[go: up one dir, main page]

JP2001330965A - Image writing device, image output device, fine optical element manufacturing method for image writing device - Google Patents

Image writing device, image output device, fine optical element manufacturing method for image writing device

Info

Publication number
JP2001330965A
JP2001330965A JP2000149457A JP2000149457A JP2001330965A JP 2001330965 A JP2001330965 A JP 2001330965A JP 2000149457 A JP2000149457 A JP 2000149457A JP 2000149457 A JP2000149457 A JP 2000149457A JP 2001330965 A JP2001330965 A JP 2001330965A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
light
minute
opening
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000149457A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Akiyama
省一 秋山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2000149457A priority Critical patent/JP2001330965A/en
Publication of JP2001330965A publication Critical patent/JP2001330965A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Fax Reproducing Arrangements (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reproduce a smooth half-tone image at a high speed without especially enhancing the resolution. SOLUTION: The luminous flux of beams emitted from a light source 2 per pixel unit is divided into plural spot beams by the fine aperture part groups 18 of a fine optical element 3, and the beams are emitted. The intensity of the beam emitted from the light source 2 is increased/decreased in accordance with the half-tone image to be reproduced. Thus, by increasing/decreasing the light intensity of the beam, the size of plural dots for forming one pixel on an image recording medium 1 is increased/decreased, thus, the smooth half-tone image is reproduced at a high speed without unnecessarily enhancing the resolution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光源から出射され
るビームのスポット形状を所望の形状に形成する微小光
学素子及びその製造方法、画像書き込み装置、画像出力
装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a micro optical element for forming a spot shape of a beam emitted from a light source into a desired shape, a manufacturing method thereof, an image writing device, and an image output device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真方式のプリンタなどのよ
うに、光源から出射されたビームを感光体などの画像記
録媒体に走査して画像を再生する画像出力装置におい
て、ハーフトーンイメージを再現する場合には、画像を
構成する画素をさらに細かいスポットの集合体として再
現し、そのスポットの数を増減することにより濃度変化
を表現している。このような例は、特開平6−1331
56号公報、特表平8−506704号公報などに記載
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image output apparatus for reproducing an image by scanning a beam emitted from a light source onto an image recording medium such as a photosensitive member, such as an electrophotographic printer, reproduces a halftone image. In such a case, the pixels forming the image are reproduced as an aggregate of finer spots, and the change in density is expressed by increasing or decreasing the number of spots. Such an example is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 56, JP-A-8-506704 and the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記の公報などに記載
された方法では、滑らかなハーフトーンを再現するため
には、画像に含まれる最も微細な線画を再現するのに必
要な分解能よりもはるかに細かく画像を分割する必要が
ある。
According to the methods described in the above publications, in order to reproduce a smooth halftone, the resolution required for reproducing the finest line drawing included in an image is far greater. The image needs to be finely divided.

【0004】例として画像の線画情報を再生するのに必
要な画素密度が600dpi(1インチ当たりの画素
数)の場合に、滑らかな階調性を再現するためには、1
画素を8×8のマトリックスに分割する必要があるの
で、画像の書き込みに必要な分解能は600×8=48
00dpiとなる。
As an example, when the pixel density required to reproduce the line drawing information of an image is 600 dpi (the number of pixels per inch), to reproduce smooth gradation, one pixel is required.
Since pixels need to be divided into an 8 × 8 matrix, the resolution required for writing an image is 600 × 8 = 48.
00 dpi.

【0005】この分解能でビームによる画像の書き込み
は現状でも不可能ではない。しかし、このような高い分
解能が可能な画像書き込み装置は、現状の最高レベルの
画像書き込み装置であり、一般に使用するには次のよう
な問題がある。
It is not impossible at present to write an image with a beam at this resolution. However, the image writing device capable of such a high resolution is the highest image writing device at present, and has the following problems in general use.

【0006】画像を極めて微細な領域に分割する必要が
あるので画像処理の計算に必要な時間が大きく増大す
る。この時間を短縮するためにはより高度のプロセッサ
を備えた電子計算機を内蔵させる必要があり、装置のコ
ストが上昇する。また、現状では、画像出力装置に内蔵
できる程度の小型の電子計算機では処理能力に限界があ
り、4800dpiを600dpiと同程度の時間内に
行うことは高速な機種を内蔵させたとしても困難であ
る。
Since it is necessary to divide an image into extremely fine regions, the time required for image processing calculations is greatly increased. In order to reduce this time, it is necessary to incorporate an electronic computer having a more advanced processor, which increases the cost of the apparatus. At present, the processing capacity of a small computer that can be built in an image output device is limited, and it is difficult to perform 4800 dpi within the same time as 600 dpi even if a high-speed model is built in. .

【0007】したがって、電子情報の段階で画素を十分
に細かく分割し、ソフトウエアにより生成したハーフト
ーンマトリックスを高精細な画像書き込み装置で画像記
録媒体に書き込むことによって滑らかなハーフトーンイ
メージを再現しようとする現在用いられている方法で
は、視覚上問題のない滑らかなハーフトーンを再現する
画像出力装置を作成することは試作的には可能であるも
のの、工業製品として広く普及させることは困難であ
る。
[0007] Therefore, it is attempted to reproduce a smooth halftone image by dividing pixels into sufficiently small pieces at the stage of electronic information and writing a halftone matrix generated by software on an image recording medium by a high definition image writing device. According to the currently used method, it is possible to produce an image output device that reproduces a smooth halftone having no visual problem on a trial basis, but it is difficult to widely disseminate it as an industrial product.

【0008】また、画素を細分化することによりスポッ
トサイズが微小になるため書き込み走査ライン数が増大
するが、書き込み速度を高めるためにポリゴンスキャナ
の回転数を高める必要がある。しかし、それには構造上
限界がある。
Further, the number of write scan lines increases because the spot size becomes minute by subdividing pixels, but it is necessary to increase the number of rotations of the polygon scanner in order to increase the write speed. However, it has structural limitations.

【0009】また、4800dpi程度まで書き込みス
ポットを微細化した画像書き込み装置は、上述のように
画像処理時間が長くなるが滑らかなハーフトーンを再現
できる。しかし、ハーフトーンを再現する必要のない単
純な線画を出力する場合にも長い書き込み時間を要する
こととなり、ユーザーの高速出力の要求に応えることが
できないという問題を有する。
An image writing apparatus in which a writing spot is miniaturized to about 4800 dpi can reproduce a smooth halftone although the image processing time is long as described above. However, even when a simple line drawing that does not need to reproduce a halftone is output, a long writing time is required, and there is a problem that it is not possible to respond to a user's request for a high-speed output.

【0010】そこで、本発明の目的は、分解能を特別に
高くすることなく、従来より滑らかなハーフトーン画像
を高速で再現可能にすることである。
An object of the present invention is to enable a smoother halftone image to be reproduced at a higher speed than before, without particularly increasing the resolution.

【0011】さらに本発明の目的は、滑らかなハーフト
ーンを再現する機能と、ハーフトーンを再現する必要の
ない単純な線画画像では高速で出力する機能とを両立さ
せることである。
It is a further object of the present invention to achieve both a function of reproducing a smooth halftone and a function of outputting a simple line drawing image which does not need to reproduce a halftone at a high speed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の画像書き
込み装置は、光源から出射されたビームの光束を1画素
の単位で集束する光集束素子部と、前記光集束素子部に
より光束が集束される位置に配置された第一の微小開口
部と、前記第一の微小開口部の出射側に配置された光拡
散素子部と、前記光拡散素子部により拡散されるビーム
の光束を複数のスポット光に分割して出射する複数の第
二の微小開口部が同一面内に配置された微小開口部群と
を有する微小光学素子と、再現するハーフトーンに応じ
て前記光源から出射されるビームの強度を増減する光強
度制御手段と、前記微小光学素子から出射されるビーム
を画像記録媒体に走査する走査光学系と、を備える。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image writing apparatus, comprising: a light converging element unit for converging a light beam of a beam emitted from a light source in a unit of one pixel; and a light beam converging by the light converging element unit. A first micro-opening disposed at a position to be scattered, a light-diffusing element disposed on an emission side of the first micro-opening, and a plurality of light beams of a beam diffused by the light-diffusing element. A micro-optical element having a plurality of second micro-apertures which are divided into spot lights and are provided in the same plane and a plurality of second micro-apertures, and a beam emitted from the light source according to a halftone to be reproduced And a scanning optical system that scans a beam emitted from the micro optical element onto an image recording medium.

【0013】したがって、光源から出射されるビーム
は、1画素の単位で光集束素子部により集束されて第一
の微小開口部から出射され、光拡散素子部により拡散さ
れ微小開口部群により光束を分割されて画像記録媒体上
に照射される。この際にビームの光強度を増減すること
により、画像記録媒体上の1画素を形成する複数のドッ
トの大きさを増減することができるため、必要以上に分
解能を高めることなく滑らかなハーフトーンを再現する
ことが可能となる。また、必要以上に分解能を高める必
要がないため画像を高速で出力することが可能となる。
Therefore, the beam emitted from the light source is focused by the light focusing element unit in a unit of one pixel, emitted from the first minute opening, diffused by the light diffusing element unit, and converted into a light beam by the minute opening group. It is divided and irradiated on the image recording medium. At this time, by increasing or decreasing the light intensity of the beam, the size of a plurality of dots forming one pixel on the image recording medium can be increased or decreased, so that a smooth halftone can be obtained without unnecessarily increasing the resolution. It can be reproduced. Further, since it is not necessary to increase the resolution more than necessary, it is possible to output an image at high speed.

【0014】請求項2記載の発明は、請求項1記載の画
像書き込み装置において、前記微小開口部群は、1画素
の領域の中心に配置された第二の微小開口部と、この1
画素の領域の中心に配置された第二の微小開口部の周囲
に配置された一つもしくは複数の第二の微小開口部とに
より形成され、前記第二の微小開口部の径は、1画素の
領域の中心から周辺に向かう位置に配置されている第二
の微小開口部ほど小さい径に定められている。
According to a second aspect of the present invention, in the image writing apparatus according to the first aspect, the group of minute openings includes a second minute opening disposed at the center of the area of one pixel,
One or a plurality of second minute openings arranged around a second minute opening arranged at the center of the pixel area, and the diameter of the second minute opening is one pixel The diameter of the second minute opening located at a position from the center of the region toward the periphery is determined to be smaller.

【0015】したがって、1画素を形成する複数のドッ
トの大きさが中心部では大きく周辺では小さくなるた
め、画像領域での平均濃度変化が滑らかになる。これに
加え、ビームの光強度を減少させた場合には周辺の小さ
い第二の微小開口部からのドットの形成を抑えドットの
数を減少することにより、より滑らかなハーフトーンの
再現が可能となる。
Therefore, the size of the plurality of dots forming one pixel is large at the center and small at the periphery, so that the average density change in the image area becomes smooth. In addition, when the light intensity of the beam is reduced, the formation of dots from the small second small apertures in the periphery is suppressed and the number of dots is reduced, enabling a smoother halftone reproduction. Become.

【0016】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の画像書き込み装置において、前記光集束素子部は、
前記光源側から前記第一の微小開口部に向かうに従い光
路断面積が次第に小さくなる角錐形状もしくは円錐形状
の内面がマイクロミラーにより形成されている。
According to a third aspect of the present invention, in the image writing apparatus according to the first or second aspect, the light focusing element section comprises:
A pyramid-shaped or conical-shaped inner surface whose optical path cross-sectional area gradually decreases from the light source side toward the first minute opening is formed by a micromirror.

【0017】したがって、半導体などの製造に用いられ
る製造機器及び製造プロセスを応用して高精度の光集束
素子部を簡易な方法で製造可能となる。
Therefore, a high-precision light focusing element can be manufactured by a simple method by applying manufacturing equipment and a manufacturing process used for manufacturing a semiconductor or the like.

【0018】請求項4記載の発明は、請求項1ないし3
の何れか一記載の画像書き込み装置において、前記光拡
散素子部は、前記第一の微小開口部に対応して設けられ
た球状、半球状、超半球形状、円錐形状などの微小な積
分球の形状を有し、この積分球上の前記第一の微小開口
部に対向する位置に前記微小開口部群が配置されてい
る。
The invention described in claim 4 is the first to third aspects of the present invention.
In the image writing device according to any one of the above, the light diffusing element unit is a spherical, hemispherical, hyper-hemispherical shape, a minute integrating sphere such as a conical shape provided corresponding to the first minute opening. The minute opening group is arranged at a position on the integrating sphere facing the first minute opening.

【0019】したがって、半導体などの製造に用いられ
る製造機器及び製造プロセスを応用することによって、
光吸収量が小さく光源光のエネルギーを有効に利用でき
る高精度の光拡散素子部を簡易な方法で製造可能とな
る。
Therefore, by applying manufacturing equipment and manufacturing processes used for manufacturing semiconductors and the like,
It is possible to manufacture a high-precision light-diffusing element portion having a small amount of light absorption and capable of effectively utilizing the energy of light from a light source by a simple method.

【0020】請求項5記載の発明は、請求項1ないし4
の何れか一記載の画像書き込み装置において、前記第一
の微小開口部の開口面と、前記微小開口部群の開口面と
の少なくとも何れか一方の開口面にマイクロレンズが形
成されている。
The invention according to claim 5 is the invention according to claims 1 to 4.
In the image writing device according to any one of the above, a microlens is formed on at least one of the opening surface of the first minute opening and the opening surface of the minute opening group.

【0021】したがって、光の利用効率が高まり、画像
書き込み速度を高めることが可能となる。
Therefore, the light use efficiency is improved, and the image writing speed can be increased.

【0022】請求項6記載の画像出力装置は、感光特性
を有する像担持体と、静電潜像を前記像担持体に書き込
むための請求項1ないし5の何れか一記載の画像書き込
み装置と、前記像担持体に書き込まれた静電潜像を現像
する現像装置と、前記像担持体上で現像された画像を用
紙に転写する転写装置と、を備える。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image output device, comprising: an image carrier having a photosensitive characteristic; and an image writing device according to any one of the first to fifth aspects, for writing an electrostatic latent image on the image carrier. A developing device for developing the electrostatic latent image written on the image carrier, and a transfer device for transferring an image developed on the image carrier to paper.

【0023】したがって、必要以上に分解能を高めるこ
となく滑らかなハーフトーンを再現することが可能で、
画像を高速で出力することが可能な画像出力装置を提供
することができる。
Therefore, it is possible to reproduce a smooth halftone without increasing the resolution more than necessary.
An image output device capable of outputting an image at high speed can be provided.

【0024】請求項7記載の画像出力装置は、感光特性
を有する像担持体と、それぞれ異なる色の静電潜像を前
記像担持体に書き込むための複数の請求項1ないし5の
何れか一記載の画像書き込み装置と、前記像担持体に書
き込まれた静電潜像を異なる色毎に現像する現像装置
と、前記像担持体上で現像された画像を用紙に転写する
転写装置と、を備え、前記画像書き込み装置の前記微小
光学素子は、前記第二の微小開口部から出射されたビー
ムの前記像担持体に対する照射位置が各色の間で重なら
ないように前記第二の微小開口部の位置又は光路の傾斜
角度が変えられている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the image output device, wherein an image carrier having a photosensitive characteristic and a plurality of electrostatic latent images of different colors are written on the image carrier. An image writing device, a developing device that develops an electrostatic latent image written on the image carrier for each different color, and a transfer device that transfers an image developed on the image carrier to paper The micro optical element of the image writing device, the irradiation position of the beam emitted from the second minute opening on the image carrier is such that the second minute opening of the second minute opening does not overlap between the colors. The position or the tilt angle of the optical path has been changed.

【0025】したがって、必要以上に分解能を高めるこ
となく滑らかなハーフトーンを再現することが可能で、
画像を高速で出力することが可能であり、さらに、カラ
ー画像を出力した場合に、各色のドットの重なりを防止
できるため色の濁りのない画像を出力することが可能な
画像出力装置を提供することができる。
Therefore, it is possible to reproduce a smooth halftone without increasing the resolution more than necessary.
Provided is an image output device capable of outputting an image at a high speed, and further capable of preventing an overlap of dots of each color when outputting a color image and capable of outputting an image without color turbidity. be able to.

【0026】請求項8記載の画像書き込み装置における
微小光学素子の製造方法は、請求項1又は3記載の光集
束素子部と請求項1又は3記載の第一の微小開口部とを
第一の基板に形成する工程と、第二の基板の一方の面に
請求項1又は2記載の微小開口部群の配列に相当するパ
ターンのエッチングマスクを形成する工程と、前記第二
の基板にエッチングを施して前記基板の一方の面に前記
微小開口部群に相当する凹部を掘り込む工程と、前記第
二の基板の他方の面に請求項1又は2記載の光拡散素子
部の配列に相当するパターンのエッチングマスクを前記
微小開口部群の配列パターンに位置合わせして形成する
工程と、前記第二の基板にエッチングを施して前記基板
の一方の面に前記光拡散素子部に相当する凹部を前記微
小開口部群に相当する前記凹部と貫通するまで掘り込ん
で前記光拡散素子部と前記微小開口部群とを所定の形状
に形成する工程と、前記光拡散素子部の内面に光を拡散
させる光拡散面を形成する工程と、前記光集束素子部と
前記第一の微小開口部とを形成した前記第一の基板と前
記微小開口部群と前記光拡散素子部とを形成した前記第
二の基板とを接合する工程と、を順次実施する。
According to a eighth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a micro optical element in an image writing apparatus, wherein the light focusing element section according to the first or third aspect and the first micro aperture according to the first or third aspect are formed as a first micro aperture. A step of forming an etching mask having a pattern corresponding to the arrangement of the group of minute openings according to claim 1 or 2 on one surface of the second substrate; and etching the second substrate. And a step of digging a concave portion corresponding to the group of minute openings on one surface of the substrate, and an arrangement of the light diffusing element portion according to claim 1 or 2 on the other surface of the second substrate. A step of forming an etching mask of a pattern in alignment with the arrangement pattern of the group of minute openings, and etching the second substrate to form a concave portion corresponding to the light diffusion element portion on one surface of the substrate. Equivalent to the group of minute openings Forming the light diffusion element portion and the minute opening group into a predetermined shape by digging the hole to penetrate the concave portion, and forming a light diffusion surface for diffusing light on the inner surface of the light diffusion element portion. Bonding the first substrate on which the light focusing element portion and the first minute opening are formed, and the second substrate on which the minute opening group and the light diffusion element portion are formed And are sequentially performed.

【0027】したがって、第一の微小開口部と、光拡散
素子部と、微小開口部群の重心を一致させることが容易
となり、また、光拡散素子部の中心に配置された微小開
口部群の周囲の肉厚は薄くなるが、光拡散素子部を掘り
込む前の第二の基板が厚い状態で微小開口部に相当する
凹部を掘り込むことにより、製造過程での第二の基板の
破損を防止して歩留まりを向上させることが可能とな
る。
Therefore, it is easy to match the centers of gravity of the first minute opening, the light diffusing element, and the minute opening group, and it is also possible to make the minute opening group located at the center of the light diffusing element part. Although the surrounding thickness is reduced, the second substrate before digging the light diffusion element portion is digged into a concave portion corresponding to a minute opening when the second substrate is thick, so that the second substrate is not damaged during the manufacturing process. It is possible to improve the yield by preventing it.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図1ない
し図5に基いて説明する。図1は画像書き込み装置1の
概略構成を示す斜視図である。図1に示すように、画像
書き込み装置1は、光源としてのレーザーダイオードア
レイ2から出射されるビームの光束を微小光学素子3に
より細分化し、その細分化されたビームを結像レンズ4
によりポリゴンスキャナ5の反射面5aに結像し、この
ポリゴンスキャナ5をポリゴンモータ6によって回転駆
動することによりレーザーダイオードアレイ2から出射
されたビームを偏向走査し、その走査されたビームをf
θレンズ系、すなわちシリンダレンズ7及びトロイダル
レンズ8により補正し、さらに反射鏡9により折り返し
て画像記録媒体としての像担持体(感光ドラム)10に
照射するという構成である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the image writing device 1. As shown in FIG. 1, an image writing apparatus 1 subdivides a light beam of a beam emitted from a laser diode array 2 as a light source by a micro optical element 3 and converts the subdivided beam into an imaging lens 4.
An image is formed on the reflection surface 5a of the polygon scanner 5, and the polygon scanner 5 is rotationally driven by the polygon motor 6, thereby deflecting and scanning the beam emitted from the laser diode array 2, and transforming the scanned beam into f
The correction is performed by the θ lens system, that is, the cylinder lens 7 and the toroidal lens 8, and the light is returned by the reflecting mirror 9 and irradiated onto an image carrier (photosensitive drum) 10 as an image recording medium.

【0029】ここで、ポリゴンモータ6よって回転駆動
されるポリゴンスキャナ5と、シリンダレンズ7と、ト
ロイダルレンズ8と、反射鏡9とにより走査光学系11
が形成されている。
Here, a scanning optical system 11 includes a polygon scanner 5, which is rotationally driven by a polygon motor 6, a cylinder lens 7, a toroidal lens 8, and a reflecting mirror 9.
Are formed.

【0030】さらに、この画像書き込み装置1は、再現
するハーフトーンに応じてレーザーダイオードアレイ2
から出射されるビームの光強度を増減する光強度制御手
段を備えている。この光強度制御手段は、図示しない
が、設定部により出力レベルが設定されたときに、その
出力レベルに対応する信号を光量制御回路12からレー
ザーダイオードアレイ2に入力する構成となっている。
Further, the image writing apparatus 1 is provided with a laser diode array 2 according to a halftone to be reproduced.
Light intensity control means for increasing and decreasing the light intensity of the beam emitted from the light source. Although not shown, the light intensity control means is configured to input a signal corresponding to the output level from the light amount control circuit 12 to the laser diode array 2 when the output level is set by the setting unit.

【0031】図2は微小光学素子3を断面にして光源と
ともに示す説明図である。光源はレーザーダイオードな
どの一つの光源でもよいが、本実施の形態ではそれぞれ
1画素に対応するビームを照射する複数のレーザーダイ
オードを直線上に配列してなるレーザーダイオードアレ
イ2である。
FIG. 2 is an explanatory view showing the micro optical element 3 in cross section together with a light source. The light source may be a single light source such as a laser diode. In the present embodiment, the light source is a laser diode array 2 in which a plurality of laser diodes each irradiating a beam corresponding to one pixel are linearly arranged.

【0032】微小光学素子3は、互いに接合された第一
の基板13と第二の基板14とを有する。そして、第一
の基板13には、レーザーダイオードアレイ2が有する
複数のレーザーダイオードから出射されるビームの光束
を1画素の単位で集束する複数の光集束素子部15と、
これらの光集束素子部15により光束が集束される位置
に配置された第一の微小開口部16とが形成されてい
る。第二の基板14には、光拡散素子部17と、微小開
口部群18とが形成されている。
The micro optical element 3 has a first substrate 13 and a second substrate 14 joined to each other. And, on the first substrate 13, a plurality of light converging element portions 15 for converging light beams of beams emitted from a plurality of laser diodes included in the laser diode array 2 in units of one pixel,
A first minute opening 16 is formed at a position where the light beam is focused by these light focusing element portions 15. On the second substrate 14, a light diffusion element portion 17 and a group of minute openings 18 are formed.

【0033】図3は微小光学素子3の一部の構成を拡大
して示すもので、(a)は微小開口部群18側から見た
正面図、(b)は(a)の線A−A上の縦断側面図であ
る。図3で明らかなように、光集束素子部15は、レー
ザーダイオードアレイ2側から第一の微小開口部16に
向かうに従い光路断面積が次第に小さくなる円錐形状で
あるが角錐形状でもよい。そして、その内面は金を70
00Åの厚さで蒸着したマイクロミラー15aである。
FIGS. 3A and 3B show an enlarged view of a part of the structure of the micro optical element 3, wherein FIG. 3A is a front view as viewed from the group of micro openings 18 and FIG. 3B is a line A- in FIG. It is a vertical side view on A. As is clear from FIG. 3, the light focusing element section 15 has a conical shape in which the optical path cross-sectional area gradually decreases from the laser diode array 2 toward the first minute opening 16, but may have a pyramid shape. And the inside is 70 gold
This is a micromirror 15a deposited with a thickness of 00 °.

【0034】光拡散素子部17は、第一の微小開口部1
6に対応して設けられた半球状に形成されているが、球
状、超半球形状、円錐形状などの微小な積分球の形状で
あればよく、その積分球上の第一の微小開口部16に対
向する位置に微小開口部群18が形成されている。この
微小開口部群18は、光拡散素子部17により拡散され
るビームの光束を複数のスポット光に分割して出射する
複数の第二の微小開口部19,20を有する。そして、
光拡散素子部17の内面は金を7000Åの厚さで蒸着
した光拡散面17aが形成されている。
The light diffusion element 17 is provided with the first minute opening 1.
6 is formed in a hemispherical shape corresponding to the shape of a small integrating sphere such as a sphere, a super hemisphere, and a cone. A group of minute openings 18 is formed at a position opposing to. The group of minute openings 18 has a plurality of second minute openings 19 and 20 that divide the light beam of the beam diffused by the light diffusing element unit 17 into a plurality of spot lights and emit the light. And
The inner surface of the light diffusing element 17 has a light diffusing surface 17a formed by depositing gold with a thickness of 7000 °.

【0035】レーザーダイオードアレイ2の複数のレー
ザーダイオードは600dpiに相当する42.3μm
のピッチで直線上に配列され、これに伴い、光集束素子
部15、第一の開口部16、光拡散素子部17、微小開
口部群18の配列ピッチは、それぞれの中心距離で4
2.3μmに定められている。
The plurality of laser diodes of the laser diode array 2 are 42.3 μm corresponding to 600 dpi.
In accordance with this, the arrangement pitch of the light focusing element section 15, the first opening section 16, the light diffusion element section 17, and the minute opening group 18 is 4 at the center distance.
It is set to 2.3 μm.

【0036】図3に示すように、中央に配置された第二
の微小開口部19の直径を大きく、周囲に配置された第
二の微小開口部20の直径を小さくした本実施の形態に
おいて、前述の光強度制御手段は、像担持体10上の1
画素に相当する領域内において、多くの露光量を与える
べき画素については、第二の微小開口部19,20から
のビームの輝点が閾値以上の光量密度となり、第二の開
口部19,20と同数の点状の感光領域が形成される程
度の光強度とする。また、それより低い露光量を与える
べき画素については、その度合いに応じて光強度を減少
させることにより、各輝点の閾値以上の光量密度の領域
を縮小してそれぞれの点状の感光領域の面積が減少する
ようにする。さらに低い露光量を与えるべき画素につい
ては、その度合いに応じてさらに光強度を減少させるこ
とにより、閾値以上の光量密度に達する輝点の数が次第
に減少して像担持体10上に形成される点状の感光領域
の数が減少するようにする。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment in which the diameter of the second minute opening 19 arranged in the center is large and the diameter of the second minute opening 20 arranged in the periphery is small. The above-mentioned light intensity control means is provided on the image carrier 10.
For a pixel to which a large amount of exposure is to be given in a region corresponding to the pixel, the bright spots of the beams from the second minute openings 19 and 20 have a light intensity density equal to or higher than a threshold value, and the second openings 19 and 20 The light intensity is set to such an extent that the same number of dot-shaped photosensitive areas are formed. For pixels to which a lower exposure dose is to be given, the light intensity is reduced in accordance with the degree, thereby reducing the area of the light intensity density equal to or higher than the threshold value of each luminescent spot to reduce the area of each dot-shaped photosensitive area. The area is reduced. For a pixel to which a lower exposure dose is to be applied, the light intensity is further reduced in accordance with the degree, so that the number of luminescent spots reaching a light intensity density equal to or higher than the threshold value is gradually reduced and formed on the image carrier 10. The number of dot-shaped photosensitive areas is reduced.

【0037】以上の光量設定の違いにより形成される画
素に生じる変化を図4及び図5を参照して説明する。図
4(a)は、多くの露光量を与える画素の場合で光強度
を高くしたときに図3における線A−A上での像担持体
10上の感光レベルと光量密度との関係を示すグラフ、
同図(b)は、像担持体10上に感光された画素のパタ
ーンを示す説明図である。図5(a)は、最も低い露光
量を与える画素の場合で光強度を低くしたときに図3に
おける線A−A上での像担持体10上の感光レベルと光
量密度との関係を示すグラフ、同図(b)は、像担持体
10上に感光された画素のパターンを示す説明図であ
る。
The changes that occur in the pixels formed due to the difference in the light amount setting described above will be described with reference to FIGS. FIG. 4A shows the relationship between the light level and the light level on the image carrier 10 on the line AA in FIG. 3 when the light intensity is increased in the case of a pixel giving a large amount of exposure. Graph,
FIG. 2B is an explanatory diagram showing a pattern of pixels exposed on the image carrier 10. FIG. 5A shows the relationship between the photosensitive level on the image carrier 10 and the light amount density on the line AA in FIG. 3 when the light intensity is reduced in the case of the pixel giving the lowest exposure amount. FIG. 3B is a diagram illustrating a pattern of pixels exposed on the image carrier 10.

【0038】このように、本実施の形態における画像書
き込み装置1では、像担持体10は一般的にある閾値以
上の露光量を受けたときに感光するという特性を用い、
ビームの光強度を変化させることにより微小な感光領域
の大きさと数とを制御するため、像担持体10の露光量
に対する光学濃度或いは感光度の変化、いわゆるガンマ
特性はある露光量では急峻な立ち上がりを有する特性で
あることが望ましい。電子写真方式の画像出力装置にお
ける像担持体(感光体)10は一般にこのような感光特
性を有しており、本発明の画像書き込み装置1の対象と
して適切な画像記録媒体である。
As described above, the image writing apparatus 1 according to the present embodiment uses the characteristic that the image carrier 10 is generally exposed when it receives an exposure amount equal to or more than a certain threshold.
In order to control the size and number of minute photosensitive areas by changing the light intensity of the beam, a change in optical density or light sensitivity with respect to the exposure amount of the image carrier 10, that is, a so-called gamma characteristic has a sharp rise at a certain exposure amount. It is desirable that the properties have the following. The image carrier (photoconductor) 10 in an electrophotographic image output device generally has such photosensitive characteristics, and is an image recording medium suitable as an object of the image writing device 1 of the present invention.

【0039】従来は、急峻なガンマ特性の像担持体は滑
らかな濃度階調のハーフトーンの画像を書き込むには適
さないとみなされていたが、本発明では、従来欠点とさ
れていた急峻なガンマ特性を利用して、従来の方法では
困難であった程度まで滑らかなハーフトーンを再現する
ことができる。
Conventionally, an image carrier having a steep gamma characteristic has been regarded as not suitable for writing a halftone image having a smooth density gradation. However, in the present invention, the steepness which has been regarded as a disadvantage in the prior art is considered. By utilizing the gamma characteristic, it is possible to reproduce a smooth halftone to the extent that was difficult with the conventional method.

【0040】図3ないし図5においては、第二の微小開
口部19,20を単純な配列パターンをもって形成した
状態で説明したが、通常の分解能である600dpiの
ピッチで配列された光書き込み用の光源を使用した場
合、一つの画素領域の幅は42.3μm程度であり、第
二の微小開口部19,20の直径は1μm程度とするこ
とも困難ではない。したがって、一つの画素領域の中に
第二の微小開口部19,20を多数、例えば、4800
dpiの書き込みスポットに相当する直径5μmの第二
の微小開口部19,20を10ないし20個程度設ける
ことができるので、視覚上認識できない程度の細かいス
クリーンパターン状のハーフトーン画像を生成すること
ができ、画像の観察者には滑らかなハーフトーンとして
認識される。
In FIGS. 3 to 5, the second minute openings 19 and 20 have been described with a simple arrangement pattern. However, optical writing for optical writing arranged at a pitch of 600 dpi which is a normal resolution is performed. When a light source is used, the width of one pixel region is about 42.3 μm, and it is not difficult to make the diameter of the second minute openings 19 and 20 about 1 μm. Therefore, a large number of second minute openings 19 and 20 such as 4800 are provided in one pixel region.
Since about 10 to 20 second minute openings 19 and 20 each having a diameter of 5 μm corresponding to a writing spot of dpi can be provided, it is possible to generate a halftone image having a fine screen pattern that cannot be visually recognized. It can be perceived by a viewer of the image as a smooth halftone.

【0041】このようにして、各画素は微細な感光領域
の集合体として書き込まれたものでありながら、その平
均濃度は単に光源光量を変えることによって制御できる
ため、見かけ上、滑らかなハーフトーン画像を600d
pi程度の通常の解像度と同程度に高速で画像処理をす
ることができる。したがって、高速の画像出力と、滑ら
かなハーフトーン画像の生成という二つの課題を解決す
ることができる。
As described above, although each pixel is written as an aggregate of fine photosensitive areas, its average density can be controlled simply by changing the light source light amount, so that an apparently smooth halftone image is obtained. 600d
Image processing can be performed at a speed as high as a normal resolution of about pi. Therefore, two problems of high-speed image output and generation of a smooth halftone image can be solved.

【0042】また、レーザーダイオードアレイ2の光強
度を十分に大きくすれば、一つの画素に含まれる微小な
感光領域(第二の微小開口部19,20を通るビームに
よる感光領域)同士が像担持体10を飽和することによ
り連続した一つの感光領域となる。したがって、ハーフ
トーンの不要な単純な線画を書き込む場合などは、レー
ザーダイオードアレイ2の光強度をその程度まで強める
ことにより、例えば600dpi程度の通常の解像度の
画像書き込み装置で画像を出力した場合と何ら変わると
ころがないものとすることができる。
If the light intensity of the laser diode array 2 is sufficiently increased, the small photosensitive areas (the photosensitive areas by the beams passing through the second small openings 19 and 20) included in one pixel are image-bearing. Saturation of the body 10 results in one continuous photosensitive area. Therefore, when writing a simple line drawing that does not require halftone, for example, by increasing the light intensity of the laser diode array 2 to that extent, an image is output by an image writing device having a normal resolution of, for example, about 600 dpi. It can be constant.

【0043】ただし、本発明の画像書き込み装置1は、
実際に細かい分解能の画像書き込み装置によってスクリ
ーンパターン状のハーフトーン画像を像担持体10に書
き込んだときと異なり、個々のスポットにより分離され
る分解能で線画を書き込むことはできない。これは、通
常レベルの分解能の本発明の画像書き込み装置1による
画素を、微小光学素子3により分割して小さな書き込み
スポットとしているためである。しかし、600dpi
程度の分解能で日常必要な殆どの線画画像が再現可能で
ある。換言すれば、これ以上の分解能で線画を書き込ん
だとしても、肉眼では分離した線として認識できず、ご
く特殊な用途を除いては無意味である。
However, the image writing device 1 of the present invention
Unlike the case where a screen pattern halftone image is actually written on the image carrier 10 by an image writing device having a fine resolution, a line image cannot be written with a resolution separated by individual spots. This is because pixels formed by the image writing apparatus 1 of the present invention having a normal level of resolution are divided by the micro optical element 3 into small writing spots. However, 600 dpi
Most line drawing images required daily can be reproduced with a resolution of the order. In other words, even if a line drawing is written with a higher resolution, it cannot be recognized by the naked eye as a separate line, and is meaningless except for very special uses.

【0044】しかるに、なぜ600dpi以上の画像書
き込み装置が必要とされるかといえば、それは濃度階調
を視覚で認識できないスクリーンパターンで書き込む必
要がある場合のためである。このため、従来の高分解能
の画像書き込み装置は、非常に高精度の作成技術を要求
され高コストになっている。これに対して、本発明の画
像書き込み装置1では、通常の分解能でありながら視覚
では認識できない程度に細かいスクリーンパターンを書
き込むことが可能であるから、画像書き込み装置を作成
する場合に、高い作成技術を必要とせず、低コストで作
成でき、通常の分解能でありながら従来不可能であった
滑らかなハーフトーン画像を再現することができる。
However, the reason why an image writing device of 600 dpi or more is required is for the case where it is necessary to write the density gradation in a screen pattern which cannot be visually recognized. For this reason, the conventional high-resolution image writing apparatus is required to have a very high-precision creation technique, and is expensive. On the other hand, in the image writing apparatus 1 of the present invention, it is possible to write a screen pattern that has a normal resolution but cannot be visually recognized. , And can be created at low cost, and can reproduce a smooth halftone image which has been impossible in the past while having a normal resolution.

【0045】上記の説明では、微小光学素子3のハーフ
トーンを生成するための第二の微小開口部19,20の
配列によるパターンは、等倍率で像担持体10を露光す
る状態を想定したが、走査光学系11により拡大もしく
は縮小してもよい。この場合、像担持体10に作成した
いハーフトーンの細かさと、走査光学系11の倍率に応
じてこのパターンの大きさを変化させればよい。
In the above description, it is assumed that the pattern formed by the arrangement of the second minute openings 19 and 20 for generating the halftone of the minute optical element 3 exposes the image carrier 10 at the same magnification. , May be enlarged or reduced by the scanning optical system 11. In this case, the size of this pattern may be changed according to the fineness of the halftone to be created on the image carrier 10 and the magnification of the scanning optical system 11.

【0046】また、第二の開口部19,20の直径を等
しくしてマトリックス状に配列した場合でも、レーザー
ダイオードアレイ2の光強度を変化させることにより、
一つの画素領域において分割した点状の感光領域の面積
を増減して所望のハーフトーン画像を再現することがで
きるが、図3に示したように、1画素の領域の中心に配
置された第二の微小開口部19と、この第二の微小開口
部19の周囲に配置された一つもしくは複数の第二の微
小開口部20とにより微小開口部群18を形成し、第二
の微小開口部19,20の直径を、1画素の領域の中心
から周辺に向かう位置に配置されているもの小さい径に
定めることにより、1画素を形成する複数のドットの大
きさが中心部では大きく周辺では小さくなるため、画像
領域での平均濃度変化が滑らかになる。これに加え、ビ
ームの光強度を減少させた場合には、図5に示すよう
に、周辺の小さい第二の微小開口部からのドットの形成
ができないためドットの数を減少することができ、これ
により、より滑らかなハーフトーンの再現が可能とな
る。
Further, even when the diameters of the second openings 19 and 20 are equal to each other and the second openings 19 and 20 are arranged in a matrix, the light intensity of the laser diode array 2 is changed.
A desired halftone image can be reproduced by increasing or decreasing the area of the divided point-shaped photosensitive regions in one pixel region. However, as shown in FIG. 3, the first halftone image disposed at the center of the one-pixel region can be reproduced. A group of minute openings 18 is formed by the two minute openings 19 and one or a plurality of second minute openings 20 arranged around the second minute openings 19. By defining the diameters of the portions 19 and 20 to be smaller than those arranged from the center of the one-pixel region toward the periphery, the size of a plurality of dots forming one pixel is large at the center and large at the periphery. Since it is smaller, the average density change in the image area becomes smooth. In addition, when the light intensity of the beam is reduced, the number of dots can be reduced because dots cannot be formed from the small second peripheral small openings as shown in FIG. As a result, a smoother halftone can be reproduced.

【0047】また、レーザーダイオードアレイ2から照
射されるビームを集束する部材としては、光集束機能を
有するものであれば殆どのものが使用できる。例えば、
屈折率分布によりビームを集束する、いわゆるマイクロ
レンズが挙げられるが、この素子は一応の光集束機能を
有するものの、その製造方法が特殊であるため、集積化
する製造プロセスが煩雑である。これに対し、本実施の
形態における光集束素子部15は、レーザーダイオード
アレイ2側から第一の微小開口部16に向かうに従い光
路断面積が次第に小さくなる円錐形状(角錐形状の場合
も同様)の内面がマイクロミラー15aであり、その出
射側に第一の開口部16を配置した構造である。この構
造の利点は、その製造において、半導体などの製造に用
いられる製造機器及び製造プロセスを応用できるので、
高精度の光集束素子部15を簡易な方法で安価に製造で
きる。
As a member for converging the beam emitted from the laser diode array 2, almost any member having a light converging function can be used. For example,
There is a so-called microlens that focuses a beam by a refractive index distribution. However, although this element has a tentative light focusing function, its manufacturing method is special, and the manufacturing process for integration is complicated. On the other hand, the light focusing element section 15 in the present embodiment has a conical shape (the same applies to a pyramid shape) in which the optical path cross-sectional area gradually decreases from the laser diode array 2 side toward the first minute opening 16. The inner surface is a micromirror 15a, and has a structure in which a first opening 16 is arranged on the emission side. The advantage of this structure is that the manufacturing equipment and manufacturing process used for manufacturing semiconductors and the like can be applied in the manufacturing thereof.
The highly accurate light focusing element section 15 can be manufactured at a low cost by a simple method.

【0048】さらに、レーザーダイオードアレイ2から
出射されたビームを拡散する素子としては、光拡散機能
を有する素子であれば殆どのものを使用できる。例え
ば、光を分散する微粒子を多数含有した、いわゆるオパ
ールガラス板が挙げられるが、この素子は光拡散におけ
る光吸収量が大きく、レーザーダイオードアレイ2のエ
ネルギーを有効に利用できない。また、その製造方法が
特殊であるため集積化する製造プロセスが煩雑である。
これに対して、光拡散素子部17は半球状(球状、超半
球状、円錐形状でも同様)の微小な積分球の形状を有
し、この積分球上の第一の微小開口部16に対向する位
置に微小開口部群18が配置されている構造である。こ
の構造の利点は、その製造において、半導体などの製造
に用いられる製造機器及び製造プロセスを応用すること
ができるため、高精度の光拡散素子部17及び微小開口
部群18を簡易な方法で安価に製造できる。さらに、オ
パールガラス板に比して光吸収量が小さく、レーザーダ
イオードアレイ2のエネルギーを有効に利用できる。
Further, as the element for diffusing the beam emitted from the laser diode array 2, any element having a light diffusion function can be used. For example, a so-called opal glass plate containing a large number of fine particles that disperse light can be cited. However, this element has a large light absorption amount in light diffusion, and the energy of the laser diode array 2 cannot be used effectively. In addition, since the manufacturing method is special, the manufacturing process for integration is complicated.
On the other hand, the light diffusion element section 17 has a shape of a minute integrating sphere having a hemispherical shape (the same applies to a spherical shape, a super-hemispherical shape, and a conical shape), and faces the first minute opening portion 16 on the integrating sphere. This is a structure in which the small opening group 18 is arranged at a position where the small opening portion 18 is located. The advantage of this structure is that the manufacturing equipment and the manufacturing process used for manufacturing semiconductors and the like can be applied in the manufacture thereof, so that the highly accurate light diffusion element section 17 and the group of minute openings 18 can be manufactured at a low cost by a simple method. Can be manufactured. Furthermore, the amount of light absorption is smaller than that of an opal glass plate, and the energy of the laser diode array 2 can be used effectively.

【0049】さらに、第一の微小開口部16の開口面
と、微小開口部群18の開口面との少なくとも何れか一
方の開口面にマイクロレンズ(図示せず)を形成するよ
うに構成してもよい。このようにすることによって、光
の利用効率が高まり、画像書き込み速度を高めることが
できる。
Further, a microlens (not shown) is formed on at least one of the opening surface of the first minute opening 16 and the opening surface of the minute opening group 18. Is also good. By doing so, the light use efficiency is increased, and the image writing speed can be increased.

【0050】なお、本発明の画像書き込み装置1が画像
を書き込む対象とする画像記録媒体とは、書き換え可能
な記録媒体、記録すると書き換えできない記録媒体、随
時連続して画像が書き込まれる画像表示器のような媒体
などを含み、光書き込みにより画像が形成される媒体の
殆どを指す。
The image recording medium to which the image writing apparatus 1 of the present invention writes an image includes a rewritable recording medium, a recording medium that cannot be rewritten once recorded, and an image display device to which an image is continuously written as needed. Most of the media on which images are formed by optical writing, including such media.

【0051】その具体例としては、 1.可視光、紫外線もしくは赤外線の照射又は特定の温
度変化、電界もしくは磁界の印加、などにより引き起こ
される表示材料の相変化、結晶状態の変化、その他の状
態変化、もしくは概ね可逆的な化学変化などによって、
表示材料の光透過率、光散乱状態、分光反射率、屈折
率、複屈折率などが変化することにより視認できる画像
が形成され、必要に応じて、特定の波長及び強度の光を
照射すること、特定の強度及び方向の電界又は磁界を加
えること、特定の温度変化を加えることなどによりその
画像を消去することができ繰り返し使用可能ないわゆる
デジタルペーパーと称される画像記録媒体 2.電子感光体 3.銀塩写真法による黒白及びカラーのフィルム又は感
光紙 4.その他の光化学反応による感光材料を用いた記録媒
体、 5.液晶材料層と駆動電極の間に光導電材料層が配置さ
れ光導電材料層への書き込み光の照射により、その部位
の光導電材料を導通状態として液晶層に部分的に電界が
印加されるようにして画像を書き込む形式の液晶表示
器、などのように、光導電効果などを仲立ちとして直ち
に濃度変化をもつ画像を形成する表示器などを含む。
Specific examples thereof include: Visible light, ultraviolet or infrared radiation or specific temperature change, application of an electric or magnetic field, etc., caused by a phase change of the display material, a change in crystalline state, other state change, or a generally reversible chemical change,
A visible image is formed by changing the light transmittance, light scattering state, spectral reflectance, refractive index, birefringence, etc. of the display material, and irradiating light of a specific wavelength and intensity as necessary 1. An image recording medium called a digital paper which can be repeatedly used by applying an electric field or a magnetic field of a specific intensity and direction, or by applying a specific temperature change, and can be used repeatedly. 2. Electrophotoreceptor 3. Black-and-white and color films or photosensitive paper by silver halide photography. 4. Other recording media using a photosensitive material by a photochemical reaction; A photoconductive material layer is disposed between the liquid crystal material layer and the driving electrode, and the irradiation of the photoconductive material layer with the writing light causes the photoconductive material at that portion to be in a conductive state so that an electric field is partially applied to the liquid crystal layer. Such as a liquid crystal display of a type in which an image is written in the form of an image, and a display in which an image having a change in density is formed immediately by using the photoconductive effect or the like.

【0052】本発明の画像書き込み装置1は、上記の全
ての画像記録媒体に対して安価な構成で滑らかなハーフ
トーン画像を書き込むことができる。
The image writing apparatus 1 of the present invention can write a smooth halftone image on all the image recording media with an inexpensive configuration.

【0053】次に、これまで説明した画像書き込み装置
1を搭載した電子写真方式の画像出力装置について説明
する。電子写真方式の画像出力装置は、感光特性を有す
る像担持体10(図1参照)と、図1に示す画像書き込
み装置1と、像担持体10に書き込まれた静電潜像を現
像する現像装置(図示せず)と、像担持体10上で現像
されたトナー画像を用紙に転写する転写装置とを備え
る。
Next, an electrophotographic image output apparatus equipped with the above-described image writing apparatus 1 will be described. An electrophotographic image output device includes an image carrier 10 having photosensitive characteristics (see FIG. 1), an image writing device 1 shown in FIG. 1, and a developing device for developing an electrostatic latent image written on the image carrier 10. The apparatus includes a device (not shown) and a transfer device that transfers a toner image developed on the image carrier 10 to a sheet.

【0054】このような構成の画像出力装置において、
像担持体10に対する画像書き込み装置1の画像書き込
みは前述した通りであるので、必要以上に分解能を高め
ることなく滑らかなハーフトーンを再現することが可能
で、画像を高速で出力することが可能な画像出力装置を
提供することができる。
In the image output device having such a configuration,
Since the image writing of the image writing device 1 to the image carrier 10 is as described above, it is possible to reproduce a smooth halftone without increasing the resolution more than necessary, and it is possible to output an image at a high speed. An image output device can be provided.

【0055】それぞれ異なる色の静電潜像を像担持体1
0に書き込むために上記の画像書き込み装置1を複数備
えたカラー画像用の画像出力装置の場合には、画像書き
込み装置1の微小光学素子3は、第二の微小開口部から
出射されたビームの像担持体10に対する照射位置が各
色の間で重ならないように第二の微小開口部の位置又は
光路の傾斜角度を変える。この例では、第二の微小開口
部は全て直径を等しくしたので、全て同じ符号19を付
して説明する。
An electrostatic latent image of a different color is formed on the image carrier 1.
In the case of an image output device for a color image provided with a plurality of the image writing devices 1 in order to write 0, the micro optical element 3 of the image writing device 1 outputs the beam emitted from the second minute opening. The position of the second minute opening or the inclination angle of the optical path is changed so that the irradiation position on the image carrier 10 does not overlap between the colors. In this example, all the second minute openings have the same diameter, and therefore, the same reference numeral 19 will be used for the description.

【0056】図6(a)(b)(c)(d)は、異なる
色の画像の書き込みを担う複数の画像書き込み装置1毎
の第二の微小開口部19の配列パターンである。これら
の図で分かるように、第二の微小開口部19は、出射さ
れたビームの像担持体10に対する照射位置が各色の間
で重ならないように配列されている。
FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D show an arrangement pattern of the second minute openings 19 for each of the plurality of image writing apparatuses 1 for writing images of different colors. As can be seen from these figures, the second minute apertures 19 are arranged such that the irradiation positions of the emitted beams on the image carrier 10 do not overlap between the colors.

【0057】したがって、カラー画像を出力した場合
に、各色のドットの重なりを防止できるため色の濁りの
ない画像を出力することが可能できる。レーザーダイオ
ードアレイ2から出射するビームの光強度を変えること
により、必要以上に分解能を高めることなく滑らかなハ
ーフトーンを再現できることについては、これまで説明
した通りである。
Therefore, when a color image is output, overlapping of dots of each color can be prevented, so that an image without color turbidity can be output. As described above, by changing the light intensity of the beam emitted from the laser diode array 2, a smooth halftone can be reproduced without increasing the resolution more than necessary.

【0058】図7(a)(b)(c)(d)は、第二の
微小開口部19の配列数を増やし配列パターンを変えた
点が異なるだけで、他の構成は上記の場合と同様であ
る。図6の場合は第二の微小開口部19の配列数が少な
いので製作が容易である。図7の場合は第二の微小開口
部19の配列数が多いので、図6に比して製作コストが
増すが、より滑らかなハーフトーン画像を再現できる。
FIGS. 7 (a), 7 (b), 7 (c) and 7 (d) are different only in that the number of arrangements of the second minute openings 19 is increased and the arrangement pattern is changed. The same is true. In the case of FIG. 6, the number of arrangement of the second minute openings 19 is small, so that the manufacture is easy. In the case of FIG. 7, since the number of arrangements of the second minute openings 19 is large, the production cost is increased as compared with FIG. 6, but a smoother halftone image can be reproduced.

【0059】次に、図2及び図3を参照して微小光学素
子3の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the micro optical element 3 will be described with reference to FIGS.

【0060】まず、光集束素子部15の製造手順につい
て説明する。石英ガラス基板を厚さ40μmに研磨した
第一の基板13を用意し、そのレーザーダイオードアレ
イ2とは反対側の一方の面を平坦度のよいガラス板(図
示せず)に熱可塑性樹脂により貼り付け、第一の基板1
3のレーザーダイオードアレイ2側となる他方の面にポ
ジ型フォトレジストを塗布する。ポジ型のフォトレジス
トは東京応化工業(株)製のOFPR8600(粘度80
cps)を使用し、厚さ3μmとなるようにスピンコー
ト法により塗布する。
First, the procedure for manufacturing the light focusing element section 15 will be described. A first substrate 13 prepared by polishing a quartz glass substrate to a thickness of 40 μm is prepared, and one surface of the first substrate 13 opposite to the laser diode array 2 is bonded to a glass plate (not shown) having a good flatness with a thermoplastic resin. Attached, first substrate 1
A positive photoresist is applied to the other surface of the third laser diode array 2 side. The positive photoresist is OFPR8600 (viscosity 80) manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
(cps) using a spin coating method so as to have a thickness of 3 μm.

【0061】次に、このフォトレジスト膜を90℃30
分間の条件でベークした後、20μmの直径を有する円
形の開口部を42.3μmのピッチで直線状に5個配列
されたマスクを通してフォトレジスト膜を露光し、この
後、通常の現像、リンス、ポストベーク各工程を施して
マスクと同形状のレジストマスクをパターニングする。
Next, this photoresist film is heated at 90 ° C. 30
After baking under the conditions of 20 minutes, the photoresist film is exposed through a mask in which five circular openings having a diameter of 20 μm are linearly arranged at a pitch of 42.3 μm through five masks. A post-bake process is performed to pattern a resist mask having the same shape as the mask.

【0062】この状態で、第一の基板13を緩衝フッ酸
溶液中でエッチングする。エッチング時間は石英ガラス
の第一の基板13が貫通しレジストマスクと反対面に第
一の微小開口部16が形成され、その直径が5μmとな
る時点を観察して定めた。この底面に開口された第一の
開口部16は、ガラス板上に露出することにより第一の
基板13が存在する部位との判別は容易であり、第一の
開口部16の直径を顕微鏡で測定することも容易にでき
る。アンダーカットにより第一の開口部16とは反対側
の直径がレジストマスクより拡大することを利用するこ
とで、その直径が40μm、反対側の第一の開口部16
の直径が5μmとなる円錐形状の開口、すなわち光集束
素子部15が42.3μmのピッチで直線状に配列され
たアレイを得ることができる。
In this state, the first substrate 13 is etched in a buffered hydrofluoric acid solution. The etching time was determined by observing the point in time when the first substrate 13 made of quartz glass penetrated and the first minute opening 16 was formed on the surface opposite to the resist mask, and the diameter became 5 μm. The first opening 16 opened on the bottom surface can be easily distinguished from the portion where the first substrate 13 exists by being exposed on the glass plate, and the diameter of the first opening 16 can be determined with a microscope. It can be easily measured. By utilizing the fact that the diameter on the side opposite to the first opening 16 is larger than that of the resist mask due to the undercut, the diameter is 40 μm and the first opening 16 on the opposite side is used.
An aperture having a conical shape with a diameter of 5 μm, that is, an array in which the light focusing element portions 15 are linearly arranged at a pitch of 42.3 μm can be obtained.

【0063】この場合、円錐形状は、エッチング液の温
度とフッ酸濃度および撹拌の頻度を調整することにより
制御できる。
In this case, the conical shape can be controlled by adjusting the temperature of the etching solution, the concentration of hydrofluoric acid, and the frequency of stirring.

【0064】次に、基体となるガラス板に第一の基板1
3を貼り付けたままの状態でエッチングマスクを酸素プ
ラズマアッシングにより除去し、真空蒸着装置により光
集束素子部の内面に金を7000Åの厚さに蒸着し、マ
イクロミラー15aを形成する。
Next, the first substrate 1 is placed on a glass plate serving as a base.
The etching mask is removed by oxygen plasma ashing with 3 still attached, and gold is deposited to a thickness of 7000 mm on the inner surface of the light focusing element portion by a vacuum deposition device to form a micro mirror 15a.

【0065】この後、ガラス板を加熱して第一の基板1
3を取り外し、有機溶剤により洗浄して貼り付けのため
に用いた熱可塑性樹脂を除去する。
After that, the glass plate is heated and the first substrate 1 is heated.
3 is removed and washed with an organic solvent to remove the thermoplastic resin used for pasting.

【0066】このようにマイクロミラー15aを形成し
た第一の基板13は、光集束素子部15の中心をレーザ
ーダイオードアレイ2のレーザーダイオードの中心と位
置合わせして熱硬化性樹脂によりレーザーダイオードア
レイ2に接着するものである。
The first substrate 13 on which the micromirrors 15a are formed is aligned with the center of the light focusing element section 15 and the center of the laser diode of the laser diode array 2, and the laser diode array 2 is formed of a thermosetting resin. Is to be adhered to.

【0067】次に、光拡散素子部17の製造手順につい
て説明する。石英ガラス基板を40μmの厚さに研磨し
た第二の基板14を用意し、この第二の基板14の一方
の面を平坦度のよいシリコンウエハ(図示せず)に熱可
塑性樹脂により貼り付け、第二の基板14のシリコンウ
エハとは反対側にポジ型のフォトレジストを塗布する。
このフォトレジストは東京応化工業(株)製のOFPR8
600(粘度80cps)を使用し、厚さ3μmとなる
ようにスピンコート法により塗布する。
Next, the procedure for manufacturing the light diffusion element section 17 will be described. A second substrate 14 prepared by polishing a quartz glass substrate to a thickness of 40 μm is prepared, and one surface of the second substrate 14 is attached to a silicon wafer (not shown) having good flatness with a thermoplastic resin, A positive photoresist is applied to the second substrate 14 on the side opposite to the silicon wafer.
This photoresist is OFPR8 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
Using 600 (viscosity: 80 cps), coating is performed by spin coating so as to have a thickness of 3 μm.

【0068】このフォトレジストを、直径3μmの開口
(第二の開口部19,20に相当)が図3(a)などの
パターンに相似に配列されてなる開口部群が全体として
42.3μmピッチ、すなわち600dpiで直線状に
繰り返して形成されたマスクを通して露光し、通常のプ
リベーク、現像、リンス、ポストベーク各工程を施して
マスクと同形状のレジストマスクを形成する。
An opening group in which openings having a diameter of 3 μm (corresponding to the second openings 19 and 20) are arranged in a pattern similar to the pattern shown in FIG. That is, exposure is performed through a mask that is repeatedly formed linearly at 600 dpi, and a normal prebaking, developing, rinsing, and postbaking process is performed to form a resist mask having the same shape as the mask.

【0069】次に、第二の基板14を、シリコンウエハ
を貼り付けた状態で希フッ酸溶液中でエッチングする。
エッチング時間は石英ガラスの第二の基板14が2μm
の深さにエッチングされる時間とする。この2μmは、
第二の基板14の一面に第二の微小開口部19,20の
深さに相当する。
Next, the second substrate 14 is etched in a dilute hydrofluoric acid solution with the silicon wafer attached.
The etching time is 2 μm for the second substrate 14 made of quartz glass.
Is the time to be etched to a depth of. This 2 μm is
One surface of the second substrate 14 corresponds to the depth of the second minute openings 19 and 20.

【0070】この後、シリコンウエハを加熱して第二の
基板14を取り外し有機溶剤により洗浄して貼り付けの
ために用いた熱可塑性樹脂を除去する。
Thereafter, the silicon wafer is heated to remove the second substrate 14 and washed with an organic solvent to remove the thermoplastic resin used for the attachment.

【0071】次に、第二の基板14を裏返し、その反対
側の面を平坦度のよいシリコンウエハ(図示せず)に熱
可塑性樹脂により貼り付け、先程シリコンウエハを剥が
した面、すなわち、第二の開口部19,20に相当する
2μmの凹部を形成した面にフォトレジストを塗布す
る。このフォトレジストは東京応化工業(株)製のOFP
R8600(粘度80cps)を使用し、厚さ3μmと
なるようにスピンコート法により塗布する。
Next, the second substrate 14 is turned over, and the surface on the opposite side is attached to a silicon wafer (not shown) having good flatness with a thermoplastic resin, and the surface from which the silicon wafer has been peeled off, ie, A photoresist is applied to a surface on which a 2 μm concave portion corresponding to the two openings 19 and 20 is formed. This photoresist is OFP manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
R8600 (viscosity: 80 cps) is applied by spin coating to a thickness of 3 μm.

【0072】このフォトレジストを、20μmの直径を
有する円形の開口が42.3μmのピッチ、すなわち6
00dpiで直線上に配列されたマスクを通して露光
し、通常の現像、リンス、ポストベーク各工程を施して
マスクと同形状のレジストマスクを形成する。
This photoresist was used to form circular openings having a diameter of 20 μm at a pitch of 42.3 μm, ie, 6 μm.
Exposure is performed through a mask arranged on a straight line at 00 dpi, and normal development, rinsing, and post-baking steps are performed to form a resist mask having the same shape as the mask.

【0073】この状態で第二の基板14を希フッ酸溶液
中に浸しエッチングする。エッチング時間は、石英ガラ
スの第二の基板14がエッチングにより凹部が掘り込ま
れ、前回のエッチングにより掘り込んだ第二の開口部1
9,20に相当する凹部が現れこれらが今回掘り込んだ
凹部と貫通する時点を観察して定める。掘り込んだ凹部
の形状はエッチング液と温度とフッ酸濃度および撹拌の
頻度を調節することにより制御する。今回掘り込んだ凹
部はアンダーカットにより開口側の直径が40μmの半
球状に近い形状の凹部となるまでエッチングする。貫通
した凹部の一方は光拡散素子部17、他方の凹部は微小
開口部群18を形成する複数の第二の開口部19,20
である。
In this state, the second substrate 14 is immersed in a dilute hydrofluoric acid solution and etched. The etching time is such that the second substrate 14 made of quartz glass has a concave portion dug by etching and the second opening 1 dug by the previous etching.
Depressions corresponding to 9 and 20 appear, and they are determined by observing the points at which they penetrate the depressions dug out this time. The shape of the dug recess is controlled by adjusting the etchant, temperature, hydrofluoric acid concentration and the frequency of stirring. The recess dug out this time is etched by undercut until it becomes a recess having a shape close to a hemisphere with a diameter of 40 μm on the opening side. One of the penetrating concave portions is the light diffusion element portion 17, and the other concave portion is a plurality of second opening portions 19 and 20 forming the minute opening group 18.
It is.

【0074】次に、シリコンウエハに貼り付けたままの
状態でエッチングマスクを除去し、第二の基板14の光
拡散素子部17の内面に金を7000Åの厚さに蒸着
し、光拡散面17aを形成する。この際、真空槽内にア
ルゴンガスをわずかに供給して蒸着時の圧力を高め、蒸
着された金の表面が光を拡散するのに適した梨地状にな
るようにすることが好ましい。
Next, the etching mask is removed while being attached to the silicon wafer, and gold is vapor-deposited on the inner surface of the light diffusion element portion 17 of the second substrate 14 to a thickness of 7000 ° to form the light diffusion surface 17a. To form At this time, it is preferable to slightly supply argon gas into the vacuum chamber to increase the pressure at the time of vapor deposition so that the surface of the vapor-deposited gold has a satin shape suitable for diffusing light.

【0075】この後、シリコンウエハを加熱して第二の
基板14を取り外し、有機溶剤により洗浄して貼り付け
のために用いた熱可塑性樹脂を除去し、微小開口部群1
8を備えた光拡散素子部17のアレイを作成する。
Thereafter, the silicon wafer is heated to remove the second substrate 14, washed with an organic solvent to remove the thermoplastic resin used for bonding, and
Then, an array of the light diffusing element sections 17 provided with the light emitting elements 8 is formed.

【0076】そして、第一の開口部16と微小開口部群
18との中心を一致させ、基板13,14同士を熱硬化
性樹脂により接着することで微小光学素子3を形成す
る。
Then, the centers of the first opening 16 and the minute opening group 18 are made to coincide with each other, and the substrates 13 and 14 are adhered to each other with a thermosetting resin, thereby forming the micro optical element 3.

【0077】このような方法で微小光学素子3を製造す
ることにより、第一の微小開口部16と、光拡散素子部
17と、微小開口部群18の重心を一致させることが容
易となる。また、光拡散素子部17の中心に配置された
微小開口部群18の周囲の肉厚は薄くなるが、光拡散素
子部17を掘り込む前の第二の基板14が厚い状態で第
二の微小開口部19,20に相当する凹部を掘り込むこ
とにより、製造過程での第二の基板14の破損を防止し
て歩留まりを向上させることができる。
By manufacturing the micro optical element 3 by such a method, the center of gravity of the first micro opening 16, the light diffusing element section 17, and the center of the micro opening group 18 can be easily matched. Further, the thickness around the small opening group 18 arranged at the center of the light diffusion element section 17 becomes thin, but the second substrate 14 before the light diffusion element section 17 is dug is thickened. By digging the concave portions corresponding to the minute openings 19 and 20, it is possible to prevent the second substrate 14 from being damaged in the manufacturing process and improve the yield.

【0078】[0078]

【発明の効果】請求項1記載の画像書き込み装置は、上
述のように、光源から1画素の単位で出射されたビーム
の光束を複数のスポット光に分割して出射する複数の第
二の微小開口部が同一面内に配置された微小開口部群を
有する微小光学素子と、再現するハーフトーンに応じて
光源から出射されるビームの強度を増減する光強度制御
手段とを備えるので、ビームの光強度を増減することに
より、画像記録媒体上の1画素を形成する複数のドット
の大きさを増減することができ、したがって、必要以上
に分解能を高めることなく滑らかなハーフトーンを再現
することができる。また、必要以上に分解能を高める必
要がないため画像を高速で出力することができる。
According to the first aspect of the present invention, as described above, a plurality of second minute light beams that divide a light beam of a beam emitted from a light source in a unit of one pixel into a plurality of spot lights and emit the plurality of spot lights are provided. Since the aperture is provided with a micro optical element having a group of micro apertures arranged in the same plane and light intensity control means for increasing or decreasing the intensity of the beam emitted from the light source according to the halftone to be reproduced, By increasing or decreasing the light intensity, it is possible to increase or decrease the size of a plurality of dots forming one pixel on the image recording medium, and therefore, it is possible to reproduce a smooth halftone without increasing the resolution more than necessary. it can. Further, since it is not necessary to increase the resolution more than necessary, an image can be output at a high speed.

【0079】請求項2記載の発明は、請求項1記載の画
像書き込み装置において、微小開口部群は、1画素の領
域の中心に配置された第二の微小開口部と、この1画素
の領域の中心に配置された第二の微小開口部の周囲に配
置された一つもしくは複数の第二の微小開口部とにより
形成され、第二の微小開口部の径は、1画素の領域の中
心から周辺に向かう位置に配置されている第二の微小開
口部ほど小さい径に定められているので、1画素を形成
する複数のドットの大きさが中心部では大きく周辺では
小さくなるため、画像領域での平均濃度変化が滑らかに
なる。これに加え、ビームの光強度を減少させた場合に
は周辺の小さい第二の微小開口部からのドットの形成を
抑えドットの数を減少することにより、より滑らかなハ
ーフトーン画像の再現ができる。
According to a second aspect of the present invention, in the image writing apparatus according to the first aspect, the minute opening group includes a second minute opening disposed at the center of the one-pixel area, and the one-pixel area. And one or more second minute openings arranged around the second minute opening arranged at the center of the pixel, and the diameter of the second minute opening is the center of the area of one pixel. Since the diameter of the second minute opening located closer to the periphery is smaller than that of the second opening, the size of a plurality of dots forming one pixel is larger in the center and smaller in the periphery, so that the image area The average density change at In addition, when the light intensity of the beam is reduced, by suppressing the formation of dots from the small second small openings in the periphery and reducing the number of dots, a smoother halftone image can be reproduced. .

【0080】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の画像書き込み装置において、微小光学素子の光集束
素子部は、光源側から第一の微小開口部に向かうに従い
光路断面積が次第に小さくなる角錐形状もしくは円錐形
状の内面がマイクロミラーにより形成されているので、
半導体などの製造に用いられる製造機器及び製造プロセ
スを応用して高精度の光集束素子部を簡易な方法で製造
することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the image writing apparatus according to the first or second aspect, the light focusing element portion of the micro optical element has an optical path cross-sectional area gradually increasing from the light source side to the first micro opening. Since the inner surface of the pyramidal or conical shape that becomes smaller is formed by the micromirror,
A high-precision light focusing element can be manufactured by a simple method by applying manufacturing equipment and a manufacturing process used for manufacturing a semiconductor or the like.

【0081】請求項4記載の発明は、請求項1ないし3
の何れか一記載の画像書き込み装置において、微小光学
系の光拡散素子部は、球状、半球状、超半球形状、円錐
形状などの微小な積分球の形状を有し、この積分球上に
微小開口部群が配置されているので、半導体などの製造
に用いられる製造機器及び製造プロセスを応用すること
によって、光吸収量が小さく光源光のエネルギーを有効
に利用できる高精度の光拡散素子部を簡易な方法で製造
することができる。
The invention described in claim 4 is the first to third aspects of the present invention.
In the image writing device according to any one of the above, the light diffusing element portion of the micro optical system has a shape of a minute integrating sphere such as a spherical shape, a hemispherical shape, a hyper hemispherical shape, and a conical shape. Since the aperture group is arranged, by applying the manufacturing equipment and manufacturing process used for manufacturing semiconductors, etc., a high-precision light-diffusing element section that has a small light absorption amount and can effectively use the energy of the light source light It can be manufactured by a simple method.

【0082】請求項5記載の発明は、請求項1ないし4
の何れか一記載の画像書き込み装置において、微小光学
素子の第一の微小開口部の開口面と、微小開口部群の開
口面との少なくとも何れか一方の開口面にマイクロレン
ズを形成することにより、光の利用効率を高め、画像書
き込み速度を高めることができる。
The fifth aspect of the present invention provides the first to fourth aspects.
In the image writing device according to any one of the above, by forming a microlens on at least one of the opening surface of the first minute opening of the minute optical element and the opening surface of the minute opening group. Thus, the light use efficiency can be increased, and the image writing speed can be increased.

【0083】請求項6記載の画像出力装置は、静電潜像
を像担持体に書き込むための請求項1ないし5の何れか
一記載の画像書き込み装置を備えるので、必要以上に分
解能を高めることなく滑らかなハーフトーンを再現する
ことができ、画像を高速で出力することが可能な画像出
力装置を提供することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the image output device according to any one of the first to fifth aspects for writing an electrostatic latent image on an image carrier. It is possible to provide an image output device that can reproduce smooth halftones without any problem and can output images at high speed.

【0084】請求項7記載の画像出力装置は、それぞれ
異なる色の静電潜像を像担持体に書き込むための複数の
請求項1ないし5の何れか一記載の画像書き込み装置を
備え、画像書き込み装置の微小光学素子は、第二の微小
開口部から出射されたビームの前記像担持体に対する照
射位置が各色の間で重ならないように第二の微小開口部
の位置又は光路の傾斜角度が変えられているので、必要
以上に分解能を高めることなく滑らかなハーフトーンを
再現することが可能で、画像を高速で出力することが可
能であり、さらに、カラー画像を出力した場合に、各色
のドットの重なりを防止できるため色の濁りのない画像
を出力することが可能な画像出力装置を提供することが
できる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an image output apparatus comprising a plurality of the image writing apparatuses according to any one of the first to fifth aspects for writing electrostatic latent images of different colors on an image carrier. The micro optical element of the apparatus changes the position of the second micro opening or the inclination angle of the optical path so that the irradiation position of the beam emitted from the second micro opening on the image carrier does not overlap between the colors. It is possible to reproduce smooth halftones without increasing the resolution more than necessary, output images at high speed, and when outputting color images, Therefore, it is possible to provide an image output device capable of outputting an image without color turbidity because it is possible to prevent the overlapping of images.

【0085】請求項8記載の画像書き込み装置における
微小光学素子の製造方法は、第一の微小開口部と、光拡
散素子部と、微小開口部群の重心を一致させることが容
易となり、また、光拡散素子部の中心に配置された微小
開口部群の周囲の肉厚は薄くなるが、光拡散素子部を掘
り込む前の第二の基板が厚い状態で微小開口部に相当す
る凹部を掘り込むことにより、製造過程での第二の基板
の破損を防止して歩留まりを向上させることができる。
According to the method of manufacturing a micro optical element in the image writing apparatus according to the present invention, the center of gravity of the first micro opening, the light diffusing element, and the group of micro openings can be easily matched. The thickness around the small opening group arranged at the center of the light diffusion element portion becomes thinner, but the second substrate before the light diffusion element portion is dug, and the concave portion corresponding to the small opening is dug when the second substrate is thick. By doing so, it is possible to prevent the second substrate from being damaged during the manufacturing process and improve the yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態における画像書き込み装
置の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an image writing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】微小光学素子を断面にして光源とともに示す説
明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a micro optical element in a cross section together with a light source.

【図3】微小光学素子の一部の構成を拡大して示すもの
で、(a)は微小開口部群側から見た正面図、(b)は
(a)の線A−A上の縦断側面図である。
3A and 3B are enlarged views showing a part of the configuration of the micro optical element, wherein FIG. 3A is a front view as viewed from a side of a group of micro apertures, and FIG. 3B is a longitudinal section on line AA of FIG. It is a side view.

【図4】(a)は、多くの露光量を与える画素の場合で
光強度を高くしたときに図3における線A−A上での像
担持体上の感光レベルと光量密度との関係を示すグラ
フ、(b)は、像担持体上に感光された画素のパターン
を示す説明図である。
FIG. 4 (a) shows the relationship between the light-sensitive density and the light-sensitive density on the image carrier on line AA in FIG. 3 when the light intensity is increased in the case of a pixel giving a large amount of exposure. FIG. 4B is a diagram illustrating a pattern of pixels exposed on the image carrier.

【図5】(a)は、最も低い露光量を与える画素の場合
で光強度を低くしたときに図3における線A−A上での
像担持体上の感光レベルと光量密度との関係を示すグラ
フ、(b)は、像担持体上に感光された画素のパターン
を示す説明図である。
FIG. 5A is a graph showing the relationship between the light-sensitive density and the light-sensitive density on the image carrier along line AA in FIG. 3 when the light intensity is reduced in the case of a pixel providing the lowest exposure amount. FIG. 4B is a diagram illustrating a pattern of pixels exposed on the image carrier.

【図6】異なる色の画像の書き込みを担う複数の画像書
き込み装置毎の第二の微小開口部の配列パターンを示す
説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an arrangement pattern of second minute openings for each of a plurality of image writing devices that write images of different colors.

【図7】異なる色の画像の書き込みを担う複数の画像書
き込み装置毎の第二の微小開口部の配列パターンを示す
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an arrangement pattern of second minute openings for each of a plurality of image writing devices that write images of different colors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像書き込み装置 2 光源 3 微小光学素子 10 画像記録媒体、像担持体 11 走査光学系 13 第一の基板 14 第二の基板 15 光集束素子部 15a マイクロミラー 16 第一の微小開口部 17 光拡散素子部 17a 光拡散面 18 微小開口部群 19,20 第二の微小開口部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image writing apparatus 2 Light source 3 Micro optical element 10 Image recording medium, image carrier 11 Scanning optical system 13 First substrate 14 Second substrate 15 Light focusing element unit 15a Micro mirror 16 First minute opening 17 Light diffusion Element portion 17a Light diffusing surface 18 Small opening group 19, 20 Second minute opening

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C362 AA03 AA07 AA13 AA15 AA33 AA36 BA04 2H097 LA17 5C074 AA02 AA12 BB03 CC22 CC26 DD08 EE11 FF05 GG03 GG04 GG07 GG09 5F073 AB02 AB29 BA07 GA02 GA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2C362 AA03 AA07 AA13 AA15 AA33 AA36 BA04 2H097 LA17 5C074 AA02 AA12 BB03 CC22 CC26 DD08 EE11 FF05 GG03 GG04 GG07 GG09 5F073 AB02 AB29 BA07 GA02 GA12

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から出射されたビームの光束を1画
素の単位で集束する光集束素子部と、前記光集束素子部
により光束が集束される位置に配置された第一の微小開
口部と、前記第一の微小開口部の出射側に配置された光
拡散素子部と、前記光拡散素子部により拡散されるビー
ムの光束を複数のスポット光に分割して出射する複数の
第二の微小開口部が同一面内に配置された微小開口部群
とを有する微小光学素子と、 再現するハーフトーンに応じて前記光源から出射される
ビームの強度を増減する光強度制御手段と、 前記微小光学素子から出射されるビームを画像記録媒体
に走査する走査光学系と、を備える画像書き込み装置。
1. A light converging element section for converging a light beam of a beam emitted from a light source in a unit of one pixel, and a first minute aperture disposed at a position where the light beam is converged by the light converging element section. A light diffusing element disposed on the emission side of the first minute opening, and a plurality of second minute rays for dividing a light beam of a beam diffused by the light diffusing element into a plurality of spot lights and emitting the light. A micro-optical element having a group of micro-apertures whose apertures are arranged in the same plane; light intensity control means for increasing or decreasing the intensity of a beam emitted from the light source in accordance with a halftone to be reproduced; An image writing apparatus comprising: a scanning optical system that scans a beam emitted from an element onto an image recording medium.
【請求項2】 前記微小開口部群は、1画素の領域の中
心に配置された第二の微小開口部と、この1画素の領域
の中心に配置された第二の微小開口部の周囲に配置され
た一つもしくは複数の第二の微小開口部とにより形成さ
れ、前記第二の微小開口部の径は、1画素の領域の中心
から周辺に向かう位置に配置されている第二の微小開口
部ほど小さい径に定められている請求項1記載の画像書
き込み装置。
2. The micro-opening group includes a second micro-opening disposed at the center of the one-pixel area and a second micro-opening disposed at the center of the one-pixel area. The second minute opening is formed by one or a plurality of second minute openings arranged, and the diameter of the second minute opening is the second minute opening arranged at a position from the center of the area of one pixel to the periphery. 2. The image writing apparatus according to claim 1, wherein the diameter of the opening is set smaller.
【請求項3】 前記光集束素子部は、前記光源側から前
記第一の微小開口部に向かうに従い光路断面積が次第に
小さくなる角錐形状もしくは円錐形状の内面がマイクロ
ミラーにより形成されている請求項1又は2記載の画像
書き込み装置。
3. The light converging element section has a pyramid-shaped or conical inner surface formed by a micromirror whose optical path cross-sectional area gradually decreases from the light source side toward the first minute aperture. 3. The image writing device according to 1 or 2.
【請求項4】 前記光拡散素子部は、前記第一の微小開
口部に対応して設けられた球状、半球状、超半球形状、
円錐形状などの微小な積分球の形状を有し、この積分球
上の前記第一の微小開口部に対向する位置に前記微小開
口部群が配置されている請求項1ないし3の何れか一記
載の画像書き込み装置。
4. The light diffusing element section has a spherical shape, a hemispherical shape, a hyper-hemispherical shape provided corresponding to the first minute opening,
4. The device according to claim 1, which has a shape of a minute integrating sphere such as a conical shape, and wherein the minute opening group is arranged at a position on the integrating sphere opposite to the first minute opening. The image writing device according to claim 1.
【請求項5】 前記第一の微小開口部の開口面と、前記
微小開口部群の開口面との少なくとも何れか一方の開口
面にマイクロレンズが形成されている請求項1ないし4
の何れか一記載の画像書き込み装置。
5. A microlens is formed on at least one of an opening surface of the first minute opening and an opening surface of the minute opening group.
The image writing device according to any one of the above.
【請求項6】 感光特性を有する像担持体と、 静電潜像を前記像担持体に書き込むための請求項1ない
し5の何れか一記載の画像書き込み装置と、 前記像担持体に書き込まれた静電潜像を現像する現像装
置と、 前記像担持体上で現像された画像を用紙に転写する転写
装置と、を備える画像出力装置。
6. An image carrier having photosensitive characteristics, an image writing device according to claim 1, for writing an electrostatic latent image on said image carrier, and an image carrier written on said image carrier. And a transfer device for transferring an image developed on the image carrier to a sheet.
【請求項7】 感光特性を有する像担持体と、 それぞれ異なる色の静電潜像を前記像担持体に書き込む
ための複数の請求項1ないし5の何れか一記載の画像書
き込み装置と、 前記像担持体に書き込まれた静電潜像を異なる色毎に現
像する現像装置と、 前記像担持体上で現像された画像を用紙に転写する転写
装置と、を備え、前記画像書き込み装置の前記微小光学
素子は、前記第二の微小開口部から出射されたビームの
前記像担持体に対する照射位置が各色の間で重ならない
ように前記第二の微小開口部の位置又は光路の傾斜角度
が変えられている画像出力装置。
7. An image carrier having photosensitive characteristics, a plurality of image writing devices according to claim 1 for writing electrostatic latent images of different colors on said image carrier, A developing device that develops the electrostatic latent image written on the image carrier for each of different colors; and a transfer device that transfers an image developed on the image carrier to paper, The micro optical element changes the position of the second micro opening or the inclination angle of the optical path so that the irradiation position of the beam emitted from the second micro opening to the image carrier does not overlap between the colors. Image output device.
【請求項8】 請求項1又は3記載の光集束素子部と請
求項1又は3記載の第一の微小開口部とを第一の基板に
形成する工程と、 第二の基板の一方の面に請求項1又は2記載の微小開口
部群の配列に相当するパターンのエッチングマスクを形
成する工程と、 前記第二の基板にエッチングを施して前記基板の一方の
面に前記微小開口部群に相当する凹部を掘り込む工程
と、 前記第二の基板の他方の面に請求項1又は2記載の光拡
散素子部の配列に相当するパターンのエッチングマスク
を前記微小開口部群の配列パターンに位置合わせして形
成する工程と、 前記第二の基板にエッチングを施して前記基板の一方の
面に前記光拡散素子部に相当する凹部を前記微小開口部
群に相当する前記凹部と貫通するまで掘り込んで前記光
拡散素子部と前記微小開口部群とを所定の形状に形成す
る工程と、 前記光拡散素子部の内面に光を拡散させる光拡散面を形
成する工程と、 前記光集束素子部と前記第一の微小開口部とを形成した
前記第一の基板と前記微小開口部群と前記光拡散素子部
とを形成した前記第二の基板とを接合する工程と、を順
次実施する画像書き込み装置における微小光学素子の製
造方法。
8. A step of forming the light focusing element portion according to claim 1 or 3 and the first minute opening according to claim 1 or 3 in a first substrate, and one surface of a second substrate. Forming an etching mask having a pattern corresponding to the arrangement of the group of minute openings according to claim 1 or 2; and etching the second substrate to form the group of minute openings on one surface of the substrate. A step of digging a corresponding concave portion; and positioning an etching mask having a pattern corresponding to the arrangement of the light diffusion element portion according to claim 1 or 2 on the other surface of the second substrate in the arrangement pattern of the group of minute openings. Forming together, etching the second substrate and digging a recess corresponding to the light diffusion element portion on one surface of the substrate until the recess penetrates the recess corresponding to the minute opening group. The light diffusing element section and the fine Forming a group of openings in a predetermined shape; forming a light diffusion surface for diffusing light on the inner surface of the light diffusion element; and forming the light focusing element and the first micro opening. Joining the formed first substrate, the group of minute openings, and the second substrate formed with the light diffusing element section to the micro optical element in the image writing apparatus.
JP2000149457A 2000-05-22 2000-05-22 Image writing device, image output device, fine optical element manufacturing method for image writing device Pending JP2001330965A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000149457A JP2001330965A (en) 2000-05-22 2000-05-22 Image writing device, image output device, fine optical element manufacturing method for image writing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000149457A JP2001330965A (en) 2000-05-22 2000-05-22 Image writing device, image output device, fine optical element manufacturing method for image writing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001330965A true JP2001330965A (en) 2001-11-30

Family

ID=18655318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000149457A Pending JP2001330965A (en) 2000-05-22 2000-05-22 Image writing device, image output device, fine optical element manufacturing method for image writing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001330965A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018037484A (en) * 2016-08-30 2018-03-08 日亜化学工業株式会社 Light emitting device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018037484A (en) * 2016-08-30 2018-03-08 日亜化学工業株式会社 Light emitting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6420073B1 (en) Fabricating optical elements using a photoresist formed from proximity printing of a gray level mask
US6071652A (en) Fabricating optical elements using a photoresist formed from contact printing of a gray level mask
CN111554716B (en) Display device, manufacturing method thereof and electronic equipment
US7400380B2 (en) Two-dimensional light-modulating nano/micro aperture array and high-speed nano pattern recording system utilized with the array
US20060061708A1 (en) Microlens array, method of fabricating microlens array, and liquid crystal display apparatus with microlens array
JP2003530587A (en) High fill factor microlens array and manufacturing method
US20010036581A1 (en) Exposure method and exposure apparatus using near-field light and exposure mask
JP4091212B2 (en) Optical writing device
US5776639A (en) Exposure mask, method of producing the same, exposure mask producing apparatus, and method of forming surface profile on material using exposure mask
JP2011164599A (en) Method for sorting micromirror device, device for sorting micromirror device, and maskless exposure apparatus
CN101493650A (en) Method for manufacturing microlens and method for manufacturing solid-state image sensor
US20070223093A1 (en) Optical Diffraction Element of Refractive-Index-Modulated Type and Projector Including the Same
JP3921953B2 (en) Mask, mask manufacturing method, microstructure manufacturing method, and liquid crystal display manufacturing method
JPH05188309A (en) Manufacture of space optical modulator
JP2002365784A (en) Multi-gradation mask, method of forming resist pattern and method of manufacturing optical element
JP2001330965A (en) Image writing device, image output device, fine optical element manufacturing method for image writing device
US20070218372A1 (en) Method For Production Of Micro-Optics Structures
JP2000314876A (en) Liquid crystal display device and liquid crystal display device
JPH11227248A (en) Minute reflection optical element array
JP3218138B2 (en) Optical scanning device
JP4118435B2 (en) Optical writing apparatus and color image output apparatus using the same
JP4043701B2 (en) Optical writing apparatus and image forming apparatus
CN1688914A (en) Methods and systems for improved boundary contrast
JPS6234460A (en) Exposure device for photosensitive film
US20060110683A1 (en) Process of improved grayscale lithography

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040928