(57)【要約】【課題】比較的簡単で安価な構成で光シャッタ素子の長時間駆動に基づく透過光量特性の変化を抑え、高品質のフルカラー画像を形成できる固体走査型光書込み装置を得る。【解決手段】ＰＬＺＴからなる複数の光シャッタ素子２４に三原色の光を順次切り換えて入射させ、個別電極２５及び共通電極２６の間に、画像データに基づいて所定のサイクルで電界を交互に反転させて印加する駆動回路１３を備えた固体走査型光書込み装置。駆動回路１３は、共通電極２６にバイアス電圧を印加するためのアイソレーションアンプ４２を備え、該アイソレーションアンプ４２の２次側のコモンラインには電圧をシフトさせるパルス電圧発生器が接続されている。【選択図】　　図３
2004050700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学材料からなる複数の光シャッタ素子に三原色の光を順次切り換えて入射させ、各光シャッタ素子に設けた個別電極及び共通電極の間に、画像データに基づいて所定のサイクルで電界を交互に反転させて印加する駆動手段を備えた固体走査型光書込み装置において、
前記駆動手段は共通電極にバイアス電圧を印加するためのアイソレーションアンプを備え、該アイソレーションアンプの２次側のコモンラインには電圧をシフトさせるパルス電圧発生器が接続されていること、
を特徴とする固体走査型光書込み装置。
【請求項２】
前記パルス電圧発生器は三原色のうち半波長電圧が最も高い電圧を出力することを特徴とする請求項１記載の固体走査型光書込み装置。
【請求項３】
前記パルス電圧発生器は電圧揺動回路であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固体走査型光書込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体走査型光書込み装置、詳しくは、ＰＬＺＴ等の電気光学材料を光シャッタ素子として使用し、感光性記録媒体上に画像を書き込む装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、銀塩感材を用いた印画紙やフィルム、あるいは電子写真用感光体に画像（潜像）を印字するのに、電気光学効果を有する材料であるＰＬＺＴからなる多数の光シャッタ素子を主走査方向に配列し、光を１画素ずつオン／オフ制御する固体走査型の光書込み装置が種々提供されている。
【０００３】
具体的には、図６に示すように、光シャッタ素子５０の対向する面にそれぞれ設けた個別電極５１と共通電極５２との間に電圧を印加することでＰＬＺＴが複屈折を生じ、前段に配置された偏光子５３を通じて素子５０に入射した光が後段に配置した検光子５４から出射する。このとき、偏光子５３と検光子５４はクロスニコルに配置され、かつ、各偏光面が光シャッタ素子５０へ印加される電界の方向に対して４５°になるように配置されている。駆動回路は電源部６０と充電用スイッチング素子６１と放電用スイッチング素子６２とで構成されている。
【０００４】
また、フルカラーの画像を書き込むには、光の三原色であるＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを順次切り換えて図示しない光源からの光で光シャッタ素子５０を照射し、記録媒体上に１ラインずつの画像をＲ，Ｇ，Ｂの光に分割して露光する。
【０００５】
ところで、ＰＬＺＴからなる光シャッタ素子にあっては、印加電圧に対する透過光量が、図７のグラフに示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂによってそれぞれ異なるという特性を有している。透過光量が最大となる電圧値を半波長電圧と称し、それぞれＶＲ＞ＶＧ＞ＶＢの関係にある。良好なフルカラー画像を得るためには、各色ごとに駆動電圧をＶＲ，ＶＧ，ＶＢに切り換えることが好ましい。
【０００６】
このような電圧切換えを行う駆動方法として、特開２００１−８８３５３号公報では、共通電極に印加する電圧をＲ，Ｇ，Ｂごとに若干シフトさせる方法が提案されている（図８参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＰＬＺＴには一方向の電界を長時間印加し続けると、図７のグラフに破線Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’で示すように、印加電圧に対する透過光量の特性が変化し、即ち、各電圧ＶＲ，ＶＧ，ＶＢでの透過光量が経時的に減少し、初期に得られる画像と長時間駆動した後の画像とでは濃度が変化してしまうという問題点を有していた。
【０００８】
このような問題点を解決するために、電極５１，５２の間に印加される電圧波形が、図９に示すように、交互にかつ対称になるように制御する方法が考えられる。しかし、この制御は、電源６０（図６参照）に交番電界を印加させる機能を持たせることになり、駆動電圧が比較的高電圧（５０Ｖ以上）であることから、電源部６０のコストアップにつながり、現実的ではない。
【０００９】
また、同様の問題点を解決するために、共通電極にバイアス電圧を印加する手段を用いてＲ，Ｇ，Ｂに対応する電圧ＶＲ，ＶＧ，ＶＢの交番電界を印加する方法も考えられる。しかし、この制御は、共通電極に接続されたバイアス回路に高耐圧のオペアンプ等を用いる必要があり、負荷が容量性のものであるために高速で電圧を切り換えることが困難で、コストアップにもつながる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、比較的簡単で安価な構成で光シャッタ素子の長時間駆動に基づく透過光量特性の変化を抑え、高品質のフルカラー画像を得ることのできる固体走査型光書込み装置を提供することにある。
【００１１】
【発明の構成、作用及び効果】
以上の目的を達成するため、本発明に係る固体走査型光書込み装置は、電気光学材料からなる複数の光シャッタ素子に三原色の光を順次切り換えて入射させ、各光シャッタ素子に設けた個別電極及び共通電極の間に、画像データに基づいて所定のサイクルで電界を交互に反転させて印加する駆動手段を備えた固体走査型光書込み装置において、前記駆動手段は共通電極にバイアス電圧を印加するためのアイソレーションアンプを備え、該アイソレーションアンプの２次側のコモンラインに光の三原色に対応して電圧をシフトさせるパルス電圧発生器が接続されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る固体走査型光書込み装置において、パルス電圧発生器は三原色のうち半波長電圧が最も高い電圧を出力することが好ましい。また、パルス電圧発生器としては、例えば、電圧揺動回路を使用することができる。
【００１３】
以上の構成からなる固体走査型光書込み装置においては、光シャッタ素子に三原色の光を順次切り換えて入射させ、かつ、画像データに基づいて所定のサイクルで電界を交互に反転させて印加する。これにて、光シャッタ素子を長時間駆動することに基づく透過光量の変動が抑えられ、良好な品質の画像を得ることができる。
【００１４】
さらに、光シャッタ素子の共通電極にはアイソレーションアンプにてバイアス電圧を印加するようにしたため、比較的簡単な回路構成で高圧のマイナス電源を使用することなく光シャッタ素子に交番電界を印加することができる。しかも、アイソレーションアンプに入力する電圧（例えば、Ｄ／Ａコンバータの電圧）も１０Ｖ程度と低電圧であることから高耐圧のオペアンプを用いる場合と比較して入力手段（例えば、Ｄ／Ａコンバータ）の１ビット当たりの電圧も小さくでき、精度よくバイアス電圧を制御することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る固体走査型光書込み装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１６】
（固体走査型光書込み装置の構成、図１、図２参照）
まず、本発明に係る固体走査型光書込み装置の一実施形態の全体構成を図１に示す。この装置は、光源（ハロゲンランプ）１と、防熱フィルタ２と、カラーフィルタ３と、光ファイバアレイ４と、偏光子５と、光シャッタモジュール６と、検光子７と、結像レンズアレイ８とで構成されている。
【００１７】
カラーフィルタ３は光の三原色であるＲ，Ｇ，Ｂをそれぞれ透過させる三つのフィルタ部を有する円盤状回転体であり、以下に説明する光シャッタ素子による１ラインの書込みと同期して回転駆動される。
【００１８】
光ファイバアレイ４は、多数の光ファイバ単体を集束したもので、光源１から放射された光が防熱フィルタ２を介して入射端４ａを照射し、他端４ｂから直線状に出射する。偏光子５と検光子７はクロスニコルに配置され、かつ、各偏光面が光シャッタ素子へ印加される電界の方向に対して４５°になるように配置されている。
【００１９】
光シャッタモジュール６は、スリット状の開口を有するセラミック製あるいはガラス製の基板１１上に、ＰＬＺＴからなる複数の光シャッタチップ１２を並べてアレイを形成し、かつ、チップ１２の両側に駆動回路１３を並べたもので、図２に示すように、各光シャッタチップ１２には１画素に対応する多数の光シャッタ素子２４が形成されている。光シャッタ素子２４は２列に配置され、各素子２４が１画素ずつ千鳥状に形成され、２列で主走査方向Ｘに１ラインの画像を形成する。
【００２０】
各光シャッタ素子２４は、図２に示されているように立体的な形状とされ、個別電極２５と共通電極２６とが設けられている。電極２５，２６を光路に対して互いに平行に設けることで低い駆動電圧であっても大きな透過光量を得ることができる。
【００２１】
ＰＬＺＴはよく知られているように、カー定数の大きい電気光学効果を有する透光性のセラミックスであり、偏光子５で直線偏光された光は、光シャッタ素子２４への電圧のオンによって偏光面の回転を生じ、検光子７から出射される。電圧オフ時には透過光の偏光面は回転することなく、このような透過光は検光子７でカットされる。
【００２２】
即ち、各光シャッタ素子２４への電圧のオン／オフで透過光のオン／オフが生じ、検光子７から出射された光は結像レンズ８を介して図示しない記録媒体上で結像する。光シャッタ素子２４は画像データに基づいて１ラインずつオン／オフ制御（主走査）され、この主走査と記録媒体のＹ方向への移動（副走査）とで感光材上に２次元の画像が形成される。
【００２３】
（駆動回路、図３〜図５参照）
駆動回路１３は、図３に示すように、シフトレジスタ３１、ラッチ回路３２、アンドゲート３３、高電圧ドライバ３４、電流バッファ４１、アイソレーションアンプ４２、Ｄ／Ａコンバータ４３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４、パルス電圧発生器４５によって構成されている。
【００２４】
アイソレーションアンプ４２の１次側にはＤ／Ａコンバータ４３が接続されており、その２次側にはフローティングされたＤＣ／ＤＣコンバータ４４が接続されている。さらに、アイソレーションアンプ４２のコモンラインには最も高い駆動電圧ＶＲに相当するパルス電圧を発生するパルス電圧発生器４５が接続されている。また、アイソレーションアンプ４２の出力は電流バッファ４１を介して共通電極２６に接続されている。
【００２５】
パルス電圧発生器４５の一例を図４に示す。このパルス電圧発生器４５は、レベルシフタ４６とスイッチング素子４７，４８にて電圧揺動回路として構成されており、入力されるパルス信号Ａに同期して電圧ＶＲの波形Ｃ（図５参照）を出力する。
【００２６】
以上の構成からなる駆動回路１３の動作は以下のとおりである。即ち、画像データＤＡＴＡはクロック信号ＣＬＫに同期してシフトレジスタ３１に転送され、ラッチストローブ信号ＬＳのオンによってラッチ回路３２にラッチされる。画像データＤＡＴＡと信号ＢＬＫのオン／オフに基づいて各アンドゲート３３を介して各高電圧ドライバ３４から電圧ＶＲ（実際には制御された電圧ＶＲ，ＶＧ又はＶＢ）がパルス状に各光シャッタ素子２４に印加される。このとき、ＰＬＺＴが複屈折を生じ、入射光が偏光されて検光子７を透過する。
【００２７】
一方、Ｄ／Ａコンバータ４３によって図５に示す出力波形Ｂ（電圧ＶＲ，ＶＧ，ＶＢの基準波形）が作成され、この波形Ｂはアイソレーションアンプ４２の１次側に入力される。アイソレーションアンプ４２の２次側コモンラインには、Ｄ／Ａコンバータ４３の出力波形Ｂに同期してパルス電圧発生器４５から電圧ＶＲのパルス波形Ｃが印加される。従って、アイソレーションアンプ４２から出力される電圧波形Ｄは、前記波形Ｂ，Ｃの重畳されたものとなり、この電圧波形Ｄが電流バッファ４１を介して共通電極２６に印加される。
【００２８】
いま仮に、カラーフィルタ３が２回転する間に、各色Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、１回転目は順方向（個別電極２５が＋側、共通電極２６が−側）に電圧が印加され、２回転目は逆方向（個別電極２５が−側、共通電極２６が＋側）に電圧が印加され、各色Ｒ，Ｇ，Ｂで光シャッタ素子２４が全オン状態（最大階調時）であると仮定する。
【００２９】
このとき、個別電極２５には図５に示す電圧波形Ｅが印加されることになる。
即ち、２回転目はシフトレジスタ３１に入力される画像データＤＡＴＡは反転状態になっている。個別電極２５から共通電極２６に向かって電圧が印加される方向を＋とすると、１回転目に光シャッタ素子２４に印加される駆動電圧はＶＲ，ＶＧ，ＶＢであり、２回転目には逆バイアス電圧−ＶＲ，−ＶＧ，−ＶＢが印加される（図５、波形Ｆ参照）。
【００３０】
以上の動作を繰り返すことにより、光シャッタ素子２４にはカラーフィルタ３が１回転するごとに交互に逆方向の電界が印加されることになる。従って、長時間の駆動によっても、各色Ｒ，Ｇ，Ｂの半波長電圧ＶＲ，ＶＧ，ＶＢ（図７参照）が変動することがなく、安定した透過光量が得られ、画像濃度も安定する。
【００３１】
なお、図５に示す駆動電圧波形Ｆに見られるように、光シャッタ素子２４には順方向及び逆方向に、電圧ＶＧ−ＶＲ、ＶＢ−ＶＲ、ＶＲ−ＶＢ、ＶＲ−ＶＧが印加される。しかし、これらの電圧の絶対値は１０Ｖ以下、即ち、図７に示す電圧Ｖｂの範囲内に設定されており、光シャッタ素子２４が実質的にオンされることはない。
【００３２】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る固体走査型光書込み装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３３】
例えば、シフトレジスタやラッチ回路を含む駆動回路の基本的構成や、光シャッタモジュールの構成は任意である。特に、光シャッタ素子は図２に示した立体形状以外にも、光シャッタチップの平面上に個別電極及び共通電極を所定の間隔で並置した平面形状であってもよい。
【００３４】
また、光シャッタ素子の駆動電圧を順方向及び逆方向に切り換えるサイクルは、前記実施形態に示したカラーフィルタの１回転に同期させる以外に、複数回転に同期させたり、あるいは、１ラインの描画に同期させてもよく、任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である固体走査型光書込み装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】光シャッタチップを示す斜視図。
【図３】駆動回路を示すブロック図。
【図４】パルス電圧発生器を示すブロック図。
【図５】前記駆動回路の各部における波形を示すチャート図。
【図６】電気光学効果を有する光シャッタ素子の動作原理を示す説明図。
【図７】前記光シャッタ素子における印加電圧に対する透過光量を示すグラフ。
【図８】前記光シャッタ素子に対する従来の駆動電圧の一例を示すチャート図。
【図９】前記光シャッタ素子に対する従来の駆動電圧の他の例を示すチャート図。
【符号の説明】
１…光源
３…カラーフィルタ
６…光シャッタモジュール
１２…光シャッタチップ
１３…駆動回路
２４…光シャッタ素子
２５…個別電極
２６…共通電極
４２…アイソレーションアンプ
４５…パルス電圧発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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