JP2828695B2

JP2828695B2 - 画像記録装置

Info

Publication number: JP2828695B2
Application number: JP1273091A
Authority: JP
Inventors: 倫久高田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1998-11-25
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JPH03135269A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、画像記録装置に関する。詳しくは、温度変
化による記録材料の感度変化を補償することのできる画
像記録装置に関する。

＜従来の技術＞主走査方向に反射・偏向した光ビームによって、副走
査方向に搬送される記録材料を２次元的に走査して画像
記録を行なう画像記録装置が印刷製版装置、複写装置等
の各種の用途に適用されている。

このような画像記録装置は、半導体レーザ、ガスレー
ザ等の光源より射出された、画像情報を担持する光ビー
ムを、レゾナントスキャナ、ガルバノメータミラー等の
光偏向器によって主走査方向に反射・偏向し、この光ビ
ームによって、主走査方向と略直交する副走査方向に一
定の速度で搬送される記録材料を２次元的に走査して露
光し、画像記録を行なう。

つまり、このような画像記録装置においては、画像情
報に応じて光ビームの周波数または強度を変調、あるい
は光ビームをon/offして、光ビームを２次元的に記録材
料に照射してこれを露光し、画像記録を行なう。

従って、画像濃度等を正確に再現した、良好な画像記
録を行なうためには、画像情報に応じた正確な露光量で
記録材料を露光する必要がある。

＜発明が解決しようとする課題＞ところで、このような画像記録装置に通常適用される
記録材料は、一般的にその感度に温度依存性を有するも
のである。

つまり、通常の記録材料は高温になると感度が上昇す
る傾向を有し、例えば網点画像を記録した際において
は、使用環境温度が10℃の場合と30℃の場合とでは、通
常、網点面積率が２％程度変化してしまい、同じ露光量
で画像を記録しても、得られた画像の濃度に差が生じて
しまう。特に、半導体レーザ等の赤外光領域に感度を有
する記録材料（以下、赤外記録材料とする）においては
この傾向が強い。

そのため、従来の画像記録装置、特に赤外記録材料を
適用する画像記録装置においては、画像情報に応じた正
確な露光量で画像記録を行なっても、使用環境の温度に
よって形成される画像の濃度が異なったものとなってし
まい、高精細画像には問題となっている。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決するこ
とにあり、広い温度範囲で画像記録を行なった際におい
ても、濃度変化、例えば網点画像においては網点面積変
動率の少ない画像記録を行なうことができる画像記録装
置を提供することにある。

＜課題を解決するための手段＞前記目的を達成するために、本発明は、主走査方向に
偏向した光ビームで、前記主走査方向と略直交する副走
査方向に移動する記録材料に２次元的に画像記録を行な
う画像記録装置であって、前記記録材料として感度に温度依存性がある記録材料
を適用し、赤外領域の波長の光ビームを射出する光源と、前記光ビームを主走査方向に偏向する光偏向器と、前記記録材料の温度変化に対する感度の変動を補償す
るように、前記光偏向器によって主走査方向に偏向され
る光ビームの主走査速度を調整する調整手段とを有する
ことを特徴とする画像記録装置を提供する。

前記光偏向器は、ミラーを揺動させて反射光ビームを
偏向する光偏向器であり、前記調整手段は、前記ミラー
揺動型光偏向器の前記揺動ミラーの最大振角を調整する
ことにより、前記光ビームの主走査速度を調整するのが
好ましい。

また、前記光偏向器は、共振型光偏向器であり、前記
調整手段は、前記共振型光偏向器の揺動ミラーの最大振
角を調整することにより、前記光ビームの主走査速度を
調整するのが好ましい。

さらに、前記光偏向器は、ガルバノメータミラーであ
り、前記調整手段は、前記ガルバノメータミラーの最大
振角または揺動周波数のいずれか一方を調整することに
より、前記光ビームの主走査速度を調整するものである
ことができるし、また、前記光偏向器は、ポリゴンミラ
ーであり、前記調整手段は、前記ポリゴンミラーの回転
速度を調整することにより、前記光ビームの主走査速度
を調整するとともに、前記記録材料の副走査方向の移動
速度を調整するものであることもできる。

＜発明の作用＞本発明の画像記録装置は、温度変化による記録材料の
感度変化に応じて、光偏向器の走査速度を調整する調整
手段を有するものである。

つまり、画像記録装置の使用環境温度に応じて、温度
が高くなり記録材料の感度が向上した際には、光ビーム
の走査速度を速くして露光量を低下することにより、逆
に、温度が低くなった際には、走査速度を低下させて露
光量を増大させることにより、画像記録装置の使用環境
温度によらず、常に所望する画像濃度の、例えば網点画
像であれば網点面積変動率の少ない、良好な画像記録を
行なうことができる。

従って、本発明の画像記録装置は、特にその使用環境
の温度制限をする必要がなく、広い温度範囲での使用が
可能で、各種の用途に好適に適用することができる。

＜実施態様＞以下、本発明に係る画像記録装置について、添付の図
面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。

第１図に、本発明の画像記録装置の好適な一実施例の
概略図が示される。

第１図に示される画像記録装置10は、ラスタースキャ
ンを適用する、網点の文字・線画像記録装置であって、
基本的に、赤外領域の波長の記録用レーザービーム12a
（以下、記録ビーム12aとする）を射出する記録ユニッ
ト12と、格子用レーザービーム14a（以下、格子ビーム1
4aとする）を射出する格子ユニット14と、光偏向器であ
るレゾナントスキャナ16と、ｆθレンズ18と、記録材料
Ａを所定の位置に保持するための露光ドラム20と、露光
ドラム20と共に記録材料Ａを挟持搬送するニップローラ
22および24と、格子ビーム14aを所定の方向に反射する
長尺ミラー26と、画像同期信号発生手段である格子28お
よび集光バー30とから構成されるものである。

また、本発明の画像記録装置10に適用される記録材料
Ａは、赤外領域に感度を有し、また、感度に温度依存性
を有するものである。

このような画像記録装置10においては、各光ビームユ
ニットより射出された記録ビーム12aおよび格子ビーム1
4aは、レゾナントスキャナ16によって矢印ａで示される
主走査方向に反射・偏向され、次いでｆθレンズ18によ
って記録材料Ａ上において所定のビームスポットとなる
ように調整され、記録ビーム12aは、露光ドラム20とニ
ップローラ22および24とによって矢印ｂで示される副走
査方向に挟持搬送される記録材料Ａ上に結像し、これを
２次元的に走査露光して画像を記録する。

一方、格子ビーム14aは長尺ミラー26に反射されて格
子28を走査し、記録ビーム12aの位置検出信号、つまり
画像同期信号とされる。

基本的に以上のような構成を有する本発明の画像記録
装置10は、使用環境温度による記録材料Ａの感度変化を
補償し、どのような使用環境温度においても、濃度変動
の少ない、つまり網点面積率の変化の少ない画像記録を
行なうための、レゾナントスキャナ16の走査速度の調整
手段を有する。

記録材料は通常、使用環境温度の上昇と共に感度も上
昇する温度依存性を有するものであり、本発明で適用す
る、赤外領域に感度を有する記録材料Ａは特にこの傾向
が高い。

本発明の画像記録装置10は、使用環境温度の変化に応
じて記録ビーム12aの走査速度を調整して、露光量を調
整させることにより、いかなる温度条件下においてもほ
ぼ一定の網点面積率を得ることを可能としたものであ
る。

図示例の装置においては、この記録ビーム12aの走査
速度の調整を、光ビーム主走査の周波数を一定としたま
ま、レゾナントスキャナ16（レゾナントスキャナ16のミ
ラー34）の最大振角を調整することにより行なう。つま
り、例えば使用環境温度が上昇した場合には、最大振角
を大きくすることによって、記録ビーム12aの主走査速
度を増大して露光量を低下することにより、記録材料Ａ
の感度上昇に対応して、網点面積率を一定とするもので
ある。

なお、最大振角を調整することによって走査速度を調
整すると、走査線の全域に亘って均一に速度が変化する
のではなく、走査速度の変化率は振角が大きい位置であ
るほど高くなる。

つまり、レゾナントスキャナ16の振角をθ、最大振角
をθ_max、角振動数をωとした際に、振角θは θ＝θ_maxsinωｔであり、走査速度ｖはとなる。従って、が得られる。

ここで、例えば最大振角θ_maxが24゜で、画像記録領
域が20゜であった際には、となり、振角０゜の位置と、20゜の位置とでは、20゜の
位置の方が、走査速度の変化率が3.27倍大きくなり、す
べての領域で、走査速度の変化率を一定にすることはで
きない。

しかしながら、本発明者の検討によれば、この変化率
をの範囲内に調整することにより、記録材料Ａの使用環境
温度の変化による感度変化をある程度補償することがで
き、網点面積率の変動を１％程度以下にすることが可能
である。

記録ユニット12は、記録ビーム12aを射出するもの
で、記録用光ビームを射出する半導体レーザーと、この
半導体レーザーから射出されたレーザービームを整形す
るコリメータレンズとが一体的にユニット化されて構成
されるものである。なお。本発明においては、この記録
ビーム12aの光源は赤外領域の波長を有する光ビームを
射出可能なものであれば半導体レーザに限定されるもの
ではなく、LED等各種のものが適用可能である。

一方、格子ユニット14は格子ビーム14aを射出するも
ので、基本的に前述の記録ユニット12と同様の構成を有
し、格子走査用光ビーム光源としての半導体レーザー
と、この半導体レーザーから射出されたレーザービーム
を整形するコリメータレンズとが一体的にユニット化さ
れて構成される。

それぞれの光ビームユニットより射出された記録ビー
ム12aおよび格子ビーム14aは、次いで、レゾナントスキ
ャナ16に入射して、矢印ａで示される主走査方向に反射
・偏向される。

本発明の画像記録装置10は、使用環境温度の変化によ
る記録材料Ａの感度の変化を補償するための、記録ビー
ム12aの走査速度の調整手段を有するものであり、前述
のように、図示例の装置においては、使用環境温度の変
化に応じて、このレゾナントスキャナ16の最大振角を調
整することによって走査速度の調整を行なう。

第２図に、このレゾナントスキャナ16の概略図が示さ
れる。

第２図に示されるようにレゾナントスキャナ16には制
御回路32が接続され、その駆動が制御される。

このようなレゾナントスキャナ16において、各光ビー
ム（記録ビーム12aおよび格子ビーム14a）反射用のミラ
ー34は、ロータ36に固定されている。このロータ36に
は、板バネ38と40、および板バネ42と44がそれぞれ十字
型を成すように固定され、各板バネはハウジング46に固
定され、ロータ36を支持する。

さらに、ロータ36の図中右側には固定部材48を介して
円柱状のマグネット50が固定される。また、マグネット
50はヘッド52にわずかな間隙をもって挿入される。

ここで、図示例のレゾナントスキャナ16においては、
記録ビーム12aの走査速度の調整手段を構成するため
に、このマグネット50は温度の上昇と共に磁束密度が低
下する特性を有するものである。このマグネット50の作
用については後に詳述する。

ヘッド52には、第３図に概念的に示されるようにドラ
イブコイル54およびピックアップコイル56が配置され、
マグネット50およびドライブコイル54でレゾナントスキ
ャナ16を駆動するモータを形成する。

このようなレゾナントスキャナ16は、ドライブコイル
54に交流電流を流すことにより、つまり、マグネット50
とドライブコイル54とからなるモータによってマグネッ
ト50を矢印ｃ方向に回動させ、板バネ38と40および板バ
ネ42と44と、ミラー34を含むロータ36からなる系とを共
振状態としてロータ36を大きく揺動させて、ミラー34を
矢印ｄ方向に揺動させて光ビームを主走査方向に反射・
偏向するものである。

また、マグネット50の回動による磁束密度の変化で生
じるピックアップコイル56の誘導起電力を検出すること
により、ミラー34の振角が検出される。

このような、レゾナントスキャナ16のドライブコイル
54およびピックアップコイル56には制御回路32が接続さ
れ、レゾナントスキャナ16の駆動が制御される。

ピックアップコイル56は、波形整形器58に接続され、
ピックアップコイル56からの出力が波形整形されて、ピ
ックアップコイル出力アンプ60に送られる。このピック
アップコイル出力アンプ60はピークホールド回路62およ
び位相補償回路64に接続される。

レゾナントスキャナ16のミラー34の最大振角を調整す
るための基準電圧（リファレンス電圧）66は、このピー
クホール回路62によって検出されたピーク電圧値（モー
タの振幅、すなわちミラー34の最大振角に相当）と比較
され、その差がPIDコトローラ68に送られる。

この電圧値は、PIDコントローラ68によって、レゾナ
ントスキャナ16の振角補正量の電圧値にPID演算され、
次いで乗算器70におくられる。

一方、ピックアップコイル出力アンプ60から位相補償
回路64に送られたピックアップ出力電圧信号は、波型整
形や増幅等による位相のズレが補償され、乗算器70に送
られる。

乗算器70において、位相補償されたピックアップ出力
信号は、PIDコントローラ68からの振角正電圧値を掛け
合わせられて、適正な最大振角のドライブ電流を得るこ
とができる出力電流として出力アンプ72に送られ、出力
アンプ72により増幅されて、適正な最大振角のドライブ
電流がドライブコイル54に加えられる。

ここで、画像記録装置10は、使用環境温度に応じてレ
ゾナントスキャナ16の最大振角を調整して、光ビームの
走査速度を調整し、記録材料Ａの感度の温度依存性を補
償するものであり、そのために、マグネット50として磁
束密度に温度依存性を有するものを適用する。

つまり、図示例の装置においては、マグネット50とし
て温度の上昇と共に磁束密度が低下するものを適用する
ことにより、温度変化に応じてピックアップコイル56の
誘導起電圧を変化させ、ミラー34の最大振角を温度変化
に応じて変化させる。

前述のように、この制御回路32においては、ピックア
ップコイル出力アンプ60から送られたピックアップコイ
ル56の誘導起電圧の最大値と、基準電圧66とを比較する
ことによりドライブコイル54に加えるドライブ電流の振
角補正量を設定する。

ここで、マグネット50として前述のような特性を有す
るものを用いた際には、マグネット50の回動角が一定で
あっても、温度上昇と共にピックアップコイル56に生じ
る誘導起電圧が低下する。つまり、ミラー34の最大振角
が一定であったとしても、ピックアップコイル56に生
じ、ピークホールド回路62によって検出される誘導起電
圧の最大値は低下、すなわち最大振角が小さくなった状
態と同様になり、基準電圧66との差が大きくなる。

従って、PIDコントローラ68によってPID演算される振
角補正量の電圧値は、温度の上昇と共にミラー34の最大
振角を大きくするような値となり、レゾナントスキャナ
16のミラー34の最大振角を温度上昇と共に大きくするこ
とができる。

ここで、レゾナントスキャナ16による光ビーム走査の
周波数は一定であるので、温度の上昇と共にミラー34の
最大振角を大きくすることにより光ビームの走査速度を
温度上昇と共に速くすることができ、露光量を調整して
記録材料Ａの感度の温度依存性を補償することができ
る。

このようなマグネット50の温度依存特性は、適用する
記録材料Ａやレゾナントスキャナ16に応じて、記録材料
Ａの感度の温度依存性を好適に補償することが可能なも
のを適宜選択すればよいが、通常、例えば、磁束密度で
−0.05％／℃程度の温度依存性を有するものが適用され
る。

このような温度依存性を有する磁石としては、具体的
には、ネオジウム−ボロン系の磁石、サマリウム−コバ
ルト系の磁石に整磁材料としてMS材を接着したもの等が
好適に例示される。

第４図に、本発明の画像記録装置10に適用可能な、使
用温度の変化に応じてミラー34の振角を調整することに
より、光ビームの走査速度の調整を行なう調整手段を有
するレゾナントスキャナの別の例が示される。

第４図に示されるレゾナントスキャナ74は、駆動モー
タのマグネット76として通常の永久磁石を用い、別途温
度センサ78を設け、使用環境の温度を検出して、この結
果をフィードバックすることにより最大振角を調整する
ものである。

ここで、レゾナントスキャナ74は、マグネット76とし
て普通の永久磁石を用いる点、温度センサ78を有する
点、および制御回路80に温度センサ78からの信号の処理
系を有する以外は基本的に前述のレゾナントスキャナ16
と同様であるので、同じ部材には同じ番号を付し、その
説明は省略する。

レゾナントスキャナ74において、温度センサ78によっ
て検出された温度の出力信号は、温度センサ出力アンプ
82によって増幅され、温度係数調整回路84に送られる。

温度センサの出力信号は、この温度係数調整回路84に
おいて記録材料Ａの温度依存性およびマグネット76の温
度依存性に応じて設定された補正係数に応じて調整さ
れ、ピークホールド回路62によって検出されたピーク電
圧値と共に、基準電圧66と比較され、その差がPIDコン
トローラ68に送られて、レゾナントスキャナ74の振角補
正量の電圧値にPID演算され、次いで乗算器70におくら
れる。

第４図に示されるレゾナントスキャナ74は、このよう
にして、温度センサ78の検出結果をフィードバックする
ことにより、前述のレゾナントスキャナ16と同様に最大
振角を調整し、使用環境温度に応じて光ビームの走査速
度を調整するものである。

温度センサ78の設置位置としては記録材料Ａの副走査
搬送手段の近辺が好適であるが、特に限定はなく、例え
ばレゾナントスキャナ74のハウジング46等、画像記録装
置10の構成に応じて適宜決定すればよい。

本発明に適用可能な振角を調整可能なレゾナントスキ
ャナとしては、上述のものの他に、さらに制御回路32に
おいて、出力に温度依存性を有する素子を適用すること
により、最大振角を調整し、走査速度を調整するもので
あってもよい。

レゾナントスキャナ16によって走査速度を調整されて
反射・偏向された各光ビームは、次いでｆθレンズ18に
入射し、所定の位置に所定のビームスポット形状で結像
するように調整される。

ｆθレンズ18を通過した格子ビーム14aは長尺ミラー2
6によって上方に反射され、格子28を走査する。

格子28を通過した格子ビーム14aは、集光バー30によ
って集光され、その光量がフォトマルチプライヤー等の
光検出器86によって測光され、電気信号に変換される。

格子28に入射した格子ビーム14aは、記録材料Ａを走
査する記録ビーム12aと全く同様にレゾナントスキャナ1
6によって矢印ｃで示される主走査方向に反射・偏向さ
れたものである。従って、格子ビーム14aによる格子28
の走査に応じた周期的な光量変化より得られた電気信号
より、記録ビーム12aの正確な位置を検出するための同
期信号を得ることができ、この同期信号より記録材料Ａ
上における記録ビーム12aの主走査をより高精度のもの
とすることができる。

一方、ｆθレンズ18を通過した記録ビーム12aは、露
光ドラム20とニップローラ22および24とによって所定の
画像記録位置に保持されつつ、矢印ｂで示される副走査
方向に挟持搬送される記録材料Ａ上に結像して、記録材
料Ａを２次元的に走査露光して画像を記録する。

上述の画像記録装置10は、光偏向器としてレゾナント
スキャナ16（レゾナントスキャナ74）を適用し、主走査
の周波数を一定として最大振角を調整することにより、
温度に応じて光ビームの主走査速度を調整するものであ
ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、たと
えば光偏向器にガルバノメータミラーを用い、同様に周
波数を一定として最大振角を調整することにより、温度
変化に応じて主走査速度を調整し、記録材料Ａの温度に
よる感度変化を補償する構成としてもよい。

さらに、光偏向器としてガルバノメータミラーを用い
た際にはその揺動の周波数を調整することにより、ま
た、光偏向器としてポリゴンミラーを用いた際には回転
速度を調整することにより、それぞれ温度変化に応じて
走査速度を調整して、記録材料Ａの温度による感度変化
を補償する構成としてもよい。ただし、この場合には、
主走査の周期が温度に応じて変化するので、副走査搬送
速度もこれに応じて変更する必要がある。

以上、本発明に係る画像記録装置について添付の図面
に示される好適実施例を基に詳細に説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更
しない範囲において、各種の変更および改良が可能であ
るのはもちろんのことである。

＜発明の効果＞以上詳細に説明したように、本発明の画像記録装置
は、温度変化による記録材料の感度変化に応じて、光偏
向器の走査速度を調整する調整手段を有し、例えば、画
像記録装置の使用環境温度に応じて、温度が高くなり記
録材料の感度が増大した際には、光ビームの走査速度を
増大することによって露光量を低下することにより、画
像記録装置の使用環境温度によらず、常に所望する画像
濃度の、例えば網点画像であれば網点面積変動率の少な
い、良好な画像記録を行なうことができる。

従って、本発明の画像記録装置は、特にその使用環境
温度を限定する必要がなく、広い温度範囲での適用が可
能で、各種の用途に好適に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像記録装置の一例の概略斜視
図である。第２図は、第１図に示される画像記録装置に適用される
レゾナントスキャナの概念図である。第３図は、第２図に示されるレゾナントスキャナのヘッ
ド部を概念的に示す図である。第４図は、第１図に示される画像記録装置に適用可能な
レゾナントスキャナの別の例の概念図である。符号の説明 10……画像記録装置、 12……記録ユニット、 12a……記録用レーザビーム、 14……格子ユニット、 14a……格子用レーザビーム、 16,74……レゾナントスキャナ、 18……ｆθレンズ、 20……露光ドラム、 22,24……ニップローラ、 26……長尺ミラー、 28……格子、 30……集光バー、 32,80……制御回路、 34……ミラー、 36……ロータ、 38,40,42,44……板バネ、 46……ハウジング、 48……部材、 50,76……マグネット、 52……ヘッド、 54……ドライブコイル、 56……ピックアップコイル、 58……波形整形器 60……ピックアップコイル出力アンプ、 62……ピークホールド回路、 64……位相補償回路、 66……基準電圧、 68……PIDコントローラ、 70……乗算器、 72……出力アンプ、 78……温度センサ、 82……温度センサ出力アンプ、 84……温度係数調整回路、Ａ……記録材料

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/44 G03G 15/04 G02B 26/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主走査方向に偏向した光ビームで、前記主
走査方向と略直交する副走査方向に移動する記録材料に
２次元的に画像記録を行なう画像記録装置であって、前記記録材料として感度に温度依存性がある記録材料を
適用し、赤外領域の波長の光ビームを射出する光源と、前記光ビームを主走査方向に偏向する光偏向器と、前記記録材料の温度変化に対する感度の変動を補償する
ように、前記光偏向器によって主走査方向に偏向される
光ビームの主走査速度を調整する調整手段とを有するこ
とを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】前記光偏向器は、ミラーを揺動させて反射
光ビームを偏向する光偏向器であり、前記調整手段は、
前記ミラー揺動型光偏向器の前記揺動ミラーの最大振角
を調整することにより、前記光ビームの主走査速度を調
整する請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項３】前記光偏向器は、共振型光偏向器であり、
前記調整手段は、前記共振型光偏向器の揺動ミラーの最
大振角を調整することにより、前記光ビームの主走査速
度を調整する請求項１または２に記載の画像記録装置。
【請求項４】前記光偏向器は、ガルバノメータミラーで
あり、前記調整手段は、前記ガルバノメータミラーの最
大振角または揺動周波数のいずれか一方を調整すること
により、前記光ビームの主走査速度を調整する請求項１
に記載の画像記録装置。
【請求項５】前記光偏向器は、ポリゴンミラーであり、
前記調整手段は、前記ポリゴンミラーの回転速度を調整
することにより、前記光ビームの主走査速度を調整する
とともに、前記記録材料の副走査方向の移動速度を調整
する請求項１に記載の画像記録装置。