JPH0782204B2

JPH0782204B2 - 画像露光装置

Info

Publication number: JPH0782204B2
Application number: JP62272709A
Authority: JP
Inventors: 美晴沖野
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1987-10-28
Filing date: 1987-10-28
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: JPH01114837A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、光源の温度変動などに対する補正制御装置を
備えた画像露光装置、詳しくは、感光材料への画像記録
に先だって、前記光源の複数の光出力レベルに対する前
記光源の駆動条件を設定するとともに、前記駆動条件を
複数行毎あるいは各行毎あるいは任意に、各画像走査露
光に先だってその一部あるいは全部を更新することので
きる画像露光装置に関する。

〈従来技術およびその問題点〉従来、プリント、印刷、複写等に用いられる感光材料を
露光する画像露光装置においては、半導体レーザー（以
下、LDともいう）あるいは発光ダイオード（以下LEDと
もいう）などの発光素子が光源として用いられている。
これらの光源は温度変化による光出力レベルの変動が大
きく、そのための補正制御が求められていた。

光出力レベルは直接感光材料の露光量に影響を与えるた
め、プリントあるいは複写により形成された画像に露光
ムラなどが生じることから、温度変化にもかかわらず光
出力レベルを一定値に保つように補正制御されていた。

この光出力レベルの補正制御機能はAPC（Automatic pow
er control:自動光出力制御）機能と呼ばれ、一般的に
受光素子（以下、PDともいう）を用いた光検出器で光源
の光出力レベルを検知し、その検知光出力レベルを予め
設定されている基準レベルと比較し、その比較出力値を
アナログ的あるいはデジタル的に前記光源の駆動回路に
フィードバックすることにより、駆動電流値を制御する
ことで光出力レベルが一定になるように補正する方式で
行っている。例えば、光源として半導体レーザ（LD）を
用い、光検出器として受光素子（PD）を用いた場合のAP
C機能回路40のブロック線図を第６図に示す。第６図に
示すAPC回路40は次のように構成されている。

LD光源42の一方の端子は駆動源（LDドライバ）44に接続
され、他方の端子は接地されている。また、LD光源42の
光線を受光できる位置にPD46が配置され、PD46の一方の
端子は、増幅器48に接続され、他方の端子は接地され
る。増幅器48の出力端子は比較器50の入力端子に接続さ
れる。また比較器50の入力側には基準電圧が入力され
る。

比較器50の出力端子は駆動源44に接続される。

ここで、LD42の光出力はPD46により検出され、増幅器50
で増幅され、比較器50において基準電圧と比較される。
比較器50はLD42の光出力に対応する信号と前記基準電圧
との比較結果を駆動源44にフィードバックして、駆動源
44の駆動電流を制御し、LD42の光出力レベルが一定とな
るように制御している。

しかし、レーザビームなどの光ビームの強度を複数段階
に変えて、強度変調露光を行なう画像露光装置におい
て、従来の画像露光装置、例えばレーザビームプリンタ
の露光装置のように、１頁の露光に先だって、あるいは
各行の画像走査露光に先だって、LDやLEDなどの発光素
子の発光強度を上記のAPC機能回路により光出力レベル
が一定となるように制御すると、単一レベルの光出力は
一定化することはできるが、前記複数段階の光出力レベ
ルの全てを所望の値に制御することはできない。

通常、第３図に示すように、感光材料に形成される画像
の階調は光源の光出力レベルと１対１に対応する。例え
ば、画像の階調を256ステップに分解するとそれに対応
する256の光出力レベルが定まる。ところが、第４図に
示すように駆動源の駆動電流に対して光源の光出力レベ
ルは温度変動する。

ところで、上述のAPC機能回路による光出力レベルの制
御は、温度がt₁からt₂に変動したとき、ある階調（D_n）
に対する光出力レベル（P_n）を一定化するために駆動電
流がI_n1からI_n2になるように制御する。しかし、残りの
255の階調に対する光出力レベルの制御はこのAPC機能回
路では行なわれない。従って、これらの残りの階調に対
する光出力レベルの補正はある予め定められた補正方式
例えば、直接近似、あるいは関数近似による補正方式に
より行なわれている。

このため、各階調に対する光出力レベルの制御が不十分
となり、得られた画像の画質が低下したり、露光量の過
不足により階調の低下が生じるなどの問題があった。

〈発明の目的〉本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、画像
露光装置において、感光材料への画像露光に先だって、
画像の階調の複数のレベルに対応するそれぞれの光出力
レベルを得るための光源の駆動条件を設定することがで
き、かつ、前記駆動条件を、連続する一連の複数行毎に
あるいは各行毎にあるいは任意に、その一部あるいは全
部を更新することのできる画像露光装置を提供すること
にある。

〈発明の簡単な説明〉本発明によれば感光材料を露光する光源と、この光源の
光出力レベルを複数段階に変えて強度変調露光を行う手
段とを有する画像露光装置であって、前記光源の光出力レベルを検出する光検出器と、この光
検出器により前記光源の光出力レベルを検出して複数段
階の光出力レベルの各々に対する光源の駆動条件を設定
する手段とを有し、この設定手段は、前記光源の露光による感光材料への画
像記録に先だって、感光材料に形成される複数階調の画
像の、各階調レベルに対応する露光光源の光出力レベル
に最も近くなる光源の駆動条件を各々求め、各階調レベルに対応する光源の駆動条件テーブルを作成
し、もしくは更新し、前記強度変調露光手段は、画像記録時に前記駆動条件テ
ーブルを参照して前記画像の画調レベルに対応する光源
の駆動条件を求め、該駆動条件に従って光源を駆動する
ことを特徴とする画像露光装置が提供される。

〈発明の具体的構成〉以下に、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明に用いられる感光材料を露光するための光源とし
ては、半導体レーザ（LD）、ガスレーザ、固体レーザな
どのレーザ、発光ダイオード（LED）などの発光素子、
ナトリウムランプ、水銀灯など前記感光材料を好適に露
光できるものならなんでもよいが、より好ましくは、LD
およびLEDが挙げられる。

本発明に用いられる光検出器としては、前記光源の光出
力レベルを正確に受光できるものであれば何でもよい
が、例えば、フォトダイオードおよびフォトトランジス
タなどの受光素子（PD）などが挙げられる。この他光検
出器としては、前記受光素子を用いた電子回路を有する
ものをも含む。

一般に、感光材料に形成された画像の階調と、光源の強
度すなわち光出力レベルは第３図に示すように１対１に
対応する。従って、前記画像の階調を複数段階に分けて
得ようとする場合、光出力レベルもそれに対応して複数
段階に制御しなければならない。例えば、256ステップ
の画像階調を得ようとする場合、256ステップの光出力
レベルが定まり、この256段階の光ビームを区分し、制
御しなければならない、すなわち、光ビームの強度変調
を行なわねばならない。

一方、LDやLEDなどの光源は、第４図に示すように、温
度が一定（ｔ＝t₁℃）であれば、光出力レベルと駆動電
流は１対１に対応するので、１つの階調例えばD_nに対応
して、１つの光出力レベルP_nが定まり、かつ、１つの駆
動電流I_n1が定まる。ところが、前記光源は時間経過に
よって、t₁℃からt₂℃あるいはt₃℃に温度変動する。こ
のため、同じ光出力レベルP_nに保つためには光源の駆動
電流をI_n1からI_n2あるいはI_n3に変化させなければなら
ない。

このため、一連の連続する複数行あるいは各行の記録す
なわち画像走査露光に先だって、予め所望の光出力レベ
ルP_nを得るための駆動電流値I_n2あるいはI_n3を設定して
おくものである。256ステップの画像階調（D₁〜D₂₅₆）
を得る場合には、256ステップの光出力レベル（P₁〜P
₂₅₆）が定まるが、この光出力を得るための駆動電流（I
_1,1〜I_256,1）を温度変動が生じてt₁℃からt₂℃になっ
ている場合に予め駆動電流（I_1,2〜I_256,2）に設定して
おくものである。

このため、本発明における駆動条件を設定する手段は、
一連の連続する複数行あるいは各行の露光に先だって、
実際に光源を駆動し、該光源の発する光出力レベルを光
検出器により検出し、検出した検知光出力レベルと所望
の光出力レベルの差により、駆動条件設定値を書き換え
ることを繰り返して、前記差を許容誤差内に納めようと
するものである。本発明においてはこの操作を全てのス
テップについて行ない、画像記録時には、この設定値に
基づいて、光源を駆動し画像走査露光を行なう。

本発明に係る画像露光装置を添付の図面に示す好適実施
例に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明の画像露光装置の一実施例を示すブロ
ック線図である。本実施例は光源としてLD（半導体レー
ザ）および光検出器としてPD（受光素子）を用いた例で
ある。

第１図に示すように、画像露光装置10は、光源（LD）1
2、光検出器（PD）14、増幅器16、アナログ・デジタル
（A/D）変換器18、複数の画像階調レベルに対応する光
出力レベルとなるように光源12を駆動するための駆動条
件を設定する駆動条件設定手段20と、デジタル・アナロ
グ（D/A）変換器22と、前記駆動条件に従って前記光源1
2を駆動する駆動源24とを有する。

光源12の一方の端子は接地させ、他方の端子は駆動源
（LDドライバ）24に接続される。光源12の射出する光ビ
ームを受光できる位置に光検出器14が配置され、光検出
器14の一方の端子は接地され、他方の端子は増幅器16に
接続される。増幅器16は、光検出器14が検出した光源12
の光出力を増幅するものであり、増幅器16の出力端子は
A/D変換器18の入力端子に接続される。A/D変換器18は増
幅器16で増幅されたアナログ光出力信号をディジタル信
号に変換する。

A/D変換器18の出力端子は駆動条件設定手段20に接続さ
れる。画像記録するための画像走査露光時、駆動条件設
定手段20には画像信号が入力されるように構成される。
駆動条件設定手段20の出力端子は、D/A変換器22に接続
され、D/A変換器22の出力端子は駆動源24に接続され
る。駆動条件設定手段20の設定したデジタル駆動電流値
信号をD/A変換器22でアナログ信号化し、駆動源24が所
定の駆動電流で光源12を駆動し、所望の光出力となるよ
うに構成される。

ここで駆動条件設定手段20は、本発明の特徴とする手段
であって、画像記録すなわち画像走査露光に先だって、
複数段階の画像階調に対応する光源12からの光ビームの
強度変調の全レベルに対して、所望の光出力レベルを得
るために必要な駆動電流などの駆動条件を求め、該駆動
条件を記憶し、設定し、画像走査露光に当っては記憶さ
れたパラメータに従って駆動電流など駆動条件を決定
し、該駆動電流を駆動源24に与え、光源12を駆動し、光
出力レベルを所望の光出力レベルとすることにより、所
望の画像階調を得ようとするものである。

しかも、この駆動条件設定手段20においては、駆動条件
は、一連の連続する複数行の画像記録に先だって設定さ
れるものであるが、一連の連続する複数行毎に複数回、
画像走査露光の先頭でその一部あるいは全部が改めて設
定され、更新されるのが好ましい。より好ましくは、各
行の画像走査露光に先だって、前記駆動条件の一部ある
いは全部が設定され、更新されるのが良い。

駆動条件設定手段20は上述のようにして駆動条件の設定
を行なうことができれば、いかなるものでもよいが、例
えば、第2a図あるいは第2b図に示すような構成によって
行なうことができる。

第2a図に示す駆動条件設定手段20は、マイクロプロセッ
サ26と、RAM（ランダムアクセスメモリー）28と、入力
ポートＩと、出力ポートＯと、画像信号入力回路30とを
有する。マイクロプロセッサ26はRAM28に所望の光出力
レベルに対応する駆動電流の標準データを書き込んだ
り、疑似画像信号を発生させたり、光検出器14が検出す
る光源12の光出力レベルと所望の光出力レベルを比較
し、駆動電流のデータを更新させたりするものである。
RAM28は画像信号あるいは、疑似画像信号の要求階調に
対応する光強度すなわち光出力レベルとするための駆動
電流などの駆動条件を記憶するメモリであって、画像信
号入力回路30からの前記画像信号や疑似画像信号を受け
て、それに対応する駆動電流値を読み出すことが可能で
あり、マイクロプロセッサ26においてなされた検知光出
力レベルと所望の光出力レベルの比較結果に基づいて書
き換えることが可能である。入力ポートＩは検知光出力
デジタル信号の入力端子であり、出力ポートＯは駆動電
流値などの駆動条件の出力端子であり、画像信号入力回
路30は画像信号や疑似画像信号に従って、RAM28に記憶
されているその信号に対応する光出力レベルを得るため
の駆動電流値を読み出すための回路である。

第2a図に示す駆動条件設定手段20の駆動条件設定方法の
一例について説明する。

例えば、第３図および第４図に示すような光源および画
像階調を用いる場合において、画像階調は256ステップ
変えられ、光源12は256の光出力レベルに強度変調され
る。

まず、一頁の画像記録に先だって、256ステップのある
特定のステップｎについて、光出力P_nに対して標準データとして駆動条件として
駆動電流値I_n1をRAM28に書き込む。

マイクロプロセッサ26により疑似画像信号を発生さ
せ、画像信号入力回路30によりRAM28に書き込まれた駆
動電流値I_n1を読み出し、D/A変換器22によりD/A変換し
て駆動源24に駆動電流I_n1を与え、光源12を駆動する。

光源12の発する光ビームを光検出器14で受光し、増
幅器16により増幅し、A/D変換器18によりA/D変換して、
駆動条件設定手段20のマイクロプロセッサ26に入力し、
所望の光出力レベルと比較する。

比較の結果、前記所望値より検知光出力レベルが弱
い場合には、駆動電流値を増やすべくRAM28内の駆動電
流のデータを書き変え、逆に、所望値より弱い場合に
は、RAM28内のデータを駆動電流値を減らすべく書き変
える。

上記ないしの各操作を繰り返し、前記検知光出力が
所望の許容誤差内に納まった場合もしくは所望の光出力
レベルが存在する制御可能な電流値の最小単位の区間内
に納まった場合には次の階調ステップ（D_n+1）すなわち
光出力レベルP_n+1に移る。

以上の操作を256ステップくり返し、RAM28内に各階調レ
ベルに対する光源12の駆動電流値のテーブルを作成す
る。

以上が駆動条件設定手段20の駆動条件設定方法がある。

また、第２図に示すように、駆動条件設定手段20をマイ
クロコンピュータ32により構成してもよい。第２図に示
すマイクロコンピュータ32は、マイクロプロセッサ26
と、RAM28と、ROM（リードオンリーメモリ）34と、入出
力（I/O）装置36とを有し、入出力装置36には入力ポー
トＩと出力ポートＯが設けられる。

以上に説明したように、本発明においては画像記録に先
だって各階調に対する光源の駆動電流値のテーブルを作
ることができれば、いかなる方法でもよく、例えば、一
頁の先頭でまずテーブルを作成し、各走査線の有効走査
幅の外で１もしくは複数レベルについて、フィードバッ
クを行ない前記テーブルを書き換えてもよい。

また、この時、フィードバックのための処理時間が不足
する場合には、所望の光出力より検知光出力が大か小か
により、RAM内のテーブルを−１か＋１とするのみであ
ってもよい。

〈発明の具体的作用〉本発明に係る画像露光装置は基本的には以上のように構
成されるものであり、以下にその作用について説明す
る。

第１図および第2a図に示す画像露光装置10のフローの一
例を第５図に示すフローチャートに従って説明する。

画像露光装置10が画像記録をスタートとすると、一頁の
画像記録に先だって、駆動条件設定手段20のマイクロプ
ロセッサ26は階調を０ステップにセットし、階調０ステ
ップに相当する疑似信号を発生させ、階調０ステップに
対応する光出力レベルの光ビームを射出するための光源
12の駆動電流値の標準データをRAM28から読み出す。

RAM28から読み出された駆動電流値を設定して、D/A変換
して、駆動源24に与え、光源12を駆動し、光ビームを射
出する。射出された光ビームは光検出器14により検出さ
れ、増幅器16により増幅され、A/D変換器18よりデジタ
ル信号化されて駆動条件設定手段20に入力される。

駆動条件設定手段20では、マイクロプロセッサ26によ
り、階調０ステップに相当する所望の光出力レベルと、
実際に検出された検知光出力レベルを比較し、その差Δ
Ｐを計算する。この差ΔＰが許容誤差εより大きい場合
は光源12の駆動電流値をある定められた量だけ増減され
て、新しい駆動電流値が設定され、再び光源12を駆動す
る。この後、前述と同様な動作を、前記差ΔＰが許容誤
差ε内に納まるまで繰り返す。

前記差ΔＰが前記誤差ε内に納まると、階調０ステップ
における駆動電流値をRAM28の電流設定テーブルに書き
込む。

この後、階調を０ステップから１ステップに設定して、
上記動作を繰り返し、全階調０〜255ステップまでの256
ステップについての駆動電流値をRAM28に書き込み、電
流設定テーブルを完成する。

次に本画像記録を開始する。本画像記録の開始時には電
流設定テーブル更新に用いられるテスト階調を０に設定
しておく。本画像記録において、各行の先頭において、
画像走査露光用の光ビームが有効走査幅の外にあると
き、露光用テストを行なう。

この露光テストは前述したようにテスト階調に対する駆
動電流値をRAM28の電流設定テーブルから読み出し、駆
動電流値を設定し、該駆動電流値で光源12を駆動し、光
ビームの光出力を測定し、マイクロプロセッサ26におい
てこのテスト階調に対応する所望の光出力と比較する。
その差ΔＰが許容誤差εより大きければ、駆動電流値を
所定の値だけ増減して、新しい駆動電流値を設定し、こ
の駆動電流値を電流設定テーブルに書き込み、テスト階
調を１だけ増加させる。逆に前記差ΔＰが前記許容誤差
ε以内であれば、テスト階調を１だけ増加させる。

この時、テスト階調が256であれば再びテスト階調０に
しておく。

この後、実際に、感光材料に画像信号に基づいて、１行
分の画像走査露光が行なわれ、画像が記録される。

１行の画像記録が行なわれると、前述したように、次行
の先頭で設定されたテスト階調で露光テストを行ない、
前記の動作を繰り返した後、１行の画像記録がなされ
る。

この動作を繰り返して１頁の全行の画像記録がなされ
て、終了する。

以上、本発明の画像露光装置の作用について、１頁の始
めに256階調に対応する駆動電流値を設定し、各行の先
頭で１階調に対応する駆動電流値を更新する例に基づい
て説明したが、例えばA4の用紙に400d/i（ドット／イン
チ）で露光すると、以下のように、１頁で各階調を18回
更新できる。

297×400/25.4＝4677（行） 4677/256≒18（回）このように、１頁の画像記録に当り、18回の全階調に対
応する駆動電流値を更新できるので、ベタ発光等の温度
上昇に対しても十分に対応できる。

前述したように、階調は256ステップに限定されず、画
像の要求階調に合わせて設定すればよいし、電流設定テ
ーブルの更新も１行毎に１階調に限定されず、１行毎に
複数階調を更新してもよいし、複数行毎に１階調あるい
は複数階調を更新してもよい。

以上、本発明に係る画像露光装置について好適実施例を
挙げて説明したけれども、本発明はこれに限定されるわ
けではなく、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。

〈発明の効果〉以上、詳述したように、本発明によれば、１頁の画像記
録に先だって、複数の画像階調に対応する光出力レベル
を得るための光源の駆動電流などの駆動条件を光源の射
出する光ビームの光出力レベルを検出して各階調に対応
する所望の光出力レベルとなるように設定し、１行毎に
あるいは複数行毎に、１行の画像走査露光の先頭で前記
設定駆動条件の一部あるいは全部を再設定して更新する
ことにより、光出力レベルの温度による変動を避けるこ
とのできない光源を用いる画像露光に際して、温度変動
などが生じても、全階調に対して常に光出力レベルを好
適に保つことができるので、露光ムラやカラー画像の場
合は色ムラがなく、色バランスのよい高階調高画質の画
像記録を行なうことのできる画像露光装置を提供できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像露光装置の一実施例のブロ
ック線図である。第２図は、本発明に係る画像露光装置に用いられる駆動
条件設定手段の一実施例のブロック線図である。第３図は、光源の光出力と画像階調との関係を示すグラ
フである。第４図は、光源の駆動電流に対する光出力の温度変動を
示すグラフである。第５図は、本発明の画像露光装置の一作動例のフロチャ
ートである。第６図は、従来の画像露光装置のブロック線図である。符号の説明 10……画像露光装置、12,42……光源（LD）、14,46……
光検出器（PD）、16,48……増幅器、18……D/A変換器、
20……駆動条件設定手段、22……A/D変換器、24,44……
駆動源、26……マイクロプロセッサ、28……RAM、30…
…画像信号入力回路、32……マイクロコンピュータ、34
……ROM、36……入出力装置、40……APC機能回路、50…
…比較器、Ｉ……入力ポート、Ｏ……出力ポート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光材料を露光する光源と、この光源の光
出力レベルを複数段階に変えて強度変調露光を行う手段
とを有する画像露光装置であって、前記光源の光出力レベルを検出する光検出器と、この光
検出器により前記光源の光出力レベルを検出して複数段
階の光出力レベルの各々に対する光源の駆動条件を設定
する手段とを有し、この設定手段は、前記光源の露光による感光材料への画
像記録に先だって、感光材料に形成される複数階調の画
像の、各階調レベルに対応する露光光源の光出力レベル
に最も近くなる光源の駆動条件を各々求め、各階調レベルに対応する光源の駆動条件テーブルを作成
し、もしくは更新し、前記強度変調露光手段は、画像記録時に前記駆動条件テ
ーブルを参照して前記画像の階調レベルに対応する光源
の駆動条件を求め、該駆動条件に従って光源を駆動する
ことを特徴とする画像露光装置。