(57)【要約】【課題】  発光素子の能力を利用して、改良された解像度、増加した寸法の画像を提供する。【解決手段】  1つ以上の、OLEDアレイなどの二次元発光アレイ(51)を用いて、感光媒体(22)上に、デジタル画像ソースからの画像をプリントする装置および方法。各画像ピクセルは、そのピクセル用データに基づく可変強度が割り当てられた、対応する発光要素を有している。画像化光学系(58)は、各発光要素からの光を、感光媒体(22)上へ方向付け、それによって、モノクロまたは複数カラーの画像が、単一の露光で形成可能となる。【選択図】  図１
2004268581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルデータからの画像を感光媒体上にプリントする装置であって、本装置は、以下のものを含む：
(a) 画像データ入力ストリームを受け取り、二次元画像のための画像ピクセルデータを提供する、制御論理プロセッサ；
(b) 前記画像ピクセルデータに従い、二次元露光画像を形成する複数の行および列内に配置された、多数の個々の発光要素を含み、前記画像ピクセルデータ内のピクセルに対応し、各々の光強度が、前記ピクセルの各々のためのデジタルデータ値に従って変化する発光アレイ；および
(c) 感光媒体上に、前記二次元露光画像を方向付ける画像化光学系。
【請求項２】
前記制御論理プロセッサと通信し、感光媒体の寸法を検出するセンサをさらに含む、請求項１に記載のデジタルデータからの画像をプリントする装置。
【請求項３】
前記センサが、電磁信号を検知する、請求項２に記載のデジタルデータからの画像をプリントする装置。
【請求項４】
前記センサが、光学エンコーディングを検知する、請求項２に記載のデジタルデータからの画像をプリントする装置。
【請求項５】
前記センサが、磁気エンコーディングを検知する、請求項２に記載のデジタルデータからの画像をプリントする装置。
【請求項６】
前記発光アレイが、有機発光ダイオードを含む、請求項１に記載のデジタルデータからの画像をプリントする装置。
【請求項７】
前記発光アレイが、無機発光ダイオードを含む、請求項１に記載のデジタルデータからの画像をプリントする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元発光アレイ（two-dimensional light emissive array）を用いて、デジタル画像ソースからの画像を感光媒体上にプリントする装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルデータからの画像を、感光媒体上に記録するために、多くの異なる画像化技術が採用されてきた。この目的に適合した従来のプリンティング装置は、陰極線管(CRT)、スキャンレーザ光線、液晶ディスプレイ(LCD)、およびデジタルマイクロミラー装置(DMD)を使用していた。現在成熟水準にあるこれらの技術の各々には、固有の制限があることが知られている。
【０００３】
CRTベースのプリンタでは、デジタル画像データは、可変強度電子ビームを燐光スクリーンに沿ってスキャンすることにより、露光エネルギーを提供する、ブラウン管変調に使われている。特許文献１および特許文献２において説明されているようなCRTシステムは、比較的大きく、遅い。CRTベースのプリンティングアプローチの、より重大な制約には、不均一な照明、形状の歪み、複雑さ、コスト、およびサイズなどの、他の問題が存在する。
【０００４】
特許文献３に開示されているように、代替的に、露光エネルギーは、レーザベースプリンタから適用可能である。レーザベースプリンタでは、デジタル画像データは、ビームが、回転ポリゴンまたはスキャナにより画像化平面にスキャンされる際、レーザを継続時間または強度で変調するために用いられる。スキャナは、一度に1ピクセルずつ画像を構築する。特許文献４において述べられているように、レーザスキャナ使用システムにおける制限は、主としてスキャナ速度における制限である。速度を増加させようとすると、ラスタスキャンシステムは、その構造上、比較的複雑なものにならざるを得ない。速度を得るために、レーザスキャナシステムをどのようにスケーリング可能にするかにおいて、実用上の制限が存在する。特別な媒体が必要となる場合は、これらのシステムの有用性に対し、他の制限が生じてしまう。レーザスキャン解決策での他の制限的な問題には、形状の歪み、複雑さ、およびコストが含まれる。
【０００５】
空間光変調器は、他の代替的な画像化解決策を提示する。空間光変調器は、本質的に、各要素が画像ピクセルに対応する、光弁要素の一次元(リニア)または二次元(エリア)のアレイと考えることが可能である。空間光変調器は、デジタル投射システムなどの比較的低解像度アプリケーション、および、ヘルメット取り付けディスプレイなどの携帯装置内の画像ディスプレイのために開発され、使用されてきた。画像投影アプリケーションで広く用いられている、二次元即ちエリアの空間光変調器の１タイプは、テキサス州ダラスの、テキサスインスツルメント（Texas Instruments）からのDMDである。しかしながら、特許文献５、および特許文献６に示されているように、現在、デジタルマイクロミラー装置で利用可能な解像度は、例えば、写真プリントまたは映画フィルムなどで要求される高品質プリンティングには不十分である。実際には、投影およびディスプレイに対する要求は、例えば、映画、または医療画像化、マイクログラフィックス、または商業写真に対する要求などのように、高解像度プリンティングに対する要求から感光媒体に対する要求まで、かなり異なる。増加するDMD解像度を提供する、いかなる明瞭な技術的指針も分かっていない。加えて、DMDは高価であり、より高い解像度にスケーリングするのも容易ではない。
【０００６】
投影、およびプリンティングのアプリケーションで使用される、他のタイプの空間光変調器は、二次元LCDである。LCD空間光変調器を用いたプリント装置の例は、共通に譲渡された、特許文献７、および特許文献８において開示されている。現在用いられている、LCD空間光変調器には、透過式、および反射式、という2つの基本タイプがある。両タイプのLCD要素とも、光の偏光状態を変調することにより、画像化入射光ビームを変調する。従って、偏光問題は、LCD空間光変調器用サポート光学系の、総合設計において重要である。照明光学系は、変調用の適切な偏光状態にある光に、高度に均一レベルの強度を提供するように適合していなければならない。このため、LCD要素を用いるプリンティング装置の設計は、コストが増し、複雑さが増すことになる。
【０００７】
大規模ディスプレイ、および、小型ハンドヘルドマイクロディスプレイ双方に対するかなり有望な近年の進展は、有機エレクトロルミネセンス技術を用いる、有機発光ダイオード(OLED)である。発光材料自体は、小分子類、または重合体類として特徴付けられてもよい。昨今の若干の文献では、小分子有機エレクトロルミネセンス装置は「OLED」装置と表示され、「PLED」装置と表示される重合体有機エレクトロルミネセンス装置と区別されている。しかしながら、この出願の目的のために、多種多様な小分子および重合体の双方を含むこの種の有機エレクトロルミネセンス装置全体を、単に「OLED」と呼び、エレクトロルミネセンス画像ソースとして使用されるものと考察し得る。個々のOLEDは、高解像度エリアアレイを形成するため同一基板上に一体化されている。有機発光ダイオードアレイは、ピクセルの二次元モノクロアレイとして、または三色並列ピクセルアレイとして、さらには三色積み重ねピクセルアレイとしてすら製造可能である。アレイの大きさ、ピクセルピッチ、およびアスペクト比は、様々な解像度および濃度で製造可能である。三色並列アレイまたは積み重ねアレイ内の各ピクセル部位には、異なる色の3つの発光ダイオードが含まれている。三ピクセル部位内の各発光ダイオード、したがって、アレイ全体は、フルカラー可視画像を生成するよう、個別に制御可能である。代替的に、フルカラー可視画像に必要な3つの成分色の提供のために、それぞれ異なる色の、3つのモノクロアレイを結合させることも可能である。
【０００８】
サポート光学系を備える外部照明ソースや、多くの場合サポート偏光要素を要するLCD、および他のタイプの光変調器と比べ、OLEDアレイは、変調光を直接放射する。従って、OLEDアレイを用いる場合、照明サポート光学系および偏光サポート光学系は必要ではない。これにより、OLED装置は、ディスプレイアプリケーションでの使用に、特に有利となる。
【０００９】
画像化技術の当業者に周知のように、ディスプレイに対する画像化要求は、プリンティングに対する画像化要求とかなり異なっている。ディスプレイは、スクリーンに最大光束を供給するよう最適化され、コントラストや解像度などのプリンティングにおける重要な特性は、副次的な重要度に留まっている。ディスプレイアプリケーション用光学システムは、ディスプレイを見る際、画像人為構造および異常に比較的鈍く、さらに、画像不均一に比較的鈍い、人間の目の反応に即して設計されている。これは、ディスプレイ画像が絶えずリフレッシュされ、さらに遠方から見られるためである。しかしながら、高解像度プリンティングシステムからのプリント出力を見る際には、プリント出力上での、光学応答の不規則性が判別し易く、目障りとなるため、人間の目も、人為構造および異常、さらに不均一を「見過ごす」ことはほとんどない。この理由で、プリンティング用の、均一露光エネルギーを提供する光学システムでは、かなりの複雑さを備えることもある。さらに重要なことは、解像度要件の違いである。肉眼用に適合されたディスプレイシステムでは、目視に対して、例えば、一般に72ドット/インチ以下の解像度に最適化されている。他方、プリンティング装置では、若干のシステムにおいて8,000ドット/インチを提供することが予期されている、特にマイクログラフィックアプリケーション用に設計された装置よりも、著しい高解像度を達成しなければならない。このため、プリンティングシステム用のサポート光学系に対する要求は、かなり異なったものとなる。
【００１０】
主にディスプレイアプリケーションに用いられるOLEDに重きを置くなら、現状では、プリンティングシステムでOLED装置を用いる場合の利点に限られる。例えば、特許文献９では、カラープリンタの露光ヘッドにおける、OLED要素のリニアアレイの使用を教示している。特許文献１０、および特許文献１１では、リニアプリンティング構成にもかかわらず、ゼログラフィプリントヘッドがOLED領域アレイを組み込んでおり、単一のピクセル用のグレースケール露光を提供するために、同一コラム内の複数のOLED要素からの光を一体化する。特許文献９および特許文献１１の開示の双方では、データを一度に1本のラインへプリントするためにOLEDを用いている。こうしたシステムは、生産性を制限するのみならず、高精度媒体搬送、および同期データエレクトロニクスを要し、この両者とも複雑かつ高価である。
【００１１】
特許文献９、および特許文献１０および特許文献１１に開示されるOLEDベースのプリンティングシステムは、感光媒体がプリント領域を通って動かされるとき、一度に単一の一ラインを露出するリニアプリントに向けられている。しかしながら、このタイプのプリンティングは、完全な画像フレームに一度に光を放射する、OLED放射アレイの能力を利用してはいない。従来型リニアプリンティングでは、スループットが制約されており、媒体搬送システムが画像化チェーンの重要部分となり、より複雑かつ高価である。さらに、従来型リニア技術では、複数の画像の同時プリンティングは可能ではない。また、従来型リニアプリンティング技術は、画像寸法および解像度についても制約がある。
【００１２】
特許文献１２および特許文献１３は、露光を提供する2本のリニア発光ドットを採用する、携帯式光プリンタを開示している。二次元画像をプリントするために、プリントヘッドは、蛍光発光アレイに対し垂直な方向に、媒体に対して移動する。前述の特許文献９、特許文献１０および特許文献１１での開示と全く同様に、特許文献１２および特許文献１３は、生産性が制限され、複雑かつ高価な媒体搬送システムを必要とする不都合を有している。その上、特許文献９に開示されるプリントヘッドは、１倍の画像化しか提供しない。
【特許文献１】米国特許第4,754,334号明細書
【特許文献２】米国特許第5,303,056号明細書
【特許文献３】米国特許第4,728,965号明細書
【特許文献４】米国特許第5,296,958号明細書
【特許文献５】米国特許第5,061,049号明細書
【特許文献６】米国特許第5,461,411号明細書
【特許文献７】米国特許第5,652,661号明細書
【特許文献８】米国特許第6,215,547号明細書
【特許文献９】米国特許第6,195,115号明細書
【特許文献１０】米国特許第6,072,517号明細書
【特許文献１１】米国特許第6,137,523号明細書
【特許文献１２】米国特許第6,243,125号明細書
【特許文献１３】欧州特許出願第EP 1 008 453号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このように、CRT、LCD、レーザ、および他の技術は、デジタルデータからの画像を感光媒体にプリントする解決策を提供してきたが、そこには改善の余地があることが理解される。完全な画像フレームを一度にプリントするプリンティング構成における、OLEDなどの二次元放射アレイ（two-dimensional emissive array）の使用は、他のプリンタ技術より潜在的利点を有する、可能なプリンティング解決策を提供するものである。しかしながら、現状では、可能な画像フォーマットの範囲において、十分なスループットを伴う、高品質および高解像度のプリント出力を提供する、感光媒体上にプリントする装置に、いかにしてOLED画像形成装置を一体化させるかというガイドラインが全く存在していない。
【００１４】
従って、改良されたスループット、画像フォーマット増加可能性、改良された画像解像度、および画像寸法増加に対する改良された能力のために、OLEDのフルフレーム画像化能力を利用する、プリンティング装置が必要とされていることが理解される。
【００１５】
従って、好ましい発明の目的は、二次元の有機発光ダイオード(OLED)アレイを用いて、感光媒体上にプリントする画像化方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的を念頭に置き、本発明は、デジタルデータからの画像を、感光媒体上にプリントする装置を提供する。本装置は、以下のものを含む。
(a) 画像データ入力ストリームを受け取り、二次元画像のための画像ピクセルデータを提供する、制御論理プロセッサ。
(b) 画像ピクセルデータに従い、二次元露光画像を形成する、複数の行および列内に配置された、各々が、画像ピクセルデータ内のピクセルに対応し、各々の強度が、各ピクセルに対するデジタルデータ値に従って変化する、多数の個々の発光要素（light emitting element)を含む発光アレイ。
(c) 感光媒体上に、二次元露光画像を方向付ける画像化光学系。
他の実施態様では、本発明は、デジタル画像ピクセルデータからの多数の画像を、感光媒体上にプリントする装置を提供する。本装置は、以下のものを含む。
(a) 画像データ入力ストリームを受け取り、少なくとも１つの二次元画像のための画像ピクセルデータを提供する、制御論理プロセッサ。
(b) デジタル画像ピクセルデータに従い、第１の露光画像を形成する第１の発光アレイ。
(c) デジタル画像ピクセルデータに従い、第2の露光画像を形成する第２の発光アレイ。
第１および第２の発光アレイは、各々、複数の行および列内に配置された、各々が、デジタル画像ピクセルデータ内のピクセルに対応し、各々の強度が、各ピクセルに対するデジタルデータ値に従って変化する、多数の個々の発光要素を含む。
(d) 感光媒体上に、第1の露光画像を方向付ける第1の画像化光学系。
(e) 感光媒体上に、第2の露光画像を方向付ける第2の画像化光学系。
【００１７】
本発明の特徴は、感光媒体上の、モノクロまたは多彩色の画像のための、多数のいかなる構成に対しても、OLEDエリアアレイ要素を用いる点である。
【００１８】
本発明のさらなる特徴は、画像解像度を増加させ、画像寸法を増加させ、さらに生産性を高めるために、複数の発光アレイからの変調光を合成する方法を提供する点である。また、本発明は、複雑で高価な媒体搬送、およびリニアOLEDプリンティングシステムに必要なデータ同期の要件なしで、OLEDベースプリントを提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の利点は、感光媒体用のプリンティング装置の設計を簡素化することである。同一要素は、事実上、画像を形成する変調光を供給する、露光エネルギーのエミッタおよび変調器として役立つ。システムはまた、例えば、バーおよび他の均一化装置、偏光要素、および歪み修正光学系の統合の必要性を排除する。これは、コストを下げ、設計を簡素化し、デジタルプリンティング装置のサイズを小さくすることを補助する。
【００２０】
これらの、および他の目的、特徴および本発明の利点は、本発明の実施例が図示され、説明されている、図面と共に以下の詳細な説明を読むことにより、当業者にとって明らかなものとなる。
【００２１】
本願明細書が本発明の対象を特に指摘し、明瞭に請求する請求項を持って結論付ける一方で、以下の添付図面と共に以下の説明を読むならば、本発明をさらに良く理解されることが出来ると思われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、特に本発明に従う装置の部分を形づくり、または、より直接に共動する要素について向けられる。特に示されない、または記述されていない要素が、当業者にとりよく知られている様々な形式をとってもよいことは理解されるべきであろう。
【００２３】
ここで、図1を参照すると、感光媒体22上へ画像化させるための、本発明のプリンティング装置10が示されている。感光媒体22は、媒体供給キャニスター41から供給される。媒体搬送装置38は、感光媒体22を露光領域36を通してガイドする。感光媒体22は、二次元放射アレイ51により、画像化光学系58を通して露光される。ある実施例では、二次元放射アレイ51は、二次元OLEDアレイである。露光された感光媒体22は、その後、さらなる処理までのそれの保護のため、媒体巻取りキャニスター42へと送られる。センサ80は、例えば媒体幅などの、感光媒体22についての寸法情報の検出のために設けられる。センサ80は、この寸法を直接、すなわち機械的に、検知してもよいし、または、何らかの方法で媒体供給キャニスター41または感光媒体22に結合された、任意の識別子20を検知してもよい。好ましい実施例では、センサ80は、米国テキサス州ダラスにある、テキサスインスツルメンツ（Texas Instruments）社から市販されている、「Model S2000」トランシーバーのうちの1つなどのような、RFトランシーバーである。代替的に、センサ80は、米国ペンシルバニア州マルバン(Malvem)にある、ビシェイテレフンケンセミコンダクターズ（Vishay-Telefunken Semiconductors ）社から市販されている「ModelU2270B」トランシーバーであってもよい。識別子20は、テキサスインスツルメンツ（Texas  Instruments）社から市販されている、「SAMPT」(選択的アドレス可能複数ページトランスポンダー：Selective Addressable Multi-Page Transponder) 、部品番号「RI-TRP-IR2B」であってもよい。識別子20は、であり、代替的に、ビシェイテレフンケンセミコンダクターズ（Vishay-Telefunken Semiconductors）社から市販されている、「ModelTL5550」トランスポンダーであってもよい。例として、表1に若干の他の識別子20/センサ80の組み合わせを示したが、これに限られない。
【００２４】
寸法情報は、また、コンピュータスクリーンプロンプトを用いたり、オペレータ選択を示すプッシュボタン、または他の従来の装置を用いたりしている、オペレータから取得されてもよい。
【００２５】
［表１］  
識別子20およびセンサ80の候補
2004268581.tif 000003
【００２６】
画像データ操作は、専用の、オンボードコンピュータ、または外部のホストコンピュータなどの制御論理プロセッサ12により実行される。制御論理プロセッサ12は、画像データストリーム16、およびプリント装置10の動作用のプリントコマンド18を受け取る。制御論理プロセッサ12は、一度に少なくとも1つの完全画像フレームを露光するために、二次元放射アレイ51にピクセル画像データを供給する。制御論理プロセッサ12はまた、媒体搬送装置38の制御用のフィードバックデータとして、センサ80からの入力信号を受ける。
【００２７】
デジタルカラー画像フレームは、感光媒体タイプに応じ、特定サイズを有するアパーチャーを定義する、ピクセルの二次元アレイである、1つ以上の可視画像平面を含んでいる。例えば、SMPTE 59-1998規格は、35mm映画フィルムに用いられるアパーチャーを定義している。各ピクセルは、3つの分離可能なカラー画像平面のうちの1つ以上に対応した、分離可能なカラーレコードのうちの1つ以上からのデジタルデータに基づき、感光媒体22上に形成される。白黒感光媒体22のための白黒画像の場合には、1つのモノクロ画像平面が存在するだけである。従って、1つのデータファイルレコードが必要とされるだけである。従来のカラー画像の場合は、感光媒体22上には、一般に、3つのデータファイルカラーレコード、および3つの対応する画像平面が存在する。各カラーレコードは、そのカラー平面用のピクセルの濃度を定義する。例えば、濃度は、使用される感光媒体22のタイプに応じ、ステータスエム（Status M）、またはステータスエー（Status A）、またはプリンティング濃度などの測定標準を用いることにより測定されてもよい。ピクセル内の各カラーの濃度は、カラービット深度と呼ばれる、ある程度の濃度解像度を有する値により表現可能である。この解像度は、通常、nビットのデジタル値によって表現可能である。8のビット深度を有する、8ビット値では、256の離散的濃度レベルのうちの任意の1つを表現可能である。10ビット値では、1024の離散的濃度レベルを表現可能である。例えば、モノクロの医学画像に対する典型的なビット深度は12ビットであり、カラー写真画像に対しては24ビットである(各カラー平面に対して8ビット)。
【００２８】
制御論理プロセッサ12は、通常、フレームの各分離可能カラーレコードを格納するバッファとして機能する、フレーム記憶装置を含有し、または制御する。制御論理プロセッサ12はまた、媒体上の物理的アパーチャーサイズを増加させ、または減少させる、デジタル画像リサイズのためのリサイズユーティリティなどのような、様々な機能を実行する画像処理ユーティリティを制御可能である。アパーチャー修正として知られている他の処理は、デジタル画像データ伝送時に起こり得るピクセル欠損を修正する、制御論理プロセッサ12により適用される。また、アパーチャー修正ユーティリティは、画像をシャープにしたり、またはぼかすために使用されてもよい。制御論理プロセッサ12の制御の下で、カラー修正ソフトウェアが、デジタル画像データ上でカラー修正ステップを実行してもよい。カラー修正は、感光媒体22の異なるストックまたは異なるバッチに同一画像をプリントするために必要とされてもよい。感光媒体22のスペクトル感度を補償するために、代替的にカラー修正を用いることが可能である。場合によっては、画像データは、画像のカラーミックスにおいて若干の特殊効果を達成するために、制御論理プロセッサ12の制御の下で操作される。また、感光媒体22に使用されるストック乳剤内の状態、および感光媒体22の化学処理、および放射アレイおよびサポート光学系内の変化など、画像化に影響するばらつきを修正するために、制御論理プロセッサにより、トーンスケール較正能力が提供されてもよい。デジタル画像データは、画像解析目的によく用いられるような、全ピクセルが同一コード値で駆動される、フラットフィールド画像を表示してもよい。トーンスケール較正なしでプリントする場合、フラットフィールド画像は、デジタル画像ファイル内で定義されたものより、比較的高い、または低い濃度を有していることも可能である。また、トーンスケール較正は、予想される結果を得るために、プリントの実行前に、前述のプリンティング変数に関する従来の知識を用いて、画像データを調整することが可能である。この能力は、デジタル画像データの濃度およびカラーの必要条件に合致させるよう、感光媒体22上の画像を適合させることを補助する。
【００２９】
また、画像化経路において、ファイル変換が必要な場合もある。デジタル画像データ16は、多くの異なる標準フォーマット(例えば、TIFF、GIF、JPG、DPX、JPM)のうちの1つで提供可能である。これらの標準フォーマットの大部分は、ファイル構造および内容についての情報を担持する追加データを有している。これは、圧縮、カラービット深度、およびカラーデータオーダーシーケンスに関する情報を含み、さらにサブサンプル画像までも含むことが可能である。この追加情報は、画像処理の早い時期に、画像データから切り離される。これらのフォーマットの多くは、相互変換可能である。制御論理プロセッサ12はまた、デジタル画像ファイルフレームを格納装置から受け取った際に、画像処理サブシステムが必要とする何らかの内部フォーマットへ、デジタル画像ファイルフレームをファイル変換してもよい。
【００３０】
二次元放射アレイ51の画像化領域は、画像フレームの所望のフォーマットおよびアスペクト比に適合するよう、ピクセルをグループにおいて選択的に駆動可能な、ピクセル部位のコンポジットである。ピクセル部位の数および間隔は、装置の固有解像度を決定する。モノクロOLED装置は、全ピクセル要素が使用されているため、より高い解像度を提供する。モノクロレコードからのデジタルデータは、全ピクセルを処理する。容易に利用可能なフルカラーOLED装置は、852×600フルカラーピクセル以上の解像度を有している。各フルカラーピクセルは、隣接する3つのカラーピクセル(赤色1つ、緑色1つ、および青色1つ)の組分けで構成されている。各カラーレコードからのデジタルデータは、対応するカラーピクセルをオンにする。
【００３１】
全動作領域にわたり、すべてのピクセル部位が、各カラーチャンネルに対して、均一な光出力を有することは、高解像度画像化アプリケーションにおいて非常に重要である。OLEDアレイ内の各ピクセル部位は、何らかの特定許容量まで、最大有効ダイナミックレンジにわたるいかなる所与の入力データ値にも、同一光出力を提供することが理想である。さもなければ、好ましくない人為構造が現れる。例えば、映画フィルムネガ媒体上での、僅か濃度0.002の変化でも、そのフィルムがスクリーンに投影された場合、視聴者には見苦しい。フィルム濃度のこの小さな変化は、ピクセル部位での0.5%足らずの放射変化の結果ということもある。
【００３２】
OLEDピクセル要素間の小さな放射変化を補償するために、制御論理プロセッサ12は、各ピクセルカラー要素用のオフセットおよびゲインを調整する、所定の修正ファクターを適用してもよい。プログラム可能なルックアップテーブル(LUTs)は、ピクセルからピクセルへのばらつきを補償する、1つの簡単な方法を提供する。
【００３３】
各OLEDアレイ要素に対する修正ファクターを引き出すには、先ず、いかなるアレイ要素にも修正補償を適用することなく、感光媒体22上にフルアパーチャーフラットフィールド画像をプリントする必要がある。フラットフィールド画像は、好ましくはほぼ中央スケールで、全ピクセルが同一コード値で駆動されるデジタル画像である。その後、フラットフィールド画像は、カラー平面内の各ピクセルに対する濃度データを作り出すために、例えば高解像度スキャナまたはマイクロデンシトメータを用いて、最大画像アパーチャーサイズおよび解像度でデジタル化される。結果として、各放射アレイ要素に対する光出力レベルでの相対的変化が測定可能な、均一なデータマップデジタルファイルが生成される。データは、ログスペース(濃度)からリニアスペース(強度)へ変換され、その後、中央光出力レベルが測定される。二次元放射アレイ51の各ピクセルに対する修正ファクターは、カラーフレーム内の各ピクセルの中央点からの偏差率である。画像をプリントするために、これらの修正ファクターは、制御論理プロセッサ12の制御の下で、ドライバ/均一修正ユーティリティにより画像データに適用される。均一データマップからの修正ファクターは、そのデータがログスペース(濃度)内にあるときに、デジタル画像ファイルに直接適用される場合、画像修正に使用可能である。これにより、所望されているか否かに拘らず、より多くの処理時間およびデジタルファイル記憶装置、または、オリジナルデジタル画像ファイルへの変更が必要となる。
【００３４】
ドライバ/均一修正ユーティリティで使用される光出力レベル修正値は、各二次元放射アレイ51における特定のアレイ要素の性能の関数として、または特定のカラー平面の関数として、変化可能であった。二次元放射アレイ51における各要素の光出力レベルは、デジタル画像ファイル内の濃度コード値により制御される。従って、修正値の数が二次元放射アレイ51内のピクセルの数、分離可能カラー平面の数、および各ピクセルのカラービット深度の積に等しい、多数の修正値を提供することが必要となろう。潜在的に、これは、制御論理プロセッサ12上に格納され、パワーアップでドライバ/均一修正用に提供される、多数の離散値を表している。しかしながら、画像化技術でよく知られているように、このタイプの画像修正を適用する多数の非常に効率的な手段が存在する。修正された画像データは、装置の特定データインタフェース要件に従い、二次元放射アレイ51に提示される。
【００３５】
ピクセル制御のための最適の配置により、ピクセルが光を放つ継続時間と同様に、二次元放射アレイ51内の各ピクセル要素の最大光強度出力の双方を、変化させることが可能となるだろう。光強度出力の大きさとこの継続時間との積は、媒体露光値として知られている。その後、露光値のログが、媒体上の画像の濃度を決定する。標準方程式D=logH、ここで、Dは濃度に等しく、Hはルクス‐秒での露光に等しい、は、この関係を定義するために、カラー画像化に共通に適用される。大きさおよび時間の制御により、各カラー平面に対する最大濃度が制限される。この方法により、各カラー平面に対する各ピクセルの強度は、二次元放射アレイ51により制御される。
【００３６】
二次元放射アレイ51内の個々の各LED要素のパワー出力を、特定値に設定するために、各カラーチャンネルのための入力コード値に対するパワー出力のデータプロフィールが生成され、論理プロセッサ12上に格納される。露光領域36での光パワーは、一時的に画像平面に配置されたフォトセンサー(図示せず)により検知される。光レベルが系統的に変化するに従い、光パワーレベルがフォトセンサーにより読み取られ、制御論理プロセッサ12により格納される。このプロセスでは、各カラーチャンネルは最大出力に設定され、入力コード値は、各ステップのための光パワーが記録されるにつれて、離散的ステップにおいて0から最大値まで変化する。結果としてもたらされる伝達関数は、その後、LUTまたは他のデータ操作機構を用いて、各カラーチャンネルの最大露光レベルを任意に設定するために、制御論理プロセッサ12によって用いられる。
【００３７】
さらに図1を参照すると、制御論理プロセッサ12からのプログラム制御の下で、感光媒体22の未露光領域が露光領域36に位置するよう、感光媒体22が位置決めされる。画像フレームの各レコードは、所定の露光時間およびパワー出力レベルのために、二次元放射アレイ51を作動させ、これにより、感光媒体22上に潜像が生成される。いったん画像フレームが露光されると、感光媒体22の次の未露光領域が、露光領域36内の位置へ割送られ、露光シーケンスが繰り返される。このプロセスは、感光媒体22の露光が完了するまで続けられる。
【００３８】
二次元放射アレイ51は、制御論理プロセッサ12からのデジタル画像信号に対応して、電子的に作動する。生成された画像は、その後、感光媒体22への露光により形成される。媒体搬送システム38は、制御された方法で、感光媒体22を露光領域36を通して割送り、二次元放射アレイ51に対する画像含有関係内で、感光媒体22を正確に位置決めする。媒体搬送システム38は、媒体供給キャニスター41からの感光媒体22を、処理のために、露光領域36を通って媒体巻取り装置キャニスター42へ制御可能に割送りする、写真処理技術でよく知られた、従来型モーター、ドライブ、および張力機構を含んでいる。高速精度媒体搬送システム38を提供する、適切な典型的装置は、米国特許第6,037,973号明細書に開示されている。
【００３９】
図1の装置は、図2から図9に示され、さらに以下に説明されるように、二次元放射アレイ51に対する多数の異なる実施例を提供するために、一般化することが可能である。
【００４０】
単一アレイプリンティング
図2および図3を参照すると、OLEDまたは同様の放射要素を用いて、加工された単一の二次元放射アレイ51は、プリンティング装置10内でカラーまたはモノクロのプリントをするために採用可能である。図2を参照すると、画像化光学系58は、二次元放射アレイ51からの変調光を、感光媒体22(図2には図示せず)を露光するために、露光画像60を形成するよう、方向付ける。画像化光学系58は、拡大プリントレンズまたは縮小プリントレンズであってもよい。二次元放射アレイ51が1組の画像データにより駆動される際、露光画像60は、それぞれ、二次元放射アレイ51により表示される画像の拡大コピー、1：1コピー、または縮小コピーである。二次元放射アレイ51がカラー画像を提供する場合は、露光画像60もカラー内容を有することになる。二次元放射アレイ51がモノクロ画像を提供する場合は、露光画像60もモノクロ画像になる。従って、簡単で、コンパクトな、モノクロまたはカラーのプリンティング装置のために、適当なタイプの感光媒体22を二次元放射アレイ51と合わせることが可能となるだろう。カラー放射アレイ51がモノクロ媒体で用いられる場合、媒体応答に合った光放射を伴うアレイ要素だけが駆動され、事実上、ハードウェア変更を要すことなく、淡色内で選択可能なプリンティング装置が提供される。
【００４１】
多くのタイプの感光フィルム、および異なる画像化アプリケーションに対して、特定次元のフォーマットが必要である。二次元放射アレイ51により形成された画像と露光画像60との間には、ピクセルの一対一対応があるので、特定の高さ：幅のアスペクト比を有する、所望のプリントフォーマットの露光画像60を提供するために、アレイピクセル要素の異なるグルーピングが駆動可能である。このように、ハードウェアを全く複雑化することなく、複数のフォーマットのプリンティングが達成される。例えば、図l0aに示されるように、図l0aに陰影をつけられた領域として表される、活性化アレイ要素グループ72を含むピクセルが、画像データと共に駆動され、陰影をつけられていない領域に表される不活性アレイ要素グループ74が、非駆動のまま残る場合、二次元放射アレイ51は「肖像」モードでのプリントに使用される。図l0bは、放射アレイ51が「風景」モードでのプリントに使用される並列ケースを示している。若干の場合には、二次元放射アレイ51は、複数の画像の同時形成を可能とする程度のピクセル数を持っていてもよい。例えば、図3を参照すると、1つの二次元放射アレイ51が、2つのより小さな並列画像を含む、2‐アップまたは二重の露光画像60を形成するよう駆動される、配置が示されている。二次元放射アレイ51の駆動機構を適切に変更すれば、複数の画像の他のプリンティング配置が同様に可能となる。
【００４２】
複数アレイプリンティング
複数の二次元放射アレイ51を用いると、画質を改善し、画像化可能領域の大きさを増し、さらにピクセル濃度を増加させる利点を有することも可能である。1つの例として、図4では、1対の二次元放射アレイ5la、51bを使用することにより、2つの露光画像60a、60bを同時に書き込むことが可能となっている。別々の画像化光学系58a、58bは、図示されたように、2つの放射アレイ5la、51bのために使用可能である。代替的に、単一の、より大きな画像化光学系58(図示せず)を通して、放射アレイ5la、51bの双方が別々の露光画像を形成することも可能であった。2‐アップ露出画像は、いずれの場合も、図3などに示されたように、結果としてより高いピクセル濃度を伴うものとなった。
【００４３】
図5を参照すると、プリント解像度に些かの損失も与えずに、画像領域を増加させる、複数の二次元放射アレイ5la、51bの配備が示されている。ビームスプリッタキューブなどのビームコンバイナ101を用いて、複数の露光画像60a、60bを隣接させ、その結果、より大きな合成画像を形成するため、分離画像を一つにステッチする。同じ「画像ステッチング」またはタイリング効果を得るために、図4の配置も代替的に使用可能であろう。しかしながら、ビームコンバイナ101を用いると、各二次元放射アレイ51に対する、別々の画像化光学系58の必要性が排除される。図6を参照すると、ここでは、二次元放射アレイ5la、51bの同様の配備が、合成画像としての露光画像60のために、増加されたピクセル濃度に作用するよう用いられている。二次元放射アレイ5laおよび51bから形成されたインターリービングピクセルにより、合成露光画像60の有効ピクセル濃度、さらに、それによって、プリント解像度は、各次元においても倍にすることが可能である。
【００４４】
また、複数の二次元放射アレイ51を用いると、プリンティング装置10の生産性を上げることも補助可能である。図7を参照すると、ここでは、3つの二次元放射アレイ5la、51b、51cが、媒体搬送の方向に沿い、連続的に並べられている。この配置により、二次元放射アレイ5la、51b、51cは、3つの露光画像：それぞれ60a、60b、60cを同時に生成するよう、感光媒体22上に画像化する。3つの露光画像60a、60b、60cを、このようにして同時にプリントすることにより、プリンティング装置10のプリント率は事実上3倍となる。
【００４５】
同様に、放射アレイのマトリクスは、例えば、大きな幅の媒体が用いられるところなどのように、スループット生産性を実質的に増加させるために使用可能である。図8には、マトリクス配置を用いた、1つの実施例が示されている。各々が画像データで駆動される、放射アレイ51a、51b、51c、51dの2×2マトリクスは、4つの画像フレーム60a、60b、60c、60dを、それぞれ幅の広い感光媒体22上に同時にプリントする。代替的に、図8に示された点線により区切られる画像化平面において、並列した状態で置かれた、感光媒体22の2つのより狭いセグメントが使用可能であった。この場合、図1の参照に戻ると、媒体供給キャニスター41は、同一または異なる幅の2つの媒体ロールを受け、さらに、同時に双方の媒体セグメントを供給するよう適合されている。媒体搬送装置38、および媒体巻取りキャニスター42は、感光媒体22における同時画像化を提供するために、媒体供給キャニスター41と共働するよう、同様に適合させることが出来る。図7および図8は、複数の露光画像60の同時プリンティングのために配置される複数の二次元放射アレイの、多くの可能な配置のうちの2つを示している。他の実施例では、例えば、生産性向上に作用するように、二次元放射アレイ51を伴う、ビームスプリッティング要素および/またはビームコンバイニング要素の使用が可能となった。複数の二次元放射アレイ51が用いられるすべての場合に、制御論理プロセッサ12内の画像処理ユーティリティは、処理された画像データを、区分画像フレームとして、個々の放射アレイに方向付ける。
【００４６】
ディザされたによるプリンティング
プリンタ10の代替的実施例では、ディザリングは、固有のアレイ解像度を増加させ、アレイ要素の欠損を補償するために使用されてもよい。図11(a)から図11(d)には、二次元放射アレイ51に対するディザリングパターンが示されている。
【００４７】
このアプリケーションでは、ディザリングは、1つの位置で二次元放射アレイ51を画像化し、二次元放射アレイ51を離れたアレイ要素63の部分に位置を変え、それから再画像化することによりなし遂げられる。これを行う際に、複数の画像が作成され、重ね合わせられる。複数の画像を重ね合わせることにより、システムは、アレイ要素の欠損またはドロップアウトを補償するリダンダンシーを得る。さらには、位置間のデータを補間し、かつアップデートすることにより、プリンティング装置10の有効解像度が増加される。図11(a)から図11(d)に描かれている、ディザリング機構の例を参照すると、二次元放射アレイ51は、第1のアレイ要素位置61で最初に位置決めされ、その後、二次元放射アレイ51が画像化される(図11(a))。二次元放射アレイ51は、その後、アレイ要素の半分、すなわち、第1のアレイ要素位置から半ピクセル横方向にずれた、第2のアレイ要素位置62(図11(b))へ移動する。その後、二次元放射アレイ51が、第2のアレイ要素位置62で画像化される。次に、二次元放射アレイ51は、前の第2のアレイ要素位置62から、変調器部位の半分だけ縦方向にずらされるが、これは、第1のアレイ要素位置61から、第3のアレイ要素位置64へ斜めにずれることを意味する(図11(d))。二次元放射アレイ51は、その後画像化され、感光媒体22は再露光される。二次元放射アレイ51は、その後、第3のアレイ要素64から横方向にずらされた、第4のアレイ要素位置65へと移動される (図11(c))。そして、感光媒体22が、この位置で露光される。このパターンを用いることにより、書き込みデータの量は、事実上、4倍増加することになる。これは、画像解像度を増加させ、画像をさらにシャープにする手段を提供するのに役立つ。
【００４８】
図9を参照すると、ここでは、1つ以上のアクチュエータ26が、図11(a)から図11(d)のシーケンスに示されたディザリング効果を達成するために、少なくとも一方向に対し、二次元放射アレイ51を1ピクセルの距離の若干の部分を動かす、ディザリング配置が示されている。アクチュエータ26は、例えば、圧電アクチュエータ、または他の機械的アクチュエータであってもよい。ディザリング効果は、図2から図8に示された書き込み構成のいずれかにおいて、1つ以上の二次元放射アレイ51を動かすために、アクチュエータ26を用いることで、同様に得ることが可能である。
【００４９】
上述したように、1つの実施例は、OLED装置、小分子および重合体ベース(PLED) の装置を含むグループ化を用いている。例えば、無機発光ダイオードに基づく装置を含む、他のタイプの二次元放射アレイ51が使用可能であった。画像化技術においてよく知られた技術を用いることにより、多数の画像化光学系58配置が可能となる。モノクロおよびカラーの双方の露光画像60が、形成可能であった。
【００５０】
感光媒体22は、フィルム、紙、または他の何らかの画像受け取り媒体であってもよい。その上に形成された潜像は、直接プリンティング時に形成可能、または従来の薬浴現像を用い、熱エネルギーを用いて、または何らかの他の方法を用いて現像可能であろう。
【００５１】
従って、提供されるものは、デジタル画像ソースからの画像を、1つ以上の二次元放射アレイ51を用いて、適切なフォーマットで感光媒体22上へプリントする、プリンティング装置10である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に従う、画像フレームをプリントする装置の概略図である。
【図２】単一の放射アレイ（emissive array）を伴う簡単な配置を示す斜視図である。
【図３】複数の並列画像をプリントすることが可能な、単一の放射アレイを示す斜視図である。
【図４】同一媒体上への同時画像化のための、2つの放射アレイの使用を示す斜視図である。
【図５】2つ以上の放射装置（emissive device）からの出力が、いかにして結合され得るかを示す斜視図である。
【図６】画像解像度を上げるために、2つ以上の放射装置からの出力が、いかにしてインターリーブされ得るかを示す斜視図である。
【図７】高められた生産性で、2つ以上の放射装置からの出力が、いかにして画像のプリンティングに用いられ得るかを示す斜視図である。
【図８】4つ以上の放射装置からの出力が、いかにして効率的な画像同時プリンティングに用いられ得るかを示す斜視図である。
【図９】ディザリングを提供する配置を示す斜視図である。
【図１０ａ】「肖像」モードで画像を表示させるために、いかにして二次元放射アレイのアレイ要素が、グループとして選択的に駆動されるかを示す斜視図である。
【図１０ｂ】「風景」モードで画像を表示させるために、いかにして二次元放射アレイのアレイ要素が、グループとして選択的に駆動されるかを示す斜視図である。
【図１１】4つの明確な画像位置を用いた、二次元放射アレイのディザリング効果を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  プリンティング装置、１２  制御論理プロセッサ、１６  画像データ、１８  プリントコマンド、２０  識別子、２２  感光媒体、３６  露光領域、３８  媒体搬送装置、４１  媒体供給キャニスター、４２  媒体巻取りキャニスター、５１  二次元放射アレイ、８０  センサ。
【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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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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