JP3620580B2 - ライン露光式画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源から入射した光を感光材料の所定の露光位置に反射させる露光姿勢と前記感光材料以外のところに反射させる非露光姿勢との間で傾斜可能な多数のマイクロミラーを複数の行と列をもつマトリックスで配置したマイクロミラーデバイスと、前記露光位置に対して感光材料を相対移動させる副走査移動機構と、画像信号に応じて前記マイクロミラーの姿勢を制御するミラー制御部とを備えたライン露光式画像形成装置にに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロミラーデバイスは、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）とも呼ばれ、ウェハー上にアルミスパッタリングで作り込まれた、反射率の高い一辺が約ｌ６ミクロンの正方形マイクロミラーを静電界作用により動作させるタイプのデバイスで、このマイクロミラーはＣＭＯＳ半導体技術により、シリコン・メモリ・チップの上にマトリックス状に約数十万〜百万個敷き詰められている。それぞれのマイクロミラーは、対角線を中心に安定した２つの姿勢、水平方向に対して±１０度程度に回転傾斜することができる。通常、このマイクロミラーデバイスは各マイクロミラーを１画素として、光源からの光の反射時間を制御することで、スクリーン上にディジタル映像を投影するデジタル・ディスプレイ・システムに採用されている。
【０００３】
しかしながら、この２つの安定した姿勢の１つにおいて、光源からの光を感光材料の所定位置に照射するように反射し、他の姿勢において光源からの光を感光材料領域外に反射するように設定することで、感光材料の任意の位置に露光ドットを形成することができる。さらに、露光ドットを作り出す際の照射時間を制御することにより、この露光ドットに任意の階調度を与えることが可能となり、マイクロミラーの照射位置に対して感光材料を相対的に移動させることにより感光材料に画像を形成するライン露光式画像形成装置にも採用することが可能である。例えば、そのような画像形成装置は、特開昭１０−１０４７５３号公報から知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来構成では、デジタル・ディスプレイ・システムに採用されているマイクロミラーデバイスを流用しているので、このマイクロミラーデバイスが必ずしもライン露光式画像形成装置にとって最適なものではない。例えば、感光材料に形成される露光ドット画像解像度はマイクロミラーデバイスのミラー集積度で決定され、ＸＧＡの画面解像度を実現するマイクロミラーデバイスでは、縦７６８画素、横１０２４画素であり、長い方の横列をライン露光のラインに使用したとしても、感光材料として幅１００ｍｍの印画紙を使った場合、その解像度は２５０ｄｐｉ程度となり、より高い解像度の要求に応えることはできない。同一のマイクロクロミラーデバイスを２つ使用することにより、解像度を倍にすることができるが、コストの上昇が大きすぎる。
上記実状に鑑み、本発明の課題は、コストの上昇を抑えつつ解像度を向上させる、マイクロミラーデバイスを用いたライン露光式画像形成装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、光源から入射した光を感光材料の所定の露光位置に反射させる露光姿勢と前記感光材料以外のところに反射させる露光姿勢との間で傾斜可能な多数のマイクロミラーを複数の行と列をもつマトリックスで配置したマイクロミラーデバイスと、前記露光位置に対して感光材料を相対移動させる副走査移動機構と、画像信号に応じて前記マイクロミラーの姿勢を制御するミラー制御部とを備えたライン露光式画像形成装置において、前記マイクロミラーデバイスの所定列のマイクロミラーの前記感光材料上における結像位置を結ぶ仮想ラインが前記相対移動方向に対して傾斜するように前記マイクロミラーデバイスを配置するとともに、前記感光材料に前記相対移動方向に直交する主走査方向の露光ドットラインが、前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して傾斜する方向で選択されたマイクロミラーからなる主走査ミラーセットと前記主走査ミラーセットのマイクロミラーによって作り出される各露光ドットの間に露光ドットを作り出すマイクロミラーからなる補間主走査ミラーセットとによって前記マイクロミラーデバイスの行方向又は列方向のマイクロミラーによる露光ドットラインより高解像度に作り出されることを特徴としている。
【０００６】
この構成では、矩形のマイクロミラーデバイスを斜めにして、露光ラインとして縦列（行方向）のマイクロミラーでも横列（列方向）マイクロミラーでもなく、斜めの線に沿って位置するマイクロミラーを利用するので、縦列や横列よりも多いの個数のマイクロミラーを露光ラインとして使用することが可能となる。
【０００７】
露光ラインに対して最も多くの個数のマイクロミラーを割り当てるには、例えば、矩形のマイクロミラーデバイスの対角線の沿って位置するマイクロミラーを利用するようにするとよい。これにより、その対角線周辺に位置する多数のマイクロミラーが画素ずらしの位置関係となり、プリント時に使用するマイクロミラーを適切に選択することで解像度を飛躍的に向上させる道が切り開ける。
【０００８】
前述した、露光ラインに使用するマイクロミラーを選択する際の基準となる斜めの線を４５度にすると、各マイクロミラーから反射される光ビームの輝度分布の重なり合いが均等化されるので都合がよい。したがって、本発明の好適な実施形態の１つでは、長方形のマイクロミラーデバイス、つまりマイクロミラーデバイスがｍ行ｎ列、ｍ＜ｎのマトリックスでマイクロミラーを配置したものである場合、かつ前記主走査ミラーセットを、前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラーを有する多数のサブセットから構成されるようにしている。サブセットが作り出す露光ドットラインどうしは、感光材料の相対移動方向（一般には副走査方向と呼ばれている）にずれることになるが、マイクロミラーに対する副走査方向での駆動タイミング制御技術で実際の感光材料には一直線の露光ドットラインを形成することができる。各サブセットのマイクロミラーは４５度の傾斜線に沿っているので、反射される光ビームの輝度分布の重なり合いが均等化している。また、多数のサブセットに分割されているのでサブセットどうしのずれも小さいものとなり、もし光源の輝度分布にむらがあっても隣り合う露光ドットを形成するマイクロミラーに入射する光ビームの輝度差はほとんど無視できる。
【０００９】
また、光源の輝度分布むらが気にならない場合、前述したような長方形マイクロミラーデバイスにおける本発明の別な実施形態の１つとして、前記主走査ミラーセットが、長方形の対角線の一端部から出発して前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラーを有する第１サブセットと、前記対角線の他端部から出発して前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラーを有する第２サブセットとから構成されるものが提案される。この構成では、サブセットの数が２つだけであり、サブセットどうしが作り出す露光ドットラインの副走査方向でのずれを吸収するためのマイクロミラーのタイミング制御が簡単となる。
【００１０】
さらに別な本発明の好適実施形態では、前記主走査ミラーセットを３つ以上設定し、カラー露光において単一の露光ドットを異なるマイクロミラーによる重ね打ちによって作り出している。これにより、色ずれが抑制された品質の高いカラー露光ドットが形成され、結果的に品質の高いカラー画像が形成される。またその際、、前記主走査ミラーセットを４つ以上、好ましくは３の倍数だけ設定し、カラー露光において少なくとも１色の、好ましくは３色の露光ドットを異なるマイクロミラーによる重ね打ちによって作り出すように構成するならば、、露光ドットを形成するための光照射量を複数のマイクロミラーに分割することができるので、副走査方向の移動速度、つまり露光処理速度を高めることができる。
【００１１】
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施例の説明により明らかになるだろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明のライン露光式画像形成装置の中核部分である露光エンジン部４を模式的に示している。この露光エンジン部４には、ハロゲンランプ等からなる白色光源５１、所定の中心角でもって周方向にＲ・Ｇ・Ｂの各フィルタ領域で区分けされるとともにそのフィルタ領域が前記光源５１からの光ビームの光軸に合うように配置された回転フィルタ５２、回転フィルタ５２から出た光ビームを拡散しないように導く導光体としてのインテグレーティングロッド５３、インテグレーティングロッド５３によって導かれた光ビームを集光するコンデンサーレンズユニット５４、コンデンサーレンズユニット５４から入射した光ビームを、後で詳しく説明されるが、２つの方向に選択的に反射させる多数のマイクロミラー４１からなるマイクロミラーデバイス４０、マイクロミラー４１によって一方の方向に反射された光ビームを感光材料としての印画紙２上に結像させる結像レンズユニット５５、マイクロミラー４１によって他方の方向に反射された光ビームを吸収する遮光部材５６が備えられている。回転フィルタ５２がモータ５１Ｍによって回転することで、所定間隔でＲ・Ｇ・Ｂ各色の光ビームが順次マイクロミラーデバイス４０の各マイクロミラー４１に入射するようになっている。
【００１３】
マイクロミラーデバイス４０は、図２に示すように、シリコン基板４０ａ上に多数の行と多数の列をもつマトリックス状に配置された多数のマイクロミラー４１を形成している。マイクロミラー４１は１辺が１６μｍの正方形であり、隣接するマイクロミラー４１との間隔は１μｍとなっている。マイクロミラー４１は支持ポスト４２を介してヨーク４３に載せられている。このヨーク４３は、その両側からマイクロミラー４１の一方の対角線に沿って延びている捻りヒンジ４４ａ、４４ｂによってシリコン基板４０ａから浮かされた状態で揺動可能に支持されている。さらにマイクロミラー４１の他方の対角線両端部の下方でヨーク４３の周辺領域にそれぞれ第１電極４５ａと第２電極４５ｂが形成されている。
【００１４】
このマイクロミラーデバイス４０では、第１電極４５ａ及び第２電極４５ｂに印加される電圧の極性に応じて作用する静電力によりマイクロミラー４１が捻りヒンジ４４ａ、４４ｂを捻らせながら時計方向又は反時計方向に揺動し、その面を傾斜させることになる。第１電極４５ａ、４５ｂに対する電圧供給はコントローラ６によって制御される。つまり、第１電極４５ａ、４５ｂに電圧が供給されない場合マイクロミラー４１は水平姿勢を保持するが、第１電極４５ａに正極性を印加するとともに第２電極４５ｂに逆極性を印加すると、マイクロミラー４５は一方に傾斜して、その傾斜角が＋θとなる。第１電極４５ａに逆極性を印加するとともに第２電極４５ｂに正極性を印加すると、マイクロミラー４５は他方に傾斜して、その傾斜角が−θとなる。
【００１５】
そのようなマイクロミラー４１の傾斜特性を利用し、図３で模式的に示すように、マイクロミラー４１が傾斜角：＋θで傾斜している時には光源から出てマイクロミラー４１で反射された反射ビームが印画紙２に達し、印画紙２に露光ドットを形成するように、そして、マイクロミラー４１が傾斜角：−θで傾斜している時には光源から出てマイクロミラー４１で反射された反射ビームが遮光部材５６に達するようにマイクロミラーデバイス４０を配置することで、露光エンジン部４が構築できる。よって、傾斜角：＋θのマイクロミラー４１を露光傾斜姿勢、傾斜角：−θのマイクロミラー４１を非露光傾斜姿勢とする。
【００１６】
さらに、回転フィルタ５２がモータ５１Ｍによって回転することで、所定間隔でＲ・Ｇ・Ｂ各色の光ビームがマイクロミラーデバイス４０の各マイクロミラー４１に入射するので、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色の露光ドットを印画紙２に形成することができる。光ビームを印画紙２に照射する時間はマイクロミラー４１の傾斜角：＋θを維持する時間で決定されるので、このマイクロミラー４１の傾斜制御を画像データを構成する各画素の濃度値に基づいてパルス幅変調された信号によって行うことで、印画紙２に形成される露光ドットの階調度を画素の濃度値に合わせることができる。
【００１７】
露光処理時には、印画紙２は、マイクロミラー４１からの光ビームの照射点に対して相対移動するために印画紙搬送機構８の一部である露光搬送部８ａによって、いわゆる副走査方向に搬送され、これにより印画紙２に画像が形成される。この副走査方向に直交する方向、つまり主走査方向に並んだ露光ドットにより定義される露光ドットラインを形成するマイクロミラー４１のグループは主走査ミラーセットと呼んでいる。
【００１８】
本発明では、マイクロミラーデバイス４０における、前述の主走査ミラーセットの取り方が独特であるので、この取り方の基本的原理を図４を用いて説明する。
従来は、主走査ミラーセットをマトリックス状に配置されたマイクロミラー４１の所定の行又は所定の列の並びで構成していたが、本発明では、マトリックスの行又は列の方向から傾斜させた方向に沿って選ばれたマイクロミラー４１のグループからなる。図４では、マトリックスの行又は列から４５°傾斜した方向：Ｑ（マイクロミラーデバイス４０が正方形の場合ではその対角線の方向）に沿って選ばれることになる。これにより、主走査ミラーセット以外の対角線周辺に位置する多数のマイクロミラーが画素ずらしの位置関係となり、これらのマイクロミラーを適切に利用することで解像度を飛躍的に向上させることができきる。このような趣旨から、図４では、主走査ミラーセット６１に隣接するマイクロミラー４から補間主走査ミラーセット６２が設定されている。
【００１９】
ここで、主走査ミラーセット６１と補間主走査ミラーセット６２を構成するマイクロミラー４１を図面において上から順に１番、２番、３番、４番・・・（図では単に丸数字で表示）と名付けると、主走査ミラーセット６１を構成するマイクロミラーセットは奇数の番号を持つことになり、補間主走査ミラーセット６２を構成するマイクロミラーセットは偶数の番号を持つことになる。このため、主走査ミラーセット６１の全てのマイクロミラー４１を露光傾斜姿勢にすると、全ての奇数番のマイクロミラー４１によって反射された光ビームによる露光ドットラインが形成されるので、この露光ラインを奇数露光ドットライン２１と呼ぶことにする。そして、補間主走査ミラーセット６２の全てのマイクロミラー４１を露光傾斜姿勢にすると、全ての偶数番のマイクロミラー４１によって反射された光ビームによる露光ドットラインが形成されるので、この露光ラインを偶数露光ドットライン２２と呼ぶことにする。
【００２０】
主走査ミラーセット６１と補間主走査ミラーセット６２の副走査方向で間隔：Ｄだけずれているので、補間主走査ミラーセット６２による露光ドット形成のタイミングをその間隔：Ｄに相当する時間だけずらすことで、ちょうど奇数露光ドットライン２１と偶数露光ドットライン２２を重ね合わすことができ、主走査ミラーセット６１による露光ドットのちょうど間に補間主走査ミラーセット６２による露光ドットが入り込むことができる。このようにして形成された高密露光ドットライン２０は、奇数露光ドットライン２１や偶数露光ドットライン２２に比べ、２倍の解像度をもつことになる。この高密露光ドットライン２０を用いて画像を形成する場合、主走査ミラーセット６１と補間主走査ミラーセット６１を合わせてプリントヘッドラインＬと呼ぶことにする。
【００２１】
前述したようにマイクロミラーデバイス４０はデジタルディスプレイ素子として流通していることから、通常入手できる形状は図５に示すような、ｍ行ｎ列、但しｍ＜ｎ、のマトリックスでマイクロミラー４１を配置した長方形である。
【００２２】
この長方形形状を最大限に生かすため、ここでの主走査ミラーセット４１は、長方形の対角線の一端部から出発してマイクロミラーデバイス４０の列方向に対して４５度傾斜する方向：Ｑで所定個ずつ選択されたマイクロミラー４１を有する第１サブセット６１ａと、この対角線の他端部から出発して前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラー４１を有する第２サブセット６１ｂとから構成されている。上記所定個とは、第１サブセット６１ａと第２サブセット６１ｂによって形成される露光ドットラインがとぎれたり重なることのないラインとなるように決定される。第１サブセット６１ａと第２サブセット６１ｂは間隔：Ｄ１ だけ間隔をあけることになるので、印画紙２に直線状の露光ドットラインを形成するにはそれぞれの露光のタイミングを所定時間ずらさなければならない。ここでも、第１サブセット６２ａと第２サブセット６２ｂから構成される補間主走査ミラーセット６２が設定されている。
【００２３】
図６に示されたマイクロミラーデバイス４０では、主走査ミラーセット６１を構成するサブセットの取り方が図５と異なっている。ここでは、主走査ミラーセット６１は全体として長方形マイクロミラーデバイス４０の対角線の方向に延びているが、各サブセット６１ａ、６２ｂ・・はマイクロミラーデバイス４０の列方向に対して４５度傾斜する方向：Ｑで選択されたマイクロミラー４１から構成されている。このような主走査ミラーセット６１では、隣接するサブセット間の副走査方向の間隔：Ｄ２ が小さくなるので、もし光源の輝度分布にむらがあったとしても隣り合う露光ドットを形成するマイクロミラー４１は近接しているのでこれらに入射する光ビームの輝度差は無視できる。ここでも、第１サブセット６２ａと第２サブセット６２ｂから構成される補間主走査ミラーセット６２が設定されている。
【００２４】
図７に示されたマイクロミラーデバイス４０では、全体として長方形の対角線の方向に延びている主走査ミラーセット６１を構成する各サブセット６１ａ、６１ｂ・・が、形成される露光ドットが直線状につながるようにマイクロミラーマトリックスの所定行から選択されている。この主走査ミラーセット６１で作り出される各露光ドットの隣同士の重なりは、先に説明した主走査ミラーセット６１と補間主走査ミラーセットとが作り出す露光ドットとは違って、ばらつくことになるが、露光ドットの大きさが非常に小さいこともあって、それほどの画像品質の低下を引き起こさない。ただし、各サブセット６１ａ、６１ｂ・・を構成するマイクロミラー４１が副走査方向に関して間隔：Ｄ３ ずつずれているので、印画紙２に直線状の露光ドットラインを形成するにはそれぞれの露光のタイミングを所定時間ずらすずらし制御を行う。
【００２５】
図８に示されたマイクロミラーデバイス４０では、主走査ミラーセット６１を構成する各マイクロミラー４１が、長方形マイクロミラーデバイス４０の対角線にできるだけ近接するように、かつ形成される露光ドットが直線状につながるように選択されている。主走査ミラーセット６１を構成するマイクロミラー４１の数は多くなり、結果的には高解像度が得られるが、マイクロミラー４１同士の副走査方向に関するずれは微妙にずれているので、きめ細かいずらし制御で調整することになる。
【００２６】
次に、主走査ミラーセット６１と補間ミラーセット６２からなるプリントヘッドラインを３つ備えて、Ｒ・Ｇ・Ｂの各露光ドットを完全に重ねてカラー画像を形成する露光処理過程を図９〜図１１を用いて説明する。
図９は第１プリントヘッドラインＬ１ 、第２プリントヘッドラインＬ２ 、第３プリントヘッドラインＬ３ が設定されているマイクロミラーデバイス４０の模式図である。このマイクロミラーデバイス４０を使ってカラー画像を形成するには、次の段階を経る。但し、説明を簡単にするため、各プリントヘッドラインとも１番〜４番のマイクロミラー４１だけで説明される。
【００２７】
図１０（イ） マイクロミラーデバイス４０の制御は、回転フィルタ５２の回転とタイミングをとって行われ、赤：Ｒの光ビームをマイクロミラーデバイス４０に入射させている。ここでは、第１プリントヘッドラインＬ１ の奇数番号、つまり１番と３番のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による赤色奇数露光ドットラインが形成される。
【００２８】
図１０（ロ） 第１プリントヘッドラインＬ１ の偶数番号、つまり２番と４番のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による赤色偶数露光ドットラインが形成され、結果として印画紙の第１ラインは赤色高密露光ドットラインとなる。
【００２９】
図１０（ハ） ここでは、回転フィルタ５２の赤色フィルタ領域が光軸から過ぎ去り、緑色フィルタ領域が光軸に入り、緑：Ｇの光ビームをマイクロミラーデバイス４０に入射させている。第１プリントヘッドラインＬ１ と第２プリントヘッドラインＬ２ の奇数番号のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による緑色奇数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第２ラインには第２プリントヘッドラインＬ２ による緑色奇数露光ドットラインが形成される。
【００３０】
図１１（ニ） 第１プリントヘッドラインＬ１ と第２プリントヘッドラインＬ２ の偶数番号のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による緑色偶数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第２ラインには第２プリントヘッドラインＬ２ による緑色偶数露光ドットラインが形成される。
【００３１】
図１１（ホ） ここでは、回転フィルタ５２の緑色フィルタ領域が光軸から過ぎ去り、青色フィルタ領域が光軸に入り、青：Ｂの光ビームをマイクロミラーデバイス４０に入射させている。第１プリントヘッドラインＬ１ と第２プリントヘッドラインＬ２ と第３プリントヘッドラインＬ３ の奇数番号のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による青色奇数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第２ラインには第２プリントヘッドラインＬ２ による青色奇数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第３ラインには第３プリントヘッドラインＬ３ による青色奇数露光ドットラインが形成される。
【００３２】
図１１（ヘ） 第１プリントヘッドラインＬ１ と第２プリントヘッドラインＬ２ と第３プリントヘッドラインＬ３ の偶数番号のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による青色偶数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第２ラインには第２プリントヘッドラインＬ２ による青色偶数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第３ラインには第３プリントヘッドラインＬ３ による青色偶数露光ドットラインが形成される。この結果、印画紙２の第１ラインには、Ｒ・Ｇ・Ｂ全色の光ビームによる高密露光ドットラインが形成されたことになり、第１ラインのカラー露光が完了する。
【００３３】
以後は、図１１（ホ）と（へ）のミラー動作を各露光色について繰り返していき、最終段階では、図１０（イ）〜（ハ）及び図１１（ニ）の手順を逆に行って、全ての画像の露光を完了する。なお、上述した露光処理において、マイクロミラーの露光姿勢の保持時間を例えば、８ｂｉｔ、２５６段階で調整することで、２４ｂｉｔフルカラー画像が形成される。
【００３４】
上記の例では、各色の露光のための１つのプリントヘッドラインしか設定されていなかったが、１色の露光のために複数のプリントヘッドラインを設定したマイクロミラーデバイス４０を使用した場合、同様なずらし制御により、同じ位置の１つの色の露光ドットを形成するために複数のマイクロミラー４１による露光が可能になるので、マイクロミラー１個当たりに割り当てられる露光時間は短くなり、露光処理の高速化を可能にする。
【００３５】
次に、本発明による露光エンジン４を備えたライン露光式画像形成装置の一例としての銀塩写真デジタルプリンタについて、図を用いて説明する。図１２には、この銀塩写真デジタルプリンタの外観斜視図、図１３にはその概略ブロック図が示されている。この銀塩写真デジタルプリンタは、写真フィルム１のコマ画像をデジタル画像データとして取得するフィルムスキャナー３と、取得されたデジタル画像データ（以後単に画像データと称す）を処理してプリントデータを作成するコントローラ６と、このプリントデータに基づいて感光材料としての印画紙２にコマ画像に対応する画像を露光するＤＭＤ式露光エンジン４と、露光された印画紙２を現像処理する現像処理部５とを備えている。現像処理部５で現像された印画紙２は、乾燥工程を経て複写画像を有する仕上がりプリントとして排出される。図番７はフィルム１をフィルムスキャナー３に搬送するフィルム搬送機構であり、図番８は印画紙２をペーパーマガジン１０から引き出して、露光を終えた印画紙２を現像処理部５に送り込む印画紙搬送機構であり、両搬送機構ともコントローラ６によって制御されている。なお、この印画紙搬送機構８は、露光エンジン４から照射される主走査方向に列をなした光ビームに対して直交する副走査方向に印画紙２を搬送する副走査搬送部８ａを備えている。
【００３６】
コントローラ６には、各種処理情報を表示するモニター６ａや各種処理命令を入力するための操作卓６ｂ、さらにはメモリーカードやＭＯやＦＤなどの画像データ記録メディアから画像データを受け付けたり、通信回線を介して伝送されてくるデジタル画像データを受け付ける外部画像入力部６ｃが接続されている。この外部画像入力部６ｃが設けられていることにより、この銀塩写真デジタルプリントは、入力される原画像として写真フィルムだけでなく、デジタルカメラによって撮像された画像や、コンピュータグラフィックソフトなどで作成されたＣＧ画像をも取り扱うことができる。
【００３７】
フィルムスキャナ３は、発生させた光ビームの色分布や強度分布を整えてフィルム１を照射する照明光学系３ａと、フィルム１からの透過光ビームを光学的に処理する撮像光学系３ｂと、撮像光学系３ｂによって導かれた光ビームをスリット画像としての電荷画像に光電変換する光電変換部３ｃから構成されている。
【００３８】
光電変換部３ｃは、それ自体公知の、ＣＣＤセンサユニット、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路、Ａ／Ｄ変換器、センサ駆動回路などから構成されている。ＣＣＤセンサユニットは、３つのＣＣＤセンサから構成され、各ＣＣＤセンサは多数（例えば５０００個）のＣＣＤ素子が主走査方向、つまりフィルム１の幅方向に配列されたラインセンサであり、センサ駆動回路により主走査時に電荷蓄積動作や電荷蓄積時間の制御が行われる。各ＣＣＤセンサの撮像面には、それぞれ光ビームの青色成分、赤色成分、緑色成分のみを通過させるカラーフィルタが設けられており、それぞれ、青色成分、赤色成分、緑色成分のみを光電変換する。サンプルホールド回路は、それぞれのＣＣＤセンサから出力される各画素信号をサンプルホールドして各画素信号が連続した画像信号を生成するものであり、Ａ／Ｄ変換器は、画像信号を構成する各画素信号を所定のビット数（例えば１２ビット）のデジタル信号に変換するものである。このようにして光電変換部３ｃで取得されたＲ・Ｇ・Ｂ信号としてのデジタル画像データはコントローラ６へ送られる。
【００３９】
印画紙２は、印画紙マガジン１０にロール状態で収納されており、ここでは図示されていないカッターによってプリントサイズに応じて適正長さに切断されて露光エンジン４で露光される。露光された印画紙２は、振り分け装置９によって１列搬送から、３列までの複列搬送に振り分けられて、現像処理部５に搬入される。この振り分け処理により印画紙２に対するマイクロミラーデバイス４０を用いた短い露光時間と化学的処理を必要とするがゆえの現像処理部５での長い現像時間を調節する。
【００４０】
コントローラ６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆ回路などからなるマイクロコンピュータシステムを中核部材として構成され、この銀塩写真プリンタに必要な各種機能をハードウエア又はソフトウエア或いはその両方で実現させている。本発明に関連する機能を行うために、このコントローラ５には、フィルム搬送制御部、フィルムスキャナ制御部、印画紙搬送制御部、画像処理部６ｄ、マイクロミラーデバイス制御部６ｅなどが構築されている。
【００４１】
画像処理部６ｄは、フィルムスキャナー３の光電変換部３ｃからコントローラ６内のワーキングメモリに送り込まれた画像データや、前述した外部画像入力部６ｃから直接送り込まれたデジタルカメラによる撮影画像データなどに対して、それ自体は公知である輪郭強調補正、画像合成処理などの各種画像処理を行う。このようなデジタル画像処理は、一般には、取得されたデジタル画像データからプリント出力のシミュレート画像をモニタ６ａに表示し、オペレータが操作卓６ｂを用いてマニュアルで所望の処理を指令することも、自動的に行うことも可能である。画像処理の終えた画像データはプリントデータに変換されてマイクロミラーデバイス制御部６ｅに送られる。マイクロミラーデバイス制御部６ｅは、プリントデータに基づいて、プリントヘッドとして機能するプリントヘッドラインを構成するマイクロミラー４１の姿勢制御を行うミラー制御部や回転フィルタ５２の回転制御を行う光源制御部などを備えており、これらの制御を行うことで、副走査方向に移動する印画紙２をライン露光し、フルカラー画像を形成する。
【００４２】
上述した実施の形態では、マイクロミラーデバイス４０の傾き、つまり主走査ミラーセットを構成するマイクロミラー４１の選択するラインは、マイクロミラーマトリックス列に対して４５°傾むくか、或いは、マイクロミラーマトリックスの対角線に沿った方向に傾くかのいずれかであったが、もちろんその他の任意の角度に傾かせることも本発明の枠内に入るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像形成装置に採用された露光エンジンの模式図
【図２】マイクロミラーの構造を説明する概略斜視図
【図３】マイクロミラーによる露光状態を示す説明図
【図４】マイクロミラーデバイスにおける主走査ミラーセットと補間主走査ミラーセットの構成と露光ドットラインの様子を示す説明図
【図５】マイクロミラーデバイスにおける主走査ミラーセットと補間主走査ミラーセットの構成を示す説明図
【図６】マイクロミラーデバイスにおける主走査ミラーセットと補間主走査ミラーセットの構成を示す説明図
【図７】マイクロミラーデバイスにおける主走査ミラーセットの構成を示す説明図
【図８】マイクロミラーデバイスにおける主走査ミラーセットの構成を示す説明図
【図９】複数のプリントヘッドラインを設定したマイクロミラーデバイスを示す模式図
【図１０】複数のプリントヘッドラインを用いたＲＧＢ重ね露光処理の説明図
【図１１】複数のプリントヘッドラインを用いたＲＧＢ重ね露光処理の説明図
【図１２】本発明による画像形成装置の一例としての銀塩写真デジタルプリンタの外観斜視図
【図１３】図１２の銀塩写真デジタルプリンタのブロック図
【符号の説明】
２ 印画紙（感光材料）
４ 露光エンジン
５ コントローラ
２０ 高密露光ドットライン
２１ 奇数露光ドットライン
２２ 偶数露光ドットライン
４０ マイクロミラーデバイス
４１ マイクロミラー
５１ 光源
５２ 回転フィルタ
５４ コンデンサーレンズユニット
５６ 遮光部材
６１ 主走査ミラーセット
６１ａ サブセット
６２ 補間主走査ミラーセット
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源から入射した光を感光材料の所定の露光位置に反射させる露光姿勢と前記感光材料以外のところに反射させる非露光姿勢との間で傾斜可能な多数のマイクロミラーを複数の行と列をもつマトリックスで配置したマイクロミラーデバイスと、前記露光位置に対して感光材料を相対移動させる副走査移動機構と、画像信号に応じて前記マイクロミラーの姿勢を制御するミラー制御部とを備えたライン露光式画像形成装置にに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロミラーデバイスは、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）とも呼ばれ、ウェハー上にアルミスパッタリングで作り込まれた、反射率の高い一辺が約ｌ６ミクロンの正方形マイクロミラーを静電界作用により動作させるタイプのデバイスで、このマイクロミラーはＣＭＯＳ半導体技術により、シリコン・メモリ・チップの上にマトリックス状に約数十万〜百万個敷き詰められている。それぞれのマイクロミラーは、対角線を中心に安定した２つの姿勢、水平方向に対して±１０度程度に回転傾斜することができる。通常、このマイクロミラーデバイスは各マイクロミラーを１画素として、光源からの光の反射時間を制御することで、スクリーン上にディジタル映像を投影するデジタル・ディスプレイ・システムに採用されている。
【０００３】
しかしながら、この２つの安定した姿勢の１つにおいて、光源からの光を感光材料の所定位置に照射するように反射し、他の姿勢において光源からの光を感光材料領域外に反射するように設定することで、感光材料の任意の位置に露光ドットを形成することができる。さらに、露光ドットを作り出す際の照射時間を制御することにより、この露光ドットに任意の階調度を与えることが可能となり、マイクロミラーの照射位置に対して感光材料を相対的に移動させることにより感光材料に画像を形成するライン露光式画像形成装置にも採用することが可能である。例えば、そのような画像形成装置は、特開昭１０−１０４７５３号公報から知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来構成では、デジタル・ディスプレイ・システムに採用されているマイクロミラーデバイスを流用しているので、このマイクロミラーデバイスが必ずしもライン露光式画像形成装置にとって最適なものではない。例えば、感光材料に形成される露光ドット画像解像度はマイクロミラーデバイスのミラー集積度で決定され、ＸＧＡの画面解像度を実現するマイクロミラーデバイスでは、縦７６８画素、横１０２４画素であり、長い方の横列をライン露光のラインに使用したとしても、感光材料として幅１００ｍｍの印画紙を使った場合、その解像度は２５０ｄｐｉ程度となり、より高い解像度の要求に応えることはできない。同一のマイクロクロミラーデバイスを２つ使用することにより、解像度を倍にすることができるが、コストの上昇が大きすぎる。
上記実状に鑑み、本発明の課題は、コストの上昇を抑えつつ解像度を向上させる、マイクロミラーデバイスを用いたライン露光式画像形成装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、光源から入射した光を感光材料の所定の露光位置に反射させる露光姿勢と前記感光材料以外のところに反射させる露光姿勢との間で傾斜可能な多数のマイクロミラーを複数の行と列をもつマトリックスで配置したマイクロミラーデバイスと、前記露光位置に対して感光材料を相対移動させる副走査移動機構と、画像信号に応じて前記マイクロミラーの姿勢を制御するミラー制御部とを備えたライン露光式画像形成装置において、前記マイクロミラーデバイスの所定列のマイクロミラーの前記感光材料上における結像位置を結ぶ仮想ラインが前記相対移動方向に対して傾斜するように前記マイクロミラーデバイスを配置するとともに、前記感光材料に前記相対移動方向に直交する主走査方向の露光ドットラインが、前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して傾斜する方向で選択されたマイクロミラーからなる主走査ミラーセットと前記主走査ミラーセットのマイクロミラーによって作り出される各露光ドットの間に露光ドットを作り出すマイクロミラーからなる補間主走査ミラーセットとによって前記マイクロミラーデバイスの行方向又は列方向のマイクロミラーによる露光ドットラインより高解像度に作り出されることを特徴としている。
【０００６】
この構成では、矩形のマイクロミラーデバイスを斜めにして、露光ラインとして縦列（行方向）のマイクロミラーでも横列（列方向）マイクロミラーでもなく、斜めの線に沿って位置するマイクロミラーを利用するので、縦列や横列よりも多いの個数のマイクロミラーを露光ラインとして使用することが可能となる。
【０００７】
露光ラインに対して最も多くの個数のマイクロミラーを割り当てるには、例えば、矩形のマイクロミラーデバイスの対角線の沿って位置するマイクロミラーを利用するようにするとよい。これにより、その対角線周辺に位置する多数のマイクロミラーが画素ずらしの位置関係となり、プリント時に使用するマイクロミラーを適切に選択することで解像度を飛躍的に向上させる道が切り開ける。
【０００８】
前述した、露光ラインに使用するマイクロミラーを選択する際の基準となる斜めの線を４５度にすると、各マイクロミラーから反射される光ビームの輝度分布の重なり合いが均等化されるので都合がよい。したがって、本発明の好適な実施形態の１つでは、長方形のマイクロミラーデバイス、つまりマイクロミラーデバイスがｍ行ｎ列、ｍ＜ｎのマトリックスでマイクロミラーを配置したものである場合、かつ前記主走査ミラーセットを、前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラーを有する多数のサブセットから構成されるようにしている。サブセットが作り出す露光ドットラインどうしは、感光材料の相対移動方向（一般には副走査方向と呼ばれている）にずれることになるが、マイクロミラーに対する副走査方向での駆動タイミング制御技術で実際の感光材料には一直線の露光ドットラインを形成することができる。各サブセットのマイクロミラーは４５度の傾斜線に沿っているので、反射される光ビームの輝度分布の重なり合いが均等化している。また、多数のサブセットに分割されているのでサブセットどうしのずれも小さいものとなり、もし光源の輝度分布にむらがあっても隣り合う露光ドットを形成するマイクロミラーに入射する光ビームの輝度差はほとんど無視できる。
【０００９】
また、光源の輝度分布むらが気にならない場合、前述したような長方形マイクロミラーデバイスにおける本発明の別な実施形態の１つとして、前記主走査ミラーセットが、長方形の対角線の一端部から出発して前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラーを有する第１サブセットと、前記対角線の他端部から出発して前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラーを有する第２サブセットとから構成されるものが提案される。この構成では、サブセットの数が２つだけであり、サブセットどうしが作り出す露光ドットラインの副走査方向でのずれを吸収するためのマイクロミラーのタイミング制御が簡単となる。
【００１０】
さらに別な本発明の好適実施形態では、前記主走査ミラーセットを３つ以上設定し、カラー露光において単一の露光ドットを異なるマイクロミラーによる重ね打ちによって作り出している。これにより、色ずれが抑制された品質の高いカラー露光ドットが形成され、結果的に品質の高いカラー画像が形成される。またその際、、前記主走査ミラーセットを４つ以上、好ましくは３の倍数だけ設定し、カラー露光において少なくとも１色の、好ましくは３色の露光ドットを異なるマイクロミラーによる重ね打ちによって作り出すように構成するならば、、露光ドットを形成するための光照射量を複数のマイクロミラーに分割することができるので、副走査方向の移動速度、つまり露光処理速度を高めることができる。
【００１１】
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施例の説明により明らかになるだろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明のライン露光式画像形成装置の中核部分である露光エンジン部４を模式的に示している。この露光エンジン部４には、ハロゲンランプ等からなる白色光源５１、所定の中心角でもって周方向にＲ・Ｇ・Ｂの各フィルタ領域で区分けされるとともにそのフィルタ領域が前記光源５１からの光ビームの光軸に合うように配置された回転フィルタ５２、回転フィルタ５２から出た光ビームを拡散しないように導く導光体としてのインテグレーティングロッド５３、インテグレーティングロッド５３によって導かれた光ビームを集光するコンデンサーレンズユニット５４、コンデンサーレンズユニット５４から入射した光ビームを、後で詳しく説明されるが、２つの方向に選択的に反射させる多数のマイクロミラー４１からなるマイクロミラーデバイス４０、マイクロミラー４１によって一方の方向に反射された光ビームを感光材料としての印画紙２上に結像させる結像レンズユニット５５、マイクロミラー４１によって他方の方向に反射された光ビームを吸収する遮光部材５６が備えられている。回転フィルタ５２がモータ５１Ｍによって回転することで、所定間隔でＲ・Ｇ・Ｂ各色の光ビームが順次マイクロミラーデバイス４０の各マイクロミラー４１に入射するようになっている。
【００１３】
マイクロミラーデバイス４０は、図２に示すように、シリコン基板４０ａ上に多数の行と多数の列をもつマトリックス状に配置された多数のマイクロミラー４１を形成している。マイクロミラー４１は１辺が１６μｍの正方形であり、隣接するマイクロミラー４１との間隔は１μｍとなっている。マイクロミラー４１は支持ポスト４２を介してヨーク４３に載せられている。このヨーク４３は、その両側からマイクロミラー４１の一方の対角線に沿って延びている捻りヒンジ４４ａ、４４ｂによってシリコン基板４０ａから浮かされた状態で揺動可能に支持されている。さらにマイクロミラー４１の他方の対角線両端部の下方でヨーク４３の周辺領域にそれぞれ第１電極４５ａと第２電極４５ｂが形成されている。
【００１４】
このマイクロミラーデバイス４０では、第１電極４５ａ及び第２電極４５ｂに印加される電圧の極性に応じて作用する静電力によりマイクロミラー４１が捻りヒンジ４４ａ、４４ｂを捻らせながら時計方向又は反時計方向に揺動し、その面を傾斜させることになる。第１電極４５ａ、４５ｂに対する電圧供給はコントローラ６によって制御される。つまり、第１電極４５ａ、４５ｂに電圧が供給されない場合マイクロミラー４１は水平姿勢を保持するが、第１電極４５ａに正極性を印加するとともに第２電極４５ｂに逆極性を印加すると、マイクロミラー４５は一方に傾斜して、その傾斜角が＋θとなる。第１電極４５ａに逆極性を印加するとともに第２電極４５ｂに正極性を印加すると、マイクロミラー４５は他方に傾斜して、その傾斜角が−θとなる。
【００１５】
そのようなマイクロミラー４１の傾斜特性を利用し、図３で模式的に示すように、マイクロミラー４１が傾斜角：＋θで傾斜している時には光源から出てマイクロミラー４１で反射された反射ビームが印画紙２に達し、印画紙２に露光ドットを形成するように、そして、マイクロミラー４１が傾斜角：−θで傾斜している時には光源から出てマイクロミラー４１で反射された反射ビームが遮光部材５６に達するようにマイクロミラーデバイス４０を配置することで、露光エンジン部４が構築できる。よって、傾斜角：＋θのマイクロミラー４１を露光傾斜姿勢、傾斜角：−θのマイクロミラー４１を非露光傾斜姿勢とする。
【００１６】
さらに、回転フィルタ５２がモータ５１Ｍによって回転することで、所定間隔でＲ・Ｇ・Ｂ各色の光ビームがマイクロミラーデバイス４０の各マイクロミラー４１に入射するので、Ｒ・Ｇ・Ｂ各色の露光ドットを印画紙２に形成することができる。光ビームを印画紙２に照射する時間はマイクロミラー４１の傾斜角：＋θを維持する時間で決定されるので、このマイクロミラー４１の傾斜制御を画像データを構成する各画素の濃度値に基づいてパルス幅変調された信号によって行うことで、印画紙２に形成される露光ドットの階調度を画素の濃度値に合わせることができる。
【００１７】
露光処理時には、印画紙２は、マイクロミラー４１からの光ビームの照射点に対して相対移動するために印画紙搬送機構８の一部である露光搬送部８ａによって、いわゆる副走査方向に搬送され、これにより印画紙２に画像が形成される。この副走査方向に直交する方向、つまり主走査方向に並んだ露光ドットにより定義される露光ドットラインを形成するマイクロミラー４１のグループは主走査ミラーセットと呼んでいる。
【００１８】
本発明では、マイクロミラーデバイス４０における、前述の主走査ミラーセットの取り方が独特であるので、この取り方の基本的原理を図４を用いて説明する。
従来は、主走査ミラーセットをマトリックス状に配置されたマイクロミラー４１の所定の行又は所定の列の並びで構成していたが、本発明では、マトリックスの行又は列の方向から傾斜させた方向に沿って選ばれたマイクロミラー４１のグループからなる。図４では、マトリックスの行又は列から４５°傾斜した方向：Ｑ（マイクロミラーデバイス４０が正方形の場合ではその対角線の方向）に沿って選ばれることになる。これにより、主走査ミラーセット以外の対角線周辺に位置する多数のマイクロミラーが画素ずらしの位置関係となり、これらのマイクロミラーを適切に利用することで解像度を飛躍的に向上させることができきる。このような趣旨から、図４では、主走査ミラーセット６１に隣接するマイクロミラー４から補間主走査ミラーセット６２が設定されている。
【００１９】
ここで、主走査ミラーセット６１と補間主走査ミラーセット６２を構成するマイクロミラー４１を図面において上から順に１番、２番、３番、４番・・・（図では単に丸数字で表示）と名付けると、主走査ミラーセット６１を構成するマイクロミラーセットは奇数の番号を持つことになり、補間主走査ミラーセット６２を構成するマイクロミラーセットは偶数の番号を持つことになる。このため、主走査ミラーセット６１の全てのマイクロミラー４１を露光傾斜姿勢にすると、全ての奇数番のマイクロミラー４１によって反射された光ビームによる露光ドットラインが形成されるので、この露光ラインを奇数露光ドットライン２１と呼ぶことにする。そして、補間主走査ミラーセット６２の全てのマイクロミラー４１を露光傾斜姿勢にすると、全ての偶数番のマイクロミラー４１によって反射された光ビームによる露光ドットラインが形成されるので、この露光ラインを偶数露光ドットライン２２と呼ぶことにする。
【００２０】
主走査ミラーセット６１と補間主走査ミラーセット６２の副走査方向で間隔：Ｄだけずれているので、補間主走査ミラーセット６２による露光ドット形成のタイミングをその間隔：Ｄに相当する時間だけずらすことで、ちょうど奇数露光ドットライン２１と偶数露光ドットライン２２を重ね合わすことができ、主走査ミラーセット６１による露光ドットのちょうど間に補間主走査ミラーセット６２による露光ドットが入り込むことができる。このようにして形成された高密露光ドットライン２０は、奇数露光ドットライン２１や偶数露光ドットライン２２に比べ、２倍の解像度をもつことになる。この高密露光ドットライン２０を用いて画像を形成する場合、主走査ミラーセット６１と補間主走査ミラーセット６１を合わせてプリントヘッドラインＬと呼ぶことにする。
【００２１】
前述したようにマイクロミラーデバイス４０はデジタルディスプレイ素子として流通していることから、通常入手できる形状は図５に示すような、ｍ行ｎ列、但しｍ＜ｎ、のマトリックスでマイクロミラー４１を配置した長方形である。
【００２２】
この長方形形状を最大限に生かすため、ここでの主走査ミラーセット４１は、長方形の対角線の一端部から出発してマイクロミラーデバイス４０の列方向に対して４５度傾斜する方向：Ｑで所定個ずつ選択されたマイクロミラー４１を有する第１サブセット６１ａと、この対角線の他端部から出発して前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラー４１を有する第２サブセット６１ｂとから構成されている。上記所定個とは、第１サブセット６１ａと第２サブセット６１ｂによって形成される露光ドットラインがとぎれたり重なることのないラインとなるように決定される。第１サブセット６１ａと第２サブセット６１ｂは間隔：Ｄ１ だけ間隔をあけることになるので、印画紙２に直線状の露光ドットラインを形成するにはそれぞれの露光のタイミングを所定時間ずらさなければならない。ここでも、第１サブセット６２ａと第２サブセット６２ｂから構成される補間主走査ミラーセット６２が設定されている。
【００２３】
図６に示されたマイクロミラーデバイス４０では、主走査ミラーセット６１を構成するサブセットの取り方が図５と異なっている。ここでは、主走査ミラーセット６１は全体として長方形マイクロミラーデバイス４０の対角線の方向に延びているが、各サブセット６１ａ、６２ｂ・・はマイクロミラーデバイス４０の列方向に対して４５度傾斜する方向：Ｑで選択されたマイクロミラー４１から構成されている。このような主走査ミラーセット６１では、隣接するサブセット間の副走査方向の間隔：Ｄ２ が小さくなるので、もし光源の輝度分布にむらがあったとしても隣り合う露光ドットを形成するマイクロミラー４１は近接しているのでこれらに入射する光ビームの輝度差は無視できる。ここでも、第１サブセット６２ａと第２サブセット６２ｂから構成される補間主走査ミラーセット６２が設定されている。
【００２４】
図７に示されたマイクロミラーデバイス４０では、全体として長方形の対角線の方向に延びている主走査ミラーセット６１を構成する各サブセット６１ａ、６１ｂ・・が、形成される露光ドットが直線状につながるようにマイクロミラーマトリックスの所定行から選択されている。この主走査ミラーセット６１で作り出される各露光ドットの隣同士の重なりは、先に説明した主走査ミラーセット６１と補間主走査ミラーセットとが作り出す露光ドットとは違って、ばらつくことになるが、露光ドットの大きさが非常に小さいこともあって、それほどの画像品質の低下を引き起こさない。ただし、各サブセット６１ａ、６１ｂ・・を構成するマイクロミラー４１が副走査方向に関して間隔：Ｄ３ ずつずれているので、印画紙２に直線状の露光ドットラインを形成するにはそれぞれの露光のタイミングを所定時間ずらすずらし制御を行う。
【００２５】
図８に示されたマイクロミラーデバイス４０では、主走査ミラーセット６１を構成する各マイクロミラー４１が、長方形マイクロミラーデバイス４０の対角線にできるだけ近接するように、かつ形成される露光ドットが直線状につながるように選択されている。主走査ミラーセット６１を構成するマイクロミラー４１の数は多くなり、結果的には高解像度が得られるが、マイクロミラー４１同士の副走査方向に関するずれは微妙にずれているので、きめ細かいずらし制御で調整することになる。
【００２６】
次に、主走査ミラーセット６１と補間ミラーセット６２からなるプリントヘッドラインを３つ備えて、Ｒ・Ｇ・Ｂの各露光ドットを完全に重ねてカラー画像を形成する露光処理過程を図９〜図１１を用いて説明する。
図９は第１プリントヘッドラインＬ１ 、第２プリントヘッドラインＬ２ 、第３プリントヘッドラインＬ３ が設定されているマイクロミラーデバイス４０の模式図である。このマイクロミラーデバイス４０を使ってカラー画像を形成するには、次の段階を経る。但し、説明を簡単にするため、各プリントヘッドラインとも１番〜４番のマイクロミラー４１だけで説明される。
【００２７】
図１０（イ） マイクロミラーデバイス４０の制御は、回転フィルタ５２の回転とタイミングをとって行われ、赤：Ｒの光ビームをマイクロミラーデバイス４０に入射させている。ここでは、第１プリントヘッドラインＬ１ の奇数番号、つまり１番と３番のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による赤色奇数露光ドットラインが形成される。
【００２８】
図１０（ロ） 第１プリントヘッドラインＬ１ の偶数番号、つまり２番と４番のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による赤色偶数露光ドットラインが形成され、結果として印画紙の第１ラインは赤色高密露光ドットラインとなる。
【００２９】
図１０（ハ） ここでは、回転フィルタ５２の赤色フィルタ領域が光軸から過ぎ去り、緑色フィルタ領域が光軸に入り、緑：Ｇの光ビームをマイクロミラーデバイス４０に入射させている。第１プリントヘッドラインＬ１ と第２プリントヘッドラインＬ２ の奇数番号のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による緑色奇数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第２ラインには第２プリントヘッドラインＬ２ による緑色奇数露光ドットラインが形成される。
【００３０】
図１１（ニ） 第１プリントヘッドラインＬ１ と第２プリントヘッドラインＬ２ の偶数番号のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による緑色偶数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第２ラインには第２プリントヘッドラインＬ２ による緑色偶数露光ドットラインが形成される。
【００３１】
図１１（ホ） ここでは、回転フィルタ５２の緑色フィルタ領域が光軸から過ぎ去り、青色フィルタ領域が光軸に入り、青：Ｂの光ビームをマイクロミラーデバイス４０に入射させている。第１プリントヘッドラインＬ１ と第２プリントヘッドラインＬ２ と第３プリントヘッドラインＬ３ の奇数番号のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による青色奇数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第２ラインには第２プリントヘッドラインＬ２ による青色奇数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第３ラインには第３プリントヘッドラインＬ３ による青色奇数露光ドットラインが形成される。
【００３２】
図１１（ヘ） 第１プリントヘッドラインＬ１ と第２プリントヘッドラインＬ２ と第３プリントヘッドラインＬ３ の偶数番号のマイクロミラー４１のみが露光姿勢に傾斜され、他のマイクロミラーは非露光姿勢に傾斜される。これにより印画紙２の第１ラインには第１プリントヘッドラインＬ１ による青色偶数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第２ラインには第２プリントヘッドラインＬ２ による青色偶数露光ドットラインが形成され、印画紙２の第３ラインには第３プリントヘッドラインＬ３ による青色偶数露光ドットラインが形成される。この結果、印画紙２の第１ラインには、Ｒ・Ｇ・Ｂ全色の光ビームによる高密露光ドットラインが形成されたことになり、第１ラインのカラー露光が完了する。
【００３３】
以後は、図１１（ホ）と（へ）のミラー動作を各露光色について繰り返していき、最終段階では、図１０（イ）〜（ハ）及び図１１（ニ）の手順を逆に行って、全ての画像の露光を完了する。なお、上述した露光処理において、マイクロミラーの露光姿勢の保持時間を例えば、８ｂｉｔ、２５６段階で調整することで、２４ｂｉｔフルカラー画像が形成される。
【００３４】
上記の例では、各色の露光のための１つのプリントヘッドラインしか設定されていなかったが、１色の露光のために複数のプリントヘッドラインを設定したマイクロミラーデバイス４０を使用した場合、同様なずらし制御により、同じ位置の１つの色の露光ドットを形成するために複数のマイクロミラー４１による露光が可能になるので、マイクロミラー１個当たりに割り当てられる露光時間は短くなり、露光処理の高速化を可能にする。
【００３５】
次に、本発明による露光エンジン４を備えたライン露光式画像形成装置の一例としての銀塩写真デジタルプリンタについて、図を用いて説明する。図１２には、この銀塩写真デジタルプリンタの外観斜視図、図１３にはその概略ブロック図が示されている。この銀塩写真デジタルプリンタは、写真フィルム１のコマ画像をデジタル画像データとして取得するフィルムスキャナー３と、取得されたデジタル画像データ（以後単に画像データと称す）を処理してプリントデータを作成するコントローラ６と、このプリントデータに基づいて感光材料としての印画紙２にコマ画像に対応する画像を露光するＤＭＤ式露光エンジン４と、露光された印画紙２を現像処理する現像処理部５とを備えている。現像処理部５で現像された印画紙２は、乾燥工程を経て複写画像を有する仕上がりプリントとして排出される。図番７はフィルム１をフィルムスキャナー３に搬送するフィルム搬送機構であり、図番８は印画紙２をペーパーマガジン１０から引き出して、露光を終えた印画紙２を現像処理部５に送り込む印画紙搬送機構であり、両搬送機構ともコントローラ６によって制御されている。なお、この印画紙搬送機構８は、露光エンジン４から照射される主走査方向に列をなした光ビームに対して直交する副走査方向に印画紙２を搬送する副走査搬送部８ａを備えている。
【００３６】
コントローラ６には、各種処理情報を表示するモニター６ａや各種処理命令を入力するための操作卓６ｂ、さらにはメモリーカードやＭＯやＦＤなどの画像データ記録メディアから画像データを受け付けたり、通信回線を介して伝送されてくるデジタル画像データを受け付ける外部画像入力部６ｃが接続されている。この外部画像入力部６ｃが設けられていることにより、この銀塩写真デジタルプリントは、入力される原画像として写真フィルムだけでなく、デジタルカメラによって撮像された画像や、コンピュータグラフィックソフトなどで作成されたＣＧ画像をも取り扱うことができる。
【００３７】
フィルムスキャナ３は、発生させた光ビームの色分布や強度分布を整えてフィルム１を照射する照明光学系３ａと、フィルム１からの透過光ビームを光学的に処理する撮像光学系３ｂと、撮像光学系３ｂによって導かれた光ビームをスリット画像としての電荷画像に光電変換する光電変換部３ｃから構成されている。
【００３８】
光電変換部３ｃは、それ自体公知の、ＣＣＤセンサユニット、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路、Ａ／Ｄ変換器、センサ駆動回路などから構成されている。ＣＣＤセンサユニットは、３つのＣＣＤセンサから構成され、各ＣＣＤセンサは多数（例えば５０００個）のＣＣＤ素子が主走査方向、つまりフィルム１の幅方向に配列されたラインセンサであり、センサ駆動回路により主走査時に電荷蓄積動作や電荷蓄積時間の制御が行われる。各ＣＣＤセンサの撮像面には、それぞれ光ビームの青色成分、赤色成分、緑色成分のみを通過させるカラーフィルタが設けられており、それぞれ、青色成分、赤色成分、緑色成分のみを光電変換する。サンプルホールド回路は、それぞれのＣＣＤセンサから出力される各画素信号をサンプルホールドして各画素信号が連続した画像信号を生成するものであり、Ａ／Ｄ変換器は、画像信号を構成する各画素信号を所定のビット数（例えば１２ビット）のデジタル信号に変換するものである。このようにして光電変換部３ｃで取得されたＲ・Ｇ・Ｂ信号としてのデジタル画像データはコントローラ６へ送られる。
【００３９】
印画紙２は、印画紙マガジン１０にロール状態で収納されており、ここでは図示されていないカッターによってプリントサイズに応じて適正長さに切断されて露光エンジン４で露光される。露光された印画紙２は、振り分け装置９によって１列搬送から、３列までの複列搬送に振り分けられて、現像処理部５に搬入される。この振り分け処理により印画紙２に対するマイクロミラーデバイス４０を用いた短い露光時間と化学的処理を必要とするがゆえの現像処理部５での長い現像時間を調節する。
【００４０】
コントローラ６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆ回路などからなるマイクロコンピュータシステムを中核部材として構成され、この銀塩写真プリンタに必要な各種機能をハードウエア又はソフトウエア或いはその両方で実現させている。本発明に関連する機能を行うために、このコントローラ５には、フィルム搬送制御部、フィルムスキャナ制御部、印画紙搬送制御部、画像処理部６ｄ、マイクロミラーデバイス制御部６ｅなどが構築されている。
【００４１】
画像処理部６ｄは、フィルムスキャナー３の光電変換部３ｃからコントローラ６内のワーキングメモリに送り込まれた画像データや、前述した外部画像入力部６ｃから直接送り込まれたデジタルカメラによる撮影画像データなどに対して、それ自体は公知である輪郭強調補正、画像合成処理などの各種画像処理を行う。このようなデジタル画像処理は、一般には、取得されたデジタル画像データからプリント出力のシミュレート画像をモニタ６ａに表示し、オペレータが操作卓６ｂを用いてマニュアルで所望の処理を指令することも、自動的に行うことも可能である。画像処理の終えた画像データはプリントデータに変換されてマイクロミラーデバイス制御部６ｅに送られる。マイクロミラーデバイス制御部６ｅは、プリントデータに基づいて、プリントヘッドとして機能するプリントヘッドラインを構成するマイクロミラー４１の姿勢制御を行うミラー制御部や回転フィルタ５２の回転制御を行う光源制御部などを備えており、これらの制御を行うことで、副走査方向に移動する印画紙２をライン露光し、フルカラー画像を形成する。
【００４２】
上述した実施の形態では、マイクロミラーデバイス４０の傾き、つまり主走査ミラーセットを構成するマイクロミラー４１の選択するラインは、マイクロミラーマトリックス列に対して４５°傾むくか、或いは、マイクロミラーマトリックスの対角線に沿った方向に傾くかのいずれかであったが、もちろんその他の任意の角度に傾かせることも本発明の枠内に入るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像形成装置に採用された露光エンジンの模式図
【図２】マイクロミラーの構造を説明する概略斜視図
【図３】マイクロミラーによる露光状態を示す説明図
【図４】マイクロミラーデバイスにおける主走査ミラーセットと補間主走査ミラーセットの構成と露光ドットラインの様子を示す説明図
【図５】マイクロミラーデバイスにおける主走査ミラーセットと補間主走査ミラーセットの構成を示す説明図
【図６】マイクロミラーデバイスにおける主走査ミラーセットと補間主走査ミラーセットの構成を示す説明図
【図７】マイクロミラーデバイスにおける主走査ミラーセットの構成を示す説明図
【図８】マイクロミラーデバイスにおける主走査ミラーセットの構成を示す説明図
【図９】複数のプリントヘッドラインを設定したマイクロミラーデバイスを示す模式図
【図１０】複数のプリントヘッドラインを用いたＲＧＢ重ね露光処理の説明図
【図１１】複数のプリントヘッドラインを用いたＲＧＢ重ね露光処理の説明図
【図１２】本発明による画像形成装置の一例としての銀塩写真デジタルプリンタの外観斜視図
【図１３】図１２の銀塩写真デジタルプリンタのブロック図
【符号の説明】
２ 印画紙（感光材料）
４ 露光エンジン
５ コントローラ
２０ 高密露光ドットライン
２１ 奇数露光ドットライン
２２ 偶数露光ドットライン
４０ マイクロミラーデバイス
４１ マイクロミラー
５１ 光源
５２ 回転フィルタ
５４ コンデンサーレンズユニット
５６ 遮光部材
６１ 主走査ミラーセット
６１ａ サブセット
６２ 補間主走査ミラーセット
Claims (5)
- 光源から入射した光を感光材料の所定の露光位置に反射させる露光姿勢と前記感光材料以外のところに反射させる非露光姿勢との間で傾斜可能な多数のマイクロミラーを複数の行と列をもつマトリックスで配置したマイクロミラーデバイスと、前記露光位置に対して感光材料を相対移動させる副走査移動機構と、画像信号に応じて前記マイクロミラーの姿勢を制御するミラー制御部とを備えたライン露光式画像形成装置において、
前記マイクロミラーデバイスの所定列のマイクロミラーの前記感光材料上における結像位置を結ぶ仮想ラインが前記相対移動方向に対して傾斜するように前記マイクロミラーデバイスを配置するとともに、
前記感光材料に前記相対移動方向に直交する主走査方向の露光ドットラインが、前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して傾斜する方向で選択されたマイクロミラーからなる主走査ミラーセットと前記主走査ミラーセットのマイクロミラーによって作り出される各露光ドットの間に露光ドットを作り出すマイクロミラーからなる補間主走査ミラーセットとによって前記マイクロミラーデバイスの行方向又は列方向のマイクロミラーによる露光ドットラインより高解像度に作り出されることを特徴とするライン露光式画像形成装置。 - 前記主走査ミラーセットが、前記マイクロミラーデバイスの対角線に沿う方向で選択されたマイクロミラーからなることを特徴とする請求項１に記載のライン露光式画像装置。
- 前記マイクロミラーデバイスがｍ行ｎ列、ｍ＜ｎのマトリックスでマイクロミラーを配置したものであり、かつ前記主走査ミラーセットが、前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラーを有する多数のサブセットからなることを特徴とする請求項２に記載のライン露光式画像形成装置。
- 前記マイクロミラーデバイスがｍ行ｎ列、ｍ＜ｎのマトリックスでマイクロミラーを配置したものであり、かつ
前記主走査ミラーセットが、前記マトリックスの対角線の一端部から出発して前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラーを有する第１サブセットと、前記対角線の他端部から出発して前記マイクロミラーデバイスの列方向に対して４５度傾斜する方向で所定個ずつ選択されたマイクロミラーを有する第２サブセットとからなることを特徴とする請求項１に記載のライン露光式画像形成装置。 - 前記主走査ミラーセットを３つ以上設定し、カラー露光において
単一の露光ドットを異なるマイクロミラーによる重ね打ちによって作り出すことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のライン露光式画像形成装置。
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