JPH06110213A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像の高分解能化を図るとともに、高速な画
像記録を実現する。 【構成】 水銀灯２，コリメータレンズ３，偏光膜４ａ
を有する偏光ビームスプリッタ４，第１の１／４波長板
５および第１の鏡装置６を水銀灯２からの紫外光の出射
方向（図中、ｘ方向）に順に配設し、偏光ビームスプリ
ッタ４の−ｙ方向に第２の１／４波長板７および第２の
鏡装置８を、また、偏光ビームスプリッタ４のｙ方向に
結像レンズ９およびＰＳ版１０を順に配設する。さら
に、第１および第２の鏡装置６，８の配設位置を調整し
て、第１の鏡装置６で反射される第１紫外光ＵＶ１と第
２の鏡装置８で反射される第２紫外光ＵＶ２とによりＰ
Ｓ版１０上に投影される像ＩＳ１，ＩＳ２を、縦方向お
よび横方向の双方に画素ピッチＳの１／２だけ互いにず
らす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反射型の空間光変調器
を備え、該空間光変調器からの反射光で感光性の記録媒
体を露光することにより画像記録を行なう画像記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プリンタ装置などにおいては
高輝度の短波長光源を利用したいという要請から、短波
長の光を効率良く変調できる反射型光変調素子（Deform
able Mirror Device：以下、ＤＭＤと呼ぶ）を用いたも
のが提案されている。例えば、特開昭６１−１２９６２
７号公報に記載のプリンタがそうである。

【０００３】ＤＭＤとしては数多くのタイプのものがあ
り、上記プリンタでは、光の偏向方向を切り換え可能な
カンチレバータイプのＤＭＤが用いられている。ところ
で、こうしたＤＭＤは、光の利用効率を考えたとき、格
子状に光変調素子が複数集められて、２次元ＤＭＤとし
て構成されることが望ましい（例えば、United States
Patent ５，０４９，９０１）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記２
次元ＤＭＤを備えた画像記録装置（プリンタ）では、２
次元ＤＭＤの単位面積当たりに集積可能な素子数に限界
があることから、より高分解能な画像出力を行なうこと
ができなかった。また、ＤＭＤの変調速度は元々それ程
早いものではないため、高分解能な画像を得るために２
次元ＤＭＤの集積素子数を高めた場合、ＤＭＤを構成す
る全光変調素子に対して画像パターン情報を書き込むの
にかなりの時間を要した。この結果、前記画像記録装置
では、画像記録を高速に行なうことができなかった。

【０００５】本発明は、こうした問題点に鑑みてなされ
たもので、画像の高分解能化と画像記録の高速化を図る
ことを、その目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
べく、前記課題を解決するための手段として、以下に示
す構成を取った。

【０００７】本発明の画像記録装置は、光を出射する光
出射手段と、前記光出射手段からの光を入射し、進行方
向および偏光方向が異なる第１の光と第２の光とに分割
する偏光ビームスプリッタと、前記第１の光を反射し、
前記偏光ビームスプリッタに反射された第１の光を再度
入射させる第１の鏡装置と、前記偏光ビームスプリッタ
と前記第１の鏡装置との間に配置された第１の１／４波
長板と、前記第２の光を反射し、前記偏光ビームスプリ
ッタに反射された第２の光を再度入射させる第２の鏡装
置と、前記偏光ビームスプリッタと前記第２の鏡装置と
の間に配置された第２の１／４波長板と、前記偏光ビー
ムスプリッタに再度入射され、該偏光ビームスプリッタ
から同一方向に出射される前記第１の光および第２の光
を前記記録媒体上に結像する光学系と、を具備し、前記
第１および第２の鏡装置には前記画像パターン情報に応
じて入射光の反射方向を独立に切り換える複数の光変調
素子が格子状に配列されており、前記第１および第２の
鏡装置が配置される位置は、前記偏光ビームスプリッタ
に対して光学的に等価な位置を基準として、前記記録媒
体上に形成される画素ピッチの２分の１に応じた量だ
け、前記光変調素子の少なくとも１配列方向に相対的に
ずれていることを、その要旨としている。

【０００８】

【作用】以上のように構成された本発明の画像記録装置
では、光出射手段から出射される光を、偏光ビームスプ
リッタにより、進行方向および偏光方向が異なる第１の
光と第２の光とに分割する。第１の光は、第１の１／４
波長板を介して第１の鏡装置に入射し、反射された第１
の光が再び第１の１／４波長板を介して偏光ビームスプ
リッタに入射する。第２の光は、第２の１／４波長板を
介して第２の鏡装置に入射し、反射された第２の光が再
び第２の１／４波長板を介して偏光ビームスプリッタに
入射する。偏光ビームスプリッタに再度入射された第１
の光および第２の光は、偏光ビームスプリッタから同一
方向に出射され、光学系を介して記録媒体上で結像され
る。

【０００９】第１の鏡装置および第２の鏡装置は、複数
の光変調素子が格子状に配列されており、画像パターン
情報に応じて入射光の反射方向を素子毎に切換えるの
で、画像パターン情報に基づいて第１の像が第１の鏡装
置上に、第２の像が第２の鏡装置上にそれぞれ形成され
ることになり、これらの像が光学系によって記録媒体上
に投影される。しかも、第１および第２の鏡装置の配置
位置により、記録媒体上に形成される第１の像と第２の
像とは画素ピッチの２分の１に応じた量だけ、光変調素
子の少なくとも１配列方向に相対的にずれている。な
お、第１の光と第２の光とは、偏光方向が互いに異なっ
ているので、干渉することがなく、記録媒体上には互い
に独立した像が形成される。

【００１０】こうしたことから、第１の像および第２の
像は、該像を構成する画素の中心を画素ピッチの１／２
だけ互いにずらして記録される。この結果、鏡装置が一
つの場合と比較して２倍の密度で画像が記録される。

【００１１】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図１は本発明の一実施例としての画像記録装置
１の要部を示す概略構成図であり、図２はその要部の斜
視図である。

【００１２】両図に示すように、画像記録装置１は、光
源としての水銀灯２，コリメータレンズ３，偏光膜４ａ
を有する偏光ビームスプリッタ４，第１の１／４波長板
５および第１の鏡装置６を水銀灯２からの紫外光ＵＶの
出射方向（図中、ｘ方向）に順に配設し、第２の１／４
波長板７および第２の鏡装置８を偏光ビームスプリッタ
４の図中、−ｙ方向に順に配設し、さらに、結像レンズ
９および感光性の記録媒体としてのＰＳ版１０を偏光ビ
ームスプリッタ４の図中、ｙ方向に順に配設した構成で
ある。第１の鏡装置６と第２の鏡装置８とは、偏光膜４
ａに対して光学的に等価な位置から微妙にずれた配置と
なっており、このずれについては後程詳しく説明する。

【００１３】水銀灯２は、ＰＳ版１０を感光させる紫外
線領域の波長の紫外光ＵＶを放射する光源である。な
お、放射される紫外光ＵＶは、互いに直交する２つの直
線偏光成分、即ちｐ偏光成分とｓ偏光成分とを含む統計
的に無偏光な光である。ＰＳ版１０は、感光性樹脂を感
光層としたアルミニウムベースの版材である。

【００１４】水銀灯２から放射された紫外光ＵＶは、図
中、ｘ方向に進み、コリメータレンズ３で平行光線束と
なり、次いで、偏光ビームスプリッタ４に入射する。偏
光ビームスプリッタ４の偏光膜４ａは、入射面に平行な
ｐ偏光の光を透過し、入射面に垂直なｓ偏光の光を反射
するものである。なお、入射面とは、偏光膜４ａに入射
する光と偏光膜４ａの法線とを含む面である。

【００１５】水銀灯２から放射される紫外光ＵＶは前述
したようにｐ偏光成分とｓ偏光成分とを含むことから、
図２に示すように、そのｐ偏光成分の光は前述した偏光
ビームスプリッタ４の偏光膜４ａをそのまま透過して第
１の１／４波長板５に入射し、ｓ偏光成分の光は偏光膜
４ａで反射して第２の１／４波長板７に入射する。

【００１６】ここで、偏光ビームスプリッタ４で分割さ
れて第１の１／４波長板５に向かう方向に進む光を第１
紫外光ＵＶ１と呼び、第２の１／４波長板７に向かう方
向に進む光を第２紫外光ＵＶ２と呼ぶものとする。第１
の１／４波長板５は、ｐ偏光の光を右回りの円偏光の光
に変換するように進相軸の方向が定められて配設されて
おり、第１紫外光ＵＶ１を右回りの円偏光の光に変換す
る。

【００１７】次いで、右回りの円偏光の光となった第１
紫外光ＵＶ１は、第１の鏡装置６にて反射され、進行方
向が１８０゜反転される。なお、この反射によって、右
回りの円偏光の光は、左回りの円偏光の光となる。な
お、図中、第１の鏡装置６からの反射光（第２の鏡装置
８からの反射光も同じ）は、第１の鏡装置６上の一つの
点像の様子として示している。

【００１８】第１の鏡装置６にて反射された第１紫外光
ＵＶ１は、その後、再び第１の１／４波長板５に入射す
る。左回りの円偏光である第１紫外光ＵＶ１は、第１の
１／４波長板５を通過すると、ｓ偏光の光となり、その
後、偏光ビームスプリッタ４に入射する。偏光ビームス
プリッタ４の偏光膜４ａは、前述したようにｓ偏光の光
を反射することから、入射した第１紫外光ＵＶ１は偏光
膜４ａにより反射されて、その進行方向が９０゜転換さ
れ、図中ｙ方向に出射する。

【００１９】一方、偏光ビームスプリッタ４で分離され
た第２紫外光ＵＶ２は第２の１／４波長板７に入射す
る。第２の１／４波長板７は、ｓ偏光の光を左回りの円
偏光の光に変換するように進相軸の方向が定められて配
設されており、第２紫外光ＵＶ２を左回りの円偏光の光
に変換する。

【００２０】次いで、左回りの円偏光となった第２紫外
光ＵＶ２は、第２の鏡装置８にて反射され、進行方向が
１８０゜反転される。なお、この反射によって、左回り
の円偏光の光は、光を迎える方向から見て右回りの円偏
光の光となり、再び第２の１／４波長板７に入射する。

【００２１】右回りの円偏光である第２紫外光ＵＶ２
は、第２の１／４波長板７を通過すると、ｐ偏光の光と
なり、その後、偏光ビームスプリッタ４に入射する。偏
光ビームスプリッタ４の偏光膜４ａは、前述したように
ｐ偏光の光を透過することから、入射した光は偏光膜４
ａをそのまま透過して、図中ｙ方向に出射する。

【００２２】このとき、偏光ビームスプリッタ４の偏光
膜４ａでは、その第２紫外光ＵＶ２の透過とともに第１
の鏡装置６で反射して戻ってきた第１紫外光ＵＶ１の反
射を行なう。この結果、第１紫外光ＵＶ１および第２紫
外光ＵＶ２は、偏光ビームスプリッタ４から図中ｙ方向
に出射されるので、結像レンズ９を介してＰＳ版１０に
おいて結像される。この時、第１紫外光ＵＶ１と第２紫
外光ＵＶ２とは、偏光方向が互いに垂直方向に異なって
いるので、干渉することがなく、ＰＳ版１０上には互い
に独立した像が形成される。

【００２３】上記構成の光学系に用いられる第１の鏡装
置６および第２の鏡装置８は、外部から受けた電気信号
に対応するパターン情報で入射光を変調するもので、同
一構成である。以下、鏡装置６，８の構成について詳述
する。鏡装置６，８は、格子状に配列した複数の反射型
光変調素子（ＤＭＤ；以下、単に光変調素子と呼ぶ）か
ら構成されている。詳しくは、図３に示すように、光変
調素子Ｄを横方向にｎ個、縦方向にｍ個格子状に配列し
た構成である。なお、本実施例では、ｎ，ｍ共、１０２
４の値とした。図２中には、図示の都合上、ｎ，ｍ共、
値３として省略して記載した。

【００２４】光変調素子Ｄを図４および図５に示した。
両図に示すように、光変調素子Ｄは、基板３１上にスペ
ーサ３２を介して表面層３３を固着し、その表面層３３
に基板３１と表面層３３との間の空間を覆うフラップ部
３３ａを形成した構成である。なお、フラップ部３３ａ
の表面には反射膜３５が被覆されており、この反射膜３
５で入射光を反射する。

【００２５】フラップ部３３ａと基板３１との間に電圧
を印加することにより、フラップ部３３ａと基板３１と
の対向面が極板を形成し、電圧によって誘起された電荷
が両者を互いに引きつける。このため、図５に示すよう
に、通常時（電圧が印加されていない場合）に基板３１
に対して平行な位置にあるフラップ部３３ａは、破線に
示すように、フラップ部３３ａのヒンジ部３３ｈで曲げ
られ表面層３３に対して所定の角度θだけ下方向に傾
く。したがって、電圧を印加するか否かで、フラップ部
３３ａの傾きを、基板３１に平行な方向と所定の角度θ
だけ下方向に傾いた方向とに切り換えることができ、こ
の結果、所定の角度で入射した光Ｂ１は第１の方向αと
第２の方向βとに切り換えて反射される。

【００２６】こうした構成の光変調素子Ｄを格子状に配
列した鏡装置６，８によれば、各光変調素子Ｄに入力さ
れる電気信号を、描画したい図形パターンを示す各画素
毎のオン／オフ値に応じて定めることにより、各光変調
素子Ｄにおける偏向方向をその図形パターンで変調する
ことができる。

【００２７】なお、図１において、鏡装置６，８で変調
されて前記第１の方向αに進む光（電気信号としてオフ
の値が入力された光変調素子で反射された光）は、前述
したように、その後、第１の１／４波長板５または第２
の１／４波長板７に入射し、偏光ビームスプリッタ４に
戻る。一方、オンの値が入力された光変調素子Ｄで反射
された光は第１の光吸収板４０又は第２の光吸収板４１
に至り吸収される。

【００２８】偏光ビームスプリッタ４に戻った第１紫外
光ＵＶ１および第２紫外光ＵＶ２は、前述したように、
結像レンズ９を介してＰＳ版１０に至る。この結果、Ｐ
Ｓ版１０上には、第１紫外光ＵＶ１および第２紫外光Ｕ
Ｖ２により投影された２つの像ＩＳ１，ＩＳ２（図２参
照）がそれぞれ形成される。

【００２９】両像ＩＳ１，ＩＳ２は、第１の鏡装置６お
よび第２の鏡装置８に現在入力されている各図形パター
ンをそれぞれ示す像であり、両鏡装置６，８を構成する
光変調素子Ｄの数に対応した数の画素によりそれぞれ構
成される。

【００３０】両像ＩＳ１，ＩＳ２のＰＳ版１０上の投影
位置を決定する第１の鏡装置６および第２の鏡装置８の
配設位置は、偏光ビームスプリッタ４の偏光膜４ａに対
して光学的に等価な位置から微妙にずれており、詳しく
は、第２の鏡装置８が、第１の鏡装置６の偏光膜４ａに
対して光学的に等価な位置から、図１，２中−ｘ方向お
よｚ方向に、像ＩＳ１，ＩＳ２の画素ピッチの１／２に
結像レンズ９の倍率を乗じた分だけずれた位置に配設さ
れている。この結果、両像ＩＳ１，ＩＳ２は、図６に示
すように、両者が完全に一致した状態から、横方向（光
変調素子Ｄの配列の横方向に対応した方向）および縦方
向（光変調素子Ｄの配列の縦方向に対応した方向）に画
素ピッチＳの１／２だけ互いにずれた位置に形成される
ことになる。

【００３１】こうした結果、ＰＳ版１０上には、第１紫
外光ＵＶ１による像ＩＳ１と第２紫外光ＵＶ２による像
ＩＳ２との論理和をとった画像が描画される。この画像
をビットマップ形式で表したのが図７である。なお、図
７中、ハッチングが施されていないビットが第１紫外光
ＵＶ１により描かれたもので、ハッチングが施されたビ
ットが第２紫外光ＵＶ２により描かれたものである。

【００３２】したがって、ＰＳ版１０に描画したい図形
パターンを示すビットマップ形式の画像データを、主走
査方向および副走査方向の値が奇数となるビットのデー
タと主走査方向および副走査方向の値が偶数となるビッ
トのデータとに分けて、前者を第１の鏡装置６に入力
し、後者を第２の鏡装置８に入力することで、ＰＳ版１
０上に所望の図形パターンを描画することができる。本
実施例では、図示しない鏡装置制御回路が第１の鏡装置
６および第２の鏡装置８に電気的に接続されており、描
画したい画像データを鏡装置制御回路に送ることで、鏡
装置制御回路により前述した２つのビットマップデータ
に分けられて、第１の鏡装置６および第２の鏡装置８に
各ビットマップデータがそれぞれ入力される。

【００３３】なお、図１，図２において、ＰＳ版１０は
図示しないテーブルにより、ｘ方向およびｚ方向に移動
する。ＰＳ版１０を移動することにより、像ＩＳ１，Ｉ
Ｓ２を相対的に−ｘ方向および−ｚ方向に移動すること
ができ、これと共に、第１の鏡装置６および第２の鏡装
置８に入力する図形パターンを切り換えることにより、
ＰＳ版１０の全表面が露光される。

【００３４】以上詳述した本実施例の画像記録装置１に
よれば、第１の鏡装置６により反射された第１紫外光Ｕ
Ｖ１と第２の鏡装置８により反射された第２紫外光ＵＶ
２とにより、図７に示すように第１紫外光ＵＶ１により
描かれるビットと第２紫外光ＵＶ２により描かれるビッ
トとが互い違いに配列された図形パターンが描画され
る。このため、この図形パターンは一つの鏡装置で描画
する場合の２倍の分解能で表されたものとなる。また、
倍密度の分解能に引き上げたにも関わらず、鏡装置に対
する画像データの書込みに要する時間は鏡装置が一つの
場合と変わらず、高速な画像記録を実現できる。

【００３５】次に、前記実施例の変形例をいくつか説明
する。前記実施例においては、ＰＳ版１０上の２つの像
ＩＳ１，ＩＳ２が縦方向および横方向の双方に画素ピッ
チＳの１／２だけ互いにずれるように両鏡装置６，８の
配設位置が調整されていたが、これに換えて、縦方向も
しくは横方向のいずれかに画素ピッチの１／２だけずれ
るように両鏡装置６，８の配設位置を調整する構成とし
てもよい。この構成により、画像の縦方向もしくは横方
向のいずれか一方だけを倍密度の分解能とすることがで
きる。

【００３６】さらに、前記実施例においては、光出射手
段として無偏光な光を出射する水銀灯２を用いていた
が、これに換えて、円偏光やランダム偏光のレーザビー
ムを出射するレーザ光源としてもよく、また、偏光ビー
ムスプリッタ４の入射面によって規定されるｐ偏光およ
びｓ偏光の偏光方向に対して４５゜方向に軸を持つ楕円
偏光のレーザビームを出射するレーザ光源としてもよ
い。水銀灯２に替えてハロゲンランプとしてもよい。

【００３７】前記実施例においては、オンの値が入力さ
れた光変調素子Ｄで反射された不要な光を第１の光吸収
板４０および第２の光吸収板４１で吸収する構成として
いたが、これに換えて、結像レンズ９とＰＳ版１０との
間に絞りを設け、この絞りにより前記不要な光がＰＳ版
１０側に漏れないように構成してもよい。

【００３８】以上、本発明のいくつかの実施例を詳述し
てきたが、本発明は、こうした実施例に何等限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
種々なる態様にて実施することができるのは勿論のこと
である。例えば上記実施例では、記録媒体としてＰＳ版
１０を用いたが、マスクブランクスや感光フィルムであ
っても良いし、また、光出射手段としては、紫外光を出
射する水銀灯２を用いたが、他の波長域の可視光や赤外
光を出射する光源を用いても実施可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、２
つの鏡装置により画像を記録することから、高分解能で
画像を記録することができる。さらには、画像を高分解
能としたにも関わらず高速な画像記録を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての画像記録装置の要部
を示す概略構成図である。

【図２】その画像記録装置の要部の斜視図である。

【図３】鏡装置が格子状に配列された複数の光変調素子
から構成されていることを示す鏡装置の概略構成図であ
る。

【図４】その光変調素子の平面図である。

【図５】光変調素子の縦断面図である。

【図６】第１の鏡装置からの光と第２の鏡装置からの光
とによりＰＳ版上に投影される２つの像の位置関係を示
す説明図である。

【図７】描画される画像をビットマップ形式で示す説明
図である。

【符号の説明】

１…画像記録装置 ２…水銀灯 ３…コリメータレンズ ４…偏光ビームスプリッタ ４ａ…偏光膜 ５…第１の１／４波長板 ６…第１の鏡装置 ７…第２の１／４波長板 ８…第２の鏡装置 ９…結像レンズ １０…ＰＳ版 Ｄ…光変調素子 ＩＳ１…像 ＩＳ２…像 ＵＶ…紫外光 ＵＶ１…第１紫外光 ＵＶ２…第２紫外光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｚ 7251−5Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光性の記録媒体上に画像パターン情報
   に基づいて変調された光を照射することによって画像を
   記録する画像記録装置において、 光を出射する光出射手段と、 前記光出射手段からの光を入射し、進行方向および偏光
   方向が異なる第１の光と第２の光とに分割する偏光ビー
   ムスプリッタと、 前記第１の光を反射し、前記偏光ビームスプリッタに反
   射された第１の光を再度入射させる第１の鏡装置と、 前記偏光ビームスプリッタと前記第１の鏡装置との間に
   配置された第１の１／４波長板と、 前記第２の光を反射し、前記偏光ビームスプリッタに反
   射された第２の光を再度入射させる第２の鏡装置と、 前記偏光ビームスプリッタと前記第２の鏡装置との間に
   配置された第２の１／４波長板と、 前記偏光ビームスプリッタに再度入射され、該偏光ビー
   ムスプリッタから同一方向に出射される前記第１の光お
   よび第２の光を前記記録媒体上に結像する光学系と、を
   具備し、 前記第１および第２の鏡装置には前記画像パターン情報
   に応じて入射光の反射方向を独立に切り換える複数の光
   変調素子が格子状に配列されており、 前記第１および第２の鏡装置が配置される位置は、前記
   偏光ビームスプリッタに対して光学的に等価な位置を基
   準として、前記記録媒体上に形成される画素ピッチの２
   分の１に応じた量だけ、前記光変調素子の少なくとも１
   配列方向に相対的にずれていることを特徴とする画像記
   録装置。