JP4938514B2 - 光強度変調装置及び光強度変調装置を用いた光プリンタ - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオードを光源とし、液晶によって光源からの光を変調する光強度変調装置と光強度変調装置を用いた光プリンタに関する。

従来、白色光源と複数の液晶シャッタを用いて感光体に画像を露光する光プリンタが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この液晶による光プリンタは、白色光源からの白色光を球面レンズで集光して線状に収束し、赤、緑、青（以下Ｒ、Ｇ、Ｂと略す）のカラーフィルタを備えた３色分離液晶シャッタを順次開閉することによってＲ、Ｇ、Ｂの光を順次透過する。そして、透過されたＲ、Ｇ、Ｂの光束上に別の液晶シャッタを配置し、Ｒ、Ｇ、Ｂの透過光に同期して画像信号に基づいてシャッタを開閉し、感光体にＲＧＢの１ライン分の露光を行う。感光体は、１ライン分の露光時間に同期して定速度で送られることにより、１枚分の露光が行われる。

この光プリンタは、回転カラーフィルタなどの機械的な稼動部分が無いので、小型化出来る利点がある。しかし、白色光からＲＧＢを分離するために３つの液晶シャッタから成る３色分離液晶シャッタが必要であり、画像信号に基づいて駆動される液晶シャッタと合わせると、合計４つの液晶シャッタが必要に成り、構造が複雑であると共にコストダウンが困難である。また、白色光源、球面レンズ、３色分離液晶シャッタ、画像用液晶シャッタと多くの光学部品を配置して光軸調整が必要であり、組み立てや調整が難しく、装置間のばらつきによる印刷画像のばらつきが生じやすいという問題もある。

また、上記の問題点を解決するために、Ｒ、Ｇ、Ｂの発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略す）による光源、放物面鏡、ライン状の液晶シャッタ、ヘッド移動手段によって構成される光プリンタが開示されている（例えば、特許文献２参照）。この液晶とＬＥＤによる光プリンタは、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤを時分割で順次点灯し、液晶シャッタは、Ｒ、Ｇ、Ｂの点灯に同期して画像信号に基づいてシャッタを開閉し、感光体にＲＧＢの１ライン分の露光を行う。そして、ＬＥＤ、放物面鏡、液晶シャッタによって成るヘッドは、ヘッド移動手段によって１ライン分の露光動作に同期して移動され、感光体に１枚分の露光を行う。

この光プリンタは、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤを順次切替えてカラー露光が出来るので、３色分離手段が不要であり、一つの液晶シャッタだけでフルカラー印刷を実現することが出来る。

特開平２−１６９２７０号公報（第３頁、第１図） 特開平１１−１９８４４３号公報（第４頁、第３図）

しかしながら、特許文献２で開示されている従来の光プリンタは、１ラインを同時露光するために、液晶シャッタの多くの画素が同時駆動され、これにより、液晶シャッタの駆動電圧に鈍りが生じてクロストークが発生し、画像品質が低下する問題がある。以下、このクロストーク問題を図面に基づいて説明する。

図９は、特許文献２で開示された従来の光プリンタで印刷した画像の一例である。図９において、１００は従来の光プリンタによって印刷された印刷面であり、１０１は印刷面１００の全面に印刷された中間調（グレー）エリアである。また、１０２は黒エリアであり、中間調エリア１０１のほぼ中央に横長に印刷されている。１０３ａと１０３ｂは、黒エリア１０２の両脇に発生した不具合エリアである。

この不具合エリア１０３ａ、１０３ｂは、中間調エリア１０１よりも黒に近い濃度で印刷されるエリアであり、黒エリア１０２の影響を受けて印刷され、本来は見えてはいけないエリアである。この不具合エリア１０３ａ、１０３ｂは、従来の光プリンタのクロストークによって生じるエリアであり、画像品質が低下する大きな要因である。以下、このクロストークの原因を液晶シャッタの構造と駆動電圧から説明する。

図１０は、従来の光プリンタに用いられるライン状の液晶シャッタの一例を示す断面図である。図１０において、液晶シャッタ１１０は、上ガラス基板１１１ａと下ガラス基板１１１ｂが張り合わされて対向する構造である。１１２ａと１１２ｂは、それぞれ上ガラス基板１１１ａと下ガラス基板１１１ｂの表面に貼着される偏光板である。１１３は共通電極であり、面状のＩＴＯ薄膜などによって成り、上ガラス基板１１１ａの内側表面に形成される。１１４ａは共通電極１１３を覆うポリイミドなどによる配向膜である。

また、１１６はライン状に配列された画素１１７を形成するＩＴＯ薄膜などによる画素電極であり、下ガラス基板１１１ｂの内側表面に共通電極１１３に対向して形成される。１１４ｂは画素電極１１６を覆うポリイミドなどによる配向膜である。遮光膜１１５は、共通電極１１３の表面に形成されて画素１１７の隙間を遮蔽する。また、１２０は液晶であり、上ガラス基板１１１ａと下ガラス基板１１１ｂの間に充填される。１２１はエポキシ樹脂等から成るシール材であり、上ガラス基板１１１ａと下ガラス基板１１１ｂを固着し、また、液晶１２０を封入する機能を有する。

ここで、共通電極１１３には後述する共通駆動電圧が供給され、複数の画素電極１１６には、後述する画素駆動電圧が供給される。これにより、共通電極１１３と画素電極１１６に挟まれる液晶１２０は、共通駆動電圧と画素駆動電圧による合成駆動電圧が印加され、例えば、ツイスト角２４０°のＳＴＮモードで動作する。また、２枚の偏光板１１２ａ、１１２ｂは、上記ツイスト角に応じて偏向軸を交差させるように機能し、これによって、画素１１７は駆動電圧に応じて画素ごとに光の開閉動作が行われる。

すなわち、共通駆動電圧と画素駆動電圧による合成駆動電圧が液晶１２０の閾値電圧より十分高い電圧であれば、画素１１７は照射光を遮断し、また、駆動電圧が電圧無印加（０Ｖ）であれば、画素１１７は照射光を透過する。ここで、画素電極１１６によって形成される画素１１７の数は、液晶シャッタ１１０の印刷幅や画素密度によって決定されるが、一例として５００個程度の画素１１７が形成される。このように、液晶シャッタ１１０は、多くの画素が同時に駆動される特徴がある。

次に図１１は、図１０で示した液晶シャッタ１１０の等価回路を示している。ここで、前述した如く、液晶シャッタ１１０の共通電極１１３と複数の画素電極１１６は狭い隙間で対向しており、その間に液晶１２０が充填されている。これにより、液晶シャッタ１１０は図１１で示すように、共通電極１１３と複数の画素電極１１６によるコンデンサとして動作し、複数の画素電極１１６の一つ一つによって形成されるコンデンサＣ１〜Ｃｎの一方の端子が共通電極１１３によって接続された等価回路として表すことが出来る。

すなわち、コンデンサＣ１〜Ｃｎは、画素電極１１６によって形成される画素１１７に対応する等価回路としての回路素子である。尚、画素電極１１６は実際には多数形成され
るが、以降では説明を分かり易くするために１０個の画素電極１１６による１０個のコンデンサＣ１〜Ｃ１０として説明する。

また、ＣＯＭ端子はコンデンサＣ１〜Ｃｎの共通電極１１３の共通端子であり、ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎの各端子は、画素電極１１６の個々のセグメント端子である。尚、液晶シャッタ１１０の等価回路の動作は後述する。

次に図１２と図１３に基づいて、従来の液晶シャッタを駆動する駆動電圧の一例と液晶シャッタの動作を説明する。尚、説明の前提として液晶シャッタは、８ビット、すなわち、０〜２５５階調で濃淡を表現する性能を有しているものとする。まず、図１２において、ＬＲ、ＬＧ、ＬＢは、液晶シャッタ１１０に波長の異なる複数の光、ＲＧＢの光を照射するための各ＬＥＤを駆動するＬＥＤ駆動信号である。ここで、各ＬＥＤはフレームによって切り替えられ、フレームＲではＬＥＤ駆動信号ＬＲが論理“１”となってＲ−ＬＥＤがＯＮし、フレームＢではＬＥＤ駆動信号ＬＧが論理“１”となってＧ−ＬＥＤがＯＮし、フレームＢではＬＥＤ駆動信号ＬＢが論理“１”となってＢ−ＬＥＤがＯＮする。

これにより、フレームＲの期間では１ラインの中のＲ成分の画像が印刷され、フレームＧの期間では１ラインの中のＧ成分の画像が印刷され、フレームＢの期間では１ラインの中のＢ成分の画像が印刷される。この結果、三つのフレームによって１ラインのフルカラー印刷を行うことが出来る。

次にＣＯＭ電圧は、液晶シャッタ１１０の共通電極１１３のＣＯＭ端子に供給される共通駆動電圧の一例であり、フレーム内の中央で０Ｖから１５Ｖに立ち上がる交流駆動電圧である。尚、このＣＯＭ電圧の波高値１５Ｖは使用される液晶の特性に合わせて決定される電圧であり限定されない。また、この０Ｖから１５Ｖに立ち上がるタイミングを、交流化駆動切替タイミングＴ１と定義し、このタイミングはフレーム内の中央であることが液晶を完全に交流化駆動するために好ましい。

次にＳＥＧ（０）電圧は、液晶シャッタ１１０の画素１１７を黒レベル（すなわち光を遮断）とするための画素駆動電圧の一例である。このＳＥＧ（０）電圧は、ＣＯＭ電圧が反転された電圧であり、交流化駆動切替タイミングＴ１において１５Ｖから０Ｖに立ち下がる電圧である。

次にＣＯＭ−ＳＥＧ（０）は、ＣＯＭ電圧とＳＥＧ（０）電圧の合成駆動電圧であり、共通電極１１３にＣＯＭ電圧が供給され、画素電極１１６にＳＥＧ（０）電圧が供給されたときに液晶１２０に印加される駆動電圧である。すなわち、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（０）は、ＣＯＭ電圧が０ＶのときはＳＥＧ（０）電圧は１５Ｖとなり、ＣＯＭ電圧が１５ＶのときはＳＥＧ（０）電圧は０Ｖとなるので、液晶シャッタ１１０の画素１１７には図示するように、１フレームを１周期とする±１５Ｖの交流電圧が印加されることになる。

次に光学応答特性Ｒ１は、液晶シャッタ１１０の画素１１７に駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（０）が印加されたときの画素１１７の光学応答特性である。ここで、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（０）が印加された画素１１７は、±１５Ｖの交流電圧が印加されるので光を遮断し、光学応答特性Ｒ１は立ち上がることがなく直線となる。これにより、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（０）が印加された液晶シャッタ１１０の画素１１７は、感光体を最も黒く印刷する。

次にＳＥＧ（ｎ）電圧は、液晶シャッタ１１０の画素１１７を中間調レベル（すなわち光をある期間透過）とするための画素駆動電圧の一例である。このＳＥＧ（ｎ）電圧は、交流化駆動切替タイミングＴ１を中心とした所定の期間だけがＣＯＭ電圧と同相の波形と
なり、他の期間はＣＯＭ電圧に対して反転した駆動電圧となる。尚、ｎは１〜２５４の数値が適応され、ｎの値に応じてＳＥＧ（ｎ）電圧は、ＣＯＭ電圧と同相の期間が時間制御される。

次にＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）は、ＣＯＭ電圧とＳＥＧ（ｎ）電圧の合成駆動電圧であり、共通電極１１３にＣＯＭ電圧が供給され、画素電極１１６にＳＥＧ（ｎ）電圧が供給されたときに液晶１２０に印加される駆動電圧である。ここで、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）は、ＣＯＭ電圧とＳＥＧ（ｎ）電圧が同相の期間が電圧無印加期間（すなわち、０Ｖ期間）となり、この０Ｖ期間の前は−１５Ｖが印加され、後は＋１５Ｖが印加される。

次に光学応答特性Ｒ２は、液晶シャッタ１１０の画素１１７に駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）が印加されたときの画素１１７の光学応答特性である。ここで、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）が印加された画素１１７は、０Ｖ期間だけ光を透過し、他の期間は電圧が印加されているので光を遮断する。すなわち、光学応答特性Ｒ２は０Ｖ期間の開始から液晶１２０の応答特性に従って光量が増加し、０Ｖ期間終了後は、早い応答で光は遮断される。これにより、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）の０Ｖ期間の長短に応じて画素１１７の光透過量が変化するので、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）が印加された液晶シャッタ１１０は、感光体の印刷濃度を任意に変えることが出来る。

次にＳＥＧ（２５５）電圧は、液晶シャッタ１１０の画素電極１１６によって形成される画素１１７を白レベル（すなわち光を最大に透過）とするための画素駆動電圧の一例である。このＳＥＧ（２５５）電圧は、交流化駆動切替タイミングＴ１を中心としてフレーム内の大部分の期間がＣＯＭ電圧と同相の波形となり、フレームの切替期間付近の前後はＣＯＭ電圧に対して反転した駆動電圧である。ここで、ＣＯＭ電圧に反転した期間をリセット期間と定義し、このリセット期間は次のフレームに移るときに液晶１２０の動作をＯＦＦにリセットするために必要な期間である。

次にＣＯＭ−ＳＥＧ（２５５）は、ＣＯＭ電圧とＳＥＧ（２５５）電圧の合成駆動電圧であり、共通電極１１３にＣＯＭ電圧が供給され、画素電極１１６にＳＥＧ（２５５）電圧が供給されたときに液晶１２０に印加される駆動電圧である。すなわち、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（２５５）は、交流化駆動切替タイミングＴ１を中心としてフレーム内の大部分の期間が電圧無印加期間（すなわち、０Ｖ期間）となり、フレームの切替期間付近の前後のリセット期間に＋１５Ｖと−１５Ｖの交流波形が印加される。

次に光学応答特性Ｒ３は、液晶シャッタ１１０の画素１１７に駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（２５５）が印加されたときの画素１１７の光学応答特性である。ここで、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（２５５）が印加された画素１１７は、０Ｖ期間に光を透過する。すなわち、光学応答特性Ｒ３は０Ｖ期間の開始から液晶１２０の応答特性に従って光量が増加し、リセット期間では早い応答で光は遮断される。これにより、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（２５５）が印加された液晶シャッタ１１０は、最大の光量を透過することが出来、感光体を最も明るい白に印刷する。このように、液晶シャッタ１１０は、印加される駆動電圧の０Ｖ期間の長短に応じて照射光の透過量を制御し、光強度を変調することが出来る。

次に図１１及び図１３に基づいて従来の液晶シャッタによるクロストーク問題を説明する。図１３は、図１２で説明した従来の液晶シャッタを駆動する駆動電圧を一つのフレームＲだけを詳細に示したタイミングチャートの拡大図である。図１３において、複数の画素を黒レベルとするためにＣＯＭ電圧に反転したＳＥＧ（０）電圧を供給したとする。ここで前述した如く、交流化駆動切替タイミングＴ１でＣＯＭ電圧は０Ｖから＋１５Ｖに立ち上がり、ＳＥＧ（０）電圧は＋１５Ｖから０Ｖに立ち下がる。

これにより、共通電極１１３と画素電極１１６の間に印加される駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（０）は、交流化駆動切替タイミングＴ１において３０Ｖの電位差が瞬間的に生じ、共通電極１１３から画素電極１１６に過渡電流が流れる。この様子を図１１の等価回路によって説明する。図１１において、ＳＥＧ４端子〜ＳＥＧ７端子に接続される画素１１７ｄ〜１１７ｇを黒レベルとするために、ＳＥＧ４端子〜ＳＥＧ７端子にＳＥＧ（０）電圧が印加されたとする。すると、交流化駆動切替タイミングＴ１において、ＣＯＭ端子側から各ＳＥＧ端子に接続されているコンデンサＣ４〜Ｃ７に対して過渡電流Ｉ４〜Ｉ７が流れる。

この結果、この過渡電流Ｉ４〜Ｉ７によってそれぞれのコンデンサＣ４〜Ｃ７に電荷が蓄積され、この蓄積された電荷の影響でコンデンサＣ４〜Ｃ７の近傍の共通電極１１３に印加されるＣＯＭ電圧の立ち上がり波形は、図１３で示すように鈍った波形となる。そして、ＳＥＧ４端子〜ＳＥＧ７端子が接続された画素１１７の液晶１２０には、図示するように立ち上がり特性が鈍った駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（０）が印加される。

また、同じフレームＲで黒レベルの画素１１７ｄ〜１１７ｇに隣接する画素１１７ａ〜ｃ、１１７ｈ〜ｊを中間調とするために、図１３で示すＳＥＧ（ｎ）電圧がＳＥＧ１端子〜ＳＥＧ３端子とＳＥＧ８端子〜ＳＥＧ１０端子に供給されたとする。すると、前述した如く、コンデンサＣ４〜Ｃ７の近傍の共通電極１１３に印加されるＣＯＭ電圧の立ち上がり波形は電荷の影響で鈍っているので、コンデンサＣ４〜Ｃ７の近傍の例えば、コンデンサＣ２、Ｃ３、及び、Ｃ８、Ｃ９に印加される駆動電圧は、図１３で示す駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）のように、交流化駆動切替タイミングＴ１で０Ｖ期間でありながらパルス状の電圧ＶＰが加わった波形となる。

この電圧ＶＰが加わった駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）が画素１１７ｂ、１１７ｃと画素１１７ｈ，１１７ｉに印加されると、それらの画素の光学特性は、図１３に示すように光学応答特性Ｒ２´に変化する。すなわち、光学応答特性Ｒ２´は、ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）が０Ｖ期間になると光の透過が開始されて光量が増加するが、電圧ＶＰが印加されることによって、短期間であっても液晶が閉じる応答は速いので透過光量が減少し、電圧ＶＰが消えて印加電圧が０Ｖに戻ると、再び光量が増加する特性となる。

これにより、光学応答特性Ｒ２´は、光学応答特性Ｒ２と比較して透過光量の積分値が減少し、このため、画素１１７ｂ、１１７ｃ、１１７ｈ、１１７ｉは、黒レベルに近づいた中間調レベルとなる。また、黒レベルで駆動される画素１１７ｄ〜１１７ｇから離れた位置にある画素１１７ａ、１１７ｊなどは、蓄積された電荷の影響が及ばないので、ＣＯＭ電圧の鈍り現象は消え、その光学特性は、光学応答特性Ｒ２となる。

この結果、印刷された画像は図９のように、黒エリア１０２の両脇近傍に光学応答特性Ｒ２´によって黒レベルに近づいた中間調レベルの不具合エリア１０３ａ、１０３ｂが発生する。また、黒エリア１０２から距離が離れると電荷の影響が及ばないので、不具合エリア１０３ａ、１０３ｂは消えて中間調エリア１０１となる。

この現象はクロストークと呼ばれ、黒エリア１０２の領域が大きいほど、交流化駆動切替タイミングＴ１において蓄積される電荷が増加するので、黒エリア１０２近傍の不具合エリア１０３ａ、１０３ｂの濃度の変化及び領域が増大し、著しく画像品質が低下する。

本発明の目的は上記課題を解決し、液晶シャッタによるクロストークの発生を減少させて階調情報に忠実な光強度変調を行う光強度変調装置、及び画像品質に優れた光プリンタを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の光強度変調装置及び光強度変調装置を用いた光プリンタは、下記記載の構成を採用する。

本発明の光強度変調装置は、共通電極を有する第１の透明絶縁基板と共通電極に対向し複数の画素を形成する画素電極が配設された第２の透明絶縁基板と第１と第２の透明絶縁基板間に挟持される液晶とを含む液晶シャッタと、階調情報に基づいて液晶シャッタの画素を開閉する駆動電圧をフレームごとに供給する液晶駆動手段と、液晶シャッタに光を照射する光源とを備え、液晶シャッタは、フレーム内の交流化駆動切替タイミングを中心に駆動電圧の極性が反転して交流化駆動されると共に、階調情報に基づいて電圧無印加期間が変化する駆動電圧が印加されることによって、画素の開口時間が制御されて光源からの光強度を変調する光強度変調装置において、駆動電圧は、階調情報がいかなる階調レベルであっても液晶シャッタに所定時間以上の電圧無印加期間を有することを特徴とする。

これにより、液晶シャッタのクロストークの発生を減少出来るので、階調情報に基づいて正確に光強度の変調を行う光強度変調装置を提供することが出来る。

また、階調情報が駆動電圧の電圧無印加期間を零とする階調レベルであるときは、電圧無印加期間が所定時間となる階調レベルに変換する階調変換手段を備えることを特徴とする。

これにより、階調情報の階調レベルが黒レベルであるときに発生する液晶シャッタのクロストークを減少出来るので、クロストークによる光強度変調の誤差が減少し、階調情報に基づいて正確に光強度の変調を行う光強度変調装置を提供することが出来る。

また、駆動電圧の電圧無印加期間が零であるときは、所定時間の電圧無印加期間を駆動電圧に加える電圧無印加切替手段を備えることを特徴とする。

これにより、駆動電圧の電圧無印加期間が零であるときに発生する液晶シャッタのクロストークを減少出来るので、クロストークによる光強度変調の誤差が減少し、階調情報に基づいて正確に光強度の変調を行う光強度変調装置を提供することが出来る。

また、フレーム内の交流化駆動切替タイミングは、フレーム内の略中央であることを特徴とする。

これにより、液晶シャッタを完全交流化駆動することが出来るので、液晶の劣化を防ぎ、長寿命で信頼性に優れた光強度変調装置を提供することが出来る。

また、電圧無印加期間の所定時間は、略２０μＳであることを特徴とする。

これにより、クロストークの発生が確実に減少すると共に、電圧無印加期間が液晶の応答時間より短い期間であるので、光変調の性能を劣化させることが無く、高性能な光強度変調装置を提供することが出来る。

また、光源は、波長の異なる複数の光を発光し、フレームごとに波長の異なる複数の光が順次照射されることを特徴とする。

これにより、ひとつの液晶シャッタによる簡単な構成でフルカラーの露光が可能な光強度変調装置を提供することが出来る。

本発明の光プリンタは、本発明の光強度変調装置と、この光強度変調装置からの照射光を受ける感光体と、光強度変調装置と感光体とを相対的に移動させる移動手段と、制御手段と、を含むことを特徴とする。

これにより、クロストークの発生が少ない本発明の光強度変調装置を用いて光プリンタを構成出来るので、中間調表示の多い画像に対しても、高画質の印刷を実現する光プリンタを提供することが出来る。また、画素数の多い光プリンタであってもクロストークの発生を減少出来るので、比較的大きな面積を印刷する光プリンタや、画素密度が高い光プリンタの高画質化に極めて有効である。

上記の如く本発明によれば、液晶シャッタの画素間のクロストークの発生を減少出来るので、階調情報に忠実な光強度変調を行う光強度変調装置を提供することが出来る。また、クロストークの発生が少ない光強度変調装置を用いることにより、中間調表示の多い画像に対しても、高画質の印刷を実現する光プリンタを提供することが出来る。

以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の実施例１の光強度変調装置の電気的な構成を示すブロック図である。図２は本発明の実施例１の光強度変調装置の外観図である。図３は本発明の実施例１の光強度変調装置の動作を説明するタイミングチャートである。図４は本発明の実施例２の光強度変調装置の電気的な構成を示すブロック図である。図５は本発明の実施例２の光強度変調装置の動作を説明するタイミングチャートの拡大図である。図６は本発明の実施例３としての光プリンタの斜視図である。図７は本発明の実施例３としての光プリンタの構成を示すブロック図である。図８は本発明の実施例３としての光プリンタによって印刷された画像の一例を示す説明図である。

まず、本発明の実施例１の光強度変調装置の電気的な構成を図１に基づいて説明する。尚、実施例１の特徴は、液晶シャッタで発生するクロストークを減少させるために階調レベルを変換する階調変換手段を設けることである。また、従来例で示した構成と同一要素には同一番号を付し重複する説明は一部省略する。図１において、１は本発明の実施例１の光強度変調装置であり、１１０は従来例と同様の液晶シャッタである。

この液晶シャッタ１１０は、第１の透明絶縁基板としての上ガラス基板１１１ａと、第２の透明絶縁基板としての下ガラス基板１１１ｂと、この上ガラス基板１１１ａと下ガラス基板１１１ｂに挟持された液晶１２０とを有している。また、上ガラス基板１１１ａには、共通電極１１３が形成され、下ガラス基板１１１ｂには、複数の画素電極１１６がライン状に形成されている。尚、液晶シャッタ１１０の構成は従来例の図１０と同じであるので詳細な説明は省略する。

また、１０は画素電極１１６を駆動する液晶駆動手段としての駆動ＩＣであり、後述する階調信号Ｐ５を入力し、複数の画素電極１１６を個々に駆動するＳＥＧ電圧を出力する。尚、この駆動ＩＣ１０は下ガラス基板１１１ｂ上に実装され、図示しない透明電極パターンによって画素電極１１６と電気的に接続されるが、駆動ＩＣ１０は液晶シャッタ１１０に外付けされても良い。

また、２０はコントローラであり、小規模なマイクロコンピュータなどによって構成され、外部から階調情報としての光強度変調信号Ｐ１、及び図示しない制御信号を入力し、階調情報である８ビットの階調制御信号Ｐ２と、コモン制御信号Ｐ３と、ＬＥＤ制御信号Ｐ４とを出力する。２１は本発明の特徴である階調変換手段としての階調変換回路である
。この階調変換回路２１は、８ビットの階調制御信号Ｐ２を入力し、同じく８ビットの階調信号Ｐ５を出力する。尚、階調変換回路２１は、コントローラ２０に内蔵しても良い。

また、階調情報である階調制御信号Ｐ２や階調信号Ｐ５は８ビットに限定されず、例えば６ビットや１０ビット構成でも良い。また、２２は電圧変換回路であり、コモン制御信号Ｐ３を入力してＣＯＭ電圧Ｐ６を出力する。そして、階調信号Ｐ５は駆動ＩＣ１０に入力され、ＣＯＭ電圧Ｐ６は液晶シャッタ１１０の共通電極１１３に接続される。

２３はＬＥＤ駆動回路であり、ＬＥＤ制御信号Ｐ４を入力して三つのＬＥＤ駆動信号ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを出力する。２４は光源としてのＬＥＤモジュールであり、ＲＧＢの光の三原色を発光するＬＥＤによって構成され、ＬＥＤ駆動信号ＬＲ、ＬＧ、ＬＢによって駆動されて照射光２５を液晶シャッタ１１０に照射する。

次に図２に基づいて、本発明の実施例１の光強度変調装置の外観の概略を説明する。図２において、光強度変調装置１は、支持部材としてのフレーム３０、液晶シャッタ１１０、ＬＥＤモジュール２４、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと略す）３１、押さえバネ３２などによって構成される。ここで、液晶シャッタ１１０は、ライン状に配列される多数の画素１１７を有し、破線で示す駆動ＩＣ１０が実装されている。尚、液晶シャッタ１１０の上面には、ＬＥＤモジュール２４からの照射光をライン光に変換する導光体や反射膜があるが、ここでは省略する。

また、ＬＥＤモジュール２４は、前述した如く、ＲＧＢの三種類のＬＥＤによって構成され、液晶シャッタ１１０の長手方向の隅に配設され、そこからの照射光は、図示しない導光体や反射膜によってライン光に変換されて液晶シャッタ１１０の画素１１７に照射される。また、ＦＰＣ３１は、光強度変調装置１が組み込まれる機器（図示せず）から、光強度変調信号Ｐ１や他の制御信号等を入力する。また、押さえバネ３２は、フレーム３０に液晶シャッタ１１０やＬＥＤモジュール２４などを収納後にフレーム３０に嵌め込まれ、フレーム３０をバネ力によって固定することにより光強度変調装置１が完成する。尚、コントローラ２０は、フレーム３０の内部に組み込まれても良く、また、ＦＰＣ３１に実装されても良く、または、光強度変調装置１の外部に置かれても良い。

次に、本実施例の光強度変調装置１の概略動作を図１に基づいて説明する。図１において、光強度変調装置１のコントローラ２０が外部から光強度変調信号Ｐ１を入力すると、コントローラ２０の内部で信号処理を行い、液晶シャッタ１１０の１ライン分の階調制御信号Ｐ２と、この階調制御信号Ｐ２に同期したコモン制御信号Ｐ３と、ＬＥＤ制御信号Ｐ４を出力する。

ここで、コントローラ２０から出力される階調制御信号Ｐ２が８ビット信号であるならば、０〜２５５の階調レベルによって液晶シャッタ１１０の開口時間が制御される。すなわち、液晶シャッタ１１０は、階調制御信号Ｐ２が階調レベル０のとき、画素１１７の開口時間はゼロ（すなわち遮断）となり、階調制御信号Ｐ２が階調レベル２５５のとき、画素１１７の開口時間は最大となり、最も多くの照射光２５を透過する。また、階調レベル１〜階調レベル２５４の間は、あらかじめ決定されている開口時間が選択され、階調レベルに応じて照射光２５が変調される。

ここで、階調変換回路２１は、階調制御信号Ｐ２を入力し、その階調レベルが１〜２５５であるならば、スルーして階調信号Ｐ５として出力する。すなわち、階調制御信号Ｐ２＝階調信号Ｐ５となる。しかし、階調制御信号Ｐ２が階調レベル０（黒レベル）であるならば、階調レベル１などの黒レベルに近い他の階調レベルに変換して階調信号Ｐ５として出力する。ここで、階調レベル０を他の階調レベルに変換する理由は後述する。

次に電圧変換回路２２は、例えば３．３Ｖｐｐのコモン制御信号Ｐ３を、液晶シャッタ１１０の共通電極１１３を駆動するために１５Ｖｐｐに電圧変換してＣＯＭ電圧Ｐ６として出力する。また、ＬＥＤ駆動回路２３はＬＥＤ制御信号Ｐ４を入力し、ＬＥＤモジュール２４のＲＧＢの３種類のＬＥＤをフレームごとに切り替えるＬＥＤ駆動信号ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを順次出力する。

次に液晶シャッタ１１０の駆動ＩＣ１０は、階調信号Ｐ５を入力し、１ラインごとに画素電極１１６を個々に駆動する複数のＳＥＧ電圧を出力する。液晶シャッタ１１０は、この駆動ＩＣ１０からのＳＥＧ電圧とＣＯＭ電圧Ｐ６によって駆動され、ライン状に配列された多数の画素１１７の開口時間が制御されて照射光２５を変調する。

次に図３に基づいて、本実施例の階調変換回路２１の動作を中心に説明する。図３はＬＥＤモジュール２４の中で、Ｒの波長を発光するＲ−ＬＥＤ（図示せず）がＯＮするフレームＲの動作タイミングの一例を示している。図３において、ＬＥＤ駆動信号ＬＲは、フレームＲの露光期間に論理“１”となり、Ｒ−ＬＥＤが点灯する。ＣＯＭ電圧Ｐ６は、従来例と同様に、フレームＲの開始で１５Ｖから０Ｖに立ち下がり、フレームＲ内の中央である交流化駆動切替タイミングＴ１で０Ｖから１５Ｖに立ち上がり、フレームＲの終わりで再び１５Ｖから０Ｖに立ち下がる。

また、ＳＥＧ（０）電圧は、階調信号Ｐ５が階調レベル０（黒レベル）での画素電極１１６を駆動するＳＥＧ電圧である。このＳＥＧ（０）電圧は従来例と同様に、交流化駆動切替タイミングＴ１でＣＯＭ電圧Ｐ６が０Ｖから１５Ｖに立ち上がる動作と反転して、１５Ｖから０Ｖに立ち下がる。

これにより、従来例で説明した如く、交流化駆動切替タイミングＴ１において共通電極１１３と画素電極１１６の間に３０Ｖの電位差が瞬間的に生じ、共通電極１１３から画素電極１１６に過渡電流が流れ、隣接する画素にクロストークが発生する。しかし、本発明は階調変換回路２１によって、このクロストークの発生を減少させることが出来る。すなわち、コントローラ２０からの階調制御信号Ｐ２が、階調レベル０（黒レベル）を出力すると、階調変換回路２１は、この階調レベル０を例えば階調レベル１に変換して階調信号Ｐ５を出力する。

これにより、駆動ＩＣ１０は、階調レベル１の階調信号Ｐ５を入力して階調レベル１に相当するＳＥＧ（１）電圧を画素電極１１６に出力する。ここで、ＳＥＧ（１）電圧は、図示するように交流化駆動切替タイミングＴ１を中心に短い期間、ＣＯＭ電圧Ｐ６と同相な波形であり、交流化駆動切替タイミングＴ１において０Ｖから１５Ｖに立ち上がる。

また、ＣＯＭ−ＳＥＧ（１）は、ＣＯＭ電圧とＳＥＧ（１）電圧の合成駆動電圧であり、共通電極１１３にＣＯＭ電圧が供給され、画素電極１１６にＳＥＧ（１）電圧が供給されたときに液晶１２０に印加される駆動電圧である。すなわち、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（１）は、交流化駆動切替タイミングＴ１を中心として短期間だけ電圧無印加期間、すなわち０Ｖ期間（１）が存在し、この０Ｖ期間（１）の前は−１５Ｖが印加され、後は＋１５Ｖが印加されて液晶シャッタ１１０は交流化駆動される。

ここで、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（１）に０Ｖ期間（１）が生じる理由は、この期間においてＣＯＭ電圧Ｐ６とＳＥＧ（１）電圧が完全に同相であり、且つ、それぞれの電圧波形の波高値が１５Ｖであるので、この期間のＣＯＭ電圧Ｐ６とＳＥＧ（１）電圧の電圧差が０Ｖだからである。

このため、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（１）は交流化駆動切替タイミングＴ１を中心にして０Ｖ期間（１）が存在するので、従来例のような共通電極１１３と画素電極１１６の間に３０Ｖの電位差が生じることが無く、１５Ｖの電位差が階段状に生じるだけである。従って、過渡電流は減少し電極間に蓄積される電荷も減少する。これにより、ＣＯＭ電圧Ｐ６は図示するように鈍ることなく、共通電極１１３のどこにおいても交流化駆動切替タイミングＴ１で、ほぼ瞬時に０Ｖから１５Ｖに立ち上がる。

また、この駆動電圧ＣＯＭ―ＳＥＧ（１）による０Ｖ期間（１）は、最も黒レベルに近い階調レベル１による駆動電圧であるので、その０Ｖ期間（１）は非常に短い時間幅であり、この期間だけ液晶１２０に０Ｖが印加されたとしても、液晶１２０は、ほとんど応答することが出来ない。このため、液晶シャッタ１１０から透過される照射光２５は、黒レベルとほとんど変わらないレベルである。

尚、ＳＥＧ（１）電圧の０Ｖ期間（１）は、説明を分かり易くするために期間を拡大して図示しており、実際の０Ｖ期間（１）はフレームの期間に対して、非常に短い期間である。

次に図３で示すＳＥＧ（ｎ）電圧は、同じフレームＲにおいて、黒レベルで駆動される画素に隣接する画素を中間調レベルとするための駆動電圧の一例である。例えば、従来例で示した図１１において、画素１１７ｄ〜１１７ｇが黒レベルと同等のＳＥＧ（１）電圧で駆動され、その画素１１７ｄ〜１１７ｇに隣接する画素１１７ｃのＳＥＧ３端子に、ＳＥＧ（ｎ）電圧を印加した場合を例とする。尚、ｎは中間調の階調レベルを表し、例えば、ｎ＝１２８である。

そして、図３で示すＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）は、ＣＯＭ電圧Ｐ６とＳＥＧ（ｎ）電圧の合成駆動電圧であり、画素１１７ｃに印加される駆動電圧である。ここで、前述した如く、黒レベルとして駆動する画素１１７ｄ〜１１７ｇを階調レベル１で駆動するならば、交流化駆動切替タイミングＴ１において、ＣＯＭ電圧Ｐ６の立ち上がりは鈍らないので、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）の０Ｖ期間（ｎ）は、従来例で発生していたパルス状の電圧ＶＰが発生することが無く、電圧無印加状態が継続される。

次に図３で示す光学応答特性Ｒ４は、画素１１７ｃに駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｎ）を印加したときの光学応答特性の一例である。ここで明らかなように、光学応答特性Ｒ４は、０Ｖ期間（ｎ）の開始から液晶１２０の応答特性に従って光量が増加し、０Ｖ期間（ｎ）の終了まで光量の増加が継続する。すなわち、光学応答特性Ｒ４は従来例の図１３の光学応答特性Ｒ２´のような特性にはならず、良好な光学応答特性を有している。このため、黒レベルの画素に隣接する画素であっても階調不良が発生せず、正確な光変調を行うことが出来る。

このように、本発明の光強度変調装置は、画素を黒レベルにするための階調レベル０を黒レベルに近い他の階調レベルに変換することにより、光強度変調装置１に入力される階調情報がどのような階調レベルであったとしても、液晶シャッタ１１０に印加される駆動電圧は、あらかじめ決められた所定時間、又は所定時間以上の電圧無印加期間を有することになる。この結果、階調情報が黒レベルであったとしても、液晶シャッタ１１０に流れる過渡電流を減少させることが出来るので、クロストークの発生を少なくすることが出来る。

尚、階調レベル０を黒レベルに近い他の階調レベルに変換する階調変換回路２１の動作は、交流化駆動切替タイミングＴ１において大きな過渡電流が流れないという条件と、液晶１２０が応答せず液晶シャッタ１１０から透過される照射光２５が黒レベルとほとんど
変わらないという二つの条件を満たすならば、階調レベル０からの変換は階調レベル１に限定されず、他の階調レベルであっても良い。

また、実験によって、交流化駆動切替タイミングＴ１を中心とした電圧無印加期間の所定時間は、２０μＳ位が上記の二つの条件を満たす上で好ましいことが確かめられた。これにより、階調変換回路２１は駆動電圧の電圧無印加期間が２０μＳ位となる階調レベルに変換すると良い。また、図３での動作タイミングは、Ｒ−ＬＥＤによるフレームＲに限定して説明しているが、フレームＧ、フレームＢの動作も同様であるので説明は省略する。

以上のように本発明によれば、階調変換回路２１によって黒レベルの階調を液晶が応答しない範囲で階調変換することにより、階調情報が黒レベルであるときに発生する液晶シャッタのクロストークを減少させることが出来るので、クロストークを原因とする黒領域周辺に発生する階調不良を無くし、階調情報に忠実な光強度変調を行う光強度変調装置を提供することが出来る。

次に、本発明の実施例２の光強度変調装置の電気的な構成を図４に基づいて説明する。尚、実施例２の特徴は、クロストークを減少させるために電圧無印加切替手段を設けることである。また、実施例１で示した構成と同一要素には同一番号を付し重複する説明は省略する。図４において、４０は本発明の実施例２の光強度変調装置である。１１０は実施例１と同様の液晶シャッタである。

５０は画素電極１１６を駆動する液晶駆動手段としての駆動ＩＣであり、階調情報としての階調制御信号Ｐ２を入力し、画素電極１１６を個々に駆動するＳＥＧ電圧を出力する。５１は駆動ＩＣ５０に内蔵される本実施例の特徴である電圧無印加切替手段としての切替回路である。尚、液晶シャッタ１１０のその他の構成は、従来例及び本発明の実施例１と同様であるので説明は省略する。

また、コントローラ２０、電圧変換回路２２、ＬＥＤ駆動回路２３、ＬＥＤモジュール２４は、実施例１と同様な構成であるので説明は省略する。また、本実施例においては、コントローラ２０からの階調制御信号Ｐ２が階調情報としてそのまま駆動ＩＣ５０に入力される。尚、切替回路５１は駆動ＩＣ５０に内蔵されず、駆動ＩＣ５０の外部に設けても良い。また、本実施例の光強度変調装置４０の外観は、実施例１と同様であるので説明は省略する。

次に図４及び図５に基づいて、本実施例の動作を説明する。図４において、光強度変調装置４０のコントローラ２０が外部から光強度変調信号Ｐ１を入力すると、コントローラ２０は内部で信号処理を行い、液晶シャッタ１１０の１ライン分の階調制御信号Ｐ２と、この階調制御信号Ｐ２に同期したコモン制御信号Ｐ３と、ＬＥＤ制御信号Ｐ４を出力する。

ここで、階調制御信号Ｐ２は例えば８ビットの信号であり、０〜２５５の階調レベルによって液晶シャッタ１１０の開口時間を制御する。すなわち、液晶シャッタ１１０は、階調制御信号Ｐ２が階調レベル０のとき、画素１１７の開口時間はゼロ（すなわち遮断）となり、階調制御信号Ｐ２が階調レベル２５５のとき、画素１１７の開口時間は最大となる。

ここで、駆動ＩＣ５０に内蔵される切替回路５１は、階調制御信号Ｐ２が階調レベル０で、ＳＥＧ電圧が交流化駆動切替タイミングＴ１において１５Ｖから０Ｖに立ち下がるＳ
ＥＧ（０）電圧であるならば、このＳＥＧ（０）電圧を交流化駆動切替タイミングＴ１を中心とした短い期間、ＣＯＭ電圧Ｐ６と同相であり、交流化駆動切替タイミングＴ１において０Ｖから１５Ｖに立ち上がる波形に切り替える動作を行う。

次に、この切替回路５１の動作を図５に基づいて説明する。図５は液晶シャッタ１１０を駆動する駆動電圧を、交流化駆動切替タイミングＴ１を中心として拡大して示している。図５において、液晶シャッタ１１０の共通電極１１３を駆動するＣＯＭ電圧Ｐ６は、交流化駆動切替タイミングＴ１で０Ｖから１５Ｖに立ち上がる。また、階調レベル０によって駆動ＩＣ５０から出力されるＳＥＧ（０）電圧は、ＣＯＭ電圧Ｐ６が反転された信号であり、交流化駆動切替タイミングＴ１で１５Ｖから０Ｖに立ち下がる。

ここで、本実施例の特徴である切替回路５１は、ＳＥＧ（０）電圧が交流化駆動切替タイミングＴ１で立ち下がることを禁止し、以下の三つの動作を行う。まず、切替回路５１は、交流化駆動切替タイミングＴ１より僅かに手前の切替タイミングＴ０においてＳＥＧ（０）電圧を１５Ｖから０Ｖに立ち下げる。次に、交流化駆動切替タイミングＴ１においてＳＥＧ（０）電圧を０Ｖから１５Ｖに立ち上げる。さらに、交流化駆動切替タイミングＴ１より僅かに後の切替タイミングＴ２においてＳＥＧ（０）電圧を１５Ｖから０Ｖに立ち下げる。

このようにして、切替回路５１によって形成されるＳＥＧ電圧をＳＥＧ（０´）電圧と定義する。また、ＣＯＭ−ＳＥＧ（０´）は、ＣＯＭ電圧Ｐ６とＳＥＧ（０´）電圧の合成駆動電圧であり、共通電極１１３にＣＯＭ電圧Ｐ６が供給され、画素電極１１６にＳＥＧ（０´）電圧が供給されたときに液晶１２０に印加される駆動電圧である。すなわち、駆動電圧ＣＯＭ−ＳＥＧ（０´）は、交流化駆動切替タイミングＴ１を中心として短期間だけ電圧無印加期間、すなわち０Ｖ期間（０´）を有し、この０Ｖ期間（０´）の前は−１５Ｖが印加され、後は＋１５Ｖが印加される。

これにより、切替回路５１によって形成されるＳＥＧ（０´）電圧は、前述した実施例１のＳＥＧ（１）信号と同様な駆動電圧となるので、交流化駆動切替タイミングＴ１において共通電極１１３から画素電極１１６に流れ込む過渡電流を減少させることが出来る。この結果、黒レベルとなる画素電極１１６への電荷の蓄積が減少し、電荷の影響によるクロストークの発生を減少させることが出来る。また、切替タイミングＴ０〜Ｔ２までの期間を２０μＳ程度とすることにより、液晶シャッタ１１０の液晶１２０は、ほとんど応答出来ないので、液晶シャッタ１１０の動作に悪影響を及ぼすことはない。

以上のように本発明の実施例２によれば、切替回路５１によって交流化駆動切替タイミングＴ１前後の駆動電圧を切り替えることにより、階調情報が黒レベルであるときに発生する液晶シャッタ１１０のクロストークを減少させることが出来るので、実施例１と同様な効果を得ることが出来、階調情報に忠実な光強度変調を行う光強度変調装置を提供することが出来る。

次に、本発明の実施例３として、本発明の光強度変調装置を用いた光プリンタを説明する。まず、図６に基づいて本発明の光プリンタの構成を説明する。図６において、６０は本発明の光プリンタであり、外ケース６１内に本発明の光強度変調装置１と、制御回路を有する制御基板７０とを収納し、外ケース６１の下部には矢印Ａ方向に引き出し可能な銀塩インスタントフィルム等の感光体を収納する感光体カセット６２を有している。この感光体カセット６２の上部には感光体６３が露出し、光強度変調装置１の下部に位置している。

ここで、光強度変調装置１は、この光強度変調装置１を矢印Ａの方向に往復移動を可能とする移動手段としての２本の丸棒状のガイド部材６４ａ、６４ｂによって支持される。また、光強度変調装置１は移動方向（矢印Ａ方向）に対して側方部分に形成される支持部３３ａ、３３ｂを有し、これにより、ガイド部材６４ａ、６４ｂ上に沿って感光体６３に対して移動可能な構造となっている。また、光強度変調装置１はＦＰＣ３１によって制御基板７０と電気的に接続され、階調信号等が制御基板７０から光強度変調装置１に伝達される。尚、この光プリンタ６０には実施例１の光強度変調装置１が搭載されるが、これに限定されず、実施例２の光強度変調装置４０を搭載しても良い。

次に本発明の光プリンタの回路構成を図７に基づいて説明する。図７において、制御基板７０は本発明の光プリンタ６０の全体を制御する制御回路が組み込まれ、７１は制御回路の中心となる制御手段としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）であり、図示しないが内部は、演算回路、タイマ回路、入出力回路、メモリ等によって構成される。

７２は入力インターフェース回路（以下、入力Ｉ／Ｆと略す）であり、外部機器（図示せず）等からの画像データＰ１０を入力し、マイコン７１に画像データＰ１０を転送する。７３は出力インターフェース回路（以下、出力Ｉ／Ｆと略す）であり、マイコン７１から各種の制御信号Ｐ１１を入力し、光強度変調信号Ｐ１、ヘッド移動信号Ｐ１２等を出力する。また、７４は外部メモリであり、メモリバスＰ１３によってマイコン７１と接続され、マイコン７１に入力される画像データＰ１０等を一時的に記憶する機能を有する。

光強度変調装置１は、前述した如く、液晶シャッタ１１０と、ＬＥＤモジュール２４を備えている。この光強度変調装置１は制御基板７０から階調情報としての光強度変調信号Ｐ１等を入力し、液晶シャッタ１１０とＬＥＤモジュール２４がそれぞれ動作する。ＬＥＤモジュール２４はＲＧＢの各ＬＥＤを順次点灯して照射光２５を出力し、液晶シャッタ１１０は照射光２５を光変調してライン状の照射光２６を外部に出力する。７５はモータ（図示せず）やギア（図示せず）等によって構成されるヘッド駆動部であり、ヘッド移動信号Ｐ１２を入力して駆動され、光強度変調装置１を感光体６３に対して移動させ、感光体６３上に面露光を実現する。

次に図８に基づいて、本発明の光プリンタによって印刷された画像の一例を説明する。図８において、８０は本発明の光プリンタ６０によって印刷された感光体６３上の印刷面であり、従来例で示した図９と同一の画像データで印刷されている。すなわち、印刷面８０の全面に中間調エリア８１が印刷され、さらに、中間調エリア８１のほぼ中央に横長に黒エリア８２が印刷されている。そして、従来例で見えていた黒エリア８２の両脇にあった不具合リアは存在せず、この結果、本発明の光強度変調装置を搭載した光プリンタ６０は、クロストークの発生が大幅に減少していることが理解出来る。

以上のように、本発明の光プリンタは、黒レベルの印刷によって生じるクロストークを減少させることが出来るので、中間調表示の多い画像であっても、高画質の露光を実現する光プリンタを提供することが出来る。また、画素の多い光プリンタであってもクロストークの発生を減少させられるので、比較的大きな面積を印刷する光プリンタや、画素密度が高い光プリンタの高画質化に極めて有効である。尚、実施例で示したブロック図や駆動電圧等は、この構成や動作に限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、どのような構成や駆動電圧であっても良い。また、本発明の光強度変調装置は、光プリンタに限定されず、光変調を必要とする様々な装置に搭載し、応用することが可能である。

本発明の実施例１の光強度変調装置の電気的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１の光強度変調装置の外観図である。 本発明の実施例１の光強度変調装置の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の実施例２の光強度変調装置の電気的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２の光強度変調装置の動作を説明するタイミングチャートの拡大図である。 本発明の実施例３の光プリンタの斜視図である。 本発明の実施例３の光プリンタの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例３の光プリンタによって印刷された画像の一例を示す説明図である。 従来の光プリンタで印刷した画像の一例を示す説明図である。 従来の光プリンタに用いられるライン状の液晶シャッタの一例を示す断面図である。 従来の液晶シャッタの等価回路である。 従来の液晶シャッタの動作を説明するタイミングチャートである。 従来の液晶シャッタを駆動する駆動電圧のフレームＲを詳細に示したタイミングチャートの拡大図である。

符号の説明

１、４０ 光強度変調装置
１０、５０ 駆動ＩＣ
２０ コントローラ
２１ 階調変換回路
２２ 電圧変換回路
２３ ＬＥＤ駆動回路
２４ ＬＥＤモジュール
２５、２６ 照射光
３０ フレーム
３１ フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
３２ 押さえバネ
３３ａ、３３ｂ 支持部
５１ 切替回路
６０ 光プリンタ
６１ 外ケース
６２ 感光体カセット
６３ 感光体
６４ａ、６４ｂ ガイド部材
７０ 制御基板
７１ マイクロコンピュータ（マイコン）
７２ 入力Ｉ／Ｆ
７３ 出力Ｉ／Ｆ
７４ 外部メモリ
７５ ヘッド駆動部
８０、１００ 印刷面
８１、１０１ 中間調エリア
８２、１０２ 黒エリア
１０３ａ、１０３ｂ 不具合エリア
１１０ 液晶シャッタ
１１１ａ 上ガラス基板
１１１ｂ 下ガラス基板
１１３ 共通電極
１１６ 画素電極
１１７ 画素
１２０ 液晶
Ｃ１〜Ｃｎ コンデンサ
ＬＲ、ＬＧ、ＬＢ ＬＥＤ駆動信号
Ｐ１ 光強度変調信号
Ｐ２ 階調制御信号
Ｐ３ コモン制御信号
Ｐ４ ＬＥＤ制御信号
Ｐ５ 階調信号
Ｐ６ ＣＯＭ電圧
Ｐ１０ 画像データ
Ｐ１１ 制御信号
Ｐ１２ ヘッド移動信号
Ｐ１３ メモリバス

Claims (7)

1. 共通電極を有する第１の透明絶縁基板と前記共通電極に対向し複数の画素を形成する画素電極が配設された第２の透明絶縁基板と前記第１と第２の透明絶縁基板間に挟持される液晶とを含む液晶シャッタと、
   階調情報に基づいて前記液晶シャッタの画素を開閉する駆動電圧をフレームごとに供給する液晶駆動手段と、
   前記液晶シャッタに光を照射する光源と、を備え、
   前記液晶シャッタは、前記フレーム内の交流化駆動切替タイミングを中心に前記駆動電圧の極性が反転して交流化駆動されると共に、前記階調情報に基づいて電圧無印加期間が変化する前記駆動電圧が印加されることによって、前記画素の開口時間が制御されて前記光源からの光強度を変調する光強度変調装置において、
   前記駆動電圧は、前記階調情報がいかなる階調レベルであっても所定時間以上の前記電圧無印加期間を有することを特徴とする光強度変調装置。
2. 前記階調情報が前記駆動電圧の前記電圧無印加期間を零とする階調レベルであるときは、前記電圧無印加期間が前記所定時間となる階調レベルに変換する階調変換手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光強度変調装置。
3. 前記駆動電圧の前記電圧無印加期間が零であるときは、前記所定時間の電圧無印加期間を前記駆動電圧に加える電圧無印加切替手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の光強度変調装置。
4. 前記フレーム内の交流化駆動切替タイミングは、前記フレーム内の略中央であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光強度変調装置。
5. 前記電圧無印加期間の所定時間は、略２０μＳであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光強度変調装置。
6. 前記光源は、波長の異なる複数の光を発光し、前記フレームごとに波長の異なる複数の光が順次照射されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光強度変調装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光強度変調装置と、該光強度変調装置からの照射光を受ける感光体と、前記光強度変調装置と前記感光体とを相対的に移動させる移動手段と、制御手段と、を含むことを特徴とする光プリンタ。

Images