JP2006218746A - 露光ヘッドおよびその光量補正方法並びに露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ライン状発光素子アレイとレンズアレイが組み合わされてなる露光ヘッドにおいて、露光光のアレイ長軸方向に亘る光量偏差を正確に求めて、この偏差を解消できるように光量補正する。
【解決手段】 複数の発光素子20が並設されてなるライン状発光素子アレイ、およびレンズ７ａが並設されてなるレンズアレイ７を備えた露光ヘッドにおいて、複数の発光素子20を共通の発光指令信号に基づいて一律点灯させ、そのときレンズアレイ７から出射した光の光量を、発光素子20の並びピッチ以下の測光ピッチでアレイ全長に亘って測定する。このように測定された光量を、各発光素子20毎に、発光素子20の並びピッチと等しい区間について積分し、それにより各発光素子20毎に求められた積分光量に基づいて当該発光素子20の光量補正係数を求める。そして露光時に、画像信号に基づいて制御される発光素子20の発光量を上記光量補正係数に基づいて補正する。
【選択図】 図９
【解決手段】 複数の発光素子20が並設されてなるライン状発光素子アレイ、およびレンズ７ａが並設されてなるレンズアレイ７を備えた露光ヘッドにおいて、複数の発光素子20を共通の発光指令信号に基づいて一律点灯させ、そのときレンズアレイ７から出射した光の光量を、発光素子20の並びピッチ以下の測光ピッチでアレイ全長に亘って測定する。このように測定された光量を、各発光素子20毎に、発光素子20の並びピッチと等しい区間について積分し、それにより各発光素子20毎に求められた積分光量に基づいて当該発光素子20の光量補正係数を求める。そして露光時に、画像信号に基づいて制御される発光素子20の発光量を上記光量補正係数に基づいて補正する。
【選択図】 図９
Description
本発明は、複数の発光素子が１列に並設されてなるライン状発光素子アレイを備えた露光ヘッド、および、画像露光時にこの露光ヘッドの発光量を補正する方法に関するものである。
また本発明は、上述のような光量補正方法を実施する露光装置に関するものである。
従来、例えば特許文献１や特許文献２に示されるように、複数の発光素子が１列に並設されてなるライン状発光素子アレイからなる露光ヘッドを用いて、感光材料を露光する装置が公知となっている。この種の露光ヘッドにおいては、通常、ライン状発光素子アレイにレンズアレイが組み合わされ、該レンズアレイで集光した光を露光対象の感光材料に照射するようにしている。このレンズアレイは、ライン状発光素子アレイの発光素子から発せられた光を各々集光する複数の等倍結像レンズが、発光素子並び方向と略平行に並ぶ状態に集合されてなるものである。
そしてこのような露光ヘッドを用いる露光装置は、露光ヘッドから発せられた光が照射される位置に感光材料を保持し、この感光材料と露光ヘッドとを、ライン状発光素子アレイの発光素子並び方向（主走査方向）と略直交する副走査方向に相対移動させる副走査手段をさらに設けて構成されている。
ところで、上記ライン状発光素子アレイを構成する例えば有機ＥＬ発光素子等の発光素子においては、各素子間に発光特性の差が有ると、同じ発光指令信号が与えられても発光量が異なることになる。そうであると、上述のような露光装置において、主走査方向に互いに濃度やあるいは色相が等しい部分が存在する画像を露光する際、その部分に濃度段差や色相の段差が生じてしまう。そしてそのような段差は、副走査に伴って該副走査の方向に長く伸びて、いわゆる筋ムラとなって現れてしまう。
ライン状発光素子アレイから出射する光のアレイ長軸方向に亘る光量偏差を解消する方法として、従来、該アレイの各発光素子を共通の発光指令信号に基づいて一律点灯させ、そのとき各発光素子から出射した光の光量を測定して光量偏差特性を求め、ライン状発光素子アレイを実使用する際に、この偏差特性を解消するように各発光素子の発光量を補正する、という方法が知られている。
このような光量補正方法を実行する上では、ライン状発光素子アレイの発光素子を一律点灯させたときの各発光素子の発光量を正確に測定する必要があるが、これらの発光素子は非常に近接させて配置されているため、ある発光素子の発光量が、隣接素子の発光の影響を受けて不正確に測定されるという問題が起こり得る。図１は、ライン状発光素子アレイを構成する８個の発光素子から発せられた光を、前述のようなレンズアレイに通して集光した場合の、レンズ結像面におけるアレイ長手方向光量分布の一例を示すものである。ここに示すように、ある発光素子の発光中心まで隣接素子からの発光の裾部分が伸びていると、この発光中心で当該素子の発光量を正確に測定しようとしても、その測定値は隣接素子からの発光の影響を受けて、実際よりも高めの値を取ってしまう。このような傾向は、発光素子がより密に配置されて、それらの配置ピッチが、レンズが絞れる最小のビーム径に近付くほどに小さくなると、より顕著になる。
隣接素子からの光の影響を受けずに、各発光素子の発光量を正確に測定するための方法として、従来、特許文献３に開示されている方法が知られている。この光量測定方法は、主走査方向に並べられた多数の発光素子に対して、スリットで受光幅を制限した光量検出センサを対向させて主走査方向に移動させ、そのとき発光素子を少なくとも隣接素子が点灯しないように間引き点灯させ、光量検出センサの出力に基づいて各発光素子の発光量を算出する、というものである。そしてこの方法においては、検出光量と発光素子との対応を取るために、走査移動する光量検出センサからの出力のピークを検出し、そのピーク検出に基づいて各発光素子の中心位置を特定するようにしている。
特開平５−９２６２２号公報
特開２０００−１３５７１号公報
特許第３３７４６８７号公報
しかし、上述のように光量検出信号のピークを検出し、そのピーク検出に基づいて各発光素子の中心位置を特定する方法においては、ライン状発光素子アレイに前述のレンズアレイを組み合わせて用いる際に、発光素子の中心位置を誤って認識してしまうという問題が起こり得る。以下、この点について詳しく説明する。
前述したレンズアレイは、通常、屈折率分布型レンズ等の複数のレンズが一方向に並設されたレンズ列が複数、レンズ並び方向と直角な方向に並設されてなる。そして隣接するレンズ列どうしは、１つのレンズ列のレンズ間のスペースに別のレンズ列のレンズが入り込む状態に配置される。つまり全体で見ると、各レンズが千鳥配列した状態になっている。ライン状発光素子アレイから発せられた光をそのようなレンズアレイに通すと、通過した露光光の光量は、レンズアレイの長軸（レンズ列の並び方向中央位置をレンズ並び方向に延びる軸）に沿って、レンズ配置ピッチを周期として変動するようになる。
レンズアレイの長軸と整合する状態に、つまり各発光素子の光軸がこの長軸上に有る状態に配されたライン状発光素子アレイに関しては、該長軸の両側の互いに千鳥配列しているレンズによって光量変動が相殺されるため、露光量の変動はさほど深刻なものとはならないが、該長軸から離れて配置されたライン状発光素子アレイに関してはそのような相殺の効果が低くなるので、露光量の変動が深刻なものとなる。このようにして露光量が変動すると、やはり、それが前述の筋ムラを発生させる原因となる。
図２は、上述のようにして生じる、レンズアレイ長軸方向に亘る光量偏差の一例を示すものである。ここで各曲線毎に付した数値は、レンズアレイ長軸に対するライン状発光素子アレイのオフセット量を示している。すなわち、±０μｍと示されているのが、レンズアレイ長軸と整合させてライン状発光素子アレイが配置された場合の光量偏差である。
また、上述のようにレンズが千鳥配列しているレンズアレイを用いる場合に限らず、ただ１つのレンズ列からなるレンズアレイを用いる場合でも、レンズアレイの長軸（この場合は、各レンズの光軸と交わってレンズ並び方向に延びる軸）から各発光素子の光軸がずれた状態にライン状発光素子アレイが配設される場合は、レンズアレイを通過した露光光の光量が、同様にレンズアレイの長軸に沿って、レンズ配置ピッチを周期として変動するようになる。
以下、上に説明したレンズアレイによる光量偏差を、図３、４および５を参照して詳しく説明する。図３は、レンズアレイによる光量偏差がほとんど無い場合に、ライン状発光素子アレイの発光素子を一律点灯させたときの検出光量分布例を示すものである。本例において、発光素子の並びピッチは０．１ｍｍである。この場合、各発光素子についての光量検出信号波形は、素子中心でピーク値を取る。これに対して、例えば図４に示すような光量偏差特性の有るレンズアレイを用いる場合、ライン状発光素子アレイの発光素子を一律点灯させたときの検出光量分布は、レンズアレイの光量偏差特性を反映して図５に示すようなものとなる。なお本例において、レンズアレイの光量偏差の周期は０．３ｍｍである。
図５から分かる通り、各発光素子についての光量検出信号波形はレンズアレイの光量偏差の影響を受けて、頂部で傾いたものとなることもある。そうであると、この波形のピークは発光素子の中心からずれた位置に現れるので、このピーク検出に基づいて各発光素子の中心位置を特定すると、中心位置を誤って認識してしまうのである。こうして発光素子の中心位置を誤って認識すると、各発光素子毎の測定光量に誤差が生じ、ひいては光量補正が不適正になされてしまう。
以上、有機ＥＬ発光素子等の自己発光型の発光素子からなるアレイを用いた露光ヘッドにおける問題について説明したが、その種の発光素子アレイに限らず、液晶やＰＬＺＴ等の調光素子と光源との組み合わせからなる素子のアレイを用いた露光ヘッドにおいても、同様の問題が発生し得る。なお本明細書においては、上述の調光素子と光源との組み合わせからなる素子も、露光光を発する素子という意味で「発光素子」と称することとする。
本発明は上記の事情に鑑みて、ライン状発光素子アレイとレンズアレイが組み合わされてなる露光ヘッドにおいて、露光光のアレイ長軸方向に亘る光量偏差を正確に求めて、光量補正を適正に行うことができる、露光ヘッドの光量補正方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、上述のような露光ヘッドの光量補正方法を実施できる露光装置、およびその露光装置を構成するのに適した露光ヘッドを提供することを目的とする。
本発明による露光ヘッドの光量補正方法は、
複数の発光素子が１列に並設されてなり、各発光素子の発光量が、露光画像を担持する画像信号に基づいて独自に制御されるライン状発光素子アレイ、および、前記発光素子から発せられた光を各々集光する複数の等倍結像レンズが、前記発光素子の並び方向と略平行に並ぶ状態に集合されてなり、前記光を露光対象の感光材料上に集光させるレンズアレイを備えた露光ヘッドにおいて、
前記レンズアレイから出射した光の、発光素子の並び方向に亘る光量偏差を解消するように各発光素子の発光量を補正する方法であって、
前記ライン状発光素子アレイの各発光素子を、共通の発光指令信号に基づいて一律点灯させ、
そのとき前記レンズアレイから出射した光の光量を、発光素子の並びピッチ以下の測光ピッチでアレイ全長に亘って測定し、
これらの測定された光量を、各発光素子毎に、発光素子の並びピッチと等しい区間について積分し、
それにより各発光素子毎に求められた積分光量に基づいて当該発光素子の光量補正係数を求め、
前記感光材料を露光する際に、前記画像信号に基づいて制御される前記発光素子の発光量を、前記光量補正係数に基づいて補正することを特徴とするものである。
複数の発光素子が１列に並設されてなり、各発光素子の発光量が、露光画像を担持する画像信号に基づいて独自に制御されるライン状発光素子アレイ、および、前記発光素子から発せられた光を各々集光する複数の等倍結像レンズが、前記発光素子の並び方向と略平行に並ぶ状態に集合されてなり、前記光を露光対象の感光材料上に集光させるレンズアレイを備えた露光ヘッドにおいて、
前記レンズアレイから出射した光の、発光素子の並び方向に亘る光量偏差を解消するように各発光素子の発光量を補正する方法であって、
前記ライン状発光素子アレイの各発光素子を、共通の発光指令信号に基づいて一律点灯させ、
そのとき前記レンズアレイから出射した光の光量を、発光素子の並びピッチ以下の測光ピッチでアレイ全長に亘って測定し、
これらの測定された光量を、各発光素子毎に、発光素子の並びピッチと等しい区間について積分し、
それにより各発光素子毎に求められた積分光量に基づいて当該発光素子の光量補正係数を求め、
前記感光材料を露光する際に、前記画像信号に基づいて制御される前記発光素子の発光量を、前記光量補正係数に基づいて補正することを特徴とするものである。
なお、レンズアレイから出射した光の光量を、上述のように発光素子の並びピッチ以下の測光ピッチでアレイ全長に亘って測定するためには、この測光ピッチ以下の開口幅を有するスリットで受光面を覆った光検出器を、測光ピッチ毎に停止させてレンズアレイ長手方向に間欠移動させ、停止したところで測光するようにしてもよいし、あるいは、この測光ピッチ以下の受光幅を持つ受光素子を複数並設してなる受光素子アレイを用いて測光するようにしてもよい。
また、この本発明による露光ヘッドの光量補正方法において、上記光量の測光ピッチは、発光素子の並びピッチの１／Ｎ（Ｎ≧３）とすることが望ましい。
一方、上記方法を実施する本発明による露光装置は、
複数の発光素子が１列に並設されてなり、各発光素子の発光量が、露光画像を担持する画像信号に基づいて独自に制御されるライン状発光素子アレイ、および、前記発光素子から発せられた光を各々集光する複数の等倍結像レンズが、前記発光素子の並び方向と略平行に並ぶ状態に集合されてなり、前記光を露光対象の感光材料上に集光させるレンズアレイを備えた露光ヘッドと、
この露光ヘッドと前記感光材料とを、前記発光素子の並び方向と略直交する方向に相対移動させる副走査手段と、
前記光量補正係数を記憶した記憶手段と、
前記感光材料を露光する際に、前記画像信号に基づいて制御される発光素子の発光量を、前記記憶手段から読み出した光量補正係数に基づいて補正する補正手段とを備えたことを特徴とするものである。
複数の発光素子が１列に並設されてなり、各発光素子の発光量が、露光画像を担持する画像信号に基づいて独自に制御されるライン状発光素子アレイ、および、前記発光素子から発せられた光を各々集光する複数の等倍結像レンズが、前記発光素子の並び方向と略平行に並ぶ状態に集合されてなり、前記光を露光対象の感光材料上に集光させるレンズアレイを備えた露光ヘッドと、
この露光ヘッドと前記感光材料とを、前記発光素子の並び方向と略直交する方向に相対移動させる副走査手段と、
前記光量補正係数を記憶した記憶手段と、
前記感光材料を露光する際に、前記画像信号に基づいて制御される発光素子の発光量を、前記記憶手段から読み出した光量補正係数に基づいて補正する補正手段とを備えたことを特徴とするものである。
また本発明による露光ヘッドは、上記露光装置を構成する露光ヘッドにおいて、発光素子の並びピッチが、レンズアレイを構成する等倍結像レンズの直径の１／Ｐ（Ｐ≧２．２）であることを特徴とするものである。
本発明による露光ヘッドの光量補正方法は、ライン状発光素子アレイの各発光素子を共通の発光指令信号に基づいて一律点灯させたとき、レンズアレイから出射した光の光量を、発光素子の並びピッチ以下の測光ピッチでアレイ全長に亘って測定し、これらの測定された光量を、各発光素子毎に、発光素子の並びピッチと等しい区間について積分し、こうして各発光素子毎に求められた積分光量に基づいて当該発光素子の光量補正係数を求めるようにしたので、各発光素子毎に、レンズアレイの光量偏差特性も反映した適正な光量補正係数を得ることができ、ひいては、その光量補正係数を用いて光量補正を適正に行うことが可能となる。
そして本方法においては、測定光量を積分する領域と発光素子との位置対応を正しく取ることが必要ではあるが、光量測定に際して発光素子の中心位置を正確に求める必要はないので、先に図５を参照して説明したように、各発光素子についての光量検出信号波形が頂部で傾いたものとなっていても、そのために光量測定に誤差が生じて光量補正が不適正になされてしまうことがない。
また、上述のように発光素子の中心位置を正確に求める必要が無ければ、光量測定に用いる光検出器として、受光部が比較的大きい安価でかつＳ／Ｎの高いものを適用可能となる。さらに、発光素子の中心位置を正確に求める必要が無ければ、光量測定に要する時間を短縮することもできる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図６および図７はそれぞれ、本発明の一実施形態による有機ＥＬ露光装置５の一部破断正面形状、一部破断側面形状を示すものであり、図８はそこに用いられたレンズアレイ７の平面形状を示すものである。
先ず、これらの図６〜８を参照して、有機ＥＬ露光装置５の基本構成について説明する。図示の通りこの露光装置５は、露光ヘッド１と、この露光ヘッド１から出射した露光光２の照射を受ける位置に保持したカラー感光材料３を、図７の矢印Ｙ方向に定速で搬送する、例えばニップローラ等からなる副走査手段４とを備えている。
上記露光ヘッド１は、有機ＥＬパネル６と、該有機ＥＬパネル６から出射した露光光２を受ける位置に配されて、この露光光２による像をカラー感光材料３の上に等倍で結像させる屈折率分布型レンズアレイ７と、このレンズアレイ７および有機ＥＬパネル６を保持する保持手段８（図７では省略）とを備えている。
等倍レンズアレイである屈折率分布型レンズアレイ７は、その平面図である図８にも詳しく示される通り、露光光２を集光する微小な屈折率分布型レンズ７ａを副走査方向Ｙと直交する主走査方向（矢印Ｘ方向）に多数並設してなるレンズ列が、合計２列配設されてなるものである。この屈折率分布型レンズアレイ７においては、屈折率分布型レンズ７ａが千鳥配列されている。つまり、一方のレンズ列を構成する複数の屈折率分布型レンズ７ａは、他方のレンズ列を構成する複数の屈折率分布型レンズ７ａの間に位置するように配されている。
本実施形態の露光装置５は、一例としてフルカラーポジ型銀塩写真感光材料であるカラー感光材料３にカラー画像を露光するもので、露光ヘッド１を構成する有機ＥＬパネル６は、副走査方向Ｙに並べて配設された赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒ、緑色ライン状発光素子アレイ６Ｇおよび青色ライン状発光素子アレイ６Ｂを備えている。これらのライン状発光素子アレイ６Ｒ、６Ｇおよび６Ｂはそれぞれ、主走査方向Ｘに多数の赤色有機ＥＬ発光素子、緑色有機ＥＬ発光素子および青色有機ＥＬ発光素子が並設されてなるものである。
なお図６および図７では、上記発光素子の１つを代表的に有機ＥＬ発光素子20として示してある。各有機ＥＬ発光素子20は、ガラス等からなる透明基板10の上に、透明陽極21、発光層を含む有機化合物層22、および金属陰極23が順次蒸着により積層されてなるものである。そして、上記発光層として各々赤色光、緑色光および青色光を発するものが適用されることにより、それぞれ赤色有機ＥＬ発光素子、緑色有機ＥＬ発光素子および青色有機ＥＬ発光素子が形成されている。
ライン状発光素子アレイ６Ｒ、６Ｇおよび６Ｂは、図６に示す駆動回路30によって駆動される。すなわち駆動回路30は、走査電極となる金属陰極23を所定の周期で順次ON状態に設定する陰極ドライバと、信号電極となる透明陽極21をフルカラー画像を示す画像データＤに基づいてON状態に設定する陽極ドライバとを備えてなるものであり、ライン状発光素子アレイ６Ｒ、６Ｇおよび６Ｂをいわゆるパッシブマトリクス(passive matrix)線順次選択駆動方式により駆動する。この駆動回路30の動作は、上記画像データＤを補正してデータＤ′として出力する制御部31によって制御される。なお、この画像データＤの補正については、後に詳しく説明する。
各有機ＥＬ発光素子20を構成する要素は、例えばステンレス製の缶等からなる封止部材25内に配置されている。つまり、この封止部材25の縁部と透明基板10とが接着され、乾燥窒素ガスが充填された封止部材25内に有機ＥＬ発光素子20が封止されている。
上記構成の有機ＥＬ発光素子20において、金属陰極23と、それを横切るように延びる透明陽極21との間に電圧が印加されると、電圧が印加された両電極の交差部分毎に有機化合物層22に電流が流れ、そこに含まれる発光層が発光する。この発光光は透明陽極21および透明基板10を透過して、露光光２として素子外に出射する。
ここで透明陽極21は、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の波長領域において、少なくとも５０％以上、好ましくは７０％以上の光透過率を有するものが好ましい。透明陽極21の材料としては、酸化錫、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム等、透明電極材料として従来公知の化合物を適宜用いることができるが、その他、金や白金など仕事関数が大きい金属からなる薄膜を用いてもよい。また、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールまたはこれらの誘導体などの有機化合物を用いることもできる。なお、沢田豊監修「透明導電膜の新展開」シーエムシー社刊（１９９９年）には、透明導電膜について詳細な記載があり、そこに示されているものを本発明に適用することも可能である。また透明陽極21は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などによって透明基板10上に形成することができる。
一方、有機化合物層22は、発光層のみからなる単層構造であってもよいし、発光層の他に、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層等のその他の層を適宜有する積層構造であってもよい。有機化合物層22および電極の具体的な層構成としては、陽極／ホール注入層／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極とする構成や、陽極／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極とする構成等が挙げられる。また、発光層、ホール輸送層、ホール注入層、電子注入層は、それぞれ複数設けられてもよい。
金属陰極23は、仕事関数の低いＬｉ、Ｋなどのアルカリ金属、Ｍｇ、Ｃａなどのアルカリ土類金属、およびこれらの金属とＡｇやＡｌなどとの合金や混合物等の金属材料から形成されるのが好ましい。陰極における保存安定性と電子注入性とを両立させるために、上記材料で形成した電極を、仕事関数が大きく導電性の高いＡｇ、Ａｌ、Ａｕなどで更に被覆してもよい。なお、金属陰極23も透明陽極21と同様に、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの公知の方法で形成することができる。
以下、上記構成を有する露光装置５の作動について説明する。なおここでは、ライン状発光素子アレイ６Ｒ、６Ｇおよび６Ｂの主走査方向画素数、つまり透明陽極21の並設数をｎとする。カラー感光材料３に画像露光する際、このカラー感光材料３は副走査手段４によって矢印Ｙ方向に定速で搬送される。またこのカラー感光材料３の搬送と同期させて、前述した駆動回路30の陰極ドライバにより、３本の金属陰極23の中の１つが順次ON状態に選択される。
このようにして第１番目の金属陰極23、つまり赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒを構成する金属陰極23が選択されている期間内に、駆動回路30の陽極ドライバは第１，２，３・・・ｎの各透明陽極21を、第１主走査ラインの第１，２，３・・・ｎ番目の画素の赤色濃度を示す画像データＤに対応した時間（該時間には補正がかけられるが、それについては後述する）、定電流源に接続する。それにより該透明陽極21と金属陰極23との間の有機化合物層22（図６参照）に、画像データに対応したパルス幅の電流が流れ、該有機化合物層22から赤色光が発せられる。
こうして赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒから発せられた赤色光である露光光２は、レンズアレイ７によってカラー感光材料３上に集光され、それにより、カラー感光材料３上において第１主走査ラインを構成する第１，２，３・・・ｎ番目の画素が赤色光で露光され、赤色に発色する。
次に第２番目の金属陰極23、つまり緑色ライン状発光素子アレイ６Ｇを構成する金属陰極23が選択されている期間内に、駆動回路30の陽極ドライバは第１，２，３・・・ｎの各透明陽極21を、第１主走査ラインの第１，２，３・・・ｎ番目の画素の緑色濃度を示す画像データに対応した時間、定電流源に接続する。それにより該透明陽極21と金属陰極23との間の有機化合物層22に、画像データに対応したパルス幅の電流が流れ、該有機化合物層22から緑色光が発せられる。
こうして緑色ライン状発光素子アレイ６Ｇから発せられた緑色光である露光光２は、レンズアレイ７によってカラー感光材料３上に集光され、それにより、カラー感光材料３上において第１主走査ラインを構成する第１，２，３・・・ｎ番目の画素が緑色光で露光され、緑色に発色する。なお、カラー感光材料３が前述のように定速搬送されているので、上記緑色光は、該カラー感光材料３の既に赤色光で露光されている部分の上に照射される。
次に第３番目の金属陰極23、つまり青色ライン状発光素子アレイ６Ｂを構成する金属陰極23が選択されている期間内に、駆動回路30の陽極ドライバは第１，２，３・・・ｎの各透明陽極21を、第１主走査ラインの第１，２，３・・・ｎ番目の画素の青色濃度を示す画像データに対応した時間、定電流源に接続する。それにより該透明陽極21と金属陰極23との間の有機化合物層22に、画像データに対応したパルス幅の電流が流れ、該有機化合物層22から青色光が発せられる。
こうして青色ライン状発光素子アレイ６Ｂから発せられた青色光である露光光２は、レンズアレイ７によってカラー感光材料３上に集光され、それにより、カラー感光材料３上において第１主走査ラインを構成する第１，２，３・・・ｎ番目の画素が青色光で露光され、青色に発色する。なお、カラー感光材料３が前述のように定速搬送されているので、上記青色光は、該カラー感光材料３の既に赤色光および緑色光で露光されている部分の上に照射される。以上の工程により、カラー感光材料３の上には、第１番目のフルカラーの主走査ラインが露光、記録される。
次いで金属陰極の線順次選択は第１番目の金属陰極23に戻り、該第１番目の金属陰極23、つまり赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒを構成する金属陰極23が選択されている期間内に、駆動回路30の陽極ドライバは第１，２，３・・・ｎの各透明陽極21を、第２主走査ラインの第１，２，３・・・ｎ番目の画素の赤色濃度を示す画像データに対応した時間、定電流源に接続する。それにより該透明陽極21と金属陰極23との間の有機化合物層22に、画像データに対応したパルス幅の電流が流れ、該有機化合物層22から赤色光が発せられる。
こうして赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒから発せられた赤色光である露光光２は、レンズアレイ７によってカラー感光材料３上に集光され、それにより、カラー感光材料３上において第２主走査ラインを構成する第１，２，３・・・ｎ番目の画素が赤色光で露光され、赤色に発色する。
以下は同様の操作が繰り返されて第２番目のフルカラーの主走査ラインが露光され、さらにそのようなカラー主走査ラインが副走査方向Ｙに次々と並べて露光され、カラー感光材料３上に多数の主走査ラインからなる２次元カラー画像が露光される。なお本実施形態では、上述した通り各色露光光がパルス幅変調されて、それらの発光量が画像データに対応して制御され、それによりカラーの階調画像が露光される。
次に、有機ＥＬ発光素子20の発光特性バラツキや、レンズアレイ７による光量偏差によって、露光画像に前述のような筋ムラが発生することを防止する点について説明する。この露光装置は、以上説明した画像露光を行うのに先立って、光量補正のための測光処理にかけられる。図９および１０はそれぞれ、この測光処理を行う手段の正面形状および平面形状を示すものである。図示の通りこの測光手段50は、画像露光時にカラー感光材料３が配される位置と同じ位置に配される受光器51と、この受光器51を保持してガイド52に装荷された移動手段53と、受光器51の受光面の一部のみが覗く状態に該受光面を覆う遮光部材54とを備えてなるものである。
上記移動手段53は、ガイド52に沿ってレンズアレイ７のレンズ７ａの並び方向に間欠移動可能に形成されている。また本例において、各ライン状発光素子アレイ６Ｒ、６Ｇおよび６Ｂの有機ＥＬ発光素子20の主走査方向並びピッチ（以下、素子ピッチという）は１００μｍであり、それに対して移動手段53の間欠移動のピッチ（測光ピッチ）はその１／１０の１０μｍである。また遮光部材54は、移動手段53の移動方向と直角な方向に延びる細長いスリット54ａを有し、このスリット54の部分のみにおいて受光器51の受光面を露出させる。またこのスリット54ａの幅すなわち測光開口長は、上記測光ピッチと同じ１０μｍとされている。
測光処理に際しては、先ず移動手段53がガイド52の一端側に配置される。そして例えば赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒの全部の有機ＥＬ発光素子20が、共通の発光指令信号に基づいて一定の電流が供給されることにより、一律点灯される。次いで移動手段53が上述のように間欠移動し、停止する毎に受光器51により、レンズアレイ７から出射した光の光量が測定される。この受光器51が出力する光量測定信号は、図６に示した制御部31に入力される。
なお、上述のように受光器51を間欠移動させて測光する代わりに、図１１に示すように、細長い受光素子61が有機ＥＬ発光素子20の並び方向に並設されてなる受光素子アレイ60を用いることもできる。その場合は受光素子61の幅が測光開口長となり、受光素子61の配置ピッチが測光ピッチとなる。
図６に示した制御部31は、受光器51から入力された光量測定信号を、各有機ＥＬ発光素子20毎に、その並びピッチと等しい区間について積分する。具体的に本実施形態では、１つの有機ＥＬ発光素子20について、その素子中心から主走査方向一方側に５点、他方側に５点の合計１０個の測光点に関する測定光量を合計し、それに１／１０を乗じた平均値（移動平均値）を当該有機ＥＬ発光素子20についての積分値とする。
なおこの場合、有機ＥＬ発光素子20の中心位置を正確に求める必要はなく、あくまでも上記１０個の測定点が当該有機ＥＬ発光素子20の中心から左右に５点ずつ分布したものであることが確認できればよい。そのためには例えば、光量の極大値が測定された測定点Ａと、その測定点の２つの隣接測定点のうち測定光量がより大である方の測定点Ｂとの間に発光素子中心が存在するとみなし、測定点Ａから発光素子中心と反対側に５点（測定点Ａを含む）および、測定点Ｂから発光素子中心と反対側に５点（測定点Ｂを含む）の合計１０点に関する測定光量を移動平均値の算出に供すればよい。
仮に赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒの全部の有機ＥＬ発光素子20に発光特性バラツキが無く、かつレンズアレイ７による光量偏差も無い場合、受光器51が出力する光量測定信号の分布は前記図３のようになる。そして、そのときの上記移動平均値を結んだ線を平滑化すると、概略図１２に示すようなものとなる。それに対して、有機ＥＬ発光素子20に発光特性バラツキが無く、かつレンズアレイ７が図４に示すような光量偏差特性を有する場合、受光器51が出力する光量測定信号の分布は前記図５のようになる。そして、そのときの上記移動平均値を結んだ線を平滑化すると、概略図１３に示すようなものとなる。
図１３に示す特性は、主走査方向に亘る赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒの発光特性とレンズアレイ７による光量偏差特性とを併せたものであり、制御部31はこの特性に基づいて、各有機ＥＬ発光素子20毎の光量補正係数を求める。この光量補正係数は、例えばある一定の定数を、上記特性における各有機ＥＬ発光素子20毎の値で除した値とされ、その光量補正係数は各有機ＥＬ発光素子20と対応させて制御部31内のメモリに記憶される。
制御部31は、前述したように画像データＤに基づいて画像露光を行うとき、赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒのある有機ＥＬ発光素子20を発光させるための画像データＤに、その有機ＥＬ発光素子20に関する上記光量補正係数を乗じて、補正データＤ′とする。そこで駆動回路30にはこの補正データＤ′が入力され、各有機ＥＬ発光素子20はこの補正データＤ′に基づいて発光量が制御される。
以上、赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒに関する発光量補正について説明したが、その他の緑色ライン状発光素子アレイ６Ｇおよび青色ライン状発光素子アレイ６Ｂに関しても、同様の光量補正係数を求める処理および、その光量補正係数に基づく光量補正処理がなされる。そこで、画像露光時のライン状発光素子アレイ６Ｒ、６Ｇおよび６Ｂの各有機ＥＬ発光素子20の発光量は、図１３に示したような光量偏差特性を解消するように補償され、この光量偏差特性によって露光画像に筋ムラが発生することが防止される。
なお、上述のような各有機ＥＬ発光素子20毎の光量補正係数を求める処理は、例えば露光装置を工場から出荷する前に行い、それを各有機ＥＬ発光素子20と対応を取って制御部31内の記憶手段に記憶させておき、露光装置を実使用する際にその光量補正係数に基づいて画像データＤの補正を行うようにようにすればよい。また、測光手段50等を露光装置に組み込んでおき、露光装置が実使用に供されるようになってからも、適宜の時間間隔で上記光量補正係数を求める処理を行い、記憶されている光量補正係数を逐次新しいものに変更して行くようにしてもよい。そのようにすれば、有機ＥＬ発光素子20の発光特性の経時変化にも対応して、より適正な光量補正を行うことが可能になる。
また上記画像データＤは、前述した通り有機ＥＬ発光素子20の発光時間を制御するデータであるが、画像データＤに基づいて有機ＥＬ発光素子20の駆動電圧や駆動電流を制御することによって有機ＥＬ発光素子20の発光量を制御することも可能であり、本発明はそのような場合に適用することもできる。また、そのような画像データＤを補正データＤ′に補正してから駆動回路30に入力する代わりに、駆動回路30には画像データＤをそのまま入力し、この駆動回路30において画像データＤが示す有機ＥＬ発光素子20の発光時間、駆動電圧あるいは駆動電流等を光量補正係数に基づいて補正するようにしてもよい。
図１４には一例として、上記画像データＤが赤色ライン状発光素子アレイ６Ｒの全有機ＥＬ発光素子20を一律発光させるものである場合に、補正データＤ′に基づいて全有機ＥＬ発光素子20を発光させた場合の発光量分布特性を示す。その場合に、前述した移動平均値の分布を求めると概略図１５に示すようなものとなり、図１２に示した分布に近付いていることが分かる。
次に、本発明による露光ヘッドの光量補正方法における、測光ピッチの好ましい値について説明する。上に説明した実施形態において、各ライン状発光素子アレイ６Ｒ、６Ｇおよび６Ｂの有機ＥＬ発光素子20の主走査方向並びピッチ（素子ピッチ）は１００μｍであり、また移動手段53の間欠移動のピッチ（測光ピッチ）はその１／１０の１０μｍであった。ここで、測光ピッチが素子ピッチの１／Ｎであるとし、以下はこのＮを用いて検討する。上記実施形態ではＮ＝１０であるが、それに対して、素子ピッチを１００μｍとしたまま測光ピッチを２５μｍつまりＮ＝４とした場合と、測光ピッチを５０μｍつまりＮ＝２とした場合とについても同様の光量補正を行った。
これら３つの場合について、発光素子中心と測光位置とのずれ量と補正性能との関係を計算機によってシミュレーションした結果を図１６に示す。なお同図で縦軸に示す補正性能は、光量偏差残存率、すなわち光量補正前の光量偏差に対して光量補正後も残存している光量偏差の比率（％）で示してあり、当然、この値が小さいほど補正性能は高いことになる。同図において、上記３つの場合の補正性能曲線は互いに重なって１本になっている。ここから、測光ピッチは補正性能に直接的に影響を与えるものではないことが分かる。
以上の通り、測光ピッチは補正性能を直接左右するものではないが、発光素子中心と測光位置とのずれ量は、最大で測光ピッチの±１／２となるので、測光ピッチを粗くするほど発光素子中心と測光位置とのずれ量が大きくなり、それによって補正性能が低下する。この補正性能の変化を計算機によってシミュレーションした結果を図１７に示す。ここでは、Ｎ＝１（測光ピッチ１００μｍ）、Ｎ＝２（同５０μｍ）、Ｎ＝３（同３３μｍ）、Ｎ＝４（同２５μｍ）、Ｎ＝５（同２０μｍ）、Ｎ＝１０（同１０μｍ）、Ｎ＝２０（同５μｍ）とした７例についてのシミュレーション結果を示す。同図に示される通り、Ｎが３を下回る辺りから補正性能は急激に悪化するのでＮは３以上、つまり測光ピッチは素子ピッチの１／３以下とすることが好ましいと言える。また実際の補正演算では、測光値から素子ピッチでの積分光量を求めているので、Ｎの値は整数、あるいはそれに近い値とするのが望ましい。
なお以上説明した例は全て、測光開口長（図１０参照）を測光ピッチと等しく設定した場合のものであるが、この測光開口長は特に測光ピッチと一致させなくても構わない。特に図１１に示すような受光素子アレイ60を用いる場合は、複数の受光素子61を互いに隙間無く配設することは不可能であるから、必然的に測光開口長が測光ピッチよりも小さくなる。この点に鑑み、図１０に示したような測光手段50を用いて測光を行う際に、素子ピッチ＝１００μｍ、測光ピッチ＝２５μｍ（Ｎ＝４）の条件下で、測光開口長を１０、１５、２０、２５μｍと変えた場合の補正性能を計算機によってシミュレーションした。その結果を図１８に示す。同図では、それら４例における補正性能曲線が互いに重なってほぼ１本に近い状態になっている。ここから、測光開口長は補正性能に直接的に影響を与えるものではないことが分かる。
次に、レンズアレイを構成する各レンズの直径と発光素子ピッチとの好ましい関係について説明する。図６〜８に示したレンズアレイ７およびライン状発光素子アレイ６Ｒ、６Ｇ、６Ｂと同様の基本構成を有するレンズアレイおよびライン状発光素子アレイについて、Ｐ＝レンズ直径／素子ピッチの値を種々に変えたとき、補正性能がどのように変化するか計算機によってシミュレーションした。図１９はその結果を示すものであるが、ここに示される通り、Ｐが２．２を下回る辺りから補正性能は急激に低下する。そこで本発明においては、Ｐ＝レンズ直径／素子ピッチの値は２．２以上に設定することが好ましい。
なお、上記実施形態の露光装置は、有機ＥＬ発光素子からなるライン状発光素子アレイを用いてフルカラーポジ型銀塩写真感光材料であるカラー感光材料３に画像露光するものであるが、本発明の露光装置は、それ以外のカラー感光材料に画像露光するものとして形成することも可能である。またライン状発光素子アレイも、有機ＥＬ発光素子からなるものに限らず、その他の発光素子からなるライン状発光素子アレイを用いることも可能である。
１ 露光ヘッド
２ 露光光
３ カラー感光材料
４ 副走査手段
６ 有機ＥＬパネル
６Ｒ 赤色ライン状発光素子アレイ
６Ｇ 緑色ライン状発光素子アレイ
６Ｂ 青色ライン状発光素子アレイ
７ 屈折率分布型レンズアレイ
７ａ 屈折率分布型レンズ
20 有機ＥＬ発光素子
21 透明陽極
22 有機化合物層
23 金属陰極
30 駆動回路
31 制御部
50 測光手段
51 受光器
52 ガイド
53 移動手段
54 遮光部材
60 受光素子アレイ
61 受光素子
２ 露光光
３ カラー感光材料
４ 副走査手段
６ 有機ＥＬパネル
６Ｒ 赤色ライン状発光素子アレイ
６Ｇ 緑色ライン状発光素子アレイ
６Ｂ 青色ライン状発光素子アレイ
７ 屈折率分布型レンズアレイ
７ａ 屈折率分布型レンズ
20 有機ＥＬ発光素子
21 透明陽極
22 有機化合物層
23 金属陰極
30 駆動回路
31 制御部
50 測光手段
51 受光器
52 ガイド
53 移動手段
54 遮光部材
60 受光素子アレイ
61 受光素子
Claims (4)
- 複数の発光素子が１列に並設されてなり、各発光素子の発光量が、露光画像を担持する画像信号に基づいて独自に制御されるライン状発光素子アレイ、および、前記発光素子から発せられた光を各々集光する複数の等倍結像レンズが、前記発光素子の並び方向と略平行に並ぶ状態に集合されてなり、前記光を露光対象の感光材料上に集光させるレンズアレイを備えた露光ヘッドにおいて、
前記レンズアレイから出射した光の、発光素子の並び方向に亘る光量偏差を解消するように各発光素子の発光量を補正する方法であって、
前記ライン状発光素子アレイの各発光素子を、共通の発光指令信号に基づいて一律点灯させ、
そのとき前記レンズアレイから出射した光の光量を、発光素子の並びピッチ以下の測光ピッチでアレイ全長に亘って測定し、
これらの測定された光量を、各発光素子毎に、発光素子の並びピッチと等しい区間について積分し、
それにより各発光素子毎に求められた積分光量に基づいて当該発光素子の光量補正係数を求め、
前記感光材料を露光する際に、前記画像信号に基づいて制御される前記発光素子の発光量を、前記光量補正係数に基づいて補正することを特徴とする露光ヘッドの光量補正方法。 - 前記測光ピッチを、前記発光素子の並びピッチの１／Ｎ（Ｎ≧３）とすることを特徴とする請求項１記載の露光ヘッドの光量補正方法。
- 請求項１または２記載の露光ヘッドの光量補正方法を実施する露光装置であって、
複数の発光素子が１列に並設されてなり、各発光素子の発光量が、露光画像を担持する画像信号に基づいて独自に制御されるライン状発光素子アレイ、および、前記発光素子から発せられた光を各々集光する複数の等倍結像レンズが、前記発光素子の並び方向と略平行に並ぶ状態に集合されてなり、前記光を露光対象の感光材料上に集光させるレンズアレイを備えた露光ヘッドと、
この露光ヘッドと前記感光材料とを、前記発光素子の並び方向と略直交する方向に相対移動させる副走査手段と、
前記光量補正係数を記憶した記憶手段と、
前記感光材料を露光する際に、前記画像信号に基づいて制御される発光素子の発光量を、前記記憶手段から読み出した光量補正係数に基づいて補正する補正手段とを備えたことを特徴とする露光装置。 - 請求項３記載の露光装置を構成する露光ヘッドであって、前記発光素子の並びピッチが、前記レンズの直径の１／Ｐ（Ｐ≧２．２）であることを特徴とする露光ヘッド。
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