(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の点燈を制御する光源制御手段と、
液晶を駆動する液晶駆動手段と、
前記液晶駆動手段により液晶を駆動するタイミングと前記光源制御手段により光源を点燈するタイミングとを制御する制御手段とを備え、
前記光源制御手段による光源の点燈時の液晶が不安定な状態である期間は光量を段階的に増加させ、液晶が不安定な状態である期間以降は一定した光量にすることを特徴とする液晶制御装置。
【請求項２】
光源の点燈を制御する光源制御手段と、
液晶を駆動する液晶駆動手段と、
前記液晶駆動手段により液晶を駆動するタイミングと前記光源制御手段により光源を点燈するタイミングとを制御する制御手段とを備え、
前記光源制御手段による光源の点燈時の液晶が不安定な状態である期間は光源をパルス状に点燈させ、液晶が不安定な状態である期間以降はゲート状に点燈するようにすることを特徴とする液晶制御装置。
【請求項３】
前記光源に自発光素子を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶制御装置。
【請求項４】
前記液晶における液晶層の厚みを３．０μｍ以下とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液晶制御装置。
【請求項５】
前記液晶をポジ型ＴＮ液晶で構成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液晶制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶を駆動制御することにより、例えば液晶を用いた感光体等への露光、あるいはディスプレイとしての表示を行なうための液晶制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、例えば、特開平７−２５６９２８号公報に示された従来の液晶駆動装置用のプリントヘッド構成を示す斜視図である。
図において、ハロゲン点光源１００からの白色光はカラー液晶シャッター１０１により、赤、緑、青色の光に分離され、時間をずらして連続的にアクリルロッド１０２の端面に照射される。
ここでアクリルロッド１０２は光の出射面を除いてアルミなどが蒸着された反射箔で覆われており、その端面から入射した光を線状光に変えて下面に放射する働きを持っている。
従って、白黒シャッターアレイ１０３には赤、緑、青色の線状光が時間をずらして連続的に照射される。
【０００３】
白黒シャッターアレイ１０３内には赤、緑、青色に対応した３列の画素列があるが、それぞれ指定されたカラー光のみ透過可能であるように駆動される。
例えば、赤色の線状光が照射されるときには、赤色に対応した画素列のみ透過可能で、他の２列の画素列は遮蔽状態に保たれる。
そして、白黒シャッターアレイ１０３で変調された赤、緑、青の各線状光はセルフォックレンズアレイ１０４によって、感光紙１０５上に結像される。
この時、感光紙１０５の白黒液晶シャッターアレイ１０３に対する相対的な移動により、赤、緑、青色の各線状光は感光紙１０５上の同一の場所で順次露光され、２次元のプリント画像が得られる。
【０００４】
従来の液晶駆動装置用のプリントヘッドでは、上記のようにして感光紙に露光を行ない階調画像を形成しており、上記２種類の液晶シャッタ（カラー液晶シャッター１０１及び白黒シャッターアレイ１０３）には、プリント高速化を達成するために、１０キロヘルツ程度の交流電圧の印加によってミリ秒単位で高速応答するＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）型液晶や強誘電性液晶などを用いるのが一般的である。
【０００５】
一方、液晶シャッタを用いたディスプレイは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）とも呼ばれ、２枚のガラス基板の間に液晶を挿入すると共に（ガラス基板間隔は約５μｍ）、上下のガラス基板が合わさらないようにスペーサが挿入されて構成されている。そして、一般的には上下のガラス基板にそれぞれ振動方向が互いに直角になるように偏光板を設置している。液晶には、電界を印加するとその電界に沿って分子の並びを変えるという性質があるため、例えば、電圧を印加している状態の時には光を透過し、電圧を印加していない時には、光を遮断するように制御することができる。また、印加する電圧の強弱によって光の透過状態を変化させることで中間調の色も表現することができる。
そして、液晶の駆動方法としては、上側のガラス基板にはＸ方向に縞状の透明電極を設け、下側のガラス基板にはＹ方向の縞状の透明電極を設けて、選択的なＸとＹの電極が交わった交点に電圧を印加させ光の透過量を制御させるマトリクス駆動やＸ方向とＹ方向の電極の交点にトランジスタを置き、画素になる部分に電流を溜めておくアクティブ・マトリックス駆動等がある。
また、ディスプレイに用いる時の表示手法としては透過型と反射型がある。透過型は液晶の下にバックライトを置きバックライトの光を液晶に透過させて表示させるもの、反射型は液晶の下に反射板を置き、底面の反射板で反射させて表示させるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の液晶制御装置では、液晶に電圧（電界）を印加するとその電界に沿って分子の並びを変えるという性質を利用して光の透過モードと遮蔽モードという２つのモードに遷移するようにして階調画像を形成している。しかし、ポジ型の液晶の場合、遮蔽モードから透過モードへ移行した直後は、バックフロー（ばね現象）により液晶が安定しない状態が生じてしまうため、均一な露光あるいは表示が得られず、感光体への露光においては露光状態が不安定となり高画質記録を実現することができず、ディスプレイにおいては均一な表示ができないという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、均一な露光あるいは表示が得られる液晶制御装置を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る液晶制御装置は、光源の点燈を制御する光源制御手段と、液晶を駆動する液晶駆動手段と、前記液晶駆動手段により液晶を駆動するタイミングと前記光源制御手段により光源を点燈するタイミングとを制御する制御手段とを有し、前記光源制御手段による光源の点燈時の液晶が不安定な状態である期間は光量を段階的に増加させ、液晶が不安定な状態である期間以降は一定した光量にするようにしたものである。
【００１２】
また、他の発明に係る液晶制御装置は、光源の点燈を制御する光源制御手段と、液晶を駆動する液晶駆動手段と、前記液晶駆動手段により液晶を駆動するタイミングと前記光源制御手段により光源を点燈するタイミングとを制御する制御手段とを有し、前記光源制御手段による光源の点燈時の液晶が不安定な状態である期間は光源をパルス状に点燈させ、液晶が不安定な状態である期間以降はゲート状に点燈するようにしたものである。
【００１３】
また、前記光源に自発光素子を用いるようにしたものである。
【００１４】
また、前記液晶における液晶層の厚みを３．０μｍ以下とするようにしたものである。
【００１５】
さらに、前記液晶をポジ型ＴＮ液晶で構成するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による液晶制御装置の構成を示すブロック図である。
図において、１は画像データを入力する画像データ入力手段であり、例えば、外部のホストコンピュータや携帯端末など（図示せず）から画像データとして階調データが入力される。
この階調データは、２５６階調データの時には‘０’から‘２５５’の値、６４階調データの時には‘０’から‘６３’の値というように、ｎ階調データ時には‘０’から‘ｎ−１’(ｎは２以上の整数)までの値となる。
【００１７】
２は液晶駆動手段としての液晶シャッタ駆動手段であり、前記画像データ入力手段１の出力する画像データからプリントヘッド駆動用データを生成して出力するものである。
例えば、プリントヘッド７が２値用のプリントヘッドの場合には、記録と非記録の２値データしか入力することができないため、所定時間における記録と非記録の時間比率を変えることにより、露光時間を調整し、中間調を表現する。この場合、液晶シャッタ駆動手段２が前記入力された画像データに基づいて露光時間を計算し、その露光時間に対応した記録／非記録の時間比率になるようなプリントヘッド駆動用データを出力することにより露光時間を調整し、中間調の色を表現する。
例えば、露光時間を長くすれば濃い色になり、短くすれば薄い色になる。
一方、多値用のプリントヘッド７の場合には、多値データの入力によりプリントヘッダ自体が中間調を表現する処理ができるので、画像データ入力手段１の出力する画像データをそのままプリントヘッド７に転送する。
いずれの場合においても、液晶シャッタ駆動手段２としては、プリントヘッド７とのインタフェース、例えば、クロック信号やラッチ信号などをプリントヘッド７のタイミングに合わせて制御する。
なお、プリントヘッド７の駆動方法としては、階調毎に単位露光時間（例えば、１μｓ〜３００μｓのような時間）で露光し、階調特性がリニアになるように駆動している。
【００１８】
３は例えば１列の液晶シャッタ素子で構成される液晶シャッタ４を駆動するドライバＩＣである。
５は例えばＬＥＤやＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などからなる光源６の点燈を制御する光源制御手段である。
プリントヘッド７は、これらドライバＩＣ３、液晶シャッタ４及び光源６から構成されている。
【００１９】
また、図２（ａ）は、前記プリントヘッド７の構成をより詳細に示すブロック図である。
図２（ａ）において、ドライバＩＣ３はシフトレジスタ９、ラッチ１０、レベルシフタ１１及びドライバ１２から構成される。シフトレジスタ９は、液晶シャッタ駆動手段２からのクロック信号によりヘッド用のデータを順次シフトするものであり、前記データはラッチ信号によりラッチ１０に取りこまれる。そして、ラッチされたデータはレベルシフタ１１にて所望の電圧に変換され、ドライバ１２を介して、液晶シャッタ４内の液晶シャッタ素子が駆動される。
一方、図２（ｂ）は、光源６からの光を液晶シャッタ４に入射させる部分の構成を示す側面図であり、光源６からの光はアクリルロッド１０２において線状の光に変換されて、液晶シャッタ４に照射される。そして、上述したドライバＩＣ３の動作により液晶シャッタ４が駆動され、所望の露光が施される。
【００２０】
液晶シャッタ４の構成としては、例えば、ライン状に液晶シャッタ素子が６４０個設けられているものとし、液晶シャッタ素子としては、例えば、２枚のガラス基板の間にＴＮ（ツイストネマチック）型の液晶を封入したもので構成される。この液晶シャッタにおいては、２枚のガラス基板のそれぞれ外側に偏光板を配置する。この偏光板の吸収軸の配置構成によってポジ型とネガ型があり、電圧印加時間を制御することにより光の透過／遮蔽が制御でき、その結果、露光時間を制御できて階調性のある画像を形成することができる。
ポジ型の液晶シャッタ素子構成とは、２枚の偏光板をその吸収軸が９０度ずれるように配置した構成を指し、光は、電圧が印加されていない時には透過状態、電圧印加時には遮蔽状態となる。
一方、ネガ型の液晶シャッタ素子構成とは、２枚の偏光板をその吸収軸が平行となるように配置した構成を指し、光は、電圧が印加されていない時には遮蔽状態、電圧印加時には透過状態となる。
しかしながら、ネガ型はポジ型に比べて遮光時の透過率が比較的大きいため、コントラストが小さく階調性に乏しいため、プリントヘッド７としては、ポジ型の方が好ましい。
【００２１】
また、液晶の種類としては、ＴＮ型、ＳＴＮ型などのネマチック液晶やコレステリック液晶、あるいは強誘電性液晶に代表されるスクメチック液晶などがある。
露光装置に搭載するプリントヘッド７の特性としては、コントラスト比が高いこと、液晶シャッタ素子の応答速度が速いこと、駆動電圧が低いこと、耐ショック性に安定であることなどが望まれ、これらを総合的に評価した結果、ＴＮ型液晶がより好ましいという実験結果を得ている。
例えば、コントラスト比ではＴＮ型がＳＴＮ型に比べ１０倍以上良好であり、耐ショック性では、ＴＮ型がスクメチック液晶に比較して安定であった。
【００２２】
図１において、８は液晶制御装置の画像データ入力手段１、液晶シャッタ駆動手段２、光源制御手段６等の各手段を制御する制御手段であり、マイクロプロセッサや回路、あるいは必要に応じてメモリなどから構成される。
なお、外部ホストコンピュータなど（図示せず）との各種データ（画素数や画像データなど）の入出力は、制御手段８において物理的なインタフェース等を介して所定の手順で行われる。
ここで、物理的なインタフェースとしては既存のセントロニクス社準拠のパラレルインタフェースやＲＳ２３２Ｃなどのシリアルインタフェース、あるいはＩＥＥＥ１３９４やＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの有線インタフェース、赤外線通信やBluetoothのような無線インタフェースなどが用いられる。
【００２３】
次に、露光方法について図３を用いて説明する。
図３は、露光方法を示す説明図である。
図３（ａ）は液晶シャッタ素子に印加される電圧波形である。
液晶シャッタ素子は、上述した通りポジ型の場合、交流波形が印加されている間は遮蔽モードとなり、電圧印加が解除されると透過モード（あるいは反射モード）となる。
ここで、透過モードの時間は露光時間に等しく、画像データの値に応じた露光時間を設定することにより中間調画像が形成できる。
【００２４】
図３（ｂ）は、光源６を点燈させるタイミングと液晶シャッタ素子を駆動するタイミング、すなわち透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングとを合わせた場合の液晶を透過する光の光量特性を示したものである。
光源６としてはオンオフ応答特性が秒オーダのハロゲンランプなどではなく、ＬＥＤやＥＬなどの自己発色型素子を用いており、この場合のオンオフ応答特性は液晶の応答特性よりも格段に速い。
例えば、ＬＥＤやＥＬなどの自己発色型素子の光源のオンオフ応答特性はナノ〜マイクロ秒オーダに対し、液晶の応答特性はマイクロ〜ミリ秒オーダである。故に、光源６を点燈させるタイミングと液晶シャッタ素子を駆動するタイミング、すなわち透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングを合わせた場合には、光源６はすぐに立ち上がる一方で液晶シャッタの応答特性が遅いため、液晶シャッタ４の過渡状態がそのまま光量特性に反映されることになる。
液晶は電圧の印加・解除によって生じる「ねじれ現象」により、透過モード（あるいは反射モード）と遮蔽モードという２つのモードに遷移する。図３で説明しているポジ型の液晶の場合、遮蔽モードから透過モードへの移行直後は、バックフロー（ばね現象）により液晶が安定しない状態が生じ、その後、徐々に光を透過する状態になっていく。その結果、液晶を透過する光の光量特性は図３（ｂ）のようになり、液晶のバックフローにより光量の安定しない状態（図中Ａ地点）が生じ、その後、徐々に光量が増加する。また、電圧の印加とともに光量が減少するという特性をとる。
以上のように、光源６を点燈させるタイミングと液晶シャッタ素子を駆動するタイミングとを合わせた場合、液晶の状態が安定しない期間から既に光源６が点燈されて光が供給されるので、結果的に液晶を透過する光の光量が液晶の不安定さに起因して安定せず、不安定な露光状態になるため画質が低下する。
【００２５】
そこで、光源６を点燈させるタイミングを図３（ｃ）のようにする。つまり、液晶シャッタ素子を駆動するタイミング、すなわち透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングに対して光源６を点燈させるタイミングを遅らせる。その結果、液晶の状態が不安定な期間に遅れて光源６から光が供給される期間が始まることになり、液晶が不安定な期間の動作が液晶を透過する光の光量特性に影響を与えず、図３（ｄ）のような安定した光量特性（露光）が得られる。
なお、液晶の状態が不安定な期間は、液晶シャッタ素子に印加する電圧、液晶の材料、環境温度や履歴状態（前ラインの露光時間）等によって異なるため、光源６の点燈を遅延させる時間は、実験や計算によって求めるようにする。前記遅延時間の値としては、数マイクロ秒から数ミリ秒程度が好ましい値である。
【００２６】
次に、図１に基づいて動作を説明する。
まず、画像データ入力手段１に入力された画像データは、液晶シャッタ駆動手段２に入力され、液晶シャッタ駆動のためのデータが生成される。液晶シャッタ駆動手段２の出力は、図２に示したようにクロック信号、ラッチ信号などとしてプリントヘッド７のドライブＩＣ３に転送され、上述のようにして階調画像が形成される。
【００２７】
図４は、プリントヘッド７の駆動方法を示す説明図である。
制御手段８から出力されるライン同期信号は各ラインの同期信号であり、ライン同期信号のパルス間隔が記録周期となっている。この周期は感光性記録媒体の感度に依存しており、概略０．５ｍｓから３秒程度である。
ライン同期信号の立ち下がり信号に同期して、まず、液晶シャッタ駆動手段２は、プリントヘッド７用のクロック信号を出力すると共に、画像データ入力手段１から出力された画像データをもとに、０か１のみの値をとる２値のデータ信号を生成して出力する。
例えば、画像データ入力手段１から出力された画像データの１ライン目に対応した値が、‘０’、‘１２８’、‘２５５’、…、‘１’であるとする。これは、１画素目が‘０’、２画素目が‘１２８’、…の階調データであるということである。１階調目のデータとしては、１階調目の‘１’と各画素の画像データとを比較した値‘０’、‘１’、‘１’、…、‘１’というデータ信号を出力する。そして、液晶シャッタ駆動手段２は、各画素に対する１階調目のデータを出力した後にラッチ信号を出力すると共に、制御手段８からの露光開始信号により、液晶シャッタ素子への印加電圧も解除し、１階調のデータに対する露光を行なう。
さらに、１ライン内で複数回同様の動作（２階調目、…、２５５階調目）が繰り返されて、各画素毎の画像データ（階調データ）に対する露光が行われる。２５５階調目のデータに対する露光が完了した時点で（露光終了信号に同期して）液晶シャッタ素子への電圧印加が開始され、１ラインの露光処理が終了する。
図４に示す"液晶シャッタへの印加波形”は、ある液晶シャッタ素子に対する画像データが‘２５５’であり、１階調目から２５５階調目まで露光を行ったもの（印加電圧をかけない状態を２５５階調目まで続けた場合）を示している。
一方、制御手段８からの露光開始信号より遅延された点燈開始信号が生成され、この点燈開始信号に同期して光源６が点燈され、露光終了信号に同期して消燈される。
【００２８】
図５は、制御手段８からの制御信号（露光開始信号と遅延時間信号）に基づき、液晶シャッタ４を透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングから遅れて光源６を点燈させるように動作する光源制御手段５の構成を示すブロック図であり、図において、１３は制御手段８からの露光開始信号を遅延させるディレイタイマ、１４は前記ディレイタイマ１３の出力と制御手段８からの遅延時間信号と比較する比較手段、１５は比較手段１４の出力と制御手段８からの露光終了信号から光源６のオンオフ信号を生成するフリップフロップである。
次に、図５に基づいて光源６の点燈に関する動作を説明する。
制御手段８からの露光開始信号がディレイタイマ１３に入力されると、ディレイタイマ１３はクロック（図示せず）に同期してカウントアップされる。
さらに、制御手段８から所定の遅延時間を示す遅延時間信号が出力され、この遅延時間信号とディレイタイマ１３の出力が比較手段１４に入力され、両者が一致した時に点燈開始信号がフリップフロップ１５に出力される。その結果、フリップフロップ１５から出力される光源オンオフ信号はオンになり、このオン信号により、光源６が点燈される。
そして、制御手段８からの露光終了信号がフリップフロップ１５に入力されると、フリップフロップ１５から出力される光源オンオフ信号はオフになり、このオフ信号により、光源６が消燈される。
このように、液晶シャッタ駆動手段２により液晶シャッタ４を駆動するタイミング、すなわち透過モード(あるいは反射モード)にするタイミングに対して前記光源制御手段５により光源６を点燈させるタイミングを遅らせた方法で、各ライン単位の動作を繰り返し、１画面の画像形成を完了させる。
【００２９】
以上のように、液晶シャッタ４を駆動するタイミング、すなわち透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングに対して光源６を点燈させるタイミングを遅らせるような構成にしたので、液晶シャッタの遮蔽モードから透過モードへの変更直後の液晶の不安定な状態が与える液晶を透過する光の光量特性への影響を回避して光源からの光を供給することになり、安定した露光あるいは表示が実現でき、高画質記録が得られるという効果がある。
【００３０】
なお、この実施の形態１ではこの発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更や組み合わせが可能である。
例えば、外部ホストコンピュータとのデータ転送時間を短縮するために、所定（１ライン分や１画面分など）の画像データを格納する画像データ記憶手段を設けたりしてもよい。
この時、画像データ記憶手段としてカラー画像データ記憶手段を設けるようにしてもよい。
また、カラー画像データとしては、赤、緑、青色のデータを用いても、イエロー、マゼンダ、シアンに相当するデータを用いても、別のカラー画像データを用いてもよい。
また、図４ではラッチ信号間隔を一定にしているが、感光性記録媒体の特性に合わせた間隔にしてもよく、また、プリントヘッド７へのデータとして、２値データではなく多値データを転送するようにしてもよい。
また、図５では比較手段１４の出力として点燈開始信号を設けているが、２階調目のラッチ信号を点燈開始信号とするようにしてもよく、特に限定されない。この場合には、遅延させる時間を１階調目と２階調目のラッチ信号間隔に概略等しくするようにすればよい。
また、露光終了信号と光源６の消燈信号を兼用化させるようにしているが、別々の信号を用いてもよい。
【００３１】
さらに、上記実施の形態１では露光装置の例について示したが、図６のようなマトリクス駆動を用いた表示装置への適用も可能で、また、アクティブマトリクス駆動を用いた表示装置への適用も可能である。
【００３２】
加えて、プリントヘッド７はドライバＩＣ３、液晶シャッタ４及び光源６の３つからなる構成としたが、液晶シャッタ駆動手段２、制御手段８、光源制御手段５を含めてプリントヘッド７として構成したり、液晶シャッタ駆動手段２と光源制御手段５、あるいは液晶シャッタ駆動手段２とドライバＩＣ３を組み合わせるような構成にしてもよい。
また、光源制御手段５としては図５のような構成としたが、液晶シャッタ４を透過モード(あるいは反射モード)にするタイミングに対して光源６を点燈させるタイミングを遅らせるように制御手段８により制御される構成であれば、特に限定しない。
また、加えて、環境温度などの変化に対する液晶特性の影響を解消するような構成を付加してもよい。
例えば、図９に示すように（１）プリントヘッド７の近傍あるいは液晶駆動装置内に温度検出手段１９を設けて（環境温度やプリントヘッド７そのものの）温度を検出し、（２）その検出結果を制御手段８に入力し、（３）液晶の特性に合わせて遅延時間を調整するようにしてもよい。
このようにすれば、温度等に左右されない高画質の記録装置が実現できる。
【００３３】
実施の形態２．
実施の形態1では、液晶シャッタを透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングに対して光源を点燈させるタイミングを遅らせるものを示したが、この実施の形態２では、液晶シャッタを遮蔽モードにするタイミングに対して光源を消燈させるタイミングを遅らせるものを示す。
【００３４】
図７は、図３と同様に露光方法を示す説明図であり、図７（ａ）は、光源６のオンオフ信号波形、図７（ｂ）は、比較的短い時間の露光（例えば、画像データの値の小さいものに相当）を行なう液晶シャッタ素子に印加される電圧波形、すなわち、液晶シャッタ素子の駆動波形を示しており、図７（ｃ）は、前記図７（ｂ）の駆動波形での光量特性、図７（ｄ）は、最大時間の露光（例えば、画像データが２５６階調データのとき、その値が最大の‘２５５’に相当）を行なう液晶シャッタ素子に印加される電圧波形、すなわち、液晶シャッタ素子の駆動波形を示しており、図７（ｅ）は、前記図７（ｄ）の駆動波形での光量特性である。ここで、図７（ｃ）、図７（ｅ）は、液晶シャッタ素子を遮蔽モードにするタイミングと光源６を消燈させるタイミングとを合わせた場合の液晶を透過する光の光量特性を示したものである。
一般に、液晶に電圧印加した時の応答特性は電圧を解除した時より短いものの、数マイクロ秒〜数百μ秒であり、光源６のオンオフ応答特性の方が格段に速い。つまり、光源６は急峻にオフ状態となるが、液晶は光源に比べてゆっくりと過渡的状態を経て徐々に遮蔽状態となる。
故に、２５６階調目まで透過状態であった液晶シャッタ素子が遮蔽モードになるタイミングと光源６を消燈させるタイミングとを合わせた場合、液晶が十分な遮蔽状態になっていないうちに光源６急峻な立ち下がりで消燈される。その結果、液晶を透過する光の光量特性は図７（ｅ）のようになり、２５６階調まで露光するときは他の階調の場合に比べ、光量特性の波形が欠損し、露光特性がいびつになる。特に、露光時間の長い場合での露光特性が歪むという問題が生じ、画質が低下する。これは、光源６としてオンオフ応答特性が遅いハロゲンランプを用いる場合には問題にならないが、オンオフ応答特性が速い光源で問題になる。光源６をライン毎に点燈制御させる場合等には、各ライン毎にこの影響が生じ、画質の低下はさらに顕著になる。
【００３５】
そこで、光源６を消燈させるタイミングを図７（ｇ）のようにする。すなわち、液晶シャッタ素子を遮蔽モードにするタイミングに対して光源６を消燈するタイミングを液晶の特性に合わせて遅らせる。その結果、光源６から光が供給される期間が延長され、液晶シャッタが透過モードから完全な遮蔽モードになるまでの遅延時間を吸収でき、露光特性の歪みが改善される。
なお、液晶の露光特性が歪む時間は、実施の形態１と同様に、液晶シャッタ素子に印加する電圧、液晶の材料、環境温度や履歴状態（前ラインの露光時間）等によって異なるため、遅延させる時間は実験や計算によって求めるようにする。前記遅延時間の値としては、数マイクロ秒から数ミリ秒程度が好ましい値である。
【００３６】
以上のような露光方法に基づき、図１に示した液晶制御装置で動作が以下のように行われる。
画像データ入力手段１に入力された画像データは、液晶シャッタ駆動手段２に入力され、液晶シャッタ駆動のためのデータが生成される。液晶シャッタ駆動手段２の出力は、図２に示したようにクロック信号、ラッチ信号などとしてプリントヘッド７にドライブＩＣ３に転送され、階調画像が形成される。
一方、露光開始信号に同期して光源６が点燈され、制御手段８からの露光終了信号より遅延された消燈信号が生成され、この消燈信号に同期して消燈される。
【００３７】
図８は、液晶シャッタ４を遮蔽モードにするタイミングに対して光源６を消燈させるタイミングを遅らせるようにした光源制御手段５の構成を示すブロック図であり、図において、１６は制御手段８からの露光終了信号を遅延させるディレイタイマ、１７は前記ディレイタイマ１６の出力と制御手段８からの遅延時間信号と比較する比較手段、１８は比較手段１７の出力と制御手段８からの露光開始信号から光源６のオンオフ信号を生成するフリップフロップである。
次に、図８に基づいて光源６の消燈に関する動作を説明する。
制御手段８からの露光開始信号がフリップフロップ１８に入力されると、フリップフロップ１８から出力される光源オンオフ信号はオンになり、このオン信号により、光源６を点燈させる。
さらに、制御手段８からの露光終了信号がディレイタイマ１６に入力されると、ディレイタイマ１６はクロック（図示せず）に同期してカウントアップされる。
そして、制御手段８から所定の遅延時間を示す遅延時間信号が出力され、この遅延時間信号とディレイタイマ１６の出力が比較手段１７に入力され、両者が一致した時に消燈信号がフリップフロップ１８に出力される。その結果、フリップフロップ１８から出力される光源オンオフ信号はオフになり、このオフ信号により、光源６が消燈される。
このように、液晶シャッタ駆動手段２により液晶シャッタ４の駆動を解除するタイミング、すなわち遮蔽モードにするタイミングに対して前記光源制御手段５により光源６を消燈させるタイミングを遅らせた方法で、各ライン単位の動作を繰り返し、１画面の画像形成を完了させる。
【００３８】
以上のように、液晶シャッタ４の駆動を解除するタイミング、すなわち遮蔽モードにするタイミングに対して光源６を消燈させるタイミングを遅らせるような構成にしたので、液晶シャッタが透過モードから完全な遮蔽モードになるまでの遅延時間を吸収でき、安定した露光あるいは表示が実現でき、高画質記録が得られるという効果を奏する。
【００３９】
なお、この実施の形態においても種々の変更が可能で、実施の形態１で述べたような種々の変更と同様に、カラー画像データ記憶手段を設けるようにしてもよい。
また、カラー画像データとしてはイエロー、マゼンダ、シアンに相当するデータを用いてもよい。
また、実施の形態１と実施の形態２を組み合わせて構成してもよく、特に限定しない。
この場合には、図５と図８におけるディレイタイマと比較手段及びフリップフロップを兼用化させることも可能であることは言うまでもない。
さらに、光源制御手段５の構成としても液晶シャッタ４を遮蔽モードにするタイミングより、光源６を消燈させるタイミングを遅らせるような構成にすればよく、特に限定しない。
【００４０】
加えて、環境温度などの変化に対する液晶特性の影響を解消するような構成を付加してもよい。
例えば、図９に示すように（１）プリントヘッド７の近傍あるいは液晶駆動装置内に温度検出手段１９を設けて（環境温度やプリントヘッド７そのものの）温度を検出し、（２）その検出結果を制御手段８に入力し、（３）液晶の特性に合わせて遅延時間を調整するようにしてもよい。
このようにすれば、温度等に左右されない高画質の記録装置が実現できる。
【００４１】
実施の形態３．
実施の形態１では、液晶シャッタを透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングに対して光源を点燈させるタイミングを遅らせるものを示したが、この実施の形態３では、液晶シャッタを透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングと光源を点燈させるタイミングを制御すると共に、光源の点燈時に光量を段階的に増加させるものを示す。
【００４２】
図１０は、図３と同様に露光方法を示す説明図であり、図１０（ａ）は、図３（ｂ）に相当する光量特性であり、図１０（ｂ）は、図３（ｃ）に相当する光源６のオンオフ波形である。
上述したように、遮蔽モードから透過モードへの変更された直後の液晶の状態は不安定で、図１０（ａ）のような立ち上がりの安定しない光量特性になるので、実施の形態１では、図１０（ｂ）のように光源６を点燈させるタイミングを遅らせ、液晶の状態が不安定な期間が過ぎてから光が供給されるようにしていた。ただ、このようにすると光の総供給量は減少してしまう。
そこで、光源６からの光の供給量を図１０（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）のようにする。すなわち、液晶が不安定な状態である期間において光源６から供給される光の光量が少なくなるように、光源６の点燈時に光量を段階的に増加させる。その結果、液晶が不安定な状態での影響を軽減しつつ、より多くの露光（光量特性）が得られる。
【００４３】
図１１は、光源６の点燈時に光量を段階的に増加させる光源制御手段５の構成を示すブロック図であり、図において、２０は、光源６のオンオフ波形を示す値がテーブル形式で格納されている波形データ格納手段、２１は、前記波形データ格納手段２０の出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段であり、Ｄ／Ａ変換手段２１の出力は光源６のオンオフ信号として出力される。
【００４４】
次に、図１１に基づいて光源６の点燈に関する動作を説明する。
波形データ格納手段２０には、例えば、図１０（ｃ）のような波形の場合は、‘０’、‘１’、‘２’、‘３’、…、‘２５５’、‘２５５’‘２５５’、…、‘２５５’、‘０’というような波形データの値が格納されている。また、図１０（ｄ）のような波形の場合は、‘０’、‘０’、‘１６’、‘１６’、‘３２’、‘３２’、…、‘２５５’、‘２５５’、‘２５５’、…、‘２５５’、‘０’というような波形データの値が格納されている。さらに、また、図１０（ｅ）のような波形の場合は、‘０’、‘０’、‘１’、‘４’、‘１６’、‘３２’、…、‘２５５’、‘２５５’、‘２５５’、…、‘２５５’、‘０’というような波形データの値が格納されている。
まず、波形データ格納手段２０は、制御手段８からの露光開始信号の入力とともにクロック（図示せず）にて同期して、格納されている波形データを順次出力する。
そして、Ｄ／Ａ変換手段２１は、前記波形データを波形に変換し、光源６のオンオフ信号として出力する。
その結果、光源６の点燈時に光量が段階的に増加される。
このように、光源制御手段５の波形データ格納手段２０に格納された波形データの値により、光源６の点燈時に光量を段階的に増加させる。
【００４５】
以上のように、液晶シャッタ４を駆動するタイミング、すなわち透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングと、光源６を点燈させるタイミングとを制御すると共に、光源６の点燈時に光量を段階的に増加させるようにしたので、液晶の状態の不安定さが与える影響を軽減しつつ、より多くの露光量が得られ、高画質記録が可能になるという効果を奏する。
【００４６】
なお、この実施の形態３においても実施の形態１や実施の形態２で述べたような種々の変更や組み合わせが可能である。
例えば、実施の形態２と実施の形態３を組み合わせるような構成、すなわち、光源６の点燈時に光量を段階的に増加させると共に、液晶シャッタ４を遮蔽モードにするタイミングに対して光源６を消燈させるタイミングを遅らせるようにしてもよい。
また、光源６のオンオフ波形の一例を図１０（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）に示したが、光源６の点燈時に光量が段階的に増加させるような波形であればよく、これらの波形に限定しない。
さらに、波形を組み合わせ回路で構成したり、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などで演算させるような構成でもよい。
加えて、Ｄ／Ａ変換手段２１の後段にドライバ（トランジスタ等）を設けてもよい。
この場合には、ベース、エミッタ、コレクタのいずれかにオンオフ信号を入力することになる。
【００４７】
実施の形態４．
実施の形態３では、液晶シャッタを透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングと光源を点燈させるタイミングを制御すると共に、光源の点燈時に光量を段階的に増加させるものを示したが、この実施の形態４では、液晶シャッタを透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングと光源を点燈させるタイミングを制御すると共に、光源の点燈時にパルス状に点燈させるものを示す。
【００４８】
図１２は、図１０と同様に露光方法を示す説明図であり、図１２（ａ）は、図１０（ａ）と同様に図３（ｂ）に相当する光量特性であり、図１２（ｂ）は、図１０（ｂ）と同様に図３（ｃ）に相当する光源６のオンオフ波形である。
上述したように、遮蔽モードから透過モードへの変更された直後の液晶の状態は不安定で、図１２（ａ）のような立ち上がりの安定しない光量特性になるので、実施の形態１では、図１２（ｂ）のように光源６を点燈させるタイミングを遅らせ、液晶の状態が不安定な期間が過ぎてから光が供給されるようにしているが、このようにすると光の総供給量は減少してしまう。
そこで、光源６からの光の供給量を図１２（ｃ）及び（ｄ）のようにする。すなわち、液晶が不安定な状態である期間において光源６から供給される光の光量が少なくなるように、パルス部を新たに設け、光源６の点燈時にパルス状に点燈させる。その結果、液晶が不安定な状態での影響を軽減しつつ、より多くの露光（光量特性）が得られる。
【００４９】
図１３は、光源６の点燈時にパルス状に点燈させる光源制御手段５の構成を示すブロック図であり、図において、２２はパルス部を発生させるパルス部発生手段、２３はゲート部を発生させるゲート部発生手段、２４はパルス部とゲート部の波形を合成する波形合成手段である。
【００５０】
次に、図１２及び図１３に基づいて光源６の点燈に関する動作を説明する。
まず、パルス部発生手段２２は、制御手段８からの露光開始信号の入力とともにクロック（図示せず）に同期して、例えば図１２（ｃ）のようなパルス波形を波形合成手段２４に出力し、波形合成手段２４は、前記パルス波形を光源６のオンオフ信号として出力する。
さらに、所定のパルス波形が出力された後には、パルス部発生手段２２の終了信号をトリガとしてゲート部発生手段２３は、ゲート波形を波形合成手段２４に出力し、波形合成手段２４は、ゲート波形を光源６のオンオフ信号として出力する。
その結果、光源６の点燈時にパルス状に点燈される。
このように、光源制御手段５のパルス波形発生手段２２のパルス波形により、光源６の点燈時にパルス状に点燈される。
【００５１】
以上のように、液晶シャッタ４を駆動するタイミング、すなわち透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングと、光源６を点燈させるタイミングとを制御すると共に、光源６の点燈時にパルス状に点燈させるようにしたので、液晶の状態の不安定さが与える影響を軽減しつつ、より多くの露光量が得られ、高画質記録が可能になるという効果を奏する。
【００５２】
なお、この実施の形態４においても実施の形態１〜実施の形態３で述べたような種々の変更や組み合わせが可能である。
例えば、波形合成手段２４としては、パルス部発生手段２２とゲート部発生手段２３を合成する構成ではなく、どちらか一方を選択するようなセレクタ構成としてもよい。
また、光源制御手段５として、図１１のような構成にし、図１２（ｄ）のような段階的なパルス状の波形を出力するようにしてもよく、特に限定しない。
【００５３】
実施の形態５．
実施の形態１では、液晶シャッタを透過モード（あるいは反射モード）にするタイミングより、光源を点燈させるタイミングを遅らせるものを示したが、この実施の形態５では、実施の形態１から実施の形態４を改良したもの、すなわち、透過モード（あるいは反射モード）にした直後に生じる露光特性の不安定さを、実施の形態１から実施の形態４のいずれかにおける露光方法と液晶層の厚み薄くすることを組み合わせて解消するものを示す。
具体的には、液晶シャッタ４の液晶層の厚みを明確にしたものである。
【００５４】
液晶の特性（応答性）は、液晶を構成する材料や液晶層の厚みで大きく変化する。
例えば、液晶層の厚みを約２倍にすると応答性は約４倍悪くなる。
図１４は、代表的な液晶材料を用いた時の液晶層厚と露光不安定部分の時間との関係を示す特性図である。
図によれば、液晶層の厚さは薄ければ薄いほど応答性に優れており、特に３μｍ以下では数μｓから５００μｓという高速応答性が得られる。
この程度であれば、１ｍｓ／ラインから６ｍｓ／ラインのような高速記録が得られるが、３．０μｍより厚い場合には、飛躍的に応答特性が悪くなるため記録速度が低下する。
【００５５】
次に図１に基づいて動作を説明する。
液晶シャッタ４の液晶層厚みを３μmとした以外の部分は同様であるため割愛する。
まず、事前に液晶シャッタ４を透過モード（あるいは反射モード）直後の露光特性を実験あるいは計算により求め、光源６を点燈させる遅延時間や消燈させる遅延時間あるいはパルス状に点燈させる時間を設定する。
なお、これらの時間は、液晶層の厚みの概略二乗で変化するため、液晶層厚みを５μｍから３μｍにした場合には、３2／５2倍に短くなる。
そして、光源６を点燈させる遅延時間や消燈させる遅延時間あるいはパルス状に点燈させる時間等を制御手段８に格納すると共に、実施の形態１と同様の印画（露光）あるいは表示を行なう。
【００５６】
以上のように、この実施の形態５によれば、液晶シャッタの液晶層の厚みを３．０μｍ以下としたので高速・高画質記録が得られるという効果を奏する。
【００５７】
なお、液晶シャッタの液晶層の厚さにより、液晶シャッタの透過モード（あるいは反射モード）直後の露光特性を実験あるいは計算で求め、光源を点燈させる遅延時間や消燈させる遅延時間あるいはパルス状に点燈させる時間を設定する。なお、この実施の形態５においても実施の形態１〜実施の形態４で述べたような種々の変更や組み合わせが可能である。
【００５８】
また、実施の形態１〜実施の形態５で述べたような種々の変更や組み合わせにおいて、液晶としてポジ型ＴＮ液晶を用いれば、コントラスト比が高く、液晶の応答速度が速く、駆動電圧が低く、耐ショック性に安定した階調画像を形成できる。
【００６２】
【発明の効果】
この発明に係る液晶制御装置によれば、液晶駆動手段により液晶を駆動するタイミングと光源制御手段により光源を点燈するタイミングとを制御すると共に、光源制御手段による光源の点燈時の液晶が不安定な状態である期間は光量を段階的に増加させ、液晶が不安定な状態である期間以降は一定した光量にするようにしたので、液晶のモード変更に伴う影響を軽減でき、より多くの露光量を得られる。
【００６３】
また、他の発明に係る液晶制御装置によれば、液晶駆動手段により液晶を駆動するタイミングと光源制御手段により光源を点燈するタイミングとを制御すると共に、光源制御手段による光源の点燈時の液晶が不安定な状態である期間は光源をパルス状に点燈させ、液晶が不安定な状態である期間以降はゲート状に点燈するようにしたので、液晶のモード変更に伴う影響を軽減でき、より多くの露光量を得られる。
【００６４】
また、光源に自発光素子を用いるようにしたので、速いオンオフ応答特性が得られる。
【００６５】
また、液晶における液晶層の厚みを３．０μｍ以下とするようにしたので、高速な液晶の特性（応答性）が得られ、高速・高画質記録が実現できる。
【００６６】
さらに、液晶をポジ型ＴＮ液晶で構成するようにしたので、コントラスト比が高く、液晶の応答速度が速く、駆動電圧が低く、耐ショック性に安定した階調画像が形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の液晶制御装置の構成を示すブロック図。
【図２】  プリントヘッドの構成を示すブロック図。
【図３】  この発明の液晶制御装置の露光方法を示す説明図。
【図４】  プリントヘッドの駆動方法を示す説明図。
【図５】  この発明の液晶制御装置の光源制御手段の構成を示すブロック図。
【図６】  マトリクス駆動を用いた表示装置のブロック図。
【図７】  この発明の液晶制御装置の露光方法を示す説明図。
【図８】  この発明の液晶制御装置の光源制御手段の構成を示すブロック図。
【図９】  この発明の液晶制御装置の別の構成を示すブロック図。
【図１０】  この発明の液晶制御装置の露光方法を示す説明図。
【図１１】  この発明の液晶制御装置の光源制御手段の構成を示すブロック図。
【図１２】  この発明の液晶制御装置の露光方法を示す説明図。
【図１３】  この発明の液晶制御装置の光源制御手段の構成を示すブロック図。
【図１４】  液晶層厚と露光不安定部分の時間との関係を示す特性図。
【図１５】  従来の液晶駆動装置用のプリントヘッドの構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１  画像データ入力手段、  ２  液晶シャッタ手段、  ３  ドライバＩＣ、  ４  液晶シャッタ、  ５  光源制御手段、  ６  光源、  ７  プリントヘッド、８  制御手段、  ９  シフトレジスタ、  １０  ラッチ、  １１  レベルシフタ、  １２  ドライバ、  １３  ディレイタイマ、  １４  比較手段、  １５  フリップフロップ、  １６  ディレイタイ、  １７  比較手段、  １８  フリップフロップ、  １９  温度検出手段、  ２０  波形データ格納手段、  ２１  Ｄ／Ａ変換手段、  ２２  パルス部発生手段、  ２３  ゲート部発生手段、  ２４波形合成手段、  １００  ハロゲン点光源、  １０１  カラー液晶シャッター、  １０２  アクリルロッド、  １０３  白黒シャッターアレイ、  １０４  セルフォックレンズアレイ、  １０５  感光紙。
【図１】
0003795734.tif 000002
【図２】
0003795734.tif 000003
【図３】
0003795734.tif 000004
【図４】
0003795734.tif 000005
【図５】
0003795734.tif 000006
【図６】
0003795734.tif 000007
【図７】
0003795734.tif 000008
【図８】
0003795734.tif 000009
【図９】
0003795734.tif 000010
【図１０】
0003795734.tif 000011
【図１１】
0003795734.tif 000012
【図１２】
0003795734.tif 000013
【図１３】
0003795734.tif 000014
【図１４】
0003795734.tif 000015
【図１５】
0003795734.tif 000016