JPH0480587B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レーザービームにより感光体を走
査露光して画像を形成するレーザー記録装置に関
し、詳しくは、２値化画像を一方向に倍率変更し
て記録する装置で特にその倍率変更を微小に調整
できる画像の変倍記録装置に関する。

［従来の技術］ このような記録装置としては、例えばプリント
配線パターン等のアートワーク用に、円筒走査型
のレーザープロツタが知られている。

このレーザープロツタは、第６図に示されるよ
うに、円筒状のドラム５１にフイルム５２を巻着
し、ドラム５１を回転させ、フイルム上に光点を
投射するレーザービーム５３の照射を描画データ
に応じてオン／オフ制御して２値化画像をドツト
の集合としてフイルム５２上に作成するものであ
る。

一般に、この種の光点走査式記録装置で、記録
画像の寸法を変化させる手法は各種知られている
が、この中で特に本発明と比較されるものとして
は、次の二つがある。

記録すべきデータを変倍率に応じて記録ドツ
ト個数を増減するように演算操作し通常の記録
時と同じ記録走査線密度で（等倍のときと同じ
ように）出力する。

記録すべきデータはそのままで、レーザービ
ームの基本走査単位（ドツト）を伸縮するよう
に記録走査線密度および記録のための基準とな
るクロツク信号を変化させる。

上記の手法（例えば特開昭54−65601号公報）
は、変倍率に応じたドツトの間引き又は補間によ
り変倍記録を行うもので、出力画像の精細度は多
少劣るが、描画データの演算のみで変倍できるた
め手法としては簡単である。他方、の手法は、
１ドツトの大きさを変倍率に応じて伸縮して変倍
記録を行うものである。この従来例（例えば特開
昭54−114126号公報、特公昭44−23651号公報の
技術）を第６図においてさらに具体的に説明す
る。

第６図において、６０はフイルム５２を装着し
たドラム５１の回転軸に設けられドラム５１上の
主走査方向の位置と対応したパルス信号（周波数
i）を発生するロータリーエンコーダで、この出
力パルス信号iをPLL回路７０に入力して更に、
主走査方向の画像ドツトの長さを決める周波数
oのクロツク信号を得る。このクロツク信号を、
画像記録部９０から送出された描画信号を順次記
録ヘツド５４へ送り出すタイミングを制御する画
像処理部９１に入力して、レーザービーム５３に
よるフイルム５２へのドツト画像の焼き付けを行
う。副走査方向へは、記録ヘツド５４が例えば送
りモータ５５と送りねじ５６により高精度（リニ
アエンコーダなどにより）に送られる。

上記PLL回路７０は、周知のように位相比較
器７１、ローパスフイルタ７２、電圧制御発振器
７３、分周器７４からなつており、入力されるパ
ルス信号の周波数をＡ倍に逓倍し逓倍パルス信号
mを出力する。分周器８０は、この逓倍パルス
信号mを１／Ｂに分周し、ドツトの主走査方向
の長さを決めるクロツク信号oを出力する。従
来の変倍は、このPLL回路７０内の分周器７４
の分周比Ａ又は／及び分周器８０の分周比Ｂを変
倍率に応じて分周値設定器（図示せず）に設定さ
れる値でクロツク信号の周波数oを変えるよう
にしていた。即ち、クロツク信号oの１クロツ
クは１ドツトの記録に対応し、クロツク長が主走
査方向のドツトの長さを決めるから、Ｂを小さく
すると縮小に、大きくすると拡大となる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このようなレーザープロツタでプリ
ント配線パターン等をフイルム上に精度よく画像
出力させたい場合に、極めて微小な倍率変更（微
小変倍）が必要とされる場合がある。例えば、ド
ラム径のバラツキや記録フイルムの厚みの相違を
補償したりする場合や、プリント配線パターンを
はじめとする各種マスクのアートワークの後工程
（特にフイルムの伸縮）を見込んで意図的に変倍
をかけたりする場合などである。この場合の変倍
はごく僅かであり、変更分は例えば±0.001％程
度である。このため、例えば前述のの手法でこ
のような微小変倍を行おうとすると、PLL回路
７０の帰還ループ中の分周器７４はデイジタルカ
ウンタで、その分周値Ａは整数で設定されるた
め、仮に分周器７４の分周値求めてみると、Ａ＝
100000となるが、Ａの値が大きすぎると、PLL
回路の出力周波数mが高くなりすぎ、ループゲ
インが下がる。このため、キヤプチヤーレンジ並
びにロツクレンジが狭くなつてPLL回路の動作
が極めて不安定になる。分周値Ａがとりうる値
は、入力周波数iが例えば100kHzの場合、２〜３
桁程度（m＝10〜100MHz）を限度としている。
したがつて、上記の場合（Ａ＝100000）では、
m＝10GHzにもなるので実現はまず不可能であ
る。又、上記の手法では、本来のデータを間引
いたり、本来のデータに補間を加えたりしている
ので出力画像の精細度では好ましくない上に極度
の微小変倍として標準ドツトの１ケ分以下の縮小
または拡大を行う必要がある場合にはこれは全く
不可能である。

尚、本願と同一出願人に係る特願昭60−2056号
においては、0.0001〜0.001％程度のステツプで
微小な変倍調整が可能な方法及び装置を提案して
いるが、複数のPLL回路と複数の分周器を用い
てヘテロダイン方式で微小な調整を施した描画ク
ロツク信号を得ているため、所望の倍率での描画
クロツク信号を得ようとする際に複数のPLL回
路にわたる調整が必要となるが、この調整作業は
やや煩雑である。

本発明は上記の各種問題点を解決するものであ
り、従来例が記録クロツク信号の周波数の全体を
操作して変倍を実現しようとするのに対し、慣用
される回路部品構成で、高精細な微小変倍を可能
にすることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ このため、本発明は、記録媒体側の空間変位に
対応する基準周波数信号を逓倍し、この逓倍され
た信号を分周器により分周し、この分周された信
号に基づいてレーザーの照射時間を制御して２値
画像の記録を行うレーザー記録装置において、前
記分周器を与えられる分周値によつて前記逓倍さ
れた信号を自在に分周する可変分周器とするとと
もに、与えられた変倍情報に応じて前記分周値を
走査記録中に変更する分周値変更制御手段を設け
たことを特徴とする。

［作用］ 第２図は出力のクロツク信号と描かれるドツト
を対応させて示した模式図で、レーザー記録ビー
ムの描画タイミングを決めるクロツク信号
（Fout）を作る可変分周器の分周値の標準値をＢ
（＝整数）とし、このとき第２図ａのように基準
となる出力クロツクと基準の寸法の記録ドツトＤ
とが対応しているとする。

ここで、分周値変更制御手段が図中の２番目の
ドツト用の分周値をＢからＢ−Ｎ（ＮはＮ＜Ｂの
整数）に変更すると、第２図ｂに示すように、出
力のクロツク信号はこのところだけ周波数が大き
くなり、クロツク長は小さくなつてドツトサイズ
が小さい補正ドツト（D^-）が記録される。

他方、拡大の場合において、分周値変更制御手
段が分周値をＢからＢ＋Ｎに変更すると、第２図
ｃに示すように、出力のクロツク信号はこのとこ
ろだけ周波数が小さくなり、クロツク長は大きく
なつてドツトサイズの大きい補正ドツト（D⁺）
が記録される。

そして、基準となる画像寸法に対して縮小、あ
るいは拡大される寸法に必要な数の補正ドツト
を、基準ドツトで走査記録される１走査線内に適
宜混入すれば（例えば平均的に分散させて）、そ
の補正ドツトの個数に対応して走査線寸法、ひい
ては画像が所要の寸法に縮小、あるいは拡大記録
される。尚、これらの隣接するドツトは、感光材
料上では連続した線として記録される。

［実施例］ 第３図は本発明を適用する回転ドラム式レーザ
ープロツタの外観斜視図である。

このレーザープロツタの概要は、コンソール部
２７と磁気テープ等の記憶媒体を介して入力した
データを演算処理するデータ処理部２９と、デー
タ処理部２９で処理されたデータを所要の記録信
号に変換するデータ変換生成部２８と、記録信号
に基づいて記録媒体である記録ドラム１上の感光
材料に画像を走査記録する記録部３０とを具備し
ており、プリント配線回路パターン等の高精度の
画像を高速で露光記録するようにしたものであ
る。

前記のように、画像は記録ドラム１の回転に伴
い、ロータリエンコーダにより出力される基準周
波数信号と同期したレーザービームのON／OFF
によるドツトにより、走査記録される。

第４図にレーザー記録ビームのドツトについて
の模式図を示し、これについて説明する。同図Ａ
は主走査および副走査とも停止したときのレーザ
ー記録ビームのスポツトをあらわし、このときｃ
はビームのスポツト径である。同図Ｂは記録ドラ
ムを回転させ、レーザー記録ビームを主走査方向
（ｅ方向）に走査した状態をあらわし、例えば出
力クロツク信号の３クロツク分の描画であるとす
ると、ｄを１ドツト分のドツトサイズとする。

レーザー記録ビームのスポツト径ｃは、光学系
を操作しなければ変化しないが、ドツトサイズｄ
は出力クロツク信号の１クロツクのクロツク長を
変えることにより、変更できる。

なお、レーザー記録ビームは、シングルビーム
の場合もあるが、多くは複数の走査線を並列して
記録するマルチビームであり、マルチビームの場
合、各ビームは独立に制御される。

つづいて本発明の実施例に係る回路例を先の第
３図と第１図を用いて具体的に説明する。

１８はPLL回路であり、記録ドラム１の回転
に対応してロータリエンコーダ２より基準信号と
して出力されるクロツク信号Finの周波数を逓倍
して、クロツク信号Fout₁とする。７はクロツク
信号Fout₁を分周する分周器であり、その分周値
はあらかじめROM９にセツトされている。８は
フリツプフロツプ回路であり、分周器７より出力
されたクロツク信号を変倍のない基準となる状態
で1/2に分周しデユーテイ比を50％に設定してい
る。

なお、フリツプフロツプ回路８より出力された
出力クロツク信号をFout₂とし、レーザー記録ビ
ームの描画タイミングと走査方向の寸法を決める
クロツク信号とする。１７は変倍率入力手段であ
り、オペレータにより通常サイズ時に比べて縮小
または拡大するべきパーセント値が入力される。
入力されたパーセント値をもとにCPU１６は通
常サイズのドツトに対し何ドツト毎に変倍したド
ツトを混入するかを演算する。

演算結果は、整数部および小数部に分けられ、
整数部はレジスタ１２に入力され、小数部はレジ
スタ１４に入力される。

１１はレジスタ１２に入力された数値をカウン
トするカウンタである。１３はレジスタ１４に入
力された数値をラツチ回路１５にラツチ信号が入
るたびに加算して“１”以上の繰り上がりを行う
加算器である。１０は分周器７に与えるべき基準
となる分周値を設定するためのコントローラであ
り、２１はOR回路である。

次にこの実施例の動作について説明する。

ドラム１に同期して回転するロータリエンコー
ダ２は、クロツク信号Fin（本例では、変倍のな
い基準状態で780kHzとして説明する。）を出力す
る。クロツク信号FinはPLL回路１８により40倍
に逓倍され31.2MHzのクロツク信号Fout₁とある。
汎用されるPLL回路では数百ＭHzまで扱えるの
でこの周波数なら充分に実用可能な範囲である。
クロツク信号Fout₁は可変分周器３内の分周器７
で1/20に分周され、更に、フリツプフロツプ回路
８によつて1/2に分周され、基準の１ドツトに対
応する出力クロツクFout₂となる。

ここでは、１ドツトの寸法に対応する出力クロ
ツク信号Fout₂は、回路動作を安定させるため
に、基準状態でデユーテイ比50％のパルス信号に
なるように設定されている。フリツプフロツプ回
路８はこのためのもので、従つて、前段の分周器
７の分周比は基準状態で40／２＝20となつている
が、フリツプフロツプ回路８は必ずしも必要でな
く、分周器７のみで基準の分周比40の分周器とし
てもよい。分周器７の分周値は、４で示される分
周値変更制御手段によりROM９により選択可能
である。

次に、この分周値変更制御手段４に係わる動作
を説明する。

オペレータは希望する変倍率を入力手段１７に
て入力し、CPU１６は入力された変倍率により
次の演算を行う。尚、各数式の後の（ ）内に、
対応例としての数値を示しながら説明する。

すなわち、ビームのスポツト径（基準状態）を
Mμm（＝10μm）、最大記録サイズ（主走査方向
長）をNμm（650mm＝650000μm）、最大記録ドツ
ト数（主走査方向長）をＬドツト（＝650000／10
＝65000、Ｌ＝Ｎ／Ｍである。）とし、変倍率を
100±Ｋ％（＝±0.7184）とすると、増減する記
録サイズは、Ｎ・Ｋ／100μm（＝4669.6μm）であ
る。なお説明を容易にするため、この例では変倍
率をかなり大きくとつている。ここで、分周器７
の基準の分周比“20”を、縮小及び拡大に対して
各々“19”及び“21”に変化させるものとする
と、出力クロツク信号Fout₂は、クロツク信号
Fout₁の40パルスに対して“１”パルス変化する
から、補正ドツトは基準のドツトより±Ｍ／
40μm（＝±0.25μm）だけサイズがかわる。

従つて、基準ドツトで走査される中に、（Ｎ・
Ｋ／100）÷（Ｍ／40）＝（40NK／100M）ドツト、
具体例で言えば4669.6÷0.25＝18678.4の数だけ補
正ドツトを混入することで希望の変倍率が得られ
る。又、その補正ドツトを混入する間隔は、Ｌ÷
（40NK／100M）＝［（100LM／40NK）］ドツトご
ととなる（65000÷18678.4＝3.48）。

つまり、基準サイズのドツトを［（100LM／
40NK）−１］（＝3.48−１＝2.48）ドツト記録す
る毎に１ケの補正ドツトで画像を記録する。

この基準サイズのドツトの何ドツト毎に補正ド
ツトを混入するかという数値情報は、整数部およ
び小数部にわけて各々レジスタ１２およびレジス
タ１４に入力される。

コントローラ１０は分周器７からの分周完了信
号をうけるごとに、ROM９の分周値の読み出し
を変更する。

カウンタ１１は基準サイズのドツトが１ドツト
記録される毎にカウントするようになつており、
レジスタ１２の値に達すると、キヤリー信号を出
力してコントローラ１０に伝える。

コントローラ１０にカウンタ１１からキヤリー
信号が入ると、コントローラ１０は縮小または拡
大に対応して分周器７の分周比を“19”または
“21”に変更して、変倍サイズのドツトを１ドツ
ト記録する。ただし次のような修正が行われる。

コントローラ１０は、カウンタ１１からのキヤ
リー信号を受けるごとにラツチ信号をラツチ回路
１５に送つており、加算器１３は、レジスタ１４
の小数値をコントローラ１０からラツチ回路１５
にラツチ信号がおくられるごとに繰り返し加算す
る。この加算合計が“１”をこえると、加算器１
３はキヤリー信号をコントローラ１０に出力す
る。

加算器１３からキヤリー信号がある場合は前記
変倍サイズのドツトの記録は、コントローラ１０
により１ドツト分遅らされて行なわれる。この様
子を第５図に示す。例示の変倍サイズのドツトを
通常サイズのドツト2.48個毎に記録する場合、第
１図のレジスタ１２には“２”が、レジスタ１４
には“0.48”が入力される。したがつて第５図ｂ
のようにカウンタ１１はカウント繰り返し、同図
ｃのように加算器１３は加算をくりかえす。同図
ｄは加算器１３の結果によりキヤリー信号を出力
するときを示す。同図ｅは実際に記録されるドツ
トが、基準のドツトか、補正ドツトであるかを示
し、〇は通常のドツト、△は変倍用の補正ドツト
である。

尚、加算器１３の加算合計の小数値は、ラツチ
回路１５により次回の加算のために、加算器１３
にセツトされる。

これらの補正が行なわれない基準のドツトに対
しては、分周器７には基準状態での分周比“20”
が設定される。なおカウンタ１１は自己のキヤリ
ー信号によりOR回路２１を経てリセツト（＝ク
リア）される。

また、ラツチ回路１５は、露光ヘツドの副走査
方向送りに伴い、各走査線の記録開始の都度リセ
ツトされ上述の走査記録を繰り返す。

このようにして、主走査方向に変倍された走査
線が記録されるとともに、副走査方向へは記録ヘ
ツドが所要のスピードと精度で送られ、主走査方
向に変倍された画像が記録される。このときの記
録開始点はやはりエンコーダの信号により制御さ
れるが、慣用される技術であるので詳細な説明は
省略する。更に、第１図の逓倍手段１８は、
PLL回路に限定されるものではない。

なおROM９のかわりに、必要なデータを書き
込むことでRAMを使用することもできる。

尚、本実施例では、縮小及び拡大に対する分周
器７の分周比は標準となる値に対して各々“１”
だけ変化させているが、特にこの値に限定される
ことはなく、適宜に設定することができる。

又、補正ドツトは１走査線上の任意の位置に混
入しても同等の変倍効果が得られるが、現実的に
は上記実施例のように平均的に混入するのが最良
である。

本実施例では、オペレータによる任意の変倍に
関して説明を行つたが、本発明はそれに限定され
ず、ドラム径の加工精度誤差の補正手段として、
また使用する感光材料の厚み補正手段としても用
いることができる。

例えば、ドラム径の加工精度誤差によるビーム
スポツト径の誤差は、記録画像長を変えるので、
これを補正するように、予め製品出荷前に変倍に
よる補正量を入力しておく。この場合ユーザオペ
レータによる変倍とは加算して行なえばよい。ま
た、感光材料の厚みによる記録画像長の誤差を同
様に補正できる。

また、上述した実施例は、本発明を記録ドラム
を回転させることにより走査露光を行う回転ドラ
ム方式のレーザー記録装置に適用したものである
が、本発明を例えば、特開昭56−67277号公報に
記載されているような回転ポリゴンミラーやガル
バノミラーまたは回転ミラー等を使用し、レーザ
ービームを記録媒体上において往復走行または内
側からの回転走行をさせるフライングスポツト方
式の画像記録装置にも適用可能である。

さらに本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、例えば変倍率入力手段１７により変倍率
を入力するかわりに、例えば電卓等で計算して得
た縮小または拡大量を直接レジスタにセツト入力
しても本発明の実施は可能である。

［効果］ 本発明においては、逓倍回路における逓倍率を
低くできるので、取り扱う信号の周波数が実用的
であり、また簡単な回路構成で出力画像の精細さ
を損なうことなく微小な変倍が可能となる。そし
てその変倍率は、逓倍後の分周比で任意に選ぶこ
とができ、更に基準１ドツトの長さ以下でも可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロツク図、第２図
は本発明の作用の説明図、第３図はレーザープロ
ツタの外観斜視図、第４図はレーザー記録ビーム
のスポツト径およびドツトサイズを説明する模式
図、第５図は実施例の動作説明図、第６図は従来
技術を説明するためのブロツク図である。 １……記録ドラム、６０，２……ロータリエン
コーダ、３……可変分周器、４……分周値変更制
御手段、７……分周器、８……フリツプフロツプ
回路、９……分周値設定用のROM、１０……コ
ントローラ、１１……カウンタ、１２，１４……
レジスタ、１３……加算器、１５……ラツチ回
路、１６……CPU、１７……変倍率入力手段、
７０，１８……PLL回路、２１……OR回路、２
７……コンソール部、２８……データ変換生成
部、２９……データ処理部、３０……記録部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 記録媒体側の空間変位に対応する基準周波数
   信号を逓倍し、この逓倍された信号を分周器によ
   り分周し、この分周された信号に基づいてレーザ
   ーの照射時間を制御して２値画像の記録を行うレ
   ーザー記録装置において、前記分周器を与えられ
   る分周値によつて前記逓倍された信号を自在に分
   周する可変分周器とするとともに、与えられた変
   倍情報に応じて前記分周値を走査記録中に変更す
   る分周値変更制御手段を設けたことを特徴とする
   画像の変倍記録装置。