JPH1052942A

JPH1052942A - カラー露光装置

Info

Publication number: JPH1052942A
Application number: JP21254496A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Oguchi; 口秀幸小
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1996-08-12
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】大サイズのカラー感光材料にカラー画像を高速
に記録することのできる生産性が高くかつ安価で簡易な
構成のマルチチャンネルカラー露光装置を提供する。【解決手段】異なる狭帯域波長の光ビームを射出する複
数の光源と、これらの光源から射出された光ビームをそ
れぞれ整形する光ビーム整形光学系と、複数の光源の各
々に対応して設けられ、光ビーム整形光学系によって整
形された各光ビームを記録すべき画像信号に応じてそれ
ぞれ変調する複数の空間変調素子と、これらの空間変調
素子で変調された変調光ビームをカラー感光材料上に縮
小して結像する縮小光学系と、この縮小光学系によって
結像された複数の変調光ビームでカラー感光材料を２次
元的に走査させる走査手段とを有することにより、前記
課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー感光材料を
複数の光ビームによって走査露光して画像記録を行うカ
ラー露光装置に関し、詳しくは、波長の異なる少なくと
も３種の光ビームを射出する複数の光源と、これらの光
源と同数の温度制御された空間変調素子を用いてカラー
感光材料にカラー画像を高速かつ高画質に記録すること
のできるマルチチャンネルカラー露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録する画像に応じて変調した光ビーム
によって銀塩写真感光材料や電子写真感光体等の感光材
料を走査露光する露光装置が、各種のプリンタや複写装
置に用いられている。現在、このような露光装置として
は、平面走査方式の露光装置やドラム走査方式の露光装
置がある。平面走査方式の光ビーム走査露光装置は、記
録画像に応じて変調された光ビームをポリゴンミラーや
レゾナントスキャナなどの光偏向器などを用いて主走査
方向に偏向すると共に、感光材料を光ビームの前記主走
査方向と略直交する副走査方向に相対的に移動すること
により、変調光ビームによって感光材料を二次元的に走
査露光して、画像（潜像もしくは顕像）を記録するもの
である。

【０００３】一方、ドラム走査方式の光ビーム走査露光
装置（ドラムスキャナ）は、回転しているドラム上の感
光材料上に記録画像に応じて変調された光ビームを照射
して主走査するとともにドラムの中心軸線方向に光ビー
ムを移動させて副走査することにより、変調光ビームに
よって感光材料を二次元的に走査露光して、画像（潜像
もしくは顕像）を記録するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、大型、例え
ばＡ１サイズ（６６０ｍｍ×１０１０ｍｍ）などのよう
な大サイズの感光材料に１本の光ビームで画像を露光す
る場合、生産性を上げようとすると、高速な主走査及び
副走査が必要になるため、走査ずれによる露光むらが生
じないように、装置構成を堅固にする必要がある。例え
ば、平面走査方式では高速回転する光偏向器による高速
な主走査に対して感光材料を高速に副走査搬送するため
の感光材料を固定する搬送台、感光材料を狭持もしくは
載置搬送する搬送ローラ対や搬送ベルトなどの構造のみ
ならずこれらを支持する基台や定盤や筐体の構造を堅固
にする必要がある。また、ドラム走査方式においては、
ドラムを高速で回転させる必要があり、ドラムを支持す
る筐体などの構造を堅固なものにする必要がある。さら
に、堅固な構造の筐体には、特に、振動対策が必要とな
る。このため、従来の走査方式では露光装置がますます
高価になるという問題があった。また、平面走査方式の
場合、光ビームのビーム径や走査長に限界があり、主走
査角が決まってしまい、露光可能な感光材料のサイズが
制限されてしまうという問題もあった。このため、光路
長を長くして大サイズの感光材料に対拠しようとする
と、解像度が制限され、画像品質が低下してしまうとい
う問題もあった。

【０００５】これに加え、従来の露光装置においては、
大サイズのカラー感光材料に３色で記録しようとする
と、１本の光ビームにするために各色を発色させるため
の３本の光ビームを合波する必要があり、例えば、色消
レンズ等の高性能な光学系が必要となるし、非合波で３
本の光ビームで記録しようとすると光学系の配置が複雑
になり、各々の素子の位置精度を高くする必要があると
いう問題もあった。このため、各色１本の光ビームでカ
ラー画像をＲＧＢもしくはＣＭＹの面順次で記録するの
が光学系の構成も最も容易であるが、面順次記録を行う
と感光材料または光ビーム（光源）を往復させる必要が
あるため、生産性が上がらないという問題もあった。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、大サイズのカラー感光材料にカラー画像を高速
に記録することのできる生産性が高くかつ安価で簡易な
構成のマルチチャンネルカラー露光装置を提供するにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、異なる狭帯域波長の光ビームを射出する
複数の光源と、これらの光源から射出された光ビームを
それぞれ整形する光ビーム整形光学系と、前記複数の光
源の各々に対応して設けられ、前記光ビーム整形光学系
によって整形された各光ビームを記録すべき画像信号に
応じてそれぞれ変調する複数の空間変調素子と、これら
の空間変調素子で変調された変調光ビームをカラー感光
材料上に縮小して結像する縮小光学系と、この縮小光学
系によって結像された複数の変調光ビームで前記カラー
感光材料を２次元的に走査させる走査手段とを有するこ
とを特徴とするカラー露光装置を提供するものである。

【０００８】ここで、前記空間変調素子は、独立に変調
される複数の変調窓を持つマルチチャンネル空間変調素
子であるのが好ましい。また、前記空間変調素子は、温
度制御手段を有するのが好ましい。また、前記光源の少
なくとも２つが、同一の光を発色させる光ビームを射出
するのが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係るカラー露光装置を添
付の図面に示す好適実施例に基づいて以下に詳細に説明
する。図１は、本発明のカラー露光装置の一実施例を概
念的に示す概略斜視図である。図２（ａ）は、図１に示
すカラー露光装置の構成を断面模式線図的に示す説明図
であり、図２（ｂ）は、本発明のカラー露光装置の別の
実施例を概念的に示す概略説明図である。

【００１０】図１および図２（ａ）に示すように、本発
明のカラー露光装置（以下、単に露光装置という）１０
は、基本的に、光源部１２、整形光学系１４、光変調器
１６および結像光学系１８等がハウジング（図示省略）
に収容されてユニット化された光学ユニット２０と、円
筒状の露光ドラム２２とを有する。図示例の露光装置１
０は、外周面にカラー感光材料Ａを密着保持した露光ド
ラム２２を図中矢印ａ方向に回転しつつ、光変調器１６
で変調した記録光ビームＬ（Ｌ_M，Ｌ_C，Ｌ_Y）を回転
するカラー感光材料Ａに照射して主走査すると共に、光
学ユニット２０を露光ドラム２２の回転方向と直交する
矢印ｂ方向、すなわち、露光ドラム２２の回転軸と平行
に移動して副走査することにより、カラー感光材料Ａを
記録光ビームＬ（Ｌ_M，Ｌ_C，Ｌ_Y）で２次元的に走査
して画像露光を行うものである。なお、本発明において
は、光学ユニット２０を移動して副走査するのに限定さ
れず、露光ドラム２２を矢印ａ方向に回転すると同時に
矢印ｂに移動して副走査するように構成してもよい。

【００１１】光源部１２は、カラー画像をカラー感光材
料Ａに記録するための３本の記録光ビームＬ_M，Ｌ_C，
Ｌ_Y（以下、総称してＬともいう））をそれぞれ射出す
る３個の光源１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙからなる。図示例
では、これらの３個の光源１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙは、
カラー感光材料（以下、単に感光材料という）Ａの分光
感度特性に応じた互いに異なる狭帯域波長の記録光ビー
ムＬ（Ｌ_M，Ｌ_C，Ｌ _Y）をそれぞれ射出するレーザダ
イオード（ＬＤ）である。ここで、例えば、図７に示
す、３原色の内の２色について赤外域で最大感度とな
る、分光感度特性を持つファルスカラー熱現像感光材料
（ピクトログラフィー感光材料（富士写真フイルム社
製）を用いる場合には、光源１２Ｍは、波長６８０ｎｍ
のマゼンタ（Ｍ）発色用レーザビームＬ_Mを射出するＬ
Ｄとし、光源１２Ｃは、波長７５０ｎｍのシアン（Ｃ）
発色用レーザビームＬ_Cを射出するＬＤとし、光源１２
Ｙは、波長８１０ｎｍのイエロー（Ｙ）発色用レーザビ
ームＬ_Yを射出するＬＤとすることができる。本発明の
露光装置１０においては、光変調器１６によって、記録
光ビームＬをカラー記録画像に応じて変調するものであ
るので、光源１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙは、少なくとも画
像記録中、光ビームＬを連続して射出する。

【００１２】なお、本発明に用いられる光源は、これら
のＬＤに限定されず、カラー感光材料のカラー、例えば
３原色（Ｍ，Ｃ，ＹまたはＲ，Ｇ，Ｂ）の各色を発色可
能な狭帯域波長の記録光ビームＬをそれぞれ射出できれ
ばどのような光源であってもよく、例えば、半導体レー
ザ、ＬＥＤ、ガスレーザ、ＳＨＧ素子を用いた波長変換
レーザ等を用いることができる。一方、本発明に用いら
れるカラー感光材料Ａとしては、少なくとも波長の異な
る３個の、狭帯域波長の記録光ビームを射出する光源に
よって３原色を発色させることのできるものであれば、
特に制限的ではなく、例えば、図７に示すファルスカラ
ー熱現像感光材料などの熱現像感光材料、通常の銀塩写
真感光材料、感圧性感光材料等を挙げることができる。
従って、本発明においては、カラー感光材料の分光感度
特性に応じて適切な狭帯域波長の記録光ビームを射出す
る光源を選択してもよいし、光源が射出する光ビームの
狭帯域波長に応じて適切なカラー感光材料を選択しても
よく、両者の組み合わせが適切となるものを選択すれば
よい。

【００１３】整形光学系１４は、光源１２Ｍ，１２Ｃ，
１２Ｙから射出された光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yを横長
の（矢印ｂ方向に長い）略平行光ビームとして、平行光
ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yが、後述する光変調器１６（そ
れぞれ対応する空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ）
の全変調窓の全面を過不足なく、十分な、好ましくは均
一な光量で照射できるように整形するものであり、光源
１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙにそれぞれ対応して設けられ、
各光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yにそれぞれ作用して、均一
光量の縦方向（矢印ｂ方向に垂直な方向）に略平行な横
長の光ビームに整形するコリメート用シリンドリカルレ
ンズ１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙと、平行光ビームＬ_M，Ｌ
_C，Ｌ_Yに共通に作用してそれらの拡散を収束する凸レ
ンズ１５を有する。

【００１４】なお、整形光学系１４は、光ビームＬを余
分な領域、特に感光材料Ａに影響を与える領域に洩れさ
せないように選択、設計、配置されるのが好ましいのは
言うまでもない。整形光学系１４としては、上記目的を
達成できるものであれば、上記のものに限定されず、各
種のレンズや鏡、これらを組み合わせた光学素子等、公
知の光学素子を用いることができる。例えば、図２
（ｂ）に示すカラー露光装置１１のように、整形光学系
１４を各光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yにそれぞれ作用する
ライトガイド１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙで構成することも
できる。こうすることにより、光学系のレイアウトに自
由度を付与することができる。ただし、本発明の露光装
置１０において、光源１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙからそれ
ぞれ射出される光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yが、それぞれ
に対応する光変調器１６の空間変調素子２４Ｍ，２４
Ｃ，２４Ｙの各全変調窓の全面を十分に照射できる場合
には、特に整形光学系１４を設けなくてもよい。

【００１５】光変調器１６は、本発明の露光装置１０の
特徴的な部分であって、光ビームＬ _M，Ｌ_C，Ｌ_Yをカ
ラー画像の各画素に対応するディジタル画像信号に応じ
てオン／オフ（透過／遮光）することにより、パルス幅
変調する、もしくはパルス数変調するためのもので、そ
の主要部は偏光を利用して光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yを
オン／オフする空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ
（図３参照）からなる。ここでは空間変調素子２４Ｍ，
２４Ｃ，２４Ｙは、光源部１２側に配置される３本の光
ビームＬに共通の偏光板３６ａと、感光材料Ａ側に配置
される３本の光ビームＬに共通の検光板３６ｂと、偏光
板３６ａと検光板３６ｂとの間に配置され、それぞれ光
ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yに対応して設けられる液晶セル
アレイ３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｙとを有する。本発明に用
いられる空間変調素子は、特に制限的ではなく、偏光を
利用する空間変調素子であればどのようなものでもよい
が、例えば、ネマティック液晶材料、コレステリック液
晶材料、スメクティック液晶材料等の液晶材料、特に好
ましくはスメクティックＣ^*液晶やさらに好ましくはス
メクティックＡ液晶などの強誘電性液晶（ＦＬＣ；Ferr
oelectoric Liquid Crystal ）材料、およびＬｉＮｂＯ
₃系、ＰＬＺＴ、ＬｉＴａＯ₃系、光半導体材料などの
電気光学効果を用いた電気光学材料等を挙げることがで
きる。

【００１６】本発明に用いられる光変調器１６は、図３
に示すようにモジュール化され、この光変調器モジュー
ルは、空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙを所定間隔
で配置した空間変調素子モジュール２４と、この空間変
調素子２４が取り付られる台座２６と、空間変調素子モ
ジュール２４と共に台座２６に取り付られる発熱モジュ
ール２８と、空間変調素子モジュール２４に取り付けら
れ、空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙの温度を計測
する温度センサ３０を有する。空間変調素子２４Ｍ，２
４Ｃ，２４Ｙは、いずれも画素毎の画像信号に応じて独
立に変調可能な複数、例えば６４もしくは５１２個の変
調窓を有し、それぞれ複数、６４もしくは５１２チャン
ネルの、いわゆるマルチチャンネル空間変調素子であ
り、一度に、複数画素、６４画素もしくは５１２画素記
録することができるものである。空間変調素子２４Ｍ，
２４Ｃ，２４Ｙのチャンネル数は、特に制限的ではな
く、必要に応じて適宜選択すればよい。ここでは、１画
素を１空間変調素子チャンネルで記録しているが、本発
明はこれに限定されず、複数チャンネルで記録してもよ
い。

【００１７】ここで、台座２６は、空間変調素子モジュ
ール２４および発熱モジュール２８を所定位置に固定す
る固定部材として機能すると共に、空間変調素子２４
Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙの温度調節のための蓄熱器（ヒート
アキュムレータ）としても機能する部材で、例えばアル
ミニウム等の熱伝導性の高い金属板で形成される。電気
光学材料や液晶、特にスメクティックＡ液晶を利用する
空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙは、温度によって
応答速度や変調特性、透過率が変動する。そのため、台
座２６がヒートアキュムレータを兼ねる構成とすること
により、後述するように、発熱モジュール２８および温
度センサ３０を用いた温度調整をより良好かつ正確に行
うことができる。また、この台座２６には、空間変調素
子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙの各全変調窓に対応して、光
ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yを通過させるための貫通孔が穿
孔されている。本発明に用いられる空間変調素子および
光変調器の詳細については後述する。

【００１８】結像光学系１８は、所定サイズのマルチチ
ャンネル空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙの各々の
チャンネル毎の変調窓の像が所望の記録密度の画素サイ
ズとなるように縮小して感光材料Ａ上に結像させるため
のもので、２枚のレンズ１８ａ，１８ｂからなる。例え
ば、感光材料Ａ上のカラー画像の記録密度が６００ｄｐ
ｉであるとすると、１画素のサイズは４２．３μｍであ
り、３００ｄｐｉであれば８４．６μｍとなるので、空
間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙの各々のチャンネル
毎の変調窓の像が、記録密度６００ｄｐｉでは４２．３
μｍ、３００ｄｐｉでは８４．６μｍとなるように、２
枚のレンズ１８ａ，１８ｂの焦点距離を適当に選択すれ
ばよい。なお、図示例では、結像光学系１８を２枚のレ
ンズ１８ａ，１８ｂで構成しているが、本発明はこれに
限定されるわけではなく、１枚のレンズを用いても、３
枚以上のレンズを用いてもよい。ところで、２枚以上の
組レンズの方が各種収差の補正が容易になるなどの点で
１枚のレンズを用いるより好ましいが、組み合わせるレ
ンズの数が多くなると、結像光学系１８が高価になるの
で、２枚程度の組レンズがより好ましい。

【００１９】光学ユニット２０は、上述した３個の光源
１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙを有する光源部１２と、シリン
ドリカルレンズ１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙおよび凸レンズ
１５を有する１４と、空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２
４Ｙ、台座２６、発熱モジュール２８および温度センサ
３０を有する光変調器１６と、２枚のレンズ１８ａ，１
８ｂを有する結像光学系１８とを図示しない筐体に取り
付け、あるいは収納してなるもので、図示しない駆動手
段により、矢印ｂ方向に所定副走査速度で移動されるも
ので、上述した種々の光学素子に応じて適宜設計、構成
すればよい。次に、露光ドラム２２は、所定サイズの感
光材料Ａをその外周面に密着して保持して、図示しない
駆動手段により、その中心軸を回転軸として矢印ａ方向
に所定主走査速度で回転するもので、従来公知のドラム
スキャナの露光ドラムを用いればよく、そのサイズ（半
径、長さ）は感光材料のサイズに応じて適宜選択すれば
よい。

【００２０】図示例の露光装置１０は、基本的に以上の
ように構成されるが、以下に本発明に特徴的に用いられ
る空間変調素子およびこれを用いる光変調器を説明す
る。以下の説明においては、図示例の露光装置１０に用
いる空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙの代表例とし
て、液晶を利用する光シャッタを用いたパルス幅変調を
行う空間変調素子であって、露光ドラム２２の回転軸と
平行方向に液晶の光シャッタを持つ変調窓を複数形成し
たマルチチャンネルの液晶シャッタアレイからなる空間
変調素子を挙げて説明を行うが、本発明はこれに限定さ
れるわけではない。図４に、空間変調素子の一例の構造
の概念図、およびその記録制御系ならびに温度調節制御
系のブロック図を示す。なお、空間変調素子２４Ｍ，２
４Ｃ，２４Ｙは、入射する光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yの
波長に応じて後述する液晶層３２の厚みや全体の厚みが
異なる以外は、いずれも同じ構造を有し、かつ同じ記録
制御および温度制御が行われるので、同様な説明となる
場合は、代表例として空間変調素子２４Ｃを挙げて詳細
に説明し、他の空間変調素子２４Ｍ，２４Ｙの説明は省
略する。また、代表例の空間変調素子２４Ｃにおいて、
どのチャンネルをとっても同じ断面構造を有するので、
その１つのチャンネル（変調窓）を代表例として挙げて
説明する。

【００２１】空間変調素子２４Ｃは、液晶層３２を透明
電極３４ａおよび３４ｂで挟持して封止してなる液晶セ
ル３７を有し、この液晶セル３７を挟持して入射側の透
明電極３４ａに対応して板状偏光子（ポラライザー）３
６ａ、射出側の透明電極３４ｂに対応して板状検光子
（アナライザー）３６ｂが、それぞれ配置され、さら
に、これらの積層体をガラス板３８ａおよび３８ｂで挟
持して構成される。偏光子３６ａは、入射光ビームＬを
直線偏光に変える素子であって、光の進行方向に垂直な
面内で互いに直角な方向に振動する２つの直線偏光成分
に分解して通過させるものである。また、偏光子３６ａ
として波長板、例えばλ／２波長板を用いることもでき
る。一方、検光子３６ｂは、入射光ビームＬの偏光の有
無や方向を検査する素子であって、偏光子と同じものが
用いられ、検光子３６ｂに入射する光ビームＬの偏光の
方向が一致したときだけ入射光ビームＬを通過させるの
に用いられる。ここでは、偏光子３６ａと検光子３６ｂ
の通過可能な光の偏光方向は、例えば、９０°異なるよ
うに構成されるが、本発明はこれに限定されず、用いら
れる液晶材料や電気光学材料に応じて適宜選択すればよ
い。なお、透明電極３４ａおよび３４ｂや、偏光子３６
ａおよび検光子３６ｂには特に限定はなく、液晶ディス
プレイや液晶シャッタ等に利用されている公知のものが
各種利用可能である。

【００２２】図５に、このような空間変調素子２４Ｃの
作用を概念的に示す。前述のように、偏光子３６ａおよ
び検光子３６ｂを通過できる光の偏光方向は９０°異な
っており、透明電極３４ａおよび３４ｂによって液晶層
３２に電圧が印加されていない状態では、偏光子３６ａ
で直線偏光にされた光ビームＬは、液晶層３２をそのま
ま通過するため、検光子３６ｂで遮蔽される。これに対
し、透明電極３４ａおよび３４ｂによって液晶層３２に
電圧が印加されていると、液晶の配列方向が変わり、図
５にθで示されるように、液晶層３２を通過する光の偏
光方向が変化する。つまり、液晶層３２に、光ビームＬ
の偏光方向を９０°回転させるだけの電圧を印加するこ
とにより、光ビームＬが検光子３６ｂ（空間変調素子２
６）を通過可能にできる。従って、記録画像に応じて、
透明電極３４ａおよび３４ｂによって液晶層３２に所定
電圧を印加することにより、記録画像に応じて光ビーム
Ｌを遮蔽あるいは通過させて、パルス幅変調することが
できる。ところで、空間変調素子には波長依存性があ
り、波長によって入射光ビームの透過効率が変化する。
このため空間変調素子２４Ｃにおいても、入射光ビーム
Ｌの波長λに応じて液晶層３２、または液晶セル３７、
もしくは空間変調素子２４Ｃ全体の厚みを設定する、例
えば波長λの奇数倍または偶数倍に設定するのが好まし
い。図示例の露光装置１０においては、記録光ビームと
して波長の異なる３種の光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yを用
いているので、空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ
は、同じ液晶材料を用い、その配列の厚みや液晶の厚み
を入射光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yの波長λに応じて変え
たもの用いるのがよい。

【００２３】本発明においては、図３に示すように、空
間変調素子２４Ｃは、透明電極対３４ａ、３４ｂが液晶
層３２に対して複数、図示例においては例えば５１２個
形成され、露光ドラム２２の回転軸方向に配列されてお
り、かつ、各電極対は、互いに独立に制御可能に構成さ
れる。すなわち、空間変調素子２４Ｃは、互いに独立し
た５１２個（５１２チャンネル）の液晶シャッタが配列
されてなる液晶シャッタアレイである。従って、空間変
調素子２４Ｃに入射した光ビームＬは、ここを通過する
ことで、空間変調素子２４Ｃによって互いに独立に変調
された、５１２本の独立した光ビームＬ_C（Ｌ_C1〜Ｌ
_C512）となる。

【００２４】すなわち、図示例の露光装置１０では、５
１２チャンネルの空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ
を用いることにより、各々５１２本の光ビームＬ_M，Ｌ
_C，Ｌ_YでＭ，Ｃ，Ｙの各色毎に５１２本の走査線を同
時に形成して感光材料Ａを露光することができ、例え
ば、１つのチャンネルが１画素の画像記録に対応する場
合には、一度に５１２画素の画像記録を同時に行い、極
めて高速なカラー画像の記録を実現できる。図示例の露
光装置１０によれば、従来のカラー露光装置による１本
の記録光ビームによるカラー画像の面順次記録に比べ、
１５３６（３×５１２）倍、３本の合波光ビームによる
カラー画像の記録に比べ、５１２倍の記録速度でカラー
画像を露光することができる。さらに、空間変調素子２
４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙを通過した光ビームＬ_M，Ｌ_C，
Ｌ_Yをそれぞれ感光材料Ａに結像させる結像光学系１８
の倍率やフォーカス状態等を調整することにより、感光
材料Ａに結像する光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yのスポット
形状や間隔を任意に設定することができ、容易に解像度
（記録密度）をシステムに合致するよう選択することが
できる。

【００２５】従って、このような本発明の露光装置１０
によれば、マルチチャンネル露光によって、高解像度の
高画質カラー画像の記録を高速で行うことができる。ま
た、空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙの液晶シャッ
タ数（チャンネル数）は、所望の数に容易に設定するこ
とができるので、解像度を低下することなく、より高速
の画像記録にも容易に対応することができる。しかも、
従来の光ビーム走査露光のように、光偏向器を用いた偏
向走査による画像露光ではないので、露光ドラム２２の
サイズを選択することにより、Ａ１サイズ等の大型の画
像記録にも容易に対応することができる。

【００２６】本発明の露光装置１０の空間変調素子２４
Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙに用いられる液晶としては、電圧の
印加に対する配列方向変化の応答速度が、目的とする記
録速度に十分に対応するものであれば、各種の液晶が利
用可能であるが、具体的には、強誘電性液晶（ＦＬＣ）
であるスメクティック（SMECTIC)液晶、中でも、スメク
ティックＡ液晶（スメクティックＡ相の状態で使用す
る）が最も好ましく用いられる。強誘電性液晶は応答速
度に優れたもので、一般的に、温度上昇に伴い、スメク
ティックＣ^*相からスメクティックＡ相に液晶状態が変
化する。ここで、強誘電性のスメクティックＣ^*液晶で
も、液晶ディスプレイや従来の液晶シャッタアレイに通
常用いられるネマティック液晶等に比べれば、応答速度
は大幅に早いが、強誘電性のスメクティックＡ液晶は、
それ以上に良好な応答速度を得ることができ、高速記録
を目的とする本発明においては、より好適に用いられ
る。しかも、強誘電性液晶、特に強誘電性のスメクティ
ックＡ液晶は、印加電圧に対する偏光方向の回転角度の
変化等も直線性が高いので、空間変調素子２４Ｍ，２４
Ｃ，２４Ｙの制御も容易に行うことができる。

【００２７】図６に、一例として、強誘電性液晶（Ｍ７
６４Ｅ;I-Abdulhalim et al.Appl.Phys. Lett.55(16),1
6 October 1989 参照）の、液晶の温度をパラメータと
した、印加電圧と配列方向変化の応答速度との関係を示
す。この強誘電性液晶は、２９℃を変移点として、それ
以上の温度ではスメクティックＡ相となり、それ以下の
温度ではスメクティックＣ^*相となる。図６より明らか
なように、スメクティックＣ^*相であっても、ネマティ
ック液晶等に比べ良好な応答速度を有するが、スメクテ
ィックＡ相（スメクティックＡ液晶）になると、これよ
り２桁近く高速の、より優れた応答速度を得ることがで
きる。しかも、スメクティックＡ相では、電圧に対する
応答速度の変動も極めて小さく、安定した動作を行うこ
とができる。

【００２８】本発明において、このような強誘電性液晶
としては公知の物が各種利用可能である。具体的には、
下記式［Ａ］で示される液晶、前記式［Ａ］で示される
液晶に下記式［Ｂ］で示される液晶を混合（ブレンド）
してなる液晶、下記式［Ｃ］で示される、いわゆるＤＯ
ＢＡＭＢＣ等が例示される。

【００２９】

【化１】また、米国特許第５１１６５２７号明細書に開示される
強誘電性液晶も、好適に利用可能である。

【００３０】本発明に用いられる空間変調素子２４Ｍ，
２４Ｃ，２４Ｙのチャンネル数には特に限定はなく、露
光装置１０に要求される性能等に応じて適宜決定すれば
よいが、高解像度画像の記録を高速で行うためには、好
ましくは１６〜５１２チャンネル程度、より好ましく
は、３２〜２５６チャンネル程度である。また、図示例
の露光装置１０は、パルス幅変調を行うものであった
が、本発明はこれに限定されず、パルス数変調を行うも
のであってもよい。さらに、本発明においては、空間変
調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙに用いられる液晶材料や
電気光学材料は、印加電圧に応じて偏光方向の回転角度
が変わるので、これを利用して、記録画像に応じて偏光
方向の回転角度を変えて検光子３６ｂを通過する光ビー
ムＬ（Ｌ_M，Ｌ_C，Ｌ_Y）の光量を調整し、強度変調に
よる画像露光を行ってもよい。ただし、特に強誘電性の
スメクティックＡ液晶を用いた空間変調素子２４Ｍ，２
４Ｃ，２４Ｙでは、光ビームＬの光量制御は比較的難し
く、安定性に問題を生じる場合があるので、制御の容易
さや良好性等の点でパルス幅変調またはパルス数変調が
より好適に用いられる。また、本発明の露光装置１０に
おいては、未記録時に光ビームＬを空間変調素子２４
Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙで完全に遮光する必要はなく、感光
材料Ａの最低濃度発色の露光量に満たない光ビームＬ
は、空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙを通過して感
光材料Ａに入射してもよい。ただし、たとえ発色しない
光量の光であっても、余分な光ビームＬが感光材料Ａに
入射するのが好ましくないので、やはり、不要な光ビー
ムＬは、空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙによって
完全に遮光できるように構成するのが好ましい。

【００３１】図４に示されるように、このような空間変
調素子２４Ｃの駆動系は、基本的に、画像データ変換補
正ルックアップテーブル（以下、単に補正ＬＵＴとい
う）４０、Ｄ／Ａコンバータ４２、および空間変調素子
の駆動ドライバ４４から構成される。図示例において、
画像読取装置等の画像データ供給源Ｒからの画像データ
は、各チャンネル毎のデジタル画像データとして補正Ｌ
ＵＴ４０に供給される。補正ＬＵＴ４０は、デジタル画
像データを、空間変調素子２４Ｃの各チャンネル毎の通
過光強度（光量）差を補正して、同一のデジタル画像デ
ータに対しては、各チャンネルを通過する光ビームＬの
露光量が均一になるように、いわゆるシェーディング補
正が加味された露光量データに変換するためのものであ
る。すなわち、補正ＬＵＴ４０によって、デジタル画像
データは、これに応じた補正露光量データ、パルス幅変
調では空間変調素子２４Ｃの透明電極３４ａと３４ｂと
の間に所定電圧が印加されるデジタル時間幅に変換され
る。

【００３２】前述のように、露光装置１０では、整形光
学系１４において光ビームＬ_Cを平行光にして空間変調
素子２４Ｃの全チャンネルに入射させる。このため、光
源１２Ｃの光量（光強度）分布、整形光学系１４の収差
や光ビームＬ_Cの通過位置の違い等によって、空間変調
素子２４Ｃに入射する光ビームＬ_Cの光量は、全チャン
ネル完全に均一とはならない。また、空間変調素子２４
Ｃの各チャンネルの透過率や応答速度は、完全に均一で
はなく、若干であっても差がある。このため、空間変調
素子２４Ｃによって記録光ビームＬ_Cを全く同様に変調
して感光材料Ａを露光しても、チャンネル毎に露光量に
差が生じ、画像濃度ムラとなってしまう。

【００３３】このような不都合を無くすため、図示例に
おいては、各チャンネル毎の通過光量や応答速度の差を
吸収して、濃度ムラ等を無くすためのＬＵＴ（ルックア
ップテーブル）が各チャンネル毎にあらかじめ設定され
て補正ＬＵＴ４０に記憶されており、画像データ供給源
Ｒから供給された画像データを対応するＬＵＴで補正し
て、適正な露光量（露光時間幅）データに変換して濃度
ムラのない高画質な記録画像を得ることを可能にしてい
る。ＬＵＴの作成方法には特に限定はなく、例えば、公
知の露光装置の補正テーブルと同様に、各チャンネルを
通過した光ビームＬの光量測定や、実際に感光材料Ａを
露光して濃度測定を行った結果から、各チャンネル毎
に、供給された画像データに応じた均一の露光（記録）
ができる補正係数や関数等を算出して、ＬＵＴを作成す
る方法が例示される。

【００３４】補正ＬＵＴ４０で画像データから変換され
た露光量（露光時間幅）データは、Ｄ／Ａコンバータ４
２によってデジタル露光量データからアナログ露光量
（露光時間幅）値に変換されて、駆動ドライバ４４に送
られる。このアナログ露光量値、すなわち露光時間幅値
を受けた駆動ドライバ４４は、露光時間幅値に応じた時
間幅だけ所定駆動電圧を空間変調素子２４Ｃの各チャン
ネルに印加し、空間変調素子２４Ｃに入射した光ビーム
Ｌ_Cを記録画像に応じて変調させる。

【００３５】液晶を用いた空間変調素子２４Ｃの透過率
や応答速度は、温度に影響される。特に、本発明の露光
装置で好適に利用される強誘電性のスメクティックＡ液
晶は、図６にも示されるように、温度変化による透過率
や応答速度の変動が大きい。しかも、通常の液晶素子は
常温で使用されるが、強誘電性液晶の状態をスメクティ
ックＡ相とする（スメクティックＡ液晶にしておく）た
めには、環境温度を常温よりも高く設定する必要があ
る。そのため、図３および図４に示すように光変調器１
６は、空間変調素子２４Ｃ（２４Ｍおよび２４Ｙ）の温
度を所定温度範囲に保つための温度調整手段を有する。

【００３６】図示例の光変調器１６においては、空間変
調素子２４Ｃの温度調整手段は、前述の発熱モジュール
２８、温度センサ３０、およびヒートアキュムレータと
して機能する台座２６から構成される、公知の温度調整
装置であって、Ａ／Ｄコンバータ４６、制御装置４８お
よび発熱モジュール２８の駆動ドライバ５０からなる制
御系によって制御される。本発明に用いられる発熱モジ
ュール２８には特に限定はなく、調整温度範囲への加熱
あるいはさらに冷却が可能で、十分な応答性を有するも
のであれば公知のな発熱素子が各種利用可能であって、
例えば、パワートランジスタやサーモエレクトリックク
ーラ（ＴＥＣ）、ペルティエ素子等が例示される。ま
た、温度センサ３０も十分な精度と応答性を有するもの
であれば公知の各種のものが利用可能であり、例えば、
サーミスタ、熱電対等が例示される。

【００３７】温度センサ３０によって検出された空間変
調素子２４Ｃの温度は、Ａ／Ｄコンバータ４６でデジタ
ルデータに変換されて、制御装置４８に送られる。制御
装置４８は、公知の方法であらかじめ設定された、温度
センサ３０による検出温度と、発熱モジュール２８に供
給するエネルギとの関係を示す温度制御アルゴリズムや
ＬＵＴを有する。制御装置４８には、空間変調素子２４
Ｃの最適温度である設定温度ＰＦが供給され、あるいは
記憶されており、測定温度データと設定温度ＰＦとを比
較し、その差を取って、前記制御アルゴリズム等を用い
て発熱モジュール２８に供給するエネルギ（印加電圧ま
たは電圧印加時間）を決定して、ドライバ５０に指示を
出す。ドライバ５０は制御装置４８からの指示に応じた
エネルギを発熱モジュール２８に供給し、これにより空
間変調素子２４Ｃの温度を一定に保つ。

【００３８】本発明において、温度の調整範囲には特に
限定はなく、用いる空間変調素子２４Ｃ（２４Ｍ，２４
Ｙ）の特性の温度依存性に応じて適宜設定すればよい
が、好ましくは設定温度±１℃程度、より好ましくは設
定温度±０．１℃程度である。また、前述のように、図
示例の露光装置１０は、光変調器１６等は光学ユニット
２０に収納されているので、より良好に空間変調素子２
４Ｃ（２４Ｍ，２４Ｙ）の温度調節を行うために、光学
ユニット２０の内部も所定温度に保つように温度調整を
行うのが好ましい。

【００３９】設定温度は、空間変調素子２４Ｃ（２４
Ｍ，２４Ｙ）で用いる液晶材料や電気光学材料に応じ
て、安定した動作が得られる温度を適宜設定すればよ
い。例えば、前述のように、強誘電性液晶は、一般的に
温度上昇によってスメクティックＣ^*相からスメクティ
ックＡ相に液晶状態が変位し、スメクティックＡ相に保
につは常温以上の高温に保持する必要があるが、他の光
学素子への影響を考えると設定温度を余り高温にするの
は好ましくない。他方、設定温度をあまり変位点近くす
ると、温度変動によって液晶状態が変わってしまう可能
性がある。従って、空間変調素子２４Ｃ（２４Ｍ，２４
Ｙ）が強誘電性のスメクティックＡ液晶を用いる場合に
は、設定温度は、液晶状態をスメクティックＡ相に安定
して保つことができ、かつできるだけ低温となるように
するのが好ましく、スメクティックＣ^*相とスメクティ
ックＡ相との変位点より５℃程度高温に設定するのが好
ましい。

【００４０】図示例の光変調器１６においては、空間変
調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙを持つ空間変調素子モジ
ュール２４に対して１つの発熱モジュール２８と１つの
温度センサ３０および１つの温度制御系を設け、３個の
空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙに対して同時に温
度調整しているが、本発明はこれに限定されず、空間変
調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙの個々に対してまたはい
ずれか２つと残りの１つに対して発熱モジュール２８と
温度センサ３０および温度制御系を設け、空間変調素子
２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙを独立にまたはいずれか２つと
残りの１つとを個別に温度調整してもよい。この時、空
間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙを取り付けるため
の、ヒートアキュムレータとして機能する台座２６を空
間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙの個々に対してまた
はいずれか２つと残りの１つに対して分離してもよい。

【００４１】前述のように、このような光変調器１６
（空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ）によって、記
録画像に応じて変調された光ビームＬは、結像光学系１
８に入射して、所定サイズかつ所定解像度（密度）、例
えば６００ｄｐｉ（４２．３μｍ間隔）の５１２本の光
ビームＬ（例えばＬ_C1〜Ｌ_C512）として露光ドラム２２
に保持された感光材料Ａに結像される。露光ドラム２２
は軸線を中心に所定速度で矢印ａ方向に回転しており、
かつ、光学ユニット２０は軸線と平行の矢印ｂ方向に所
定速度、例えば、露光ドラム２２が一回転した時点で、
次回の１チャンネル目の光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yが、
それぞれ、所定解像度に応じた所定間隔、例えば６００
ｄｐｉに応じた４２．３μｍ間隔で、前回の５１２チャ
ンネル目の光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yによる走査線の矢
印ｂ方向下流側の隣となるような速度で移動しているの
で、感光材料Ａは光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yで２次元的
に全面を露光される。

【００４２】本発明に係る露光装置１０においては、こ
のように各色５１２本の光ビームＬ _M，Ｌ_C，Ｌ_Yを用
いて露光を行うので、高解像度の高画質カラー画像であ
っても、極めて高速なカラー画像記録を安定して行うこ
とができる。また、本発明の露光装置１０においては、
結像光学系１８のパワーや屈折特性等を調整あるいは選
択することにより、感光材料Ａに結像する光ビーム
Ｌ_M，Ｌ _C，Ｌ_Yの各スポット形状やサイズ、各ビーム
および各チャンネルの間隔等を調整することができ、こ
れにより、解像度の向上等を計ることができる。

【００４３】以上説明した露光装置１０は、温度センサ
３０によって空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙの温
度を検出して、その結果に応じて発熱モジュール２８を
駆動して空間変調素子２４を所定温度に保っていたが、
本発明は、これ以外にも、光変調器１６の空間変調素子
２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙを通過した記録光ビームＬ_M，
Ｌ_C，Ｌ_Yのいずれか少なくとも１つの光量をフォトダ
イオード、フォトマルチプライヤ、ＣＣＤセンサ等の光
量センサによって測定し、その結果に応じて発熱モジュ
ール２８を駆動して、空間変調素子２４Ｍ，２４Ｃ，２
４Ｙを所定温度に保つように構成してもよいし、上述し
た光量センサによる測定結果に応じて各色の記録画像デ
ータを補正することにより、空間変調素子２４Ｍ，２４
Ｃ，２４Ｙによる記録光ビームＬ_M，Ｌ_C，Ｌ_Yの露光
量を適正なものとするように構成してもよい。その結
果、本発明の露光装置は、安定して高速に高解像度のカ
ラー画像を記録することができる。

【００４４】上述した実施例においては、カラー感光材
料にカラー画像を記録するのにマゼンタ発色用光ビーム
Ｌ_Mを射出する光源１２Ｍと、シアン発色用光ビームＬ
_Cを射出する光源１２Ｃと、イエロー発色用光ビームＬ
_Yを射出する光源１２Ｙとの３種の光源を用いてマゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の３原色を発
色させているけれども、本発明はこれに限定されず、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色であってもよい
し、これらのＲ，Ｇ，Ｂの３原色を発色させる光源の内
の１色、例えば緑（Ｇ）を発色させる光源の光量が、記
録するカラー感光材料に対して不足する場合には、緑
（Ｇ）を発色させる光源を２個使って緑（Ｇ）を所定濃
度に発色させるように構成してもよい。すなわち、本発
明においては光源の数を増やしても光ビーム整形用シリ
ンドリカルレンズと空間変調素子を増やすだけで容易に
対応できるので、カラー感光材料に対して光量が不足す
る光ビームを射出する光源を用いる場合には、光源を複
数用いることにより、装置構成をあまり大型化せずに、
容易に光量不足に対応することができる。

【００４５】以上、本発明のカラー露光装置について上
述した種々の実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明
はこれらの実施例には限定されず、本発明の要旨を逸脱
しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい
のはもちろんである。例えば上述のカラー露光装置は、
光学ユニットを１つ有する構成であったが、本発明はこ
れに限定されず、複数の光学ユニットを露光ドラムの回
転方向に対応して配置し、複数の光学ユニットで同時に
露光を行うように構成してもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、大サイズのカラー感光材料にカラー画像を高速に記
録することのできる生産性が高くかつ安価で簡易な構成
のマルチチャンネルカラー露光装置を提供することがで
きる。また、本発明において、強誘電性液晶、特に好ま
しくは強誘電性のスメクティックＡ液晶を利用する空間
変調器を用いるものでは、安価かつ簡易な構成で、マル
チチャンネル露光を行って、高解像度の高画質カラー画
像の記録を高速で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー露光装置の一実施例の概
略斜視図である。

【図２】（ａ）は、図１に示すカラー露光装置の概略
構成図であり、（ｂ）は、本発明に係るカラー露光装置
の別の実施例の概略構成図である。

【図３】図１に示されるカラー露光装置の光変調器モ
ジュールの一実施例の概略斜視図である。

【図４】図３に示すカラー露光装置の空間変調素子の
概略構成図およびその駆動制御系ならびに温度制御系の
ブロック図である。

【図５】図４に示す空間変調素子の動作を説明するた
めの概略斜視概念図である。

【図６】図４に示す空間変調素子に用いられる強誘電
性スメクティックＡ液晶の印加電圧と応答速度との関係
を示すグラフである。

【図７】本発明のカラー露光装置に用いられるカラー
感光材料の分光感度特性の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１０，１１カラー露光装置１２光源部１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ光源１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙライトガイド１４整形光学系１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙシリンドリカルレンズ１５凸レンズ１６光変調器１８結像光学系１８ａ，１８ｂレンズ２０光学ユニット２２露光ドラム２４空間変調素子モジュール２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｙ空間変調素子２６台座２８発熱モジュール３０温度センサ３２液晶層３４ａ，３４ｂ透明電極３６ａ偏光子３６ｂ検光子３７液晶セル３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｙ液晶セルアレイ３８ａ，３８ｂガラス板４０画像データ補正ＬＵＴ（ルックアップテーブル）４２Ｄ／Ａコンバータ４４駆動ドライバ４６Ａ／Ｄコンバータ４８制御装置５０ドライバＡカラー感光材料Ｌ，Ｌ_M，Ｌ_C，Ｌ_Y 光ビーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる狭帯域波長の光ビームを射出する複
数の光源と、これらの光源から射出された光ビームをそ
れぞれ整形する光ビーム整形光学系と、前記複数の光源
の各々に対応して設けられ、前記光ビーム整形光学系に
よって整形された各光ビームを記録すべき画像信号に応
じてそれぞれ変調する複数の空間変調素子と、これらの
空間変調素子で変調された変調光ビームをカラー感光材
料上に縮小して結像する縮小光学系と、この縮小光学系
によって結像された複数の変調光ビームで前記カラー感
光材料を２次元的に走査させる走査手段とを有すること
を特徴とするカラー露光装置。
【請求項２】前記空間変調素子は、独立に変調される複
数の変調窓を持つマルチチャンネル空間変調素子である
請求項１に記載のカラー露光装置。
【請求項３】前記空間変調素子は、温度制御手段を有す
る請求項１または２に記載のカラー露光装置。
【請求項４】前記光源の少なくとも２つが、同一の光を
発色させる光ビームを射出する請求項１〜３のいずれか
に記載のカラー露光装置。