(57)【要約】【課題】パルス幅変調を用いてレーザー光源を直接変調するに際し、主走査方向に沿った筋ムラの形成をなくし、画質を所望に維持することができるレーザー光変調装置を提供する。【解決手段】  画像形成を行うために、レーザー光源２０を直接変調することで光変調されたレーザー光を出力させるレーザー光変調装置であって、１画素を形成するための変調信号として、所定個数のパルス信号により構成される変調信号をレーザー光源に供給する変調信号発生回路３１と、出力されたレーザー光のビーム径を、レーザー光が走査される主走査方向と直交する副走査方向に延ばすシリンドリカルレンズ２３とを備えている。好ましくは、画像濃度に応じて、前記パルス信号の高さ、及び／又は、幅を変えた変調信号を供給する。好ましくは、１画素を形成するための変調信号は、供給される所定個数のパルス信号を所定量のオフセット信号と重畳した形で供給される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成を行うために、レーザー光源を直接変調することで光変調されたレーザー光を出力させるレーザー光変調装置であって、
１画素を形成するための変調信号として、所定個数のパルス信号により構成される変調信号をレーザー光源に供給する変調信号供給手段と、
出力されたレーザー光のビーム径を、レーザー光が走査される主走査方向と直交する副走査方向に延ばす補正光学手段とを備えていることを特徴とするレーザー光変調装置。
【請求項２】
前記変調信号供給手段は、画像濃度に応じて、前記パルス信号の高さ、及び／又は、幅を変えた変調信号を供給することを特徴とする請求項１に記載のレーザー光変調装置。
【請求項３】
１画素を形成するための変調信号は、供給される所定個数のパルス信号を所定量のオフセット信号と重畳した形で供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザー光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成を行うために、レーザー光源を直接変調することで光変調されたレーザー光を出力させるレーザー光変調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光変調されたレーザー光を走査することで画像形成を行う装置が知られており、例えば、画像データに基づいてレーザー光を写真感光材料に走査露光することで写真プリントを作成するレーザー露光装置が知られている。ここで、レーザー光を光変調する方法として、直接変調方式と外部変調方式の２つが知られている。外部変調方式は、レーザー光源からは一定の強度のレーザー光を出力させ、この出力されたレーザー光に対して外部から変調を行う方式であり、電気光学効果、音響光学効果、磁気光学効果などを利用して外部変調を行う。例えば、特許文献１に開示されるレーザー露光装置は、音響光学素子（ＡＯＭ）を利用した光変調を行っている。ただし、ＡＯＭ等を用いた外部変調方式は、そのための素子が別途必要になるため、スペース的にも大きくなるとともにコスト上昇の原因となる。
【０００３】
一方、直接変調では、変調信号の変化をそのままレーザー光源の強度変化に変調するものであり、外部変調方式のような変調を行うための素子が必要ないため、小型化やコストダウンの面では有利である。直接変調方式のレーザー露光装置としては、例えば、下記特許文献２，３に開示される装置が知られている。ここで、レーザー光を直接変調する場合には、画像データに合わせて強度変調をかける方式と、パルス幅変調をかける方式とがある。
【０００４】
強度変調をかける場合は、写真感光材料の感度に合わせてレーザー光の強度の最大値を設定する必要があるため、写真感光材料の種類を変えて画像形成を行おうとする場合に、写真感光材料の感度の差が大きいと、レーザー光の強度のダイナミックレンジを広く取る必要がある。そのため、レーザー光源や変調回路の部品に制限が多くなり、安価にレーザー露光装置を構成することが難しくなる。
【０００５】
一方、パルス幅変調を行う場合の問題点について、図６，７により説明する。図６（ａ）は、１画素分の変調信号を示している。（ｂ）は変調信号により光変調されたレーザー光のビームの形状を示し、（ｃ）は写真感光材料に形成される画素の様子を示す。パルス変調を行わない場合（１画素＝１パルス信号の場合）に、階調を表現するためには、１画素分のパルス幅を変えることで濃淡の表現が可能である。例えば、Ｓ１，Ｓ２は１画素を形成する場合の変調信号の違いを示し、パルス幅を異ならせている。この場合、形成されるビーム径の形状はＢ１，Ｂ２で示され、形成される画素の大きさは、Ｇ１，Ｇ２で示されている。濃度が薄い画素Ｇ２の場合は、隣接する画素との隙間が大きくなり、画質低下の要因となる。
【０００６】
そこで、１画素＝１パルスで形成するのではなく、１パルス分の信号をパルス幅変調し、変調信号Ｓ３に示すように、複数のパルス信号で構成する。これにより、個々のパルス信号により形成されるビーム径（Ｂ３参照）や画素の大きさ（Ｇ３参照）は小さくなるが、主走査方向における画素間の隙間を小さくすることができる。
【０００７】
しかしながら、単に複数個のパルス信号に分割した場合、図７で示されるような問題がある。図７には、主走査を繰り返し行うことで、二次元画像を順次形成していく様子が示されている。主走査ラインＬ１，Ｌ２、Ｌ３・・・・が示されており、主走査方向には画素が小さな隙間で形成されているが、副走査方向には、画素と画素の間に比較的大きな隙間が形成される。すなわち、 ラインＬ１とＬ２の間、ラインＬ２とＬ３の間、・・・には、画素間に隙間が形成されるため、主走査方向に沿った筋ムラが形成されることになり、画質低下の原因となる。
【特許文献１】特開２００１−２８１５７４号公報
【特許文献２】特開平６−６５５５号公報
【特許文献３】特開平２−２６９３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、パルス幅変調を用いてレーザー光源を直接変調するに際し、主走査方向に沿った筋ムラの形成をなくし、画質を所望に維持することができるレーザー光変調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明に係るレーザー光変調装置は、
画像形成を行うために、レーザー光源を直接変調することで光変調されたレーザー光を出力させるレーザー光変調装置であって、
１画素を形成するための変調信号として、所定個数のパルス信号により構成される変調信号をレーザー光源に供給する変調信号供給手段と、
出力されたレーザー光のビーム径を、レーザー光が走査される主走査方向と直交する副走査方向に延ばす補正光学手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
かかる構成によるレーザー光変調装置の作用・効果を説明する。レーザー光源を直接変調するための変調信号供給手段を設けており、１画素を形成するための変調信号として、所定個数のパルス信号により構成される変調信号をレーザー光源に供給する。また、レーザー光のビーム径を、副走査方向に延ばすための補正光学手段が設けられている。これにより、ビーム径は円形から楕円形、長円形等に延ばすことができ、副走査方向における隣接する画素間の隙間を解消することができる。その結果、パルス幅変調を用いてレーザー光源を直接変調するに際し、主走査方向に沿った筋ムラの形成をなくし、画質を所望に維持することができるレーザー光変調装置を提供することができる。
【００１１】
本発明に係る前記変調信号供給手段は、画像濃度に応じて、前記パルス信号の高さ、及び／又は、幅を変えた変調信号を供給することが好ましい。
【００１２】
形成しようとする画像濃度に応じて、パルス信号の高さや幅を変えることで階調表現をすることができる。高さや幅のみで対応してもよいし、高さと幅の両方を変更することで階調を変更することもできる。これにより、ダイナミックレンジを広く取ることができ、感度が異なる複数種類の感光材料に対しても、容易に対応することができる。
【００１３】
本発明において、１画素を形成するための変調信号は、供給される所定個数のパルス信号を所定量のオフセット信号と重畳した形で供給されることが好ましい。
【００１４】
図７で説明したように、主走査方向については、副走査方向に比べると、画素間の隙間は小さくなっている。しかし、隙間が全く形成されていないわけではなく、画素の大きさに応じた小さな隙間が形成される。従って、画質に対して影響を及ぼすこともある。そこで、オフセット信号を重畳させた形で所定個数のパルス信号を供給する。これにより、オフセットされた分の画像濃度の形成がされるので、主走査方向における画素間の隙間の問題を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係るレーザー光変調装置が用いられているレーザー露光装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、レーザー露光装置が組み込まれている写真処理装置の構成を示す模式図である。
【００１６】
＜写真処理装置の構成＞
この写真処理装置は、ネガフィルム等の写真フィルムに形成されたコマ画像を読み取り写真プリントを作成する機能を有する。また、メディア媒体に記憶されている画像データを読み取り写真プリントを作成する機能を有する。
【００１７】
フィルムスキャナー１は、現像済みの写真フィルムに形成されているコマ画像を読み取りデジタルデータ化する。メディア画像入力部２は、デジタルカメラの記憶媒体、ＭＯディスク、ＣＤ−Ｒ等に保存されている画像データを取り込む機能を有する。画像データ保存部３は、フィルムスキャナー１やメディア画像入力部２により取得した画像データを保存する。画像処理部４は、取得したオリジナルの画像データに画像処理を施して、写真プリントを作成するためのプリント用画像データを生成する。画像処理としては、色・濃度を適切にするための色・濃度の補正、赤目補正、逆光補正、画像の拡大処理、トリミング等がある。画像処理された画像データは、画像転送部５を介して、後述のレーザー露光装置８へと転送される。
【００１８】
ペーパーマガジン６は、ペーパー（写真感光材料）がロールＲの形態で収容されている。ペーパーマガジン６から引き出されたペーパーは、所定の搬送経路に沿って搬送される。ペーパーカッター７は、引き出されたペーパーを所定のプリントサイズに切断する。切断されたペーパーは、レーザー露光装置８へと搬送機構により搬送される。レーザー露光装置８は、レーザーエンジン９と、ペーパーを一定速度で搬送させるための露光搬送ローラ１０を備えている。レーザーエンジン９は、画像転送部５から転送されてきた画像データに基づいてレーザー光により走査露光を行い、ペーパーの乳剤面に画像を露光形成させる。
【００１９】
画像が焼付露光されたペーパーは、現像処理部１１及び乾燥処理部１２で夫々、現像処理と乾燥処理が施された後、装置外部に写真プリントとして排出される。
【００２０】
＜レーザー露光装置及びレーザー光変調装置の構成＞
次に、レーザー露光装置８及びレーザー光変調装置の構成を図２により説明する。遮光された筐体の適所に、３原色用の３個のレーザー光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂが設けられている。レーザー光源２０Ｒは、例えば波長６８０ｎｍのＲ(赤色)のレーザ光を射出する半導体レーザ(ＬＤ)で構成されている。レーザー光源２０Ｇは、半導体レーザと半導体レーザから射出されたレーザ光を例えば波長５３２ｎｍのＧ(緑色)のレーザ光に変換する第２高調波発生器(ＳＨＧ)とで構成されている。レーザー光源２０Ｂは、半導体レーザと半導体レーザから射出されたレーザ光を例えば４７３ｎｍのＢ(青色)のレーザ光に変換する第２高調波発生器(ＳＨＧ)とで構成されている。
【００２１】
各レーザー光源２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの出力側には、各レーザー光を合波するための合波光学系が設けられている。この合波光学系を構成するミラー２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、反射ミラー２２、シリンドリカルレンズ２３、及び図中のＡ方向に回転して入射レーザ光を所定範囲でＢ方向に走査（主走査）させるポリゴンミラー２４とが順に配置されている。
【００２２】
ミラー２１Ｒは全反射ミラー、ミラー２１Ｇ、２１Ｂはハーフミラーであって、上記配置はレーザー光源２０Ｒから射出されるレーザ光をミラー２１Ｒで全反射させ、レーザー光源２０Ｇから射出されるレーザ光とミラー２１Ｇで合波した後、さらにレーザー光源２０Ｂから射出されるレーザ光とミラー２１Ｂで合波することにより、３色のレーザ光を合波する。
【００２３】
ポリゴンミラー２４の射出側には、ｆθレンズ２５が配置されている。ポリゴンミラー２４は矢印Ａ方向に回転しており、この回転により主走査方向(Ｂ方向)に走査されたレーザ光はｆθレンズ２５を経て、副走査方向（紙面に垂直な方向）に搬送中のペーパーＰに照射され、このペーパーＰを露光するようになっている。さらに、ｆθレンズ２５の射出側であって、画像露光領域の直ぐ上流側にはミラー２６が配設され、かつミラー２６からの反射光を受光する受光素子からなる同期センサ２７が配設されている。同期センサ２７はＲ、Ｇ、Ｂの各レーザ光を受光する３個の受光素子を配設して構成されている。受光素子は対応する色のレーザ光を検出すると検出信号をレーザー駆動回路３０に出力する。
【００２４】
次に、レーザー駆動回路３０の構成について説明する。変調信号発生回路３１（変調信号供給手段に相当）は、各レーザー光源２０に対して供給すべき変調信号を発生する機能を有する。パルス信号発生回路３２は、変調信号の元になるパルス信号を生成する。具体的には、図６のＳ１で示されるような信号を生成し、これを元に変調信号を生成する。変調信号発生回路３１は、画像転送部５から転送されてきた画像データ信号に基づいて、ペーパー表面に所望の画像濃度が形成されるような変調信号を生成する。
【００２５】
同期信号発生回路３３は、同期センサ２７からの検出信号を受けて、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のレーザー光源２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを適切なタイミングで制御する。カラー画像を形成するために、画像転送部５からは、Ｒ，Ｇ，Ｂの夫々の画像データが転送されてくるが、これら各色の画像データに基づいて光変調された各色のレーザー光が適切にペーパー乳剤面上で重ねられるようにタイミングを制御する。制御部３４は、この同期信号発生回路３３からの同期信号に基づいて、変調信号発生回路３１により生成された各色の変調信号を適切なタイミングで送り出すように制御する。変調信号は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色ごとに別々に生成される。光源駆動制御部３５は、変調信号発生回路３１により生成された変調信号が送信されてくると、この変調信号に基づいて、各レーザー光源２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを個別にＯＮ／ＯＦＦ駆動制御する。これにより、各レーザー光源２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが直接変調されることになる。
【００２６】
＜変調信号について＞
次に、本発明における変調信号について説明する。図３（ａ）において、信号Ｓ１は、１画素形成分のパルス信号を示している。これをパルス幅変調すると、信号Ｓ３に示されるように、所定個数（複数であり図例では５個）のパルス信号となる。パルス幅変調を行う場合のパルスの個数は、適宜設定できるものである。パルス信号の高さｙと、全パルスの幅ｘを変えることにより、形成される画素の濃度（階調）を変更することができる。つまり、画像データの値により、ｘ及びｙの値を決定すればよい。ｘのみ、ｙのみを変更してもよいし、ｘとｙの両方を変えてもよい。ちなみに、ｘを変更すると、個々のパルス信号の幅も小さくなる。感度の異なる種々のペーパーを使用できるようにするためには、ペーパーを照射するレーザー光の強度のダイナミックレンジを広くする必要があるが、上記のように対応することで、ダイナミックレンジを広くすることができる。
【００２７】
パルス信号Ｓ３を用いてペーパーを露光した場合は、（ｂ）に示すような円形の画素が形成され、図７で説明したように、主走査方向に沿った筋ムラが発生する。そこで、本発明では、シリンドリカルレンズ２３により、ビーム径を副走査方向に延ばすように変形させている。すなわち、シリンドリカルレンズ２３は、補正光学手段として機能し、円形のビームは図３（ｃ）に図番Ｈで示すように、長円形あるいは楕円形となり、副走査方向に沿って細長く成形されている。
【００２８】
図４は、上記のように副走査方向に延ばされたビーム径を有するレーザー光を用いて画像露光を行った場合の様子を示している。従来技術の図７と比較してもわかるように、副走査方向における隙間がなくなり、筋ムラが発生するという問題が解消される。シリンドリカルレンズ２３は、かかる機能を有しているため、必ずしも図２に示す位置に配置されている必要はなく、レーザー光源２０からペーパーＰに至るまでの適宜の個所に配置させればよい。
【００２９】
別の実施形態を図５により説明する。図３では、単純に複数のパルス信号に分けていたが、図５（ａ）に示すように、オフセット信号Ｏｆを重畳させている。図２に示すように、オフセット信号発生回路３６により、所定量のオフセット信号を付加する。なお、オフセット量は、パルス信号の高さｙに応じて変更することが好ましい。例えば、ｙに対して所定の比率となるようにすることが好ましい。オフセットをさせるのは、パルス信号が存在する部分のみであり、パルス信号が存在しないところはオフセットを付与しない。
【００３０】
図５（ｂ）は、変調されたレーザー光の強度分布を示し、（ｃ）はペーパーに形成される画像濃度をあらわす。個々のパルス信号による画像濃度の形成の他、オフセット分による画像形成も行われる。これにより、主走査方向における画素間のわずかな隙間についても、画像濃度が形成されるので、解消される。従って、よりすぐれた画質の画像を形成することができる。
【００３１】
＜別実施形態＞
レーザーエンジン９の構成は、図２に示すものに限定されるものではなく、種々の変形例が考えられる。例えば、光学系の構成（光路の配置）は、種々の変形例が考えられる。レーザー光源２０についても、半導体レーザーやＳＨＧで説明したが、特定のタイプの光源に限定されるものではない。また、どの色のレーザー光源にどのタイプの光源を使用するかについても限定されるものではない。
【００３２】
本発明に係る直接変調の方式は、３色のすべてのレーザー光源に対して適用されなくてもよく、３色のうちの１色あるいは２色についてのみ適用してもよい。あるいは、直接変調を行い易いタイプのレーザー光源（例えば、半導体レーザー）のみに本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】写真処理装置の構成を示す模式図
【図２】レーザー露光装置の構成を示す模式図
【図３】レーザー光の変調を説明する図
【図４】図３に示すレーザー光により形成される画像を説明する図
【図５】レーザー光の変調の別実施形態を示す図
【図６】従来技術に係るレーザー光の変調を示す図
【図７】従来技術に係るレーザー光により形成される画像を説明する図
【符号の説明】
【００３４】
８        レーザー露光装置
９        レーザーエンジン
２０      レーザー光源
２１      ミラー
２２      反射ミラー
２３      シリンドリカルレンズ
２４      ポリゴンミラー
２５      ｆθレンズ
３０      レーザー駆動回路
３１      変調信号発生回路
３２      パルス信号発生回路
３３      同期信号発生回路
３４      制御部
３５      光源駆動制御部
３６      オフセット信号発生回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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