JPH02125767A - ディジタル画像出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディジタル画像データを元にその画像を紙面
上に可視化して出力するディジタル画像出力装置に関す
る。

〔発明の概要〕

本発明は、十分の一秒以下の短い露光時間で露光するこ
とが困難な第二の画像媒体を用いるディジタル画像出力
装置において、短時間露光は可能だが大面積にし辛い第
一の画像媒体に画像書き込み装置によりディジタル的に
画像を書き込み、その画像を第二の画像媒体に拡大投影
して写し取る構成とする場合に、前記画像書き込み装置
として、ＬＥＤアレイヘッドや液晶シャッタアレイを用
いるとともに、その画像書き込み装置を投影レンズにた
いして第一の画像媒体と共役な位置に配置し、その発光
パターンを前記投影レンズを用いて第一の画像媒体に縮
小投影することにより、高品質の書き込み画（象を得よ
うとするものである。

〔従来の技術〕

従来、十分の一秒以下の短い露光時間で露光することが
困難な第二の画像媒体と、短時間露光は可能だが大面積
にし辛い第一の画像媒体を用い、前記第１の画像媒体に
ディジタル的に画像を書き込み、その画像を第二の画像
媒体に拡大投影して写し取るディジタル画像出力装置を
構成する場合、レーザースキャナで画像データに応した
画像を第一の画像媒体に書き込んでいた。そのような構
成の一例を第２図に示す。なお、前述の短い露光時間で
露光することが困難な第２の画像媒体の一例として、ミ
ード社のマイクロカプセル紙が挙げられる。

第２図において、Ｓｅ等の光導電性画像媒体１は、ガイ
ドバー２に支持されており、ガイドバー２に添って、移
動可能となっている。また、レザ書き込みユニット３は
、コロナ帯電器３　ａ　％　レーザスキャナ３ｂ、トナ
ー現像器３Ｃからなっており、レーザスキャナ３ｂから
出射する光束は、矢印Ｘの方向に高速に走査され、また
、レーザ書き込みユニット３の全体は矢印Ｘの方向と略
垂直な矢印ｙの方向へ移動可能となっている。レーザ書
き込みユニット３は、矢印ｙの方向に定速で移動しなが
ら光導電性画像媒体１に、まずコロナ帯電器３ａで電位
を与え、次にレーザスキャナ３ｂで選択的な電位分布を
与え、そして、トナー現像器３Ｃてその電位分布に応じ
てトナーを付けることにより、画像を可視化する。この
様にして、トナーの濃度分布という形で画像を書き込ま
れた光導電性画像媒体１は、ガイドバー２上に沿って他
の場所へ移動する。光源４を出射した光束５がコンデン
サレンズ系６て平行あるいは集束光束となり、光導電性
画像媒体１に入射し、その光束５は光導電性画像媒体１
で反射され、さらに投影レンズ７によりマイクロカプセ
ル紙８に到達し、該マイクロカプセル紙８上に、光導電
性画像媒体１上の画像を結像する。マイクロカプセル紙
８上では、第３図のマイクロカプセル紙の現像部の概念
図に示すように、色素を含有した多数のマイクロカプセ
ル２３が均一に塗布されており、これらのマイクロカプ
セル２３は、感光性の硬化材を含有しており、与えられ
た光量に応して硬化する。そして、この露光されたマイ
クロカプセル紙８を、レシーバ紙２２と、マイクロカプ
セル２３を塗布した而がレシーバ紙２２側に来るように
重ねて、圧力ローラ２１等の加圧手段で加圧することに
より、露光量の少なかったマイクロカプセル２３が漬れ
て中の色素がレシーバ紙２２に付着し、その露光量に応
じた出力画像が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上記のような従来の構成では、精密な可動部を
含んでいるレーザスキャナを矢印ｙの方向へ動かさねば
ならず、動かす時の振動のため、書き込まれる画像にひ
ずみが生じていた。また、３原色に応じた３枚の画像を
光導電性画像媒体に書き込んでそれらをマイクロカプセ
ル紙に重ねて露光して、カラーの出力画像を得ようとす
る場合、その３枚の画像が書き込まれる位置をｉ［確に
合わせるために、レーザスキャナのＸ方向の位置と、レ
ーザスキャナに使用しているポリゴンミラーの回転角度
を正確に検出し、而も、画像の書き出し位置において、
書き出しのレーザスポットの位置が３枚の画像で正確に
一致し、なおかつ画像の中の同じラインをスキャンする
ときは常にポリゴンの同じ面が使われるように、Ｘ方向
のスキャン速度、Ｘ方向のスキャン速度、ポリゴンミラ
ーの回転速度を制御しなければならず、技術的に困難度
が高く、装置全体のコスト高を招いていた。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明においては、画像書き込み装置を、微小
な光源を多数一次元ないし二次元に並べた光源アレイあ
るいは一つないし少数の光源と多数個並べた微小なシャ
ッターによるシャッターアレイから成り投影レンズに対
して相対的に移動可能に支持されるものとし、また前記
投影レンズと前記第二の画像媒体との間の光路に光路分
岐手段又は光路切り換え手段を配設する、更に前記画像
書き込み装置の発光部を含む面は、前記光路分岐手段又
は光路切り換え手段によって前記投影レンズにたいして
前記第一の画像媒体を含む而と等価な面内に位置し、前
記画像書き込み装置の発光部が前記面内を移動すること
により前記第一の画像媒体に画像を書き込むようにした
。

〔作用〕

上記の構成において、光導電性画像媒体に画像を書き込
む場合には、ビームスプリッタ、あるいは投影レンズと
マイクロカプセル紙との間の光路に反射ミラーを設ける
ことにより、上記画像書き込み装置の発光パターンを画
像投影用の投影レンズを兼用して光導電性画像媒体上に
結像させ、画像書き込み装置の発光部を含む平面内で移
動させて前記光導電性画像媒体上に二次元の画像を書き
込む。この時の発光部の発光パターンは、時系列に送ら
れてくる画像データに基づく書き込み信号により決定さ
れ、前記第一の画像媒体への古き込み画像の帯状の一部
分を形成する。そして、発光部がその長手方向に対して
略垂直な方向に上記画像データに基づく書き込み信号に
同期して一定速度で移動することにより、前記第一の画
像媒体に二次元の画像が書き込まれる。そして、書き込
まれた画像をマイクロカプセル紙上に投影する場合には
、前記ビームスプリッタにより、あるいは投影レンズと
マイクロカプセル紙の間の光路上の前記反射ミラーをそ
の光路を遮らない位置に移動することにより、従来の方
法と同様に露光を行うことができる。

〔実施例〕

以下に、本発明の一実施例につき、図面に基づいて説明
する。第１図は、本発明の一実施例の光学系に関わる概
念図である。ＬＥＤアレイヘッド１０はその発光部を含
む面内でその発光部の連なる方向とは略垂直の方向に移
動可能に支持されており、そのＬＥＤアレイヘッド１０
の発光部の移動面と光導電性液晶パネル１１とは、平面
ミラー９を介して投影レンズ７に関して共役の面内にあ
って、なおかつＬＥＤアレイヘッド１０の発光部を含む
面に対する光導電性液晶パネル１１の横倍率は１以下に
なっている。光導電性液晶パネル１１は液晶パネルと光
導電膜を組み合わせたもので、あるバイアスの電界のも
とて光エネルギーを照射すると、その照射を受けた場所
の反射率が低から高、あるいは高から低に変化する。前
記光導電膜は、ＬＥＤアレイヘッド１０の発光波長に感
度を持つように設定される。このとき、液晶材料として
ＳｍＣ”などの強誘電性液晶を用いた場合には、反射率
の変化が光の照射エネルギーやバイアス電界を取り除い
た後にも保存される。液晶パネルのこの様な特性をメモ
リー性と呼び、ここでは、光導電性液晶パネル１１は前
述のメモリー性を持った液晶パネルを用いる。従って、
光導電性液晶パネル１１にバイアス電界を加えた状態で
ＬＥＤアレイヘッド１０を画像信号に基づいて変調しつ
つその移動可能な面内で移動させれば、光導電性液晶パ
ネル１１に所望の画像を書き込むことができる。そして
、画像が書き込まれた後に、平面ミラー９を光束５が通
る光路から取り除いて従来の方法と同様に光源４、コン
デンサレンズ系６により照明光を当てて投影することに
より、光導電性液晶パネル１１上に書き込まれた画像を
マイクロカプセル紙８上に複写することができる。ただ
し、光導電性液晶パネル１１は、光の偏光状態を変調す
る媒体であり、この偏光状態の分布を光量分布に変換す
るために、偏光板２１．２２を配設する。

この時、偏光板２１．２２は、光導電性液晶パネル１１
に書き込みが行われなかった状態でクロスニコルに設定
しておくと、コントラストの面で有利である。第４図は
、上述の光導電性液晶パネル１１への画像の書き込み及
び、マイクロカプセル紙８への画像の投影の過程を説明
するための光学系の概念図で、第１図の画像出力装置の
一実施例の光学系の側面を示している。第４図において
、光導電性液晶パネル１１に画像を書き込むときは、平
面ミラー９は、平面ミラー支軸１９を中ＩＣ・に回転し
、破線で示す平面ミラー９ａの位置に配置される。第４
図においてＬＥＤアレイヘッド１０の発光部は、図面の
紙面に垂直な面Ｂ内にあり、ＬＥＤアレイは紙面に垂直
な方向に並んでいる。そして、ＬＥＤアレイヘッド１０
より出射した光束は、平面ミラー９ａで反射され、投影
レンズ７を通って光導電性液晶パネル１１上に集光する
。これによりＬＥＤアレイヘッド１０の発光パターンが
光導電性液晶パネル１１上に投影される。この時のＬＥ
Ｄアレイヘッド１０の発光パターンは、画像データに基
づく時系列の書き込み信号により決定され、時間の経過
と共に変化する。それと同時に、書き込み信号に同期し
てＬＥＤアレイヘッド１０が第４図の矢印Ａの方向に一
定速度で移動することにより、光導電性液晶パネル１１
上に、二次元の画像が書き込まれる。ただしこの時書き
込まれた画像は、光導電性液晶パネル１１上では、液晶
のリタデーションの分布として記録されており、投影光
がその前後の偏光子及び検光子を通ることにより初めて
光の空間的強度パターンに変換される。

ところで、この画像書き込み時の書き込み位置、特に複
数回の書き込みと露光とを繰り返してカラー画像を得る
ときにその位置はできるだけ再現性の良いことが望まし
い。本実施例では、主走査の機構に機械的機構部を含ま
ず、書き込みタイミングはすべて電気的要因によって決
定できるので、ＬＥＤアレイヘッドの位置を検出してそ
のタイミングに基づいて画像の書き込みを開始するか、
あるいは、副走査の始動したタイミングによって、書き
込み開始のタイミングを決定することにより、書き込み
位置を再現性良く合わせることが可能である。第８図は
この書き込みと副走査の流れを説明する流れ図である。

副走査スタート後、副走査駆動用のパルスモータはその
回転速度を徐々に速め、副走査速度を加速する（ステッ
プ１）。このパルスモータは予め設定されたパルス数だ
け加速駆動を行った後に、定速駆動となり、副走査速度
は略一定速度となる（ステップ２）。その後、パルスモ
ータの駆動パルス数が予め設定された数になるか、ある
いは副走査位置検出手段による副走査位置が一定の位置
に来たことを検出する信号（ステップ３）から一定時間
の後に、ＬＥＤヘッドによる書き込み、即ち光源部の発
光がスタートする（ステップ４）。そして、一画面分の
すべての書き込みが終了（ステップ５）した後に副走査
駆動パルスモータの回転速度は徐々に減速しくステップ
６）、それによって副走査速度が減速してついには停止
しくステップ７）、その後副走査スタート前の位置に復
帰する。この林に、本実施例では、副走査位置が予め決
められた位置となったときに書き込みをスタートさせれ
ばほかに書き込み位置がずれ′る要因がない。

光導電性液晶パネル１１に画像が書き込まれた後は、書
き込まれた画像のマイクロカプセル紙８への投影が行わ
れる。この時、平面ミラー９は、実線で示した平面ミラ
ー９の位置に移動し、投影レンズ７からマイクロカプセ
ル紙８までの光路を遮らないようにする。光源４より出
射した光束５は、コンデンサレンズ系６を通って収束光
束となり、偏光板２１を通って光導電性液晶パネル１１
に入射する。ここで、記録されたリタデーションの分布
にしたがって空間的に偏光成分に関する変調を受け、投
影レンズ７を通って偏光板２２を通り、空間的光量パタ
ーンとしてマイクロカプセル紙８に入射する。なお、マ
イクロカプセル紙８の現像方法については従来の方法と
同じである。

第５図は、ここで用いたＬＥＤアレイヘッドの構造を簡
単に説明した概念図である。多数のＬＥＤの発光部３２
が支持体３１上に一列ないし数列にわたって並んでおり
、それぞれのＬＥＤはドライバ３３に接続され、書き込
み信号３５に基づいた発光の変調を受けている。そして
、発光部３２の近傍にフィールドレンズ３４が置かれ、
発光部３２から出射した光束を投影レンズ７の方向に導
く役割をしている。フィールドレンズ３４はＬＥＤアレ
イの各素子からの光を均一な効率で光導電性液晶パネル
に結像させるために有効で、これがないと、シェーディ
ングによる画像の明るさむらが起こりやすい。なお、フ
ィールドレンズ３４を用いずに、ＬＥＤの発光量を制御
してシェーディングの程度を軽減することも可能である
。もちろん、発光量の制御とフィールドレンズを併用し
てもよい。

以上の説明により、単色の画像の書き込みが実施された
が、画像データとして、三原色分のデータを用意し、そ
の各々のデータにより光導電性液晶パネルに画像を書き
込み、その書き込まれたデータに対応した波長成分を持
った光を用いて同じマイクロカプセル紙に３回の露光を
行うことにより、カラーの画像を得ることもできる。こ
の時、上述の書き込まれたデータに対応した波長成分を
持った光を得る方法には、それぞれの波長に応じて光源
を選択する方法や、広い波長スペクトルを持った光源に
たいして第４図に示す色フィルタ６ｂを切り替えて得る
方法がある。

なお、本発明では、画像書き込みのためのアレイ状又は
二次元の光強度分布を持った光源として、液晶シャッタ
アレイやＣＲＴ　（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙ　　Ｔｕｂｅ
）、プラズマ発光体アレイ等も使用することができる。

これらのうち液晶シャッタアレイについて図面を用いて
説明する。第６図は、液晶シャッタアレイの構造の概念
図である。

支持体４１中には蛍光燈やノ＼ロゲンランプなどの線状
光源４２が配置され、さらに、液晶による微小なシャッ
タ４３が一列ないしは多数列にわたって配置される。前
記液晶シャッタ４３は各々ドライバ４４に接続され画像
データに基づく書き込み信号４６により透過率を変調す
る。従って、線状光源４２から出射した光束は、液晶シ
ャッタ４３の透過率によって、光量を変調されることに
なる。

液晶シャッタアレイの近傍に配置されたフレネルフィー
ルドレンズ４５の働きは前述したＬＥＤアレイヘッドで
説明したフィールドレンズ３４と全く同じである。尚、
ここではフレネルレンズを用いているが、通常のレンズ
でもよく、また逆に、フレネルレンズをＬＥＤアレイヘ
ッドのフィールドレンズに用いることも可能である。前
記液晶シャッタアレイ４３の配列数が少なくて、その発
光パターンが一次元的である場合には、前述のＬＥＤア
レイヘッドの場合と同様に、副走査方向に走査すること
により、光導電性液晶パネル１１上に二次元の画像を形
成することができる。また、同様に、一次元的な画像パ
ターンを持ったＣＲＴで前述と同様に副走査を行うこと
によって、光導電性液晶パネル１１上で二次元の画像を
得ることができる。さらに、画像の分解能に制約はある
が、ＬＥＤアレイによっても、液晶シャッタアレイによ
っても、また、ＣＲＴやプラズマ発光体アレイによって
もその発光点の配列数を多くして、−度に、即ち副走査
を行うことなしに二次元の画像を書き込むことも可能で
ある。

次に、第７図により光導電性液晶パネル１１の構造を説
明する。第７図は光導電性液晶パネル１１の断面の構成
を示す概念図である。ガラス基板５１上に透明電極５２
が形成され、さらに光導電層５３、誘電体反射７１５４
が形成される。そして、ＳｍＣ’液晶層５７を挟んで配
向層５５が形成されさらに透明電極５８が形成されてガ
ラス基板５９により支持される。なお、２つの配向層５
５の間にはスペーサ５６がおかれ、その上下層との機械
的接続、ＳｍＣ”液晶層５７の層厚の固定、ＳｍＣ”液
晶の封じ込めの機能を持っている。さらに、ガラス基板
５９の光入射側には、通常減反射Ｈ６０が形成される。

ここで、光導電層５３の材料としては、ａ−Ｓｉ、５ｅ
ＳＳｅ−ＴｅＳＣｄＳ、機能分離型有機光導電膜が一般
的に利用されている。ここで、書き込み光及び投影光の
入射方向は、第７図の矢印Ｃの方向からとなる。この時
、誘電体反射膜５４の反射特性を、マイクロカプセル紙
の感光波長域で反射率が高く、半導体レーザ等の書き込
み光に対応する近赤外の波長域で透過率が高（なるよう
に設定すれば、同じ側からの書き込み、読み出しく投影
）が可能となる。ＳｍＣ１液晶の分極の方向に対して反
対の方向に電界を加えた状態で書き込み手段による書き
込みを行うことにより、書き込まれた部分のダイレクタ
−が反転し、リタデーションが変化する。ＳｍＣ”液品
にはメモリー性が有るので、−度書き込まれたパターン
は、書き込み光及び電界を取り去った後にも消失しない
ので、書き込みが終了した後に電界を取り去って照明光
を当て投影することができる。

なお、本実施例では可動の平面ミラー９を用いたが、こ
れをハーフミラ−とし、平面ミラー９の破線で示した位
置９ａに固定して用いることも可能である。この場合、
ミラーの可動機構が不要になるという長所がある。

また、光導電性画像媒体の例としては、本実施例で挙げ
た液晶パネルによるものの他にゼログラフィーの方法に
より現像されるＳｅやａ−３ｉ。

ＯＰＣなどの感光体、ＢＳＯなとの電気光学結晶などが
使用可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明のディジタル画像出力装置では、
ポリゴンミラーやガルバノミラ−のように高速で動作す
る可動部を含まずに、比較的簡単な構成で高分解能の画
像を書き込むことができる。

しかも、上述のように可動部が一つ減ったことにより、
振動に因る画像のひずみを低減させることができ、さら
に主走査方向（光源アレイの並んでいる方向）の書き出
しタイミングと副走査方向（主走査方向に略垂直な方向
）の書き出しタイミングを正確に一致させ、色ずれの少
ないカラー画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディジタル画像出力装置の光学系の概
略図、第２図はディジタル画像出力装置の従来の光学系
の概略図、第３図はマイクロカプセル紙の現像部の概略
図、第４図は本発明の一実施例の投影光学系の概略図、
第５図は本発明の一実施例に用いたＬＥＤヘッドの概略
図、第６図は液晶シャッタアレイの概略図、第７図は光
導電性液晶パネルの概略図、第８図は本発明の一実施例
における副走査と書き込みの流れ図である。 ４・・・・光源 ６−・・−コンデンサレンズ系 ７・・・・投影レンズ ８・拳・・マイクロカプセル紙 ９・・・・平面ミラー １０・・φ・ＬＥＤアレイヘッド １１・・・・光導電性液晶パネル ２１・・・・圧力ローラ ２２・・・・レシーバ紙 ２３・・・・マイクロカプセル ３２・・・・感光部 ３３．４４書ドライバ ３４等・・拳フィールドレンス ４２・・・・線状光源 ４３・−・・液晶シャッタ ４５・・・５フレネルフイールドレンズ５３・・・・光
導電層 ５７・φ・・ＳｍＣ”液晶 ６１．６２・偏光板 以 杢兄朗のテ゛インフル昌イｔあり装置の丸字系の機詫図
躬　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源と該光源より出射した光束を集束ないし平行光束に
   変換するコンデンサレンズ系と光学的に画像を書き込む
   ことが可能な第一及び第二の画像媒体と前記第一の画像
   媒体に予め得られた画像データを元に画像を書き込む画
   像書き込み装置と前記画像媒体上に書き込まれた画像を
   前記光束を利用して第二の画像媒体に投影する投影レン
   ズ系と前記投影手段によって露光された第二の画像媒体
   を現像する手段とよりなる画像出力部を含むディジタル
   画像出力装置に於いて、 前記画像書き込み装置は微小な光源を多数一次元ないし
   二次元に並べた光源アレイあるいは一つないし少数の光
   源と多数個並べた微小なシャッターによるシャッターア
   レイから成るもので投影レンズに対して相対的に移動可
   能に支持されており、前記投影レンズと前記第二の画像
   媒体との間の光路に光路分岐手段又は光路切り換え手段
   を配設し、前記画像書き込み装置の発光部を含む面は前
   記光路分岐手段又は光路切り換え手段によって、前記投
   影レンズにたいして前記第一の画像媒体を含む面と等価
   な面内に位置し、前記画像書き込み装置の発光部が前記
   面内を移動することにより前記第一の画像媒体に画像を
   書き込むことを特徴とするディジタル画像出力装置。