JP2004050483A

JP2004050483A - 画像露光装置および画像露光方法

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Publication number: JP2004050483A
Application number: JP2002208125A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sunakawa; 砂川　寛; Katsuto Sumi; 角　克人; Daisuke Nakatani; 中谷　大輔
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】レンズ光学系の歪曲収差による画像の歪みがなく高画質な画像を記録する、広がりを持った光源を用いて高解像度の画像記録を行なう画像露光装置および画像露光方法を提供する。
【解決手段】ＤＭＤ１２によって形成される画像を、ＤＭＤ１２に対して相対的に移動する記録媒体２４上に結像させて記録媒体２４を露光する際、前記画像を担持する光をコリメートレンズ光学系１４、光偏向器１６およびフォーカシングレンズ光学系１８を用いて画像を移動させる。その際、コリメートレンズ光学系１４とフォーカシングレンズ光学系１８の歪曲収差の特性をｆ・ｔａｎθ特性とするとともに、歪曲収差特性による画像の歪みが生じないように、上記ｆ・ｔａｎθ特性に応じて、ＤＭＤ１２によって形成される画像について、光偏向器１６の偏向方向と直交する方向の画素列毎に、偏向方向と直交する方向の補正を行なう。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コリメートレンズ光学系とフォーカシングレンズ光学系と光偏向器とを用いて記録媒体上に画像を結像させて露光する画像露光装置および画像露光方法に関し、特に、マイクロミラーデバイス等の二次元空間光変調素子を用いた画像露光装置および画像露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種プリンタ等で利用されているデジタル露光光学系においては、レーザビームを主走査方向に偏向するとともに、記録媒体を光学系に対して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（ラスタースキャン）が主流である。
【０００３】
これに対して、近年、ディスプレイやモニタ等の表示手段として用いられ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）等の二次元空間光変調素子を用いたデジタル露光光学系が種々提案されている。このデジタル露光光学系では、二次元空間光変調素子により形成される画像をコリメートレンズ光学系とフォーカシングレンズ光学系を介して記録媒体上に結像することにより、記録媒体を露光する。
特に、ＤＭＤは、応答速度がＬＣＤに比べて１０００倍程度速く、光の利用効率も高いので、画像の高速露光に有利である。
【０００４】
例えば、ＵＳＰ５０４９９０１号では、空間光変調素子で形成された像を記録媒体である感光材面上に結像するシステムが提案されている。それによると、平面状の感光材を搬送させながら、その搬送に同期させてＤＭＤの像を走査させることにより、多重露光を行なっている。
【０００５】
ここで、上記空間光変調素子を用いたシステムの原理を図７（ａ）〜（ｃ）を参照して説明すると、まず、図７（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７（ａ）においては、ミラー９０ａのみがオン状態となり、ミラー９０ｂ、９０ｃはオフ状態となっており、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７（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がオフ状態になり、代わりにミラー９０ｂのみがオン状態となって、ミラー９０ｂによって反射された光が記録媒体９４上の図７（ａ）と同一の点を露光する。
さらに、図７（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のみをオン状態として、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へと画像データを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際、連続的に移動する記録媒体に対して、ＤＭＤ等のアレイ状の、離散的な空間光変調素子を用いて画像を移動させているために、空間光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。
【０００８】
また、上記システムは、空間光変調素子と記録媒体との間に配したコリメートレンズ光学系およびフォーカシングレンズ光学系等のレンズ光学系を配して感光材料上に空間光変調素子で形成された像を結像させ、しかも記録媒体９４の動きに同期させて移動させるため、光学系の持つレンズの歪曲収差の収差特性によって結像された画像が歪み画素位置がずれるといった問題がある。
【０００９】
一般に、光学系の歪曲収差による画像の歪みとは、例えば、図８（ａ）に示すように、露光される画像が矩形枠とその中のドットＡで構成されている場合、歪曲収差が糸巻形の時、図８（ｂ）に示すように、記録媒体に結像される矩形枠は糸巻形に歪み、ドットＡはドットＡ’となり、ドットＡ’の位置は、歪曲収差がない場合のドットＡの位置（破線のドットＡ）から外側方向に移動する。また、歪曲収差が樽形の時、図８（ｃ）に示すように、記録媒体に結像される矩形枠は樽形に歪み、ドットＡはドットＡ’’となり、ドットＡ’’の位置は、歪曲収差がない場合のドットＡの位置（破線のドットＡ）から矩形枠の中心方向に移動する。
【００１０】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すような多重露光の場合、多重露光中、露光すべき画像の画素が歪曲収差によって記録媒体上で変動するため、露光すべき画素のスポット径が大きくなって画像がぼけるといった問題が生じる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記記録画素サイズの増大という問題および、光学系の歪曲収差特性による画像のぼけの問題を解消し、広がりを持った光源を用いて高解像度の画像記録を行なうことができ、レンズ光学系の歪曲収差による画像の歪みがなく高画質な画像を露光記録することのできる画像露光装置および画像露光方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、画像を担持する光を生成して画像を形成する、二次元的に配列された光源群と、
前記光源群により生成された光を平行光とする、歪曲収差の特性がｆ・ｔａｎθ特性であるコリメートレンズ光学系と、
前記光源群に対して相対的に移動する記録媒体上に前記平行光の担持する画像を結像して記録媒体を露光する、歪曲収差の特性がｆ・ｔａｎθ特性であるフォーカシングレンズ光学系と、
前記コリメートレンズ光学系と前記フォーカシングレンズ光学系との間の前記平行光の光路中に配され、前記記録媒体の移動に応じて前記平行光を偏向することによって、前記記録媒体の移動に応じて前記記録媒体上に結像する画像を移動させる光偏向器と、
前記記録媒体上に結像される画像に前記歪曲収差による歪みが発生しないように、前記光源群により画像が形成される前に、この画像について、前記光偏向器の偏向方向と直交する方向の画素列毎に、この画素配列方向の歪みの補正を予め行なう補正手段とを有することを特徴とする画像露光装置を提供する。
【００１３】
ここで、前記二次元的に配列された光源群は、照明光束により照射される二次元空間光変調素子によって形成されるのが好ましく、前記二次元空間光変調素子は、デジタルマイクロミラーアレイであるデジタルマイクロミラーデバイスであるのがより好ましい。
【００１４】
また、前記補正手段は、さらに、前記光偏向器によって前記平行光を偏向させながら前記記録媒体を露光する際、前記記録媒体上に結像する画像の画素配列が等ピッチとなるように、前記光源群により画像が形成される前にこの画像について、予め、前記光偏向器の偏向角度および前記ｆ・ｔａｎθ特性に応じて補正するのが好ましい。
また、前記光偏向器は、前記記録媒体上で結像される画像が前記記録媒体に対して静止するように、前記平行光を前記記録媒体の移動に応じて偏向するのが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、二次元的に配列された光源群の生成する光によって形成される画像を、前記光源群に対して相対的に移動する記録媒体上に結像させて記録媒体を露光する際、前記画像を担持する光をコリメートレンズ光学系により平行光とし、この平行光を前記記録媒体の移動に応じて偏向し、この偏向した平行光の担持する画像をフォーカシングレンズ光学系により前記記録媒体上に結像させる画像露光方法であって、
前記コリメートレンズ光学系と前記フォーカシングレンズ光学系として歪曲収差の特性がｆ・ｔａｎθ特性である光学系を配し、
前記記録媒体上に結像される画像に前記歪曲収差による歪みが発生しないように、前記光源群が画像を形成する前に、この画像について、前記光偏向器の偏向方向と直交する方向の画素列毎に、この画素配列方向の歪みの補正を予め行なうことを特徴とする画像露光方法を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像露光装置および画像露光方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の画像露光方法を実施する、本発明の画像露光装置の一例である画像露光装置１０の概略の斜視図であり、図２は、画像露光装置１０の概略の構成を示すブロック図である。
画像露光装置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二次元的に走査露光して画像を記録する装置である。
【００１８】
図１において、画像露光装置１０は、光源（図示省略）と、光源から射出される照明光束を受けるＤＭＤ１２と、コリメートレンズ光学系１４と、光偏向器（デフレクタ）１６と、フォーカシングレンズ光学系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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、各マイクロミラー毎に露光をオン／オフして光を変調し、画像を担持する光を生成する光源群を形成する。つまり、ＤＭＤ１２の各マイクロミラーが、形成される画像の画素に対応し、各マイクロミラーの配置間隔が、光源群によって形成される画像の画素ピッチに対応する。従って、ＤＭＤ１２を構成するマイクロミラーはＤＭＤ１２のミラー配列面上の画素ということができる。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。
図示例の画像露光装置１０においては、例えば、画素ピッチが１７μｍで、１０２４画素×１２８０画素のＤＭＤ１２を用いる。また、後述するドラム２２の回転方向（図中矢印Ｔで示す。）と記録媒体２４上に結像する１０２４画素の画素列方向とが光学的に略一致し（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の回転軸方向と記録媒体２４上に結像する１２８０画素の画素列方向とが光学的に略一致（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。
【００２１】
なお、本発明で用いられる二次元空間光変調素子としては、図示例のようなＤＭＤ１２には限定されず、この他、液晶タイプ、ＰＬＺＴタイプ、ＥＯタイプ、ＡＯタイプや反射−回折型素子（ＧＬＶ（Ｇｒａｔｉｎｇ　Ｌｉｇｈｔ　Ｖａｌｖｅ））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、二次元的に配列された光源群として、二次元的に発光点が並んだ面発光レーザやＬＥＤアレイ等を用いることができる。
【００２２】
コリメートレンズ光学系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、コリメートレンズ光学系１４を介して入射された光を、ドラム２２の回転に応じて主走査方向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の回転に応じて光の向きを変えるようにし、ドラム２２が回転しても、画像が記録媒体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、ピエゾシステム等様々なものが好適に例示される。
また、フォーカシングレンズ光学系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上に結像させ、記録媒体２４を露光させるものである。
【００２３】
ここで、ＤＭＤ１２がコリメートレンズ光学系１４の焦点位置に配されるように、コリメートレンズ光学系１４が配され、記録媒体２４の露光部分がフォーカシングレンズ光学系１８の焦点位置に配されるように、フォーカシングレンズ光学系１８が配されて、記録媒体２４上に画像が結像するように構成されている。さらに、図３（ａ）に示すように、光偏向器１６の偏向角がα＝０°において、コリーメートレンズ光学系１４の光軸Ｏを通過する光はフォーカシングレンズ光学系１８の光軸Ｏ’を通過するように、コリメートレンズ光学系１４、光偏向器１６およびフォーカシングレンズ光学系１８が配される。さらに、コリメートレンズ光学系１４とフォーカシングレンズ光学系１８は、ともにｆ・ｔａｎθ特性を有する。この点については後述する。
【００２４】
ＤＭＤ１２によって反射された平行光は最終的にドラム２２の表面に保持された記録媒体２４上に結像する。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２４を保持して、ドラム回転軸を中心として、図に矢印Ｔで示す方向に回転する円筒状ドラムである。
光源からＤＭＤ１２、コリメートレンズ光学系１４、光偏向器１６、フォーカシングレンズ光学系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。
【００２５】
前述したように、光偏向器１６は、ＤＭＤ１２によって反射（変調）された平行光を、ドラム２２の回転に応じて、主走査方向Ｍに偏向するものであるが、この偏向のタイミングを制御するために、主走査位置検出器２６（図２参照）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（図２参照）が設けられている。
【００２６】
また、ＤＭＤ１２には、画像の変調信号をＤＭＤ１２に送る変調信号発生器３０が接続され、変調信号発生器３０には、記録媒体２４上に結像された画像に、コリメートレンズ光学系１４およびフォーカシングレンズ光学系１８の歪曲収差によって歪みが生じないように、ＤＭＤ１２により形成される画像に前もって補正する（前補正する）画像補正処理装置３１が接続されている。
変調信号発生器３０には、画像補正処理装置３１で前補正された画像の画像データが入力され、主走査位置検出器２６及び副走査位置検出器２８からの検出信号に基づいて、ＤＭＤ１２に送る変調信号が生成される。
また、光偏向器１６には、光偏向器１６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１６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。
【００２７】
上述したように、コリメートレンズ光学系１４の光軸Ｏを通る平行光は、偏向角度α＝０°において光偏向器１６によって反射されてフォーカシングレンズ光学系１８の光軸Ｏ’を通る。しかも、コリメートレンズ光学系１４とフォーカシングレンズ光学系１８はともにｆ・ｔａｎθ特性を有している。
従って、偏向角度α＝０°の場合、ＤＭＤ１２によって形成される画像は、コリメートレンズ光学系１４の焦点距離ｆ_１とフォーカシングレンズ光学系１８の焦点距離ｆ_２との比率によって光学倍率が定まり、ＤＭＤ１２によって形成される画像に相似の画像が記録媒体２４上に結像される。
【００２８】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、光軸Ｏから距離ｙ_１離れた位置に主光線を有する光は、コリメートレンズ光学系１４によって光軸Ｏと角度θ_１で傾斜するように屈折し、偏向角度α＝０°にある光偏向器１６で反射され、フォーカシングレンズ光学系１８を通過して、光軸Ｏ’から距離ｙ_１’（＝ｆ_２／ｆ_１×ｙ_１）離れた記録媒体２４上の位置に集束する。従って、ＤＭＤ１２によって形成される画像は、光学倍率ｆ_２／ｆ_１によって一様に拡縮されて記録媒体２４上に、ＤＭＤ１２で形成された画像に相似の画像が結像される。
【００２９】
しかし、光偏向器１６の偏向角度αがα≠０°の場合、光軸Ｏから距離ｙ_１離れた位置に主光線を有する光はコリメートレンズ光学系１４を通過して光偏向器１６に入射する際、光軸Ｏに対して角度θ_１を有する平行光となるものの、光偏向器１６で反射された平行光は、光軸Ｏ’に対して角度（θ_１＋２・α）の傾斜角度を持つので、フォーカシングレンズ光学系１８を通過した光は光学Ｏ’から距離ｆ_２ｔａｎ（θ_１＋２・α）離れた記録媒体２４上の位置に集束し、もはや、距離ｙ_１に光学倍率を掛けた位置に集束しない。従って、記録媒体２４上には、ＤＭＤ１２で形成される画像に相似の画像が結像されない。
【００３０】
しかし、コリメートレンズ光学系１４およびフォーカシングレンズ光学系１８がｆ・ｔａｎθ特性を有する場合、図４に示すように、光偏向器１６の偏向角度αがα≠０°であっても、光偏向器１６の偏向方向と直交する方向（図４中ｘ方向）の直線は、歪曲収差による歪みを受けても直線を維持する。すなわち、図４に示すように、偏向角度α＝０°において偏向方向と直交する方向の直線Ｌは、直線Ｌ_＋’あるいは直線Ｌ₋’となる。
一方、図５に示すように、コリメートレンズ光学系１４およびフォーカシングレンズ光学系１８がｆ・θ特性を有する場合、直線Ｌは、偏向角度αによって曲線Ｌ_＋’’あるいは曲線Ｌ₋’’となり、直線Ｌは歪む。
【００３１】
本発明は、コリメートレンズ光学系１４およびフォーカシングレンズ光学系１８がｆ・ｔａｎθ特性を有することから上記特徴を利用して、歪曲収差による画像の歪みの前補正を効率よく行なうものである。
すなわち、画像補正処理装置３１は、記録媒体２４の露光記録すべき画像の画像データから、偏向方向と直交する方向の画素列毎の画像データを取り出して、偏向方向と直交する方向の歪曲収差による画像の歪みの前補正を行なう。例えば、図６に示すように画像Ｂを記録媒体２４上に結像させて露光すべき画像とする場合、偏向角度αに対するｆ・ｔａｎθ特性の歪曲収差による画像の歪みが予め判っているので、光偏向器１６で偏向した時に記録媒体２４に結像する画像に歪曲収差による画像の歪みが生じないように、歪曲収差による画像の歪みと逆の歪みを持った画像Ｂ’を、画像Ｂの前補正された画像として作成し、この画像Ｂ’をＤＭＤ１２の光により担持される画像とする。
【００３２】
ここで、画像補正処理装置３１において行なわれる、画像Ｂの画像データから画像Ｂ’の画像データを作成する前補正は、偏向方向と直交する方向（ｘ方向）の直線を維持するので、ｘ方向の画素配列の画像データをラインメモリーから１ラインずつ読み出して、画素配列毎に画素配列方向であるｘ方向の補正を行なうだけでよい。すなわち、ｘ方向の画素配列の画像データを読み出して、ｆ・ｔａｎθ特性に基づく歪曲収差による歪み考慮して、ｘ方向の拡縮を行なうことで前補正を行なう。勿論、この場合の拡縮は、画素位置によって拡縮倍率が異なる。そして、前処理後の画像データは、ラインメモリーの１ラインに書き込まれる。すなわち、前補正の処理は、ｘ方向の画素配列の画像データの書き換えで済む。
【００３３】
一方、コリメートレンズ光学系１４およびフォーカシングレンズ光学系１８がｆ・θ特性等、ｆ・ｔａｎθ特性でない場合、図５に示すように、偏向方向と直交する方向（ｘ方向）の直線が偏向角度と歪曲収差特性との作用によって曲線となるので、画像の前補正を行なう場合、ｘ方向の画素配列の画像データをラインメモリから１ラインずつ読み出して、処理後の画像データを、曲線に対応する複数のラインメモリーに書き込まなければならない。しかも、書き込むべきラインメモリーは、前補正した曲線の変形の程度、さらには、偏向角度αによって様々に変わる。従って、前補正により作成された画像データのラインメモリーへの書き込みは、きわめて複雑かつ困難となる。また、画像補正処理装置３１を回路で構成する際の回路構成も複雑となる。
【００３４】
このように、コリメートレンズ光学系１４とフォーカシングレンズ光学系１８はｆ・ｔａｎθ特性を有するので、画像の前補正で作成された画像データのラインメモリーへの書き込みはライン毎に行なわれ、すなわち、ライン毎の書き換えだけで済むので、前補正の処理効率は向上する。
【００３５】
また、画像補正処理装置３１は、光偏向器１６によって平行光を偏向させながら記録媒体２４を露光する際、記録媒体２４上に結像する画像の画素配列が等ピッチとなるように、光偏向器１６の偏向角度αに応じて、ＤＭＤ１２によって形成する画像の等ピッチ補正をｆ・ｔａｎθ特性に従って行なう。
ｆ・ｔａｎθ特性は、図３（ｂ）に示されるように、光軸Ｏ’に対する傾斜角度θに対して非線形の特性（ｔａｎθ）を有するので、露光中、光偏向器１６の偏向角度αの変化に対して、画像の結像位置は非線形的に変化する。従って、光偏向器１６の偏向によって結像される画像の画素位置は微妙に変動する。そのため、画像補正処理装置３１は、予め、この結像位置の変化を考慮して、ＤＭＤ１２によって形成する画像の補正を偏向角度αおよびｆ・ｔａｎθ特性に従って行なう。すなわち、光偏向器１６で偏向させながら画像を記録媒体２４にあわせて移動させて露光する際に、例えば、偏向角度α＝０°等のような所定の偏向角度で結像された画像の記録媒体２４上の等ピッチの画素位置が、偏向角度によってずれないように、光偏向器１６の偏向角度αに応じて、ＤＭＤ１２によって形成する画像をわずかに縮小して露光する。これによって、光の集束位置が傾斜角度θに対して非線形の特性であるｆ・ｔａｎθ特性であっても、記録媒体２４上に結像される画像の画素配列を等ピッチとすることができる。勿論この場合の補正も、偏向方向と直交する方向の画素配列の画像データ毎に、すなわち、ライン毎のラインメモリーの書き換えを行なうことができる。
【００３６】
画像露光装置１０は以上のように構成される。
なお、画像露光装置１０の光偏向器１６は、記録媒体２４の移動に応じて平行光を偏向することによって、記録媒体２４の移動に画像を追随させて、記録媒体２４上で結像される画像を記録媒体２４に対して静止させる、いわゆる、画像の追随走査方式であるが、本発明においては、記録媒体２４上で結像される画像を記録媒体２４に対して、記録媒体２４の移動速度より小さな一定速度で記録媒体２４上を移動させながら、露光記録を行なう走査方式であってもよい。この場合、光偏向器１６の偏向角度αに応じてｆ・ｔａｎθ特性に従って行なう上記等ピッチ補正を併用することで、高精度の画像露光を行なうことができる。
【００３７】
次に、画像露光装置１０の作用を説明する。
本実施形態では、１枚の記録媒体に記録される画像全体を露光して記録するのに、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コマの画像ということにする。この１コマの画像の大きさは、ＤＭＤ１２の有するマイクロミラーの配列数、すなわち、ＤＭＤ１２によって形成される画像の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、１０２４画素×１２８０画素であり、この場合、これが１コマの画像のサイズとなる。
【００３８】
露光記録にあたり、まず、画像補正処理装置３１において、光偏向器ドライバ３２で生成される光偏向器１６の駆動信号から求められる光偏向角度αを用いて、記録媒体２４を露光記録すべき１コマの画像の前補正を行い、さらに、等ピッチ補正を行ない、補正後の画像データを生成する。生成された１コマの画像データが変調信号発生器３０から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からの照明光束が当たると、上記画像データによって表される１コマの画像を担持する記録光が得られる。
この光を、コリメートレンズ光学系１４、光偏向器１６、フォーカシングレンズ光学系１８を介して、回転するドラム２２の表面に保持された記録媒体２４上に結像させる。
なお、ＤＭＤ１２には、偏向角度αに応じて補正された画像データに基づいた変調信号が変調信号発生器３０から常時入力される。
【００３９】
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。この回転速度に合わせて、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上で静止するようにする。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１０による画像露光方法は、ドラム２２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ので、従来の多重露光による記録画素サイズの増大という問題を解決することができる。
【００４０】
ここで、フォーカシングレンズ光学系１４とコリメートレンズ光学系１８は、ともにｆ・ｔａｎθ特性を有するので、光偏向器１６の偏向角度αが０°の場合、フォーカシングレンズ光学系１４とコリメートレンズ光学系１８のｆ・ｔａｎθ特性によって、歪曲収差による画像の歪みは解消する。
一方、ＭＤＭ１２で形成される画像には、予め、図４に示すような、偏向角度αによって変形する画像の歪みを考慮して前補正が施されているので、フォーカシングレンズ光学系２０によって記録媒体２４上に結像された画像が歪むことはない。さらに、等ピッチ補正を行なうので、記録媒体２４上に結像される画像の画素配列が等ピッチを維持し、画素位置が変動することはなく、より精度の高い画像を露光記録することができる。
【００４１】
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コマの補正された画像データの変調信号を、逐次、変調信号発生器３０からＤＭＤ１２に送る。そして、最初の１コマと同様に、ドラム２２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、同様に露光記録を行う。
このように、本実施形態の画像露光方法においては、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させるため、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従来の問題が発生することはない。
【００４２】
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）と記録媒体とが相対的に移動するための方式として、エクスターナルドラムを用いた外面走査方式としたが、本発明はこの方式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。
【００４３】
また、上述した本実施形態では、照明光源から射出された照明光束を、二次元的に配列された、例えばＤＭＤ等の二次元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二次元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。
【００４４】
以上、本発明の画像露光装置及び画像露光方法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。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明は、コリメートレンズ光学系とフォーカシングレンズ光学系の間に光偏向器を配して、移動する記録媒体に応じて結像する画像を移動させて露光する方式であるので、従来の多重露光による記録画素サイズの増大という問題を解決するとともに、コリメートレンズ光学系とフォーカシングレンズ光学系等の光学系による歪曲収差による画像の歪みを解消するために画像に前補正を予め行なう補正手段を有するので、記録媒体に結像される画像は歪みを持たず従来のぼけの問題を解消することができる。また、コリメートレンズ光学系とフォーカシングレンズ光学系の歪曲収差特性をｆ・ｔａｎθ特性とするので、偏向角度による歪曲収差の歪みは偏向方向と直交方向の直線を維持することができ、１ラインのラインメモリーから画像データを呼び出し前補正を行なった後１ラインのラインメモリーに書き込むことで前補正の処理を行なうことができ、補正処理が簡素化され、補正手段の構成も簡便となり、画像露光全体の処理速度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像露光装置の一例を示す画像露光装置の概略の斜視図である。
【図２】図１に示す画像露光装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は、図１に示す画像露光装置の光学系の作用を説明する図であり、（ｂ）は、図１に示す画像露光装置の光学系の歪曲収差特性を説明する図である。
【図４】光学系がｆ・ｔａｎθ特性の場合に記録媒体上に結像される画像の歪みの一例を説明する図である。
【図５】光学系がｆ・θ特性の場合に記録媒体上に結像される画像の歪みの一例を説明する図である。
【図６】図１に示す画像露光装置における画像の補正の一例を説明する図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、従来の空間光変調素子を用いた画像記録の原理を説明する図である。
【図８】歪曲収差による画像の歪みを説明する図である。
【符号の説明】
１０　画像記録装置
１１　光源
１２　ＤＭＤ
１４　コリメートレンズ光学系
１６　光偏向器
１８　フォーカシングレンズ光学系
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
３１　画像補正処理装置
３２　光偏向器ドライバ

Claims

画像を担持する光を生成して画像を形成する、二次元的に配列された光源群と、
前記光源群により生成された光を平行光とする、歪曲収差の特性がｆ・ｔａｎθ特性であるコリメートレンズ光学系と、
前記光源群に対して相対的に移動する記録媒体上に前記平行光の担持する画像を結像して記録媒体を露光する、歪曲収差の特性がｆ・ｔａｎθ特性であるフォーカシングレンズ光学系と、
前記コリメートレンズ光学系と前記フォーカシングレンズ光学系との間の前記平行光の光路中に配され、前記記録媒体の移動に応じて前記平行光を偏向することによって、前記記録媒体の移動に応じて前記記録媒体上に結像する画像を移動させる光偏向器と、
前記記録媒体上に結像される画像に前記歪曲収差による歪みが発生しないように、前記光源群により画像が形成される前に、この画像について、前記光偏向器の偏向方向と直交する方向の画素列毎に、この画素配列方向の前記歪みの補正を予め行なう補正手段とを有することを特徴とする画像露光装置。
前記二次元的に配列された光源群は、照明光束により照射される二次元空間光変調素子によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の画像露光装置。
前記二次元空間光変調素子は、デジタルマイクロミラーデバイスであることを特徴とする請求項２に記載の画像露光装置。
前記補正手段は、さらに、前記光偏向器によって前記平行光を偏向させながら前記記録媒体を露光する際、前記記録媒体上に結像する画像の画素配列が等ピッチとなるように、前記光源群により画像が形成される前にこの画像について、予め、前記光偏向器の偏向角度および前記ｆ・ｔａｎθ特性に応じて補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像露光装置。
前記光偏向器は、前記記録媒体上で結像される画像が前記記録媒体に対して静止するように、前記平行光を前記記録媒体の移動に応じて偏向することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像露光装置。
二次元的に配列された光源群の生成する光によって形成される画像を、前記光源群に対して相対的に移動する記録媒体上に結像させて記録媒体を露光する際、前記画像を担持する光をコリメートレンズ光学系により平行光とし、この平行光を前記記録媒体の移動に応じて偏向し、この偏向した平行光の担持する画像をフォーカシングレンズ光学系により前記記録媒体上に結像させる画像露光方法であって、
前記コリメートレンズ光学系と前記フォーカシングレンズ光学系として歪曲収差の特性がｆ・ｔａｎθ特性である光学系を配し、
前記記録媒体上に結像される画像に前記歪曲収差による歪みが発生しないように、前記光源群が画像を形成する前に、この画像について、前記光偏向器の偏向方向と直交する方向の画素列毎に、この画素配列方向の前記歪みの補正を予め行なうことを特徴とする画像露光方法。