JP2000019662A - 変調光源アレーを用いた写真仕上げ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 写真品質の画像を安価で迅速にプリントする
ことのできるディジタル写真プリンタを提供する。 【解決手段】 輸送機構は、露光領域1200内を行期間毎
に画素位置の１行ずつ感光媒体1202を進める。変調光源
1206は、露光領域1200内の各変調領域アレー1300，130
6，1310に光線を選択的に与える。感光媒体1202が露光
領域1200内を移動するとき、露光領域1200内の各変調領
域は露光領域1200内の各画素位置を行期間毎に一度露光
する機会を有する。露光コントローラ1302は、画像デー
タに基づいて変調光源1206を制御して多数の露光機会に
感光媒体を選択的に露光する。画像データは、少なくと
も３原色毎に感光媒体上に形成される画像内の画素毎の
光学濃度データを含む。各選択的露光は、行時間の５０
％を超えない期間行い、少なくとも２つの露光期間の長
さは非２進関係を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】関連出願のクロス・レファレンス 以下の特許および／または本出願人に譲渡された特許出
願をここに援用する。 特許番号 出願日 発行日 名称 5,061,049 1990年09月13日 1991年10月29日 空間光変調器および方法 5,455,602 1993年03月29日 1995年10月03日 空間光変調器用の組合わせ変調 方式 5,461,410 1993年03月29日 1995年10月24日 空間光変調器を用いたグレイ・ スケール・プリンティング 5,583,688 1993年12月21日 1996年12月10日 マルチレベル・ディジタル・マ イクロミラー・デバイス 5,630,027 1994年12月28日 1997年05月13日 表示装置における水平および垂 直位置合せ誤差を補償する方法および装置 5,757,411 1995年06月07日 1998年05月26日 ２以上の撮像素子のアレイ間の 位置合わせ不良の影響を改善する方法および装置 5,825,400 1995年06月07日 1998年10月20日 ２以上の撮像素子のアレイ間の 位置合わせ不良の影響を改善する方法および装置。

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ装置に関
し、より詳しくは、ディジタル・プリンタ装置に関し、
更に詳しくは、マイクロミラー光変調器を用いたディジ
タル写真仕上げ装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】強力なマイクロプロセッサやディジタル
信号プロセッサの出現により、ディジタル・エレクトロ
ニクスは多くの従来のアナログの分野または非電子の分
野において広く応用されるようになった。ディジタル信
号プロセッサの主な応用の１つは、画像処理の分野であ
る。

【０００４】画像処理は、現在の映画やテレビジョン放
送やコンピュータに基づくマルチメディア製品に広く用
いられている。多くのソフトウエア製品のおかげで、ほ
んの数年前までは高度の技能を持った人が何カ月もかか
った複雑な画像処理を、ユーザが数分でできるようにな
った。比較的安価な装置を用いて、ユーザはカラー・ス
キャナやディジタル・カメラを用いて画像を捕らえ、画
像を修正しまたは合成し、処理された画像をコンピュー
タ・ファイルとして保存しまたは画像を安価なカラー・
プリンタに出力することができる。

【０００５】しかしながら、一般のカラー・プリンタは
従来の写真技術と同等な画像を再生することはできな
い。カラー・プリンタや画像スキャナや画像処理ソフト
ウエアは一般的なものになったが、写真品質のハードコ
ピー出力装置は依然として少なく、また、非常に高価で
ある。しかしながら、ディジタル画像源材料の量および
質が向上するに従って、写真品質のハードコピー出力装
置を望む声は一層強くなっている。

【０００６】写真品質の画像プリンタに対する要望はい
くつかの分野から起こっている。第１に、ディジタル・
カメラが出現すると当然のことであるが、ディジタル・
カメラで写した電子画像をユーザが従来のような写真に
変換することができる写真品質の出力装置の市場が開か
れた。

【０００７】写真品質のプリンタに対する第２の要求源
は従来の写真仕上げ業界である。従来の方法では、お客
はフィルムのロールを感光させ、このロールを写真仕上
げ店に渡して、プリントする数および大きさをロールの
コマ毎に指定する。写真仕上げ店は、フィルムを現像
し、写真をプリントして、現像されたフィルムと一緒に
写真をお客に返す。このように、お客は、特定のコマの
質や内容に関わらず、フィルムを現像してネガを見る前
に写真を何枚買うかを決めなければならない。プリント
を追加してもらうには、お客はそのネガを写真仕上げ店
に戻してもう一度プリントしてもらわなければならな
い。１枚のネガから作られる写真は平均して１．６枚で
ある。写真仕上げ店はこの平均枚数を増やしたいと望ん
でいるが、この枚数はここ数年間はほぼ一定である。

【０００８】最近、写真仕上げ店は、お客がリプリント
の注文をしやすくするためのインデックス・プリントを
開発した。インデックス・プリントは１枚のプリントで
あって、フィルムのロールの各ネガの小さな像（「サム
ネイル」と呼ぶことがある。）を含む。インデックス・
プリントは、各画像をディジタル化し、ディジタル化さ
れた画像を縮小して組み合わせ、１枚の組合わせ画像を
プリントする。インデックス・プリントのおかげで、全
体の中から特定の画像を取り出してリプリントを注文す
るのが容易になった。それは、お客が１枚のプリントを
見ることにより特定の画像が所定のフィルムのロールに
写っているかどうかを確認し、どのコマをリプリントす
るかを決めることができるからである。

【０００９】写真仕上げ店がお客に提供し始めた別のサ
ービスは、仕上げた写真を磁気フロッピー・ディスクか
光学ＣＤＲＯＭに電子コピーすることである。写真の電
子コピーは他の電子材料に容易に挿入することができ
る。例えば、写真を文字が主体の文書に挿入しまたは電
子メール・メッセージに添付する。更に、多くの写真を
１枚のＣＤＲＯＭ上で編集することができるので、写真
を保管するのに必要な保管場所が非常に少なくてすむ。
また、ＣＤＲＯＭは、耐久性があり、普通の写真ならダ
メになるような温度や湿度に耐えることができる。

【００１０】また、電子コピーは、最初のプリントの注
文をしやすくする中間製品として用いることができる。
ある写真仕上げ店、特にメール・オーダーの写真仕上げ
店は、フィルムを現像して各ネガを走査する。走査され
た画像をインターネットに乗せて専用の電子メールで送
ると、お客は画像を下見してから各画像のプリントの所
望枚数を注文する。この方法を用いると、お客が必要と
しない画像をプリントすることがなくなり、また、ある
画像を多くの枚数希望するお客は画像をチェックしてか
ら写真を購入することができる。

【００１１】また、写真品質のプリンタがあれば、既存
の写真に関する製品の内容が良くなる。例えば、最近は
装飾的な枠で囲んだ家族写真や印画紙に季節の挨拶をプ
リントしたクリスマス・カードを送る人が多い。写真や
枠や挨拶を納めたディジタル画像ファイルは、ディジタ
ル写真プリンタで簡単にプリントすることができる。同
様に、年賀状にも送る人の写真や挨拶がプリントされ
る。年賀状はある国々ではごく一般的であって、多くの
人が友人や仕事の取引先に送っている。高速の写真プリ
ンタを用いれば、これらのクリスマス・カードや年賀状
の作成コストが下がる。

【００１２】低コストの写真プリンタは、民間の大量郵
便利用者にとっても新しい効率的な形を約束する。現
在、不動産業者はよく近隣の住宅所有者に最近販売した
住宅の写真を載せたはがきを送って新しい名簿を作成し
ている。ディジタル化された画像はディジタル・カメラ
から写真プリンタに直接入力することができるので、こ
の形式のプリントは手数がかからず、現在用いられてい
るオフセット印刷に比べて安くできる。更に、写真品質
のプリントされた画像は対象とする市場からより多くの
反応を得る可能性が高い。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現在の写真品
質のハードコピー出力装置は、これらの有望な市場を開
拓できるほど安価に迅速に高品質の画像を出力すること
ができない。必要なのは、入力が電子的であれ従来のハ
ロゲン化銀のネガ／ポジであれ、広い写真仕上げ市場
（例えば、郵便やカード）に受け入れられる価格および
速度で画像を作成することができ、消費者市場にとって
も便利な写真品質のハードコピー装置である。ハロゲン
化銀を用いた印画紙にプリントする市場は、紙質が良い
しまた保存性が良いので、引き続き拡大するであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、写真品質の出
力装置の方法およびシステムを提供し、また、写真品質
の画像をプリントする方法を提供する。ここに開示する
本発明の一実施の形態は、感光媒体上にフルカラーの画
素化された画像を露光する方法を提供する。この方法
は、露光領域を移動する感光媒体を与え、変調光源を与
え、該変調光源を制御するステップを含む。感光媒体
は、画素位置のアレーを有し、行期間毎に画素の一行だ
け露光領域内を移動する。変調光源は、露光領域内の個
別の変調領域のアレーに光線を選択的に与える。露光領
域内の個別の変調領域は、露光領域内の画素位置に露光
機会毎に一度対応する。前記変調光源で動作可能な行数
が露光機会の最大数を決定する。コントローラは、画像
データを変調光源に与えることによって変調光源を動作
させる。画像データは、少なくとも３原色毎に感光媒体
上に形成される画像内の画素毎の光学濃度データを含
む。制御するステップは、多数の露光機会に感光媒体を
選択的に露光することを含み、選択的露光は行時間の５
０％を超えない期間行われ、少なくとも２つの露光周期
の長さは非２進関係を有する。

【００１５】本発明の別の実施の形態は、ディジタル写
真プリンタを提供する。写真プリンタは、輸送機構と変
調光源と露光コントローラとを含む。輸送機構は露光領
域内で感光媒体を進める。感光媒体は、その上に画定さ
れる画素位置のアレーを含む。感光媒体は、行期間毎に
画素位置の１行だけ露光領域内を移動する。変調光源
は、露光領域内の個別の変調領域のアレーに光線を選択
的に与える。感光媒体が露光領域内を移動するとき、露
光領域内の個別の変調領域は露光領域内の画素位置に露
光機会毎に一度対応する。変調光源で動作可能な行数が
露光機会の最大数を決定する。露光コントローラは、変
調光源に与えられる画像データに基づいて変調光源を制
御する。画像データは、少なくとも３原色毎に感光媒体
上に形成される画像内の画素毎の光学濃度データを含
む。制御するステップは多数の露光機会に感光媒体を選
択的に露光することを含み、選択的露光は行時間の５０
％を超えない期間行われ、少なくとも２つの前記露光期
間の長さは非２進関係を有する。

【００１６】光学プリンタと動作方法と変調方式は、非
常に限られた数の要素の行数を有する変調光源が、した
がって比較的小さな変調光源アレーが、従来に比べては
るかに大きな光学濃度解像度ではるかに高速に画像を露
光することができるようにする。

【００１７】

【発明の実施の形態】多くの写真仕上げ現像所で用いる
のに理想的な処理速度で感光紙やその他の感光材料の上
に画像をすべてディジタル的にプリントすることができ
る新しい変調方式およびこれを用いる写真品質のプリン
タが開発された。ここに開示するプリンタおよび変調方
式は多くの種類の現存する光源を用いることができるも
のであって、プリンタおよび変調方式については別々の
光源と光変調器（特に、タングステン・ハロゲン・ラン
プとマイクロメカニカル・ディジタル・マイクロミラー
・デバイス（ＤＭＤ）変調器）を用いて開示する。タン
グステン・ランプは、写真仕上げ業およびハロゲン化銀
印画紙のスペクトル応答に特に適している。

【００１８】しかしながら、理解されるように、液晶装
置（ＬＣＤ）などの他の種類の光変調器，発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）・アーク・ランプやレーザなどの他の光源
およびレーザや、ＬＥＤとレーザなどの変調器／光源の
組合わせも、ここに開示するプリンタおよび変調方式に
適用できる。これらの光源のいくつかは強度変調により
自由度および変調深さを高めるが、いくつかは連続波
（ＣＷ）源としてだけ動作する。

【００１９】この開示において、変調光源アレーとは、
個々の変調領域を有する断面を持つ光線を作ることので
きる任意の光源または光源と変調器との組合わせをい
う。個々の変調領域（セルまたは要素ともいう。）の強
度は、感光媒体上の画素の光学濃度を決定する。

【００２０】ここに開示するプリンタおよび変調方式
は、特に最近のマイクロメカニカルＤＭＤと組み合わせ
ると、従来の写真品質のプリント技術に代わる理想的な
ものであって、写真仕上げをディジタル世界に移行させ
るものである。ＤＭＤは、光変調器としてよく用いられ
るマイクロメカニカル・デバイスの１種である。マイク
ロメカニカル・デバイスは、一般に、集積回路の製造用
に開発された光学的リソグラフィ，ドーピング，金属ス
パッタリング，酸化物堆積およびプラズマ・エッチング
などの技術を用いて半導体ウエハ上に作られた小さな構
造物である。

【００２１】ディジタル・マイクロミラー・デバイス
は、以前は変形可能なマイクロミラー・デバイスと呼ば
れたものであり、マイクロメカニカル・デバイスの一種
である。他の種類のマイクロメカニカル・デバイスに
は、加速度計，圧力および流量センサ，ギアおよびモー
タなどがある。圧力センサ，流量センサおよびＤＭＤな
どのいくつかのマイクロメカニカル・デバイスは商品と
して成功したが、他のものはまだ商品化されていない。

【００２２】ディジタル・マイクロミラー・デバイス
は、主として、光学的表示装置で用いられる。表示装置
では、ＤＭＤは、ディジタル画像データを用いて光線の
一部を表示スクリーンに選択的に反射することによって
光線を変調する光変調器である。アナログ動作モードも
可能であるが、ＤＭＤは、一般に、ディジタル双安定動
作モードで動作し、最初の真のディジタル・フルカラー
画像投影装置の中心部である。

【００２３】マイクロミラーはこの１０年乃至１５年の
間に急速に発展した。初期のデバイスは、下層のアドレ
ス電極に静電的に吸引されるとアドレス電極の方向にく
ぼみを作る変形可能な反射膜を用いた。シュリーレン光
学機械はこの膜を照らし、膜のくぼみで散乱された光か
ら画像を作る。シュリーレン装置は、膜デバイスに画像
を形成させることができるが、形成された画像は非常に
暗くてコントラスト比が小さいのでほんどのディスプレ
イ応用に適さない。

【００２４】その後、マイクロミラー・デバイスでは、
フラップまたは飛込板の形のシリコンまたはアルミニウ
ムの片持ち梁と暗視野光学機械(dark-field optics)と
を用いることによって、画像のコントラスト比が改善さ
れた。フラップおよび片持ち梁デバイスは、一般に、単
一の金属層を用いてデバイスの頂部反射層を形成した。
しかしながら、この単一の金属層は大きな領域上では変
形しやすいので、変形部に当たる光は散乱する。トーシ
ョンビーム・デバイスは、薄い金属層を用いてトーショ
ンビーム（「ヒンジ」と呼ばれる。）を形成し、また、
少し厚い金属層を用いて一般にミラー状の表面を有する
硬い部材すなわち梁を形成することにより、変形をＤＭ
Ｄ表面の比較的小さな部分に集める。ヒンジが変形して
も硬いミラーは平面を保つので、このデバイスを用いる
と、散乱される光の量はごくわずかになり、デバイスの
コントラスト比が改善される。

【００２５】最近のマイクロミラー構成（「隠れヒンジ
設計」と呼ばれる。）は、ミラーをトーションビーム上
の受け台の上に作ることにより画像のコントラスト比を
更に高める。高い位置にあるミラーは、トーションビー
ム，トーションビーム支持およびトーションビームとト
ーションビーム支持とを接続する硬いヨークを覆うの
で、このデバイスにより作られる画像のコントラスト比
は更に高くなる。現在では、数百対１のコントラスト比
が容易に得られる。コントラスト比が高いことは写真仕
上げ応用では特に重要であり、最近の隠れヒンジＤＭＤ
設計により他の空間光変調器より高いコントラスト比が
得られる。

【００２６】一般的な隠れヒンジＤＭＤ１００は、実際
は、ＤＭＤセルすなわち要素の直交アレーである。この
アレーは、ＤＭＤの１０００を超える行および列を含
む。図１は、ＤＭＤアレーの一部を示しており、いくつ
かのミラー１０２を取り除いてＤＭＤアレーの下側の機
械的構造を示す。図２は、１個のＤＭＤ要素の分解図で
あって、ＤＭＤ構造の間の関係の詳細を示す。

【００２７】ＤＭＤは半導体（一般に、シリコン）基板
１０４上に作られる。電気制御回路は、標準の集積回路
製造工程を用いて半導体基板１０４の表面内または上に
作られる。この回路は、一般に、各ミラー１０２に関連
して一般にその下にあるメモリセルと、ディジタル画像
データを下のメモリセルに転送するのを制御するディジ
タル論理回路とを含むが、これに限られるわけではな
い。バイアスおよびリセット信号をミラー上部構造に送
る電圧駆動回路もＤＭＤ構造上に作るが、ＤＭＤの外部
に作ってもよい。画像処理および書式化論理も同じ設計
の基板１０４内に形成する。

【００２８】以前のＤＭＤ構成は分割リセット構成を用
いていた。これは、いくつかのＤＭＤ要素が１個のメモ
リセルを共用するもので、非常に大きなアレーを動作さ
せる場合に必要なメモリセルの数が少なくてすみ、ま
た、ＤＭＤ集積回路上に電圧駆動および画像処理回路を
設ける余地ができた。ここの開示では、アドレス指定回
路は直接電圧接続および共用メモリセルを含めてＤＭＤ
ミラーの回転の方向を制御するすべての回路を含むと考
える。分割リセットはＤＭＤの双安定動作により行うこ
とができるので、ミラー１０２にバイアス電圧を印加し
たときにミラーの位置に影響を与えずに下のメモリの内
容を変えることができる。しかし、新しい世代のＤＭＤ
は、完全に非分割リセット構造になり、ＤＭＤ要素毎に
１メモリセルを用いる。

【００２９】シリコン基板１０４とすべての必要な金属
相互接続層は、絶縁層１０６によりＤＭＤ上部構造から
絶縁される。絶縁層１０６は、一般に、堆積された二酸
化珪素層であって、二酸化珪素層を平面化し研磨して高
度に平坦にしたのち、その上にＤＭＤ上部構造を形成す
る。穴すなわちビア１０８を酸化物層にあけて、ＤＭＤ
上部構造と基板１０４内に形成された電子回路とを電気
的に接続する。

【００３０】上部構造の第１の層は金属被覆層である。
これは、一般に、「Ｍ３」としばしば呼ばれる第３の金
属被覆層である。「Ｍ１」および「Ｍ２」としばしば呼
ばれる２つの金属被覆層が、一般に、基板上に作られた
回路を相互接続するために必要である。金属被覆層は、
絶縁層上に堆積されパターン化されて、アドレス電極１
１０とミラー・バイアス接続１１２とを形成する。ある
マイクロミラー設計は着陸電極を備える。これは、別の
独特の構造であるが、ミラー・バイアス接続１１２に電
気的に接続される。着陸電極は、ミラー１０２の回転を
制限し、回転されたミラー１０２またはヒンジ・ヨーク
１１４がミラー１０２に対してある電圧ポテンシャルを
有するアドレス電極１１０に触れるのを妨げる。ミラー
１０２がアドレス電極１１０に触れると、短絡回路がで
きてトーション・ヒンジ１１６が溶けまたはミラー１０
２がアドレス電極１１０に溶着して、どちらの場合もＤ
ＭＤは壊れる。着陸電極とミラー１０２とには同じ電圧
が常に印加されているので、できればミラー・バイアス
接続と着陸電極とは一体構造にすることが好ましい。ミ
ラー・バイアス接続１１２は、一般に、着陸地区と呼ば
れる領域を含む。これらの着陸地区はミラー１０２また
はヒンジ・ヨーク１１４の回転を機械的に制限するもの
で、ミラー１０２やトーション・ヒンジ・ヨーク１４４
が着陸地区に接着しにくくするよう選んだ材料で被覆す
ることが多い。

【００３１】ミラー・バイアス／リセット電圧は、ミラ
ー・バイアス／リセット金属被覆１１２とミラーと隣接
するミラー要素のトーション・ビームとを用いた組合わ
せ経路を経て各ミラー１０２に与えられる。分割リセッ
ト設計では、それぞれが独立したミラー・バイアス接続
を有する多数のサブアレーにミラーのアレーを分割する
必要がある。図１に示す着陸電極／ミラー・バイアス１
１２構成は分割リセット応用に非常に適している。それ
は、サブアレー間のミラー・バイアス／リセット層を単
に絶縁するだけで、ＤＭＤ要素は電気的に絶縁された行
または列に簡単に分離されるからである。

【００３２】第１の支持層（一般に、「スペーサ・ビ
ア」と呼ばれる。）を金属層上に作ってアドレス電極１
１０とミラー・バイアス接続１１２とを形成する。これ
らのスペーサ・ビアは、ヒンジ支持スペーサ・ビア１１
６と上部アドレス電極スペーサ・ビア１１８とを含み、
アドレス電極１１０およびミラー・バイアス接続１１２
上に薄いスペーサ層をスピンさせることにより一般に形
成される。この薄いスペーサ層は、一般に、１μｍの厚
さのポジティブ・ホトレジスト層である。ホトレジスト
層を堆積させたのち、露光しパターン化し深いＵＶで硬
化させて、スペーサ・ビアが形成される穴を形成する。
このスペーサ層も後の製造工程で用いられる少し厚いス
ペーサ層も犠牲層と呼ばれることが多い。それは、これ
らの層が製造工程中にだけ形成され、デバイスを動作さ
せる前にデバイスから取り除かれるからである。

【００３３】金属の薄い層をスペーサ層の上と穴の中と
にスパッタする。次に、薄い金属層上に酸化物を堆積さ
せパターン化して、後でヒンジ１２０を形成する領域上
にエッチマスクを形成する。金属の少し厚い層（一般
に、アルミニウム合金）を薄い層および酸化物エッチマ
スク上にスパッタする。別の酸化物層を堆積させパター
ン化して、ヒンジ・ヨーク１１４とヒンジ・キャップ１
２２と上部アドレス電極１２４とを形成する。この第２
の酸化物層をパターン化したのち、２つの金属層を同時
にエッチし、酸化物エッチストップを除去すると、厚く
て硬いヒンジ・ヨーク１１４とヒンジ・キャップ１２２
と上部アドレス電極１２４と薄くて柔軟なトーション・
ビーム１２０とが残る。

【００３４】次に、厚いスペーサ層を厚い金属層上に堆
積させパターン化して、中にミラー支持スペーサ・ビア
１２６が形成される穴を作る。厚いスペーサ層は、一般
に、２μｍの厚さのポジティブ・ホトレジスト層であ
る。ミラー金属の層（一般に、アルミニウム合金）を厚
いスペーサ層の表面上と厚いスペーサ層内の穴の中とに
スパッタする。次に、この金属層をパターン化してミラ
ー１０２を形成し、プラズマエッチを用いて両スペーサ
層を除去する。

【００３５】２つのスペーサ層を除去すると、ミラー
は、トーション・ヒンジにより形成される軸の周りに自
由に回転することができる。アドレス電極１１０と偏向
可能な硬い部材（実質的に、エア・ギャップ・コンデン
サの２枚の極板を形成する。）の間の静電引力を用いて
ミラー構造を回転させる。マイクロミラー・デバイスの
設計に従って、硬い部材はトーションビーム・ヨーク１
１４，ビーム，ミラー１０２，ヨーク１１４とビーム若
しくはミラー１０２の両方，またはトーションビームに
直接取り付けられたビームである。上部アドレス電極１
２４も硬い部材を静電的に吸引する。

【００３６】電圧ポテンシャルにより作られる力は、２
枚の極板の距離の逆数の関数である。静電トルクにより
硬い部材が回転すると、トーションビーム・ヒンジは、
トーションビームの角偏向のほぼ一次関数である回復ト
ルクで抵抗する。回復するトーションビーム・トルクが
静電トルクに等しくなるまで、または、回転する構造と
ＤＭＤの静止部の接触により回転が機械的に停止するま
で、構造は回転する（一般に、どちらかの方向に１０゜
から１２゜回転する）。上に述べたように、多くのマイ
クロミラー・デバイスはディジタル・モードで動作し、
十分大きなバイアス電圧を用いてマイクロミラー上部構
造を完全に回す。

【００３７】マイクロミラー・デバイスは、通常、２つ
の動作モードのどちらかで動作する。第１の動作モード
は、アナログ・モード（「ビーム・ステアリング」と呼
ばれることがある。）であり、アドレス電極をミラーの
所望の偏向に対応する電圧まで充電する。マイクロミラ
ー・デバイスに当たる光は、ミラーの偏向により決まる
角度でミラーから反射される。アドレス電極に印加され
た電圧に従って、個々のミラーから反射された光の円す
いは、映写レンズのアパーチャの外側に、部分的にレン
ズのアパーチャの内側に、または、完全にレンズのアパ
ーチャの内側に落ちる方向に向かう。反射光はレンズに
より画像平面上に集まり、各ミラーは画像平面上のある
位置に対応する。反射光の円すいが完全にアパーチャの
内側から完全にアパーチャの外側に移るに従って、ミラ
ーに対応する画像位置は暗くなり、連続した明るさのレ
ベルを作る。

【００３８】第２の動作モードはディジタル・モードで
ある。ディジタル動作では、各マイクロミラーはトーシ
ョンビーム軸の周りの２方向のどちらかに完全に偏向す
る。ディジタル動作では、良く画定されたバイアス電圧
を用いてミラーを完全に偏向させる。アドレス電極は標
準の論理電圧レベルで駆動する方がよいので、ＣＭＯＳ
で用いられる低い電圧（一般に、５Ｖ）でミラーにアド
レス指定したのち、バイアス電圧（一般に、負電圧）を
ミラー金属層に印加してアドレス電極とミラーとの間の
電圧差を増加させる。十分大きなミラー・バイアス電圧
（デバイスのいわゆる崩壊電圧より高い電圧）を用いれ
ば、アドレス電圧が存在しない場合でもミラーは最も近
い着陸電極の方に回る。したがって、大きなミラー・バ
イアス電圧を用いれば、アドレス電圧の大きさは、ミラ
ーをわずかに回して回る方向を予め定める（例えば、ミ
ラー・セルを「オフ状態」または「オン状態」にする）
程度で十分である。

【００３９】マイクロミラー・デバイスを用いて画像を
作るには、光源を回転角の２倍の角度の位置に置くと、
回転して光源に向いたミラーが光をマイクロミラー・デ
バイスの表面に垂直の方向にかつ映写レンズのアパーチ
ャの中に反射して、画像平面上に明るい画素を作る。光
源から離れる方向に回転したミラーは、光を映写レンズ
から離れるように反射して、対応する画素を暗くする。

【００４０】プリント像は感光表面上に変調光を集束さ
せて作り、潜像を形成した後で現像する。例えば、図３
に示す電子写真式プリンタ３００は光受容器３０２上に
画像を投影する。光受容器３０２は、静電的に帯電した
シリンダで、絶縁感光皮膜で覆われている。露光する
と、感光表面部は、伝導性になって露光部の静電電荷を
放電し、残った電荷分布で表される潜像を形成する。光
受容器ドラム３０２が回転してトナー現像装置３０４を
通ると、トナー粒子は、該当する電荷を保持するドラム
３０２の画像の部分に吸引される。その後、トナーは帯
電した紙３０６に移って溶解すなわち融解し、紙の上に
画像を形成する。

【００４１】図４に示す従来の写真仕上げ処理では、露
光フィルム４００を現像して一連のネガ４０２を形成す
る。輸送機構が各ネガを一度に１コマずつステージ４０
４に送って保持し、光源４０６からの光で照らす。ネガ
を通った光はアナログ変調されて３つの連続色帯にな
り、得られた画像を適当なサイズの印画紙４０８上に集
束させる。印画紙４０８を各色で十分な時間露光したの
ち光を消してネガフィルム片と印画紙とを進め、印画紙
の次の部分を露光する。露光された印画紙を現像し、個
々のプリントに切断して、ネガと共にお客に返す。

【００４２】写真処理の開発には長年投資が行われた。
開発の成果は最近の写真フィルムや印画紙や現像処理で
あって、アマチュア写真家は比較的安価で解像度の高い
カラー画像を作ることができるようになった。他方、デ
ィジタル写真プリンタはまだ写真品質の画像を安価に提
供することができない。

【００４３】ディジタル写真仕上げ装置のメーカは、従
来のアナログ写真処理に対抗できるような解像度の高い
画像を作る装置を設計するのに苦労してきた。写真プリ
ンタとして必要最小限度の解像度を指定することさえ困
難である。写真フィルムは、フィルム上に均一に分散さ
れた多数の小さな感光分子（ハロゲン化銀粒子）を含
む。粒子は、他の特性を犠牲にしてある特性を与えるよ
う特に選択された正確なサイズのものが混合されてい
る。例えば、大きな粒子は低い露光（逆に言うと、高速
の露光）の場合に適しているが、小さな粒子を用いるフ
ィルムに比べて解像度は非常に低い。

【００４４】他方、ディジタル光源は均一のサイズのピ
クチャー要素（すなわち、画素）の整然としたアレーを
作り、ドット/インチ（ｄｐｉ）により容易に指定する
ことができる。各画素は、均一の色および均一の強度を
有するドットであって、個別に制御することのできる画
像の最小領域を表す。これらの画素のサイズはわずか２
ミルまたは３ミルほどであるが、フィルムまたは紙のハ
ロゲン化銀粒子のサイズの数百倍である。

【００４５】人の視覚の特性から、ディジタル写真プリ
ンタが従来の写真処理と同等に知覚される画像の質のプ
リントを作るには、必要な最小解像度は次の条件に関連
する。すなわち、（１）画素毎に用いることのできる強
度レベルの数、（２）ディジタル露光処理のドット/イ
ンチ、（３）見る距離および見る条件（例えば、照明）
である。多数の強度レベルを持つプリンタは、少数の強
度レベルを持つプリンタに比べて、許容品質のプリント
を低い解像度の変調器で作ることができる。詳しく述べ
ると、純粋の風景写真（文字や図形のない）では、色当
たりのグレー・レベルの数が色当たり１０ビット（２０
４８レベル）に近いときは、解像度が１６０〜２００ド
ット／インチ（ｄｐｉ）であれば、非常に見やすい写真
像が得られる。

【００４６】実験から分かったことは、画像が文字，図
形および／またはコンピュータが生成した内容を含むと
き、従来の写真処理に代わるものとして許容されるため
には、ディジタル写真プリンタは３つの成分色毎に少な
くとも３２０ｄｐｉの解像度と４０９６の固有強度レベ
ルとを持つ画像を作ることが可能でなければならない。
４０９６の強度レベルを持つには、少なくとも色毎に１
２ビットの強度ワードが必要である。

【００４７】１２ビットで少なくとも３２０ｄｐｉの解
像度を持つ画像を作ることに加えて、ディジタル写真プ
リンタが写真仕上げ市場で許容されるためには大量のプ
リントを高速で作る能力を持たなければならない。特定
して述べると、写真プリンタが市場で広く許容されるた
めには、また、非常に競争力のある価格でプリントを作
るには、毎時２０００から２００００の４ｘ６インチ
（102ｘ152ｍｍ）プリントを作る能力がなければならな
い。ＤＭＤを除けば、多くのディジタル光変調器および
空間光変調器（ＳＬＭ）は高速と高解像度と画素当たり
高ビット（グレー・スケール）とを同時に提供すること
はできない（必要なデータ帯域幅が莫大になる）。

【００４８】各種の印画紙は特定の応答を有するが、一
般的な印画紙は図５のような応答を示す。多くの印画紙
は、基本的に、これと同様な応答曲線を有する。図５に
示す非線形応答（「ＤｌｏｇＥ曲線」と呼ぶ。）を補償
するため、写真プリンタで使う前に２進画像データを基
準化する。これが必要な理由は、仕上げたプリントの密
度（Ｄ）は露光エネルギー（ｌｏｇＥ）の対数関数だか
らである。画像データを基準化する方法はいろいろある
が、図６に示すルックアップテーブル６００は必要な基
準化を行うのに適している。一般に、入力バッファ６０
２に保持されている入力データをアドレスとして用い
て、ルックアップテーブル６００内の位置にアクセスす
る。アクセスされた位置に記憶されているデータは基準
化されたデータを表し、一般に、別の画像バッファ６０
４にデータ・ワードとして出力される。

【００４９】４ｘ６インチ（102ｘ152ｍｍ）のプリント
サイズと３２０ｄｐｉの空間解像度という仕様を組み合
わせると、写真全体を一度に画像にする場合は１２８０
ｘ１９２０の変調器アレーが必要である。残念ながら１
２８０ｘ１９２０の変調器アレーは実際的でないし、コ
ストは極端に高い。図７に示す１つの解決策では、ラン
プ７０２を用いて適当に広い変調器アレー７０４の限ら
れた部分（特定して述べると、少なくとも１２８０要素
の幅を有する１つのアレー）を照らして、感光材料７０
８の幅方向の狭い露光領域７０６に画像を作る。大きな
ディスプレイ型の変調器アレーを用いる場合は、感光材
料７０８に画像を作るのに用いる狭い部分以外の変調器
要素は止めて、そこに到達する光が結像レンズ７１０ま
たは印画紙７０８に送られないようにする。結像レンズ
７１０に到達した変調光は、適当な折り機(folding opt
ics)７１２で反射されたのちに印画紙上に集められる。
露光領域７０６内で印画紙７０８を移動させると、処理
（印画紙の移動）の方向に実質的に無限の長さに連続的
に画像の全長を露光することができる。

【００５０】図７は例示のために示したものであって制
限するものではない。印画紙を露光するための実施の形
態はいろいろある。例えば、図の反射型変調器の代わり
に、透過型変調器または制御可能な光源がよく用いられ
る。また、別の実施の形態は、追加のレンズや別の光路
や別の空間光変調器アレーを持ち、また、反射型もある
し透過型もある。

【００５１】図７の印画紙７０８は、一般に（１）１行
の露光の長さだけ、（２）露光領域の全幅にわたって段
階的に印画紙７０８を動かすことによって、または、
（３）露光領域７０６内で印画紙を連続的に移動させて
変調器アレー７０４の動作と印画紙７０８の動きとを同
期させることによって、移動される。露光領域内で印画
紙を連続的に動かすと、帯状すなわち段階的な動きの線
がなくなるので好ましい。

【００５２】上の要求からプリンタは毎時数千の４ｘ６
インチ（102ｘ152mm）写真を作る能力が必要であり、写
真を４インチ（102mm）幅ロールの印画紙または４イン
チ（102mm）幅のシートにプリントする場合は、毎秒数
インチの一定速度で印画紙を露光しなければならない。
ある有用な実施の形態では、毎時４８００の４ｘ６イン
チ（102x152mm）プリントを作る場合の印画紙の処理速
度は毎秒８インチ（203mm）である。処理速度は、毎時
のプリント数やドット/インチの解像度に従って変わ
る。

【００５３】３２０ｄｐｉの解像度と毎秒８インチ（20
3mm）の紙速度の場合は、プリンタは毎秒２５６０行の
露光を行わなければならない。これは、各行を露光する
時間が最大わずか３９１μＳに相当する。印画紙を完全
に露光するのに必要な時間は光源７０２と用いる印画紙
７０８の種類による。３２００゜Ｋの公称１５０Ｗのタ
ングステン・ハロゲン光源と標準の印画紙を用いる場合
は、標準の露光では全露光時間は約３〜５ｍＳ必要であ
る。完全に飽和した露光を行うには１ＤＭＤ行時間以上
が必要なことは明らかである。更に、印画紙基板が連続
的に動くために生じる行の拡がりすなわち「にじみ」を
減らすために、露光デューティ・サイクルを行時間の１
００％より減らすことが望ましい。一般に、行時間の２
５％にするとシャープな露光画像が得られる。これから
分かることは、適当な露光処理としては、４０〜６０等
価ＤＭＤ行の露光が必要である。

【００５４】米国特許番号第５，４５５，６０２号に記
載されている時間積分グレー・スケール（ＴＩＧ）（時
間遅延および積分（ＴＤＩ）ともいう。）は、ＤＭＤを
用いた電子写真プリンタ用の一般的な変調方式である。
ＴＩＧでは、変調光源の画像で作られた露光領域を感光
材料が通るときに、その表面を露光する。図８は、変調
光源８０６で作られた露光領域８０４を通る感光材料８
０２の一部（図では平らな表面）を簡単化した例を示
す。図８に示す変調光源８０６はＬＥＤ要素８０８のア
レーである。図８は、各ＬＥＤ要素８０８の概要をＬＥ
Ｄアレーの裏側から示している。また、図８は、感光材
料または露光される基板８０２上の露光領域８０４内の
各画素の概要を示す。

【００５５】感光材料上のある位置が露光領域８０４の
始めに到着すると、変調光源８０６の第１行８１０内の
ＬＥＤ要素８０８の１つから光のパルスで露光される。
感光材料は動いているので、この位置は、露光領域の第
１行８１２内にいる間に変調光源８０６の第１行８１０
から短時間だけ露光を受ける。

【００５６】変調光源８０６の第１行で露光されたの
ち、感光材料の部分的に露光された部分は第２の露光位
置８１４に進み、画素の画像データを更に露光する必要
がある場合は、画素は変調光源８０６の第２行８１６で
更に露光される。変調光源８０６の第１行８１０で露光
された感光材料の領域が今度は変調光源８０６の第２行
８１６で露光されると、感光材料の次の領域は要素８０
８の第１行８１０により露光される。この過程は感光材
料８０２が露光領域８０４全体を通る間に繰り返され、
変調光源８０６の全ての行は感光材料８０２を露光す
る。画像データにより中間の露光が指定されている画素
は、変調光源８０６のいくつかの行にだけ露光される。

【００５７】変調光源８０６の要素８０８による所定の
画像画素の露光は、それぞれその画素の画像データ・ワ
ードの１ＬＳＢに相当する。したがって、Ｎ行の変調光
源は、ｌｏｇ₂(Ｎ）の2進グレー・スケール・レベルで
感光材料を露光することができる。このＴＩＧ方式で
は、ＴＩＧ変調で１２ビットのグレー・スケールを達成
するためには、４０９６行の変調要素が必要である。現
在利用可能な変調器を用いると、これは行数が多すぎて
実用的でない。

【００５８】第２の変調方式（一般に、ＤＭＤを用いた
ディスプレイ装置で用いられる。）はパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）である。ＰＷＭは、画素に割り当てられたデータ
・ワードに比例して変調光源アレー要素のデューティ・
サイクルを変化させる。残念ながら、１７μＳの最小Ｌ
ＳＢ周期（ＤＭＤミラーの最小サイクル時間に等し
い。）では、１２ビットの画像データを持つ画素を露光
するためには、行当たり６９．６ｍＳかかる。必要とさ
れる毎時４８００の４ｘ６インチ（102x152mm）プリン
トというシステム処理量を維持するときに使える０．３
９１ｍＳに比べると、これは長すぎる。

【００５９】必要な処理量を保持しながらＰＷＭをプリ
ンタ装置に用いるため、２つの変調方式が開発された。
これらの方式は、本出願人の所有する米国特許第５，４
５５，６０２号，「空間光変調器用の組合わせ変調方
式」，１９９５年１０月３日発行と、米国特許第５，４
６１，４１０号，「空間光変調器を用いたグレー・スケ
ール・プリント」，１９９５年１０月２４日発行に示さ
れており、複数行の変調光源要素を用いて画像を完全に
露光する。

【００６０】１つの変調方式では、それぞれ数ビットの
ＰＷＭ露光を行う複数行の要素を用いる。別の方式で
は、複数行の変調器要素を用いて、１行で複数ビットの
ＰＷＭ露光を行い、残りの行でＴＩＧ露光を行う。

【００６１】従来の変調方式は、写真品質のプリンタ装
置の処理量および質という２つの要求を同時に満たすこ
とはできない。従来のパルス幅変調方式は、露出時間が
長いために遅すぎるし、また、現在の時間積分グレー・
スケール方式は、必要な変調器アレー行が多すぎる。

【００６２】画像を作るのに必要な変調器アレーの行数
はできるだけ少ない方が好ましい。変調器要素の行を追
加すればそれだけ露光機会は増えて各画素の深さすなわ
ち解像度は増加するが、行を増やせばそれだけ変調器ア
レーや光学要素のコストが高くなり、また、変調器アレ
ーの画像を感光材料上にシャープに集束させることが一
層困難になる。

【００６３】変調器アレーのサイズが大きくなればそれ
だけ装置のコストが上がる。変調器アレーが大きくなる
と製作に必要な材料が多くなるだけでなく、アレー内の
変調器要素の数が増えると機能不良の変調器要素が生じ
て装置全体がだめになる恐れが大きくなる。

【００６４】また、アレーが大きくなるほどアレーの画
像を感光媒体上に集束させるのが一層困難になる。図９
は、大きな変調器アレーを集束させるときに起こる問題
を示す。図９では、完全に拡大された歪みのない変調器
アレーの望ましい輪郭９０２を点線で示し、実際に集束
された画像の輪郭９０４を実線で示す。２つの輪郭は基
準化して同じ大きさにしてあり、また、歪像光学要素を
用いていないと仮定する。図９から分かるように、結像
レンズは避けられない歪み特性を持つので、集束された
画像９０４は、４辺とも外向きにふくれまたは逆に「糸
巻き」形にへこむ。

【００６５】コストと製作公差の大きいかなり複雑な光
学装置を用いれば、図９に示すふくれを減らすことはで
きるが、完全になくすことはできない。通常、画像ディ
スプレイ装置にとってふくれは問題ではないが、多数の
行からの露光を累積して１つの画素を形成する装置で
は、ふくれがあると位置合わせの問題が起こる。図１０
は、ふくれにより生じる位置合わせの問題を示すため
に、画像のふくれの影響を誇張して示した。歪みを減ら
す簡単で非常に効果的な方法は、対象に対して小さな視
野を用いる（結像レンズを四隅まで一杯に用いない）こ
とである。長くて狭い縦横比を持つ対象を写すと、画像
フィールドの隅の像歪みの影響は減少する。

【００６６】図１０は、図９に示す変調器アレー９０２
の異なる行により形成された３つの露光を示す。これ
は、感光材料の一部分が３つの変調器の行全部の下を通
過して各行から露光を受けたときの３つの露光を重ね合
わせたものである。変調器アレーの中心の行の変調器に
より作られる露光の輪郭１００２を図１０の実線で示
す。変調器アレーの上の行により作られる露光の輪郭１
００４を長い点線で示し、変調器アレーの下の行により
作られた露光の輪郭１００６を短い点線で示す。

【００６７】図１０に示すように、アレーの中心からの
露光は歪みが殆どない。しかし、変調器アレーの上の行
１００４および下の行１００６からの露光は明らかに歪
んでいて、線像の中央が外向きにふくれている。図１０
に示す歪みはかなり誇張されている（低品質レンズの場
合にこうなる）が、光変調器アレーの異なる部分からの
画像の位置合わせが不良の場合は、画像の有効な空間解
像度が減少して、あいまいで許容できない画像になる。
この問題の最悪の場合は、非常に大きなアレーを３つの
別のセグメントに論理的に分割して、各セグメントが感
光材料を光の固有の色で露光したときである。各露光色
は図１０に示す３つの異なる形のどれかになるので、各
画素の３色成分は最終の画像の中で正確には重ならず、
画像の質が低下する。

【００６８】写真プリンタ内の露光のタイミングを調整
すると、ある種の位置ずれや歪みを補償することができ
る。紙送り動作の変動を補償するため、タイミング回路
により、紙送りが速いときは行時間（第１行の露光領域
から第２行の露光領域に進む時間）の数分の一だけ露光
を遅らせ、紙送りがやや遅い時は行時間の同じ数分の一
だけ露光を進める。行タイミングを調整しても図９およ
び図１０の光学的歪みの影響を完全に除くことはできな
いが、位置合わせ不良を行全体にわたって分散しまたは
平均するので、目に見える歪みの影響は緩和される。Ｄ
ＭＤ光変調器の行をできるだけ少なくして装置の画像領
域の高さを最小にし、同時に図９に示す歪みを最小にす
るのが理想的である。

【００６９】非常に多数の変調器行を必要としない従来
の変調方式は、線時間に比べて長い行露光時間が必要で
ある。行露光時間を長くすると、感光材料上にシャープ
に集束した線や画素が得られず、画素が処理の方向にぼ
やけやすい。図１１は、連続動作の写真プリンタ装置に
おける露光時間と紙送りの相互作用を示す。

【００７０】一露光の線幅を図１１の点線の間の距離１
１０２で示す。図１１は、露光エネルギーが線幅全体に
均一に配分されている場合である。図１１に示す露光プ
ロフィルは、露光時間が線時間の所定の百分率のとき
に、動く感光材料の一部分全体に受けた露光エネルギー
を積分したものである。

【００７１】露光プロフィル１１０４は、露光時間が線
時間に等しいとき（線位置を１つ動く全時間の１００％
の間、印画紙を露光したとき）に起こる幅の広がりを示
す。印画紙は露光の間に一線幅動くので、露光プロフィ
ル１１０４で表す線は一露光の線幅の２倍である。露光
プロフィル１１０４で表す線の中央だけが最大露光を受
け、処理方向１１０６に対して線の前端および後端は共
に傾斜して広がる露光特性を持ち、にじんでぼやけて見
える。図１１の各露光プロフィルの最大露光は完全露光
プロフィル１１０４に合わせて基準化されている。

【００７２】露光周期の合間にステッパ機構を用いて感
光材料を進め、露光中は感光材料が動かないようにする
と、図１１で述べたぼやけを避けることができる。装置
の処理量の要求を満たしかつ行の間に正しい位置決めを
保持することのできるステッパ機構を作るコストは莫大
なので、連続動作機構が好ましい。

【００７３】露光プロフィル１１０８は、露光時間を線
周期の半分に限定するとぼやけが減ることを示す。デュ
ーティ・サイクルを線周期の半分にすると、最大露光と
線の広がりが５０％減り、また、有効な線幅の１／３が
最大露光を受けるので露光は非常に均一になる。同様
に、デューティ・サイクルを２０％および１０％にする
と、露光は更に均一になり、線像は一層シャープになる
が、最大露光レベルが下がるのが欠点である。

【００７４】写真プリンタの画像の質の要求に基づく
と、シャープさと露光の点から、露光期間は線周期の最
大２５％の付近で最適になる。デューティ・サイクルを
２５％にしかつ１５０ワットの光源を用いると、シャー
プな線露光が得られ、露光エネルギーは所望の処理速度
で十分になる。現在のＰＷＭ方式では実際的でないほど
長い露光期間が必要である。

【００７５】多数の離散的露光レベルを与えるのに必要
な変調器の行数を大幅に減らす新しい変調器方式が開発
された。この新しい変調器方式により、印画紙を含む感
光材料を露光する光変調器と、発光ダイオードなどの離
散的光源と、光受容器とを含む電子写真プリント装置が
可能になった。

【００７６】新しい変調方式について、いくつかの例を
用いて開示する。しかし、ここに示す方式は、多くの実
施の形態に適用可能であって、特定して述べる実施の形
態に限られるものではない。以下に述べる実施の形態の
例は限られているが、可能な実施の形態は実質的に無限
である。この変調処理を用いた４０００を超える可能な
方式について、すでに計算と作表が行われている。

【００７７】新しい変調方式は、変調光源内または任意
の適当な照明源を持つ空間光変調器（ＳＬＭ）内の複数
の行の要素を用いて、変調光源またはＳＬＭの画像が作
る露光領域を通る感光材料上の位置の露光を積み上げる
すなわち蓄積する。感光材料上の各露光の線は、露光領
域を通るときに変調光源の各行から一露光を受ける。変
調光源の各行が２進画像データ・ワードのビット毎に一
露光期間を与えるディスプレイ用のＰＷＭ方式とは異な
り、この発明では各行はその位置に一露光期間を与え
る。ＴＩＧ変調方式とは異なり、この発明の変調方式は
変調器アレーの少なくとも数行が貢献する露光を変え
る。全露光に対する数行の要素の貢献が変化するだけで
なく、各行の貢献は行の間で２進関係を持つ必要はな
い。

【００７８】例であって制限するものではないが、この
発明の１つの実施の形態では、媒体を露光するのに１色
のフィールドに８４露光期間を用いる。各露光期間の長
さは、用いる露光源の最小サイクル時間より長い。ＤＭ
Ｄの最小サイクル時間は、ミラー要素が偏向してからリ
セットするまでの最小時間（一般に、約１７μＳ）であ
る。ＬＥＤの最小サイクル時間は、ダイオードがオンし
てからオフするまでに必要な最小時間である。

【００７９】８４露光期間（これをまとめて１色露光相
という。）の長さは４種類だけである。例えば、この発
明の４種類の露光時間の長さは、１０，１１，１８，５
６に最小デバイス・サイクル時間を掛けた値である。８
４露光期間の中の１つは最小デバイス・サイクル時間の
１０倍であり、５つは最小デバイス・サイクル時間の１
１倍であり、４つは最小デバイス・サイクル時間の１８
倍であり、７４は最小デバイス・サイクル時間の５６倍
である。これらの露光関係を表１にまとめた。表１など
で与えられる露光時間の長さは、最小デバイス・サイク
ル時間で示す必要はない。露光時間の組合わせを用いた
最小可能な増分を１ＬＳＢ期間と呼ぶ。

【００８０】

【表１】

【００８１】表１に示した露光期間から、８４露光は１
２ビットを超える情報内容を持つ潜像を作ることができ
る。得られる露光レベルの数は全部で４２８１である。
従来のＴＩＧ露光方式は、１２ビットのグレー・スケー
ル情報を作るのに４０９６行必要とする。従来のＰＷＭ
露光方式は長い露光期間が必要で、上に述べたように、
移動する媒体上の露光ドットは許容できないほど広がる
すなわちぼやける。

【００８２】この型のパルス幅解法マトリクスを選ぶに
は、あるアルゴリズムを用いる。このアルゴリズムは、
「露光数」で与えられる露光の組合わせを決定し、これ
を必要なＳＬＭまたはＬＥＤの行数に変換する。種々の
組合わせは、最小露光から最大露光まで（表１の例では
“１０”から“４２８１”まで）、隙間なしに全範囲を
カバーすることが可能でなければならない。実際には、
いくつかの低レベル（一般に、露光値が５０以下）は得
ることができないが、露光期間を慎重に選択することに
より、これらの露光隙間を写真媒体の露光しきい値以下
にすることができる。

【００８３】図１２に示すように、８４の可能な露光
は、感光材料１２０２の連続した長さの領域１２００上
に集束させる光線１２０４を変調することにより作られ
る。変調光線は変調光源１２０６で作られ、変調光源１
２０６は個別に制御可能な光源のアレーか、１個の光源
および光変調器要素のアレーである。例えば、変調光源
１２０６は個別に操作可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）
のアレーでも、１個のＬＥＤまたは他の光源とマイクロ
ミラー・アレーなどの個別に操作可能な光変調要素のア
レーとの組合わせでもよい。後で説明するが、変調光源
は種々のレベルのエネルギーを出力することができる。
高速走査方向１２０８に（４インチ（102mm）印画紙の
横方向に）感光材料を走査しないで４インチ（102mm）
印画紙をインチ当たり３３０線で露光するには、変調光
線は少なくとも１３２０の列１２１４を含まなければな
らない。応用に従って、高速走査方向に対してこれより
高いまたは低い解像度が可能である。

【００８４】図１３は、感光材料１２０２が変調光源１
２０６で露光される領域１２００内を移動するときに、
処理方向１２１０の一列を露光する方法の詳細を示す。
図１３は、変調光源１２０６の一列だけを示す。図１３
は、写真プリント処理の感光媒体を側面から見た概略を
示すもので、実際の露光機構の寸法を示すものではな
い。更に、図１３には投影光学機械と紙送り機構とは示
していない。この例は、１２ビットのグレー・スケール
を用いた単色露光の場合である。

【００８５】感光材料１２０２の一部分が第１の露光位
置１３００に到着すると、露光コントローラ１３０２は
第１の露光位置１３００にある感光材料の第１の露光の
ための露光データを変調光源１２０６の列内の第１の要
素１３０４に与える。第１の要素１３０４に与えられる
露光データに従って、第１の露光位置１３００にある感
光材料は露光されまたは露光されない。露光コントロー
ラ１３０２からの露光データは、第１の露光位置１３０
０にある感光材料に与える露光エネルギーも決定する。

【００８６】感光材料が引き続き１２１０の方向に移動
すると、第１の露光位置１３００で露光された感光材料
は第２の露光位置１３０６に進み、第２の要素１３０８
で露光される。感光材料は移動を続け、第１の露光位置
１３００と第２の露光位置１３０６とで露光された感光
材料は第８４（つまり最終）の露光位置１３１０に到着
して列内の第８４の要素１３１２で露光される。露光コ
ントローラは、領域１２００を進む感光材料１２０２を
追跡し、閉ループ位置指示器１３１４により変調光源内
の要素の動作を感光材料１２０２の進行に同期させる。

【００８７】露光コントローラ１３０２は、変調光源の
各行が８４露光のどれを行うかを決定する。後で説明す
るが、露光の順序を慎重に定めることにより種々の利点
と効率が達成されるが、８４露光は露光領域１２００内
のどの位置でも行うことができる。

【００８８】上に説明したように、各画像を構成する画
像データは、成分色毎に画像の画素毎のデータ・ワード
を含む。各データ・ワードを用いて、感光材料上の各位
置に露光エネルギーをいくら与えるかを決定する。各位
置に与えるエネルギーの調節は、変調光線のエネルギー
を制御し、露光する行の全数を制御し、または、任意の
行の露光期間を制御して行う。露光期間が長いと上述の
ぼやけ効果が起こるので、全露光期間を行期間の２５％
に減少するとよい。露光エネルギーの変調を行うのに変
調光線のエネルギーを制御するか各画素の露光期間を制
御するかに関わらず、このように減少することはぼやけ
を減らすのに必要である。期間をもう少し長くしてもよ
いが、望ましくない画像の劣化を生じる可能性がある。

【００８９】複数の露光時間を用いるときは、各期間の
中心を各行期間中の特定点に合わせる。感光材料が移動
すると各露光は処理方向に伸びるので、各露光期間を行
期間中に同時に開始すると感光材料の露光領域の位置が
合わなくなる。図１４は、行期間１４１０内の４つのパ
ルス幅変調露光期間１４０２，１４０４，１４０６，１
４０８の位置合わせを示すタイミング図である。各露光
期間の中心が行タイミング信号１４１２から遅延期間１
４１４だけ遅れるように各中心を合わせると、変調器ア
レーの各行が形成する画像の中心が一致するので、画像
の質が向上する。

【００９０】どの色でも感光材料を完全に露光するのに
必要な変調器要素は８４行だけなので、変調光線を感光
材料上に集めるのに用いる光学機械のコストは減少す
る。しかし、露光領域１２００は８４位置の長さの領域
に限られるわけではない。８４露光を行うのに変調器行
を追加することがよくある。変調器行を追加すると、変
調器要素のどれかが故障したときに運転するのに必要な
冗長性が得られる。制御回路の所望の複雑さや、予想さ
れる故障率や、故障のない変調器アレーを入手するコス
トに従って、写真プリンタは故障した変調器要素を補償
するよう設計される（製造中もプリンタの使用期間中
も）。

【００９１】機能不良の要素を持つ変調器アレーを使用
する方法はいくつかある。図１５に示すメモリ１５０２
を設けると、コントローラ１５０４は変調光源アレー１
５０６内の機能不良の要素を追跡することができる。製
造不良を補償するだけであれば、機能不良の要素の位置
を製造サイクル中にメモリ１５０２に記憶する。また
は、コントローラ１５０４は、新たに故障した要素の位
置をメモリ１５０２内に記憶して、プリンタの使用期間
中、故障した要素を追跡する。プリント品質検出器１５
０８は、運転中または自己試験サイクル中に故障要素を
検出するのに用いられる。プリント品質検出器１５０８
の代わりにまたはこれに加えて、サービス員が新たに故
障した要素を検出してその位置をメモリ１５０２に記憶
する。故障した要素を避けるには、故障した要素を個別
にまたはこれらを含む行全体を使わないようにする。

【００９２】故障した変調器要素を補償する機能がある
と、いくつかの変調器要素が故障しても、プリンタは動
作を続けることができるだけでなく、ある種のアレーの
コストを大幅に下げることができる。例えば、故障のな
いＤＭＤの大きなアレーを作るのは非常に困難なので、
故障のないＤＭＤのコストは高い。しかし、故障率が百
万個の要素中の数個であるＤＭＤであれば容易に作るこ
とができる。１０００行をかなり超える要素を持つＤＭ
Ｄアレーでも、機能不良の要素は一般にごくわずかであ
る。変調器要素の行をいくつか追加して故障した要素を
有する行を避けることにより、部分的に欠陥のあるアレ
ーを用いることができる。または、必要な画像を生成す
るのに十分な大きさの正常に機能する要素の隣接セグメ
ントを含むようにして非常に大きなアレーの一部を選択
することにより、いくつかの故障要素を有する非常に大
きなアレーが用いられる。

【００９３】ここまでは、単色画像を作ることについて
だけ説明した。フルカラー画像を作るには、感光媒体の
スペクトル応答に適合する波長を持つ慎重に選択された
３つの単色源を用いて３つの単色画像を別個に作る。図
１６は、３つの別個の単色画像を作ることのできる変調
光源すなわち光変調器アレー１６００を示す。光変調器
アレー１６００は、それぞれ独特の単色変調光線を作り
または制御する３つのサブグループ１６０２，１６０
４，１６０６に論理的に分割される。

【００９４】８４行の要素のサブグループ１６０２は赤
色変調光線を作り、８４行の要素のサブグループ１６０
４は緑色変調光線を作り、８４行の要素のサブグループ
１６０６は青色変調光線を作る。サブグループは、変調
光線を放射しまたは入射光線を変調することにより変調
光線を作る。図１６に示す実施の形態は、各サブグルー
プ１６０２，１６０４，１６０６の上または下の行を構
成する随意の境界領域１６０８も示す。境界領域１６０
８は変調器要素の使用しない行であって、各色を光学的
に分離するものである。

【００９５】例であって制限するものではないが、３グ
ループの要素はそれぞれ光の独特の色を作ることのでき
る独特の種類のＬＥＤアレーである。または、各サブグ
ループはマイクロミラー要素とカラーフィルタを組み合
わせた１つのグループであって、白色光源で照らされ
る。更に別の方式はサブグループ毎に反射型または透過
型のＬＤＣアレーを用いる。境界領域１６０８を含む使
用しないマイクロミラー要素の行があるので、フィルタ
および変調器アレーの位置合わせが非常に容易である。
１つの実施の形態では、各サブグループの活動的要素１
６０２，１６０４，１６０６は２５６行のマイクロミラ
ー要素を含み、各境界領域１６０８は６４行のマイクロ
ミラー要素を含む。

【００９６】図１７は、処理方向７１０に移動する連続
した長さの感光材料１７０２を露光する３色の変調光源
１７００を示す。変調光源の３領域１７０４，１７０
６，１７０８は、感光材料１７０２上の別個の露光領域
１７１０，１７１２，１７１４をそれぞれ露光する。

【００９７】露光アレーの一部分と組み合わせたフィル
タを用いる実施の形態にはいくつかの欠点がある。第１
に、写真プリンタの作像路内にある固定フィルタがゴー
スト像を作るので、露光像のコントラスト比が減少す
る。すべての光学要素は入射光の少なくとも一部を反射
する。この反射光が露光装置の作像路内に生じると露光
領域上に集束してゴースト像を作るので、露光装置の光
学コントラスト比が減少する。

【００９８】固定フィルタの第２の欠点は、固定フィル
タ設計を実現するコストが高いことである。固定フィル
タは変調器アレーの行と正確に位置合わせをしなければ
ならない。この位置合わせ作業のために露光装置の製造
コストが高くなる。また、位置合わせ作業のために、実
際にはフィルタを変調器アレー上に作る必要がある。こ
のため、使用可能な変調器アレーの歩留まりが減少す
る。

【００９９】固定フィルタの第３の欠点は、従来のフィ
ルタの耐久性に関する。変調器アレー自身の上に堆積さ
せた２カラーフィルタなどの一般的なフィルタの表面は
比較的柔らい。この柔らかい表面は他の表面と接触した
り磨いたりすると傷がつきやすい。フィルタを変調器ア
レー上に堆積させた場合は、フィルタに傷がつくと変調
器アレーを交換する必要がある。

【０１００】固定フィルタの第４の欠点は、固定フィル
タを変調器アレー上に作ったとき（上に説明したよう
に、一般に位置合わせを正確に行うため）だけ起こる。
フィルタを変調器アレー上に作ると変調器アレーの仕様
は１つの応用に限定されるので、他の応用において異な
るフィルタ特性が必要な場合は、製造し保管しなければ
ならない独特の変調器アレーの数が増える。また、異な
る種類や銘柄の印画紙の露光を良くするために写真プリ
ンタのユーザがカラーフィルタを変えようとしてもでき
ない。

【０１０１】図１７の固定フィルタ露光装置に代わる装
置を図１８に示す。図１８では、カラー・ホイール（co
lor wheel）1８０２が露光装置の照明路内で回転する。
光源１８０４（一般に、タングステン・ランプ）からの
光はカラー・ホイール１８０２の非常に小さな領域の上
に集束するので、カラー・ホイール１８０２からの光は
大部分の時間は単色である。透過型のカラー・ホイール
１８０２を示したが、反射型のカラー・ホイールも用い
られる。図１９は、一般的な３セグメント・カラー・ホ
イール１９００の平面図である。

【０１０２】カラー・ホイール１８０２は、一般に、毎
分３００〜１１００回転し、感光材料１８０６の処理方
向の動きに同期する。カラー・ホイールを用いた露光装
置１８００および変調方式の一つの実施の形態では、２
８５行の変調器アレー１８０８を用いて感光材料１８０
６の領域１８１０を３色毎に８４露光を行う。カラー・
ホイール１８０２の一回転の時間は、露光領域の長さを
処理速度で割った値に等しい。このように、２８５行の
変調器アレー１８０８は感光材料１８０６上に２８５行
幅の露光領域１８１０を作り、感光材料１８０６上の一
点が露光領域１８１０を通る時間はカラー・ホイール１
８０２が完全に一回転する時間に等しい。

【０１０３】感光材料が露光領域を通るときに起こる２
８５露光機会のうちの２５２露光機会を用いる。用いな
い３３露光機会により、スポーク期間（１個を超えるカ
ラーフィルタが光路内にある期間）中は変調器をオフに
することができる。このように、カラー・ホイールの一
回転の間に単色の８４露光期間が３つと１１露光スポー
ク期間が３つある。

【０１０４】図２０は、感光材料２０００を露光する図
１８の装置の略図である。図２０から図２６は、感光材
料２０００（一般に、印画紙）の連続片上の単一画像を
露光することについて説明する。説明は単一画像に限る
が、理解されるように、露光は画像の間に隙間が殆どま
たは全くない感光材料２０００の片上の多くの画像を連
続的に露光する連続処理である。したがって、説明する
画像の露光は露光中のものであるが、変調器アレーは前
または後の画像も露光する。

【０１０５】図２０では、光源からの白色光線２００２
がカラー・ホイール２００６（説明を簡単にするため
に、３個の透過フィルタの一次集合として示す。）の赤
色セグメント２００４を通ったのち、変調器アレー２０
０８全体（例示のために、一列の要素で示す。）を照ら
す。変調器アレー２００８は光を変調して（この場合
は、光を選択的に透過または反射して）、露光領域２０
１０全域にわたって感光材料２０００を露光する。一露
光期間の（この場合は、２８５からの）露光領域は、一
般に、「マイクロ画像」と呼ばれる。したがって、紙の
横方向にある画素の任意の行を完全に露光するには、全
部で２８５個の「マイクロ画像」が必要である。感光材
料２０００は処理方向に連続的に動く。一露光期間（一
般に、行期間の２５％に制限される。）ののち、変調器
アレー２００８は感光材料２０００の露光を停止する。
感光材料２０００が次の露光位置に到着すると、変調器
アレー２００８は新しい露光期間を開始して、感光材料
２０００の第１行２０１２および第２行２０３２を露光
する。この処理が８４露光期間中続く。

【０１０６】図２１に示すように、８４露光期間のの
ち、感光材料２０００の第１行は赤色光で完全に露光さ
れて、白色光線が第１のスポーク領域２０１４に当たり
始める。変調器アレー２００８は感光材料２０００の露
光を停止し、カラー・ホイールはスポーク領域を回転す
る。露光は停止したが、感光材料２０００は引き続き処
理方向に進む。

【０１０７】図２１から図２６は、感光材料の各領域に
与えられる露光機会の数を記載した表２０３０も含む。
画像データに従って、必ずしもすべての露光機会が実際
の露光期間になるわけではない。表２０３０に示す露光
機会の数は可能な露光の最大数であって、ある画素の画
像データが最大露光を要求するときだけ実際の露光数に
等しい。表２０３０に示すように、感光材料２０００の
第２行２０３２は完全に露光するのに必要な８４赤色露
光機会のうちの８３赤色露光機会だけ受け、感光材料の
第８４行２０１６は１赤色露光機会だけ受ける。

【０１０８】スポーク期間が始まると、変調器アレー２
００８は、スポーク期間が終わるまで感光材料２０００
の位置の露光を停止する。スポーク期間が終わると、第
２の色（この場合は、緑色）の露光期間が始まる。

【０１０９】図２２は、緑色露光期間の初めに光が緑カ
ラーフィルタ２０１８だけを通るときの感光材料２００
０とカラー・ホイール２００６との相対位置を示す。感
光材料２０００の第１行２０１２は露光位置９６まで進
んでおり、感光材料２０００の第９６行２０２０が露光
領域２０１０に入った。露光領域２０１０内のすべての
行はこれから緑色光による露光機会を持つ。露光コント
ローラは、露光領域２０１０内の行が実際に緑色光の露
光を受けるかどうか、受けるならどのくらいのエネルギ
ーを受けるかを画像データに基づいて決定する。

【０１１０】８４緑色露光機会ののち、カラー・ホイー
ルは第２のスポーク期間に入って、感光材料２０００の
露光は一時的に停止する。図２３は、緑色露光期間の終
わりのカラー・ホイール２００６と感光材料２０００と
の位置を示す。第１行２０１２はすでに８４赤色露光機
会と８４緑色露光機会とを受けた。第２行（２０３２）
から第８４行（２０１６）はいくつかの赤色露光機会と
８４緑色露光機会を受けた。第８５行から第９６行は赤
色露光機会を受けず、８４緑色露光機会を受けた。第９
７行から第１７８行は赤色露光機会を受けず、いくつか
の緑色露光機会を受け、第１７９行（２０３４）は１緑
色露光機会を受けただけである。

【０１１１】図２４は、青色露光期間の初めに白色光線
が青カラーフィルタ２０３６に入るときのカラー・ホイ
ール２００６と感光材料２０００との相対位置を示す。
図２５は、青色露光期間の終わりのカラー・ホイール２
００６と感光材料２０００との相対位置を示す。青色露
光期間の終わりまでに、第１行（２０１２）から第１９
１行（２０３８）は８４青色露光機会を受け、第１９２
行から第２７４行（２０４０）は少なくとも１青色露光
機会を受けた。第１行（２０１２）だけは８４露光機会
を全部受け、第８５行から第２７４行（２０４０）は赤
色露光機会をまだ受けていない。緑色光により、第１行
（２０１２）から第９６行（２０３４）は完全に露光さ
れ、第９７行から第１７９行は部分的に露光された。

【０１１２】図２６では、第３のスポーク期間ののち、
カラー・ホイール２００６は第１行２０１２を露光した
ときの位置に戻っている。画像の第１行２０１２はすで
に露光領域から出ている。第２行２０３２は露光領域の
端にあって、第８４すなわち最後の赤色露光機会を受け
る。第３行乃至第８４行も赤色露光機会を受けて、第１
の赤色光期間中に始まった赤色露光を完了する。第８５
行から第２８５行（２０４２）はその最初の赤色露光機
会を受ける。第２８５行（２０４２）はスポーク期間中
に露光領域に入り、すでに第２の露光位置に進んだ。第
２８６行（２０４４）は第２の露光の初めの露光期間に
入ったが、第１行（２０１２）と同じなのでこれ以上説
明しない。

【０１１３】図２７から図３１はカラー・ホイール２０
０６の第２の回転により与えられる露光機会を詳細に示
す。図２７から図３１では、初めの２８５行は３光色毎
にそれぞれの最後の露光機会を受ける。図３１ののち、
変調器アレーが２８５の各行に８４露光機会を与えたの
ち、第３のスポークは感光材料の露光を再び停止する。

【０１１４】表２は、図２０から図３１に示す露光サイ
クルを要約したものである。表２は、カラー・ホイール
の第１の回転および第２の回転の両方について、感光材
料の２８５連続行の初めおよび終わりの位置を記載して
いる。表２に示す露光パターンはカラー・ホイールの各
回転を繰り返す。第２のパターンの第１行は第２の回転
の初めに露光領域に入る。このように、カラー・ホイー
ルの各回転は、１つの組の２８５行の第２の露光回転
と、次の組の２８５行の第１の露光回転とである。

【０１１５】

【表２】

【０１１６】

【表３】

【０１１７】

【表４】

【０１１８】

【表５】

【０１１９】

【表６】

【０１２０】

【表７】

【０１２１】

【表８】

【０１２２】

【表９】

【０１２３】

【表１０】

【０１２４】

【表１１】

【０１２５】感光材料を十分露光する方法は多々ある。
これらの方法は、変調器のサイズと露光精度，処理速度
および露光アルゴリズムとの間のトレードオフによって
変わる。

【０１２６】上に述べた各実施の形態は最小露光時間の
整数倍の露光期間を選択したが、整数倍でなくてもよ
い。更に、各色の露光の露光時間および数や露光期間の
数などは他の色の露光と異なってよい。このように、各
色の露光を同調させて特定の光源と感光材料（印画紙な
ど）の特性を補足することができる。特定の色に用いる
露光期間は別の色に用いる露光期間と異なってよいだけ
でなく、１つの色に用いる露光期間は時間とともに変わ
ってよい。これにより、写真プリンタは、長い間使った
光源を用いても高品質の出力を保持することができる。

【０１２７】露光期間を特定の順序にする必要はない。
用いるプリンタ装置および変調光源の種類に従っていく
つかの露光期間のパターンを使えば、プリンタのハード
ウエアの設計が容易になるし画像品質も向上する。

【０１２８】おらく最も簡単な露光パターンができるの
は、露光コントローラ１３０２が常に変調光源１２０６
の第１行を用いて表１の露光期間１を作り、第２行から
第６行で露光期間２を作り、第７行から第１０行で露光
期間３を作り、第１１行から第８４行で露光期間４を作
るときである。別の露光パターンは、露光期間４から露
光期間１へという逆の順序の露光を与える。更に別の露
光パターンは、ランダムまたは疑似ランダムの順序の露
光機会を与える。露光機会の順序を周期的に変更する
と、画像アーティファクトの生成を更に制限することが
できる。最も困るのは帯ができることである。これは処
理方向と直角に現れる明るいパターンや暗いパターンや
着色された虹のような帯である。しかし、露光は連続処
理なので、感光材料の各行に十分な露光機会を与えなが
ら露光の順序を変えるのは困難である。

【０１２９】ある厳しい条件下（一般に、非常に小さな
光学濃度の変化に対して目が最も敏感であるような中間
範囲の色を生成する場合）では、帯を非常に微妙なレベ
ルで検出することができる。次のようにすれば、露光の
順序を制御するルックアップ・テーブル・アルゴリズム
を改善してこの画像品質アーティファクトのしきい値を
下げることができる。

【０１３０】写真仕上げアルゴリズムでは、各画像画素
は、多くのＤＭＤミラーから反射される光を積分するこ
とにより作られる。ハロゲン化銀紙などの感光材料がＤ
ＭＤの下を通るとき、各画素は数百回（各ミラーの下を
通る度に１回）の露光を受ける機会を有する。移動する
間に３つの光の相（すなわち、赤と緑と青（ＲＧＢ））
を通る。これは連続処理なので、１つの色の相の初めに
すべての画素がＤＭＤの下の画像領域に入るわけではな
い。カラー・ホイールや他のカラーフィルタ（カラー・
ドラムなど）は露光に同期して固定された速度で回転す
るので、カラー・ホイールの一回転は一画素が画像領域
を横切るのに要する時間に等しい。いくつかの画素はカ
ラー・ホイールが１つの色セクションの中央にいるとき
に画像領域入る。したがって、いくつかの画素は活動的
なミラー領域の初めにその色の露光の一部を受け、残り
は終わりに受ける。蓄積がこのように分かれるので、感
光材料と露光同期の速度が一致しないと画素が位置ずれ
を生じて画像が帯状になる。

【０１３１】例えば、アルゴリズムが一パルス長（すな
わち露光レベル）だけと３００画素（色（ＲＧＢ）毎に
１００画素）の画像領域を用いると仮定する。１つの行
の露光領域から次の行の露光領域までの３００ミラー行
にわたる各段階を相と呼ぶ。明るいグレー画像を形成す
るには、各色はその１００ミラーの一部（その色の間に
おらく２０露光期間、全部で６０）だけ用いる。例え
ば、画素は最初の２０赤色露光機会にその赤色光をすべ
て受ける。他の８０赤色露光機会には、ミラーはすべて
オフである。次に、これを緑色と青色について繰り返
す。

【０１３２】ＤＭＤ上の３００行の画素はすべて同じ相
にある。第１の画像の画素（Ｐ１）が赤色相（相１）の
初めに画像領域に入る場合は、その赤色光のすべてを最
初の２０相（赤色１−２０）に蓄積する。第１の画素Ｐ
１は相１，２，３，４，．．．，３００の順序で光を受
ける。しかし、第２の画素（Ｐ２）は相２中に入り、相
２０まで光を受けるが、まだもう一度露光する必要があ
る。この画素がＤＭＤ画像領域の最後のミラーに到着す
ると、カラー・ホイールは相１に戻り、最後の露光が積
分される。画素３（Ｐ３）は相３で入り、画像領域の初
めに１７露光を受け、終わりに２露光を受ける。このよ
うにして全部の画像（１９２０画素）が露光されるまで
続く。ある画素が緑色相中と青色相中に入ると、露光の
この分離は色毎に起こる。

【０１３３】ミラー間の距離が非常に小さいので、露光
同期と感光材料速度の速度差が小さければ連続したミラ
ーからすべてのエネルギーを受ける画素は殆ど影響を受
けない。しかし、画像領域の反対側に光を蓄積する画素
の位置ぎめには非常に影響を与える。感光材料の動きが
遅すぎる場合は、いくつかの画素が受ける光が多すぎて
画像を横切る暗い帯ができる（印画紙などの陰画露光材
料を用いた場合）。感光材料の動きが速すぎる場合は、
感光材料上の画素はその最後の露光を受ける前に画像領
域から出るので明るい帯ができる。これを視覚化するに
は、砂を満載したダンプカーの下を通るコンベアベルト
のバケットを想像するとよい。バケットがダンプカーの
下を通ると、ダンプカーのベッドが周期的に持ち上がっ
て砂をバケットの中に落とす。コンベアベルトの動きが
速すぎると、バケットはダンプカーが砂を必要な回数落
とさないうちにベッドの下を通るので、あるバケットは
砂で一杯にならない。遅すぎるとトラックの下にいる時
間が長すぎるので、砂が多く入りすぎる。

【０１３４】帯の幅とそのグレー・レベルに用いられる
ミラーの行数は直接対応する。上の例では帯は２０画素
幅である。これらの帯は光の中でよく見える連続した色
である。これは、２０露光より１露光足りないと画素は
５％明るくなるからである。飽和した色が１００個のミ
ラーでプリントされている場合は、１露光の不足は１％
の差になる。これらの帯は２０画素幅なので非常に目立
つ。

【０１３５】この問題を緩和するため、各色で露光パル
スを生成するのに用いる相を各色の相を通して拡散させ
る。色の相毎に１００個のミラーの中の２０個だけ用い
る場合は、最初の２０個ではなく５個毎のミラーを用い
る。まだ速度は問題であって、帯が発生する可能性はま
だある。しかし、ミラー画素はすぐ隣り合ったグループ
ではないので、帯は可能な最小の幅（通常は１画素幅）
に減る。これは殆ど気づかれないので、連続したミラー
の行を用いるときに生じる帯に比べると顕著に改善され
る。

【０１３６】ある変調器アレーは露光機会の順序に制約
を設けている。上に述べたように、あるＤＭＤアレー
は、小さなアドレス電圧を用いて、選択されたアドレス
電極の方向にミラーをわずかに回転させ、また、大きな
バイアス電圧をミラーに印加してミラーを選択されたア
ドレス電極に向かって回す。多くのＤＭＤアレーの上部
構造設計から言えば、アレー内のすべてのミラーを電気
的に接続するとよい。アレー内のすべてのミラーを電気
的に接続する場合、従来のミラー・リセット方式ではす
べてのミラーを同時にリセットする必要がある。したが
って、アレー内のすべてのミラーの露光時間すなわち期
間は高度に正確に等しくなければならない。

【０１３７】変調光源内のすべての要素の露光期間を等
しくするには、変調光源を各露光期間の順に並べる必要
がある。例えば、変調光源のすべての要素は１露光期間
を作り、５つの別個の期間は２露光を、４つの別個の期
間は３露光を、そして７４期間は４露光を作る。このパ
ターンを３色毎に繰り返す。この実施の形態では、各行
が露光期間を受ける順序は、露光順序のどこでその行が
露光領域１２００に入るかに従って決まる。

【０１３８】例えば、画像の最初の行が露光期間を順に
受けるとき、画像の第１５行はまず第１の色の７０期間
４露光を受け、次に他の２色毎に露光を受け、最後に第
１の色について１期間１露光、５期間２露光、４期間３
露光、４期間４露光を順に受ける。最初の９５行はそれ
ぞれ独特の露光シーケンスを持ち、各行毎の露光シーケ
ンスは９５行毎に繰り返す（ただし、次のカラーフィル
タで）。

【０１３９】画像品質を改善する可能性のある別の露光
パターンでは、ディスプレイは主として変調器アレーの
中央の行を用いて画像を露光する必要がある。図９に関
して詳細に説明した理由から、変調器アレーの中央だけ
を用いると感光材料上に投影される画像の位置合わせが
改善される。この露光パターンの変形は、変調器アレー
の同じ部分内の変調器アレーを用いて露光を行うもので
ある。しかし、これらの露光パターン方式は、用いる変
調器アレーのすべての行が同じ露光期間でなければなら
ない場合は非常に複雑になる。

【０１４０】感光材料の露光は、感光材料の所定の領域
に到着する全露光エネルギーを変調することにより変え
られる。上に述べたように、ある実施の形態では定エネ
ルギー光源の時間を制御することにより露光エネルギー
を変調する。露光エネルギーを制御する別の方法は光源
の強度を変えることである。

【０１４１】光源の出力レベルが制御できると、露光期
間の長さを更に制御することができる。感光材料を毎秒
８インチ（203mm）の速度で移動させながらインチ当た
り３２０行を露光する場合は、各行を露光する時間は３
９０μＳしかない。露光期間が線期間の２５％に制限さ
れかつ最小デバイス・サイクル時間が１７μＳの場合
は、最大露光期間は可能な最短露光期間に比べて５．７
４倍長いだけである。したがって、１２ビットの色解像
度（すなわち、４０９６レベルのグレー）を得るには最
大露光レベルを作るためだけに色毎に７１４露光期間が
必要である。４０９６露光レベルを表すのに必要な小さ
な露光増分を与えるには、より短い露光期間を追加する
必要がある。

【０１４２】上に述べたように、色当たり７１４露光期
間は殆どの変調器アレーには多すぎて作ることができ
ず、また、難しすぎて高価な光学装置を用いなければ集
束させることができない。上に述べた装置は、色当たり
８４露光機会だけを用いるので非常に低い露光レベルの
精度は犠牲にするが、変調器のサイズとグレーの多くの
色調を作る能力とのバランスがとれている。特定して述
べると、上に述べた装置は１０，１１，１８，５６ＬＳ
Ｂの倍数だけの露光レベルを再生することができる。こ
の制限は、比較的低い露光レベルを有する画素に主とし
て影響を与える。

【０１４３】露光の時間を変調する上に、または、その
代わりに光の強度を変調することにより、正確なグレー
・スケール露光を与えるのに必要な変調器の行数を減ら
すことができる。この発明のある実施の形態では、光源
の強度を画素毎に変えることができる。例えば、ＬＥＤ
アレーでは、アレー内の各ＬＥＤは異なる明度レベルを
出力することができる。他の実施の形態では、感光材料
に当たる光の強度を制御することができる。しかし、画
素毎にはできない。更に別の実施の形態では、強度出力
を制御するのが困難なアークランプなどの光源を用い
る。

【０１４４】光源の出力を制御する代わりに、光源が作
る光線の強度を変える方法もある。光線の強度を変える
１つの方法は、光路内に１個以上のニュートラル・フィ
ルタを用いることである。

【０１４５】図３２は、６セグメント・カラー・ホイー
ル３２００の平面図を示す。６セグメント・カラー・ホ
イールはそれぞれ、独特の色の光を与える３個の大きな
セグメントと、同じ３つの独特の色であるが強度が小さ
い３個の小さなセグメントとを含む。上に述べた３セグ
メント・カラー・ホイールと同様に、利用可能な変調器
の行数と露光機会の数および時間に従って、多くの実施
の形態の露光装置が可能である。

【０１４６】表３は、６セグメント・カラー・ホイール
を用いた１つの実施の形態の写真プリンタにおける、露
光機会の数と時間と強度のリストである。表３に示す実
施の形態は、２つの露光時間および２つの露光強度を用
いて、ゼロ露光レベルを含む４１５５の独特の露光レベ
ルを与える。

【０１４７】

【表１２】

【０１４８】表３の露光方式を実現するには２０４行の
変調器アレーが必要である。４６変調器行を各色の露光
に用い、６６行を６つの１１行スポーク期間に用いる。
上に述べた３セグメント・カラー・ホイールが２８５変
調器行を必要とするのに比べると必要な変調器行は２０
４だけであるが、表３に示す６セグメント装置は４１５
５露光レベルをそれぞれ正確に作ることができる。

【０１４９】表３の６セグメント装置は、表１および表
２の３セグメント装置と同じ方法で感光材料を露光す
る。露光パターンは２０４画像行毎に繰り返され、感光
材料の２０４行の部分を完全に露光するには、カラー・
ホイールは２回転する必要がある。

【０１５０】図３３は、この発明の１つの実施の形態に
おける画像プリンタ３３００のブロック図である。図３
３では、１個以上の画像源３３０２がコントローラ３３
０４に入力データを与える。コントローラ３３０４は、
プリント・エンジン３３０６に転送するまで画像情報を
一時的に記憶するための大量のメモリを含むことが多
い。プリント・エンジン３３０６は、コントローラ３３
０４から画像データを受けて、このデータで表される画
像をプリントする。ブロック３３０８はプリンタ３３０
０からの画像出力である。

【０１５１】図３３に示す多重画像源は、プリント・エ
ンジンの能力を完全に利用するのに単一の入力源では処
理量が不充分なときに用いてよい。例えば、画像源が従
来の３５ｍｍネガからの画像をディジタル化するのに用
いられるスキャナである場合は、数個のスキャナを用い
てそれぞれ異なるお客のフィルムのネガを走査すること
ができる。ロールのすべてのネガを走査して処理する
と、コントローラは画像データをプリント・エンジンに
転送する。この応用では、出力ブロック３３０８は分類
およびスタッフィング機械であって、これはお客毎の出
力を個別に包装しラベルをつけるのに必要である。

【０１５２】図３４は、ここに述べた概念を用いるプリ
ンタの別の実施の形態である。図３４では、ディジタル
・インデックス・プリンタ３４０２が従来のネガ・プリ
ンタ３３０４に取り付けられている。ディジタル・イン
デックス・プリンタ３４０２は、従来のネガ・プリンタ
３４０４がプリントするいくつかの画像を表す画像デー
タを受けて、従来のネガ・プリンタがプリントする複数
の画像を１つの画像としてプリントする。これらの副画
像はそれぞれ写真のネガの１つからの画像を表してお
り、一般に「サムネイル」と呼ばれる。ディジタル・イ
ンデックス・プリンタ３４０２と従来のネガ・プリンタ
３３０４の動作は調整されており、ディジタル・インデ
ックス・プリンタ３４０２のインデックス・プリント出
力と従来のネガ・プリンタ３３０４の関連するプリント
を一緒にお客に返す。

【０１５３】この発明の種々の態様について、画像の全
幅にわたって１つの変調光源アレーを用いる画像装置を
例にとって開示したが、別の実施の形態では複数の変調
光源アレーを用いて感光媒体に画像を作ることができ
る。図３５は、感光媒体３５０２上の複数の露光領域を
示す。露光領域３５０４は隣接している。露光領域３５
０６も隣接しているが、処理方向に互いに相対的にずれ
ている。露光領域３５０６を作るのに用いられる画像デ
ータは時間を遅らせているので、形成される画像は処理
方向に正しく列んでいる。露光領域３５０８は重なって
いる。露光領域３５１０は処理方向に重なってずれてい
る。

【０１５４】露光領域を重ねることにより、また、重な
った領域内の画素の露光に協同して貢献することによ
り、複数の変調光の間の位置合わせ不良を改善する種々
の方法が米国特許第５，６３０，０２７号，１９９７年
５月１３日発行の「ディスプレイ装置の水平および垂直
位置合わせ誤差を補償する方法と装置」と、米国特許第
５，７５７，４１１号，１９９８年５月２６日発行の
「画像要素の２つ以上のアレーの間の位置合わせ不良の
影響を改善する方法と装置」と、米国特許第５，８２
５，４００号，１９９８年１０月２０日発行の「画像要
素の２つ以上のアレーの間の位置合わせ不良の影響を改
善する方法と装置」に述べられており、これらをここに
援用する。

【０１５５】露光領域３５１２は、複数の変調光源によ
り作られ、タイル状の出力を作る。タイル状の露光を行
うと、比較的小さな変調光源を用いることができるし、
非常に大きな画像を作ることもできる。図３５には示し
ていないが、タイル状の露光領域は重なってよいし、ま
た、処理方向にずれてよい。

【０１５６】写真仕上げ応用に特に適した画像プリンタ
および変調方式について特定の実施の形態を開示した
が、これらの特定の実施の形態は特許請求の範囲の規定
を除いて、この発明の範囲を制限するものではない。更
に、この発明のいくつかの特定の実施の形態に関連した
説明から当業者はいろいろの変更を考案することができ
るが、これらはすべて特許請求の範囲内の変更と見なさ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のマイクロミラー・アレーの一部の斜視図
である。

【図２】図１のマイクロミラー・アレーの１個の要素す
なわちセルの組立分解図である。

【図３】感光媒体の露光を示す電子写真式プリンタの略
図である。

【図４】従来の写真ネガ現像およびプリント装置の略図
である。

【図５】感光媒体の一般的な応答曲線を示す図である。

【図６】ルックアップ・テーブルを用いた画像の基準化
を示す、画像処理装置の一部のブロック図である。

【図７】連続的に移動する感光媒体に画像を作る光学的
プリンタ内の主な光学的素子の斜視図である。

【図８】変調光源で作られた露光領域を通るときの感光
材料の一部分の簡単な例を示す図である。

【図９】画像を表面上に集束させたときに起こる歪みの
例を示す図である。

【図１０】アレーの種々の部分を用いて移動する表面の
同じ領域に画像を作ったときに、図９に示す歪みにより
起こる位置合わせ不良を誇張した図である。

【図１１】連続的に移動する写真プリンタ装置内の露光
期間と紙の移動との相互作用を示す図である。

【図１２】感光媒体を露光する空間光変調器要素または
変調光源のアレーの斜視図である。

【図１３】この発明の１つの実施の形態における、感光
媒体上の画素の一列の露光を示す略図である。

【図１４】４つの異なる露光期間の位置合わせを示すタ
イミング図である。

【図１５】コントローラが空間光変調器アレーなどの変
調光源アレー内の機能不良の要素を追跡するためのメモ
リを用いる、プリンタ装置の一部のブロック図である。

【図１６】３つの別個の単色画像を作ることができる変
調光源または光変調器アレーの略図である。

【図１７】処理方向に移動する感光媒体を露光する、図
１６の３色変調光源の斜視図である。

【図１８】連続的に単色光を生成するカラー・ホイール
と、単色光を変調する光変調器と、連続的に移動する感
光媒体の上に変調光を集束させる光学素子とを含む、光
学プリンタ内の主な光学素子の斜視図である。

【図１９】３セグメント・カラー・ホイールの平面図で
ある。

【図２０】処理方向に移動する感光媒体の１つの列の露
光を開始する、図１８の光学装置の略図である。

【図２１】図２０に示す露光の後の露光を示す、図２０
に示す露光工程の略図である。

【図２２】図２１に示す露光の後の露光を示す、図２１
に示す露光工程の略図である。

【図２３】図２２に示す露光の後の露光を示す、図２２
に示す露光工程の略図である。

【図２４】図２３に示す露光の後の露光を示す、図２３
に示す露光工程の略図である。

【図２５】図２４に示す露光の後の露光を示す、図２４
に示す露光工程の略図である。

【図２６】図２５に示す露光の後の露光を示す、図２５
に示す露光工程の略図である。

【図２７】図２６に示す露光の後の露光を示す、図２６
に示す露光工程の略図である。

【図２８】図２７に示す露光の後の露光を示す、図２７
に示す露光工程の略図である。

【図２９】図２８に示す露光の後の露光を示す、図２８
に示す露光工程の略図である。

【図３０】図２９に示す露光の後の露光を示す、図２９
に示す露光工程の略図である。

【図３１】図３０に示す露光の後の露光を示す、図３０
に示す露光工程の略図である。

【図３２】それぞれ独特の色の光を与える３つの大きな
セグメントと、強度の小さい同じ３つの独特の色を与え
る３つの小さなセグメントを有する、６セグメントのカ
ラー・ホイールの平面図である。

【図３３】この発明の１つの実施の形態における画像プ
リンタのブロック図である。

【図３４】この発明の１つの実施の形態における、ディ
ジタル画像プリンタを従来のネガ・プリンタに取り付け
た写真仕上げプリンタのブロック図である。

【図３５】複数の変調光源が協同して感光基板上に１つ
の画像を形成する露光領域を示す平面図である。

【符号の説明】

１２００ 露光領域 １２０２ 感光媒体 １２０６ 変調光源 １２１０ 処理方向 １３０２ 露光コントローラ １３１４ ディジタル位置指示器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム イー．ネルソン アメリカ合衆国 テキサス州ダラス，ボル ドー 4306 (72)発明者 ビート フリック スイス国 レゲンスドルフ，アルタルドシ ュトラーセ 70

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光媒体上のフルカラーの画素化された
   画像を露光する方法であって、 画素位置のアレーを含む感光媒体であって、該感光媒体
   が行期間毎に前記画素位置の１行を進むように該感光媒
   体が露光領域内を移動する、感光媒体を与え、 前記露光領域内の個別の変調領域のアレーに光線を選択
   的に与える変調光源であって、前記感光媒体が前記露光
   領域を移動するとき、前記露光領域内の前記個別の変調
   領域が前記露光領域内の前記画素位置に露光機会毎に一
   度対応し、前記変調光源内で動作可能な行数が露光機会
   の最大数を決定する、変調光源を与え、 該変調光源に与えられる画像データに基づいて前記変調
   光源を制御し、前記画像データが、少なくとも３原色毎
   に前記感光媒体上に形成される画像内の画素毎の光学濃
   度データを含み、前記制御するステップが、多数の露光
   機会に前記感光媒体を選択的に露光することを含み、前
   記選択的露光が、行時間の５０％を超えない期間行わ
   れ、少なくとも２つの前記露光期間の長さが非２進関係
   を有する、 感光媒体上のフルカラーの画素化された画像を露光する
   方法。
2. 【請求項２】 前記変調光源を与えるステップが、周期
   的に変わる色を有する変調光源を与えることを含む、請
   求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記制御するステップが、画素位置の１
   つの行から次の行への露光シーケンスを変える、請求項
   １記載の方法。
4. 【請求項４】 前記制御するステップが、行期間の２５
   ％を超えない最大露光期間を与える、請求項１記載の方
   法。
5. 【請求項５】 前記制御するステップが、少なくとも１
   ０ＬＳＢ期間の最小露光期間を与える、請求項１記載の
   方法。
6. 【請求項６】 前記制御するステップが、３色毎に少な
   くとも８４露光機会を与え、該８４露光機会が、１０Ｌ
   ＳＢの長さの１回の露光機会と、１１ＬＳＢの長さの５
   回の露光機会と、１８ＬＳＢの長さの４回の露光機会
   と、５６ＬＳＢの長さの７４回の露光機会とを含む、請
   求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 前記変調光源を与えるステップが、 経路に沿って光線を投影する光源を与え、 前記光線を濾波する前記光路上のカラーフィルタ装置を
   与え、 前記光路上に空間光変調器を与える、 請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】 前記変調光源を与えるステップが、経路
   に沿って光線を投影する少なくとも１個の固体光源を与
   える、請求項１記載の方法。
9. 【請求項９】 ディジタル写真プリンタであって、 露光領域内を感光媒体を進める輸送機構であって、前記
   感光媒体が画素位置のアレーを含み、前記感光媒体が行
   期間毎に前記画素位置の１行ずつ進むように前記感光媒
   体が前記露光領域内を移動する、輸送機構と、 前記露光領域内の個別の変調領域のアレーに光線を選択
   的に与える変調光源であって、前記感光媒体が前記露光
   領域内を移動するとき、前記露光領域内の前記個別の変
   調領域が前記露光領域内の前記画素位置に露光機会毎に
   一度対応し、前記変調光源で動作可能な行数が露光機会
   の最大数を決定する、変調光源と、 露光コントローラであって、該露光コントローラが、前
   記変調光源に与えられる画像データに基づいて前記変調
   光源を制御し、前記画像データが少なくとも３原色毎に
   前記感光媒体上に形成される画像内の画素毎の光学濃度
   データを含み、前記制御するステップが多数の露光機会
   に前記感光媒体を選択的に露光することを含み、前記選
   択的露光が行時間の５０％を超えない期間行われ、少な
   くとも２つの前記露光期間の長さが非２進関係を有す
   る、露光コントローラと、 を含む、ディジタル写真プリンタ。
10. 【請求項１０】 従来のネガ・プリンタを更に含み、該
    従来のネガ・プリンタが形成する写真のインデックス・
    プリントをプリントする、請求項９記載のディジタル写
    真プリンタ。