JPH0669207B2 - 像記録システム - Google Patents
像記録システムInfo
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- JPH0669207B2 JPH0669207B2 JP60170566A JP17056685A JPH0669207B2 JP H0669207 B2 JPH0669207 B2 JP H0669207B2 JP 60170566 A JP60170566 A JP 60170566A JP 17056685 A JP17056685 A JP 17056685A JP H0669207 B2 JPH0669207 B2 JP H0669207B2
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- laser diode
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/76—Television signal recording
- H04N5/91—Television signal processing therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
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- H04N1/4005—Circuits exciting or modulating particular heads for reproducing continuous tone value scales with regulating circuits, e.g. dependent upon ambient temperature or feedback control
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N1/1135—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using oscillating or rotating mirrors for the main-scan only
-
- H—ELECTRICITY
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- H04N1/40037—Circuits exciting or modulating particular heads for reproducing continuous tone value scales the reproducing element being a laser
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Laser Beam Printer (AREA)
- Fax Reproducing Arrangements (AREA)
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザダイオード光源を用いてデジタルデータ
ベースから写真級の連続したトーン像を提供するシステ
ムと方法に関する。前記像は例えば医療用電子形像シス
テム、高品質ファクシミリおよびグラフィックアートに
おいて有用である。
ベースから写真級の連続したトーン像を提供するシステ
ムと方法に関する。前記像は例えば医療用電子形像シス
テム、高品質ファクシミリおよびグラフィックアートに
おいて有用である。
印刷は永きにわたって「衝撃（インパクト）」技術によ
ってきた。ここ数年、光学走査システムを用い文字や線
画を提供しうる非衝撃プリンタが市販されてきている。
ってきた。ここ数年、光学走査システムを用い文字や線
画を提供しうる非衝撃プリンタが市販されてきている。
コンピュータメモリに記憶されたデジタルデータからの
像を感光板あるいは感光膜上に露光するため、レーザを
使用いた光学的走査および記憶システムが知られてい
る。情報を感光媒体に書込むために外部で変調した媒体
が使用される。このシステムには文字情報印刷用のオフ
ィスプリンタ、印刷のため色分解用の回転ドラム型スキ
ャナおよび新聞紙印刷版用のガスレーザを使用したフラ
イングスポット型のスキャナが含まれる。前記システム
における写真像の再現能力はその情報を記録する際に使
用されたハーフトーン化の手法によって制限される。
像を感光板あるいは感光膜上に露光するため、レーザを
使用いた光学的走査および記憶システムが知られてい
る。情報を感光媒体に書込むために外部で変調した媒体
が使用される。このシステムには文字情報印刷用のオフ
ィスプリンタ、印刷のため色分解用の回転ドラム型スキ
ャナおよび新聞紙印刷版用のガスレーザを使用したフラ
イングスポット型のスキャナが含まれる。前記システム
における写真像の再現能力はその情報を記録する際に使
用されたハーフトーン化の手法によって制限される。
「電子写真；像記録のためガスレーザおよびレーザダイ
オード光源で露出しドライシルバおよびウェット処理し
た記録媒体の性能比較」（“Performance Comparisons
of Electro-photographic;Dry Silver and Wet Process
ed Recording Media Exposed with Gas Laser and Lase
r Diode Light Sources for Image Recording"）（1983
年カルフォルニア州ロスアンゼルスのSPIE会議議事録39
0巻）におけるニュージャージ州カムデンのデイー・ジ
ー・ヘルソーグ氏およびエル・ダブリュードビンス氏に
よる記録システム、RCA政府通信システム（D.G.Herzog
and L.W.Dobbins,Recording Systems,RCA Government C
ommunication Systems）は各種の感光性材料に印刷を行
うためソリッドステートレーザダイオードをアナログ変
調するシステムを広く紹介している。しかしながら、こ
の文献は、透明あるいは不透明媒体上に多階調のグレイ
レベルをどのようにして形成するか、走査線の位置の所
期の精度をどのようにして達成するか、あるいは使用す
るレーザ光線の進路の補正をどのようにして行うかにつ
いては何ら触れられていない。
オード光源で露出しドライシルバおよびウェット処理し
た記録媒体の性能比較」（“Performance Comparisons
of Electro-photographic;Dry Silver and Wet Process
ed Recording Media Exposed with Gas Laser and Lase
r Diode Light Sources for Image Recording"）（1983
年カルフォルニア州ロスアンゼルスのSPIE会議議事録39
0巻）におけるニュージャージ州カムデンのデイー・ジ
ー・ヘルソーグ氏およびエル・ダブリュードビンス氏に
よる記録システム、RCA政府通信システム（D.G.Herzog
and L.W.Dobbins,Recording Systems,RCA Government C
ommunication Systems）は各種の感光性材料に印刷を行
うためソリッドステートレーザダイオードをアナログ変
調するシステムを広く紹介している。しかしながら、こ
の文献は、透明あるいは不透明媒体上に多階調のグレイ
レベルをどのようにして形成するか、走査線の位置の所
期の精度をどのようにして達成するか、あるいは使用す
るレーザ光線の進路の補正をどのようにして行うかにつ
いては何ら触れられていない。
米国特許第3,811,009号は音響−光学変調器を介してレ
ーザ光線を変調することにより高速記録を行うべく光源
としてガスレーザシステムを利用したファクシミリ装置
を開示している。米国特許第4,054,928号は磁気テープ
に記録するためグラティック情報を走査し数値化し、ま
たデジタル形態で予め記憶されていたグラフィック情報
を磁気テープにプリントする走査・印刷型のガスレーザ
システムを開示している。前記特許はまた、音響−光学
式変調器の使用を教示している。グレイスケールはハー
フトーン化の手法により達成される。
ーザ光線を変調することにより高速記録を行うべく光源
としてガスレーザシステムを利用したファクシミリ装置
を開示している。米国特許第4,054,928号は磁気テープ
に記録するためグラティック情報を走査し数値化し、ま
たデジタル形態で予め記憶されていたグラフィック情報
を磁気テープにプリントする走査・印刷型のガスレーザ
システムを開示している。前記特許はまた、音響−光学
式変調器の使用を教示している。グレイスケールはハー
フトーン化の手法により達成される。
米国特許第4,175,851号は走査方向における走査ビーム
によるデータの正確に位置決めに関するレーザダイオー
ド走査システムを開示している。このシステムは文字情
報を印刷できる。写真の再現能力については何ら述べら
れていない。
によるデータの正確に位置決めに関するレーザダイオー
ド走査システムを開示している。このシステムは文字情
報を印刷できる。写真の再現能力については何ら述べら
れていない。
写真級の画像の再現を行うためには、一画素毎に露光量
を正確に制御する必要がある。上に掲げた従来技術は文
字情報の再現への応用を企図しており、一画素毎の受光
量制御（即ち、ハーフトーン化）は行われていない。
を正確に制御する必要がある。上に掲げた従来技術は文
字情報の再現への応用を企図しており、一画素毎の受光
量制御（即ち、ハーフトーン化）は行われていない。
特開昭59-128865号公報においては、一画素毎の露光量
の制御を、レーザ光源からの受光信号を積分し一画素毎
にリセットされる積分器によって行っている。この従来
技術は一画素毎に露光量の制御が可能であり、ハーフト
ーン化を行うことが可能である。各画素の露光開始時点
（各画素の一方の端に対応）からハーフトーンのレベル
に対応する強度で積分器をセットすることによりレーザ
を点灯させ、露光開始時点からのレーザ光の強度を積分
し、それが所期のハーフトーンレベルに対応する値に一
致した時点で積分器をリセットすることによりレーザ光
を消灯し、これにより、所期の露光量を得ることができ
る。レーザ光の強度は温度等の要因により変化するが、
露光量を検出しているため、レーザ光の強度が大きくな
ればその分露光時間が短縮し、逆にレーザ光の強度が小
さくなればその分露光時間が延長し、レーザ光の強度変
化の影響を受けることがなく所期の露光量への制御が可
能である。
の制御を、レーザ光源からの受光信号を積分し一画素毎
にリセットされる積分器によって行っている。この従来
技術は一画素毎に露光量の制御が可能であり、ハーフト
ーン化を行うことが可能である。各画素の露光開始時点
（各画素の一方の端に対応）からハーフトーンのレベル
に対応する強度で積分器をセットすることによりレーザ
を点灯させ、露光開始時点からのレーザ光の強度を積分
し、それが所期のハーフトーンレベルに対応する値に一
致した時点で積分器をリセットすることによりレーザ光
を消灯し、これにより、所期の露光量を得ることができ
る。レーザ光の強度は温度等の要因により変化するが、
露光量を検出しているため、レーザ光の強度が大きくな
ればその分露光時間が短縮し、逆にレーザ光の強度が小
さくなればその分露光時間が延長し、レーザ光の強度変
化の影響を受けることがなく所期の露光量への制御が可
能である。
特開昭59-128865号公報では、温度等の要因によりレー
ザ光強度が変化した場合には、各画素における露光の開
始時点からレーザ光が消灯されるまでの期間が変化す
る。各画素の露光量分布は露光期間の中心に一致する
が、レーザ光の強度が大きい場合には、レーザの点灯期
間が短く、露光量分布の中心はその画素での露光開始位
置に近くなり、逆に、レーザ光の強度が小さい場合に
は、レーザの点灯期間が長く、露光量分布の中心はレー
ザ光の強度が大きい場合より、その画素での露光開始位
置から遠くなる。その結果、走査中の温度変化等の要因
で露光量分布の中心位置に差が生じ、走査の位置精度が
悪い場合と同様の悪影響を画像に及ぼす。
ザ光強度が変化した場合には、各画素における露光の開
始時点からレーザ光が消灯されるまでの期間が変化す
る。各画素の露光量分布は露光期間の中心に一致する
が、レーザ光の強度が大きい場合には、レーザの点灯期
間が短く、露光量分布の中心はその画素での露光開始位
置に近くなり、逆に、レーザ光の強度が小さい場合に
は、レーザの点灯期間が長く、露光量分布の中心はレー
ザ光の強度が大きい場合より、その画素での露光開始位
置から遠くなる。その結果、走査中の温度変化等の要因
で露光量分布の中心位置に差が生じ、走査の位置精度が
悪い場合と同様の悪影響を画像に及ぼす。
本発明になる像記録システムは、 （ａ） ソリッドステートレーザダイオードを含み、ア
ナログ信号で制御され、強度をもって変調された光線ビ
ームを発生させる手段と、 （ｂ） 光線ビームの瞬間的な強度に応答し、前記発生
手段にフィードバック制御信号を連続的に提供するよう
に接続されて、レーザダイオードをその光線出力を１画
素の露光に必要な時間内で安定化させるべく調整して、
入力信号に応答して出力信号を事実上瞬間的に変化せし
めると共に一方レーザダイオードの特性の変化には無関
係にその出力を一定に保持するフィードバック回路と、 （ｃ） 光線ビームのコリメート、焦点合わせ、及び光
路の制御のうち少なくとも一つを行う手段と、 （ｄ） その感度及び露光範囲が変調光線ビームに合致
した感光性記録媒体を位置させた像平面の幅にわたって
前記光線ビームを走査し、前記記録媒体上に走査線を提
供する手段と、 （ｅ） 前記像平面の長さ方向に沿って前記走査線を連
続的に位置決めする手段とより構成され、 上記構成により、前記像平面において少なくとも80線／
秒の割合で連続したトーンの像を形成せしめると共に、
透明媒体に形像されるときは少なくとも64階調のグレイ
レベル、不透明媒体に形像されるときは少なくとも32段
階のグレイレベルを創出せしめることにより写真級の像
を形成することが実現される。
ナログ信号で制御され、強度をもって変調された光線ビ
ームを発生させる手段と、 （ｂ） 光線ビームの瞬間的な強度に応答し、前記発生
手段にフィードバック制御信号を連続的に提供するよう
に接続されて、レーザダイオードをその光線出力を１画
素の露光に必要な時間内で安定化させるべく調整して、
入力信号に応答して出力信号を事実上瞬間的に変化せし
めると共に一方レーザダイオードの特性の変化には無関
係にその出力を一定に保持するフィードバック回路と、 （ｃ） 光線ビームのコリメート、焦点合わせ、及び光
路の制御のうち少なくとも一つを行う手段と、 （ｄ） その感度及び露光範囲が変調光線ビームに合致
した感光性記録媒体を位置させた像平面の幅にわたって
前記光線ビームを走査し、前記記録媒体上に走査線を提
供する手段と、 （ｅ） 前記像平面の長さ方向に沿って前記走査線を連
続的に位置決めする手段とより構成され、 上記構成により、前記像平面において少なくとも80線／
秒の割合で連続したトーンの像を形成せしめると共に、
透明媒体に形像されるときは少なくとも64階調のグレイ
レベル、不透明媒体に形像されるときは少なくとも32段
階のグレイレベルを創出せしめることにより写真級の像
を形成することが実現される。
本発明において； 「連続したトーン」とは変移部分が比較的滑かに見える
ようにするグレイレベルの強度の変移を意味し； 「光線」とは300と1500nmの間、好ましくは750と900nm
の間に来る電磁スペクトルの部分を意味し； 「スポット」とは光学システムを通過した後の記録媒体
上のレーザ光線の形状を意味し； 「画素」とは情報の量的単位を意味し、画即ち像の成分
の最少単位を構成し、複数のグレイレベルの中の１個を
構成し； 「グレイレベル」とは拡散写真濃度計による測定で区別
しうる露光後の記録媒体上の濃度の制御された変動を意
味し； 「像」とは画素の２次元配列からなる画を意味し、画素
の濃度と、各画素に含まれるグレイレベルの数を増加す
ると一般的に連続したトーンの像の写真級品質を向上さ
せ； 「走査線」とは記録媒体の幅にわたる一連のスポットを
意味し；および 「走査線位置決め精度」とは隣接する走査線の位置にお
ける標準偏差を意味する。
ようにするグレイレベルの強度の変移を意味し； 「光線」とは300と1500nmの間、好ましくは750と900nm
の間に来る電磁スペクトルの部分を意味し； 「スポット」とは光学システムを通過した後の記録媒体
上のレーザ光線の形状を意味し； 「画素」とは情報の量的単位を意味し、画即ち像の成分
の最少単位を構成し、複数のグレイレベルの中の１個を
構成し； 「グレイレベル」とは拡散写真濃度計による測定で区別
しうる露光後の記録媒体上の濃度の制御された変動を意
味し； 「像」とは画素の２次元配列からなる画を意味し、画素
の濃度と、各画素に含まれるグレイレベルの数を増加す
ると一般的に連続したトーンの像の写真級品質を向上さ
せ； 「走査線」とは記録媒体の幅にわたる一連のスポットを
意味し；および 「走査線位置決め精度」とは隣接する走査線の位置にお
ける標準偏差を意味する。
本発明において使用するレーザダイオードは少なくとも
３ミリワットの出力容量を有することが好ましく、最も
好ましくは少なくとも15ミリワットあるいはさらにそれ
以上である。レーザダイオードは、例えば、日立製作
所、三菱電気、RCA（米国ペンシルバニア州ランカス
タ）、スペクトラ ダイオード ラボラトリーズ社（Sp
ectra Diode Laboratories,Inc.）（カリフォルニア州
サンホセ）、およびアンペレックス社（Amperex）（米
国ロードアイランド州スロータズビル）から市販されて
いる。有用なダイオードとしては、特に、赤色および赤
外線領域で放射するものである。短波長用のダイオード
が市販品として入手できるものであれば、これも本発明
において使用可能である。
３ミリワットの出力容量を有することが好ましく、最も
好ましくは少なくとも15ミリワットあるいはさらにそれ
以上である。レーザダイオードは、例えば、日立製作
所、三菱電気、RCA（米国ペンシルバニア州ランカス
タ）、スペクトラ ダイオード ラボラトリーズ社（Sp
ectra Diode Laboratories,Inc.）（カリフォルニア州
サンホセ）、およびアンペレックス社（Amperex）（米
国ロードアイランド州スロータズビル）から市販されて
いる。有用なダイオードとしては、特に、赤色および赤
外線領域で放射するものである。短波長用のダイオード
が市販品として入手できるものであれば、これも本発明
において使用可能である。
レーザ光線の変調はダイオードに加えらえる電流を変え
ることにより行われる。コンピュータにより発生したア
ナログ信号が走査の間の任意の瞬間の電流値のセットの
ために使用することができる。アナログ信号はデジタル
−アナログ変換器（Ｄ／Ａ）（例えばAH8308T型（アナ
ロジック社製（Analogic Corp.）（米国マサチュセッツ
州ウェークフィールド））により印刷プロセスと同期的
して発生される。
ることにより行われる。コンピュータにより発生したア
ナログ信号が走査の間の任意の瞬間の電流値のセットの
ために使用することができる。アナログ信号はデジタル
−アナログ変換器（Ｄ／Ａ）（例えばAH8308T型（アナ
ロジック社製（Analogic Corp.）（米国マサチュセッツ
州ウェークフィールド））により印刷プロセスと同期的
して発生される。
デジタルデータは医療用形像システム、気象観測あるい
は軍事用衛星、ビデオカメラ、例えばオプチカルドラム
（米国マサチュセッツ州チェルムフォードのオプトロニ
ックスインタナショナル社（Optronics International,
Inc.）製）あるいはアイコニックスデジタイザ（Eikoni
x Digitizer）（米国マサチュセッツ州ベッドフォード
のアイコニックス社（Eikonix,Inc.）製）のような光学
デジタイザあるいは当該技術分野で周知の画素の数とし
てデジタル値の形で像が記憶されているコンピュータの
メモリから供給可能である。このデジタル値はハードコ
ピイ上に単一あるいは多数の像を記録するシステムによ
り発生させることができる。このシステムは元の像に対
しデジタル化した画素の形態で情報を取入れ投影像のマ
トリックスで同数あるいはそれ以上の数を画素を有する
フォーマットで像を投影することができる。前記像はデ
ータバンクの記憶装置から取り出され、そのハードコピ
イあるいは投影に適合するように選択したフォーマット
に応じた概ね連続可変の倍率で拡大される。一方のフォ
ーマットに記憶された像を別のフォーマットに変換し、
１個のハードコピイに形像可能な材料の他の像を記録し
たり、あるいは投影することができる。
は軍事用衛星、ビデオカメラ、例えばオプチカルドラム
（米国マサチュセッツ州チェルムフォードのオプトロニ
ックスインタナショナル社（Optronics International,
Inc.）製）あるいはアイコニックスデジタイザ（Eikoni
x Digitizer）（米国マサチュセッツ州ベッドフォード
のアイコニックス社（Eikonix,Inc.）製）のような光学
デジタイザあるいは当該技術分野で周知の画素の数とし
てデジタル値の形で像が記憶されているコンピュータの
メモリから供給可能である。このデジタル値はハードコ
ピイ上に単一あるいは多数の像を記録するシステムによ
り発生させることができる。このシステムは元の像に対
しデジタル化した画素の形態で情報を取入れ投影像のマ
トリックスで同数あるいはそれ以上の数を画素を有する
フォーマットで像を投影することができる。前記像はデ
ータバンクの記憶装置から取り出され、そのハードコピ
イあるいは投影に適合するように選択したフォーマット
に応じた概ね連続可変の倍率で拡大される。一方のフォ
ーマットに記憶された像を別のフォーマットに変換し、
１個のハードコピイに形像可能な材料の他の像を記録し
たり、あるいは投影することができる。
より詳しくは、マルチフォーマット像記録システムは第
１のフォーマットにおける像のデジタル情報から第２の
フォーマットにおけるデジタル像を記録または投影する
プロセスであって、第２のフォーマットにおける像が第
１のフォーマットにおける同数あるいはそれ以上のマト
リックス状の画素から構成されるプロセスに関する。マ
ルチフォーマットプロセスは：（ａ）第１のフォーマッ
トにおける画素のマトリックスのデジタルデータとして
像を形成する情報を提供し、（ｂ）第２のフォーマット
において像を投影または記録するために１以上の倍率を
決定し、（ｃ）双一次補間即ち直線反復のような二次元
拡大プロセスによって第１の像の画素から第２の像の画
素を発生させ、（ｄ）第２のフォーマットの像のマトリ
ックスを、第２のフォーマットで像を投影あるいは記録
できる画像形成手段へ伝達し、かつ（ｅ）最終的な像を
ハードコピイをつくりうる材料に記録することからな
る。
１のフォーマットにおける像のデジタル情報から第２の
フォーマットにおけるデジタル像を記録または投影する
プロセスであって、第２のフォーマットにおける像が第
１のフォーマットにおける同数あるいはそれ以上のマト
リックス状の画素から構成されるプロセスに関する。マ
ルチフォーマットプロセスは：（ａ）第１のフォーマッ
トにおける画素のマトリックスのデジタルデータとして
像を形成する情報を提供し、（ｂ）第２のフォーマット
において像を投影または記録するために１以上の倍率を
決定し、（ｃ）双一次補間即ち直線反復のような二次元
拡大プロセスによって第１の像の画素から第２の像の画
素を発生させ、（ｄ）第２のフォーマットの像のマトリ
ックスを、第２のフォーマットで像を投影あるいは記録
できる画像形成手段へ伝達し、かつ（ｅ）最終的な像を
ハードコピイをつくりうる材料に記録することからな
る。
デジタルデータはランダムアクセスメモリ、磁気ディス
ク、光学ディスク等に記憶される。
ク、光学ディスク等に記憶される。
レーザダイオードには数々の問題が介在しており前述の
ように64階調のグレイレベルを得るにはそれらの問題を
克服する必要がある。これらの問題とはモードホッピン
グ、内部加熱および経時変化を含む。前記の欠陥を補正
するために、ビームスプリッタを用いて出力ビームの部
分をフォトダイオードへ分割し、該フォトダイオードに
よってレーザダイオードの光線出力を連続的にモニタし
制御システムにフィードバックし、該制御システムによ
ってレーザダイオードを調整してその作動を安定化し、
入力信号に応答して出力の強度を事実上瞬間的に変化さ
せ、一方レーザダイオードの光線強度対電流の特性の変
化とは無関係に出力を一定に保持する。このような連続
的フィードバック制御回路はレーザダイオードの作動特
性における長期および短期の変動を補正しうる。かかる
制御装置は、毎秒数百万回ものサンプリング速度（画素
間隔でいえば数100ナノ秒）でレーザダイオードのアナ
ログ変調を行わしめる。また、50ナノ秒より短い修正を
行うフィードバック装置は制御回路の出力の精密制御に
多いに帰寄することになる。画素毎の階調制御というこ
とではないがレーザ強度について連続的なフィードバッ
ク制御を行う技術は（1983年７月22日〜26日）イタリヤ
ベニスで行われた非衡撃印刷技術の進歩についての第１
回世界会議（First International Congress on Advanc
es in Non-Impact Printing Technology）で発表された
「GaAlAsレーザで記録するための変調した光線源」
（“Modulated Light Source for Recording with GaAl
As-Lasers"）においてエム．ルッツ氏（M.Lutz.）ビ
ー．ライナ氏（B.Reiner）およびエイチ．ピー．ボラー
氏（H.P,Voller）および1982年４月のフォトニックス
スペクトル（Photonics Spectra）の83〜87頁「半導体
レーザの成熟への到達；光ファイバ通信への応用」
（“Semiconductor Lasers Reach for Maturity;Applic
ation in Fiber Optic Communications"）においてアー
ル．ビー．チルズ氏（R.B.Childs）によって提案されて
いるが、これらのフィードバック制御は照明用あるいは
光通信においてレーザ光レベルの安定化のためより長い
期間（秒単位）での制御を行うものであって、本発明の
ように１画素内（数100ナノ秒）で50ナノ秒より短い修
正を行うものとは技術的に相違したものである。
ように64階調のグレイレベルを得るにはそれらの問題を
克服する必要がある。これらの問題とはモードホッピン
グ、内部加熱および経時変化を含む。前記の欠陥を補正
するために、ビームスプリッタを用いて出力ビームの部
分をフォトダイオードへ分割し、該フォトダイオードに
よってレーザダイオードの光線出力を連続的にモニタし
制御システムにフィードバックし、該制御システムによ
ってレーザダイオードを調整してその作動を安定化し、
入力信号に応答して出力の強度を事実上瞬間的に変化さ
せ、一方レーザダイオードの光線強度対電流の特性の変
化とは無関係に出力を一定に保持する。このような連続
的フィードバック制御回路はレーザダイオードの作動特
性における長期および短期の変動を補正しうる。かかる
制御装置は、毎秒数百万回ものサンプリング速度（画素
間隔でいえば数100ナノ秒）でレーザダイオードのアナ
ログ変調を行わしめる。また、50ナノ秒より短い修正を
行うフィードバック装置は制御回路の出力の精密制御に
多いに帰寄することになる。画素毎の階調制御というこ
とではないがレーザ強度について連続的なフィードバッ
ク制御を行う技術は（1983年７月22日〜26日）イタリヤ
ベニスで行われた非衡撃印刷技術の進歩についての第１
回世界会議（First International Congress on Advanc
es in Non-Impact Printing Technology）で発表された
「GaAlAsレーザで記録するための変調した光線源」
（“Modulated Light Source for Recording with GaAl
As-Lasers"）においてエム．ルッツ氏（M.Lutz.）ビ
ー．ライナ氏（B.Reiner）およびエイチ．ピー．ボラー
氏（H.P,Voller）および1982年４月のフォトニックス
スペクトル（Photonics Spectra）の83〜87頁「半導体
レーザの成熟への到達；光ファイバ通信への応用」
（“Semiconductor Lasers Reach for Maturity;Applic
ation in Fiber Optic Communications"）においてアー
ル．ビー．チルズ氏（R.B.Childs）によって提案されて
いるが、これらのフィードバック制御は照明用あるいは
光通信においてレーザ光レベルの安定化のためより長い
期間（秒単位）での制御を行うものであって、本発明の
ように１画素内（数100ナノ秒）で50ナノ秒より短い修
正を行うものとは技術的に相違したものである。
第３図は前記のようなフィードバック回路の一実施例を
示す。電圧入力バイアス回路網116は、直列接続される
２つの抵抗118及び120より成り、抵抗118は正のD.C.電
圧、抵抗120は接地される。前記抵抗118と120との共通
接続部がレーザダイオード110を制御するためのアナロ
グ入力信号を受信する。バイアス回路網116は回路に対
し直流のオフセット電圧を付与し、そのためレーザダイ
オード出力が零となることはなく、アナログ入力信号が
零に至るとその限界レベルまで低下する。第３図に示す
回路への入力側からみたインピーダンスと関連して抵抗
124とコンデンサ126は低域フィルタ122を構成する。抵
抗124の一端は抵抗118と120との共通接続部に接続さ
れ、抵抗124の他端はコンデンサ126の一端に接続され、
該コンデンサの他端は接地されている。低域フィルタは
第３図の回路の閉ループ応答特性を改善し、残留ピーク
を制御し、周波数帯の高い方の端を広げ、利得を平坦と
するように機能する。高利得差動増幅器128は反転入力
側がコンデンサ126と抵抗124に共通の結線に接続され、
非反転入力側がレーザダイオード110の出力を安定化さ
せるためのフィードバック信号を受信するよう接続され
る。前記差動増幅器128の出力側はコンデンサ132に接続
され、該コンデンサは抵抗130に並列に接続され、回路
の速度の安定性を増す補償回路を構成する。134で示す
電流源はレーザダイオード110の陰極に接続され、かつ
並列接続の抵抗130とコンデンサ132の出力端にも接続さ
れている。前記電流源134は、増幅器128の出力が零、即
ち、レーザダイオードの最大出力の半分に対して必要な
レベルに等しくなるとレーザダイオード110に電流を提
供するようバイアスされるNPNトランジスタを含む。こ
れはさもなければ増幅器128が必要とする電流出力が減
少され、第３図に示す回路で利用可能な高利得増幅器の
選択範囲が広がることを意味する。増幅器128として必
要な出力電力定格を具備するものを選択すれば電流源13
4は使用する必要がない。
示す。電圧入力バイアス回路網116は、直列接続される
２つの抵抗118及び120より成り、抵抗118は正のD.C.電
圧、抵抗120は接地される。前記抵抗118と120との共通
接続部がレーザダイオード110を制御するためのアナロ
グ入力信号を受信する。バイアス回路網116は回路に対
し直流のオフセット電圧を付与し、そのためレーザダイ
オード出力が零となることはなく、アナログ入力信号が
零に至るとその限界レベルまで低下する。第３図に示す
回路への入力側からみたインピーダンスと関連して抵抗
124とコンデンサ126は低域フィルタ122を構成する。抵
抗124の一端は抵抗118と120との共通接続部に接続さ
れ、抵抗124の他端はコンデンサ126の一端に接続され、
該コンデンサの他端は接地されている。低域フィルタは
第３図の回路の閉ループ応答特性を改善し、残留ピーク
を制御し、周波数帯の高い方の端を広げ、利得を平坦と
するように機能する。高利得差動増幅器128は反転入力
側がコンデンサ126と抵抗124に共通の結線に接続され、
非反転入力側がレーザダイオード110の出力を安定化さ
せるためのフィードバック信号を受信するよう接続され
る。前記差動増幅器128の出力側はコンデンサ132に接続
され、該コンデンサは抵抗130に並列に接続され、回路
の速度の安定性を増す補償回路を構成する。134で示す
電流源はレーザダイオード110の陰極に接続され、かつ
並列接続の抵抗130とコンデンサ132の出力端にも接続さ
れている。前記電流源134は、増幅器128の出力が零、即
ち、レーザダイオードの最大出力の半分に対して必要な
レベルに等しくなるとレーザダイオード110に電流を提
供するようバイアスされるNPNトランジスタを含む。こ
れはさもなければ増幅器128が必要とする電流出力が減
少され、第３図に示す回路で利用可能な高利得増幅器の
選択範囲が広がることを意味する。増幅器128として必
要な出力電力定格を具備するものを選択すれば電流源13
4は使用する必要がない。
光学部分112（第１図のビームスプリッタ15と第２図の
ビームスプリッタ48参照）を介してレーザダイオード11
0から受取った光線出力に応答してピンダイオード114に
よって発生する電流は回路部分136によってフィードバ
ック電圧に変換される。回路部分136は高速の利得が１
の増幅器138を含み、該増幅器138の入力側はピンダイオ
ード114の陽極に接続されている。ピンダイオード114を
通る電流路が抵抗140と142とによって提供される。抵抗
140は一端が接地され、他端はピンダイオードの陽極
と、抵抗140,142との間に接続されている。抵抗140は一
端が接地され、他端はピンダイオードの陽極の間に接続
され、抵抗142は正の直流電圧とピンダイオード114の陰
極の間に接続されている。コンデンサ144は抵抗142のピ
ンダイオード114の端側と増幅器138の出力側の間に接続
され、増幅器138は差動増幅器128のフィードバック入力
側に接続されている。抵抗142とコンデンサ144とはピン
ダイオード114を通じての電圧変動を著しく減少させる
よう作用する。抵抗142とコンデンサ144とによって提供
されるRC時定数は回路部分136における他のいずれの時
定数よりもはるかに大きくすべきである。この状態によ
って、増幅器138の１の利得に対して、回路部分136の応
答速度は適正化される。
ビームスプリッタ48参照）を介してレーザダイオード11
0から受取った光線出力に応答してピンダイオード114に
よって発生する電流は回路部分136によってフィードバ
ック電圧に変換される。回路部分136は高速の利得が１
の増幅器138を含み、該増幅器138の入力側はピンダイオ
ード114の陽極に接続されている。ピンダイオード114を
通る電流路が抵抗140と142とによって提供される。抵抗
140は一端が接地され、他端はピンダイオードの陽極
と、抵抗140,142との間に接続されている。抵抗140は一
端が接地され、他端はピンダイオードの陽極の間に接続
され、抵抗142は正の直流電圧とピンダイオード114の陰
極の間に接続されている。コンデンサ144は抵抗142のピ
ンダイオード114の端側と増幅器138の出力側の間に接続
され、増幅器138は差動増幅器128のフィードバック入力
側に接続されている。抵抗142とコンデンサ144とはピン
ダイオード114を通じての電圧変動を著しく減少させる
よう作用する。抵抗142とコンデンサ144とによって提供
されるRC時定数は回路部分136における他のいずれの時
定数よりもはるかに大きくすべきである。この状態によ
って、増幅器138の１の利得に対して、回路部分136の応
答速度は適正化される。
抵抗130とコンデンサ132とを並列に組合せることによっ
て得られる補正回路網について説明すれば、この組合せ
において、抵抗130の値は、増幅器128の出力インピーダ
ンスとレーザダイオード110の動的インピーダンスの和
よりもはるかに大きくなっている。そうすれば第３図に
示す回路の開ループ利得は抵抗130の抵抗値大きさに反
比例する。抵抗130はまた、レーザダイオード110用の電
流制限器としても作用する。コンデンサ132の値は開ル
ープ利得が零となるように調整され、ピンダイオード11
4の応答に帰因する極性を打ち消すことができる。
て得られる補正回路網について説明すれば、この組合せ
において、抵抗130の値は、増幅器128の出力インピーダ
ンスとレーザダイオード110の動的インピーダンスの和
よりもはるかに大きくなっている。そうすれば第３図に
示す回路の開ループ利得は抵抗130の抵抗値大きさに反
比例する。抵抗130はまた、レーザダイオード110用の電
流制限器としても作用する。コンデンサ132の値は開ル
ープ利得が零となるように調整され、ピンダイオード11
4の応答に帰因する極性を打ち消すことができる。
一連のレンズ、ミラー、プリズム等を用いて、コリメー
ト（光線を真直あるいは平行にする）、焦点合せ（光線
をスポットに集める）および（または）レーザ光線の光
路を是正（光線を希望する光路に曲げる）して最大の分
解能、像の均等性および像濃度における好ましくない変
化のような可視人工物が発生しないことを保証しうる。
前記レンズ系はスポットが己の大きさ寸法および強度に
おいて均等であり、かつ記録媒体の希望位置正しく位置
することを保証するものである。理想的には前記スポッ
トは画素の中心に来る。特に重要なことは線が所定の位
置からずれた場合発生しうる帯状人工物を阻止するため
２％以内あるいはそれ以上に正確に位置することであ
る。スポットの形状は重要ではないが一般的に正規分布
曲線形状あるいは裁頭正規分布曲線形状をなし、全体的
に隣接するスポットが強度の略半ばの点で重なるよう選
択される。1000から５マイクロメータの直径のスポット
が有用であるが典型的には85マイクロメータ直径のスポ
ットが使用される。
ト（光線を真直あるいは平行にする）、焦点合せ（光線
をスポットに集める）および（または）レーザ光線の光
路を是正（光線を希望する光路に曲げる）して最大の分
解能、像の均等性および像濃度における好ましくない変
化のような可視人工物が発生しないことを保証しうる。
前記レンズ系はスポットが己の大きさ寸法および強度に
おいて均等であり、かつ記録媒体の希望位置正しく位置
することを保証するものである。理想的には前記スポッ
トは画素の中心に来る。特に重要なことは線が所定の位
置からずれた場合発生しうる帯状人工物を阻止するため
２％以内あるいはそれ以上に正確に位置することであ
る。スポットの形状は重要ではないが一般的に正規分布
曲線形状あるいは裁頭正規分布曲線形状をなし、全体的
に隣接するスポットが強度の略半ばの点で重なるよう選
択される。1000から５マイクロメータの直径のスポット
が有用であるが典型的には85マイクロメータ直径のスポ
ットが使用される。
走査は一連の水平の平行線において記録媒体にわたって
ビームを掃引する手段である。各線は多数の画素より構
成される。１ミリ当り１個から200個の画素を用いうる
が、典型的には１ミリ当り10個の画素が使用される。本
発明においては走査は例えば１個以上の反射面を有する
多角形ミラー、走査検流計、音響−光学デフレクタ、あ
るいはホログラフィックデフレタを用いて行われる、前
記装置の全ては当該技術分野において周知である。走査
幅は例えば５ミリから５メートルまでの範囲、好ましく
は35ミリから75センチの範囲とする。
ビームを掃引する手段である。各線は多数の画素より構
成される。１ミリ当り１個から200個の画素を用いうる
が、典型的には１ミリ当り10個の画素が使用される。本
発明においては走査は例えば１個以上の反射面を有する
多角形ミラー、走査検流計、音響−光学デフレクタ、あ
るいはホログラフィックデフレタを用いて行われる、前
記装置の全ては当該技術分野において周知である。走査
幅は例えば５ミリから５メートルまでの範囲、好ましく
は35ミリから75センチの範囲とする。
記録媒体の走査線の位置決めは例えば隣接する線が強度
の半ばの点で重なるよう走査線に対して垂直に記録媒体
を動かすことにより達成できる。毎秒0.01から50センチ
の範囲の運動速度が使用しうるが典型的には、毎秒0.1
から10センチの運動速度を用いればよい。また、走査線
の位置決めは走査光を光学的に偏向させることによって
行うことができ、そのため検流計ミラー等を使用した
り、あるいは前記方法の組合せを用いることができる。
の半ばの点で重なるよう走査線に対して垂直に記録媒体
を動かすことにより達成できる。毎秒0.01から50センチ
の範囲の運動速度が使用しうるが典型的には、毎秒0.1
から10センチの運動速度を用いればよい。また、走査線
の位置決めは走査光を光学的に偏向させることによって
行うことができ、そのため検流計ミラー等を使用した
り、あるいは前記方法の組合せを用いることができる。
本発明による高品質の写真級像を提供するためには走査
線の位置決め精度が重要である。レーザの走査方向の位
置決めの要件とレーザ走査方向に対して垂直の方向の位
置決めの要件とは著しく異なっており、個別に論じるこ
とにする。
線の位置決め精度が重要である。レーザの走査方向の位
置決めの要件とレーザ走査方向に対して垂直の方向の位
置決めの要件とは著しく異なっており、個別に論じるこ
とにする。
走査方向において、画素の精確な位置決めはｆ−θレン
ズの設計、光線偏向装置または走査装置における速度の
変動およびレーザダイオードへのデジタル情報供給のタ
イミングの制御により達成される。高品質の像をつくる
には前記要素の設計を配慮する必要がある。例えば偏向
装置としてモータ駆動の多角体が用いられるとすればモ
ータの速度にわずかな変動即ちハンチングがあったとし
ても画素が隣切する走査線間で整列しなくなるおそれが
ある。これは各走査線の終端部において特に目立つ。各
走査線の最後の画素がそのページにおいて真直ぐの線上
に乗らなくなる。ほとんどの用途に対して、走査線方向
において20％以下の画素位置決め精度が要求される。
ズの設計、光線偏向装置または走査装置における速度の
変動およびレーザダイオードへのデジタル情報供給のタ
イミングの制御により達成される。高品質の像をつくる
には前記要素の設計を配慮する必要がある。例えば偏向
装置としてモータ駆動の多角体が用いられるとすればモ
ータの速度にわずかな変動即ちハンチングがあったとし
ても画素が隣切する走査線間で整列しなくなるおそれが
ある。これは各走査線の終端部において特に目立つ。各
走査線の最後の画素がそのページにおいて真直ぐの線上
に乗らなくなる。ほとんどの用途に対して、走査線方向
において20％以下の画素位置決め精度が要求される。
ｆ−θレンズを本発明の光学系に組入れることが好まし
い。通常の形像レンズでは投影角度θにおける形像面で
の形像スポットｒの位置は ｒ＝ｆ・tanθ であってｆは形像レンズの焦点距離である。そのような
光学系において形像レンズでの反射レーザ光線の投影角
は時間の経過と共に直線的に変化する。したがって、形
像面での形像スポットの運動速度は非直線的に変化に、
即ち一定速度ではない。投影角度が増加すると運動速度
も増加する。このため画素はその中心での間隔と比較し
て走査線端に行くほど間隔が広くようになる。このよう
な結果を阻止するために本発明における形像レンズはｒ
＝ｆ・θの性能を有するよう特別仕様とする。前記特性
を備えたレンズをｆ−θレンズと称し、このようなレン
ズは走査線にわたってスポットの速度を一定とし、かつ
画素を等間隔とすることができる。
い。通常の形像レンズでは投影角度θにおける形像面で
の形像スポットｒの位置は ｒ＝ｆ・tanθ であってｆは形像レンズの焦点距離である。そのような
光学系において形像レンズでの反射レーザ光線の投影角
は時間の経過と共に直線的に変化する。したがって、形
像面での形像スポットの運動速度は非直線的に変化に、
即ち一定速度ではない。投影角度が増加すると運動速度
も増加する。このため画素はその中心での間隔と比較し
て走査線端に行くほど間隔が広くようになる。このよう
な結果を阻止するために本発明における形像レンズはｒ
＝ｆ・θの性能を有するよう特別仕様とする。前記特性
を備えたレンズをｆ−θレンズと称し、このようなレン
ズは走査線にわたってスポットの速度を一定とし、かつ
画素を等間隔とすることができる。
前述のように、各走査線間の相互の位置精度は高品質の
像を得る上で極めて重要であるが、精度の高い位置決め
を行うための光学的設計技術は慣用技術のレベルには至
っていない。走査線の位置決めにおいてランダムな、あ
るいは周期的な変動は視認可能な縞模様の原因となり、
これは視るものには不快感を与えるし、極端な場合は当
該システムが提供しうるグレイレベルの階調数を減少せ
しめる。顕微鏡を基に観察すると送り方向において走査
線が詰まったり、離れたりすることになるのが判る。し
かしながら拡大せずに観察すると、その位置を緩慢に転
ずる濃い帯（banding）が走査方向に平行に走ることが
認められよう。
像を得る上で極めて重要であるが、精度の高い位置決め
を行うための光学的設計技術は慣用技術のレベルには至
っていない。走査線の位置決めにおいてランダムな、あ
るいは周期的な変動は視認可能な縞模様の原因となり、
これは視るものには不快感を与えるし、極端な場合は当
該システムが提供しうるグレイレベルの階調数を減少せ
しめる。顕微鏡を基に観察すると送り方向において走査
線が詰まったり、離れたりすることになるのが判る。し
かしながら拡大せずに観察すると、その位置を緩慢に転
ずる濃い帯（banding）が走査方向に平行に走ることが
認められよう。
前記の帯は各走査線の位置決めを慎重に調整すれば最小
としうる。通常の観察距離における目の最大感度の周波
数と概ね等しい11p／ミリの種類の振幅を有する周期的
な濃度変化をつけて一連のテスト像を作成してみた。フ
ィルムの評価について経験が深いオペレータは通常の観
察距離（30から60センチ）で0.005以下の尖頭間変動の
み合格判定するといわれている。単純なモデル計算の結
果これは走査線位置のピークからピークの最大許容誤差
は約１％に対応することを示した。縞模様がその他の周
波数であるか、本質的にランダムなものに原因する場合
は、記録媒体に関連するノイズにもよるが、２％までの
線位置決め誤差であれば許容可能である。
としうる。通常の観察距離における目の最大感度の周波
数と概ね等しい11p／ミリの種類の振幅を有する周期的
な濃度変化をつけて一連のテスト像を作成してみた。フ
ィルムの評価について経験が深いオペレータは通常の観
察距離（30から60センチ）で0.005以下の尖頭間変動の
み合格判定するといわれている。単純なモデル計算の結
果これは走査線位置のピークからピークの最大許容誤差
は約１％に対応することを示した。縞模様がその他の周
波数であるか、本質的にランダムなものに原因する場合
は、記録媒体に関連するノイズにもよるが、２％までの
線位置決め誤差であれば許容可能である。
正確な光学的形状と機械的移動装置の慎重な制御とを組
合せることにより走査線を正確に位置決めすることがで
きる。正確な光学的形状は、例えば米国特許第3,750,18
9号と同第4,040,096号とに開示されている円筒形レンズ
と環状面レンズとの各種組合せを含む。その他の有用な
装置としては圧電駆動ミラーシステムおよびパラボラミ
ラーシステムを含む。
合せることにより走査線を正確に位置決めすることがで
きる。正確な光学的形状は、例えば米国特許第3,750,18
9号と同第4,040,096号とに開示されている円筒形レンズ
と環状面レンズとの各種組合せを含む。その他の有用な
装置としては圧電駆動ミラーシステムおよびパラボラミ
ラーシステムを含む。
記憶媒体を高精度で移動制御する種々の方法が知られて
いるが、例えば、速度を均一にするために設計されたね
じ駆動の平坦テーブルあるいはピンチローラドラムシス
テムを用いるものがある。走査線の位置決め精度が光学
システムによって左右されるのと丁度同様に、該精度は
記録媒体の移動、即ち送りシステムによっても影響を受
ける。必要な走査線位置決め精度を達成する上で、短い
距離における移動が円滑であることが重要である。記録
媒体は予め切断されたシートあるいはロールの形態等と
することができるが、どのタイプの記録媒体を使用する
かで移動システムの選択は影響される。以上の代案にと
しては、記録媒体を動かないよう保持し、第２の走査ミ
ラーを用いて走査線の方を媒体近くに移動させるように
してもよい。
いるが、例えば、速度を均一にするために設計されたね
じ駆動の平坦テーブルあるいはピンチローラドラムシス
テムを用いるものがある。走査線の位置決め精度が光学
システムによって左右されるのと丁度同様に、該精度は
記録媒体の移動、即ち送りシステムによっても影響を受
ける。必要な走査線位置決め精度を達成する上で、短い
距離における移動が円滑であることが重要である。記録
媒体は予め切断されたシートあるいはロールの形態等と
することができるが、どのタイプの記録媒体を使用する
かで移動システムの選択は影響される。以上の代案にと
しては、記録媒体を動かないよう保持し、第２の走査ミ
ラーを用いて走査線の方を媒体近くに移動させるように
してもよい。
記録媒体の選定は本発明による高度の写真級品質を提供
しうる媒体に限られる。記録媒体の代表例はハロゲン化
銀フィルムおよびペーパ、「ドライシルバー」フィルム
およびペーパ、ある種の感光性フィルムおよびペーパあ
るいはその他の感光性媒体を含む。記録媒体はレーザダ
イオードにより発生される波長放射および強度範囲に合
致するよう感度を持っていることが重要である。また、
種々の光線強度条件下で例えば6.0まで、好ましくは0.1
から3.5までの範囲の広い範囲の光学的密度を持つこと
ができるものであらねばならない。全ての記録媒体は透
明媒体では少なくとも64グレイレベル、不透明媒体では
32グレイレベルを提供できる必要がある。媒体は低ノイ
ズであって、かつ画素の解像度と少なくとも同程度の解
像度を有していることか望ましい。本発明において有用
な「ドライバシルバー」媒体はテンポラリデータシート
7375（Temporary Data Sheet 7375）（3M社より1984年
４月４日発行）に記載されている。本発明において使用
しうる電子光伝導体は赤外線EP（コダック社製（米国ニ
ューヨーク州ロチェスタ））である。記録媒体のサイズ
は５ミリから５メートルの範囲でよい。
しうる媒体に限られる。記録媒体の代表例はハロゲン化
銀フィルムおよびペーパ、「ドライシルバー」フィルム
およびペーパ、ある種の感光性フィルムおよびペーパあ
るいはその他の感光性媒体を含む。記録媒体はレーザダ
イオードにより発生される波長放射および強度範囲に合
致するよう感度を持っていることが重要である。また、
種々の光線強度条件下で例えば6.0まで、好ましくは0.1
から3.5までの範囲の広い範囲の光学的密度を持つこと
ができるものであらねばならない。全ての記録媒体は透
明媒体では少なくとも64グレイレベル、不透明媒体では
32グレイレベルを提供できる必要がある。媒体は低ノイ
ズであって、かつ画素の解像度と少なくとも同程度の解
像度を有していることか望ましい。本発明において有用
な「ドライバシルバー」媒体はテンポラリデータシート
7375（Temporary Data Sheet 7375）（3M社より1984年
４月４日発行）に記載されている。本発明において使用
しうる電子光伝導体は赤外線EP（コダック社製（米国ニ
ューヨーク州ロチェスタ））である。記録媒体のサイズ
は５ミリから５メートルの範囲でよい。
本発明の目的および利点を以下の例により更に説明する
か、これら例に引用する特定の材料ならびにその他の条
件や細目は本発明は不当に制限するものと解すべきでな
い。
か、これら例に引用する特定の材料ならびにその他の条
件や細目は本発明は不当に制限するものと解すべきでな
い。
例１ 本発明の範囲に入るレーザ結像システム10の一実施例が
第１図に斜視図で示されている。レーザダイオード12
（日立製作所製、HLP 1000シリーズ、波長820nm、出力1
5ミリワット）が熱電冷却されるブロック14上に取り付
けられる。同ブロック14は該レーザダイオード12の温度
を制御するためのものである。レーザダイオード12の変
調は情報源２から受け取られる信号に応じて印加される
電流を変えることによって行われ、ここに情報源２はPD
P11／34コンピュータ（米国マサチューセッツ州Maynard
のDigital Equipmend社製）であり、同コンピュータは
要求平均速度0.21メガバイト／秒で、かつ要求ピークデ
ータ速度3.6メガバイト／秒でデータを供給するカスタ
ムインターフェースを備えたものである。このデータ
は、レーザダイオード励振回路４へ必要な信号を供給す
るAnalog Device社（米国マサチュセッツ州ボストン）
製のMDD−0820A型（図示せず）のＡ／Ｄ変換器へ供給さ
れる。レーザ光線16が、レーザ光線のコリメートを行
い、焦点距離が4.505ミリである基準レンズ18、VP4560N
Cオリンパス集光レンズ（オリンパス光学製）を通過せ
しめる。ビームスプリッタ15はクロームタイプの中間濃
度フィルタ（濃度0.4）（米国カリフォルニア州アービ
ンのメレスグリオット（Melles Griot,Irvine）社製）
であって、光検出器６に衝突する基準光線８が発生され
る。光検出器６はレーザダイオード励振回路４へ信号を
提供し（第３図参照）、そのため再現可能強度レベルの
光線がレーザダイオード12から発生せしめられる。光線
16の残りの部分は、焦点距離が40ミリと80ミリである円
筒形レンズ20（メレスグリオット社型録番号LCP−001お
よびLCP−009）を完全に通過し、該レンズ20は光線の形
状を円形とする。焦点距離300ミリの円筒形レンズ22
（メレスグリオット社の型録番号LCP−019）は焦点距離
が150ミリの円筒形レンズ24（米国ニューヨーク州フア
アポートのトロペル社（Tropel,Inc.）製）との連携に
おいて光線の位置を修正して記録媒体26に当たるときの
所望精度を得ことができる。レンズ22からの光線16は旋
回多角体30（リンカーンレーザ社（米国アリゾナ州フェ
ニックス）製のPhoenix,AZ−の型録番号PO−08−300−0
87）の面28に衝突せしめられる。前記面28は反射面を構
成する。多角体30はその他全ての面は非反射性である。
光線16は焦点距離が330ミリのｆ−θレンズ32（トロペ
ル社（Tropel,Inc.）製）により記録媒体上にその焦点
を合わせられる。そして多角体30の回転は光線16をして
記録媒体26上を毎秒300メートルの一定速度で運動せし
められる。前方を向いた平坦ミラー34（米国ニュージャ
ージ州バーリングのエドモンドサイエンティフィック社
製）は光線16を記録媒体26の平面に対して垂直に反射せ
しめる。ｆ−θレンズ32は記録媒体26上のどの位置にお
いても中心部が約85ミクロンのスポット36に光線16を集
光した。記録媒体26は、6.78ミリ／秒の速度で示す方向
に運動する、親ねじ駆動の直線移動変換テーブル（米国
ペンシルバニア州、ピッツバーグのエアロテック社（Ae
rotech Corp.）製）（図示せず）上に載置される。光線
16の走査が行われる際反射ミラー38（エドモンドサイエ
ンティフィック社製）によって受け取められ、走査開始
（SOS）光検出器39（米国マサチューセッツ州ウォルサ
ムのインフラレッドインダストリーズ社（Infra Red In
dustries）製の型録番号7016）に向って偏向され、この
光検出器39が発するタイミング信号により情報源２をし
て適正な時点において画素を提供せしめることができ
る。光線16の走査の継続によって記録媒体26上に走査線
が形成される。記録媒体26は820nmまで感応するクロロ
ブロマイド銀乳液を塗布した0.18ミリ厚さのポリエステ
ルフィルムから構成される。当該システムにより41秒で
連続したトーンの22センチ×28センチ（8.5インチ×11
インチ）の写真級像を印刷することができた。像は3300
の線を有し、即ち、80線／秒の割合で、各線は2560の画
素を有した。この像を測定したところ階調数は128グレ
イレベルであった。
第１図に斜視図で示されている。レーザダイオード12
（日立製作所製、HLP 1000シリーズ、波長820nm、出力1
5ミリワット）が熱電冷却されるブロック14上に取り付
けられる。同ブロック14は該レーザダイオード12の温度
を制御するためのものである。レーザダイオード12の変
調は情報源２から受け取られる信号に応じて印加される
電流を変えることによって行われ、ここに情報源２はPD
P11／34コンピュータ（米国マサチューセッツ州Maynard
のDigital Equipmend社製）であり、同コンピュータは
要求平均速度0.21メガバイト／秒で、かつ要求ピークデ
ータ速度3.6メガバイト／秒でデータを供給するカスタ
ムインターフェースを備えたものである。このデータ
は、レーザダイオード励振回路４へ必要な信号を供給す
るAnalog Device社（米国マサチュセッツ州ボストン）
製のMDD−0820A型（図示せず）のＡ／Ｄ変換器へ供給さ
れる。レーザ光線16が、レーザ光線のコリメートを行
い、焦点距離が4.505ミリである基準レンズ18、VP4560N
Cオリンパス集光レンズ（オリンパス光学製）を通過せ
しめる。ビームスプリッタ15はクロームタイプの中間濃
度フィルタ（濃度0.4）（米国カリフォルニア州アービ
ンのメレスグリオット（Melles Griot,Irvine）社製）
であって、光検出器６に衝突する基準光線８が発生され
る。光検出器６はレーザダイオード励振回路４へ信号を
提供し（第３図参照）、そのため再現可能強度レベルの
光線がレーザダイオード12から発生せしめられる。光線
16の残りの部分は、焦点距離が40ミリと80ミリである円
筒形レンズ20（メレスグリオット社型録番号LCP−001お
よびLCP−009）を完全に通過し、該レンズ20は光線の形
状を円形とする。焦点距離300ミリの円筒形レンズ22
（メレスグリオット社の型録番号LCP−019）は焦点距離
が150ミリの円筒形レンズ24（米国ニューヨーク州フア
アポートのトロペル社（Tropel,Inc.）製）との連携に
おいて光線の位置を修正して記録媒体26に当たるときの
所望精度を得ことができる。レンズ22からの光線16は旋
回多角体30（リンカーンレーザ社（米国アリゾナ州フェ
ニックス）製のPhoenix,AZ−の型録番号PO−08−300−0
87）の面28に衝突せしめられる。前記面28は反射面を構
成する。多角体30はその他全ての面は非反射性である。
光線16は焦点距離が330ミリのｆ−θレンズ32（トロペ
ル社（Tropel,Inc.）製）により記録媒体上にその焦点
を合わせられる。そして多角体30の回転は光線16をして
記録媒体26上を毎秒300メートルの一定速度で運動せし
められる。前方を向いた平坦ミラー34（米国ニュージャ
ージ州バーリングのエドモンドサイエンティフィック社
製）は光線16を記録媒体26の平面に対して垂直に反射せ
しめる。ｆ−θレンズ32は記録媒体26上のどの位置にお
いても中心部が約85ミクロンのスポット36に光線16を集
光した。記録媒体26は、6.78ミリ／秒の速度で示す方向
に運動する、親ねじ駆動の直線移動変換テーブル（米国
ペンシルバニア州、ピッツバーグのエアロテック社（Ae
rotech Corp.）製）（図示せず）上に載置される。光線
16の走査が行われる際反射ミラー38（エドモンドサイエ
ンティフィック社製）によって受け取められ、走査開始
（SOS）光検出器39（米国マサチューセッツ州ウォルサ
ムのインフラレッドインダストリーズ社（Infra Red In
dustries）製の型録番号7016）に向って偏向され、この
光検出器39が発するタイミング信号により情報源２をし
て適正な時点において画素を提供せしめることができ
る。光線16の走査の継続によって記録媒体26上に走査線
が形成される。記録媒体26は820nmまで感応するクロロ
ブロマイド銀乳液を塗布した0.18ミリ厚さのポリエステ
ルフィルムから構成される。当該システムにより41秒で
連続したトーンの22センチ×28センチ（8.5インチ×11
インチ）の写真級像を印刷することができた。像は3300
の線を有し、即ち、80線／秒の割合で、各線は2560の画
素を有した。この像を測定したところ階調数は128グレ
イレベルであった。
例２ 第２図は本発明の別の実施例40の概略斜視図を示す。レ
ーザダイオード42は例１で述べたようなレーザ光線44を
放射する。マイクロプロセッサ制御のデジタルデータ源
である情報源55は要求平均データ速度2.3メガバイト／
秒およびピークデータ速度3.4メガバイト／秒でアナロ
グコンピュータ発生の信号をレーザダイオード励振回路
54へ供給し、これによりレーザダイオード42が制御され
る。コリメート用レンズ組立体46が円形断面の規準光線
を発生させる。コリメート用レンズ組立体46からの光線
が固定のビームスプリッタ48と衝突し、該スプリッタは
基準光線50を発生させ、該基準光線は光検出器52により
モニタされる。光検出器52は基準信号をレーザダイオー
ド励振連続フィードバック回路54（第３図参照）へ供給
する、このフィードバック回路54はレーザダイオード42
からその強度レベルが再現可能なレーザ光を発生させる
ものである。光線44の残りの部分は固定のビームスプリ
ッタ48を通過することにより偏光され、次いでこのビー
ムはステップモータ57により回転する回転ビームスプリ
ッタ56に衝突せしめられる。光線44は偏光されているの
で、固定のビームスプリッタ48に対する回転ビームスプ
リッタ56の位置に応じて記録媒体58に達する光線44の最
大強度が変化される。このため記録媒体の感度を変更す
るための調整が可能となる。焦点距離が129ミリの円筒
形レンズ60は、回転多角形ミラー64（コパル電子製）の
面62に光線44を集光せしめる。多角形ミラー64は10個の
反射面を有し、60Hzで回転される。平坦ミラー66が光線
44を偏向し、そのためよりコンパクトな光学システムが
可能となる。焦点距離が66.9ミリの環状面体レンズ68は
円筒形レンズ60と連携して走査線を記録媒体58上に正確
に位置せしめるものである。この是正技術は米国特許第
4,040,096号に記載のものと同様である。焦点距離が380
ミリのｆ−θレンズ70と反射ミラー72とは例１における
ｆ−θレンズ32とミラー34と類似の機能を有している。
走査開始（SOS）ミラー74は、ビーム44がミラー72に当
る直前にビーム44を反射し、反射ビームはSOS検出器76
に供給され、情報源55が起動され、記録媒体上の適当個
所に画素の線が提供せしめられる。記録媒体58は、ピン
チローラ78と被動ドラム80とから構成される送り機構に
よって所期の方向に移動される。記録媒体58は例１のも
のと同じであった。例１におけるものと同じ高品質を有
する像を得ることができた。記録媒体は34センチ×43セ
ンチであって、形像面積は33センチ×41センチで、各線
に沿った画素の数は3945で線の数は4845であった。この
面積の印刷のためは8.5秒を要した。従って、570線／秒
の割合であった。
ーザダイオード42は例１で述べたようなレーザ光線44を
放射する。マイクロプロセッサ制御のデジタルデータ源
である情報源55は要求平均データ速度2.3メガバイト／
秒およびピークデータ速度3.4メガバイト／秒でアナロ
グコンピュータ発生の信号をレーザダイオード励振回路
54へ供給し、これによりレーザダイオード42が制御され
る。コリメート用レンズ組立体46が円形断面の規準光線
を発生させる。コリメート用レンズ組立体46からの光線
が固定のビームスプリッタ48と衝突し、該スプリッタは
基準光線50を発生させ、該基準光線は光検出器52により
モニタされる。光検出器52は基準信号をレーザダイオー
ド励振連続フィードバック回路54（第３図参照）へ供給
する、このフィードバック回路54はレーザダイオード42
からその強度レベルが再現可能なレーザ光を発生させる
ものである。光線44の残りの部分は固定のビームスプリ
ッタ48を通過することにより偏光され、次いでこのビー
ムはステップモータ57により回転する回転ビームスプリ
ッタ56に衝突せしめられる。光線44は偏光されているの
で、固定のビームスプリッタ48に対する回転ビームスプ
リッタ56の位置に応じて記録媒体58に達する光線44の最
大強度が変化される。このため記録媒体の感度を変更す
るための調整が可能となる。焦点距離が129ミリの円筒
形レンズ60は、回転多角形ミラー64（コパル電子製）の
面62に光線44を集光せしめる。多角形ミラー64は10個の
反射面を有し、60Hzで回転される。平坦ミラー66が光線
44を偏向し、そのためよりコンパクトな光学システムが
可能となる。焦点距離が66.9ミリの環状面体レンズ68は
円筒形レンズ60と連携して走査線を記録媒体58上に正確
に位置せしめるものである。この是正技術は米国特許第
4,040,096号に記載のものと同様である。焦点距離が380
ミリのｆ−θレンズ70と反射ミラー72とは例１における
ｆ−θレンズ32とミラー34と類似の機能を有している。
走査開始（SOS）ミラー74は、ビーム44がミラー72に当
る直前にビーム44を反射し、反射ビームはSOS検出器76
に供給され、情報源55が起動され、記録媒体上の適当個
所に画素の線が提供せしめられる。記録媒体58は、ピン
チローラ78と被動ドラム80とから構成される送り機構に
よって所期の方向に移動される。記録媒体58は例１のも
のと同じであった。例１におけるものと同じ高品質を有
する像を得ることができた。記録媒体は34センチ×43セ
ンチであって、形像面積は33センチ×41センチで、各線
に沿った画素の数は3945で線の数は4845であった。この
面積の印刷のためは8.5秒を要した。従って、570線／秒
の割合であった。
例３ 例１のレーザ形像システムを用いて、820nmまで感応す
るドライシルバペーパを露光し、少なくとも32グレイレ
ベルの有効像を作成した。
るドライシルバペーパを露光し、少なくとも32グレイレ
ベルの有効像を作成した。
例４ 例２の光学システムを例１の移動システムに組合せて例
１と２の記録媒体に露出した。例１のものと類似の高品
質の連続したトーンの写真級像が得られた。
１と２の記録媒体に露出した。例１のものと類似の高品
質の連続したトーンの写真級像が得られた。
例５ １個以上の反射面を有する回転多角体を１個のみの反射
面を備えた多角体に代替した他は例１のシステムと方法
を用いた。この結果像発生速度が速くなった。
面を備えた多角体に代替した他は例１のシステムと方法
を用いた。この結果像発生速度が速くなった。
例６ （10個の面を備えた）回転多角体の１個の面のみを反射
性とした以外は例２のシステムを使用した。例１のもの
と類似の高品質の連続したトーンの写真級像が得られ
た。
性とした以外は例２のシステムを使用した。例１のもの
と類似の高品質の連続したトーンの写真級像が得られ
た。
例７ 回転多角体の２個の（直径方向に反対側の）面のみを反
射性とした以外は例１または例２の移送システムと組合
せて例２の光学システムを用いた。例１に類似の高品質
の連続したトーンの写真級像が得られた。
射性とした以外は例１または例２の移送システムと組合
せて例２の光学システムを用いた。例１に類似の高品質
の連続したトーンの写真級像が得られた。
本発明の範囲と精神から逸脱することなく本発明の各種
の修正や変更は当該技術分野の専門家には明らかであ
り、そのため本発明は図示実施例に不当に制限されるべ
きでないことを理解すべきである。
の修正や変更は当該技術分野の専門家には明らかであ
り、そのため本発明は図示実施例に不当に制限されるべ
きでないことを理解すべきである。
本発明においては、各画素内の露光に必要な時間を通し
て、半導体レーザの出力強度にフィードバックをかける
ことで、正確な露光量が得るようにしており、露光は画
素に対応する一定期間、一定強度で行われることにな
る。その結果、各画素の露光量分布の中心はかならず画
素の中心に一致することになり、１走査内でも半導体レ
ーザの強度は画素のデータに正確に対応せしめられ、精
度の高い画像再生を実現する効果が奏される。
て、半導体レーザの出力強度にフィードバックをかける
ことで、正確な露光量が得るようにしており、露光は画
素に対応する一定期間、一定強度で行われることにな
る。その結果、各画素の露光量分布の中心はかならず画
素の中心に一致することになり、１走査内でも半導体レ
ーザの強度は画素のデータに正確に対応せしめられ、精
度の高い画像再生を実現する効果が奏される。
第１図は本発明による飛点レーザダイオード走査システ
ムの一実施例の斜視図； 第２図は飛点レーザダイオード走査システムの別の実施
例の概略斜視図；および 第３図は単一のブロック図として光学装置部分を示す連
続フィードバック回路の概略図である。 図において、 10,40……像記録システム、 12,42,110……ソリッドステートレーザダイオード、 20,22,24……円筒形レンズ、 26,58……記録媒体、 32……ｆ−θレンズ、 116……フィードバック回路、 114……ピンダイオード、 128……増幅器、 136……補償回路。
ムの一実施例の斜視図； 第２図は飛点レーザダイオード走査システムの別の実施
例の概略斜視図；および 第３図は単一のブロック図として光学装置部分を示す連
続フィードバック回路の概略図である。 図において、 10,40……像記録システム、 12,42,110……ソリッドステートレーザダイオード、 20,22,24……円筒形レンズ、 26,58……記録媒体、 32……ｆ−θレンズ、 116……フィードバック回路、 114……ピンダイオード、 128……増幅器、 136……補償回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲイリイ レイ アツシユトン アメリカ合衆国ミネソタ州セント ポー ル，３エム センター（番地なし) (72)発明者 ピーター バーネツト ジヤミーソン アメリカ合衆国ミネソタ州セント ポー ル，３エム センター（番地なし) (56)参考文献 特開 昭59−128865（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】像記録システムにおいて、 （ａ） ソリッドステートレーザダイオードを含み、ア
ナログ信号で制御され、強度をもって変調された光線ビ
ームを発生させる手段と、 （ｂ） 光線ビームの瞬間的な強度に応答し、前記発生
手段にフィードバック制御信号を連続的に提供するよう
に接続されて、レーザダイオードをその光線出力を１画
素の露光に必要な時間内で安定化させるべく調整して、
入力信号に応答して出力信号を事実上瞬間的に変化せし
めると共に一方レーザダイオードの特性の変化には無関
係にその出力を一定に保持するフィードバック回路と、 （ｃ） 光線ビームのコリメート、焦点合わせ、及び光
路の制御のうち少なくとも一つを行う手段と、 （ｄ） その感度及び露光範囲が変調光線ビームに合致
した感光性記録媒体を位置させた像平面の幅にわたって
前記光線ビームを走査し、前記記録媒体上に走査線を提
供する手段と、 （ｅ） 前記像平面の長さ方向に沿って前記走査線を連
続的に位置決めする手段とより構成され、 これにより前記像平面において少なくとも80線／秒の割
合で連続したトーンの像を形成せしめると共に、透明媒
体に形像されるときは少なくとも64階調のグレイレベ
ル、不透明媒体に形像されるべきは少なくとも32段階の
グレイレベルを創出せしめることにより写真級の像を形
成することを特徴とする像記録システム。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の記録システ
ムにおいて、前記フィードバック回路が、 前記レーザダイオードの出力を変調する信号を受けるた
めに作動配置された手段にして、前記レーザダイオード
を変調する信号を受けるために作動接続された一つの入
力と、フィードバック信号を受けるための他方の入力と
の２つの入力を有する高利得増幅器を含む手段、 前記高利得増幅器の出力を前記レーザダイオードへ接続
する補償回路網、 ピンダイオードを含む前記レーザダイオードの前記他方
の入力に対しフィードバック電圧信号を提供すべく接続
されたフィードバック回路、および、 前記レーザダイオードから前記ピンダイオードへの光線
出力の一部を提供するために前記ピンダイオードを前記
レーザダイオードに光学的に接続する手段、 を包含することを特徴とする像記録システム。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の記録システ
ムにおいて、走査線位置精度が２パーセント以下の標準
偏差を有することを特徴とする像記録システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/644,874 US4583128A (en) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | Continuous tone recording system incorporating feedback control circuit |
| US644874 | 1984-08-27 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7220813A Division JPH08111755A (ja) | 1984-08-27 | 1995-08-29 | 像記録システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6160067A JPS6160067A (ja) | 1986-03-27 |
| JPH0669207B2 true JPH0669207B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=24586690
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60170566A Expired - Lifetime JPH0669207B2 (ja) | 1984-08-27 | 1985-08-01 | 像記録システム |
| JP7220813A Pending JPH08111755A (ja) | 1984-08-27 | 1995-08-29 | 像記録システム |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7220813A Pending JPH08111755A (ja) | 1984-08-27 | 1995-08-29 | 像記録システム |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4583128A (ja) |
| EP (1) | EP0179554B1 (ja) |
| JP (2) | JPH0669207B2 (ja) |
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