JPS6235766A - 階調画像記録装置 - 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、濃度変化法により階調画像を記録するように
した記録装置に関する。

〔従来技術〕

濃度変化法により階調画像を記録する場合は、源画像の
各々の画素のデジタルデータをＤ／Ａ変換器でアナログ
信号に変換して、この信号により光ビームを強度変調（
光量側？Ｉｌ）させて記録媒体に対する記録が行われ、
濃度再現が行われる。このような方法は、記録媒体に与
えるエネルギーと記録される４度の関係（Ｈ−Ｄ特性）
が比較的リニアになっているとき可能で、現在その特性
を満足する記録媒体としては、フィルムや印画紙等の感
光材料がある。インクジェットプリンタや熱転写プリン
タ等では面積変化法による記録が主流である。

ところで、従来の濃度変化法による記録の場合は、階調
表現数だけ変調レベル数が必要となっており、このため
Ｄ／Ａ変換器のビット数によりその階調数が決定され、
より多（の階調を表現するためには、ビット数の多いＤ
／Ａ変換器が必要となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、その目的
は、階調表現数よりも少ない変調レベル数で階調画像を
表現できるようにして、少ないビット数のＤ／Ａ変換器
或いはＤ／Ａ変換器なしでも階調表現ができるようにし
た階調画像記録装置を提供することである。

〔発明の構成〕

このために本発明は、偏向走査を複数回行うことによっ
て１ライン分の階調画素情報を記録するようにしたこと
を特徴としている。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。第１図はその
一実施例の記録光学系を示すもので、■はレーザ光源で
あり、この光源１から出射したビームは、ビームエキス
パンダ２により然るべきビーム径に整形され、超音波光
変調器（以下、ＡＯＭと称する。）３に入射する。

このＡＯＭ３は、そこに入力される情報電気信号に応じ
て′入射光の強度を変調するもので、その変調帯域Δｆ
は、入射ビーム径によって、次の式により表される。

Δｆ　＝　０．５４　Ｘ　ｖ／ｄ　　　　　　　　　　
　　　・”　（１）、・、　ｖ：超音波の伝搬速度 ｄ：入射ビーム径 ＡＯＭ３によって変調を受けた光ビームは、次のビーム
エキスパンダ４によって平行光に変換される。ここで、
ビームエキスパンダ２と４は、ビーム拡大系を構成して
おり、レーザ光源１を出射したビームは、この２個のレ
ンズによってビーム径を拡大される。

そして、ビームエキスパンダ４から出射したビームはミ
ラー５で反射され、回転多面鏡（例えばポリゴンミラー
）６に入射して水平方向（主走査方向）に走査され、ｆ
θレンズ７に入射する。このｆθレンズ７は、入射角度
に比例した位置にスポットを結像させる作用をもつレン
ズで、これにより、回転多面鏡６の回転角度に比例した
等速走査を行うことができる。ここで、像高さ２は、β
＝ｆｘθ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
・・・（２）、・、　ｆ：焦点距離 θ：入′射角度 となる。

結像面８には、感光性のフィルム、ドラム状の感光体等
の記録媒体が設置（本実施例では感光性フィルム）され
、この結像面８の記録媒体が第１図における紙面と垂直
方向に移動することによって副走査が行われる。このと
き、本実施例では、Ｈ−Ｄ特性が比較的リニアな領域を
用いて記録を行う。リニアな領域とは、例えば第２図に
示す特性のＡ（！：Ｂ間のような領域をいう。このとき
の特性曲線の傾きをγ値という。なお、第２図では、エ
ネルギーＨを＃ｏｇＥで示した。

記録媒体の移動速度（副走査速度）は、従来では１回の
主走査の間にその副走査方向の画素サイズに相当する距
離分だげ移動させる速度とされていたが、本実施例では
回転多面鏡６が１回転する間に副走査方向の画素サイズ
の分だけ移動するような速度に設定している。

ここでいう副走査方向の画素サイズとは、副走査方向の
画素数 ここで、回転多面鏡６の回転数をＰ　（ｒｐｍ）、反射
面数をｎ、副走査方向の画素サイズをＡ（ｍｍ）、副走
査速度をｖ（ｗ／５ｅｃ）としたとき、従来では、副走
査速度Ｖが、 と定められていたが、本実施例では、 としている。

つまり、本実施例では、１つの画素に対応するデータに
よって変調された光ビームを、回転多面鏡が１回転する
間、少しずつずらせた位置に複数回重ねて照射するよう
にしている。

第３図に回転多面鏡６の反射面を８面とし、８回多重走
査を行う場合の回路構成を示し、第４図にその際のタイ
ミングチャートを示す。

第１図における結像面の主走査幅の最外側には光検出器
９が配置され、ここで情報の記録開始位置を制御するた
めの水平同期信号が検出され、同期信号検出回路１０に
おいて増幅・波形整形された後に、タイミングゼネレー
タ１１に入力する。

このタイミングゼネレータ１１は、入力同期信号に同期
して画素（水平方向、即ち主走査方向）クロックを生成
すると共に、予め定められた１画素を構成するのに必要
な走査回数に応じてデータ切換回路１２．１３を切換制
御する。

画素クロックは、データ制御部１４、メモリを内蔵する
第一、第二のラインバッファ回路１６．１７、データ変
換回路１８及びサンプルホールド回路１９に入力して、
データの読み出し、ラッチ、データ変換を行う。また、
データ切換回路１２．１３は、１９４７分の多重回数（
本実施例では８回）ごとに切り換えられる。

データ切換回路１２と１３とは、常にラインバッファ回
路１６と１７の異なる側を選択しており、図示のように
一方のラインバッファ回路１７に蓄えられたデータを記
録信号としてデータ変換回路１８に送出している際には
、他方のラインバッファ回路１６にはデータ制御部１４
がらルックアップテーブル回路１５を介して送られたデ
ータの書き込みが行われる。

ラインバッファ回路１７で読み取られたデータは、デー
タ変換回路１８において後記するように所望のデータ形
式に変換され、サンプルホールド回路１９を介してＤ／
Ａ変換回路２ｏに送られる。

そして、Ｄ／Ａ変換回路２ｏがら出力するアナログ信号
は、増幅器２１、ＡＯＭ駆動回路２２を経由してＡＯＭ
３に送られ、ここで前述したように光ビームの変調が行
われる。

ここで、Ｄ／Ａ変換器２０を１０ビツトの変換器として
、１２ビツトのデータを８回の多重走査により記録する
場合の例について説明する。

ラインバッファ回路１７がら読み出された１２ビツトの
画素データは、データ変換回路１８において、その上位
１０ビツトが有効ビットとして切り取られ、下位２ビツ
トは参照ビットとして、回転多面鏡６の８種の反射面信
号に応じて次の論理値表によりデータ変換され、この結
果は上記１０ビット信号に加えられる。

これによれば、下位２ビツトのデータと回転多面鏡６の
反射面との関係により、上位１０ビツトの信号が変化す
る。第５図はその関係を図で示したものである。○印、
・印は各々１０ビツトの変言周しヘルを示し、○はｒｏ
ｏｏｌｏｏｏｏｏｏＪ　、・はｒｏ。

０１０００００１　ｊである。また、ここで示した１２
ビツトの入力画素データ（１００）Ｈ，（１０１）Ｈ。

（１０２）Ｈ−（１０３）Ｍは、次のようにビット表現
される。

（１００）　、　＝　ｒｏｏｏｌｏｏｏｏｏｏｏｏＪ（
１０１）　、　＝　ｒｏｏｏｌｏｏｏｏｏｏｏｌＪ（１
０２）　Ｈ＝　ｒｏｏｏｌｏｏｏｏｏｏｌｏＪ（１０３
）　、　＝　ｒｏｏｏｌｏｏｏｏｏｏｌｌＪここで、こ
れらのデータの内の例えば（１０２）　。

の入力画素データを記録する場合について説明すると、
このデータの下位２ビツトは「１ｏ」であり、これを前
記した真理値表により変換すると、回転多面鏡の隣合う
反射面ごとにｒＯＪと「１」が交互に反転するので、上
位１０ビツトのデータは、その反射面ごとにｒ　０００
１００００００　ＪとｒｏｏｏｌｏｏｏｏｏｌＪとにな
る。つまり、当該データの該当する画素部分が、１回目
の走査時は○、２回目の走査時は・、３回目の走査時は
○というように交互に８回多重記録される。

以上から１０ビツトの信号を多重走査することによって
１２ビツト分の階調を表現することができる。

多重走査による階調表現数Ｘは、 Ｘ＝　（ｋ　−１）　　・ｎ　＋　１　　　　　　　　
−（５）まで実現することができる二ここで、ｋは変調
レベル数（元の階調表現数）、ｎは多重走査数である。

よって、本実施例の場合、変調レベル数が○と・の２個
であり、多重走査数つまり回転多面鏡の、使用する反射
面の数が８個であるので、実際に表現できる階調表現数
の最大値は、９　（＝　（２−１）Ｘ８＋１）となり、
階調表現数が飛躍的に増大する。

なお、副走査、つまり記録媒体の搬送は、連続的に行わ
れるようにしたが、断続的に行う、つまり副走査方向の
１画素分の搬送を行った時点で止めてその位置で１ライ
ン分を８回多重記録し、その記録が完了した時点で再度
１画素分搬送させるということも可能である。

ここで、走査ピッチ、画素ピッチ、記録媒体に照射され
るレーザビームの副走査方向の光スポツト径の関係につ
いて説明する。実施例では、１ライン分の画素を構成す
るために８回多重走査したが、この多重走査の走査ピッ
チＰ、と画素ピッチＰｎとの関係は、副走査を連続させ
る場合には、８Ｐｓ”Ｐｏ　　　　　　　　　　　　　
　　・・・（６）であり、副走査を断続的に行うように
すれば、Ｐ、＝０　　　　　　　　　　　　　　　・・
・（７）である。また、スポット径Ｓを光強度が中心光
量の１／ｅ２となる値で定義すれば、そのスポット径Ｓ
は画素ピッチＰｏとほぼ等しいか或いは小さく選ばれて
おり、 Ｓ”Ｐａ、或いはＳ　＜　Ｐ　ｎ　　　　　　　　・・
・（８）なる関係が成立しており、また走査ピッチＰ、
よりは太き（、 Ｓ＞Ｐｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
（９）なる関係となっている。これらの関係は本実施例
の場合に限定されるものではないが、本発明の効果から ２　Ｐ　ｓ≦Ｓ≦ＰＤ　　　　　　　　　　　　・・・
α０なる条件を満足していることが望ましい。つまり、
記録媒体に照射される光スポットは、以前照射された光
スポットと半分以上（副走査を断続的に行う場合は全部
）重なり合っていることが望ましい。

よって、多重走査ピッチはこ光スポットの半径より小さ
い方が望ましい。

第６図は変調レベル数を４個として、多重走査数を４回
とした場合の例を示すもので、この場合は上記式（５）
より、ｒ　（４−１）Ｘ４＋１＝１３Ｊとなり、１３階
調の表現が可能となる。

例えば、元の変調レベル４と８の２種を用いると、５種
類の階調表現が可能であり、よって階調レベル４と８の
間に、５．６．７の階調を追加表現することができる。

他の隣合う変調レベルの間でも同様である。この例では
上位２ビツトのデータ、（４種の変調レベル）を固定し
、下位２ビア）のデータを変えることにより、隣合う変
調レベル間の中間の階調を実現している。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、多重走査を行って１ライン分の
階調画素データを記録するようにしているので、入力デ
ータの変調レベル数以上の数の階調表現が可能となり、
少ないビット数のＤ／Ａ変換器の使用、或いはＤ／Ａ変
換器なしく２種の変調レベルの場合）の階調表現が可能
となる。また、この階調表現においては、階調数を増や
すと画素が荒くなる面積変化法のような問題点もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の階調画像記録装置の光学系
を示す図、第２図はＨ−Ｄ特性（但し、エネルギーＨは
ｆｏｇＥで示した。）を示す図、第３図は同装置の回路
ブロック図、第４図は同装置のタイミンクチャート、第
５図は同装置の階調表現説明図、第６図は別の実施例の
階調表現説明図である。 ｌ・・・レーザ光源、２．４・・・ビームエキスパンダ
、３・・・ＡＯＭ、・・・５・・・ミラー、６・・・回
転多面鏡、７・・・ｒθレンズ、８・・・結像面（記録
媒体面）、９・・・光検出器、１０・・・同期信号検出
回路、１１・・・タイミングゼネレータ、１２．１３・
・・データ切換回路、１４・・・データ制御部、１５・
・・ルックアップテーブル、１６．１７・・・ラインバ
ッファ回路、１８・・・デ−タ変換回路、１９・・・サ
ンプルホールド回路、２０・・・Ｄ／Ａ変換回路、２１
・・・増幅器、２２・・・ＡＯＭ駆動回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、記録信号に応じて強度を変調された光を偏向走
   査する走査手段により、記録媒体に対して画像を記録す
   る階調画像記録装置において、 上記偏向走査を複数回行うことによって１ライン分の階
   調画素情報を記録するようにしたことを特徴とする階調
   画像記録装置。
2. （２）、上記変調された光の変調レベル数が上記複数走
   査によって表現される階調レベル数より少ないことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の階調画像記録装置
   。
3. （３）、複数回走査される走査ピッチが、上記変調され
   た光の上記記録媒体上におけるスポット半径よりも小さ
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の階調画像記録装置。