JPH02103514A - 画像走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像走査装置に関し、−層詳細には、半導体レ
ーザから導出されるレーザ光を感光材料等の画像記録担
体に照射する際、自然放出成分を除去してレーザ発振成
分のみを前記画像記録担体に照射し、これによって画像
記録担体上でビームが拡散することを阻止して品質に優
れた画像読取および／または記録を可能に構成した画像
走査装置に関する。

［発明の背景］ 近年、レーザ技術の向上に伴い安定した高出力レーザ光
を得ることの出来る半導体レーザが開発され、種々のシ
ステムに適用されている。

例えば、印刷、製版の分野では、原稿に担持された画像
情報を電気的に処理し、その電気信号を前記半導体レー
ザによって光信号に変換し、走査光学系を介して記録担
体上に再生する画像走査読取記録システムが広範に用い
られている。

ところで、半導体レーザから得られるレーザ光は発数光
であるため、この半導体レーザを用いて画像情報等の記
録を行うには集光光学系が必要である。そこで、例えば
、第１図に示すように、半導体レーザであるレーザダイ
オード２から射出されたレーザ光りはコリメータレンズ
４により一旦平行光束とされた後、ｆθレンズ６によっ
て光軸８上の走査面Ｓ上に集光される。

ここで、レーザ光りの波長をλ、コリメータレンズ４に
より平行光束とされた前記レーザ光りの直径をり、ｆθ
レンズ６と走査面Ｓとの距離を１とすると前記走査面Ｓ
におけるレーザ光りの直径ｄは から求めることが出来る。

然しなから、この場合、（１）式がら算出される直径ｄ
は理論的な最小値であり、種々の因子により前記直径ｄ
の値が変動することになる。特に、レーザ光りの波長λ
が可視光域（例えば、６７０ｎｍ〜６８０ｎｍ）にある
レーザダイオード２では自然放出成分（インコヒーレン
ト光）が発生して前記レーザ光りの集光時の直径ｄが理
論値よりも大きくなってしまう。

すなわち、第２図ａ＃よびｂに可視光域（６７０ｎｍ　
〜６８（ｌｎｍ）のレーザ光り、を導出するレーデダイ
オード２ａと視外光域（８３０ｎｍ〜７５０ｎｍ）のレ
ーザ光しわを導出するレーザダイオード２ｂとにおける
供給電流と発光量との間係を示す。

図から諒解されるように、レーザダイオード２ｂではコ
ヒーレント光であるレーザ光り、のみが射出されている
のに対し、レーザダイオード２ａからは自然放出成分Ｎ
が発生している。

従って、レーザダイオード２ａにおいて、インコヒーレ
ント光である前記自然放出成分Ｎによりレーザ光Ｌａの
直径ｄが理論値よりも拡大し、走査面Ｓ上で前記レーザ
光Ｌ６が正確に集光しない虞がある。この結果、例えば
、走査面Ｓに記録担体を配置して画像再生作業を行おう
としても、画像のぼけ等が発生してこの記録担体上に高
品質な画像を形成することが出来ないという不都合が露
呈している。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、半導体レーザから導出されるレーザ発振成分が
直線偏光であることに着目し、レーザ光の光路上に偏光
フィルタや偏光ビームスプリッタ等の光学素子を配設し
、前記光学素子によりインコヒーレント光である自然放
出成分を除去して前記レーザ発振成分のみを記録担体上
に照射するよう構成し、これによってビーム径の拡大を
阻止して前記記録担体上に走査ビームを確実に集光させ
ることが出来、高品質な画像の読取および／または記録
作業を遂行可能とした簡単な構成からなる画像走査装置
を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は半導体レーザか
ら導出されるレーザ光を記録担体上に主走査しながら前
記記録担体を前記主走査方向に略直交する方向に副走査
搬送して走査する画像走査装置であって、前記レーザ光
の光路上にレーザ発振成分と自然放出成分とに対し透過
率あるいは反射率の異なる光学素子を配設し、前記光学
素子を介して前記レーザ発振成分のみを記録担体上に導
くよう構成することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る画像走査装置について好適な実施態
様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

第３図において、参照符号１０は本実施態様に係る画像
走査装置を示す。前記画像走査装置１０は制御回路１２
に駆動制御されレーザ光り３、Ｌ２およびＬ３を出力す
る半導体レーザである第１のレーザダイオード１４ａ乃
至第３のレーザダイオード１４ｃを含む。この場合、レ
ーザ光Ｌ＋の波長は８３０ｎｍ、レーザ光Ｌ２の波長は
７５０ｎｍおよびレーザ光Ｌ３の波長は６７０ｎｍに選
択される。

第ル−ザダイオード１４ａのレーザ光導出側にはレーザ
光Ｌ１を平行光束とするコリメータレンズ１６ａが配設
されると共に、前記コリメータレンズ１６ａから所定間
隔離間して面倒れ補正レンズ１８ａと反射ミラー２０と
が設けられる。

方、第２および第３レーザダイオード１４ｂ、１４Ｃの
レーザ光導出側には夫々コリメータレンズ１６ｂ、１６
Ｃが配設され、前記コリメータレンズ１６ａ、１６ｂか
ら夫々異なる間隔だけ離間して面倒れ補正レンズ１８ｂ
、１８ｃが設けられる。すなわち、前記レーザ光り、、
Ｌ２およびＬ３の光路長が夫々異なるため、面倒れ補正
レンズ１８ａ乃至１８ｃの位置を夫々調整する必要があ
るからである。

前記面倒れ補正レンズ１８ｂ、１８ｃを透過するレーザ
光Ｌ２　、Ｌ３の光路上にダイクロイックミラー２２ａ
、２２ｂが配置され、その際、反射ミラー２０と前記ダ
イクロイックミラー２２ａ、２２ｂとは同一の傾斜角度
を有し、夫々のレーザ光Ｌｌ、Ｌ２およびＬ３を同一の
光路２４に導く。

従って、ダイクロイックミラー２２ａはレーザ光Ｌ１を
透過し且つレーザ光Ｌ２を反射させる一方、ダイクロイ
ックミラー２２ｂはレーザ光Ｌ１およびＬ２を透過し且
つレーザ光Ｌ３を反射する機能を営む。

ここで、第３レーザダイオード１４ｃは可視光域（６７
０ｎｍ）のレーザ光り、を導出するものであり、自然放
出成分が発生し易いため前記レーザ光Ｌ３の光路上、例
えば、面倒れ補正レンズ１８Ｃとダイクロイックミラー
２２Ｃとの間に光学素子、例えば、偏光フィルタ２５を
配設する。前記偏光フィルタ２５は自然放出成分を吸収
してレーザ光Ｌ３のレーザ発振成分（コヒーレント光）
のみを透過するよう作用する。

このように同一の光路２４に至ったレーザ光Ｌｌ、Ｌ２
およびＬ３は反射ミラー２６．２８により反射された後
、ポリゴンミラー３０に照射される。前記ポリゴンミラ
ー３０は矢印方向に回転しており、このポリゴンミラー
３０を介し反射されたレーザ光り、　、Ｌ２およびＬ３
はｆθレンズ３２を通過してシリンドリカルミラー３４
で反射され、感光材料３６に矢印六方向に主走査される
。

この場合、感光材料３６は図示しない副走査搬送手段を
介し前記主走査方向に略直交する副走査方向（矢印Ｂ方
向）に搬送されるものであり、前記感光材料３６の下方
に主走査方向に延在して集光バー３８が配設される。こ
の集光バー３８の両端部に光電変換素子、例えば、フォ
トマルチプライヤ４０ａ、４０ｂが装着され、前記フォ
トマルチプライヤ４０ａ、４０ｂは画像処理回路４２に
接続される。

次いで、前記感光材料３６には夫々異なる吸収波長域を
有する発色材に、、に２およびに３が設けられる。第４
図に示すように、前記発色材に、は実質的に第ル−ザダ
イオード１４ａから導出されるレーザ光ＬＩ　に対応し
ており、８００〜９００１ｍの波長を吸収する。一方、
発色材に２およびに３は夫々第２および第３レーザダイ
オード１４ｂ、１４ｃから導出されるレーザ光Ｌ２、Ｌ
３に対応し、７０（］−８００ｎｍおよび５００〜７０
０ｎｍ（７）波長を吸収する特性を有している。

本発明に係る画像走査装置は基本的には以上のように構
成されるものであり、次にその作用並びに効果について
説明する。

先ず、感光材料３６を当該画像走査装置１０に装填する
。その際、前記感光材料３６には図示しない画像撮影装
置等を介し所望のカラー画像に対応した画像が予め記録
されている。

次いで、感光材料３６を図示しない副走査搬送手段によ
り、第３図中、矢印Ｂ方向に副走査搬送しながら制御回
路１２の駆動作用下に第ル−ザダイオード１４ａ乃至第
３レーザダイオード１４Ｃを各画素毎に順次駆動する。

前記第ル−ザダイオード１４ａから導出されるレーザ光
Ｌ１はコリメータレンズ１６ａによって平行光束とされ
た後、面倒れ補正レンズ１８ａを通過して反射ミラー２
０により反射され、夫々のダイクロイックミラー２２ａ
、２２ｂを通過して反射ミラー２６に至る。前記反射ミ
ラー２６で反射されたレーザ光り、は反射ミラー２８を
介してポリゴンミラー３０に入射し、ｆθレンズ３２を
透過してシリンドリカルミラー３４で反射され、感光材
料３６に形成された画像の第１の画素に照射する。

一方、第２レーザダイオード１４ｂから発せられるレー
ザ光Ｌ２は同様にコリメータレンズ１６ｂ、面倒れ補正
レンズ１８ｂを通過してグイクロイックミラー２２１で
反射され、グイクロイックミラー２２ｂを通過して反射
ミラー２６に入射する。このため、レーザ光Ｌ２は前述
したレーザ光り、が通った光路２４に沿って感光材料３
６の前記第１画素に照射する。さらに、第３レーデダイ
オード１４ｃから導出されるレーザ光Ｌ３はコリメータ
レンズ１６　Ｃ、面倒れ補正レンズ１８ｃを通過し偏光
フィルタ２５を介してレーザ発振成分（コヒーレント光
）のみを透過した後、グイクロイックミラー２２ｂで反
射され、同様に前記第１画素に照射する。

ここで、前記第１画素で発色材に、が発色していれば、
この第１画素に照射されるレーザ光り３、Ｌ２およびＬ
３において前記発色材Ｋ。

の吸収波長域に存在するレーザ光り、が吸収されるため
、集光バー３８にはレーザ光Ｌ２とＬ３とが照射される
ことになる。従って、前記第１画素に対応したカラー画
像情報がフォトマルチプライヤ４０ａ、４０ｂを介し電
気信号として画像処理回路４２に送給される。

さらに、前述したように第ル−ザダイオード１４ａ乃至
第３レーザダイオード１４ｃを駆動すれば、ポリゴンミ
ラー３０が矢印方向に回転するため感光材料３６の各画
素はレーザ光Ｌ＋　、Ｌ２ふよびり、により走査され、
結果的に、前記感光材料３６上に二次元的な走査が行わ
れる。前記レーザ光Ｌ＋　、Ｌ２およびり、の透過光は
集光バー３８に導入されてこの集光バー３８の両端に設
けられているフォトマルチプライヤ４０３，４０ｂによ
って光電変換された後、その電気信号は画像処理回路４
２に送給される。この場合、レーザ光Ｌ１、Ｌ２および
り、を介し感光材料３６から読み取ったカラー画像情報
を可視像として再生する際、視覚的にマゼンタおよびシ
アンがイエローに較べてずれや揺らぎに対し敏感である
ため、粒子が最も大きく特性が最も劣る発色材に、をノ
イズに対して鈍感なイエローに対応させることが望まし
い。従って、実質的には、レーザ光り、を青光（Ｂ）に
対応させると共に、レーザ光Ｌ２およびり、を夫々赤光
（Ｒ）と緑光（Ｇ）に対応させる。

そこで、画像処理回路４２において、例えば、３Ｘ３マ
トリツクスにより感光材料３６に記録されているカラー
画像情報から各画素の実際のカラー画像情報に対応した
露光量を得た後、この情報を図示しない画像記録装置に
送給し、例えば、印画紙に所望のカラー画像を再生する
。

なお、当該画像走査装置ｌＯによりカラー画像をフィル
ム等に再生記録することも可能である。

その際、第ル−ザダイオード１４ａ乃至第３レーザダイ
オード１４ｃから導出されるレーザ光り、　、Ｌ２およ
びＬ３を変調器（図示せず）の駆動作用下に変調する。

次いで、例えば、反射ミラー２８に代替してハーフミラ
−を設けておき、このハーフミラ−を透過した前記レー
ザ光Ｌ１、Ｌ、およびＬ３を副走査搬送される図示しな
いフィルムに主走査してカラー画像記録作業を行えばよ
い。

ところで、夫々８３０ｎｍおよび７５０ｎｍの波長のレ
ーザ光り、　、Ｌよを導出する第１ふよび第２レーザダ
イオード１４ａ、１４ｂでは電流と発光量とが第２図す
に示す関係にあり、前記レーザ光Ｌ＋　、Ｌａは感光材
料３６上に所望の直径ｄに絞られて集光する。一方、第
３レーザダイオード１４ｃからは６７０ｎｍの波長のレ
ーザ光Ｌ３が導出され、このため、前記第３レーザダイ
オード１４ｃ７は、第２図ａに示すように、自然放出成
分Ｎが発生し易い。

然しなから、当該画像走査装置１０では、第３レーザダ
イオード１４ｃの光路上に偏光フィルタ２５を配設し、
この第３レーザダイオード１４ｃから導出される自然放
出成分Ｎを前記偏光フィルタ２５により吸収すると共に
、コヒーレント光であるレーザ発振成分を透過している
。このため、感光材料３６上に照射されるレーザ光Ｌ３
はビーム径が拡大してぼけることがなく、所望の直径ｄ
に絞られることになる。これによって、感光材料３６に
予め記録されているカラー画像情報を夫々のレーザ光Ｌ
１、Ｌ２およびＬ３を介し高精度に読み取ることが出来
るという効果が得られる。また、第ル−ザダイオード１
４ａ乃至第３レーザダイオード１４Ｃによりフィルムへ
の画像記録作業を行う際にもこのフィルム上にレーザ光
り、　、Ｌ２およびり、を確実に集光させることが可能
となり、品質に優れるカラー画像の記録作業が達成され
ることになる。

しかも、実質的に偏光フィルタ２５を用意するだけでよ
く、構成が複雑化することがなく当該画像走査装置１０
の製造コストが高騰することを阻止することが可能とな
る。

ここで、偏光フィルタ２５を面倒れ補正レンズ１８Ｃと
ダイクロインクミラー２２ｂとの間に介装しているが、
この偏光フィルタ２５の位置は第３レーザダイオード１
４Ｃとポリゴンミラー３０との間にあって種々選択可能
である。偏光フィルタ２５をポリゴンミラー３０と感光
材料３６との間に設けると、このポリゴンミラー３０に
よりレーザ光Ｌ３が偏向し前記偏光フィルタ２５への入
射角が変動してしまうからである。

なお、前述した偏光フィルタ２５に代替し偏光ビームス
プリッタを用いることも出来る。この偏光ビームスプリ
ッタではレーザ光Ｌ３のレーザ発振成分のみを所定の光
路上に反射あるいは透過して感光材料の読み取りを行う
。従って、偏光フィルタ２５と同様の効果が得られるこ
とは容易に諒解されよう。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、レーザダイオード等の
半導体レーザから導出されるレーザ光の光路上に光学素
子を設け、この光学素子により自然放出成分を除去して
レーザ発振成分のみを走査面に照射するよう構成してい
る。このため、自然放出成分による走査面でのビーム径
の拡大を阻止することが出来、ビームのぼけ等のない、
従って、高精度な画像読取および／または記録作業を行
うことが可能となる効果が得られる。しかも、偏光フィ
ルタ等の光学素子を用いるだけでよく、装置全体の製造
コストが高騰することもない。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体レーザの特性説明図、 第２図ａおよびｂは出力レーザ波長の異なる２種類の半
導体レーザの供給電流と発光量との関係図、 第３図は本発明に係る画像走査装置の概略構成斜視説明
図、 第４図は当該画像走査装置において読み取りに使用され
る感光材料の吸収波長特性図である。 １０・・・画像走査装置 １４ａ〜１４Ｃ・・・レーザダイオード１６ａ〜１６Ｃ
・・・コリメータレンズ１８２〜１８ｃ・・・補正レン
ズ　　２０・・・反射ミラー２２ａ、２２ｂ・・・グイ
クロイックミラー２５・・・偏光フィルタ 電流 ＦＩＧ、２ ｉｉ流

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザから導出されるレーザ光を記録担体
   上に主走査しながら前記記録担体を前記主走査方向に略
   直交する方向に副走査搬送して走査する画像走査装置で
   あって、前記レーザ光の光路上にレーザ発振成分と自然
   放出成分とに対し透過率あるいは反射率の異なる光学素
   子を配設し、前記光学素子を介して前記レーザ発振成分
   のみを記録担体上に導くよう構成することを特徴とする
   画像走査装置。
2. （２）請求項１記載の装置において、光学素子は実質的
   に半導体レーザと光偏向器との間に介装される偏光フィ
   ルタあるいは偏光ビームスプリッタからなることを特徴
   とする画像走査装置。