(57)【要約】【課題】同時に駆動される光シャッタ素子の多寡に拘わらず同一階調での出力光量に差が出ないようにし、良好な階調再現性を達成できる固体走査型光書込み装置を得る。【解決手段】電気光学効果を有する複数の光シャッタ素子を主走査方向に並置し、ＬＥＤから放射された光を、光シャッタ素子のオン／オフにて変調し、感光材上に画像を形成する固体走査型光書込み装置。光源であるＬＥＤはオンタイミングから５０μｓまでその立ち上がり特性を緩和するように制御される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する複数の光シャッタ素子を主走査方向に並置した光シャッタモジュールと、
１画素の描画に割り当てられた書込み時間内で発光制御可能であって前記光シャッタ素子に光を照射する光源と、
前記光源を制御するための光源駆動手段と、
それぞれの光シャッタ素子のオン／オフを画像データに応じて変調するための光シャッタ駆動手段と、を備え、
前記光源駆動手段は、階調が高くなるに伴って光源に供給される電流が増加するように制御する回路を含むこと、
を特徴とする固体走査型光書込み装置。
【請求項２】
階調が高くなるに伴って光源に供給される電流が増加するように制御する回路は時定数回路であることを特徴とする請求項１に記載の固体走査型光書込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体走査型光書込み装置、特に、電気光学効果を有する複数の光シャッタ素子を主走査方向に並置した光シャッタモジュールによって光源から放射された光を変調し、印画紙などの感光材上に画像を描画する固体走査型光書込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、銀塩感材を用いた印画紙やフィルムに画像を形成するための光書込み装置として、発光ダイオードを光源として用い、電気光学効果を有する材料であるＰＬＺＴやＬｉＮｂＯ3からなる光シャッタチップに複数の光変調領域（光シャッタ素子）を形成し、該チップを主走査方向にアレイ状に配設して光をオン／オフ制御する固体走査型光書込み装置が、例えば、特許文献１に開示されている。光シャッタ素子には駆動のために個別電極と共通電極とが設けられている。
【０００３】
しかしながら、この種の光書込み装置にあっては、グレー階調を描画する場合、主走査方向において同時に駆動する素子の多寡により、同一階調の描画であるにも拘わらず、画像に濃度差が現れてしまうという問題点を有していた。
【０００４】
これは、ＰＬＺＴチップに設けた共通電極が高いインピーダンスを持っているため、光シャッタ素子のオン／オフ時において、素子にその充放電により電流が発生し、その結果、光シャッタ素子に印加される駆動電圧が過度的に変動することに起因する。特に、同時に駆動される光シャッタ素子の数が多くなると、シャッタ素子のオン／オフ時の過度電流が大きくなって印加電圧値が変化し、描画される階調が変化してしまう。
【特許文献１】特開２００３−１１４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、同時に駆動される光シャッタ素子の多寡に拘わらず同一階調での出力光量に差が出ないようにし、良好な階調再現性を達成できる固体走査型光書込み装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、電気光学効果を有する複数の光シャッタ素子を主走査方向に並置した光シャッタモジュールと、１画素の描画に割り当てられた書込み時間内で発光制御可能であって前記光シャッタ素子に光を照射する光源と、前記光源を制御するための光源駆動手段と、それぞれの光シャッタ素子のオン／オフを画像データに応じて変調するための光シャッタ駆動手段と、を備え、前記光源駆動手段は、階調が高くなるに伴って光源に供給される電流が増加するように制御する回路を含むこと、を特徴とする。このような回路として、例えば、時定数回路を用いることができる。
【０００７】
本発明者らは、同時にオン／オフされる光シャッタ素子の多寡によって過度電流が変化し、それによって同一階調であっても光出力が変動してしまうことを実験によって確認した。但し、各光シャッタ素子の光量のばらつきを点灯時間で補正することから、実使用上、オフのタイミングは分散されることになり、光出力に対する影響は少ない。そこで、階調特性を損なわない時間内（一般に光シャッタ素子を駆動するドライバの特性によるが、本実験ではオンタイミングから５０μ秒まで）で光源の立ち上がり特性を緩和することにより、即ち、光源駆動手段によって階調が高くなるに伴って光源に供給される電流が増加するように制御することにより、光シャッタ素子の過度電流の変動にも拘わらず同一階調での出力光量を等しくすることができ、良好な階調再現性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る固体走査型光書込み装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【０００９】
（光シャッタ素子の駆動原理、図１参照）
まず、ＰＬＺＴからなる光シャッタ素子の駆動原理について図１を参照して説明する。ＰＬＺＴからなる光シャッタチップ１２上に設けた一対の電極１５，１６（電極１５を個別電極、電極１６を共通電極とする）に電圧を印加して電界を発生させることで、ＰＬＺＴに複屈折を生じさせ、前段に配置した偏光子６を通じて光変調領域（光シャッタ素子）１２ａに入射した光を９０°偏光させ、光シャッタ素子１２ａから出射した光が検光子７を通過する。一方、電界が発生していない場合、偏光子６を通過した光は偏光されることなく光シャッタ素子１２ａを透過し、検光子７で遮られてしまう。
【００１０】
このような光シャッタ素子１２ａにおいては、入射光を９０°偏光させたときに最大の出力光量を得ることができ、このときの駆動電圧値を半波長電圧と称する。また、画像の階調は各素子１２ａごとに半波長電圧を印加する時間を変調すること、即ち、パルス幅変調を行うことで再現する。
【００１１】
（固体走査型光書込み装置の概略構成、図２参照）
図２に固体走査型光書込み装置の一例を示す。この固体走査型光書込み装置は、印画紙や感光フィルムなどの記録媒体上に画像を形成するためのプリントヘッドとして構成したもので、概略、光源ユニット１と、光ファイバアレイ５と、偏光子６と、光シャッタモジュール１０と、検光子７と、結像レンズアレイ８とで構成されている。
【００１２】
光源ユニット１は、描画光であるＲＧＢの三色に分けられた複数のＬＥＤ群１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから放射された光を、ダイクロイックミラー２Ｒ，２Ｇ，２Ｂでそれぞれ反射／透過させて光ファイバアレイ５の入射端部５ａに導く。ＬＥＤ群１Ｒ，１Ｇ，１Ｂのオン／オフは駆動回路４にて制御される。
【００１３】
光ファイバアレイ５は、多数の光ファイバ単体を集束したもので、入射端部５ａから入射した光を出射端部５ｂから直線状に出射する。偏光子６と検光子７はクロスニコルに配置され、かつ、各偏光面が各光シャッタ素子１２ａへ印加される電界方向に対して４５°になるように配置されている。
【００１４】
光シャッタモジュール１０は、光シャッタ素子１２ａに対向して光透過用の長穴を形成したアルミナ基板１１上にＰＬＺＴからなる複数の光シャッタチップ１２を主走査方向Ｘに配置し、各光シャッタチップ１２に形成されている個々の光シャッタ素子１２ａをドライバＩＣ１３にて駆動する。なお、この種の電気光学効果を有する光シャッタ素子１２ａを階調を有する画像データに基づいてオン／オフ駆動し、ＲＧＢの３色の光によって印画紙上にカラー画像を形成する基本的な方法は従来周知であり、その説明は省略する。
【００１５】
（駆動回路、図３参照）
ここで、ドライバＩＣ１３の構成について図３を参照して説明する。このドライバＩＣ１３は、ｎ個のＩＣをラダーチェーンで接続して使用するものである。各ＩＣは６４ドットの光シャッタ素子１２ａを駆動するように構成され、１０ビットのシフトレジスタ４１、１０ビットのラッチ用レジスタ４２、１０ビットのコンパレータ４３、１０ビットのカウンタ４４を備えている。
【００１６】
画像データＤＡＴＡはシフトクロック信号ＳＣＬＫに同期してシフトレジスタ４１へ転送され、ストローブ信号ＳＴＢでラッチ用レジスタ４２にラッチされる。これによって、各画素の階調数がセットされる。基準クロック信号ＣＣＬＫはカウンタ４４でカウントされ、コンパレータ４３はラッチされた値とカウンタ値とを比較し、両者が一致した時点で光シャッタ素子１２ａへの制御出力を停止する。また、カウンタ４４はリセット信号ＣＬによってリセットされる。各光シャッタ素子１２ａはコンパレータ４３の出力に基づいてオン／オフを実行する図示しないレベルシフタと高圧ドライバによって制御される。ちなみに、本実施例では、１０ビットで１０２４階調を再現する。
【００１７】
（時定数回路、図４参照）
本実施例において、光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）は、以下に説明するように、点灯時の立ち上がり特性を緩和するように、換言すれば、階調が高くなるに伴ってＬＥＤに供給される電流が増加するように制御される。このような制御のために、駆動回路４には例えば時定数回路４ａが組み込まれている。
【００１８】
時定数回路４ａは、図４に示すように、ＬＥＤのアノードに電圧ＶＰが印加され、カソードはスイッチング素子（電界効果トランジスタ）Ｓ及び抵抗Ｒ１を介してグランドに接続されている。アンプＡの入力部には抵抗Ｒ２とコンデンサＣとが接続され、出力部にはスイッチング素子Ｓが接続されている。
【００１９】
（光シャッタ素子の立ち上がり特性、図５参照）
ところで、前記光シャッタ素子１２ａは、共通電極が高いインピーダンスを持っているため、光シャッタ素子１２ａのオン／オフ時において、素子１２ａでは充放電による過度電流が大きくなり、印加電圧値が変化して光出力が変動するという問題点を有している。
【００２０】
本発明者らの実験で得た結果によれば、同時に駆動される素子１２ａの多寡によって光出力特性が変動することが明らかになった。このような現象は同一の階調データであっても画像に濃度差が現れることにつながる。
【００２１】
図５には、光シャッタ素子１２ａをオンしてからの時間（μ秒、以下μｓと記す）に対する素子１２ａの光出力（左縦軸、単位ｍＶ）と共通電極電圧（右縦軸、単位Ｖ）の変化を示す。曲線Ａは１２８個の素子を同時に駆動したときの光出力特性を示し、曲線Ｂは５１２０個の素子を同時に駆動したときの光出力特性を示す。また、曲線Ａ’は１２８個の素子を同時に駆動したときの共通電極電圧を示し、曲線Ｂ’は５１２０個の素子を同時に駆動したときの共通電極電圧を示す。
【００２２】
曲線Ｂ’から明らかなように、多数の素子を同時に駆動すると、立ち上がり時に共通電極電圧の変動が激しくなり（過度電流）、曲線Ｂに示されているように光出力が若干低くなる。
【００２３】
そこで、本実施例では、ＬＥＤの駆動回路４に前記時定数回路４ａを組み込むことにより、階調が高くなるに伴って（オン後の印加時間が経過するに伴って）ＬＥＤに供給される電流が増加するように制御することとした。この場合、光シャッタ素子１２ａの立ち上がり特性を損なわない範囲でＬＥＤの立ち上がり特性を緩和することが必要となる。これにて、同時に駆動される素子の多寡に拘わらず同一階調での出力光量を等しくすることができ、良好な階調再現性を得ることができる。なお、図５から明らかなように、ＬＥＤの立ち上がり特性を緩和する時間はオンタイミングから５０μｓまでである。
【００２４】
また、各光シャッタ素子１２ａの立ち上がり特性が実際上の光出力特性に寄与することはないので、モジュール１０を組み立てる際に光シャッタチップ１２の特性を揃えるグルーピング作業での歩留まりが向上する。
【００２５】
（制御例、図６参照）
図６にＬＥＤ及び光シャッタ素子の一制御例を示す。各素子あるいはまとまった幾つかの素子に対してクロック信号ＣＣＬＫを１クロックずつ遅延させて駆動する。なお、遅延させるクロック数は１クロックに限らない。各クロック信号ＣＣＬＫに付された数字は階調数であり、最高階調は１０２３である。ここでは、グレー階調を描画する場合のクロック信号ＣＣＬＫ０に関するＬＥＤの出力、光シャッタ素子の駆動及びそれに対する光出力を示している。
【００２６】
同時に駆動される素子の多寡によって素子の立ち上がり時の光出力に差異が生じることになるが（図５参照）、ＬＥＤのオンタイミングから５０μｓだけ立ち上がり特性を緩和することにより、その差異が抑制される。なお、ＬＥＤは最終端の素子に対するクロック信号ＣＣＬＫＮの第１０２３階調の信号に対応してオフされる。
【００２７】
また、本制御例のごとく、各素子に対してはクロック信号ＣＣＬＫを遅延させる分散駆動を採用することにより、オン／オフタイミングがずれることになり、駆動する光シャッタ素子１２ａの多寡があったとしても、過度電流の差異に起因する光出力の差異を解消することができる。
【００２８】
（他の実施例）
なお、本発明に係る固体走査型光書込み装置は前記実施例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できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】光シャッタ素子の駆動原理を示す説明図である。
【図２】本発明に係る固体走査型光書込み装置の一例を示す斜視図である。
【図３】光シャッタ素子のドライバＩＣを示すブロック図である。
【図４】光源駆動回路に組み込まれている時定数回路を示すブロック図である。
【図５】光シャッタ素子の立ち上がり特性を示すグラフである。
【図６】光源と光シャッタ素子の一制御例を示すタイミングチャート図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…光源ユニット
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ…ＬＥＤ群
４…光源駆動回路
４ａ…時定数回路
１０…光シャッタモジュール
１２…光シャッタチップ
１２ａ…光シャッタ素子
１３…ドライバＩＣ
【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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