(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録光を発する光源と、
一つの方向およびそれと直交する別の方向にそれぞれ相隣接して並ぶ状態にして２次元に配列された複数の画素を有して、前記記録光を変調する２次元空間光変調素子と、
この２次元空間光変調素子の各画素を、一つの画素並び方向には各画素が空隙を置かずに相隣接し画素列を構成する状態にして、別の画素並び方向には各画素間に空隙が生じる状態にして結像する光学系と、
この光学系の結像位置に感光記録媒体を配し、この感光記録媒体を、前記画素列に対して傾いて、かつ前記別の画素並び方向を横切る方向に副走査移動させる副走査手段と、
前記２次元空間光変調素子を、前記画素列の１つの中で相隣接するｊ個（ｊ≧２）の画素からそれぞれ構成される画素群ｋ個（ｋ≧２）によって、前記副走査移動の方向とほぼ直交する主走査方向に並ぶｋ個の画素を記録するように駆動する制御手段とからなる画像記録装置。
【請求項２】
前記光学系が、前記一つの画素並び方向でのみ屈折力を有して前記画素列を全体的に縮小するアナモルフィク光学系と、
前記別の画素並び方向でのみ屈折力を有して前記複数の画素を個別に縮小するシリンドリカルレンズアレイ光学系とを含むものであることを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
【請求項３】
前記２次元空間光変調素子の画素列の像が前記感光記録媒体の上で傾くことによる、各画素列同士の記録時間のずれを補償するように、該２次元空間光変調素子の画素列の間で駆動時間にディレイが設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像記録装置。
【請求項４】
前記２次元空間光変調素子の複数の分割領域に相異なる色のカラーフィルターが取り付けられ、各カラーフィルターを通過した記録光によりカラー感光記録媒体の同一箇所を照射して、該感光記録媒体にカラー画像を記録可能とされていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の画像記録装置。
【請求項５】
前記光源として相異なる波長の光を発する複数の光源が用いられ、該複数の光源がカラー感光記録媒体の副走査送りと同期して時分割駆動されて、該感光記録媒体にカラー画像を記録可能とされていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の画像記録装置。
【請求項６】
前記画素群と画素群との間に、画像記録に使用しない画素が存在することを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の画像記録装置。
【請求項７】
前記画素群の中の複数の画素が、所要の露光量が最小の場合は画素群中央部の１つの画素が光通過状態となり、所要の露光量の増大につれて次第に画素群端部側の画素が光通過状態となるように駆動されることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の画像記録装置。
【請求項８】
一つの方向およびそれと直交する別の方向にそれぞれ相隣接して並ぶ状態にして２次元に配列された複数の画素を有する２次元空間光変調素子により記録光を変調し、感光記録媒体に記録する方法であって、次の工程
ａ）前記２次元空間光変調素子の各画素を、一つの画素並び方向には各画素が空隙を置かずに相隣接し画素列を構成する状態にして、別の画素並び方向には各画素間に空隙が生じる状態にして、該２次元空間光変調素子の像を感光記録媒体上に形成する、
ｂ）前記画素列の１つの中で相隣接するｊ個（ｊ≧２）の画素からそれぞれ構成される画素群ｋ個（ｋ≧２）によって、感光記録媒体の一方向に並ぶｋ個の画素を記録する、
ｃ）前記感光記録媒体を、前記画素列に対して傾いた方向に副走査移動させて記録する、
を含むことを特徴とする画像記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次元空間光変調素子を利用した画像記録方法および装置に関し、特に詳細には、２次元空間光変調素子の複数の画素によって１記録画素を多重記録するようにした画像記録方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光変調素子を利用して感光記録媒体に画像を記録する画像記録装置が種々提供されている。それらは、ＬＥＤアレイに代表される１次元光変調素子を利用して感光記録媒体をライン状に感光させ、それとともにこのラインとほぼ直交する方向に１次元光変調素子と感光記録媒体とを相対移動させて副走査を行なうタイプのものと、液晶パネル等の２次元空間光変調素子による像を感光記録媒体に投影していわゆる面露光を行なうタイプのものに大別される。
【０００３】
例えば特開平７−２２３３３７号公報には前者のタイプの画像記録装置の一例が、また特開平８−３３４８３８号公報には後者のタイプの画像記録装置の一例が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の１次元光変調素子を利用する従来の画像記録装置においては、光変調素子の画素の特性にムラが存在すると、記録画像に副走査方向に走るスジムラが現れて画質が損なわれるという問題が認められる。
【０００５】
一方、２次元空間光変調素子を利用する従来の画像記録装置においては、空間光変調素子の画素数が少ないと記録画像の画素（以下、これを空間光変調素子の画素と区別するために「記録画素」と称する）の数も当然少なくなるので、高精細、高画質の画像を記録するのは難しいという問題が認められる。
【０００６】
そこで、画素数が比較的少ない２次元空間光変調素子を利用して高精細、高画質の画像を記録するために、画像を１度露光する毎に２次元空間光変調素子と感光記録媒体とを相対的にずらして、記録済みの記録画素の間を埋める形で新たな記録画素を書き込む、いわゆる画素ズラシによる多重露光法も知られている。しかし、これを実行するためには、画素ズラシを行なう機構が必要になって画像記録装置が複雑化してしまう。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、画素数が比較的少ない２次元空間光変調素子を利用しても高精細、高画質の画像を記録可能で、また副走査方向に走るスジムラの発生も防止できる画像記録方法および装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像記録装置は、２次元空間光変調素子と感光記録媒体とを、２次元空間光変調素子の画素並び方向に対して傾いた方向に相対移動させて副走査を行ない、それにより主走査方向（副走査方向とほぼ直交する方向）の記録画素数を高めるとともに、主走査方向に並ぶ記録画素の各々をそれぞれ複数の画素により記録してスジムラの発生を抑えるようにしたものである。
【０００９】
すなわち、より具体的に本発明の画像記録装置は、
記録光を発する光源と、
一つの方向およびそれと直交する別の方向にそれぞれ相隣接して並ぶ状態にして２次元に配列された複数の画素を有して、前記記録光を変調する２次元空間光変調素子と、
この２次元空間光変調素子の各画素を、一つの画素並び方向には各画素が空隙を置かずに相隣接し画素列を構成する状態にして、別の画素並び方向には各画素間に空隙が生じる状態にして結像する光学系と、
この光学系の結像位置に感光記録媒体を配し、この感光記録媒体を、前記画素列に対して傾いて、かつ前記別の画素並び方向を横切る方向に副走査移動させる副走査手段と、
前記２次元空間光変調素子を、前記画素列の１つの中で相隣接するｊ個（ｊ≧２）の画素からそれぞれ構成される画素群ｋ個（ｋ≧２）によって、前記副走査移動の方向とほぼ直交する主走査方向に並ぶｋ個の画素を記録するように駆動する制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
なお上記の光学系は、例えば、前記一つの画素並び方向でのみ屈折力を有して前記画素列を全体的に縮小するアナモルフィク光学系と、前記別の画素並び方向でのみ屈折力を有して前記複数の画素を個別に縮小するシリンドリカルレンズアレイ光学系とを用いて構成することができる。
【００１１】
また本発明の画像記録装置において、好ましくは、２次元空間光変調素子の画素列の像が前記感光記録媒体の上で傾くことによる、各画素列同士の記録時間のずれを補償するように、該２次元空間光変調素子の画素列の間で駆動時間にディレイが設定される。
【００１２】
他方、本発明の画像記録装置において好ましくは、２次元空間光変調素子の複数の分割領域に相異なる色のカラーフィルターが取り付けられ、各カラーフィルターを通過した記録光によりカラー感光記録媒体の同一箇所を照射して、該感光記録媒体にカラー画像を記録可能とされる。
【００１３】
また、前記光源として相異なる波長の光を発する複数の光源が用いられ、該複数の光源がカラー感光記録媒体の副走査送りと同期して時分割駆動されて、該感光記録媒体にカラー画像を記録可能とされてもよい。
【００１４】
さらに、本発明の画像記録装置において好ましくは、前記画素群と画素群との間に、画像記録に使用しない画素が設定される。
【００１５】
一方、前記画素群の中の複数の画素は、所要の露光量が最小の場合は画素群中央部の１つの画素が光通過状態となり、所要の露光量の増大につれて次第に画素群端部側の画素が光通過状態となるように駆動されることが望ましい。
【００１６】
また、本発明による画像記録方法は、一つの方向およびそれと直交する別の方向にそれぞれ相隣接して並ぶ状態にして２次元に配列された複数の画素を有する２次元空間光変調素子により記録光を変調し、感光記録媒体に記録する方法であって、次の工程
ａ）前記２次元空間光変調素子の各画素を、一つの画素並び方向には各画素が空隙を置かずに相隣接し画素列を構成する状態にして、別の画素並び方向には各画素間に空隙が生じる状態にして、該２次元空間光変調素子の像を感光記録媒体上に形成する、
ｂ）前記画素列の１つの中で相隣接するｊ個（ｊ≧２）の画素からそれぞれ構成される画素群ｋ個（ｋ≧２）によって、感光記録媒体の一方向に並ぶｋ個の画素を記録する、
ｃ）前記感光記録媒体を、前記画素列に対して傾いた方向に副走査移動させて記録する、
を含むことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の効果】
図５は、上記光学系によって結像された画素の列12ｂと感光記録媒体17との関係を示すものである。ここでは一例として、１つの画素列12ｂが２０の画素からなり、ｊ＝５個の画素によってそれぞれ１つの画素群が構成され、この画素群が１つの画素列にｋ＝４個存在するものとする。
【００１８】
もし、２次元空間光変調素子を画素列12ｂの延びる方向と副走査方向が一致する状態に配置したとすると、主走査方向の記録画素数は２次元空間光変調素子の主走査方向画素数（図では５個）と等しくなる。それに対して、図５のように２次元空間光変調素子を傾けて配置した場合は、ｋ＝４個の画素群によって１つの画素を記録するから、１つの画素列当たり４つの画素を記録可能となる。そこで主走査方向全体では、上記主走査方向画素数の４倍（図の例に即せば２０個）の画素が記録でき、高精細、高画質の画像を記録可能となる。
【００１９】
また、１つの記録画素はｊ＝５個の画素によって記録されるから、たとえそれら５個の画素の内の１つ、２つに特性ムラが存在しても、それは他の画素によって緩和され、記録画像に副走査方向に走るスジムラが現れることを防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一つの実施形態による画像記録装置の全体構成を示すものである。この画像記録装置は、記録光10を発する光源11と、２次元に配列された複数の画素12を有して上記記録光10を変調する、例えば液晶パネル等からなる透過型の２次元空間光変調素子13と、画素変形光学系14および結像レンズ15からなる光学系16と、長尺の感光記録媒体17を図中矢印ｙ方向に副走査移動させる副走査手段18とを有している。
【００２１】
上記光源11、２次元空間光変調素子13および副走査手段18の駆動は、それぞれ光源制御部20、空間光変調素子制御部21および副走査送り系制御部22によって制御される。そして光源制御部20、空間光変調素子制御部21および副走査送り系制御部22は、全体制御部23によって制御される。
【００２２】
次に、上記画素変形光学系14について詳しく説明する。図２および図３は、この画素変形光学系14と結像レンズ15からなる光学系16の平面形状および側面形状をそれぞれ示すものである。なお以上の図１〜３および後述する図４においては、便宜上、２次元空間光変調素子13を５×５＝２０の画素12を有するものとして示してあるが、実際の画素数はそれよりも多いものである。
【００２３】
画素変形光学系14は、２次元空間光変調素子13側から順に複数のシリンドリカルレンズアレイ30、シリンドリカルレンズ31、シリンドリカルレンズアレイ32が配設されてなる。シリンドリカルレンズアレイ30および32は、図２に示される面内のみで屈折力を有するシリンドリカルレンズがそれぞれ図示のように２次元空間光変調素子13の横方向画素数と同数だけ、この横方向に並設されてなり、各画素の像12ａを互いの間に空隙が生じる状態に縮小結像する。一方シリンドリカルレンズ31は、図３に示される面内のみで屈折力を有するものであり、２次元空間光変調素子13の縦方向に相隣接して並ぶ画素の像12ａを縮小結像する。ここで、シリンドリカルレンズ31による画素縮小率と、シリンドリカルレンズアレイ30および32による画素縮小率とは、互いに等しく設定されている。
【００２４】
なお、画素変形光学系14にて用いたシリンドリカルレンズ31の代わりに、他のアナモルフィク光学系を用いて、図３に示される面内のみで光を屈折させてもよい。
【００２５】
図４は、以上のことを分かりやすく示すものである。同図（１）は２次元空間光変調素子13における画素の並設状態を、同図（２）はシリンドリカルレンズ31による画素変形像を、そして同図（３）はシリンドリカルレンズアレイ30および32による画素変形像をそれぞれ示している。
【００２６】
以上のようにして形成された画素12の像は、図２および図３に示すように、結像レンズ15によって感光記録媒体17の上に結像投影される。図５は、この感光記録媒体17の上に投影された画素列像12ｂを示すものである。図示の通り長尺の感光記録媒体17は、画素列像12ｂに対して角度θ傾けて配置されており、その長さ方向に送られるようになっている。この感光記録媒体送り方向（矢印ｙ方向）を副走査方向と称し、それに直角な方向（矢印ｘ方向）を主走査方向と称することとする。なお、これらの主走査方向ｘと副走査方向ｙとは、互いに完全に直交する方向から若干ずれて設定されても構わない。
【００２７】
ここで上記角度θは、画素列像12ｂの長さ、間隔をそれぞれＬ、ｐとしたとき、ほぼＬ・tanθ＝ｐの関係を満たす角度とされている。それにより、複数の画素列像12ｂの互いの間に空隙が存在しても、感光記録媒体17を副走査移動させた際にこの感光記録媒体17は、有効主走査幅全域に亘っていずれかの画素像により隙間無く書込みがなされるようになる。
【００２８】
次に図６および図７を参照して、２次元空間光変調素子13の駆動について説明する。なお図６において斜めの列を構成している１つ１つの正方形は、正確には２次元空間光変調素子13の画素12そのものではなくて画素像であるが、説明の簡素化のためにそれらを「画素」として説明する。
【００２９】
本例では、２次元空間光変調素子13の１画素列が２０個の画素12から構成されているものとする。そしてこれら２０個の画素12のうち、相隣接するｊ＝５個の画素からそれぞれ構成される画素群によって１つの画素が記録され、したがって主走査方向には１画素列当たりｋ＝４個の画素が記録されるようになっている。
【００３０】
すなわち図６に示される通り、第１番目の画素列の５個の画素R111，R112，R113，R114，R115によって主走査方向に並ぶ１番目の記録画素ｍ11が記録され、次の５個の画素R121，R122，R123，R124，R125によって主走査方向に並ぶ２番目の記録画素ｍ12が記録され、次の５個の画素R131，R132，R133，R134，R135によって主走査方向に並ぶ３番目の記録画素ｍ13が記録され、次の５個の画素R141，R142，R143，R144，R145によって主走査方向に並ぶ４番目の記録画素ｍ14が記録される。そして、第２番目の画素列の５個の画素R211，R212，R213，R214，R215によって主走査方向に並ぶ５番目の記録画素ｍ21が記録され、以下同様にして、合計で画素列数の４倍の数の記録画素が一方向に並べて記録され、１主走査ラインが記録される。
【００３１】
図７は、上述の記録を行なうために空間光変調素子制御部21によって制御される２次元空間光変調素子13の各画素12の駆動タイミングを示している。図１に示されるように空間光変調素子制御部21は、そこに入力される２次元階調画像を担持する画像信号Ｓに基づいて、各画素12の開閉タイミングおよび開度（透過率）を制御する。図７中の各画素毎のパルス波形が、これらの開閉タイミングおよび、開度に対応した露光量（これはパルス波形の高さによって表される）を示している。なお、例えば記録画素ｍ11に対する全体の露光量は、図中の時間Ｔ11内における画素R111，R112，R113，R114，R115による各露光量を足し合わせたものとなる。他の記録画素に対する全体の露光量も同様である。
【００３２】
上述のように各画素12の開度を変化させるためには、そこへの印加電圧を制御することによって連続的に変化させてもよいし、あるいは一定の開期間内において開状態に維持しておく時間を制御してもよいし、さらには、一定の開期間内において所定周期でパルス状に開く回数を制御してもよい。
【００３３】
なお、相隣接する画素列を駆動開始する時点の間に、図７中にＴｄで示すディレイ時間を設定しておけば、それらの画素列の傾きによる副走査方向の位置ズレを補償して、１主走査ラインをなす複数の記録画素を互いに副走査方向の同位置に記録することができる。
【００３４】
次に図８を参照して、本発明の別の実施形態について説明する。なおこの図８において、既述の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての重複した説明は省略する（以下、同様）。
【００３５】
前述の実施形態では、透過型の２次元空間光変調素子13が用いられていたが、図８に平面形状を示す通りこの実施形態では、反射型の２次元空間光変調素子40が用いられている。このような反射型の２次元空間光変調素子40としては、例えば反射型の液晶パネルや、あるいはＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等を適用することができる。
【００３６】
この２次元空間光変調素子40で反射して、その各画素41による像を担う記録光10はレンズ42、43を介して、図２中のものと同様のシリンドリカルレンズアレイ30に導かれる。それ以降の画素像の変形、縮小および投影は、先の実施形態におけるのと同様になされる。
【００３７】
本発明においては、感光記録媒体上において２次元空間光変調素子の画素列像が副走査方向に対して傾くため、ｊ個の画素による１画素の多重記録に際して、各画素による記録位置が主走査方向にずれ、それにより記録画素幅の増大、記録画素間での干渉が起きる可能性もある。そのようなことを防止するためには、図９（１）に示すように、２次元空間光変調素子の１画素列をなす画素のうちの一部を非使用（同図中でハッチングを付したもの）としても構わない。
【００３８】
そうした場合の記録画素幅は、同図（１）にｄ１で示す幅となる。それに対して２次元空間光変調素子の全画素（この例では１記録画素につき７個）を使用する場合の記録画素幅は、同図（２）にｄ２で示すように大きな幅となる。
【００３９】
また、１つの記録画素を記録するための相隣接するｊ個（ｊ≧２）の画素を、常に互いに等しい開度となるように制御する場合は問題ないが、そうではなく、互いに開度の異なる画素が混在するように制御する場合は、露光量（つまり記録濃度）に応じて画素記録位置が主走査方向に動いてしまうこともある。図１０はこのことを説明するものである。
【００４０】
例えばここでは、相隣接するｊ＝９個の画素で１つの記録画素が記録されるものとし、また、露光量の増大に従って図１０中上側の画素から順次下側の画素が開かれるものとする。そのようにすると、露光量が比較的少ない場合は例えば同図（１）に示すように最上部の１つの画素のみが開かれ、比較的低濃度の記録画素は副走査方向内で比較的図中左側に中心が位置するように記録される。それに対して、露光量が比較的多い場合は例えば同図（２）に示すように全ての画素が開かれ、比較的高濃度の記録画素は上記の場合よりも図中右側に中心が位置するように記録されることになる。
【００４１】
この不具合を防止するためには、露光量が最少の場合にはｊ＝９個の画素のうち中央の画素を開き、露光量の増大に応じてそこから順次より端部側の画素を開かせるように２次元空間光変調素子の駆動を制御すればよい。
【００４２】
以上、モノクロの階調画像を記録する実施形態について説明したが、本発明の画像記録装置はカラーの階調画像を記録するように構成することも可能である。以下図１１および図１２を参照して、そのように構成した実施形態について説明する。
【００４３】
図１１は、カラーの階調画像を記録するために形成された２次元空間光変調素子50を示すものである。この２次元空間光変調素子50は、２次元的に配設された複数の画素51を有する一方、図中縦方向において分けられた３つの領域に、それぞれ赤色フィルター52Ｒ、緑色フィルター52Ｇ、青色フィルター52Ｂが被着されてなるものである。
【００４４】
上記２次元空間光変調素子50と、例えば図２および図３に示した光学系16とを組み合わせることにより、図１２に示すようにこの光変調素子50の画素列の像をカラー感光記録媒体53の上に結像投影することができる。図中、54Ｒが赤色の画素列像、54Ｇが緑色の画素列像、54Ｂ青色の画素列像である。そしてカラー感光記録媒体53を副走査移動させることにより、カラー感光記録媒体53の同一箇所を赤色光、緑色光、青色光で順次露光して、この記録媒体53にカラー画像を記録することができる。
【００４５】
なおカラー画像を記録するためには、上述のような色フィルターを用いる他に、３色光源を用い、それらをカラー感光記録媒体の副走査送りと同期させて時分割駆動して、３色光による露光を行なうようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による画像記録装置を示す概略斜視図
【図２】上記画像記録装置の一部を示す平面図
【図３】上記画像記録装置の一部を示す側面図
【図４】上記画像記録装置の画素変形光学系の作用を説明する図
【図５】上記画像記録装置における画素像と感光記録媒体との関係を示す図
【図６】上記画像記録装置における２次元空間光変調素子の駆動方法を説明する図
【図７】上記画像記録装置における２次元空間光変調素子の駆動方法を説明する図
【図８】本発明の別の実施形態に用いられる光学系の平面図
【図９】本発明における２次元空間光変調素子の別の駆動方法を説明する図
【図１０】本発明における２次元空間光変調素子のさらに別の駆動方法を説明する図
【図１１】本発明の別の実施形態に用いられる２次元空間光変調素子の正面図
【図１２】図１１の２次元空間光変調素子による画素像と感光記録媒体との関係を示す図
【符号の説明】
10    記録光
11    光源
12    ２次元空間光変調素子の画素
12ａ  画素像
12ｂ  画素列像
13    ２次元空間光変調素子
14    画素変形光学系
15    結像レンズ
16    光学系
17    感光記録媒体
18    副走査手段
20    光源制御部
21    空間光変調素子制御部
22    副走査送り系制御部
23    全体制御部
30、32    シリンドリカルレンズアレイ
31    シリンドリカルレンズ
40、50    ２次元空間光変調素子
51    ２次元空間光変調素子の画素
52Ｒ  赤色フィルター
52Ｇ  緑色フィルター
52Ｂ  青色フィルター
53    カラー感光記録媒体
54Ｒ  赤色の画素列像
54Ｇ  緑色の画素列像
54Ｂ  青色の画素列像
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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