によれば、前記請求
項２に対して、変調信号を結ぶ軌跡をさらに尖鋭として
いる。すなわち、変調信号のピークを結ぶ軌跡が三角波
となり、よりシャープネスを向上することができる。こ
の請求項３において、各変調信号の強度を得るために
は、面積換算で最大ピーク（頂点）を定め、この頂点と
底辺の両端のそれぞれを結ぶ線上に各変調信号のピーク
がくるようにすればよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１に示すように、このラボシス
テム１０は、ラインＣＣＤスキャナ１４、画像処理部１
６、レーザプリンタ部１８、及びプロセッサ部２０を含
んで構成されており、ラインＣＣＤスキャナ１４と画像
処理部１６は、図２に示す入力部２６に設けられてお
り、レーザプリンタ部１８及びプロセッサ部２０は、図
２に示す出力部２８に設けられている。

【００１９】ラインＣＣＤスキャナ１４は、ネガフィル
ムやリバーサルフィルム等の写真フィルムに記録されて
いるフィルム画像を読み取るためのものである。

【００２０】ラインＣＣＤスキャナ１４は、上記フィル
ム画像をラインＣＣＤで読み取り、画像データを出力す
る。なお、上記のラインＣＣＤスキャナ１４に代えて、
エリアＣＣＤによってフィルム画像を読み取るエリアＣ
ＣＤスキャナを設けてもよい。

【００２１】画像処理部１６は、ラインＣＣＤスキャナ
１４から出力された画像データ（スキャン画像データ）
が入力されると共に、デジタルカメラでの撮影によって
得られた画像データ、フィルム画像以外の原稿（例えば
反射原稿等）をスキャナで読み取ることで得られた画像
データ、コンピュータで生成された画像データ等（以
下、これらをファイル画像データと総称する）を外部か
ら入力する（例えば、メモリカード等の記憶媒体を介し
て入力したり、通信回線を介して他の情報処理機器から
入力する等）ことも可能なように構成されている。

【００２２】画像処理部１６は、入力された画像データ
に対して各種の補正等の画像処理を行って、記録用画像
データとしてレーザプリンタ部１８へ出力する。また、
画像処理部１６は、画像処理を行った画像データを画像
ファイルとして外部へ出力する（例えばメモリカード等
の記憶媒体に出力したり、通信回線を介して他の情報処
理機器へ送信する等）ことも可能である。

【００２３】レーザプリンタ部１８はＲ、Ｇ、Ｂのレー
ザ光を発振するレーザ光源を備えており、画像処理部１
６から入力された記録用画像データに応じて変調したレ
ーザ光を印画紙に照射して、走査露光によって印画紙に
画像を記録する。また、プロセッサ部２０は、レーザプ
リンタ部１８で走査露光によって画像が記録された印画
紙に対し、発色現像、漂白定着、水洗、乾燥の各処理を
施す。これにより、印画紙上に画像が形成される。

【００２４】図３には、レーザプリンタ部１８の光学系
の構成が示されている。レーザプリンタ部１８は、本発
明の光源としてのレーザ光源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１
０Ｂの３個のレーザ光源を備えている。レーザ光源２１
０ＲはＲの波長（例えば、６８０ｎｍ）のレーザ光（以
下、Ｒレーザ光と称する）を射出する半導体レーザ（Ｌ
Ｄ）で構成されている。また、レーザ光源２１０Ｇは、
ＬＤと、該ＬＤから射出されたレーザ光を１／２の波長
のレーザ光に変換する波長変換素子（ＳＨＧ）から構成
されており、ＳＨＧからＧの波長（例えば、５３２ｎ
ｍ）のレーザ光（以下、Ｇレーザ光と称する）が射出さ
れるようにＬＤの発振波長が定められている。同様に、
レーザ光源２１０ＢもＬＤとＳＨＧから構成されてお
り、ＳＨＧからＢの波長（例えば、４７５ｎｍ）のレー
ザ光（以下、Ｂレーザ光と称する）が射出されるように
ＬＤの発振波長が定められている。

【００２５】レーザ光源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ
のレーザ光射出側には、各々集光レンズ２１２、音響光
学変調素子（ＡＯＭ）２１４が順に配置されている。Ａ
ＯＭ２１４は、各々入射されたレーザ光が音響光学媒質
を透過するように配置されていると共に、各々ＡＯＭド
ライバ（図示省略）に接続されており、ＡＯＭドライバ
から高周波信号が入力されると、音響光学媒質内を前記
高周波信号に応じた超音波が伝搬し、音響光学媒質を透
過するレーザ光に音響光学効果が作用して回折が生じ、
前記高周波信号の振幅に応じた強度のレーザ光がＡＯＭ
２１４から回折光として射出される。

【００２６】ＡＯＭ２１４の各々の回折光射出側には、
平面ミラー２１５が配置されており、平面ミラー２１５
の各レーザ光射出側には、入射されたレーザ光を平行光
とする第１の光学系としてのビームエキスパンダ２１
６、ビームエキスパンダ２１６から入射された平行光を
線状に結像する第２の光学系としてのシリンドリカルレ
ンズ２１７、及び主走査手段としてのポリゴンミラー２
１８が順に配置されており、ＡＯＭ２１４の各々から回
折光として射出されたＲレーザ光、Ｇレーザ光、及びＢ
レーザ光は、平面ミラー２１５によって反射された後、
ビームエキスパンダ２１６及びシリンドリカルレンズ２
１７を介してポリゴンミラー２１８の偏向反射面上の略
同一の位置に照射され、ポリゴンミラー２１８で反射さ
れる。

【００２７】ポリゴンミラー２１８のレーザ光射出側に
は露光面上の走査速度を補正するｆθレンズ２２０、副
走査方向にレンズパワーを持つ面倒れ補正用のシリンド
リカルレンズ２２１、シリンドリカルミラー２２２が順
に配置されており、さらにシリンドリカルミラー２２２
のレーザ光射出側には折り返しミラー２２３が配置され
ている。

【００２８】ポリゴンミラー２１８で反射された３本の
レーザ光はｆθレンズ２２０、シリンドリカルレンズ２
２１を順に透過し、シリンドリカルミラー２２２によっ
て反射された後、折り返しミラー２２３によって略鉛直
下方向に反射されて開孔部２２６を介して印画紙２２４
に照射される。

【００２９】上記構成の走査光学系において、ＡＯＭ２
１４によって変調を行っているが、このＡＯＭ２１４で
は、予め一定の適用変調パルス幅が定められている（適
用パルス幅）。本実施の形態で定めた適用パルス幅は、
フルパルス幅（１画素分の走査幅） の５０％の幅であり、かつ１画素分の走査幅の中央位置
とされている。

【００３０】パルス幅が５０％になると、フルパルス幅
での光量を維持するため、強度アップを図っている。

【００３１】すなわち、図４（Ａ）と（Ｂ）は、それぞ
れ同一の光量を得るための変調信号のピーク特性図であ
る。図４（Ａ）に示される如く、フルパルス幅（デュー
ティー１００％）と同一の光量とするには、図４（Ｂ）
に示される如く、適用パルス幅（デューティー５０％）
での各変調信号のピーク値をフルパルス幅の２倍にすれ
ばよいことがわかる。

【００３２】デューティーを１／２とし、強度を２倍と
することで、１画素内の変調信号のピーク点を結ぶ軌跡
は、細長のパルス波形となり、短い時間で必要な光量を
印画紙２２４へ与えることができる。すなわち、ドット
径を小さくすることができるため、シャープネスの向上
を図ることができる。

【００３３】以下に本実施の形態の作用を説明する。

【００３４】印画紙２２４に画像を記録する場合、画像
濃度データに基づいて、１画素毎の必要光量を演算す
る。

【００３５】１画素分の光量は、複数の変調信号の集ま
りによって構成されているため、変調信号数と各変調信
号の強度とで必要な光量を得ている。

【００３６】ここで、本実施の形態では、１画素として
使用するパルス幅（適用パルス幅）を、フルパルス幅の
５０％とし、かつ１画素範囲の中央位置に設定してい
る。

【００３７】この５０％のパルス幅で必要な光量を得る
ため、強度を２倍としている（図４（Ｂ）参照）。これ
により、短い時間で必要な光量を印画紙２２４へ付与す
ることができるため、ドット径を小さくなり、シャープ
ネスを向上することができる。

【００３８】また、本実施の形態では、色間のバランス
にも好影響を及ぼす。すなわち、光学系の設計上の理由
で、主走査方向のビームスポット径を、他の色より太く
しなければならない場合、太いビームの色の変調パルス
デューティを小さくすることで、ビーム走査による１画
素当たりの積分量プロファイルの太さを、他の色と同等
とすることができる。

【００３９】また、主走査方向にアパーチャを設けて主
走査ビーム径を調整する場合、ビームのけられの効果に
よって、結像面では両側にサイドローブを持つプロファ
イルとなる。同じスポット径であっても、きれいなガウ
ス分布のスポットファイルを持つビームに比べ、この成
分は、特に高周波の画像域において画質の劣化の原因と
なる。この劣化分を相殺するため、画素デューティをガ
ウス分布ビームの色に比べ小さくすることにより、高周
波側でのＭＴＦ劣化分を相殺することができる。

【００４０】なお、本実施の形態では、デューティ５０
％の適用パルス幅を設定し、１画素内での各変調信号の
強度を一定値としたが、図５（Ｂ）に示される如く、デ
ューティは１００％とし、中央の変調信号が最大ピーク
となる尖鋭な形状としてもよい（なお、図５（Ａ）は図
４（Ａ）と同一図である。）。

【００４１】この場合、前記変調信号の最大ピーク位置
（頂点）と底辺とを直線で結ぶことにより、その他の変
調信号のピーク値を決定することができる。言い換えれ
ば、各変調信号のピークを結ぶ軌跡でできた三角形の面
積が基の矩形パルスの面積と同一となるようにすればよ
い。

【００４２】図６には、空間周波数に対するＭＴＦ値特
性図が示されており、また、図７は、上記３形態（デュ
ーティー１００％、デューティー５０％、三角波）にお
ける１画素走査積分光量分布特性図が示されている。図
６及び図７共に、細線が従来（デューティー１００％）
の特性であり、一点鎖線が本実施の形態（デューティー
５０％）の特性、太線が変形例（三角波）の特性であ
る。

【００４３】この図６から分かるように、ビームスポッ
ト径が同じでも、変調パルスのデューティや形状を変え
て走査した１画素の積分光量プロファイルの径を小さく
すれば、ＭＴＦを良化することができる。

【００４４】このように、本実施の形態では、１画素の
必要な光量を得るために、この１画素に対応する変調信
号をデューティー５０％の範囲、かつ１画素の範囲の中
央とし、デューティー５０％とした分に相当する光量不
足分を強度を２倍にすることで、必要光量を保持すると
共に、ビーム径を細くすることができ、これによって、
シャープネスを向上することができる。なお、従来のよ
うに複数のパルス幅を適用するのではなく、予め定めた
１つのパルス幅（フルパルス幅よりも狭い幅）とするこ
とで、ドットによる濃度の連続性を維持することができ
る。

【００４５】適用パルス幅は、デューティー５０％に限
定されるものではなく、画像の性質（文字、画像，ＤＴ
Ｐ等）に応じて設定するようにしてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る走査光学
系は、階調の連続性を維持しつつ、シャープネスを向上
することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るディジタルラボシステムの概
略ブロック図である。

【図２】ディジタルラボシステムの外観図である。

【図３】レーザプリンタ部の光学系の概略構成図であ
る。

【図４】１画素を設定されたデューティー並びに強度に
よって必要光量を得るための特性図であり、（Ａ）は従
来、（Ｂ）は本実施の形態の特性図である。

【図５】１画素を設定されたデューティー並びに強度に
よって必要光量を得るための特性図であり、（Ａ）は従
来、（Ｂ）は変形例の特性図である。

【図６】画素デューティー差を示すための空間周波数−
ＭＴＦ特性図である。

【図７】１画素走査積分光量分布特性図である。

【符号の説明】

１８ レーザプリンタ部 ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ レーザ光源（光
源） ２１６ ビームエキスパンダ ２１７ シリンドリカルレンズ ２１８ ポリゴンミラー ２２０ ｆθレンズ ２２１ シリンドリカルレンズ ２２４ 印画紙

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 CA09 CA11 CA40 2H045 AA01 BA02 BA24 5C072 AA03 BA15 HA02 HA06 HA13 HA16 HB04 HB06 XA05 5C074 AA05 AA08 BB03 BB26 CC26 DD05 DD11 EE06 FF05 FF15 HH02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々波長の異なる光を射出する複数の光
   源を備え、前記複数の光源から射出され、画像濃度に応
   じて変調された複数の光ビームを光学系によって記録材
   料上に集光させ、走査する走査光学系であって、 前記画像濃度に応じた変調の際に、１画素分に相当する
   フルパルス幅に対して予め定められた割合の適用パルス
   幅を用い、この適用パルス幅の範囲で前記画像濃度に応
   じた変調となるように強度を制御する、ことを特徴とす
   る走査光学系。
2. 【請求項２】 前記制御される強度が、フルパルス幅で
   の強度×（適用パルス幅／フルパルス幅の逆数）で演算
   される一定値であることを特徴とする請求項１記載の走
   査光学系。
3. 【請求項３】 前記制御される強度が、変調単位で複数
   の異なる値であり、各変調信号のピーク値を結ぶ軌跡が
   尖鋭形状とされていることを特徴とする請求項１記載の
   走査光学系。