WO2019059168A1 - 画像露光装置 - Google Patents

Abstract

良好な画像を記録することができ、かつ、装置を小型化することができる画像露光装置を提供する。画素（１３）を有する画像表示装置（１２）と、画像表示装置（１２）の画像を記録する感光性記録媒体（１４）を、感光性記録媒体（１４）の露光面（１４Ａ）を画像表示装置（１２）に対向させて支持する感光性記録媒体支持部（２１）と、画像表示装置（１２）と感光性記録媒体支持部（２１）との間に設けられた透過光制御部（１６）であって、複数の開口（１０２）が形成され、開口（１０２）に入射する光のみを透過する透過部材（１００）を３層以上積層してなる透過光制御部（１６）と、を備える画像露光装置（１０）である。

Description

画像露光装置

　本発明は、画像露光装置に係り、特に、光源から照射された光のうち、画像を記録する感光性記録媒体に向かって平行な光を選択し、この光を用いて露光する画像露光装置に関する。

　写真やフォトマスクなどの露光は、結像系の光学系である投射光学系が用いられている。しかしながら、投射光学系の場合は、画像と感光材料との間に、レンズなどの光学系が必要で、大きな体積が必要となる。フォトマスクで、半導体などのパターンを露光する場合、マスクを感光材料に密着、あるいは、ほぼ密着させることが行われている。この際、感光材料とマスクパターンとの間に、隙間や保護板を設け、平行光を投写させて、画像がぼやけないようにしている。

　また、光源から出射された光のうち、感光材料に平行に出射された光を用いて、感光材料に照射し露光することで、画像がぼやけないようにしている。例えば、下記の特許文献１においては、感光材料と電子ディスプレイ等の発光画像との間に、光ファイバアレイなどを設置し、ディスプレイから感光性材料に向けて照射される光のうち、ディスプレイから感光材料に向かって平行な光だけを選択し（コリメートし）、感光材料に照射することで、発光画像をにじませずに、感光材料を露光することができる。

米国特許第９１２６３９６号明細書

　しかしながら、特許文献１に記載の印刷装置では、光学系が大きくなるため、装置全体が大型化しており、装置を小型化することが望まれていた。

　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、画像表示装置から感光性記録媒体に向かって平行な光のみを用いることで、良好な画像を記録することができるとともに、装置を小型化できる画像露光装置を提供することを目的とする。

　本発明は、上記目的を達成するために、画素を有する画像表示装置と、画像表示装置の画像を記録する感光性記録媒体を、感光性記録媒体の露光面を画像表示装置に対向させて支持する感光性記録媒体支持部と、画像表示装置と感光性記録媒体支持部との間に設けられた透過光制御部であって、複数の開口が形成され、開口に入射する光のみを透過する透過部材を３層以上積層してなる透過光制御部と、を備える画像露光装置を提供する。

　本発明によれば、画像表示装置と感光性記録媒体支持部との間に、透過光制御部として、複数の開口が形成された透過部材を３層以上積層することで、透過部材に対して斜め方向から入射した光が１層目の開口を通過したとしても、２層目、３層目の透過部材の開口を通過する確率を減らすことができる。したがって、斜め方向から入射した光を透過光制御部で遮蔽することができるので、画像表示装置から照射された光の中で、感光性記録媒体に向かう方向に平行な光のみを感光性記録媒体に照射することができる。感光性記録媒体に向かう平行な光のみで、画像を感光性記録媒体に記録することができるので、画像にじみのない良好な画像を形成することができる。また、透過部材を積層した透過光制御部で平行な光のみとすることで、大きな光学系をはぶくことができ、装置を小型化することができる。

　本発明の別の態様においては、複数の開口は積層されている複数の前記透過部材の間において、同一の大きさで、かつ、同一の位置となるように形成されていることが好ましい。

　この態様によれば、積層されている複数の透過部材の間において、複数の開口が同一の大きさで、かつ、同一の位置となるように形成することで、画像表示装置から照射された光のうち、感光性記録媒体に向かって平行な光のみを通過しやすくすることができる。ここでいう同一とは実質的に同一であればよい。具体的には、開口の大きさは開口の大きさの５％以下となる大きさの誤差があっても良く、開口の位置は隣り合う複数の開口の間の距離の５％以下となる距離の誤差があってもよい。尚、隣り合う複数の開口の間の距離は、開口の重心同士を直線で結んだ距離のことをいう。

　本発明の別の態様においては、透過光制御部は、スリット、ファイバーオプティックプレート、及び、キャピラリプレートから選ばれる少なくともいずれか１つを更に備えることが好ましい。

　この態様によれば、透過光制御部に、３層以上の透過部材の他に、さらに、上記の部材を備えることで、画像表示装置から照射された光のうち、感光性記録媒体に向かって平行な光のみを選択することができる。したがって、画像にじみのない、良好な画像を形成することができる。

　本発明の別の態様においては、画像表示装置と、画像表示装置に最も近接する透過部材との距離が、画像表示装置の画素ピッチ以上であることが好ましい。

　この態様は、画像表示装置と透過部材との距離の下限を規定したものであり、画像表示装置と透過部材との距離の下限を画素ピッチ以上とすることで、画像表示装置から照射された光を広い角度で、遮蔽することができる。したがって、第２層目の透過部材、第３層目の透過部材の配置の自由度を上げることができる。画素ピッチとは、画像表示装置の上に配列された複数の画素の距離のことを意味する。

　本発明の別の態様において、画像表示装置と、画像表示装置に最も近接する透過部材との距離が、画像表示装置の画素ピッチの１００倍以下であることが好ましい。

　この態様は、画像表示装置と透過部材との距離の上限を規定したものである。画像表示装置と透過部材との距離の上限を画素ピッチの１００倍以下とすることで、第１層の透過部材で、画像表示装置から斜めに照射された光を遮ることができる。画像表示装置と透過部材との距離を長くすると、画像表示装置から照射された光の中で、斜めに照射された光が透過部材により遮られる角度が狭くなるので、２層目、３層目の透過部材を配置する距離により、平行な光のみが通過するようにする必要がある。

　本発明の別の態様においては、複数の透過部材のうち、画像表示装置に最も近接する透過部材と画像表示装置に最も遠い透過部材との距離が、画像表示装置の画素ピッチの距離の１００倍以下であることが好ましい。

　この態様は、複数の透過部材で構成される透過光制御部の厚みを規定したものであり、厚みを画素ピッチの距離の１００倍以下とすることで、２層目、３層目の透過部材により、斜めの光を遮ることができる。したがって、良好な画像を記録することができる。

　本発明の別の態様においては、透過部材の層の数が８層以下であることが好ましい。

　この態様は、透過部材の層の上限を規定したものであり、透過部材の層を８層まで積層することで、画像表示装置から斜めに照射された光を確実に遮ることができ、良好な画像を記録することができる。

　本発明の別の態様においては、透過部材は、複数の透過部材を積層する際の、それぞれの透過部材の位置を決定する位置決め穴を有することが好ましい。

　この態様によれば、透過部材に位置決め穴を有し、位置決め穴により透過部材を積層する位置を決定することで、透過部材に設けられた開口の位置を光の進行方向にそろえることができる。したがって、画像表示装置から照射された光のうち、透過部材の積層方向に平行な光のみを透過させることができ、良好な画像を記録することができる。

　本発明の別の態様においては、隣り合う透過部材同士の距離の少なくとも１つが、他の透過部材同士の距離と異なることが好ましい。

　この態様によれば、複数の透過部材のうち、隣り合う透過部材同士の距離を他の透過部材同士の距離とで異ならせることで、例えば、１層目と２層目を斜めに通過した光も３層目で確実に遮蔽することができる。

　本発明の別の態様においては、画像表示装置が二次元状に配列された画素を有し、感光性記録媒体の露光面の二次元状の全ての領域を同時に露光することが好ましい。

　本発明の別の態様においては、画像表示装置が一次元状に配列された画素を有し、画像表示装置及び感光性記録媒体支持部に支持された感光性記録媒体の少なくともいずれか一方を、画像表示装置の画素の配列方向に対して垂直方向となる方向に沿って走査する走査手段と、を備えることが好ましい。

　本発明の別の態様においては、画像表示装置が、感光性記録媒体の露光面より小さい面積となる領域の上に二次元状に配列された画素を有し、画像表示装置及び感光性記録媒体支持部に支持された感光性記録媒体の少なくともいずれか一方を画像表示装置の画素の配列方向と画素の配列方向に対して垂直となる方向に沿って走査する走査手段を備えることが好ましい。

　これらの態様は、画像表示装置の画像を感光性記録媒体に露光する装置の態様を示すものである。露光装置としては、全面に一括露光しても良いし、感光性記録媒体の露光面より面積の小さい画像表示装置を用いて、画像表示装置を走査することで、感光性記録媒体全域に画像を記録することができる。

　本発明の別の態様においては、画素からの光による感光性記録媒体の露光面が支持される位置の上での露光範囲において、隣り合う露光範囲が一部重複することが好ましい。

　この態様によれば、隣り合う露光範囲の一部を重複させながら露光することにより、感光性記録媒体上に未露光領域が発生し、画像が形成されない状態を回避することができる。

　本発明の画像露光装置によれば、画像表示装置からの斜めの光を、透過部材により遮ることができる。したがって、画像露光装置から照射された光のうち、感光性記録媒体に向かう方向に平行な光のみを用いて、感光性記録媒体に記録することができるので、感光性記録媒体に良好な画像を記録することができる。

画像露光装置の分解斜視図である。 画像露光装置の断面図である。 透過光制御部を示す画像露光措置の概略断面図である。 別の実施形態の画像露光装置の斜視図である。 別の実施形態の画像露光装置の変形例を示す斜視図である。 さらに別の実施形態の画像露光装置の斜視図である。 さらに別の実施形態の画像露光装置の変形例を示す斜視図である。 透過光制御部の分解斜視図である。 透過光制御部内の光の状態を示す図である。 透過光制御部内の光の状態を示す図である。 透過光制御部内の光の状態を示す図である。 透過部材を２層配置した場合のシミュレーションによる光の通過を示す図である。 図１２の拡大図である。 透過部材を３層配置した場合のシミュレーションによる光の通過を示す図である。 図１４の拡大図である。 開口を通過する光の本数をシミュレーションにより求めた結果の表図である。 開口を通過する光の本数をシミュレーションにより求めた結果の表図である。 開口を通過する光の本数をシミュレーションにより求めた結果の表図である。 開口を通過する光の本数をシミュレーションにより求めた結果の表図である。 開口を通過する光の本数をシミュレーションにより求めた結果の表図である。 開口を通過する光の本数をシミュレーションにより求めた結果の表図である。 開口を通過する光の本数をシミュレーションにより求めた結果の表図である。 開口を通過する光の本数をシミュレーションにより求めた結果の表図である。

　以下、添付図面に従って、本発明に係る画像露光装置について説明する。

　（画像露光装置）
　図１および図２を用いて、本発明が適用される画像露光装置について説明する。図１は、画像露光装置の分解斜視図であり、図２は、画像露光装置の断面図である。

　同図における画像露光装置１０は、画素１３を有する画像表示装置１２と、画像表示装置１２の画像を記録する感光性記録媒体１４を支持する感光性記録媒体支持部２１と、複数の開口（図３において符号１０２で示す）が形成され、開口に入射する光のみを透過する透過部材（図３において符号１００で示す）を３層以上積層してなる透過光制御部１６を、画像表示装置１２と、感光性記録媒体１４を支持する感光性記録媒体支持部２１と、の間に有する。

　［画像表示装置］
　画像表示装置１２としては、スマートフォンおよびタブレット等の形態端末、液晶表示装置（ＬＣＤ：liquid crystal display）、ブラウン管表示装置（ＣＲＴ：cathode ray tube）、発光ダイオード表示装置（ＬＥＤ：light emitting diode）、プラズマ表示装置等を用いることができる。画像表示装置１２は、画像を表示するための複数の画素１３を備える（図２において、一例として、１つの画素を示す）。画素１３とは、画像表示面を構成する色情報の最小単位である。画素１３を有することにより、画像表示装置１２は、画像を表示できる。

　画像表示装置１２から光を照射する面側には、ガラス窓２６が設けられている。後述する画像表示装置１２と透過光制御部１６の透過部材１００との距離は、このガラス窓２６の厚みを含んだ距離となる。したがって、透過部材１００の画像表示装置１２からの第１層の透過部材１００距離を設計する際は、この点を考慮する必要がある。

　画素１３は、画像表示装置１２から何らかの光を照射できる機能を有していればよく、ランプは必須ではない。画像表示装置１２は、例えば、液晶表示装置に代表されるようにバックライト等のランプが光を照射する場合、および発光ダイオード表示装置に代表されるように、それ自体が光を照射する場合を含む。

　図１、２で示す画像表示装置１２の画素表示面は二次元状に配列された画素１３を有している。二次元とは、Ｘ－Ｙ方向に延びる状態を意味する。なお、画像表示装置は、図４、５で示す一次元状に配列された画素１３とすることもできる。

　［感光性記録媒体支持部］
　感光性記録媒体支持部２１は、感光性記録媒体１４が、画像表示装置１２の光を照射する面に対向する位置に配置されるように、感光性記録媒体１４を支持する。なお、感光性記録媒体支持部２１は、感光性記録媒体１４を直接的に支持しても、間接的に支持してもよく、感光性記録媒体１４を支持することができればその構造は特に限定されない。

　［感光性記録媒体］
　感光性記録媒体１４は露光面１４Ａを有する。感光性記録媒体１４としては、画像表示装置１２から照射された光により露光でき、画像を形成することができれば、特に限定されない。例えば、インスタントカメラ（例えば、富士フイルム（株）社製、チェキ）に装着するフィルムパック１８を用いることができる。

　フィルムパック１８は、ケース２０に感光性記録媒体１４を組み込んで形成される。ケース２０内に設けられた複数の感光性記録媒体１４の間には、不図示の遮光シートが設けられており、この遮光シートにより、フィルムパック１８の最上面にある感光性記録媒体１４のみが露光される。感光性記録媒体１４に用いられる材料としては、例えば、ネガフィルム、リバーサルフィルム、印画紙、モノシートまたはビールアパート式のインスタント写真フィルム等の写真感光材料を挙げることができる。

　図２に示すように、感光性記録媒体１４は、遮光性を有する箱形状のケース２０内に、複数枚、納められている。ケース２０には、感光性記録媒体１４の露光面を露光するために画像表示装置１２から照射される光を通過させる露光開口２２が設けられている。また、露光開口２２の反対側には、押圧部材（不図示）が設けられており、押圧部材により、感光性記録媒体１４は、露光開口２２側に押されることになる。これにより、感光性記録媒体１４が露光開口２２の周辺に押し付けられ、画像表示装置１２との距離が近くなり、良好な画像を感光性記録媒体１４に記録することができる。

　ケース２０としては、写真感光材料、磁気記録材料および光記録材料等の各種記録材料に用いられる記録材料用樹脂部材を用いることができ、記録材料用樹脂部材としては、上記記録材料を収納、包装、被覆、保護、搬送、保管、形態支持等のために用いられる容器、蓋およびそれに付随する付属部品、あるいは、上記記録材料を装填して機能を発揮する各種部材をいう。

　露光後の感光性記録媒体１４は、展開ローラ（不図示）の間を通過することで、感光性記録媒体に設けられたポッド部が破裂する。ポッド部内には、現像処理液が内包されており、ポッド部が破裂することで、感光性記録媒体１４内部に現像処理液が展延される。１～数分間経過した後に現像処理が完了して感光性記録媒体１４上に画像が形成される。

　［透過光制御部］
　図３は、透過光制御部を詳細に記載した画像露光装置の概略断面図である。透過光制御部１６は、複数の開口１０２が形成された透過部材１００を３層以上積層して形成される。透過部材１００を少なくとも３層以上積層することで、画像表示装置の画素１３から照射された光のうち、平行光のみを感光性記録媒体１４の露光面１４Ａまで到達させることができる。開口１０２に斜めに入射した光は、複数の透過部材１００のうち、いずれかの透過部材１００で遮られてしまうため、感光性記録媒体１４の露光面１４Ａに到達できない。このように、画像表示装置１２からの平行光のみで感光性記録媒体１４に画像を記録することで、良好な画像を記録することができる。なお、透過光制御部１６については、後述する。

　図１に示す画像露光装置１０においては、画像表示装置１２の上に画素１３がＸ－Ｙ方向に延びる二次元状に配列されており、透過光制御部１６、および、フィルムパック１８の露光開口２２の大きさより、画像表示装置１２の画像表示面のサイズより大きくしている。開口露光２２のサイズが、感光性記録媒体１４の露光エリアとなる。したがって、画像表示装置１２からの画像を、感光性記録媒体１４の露光面全域を同時に露光することができる。露光したい画像を画像表示装置１２に表示させる。画像表示装置１２の画素１３からの光は、透過光制御部１６を通過し平行光になる。この平行光が感光性記録媒体１４に到達し、感光性記録媒体の露光面全域に同時に露光することができる。画像表示装置１２に画像表示面を、感光性記録媒体の露光エリアと同サイズ以上とすることで、後述する走査手段を備えなくでも、画像を露光することができる。また、画像表示装置１２を感光性記録媒体支持部２１に組み込む際に、設置する位置精度に余裕を持たせることができる。

　図４は、別の実施形態の画像露光装置４０を示す図である。画像露光装置４０の画像表示装置４２の画素１３は、一次元状に配列されている。一次元とは、Ｘ－Ｙ方向の一方の方向に延びる状態を意味する。図４に示されるように、画像表示装置４２はＸ方向に延びる位置に配置されており、画像表示装置４２の複数の画素１３も一次元に配列されている。

　画像表示装置４２は、感光性記録媒体１４のＸ方向と略同じ長さである。一方で、画像表示装置４２の画素１３の配列は一次元であるので、画像表示装置４２のＹ方向の長さは、感光性記録媒体１４の長さより短い。すなわち、画像表示装置４２は、感光性記録媒体１４の露光部より小さいことになる。

　図４に示す画像露光装置４０では、感光性記録媒体１４を露光するために、画像表示装置４２は、画素１３の配列方向に対して垂直方向（Ｙ方向）に走査される。

　図４に示すように、画像露光装置４０は、画像表示装置４２を走査するための走査手段５８を備える。走査手段５８としては、画像表示装置４２を支持する支持部材６０と、フィルムパック１８を支持する支持台６４と、支持台６４に内蔵される駆動部（不図示）とを備える。支持台６４はレール６２を備え、駆動部は支持部材６０をレール６２に沿ってＹ方向に走査することができる。

　走査手段５８が画像表示装置４２をＹ方向に走査することで、画像表示装置４２が感光性記録媒体１４を順次露光することができる。画像表示装置４２の画素からの光は、透過光制御部１６を通過し平行光になる。この平行光が感光性記録媒体１４に到達し、順次露光することができる。

　図５は、図４に示す画像露光装置４０の変形例を示す図である。変形例の画像表示装置４２では、透過光制御部１６が、画像表示装置４２の画素１３と同様にＸ方向に延びる一次元状で構成される。

　走査手段５８が画像表示装置４２と透過光制御部１６とを画像表示装置４２の画素の配列方向に対して垂直方向であるＹ方向に走査することで、画像表示装置４２は感光性記録媒体１４に順次露光することができる。画像表示装置４２の画素からの光は、透過光制御部１６を通過し平行光になる。この平行光が感光性記録媒体１４に到達し、順次露光する。

　なお、図４、図５に示す画像露光装置４０は、画像表示装置４２を走査しながら露光する場合で説明したが、画像表示装置４２と感光性記録媒体１４とが相対的に走査できれば、感光性記録媒体を走査しながら露光してもよい。

　図６は、さらに別の実施形態の画像露光装置７０を示す図である。画像露光装置７０において、画像表示装置７２の画素１３は、感光性記録媒体１４の露光面の面積より小さい領域に２次元状に配列されている。画像露光装置７０は、画像表示装置７２をＹ方向に走査するだけでなく、Ｘ方向に走査する走査手段８８を備える。

　走査手段８８は、ボールネジ９６と、ボールネジ９６に係合するナットを備える移動部９８と、を備える。ボールネジ９６の回転運動により、移動部９８はＸ方向に移動できる。移動部９８は、画像表示装置７２を保持するための保持部（不図示）を有することが好ましい。また、Ｙ方向への移動は、画像露光装置４０と同様の方法により行うことができる。

　走査手段８８が画像表示装置７２をＸ方向及びＹ方向に走査することで、画像表示装置７２は感光性記録媒体１４の露光面を順次露光することができる。画像表示装置７２の画素からの光は、透過光制御部１６を通過し平行光になる。この平行光が感光性記録媒体１４の露光面に到達し、順次露光することができる。

　画像露光装置７０においては、画像表示装置７２より大きい感光性記録媒体１４に露光する場合に有効に適用することができる。

　図７は、図６に示す画像露光装置７０の変形例を示す図である。変形例の画像露光装置７０は、透過光制御部１６の主面が画像表示装置７２の画素１３が配列された領域と同様に、感光性記録媒体１４より小さい面積をもつ二次元状の領域となる。

　走査手段８８が画像表示装置７２と透過光制御部１６とをＸ方向及びＹ方向に走査することで、画像表示装置７２は感光性記録媒体１４の露光面を順次露光することができる。画像表示装置７２からの光は、透過光制御部１６を通過し平行光になる。この平行光が感光性記録媒体１４に到達し、順次露光する。

　図６、７に示す画像露光装置７０は、画像表示装置７２を走査しながら露光する場合で説明したが、画像表示装置７２と感光性記録媒体１４とが相対的に走査できれば、感光性記録媒体１４をＸ方向とＹ方向とに走査しながら、露光してもよい。

　なお、画像露光装置４０、及び、画像露光装置７０では、画像表示装置が感光性記録媒体より小さい。画像表示装置の画素からの光による前記感光性記録媒体の前記露光面が支持される位置の上での露光範囲において、隣り合う露光範囲が一部重複してもよい。露光範囲の一部を重複させない場合、感光性記録媒体の上に未露光領域が発生する懸念がある。未露光領域に起因する感光性記録媒体に画像が形成されない状態を回避することが好ましい。

　＜透過光制御部＞
　図３に戻り、透過光制御部１６内を通過する光の経路について説明する。透過光制御部１６は、開口１０２の形成された透過部材１００と、透過部材１００の間にスペーサ１０４を配置することで、形成される。配置されるスペーサ１０４の高さにより、透過部材１００同士の距離を調整する。また、スペーサ１０４は、光が通過するため、ガラス材料を用いることができる。透過部材１００同士の距離を調整することができればよく、中を空洞にし、外枠のみとすることもできる。

　画像表示装置１２の画素から照射された光は、画像表示面から１８０°のあらゆる方向に向かって光が照射される。照射された光は、画像表示装置１２に設けられたガラス窓２６を通過し、透過光制御部１６に入射する。透過光制御部１６に入射した光のうち、画像表示装置１２と感光性記録媒体１４を結ぶ直線に対して、平行な光のみ透過部材１００の開口１０２を通過させることができる。また、画像表示装置１２と感光性記録媒体１４を結ぶ直線に対して斜めに照射された光は、第１層目の透過部材１００の開口１０２を通過したとしても、第２層目の透過部材１００で、光が遮られてしまう。また、第１層目、第２層目の透過部材１００の開口１０２を通過したとしても、第３層の透過部材１００で光が遮られてしまう。

　また、第１層目の透過部材１００の距離を画像表示装置１２から短い範囲とすることで、画像表示装置１２の画素１３から照射される光の中で、斜めに照射される光を広い角度で第１層の透過部材１００で遮蔽することができる。

　透過光制御部１６に設けられる透過部材１００の枚数は、数を多くする程、光を遮蔽することができるので好ましい。ただし、数を多くしすぎても、効果が変わらず、また、透過光制御部の厚みが厚くなるため、透過部材１００の枚数は、８枚以下（８層以下）とすることが好ましく、より好ましくは６層以下であり、４層以下がさらに好ましい。

　透過部材１００の材料としては、開口１０２以外の部分で光が通過することを遮ることができれば良い。

　図８は、透過光制御部１６の分解斜視図を示す。透過部材１００は、全面に透過部材１００を貫通する開口１０２を有する。また、本実施形態においては、画像表示装置１２から照射された平行な光のみを用いる。そのため、複数の透過部材１００の開口１０２の位置が、画像表示装置１２の表示面と感光性記録媒体１４の露光面を結ぶ方向に対して垂直となる面の上で、同じ位置に配置する必要がある。したがって、単一の透過部材１００の上において、開口１０２は、一定の大きさで、かつ、一定の間隔で形成されており、更に、積層された複数の透過部材１００の間において、開口１０２は同一の大きさで、かつ、同一の位置に形成されていることが好ましい。また、透過部材１００を積層する際に、開口１０２の位置が同じになるように、透過部材１００の位置を決定する位置決め穴１０６を有することが好ましい。また、位置決め穴１０６により、透過部材１００の位置を決定することで、使用中に透過部材１００がずれることを防止できる。

　また、透過部材１００の開口１０２の並びは、図８に示すように、開口１０２がＸ－Ｙ方向に延びるＸＹ配列とすることができる。また、六方細密配列（六方格子配列）等とすることもできる。開口１０２のピッチと画素ピッチが略等しい場合には、モアレが発生しやすくなるので、透過部材１００の開口１０２の繰り返し単位配列は、画像表示装置１２の画素１３の配列方向と異なる方向の配列することで、モアレを低減することができるので、好ましい。開口１０２の配列と画素１３の配列を異ならせる方法として、例えば、画像表示装置１２の画像表示面と、透過部材と、水平面に対して相対的に斜めにすることで、画素の配列方向と開口の配列方向を異ならせることができる。

　開口１０２のサイズとしては、例えば１０μｍとすることができる。開口１０２のサイズの好ましい範囲は、下限は画素ピッチの１／１０００以上が好ましく、画素ピッチの１／１００以上がより好ましく、画素ピッチの１／２０以上が更に好ましい。また、上限は画素ピッチの１０倍以下が好ましく、画素ピッチの５倍以下がより好ましく、画素ピッチの２倍以下が更に好ましく、画素ピッチの１倍以下が最も好ましい。開口１０２のサイズを上記の下限より大きくすることで、透過部材の加工を容易に行うことができる。また、開口１０２のサイズを上記の上限より小さくすることで、画像の解像度を維持することができる。また、透過部材１００の１層の厚みは、１μｍとすることができる。

　図９から図１１は、透過部材１００の配置による透過光制御部内の光の状態を示す図である。図９は、透過部材１００が２層の場合であり、透過部材１００が２層の場合は、斜めに進む光が通過し、光が漏れやすくなる。図１０に示すように、３層目の透過部材１００を追加することで、２層目の透過部材１００を通過した光についても、３層目の透過部材１００で光を遮蔽することができる。また、図１１は、透過部材１００を３層設けた図であるが、第１層目の透過部材１００と第２層目の透過部材１００との距離、第２層目の透過部材１００と第３層目の透過部材１００との距離が同じである透過光制御部１６を示す。３層の透過部材１００を設けた際に、それぞれの透過部材１００同士の距離が等しい場合、２層目の透過部材を通過した光は、そのまま直線状に進み、３層目の透過部材も通過することになる。したがって、透過部材１００を積層する際は、図１０に示すようにそれぞれの透過部材１００同士の距離が異なるように配置することが好ましい。

　画像表示装置１２と、画像表示装置１２に最も近接する透過部材１００（第１層目の透過部材）との距離は、画像表示装置１２の画素ピッチ以上であることが好ましい。また、上限は画素ピッチの１００倍以下であることが好ましい。画素ピッチとは、画像表示装置１２の上に配列された隣接し合う複数の画素１３の間の距離のことを意味する。なお、図３においては、画像表示装置１２に設けられたガラス窓２６に接して配置されているが、ガラス窓２６と１層目の透過部材１００との間にスペーサを設けて距離を調整することもできる。また、画像表示装置１２と透過部材１００との距離とは、画像表示装置１２の画素１３と透過部材１００との距離であり、ガラス窓２６を有する場合、少なくともガラス窓２６の厚み分の距離を有することになる。

　画像表示装置１２と第１層目の透過部材１００との距離を上記範囲とすることで、画像表示装置１２から斜めに照射された光を遮ることができ、画像表示装置１２から照射された光のうち、画像表示装置１２に対して、垂直な光のみを通過させることができる。第１層目の透過部材１００と画像表示装置１２との間の距離を短くすることで、画像表示装置１２から照射された光のうち、斜めに照射された光を広い範囲で、遮ることができる。したがって、１層目の透過部材１００を通過する光を少なくすることができ、さらに、第２層、第３層の透過部材１００を配置することで、斜めに照射された光が感光性記録媒体１４に到達することを防止できる。また、１層目の透過部材１００により、通過する光を減らすことで、２層目、３層目の透過部材１００の配置の自由度を増やすことができる。

　また、複数の透過部材１００のうち、画像表示装置１２に最も近接する透過部材１００と画像表示装置１２に最も遠い透過部材１００との距離（３層の場合は、第１層の透過部材と第３層の透過部材との距離）は、画素ピッチの１００倍以下であることが好ましい。透過部材１００同士の厚みを上記範囲とすることにより、隣り合う透過部材１００の距離を短くすることができる。透過部材１００同士の距離を短くすることで、透過部材１００の開口１０２を斜めに通過した光を、次の透過部材１００で遮蔽しやすくすることができる。また、透過部材１００同士の距離を短くすることで、透過光制御部１６の厚みを抑えることができ、画像露光装置１０全体を小型化することができる。

　また、透過光制御部１６は、透過部材１００の他に、画像表示装置１２から照射された光を感光性記録媒体１４の方向に平行な平行光にする部材を、更に設けることができる。画像表示装置１２と透過光制御部１６との間に、光を平行光にする部材を設けることで、平行光にした光を、透過光制御部１６で透過させることができ、平行光のみを用いて感光性記録媒体１４に画像の記録を行うことができるので、良好な画像を形成することができる。

　光を平行にする部材としては、スリット、ファイバーオプティックプレート、及び、キャピラリプレートを挙げることができ、これらから選ばれる少なくとも１つを用いることができる。

　スリット（ルーバーと称される）は、複数の光透過部と、隣接する空間に光が到達しないように光吸収体とから構成される。ファイバーオプティックプレートは、二次元的に複数配列された、光を転送する光ファイバーと、光ファイバーから漏れた光を吸収する吸収体ガラスと、を含むプレートである。キャピラリプレートは、二次元的に複数配列された、数十μｍの径を有する毛細管（キャピラリ）の集合体からなるプレートである。

　次に、シミュレーションにより本発明の効果を説明する。図１２は、比較例として、透過部材を２層配置し、横軸に開口の位置、縦軸を画像表示装置（発光位置）を基点とした時の透過部材の位置を記載し、照射された光の進む経路を示す図である。また、図１３は、図１２において、発光位置からの距離が２９００μｍから３５００μｍの部分の拡大図である。

　なお、シミュレーションの条件として、画像表示装置１２の画素ピッチを８０μｍ、透過部材１００の開口１０２の径を１０μｍとする。なお、シミュレーションにおいては、横軸方向にのみ開口が広がるとして計算する。実際には、紙面を貫く方向にも開口が広がっている。透過部材１００を配置する位置は画像表示装置（発光位置）から第１層を３０００μｍ、第２層を３１００μｍとする。また、計算は、画像表示装置１２の画素の幅を１０μｍとして、この画素の中心から、様々な角度の光を発光するとして計算している。角度は０．０１度刻みで、０度から３０度まで均等に発光するとして計算する。また、感光性記録媒体１４のサイズは２００ｍｍとし、この２００ｍｍの外側に出る光については考慮せずに計算を行う。

　また、図１４は、図１２に第３層目の透過部材として、画像表示装置から３５００μｍの位置に透過部材を設けた図であり、図１５は、図１４において、発光位置からの距離が２９００μｍから３５００μｍの部分の拡大図である。

　図１３に示すように、透過部材が２層では通過してしまった斜めの光も、図１５に示すように３層目の透過部材を設けることで、３層目の透過部材で光を遮ることができる。図１５に示すように、第１層目の透過部材と第２層目の透過部材を、横軸方向において同じ開口位置で通過した場合においても、第３層目の透過部材の距離を長くすることで、角度の小さい斜めに照射された光を遮光することができる。

　図１６から図２３に示す表図は、透過部材の位置を変更し、１つの開口から照射される光の数をシミュレーションにより求めた結果を示している。透過部材の画像表示装置からの距離を変更した以外は、上記のシミュレーションと同様の条件で行った。

　図１６に示す表図は、透過部材の距離を、第１層を画像表示装置から３０００μｍとし、第２層を表の上欄、第３層を表の左欄の距離とした際の光が透過した本数を示したものである。図中の数値「１」で示す透過部材の配置が、画像表示装置から感光性記録媒体に平行な光のみを通過させている条件を示す。「２」以上の数値は、画像表示装置からの平行光の他に、斜めの光が１本以上通過していることを示す。通過する光の本数は、１本であることが好ましい。

　また、図１７は、図１６の領域Ａの拡大図である。例えば、上記の第２層の距離を画像表示装置から３１００μｍとした場合、第３層目は、３４００μｍ～３９５０μｍ、４１５０μｍ～４４００μｍが好ましい範囲となる。また、図１６を参照し、４７５０μｍ～５０００μｍ、５２００μｍ～５６５０μｍ、６６００μｍ～７０００μｍ、７２５０μｍ～７４００μｍの範囲が好ましい範囲となる。

　なお、図１６および図１７に示す表図は、１次元（すなわち、画素ピッチの幅である８０μｍ）で行っているが、実際は、２次元状（奥行きを有する）に広がっており、最も画素ピッチが広くなるのは、対角線である８０μｍの√２倍である１１３μｍピッチとなる。この条件で計算を行うと、斜めの光が生じない（すなわち、表中の数が「１」となる）距離は、第３層の透過部材の距離を３３００μｍ～４４５０μｍ、４７００μｍ～５８００μｍ、６４００μｍ～７５００μｍとする範囲が好ましい範囲となる。これは、画素ピッチ８０μｍで計算した場合より、範囲が広がっている。すなわち、計算は、最もピッチの狭いところを計算すれば、斜めの光を遮蔽できる透過部材の配置を決定することができる。

　図１８は、第１層目の透過部材を画像表示装置から１０００μｍとしたときの結果である。第１層目の距離を短くすることで、上述したように、画像表示装置から照射された光のうち、斜めに照射された光を広い範囲の角度で、第１層の透過部材で遮ることができる。これは、図１８において、「１」の数が多いことから理解できる。したがって、２層目、３層目の透過部材の配置の自由度を増やすことができる。

　図１９は、第１層目を画像表示装置から５０００μｍ、図２０は、第１層目を７０００μｍ、図２１は８０００μｍとした時の結果である。図１９から図２１に示すように、第１層目までの距離を長くすることで、平行な光のみを通過させることができる条件は、少なくなる。

　また、第１層目を画像表示装置から８０μｍとし、第２層を表の上欄、第３層を表の左欄とした際の光の透過した本数を図２２に示す。図２２に示すように、第１層目の距離を画像表示装置から８０μｍとすることで、第２層目、及び、第３層目の透過部材の配置に関し、透過部材からの距離の自由度を高くすることができる。

　さらに、図２３は、図１８に示す条件において。４層目の透過部材として、画像表示装置から４０００μｍの位置に透過部材を設けた際の光が通過した本数を示す図である。４層目の透過部材を配置することで、透過部材を３層配置した場合と比較し、光が通過する本数が減っていることが確認できる。したがって、４層目の透過部材を配置することで、斜めに照射された光を遮光することができ、平行な光のみとすることができる。

　上記のシミュレーションの結果より、第１層の透過部材の画像表示装置からの距離は、８０μｍ（すなわち、画素ピッチの長さと同じ距離）以上とすることが好ましい。また、第１層の透過部材の画像表示装置からの距離は、画素ピッチの１００倍である８０００μｍを上限とすることが好ましい。図１９に示すように、第１層の透過部材の距離を、画像表示装置から８０００μｍまでであれば、光が透過する数を１本にすることができる条件があり、さらに、透過部材の数を増やすことで、平行な光のみを用いて画像を露光することができる。

１０、４０、７０　画像露光装置
１２、４２、７２　画像表示装置
１３　画素
１４　感光性記録媒体
１６　透過光制御部
１８　フィルムパック
２０　ケース
２１　感光性記録媒体支持部
２２　露光開口
２６　ガラス窓
５８、８８　走査手段
６０　支持部材
６２　レール
６４　支持台
９６　ボールネジ
９８　移動部
１００　透過部材
１０２　開口
１０４　スペーサ
１０６　位置決め穴

Claims (13)

1. 　画素を有する画像表示装置と、
   　前記画像表示装置の画像を記録する感光性記録媒体を、前記感光性記録媒体の露光面を前記画像表示装置に対向させて支持する感光性記録媒体支持部と、
   　前記画像表示装置と前記感光性記録媒体支持部との間に設けられた透過光制御部であって、複数の開口が形成され、前記開口に入射する光のみを透過する透過部材を３層以上積層してなる透過光制御部と、を備える画像露光装置。
2. 　複数の前記開口は積層されている複数の前記透過部材の間において、同一の大きさで、かつ、同一の位置となるように形成されている請求項１に記載の画像露光装置。
3. 　前記透過光制御部は、スリット、ファイバーオプティックプレート、及び、キャピラリプレートから選ばれる少なくともいずれか１つを更に備える請求項１又は２に記載の画像露光装置。
4. 　前記画像表示装置と、前記画像表示装置に最も近接する前記透過部材との距離が、前記画像表示装置の画素ピッチ以上である請求項１から３のいずれか１項に記載の画像露光装置。
5. 　前記画像表示装置と、前記画像表示装置に最も近接する前記透過部材との距離が、前記画像表示装置の画素ピッチの１００倍以下である請求項１から４のいずれか１項に記載の画像露光装置。
6. 　複数の前記透過部材のうち、前記画像表示装置に最も近接する前記透過部材と前記画像表示装置に最も遠い前記透過部材との距離が、前記画像表示装置の画素ピッチの距離の１００倍以下である請求項１から５のいずれか１項に記載の画像露光装置。
7. 　前記透過部材の層の数が８層以下である請求項１から６のいずれか１項に記載の画像露光装置。
8. 　前記透過部材は、複数の前記透過部材を積層する際の、それぞれの前記透過部材の位置を決定する位置決め穴を有する請求項１から７のいずれか１項に記載の画像露光装置。
9. 　隣り合う前記透過部材同士の距離の少なくとも１つが、他の前記透過部材同士の距離と異なる請求項１から８のいずれか１項に記載の画像露光装置。
10. 　前記画像表示装置が二次元状に配列された前記画素を有し、
    　前記感光性記録媒体の前記露光面の二次元状の全ての領域を同時に露光する請求項１から９のいずれか１項に記載の画像露光装置。
11. 　前記画像表示装置が一次元状に配列された前記画素を有し、
    　前記画像表示装置及び前記感光性記録媒体支持部に支持された前記感光性記録媒体の少なくともいずれか一方を、前記画像表示装置の前記画素の配列方向に対して垂直方向となる方向に沿って走査する走査手段と、を備える請求項１から９のいずれか１項に記載の画像露光装置。
12. 　前記画像表示装置が、前記感光性記録媒体の前記露光面より小さい面積となる領域の上に二次元状に配列された画素を有し、
    　前記画像表示装置及び前記感光性記録媒体支持部に支持された前記感光性記録媒体の少なくともいずれか一方を前記画像表示装置の前記画素の配列方向と前記画素の配列方向に対して垂直となる方向に沿って走査する走査手段を備える請求項１から９のいずれか１項に記載の画像露光装置。
13. 　前記画素からの光による前記感光性記録媒体の前記露光面が支持される位置の上での露光範囲において、隣り合う前記露光範囲が一部重複する請求項１１又は１２に記載の画像露光装置。

Images