JP2004122631A - Laser image exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ素子を備えたレーザ光源装置と、そのレーザ光源装置の出射レーザ光を感光材料上で走査するビーム走査手段とが設けられたレーザ式画像露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
かかるレーザ式画像露光装置は、例えば印画紙等の感光材料に対して半導体レーザ素子の出射レーザ光を走査して、感光材料上に画像を露光形成する装置である。
レーザ光源装置に備えられる半導体レーザ素子は、雰囲気温度や駆動電流値の変化によって発振波長が他の発振モードにジャンプするいわゆるモードホップという現象を発生し、このモードホップを発生すると半導体レーザ素子の光出力にノイズが発生することが良く知られている。
このようなモードホップによるノイズ発生を防止するために、特許文献1にも記載されているように、半導体レーザ素子の駆動電流に高周波信号を重畳する技術が用いられる。
ちなみに、特許文献1では、半導体レーザ素子の低光出力動作時には、高周波重畳信号の振幅をノイズ抑制に十分な振幅レベルを確保し、半導体レーザ素子の高光出力動作時には、高周波重畳信号の振幅を抑制する技術が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平6−274919号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構成では、感光材料上に画像を露光形成する場合において、アナログ画像信号に基づいて半導体レーザ素子の平均光出力を強度変調するべく半導体レーザ素子の駆動電流を直接変調しようとすると、画像信号が「0」であっても半導体レーザ素子から若干のレーザ光が出力されたり、画像信号と平均光出力との線形性が損なわれることになり、画像信号と平均光出力との対応関係が不適正となってしまう。
すなわち、図11に示すように、半導体レーザ素子の光出力−電流特性が、実線Pにて示すものであり、破線Qで示す発振しきい値電流(Ith)を有するものとして、その実線Pを中心として幅Wの振幅を有する高周波信号が重畳される形で半導体レーザ素子を駆動したとする。
図11において、発振しきい値電流を中心として高周波信号を重畳した場合と、より高光出力側で高周波信号を重畳した場合とを対比して示しているが、この図11から明らかなように、半導体レーザ素子の光出力を最弱とするべく平均駆動電流(高周波信号の成分を平均化した駆動電流)を発振しきい値電流値に設定した場合でも、重畳する高周波信号における発振しきい値よりも大電流側の成分によってある程度の平均光出力のレーザ光が出射されてしまい、又、低光出力領域での画像信号と平均光出力との線形性が損なわれてしまうのである。尚、図11に示す駆動状態から、電流増加側へ平行移動するように駆動電流を増加させると、重畳する高周波信号における発振しきい値よりも小電流側の成分を消滅させることはできるが、半導体レーザ素子の光出力を最弱とした場合での平均光出力が増大してしまうことになってしまう。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、感光材料上に画像を露光形成する場合において、画像信号と平均光出力とをより的確に対応させる点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記請求項1記載の構成を備えることにより、半導体レーザ素子を備えたレーザ光源装置と、そのレーザ光源装置の出射レーザ光を感光材料上で走査するビーム走査手段とが設けられたレーザ式画像露光装置において、前記半導体レーザ素子の駆動電流をアナログ画像信号にて変調し且つ前記半導体レーザ素子の駆動電流に高周波信号を重畳するレーザ駆動回路が備えられ、前記レーザ駆動回路は、前記駆動電流において、前記半導体レーザ素子の動作光出力範囲における低光出力領域での前記高周波信号の振幅を、前記動作光出力範囲における前記低光出力領域よりも高光出力側の中間領域での前記高周波信号の振幅よりも小さくするように構成されている。
【0006】
すなわち、例えば印画紙等の感光材料では、半導体レーザ素子の低光出力領域(換言すると、低露光量領域)では、前記動作光出力範囲の中間領域に比べると、露光量の変化に対して、感光材料への露光の結果として得られる発色の濃度変化が小さく、その濃度変化を人の目では視認し辛いという特性を有している。
従って、そのような低光出力領域では、高周波信号の振幅を小さく(「0」とする場合も含む)し、モードホップの抑制効果を小さくしても、実質的な画質への悪影響を十分に小さくすることができることになる。
もって、人の目で濃度変化を識別し易い前記中間領域ではノイズの発生を抑制するのに十分な高周波信号の振幅を確保して画質への悪影響を可及的に抑制しながら、高周波信号の成分が半導体レーザ素子の発振しきい値以下となる部分を極力少なくすることで、画像信号と平均光出力とをより的確に対応させることが可能となった。
【0007】
又、上記請求項2記載の構成を備えることにより、前記レーザ駆動回路は、前記アナログ画像信号と前記高周波信号とを乗算する乗算回路を備えて構成されている。
すなわち、前記低光出力領域と前記中間領域とで高周波信号を異ならせる手法としては、例えば、レーザ駆動回路に入力されるアナログ画像信号によって高周波信号の振幅を増幅するアンプのゲインを変化させるような構成も考えられるが、アナログ画像信号及び高周波信号の信号範囲を適切に設定すれば、上記のように乗算回路にてアナログ画像信号と高周波信号とを乗算するだけの構成で、前記低光出力領域での高周波信号の振幅を小さくすることができる。
もって、レーザ駆動回路の回路構成を極めて簡素化することが可能となった。
【0008】
又、上記請求項3記載の構成を備えることにより、前記レーザ駆動回路に、前記高周波信号と設定定電圧とのいずれか一方を選択して前記乗算回路に入力する切換え回路が備えられている。
従って、半導体レーザ素子の駆動電流に高周波信号を印加する状態と、印加しない状態とに随時に切換え可能とすることで、例えば、レーザ光が感光材料の存在範囲外を走査しているタイミングで高周波信号の印加を停止し、半導体レーザ素子の光出力調整を行う等のように、高周波信号が印加されている状態では行い辛い調整作業を簡単に行えるようにすることが可能となる。
【0009】
又、上記請求項4記載の構成を備えることにより、前記レーザ駆動回路は、前記駆動電流において、前記半導体レーザ素子の動作光出力範囲における高光出力領域での前記高周波信号の振幅を、前記動作光出力範囲における前記高光出力領域よりも低光出力側の前記中間領域での前記高周波信号の振幅よりも小さくするように構成されている。
すなわち、例えば印画紙等の感光材料では、半導体レーザ素子の高光出力領域(換言すると、高露光領域)では、前記動作光出力範囲の中間領域に比べると、露光量の変化に対して、感光材料への露光の結果として得られる発色の濃度変化が小さく、その濃度変化を人の目では視認し辛いという特性を有している。
従って、そのような高光出力領域では、高周波信号の振幅を小さく(「0」とする場合も含む)し、半導体レーザ素子のピークパワーを小さくして、モードホップの抑制効果を小さくしても、実質的な画質への悪影響を十分に小さくすることができることになる。
もって、画質への悪影響を可及的に抑制しながら、半導体レーザ素子のピークパワーを小さくすることで、半導体レーザ素子の長寿命化を図ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ式画像露光装置を写真プリントシステムに備えた場合の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態で例示する写真プリントシステムDPは、いわゆるデジタルミニラボ機として知られているものであり、図6にブロック図として示すように、現像処理済みの写真フィルムやメモリーカード,MOあるいはCD−R等から写真プリントを作製するための画像データを入力する画像入力装置IRと、画像入力装置IRにて入力した画像データを感光材料PSとしての印画紙2に露光処理する露光・現像装置EPとから構成されている。
【0011】
〔画像入力装置IRの概略構成〕
画像入力装置IRには、図6に概略的に示すように、写真フィルムの駒画像を読み取るフィルムスキャナ3と、メモリーリーダ,MOドライブ及びCD−Rドライブ等を備えた外部入出力装置4と、汎用小型コンピュータシステムにて構成されてフィルムスキャナ3や外部入出力装置4の制御のほか写真プリントシステムDP全体の管理を実行する主制御装置5とが備えられ、更に、主制御装置5には、仕上がりプリント画像をシミュレートしたシミュレート画像や各種の制御用の情報を表示するモニタ5aと、露光条件の手動設定等や制御情報の入力操作をするための操作卓5bとが接続されている。
【0012】
〔露光・現像装置EPの全体構成〕
露光・現像装置EPは、筐体内部に、レーザ式画像露光装置EXと、レーザ式画像露光装置EXにて露光された印画紙2を現像処理する現像処理装置PPと、筐体内に配置された印画紙マガジン6から引き出された印画紙2を多数の搬送ローラ9等にて現像処理装置PPへ搬送する印画紙搬送系PTとが設けられている。
図示を省略するが、露光・現像装置EPの筐体外部には、現像処理装置PPにて現像処理及び乾燥処理された印画紙2をオーダ毎に分類するためのソータが配置され、現像処理装置PPの排出口から排出された印画紙2をコンベア10にてソータへ搬送する。
更に、印画紙搬送系PTの搬送経路の途中には、印画紙マガジン6から引き出された長尺の印画紙2を設定プリントサイズに切断するカッタ11と、一列で搬送される印画紙2を複数の搬送列に振り分けるための振り分け装置12とが備えられている。
【0013】
〔レーザ式画像露光装置EXの構成〕
レーザ式画像露光装置EXは、印画紙2に対して露光用レーザビームを走査して印画紙2上に露光画像を形成するビーム走査手段BSとしての画像露光ユニット13と、画像露光ユニット13を制御する露光制御装置14とを主要部として構成されている。
【0014】
〔画像露光ユニット13の構成〕
画像露光ユニット13は、レーザを光源として印画紙2上に画像を露光するいわゆるレーザ露光式を採用しており、その概略構成を図5のブロック構成図に示す。
画像露光ユニット13には、赤色,緑色及び青色の単色光を夫々出射する赤色レーザ光源装置20r,緑色レーザ光源装置20g及び青色レーザ光源装置20bと、各レーザ光源装置20r、20g、20bから出射される露光用レーザビームLBのビーム径を調整するためのビームエキスパンダ22と、シリンドリカルレンズ23と、赤色,緑色及び青色の3本の露光用レーザビームLBの光軸を1本の光軸にまとめるプリズム24と、露光用レーザビームLBを走査するためのポリゴンミラー25と、f−θ特性と面倒れ補正機能とを有する結像レンズ群26とが備えられる他、露光用レーザビームLBの光路を屈曲させるミラー27やプリズム24へ入射する光を規制するアパーチャ28が配置され、更に、露光用レーザビームLBがそれの走査範囲における基準位置(印画紙2の存在範囲の外側に設定)に照射されたことを検出するための光センサ19と、露光用レーザビームLBを光センサ19に向けて反射するミラー18とが備えられている。
【0015】
〔レーザ光源装置20r,20g,20bの構成〕
レーザ光源装置20r,20g,20bは、いずれも半導体レーザ素子を光源として用いているが、赤色レーザ光源装置20rは半導体レーザ素子が出射する赤色レーザ光をそのまま露光用レーザビームLBとして利用しているのに対して、緑色レーザ光源装置20g及び青色レーザ光源装置20bは、赤外域のレーザ光を出射する半導体レーザ素子の出射光をSHG素子にて夫々緑色光及び青色光に変換して、露光用レーザビームLBとしている。
各レーザ光源装置20r,20g,20bの半導体レーザ素子は、夫々レーザ駆動回路21から駆動電流が供給されて発光駆動される。
【0016】
〔レーザ駆動回路21の構成〕
レーザ駆動回路21は、半導体レーザ素子の駆動電流を露光制御装置14から入力されるアナログ画像信号にて変調し且つ半導体レーザ素子の駆動電流に高周波信号を重畳するものであり、その構成は、各レーザ光源装置20r,20g,20b間で共通の構成をとっている。
各レーザ駆動回路21には、図1に示すように、高周波発振回路41と、設定電圧として1(V)の電圧を出力する定電圧源42と、高周波発振回路41及び定電圧源42の出力のうちいずれか一方を選択して出力する切換え回路CHとしてのアナログマルチプレクサ43と、乗算器44と、乗算器44の出力電圧をリニアに電流出力に変換して半導体レーザ素子47aに駆動電流を供給する電流出力回路45と、半導体レーザ素子47aと同一パッケージ内に収納されているフォトダイオード47bの検出信号に基づいて半導体レーザ素子47aの出力調整を行うレーザ出力制御装置46とが備えられて構成されている。
【0017】
高周波発振回路41は、図2に示すように、ピーク電圧が1(V)で、平均電圧がa(V)の高周波信号を出力する。本実施の形態では、高周波信号として一定周波数の信号を例示しているが、露光制御装置14から入力されるアナログ画像信号の周波数帯域より十分に周波数が高ければ一定周波数である必要はない。そのような高い周波数の高周波信号を用いることで、印画紙2上で露光光量が積算されて、結果的に平均光出力で露光した状態と等価となる。尚、高周波信号の平均電圧a(V)は設定変更可能であり、a(V)を0.5(V)に設定すると、0(V)〜1(V)の範囲で出力信号が変化することになる。
【0018】
乗算器44には、乗算回路44aと加算回路44bとが備えられており、図1に示すように、「A」,「B」及び「X」の各電圧入力に対して、「Y=A*X+B」の関係となる電圧「Y」が電流出力回路45へ出力される。
この「X」入力は、0(V)〜1(V)の範囲で変化するアナログ画像信号であり、露光制御装置14から入力される。
「A」入力は、アナログマルチプレクサ43から入力される信号であり、印画紙2上に画像を露光形成するタイミングでは、高周波発振回路41からの信号が入力される。
「B」入力は、半導体レーザ素子47aの発振しきい値電流値(Ith)に相当する電圧である。
【0019】
上記のように、露光制御装置14から入力されるアナログ画像信号と高周波発振回路41から入力される高周波信号との乗算結果に相当する電流値に、発振しきい値電流値(Ith)を加算して、半導体レーザ素子47aの駆動電流とすることで、図11と対応して半導体レーザ素子の駆動状態を示す図3のように、その駆動電流における高周波成分の振幅W(一点鎖線Rと一点鎖線Sとで囲まれる領域の水平幅)が半導体レーザ素子47aの光出力(平均光出力)に対してリニアに変化する。
これによって、印画紙2にプリントした状態で、人の目が、露光量の変化による濃度変化を識別し辛い低露光量領域(すなわち、半導体レーザ素子47aの動作光出力範囲における低光出力領域)での高周波信号の振幅が、前記動作光出力範囲における前記低光出力領域よりも高光出力側の中間領域での高周波信号の振幅よりも小さくなり、半導体レーザ素子47aの平均光出力が前記アナログ画像信号に的確に対応することになる。
【0020】
〔レーザ出力制御装置46の動作〕
レーザ出力制御装置46は、露光用レーザビームLBが印画紙2の存在範囲外を走査しているときに、半導体レーザ素子47aの光出力の較正する処理を実行する。
すなわち、レーザ出力制御装置46は、光センサ19が露光用レーザビームLBを受光するに伴って図4に示す処理を開始し、先ず、アナログマルチプレクサ43に対して、高周波発振回路41の出力を選択する状態から、定電圧源42の出力を選択する状態に切換え(ステップ#1)、フォトダイオード47bの検出出力を読み取る(ステップ#2)。露光制御装置14は、光センサ19が露光用レーザビームLBを受光するに伴って、レーザ出力調整用の設定電圧値を出力しており、レーザ出力制御装置46は、フォトダイオード47bの検出出力と調整目標値との差が許容範囲内か否かによって、半導体レーザ素子47aの光出力の較正が必要か否かを判断する(ステップ#3)。
【0021】
フォトダイオード47bの検出出力と調整目標値との偏差が許容値を超えていれば、その偏差が許容値に収まるまで加算回路44bの「B」入力の設定変更と半導体レーザ素子47aの検出出力の読み取りとを繰り返し(ステップ#4〜#6)、許容値内に収まると、アナログマルチプレクサ43に対して、定電圧源42の出力を選択する状態から、高周波発振回路41の出力を選択する状態に切換える(ステップ#7)。
尚、この処理は、露光用レーザビームLBの走査位置が印画紙2の存在位置に戻るまでに終了される。
【0022】
〔露光制御装置14の構成〕
露光制御装置14には、図5に概略的に示すように、上記構成の画像露光ユニット13を制御するために、画像入力装置IRから入力される画像データを画像露光ユニット13の露光特性を考慮した画像データに補正演算する画像処理回路30と、画像処理回路30にて求められた画像データを赤色,緑色及び青色の各色毎に記憶する画像データメモリ31と、赤色,緑色及び青色の各色毎に備えられて画像データメモリ31の出力データをD/A変換するD/Aコンバータ32と、各D/Aコンバータ32から送出する画像信号の送出タイミングを制御するタイミング制御回路33とが備えられ、受け取った画像データの画像を印画紙2に露光形成するための制御を行う。
レーザ駆動回路21の乗算器44に入力されるD/Aコンバータ32の出力は、上述のように0(V)〜1(V)の範囲で変化するアナログ画像信号である。
【0023】
〔画像露光装置EXの露光動作〕
次に、上記構成の画像露光ユニット13及び露光制御装置14の露光動作を説明する。
画像入力装置IRから入力された露光用画像データは、画像処理回路30によって補正演算されて、画像露光ユニット13によって露光されたときに良好なプリント画像が得られる画像データに変換され、画像データメモリ31に順次書き込まれる。
画像データメモリ31に一旦記憶されたデータは、各画素のデータ毎に、タイミング制御回路33から入力されるクロック信号と同期して画素単位でD/Aコンバータ32に送られ、アナログ信号に変換された後に各レーザ光源装置20r,20g,20b夫々のレーザ駆動回路21に送られる。
レーザ駆動回路21は、半導体レーザ素子47aの駆動電流を上述のようにして変調して、露光用レーザビームLBの光強度を変調する。
露光用レーザビームLBは、ビームエキスパンダ22等を通過した後にプリズム24に入射し、赤色,緑色及び青色の3本の光ビームLBが1本の光ビームLBにまとめられ、ポリゴンミラー25の反射面に照射される。
【0024】
駆動モータ25aにて回転駆動されているポリゴンミラー25の反射面で反射された露光用レーザビームLBは、ポリゴンミラー25の回転軸芯と直交する面内で走査され、搬送移動される印画紙2上に結像レンズ群26によって集光される。露光用レーザビームLBの走査方向は印画紙2の搬送方向と交差(より具体的には、直交)しており、露光用レーザビームLBの走査方向が主走査方向、印画紙2の搬送方向が副走査方向となる。露光用レーザビームLBの走査と印画紙2の搬送移動によって、印画紙2上にプリントする画像が潜像として形成される。
【0025】
〔写真プリントの作製動作〕
次に、上記構成の写真プリントシステムDPによる写真プリントの作製動作を概略的に説明する。
操作者が写真フィルムの駒画像について写真プリントの作製を指示入力したときは、主制御装置5は、フィルムスキャナ3に対して写真フィルムの読み取りを指令し、フィルムスキャナ3からその写真フィルムの画像データを順次受取って、内蔵されているメモリに記録する。
一方、操作者がメモリーカード,MOあるいはCD−R等の記録媒体に記録された画像データについて写真プリントの作製を指示入力したときは、主制御装置5は、外部入出力装置4の該当するドライブに画像データの読み取りを指令し、そのドライブから画像データを順次受取ってメモリに記録する。
【0026】
主制御装置5は、上記のようにして入力された画像データに基づいて、その画像データによってプリントを作製した場合に得られるであろうシミュレート画像を図示を省略する画像処理回路にて演算して求め、それをモニタ5aに表示する。
操作者は、このモニタ5a上のシミュレート画像を観察して、適正な画像が得られていなければ、操作卓5bから露光条件の修正入力操作を行う。
主制御装置5の画像処理回路は、入力された画像データとその修正入力とに従って予め設定された演算条件で赤色、緑色、青色毎の露光用画像データを生成する。
【0027】
この露光用画像データは、露光・現像装置EPの露光制御装置14に送られ、上述のようにして印画紙2にプリント画像の潜像を形成する。
画像露光ユニット13にて露光処理された印画紙2は、印画紙搬送系PTにて現像処理装置PPへ搬送されて、各現像処理タンクを順次通過することにより現像され、現像処理された印画紙2は、更に乾燥処理された後に排出口からコンベア10上に排出され、ソータにてオーダー毎にまとめられる。
【0028】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
(1)上記実施の形態では、乗算器44の乗算回路44aにて、アナログ画像信号と高周波信号とを乗算することによって、平均光出力に対して、すなわち、アナログ画像信号に対して、高周波信号の振幅をリニアに変化させることで、前記低光出力領域での高周波信号の振幅を前記中間領域での高周波信号の振幅より小さくする場合を例示しているが、更に、印画紙2にプリントした状態で、人の目が、露光量の変化による濃度変化を識別し辛い高露光量領域(すなわち、半導体レーザ素子47aの動作光出力範囲における高光出力領域)においても、前記高光出力領域と前記低光出力領域との間に位置する前記中間領域よりも高周波信号の振幅を小さくするように構成しても良い。
【0029】
このような動作は、図7あるいは図8に示すレーザ駆動回路21によって実現できる。
先ず、図7に示すレーザ駆動回路21について説明する。尚、図7のレーザ駆動回路21においては、図1のレーザ駆動回路21と同機能の部分について同符号を付している。
図7のレーザ駆動回路21では、画像露光ユニット露光制御装置14から入力されるアナログ画像信号を、高光出力領域判定用の設定電圧値と比較する高光出力側コンパレータ51が備えられ、前記アナログ画像信号の信号レベルが前記高光出力領域判定用の設定電圧値を超えたときに、アナログマルチプレクサ43を高周波発振回路41の出力を選択する状態から、定電圧源42の出力を選択する状態に切換え、高周波信号の重畳を停止する。
【0030】
図7のレーザ駆動回路21では、更に、画像露光ユニット露光制御装置14から入力されるアナログ画像信号を、低光出力領域判定用の設定電圧値と比較する低光出力側コンパレータ52も備えられ、前記アナログ画像信号の信号レベルが前記高光出力領域判定用の設定電圧値よりも低くなったときに、アナログマルチプレクサ43を高周波発振回路41の出力を選択する状態から、定電圧源42の出力を選択する状態に切換え、高周波信号の重畳を停止する。
この高光出力側コンパレータ51及び低光出力側コンパレータ52による上記動作によって、図3に対応して半導体レーザ素子の駆動状態を示す図9のように、前記高光出力領域及び前記低光出力領域においては高周波信号が重畳されず、印画紙2にプリントした状態で人の目が濃度変化を的確に視認できる前記中間領域においては高周波信号が重畳されて半導体レーザ素子47aのモードホップが抑制される。
【0031】
次に、図8のレーザ駆動回路21について説明する。図8のレーザ駆動回路21においても、図1のレーザ駆動回路21と同機能の部分について同符号を付している。
図8のレーザ駆動回路21では、高周波発振回路41の出力を減衰させる減衰器61と、減衰器61の減衰率を制御する減衰率設定回路62とが備えられている。
減衰率設定回路62は、前記アナログ画像信号が、前記中間領域の中央値に対応する値より小さいときは減衰器61の入出力比を「1」(すなわち、減衰せずに出力する状態)に設定し、前記中間領域の中央値により大きくなるに伴って減衰率を増大させる。これによって、図9と同様に駆動電流における高周波成分の幅を一点鎖線R及び一点鎖線Sにて示す図10に示すように、前記中間領域の中央値に達するまでは高周波信号の振幅がリニアに増大し、前記中間領域の中央値を超えると高周波信号の振幅が徐々に小さくなる。
【0032】
(2)上記実施の形態及び上記別実施形態では、露光制御装置14のD/Aコンバータ32が出力するアナログ画像信号を、0(V)〜1(V)の範囲で変化させるものとしているが、必ずしも0(V)〜1(V)の範囲で変化させる必要はなく、少なくとも単一の極性(正あるいは負)であれば足りる。
更に、高周波発振回路41の出力信号も、最高信号レベルは必ずしも1(V)である必要はなく、又、最低信号レベルは画像の品質への悪影響を十分に抑制できる範囲で、負の値としても良い。
【0033】
(3)上記実施の形態及び上記別実施形態では、感光材料PSとして印画紙2を例示しているが、感光フィルム等の印画紙2と同様の感光特性を有する各種の感光材料PSに対して画像を露光形成する場合に本発明を適用できる。
【0034】
【発明の効果】
上記請求項1記載の構成によれば、人の目で濃度変化を識別し易い前記中間領域ではノイズの発生を抑制するのに十分な高周波信号の振幅を確保して画質への悪影響を可及的に抑制しながら、高周波信号の成分が半導体レーザ素子の発振しきい値以下となる部分を極力少なくすることで、画像信号と平均光出力とをより的確に対応させることが可能となった。
【0035】
又、上記請求項2記載の構成によれば、アナログ画像信号及び高周波信号の信号範囲を適切に設定すれば、乗算回路にてアナログ画像信号と高周波信号とを乗算するだけの構成で、前記低光出力領域での高周波信号の振幅を小さくすることができ、レーザ駆動回路の回路構成を極めて簡素化することが可能となった。
又、上記請求項3記載の構成によれば、半導体レーザ素子の駆動電流に高周波信号を印加する状態と、印加しない状態とに随時に切換え可能とすることで、例えば、レーザ光が感光材料の存在範囲外を走査しているタイミングで高周波信号の印加を停止し、半導体レーザ素子の光出力調整を行う等のように、高周波信号が印加されている状態では行い辛い調整作業を簡単に行えるようにすることが可能となる。
【0036】
又、上記請求項4記載の構成によれば、露光量の変化に対する濃度変化を人の目では視認し辛い前記高光出力領域では、高周波信号の振幅を小さくし、半導体レーザ素子のピークパワーを小さくして、モードホップの抑制効果を小さくしても、実質的な画質への悪影響を十分に小さくすることができることになるので、画質への悪影響を可及的に抑制しながら、半導体レーザ素子のピークパワーを小さくすることで、半導体レーザ素子の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかるレーザ駆動回路のブロック構成図
【図2】本発明の実施の形態にかかる高周波信号の説明図
【図3】本発明の実施の形態にかかる半導体レーザ素子の駆動状態を説明する図
【図4】本発明の実施の形態にかかるフローチャート
【図5】本発明の実施の形態にかかるレーザ式画像露光装置の概略構成図
【図6】本発明の実施の形態にかかる写真プリントシステムの概略構成図
【図7】本発明の別実施形態にかかるレーザ駆動回路のブロック構成図
【図8】本発明の別実施形態にかかるレーザ駆動回路のブロック構成図
【図9】本発明の別実施形態にかかる半導体レーザ素子の駆動状態を説明する図
【図10】本発明の別実施形態にかかる半導体レーザ素子の駆動状態を説明する図
【図11】従来技術の半導体レーザ素子の駆動状態を説明する図
【符号の説明】
20r,20g,20b レーザ光源装置
21 レーザ駆動回路
44a 乗算回路
47a 半導体レーザ素子
BS ビーム走査手段
CH 切換え回路
PS 感光材料[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser type image exposure apparatus provided with a laser light source device having a semiconductor laser element and a beam scanning means for scanning an emitted laser beam of the laser light source device on a photosensitive material.
[0002]
[Prior art]
Such a laser type image exposure apparatus is an apparatus for exposing and forming an image on a photosensitive material by scanning a laser beam emitted from a semiconductor laser element on a photosensitive material such as photographic paper.
The semiconductor laser device provided in the laser light source device generates a so-called mode hop phenomenon in which the oscillation wavelength jumps to another oscillation mode due to a change in the ambient temperature or the driving current value. It is well known that noise occurs in the output.
In order to prevent the occurrence of noise due to such a mode hop, a technique of superimposing a high-frequency signal on a drive current of a semiconductor laser device is used as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157572.
By the way, in
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-6-274919
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional configuration, when an image is formed on a photosensitive material by exposure, if it is attempted to directly modulate the drive current of the semiconductor laser element to intensity-modulate the average light output of the semiconductor laser element based on the analog image signal, Even if the image signal is "0", a small amount of laser light is output from the semiconductor laser element, or the linearity between the image signal and the average light output is impaired, and the correspondence between the image signal and the average light output is reduced. Is incorrect.
That is, as shown in FIG. 11, the light output-current characteristic of the semiconductor laser element is shown by a solid line P, and the solid line P is assumed to have an oscillation threshold current (Ith) shown by a broken line Q. It is assumed that the semiconductor laser device is driven in such a manner that a high frequency signal having an amplitude of width W is superimposed on the center.
FIG. 11 shows a comparison between a case where a high-frequency signal is superimposed around an oscillation threshold current and a case where a high-frequency signal is superimposed on a higher light output side. As is clear from FIG. Even when the average driving current (the driving current obtained by averaging the components of the high-frequency signal) is set to the oscillation threshold current value so as to minimize the optical output of the semiconductor laser device, the oscillation threshold value of the superposed high-frequency signal is Also, a laser beam having a certain average light output is emitted due to the component on the large current side, and the linearity between the image signal and the average light output in the low light output region is impaired. When the drive current is increased from the drive state shown in FIG. 11 so as to move in parallel to the current increase side, the component of the superimposed high-frequency signal on the current side smaller than the oscillation threshold can be eliminated. The average optical output when the optical output of the semiconductor laser element is set to the weakest will increase.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to make an image signal and an average light output more accurately correspond to each other when an image is formed on a photosensitive material by exposure.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A laser image exposure apparatus comprising: a laser light source device including a semiconductor laser element; and a beam scanning unit that scans a laser beam emitted from the laser light source device on a photosensitive material. In the apparatus, a laser drive circuit that modulates the drive current of the semiconductor laser element with an analog image signal and superimposes a high-frequency signal on the drive current of the semiconductor laser element is provided, and the laser drive circuit includes: The amplitude of the high-frequency signal in the low light output region in the operating light output range of the semiconductor laser device is calculated from the amplitude of the high frequency signal in the intermediate region on the high light output side of the low light output region in the operating light output range. Is also configured to be small.
[0006]
That is, for example, in a photosensitive material such as photographic paper, in a low light output region (in other words, a low exposure amount region) of the semiconductor laser element, a change in exposure amount is smaller than that in the middle region of the operating light output range. It has a characteristic that the change in density of a color obtained as a result of exposure to a photosensitive material is small, and the change in density is hard to be visually recognized by human eyes.
Therefore, in such a low light output region, even if the amplitude of the high frequency signal is reduced (including the case where the amplitude is set to “0”) and the mode hop suppressing effect is reduced, the substantial adverse effect on the image quality is sufficiently obtained. It can be made smaller.
Therefore, in the intermediate region where the density change is easy for the human eye to identify, the amplitude of the high-frequency signal is secured enough to suppress the generation of noise, and the adverse effect on the image quality is suppressed as much as possible. By minimizing the portion where the component is equal to or less than the oscillation threshold value of the semiconductor laser element, the image signal and the average light output can be more accurately matched.
[0007]
Further, with the configuration according to the second aspect, the laser drive circuit is configured to include a multiplication circuit that multiplies the analog image signal and the high-frequency signal.
That is, as a method of making the high-frequency signal different between the low light output region and the intermediate region, for example, changing the gain of an amplifier that amplifies the amplitude of the high-frequency signal by an analog image signal input to a laser drive circuit Although a configuration is also conceivable, if the signal ranges of the analog image signal and the high-frequency signal are appropriately set, the multiplying circuit simply multiplies the analog image signal and the high-frequency signal as described above. , The amplitude of the high-frequency signal can be reduced.
Thus, the circuit configuration of the laser drive circuit can be extremely simplified.
[0008]
Further, with the configuration according to the third aspect, the laser driving circuit includes a switching circuit that selects one of the high-frequency signal and the set constant voltage and inputs the selected signal to the multiplying circuit.
Therefore, by making it possible to switch at any time between a state in which a high-frequency signal is applied to the drive current of the semiconductor laser element and a state in which the high-frequency signal is not applied, for example, the high-frequency signal is scanned at a timing when the laser beam scans outside the photosensitive material. In a state where a high-frequency signal is applied, for example, when the application of a signal is stopped and the optical output of the semiconductor laser element is adjusted, it is possible to easily perform a difficult adjustment operation.
[0009]
Further, with the configuration according to
That is, for example, in a photosensitive material such as photographic paper, in a high light output region (in other words, a high exposure region) of the semiconductor laser element, the photosensitive material is more sensitive to a change in the exposure amount than a middle region of the operating light output range. Has a characteristic that the density change of color development obtained as a result of exposure to light is small, and the density change is hard to be visually recognized by human eyes.
Therefore, in such a high light output region, even if the amplitude of the high-frequency signal is reduced (including the case where it is set to “0”), the peak power of the semiconductor laser element is reduced, and the mode hop suppressing effect is reduced. The substantial adverse effect on the image quality can be sufficiently reduced.
Accordingly, by reducing the peak power of the semiconductor laser device while suppressing the adverse effect on the image quality as much as possible, it is possible to extend the life of the semiconductor laser device.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which a laser image exposure apparatus of the present invention is provided in a photographic print system will be described with reference to the drawings.
A photographic print system DP exemplified in the present embodiment is known as a so-called digital minilab machine, and as shown in a block diagram in FIG. An image input device IR for inputting image data for producing a photographic print from R or the like, and an exposure / developing device EP for exposing the image data input by the image input device IR to
[0011]
[Schematic Configuration of Image Input Device IR]
As schematically shown in FIG. 6, the image input device IR includes a
[0012]
[Overall configuration of exposure / developing apparatus EP]
The exposure / development apparatus EP is disposed inside a housing, and a laser image exposure apparatus EX, a development processing apparatus PP for developing the
Although not shown, a sorter is arranged outside the housing of the exposure / development device EP to sort the
Further, in the middle of the transport path of the photographic paper transport system PT, a
[0013]
[Configuration of laser image exposure apparatus EX]
The laser type image exposure apparatus EX controls an
[0014]
[Configuration of Image Exposure Unit 13]
The
The
[0015]
[Configuration of Laser
Each of the laser
The semiconductor laser elements of each of the laser
[0016]
[Configuration of Laser Drive Circuit 21]
The
As shown in FIG. 1, each
[0017]
As shown in FIG. 2, the high-
[0018]
The
The “X” input is an analog image signal that changes in a range of 0 (V) to 1 (V), and is input from the
The “A” input is a signal input from the
The “B” input is a voltage corresponding to the oscillation threshold current value (Ith) of the
[0019]
As described above, the oscillation threshold current value (Ith) is added to the current value corresponding to the result of multiplication of the analog image signal input from the
As a result, in the state of being printed on the
[0020]
[Operation of laser output control device 46]
The laser
That is, the laser
[0021]
If the deviation between the detection output of the
This process is completed before the scanning position of the exposure laser beam LB returns to the position where the
[0022]
[Configuration of exposure control device 14]
As shown schematically in FIG. 5, in order to control the
The output of the D /
[0023]
[Exposure operation of image exposure apparatus EX]
Next, the exposure operation of the
The image data for exposure input from the image input device IR is corrected and calculated by the
The data once stored in the
The
The exposure laser beam LB enters the
[0024]
The exposure laser beam LB reflected by the reflection surface of the
[0025]
[Photo print production operation]
Next, an operation of producing a photographic print by the photographic print system DP having the above configuration will be schematically described.
When the operator instructs the production of a photographic print for the frame image of the photographic film, the
On the other hand, when the operator instructs the production of a photographic print for image data recorded on a recording medium such as a memory card, MO or CD-R, the
[0026]
The
The operator observes the simulated image on the
The image processing circuit of the
[0027]
The exposure image data is sent to the
The
[0028]
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments of the present invention will be listed.
(1) In the above embodiment, the
[0029]
Such an operation can be realized by the
First, the
The
[0030]
The
Due to the above operation by the high light
[0031]
Next, the
The
The attenuation rate setting circuit 62 sets the input / output ratio of the
[0032]
(2) In the above embodiment and the other embodiment, the analog image signal output from the D /
Further, the output signal of the high-
[0033]
(3) In the above embodiment and the above another embodiment, the
[0034]
【The invention's effect】
According to the configuration of the first aspect, in the intermediate region where the density change is easy to be recognized by human eyes, the amplitude of the high-frequency signal sufficient to suppress the generation of noise is ensured and adversely affects the image quality. By minimizing the portion where the component of the high-frequency signal is equal to or lower than the oscillation threshold value of the semiconductor laser device while suppressing the noise, it is possible to more accurately correspond the image signal with the average light output.
[0035]
According to the configuration of the second aspect, if the signal ranges of the analog image signal and the high frequency signal are appropriately set, the multiplication circuit simply multiplies the analog image signal and the high frequency signal. The amplitude of the high-frequency signal in the light output region can be reduced, and the circuit configuration of the laser drive circuit can be extremely simplified.
According to the third aspect of the present invention, a state in which a high-frequency signal is applied to the drive current of the semiconductor laser element and a state in which the high-frequency signal is not applied can be switched as needed. The application of a high-frequency signal is stopped at the timing of scanning outside the existence range, and adjustment work that is difficult to perform when a high-frequency signal is applied, such as adjusting the optical output of a semiconductor laser element, can be easily performed. It becomes possible to.
[0036]
According to the configuration of the fourth aspect, in the high light output region where the change in density with respect to the change in the amount of exposure is difficult for the human eyes to see, the amplitude of the high-frequency signal is reduced, and the peak power of the semiconductor laser device is reduced. Thus, even if the mode hop suppression effect is reduced, the substantial adverse effect on the image quality can be sufficiently reduced. By reducing the peak power, the life of the semiconductor laser device can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a laser drive circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a high-frequency signal according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a driving state of the semiconductor laser device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a flowchart according to the embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a laser image exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a photographic print system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of a laser drive circuit according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram of a laser drive circuit according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a driving state of a semiconductor laser device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a driving state of a semiconductor laser device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a driving state of a conventional semiconductor laser device.
[Explanation of symbols]
20r, 20g, 20b Laser light source device
21 Laser drive circuit
44a Multiplication circuit
47a Semiconductor laser device
BS beam scanning means
CH switching circuit
PS photosensitive material
Claims (4)
前記半導体レーザ素子の駆動電流をアナログ画像信号にて変調し且つ前記半導体レーザ素子の駆動電流に高周波信号を重畳するレーザ駆動回路が備えられ、
前記レーザ駆動回路は、
前記駆動電流において、前記半導体レーザ素子の動作光出力範囲における低光出力領域での前記高周波信号の振幅を、前記動作光出力範囲における前記低光出力領域よりも高光出力側の中間領域での前記高周波信号の振幅よりも小さくするように構成されているレーザ式画像露光装置。A laser image exposure apparatus provided with a laser light source device including a semiconductor laser element, and a beam scanning unit that scans a laser beam emitted from the laser light source device on a photosensitive material,
A laser drive circuit that modulates the drive current of the semiconductor laser element with an analog image signal and superimposes a high-frequency signal on the drive current of the semiconductor laser element;
The laser drive circuit,
In the drive current, the amplitude of the high-frequency signal in the low light output region in the operating light output range of the semiconductor laser device, the lower light output region in the operating light output range in the intermediate region on the high light output side than the low light output region A laser image exposure device configured to make the amplitude smaller than the high frequency signal.
前記駆動電流において、前記半導体レーザ素子の動作光出力範囲における高光出力領域での前記高周波信号の振幅を、前記動作光出力範囲における前記高光出力領域よりも低光出力側の前記中間領域での前記高周波信号の振幅よりも小さくするように構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のレーザ式画像露光装置。The laser drive circuit,
In the drive current, the amplitude of the high-frequency signal in the high light output region in the operating light output range of the semiconductor laser device, the intermediate region in the lower light output side than the high light output region in the operating light output range. The laser type image exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the laser type image exposure apparatus is configured to be smaller than the amplitude of the high frequency signal.
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---|---|---|---|---|
JP2005324393A (en) * | 2004-05-13 | 2005-11-24 | Noritsu Koki Co Ltd | Image forming apparatus and method of setting up same |
JP2007286139A (en) * | 2006-04-13 | 2007-11-01 | Noritsu Koki Co Ltd | Laser exposure device |
-
2002
- 2002-10-03 JP JP2002291327A patent/JP2004122631A/en active Pending
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