JPH01291940A

JPH01291940A - 記録装置

Info

Publication number: JPH01291940A
Application number: JP12361588A
Authority: JP
Inventors: Yuji Oba; 有二大庭; Tadaaki Masumori; 増森　忠昭
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1989-11-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］この発明は、画像信号に従い、中間調を含む記録が可能
なカラー記録に適した装置に関するものである。

〔従来の技術］従来、この種の記録装置は、ブラウン管上に形成した画
面を写真撮影する方法や、３原色ガスレーザを用いてカ
ラーフィルム上に画像を形成する方法などが採用されて
きた。しかし、ブラウン管を用いる方法は小形化と経済
化に限界があるとともに、ブラウン管上の蛍光体が不均
一であり、微視的には発光むらがあり、解像度の高い記
録を得るのが困難であった。一方、ガスレーザを用いた
カラー記録は、良好な画像が得られるが、ガスレーザが
高価で大形であるため、ブラウン管以上に小形化と経済
化が困難であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、中間調を含む記録を小形で経済的な装置とする要
求に対して、液晶セルアレイを用いた一次元記録ヘノド
の使用があるが、実際には形成する画素の記録媒体上、
つまり感光体上の位置精度が不足し、長周期の濃度のう
ねりや各画素の光量の不均一性による画素の濃度のばら
つきなどに問題がある。また、カラー記録を行う場合は
、３原色の信号を重ねて口き込んだ感光体上の同じ画素
の各色の位置精度が悪くなり易く、これによりモアレに
よる色ばらつきが生じる問題がある。このため、各色の
書込み位置を巨視的に見て充分な精度を有し、微視的に
見ても１０ミクロンメートル単位程度の精度を保たねば
ならない問題がある。

さらに、銀塩カラーペーパのように光感度の低い感光体
を用いる場合は、液晶の開動作時間を長くとれないとと
もに、光源の光強度に限界があるため、現実には記録が
不能であるなどの問題がある。

この発明は、上記の点にかんがみなされたもので、記録
される画素の位置精度が良く、かつ各画素の光量制御が
非常に精度良くでき、さらに低感度の感光体にも適応性
を持たせることの可能な記録装置と、それを用いた記録
方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる記録装置は、画像信号に従い光の通過
、遮断を制御し、その状態を保持する機能を有する複数
の窓を２次元平面に配置した２次元記録ヘッドと、２次
元記録ヘッドに光を照射する光源と、２次元記録ヘッド
との位置関係が固定され、光を受けて記録像を形成する
記録媒体を保持する保持手段と、２次元記録ヘッド上の
画像を記録媒体上に投影する光学系とを備えたものであ
る゛。

特にこの発明によれば、上記記録装置の２次元記録へラ
ドは単純マトリックス駆動型液晶セルにより構成されて
いる。

特にこの発明によれば、上記記録装置の２次元記録ヘッ
ドはメモリ性を有する強誘電性液晶セルにより構成され
ている。

特にこの発明によれば、上記記録装置の光源は主波長の
異なる発光をする複数の発光ダイオードの組合せにより
構成されている。

〔作　用〕

この発明の記録装置は、２次元記録ヘッドを構成する複
数の窓を画像信号に従って、光の透過または遮断のいず
れかに保持した状態で露光を行い、記録を行うので善意
の開閉の応答速度のバラツキに影響されず正確な露光を
行うことができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の記録装置の主要部である２次元記録
ヘッドの外観の一例を示す正面図である。

この図において、１０は２次元記録ヘッド、２は複数の
窓を構成する液晶セルアレイ、３は前記液晶セルアレイ
２を駆動するための多数のドライバーを内蔵した駆動回
路、４は前記液晶セルアレイ２と駆動回路３を結ぶ配線
部、５は基板である。

ここで、液晶セルアレイ２は２次元にセル（即ち窓）が
規則的に配列してあり、各々のセルは駆動回路３により
独立に光透過状態と遮断状態に制御可能になっている。

また、ここで用いる液晶は光透過状態と遮断状態のどち
らか一方の状態を維持することの可能な、液晶を使用す
る。この例としては強誘電性液晶やスーパーツイスト型
液晶やアクティブマトリック型ＴＮ液晶等がある。

以下にこの２次元記録ヘッドｌＯを用いた記録装置の概
要を説明する。

第２図はこの発明の記録装置の１実施例の断面図である
。

光源１１から出た光の一部は光センサ１２に行き、他の
一部はレンズ１３により平行光とされ、色フィルタ１４
を通過した後、拡散板１８により拡散光となり２次元記
録ヘッド１０に達する。２次元記録ヘッド１０により光
の透過を画像情報に従って制御し、その光をレンズ１５
により保持手段１９上に保持された記録媒体である感光
体１６上に投影し、感光体１６を画像情報に従って露光
する。ここで、光源１１は発光量を光センサ１２で検出
しており、必要な設定露光量に達した時点で消灯するこ
とが可能な露光量制御回路１７を備えている。

設定露光値Ｅ、ばあらかしめ露光量制御回路１７に設定
しておく。書込み制御回路２２に与えられた画像信号Ｓ
ｖは駆動回路３に与えられ、その画像信号部じて２次元
記録ヘッド１０にそのセルアレイ２の善悪の光透過状態
、遮断状態として書込まれる。全セルアレイ２の書込み
が終了すると書込み制御回路２２は露光開始信号Ｅ、ｔ
を露光量制御回路１７に与えて光７１ｉＸ１１を点灯さ
せると同時に露光量制御回路１７に光センサ１２からの
検出光量の積分を開始させる。その積分値が設定露光値
Ｅｖと等しくなると露光量制御回路１７は光源１１を消
灯し、露光終了信号Ｅ、４を書込み制御回路２２に送り
、次の露光準備ができたことを伝える。

この記録装置は、光源１１．２次元記録ヘッド１０、レ
ンズ１３，１５、色フィルタ１４ならびに拡散板１８等
からなる光学系と保持板１９上に保持された感光体１６
の位置関係を固定したまま記録が可能なため、後述する
銀塩カラー写真に３原色の光を３回露光するにあたり、
露光される各色の画素の位置再現性が良く、全くずれを
生じない。このため、１次元記録ヘッドと機械的走査を
併用する従来の方法に比べて、色ずれの問題やモアレの
問題が生じない利点があり、色再現性が非常に優れた画
像を形成できる特徴がある。

この２次元記録ヘッド１０を使用して中間調を記録する
には、あらかじめ決められた桁数（例えば０桁）の２進
数で表わした各画素の階調信号の同じ第１桁（ｉ＝１．
２．・・・、ｎ）のみで構成される２進値の画像信号に
合せて光透過状態と遮断状態を前記２次元記録ヘッドに
書込み、その状態を保持させた後、その２進数の第１桁
の重み２”−１に対応する光量を光源に発光させて記録
媒体を露光しさらに別の桁（即ち別のｉの値）の２進値
の画像データに従い２次元記録ヘッドに書込み、同様に
して露光する操作を必要な回数（即ちｉ＝１″２、・・
・ｎ）繰返して同一記録媒体上に多階調の露光を行う。

次にこの多階調記録方法を簡単な例で説明する。

第３図（Ａ）〜（Ｄ）は各々第１図の２次元記録ヘッド
１０の液晶セルアレイ２の一部を示す図である。この図
には８個の液晶セル（ＣＩからＣ８）が示しであるが、
このセルを用いて画像信号の各画素の階調が３桁の２進
値で表わされた８階調の記録を行う方法を説明する。第
３図（Ａ）では斜線を引いたセル（ＣＩ、Ｃ３，Ｃ５，
Ｃ７）は閉状態であり、斜線の無いセルＣ２，Ｃ４，Ｃ
６゜Ｃ８は開状態である。これらの状態は駆動操作によ
り形成された安定状態であり、次の新たな信号が来るま
で保持される。この第３図（Ａ）の状態で光量が“ｌ”
　（２°の桁の重みに対応）の単位の露光を第２図の光
源１１により感光体１６に与えられる。この時、光セン
サ１２により光源１１の発光光量を正確に測定し、その
光量に達した時点で光源１１を消灯する機能を露光量制
御回路１７が持っている。このためこの光源１１の発光
変動を補正した正確な露光の制御が可能である。

次に同じ液晶セルアレイ２の各セル（Ｃ１〜ＣＢ）を第
３図（Ｂ）に示す状態とし、このメモリ状態において、
光源１１により“２”（２’　の桁の重みに対応）の単
位の光量の露光を同一の感光体１６に与え、多重露光す
る。次に、同じ液晶セルアレイ２の各セル（ＣＩ−Ｃ８
）を第３図（Ｃ）に示す状態とし、前回と同様に光源１
１により°“４”（２２の桁の重みに対応）の単位の光
量の露光を同じ感光体１６に与える。この様にすると、
それぞれのセル（Ｃ１〜Ｃ８）を通過した光量の総和は
Ｃ１から０８に向い順次光量が“Ｏ゛、“１パ。

“２”、３″、゛′４”、”５”、　　“６”、“７”
の単位の光量になる。これを第３図（Ｄ）のセル内に数
字でその値を示した。このようにしてセルＣ１−ＣＢに
対応する記録媒体上の画素位置にこれらの総和の露光量
０．ｌ、２．・・・、７、に対応した階調の記録をする
ことができる。

ここで露光値の各桁毎にセルアレイ２（第１図）の光の
透過、遮断状態を保持させた後、露光をするのは、この
種のセルの動作のばらつきはそのセルの開閉のための立
上りと、立下りが最も多く、開閉を保持した状態では最
も少なくなることが最大の理由である。

この説明では、８階調の露光について説明したが、同様
にして次のセルアレイの状態で８の単位、次は１６″、
°“３２″、“６４゛、“”１２Ｂ”“単位と順次露光
量を増すことによりその露光量の段階が増加し、多数の
階調露光が少数の繰返し露光により実現できる。このと
き、それぞれの露光は先に説明したように、光センサ１
２によりその露光量を正確に制御するため、光ｔＡ１１
の暗度が非常に高く、かつそれぞれのセルの開閉はその
セルのメモリ状態を使用するためのセル間の開閉動作の
立上りと立下りのばらつきが問題にならず、安定な階１
１ｎ光ができる特徴がある。

これまでは単に多階調の露光について述べたが、さらに
、感光体１６を銀塩カラー写真のように色の３原色光を
順次重ねて露光できるものを用いれば、第２図の色フィ
ルタ１４を画像情報の色に合せて順次色フィルタ１４の
色を変換するか、３原色に対応した主波長の光をそれぞ
れ発光するＬＥＤのような光源を３種用いて露光するこ
とによりカラー記録が可能になる。前者の場合、２次元
記録ヘッド１０を使用するとセルアレイ２の各セルの位
置とレンズ１５等の光学系と感光体１６の位置が色を重
ねて露光するときに全く動かさないで済む利点がある。

また後者の場合でも拡散機１８を使用していれば３原色
光源を切り換えることによる位置ずれが生じても感光体
１６上の結像画素位置のずれは生しない。このため、従
来の１次元記録ヘッドにより機械的な走査を行いながら
、３原色の光を繰り返して露光する方法で問題となる、
各色を露光する時に生ずる露光位置のずれによる色ずれ
がこの２次元記録ヘッド１では全（問題にならない利点
がある。

ここで、先に述べた２次元記録ヘッド１０は特に単純マ
ドリンク駆動型の液晶セルとすることが適している。こ
の駆動方法の液晶セルを用いた２次元記録へマドは薄膜
トランジスタやダイオードを各セルに設けたアクティブ
型の２次元記録ヘッドに比べて光の透過、遮断を制御で
きない領域となるトランジスタやダイオードの占る面積
とそれを駆動する配線が占める面積を必要としない。

この為、セルの窓の面積が全体の面積の中で占める割合
が増加し、開口率の大きな２次元記録ヘッドが作製可能
である。これにより、セル間に生じる光不透過部による
画像の黒ずみが減少し、色の純度が高い記録が可能な記
録装置が作詞可能である。これに適した液晶としては強
誘電性液晶、スーパーツイスト液晶等がある。また、単
純マトリック駆動型液晶の中でも特に強誘電性液晶が適
している。強誘電体液晶は電圧印加後、その状態を維持
する為に、何ら電圧を印加しなくても良好なメモリー性
を維持する２次元記録ヘッドが作製可能である。このメ
モリー性に伴ないコントラストの大きい画像が記録可能
になる。これについて更に説明をする。

液晶は一般に、劣化防止と動作の安定化の為に両極性の
信号を交互に印加する必要がある。これについては強誘
電性液晶も同じであるが、強誘電性液晶は極性により光
透過状態と光遮断状態が反転する性質がある。この為、
ダイナミックに駆動する場合はたとえ光遮断状態を連続
する必要がある場合でも光透過状態を一時的に挿入せざ
るを得ない問題がある。これは光透過状態を継続する場
合も同様に光遮断状態を挿入することになる。この為、
連続光により液晶を照明するとコントラストが悪くなる
問題がある。しかし、強誘電性液晶は電圧印加による書
込み終了後に印加電圧を除去しても８込み状態は維持さ
れるので、この発明においては前述の極性反転周期が露
光時間より長くなるように選び、その周期内で露光を行
えば、即ち、極性反転は露光が終了して光源１１を消灯
した後に行えば、極性反転が露光中のコントラストを低
下させる要因とならなくなる為、メモリ状態のみを使用
することの可能な本記録装置では光モレの少ない鮮かな
画像を形成できる利点がある。

つぎに、第２図では光源１１はその発光光量を正確にす
る為、光センサ１２により光量を測定し、露光量制御回
路１７により、定められた光量に達した所で、発光を停
止するようにしている。また、色フィルタ１４は、感光
体１６を露光する光の波長を変えるために使用され、そ
の交換には機械的動作が必要とされる。この為、高速の
フィルタ交換と、高信頬性については限界が生しる問題
がある。

これに対して光源１１を、発光ダイオードとし、かつ異
なる波長の発光をするダイオードを組合せた構成とする
と、発光ダイオードの発光応答が速く、かつ安定性が高
いため、光センサ１２を省き、露光量制御回路１７は駆
動電流と印加時間を正確に制御するだけで、正確な露光
をすることが可能である。駆動電流を常に一定とすれば
露光量制御回路１７は時間設定可能な単なるタイマーで
よい。

さらに光源１１の発光ダイオードのオン、オフ時間をタ
イマーで制御する替りに、光源１１と感光体１６との間
の光路中の任意の位置に露光時間制御可能なシャッタを
設けてもよい。また、異なる波長の発光ダイオードの組
合せ、その中から、必要な波長に対応する発光ダイオー
ドのみを発光させることにより、色フィルタの交換なし
に発光波長を変えることが可能になる。これにより機械
的動作を完全に無くすことができ、記録装置全体の信頼
性が大幅に向上する。

次に具体例について説明する。

（具体例１）マトリックス駆動型のスーパーツイスト型の液晶で窓が
縦方向４００個、横方向６４０個のセルアレイ２を有す
る２次元記録ヘッドを用いて第２図の記録装置を作製し
た。ここで用いたセルのコントラストは１５：１であり
、窓の開口率は９４％であった。

この装置を用いて、単位“ｌ”の露光から単位“３２”
までの露光を６回の２次元記録へラドｌの書替えによっ
て行い、そのつと露光をすることにより６４階調の階調
記録を得た。カラー記録に際しては、色フィルタ１４を
３原色の信号に合わせて交換して同様の操作を操り返し
、３原色をインスタントフィルム（ＦＰ−１００、フジ
フィルム社製）上に記録した。得られた記録画像には画
素の区切りとなる未露光部がほとんど見られず３原色の
各色ごとに６４階調の鮮明な色のカラー画像が得られた
。

（具体例２）マトリックス駆動型の強誘電性液晶の液晶で、芯が縦方
向と横方向に各々１００個列んだセルアレイ２で構成さ
れた２次元記録ヘッドを用いて第２図の記録装置を作製
した。この窓の立上りと立下り速度は２０Ｖで駆動した
とき各々約０．５ミリ秒であり、形成されたメモリ状態
のコントラストは９０：ｌであった。また、窓の開口率
は９４％であった。

この装置を用いて具体例１と同様に６４階調の記録をカ
ラーインスタントフィルム上に行った。

得られた記録画像は各画素の濃度の均一性が良く、色ず
れが全くない記録が得られ、また、３原色の各光源ごと
に６４階調の階調が得られ具体例１よりもカブリの少な
い鮮明な色のカラー画像が得られた。

（具体例３）具体例２で用いた記録装置の光源を赤と緑の発光をそれ
ぞれする二種類の発光ダイオードに変えて、かつ第２図
の光センサ１２と色フィルタ１４を除き、露光量制御回
路１７はタイマー回路で構成した。

この装置を用いて具体例１と同様の露光を行い、６４階
調の２色の記録を行った。この記録実験を１０回繰返し
、その変動を調べたが、濃度のバラツキは０．０１以下
であり、非常に安定した露光がなされ、中間調の再現性
が安定していた。また、色の切替に機構部を除くことが
できた。

〔発明の効果］以上説明したように、この発明の記録装置は、電気信号
に従い光の透過、遮断を制御し、その状態を保持する機
能を存する複数の窓を２次元平面に配置した２次元記録
ヘッドと、２次元記録ヘッドに光を照射する光源と、２
次元記録ヘッドとの位置関係が固定され、光を受けて記
録像を形成する記録媒体と、２次元記録ヘッド上の画像
を記録媒体上に投影する光学系を用いる記録装置に開口
率の大きいマトリック型の２次元記録ヘッドを適用した
ため、階調の再現性が良く、色の鮮明なカラー記録を行
うことができる。

また、メモリー状態でのコントラストが大きい強誘電性
液晶を２次元記録ヘッドとして用いたため、光モレによ
るカブリが無い鮮明な色のカラー記録を行うことができ
る。更に光源を異る色の複数の発光ダイオードとするこ
とにより、光センサと色フィルタを除くことが可能にな
り、装置の単純化が可能となるとともに機構部の完全な
削除により信鎖性の高い記録装置とすることができる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の２次元記録ヘッドの実施例を示す正
面図、第２図はこの発明の記録装置の一実施例をそれぞ
れ示す構成図、第３図はセルの開閉状態と光透過光量を
示す図である。図中、１０は２次元記録ヘッド、２は液晶セルアレイ、
３は駆動回路、４は配線部、５は基板、１１は光源、１
２は光センサ、１３．’４５はレンズ、１４は色フィル
タ、１６は感光体、１７は露光量制御回路、１８は拡散
板、１９は保持手段、２２は書込み制御回路である。特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像信号に従い光の透過、遮断を制御し、その状
態を保持する機能を有する複数の窓を２次元平面に配置
した２次元記録ヘッドと、前記２次元記録ヘッドに光を
照射する光源と、前記２次元記録ヘッドとの位置関係が
固定され、前記光を受けて記録像を形成する記録媒体を
保持する保持手段と、前記２次元記録ヘッド上の画像を
前記記録媒体上に投影する光学系とを備えた記録装置に
おいて、前記２次元記録ヘッドが単純マトリックス駆動
型液晶セルであることを特徴とする記録装置。
（２）画像信号に従い光の透過、遮断を制御し、その状
態を保持する機能を有する複数の窓を２次元平面に配置
した２次元記録ヘッドと、前記２次元記録ヘッドに光を
照射する光源と、前記２次元記録ヘッドとの位置関係が
固定され、前記光を受けて記録像を形成する記録媒体を
保持する保持手段と、前記２次元記録ヘッド上の画像を
前記記録媒体上に投影する光学系とを備えた記録装置に
おいて、前記２次元記録ヘッドがメモリー性を有す強誘
電性液晶セルであることを特徴とする記録装置。
（３）画像信号に従い光の透過、遮断を制御し、その状
態を保持する機能を有する複数の窓を２次元平面に配置
した２次元記録ヘッドと、前記２次元記録ヘッドに光を
照射する光源と、前記２次元記録ヘッドとの位置関係が
固定され、前記光を受けて記録像を形成する記録媒体を
保持する保持手段と、前記２次元記録ヘッド上の画像を
前記記録媒体上に投影する光学系とを備えた記録装置に
おいて、前記光源が、主波長の異なる発光をする複数の
発光ダイオードの組合せであることを特徴とする記録装
置。