JPS61103122A - 画像プリンタ - 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！！Ｆ） 本発明は、液晶やエレクトロクロミー等の固体光制御素
子を使用して画像のハードコピーをＩＷ　ルことができ
るようにし、更にはカラー感光材料ムニ適用することに
よってカラー画１象のハードコピーを得ることができる
ようにしたプリンタに関する。

（従来技術） 従来から、プリンタとしては、光を利用°しないもので
は、ヘッドからインキを紙に飛ばすインクジェット方式
のもの、或いは感熱ヘットにより特殊紙（或いは消耗イ
ンクシート）を変色させる感熱方式のものがある。

しかし、前者のインクジェット方式は安定性保持に難点
があり、また階調表現か面積変調であるので解像度に限
界があり、全体的にコストが商くつく。後者の方式は熱
集中型であるのでヘッドの耐久性に問題があり、よ゛っ
て解１象度に限界があり、また特殊紙や消耗インクシー
トを必要とするという問題もある。

一方、光変調を利用して一般の感光材料に書込む方式の
プリンタとしては、レーザ光を変調して感光材料を露光
させるレーザ方式、ＣＲＴ画面に像を映らせて感光材料
を露光させるＣＲＴ力式、更に光シャ・ツタとして働か
せる液晶等の固体光制御素子を使用した方式のもの（例
えば、特開昭５６−１１３４７４号）がある。

しかし、この内のレーザ方式は光学系が複雑で高価とな
るという問題があり、またＣＲＴ力式は堅牢性に欠け、
磁界等による影響を受は易（安定性に欠け、解像度に限
界があり、高圧回路を必υ（゛とするので危険であり、
像に幾何学的歪が出るという問題がある。

液晶等の固体光制御素子を使用した方式のものは、固体
であるので堅牢で集積化が口Ｊ能であり、ＩＷ像度を向
上させることができ、低電圧で駆動できるので全体的に
コスト低下を図ることができるという利点がある。

しかし、従来では液晶を使用して固体光制御素子配列体
を＋４１１成し、これにより階調性を表現する場合、各
液晶の特性に比較的大きな偏差があるので、その液晶の
光透過度を直接的にアナログ信号で制御しても、正確な
階調性を表現することは困難であった。

（発明の目的） （□　　　　　　　本発明は斯かる点に渇みて成された
もので、その目的は、階調性表現を安定にこ、正確に行
うことができるようにした画像プリンタを提供すること
である。

（発明の構成） このために本発明は、光源の前面に固体光制御素子配列
体を介在して感光材料を配置し、該配列体の各画素の光
透過度を駆動継続時間変化及び／又は駆動回数変化によ
り制御し７て上記感光材料を露光するように構成してい
る。

（実ｈｉ例） 以下、本発明のプリンタの実施例について説明する。第
１図はそのカラー画（象ブリンクの全体の構成を原理的
に示す図であり、■は画像信号（アナログ或いはデジタ
ル）を人力する制御部、２はバンク用光源、３ば固体光
制御素子配列体としての液晶配列体である。この液晶配
列体３は、３Ｉ３１１色用ｎ１１１素列として、レッド
用画素列３Ｒ、グリーン用画素列３Ｇ及びブルー用画素
列３Ｂを備えており、その各画素列の各々の画素（一画
素を記録するためのもの）３Ｘの表裏面を除く他の部分
は遮光されている。４ばヘースにカラー用乳剤を塗布し
たカラーフィルムやカラーペーパー等の感光材料、５は
その感光材料４を移動させる移動手段、６は感光材料４
に結像させるためのレンズ系等の結像手段である。

上記液晶配列体３は第２図に示すように、レッド用画素
列３Ｒ、グリーン用画素列３Ｇ及びブルー用画素列３Ｂ
が平行に並んで構成され、その各々の画素列は、画素３
ｘを例えば１０００個並べ工形成されている。そして、
各画素列３Ｒ１３Ｇ、３Ｂは、カラー化が施されている
が、この例では変更可能な外付けのフィルタを使用して
、光源からの光を色分解して液晶配列体３かの光の分光
特性を複数種としている。

即ち、レッド用画素列３Ｒを代表して説明すると、その
本体は、第３図に示すように、光源２の側からガラス基
板３ａ、偏光板３ｂ、各画素毎に形成された透明の画素
電極３Ｃ１液晶材料３ｄ、各画素に共通に形成された透
明の共通電極３ｅ、偏光板３ｆ及びガラス基板３ｇが積
層して構成されている。そして、ガラス基＆３ｇの外側
に接着剤等により事後的にレッド色のフィルタ３　ｈ　
７）＜Ｌ１／り付けられることにより、カラー化が施さ
れている。

さて、感光材料４は移動手段によって第１図の矢印ａ方
向に所定速度で送られ、その間に液晶配列体３によって
露光か行われるか、感光祠料４の同一箇所には、まずブ
ルー用画素列３Ｂの各画素の光透過率が制御されること
により青色の画像に対応する像か露光され、次にグリー
ン用画素列３Ｇの各画素の光透過率が制御されるごとに
より等、メ色の画像に対応する像が露光され、次にレッ
ド用画素列３Ｒの各画素の光通過率が制御されることに
より赤色の画像に対応する像が露光される。この結果、
感光材料４は画像４１４号に対応した露光が１回の搬送
（副走査）で行われる。そして、この露光の後に現像手
段（図示せず）に送られて現像され、定着される。

」二記露光時における画像の階調性表現は、各画素列３
Ｒ１３Ｇ、３Ｂ内の画素３ｘを構成する液晶部分の光透
過率を足面にする（以下、簡略する場合は「透光性をオ
ンする」と称する。）電圧Ｖｏｎ、最低にする（同様に
「透光性をオフする」と称する。）電圧Ｖｏｆｆを用意
しておき（第５図参照。）、その透光性のオンのデユー
ティ比を変化させることにより、階調を得る。即ぢ、液
晶配列体３の画素の駆動継続時間変化により階調性を表
現する。

第４図はそのためのレッド用画素列３Ｒ制御用のデータ
パターンを発生する回路を示すものである。他の画素列
についても同様である。７は入力する画像デジタルデー
タを一時保持するラッチ、８は画素３ｘの透光性をオン
する電圧Ｖｏｎを入力するゲート、９は透光性をオフす
る電圧Ｖｏｆｆを入力するゲートである。そして、一方
のゲート８にはラッチ７からの信号が直接、また他方の
ゲート９にはインバータ１０を介して入力するようにな
っている。そして、これらゲート８．９とインバータ１
０を１組として、各組のゲート８．９のコ１　　　　出
力が各々の画素３ｘに印加するようになっている。

この例では、画（象デジタルデータの１周期内（単位＠
木用データ内）における透光性オン用信号の率（デユー
ティ比）を予め決めておき、透光性オン用部分を「ｌ」
とし、オフ用部分を１”０」とする。この結果、データ
信号「１」が出力し°ζいる間はゲート８が開、ゲート
９カミ閉となって電圧Ｖｏｎが素子３ｘに印加される。

この時、画素３×は透光性をオンして、この間感光材料
４の対応する部分の露光が行われる。この露光量はゲー
ト８が開いている時間に比例する。次にデータイ４号が
ｒＯＪとなれば、ゲート８が閉、９か開となり電圧Ｖｏ
ｆｆが素子３ｘに印加され、その画素３ｘは透光性をオ
フする。

よって、画素３ｘに対応する感光材料４における部分は
、データの１周期内の透光性オン用部分の占める時間の
率が１００％であれば明るい色、０％であれば未感光で
黒、その中間であればオフ用部分の占める時間の率が少
ないほど暗い色となる。

以上は感光材料４としてポジ画像記録感光材料を用いた
場合である。なお、画素３ｘに印加する信号は、電圧以
外に周波数信号であつても良く、この場合電圧Ｖｏｎは
光透過率が最高となる周波数Ｆｏｎに、電圧Ｖｏｆｆは
最低となる周波数Ｆｏｆｆに代える。

ところで、液晶配列体の各色の画素列３Ｒ１３Ｇ、３Ｂ
の画素３ｘの各々は、その光学特性が揃っている保証は
ない。そこで、この特性の偏差を補償する必要がある。

第６図はその補償回路を示すものである。制御部１内に
加算部１ａを設けて補正量メモリ１１からの偏差補正信
号を画１象信号に加算させ、その加算補正された信号を
第４図に示したようなデータパターン発生部１ｂに送り
、液晶配列体３を駆動するようにしたものである。

補正量メモリ１１への偏差補正データの格納は次のよう
にして行われる。即ち、液晶配列体３の感光材料４に面
する側に、各画素毎に対応した光検出素子をもつ光学セ
ンサ１２を配置し、テストパターン信号で液晶配列体３
を駆動して、その時の各画素の光透過度を光学センサ１
２で検出し、゛　　その検出した信号とテストパターン
信号とを比較部１３で比較し、その比較で得られた特性
偏差に相当する信号を書込み制御部１４に送って補正量
メモリ１１に格納する。

この偏差補償方法は液晶配列体３の使用に先立って各画
素の補正量を求めて、その後の実際の使用に際してその
補正量を白像信−号に加えるとぅいうオフライン補償方
式である。おな、画素３ｘの数だけの光検出素子数を持
つ例えば透明の光学センサを常時液晶配列体３のｉｉｔ
　ｒｔｌｌに配置するように構成すれば、感光材料を露
光する際のモニタが可能となる。

なお、以上は−っの実施例についてであり、この内の各
構成部分については各種の変形が考えられる。

まず、第２図に示した液晶配列体３については、その画
素列の長さを長くする必要が生じた場合、それを４’Ｈ
体で構成する場合には画素電極をｌＩ′ｉ度良く配線す
る必要があるが、これば安定に歩留り良く生産すること
が困難である。この場合は、第７ａ図に示すように、短
い画素列を一部が車なるようにして複数個連続させ、そ
の重なる部分はいずれか−力を選択して使用するように
した液晶配列体３′とする。なお、このため画素位置が
ずれるが、このずれは画素の駆動タイミングのｉｆｆ！
ａ　整により簡単に補償することができる。

また、複数個形成する画素列の良好な歩留りが期待でき
ない場合には、第７ｂ図にンにずように、同一基板上に
複数本の画素列を同時に形成して、その内から欠陥の少
ない画素列３　Ｒ１：３Ｃ％ＪＢを選択して液晶配列体
３″を得ることもできる。

更に、第７Ｃ図に示すように、画素３ｘを２次元マ）　
ＩＪクス状に配列して液晶配列体３′″を構成すること
もできる。この場合、配列体からの光の分光特性を複数
種とするためのフィルタを外イ」けとして交換可能とし
た場合には、感光材料４の移動に応じて画素制御の同期
をとる必要がなくなり、制御が簡単となる。また、フィ
ルタを内）戴させた場合には交換の必要がないのでプリ
ント時間を短縮することができる。この内蔵させた場合
におい’　　　　　　　−ｃ、＞ｙ　Ｆ、グ１．−２、
ブ７１／−〇）ｆ！ｓ（Ｄも。を同一画素に重ねない場
合、即ら各色を例えばブラウン管のｔ（６光面のＲＧ　
Ｂ螢光トソトのように規則ｉ［シフく配列してフィルタ
を内蔵させた場合には、上記同様に同期をとる必要はな
いが、同一画素に市ねる場合は感光材料と液晶配列体を
相対的に移動させる必要がある。

次に、カラー化法については、第３図に小しだもの以外
に、第８ａ図に示すように、フィルタ３ｈを光源２側に
配置することもでき、更に第８１）図に示すように、フ
ィルタ３ｈを前面側のカンス基板３ｇと偏光板３ｅの間
に内蔵させるようにすることもできる。また、第８Ｃ図
に示すように、液晶材料３ｄの中に色素３１を混入させ
て、カラー化させることもできる。更に、第８ｄ図に示
すように色素３１を偏光板３「、３ｂに選択混入させる
ことも、また図示はしないがガラス基＋Ｍ３ａ、３ｇ内
に混入させることもできる。更に、光源を３原色に切り
換えるようにしても良い。

次に、階調性表現については、第４図に示したちの以外
に、画素３ｘの透光性をオンさせる回数を変化させるこ
と、即ち駆動回数変化により、階調性を出すようにする
こともできる。例えば第４図の回路を使用して行う場合
には、簡単のため隣接する４個の画素について説明する
と、記録画像の１画素当りのデータを３回に分けて続け
て送って、次の表に示すようにすることができる。なお
、記録箇所は同一場所、即ち感光材料の記録画素の面積
は同じである。この表中の「露光量」は記録画像の１画
素当りのものである。

表−１ する感光材料４の４箇所の露光量に段階的な差が生じて
、階調性が与えられる。なお、この駆動回数変化に前記
した駆動継続時間変化を加味した制御も行うことができ
る。

第９ａ図は上記同様に画素３ｘの透光性をオンさせる回
数を変２化させて階調性を出すようにした別の回路を示
すものである。この回路では、クロックによりラッチ７
を動作させて画像デジタルデータをクロックの周波数で
送り出すようにしている。また画像デジタルデータを直
接ゲート信号とするゲート８に対しては、電圧Ｖｏｎ、
Ｖ　ｏｌＩをインバータ１６によりクロックの半周期毎
に交互に開閉するゲート１７．１８を経由してから人力
させている。よって、このゲート８の入力端には電圧Ｖ
ｏｎとＶｏｆｆが半周期毎に交互に入力する。また、画
像デジタルデータをインバータ１０で反転したものをゲ
ート信号とするゲート９に対しては、電圧Ｖ　ｏ（ｆを
そのまま入力させている。

この回路では、ラッチ７からのデータが１−１」のとき
はゲート８が開いて画素３ｘは１回透光性がオン・オフ
し、「０」のときはゲート９が開いて透光性オフを継続
する。よっ”Ｃ、データをｔ　＋ｒａ＋の記録画像の画
素を形成するための部分が複数個連続するように形成す
れば、感光材料の露光量に段階的な差を持たせることが
でき、階調性を表現できる。

第９ｂ図は第４図に示した回路の変形例を示すもので、
光透過率を零以外とする制御電圧を異なった３種の電圧
■１、■２、■３としたものである。電圧■１〜ｖ３の
各々は、ゲート２０〜２２を経由してゲート８に入力す
るように構成され、またゲート２０〜２２はシフトレジ
スタ２３の出力を受けて開閉するようになっている。各
電圧は次のように設定されいてる。即ち、電圧Ｖｏｆｆ
を印加したときの画素３Ｘの光透過度をＴｏ、電圧Ｖ＋
のときをＴ’、電圧ｖ２のときをＴ２、電圧Ｖ３のとき
をＴ３とすると、その光透過度が、Ｔ。

：Ｔ＋　　：Ｔ２　：Ｔｚ　−０：　に２：４となるよ
うに、その各電圧が設定されている（第１０図）。

この回路では、クロックの到来毎にゲート８の入力側の
電圧がＶｌ−”Ｖ２−Ｖｚ−Ｖ＋のように、、、、　　
　　　　１（ｈｔａ・−１°ｆ′）′−”側′旧１ゞ°
″５る。従って、ラッチ７の出力側から次の表に示すデ
ータがクロックの到来毎に出力するようにすれば、各画
素３ｘに対応する感光材料４の部分の露光量は、その表
の下のラインに示す露光量となる。

なお、露光量は記録画像の１画素当りのものである。

表−２ この例では露光量に８段階の階調性を持たせることがで
きる。

第９Ｃ図は各画素３ｘの光透過率の応答性が悪い点を補
償するようにした階調性表現の回路を示すものである。

この第９ｃ図はレッドの画素列について示したもので、
Ａは第９ｂ図のブロックへの構成と同一である。この例
では、レッドの画素列３　Ｒを二重構造とし、その一方
の画素列３Ｒ’は中間調表現用、他方の画素列３Ｒ″を
２値表現用としている。そして、この２値表現用画素列
３Ｒ″にはその応答速度が中間調表現用画素列３Ｒ’の
それよりも速いものを使用して、中間調表現用画素列３
Ｒ’　を駆動した後にその光透過率が安定してから２値
表現用画素列３Ｒ″を駆動し露光させるようにしている
。第１１図はその関係を示すもので、３ｒ’　は中間調
表現用画素列３Ｒ’内の画素となる液晶部分の電圧Ｖｓ
印加時の特性を示し、また３ｒ″は２値表現用画素列３
Ｒ″の画素となる液晶部分の電圧Ｖｏｎ印加時の特性を
示す。２４．２５はゲート、２６はインバータ、２７は
クロックのパルス幅を狭めるための波形整形回路である
。

この例では、２値表現用画素列３Ｒ″の各画素３ｘは、
クロックのｔｍ期内のある時間幅も　（第１１図参照）
だけ電圧Ｖｏｎが印加され、他の時間は電圧Ｖｏｆｆが
印加される。よって、時間ｔの間だけその各画素は透光
性オンとなる。一方、中間調表現用画素列３Ｒ’　には
クロックの到来毎に中間調用の電圧Ｖ　ｓ　　（Ｖｏｆ
ｆ　％　Ｖ＋　、Ｖ２　、■３のいずれかの電圧）が印
加される。よって、露光はクロックの１周期の内の時間
ｔだけ行われ、これが３クロック分行われて画素の階調
表現が完成される。

以上のように、本発明の階調表現は、記録体としての感
光材料の画素（感光材料が配列体の駆動時間に比べて無
視できる程度の速さで搬送されている状態、即ち実質的
に静止している状態では、一定面積の１画素となり、こ
の速さが無視できない場合は、１画素の面積が変化する
ため、若干面積階調表現の要素が加わるが、これもＩＰ
！ｌ素とみなす。）にどれだけの光が照射されたかによ
って行われている。　　　゛ しかし、この階調表現と１ブロツク中の画素の集合であ
る網点の面積によって階調を行うディザ法等にみられる
面警階−法とを組み合せることも　−できる。

例えば、ディザマトリクスを２′）用意し、これに基づ
いた値の黒レベルは配列体の画素の駆動回数を０、灰色
レベルを駆動回数１、白レベルを駆動回数２とすると、
３値デイザ法と組み合わせたことになり、優れた画像を
得ることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、光源の前面に液晶等で成る固体
光制御素子配列体を介在して感光材料を配置し、その配
列体の各画素の光透過度を、例えば印加電圧のデユーテ
ィ比を変化させる駆動継続時間変化、及び／又は電圧或
いは周波数信号の印加回数を変化させる駆動回数変化に
より制御して感光材料を露光し、階這囚性を表現するよ
うにしているので、高精度で安定した階調性表現（特に
カラー画像において）が可能となる他、デジタル制御が
可能となるという特徴がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー画像プリンタの原理的構成を示
す図、第２図は液晶配列体の配列を示す表面図、第３図
は液晶配列体のカラー化方法を示す断面図、第４図は液
晶配列体のレッド画素列のデータパターン発生回路図、
第５図は液晶の特性図、第６図は液晶の特性偏差の？ｌ
ｌｉ償回路図、第７ａ図〜７Ｃ図は液晶配列体の他の画
素配列例の表面図、第８ａ図〜第８ｄ図は液晶配列体の
他の例のカラー化方法を示す断面図、第９ａ図〜第９Ｃ
図は液晶配列体のレッド画素列の他の例のデータパター
ン発生回路図、第１０図は第９ｂ図における電圧Ｖ、−
Ｖ、の説明図、第１１図は第９Ｃ図における画素列３Ｒ
’　と３Ｒ″の液晶の特性図である。 １・・・制御部、２・・・光源、３・・・液晶アレイ、
４・・・感光材料、５・・・移動手段、６・・・結像手
段、７・・・チッチ、８．９・・・ゲート、１０・・・
インバータ、１１・・・補正量メモリ、１２・・・光学
センサ、１３・・・比較部、１４・・・書込み制御部、
１６・・・インバータ、１７〜２２・・・ゲート、２３
・・・シフトレジスタ、２４．２５・・・ゲート、２６
・・・インバータ、２７・・・波形整形回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、光源の前面に固体光制御素子配列体を介在して
   感光材料を配置し、該配列体の各画素の光透過度を駆動
   継続時間変化及び／又は駆動回数変化により制御して上
   記感光材料を露光するようにしたことを特徴とする画像
   プリンタ。
2. （２）、上記感光材料をカラー感光材料とすると共に上
   記配列体からの光の分光特性を複数種としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の画像プリンタ。