JP3910317B2 - Image recording method and apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、2次元空間光変調素子を利用した画像記録方法および装置に関し、特に詳細には、2次元空間光変調素子の複数の画素によって1記録画素を多重記録するようにした画像記録方法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、光変調素子を利用して感光記録媒体に画像を記録する画像記録装置が種々提供されている。それらは、LEDアレイに代表される1次元光変調素子を利用して感光記録媒体をライン状に感光させ、それとともにこのラインとほぼ直交する方向に1次元光変調素子と感光記録媒体とを相対移動させて副走査を行なうタイプのものと、液晶パネル等の2次元空間光変調素子による像を感光記録媒体に投影していわゆる面露光を行なうタイプのものに大別される。
【0003】
例えば特開平7−223337号公報には前者のタイプの画像記録装置の一例が、また特開平8−334838号公報には後者のタイプの画像記録装置の一例が示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の1次元光変調素子を利用する従来の画像記録装置においては、光変調素子の画素の特性にムラが存在すると、記録画像に副走査方向に走るスジムラが現れて画質が損なわれるという問題が認められる。
【0005】
一方、2次元空間光変調素子を利用する従来の画像記録装置においては、空間光変調素子の画素数が少ないと記録画像の画素(以下、これを空間光変調素子の画素と区別するために「記録画素」と称する)の数も当然少なくなるので、高精細、高画質の画像を記録するのは難しいという問題が認められる。
【0006】
そこで、画素数が比較的少ない2次元空間光変調素子を利用して高精細、高画質の画像を記録するために、画像を1度露光する毎に2次元空間光変調素子と感光記録媒体とを相対的にずらして、記録済みの記録画素の間を埋める形で新たな記録画素を書き込む、いわゆる画素ズラシによる多重露光法も知られている。しかし、これを実行するためには、画素ズラシを行なう機構が必要になって画像記録装置が複雑化してしまう。
【0007】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、画素数が比較的少ない2次元空間光変調素子を利用しても高精細、高画質の画像を記録可能で、また副走査方向に走るスジムラの発生も防止できる画像記録方法および装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像記録装置は、2次元空間光変調素子と感光記録媒体とを、2次元空間光変調素子の画素並び方向に対して傾いた方向に相対移動させて副走査を行ない、それにより主走査方向(副走査方向とほぼ直交する方向)の記録画素数を高めるとともに、主走査方向に並ぶ記録画素の各々をそれぞれ複数の画素により記録してスジムラの発生を抑えるようにしたものである。
【0009】
すなわち、より具体的に本発明の画像記録装置は、
記録光を発する光源と、
一つの方向およびそれと直交する別の方向にそれぞれ相隣接して並ぶ状態にして2次元に配列された複数の画素を有して、前記記録光を変調する2次元空間光変調素子と、
この2次元空間光変調素子の各画素を、一つの画素並び方向には各画素が空隙を置かずに相隣接し画素列を構成する状態にして、別の画素並び方向には各画素間に空隙が生じる状態にして結像する光学系と、
この光学系の結像位置に感光記録媒体を配し、この感光記録媒体を、前記画素列に対して傾いて、かつ前記別の画素並び方向を横切る方向に副走査移動させる副走査手段と、
前記2次元空間光変調素子を、前記画素列の1つの中で相隣接するj個(j≧2)の画素からそれぞれ構成される画素群k個(k≧2)によって、前記副走査移動の方向とほぼ直交する主走査方向に並ぶk個の画素を記録するように駆動する制御手段とを有することを特徴とするものである。
【0010】
なお上記の光学系は、例えば、前記一つの画素並び方向でのみ屈折力を有して前記画素列を全体的に縮小するアナモルフィク光学系と、前記別の画素並び方向でのみ屈折力を有して前記複数の画素を個別に縮小するシリンドリカルレンズアレイ光学系とを用いて構成することができる。
【0011】
また本発明の画像記録装置において、好ましくは、2次元空間光変調素子の画素列の像が前記感光記録媒体の上で傾くことによる、各画素列同士の記録時間のずれを補償するように、該2次元空間光変調素子の画素列の間で駆動時間にディレイが設定される。
【0012】
他方、本発明の画像記録装置において好ましくは、2次元空間光変調素子の複数の分割領域に相異なる色のカラーフィルターが取り付けられ、各カラーフィルターを通過した記録光によりカラー感光記録媒体の同一箇所を照射して、該感光記録媒体にカラー画像を記録可能とされる。
【0013】
また、前記光源として相異なる波長の光を発する複数の光源が用いられ、該複数の光源がカラー感光記録媒体の副走査送りと同期して時分割駆動されて、該感光記録媒体にカラー画像を記録可能とされてもよい。
【0014】
さらに、本発明の画像記録装置において好ましくは、前記画素群と画素群との間に、画像記録に使用しない画素が設定される。
【0015】
一方、前記画素群の中の複数の画素は、所要の露光量が最小の場合は画素群中央部の1つの画素が光通過状態となり、所要の露光量の増大につれて次第に画素群端部側の画素が光通過状態となるように駆動されることが望ましい。
【0016】
また、本発明による画像記録方法は、一つの方向およびそれと直交する別の方向にそれぞれ相隣接して並ぶ状態にして2次元に配列された複数の画素を有する2次元空間光変調素子により記録光を変調し、感光記録媒体に記録する方法であって、次の工程
a)前記2次元空間光変調素子の各画素を、一つの画素並び方向には各画素が空隙を置かずに相隣接し画素列を構成する状態にして、別の画素並び方向には各画素間に空隙が生じる状態にして、該2次元空間光変調素子の像を感光記録媒体上に形成する、
b)前記画素列の1つの中で相隣接するj個(j≧2)の画素からそれぞれ構成される画素群k個(k≧2)によって、感光記録媒体の一方向に並ぶk個の画素を記録する、
c)前記感光記録媒体を、前記画素列に対して傾いた方向に副走査移動させて記録する、
を含むことを特徴とするものである。
【0017】
【発明の効果】
図5は、上記光学系によって結像された画素の列12bと感光記録媒体17との関係を示すものである。ここでは一例として、1つの画素列12bが20の画素からなり、j=5個の画素によってそれぞれ1つの画素群が構成され、この画素群が1つの画素列にk=4個存在するものとする。
【0018】
もし、2次元空間光変調素子を画素列12bの延びる方向と副走査方向が一致する状態に配置したとすると、主走査方向の記録画素数は2次元空間光変調素子の主走査方向画素数(図では5個)と等しくなる。それに対して、図5のように2次元空間光変調素子を傾けて配置した場合は、k=4個の画素群によって1つの画素を記録するから、1つの画素列当たり4つの画素を記録可能となる。そこで主走査方向全体では、上記主走査方向画素数の4倍(図の例に即せば20個)の画素が記録でき、高精細、高画質の画像を記録可能となる。
【0019】
また、1つの記録画素はj=5個の画素によって記録されるから、たとえそれら5個の画素の内の1つ、2つに特性ムラが存在しても、それは他の画素によって緩和され、記録画像に副走査方向に走るスジムラが現れることを防止できる。
【0020】
【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、本発明の一つの実施形態による画像記録装置の全体構成を示すものである。この画像記録装置は、記録光10を発する光源11と、2次元に配列された複数の画素12を有して上記記録光10を変調する、例えば液晶パネル等からなる透過型の2次元空間光変調素子13と、画素変形光学系14および結像レンズ15からなる光学系16と、長尺の感光記録媒体17を図中矢印y方向に副走査移動させる副走査手段18とを有している。
【0021】
上記光源11、2次元空間光変調素子13および副走査手段18の駆動は、それぞれ光源制御部20、空間光変調素子制御部21および副走査送り系制御部22によって制御される。そして光源制御部20、空間光変調素子制御部21および副走査送り系制御部22は、全体制御部23によって制御される。
【0022】
次に、上記画素変形光学系14について詳しく説明する。図2および図3は、この画素変形光学系14と結像レンズ15からなる光学系16の平面形状および側面形状をそれぞれ示すものである。なお以上の図1〜3および後述する図4においては、便宜上、2次元空間光変調素子13を5×5=20の画素12を有するものとして示してあるが、実際の画素数はそれよりも多いものである。
【0023】
画素変形光学系14は、2次元空間光変調素子13側から順に複数のシリンドリカルレンズアレイ30、シリンドリカルレンズ31、シリンドリカルレンズアレイ32が配設されてなる。シリンドリカルレンズアレイ30および32は、図2に示される面内のみで屈折力を有するシリンドリカルレンズがそれぞれ図示のように2次元空間光変調素子13の横方向画素数と同数だけ、この横方向に並設されてなり、各画素の像12aを互いの間に空隙が生じる状態に縮小結像する。一方シリンドリカルレンズ31は、図3に示される面内のみで屈折力を有するものであり、2次元空間光変調素子13の縦方向に相隣接して並ぶ画素の像12aを縮小結像する。ここで、シリンドリカルレンズ31による画素縮小率と、シリンドリカルレンズアレイ30および32による画素縮小率とは、互いに等しく設定されている。
【0024】
なお、画素変形光学系14にて用いたシリンドリカルレンズ31の代わりに、他のアナモルフィク光学系を用いて、図3に示される面内のみで光を屈折させてもよい。
【0025】
図4は、以上のことを分かりやすく示すものである。同図(1)は2次元空間光変調素子13における画素の並設状態を、同図(2)はシリンドリカルレンズ31による画素変形像を、そして同図(3)はシリンドリカルレンズアレイ30および32による画素変形像をそれぞれ示している。
【0026】
以上のようにして形成された画素12の像は、図2および図3に示すように、結像レンズ15によって感光記録媒体17の上に結像投影される。図5は、この感光記録媒体17の上に投影された画素列像12bを示すものである。図示の通り長尺の感光記録媒体17は、画素列像12bに対して角度θ傾けて配置されており、その長さ方向に送られるようになっている。この感光記録媒体送り方向(矢印y方向)を副走査方向と称し、それに直角な方向(矢印x方向)を主走査方向と称することとする。なお、これらの主走査方向xと副走査方向yとは、互いに完全に直交する方向から若干ずれて設定されても構わない。
【0027】
ここで上記角度θは、画素列像12bの長さ、間隔をそれぞれL、pとしたとき、ほぼL・tanθ=pの関係を満たす角度とされている。それにより、複数の画素列像12bの互いの間に空隙が存在しても、感光記録媒体17を副走査移動させた際にこの感光記録媒体17は、有効主走査幅全域に亘っていずれかの画素像により隙間無く書込みがなされるようになる。
【0028】
次に図6および図7を参照して、2次元空間光変調素子13の駆動について説明する。なお図6において斜めの列を構成している1つ1つの正方形は、正確には2次元空間光変調素子13の画素12そのものではなくて画素像であるが、説明の簡素化のためにそれらを「画素」として説明する。
【0029】
本例では、2次元空間光変調素子13の1画素列が20個の画素12から構成されているものとする。そしてこれら20個の画素12のうち、相隣接するj=5個の画素からそれぞれ構成される画素群によって1つの画素が記録され、したがって主走査方向には1画素列当たりk=4個の画素が記録されるようになっている。
【0030】
すなわち図6に示される通り、第1番目の画素列の5個の画素R111,R112,R113,R114,R115によって主走査方向に並ぶ1番目の記録画素m11が記録され、次の5個の画素R121,R122,R123,R124,R125によって主走査方向に並ぶ2番目の記録画素m12が記録され、次の5個の画素R131,R132,R133,R134,R135によって主走査方向に並ぶ3番目の記録画素m13が記録され、次の5個の画素R141,R142,R143,R144,R145によって主走査方向に並ぶ4番目の記録画素m14が記録される。そして、第2番目の画素列の5個の画素R211,R212,R213,R214,R215によって主走査方向に並ぶ5番目の記録画素m21が記録され、以下同様にして、合計で画素列数の4倍の数の記録画素が一方向に並べて記録され、1主走査ラインが記録される。
【0031】
図7は、上述の記録を行なうために空間光変調素子制御部21によって制御される2次元空間光変調素子13の各画素12の駆動タイミングを示している。図1に示されるように空間光変調素子制御部21は、そこに入力される2次元階調画像を担持する画像信号Sに基づいて、各画素12の開閉タイミングおよび開度(透過率)を制御する。図7中の各画素毎のパルス波形が、これらの開閉タイミングおよび、開度に対応した露光量(これはパルス波形の高さによって表される)を示している。なお、例えば記録画素m11に対する全体の露光量は、図中の時間T11内における画素R111,R112,R113,R114,R115による各露光量を足し合わせたものとなる。他の記録画素に対する全体の露光量も同様である。
【0032】
上述のように各画素12の開度を変化させるためには、そこへの印加電圧を制御することによって連続的に変化させてもよいし、あるいは一定の開期間内において開状態に維持しておく時間を制御してもよいし、さらには、一定の開期間内において所定周期でパルス状に開く回数を制御してもよい。
【0033】
なお、相隣接する画素列を駆動開始する時点の間に、図7中にTdで示すディレイ時間を設定しておけば、それらの画素列の傾きによる副走査方向の位置ズレを補償して、1主走査ラインをなす複数の記録画素を互いに副走査方向の同位置に記録することができる。
【0034】
次に図8を参照して、本発明の別の実施形態について説明する。なおこの図8において、既述の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての重複した説明は省略する(以下、同様)。
【0035】
前述の実施形態では、透過型の2次元空間光変調素子13が用いられていたが、図8に平面形状を示す通りこの実施形態では、反射型の2次元空間光変調素子40が用いられている。このような反射型の2次元空間光変調素子40としては、例えば反射型の液晶パネルや、あるいはDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)等を適用することができる。
【0036】
この2次元空間光変調素子40で反射して、その各画素41による像を担う記録光10はレンズ42、43を介して、図2中のものと同様のシリンドリカルレンズアレイ30に導かれる。それ以降の画素像の変形、縮小および投影は、先の実施形態におけるのと同様になされる。
【0037】
本発明においては、感光記録媒体上において2次元空間光変調素子の画素列像が副走査方向に対して傾くため、j個の画素による1画素の多重記録に際して、各画素による記録位置が主走査方向にずれ、それにより記録画素幅の増大、記録画素間での干渉が起きる可能性もある。そのようなことを防止するためには、図9(1)に示すように、2次元空間光変調素子の1画素列をなす画素のうちの一部を非使用(同図中でハッチングを付したもの)としても構わない。
【0038】
そうした場合の記録画素幅は、同図(1)にd1で示す幅となる。それに対して2次元空間光変調素子の全画素(この例では1記録画素につき7個)を使用する場合の記録画素幅は、同図(2)にd2で示すように大きな幅となる。
【0039】
また、1つの記録画素を記録するための相隣接するj個(j≧2)の画素を、常に互いに等しい開度となるように制御する場合は問題ないが、そうではなく、互いに開度の異なる画素が混在するように制御する場合は、露光量(つまり記録濃度)に応じて画素記録位置が主走査方向に動いてしまうこともある。図10はこのことを説明するものである。
【0040】
例えばここでは、相隣接するj=9個の画素で1つの記録画素が記録されるものとし、また、露光量の増大に従って図10中上側の画素から順次下側の画素が開かれるものとする。そのようにすると、露光量が比較的少ない場合は例えば同図(1)に示すように最上部の1つの画素のみが開かれ、比較的低濃度の記録画素は副走査方向内で比較的図中左側に中心が位置するように記録される。それに対して、露光量が比較的多い場合は例えば同図(2)に示すように全ての画素が開かれ、比較的高濃度の記録画素は上記の場合よりも図中右側に中心が位置するように記録されることになる。
【0041】
この不具合を防止するためには、露光量が最少の場合にはj=9個の画素のうち中央の画素を開き、露光量の増大に応じてそこから順次より端部側の画素を開かせるように2次元空間光変調素子の駆動を制御すればよい。
【0042】
以上、モノクロの階調画像を記録する実施形態について説明したが、本発明の画像記録装置はカラーの階調画像を記録するように構成することも可能である。以下図11および図12を参照して、そのように構成した実施形態について説明する。
【0043】
図11は、カラーの階調画像を記録するために形成された2次元空間光変調素子50を示すものである。この2次元空間光変調素子50は、2次元的に配設された複数の画素51を有する一方、図中縦方向において分けられた3つの領域に、それぞれ赤色フィルター52R、緑色フィルター52G、青色フィルター52Bが被着されてなるものである。
【0044】
上記2次元空間光変調素子50と、例えば図2および図3に示した光学系16とを組み合わせることにより、図12に示すようにこの光変調素子50の画素列の像をカラー感光記録媒体53の上に結像投影することができる。図中、54Rが赤色の画素列像、54Gが緑色の画素列像、54B青色の画素列像である。そしてカラー感光記録媒体53を副走査移動させることにより、カラー感光記録媒体53の同一箇所を赤色光、緑色光、青色光で順次露光して、この記録媒体53にカラー画像を記録することができる。
【0045】
なおカラー画像を記録するためには、上述のような色フィルターを用いる他に、3色光源を用い、それらをカラー感光記録媒体の副走査送りと同期させて時分割駆動して、3色光による露光を行なうようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による画像記録装置を示す概略斜視図
【図2】上記画像記録装置の一部を示す平面図
【図3】上記画像記録装置の一部を示す側面図
【図4】上記画像記録装置の画素変形光学系の作用を説明する図
【図5】上記画像記録装置における画素像と感光記録媒体との関係を示す図
【図6】上記画像記録装置における2次元空間光変調素子の駆動方法を説明する図
【図7】上記画像記録装置における2次元空間光変調素子の駆動方法を説明する図
【図8】本発明の別の実施形態に用いられる光学系の平面図
【図9】本発明における2次元空間光変調素子の別の駆動方法を説明する図
【図10】本発明における2次元空間光変調素子のさらに別の駆動方法を説明する図
【図11】本発明の別の実施形態に用いられる2次元空間光変調素子の正面図
【図12】図11の2次元空間光変調素子による画素像と感光記録媒体との関係を示す図
【符号の説明】
10 記録光
11 光源
12 2次元空間光変調素子の画素
12a 画素像
12b 画素列像
13 2次元空間光変調素子
14 画素変形光学系
15 結像レンズ
16 光学系
17 感光記録媒体
18 副走査手段
20 光源制御部
21 空間光変調素子制御部
22 副走査送り系制御部
23 全体制御部
30、32 シリンドリカルレンズアレイ
31 シリンドリカルレンズ
40、50 2次元空間光変調素子
51 2次元空間光変調素子の画素
52R 赤色フィルター
52G 緑色フィルター
52B 青色フィルター
53 カラー感光記録媒体
54R 赤色の画素列像
54G 緑色の画素列像
54B 青色の画素列像
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image recording method and apparatus using a two-dimensional spatial light modulation element, and more particularly, to an image recording method and a method for performing multiple recording of one recording pixel by a plurality of pixels of a two-dimensional spatial light modulation element. It relates to the device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various image recording apparatuses that record an image on a photosensitive recording medium using a light modulation element have been provided. They use a one-dimensional light modulation element typified by an LED array to expose a photosensitive recording medium in a line, and at the same time, place the one-dimensional light modulation element and the photosensitive recording medium in a direction substantially perpendicular to the line. It is roughly divided into a type that performs sub-scanning by moving it and a type that performs so-called surface exposure by projecting an image by a two-dimensional spatial light modulator such as a liquid crystal panel onto a photosensitive recording medium.
[0003]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-223337 discloses an example of the former type of image recording apparatus, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-334838 discloses an example of the latter type of image recording apparatus.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional image recording apparatus using the above-described one-dimensional light modulation element, if unevenness exists in the characteristics of the pixels of the light modulation element, stripes running in the sub-scanning direction appear in the recorded image, and the image quality is impaired. The problem is recognized.
[0005]
On the other hand, in a conventional image recording apparatus using a two-dimensional spatial light modulation element, if the number of pixels of the spatial light modulation element is small, a pixel of a recorded image (hereinafter referred to as “a pixel of the spatial light modulation element” Naturally, the number of “recording pixels” is also reduced, and it is recognized that it is difficult to record a high-definition, high-quality image.
[0006]
Therefore, in order to record a high-definition and high-quality image using a two-dimensional spatial light modulator having a relatively small number of pixels, the two-dimensional spatial light modulator and the photosensitive recording medium There is also known a multiple exposure method by so-called pixel shift, in which new recording pixels are written in such a manner that the recording pixels are relatively shifted and the gaps between recorded recording pixels are filled. However, in order to execute this, a mechanism for pixel shifting is required, which complicates the image recording apparatus.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can record a high-definition and high-quality image even when a two-dimensional spatial light modulator having a relatively small number of pixels is used, and runs in the sub-scanning direction. An object of the present invention is to provide an image recording method and apparatus capable of preventing the occurrence of uneven stripes.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The image recording apparatus according to the present invention performs sub-scanning by relatively moving the two-dimensional spatial light modulation element and the photosensitive recording medium in a direction inclined with respect to the pixel arrangement direction of the two-dimensional spatial light modulation element. In addition to increasing the number of recording pixels in the scanning direction (direction substantially perpendicular to the sub-scanning direction), each of the recording pixels arranged in the main scanning direction is recorded by a plurality of pixels to suppress the occurrence of unevenness.
[0009]
That is, more specifically, the image recording apparatus of the present invention includes:
A light source that emits recording light;
A two-dimensional spatial light modulation element that has a plurality of pixels arranged two-dimensionally in a state of being adjacent to each other in one direction and another direction orthogonal thereto, and modulates the recording light;
Each pixel of the two-dimensional spatial light modulator is placed in a state in which pixels are adjacent to each other without any gap in one pixel arrangement direction to form a pixel row, and between the pixels in another pixel arrangement direction. An optical system that forms an image in a state where a void is generated;
A sub-scanning unit that disposes a photosensitive recording medium at an image forming position of the optical system, and that sub-scans the photosensitive recording medium in a direction that is inclined with respect to the pixel row and crosses the other pixel arrangement direction;
The two-dimensional spatial light modulation element is composed of k pixel groups (k ≧ 2) each composed of j pixels (j ≧ 2) adjacent to each other in one of the pixel columns, and the sub-scanning movement is performed. And control means for driving to record k pixels arranged in the main scanning direction substantially orthogonal to the direction.
[0010]
The above optical system includes, for example, an anamorphic optical system that has a refractive power only in the one pixel arrangement direction and reduces the entire pixel row, and a refractive power only in the other pixel arrangement direction. And a cylindrical lens array optical system that individually reduces the plurality of pixels.
[0011]
In the image recording apparatus of the present invention, preferably, so as to compensate for a shift in recording time between the respective pixel columns due to the image of the pixel columns of the two-dimensional spatial light modulator being inclined on the photosensitive recording medium, A delay is set in the driving time between the pixel columns of the two-dimensional spatial light modulator.
[0012]
On the other hand, in the image recording apparatus of the present invention, preferably, color filters of different colors are attached to the plurality of divided regions of the two-dimensional spatial light modulator, and the same portion of the color photosensitive recording medium is recorded by the recording light passing through each color filter. Can be recorded on the photosensitive recording medium.
[0013]
In addition, a plurality of light sources that emit light of different wavelengths are used as the light source, and the plurality of light sources are driven in a time-sharing manner in synchronization with the sub-scan feed of the color photosensitive recording medium so that a color image is displayed on the photosensitive recording medium. It may be possible to record.
[0014]
Furthermore, in the image recording apparatus of the present invention, preferably, pixels that are not used for image recording are set between the pixel groups.
[0015]
On the other hand, in the plurality of pixels in the pixel group, when the required exposure amount is minimum, one pixel at the center of the pixel group is in a light passing state, and gradually increases toward the end of the pixel group as the required exposure amount increases. It is desirable that the pixel is driven so as to be in a light passing state.
[0016]
The image recording method according to the present invention also provides a recording light by a two-dimensional spatial light modulation element having a plurality of pixels arranged two-dimensionally in a state of being adjacent to each other in one direction and another direction orthogonal thereto. In the following step a), each pixel of the two-dimensional spatial light modulator is adjacent to each other without any gap in one pixel arrangement direction. Forming a pixel row, forming a gap between the pixels in another pixel arrangement direction, and forming an image of the two-dimensional spatial light modulator on the photosensitive recording medium;
b) k pixels arranged in one direction of the photosensitive recording medium by k pixel groups (k ≧ 2) each composed of j pixels (j ≧ 2) adjacent to each other in one of the pixel columns. Record,
c) The photosensitive recording medium is recorded by sub-scanning movement in a direction inclined with respect to the pixel row.
It is characterized by including.
[0017]
【The invention's effect】
FIG. 5 shows the relationship between the pixel row 12b imaged by the optical system and the photosensitive recording medium 17. Here, as an example, one pixel column 12b is composed of 20 pixels, j = 5 pixels each form one pixel group, and k = 4 pixels exist in one pixel column. To do.
[0018]
If the two-dimensional spatial light modulator is arranged in a state where the extending direction of the pixel row 12b and the sub-scanning direction coincide with each other, the number of recording pixels in the main scanning direction is equal to the number of pixels in the main scanning direction of the two-dimensional spatial light modulator ( It is equal to 5 in the figure. On the other hand, when the two-dimensional spatial light modulator is tilted as shown in FIG. 5, one pixel is recorded by k = 4 pixel groups, so that four pixels can be recorded per pixel column. It becomes. Therefore, in the entire main scanning direction, four times the number of pixels in the main scanning direction (20 pixels according to the example in the figure) can be recorded, and a high-definition and high-quality image can be recorded.
[0019]
In addition, since one recording pixel is recorded by j = 5 pixels, even if characteristic unevenness exists in one or two of the five pixels, it is alleviated by other pixels, It is possible to prevent stripes running in the sub-scanning direction from appearing in the recorded image.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of an image recording apparatus according to an embodiment of the present invention. This image recording apparatus includes a light source 11 that emits recording light 10 and a plurality of pixels 12 that are two-dimensionally arranged to modulate the recording light 10, for example, a transmissive two-dimensional spatial light composed of a liquid crystal panel or the like. It has a modulation element 13, an optical system 16 comprising a pixel deformation optical system 14 and an imaging lens 15, and a sub-scanning means 18 for moving a long photosensitive recording medium 17 in the sub-scanning direction in the direction of the arrow y in the figure. .
[0021]
The driving of the light source 11, the two-dimensional spatial light modulator 13 and the sub-scanning means 18 is controlled by the light source controller 20, the spatial light modulator controller 21 and the sub-scan feed system controller 22, respectively. The light source control unit 20, the spatial light modulation element control unit 21, and the sub-scan feed system control unit 22 are controlled by the overall control unit 23.
[0022]
Next, the pixel deformation optical system 14 will be described in detail. FIGS. 2 and 3 show the planar shape and side surface shape of the optical system 16 comprising the pixel deformation optical system 14 and the imaging lens 15, respectively. 1 to 3 and FIG. 4 to be described later, the two-dimensional spatial light modulator 13 is shown as having 5 × 5 = 20 pixels 12 for convenience, but the actual number of pixels is larger than that. There are many.
[0023]
The pixel deformation optical system 14 includes a plurality of cylindrical lens arrays 30, a cylindrical lens 31, and a cylindrical lens array 32 in order from the two-dimensional spatial light modulator 13 side. The cylindrical lens arrays 30 and 32 are arranged in the horizontal direction by the same number of cylindrical lenses as shown in FIG. 2 having the refractive power only in the plane shown in FIG. The image 12a of each pixel is reduced and formed in a state where a gap is generated between them. On the other hand, the cylindrical lens 31 has refractive power only in the plane shown in FIG. 3, and reduces the image 12a of pixels arranged adjacent to each other in the vertical direction of the two-dimensional spatial light modulator 13. Here, the pixel reduction rate by the cylindrical lens 31 and the pixel reduction rate by the cylindrical lens arrays 30 and 32 are set to be equal to each other.
[0024]
In addition, instead of the cylindrical lens 31 used in the pixel deformation optical system 14, another anamorphic optical system may be used to refract light only within the plane shown in FIG.
[0025]
FIG. 4 shows the above in an easy-to-understand manner. FIG. 2A shows a state in which pixels are juxtaposed in the two-dimensional spatial light modulator 13, FIG. 2B shows a pixel deformation image by a cylindrical lens 31, and FIG. 3C shows a cylindrical lens array 30 and 32. Each pixel deformation image is shown.
[0026]
The image of the pixel 12 formed as described above is imaged and projected onto the photosensitive recording medium 17 by the imaging lens 15 as shown in FIGS. FIG. 5 shows a pixel row image 12b projected on the photosensitive recording medium 17. As shown in FIG. As shown in the figure, the long photosensitive recording medium 17 is disposed at an angle θ with respect to the pixel array image 12b, and is sent in the length direction thereof. This photosensitive recording medium feed direction (arrow y direction) is referred to as the sub-scanning direction, and the direction perpendicular to it (arrow x direction) is referred to as the main scanning direction. The main scanning direction x and the sub-scanning direction y may be set slightly deviated from directions that are completely orthogonal to each other.
[0027]
Here, the angle θ is an angle that substantially satisfies the relationship L · tan θ = p, where the length and interval of the pixel array image 12b are L and p, respectively. As a result, even if there are gaps between the pixel array images 12b, when the photosensitive recording medium 17 is moved in the sub-scanning direction, the photosensitive recording medium 17 is either one over the entire effective main scanning width. With this pixel image, writing is performed without a gap.
[0028]
Next, driving of the two-dimensional spatial light modulator 13 will be described with reference to FIGS. In FIG. 6, each of the squares forming the diagonal row is not a pixel 12 itself of the two-dimensional spatial light modulator 13 but a pixel image, but for the sake of simplification of explanation, Is described as “pixel”.
[0029]
In this example, it is assumed that one pixel column of the two-dimensional spatial light modulator 13 is composed of 20 pixels 12. Of these 20 pixels 12, one pixel is recorded by a pixel group composed of j = 5 pixels adjacent to each other, and therefore k = 4 pixels per pixel column in the main scanning direction. Is to be recorded.
[0030]
That is, as shown in FIG. 6, the first recording pixel m11 arranged in the main scanning direction is recorded by the five pixels R111, R112, R113, R114, R115 of the first pixel column, and the next five pixels are recorded. The second recording pixel m12 arranged in the main scanning direction is recorded by R121, R122, R123, R124, and R125, and the third recording arranged in the main scanning direction by the next five pixels R131, R132, R133, R134, and R135. The pixel m13 is recorded, and the fourth recording pixel m14 arranged in the main scanning direction is recorded by the next five pixels R141, R142, R143, R144, and R145. Then, the fifth recording pixel m21 arranged in the main scanning direction is recorded by the five pixels R211, R212, R213, R214, and R215 of the second pixel column, and thereafter, similarly, the total number of pixel columns is 4 Double the number of recording pixels arranged in one direction and recorded, and one main scanning line is recorded.
[0031]
FIG. 7 shows the drive timing of each pixel 12 of the two-dimensional spatial light modulator 13 controlled by the spatial light modulator control unit 21 to perform the above-described recording. As shown in FIG. 1, the spatial light modulator control unit 21 determines the opening / closing timing and the opening (transmittance) of each pixel 12 based on an image signal S carrying a two-dimensional gradation image input thereto. Control. The pulse waveform for each pixel in FIG. 7 indicates the opening / closing timing and the exposure amount corresponding to the opening (this is represented by the height of the pulse waveform). For example, the total exposure amount for the recording pixel m11 is the sum of the exposure amounts by the pixels R111, R112, R113, R114, and R115 within the time T11 in the figure. The same applies to the total exposure amount for other recording pixels.
[0032]
As described above, in order to change the opening degree of each pixel 12, it may be changed continuously by controlling the voltage applied thereto, or it may be kept open within a certain open period. The time to be kept may be controlled, and further, the number of times of opening in the form of a pulse in a predetermined cycle within a certain open period may be controlled.
[0033]
Note that if the delay time indicated by Td in FIG. 7 is set between the start of driving adjacent pixel columns, the positional deviation in the sub-scanning direction due to the inclination of the pixel columns is compensated, and A plurality of recording pixels forming one main scanning line can be recorded at the same position in the sub-scanning direction.
[0034]
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 8, elements that are the same as those already described are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted (the same applies hereinafter).
[0035]
In the above-described embodiment, the transmission type two-dimensional spatial light modulation element 13 is used. However, as shown in FIG. 8, the reflection type two-dimensional spatial light modulation element 40 is used in this embodiment. Yes. As such a reflective two-dimensional spatial light modulator 40, for example, a reflective liquid crystal panel, a DMD (digital micromirror device), or the like can be applied.
[0036]
The recording light 10 that is reflected by the two-dimensional spatial light modulation element 40 and carries an image by each pixel 41 is guided to a cylindrical lens array 30 similar to that shown in FIG. Subsequent deformation, reduction, and projection of the pixel image are performed in the same manner as in the previous embodiment.
[0037]
In the present invention, since the pixel array image of the two-dimensional spatial light modulator is tilted with respect to the sub-scanning direction on the photosensitive recording medium, the recording position of each pixel is the main scanning in the multiple recording of one pixel by j pixels. There is a possibility that the recording pixel width increases and interference occurs between the recording pixels. In order to prevent this, as shown in FIG. 9 (1), some of the pixels forming one pixel column of the two-dimensional spatial light modulator are not used (hatched in the figure). It may be as well.
[0038]
The recording pixel width in such a case is the width indicated by d1 in FIG. On the other hand, the recording pixel width when using all the pixels of the two-dimensional spatial light modulator (in this example, seven per recording pixel) is large as indicated by d2 in FIG.
[0039]
Further, there is no problem in controlling j pixels (j ≧ 2) adjacent to each other for recording one recording pixel so that the opening degree is always equal to each other. When control is performed so that different pixels are mixed, the pixel recording position may move in the main scanning direction in accordance with the exposure amount (that is, recording density). FIG. 10 illustrates this.
[0040]
For example, here, it is assumed that one recording pixel is recorded with j = 9 pixels adjacent to each other, and the lower pixel is opened sequentially from the upper pixel in FIG. 10 as the exposure amount increases. . In this case, when the exposure amount is relatively small, for example, as shown in FIG. 1A, only the uppermost one pixel is opened, and a relatively low density recording pixel is relatively illustrated in the sub-scanning direction. It is recorded so that the center is located on the middle left side. On the other hand, when the exposure amount is relatively large, all the pixels are opened, for example, as shown in FIG. 2B, and the center of the relatively high density recording pixel is located on the right side of the drawing as compared with the above case. Will be recorded as follows.
[0041]
In order to prevent this problem, when the exposure amount is minimum, the center pixel is opened among j = 9 pixels, and the pixels on the edge side are sequentially opened from there as the exposure amount increases. Thus, the driving of the two-dimensional spatial light modulator may be controlled.
[0042]
Although the embodiment for recording a monochrome gradation image has been described above, the image recording apparatus of the present invention can be configured to record a color gradation image. Hereinafter, an embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. 11 and FIG. 12.
[0043]
FIG. 11 shows a two-dimensional spatial light modulator 50 formed for recording a color gradation image. The two-dimensional spatial light modulator 50 has a plurality of pixels 51 arranged two-dimensionally, and has a red filter 52R, a green filter 52G, and a blue filter in three regions divided in the vertical direction in the figure. 52B is attached.
[0044]
By combining the two-dimensional spatial light modulator 50 with the optical system 16 shown in FIGS. 2 and 3, for example, an image of the pixel array of the light modulator 50 is obtained as a color photosensitive recording medium 53 as shown in FIG. Can be imaged and projected onto. In the figure, 54R is a red pixel row image, 54G is a green pixel row image, and 54B blue pixel row image. Then, by moving the color photosensitive recording medium 53 in the sub-scanning direction, the same portion of the color photosensitive recording medium 53 can be sequentially exposed with red light, green light, and blue light, and a color image can be recorded on the recording medium 53. .
[0045]
In order to record a color image, in addition to using the color filter as described above, a three-color light source is used, and they are driven in a time-sharing manner in synchronization with the sub-scan feed of the color photosensitive recording medium. Exposure may be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an image recording apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a part of the image recording apparatus. FIG. 3 is a side view showing a part of the image recording apparatus. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of a pixel deformation optical system of the image recording apparatus. FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a pixel image and a photosensitive recording medium in the image recording apparatus. FIG. 7 is a diagram illustrating a method for driving a spatial light modulation element. FIG. 7 is a diagram illustrating a method for driving a two-dimensional spatial light modulation element in the image recording apparatus. FIG. 8 is an optical system used in another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram for explaining another method for driving a two-dimensional spatial light modulator according to the present invention. FIG. 10 is a diagram for explaining another method for driving a two-dimensional spatial light modulator according to the present invention. A two-dimensional sky used in another embodiment of the present invention Front view of the optical modulator 12] [Description of symbols is a graph showing a relation between a pixel image and the photosensitive recording medium by the two-dimensional spatial light modulator of FIG. 11
10 Recording light
11 Light source
12 Pixels of 2D spatial light modulator
12a pixel image
12b Pixel array image
13 Two-dimensional spatial light modulator
14 pixel deformation optics
15 Imaging lens
16 optics
17 Photosensitive recording media
18 Sub-scanning means
20 Light source controller
21 Spatial light modulator control unit
22 Sub-scan feed controller
23 Overall control unit
30, 32 Cylindrical lens array
31 Cylindrical lens
40, 50 Two-dimensional spatial light modulator
51 Pixels of two-dimensional spatial light modulator
52R Red filter
52G Green filter
52B Blue filter
53 Color photosensitive recording media
54R Red pixel array image
54G Green pixel array image
54B Blue pixel array image

Claims (8)

記録光を発する光源と、
一つの方向およびそれと直交する別の方向にそれぞれ相隣接して並ぶ状態にして2次元に配列された複数の画素を有して、前記記録光を変調する2次元空間光変調素子と、
この2次元空間光変調素子の各画素を、一つの画素並び方向には各画素が空隙を置かずに相隣接し画素列を構成する状態にして、別の画素並び方向には各画素間に空隙が生じる状態にして結像する光学系と、
この光学系の結像位置に感光記録媒体を配し、この感光記録媒体を、前記画素列に対して傾いて、かつ前記別の画素並び方向を横切る方向に副走査移動させる副走査手段と、
前記2次元空間光変調素子を、前記画素列の1つの中で相隣接するj個(j≧2)の画素からそれぞれ構成される画素群k個(k≧2)によって、前記副走査移動の方向とほぼ直交する主走査方向に並ぶk個の画素を記録するように駆動する制御手段とからなる画像記録装置。
A light source that emits recording light;
A two-dimensional spatial light modulation element that has a plurality of pixels arranged two-dimensionally in a state of being adjacent to each other in one direction and another direction orthogonal thereto, and modulates the recording light;
Each pixel of the two-dimensional spatial light modulator is placed in a state in which pixels are adjacent to each other without any gap in one pixel arrangement direction to form a pixel row, and between the pixels in another pixel arrangement direction. An optical system that forms an image in a state where a void is generated;
A sub-scanning unit that disposes a photosensitive recording medium at an image forming position of the optical system, and that sub-scans the photosensitive recording medium in a direction that is inclined with respect to the pixel row and crosses the other pixel arrangement direction;
The two-dimensional spatial light modulation element is composed of k pixel groups (k ≧ 2) each composed of j pixels (j ≧ 2) adjacent to each other in one of the pixel columns, and the sub-scanning movement is performed. An image recording apparatus comprising control means for driving so as to record k pixels arranged in the main scanning direction substantially orthogonal to the direction.
前記光学系が、前記一つの画素並び方向でのみ屈折力を有して前記画素列を全体的に縮小するアナモルフィク光学系と、
前記別の画素並び方向でのみ屈折力を有して前記複数の画素を個別に縮小するシリンドリカルレンズアレイ光学系とを含むものであることを特徴とする請求項1記載の画像記録装置。
The optical system has an refracting power only in the one pixel arrangement direction and anamorphic optical system for overall reduction of the pixel row;
The image recording apparatus according to claim 1, further comprising a cylindrical lens array optical system that has a refractive power only in the other pixel arrangement direction and individually reduces the plurality of pixels.
前記2次元空間光変調素子の画素列の像が前記感光記録媒体の上で傾くことによる、各画素列同士の記録時間のずれを補償するように、該2次元空間光変調素子の画素列の間で駆動時間にディレイが設定されていることを特徴とする請求項1または2記載の画像記録装置。  The pixel rows of the two-dimensional spatial light modulation element are compensated for so as to compensate for the recording time shift between the pixel rows due to the tilt of the image of the pixel row of the two-dimensional spatial light modulation element on the photosensitive recording medium. The image recording apparatus according to claim 1, wherein a delay is set in the driving time. 前記2次元空間光変調素子の複数の分割領域に相異なる色のカラーフィルターが取り付けられ、各カラーフィルターを通過した記録光によりカラー感光記録媒体の同一箇所を照射して、該感光記録媒体にカラー画像を記録可能とされていることを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の画像記録装置。  Color filters of different colors are attached to the plurality of divided regions of the two-dimensional spatial light modulation element, and the same portion of the color photosensitive recording medium is irradiated with the recording light that has passed through each color filter, and the photosensitive recording medium is colored. 4. The image recording apparatus according to claim 1, wherein an image can be recorded. 前記光源として相異なる波長の光を発する複数の光源が用いられ、該複数の光源がカラー感光記録媒体の副走査送りと同期して時分割駆動されて、該感光記録媒体にカラー画像を記録可能とされていることを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の画像記録装置。  A plurality of light sources that emit light of different wavelengths are used as the light source, and the plurality of light sources are driven in a time-sharing manner in synchronization with the sub-scan feed of the color photosensitive recording medium to record a color image on the photosensitive recording medium. The image recording apparatus according to claim 1, wherein the image recording apparatus is an image recording apparatus. 前記画素群と画素群との間に、画像記録に使用しない画素が存在することを特徴とする請求項1から5いずれか1項記載の画像記録装置。  The image recording apparatus according to claim 1, wherein a pixel that is not used for image recording exists between the pixel group. 前記画素群の中の複数の画素が、所要の露光量が最小の場合は画素群中央部の1つの画素が光通過状態となり、所要の露光量の増大につれて次第に画素群端部側の画素が光通過状態となるように駆動されることを特徴とする請求項1から6いずれか1項記載の画像記録装置。  When a plurality of pixels in the pixel group has a minimum required exposure amount, one pixel at the center of the pixel group is in a light-passing state, and as the required exposure amount increases, the pixels on the pixel group end side gradually increase. The image recording apparatus according to claim 1, wherein the image recording apparatus is driven so as to be in a light passing state. 一つの方向およびそれと直交する別の方向にそれぞれ相隣接して並ぶ状態にして2次元に配列された複数の画素を有する2次元空間光変調素子により記録光を変調し、感光記録媒体に記録する方法であって、次の工程
a)前記2次元空間光変調素子の各画素を、一つの画素並び方向には各画素が空隙を置かずに相隣接し画素列を構成する状態にして、別の画素並び方向には各画素間に空隙が生じる状態にして、該2次元空間光変調素子の像を感光記録媒体上に形成する、
b)前記画素列の1つの中で相隣接するj個(j≧2)の画素からそれぞれ構成される画素群k個(k≧2)によって、感光記録媒体の一方向に並ぶk個の画素を記録する、
c)前記感光記録媒体を、前記画素列に対して傾いた方向に副走査移動させて記録する、
を含むことを特徴とする画像記録方法。
Recording light is modulated by a two-dimensional spatial light modulation element having a plurality of pixels arranged two-dimensionally in one direction and in a direction perpendicular to each other and recorded on a photosensitive recording medium. In the next step a), each pixel of the two-dimensional spatial light modulator is placed in a state in which pixels are adjacent to each other in the pixel arrangement direction without forming a gap, thereby forming a pixel row. An image of the two-dimensional spatial light modulator is formed on the photosensitive recording medium in such a state that a gap is generated between the pixels in the pixel arrangement direction.
b) k pixels arranged in one direction of the photosensitive recording medium by k pixel groups (k ≧ 2) each composed of j pixels (j ≧ 2) adjacent to each other in one of the pixel columns. Record,
c) The photosensitive recording medium is recorded by sub-scanning movement in a direction inclined with respect to the pixel row.
An image recording method comprising:
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