(57)【要約】【課題】光シャッタ素子を駆動するに際して最適な駆動電圧を印加することができ、光出力の安定化、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１２ａを主走査方向に並置し、光源から放射された光を、光シャッタ素子１２ａ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。光シャッタ素子１２ａに印加する電圧値を１画素の描画に割り当てられた書込み時間内において変化させる。【選択図】図１
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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、
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、
前記光シャッタ駆動手段は、前記光シャッタ素子に印加する電圧値を１画素の描画に割り当てられた書込み時間内において変化させること、
を特徴とする固体走査型光書込み装置。
【請求項２】
前記光シャッタ駆動手段は、前記光シャッタ素子に印加する電圧値を１画素の書込み時間内において時間の経過に伴って低下させていく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。
【請求項３】
前記光シャッタ駆動手段は、前記光シャッタ素子に印加する電圧値を１画素の書込み時間内において段階的に変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２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】
ＰＬＺＴシャッタ素子は、駆動電圧値に対して光出力光量が変化し、最大の光量が得られる電圧を半波長電圧と称し、通常はこの半波長電圧を印加して駆動していた。階調制御を行う場合は、全階調の半分の階調において光量が最大となる電圧値を最適駆動電圧としていた。例えば、１０ビットで１０２４階調を再現する場合は第５１２階調で光量が最大となる電圧を印加していた。
【０００４】
しかしながら、半分の中間階調において光量が最大となる電圧が全ての階調において最大光量が得られる最適な駆動電圧ではない。また、ＰＬＺＴチップに設けた共通電極は高いインピーダンスを持っているため、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という問題点を有していた。
【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、光シャッタ素子を駆動するに際して最適な駆動電圧を印加することができ、光出力の安定化、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、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、前記光シャッタ駆動手段は、前記光シャッタ素子に印加する電圧値を１画素の描画に割り当てられた書込み時間内において変化させること、を特徴とする。
【０００７】
本発明者らは、１画素の描画に割り当てられた書込み時間内で光シャッタ素子の駆動電圧値を種々に変えて光出力との関係を実験に基づいて把握し、その結果から光シャッタ素子に印加する電圧値を１画素の書込み時間内において変化させることで、光出力が安定し、かつ、良好な階調再現性を得ることができた。
【０００８】
本発明に係る固体走査型光書込み装置において、光シャッタ駆動手段は光シャッタ素子に印加する電圧値を１画素の書込み時間内において時間の経過に伴って低下させていくことが好ましい。また、光シャッタ駆動手段は光シャッタ素子に印加する電圧値を１画素の書込み時間内において段階的に変化させ、即ち、デジタル的に制御してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
（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。
【００１１】
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。
【００１２】
（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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
（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。
【００１７】
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。
【００１８】
（最適駆動電圧とその制御、図４〜図７参照）
ところで、前記光シャッタ素子１２ａに印加する駆動電圧値に関して、本発明者らは以下の実験を行った。まず、５５〜７６Ｖの範囲で０．５Ｖごとに駆動電圧値を変化させ、それぞれの駆動電圧値ごとに印加時間（マイクロ秒、以下μｓと記す）に対する光出力（ｍＶ）を測定したところ、図４に示す結果を得た。図４から明らかなように、光出力（ｍＶ）は一定値の駆動電圧を印加したとしても、印加時間に応じて非線形な特性で変化する。
【００１９】
図４における各駆動電圧（Ｖ）に対する光量積分値（Ｖ）（光出力波形の面積）を図５に示す。図５からは、半波長電圧（約６５Ｖ）の前後数Ｖの範囲で出力光量が安定していることが分かる。
【００２０】
次に、図４の光出力波形における５μｓごとの印加時間（μｓ）に着目して駆動電圧と光量積分値の関係を捉え直したところ、図６に示す結果を得た。これにより、各印加時間に対してもそれぞれ異なる最適な駆動電圧（半波長電圧）が存在することが分かる。
【００２１】
そこで、各印加時間（μｓ）における最適駆動電圧（半波長電圧）をプロットすると、図７に示す特性が得られる。即ち、光シャッタ素子１２ａの光出力が最も安定する半波長電圧は、１画素の描画に割り当てられた書込み時間内において図７に示す特性で変化していく。
【００２２】
従って、前記光シャッタ素子１２ａを駆動する際、図１に示すように、電源２０に電圧制御回路２１を設け、駆動電圧値を１画素の描画に割り当てられた書込み時間内において図７に示す特性に基づいて時間の経過に伴って低下させる制御を実行する。これにて、光出力を線形で安定させることができ、かつ、階調特性が向上する。
【００２３】
１画素の書込み時間内においては、駆動電圧値を連続的に変化させてもよく、あるいは、パルス波形的に段階的に変化させてもよい。
【００２４】
（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】
【００２５】
【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】種々の駆動電圧に関する電圧印加時間と光出力との関係を示すグラフである。
【図５】駆動電圧と光出力の積分値との関係を示すグラフである。
【図６】種々の印加時間に関する駆動電圧と光波形面積との関係を示すグラフである。
【図７】印加時間と最適駆動電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１…光源ユニット
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ…ＬＥＤ群
４…光源駆動回路
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
２０…電源
２１…電圧制御回路
【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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