JP2002120400A

JP2002120400A - 画像記録方法及び装置

Info

Publication number: JP2002120400A
Application number: JP2000316622A
Authority: JP
Inventors: Katsuto Sumi; 克人角
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2002-04-23
Also published as: US20020044265A1; US6590632B2; EP1199880A3; EP1199880A2

Abstract

(57)【要約】【課題】二次元的に配列された光源群を用いた画像記録
において、記録画素サイズの増大を防ぎ、画像を移動さ
せるための複雑な信号処理回路をなくす。【解決手段】二次元的に配列された光源群により形成さ
れる二次元的画像を、光学系を介して、前記二次元的に
配列された光源群に対し相対的に移動する記録媒体上に
結像させる画像記録方法であって、前記二次元的に配列
された光源群からの光を偏向させて、前記記録媒体の移
動に合わせて、前記記録媒体上に結像した画像を移動さ
せ、少なくとも主走査方向について、前記画像が前記記
録媒体に対して相対的に静止する様にしたことを特徴と
する画像記録方法を提供することにより前記課題を解決
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像記録方法及び
装置の技術分野に属し、特に、例えば、デジタルマイク
ロミラーデバイス等の、二次元的に配列された光変調素
子を用いた画像記録方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種のプリンタ等で利用されているデジ
タルの画像露光系においては、レーザビームを主走査方
向に偏向すると共に、記録媒体と光学系とを主走査方向
と直交する副走査方向に相対的に移動することにより、
記録画像に応じて変調したレーザビームで記録媒体を二
次元的に露光する、いわゆるレーザビーム走査露光（ラ
スタスキャン）が主流である。

【０００３】これに対し、近年、ディスプレイやモニタ
等における表示手段として利用されている液晶ディスプ
レイ（以下、ＬＣＤとする。）やデジタルマイクロミラ
ーデバイス（以下、ＤＭＤとする。）等の二次元の空間
光変調素子を用いるデジタルの画像露光系が各種提案さ
れている。この露光系においては、基本的に、二次元の
空間光変調素子による表示画像を、記録媒体に結像する
ことにより、記録媒体を露光する。特に、ＤＭＤはＬＣ
Ｄに比して、変調速度（応答速度）が早く、しかも光の
利用効率も高いので、高速での露光に有利である。

【０００４】このような空間光変調素子を用いたデジタ
ル露光系が、例えば、ＵＳＰ５０４９９０１号あるい
は、ＥＰ０９９２３５０Ａ１号等に開示されている。こ
れらの公報に開示されたものはいずれも、ＤＭＤ等の空
間光変調素子上に画像信号で形成される画像を、記録媒
体上に結像し記録する画像記録装置に関するものであ
り、主走査移動する記録媒体の動きに合わせて、空間光
変調素子上の画像を移動させることにより、記録媒体上
の画像を静止させ、これにより、広がりを持った、小さ
くすることの困難な光源を用いて、小さな記録ビームを
得て高解像度の画像記録を可能にするものである。

【０００５】この従来の空間光変調素子を用いた画像記
録方法の原理を図３を参照して説明する。図３（ａ）に
示すように、光が空間光変調素子９０に当たり、ミラー
９０ａによって反射され、反射された光はレンズ９２等
の光学系を介して記録媒体９４上に結像する。いま、記
録媒体９４は、図中矢印で示すように一定の速度で移動
しているとする。図３（ａ）においては、ミラー９０ａ
のみがオンで、ミラー９０ｂ、９０ｃはオフとなってお
り、ミラー９０ａによって反射された光のみが記録媒体
９４に画像を結像するようになっている。

【０００６】次に、図３（ｂ）のように、記録媒体９４
が少し移動すると、それに合わせて空間光変調素子９０
の方も、ミラー９０ａがオフになり、代わりにミラー９
０ｂのみがオンとなって、ミラー９０ｂによって反射さ
れた光が記録媒体９４上の図３（ａ）と同一の点を露光
する。さらに、図３（ｃ）のように、記録媒体９４が移
動すると、これに合わせて空間光変調素子９０側は、ミ
ラー９０ｃのみをオンとして、記録媒体９４上の同一の
位置に画像を結像する。このように、図示例の場合、空
間光変調素子９０は、ミラー９０ａ、９０ｂ、９０ｃへ
と画像信号を３回変更して、各ミラーにより３回露光す
るように制御し、記録媒体９４の動きに同期させて、画
像を移動させ、記録媒体９４上で画像を静止させるよう
にする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、空間光変調素子上の画像を移動させることに
より記録媒体上の画像を静止させるにあたり、連続的に
移動する記録媒体に対して、ＤＭＤ等のアレイ状の、離
散的な変調素子を用いて画像を移動させているために、
変調素子上を移動する画像は不連続となり、記録媒体上
で１画素ピッチ分引きずったものとなり、結果として、
ＤＭＤ１画素より大きな画像が結像されてしまい、記録
画素サイズの増大という問題がある。また、記録媒体上
の画像を静止させるために、空間光変調素子上の画像を
移動させる必要があるため、画像を移動させるための複
雑な信号処理回路が必要であるという問題もある。

【０００８】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たものであり、二次元的に配列された光変調素子を用い
た画像記録において、画素サイズの増大という問題を解
消し、また、複雑な信号処理回路を必要とせずに、広が
りを持った光源を用いて高解像度の画像記録を可能とす
る画像記録方法及び装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第一の態様は、二次元的に配列された光源
群により形成される二次元的画像を、光学系を介して、
前記二次元的に配列された光源群に対し相対的に移動す
る記録媒体上に結像させる画像記録方法であって、前記
二次元的に配列された光源群からの光を偏向させて、前
記記録媒体の移動に合わせて、前記記録媒体上に結像し
た画像を移動させ、少なくとも主走査方向について、前
記画像が前記記録媒体に対して相対的に静止する様にし
たことを特徴とする画像記録方法を提供する。

【００１０】また、前記二次元的に配列された光源群
が、照明光束により照射される二次元空間光変調素子で
生成されたものであることが好ましい。

【００１１】また、同様に前記課題を解決するために、
本発明の第二の態様は、二次元的に配列された光源群
と、前記二次元的に配列された光源群に対し相対的に移
動する記録媒体と、前記二次元的に配列された光源群に
よって形成される画像を前記記録媒体上に結像する光学
系とを有する画像記録装置であって、前記光学系が、前
記二次元的に配列された光源群からの光を偏向する光偏
向器を備え、該光偏向器によって前記光を偏向すること
により、前記記録媒体の移動に合わせて前記記録媒体上
に結像した画像を移動させ、少なくとも主走査方向につ
いて、前記画像が前記記録媒体に対して相対的に静止す
る様にしたことを特徴とする画像記録装置を提供する。

【００１２】また、前記二次元的に配列された光源群
が、照明光束により照射される二次元空間光変調素子で
生成されたものであることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像記録方法
及び装置について、添付の図面に示される好適実施形態
を基に、詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る画像記録装置の一実
施形態の概略構成を示す斜視図である。図示例の画像記
録装置１０は、二次元的に配列された光源群として、照
明光束によって照射される二次元空間光変調素子である
ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）で生成され
た反射光点列と、いわゆるエクスターナルドラム（外面
ドラム）を用いて記録媒体を２次元的に走査露光して画
像を記録する装置である。

【００１５】図１において、画像記録装置１０は、光源
（図示省略）と、光源から射出される照明光を受けるＤ
ＭＤ１２と、コリメータレンズ（光コリメータ）１４
と、光偏向器（デフレクタ）１６と、フォーカシングレ
ンズ１８と、副走査駆動系２０と、エクスターナルドラ
ム（アウタードラム）２２（以下、単にドラム２２とす
る。）を有している。また、ドラム２２の外面には記録
媒体２４が巻き付けられている。

【００１６】図示は省略したが、光源としては充分な光
量の光を射出できるものであれば、対象となる記録媒体
の分光感度に応じた各種の光源が利用可能である。例え
ば、記録媒体として可視光や紫外光に感度をもつ製版用
フィルムやコンベショナルＰＳ版であれば、超高圧水銀
灯やメタルハライドランプ等を用いればよい。また、赤
外光に感度を持つヒートモードプレートに対しては、赤
外のBroad area Laser Diode等を用いればよい。その他
に、ＬＥＤ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等も記録
媒体にあわせて用いることができる。

【００１７】ＤＭＤ１２は、所定の回転軸を中心に所定
角度回転（揺動）可能な矩形のマイクロミラーを、二次
元的に配列してなる二次元空間光変調素子で、静電的に
マイクロミラーを回転することにより、各マイクロミラ
ー（＝画素）毎に露光をオン／オフして、光を変調す
る。このようなＤＭＤ１２は、半導体装置の製造プロセ
スを応用したマイクロマシン技術によってシリコンチッ
プ上に作成される。図示例の画像記録装置１０において
は、例えば、画素間隔が１７μｍで、１０２４画素×１
２８０画素のＤＭＤ１２を用いている。また、後述する
ドラム２２の回転方向（図中矢印Ｔで示す。）とＤＭＤ
１２の１０２４画素の画素列方向とが光学的に一致し
（以下、図中矢印Ｍで示すこの方向を主走査方向とす
る。）、かつ、ドラム２２の軸線方向と同１２８０画素
の画素列方向とが光学的に一致（同、図中矢印Ｓで示す
この方向を副走査方向とする。）するように、各部材が
配置される。

【００１８】なお、本発明で用いられる二次元的に配列
された空間光変調素子としては、図示例のようなＤＭＤ
１２には限定されず、この他、液晶タイプ、ＰＬＺＴタ
イプ、ＥＯタイプ、ＡＯタイプ等が各種利用可能であ
る。ただし、中でも、変調速度や光の利用効率等の点
で、ＤＭＤが最も好ましい。また、二次元アレイ状光源
として、二次元的に発光点が並んだ面発光レーザやＬＥ
Ｄアレイ等を用いることができる。

【００１９】コリメータレンズ１４は、ＤＭＤ１２によ
って反射された光を平行光として、光偏向器１６に入射
させるものである。光偏向器１６は、コリメータレンズ
１４を介して入射された光を、ドラム２２の回転に合わ
せて主走査方向Ｍに偏向するものである。すなわち、光
偏向器１６は、図１では図示を省略した駆動手段（光偏
向器ドライバ）によって駆動され、ドラム２２の回転に
合わせて光の向きを変えるようにし、ドラム２２が回転
しても、１コマの画像データが記録媒体２４の同じ位置
に結像されるようにするものである。光偏向器１６とし
ては、ガルバノスキャナ、ポリゴナルミラー、ピエゾシ
ステムあるいはレンズをシフトするもの等様々なもの
（コリメータレンズ１４とフォーカシングレンズ１８の
シフトも含む）が好適に例示される。また、フォーカシ
ングレンズ１８は、光偏向器１６で偏向された光をドラ
ム２２に巻き付けられた記録媒体２４上の所定の位置に
結像させるものである。

【００２０】ＤＭＤ１２によって反射された光は最終的
にドラム２２の表面に保持された記録媒体２４の表面に
結像する。記録媒体２４としては、例えば、光モード感
材や熱モード感材等が例示される。また、記録媒体に
は、特に限定はなく、フィルムやプレートでもよい。
（エクスターナル）ドラム２２は、外側面に記録媒体２
４を保持して、軸線を中心として、図に矢印Ｔで示す方
向に回転する円筒である。光源からＤＭＤ１２、コリメ
ータレンズ１４、光偏向器１６、フォーカシングレンズ
１８に至る光学系は、一体的にユニット化されており、
副走査駆動系２０により、副走査方向（図中矢印Ｓ方
向）に所定速度で移動するように構成されている。

【００２１】また、図２に、本実施形態に係る画像記録
装置１０の記録タイミング制御のブロック図を示す。図
２は、図１に示した構成に対して、各構成要素を制御す
る制御系を追加して示したものである。図２に示すよう
に、光源１１、ＤＭＤ１２、光偏向器１６（図２では、
コリメータレンズ１４、フォーカシングレンズ１８は図
示省略）等の光学系は、副走査駆動系（副走査ユニッ
ト）２０上に、一体化して構成され、副走査方向Ｓに所
定速度で移動するようになっている。

【００２２】前述したように、光偏向器１６は、ＤＭＤ
１２によって反射（変調）された光を、ドラム２２の回
転に合わせて、主走査方向Ｍに偏向するものであるが、
そのタイミングを制御するために、主走査位置検出器２
６がドラム２２に設けられている。この主走査位置検出
器２６としては、例えば、ドラム２２の回転位置を検出
するロータリーエンコーダを用いることができる。副走
査駆動系２０には、副走査位置を検出する副走査位置検
出器２８が設けられている。

【００２３】また、ＤＭＤ１２には、その制御パターン
を切り換えて、１コマ毎の画像データをＤＭＤ１２に送
る変調信号発生器３０が設けられている。変調信号発生
器３０には、画像信号が入力され、主走査位置検出器２
６及び副走査位置検出器２８からの検出信号に基づい
て、ＤＭＤ１２に送る画像信号が切り換えられる。ま
た、光偏向器１６には、これを駆動する光偏向器ドライ
バ３２が設けられている。光偏向器ドライバ３２は、主
走査位置検出器２６の検出信号に基づいて、光偏向器１
６を駆動し、ＤＭＤ１２によって反射された光を、ドラ
ム２２の回転に合わせて、主走査方向に偏向する。

【００２４】以下、図２に基づいて、本実施形態の画像
記録装置１０の作用を説明する。本実施形態では、１つ
の画像（１枚の記録媒体に記録される画像全体）を記録
するのに、この画像全体を小部分に分割し、この小部分
をここでは１コマということにする。この１コマの大き
さは、ＤＭＤ１２によって担持し得る画素数によって決
まる。前述したように、本実施形態のＤＭＤ１２は、１
０２４画素×１２８０画素であり、この場合、これが１
コマのサイズとなる。

【００２５】画像記録にあたり、まず最初の画像中の１
コマの画像信号が変調信号発生器３０よりＤＭＤ１２に
送られ、このデータに応じてＤＭＤ１２の各マイクロミ
ラーのオン／オフが制御される。ここに光源１１からの
照明光が当たると、前記画像信号によって表される１コ
マの画像データを担持する記録光が得られる。この光
を、コリメータレンズ１４、光偏向器１６、フォーカシ
ングレンズ１８等の光学系を介して、回転するドラム２
２の表面に保持された記録媒体２４上に結像させる。

【００２６】ドラム２２は、図中矢印Ｔで示した方向に
一定の速度で回転している。この速度に合わせて、光偏
向器ドライバ３２により光偏向器１６を駆動して、光を
主走査方向Ｍとは逆方向に偏向して、記録媒体２４上に
結像している１コマの画像が流れることなく、記録媒体
２４上で静止しているようにする。そして、ドラム２２
が、１コマ分すなわち主走査方向とは逆方向に１０２４
画素分、あるいはそれ未満の画素数分回転する間、この
１コマの画像の記録（露光）を行う。このように、本実
施形態の画像記録装置による画像記録方法は、ドラム２
２の動きと同期を取りながら、記録媒体２４上に結像さ
れるべき画像を移動して、記録媒体２４上において画像
を静止させて画像露光を行うものであり、いわば追随走
査露光とでも言うべきものである。

【００２７】主走査位置検出器２６が、ドラム２２が１
コマ分あるいはそれ未満回転したことを検出したら、光
偏向器１６を元の位置に戻し、この間ＤＭＤ１２をオフ
にして次の１コマの画像信号を、変調信号発生器３０か
らＤＭＤ１２に送り、ＤＭＤ１２の画像信号を変更する
ようにする。そして、最初の１コマと同様に、ドラム２
２が１コマ分あるいはそれ未満回転する間、この１コマ
の画像の記録を行い、以下同様に繰り返す。そして、ド
ラム一周分画像の記録が終了したら、副走査駆動系２０
により、副走査方向に１コマ分移動し、同様に画像記録
を行う。このように、本実施形態の画像記録方法におい
ては、連続的に移動する（回転する）記録媒体２４に対
して、結像する画像も、この動きに同期して連続的に移
動するようにしているため、画像が流れることにより記
録画素サイズが増大するということがない。また、本実
施形態では、光偏向器１６によって、ドラム２２の回転
に合わせて光を偏向して、画像を移動させるようにして
いるため、従来のように画像を移動させるための複雑な
信号処理回路を必要としない。

【００２８】さらに、１コマ分（１０２４画素×１２８
０画素）の画像を記録している間は、ＤＭＤ１２は、そ
の１コマ分の画像データを担持しており、１コマ分の画
像を記録する際、１回だけ画像信号を変更すればよい。
このとき従来の方法では、主走査方向の画素数を１０２
４画素とすれば、１０２４回画像信号の変更が必要とさ
れる。従って、本実施形態によれば、１０２４倍（一般
には、主走査方向の画素数をＮ画素とするとＮ倍）制限
が緩くなる。すなわち、１０２４倍（一般には、Ｎ倍）
高速に記録することが可能となり、生産性が向上する。
なお、本実施形態では、ＤＭＤ（二次元的に配列された
空間光変調素子）と記録媒体との相対的移動を生成する
方式として、エクスターナルドラムを用いた外面走査方
式としたが、これに限定されるものではなく、この他、
ドラムの内面側に記録媒体を保持して画像記録を行う内
面走査方式や平面状の記録媒体に記録する平面走査方式
でもよい。

【００２９】また、上述した本実施形態では、照明光源
から射出された光を、二次元的に配列された、例えばＤ
ＭＤ等の空間光変調素子により変調したが、この組み合
わせの代わりに、二次元アレイ状光源、面発光レーザあ
るいはＬＥＤアレイ等を用いるようにしてもよい。ま
た、これらの他に、ハロゲンランプ等の白色光源とカラ
ーフィルタを組み合わせたものを照明光源としてこれと
空間光変調素子とを組み合わせてもよい。また、１画素
内で濃度を変えるようにして、１画素内を変調し、階調
を出したり、あるいは記録媒体上の１コマの画像の濃度
を均一化する様にしてもよい。

【００３０】以上、本発明の画像記録方法及び装置につ
いて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の
改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、移
動する記録媒体に対して相対的に記録画像を静止させる
ようにしたため、記録画素サイズが増大するということ
もなく、また、画像を移動させるための複雑な信号処理
回路を必要としないという優れた効果を有する。また、
二次元空間光変調素子とこれを照射する光源の系では、
広がりを持つ光源を用いて高解像度の画像記録が可能で
あり、さらに、二次元的に配列された光源群に送る画像
信号を変更する回数が少なく、生産性が向上するという
効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像記録装置の一実施形態の概
略構成を示す斜視図である。

【図２】本実施形態に係る画像記録装置の記録タイミ
ング制御を示すブロック図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来の空間光変
調素子を用いた画像記録方法の原理を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０画像記録装置１１光源１２ＤＭＤ１４コリメータレンズ１６光偏向器１８フォーカシングレンズ２０副走査駆動系２２エクスターナルドラム２４記録媒体２６主走査位置検出器２８副走査位置検出器３０変調信号発生器３２光偏向器ドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次元的に配列された光源群により形成さ
れる二次元的画像を、光学系を介して、前記二次元的に
配列された光源群に対し相対的に移動する記録媒体上に
結像させる画像記録方法であって、前記二次元的に配列された光源群からの光を偏向させ
て、前記記録媒体の移動に合わせて、前記記録媒体上に
結像した画像を移動させ、少なくとも主走査方向につい
て、前記画像が前記記録媒体に対して相対的に静止する
様にしたことを特徴とする画像記録方法。
【請求項２】前記二次元的に配列された光源群が、照明
光束により照射される二次元空間光変調素子で生成され
たものである請求項１に記載の画像記録方法。
【請求項３】二次元的に配列された光源群と、前記二次
元的に配列された光源群に対し相対的に移動する記録媒
体と、前記二次元的に配列された光源群によって形成さ
れる画像を前記記録媒体上に結像する光学系とを有する
画像記録装置であって、前記光学系が、前記二次元的に配列された光源群からの
光を偏向する光偏向器を備え、該光偏向器によって前記
光を偏向することにより、前記記録媒体の移動に合わせ
て前記記録媒体上に結像した画像を移動させ、少なくと
も主走査方向について、前記画像が前記記録媒体に対し
て相対的に静止する様にしたことを特徴とする画像記録
装置。
【請求項４】前記二次元的に配列された光源群が、照明
光束により照射される二次元空間光変調素子で生成され
たものである請求項３に記載の画像記録装置。