JPH0767822B2 - 不連続印刷媒体を用いる光学印刷装置 - Google Patents

不連続印刷媒体を用いる光学印刷装置

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JPH0767822B2
JPH0767822B2 JP4501809A JP50180992A JPH0767822B2 JP H0767822 B2 JPH0767822 B2 JP H0767822B2 JP 4501809 A JP4501809 A JP 4501809A JP 50180992 A JP50180992 A JP 50180992A JP H0767822 B2 JPH0767822 B2 JP H0767822B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、取付装置によって印刷ドラムに取付けられた
不連続な印刷媒体の上に光学印刷ヘッドによる結像を行
うことに関する。さらに詳細にいえば、本発明は、結像
レーザ・ビームおよび書込みレーザ・ビームを共通軸上
で使用し、それにより、書込み期間中、対物レンズを印
刷媒体に接近して配置することが可能になること、およ
びドラムの回転の際、取付装置が通過する間レンズを基
準位置に配置するためのレンズ位置決め装置を備えるこ
とに関する。
記録媒体の上に英数字および画像データを書込むため
に、感光性記録媒体およびレーザ・ビームを用いた光学
印刷装置は、今日、広く用いられている。これらの印刷
装置は、コンピュータおよびファクシミリ装置からハー
ド・コピーを出力するために、レーザ・プリンタを有す
る。この印刷装置は、記録媒体の上にレーザ・ビームを
進め、および結像させるために、種々の光学装置を使用
する。この印刷装置は、レーザ・ビームによって照射さ
れた印刷ステーションを通って記録媒体を移動させるた
めの種々の輸送装置と、レーザ・ビームの強度を制御し
およびレーザ・ビームを変調するための種々の電気光学
装置を使用する。書込み速度を増大すること、およびま
た印刷媒体の上に得られる画像の分解能を増大するこ
と、および高い印刷速度を得ることおよび改良された品
質の画像を得ること、が特に注目される。
種々の形式の感光材料体を印刷媒体として用いることが
できるが、入射光の強度が閾値以下の場合には材料体へ
のマークの印刷が行われないような、入射光に対する2
値応答特性を有する感光材料体を用いると利点が得られ
る。感光材料体に入射する光の強度が閾値以上である場
合、マークが感光材料体に印刷される。この2値特性は
また、例えば、感光材料体を作動するのに周波数の最小
閾値が必要であり、それより低い周波数の光ではマーク
の印刷が行われないような、周波数応答特性を有するこ
とができる。このような2値特性は、疎に分布したドッ
トのアレイによって作成された中間濃度の画像、およ
び、灰色画像の生成を強調する。灰色画像では、ドット
の密度が各画素の中で変えられ、灰色が得られる。
現在の印刷装置で得られているよりも高い分解能の画像
が要請される時、問題点が生ずる。また、画像の各画素
の中で変動する密度のドットの分布によって、多数の段
階の濃度の灰色を実施することが望ましい。けれども、
現在市販されている印刷装置はその容量が限定されてい
て、高分解能の灰色画像を実施するには限度があり、お
よびまた、このような画像を生成する速度が限定されて
いる。
発明の要約 感光性記録媒体、すなわち、感光性印刷媒体の上に入射
する光線を用いた光学印刷装置により、前記問題点が解
決され、およびその他の利点を得られる。すなわち、本
発明により、照明の均一性を最適化するために、レーザ
・ダイオードのアレイを有する光源のすぐ前に存在する
光の視野内で媒体を照明するために、印刷媒体に接近し
て配置された対物レンズにより入射光が書込みビームと
して結像される。レンズに対する媒体のこのような位置
決めにより、遠視野領域、すなわち、フラウンホーファ
領域のものとは異なる光強度の分布が得られる。本発明
の実施において特に興味があるのは、遠視野領域の光強
度の分布は近視野領域の光強度の分布よりさらに均一で
あるという事実である。このことは、微細粒子画素の場
合に特に重要である。このような微細粒子画素それ自身
は、これらのドットの生成でさらに大きな制御と忠実度
を得るために、小形のドットの分布、できれば種々の形
状の小形のドットの分布によって提供される。このこと
によって、本発明の光学装置は、本発明の装置により作
成された画像において正確な多段階の灰色を生成するこ
とを可能にする。
本発明により、ドラムの回転軸に平行に延長された取付
装置によってドラムの外側表面に取り付けられた感光材
料体のシート、すなわち、印刷媒体のシートを備えた印
刷ドラムを用いることにより、高速度の走査を行うこと
ができる。印刷ヘッドは、書込みビームの光源としての
役割を果たすレーザを有する。光学装置は、光線を平行
光線にするために、および光線を印刷媒体の上に結像す
るために、前記対物レンズを有する。ドラムが回転する
間、印刷ヘッドは回転軸に平行な方向にドラムが沿って
移動する。ドラムの回転と印刷ヘッドの移動が同時に行
われることにより、印刷媒体の表面に沿って対物レンズ
の螺旋状の移動経路が生ずる。この螺旋状経路は、印刷
を大きな速度で行うことを可能にする。
対物レンズが印刷媒体に非常に接近していることによ
り、1インチ当り250画素より大きな分解能で印刷を行
うことを可能にする。各画素の中に灰色を得るために、
例えば、3×30マイクロメータまたは3×5マイクロメ
ータの小さなドット、または小さな長方形のスポットを
用いることができる。本発明は、要求されたスポット寸
法を保持しかつ各画素にわたって均一な照明をうるため
に、5−10ミクロンの範囲内の位置精度が可能なレンズ
位置決め装置を備えた光学望遠鏡装置が、レーザ光を印
刷媒体に入射するのに用いられる。
本発明により、対物レンズは、拡声器コイルと同様な構
成の電気コイルと磁石の組立体により、印刷ヘッドの容
器内に配置される。このコイルを電気的に作動すると、
対物レンズは容器に対して小さな変位を行う。この作動
電流の振幅と向きを変えることにより、ドラムの回転
中、対物レンズは、印刷媒体と対物レンズとの間に起こ
ることがありうる距離のわずかな変化に追随するため
に、必要な位置の小さな変化分だけ、印刷媒体に向けて
前進するまたは印刷媒体から後退する。
結像装置を有するまた別の光学装置は、レンズと印刷媒
体との間の距離に応答して、レンズ位置決め用コイルを
駆動する信号を生ずる。けれども、結像装置のこの信号
は、印刷ヘッドの位置を取付装置が通過している間、使
用不能にされる。記憶装置は対物レンズに対する基準位
置の更新された値を記憶し、取付装置の通過の後、印刷
の再開のためにレンズが待機する。この更新は、ドラム
の角度位置を出力する軸角度符号化器の信号に従って行
われる。また別の光学装置が容器に対する対物レンズの
位置を測定し、そして取付装置の通過の間コイルを作動
して、対物レンズを基準位置に配置させる。
本発明の1つの特徴は、書込みビームを投射するために
対物レンズが用いられるのと同時に、結像装置と一緒に
用いられる結像ビームとしての作用を果たすまた別のレ
ーザ・ビームの投射のために、この対物レンズがまた用
いられることである。
結像ビームは、印刷媒体にマークを生じないような作用
をする特性周波数と強度を有する。この特性は、書込み
ビームの特性と矛盾する特性である。書込みビームは、
マークを生ずるように印刷媒体に作用する特性周波数と
強度を有する。入射光の大部分は印刷媒体によって吸収
されるが、入射光のいくらかは、約4%は、反射され
る。したがって、反射光線には書込みビームと結像ビー
ムの両方が含まれる。
結像ビーム反射光線から書込みビーム反射光線を分離し
て、書込みビームと干渉することなく結像装置を動作さ
せることができるために、この光学装置は、それらの間
に光学被覆体を備えた二色性プリズムを有し、それによ
り、電界ベクトルの偏光に基づく反射および透過が行わ
れる。反射光の偏光方向を入射光の偏光方向と反対にす
るために、4分の1波長板が用いられる。この4分の1
波長板により、書込みレーザおよび結像レーザにより放
射される光波は、媒体に向かう方向で、かつ、結像装置
の検出器組立体へ向かう方向とは異なる方向の経路上
に、プリズムにより進むことが可能になる。印刷媒体か
ら反射されて戻る経路に沿って光波が伝搬する際、プリ
ズムはその変更された偏光に作用し、この反射光を検出
組立体に向けて進める。カラー・フィルタは書込みビー
ムが検出器に向けて透過するのを阻止し、一方、結像ビ
ームが検出器に向けて透過するのを可能にする。これら
2つの光ビームは、それらの波長が約40オングストロー
ム異なるので、それらの周波数によって分離される。こ
の波長差は、カラー・フィルタで分離するのに十分な大
きさである。
このようにして得られた印刷ヘッド構造体により、印刷
ヘッドと対物レンズとの両方の急速位置決めを行うこと
ができ、それにより、印刷ドラムの回転と一緒に印刷媒
体の急速走査を行うことができる。さらに、印刷ヘッド
の後退が、ドラムの瞬間位置と同期して動作することが
可能になる。また、対物レンズの近視野内に印刷媒体を
配置して、対物レンズの正確な焦点合わせが保持され
る。本発明の印刷装置により、高品質の灰色画像作成に
対して要請される、必要な速度と必要な分解能が得られ
る。
図面の簡単な説明 本発明の前記特徴およびその他の特徴は、添付図面を参
照しての下記説明により明らかになる。
第1図は本発明の印刷装置の図面であって、装置の一部
分は断面図で示され、そして、一部分は概要図で示され
ている。
第2図は、第1図の回転するドラムによって運搬される
印刷媒体のシートの上に画像を印刷する際、コンピュー
タをを包含する装置の動作を示す流れ図。
第3図は、印刷される画像の中に灰色画素を得るため
に、第1図の書込みレーザ・アレイに動作可能に結合さ
れるデータ源のブロック線図。
第4図は、第1図の装置の対物レンズの位置決めの際生
ずる一連の出来事をドラム位置の関数として示したグラ
フ。
第5図は、第1図の取付装置バイパス回路のブロック線
図。
第6図は、検出された光強度の変化を対物レンズの位置
の関数として示した図。
第7図は、レンズを保持している可動台部の立体図であ
って、可動台部の下に配置された位置検出光学装置をも
示している。
詳細な説明 第1図において、印刷装置10は、円柱形のドラム12およ
び印刷ヘッド16を有する。円柱形のドラム12の中心軸に
沿って軸14が配置され、そしてドラム12はこの軸の回り
に回転することができる。印刷ヘッド16は光源18を有
し、そして光源18から放射された光は対物レンズ20によ
り結像され、それによりドラム12により運搬される感光
材料体のシート22の上に焦点を結ぶ。感光材料体のシー
ト22は、ドラム12の円柱外側表面の上に配置される。シ
ート22の両端部26および28は、取付装置30によって、ド
ラム表面24に押し付けられて取り付けられる。
取付装置30は種々の構造のものが可能である。このよう
な構造体の中で容易に実施することができる1つの構造
体は、1対の対向する翼状体32および34を有する。これ
らの翼状体32および34は、それぞれシート22の両端部26
および28に包み込むために、ステム36から垂直に延長さ
れる。ステム36はドラム12の軸に平行に配置される。ド
ラム12が回転している間、ステム36がドラム12に固定さ
れるように、ステム36はドラム表面24から内側に軸14ま
で延長されている。取付装置翼状体32および34は弾性力
を有していて、シート端部26および28にバネによる力を
加え、それにより、感光材料体のシート22がドラム12の
上にしっかりと取り付けられる。
本発明の1つの特徴により、印刷ヘッド16は容器38を有
する。光源18はこの容器38の中に保持される。容器38の
一部分は可動台部40の形でせり出している。可動台部40
は、1対のバネ脚部42および44を通して、対物レンズ20
を保持する。脚部42および44は、可動台部40と、レンズ
20を保持するフレーム46とを連結する。第1図では陰に
なって見えない部品が見えるように、可動台部40の中の
部品のいくつかは、分解組立図と同じようにずらして示
されており、それにより、この図面から可動台部のすべ
ての機能を理解することができる。可動台部40の各部品
は、第7図において、正しい位置ではあるが形式化され
た様式で示されている。容器38、可動台部40、脚部42お
よび44は、アルミニュームのような金属で作成すること
ができる。フレーム46は、円柱形をしており、そして、
接合剤の中に埋め込まれたガラス繊維のような比較的軽
い材料で作成することができる。フレーム46は、ドラム
に近いその前方端部に、レンズ20を保持する。フレーム
46の反対側は、導線のコイル48を保持するために用いら
れる。コイル48は、周知の構造の拡声器に用いられる音
声コイルと同様な構造を有する。レンズ20とコイル48を
備えたフレーム46の全質量は十分に小さく、レンズ20を
フレーム46の円柱軸に沿って振動的に移動する方式で高
速に移動させることができ、それにより、光源18の精密
な結像を、移動する感光材料体シート22の上に得ること
ができる。本発明により、感光材料体シート22の厚さが
変動することなどによるような、感光材料体シート22の
外側表面に小さな変動があっても、レンズ20を感光材料
体シート22から高速に後退させる、またはレンズ20を感
光材料体シート22に向けて高速に前進させることによ
り、感光材料体シート22の上に光源18の精密な結像を保
持することができる。
コイル48は、結像駆動増幅器50から送られる電流で電気
的に作動される。増幅器50はフイードバック回路の一部
分である。このフイードバック回路はリード・ラグ・フ
イルタのようなフイルタ52を有し、それによりこのフイ
ードバック回路が安定化される。フイードバック回路の
この他の部品については下記で説明する。増幅器50に送
られる電気信号は、レンズ20の結像動作期間中、端子J
およびフイルタ52により、スイッチ54から送られる。容
器38はまた、コイル48の近くに永久磁石56を保持する。
磁石56はフレーム46に並行して配置され、そしてコイル
48が電流で付勢されると、コイル48と磁気的に相互作用
する。コイル48が電流で付勢されると磁力線が生じ、そ
してこの磁力線が磁石56に作用して、フレーム46および
レンズ20と共に、コイル48をフレーム46の共通軸に沿っ
て変位させる力を及ぼす。このことにより、レンズ20が
ドラム12に対して後退または前進する。この力の大きさ
と方向は、コイル48を流れる電流の大きさと方向によっ
て、よく知られている方式で定められる。
下記で説明されるように、レンズを備えたフレーム46の
上に、容器38に対する基準位置を用意することは、本発
明を実施する際に有用である。この目的のために、レン
ズ位置検出装置62が、フレーム46に並行して容器38の可
動台部40により移動し、それにより、容器38に対するレ
ンズ20の位置が検出される。装置62は、可動台部40の延
長体68によって保持された、レンズ64および1対の光検
出器66を有する。検出装置62はさらに、フレーム46の底
部72(第1図には概略的に示されているが、第7図には
具体的に示されている)に取り付けられた目標体70と、
可動台部の延長体68に取り付けられこの目標体70を照射
する1対のランプ74とを有する。検出装置62を構成する
1つの例では、延長体68と底部72の内部は光は反射しな
い黒色を有し、一方、目標体70は光を反射する白色を有
することができる。
検出装置62が目標体の像の位置に依存して信号を出力す
るという動作は、よく知られている動作である。光検出
器66は、目標体70の順次の位置を観察するために配置さ
れる。光検出器66のおのおのが受け取る光の量は、目標
体70の位置と共に変わる。ランプ74からの光は、目標体
70で反射されそしてレンズ64を通って、光検出器66に入
射する。光検出器66のおのおのは、光検出器66に入射す
る光に応答して、信号結合器76に電気信号を出力する。
信号結合器76は、光検出器66のおのおのによって出力さ
れる2つの信号の間の差に等しい信号を、端子Pに出力
する。差信号がA−Bによって与えられる場合、光検出
器66を符号AおよびBによってさらに識別することがで
きる。規格化された差信号が端子Pに出力される。この
規格化された差信号は、差信号A−Bを、検出された信
号の和A+Bで除算した信号によって与えられる。目標
体70の像が2個の光検出器66の間に等距離にある時、光
検出器66の2個の信号は等しい振幅を有する。目標体70
の像が変位して2個の光検出器66の一方または他方に接
近する時端子Pにゼロでない信号が出力され、そしてこ
の信号が(下記で説明される)取付装置バイパス回路を
通して、スイッチ54に送られる。端子Pの信号の向き
は、光検出器66の中のいずれの光検出が目標体の像に近
いかに依存しており、そして端子Pの信号の大きさは、
目標体70と光検出器66の間の距離の差に依存する。
本発明の1つの重要な特徴により、印刷装置10は、結像
レーザ78と、光学装置82を通して対物レンズ20に結合さ
れた結像センサ80をさらに有する。レーザ78と、センサ
80と、光学装置82は、容器38の中に取り付けられる。光
学装置82はまた、光源18からの光を対物レンズ20に送る
役割をも果たす。したがって、光学装置82の一部分は、
光源18と結像レーザ78との両方に対し共通の光学路を提
供する。結像レーザ78は、焦点を結ばせることが容易に
できる電磁波スペクトルの一部分の光を用いることがで
きる。本発明の好ましい実施例で用いられる光は、スペ
クトルの近赤外線領域の光であり、このスペクトル領域
の光は発光レーザ・ダイオード(LD)84によって得るこ
とができる。結像レーザ78はさらに、ダイオード84によ
って放射された光を平行光線にするためのレンズ86を有
し、このレンズ86により結像光ビームが得られる。ダイ
オード84によって放射される光は直線偏光である。
同じように、本発明の好ましい実施例では、光源18によ
り放射される光はまた近赤外線スペクトル領域の光であ
るが、LD84により放射される結像光の周波数とは異なる
周波数を有する。したがって、これらの2つの光は、下
記で説明されるように、カラー敏感フイルタまたは干渉
フイルタによって分離することができる。本発明の好ま
しい実施例において、光源18は90に配置された複数個の
発光ダイオード(LD)を有する。ダイオード90は直線偏
光を放射する。そしてこれらのダイオードはアレイに配
列され、それにより、感光材料体シート22に印刷される
各画素に対し複数個の中間レベルの暗さが得られる。光
源18の中にまたレンズ92が備えられ、このレンズによ
り、ダイオード90からの光が平行光線になって、光ビー
ムが得られる。この光ビームは書込みビームであって、
光学装置82と対物レンズ20を通って、感光材料体シート
22に印刷を行う。LD84とLD90はレーザ・ダイオードとし
て動作する。したがって、結像ビームと書込みビームの
両方はレーザ・ビームである。
結像センサ80は、94で全体的に示された2個の光検出器
のアレイと、光検出器94の上に結像ビームの光を結像す
るためのレンズ96を有する。光検出器94が受け取る光
は、結像レーザ78で放射され、そして光学装置82によっ
て感光材料体シート22に向かって進み、そこで反射され
て光学装置82によって結像センサ80に進んできた光であ
ることに注意されたい。
光学装置82は、4個の二色性プリズム98、100、102、10
4を有する。これらの二色性プリズムは、結像ビームの
伝搬路に沿って、直列に配置される。プリズム98とプリ
ズム100との間の界面に、光学被覆体106が配置される。
光学被覆体108が、プリズム102とプリズム104との間の
界面に配置される。光学装置82はさらに、プリズム102
とフレーム46との間に配置された4分の1波長板110
と、コーナ反射プリズム112と、ナイフ・エッジ光学素
子114を有する。このナイフ・エッジ光学素子114は、反
射された結像ビームの平行光線120を半分だけ遮るよう
に配置された不透明層118を保持する透明板116を有す
る。透明板116は、プリズム112の面に接している。
動作の際、光学装置82の中の各素子は、容器38によって
それぞれの位置に保持される。結像光の偏光は、プリズ
ム100中の書込み光の偏光に平行である。書込み光ビー
ムはプリズム100によって直角の方向に反射され、そし
てプリズム102によって第2の直角方向の反射を受け、
そして4分の1波長板110と対物レンズ20を通って、感
光材料体シート22に入射する。書込み光ビームの大部分
は感光材料体シート22の材料体の中で吸収されるが、ご
く一部分は、例えば約4%が、反射されて戻り、対物レ
ンズ20と、4分の1波長板110と、プリズム102と、プリ
ズム104とを通って、最後にフイルタ88によって遮られ
る。フイルタ88は、プリズム104の面に接して配置され
る。結像光ビームはプリズム98、100および102を通って
直進し、そしてプリズム102によって直角方向に反射さ
れ、4分の1波長板110と対物レンズ20とを通って、感
光材料体シート22に入射する。感光材料体シート22で反
射された結像光ビーム、レンズ20と板110とを通り、さ
らに、プリズム102および104とフイルタ88とナイフ・エ
ッジ素子114とを通って直進し、プリズム112に入射す
る。プリズム112は結像光ビームを直角方向に反射し、
そして結像光ビームは結像センサ80に入射する。
4分の1波長板110は、結像レーザ78と光源18との両方
からの直線偏光を円偏光に変換する。感光材料体シート
22で反射されると、この反射された円偏光は、4分の1
波長板110とさらに相互作用して、直線偏光になる。こ
の直線偏光は、プリズム102から4分の1波長板110に入
射する直線偏光に直角である。反射された光の偏光面
が、4分の1波長板110により、入射する光に対して再
配列する結果、反射された光は、プリズム102と104の界
面を通る直線路に沿って進む。このことは、入射光がプ
リズム102と104の界面で受ける直角方向への反射とは異
なる。
書込み光ビームの反射光の全部がフイルタ88によって遮
られたと仮定するならば、結像光ビームだけが、ナイフ
・エッジ素子114と相互作用する。ナイフ・エッジ素子1
14が反射された結像光ビームと相互作用する方式は、結
像光ビームの入射光が対物レンズ20によって感光材料体
シート22の上に結像する程度に依存する。ナイフ・エッ
ジ素子114が反射された結像光ビームと相互作用する結
果、結像センサ80の光検出器94のアレイの上に入射する
光の分布は、入射結像光ビームが感光材料体シート22の
上に結像する程度により、よく知られた方式で変化す
る。正確に結像する場合、両方の光検出器94は、光検出
器94に入射する光に応答して、等しい信号を出力する。
結像レーザ78および光源18によって放射される光の周波
数は十分に接近していて、結像光ビームによる結像が実
現されれば、それは書込みビームにより適切な結像が得
られることを示す。印刷媒体が内側層と外側透明層とで
構成されていて、内側層に入射する書込みレーザ光が外
側透明層を透過し、結像光ビームが外側透明層で反射さ
れる場合、これら2つのレーザ光はわずかに異なる位置
で反射される、すなわち、外側層と内側層とで反射され
る。このことは、結像エラー信号に小さなオフセット電
圧を加算することにより、電気的に補正することができ
る。
印刷ヘッド16に正しい結像が得られる時、センサ80のす
べての光検出器94は等しい信号を出力する。けれども、
対物レンズ20が感光材料体シート22に接近し過ぎている
または遠ざかり過ぎている時のように、焦点がずれてい
る場合、光検出器94のそれぞれが出力する信号は相互に
異なる。光検出器94の出力信号は、2チヤンネル信号結
合器126に送られる。信号結合器126は光検出器信号の和
および差を計算し、そして端子Eに、印刷ヘッド16の結
像エラーを表す信号を出力する。下記で詳細に説明され
るように、端子Eの信号は、フイルタ52を通してスイッ
チ54に送られ、および、取付装置バイパス回路に送られ
る。光検出器94は符号AおよびBによってさらに識別す
ることができ、いまの場合、差信号はA−Bによって与
えられる。規格化された差信号が端子Eに出力される。
この規格化された差信号は、差信号A−Bを、検出器信
号の和A+Bにより除算したものによって与えられる。
和信号A+Bは端子Sに出力される。
印刷装置10は、端子Eと端子Pとの間に接続された取付
装置バイパス回路122と、端子Eと結像駆動フイルタ52
との間に接続されたスイッチ124と、コンピュータ130お
よび記憶装置132と信号を結合するインタフェース128を
有する。コンピュータ130は、インタフェース128と記憶
装置132との両方に接続される。印刷装置10はまた、2
個のステップ電動機134および138と、付勢のための回路
をそれぞれ有する2個の駆動装置140および144と、電動
機134および138と、軸角度符号化器146を有する。電動
機134はドラム軸14を回転し、そして軸14フレーム148に
回転可能に取り付けられる。符号化器146はドラム軸14
に連結され、ドラム12の回転角をインタフェース128を
通してコンピュータ130に出力する。オペレータが下記
で説明する方式でコンピュータ130に始動命令を入力す
ることにより印刷装置10を作動させる時、コンピュータ
130はインタフェース128を通して駆動装置140に信号を
送り、電動機134を作動させてドラム12を回転させる。
符号化器146を通してコンピュータ130にドラム方位をフ
イードバックすることにより、コンピュータ130の動作
および印刷装置10全体の動作を、ドラム12の回転と同期
させることができる。
印刷ヘッド16は、サーボ装置150によって、ドラム12の
軸に平行な経路に沿って移動することができる。サーボ
装置150は、印刷ヘッド16の容器38を、印刷ドラム12を
保持するフレーム148により連結する。サーボ装置150は
剛体部品152を有し、この剛体部品152はウオーム駆動装
置156によりフレーム148に連結される。ウオーム駆動装
置156は、電動機138により回転される。印刷装置10の動
作期間中、電動機138は、インタフェース128を通して駆
動装置144に接続されたコンピュータ130の信号に応答
し、駆動装置144により作動される。
ウオーム駆動装置156が動作することにより、ドラム12
の回転期間中、剛体部品152および印刷ヘッド16を、ド
ラム12の軸に平行な方向に移動させる。この移動によ
り、印刷ヘッド16に感光材料体シート22を螺旋状に走査
する。この螺旋状走査路が点線160で示されている。
感光材料体シート22の小さな波状起伏を有する表面に結
像を保持するために、レンズ20を比較的小さく変位させ
ることが必要であるが、レンズ20のこの比較的小さな変
位は、コイル48を電気的に作動することによって達成さ
れる。コイル48のこの作動は、符号化器146によりコン
ピュータ130に送られるドラム回転角データにより、ド
ラム12の回転と同期して行われる。コンピュータ130を
用いて、高速応答コイル48を直接に作動することは、お
よびスイッチ54を作動することは、下記の第2図のとこ
ろで説明されるように、コンピュータ130とインタフェ
ース128を用いて達成される。
コイル48を用いて対物レンズ20の結像を行うのに用いら
れるフイードバック回路は、前記で開示された増幅器50
およびフイルタ52と、結像センサ80と、信号結合器126
とを有する。信号結合器126は、スイッチ54と端子J、
KおよびEを通して、フイルタ52に接続される。このフ
イードバック回路はスイッチ54が動作して端子Jと端子
Kを接続することにより、完成する。スイッチ54が動作
して端子Jと端子Kが非接続になることにより、このフ
イードバック回路は動作不能状態になる。このフイード
バック回路の動作期間中、コイル48に付勢が行われて対
物レンズ20がドラム12に向かって過剰に前進するなら
ば、端子Eにエラー信号が生じ、そしてこのエラー信号
はコイル48を作動させ、対物レンズ20を後退させる。同
様に、対物レンズ20がドラム12から過剰に後退する時、
フイードバック回路は端子Eにエラー信号を発生し、そ
してこのエラー信号はコイル48を付勢して、対物レンズ
20をドラム12に向けて前進させる。感光材料体シート22
の上に正しい結像が得られるように対物レンズ20が配置
される時、端子Eのエラー信号の大きさはゼロまたはほ
ぼゼロである。結像センサ80を備えたコイル48のこのフ
イードバック回路は、印刷ヘッド16によって感光材料体
シート22の走査が行われている期間中、取付装置30が対
物レンズ20から遠く離れている走査の時間間隔において
動作可能である。けれども、取付装置30が対物レンズ20
に接近する時、スイッチ54が動作してこのフイードバッ
ク回路は動作不能状態になり、取付装置30が対物レンズ
20を通過し終わるまで、フイードバック回路は動作不能
状態のままである。スイッチ54の動作はコンピュータ13
0の信号によって行われ、スイッチ制御信号は、コンピ
ュータ130からインタフェース128を通して、スイッチ54
に送られる。コイル48と結像センサ80とを有する前記フ
イードバック回路は、結像フイードバック回路と呼ぶこ
とができる。
対物レンズ20を取付装置30が通過する時に起こるような
結像フイードバック回路の動作不能状態の期間中、位置
フイードバック回路と呼ぶことができるまた別のフイー
ドバック回路が、対物レンズ20を所定の位置に配置する
役割を果たす。位置フイードバック回路は、スイッチ54
が動作して端子Jと端子Rを接続することによって、動
作可能状態になる。端子Rは、バイパス回路122を通し
て、端子Pに接続される。位置フイードバック回路は、
光検出器66、バイパス回路122を通して直列に接続され
る信号結合器76と、スイッチ54と、コイル48に対する増
幅器50を有する。対物レンズ20の基準位置からの変位
は、端子Pにエラー信号を生ずる。このエラー信号によ
りコイル48が作動され、対物レンズ20が基準位置に戻る
ように駆動される。基準位置は、容器58の正面壁162か
ら特定の距離の対物レンズ20の位置にある。基準位置
は、取付装置30が対物レンズ20を通過した後、走査の再
開の際、結像フイードバック回路の動作可能状態をそこ
から始動し得る適切な位置である。
感光材料体シート22の上に像を作成している間、データ
源164から光源18のLED90にデータが送られる。データ源
164は駆動回路166を作動する電気信号を出力し、それに
より、ダイオード90のアレイの個々のレーザ・ダイオー
ドが駆動される。感光材料体シート22の上に画像の中間
濃度の画素の印刷を得るために、ダイオード90の中の作
動されるべき特定のダイオードを選定することは、第3
図のところで詳細に説明される。データ源164から光源1
8へデータが流れる速さをドラム12の回転速度と同期さ
せることは、データ源164にコンピュータ130を接続する
ことによって達成される。コンピュータ130とデータ源1
64との接続は、インタフェース128および端子Dを通し
て行われる。
第2図は、第1図の感光材料体シート22の上に画像の印
刷を行うために、印刷ヘッド16によるドラム12の走査を
指示するコンピュータ130の動作を示す流れ図である。
この流れ図の中に、結像フイードバック回路の動作およ
び位置フイードバック回路の動作と、感光材料体シート
22の上に画像の印刷を行っている間データ源164から光
源18へのデータの流れの動作可能化とが含まれている。
この流れ図において、処理工程はブロック168の始動で
開始し、そしてブロック170に進んで、ドラム12がホー
ム位置へ回転する。ホーム位置は取付装置の後端のすぐ
後にある。この取付装置の後端の位置は、対物レンズ20
が感光材料体シート22を再び見ることができる位置であ
る。ブロック174で、スイッチ54が動作して端子Jを端
子Rに接続することにより、結像フイードバック回路が
動作不能になることを、コンピュータ130が指示する。
動作はブロック176に進み、バイパス回路122の中のラン
プ発生器が作動され、下記で説明されるように、それに
よりコイル48がランプ信号で付勢され、対物レンズ20が
可動台部40に対して移動する。この移動工程の間、信号
結合器126の端子Eの結像エラー信号が測定され、それ
により、感光材料体シート22の上に結像が得られるレン
ズ位置が決定される。
ブロック178で、対物レンズ20の移動が終了し、そして
結像が得られるレンズ位置が記憶される。この記憶され
た位置は、ドラム12の次の回転の際、取付装置30が通過
する間対物レンズ20が停止すべき基準位置の役割を果た
し、そして取付装置30が通過した後、この基準位置から
印刷工程が再び始まる。ブロック180において、ドラム1
2が回転して印刷工程を開始し、そして印刷工程中のレ
ンズ20による結像は、スイッチ54が動作して端子Jを端
子Kに接続することにより達成される。
ブロック182において、取付装置30が対物レンズ20の視
野の中にあるかどうかの検査が再び行われる。もし取付
装置30が視野の中にあるならば、動作はブロック184に
進み、コンピュータ130がスイッチ54を動作させ、端子
Jを端子Rに接続することによって、結像フイードバッ
ク回路が動作不能になり、そして位置フイードバック回
路が動作可能になる。次に、ブロック186において、取
付装置30の後端が通過する時、対物レンズ20の基準停止
位置が更新される。この更新された位置が記憶され、そ
して動作はブロック188に進む。
ブロック188において、コンピュータ130がスイッチ54を
動作させ、結像フイードバック回路を動作可能にし、お
よび位置フイードバック回路を動作不能にする。このこ
とは、端子Jを端子Kに接続することにより、および端
子Jを端子Rに非接続にすることにより達成される。そ
してブロック190において、走査電動機138およびそのウ
オーム駆動装置156が作動され、印刷ヘッド16のドラム1
2の軸に平行な直線移動が行われる。それにより、対物
レンズ20による感光材料体ドラム12の走査が得られる。
ブロック192において、コンピュータ130がデータ源164
を作動し、駆動回路166を通してLED90のアレイにデータ
信号を送信し、感光材料体シート22の上にマークを入射
する。前記で説明したように、データの流れの速さは印
刷ドラム12の回転の速さと同期している。コンピュータ
と電動機134および138の同期動作に対し、共通の時間基
準で見て、すなわち、クロックで見て、ドラム軸に平行
な方向の印刷ヘッド16の走査速度はまた、ドラム12の回
転速度と同期している。
クロック194において、取付装置30が視野の中にあるか
どうかについての検査が再び行われる。もし取付装置30
が視野の中にあるならば、動作はブロック196に進む。
ブロック196では、スイッチ54が作動して、結像フイー
ドバック回路を動作不能にし、および位置フイードバッ
ク回路を作動させて対物レンズ20を基準位置に停止させ
る。またブロック196において、コンピュータ130はデー
タ源164からLED90へのデータの流れを停止し、それで取
付装置30の解除が可能になる。次に、ブロック198にお
いて、対物レンズ20に対する結像の位置を測定しおよび
記憶するために、ドラム12の回転の際、対物レンズ20の
停止基準位置の更新が得られる。それから、処理工程は
ブロック200に進む。
ブロック200において、スイッチ54が動作して、端子J
が端子Kに接続されおよび端子Jが端子Rに非接続にさ
れることにより、結像フイードバック回路を動作可能に
し、および位置フイードバック回路を動作不能にする。
またブロック200において、取付装置30が対物レンズ20
の視野を去りそして感光材料体シート22が再び対物レン
ズ20の視野に現れるから、コンピュータ130はデータ源1
64からLED90へのデータの流れを再作動させる。ブロッ
ク202において、感光材料体シート22の上へのデータの
印刷が完了したかどうかについて、コンピュータ130が
検査を行う。もし感光材料体シート22の上へのデータの
印刷が完了していないならば、その時には、ブロック19
4、198、200および202の動作を繰り返す。ブロック202
において、もし感光材料体シート22の上へのデータの印
刷が完了していると判定されるならば、動作はブロック
204に進む。ブロック204では、コンピュータ130は印刷
装置10を停止し、それにより、オペレータは新しい感光
材料体シートを挿入することができる。または、自動シ
ート供給装置(図示されていない)がコンピュータによ
って作動され、新しいシートを自動的に挿入することが
できる。その後、前記の印刷工程が再開される。
第3図はデータ源164の動作実行を示し、それにより、
感光材料体シート22の上に印刷される画像の個別の画素
が黒領域である、白領域である、または黒領域と白領域
の混合体で目で見たとき灰色の印象を与える領域である
という、本発明の光学的特徴が得られる。本発明のこの
特徴は、下記の方式で達成される。データ源164は、デ
ータ記憶装置206と、灰色記憶装置208と、灰色記憶装置
208をアドレス指定するためのカウンタ210を有する。灰
色記憶装置208は読出し専用記憶装置(ROM)として構成
することができる。灰色記憶装置208の出力信号は、デ
ータ源164の出力信号の役割を果たす。灰色記憶装置208
の出力信号は、駆動回路166を通って、光源18(第1図
と第3図の両方に示されている)に送られ、LED90を作
動する。コンピュータ130の一部分、すなわち、クロッ
ク212およびアドレス発生器214が、第3図にまた示され
ている。コンピュータ130と角度符号化器146およびデー
タ源164との間の接続は、第1図に示されたように、イ
ンタフェース128を通して行われる。図面を簡単にする
ために、第3図ではインタフェース128は省略されてい
る。第3図に示されたような灰色特性を実行するための
本発明のこの実施例は、1つの例を示したものであっ
て、本発明の原理を灰色特性の他の実行設備で実施する
こともできる。
動作の際には、データ記憶装置206は、各画素のデータ
と、各画素の位置のデータと、感光材料体シート22の上
に印刷されるべき画像のデータとを記憶する。画像の中
の位置は、データ記憶装置206の中の各画素の記憶位置
のアドレスによって指定される。白画素または黒画素だ
けを用いた印刷装置の場合、画素のデータは、その画素
が白であるかまたは黒であるかを示す1ビットで構成さ
れる。けれども、画素の灰色表示の場合には、各画素に
対しデータ記憶装置の中に記憶されるデータは、各画素
の印刷に適用される灰色レベルを示す多重桁ワードを有
する。光源18に中のLED90のアレイに関し、本発明の好
ましい実施例では、LED90はLEDの直線状部分アレイの群
として配置される。第3図にこの様子の概要図が示され
ている。第3図の概要図において、光源18は、ドラム12
の上の螺旋状走査路160の中に配置された1つの画素と
して表される。走査路160は第1図で既に示された。ダ
イオード90のアレイは、個々のダイオードの直線状部分
アレイ90Aを有する。この部分アレイは、例えば、幅が
3ミクロン、長さが90ミクロンである。部分アレイ90A
は画素幅の3分の1にわたって存在し、この広がりの大
きさは走査路160の幅の3分の1である。部分アレイ90A
は、走査路160の中心にある。2個の付加的ダイオード
部分アレイ90Bおよび90Cが備えられる。部分アレイ90B
および90Cは、部分アレイ90Aと同等であるが、第3図の
概要図に示されているように、部分アレイ90Aの右側お
よび左側に離れて配置される。3個の部分アレイ90A、9
0Bおよび90Cの発光ダイオードまたはレーザ・ダイオー
ドの全部が点灯すると、螺旋状走査路160の生成の期間
中、感光材料体シート22の上に黒の連続した帯状体が生
ずるであろう。中央の部分アレイ90Aだけが点灯する
と、走査路160の中央に沿って黒の縞状体を生じ、一
方、側辺にある部分アレイ90Bおよび90Cのいずれかが点
灯すると、感光材料体シート22の上の走査路160の、そ
れぞれ、右側または左側に黒の縞状体を生ずるであろ
う。
LED90の中にまた、長さが5ミクロン、幅が3ミクロン
の比較的短い部分アレイ90Dと、長さが3ミクロン、幅
が3ミクロンの1個のダイオード90Eが備えられる。部
分アレイ90Dおよび1個のダイオード90Eは、走査路160
の中央線に沿って配置される。部分アレイ90A−90Dまた
は1個のダイオード90Eの中の任意のものを短時間オン
およびオフにすることにより、走査路の一定の領域に黒
いマークを生ずる。このマークの大きさは、LED90の中
の作動された部分アレイまたはダイオードにより放射さ
れる光の持続時間に依存する。例えば、1個の画素の大
きさに等しい一定の長さの走査炉160の走査の期間中、
部分アレイ90Aおよび90Bを短い時間オンおよびオフを数
回行うことにより、(顕微鏡で見て)縞模様を有する画
素が印刷される。けれども、人間の目で観察する場合に
は、均一な灰色に見える。ダイオード90に中の選択され
たダイオードが点灯する時間間隔を選定することによ
り、像の各画素の中に、黒および白の種々のパターンを
印刷することができる。これは種々の段階の灰色を与え
ることになる。
データ源164が動作するさい、各画素に対し、データ記
憶装置206は灰色の要求された段階を指定するアドレス
を出力する。この灰色の段階は、完全な白から完全な黒
までの範囲にわたっている。灰色アドレスは灰色記憶装
置208に送られる。灰色記憶装置208は、このアドレスに
応答して、駆動回路166にディジタル・ワードを出力
し、部分アレイ90A−90Eの中の特定の1つの作動を指示
する。さらに、このアドレス信号の存在はカウンタ210
をリセットし、クロック212のクロック・パルスをカウ
ントさせる。カウンタ210によって得られるカウント
は、1つの画素の走査に対して割り当てられた時間内の
連続した時間間隔に対し、部分アレイ90A−90Eの中の選
定されたアレイから光をパルス的に発光させるまたは短
時間発光させることを指示する信号を、灰色記憶装置20
8から出力するための部分アドレスの付加的シーケンス
の役割を果たす。このことにより、光源18は、明るい領
域と暗い領域の縞模様形式または他の配列体形式を出力
することができ、画素の表面にわたって見かけ上平均的
な暗さを選定すことができ、多段階の灰色を実現するこ
とができる。また第3図に示されているように、クロッ
ク212とドラム12の回転とを同期させるために、符号化
器146から角度データが出力され、それにより、データ
の供給速度がドラム12の回転に完全にロックされる。
印刷媒体の上に灰色を精密に得るために、および印刷媒
体の上に明確に定められた画素を得るために、書込みビ
ームの照明の均一性を保持することが重要である。レー
ザ光源は小さなレーザ・ダイオードのアレイで構成され
るから、印刷媒体の上に光源それ自身を結像すること
は、すなわち、ダイオードのアレイを結像することは、
連続的に明るい領域が得られるよりはむしろ、多数個の
明るい点として現れるであろう。その代わり、光学装置
82(第1図)の中に望遠鏡を用いることにより、ダイオ
ード・アレイの正面でダイオード・アレイから離れた位
置に近視野領域の結像が得られる。この領域の特徴は、
種々のダイオードからの光が寄与していることであり、
したがって、実質的に均一な明るさを有していることで
ある。望遠鏡は明るさのこの均一性を保持し、そして印
刷媒体の上にこの均一な明るさを投射する。このことに
より、要求された物体の像の印刷において、灰色の程度
を必要な精度で、かつ、画素を必要な精度で明確に定め
て得ることができる。
第4図は、感光材料体シート22の厚さをドラム12の角度
位置の関数として示したグラフである。ドラム12の角度
位置は、このグラフの横軸に示されている。感光材料体
シートは、取付装置30の位置を除いて、均一な厚さを有
する。取付装置30の位置では、それ以外の滑らかな表面
に対して、一定の隆起がある。グラフにはまた、対物レ
ンズ20の位置も示されている。対物レンズ20の位置は、
ドラム表面に対してほぼ一定であるが、図では誇張して
示されている小さな変動を有する。レンズ位置の名目値
は、印刷媒体が視野の中にある場合、結像フィードバッ
ク回路によって保持される。取付装置30の位置では、印
刷媒体が結像フィードバック回路センサ80によって再び
見えるようになるまで、結像フィードバック回路を動作
不能にすることによって、およびレンズを停止位置に保
つことによって、レンズ位置が保持される。軸角度符号
化器146は、前記で説明したように、ドラム位置を出力
し、そして結像フィードバック回路の作動において、お
よび記憶された停止位置の更新と記憶装置からの停止位
置の読み出しにおいて、種々の段階を動作可能にする。
したがって、横軸は種々の段階が行われる各点を表す。
すなわち、取付装置30が現れる前のレンズ停止位置の以
前に記憶された値の記憶装置からの読み出し、取付装置
30の通過の直前および通過中結像フィードバック回路を
動作不能にしおよび読み出された停止位置にレンズを保
持する、結像センサ80と共に位置フィードバック回路を
用いることによって取付装置30の通過の直後に停止位置
を始動するまたは更新する、および結像フィードバック
回路を再作動するである。
第5図は取付装置バイパス回路122の構成の細部を示
す。バイパス回路122はスケーラ220と、加算器222と、
アナログ・ディジタル変換器224と、記憶装置226と、ラ
ンプ・カウンタ228と、スイッチ230と、ディジタル・ア
ナログ変換器232と、差増増幅器234と、スイッチ236
と、フイルタ238を有する。動作の際には、バイパス回
路122がレンズ位置フィードバック回路の中で動作し、
取付装置30が対物レンズ20(第1図)の側を通過する
間、対物レンズ20を適切な停止位置に配置する。この停
止位置は、対物レンズ20が可動台部40により移動して端
子Eの結像エラー信号がゼロである位置を見出だす初期
手続き中に、最初に設定される。このことは、取付装置
30が対物レンズ20の側を通過した直後の位置であるホー
ム位置にドラム12を停止させて行われる。このホーム位
置は、印刷を始めることができる感光材料体シート22の
上端部に最も近い領域に対応する。その後、ドラム12が
回転してホーム位置が通過する度に、停止位置が更新さ
れる。それは、印刷ヘッドがドラム12に沿って移動する
時、感光材料体シート22に現れる可能性のある何等かの
波状起伏に対応するためである。停止位置を適切に選定
することにより、取付装置30が対物レンズ20の側を通過
した後、印刷工程の再開に対し対物レンズ20が最適に配
置される。
レンズ停止位置の始動および更新は、信号結合器126
(第1図)の端子Eに供給される結像エラー信号と、信
号結合器76(第1図)の端子Pに供給される位置エラー
信号と、信号結合器126の端子Sに供給される和チャン
ネル信号と、端子Hによって示されたコンピュータ130
との接続を通して、下記のようにして行われる。始動の
際、コンピュータ130は、角度符号化器146によって指示
されたホーム位置へドラム12を指示する。そこで、端子
Hを通して、コンピュータ130はスイッチ230を動作さ
せ、カウンタ228を変換器232に接続し、そしてカウンタ
228をリセットし、そしてカウンタ228を作動して端子C
でコンピュータ130により供給されるクロック・パルス
をカウントする。その結果えられるカウンタ228の出力
カウントはディジタル・ランプ(段階形波形)であり、
そしてこのディジタル・ランプは変換器232によってア
ナログ・ランプ電圧に変換される。このアナログ・ラン
プ電圧は、差動増幅器234の正入力端子に送られる。位
置エラー信号が、端子Pから、差動増幅器234の負入力
端子に送られる。位置エラー信号はランプ電圧の形式で
あり、そしてこのランプ電圧は可動台部40の対物レンズ
20の移動と共に増大する。したがって、位置エラー信号
はまた、可動台部40の中の対物レンズ20の位置を識別す
る役割を果たす。増幅器234の出力信号は、命令された
ランプ位置と、可動台部40に対する対物レンズ20の実際
の位置との間と差である。
取付装置バイパス回路122は、検出器240をさらに有す
る。検出器240は端子Eおよび端子Sの信号に応答し、
対物レンズ20の移動の間、ゼロ結像エラーが起こる時そ
れを示す。信号結合器126によりゼロ・エラー信号が出
力されている場合、感光材料体シート22の上に対物レン
ズ20による正しい結像が得られている。位置エラー信号
(端子P)と結像エラー信号(端子E)が加算器222で
相互に加算され、そして変換器224によってディジタル
和信号に変換される。結像エラー信号はまた、位置エラ
ー信号と同様に、ランプ電圧であることを断っておく。
けれども、結像エラー信号のランプの傾斜は、本発明の
好ましい実施例において、位置エラー信号の傾斜より5
倍大きいことが分かった。結像エラー信号と位置エラー
信号とを加算する前に、2つの傾斜を同じくすることが
好ましい。このことはスケーラ220で行われる。スケー
ラ220は、結像エラー信号の振幅の尺度を5分の1にす
る。このことにより、変換器224によって出力されるデ
ィジタル和信号は、結像エラー信号と位置エラー信号と
によって平等に影響を受ける。
ゼロ結像エラーが生じた場合、検出器240は論理1信号
を出力し、この論理1信号はスイッチ242を通して結合
されて記憶装置226をストローブし、ゼロ・エラー信号
の現れる時に和信号を記憶する。検出器240により出力
される論理1信号はまた、端子Hおよびインタフェース
128を通して、コンピュータ130に送られ、始動工程の終
了を信号する。次に、コンピュータはドラム12を作動し
て回転させる。
ゼロ検出器240は、2個の比較器244および246と、正基
準電圧源248と、ANDゲート250を有する。比較器244が動
作することにより、結像エラー信号の振幅と、比較器24
4の負入力端子のアースへの接続により得られるゼロ・
ボルトとが比較される。結像エラー信号は、比較器244
の正入力端子に送られる。対物レンズ20が移動する初期
段階の期間中、結像エラー信号は負であり、そして比較
器244によって出力される信号は相対的に低レベルであ
る、すなわち、論理0である。結像エラー信号がゼロに
近付く時、比較器244によって出力される信号は高レベ
ルの論理1に進む。
光検出器94(第1図)によって出力される電圧は、第6
図のグラフに示されているように、レンズ位置と共に振
幅が変動する。最大の信号強度は、対物レンズ20による
正しい結像の位置に感光材料体シート22がある場合に得
られる。偽のゼロ検出が現れるのを防止するために、こ
のことは光検出器94の上の光が弱くなるレンズ位置の時
に起こる可能性があるのであるが、光検出器94の(端子
Sにおける)2つの出力信号の和が比較器246に送ら
れ、存在する信号が適切な強度であるかどうかが検査さ
れる。端子Sの和チャンネル信号は比較器246の正入力
端子に送られ、および電源248の正基準電圧は比較器246
の負入力端子に送られる。電源248の基準電圧は、第6
図に示された閾値としての役割を果たす。比較器246の
出力信号は、閾値以上の和チャンネル信号の値に対し高
レベル(論理1)に進み、そしてANDゲートを作動させ
て、比較器244の出力信号をスイッチ242に進ませる。
バイパス回路122はまた、軸角度符号化器146によって出
力される信号を復号化する復数個の復号化器を有する復
号化装置252を有する。第1復号化器の信号は、取付装
置30の通過のすぐ後、ドラム位置の到達を示す信号であ
り、その時、レンズ停止位置を更新するために、記憶さ
れたレンズ基準位置の値が記憶装置226から読み出され
る。ドラム角度を用いて読み出された命令が、第4図の
グラフに示されている。復号化装置252の中の第2復号
化器により、第4図に示されているように、始動信号ま
たは更新信号が得られる。この信号は、前記で説明した
ように、このドラム位置がレンズ停止基準位置を始動す
るのに適切であることを示す、または、下記で説明され
るように、このドラム位置がレンズ停止基準位置を更新
するのに適切であることを示す。
レンズ位置の始動の後、ドラム12は回転を始め、そして
前記で説明したように、印刷ヘッド16がドラム12に沿っ
て移動する。ドラム12が回転する度に、取付装置30が対
物レンズ20の側を通過すると、対物レンズ20は停止位置
に配置される。このことは、第4図に示されているよう
に、取付装置30が通過する直前に、結像制御回路を動作
不能状態にすることにより行われる。前記で説明したよ
うに、印刷ヘッドがドラム12に沿って移動する時、感光
材料体シート22に生ずる可能性のある何等かの波状起伏
を補償するために、ドラム12の回転毎にレンズ停止基準
位置を更新することが好ましい。
レンズ停止位置の更新は、スイッチ242を動作させ、復
号化装置252の第2出力を記憶装置226に接続することに
よって行われる。また、スイッチ230が動作して、記憶
装置226の出力端子を変換器232に接続する。復号化装置
252から更新命令信号が現れる場合、記憶装置226は変換
器224によって出力された和信号の現在値を記憶する。
更新の期間中、対物レンズ20の移動は必要ない。それ
は、対物レンズ20が既に最適停止位置にあるか、または
最適停止位置の近くにあるからである。ドラム12の回転
の度に、取付装置30の通過の前に、レンズ停止位置の最
新値が記憶装置226から読み出される。それから、結像
フィードバック回路の動作不能期間中、取付装置30の通
過の後まで、停止位置のこの最新値を用いて対物レンズ
20の位置が定められる。そこで、結像フィードバック回
路が再作動される。
最良の精度で対物レンズ20の位置を定めるために、位置
制御回路および結像制御回路の動作の制御に対して異な
るフイルタを用いることが好ましい。結像駆動フイルタ
52(第1図)が結像制御回路に用いられ、および位置駆
動フイルタ238(第5図)が位置制御回路に用いられ
る。結像駆動フイルタ52が動作不能である時間間隔の
間、このフイルタは、フイルタ52の入力にあるスイッチ
124によっておよびフイルタ52の出力にあるスイッチ54
によって、他の回路から完全に非接続にされる。位置駆
動フイルタ238が動作不能である時間間隔の間、このフ
イルタは、フイルタ238の入力にあるスイッチ236によっ
ておよびフイルタ52の出力にあるスイッチ54によって、
他の回路から完全に非接続にされる。このことにより、
これらのフイルタの中に存在する可能性のある、例え
ば、充電されたコンデンサの電圧のような、種々の電圧
を排出することができる。このことにより、これらのフ
イルタのスイッチングの際に生ずる大きな過度的動作の
可能性が避けられる。これらのフイルタのおのおのは、
フィードバック回路の安定化のために、リード・ラグ回
路または積分器のような適切な周波数制御回路を有する
ことができ、およびまた、フィードバック設計において
周知であるように、適切な利得を得るために増幅器を有
することができる。前記スイッチのおのおのはコンピュ
ータ130の命令の下で動作する。
第7図は可動台部40(第1図)の下側を立体的に示した
図であって、第1図の分解図で示されたフレーム46、コ
イル48および光検出器66のような、対物レンズ20の位置
決めに用いられる可動台部40の種々の部品の配置を示
す。第7図において、可動台部40は、容器38から垂直な
面内に配置された裏側板と、ドラム12の軸に平行な面内
に配置された板254を有する。延長体68が板254の下部分
から延長され、それにより、光検出器66およびランプ74
がレンズ64付近のそれぞれの所定の位置に保持される。
脚部42および44は、腕256から下方に延長される。腕256
は、板254の上部緩衝体から前方に突き出ている。脚部4
2および44は、弾力性を有し、かつ、腕256とのそれぞれ
の連結点のまわりに前方および後方に回転可能であり、
それにより、ドラム12の軸に垂直な方向にフレーム46の
移動が可能である。
フレーム46は、フレーム46を保持する脚部42および44の
下側に取り付けられる。制動材料体のストリップ258が
前方脚部42に取り付けられ、その移動を制動する。同様
なストリップ(図示されていない)が後方脚部44に取り
付けられる。
支柱260および262が裏側板254から前方に突き出てお
り、それにより、磁石56が可動台部40の一方側に保持さ
れる。可動台部40の他方側に磁石56を保持するために、
同様な支柱(図示されていない)の組が備えられる。裏
側板254の開口部264により、フレーム46が移動するため
の空間と、レンズ20を通って伝搬するレーザ光のための
通路とが得られる。フレーム46の底72の上の目標体70の
位置はランプ74による目標体70の照明を可能にし、およ
び目標体70がレンズ64を通り過ぎる際、光検出器66によ
って目標体70を見ることができる。
前記説明から分かるように、本発明の印刷装置10によ
り、感光材料体のシートのような不連続な記録媒体の上
に、物体の像を正確に印刷することができる。物体のデ
ータは、データ源164の記録装置のような記憶装置の中
に前もって記憶されていると仮定される。もし必要なら
ば、作像される物体の光学的走査によりデータを得るこ
とができ、そしてこのデータはディジタル化され、そし
てデータ源164の中に一時的に記憶される。この時、デ
ータ源164はバッファ記憶装置として働くであろう。印
刷ドラムから印刷ヘッドを後退させる特徴により、印刷
媒体の螺旋状走査の実行中、不連続媒体の端部をドラム
に対し確保するためにドラムに備えられた取付装置を、
便利に利用することができる。さらに、光学結像装置を
用いることにより、感光材料体シートの上に書込みビー
ムの正確な結像が得られ、この結像では、印刷媒体の表
面に存在する可能性のある波状起伏を高速に補償するこ
とができる。
本発明の前記実施例は単に例示されたものであって、当
業者には前記実施例に種々の変更を行うことが可能であ
ることは分かるはずである。したがって、本発明は前記
実施例によって定められるのではなく、請求項によって
のみ定められる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/23 Z (72)発明者 ハートマン,ロバート エフ. アメリカ合衆国02379 マサチューセッツ 州 ウエスト ブリッジウオーター,マオ リス アベニュー 39

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円柱軸のまわりに回転可能な円柱形印刷ド
    ラムと、 前記ドラムの円柱表面のまわりに感光記録材料体のシー
    トを取付けるための取付装置と、 前記シートの上にマークを印刷するために第1組の特性
    周波数と強度を有する第1光線を放射する第1光源と、
    容器と、前記シートの上に前記第1光線を結像させるた
    めに前記容器に取付けられた対物レンズとを有する印刷
    ヘッドと、 マークを印刷することなく前記シートを照射するために
    第2組の特性周波数と強度を有する第2光線を放射する
    第2光源と、 前記対物レンズと前記シートとの間の間隔の大きさを検
    出するために前記第2光線に応答し、前記対物レンズと
    前記シートとの間の間隔の前記大きさを示す信号を出力
    するセンシング装置と、 前記第1光源および前記第2光源からのそれぞれ前記第
    1光線および前記第2光線を前記対物レンズを通して前
    記シートに入射し、前記第2光線の少なくとも一部分が
    前記シートから前記対物レンズへ反射されて戻り、反射
    された第2光線を前記対物レンズから前記検出装置へ進
    める光学装置と、 前記ドラムの回転の間前記シートに対しおよび前記取付
    装置に対し前記対物レンズの位置および前記印刷ヘッド
    の位置を調整する位置決め装置とを有し、かつ、 前記位置決め装置が、前記検出装置の前記信号に応答し
    て前記容器に対して前記対物レンズを移動させるための
    移動装置と、前記ドラムの回転の間前記感光材料体シー
    トの走査を得るために前記ドラムに対し前記容器を移動
    させるためのサーボ装置とを有し、 前記サーボ装置が記憶装置と前記記憶装置をアドレス指
    定のために前記取付装置の位置に応答するアドレス装置
    とを有し、前記記憶装置が取付装置クリアランス・デー
    タを記憶し、前記サーボ装置が前記取付装置クリアラン
    ス・データに応答して動作し前記取付装置が前記印刷ヘ
    ッドを通過する間前記移動装置を動作不能にしおよび前
    記容器を後退させる、 感光記録材料体のシートと共に動作する印刷装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載された印刷装置において、 前記第2光線に応答して前記容器の中の前記対物レンズ
    の位置を検出し、前記容器の中の前記対物レンズの位置
    を示す信号を出力する検出装置をさらに有し、 前記位置決め装置が前記検出装置の前記信号に応答して
    動作し前記移動装置の前記動作不能期間中前記容器の中
    の基準位置に前記対物レンズを配置する、 前記印刷装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載された印刷装置において、
    前記第2光源および前記光学装置が前記印刷ヘッドの中
    に配置され、前記光学装置が 前記第1光源から放射された前記第1光線の伝搬路と前
    記第2光源から放射された前記第2光線の伝搬路とを前
    記第1光線と前記第2光線とに共通でかつ前記対物レン
    ズにまで延長されている第1共通伝搬路に組み合わせる
    ための被覆体を備えた二色性プリズムのアレイと、 前記第1共通伝搬路に配置された4分の1波長板と、 カラー・フイルタとを有し、 前記第1光線および前記第2光線が異なる周波数を有
    し、かつ、前記第1光源および前記第2光源から前記光
    学装置に入射する際相互に平行な直線偏光を有し、 前記カラー・フイルタが前記第1光線と前記第2光線と
    の間の周波数の差に応答し、前記4分の1波長板が前記
    感光材料体シートから反射されて前記光学装置に戻って
    くる光の偏光方向を回転し、それによりプリズムの前記
    アレイを出て前記フイルタを通り前記センシング装置に
    向かって第2共通伝搬路に沿って進むことを可能にしか
    つ前記フイルタは前記第1光線が前記センシング装置に
    まで伝搬するのを阻止する、 前記印刷装置。
  4. 【請求項4】円柱軸のまわりに回転可能な円柱形印刷ド
    ラムと、 前記ドラムの円柱表面のまわりに感光記録材料体のシー
    トを取付けるための取付装置と、 前記シートの上にマークを印刷するために第1組の特性
    周波数と強度を有する第1光線を放射する第1光源と、
    容器と、前記シートの上に前記第1光線を結像させるた
    めに前記容器に取付けられた対物レンズとを有する印刷
    ヘッドと、 マークを印刷することなく前記シートを照射するために
    第2組の特性周波数と強度を有する第2光線を放射する
    第2光源と、 前記対物レンズと前記シートとの間の間隔の大きさを検
    出するために前記第2光線に応答し、前記対物レンズと
    前記シートとの間の間隔の前記大きさを示す信号を出力
    するセンシング装置と、 前記第1光源および前記第2光源からのそれぞれ前記第
    1光線および前記第2光線を前記対物レンズを通して前
    記シートに入射し、前記第2光線の少なくとも一部分が
    前記シートから前記対物レンズへ反射されて戻り、反射
    された第2光線を前記対物レンズから前記検出装置へ進
    める光学装置と、 前記ドラムの回転の間前記シートに対しおよび前記取付
    装置に対し前記対物レンズの位置を調整する位置決め装
    置とを有し、かつ、 前記位置決め装置が前記センシング装置に応答して前記
    容器に対して前記対物レンズを移動させ、 前記光学装置が前記第1光源から放射された前記第1光
    線の伝搬路と前記第2光源から放射された前記第2光線
    の伝搬路とを前記第1光線と前記第2光線との両方に共
    通でかつ前記対物レンズにまで延長されている第1共通
    伝搬路に組み合わせるための被覆体を備えた二色性プリ
    ズムのアレイを有し、 前記第1共通伝搬路に配置された4分の1波長板と、 カラー・フイルタとを有し、 前記第1光線および前記第2光線が異なる周波数を有
    し、かつ、前記第1光源および前記第2光源から前記光
    学装置に入射する際相互に平行な直線偏光を有し、 前記カラー・フイルタが前記第1光線と前記第2光線と
    の間の周波数の差に応答し、前記4分の1波長板が前記
    感光材料体シートから反射されて前記光学装置に戻って
    くる光の偏光方向を回転し、それによりプリズムの前記
    アレイを出て前記フイルタを通り前記センシング装置に
    向かって第2共通伝搬路に沿って進むことを可能にしか
    つ前記フイルタは前記第1光線が前記センシング装置に
    まで伝搬するのを阻止し、 前記センシング装置が前記センシング装置の信号を生ず
    るために前記第2光線の伝搬路の中に配置された光検出
    器のアレイと光学的ナイフ・エッヂとを有する、 感光記録材料体のシートと共に動作する印刷装置。
  5. 【請求項5】円柱軸のまわりに回転可能な円柱形印刷ド
    ラムと、 前記ドラムの円柱表面のまわりに感光記録材料体のシー
    トを取付けるための取付装置と、 前記シートの上にマークを印刷するために第1組の特性
    周波数と強度を有する第1光線を放射する第1光源と、
    容器と、前記シートの上に前記第1光線を結像させるた
    めに前記容器に取付けられた対物レンズとを有する印刷
    ヘッドと、 マークを印刷することなく前記シートを照射するために
    第2組の特性周波数と強度を有する第2光線を放射する
    第2光源と、 前記対物レンズと前記シートとの間の間隔の大きさを検
    出するために前記第2光線に応答し、前記対物レンズと
    前記シートとの間の間隔の前記大きさを示す信号を出力
    するセンシング装置と、 前記第1光源および前記第2光源からのそれぞれ前記第
    1光線および前記第2光線を前記対物レンズを通して前
    記シートに入射し、前記第2光線の少なくとも一部分が
    前記シートから前記対物レンズへ反射されて戻り、反射
    された第2光線を前記対物レンズから前記検出装置へ進
    める光学装置と、 前記ドラムの回転の間前記シートに対しおよび前記取付
    装置に対し前記対物レンズの位置および前記印刷ヘッド
    の位置を調整する位置決め装置とを有し、かつ、 前記位置決め装置が、前記センシング装置の前記信号に
    応答して前記容器に対して前記対物レンズを移動させる
    移動装置と、前記ドラムの回転の際前記感光材料体の走
    査を行うために前記ドラムに対し前記容器を移動させる
    ためのサーボ装置とを有し、 前記位置決め装置が前記対物レンズの基準位置を記憶す
    るための装置を有し、かつ、前記位置決め装置が動作す
    ることにより前記印刷ヘッドを前記取付装置が通過する
    際前記対物レンズを前記基準位置に配置させる、 感光記録材料体のシートと共に動作する印刷装置。
  6. 【請求項6】請求項5に記載された印刷装置において、
    前記位置決め装置が前記取付装置の通過の後動作して前
    記取付装置が前記印刷ヘッドを次に通過する際利用する
    ために前記基準位置を更新する、前記印刷装置。
  7. 【請求項7】請求項6に記載された印刷装置において、
    前記センシング装置が前記センシング装置の信号を生ず
    るために前記第2光線の伝搬路の中に配置された光検出
    器のアレイと光学的ナイフ・エッヂとを有し、前記光学
    装置が 前記第1光源から放射された前記第1光線の伝搬路と前
    記第2光源から放射された前記第2光線の伝搬路とを前
    記第1光線と前記第2光線との両方に共通でかつ前記対
    物レンズにまで延長されている第1共通伝搬路に組み合
    わせるための被覆体を備えた二色性プリズムのアレイ
    と、 前記第1共通伝搬路に配置された4分の1波長板と、 カラー・フイルタとを有し、 前記第1光線および前記第2光線が異なる周波数を有
    し、かつ、前記第1光源および前記第2光源から前記光
    学装置に入射する際相互に平行な直線偏光を有し、 前記カラー・フイルタが前記第1光線と前記第2光線と
    の間の周波数の差に応答し、前記4分の1波長板が前記
    感光材料体シートから反射されて前記光学装置に戻って
    くる光の偏光方向を回転し、それによりプリズムの前記
    アレイを出て前記フイルタを通り前記センシング装置に
    向かって第2共通伝搬路に沿って進むことを可能にしか
    つ前記フイルタは前記第1光線が前記センシング装置に
    まで伝搬するのを阻止する、 前記印刷装置。
  8. 【請求項8】感光材料体シートをドラムに確実に保持す
    るために前記感光材料体シートの端部を前記ドラムに取
    付ける段階と、 前記ドラムを円柱軸のまわりに回転する段階と、 前記感光材料体シートの上にマークを印刷するために第
    1組の特性周波数と強度を有する第1光線を放射する第
    1光源と、容器と、前記シートの上に前記第1光線を結
    像させるために前記容器に取付けられた対物レンズとを
    有する印刷ヘッドを前記円柱軸に平行な方向に前記ドラ
    ムに沿って直線状に走査する段階と、 マークを印刷することなく前記シートを照射するために
    特性周波数と強度を有する第2光源から放射される第2
    光線を前記容器を通りかつ前記対物レンズを通り前記感
    光材料体シートに入射するように進める段階と、 前記対物レンズと前記感光材料体シートとの間の間隔の
    大きさを測定するために前記感光材料体シートから反射
    されて戻ってくる前記第2光線の一部分を検出する段階
    と、 前記対物レンズと前記感光材料体シートとの間の前記間
    隔の前記測定に応答して、前記ドラムの回転の間前記感
    光材料体シートに対しおよび前記取付装置に対して前記
    対物レンズの位置決めを行う段階と、 を有する、回転可能な円柱形ドラムによって保持される
    不連続な感光材料体のシートを有する印刷装置を操作す
    る方法。
  9. 【請求項9】請求項8において、 前記印刷ヘッドと前記ドラムとの間の間隔に対し前記対
    物レンズの基準位置の値を記憶する段階と、 前記ドラムの回転の間前記取付装置が前記対物レンズを
    通過する際前記対物レンズを前記基準位置に配置する段
    階と、 をさらに有する、前記印刷装置を操作する方法。
  10. 【請求項10】請求項9において、前記感光材料体シー
    トの結像の位置を得るために前記対物レンズと前記ドラ
    ムの間の間隔を変えることによって前記ドラムの定在状
    態の間前記基準位置を始動する段階と、前記基準位置と
    しての役割を果たす結像の前記位置を記憶する段階とを
    さらに有する、前記印刷装置を操作する方法。
  11. 【請求項11】請求項10において、前記ドラムの回転の
    間前記取付装置が前対物レンズを通過する度に前記基準
    値を更新する段階をさらに有する、前記印刷装置を操作
    する方法。
  12. 【請求項12】請求項11において、前記更新段階が、前
    記感光材料体シートからの前記対物レンズの結像距離を
    複数個の光学装置によって測定する段階と、前記基準位
    置を得るために前記複数個の光学装置による測定を組み
    合わせる段階とを有する、前記印刷装置を操作する方
    法。
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