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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Druckvorrichtung, die beispielsweise in
einen Fotodrucker eingegliedert ist und die ein Bild auf ein fotoempfindliches
Material druckt, indem Licht von einer Lichtquelle auf das fotoempfindliche
Material über
ein Lichtmodulationselement wie ein Flüssigkristallanzeigeelement
gerichtet wird. Die Erfindung betrifft ebenso ein fotoverarbeitendes
Gerät,
das mit einer solchen Druckvorrichtung ausgestattet ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In
bekannter Weise wurden verschiedene Druckvorrichtungen vorgeschlagen,
in denen ein Bild über
ein Flüssigkristallanzeigeelement
(nachfolgend als LCD (Liquid Crystal Display) bezeichnet) angezeigt
wird und Licht von einer Lichtquelle über diese LCD auf ein fotoempfindliches
Material gerichtet wird, um das Bild zu drucken. In der Druckvorrichtung dieser
Art wird beispielsweise ein Bild eines Films in der Form von Bilddaten
bestehend aus einer Mehrzahl von Pixeln erfasst und die Pixel auf
der LCD werden entsprechend zu den erfassten Bilddaten moduliert,
so dass das fotoempfindliche Material belichtet wird.
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Bei
der oben erwähnten
bekannten Druckvorrichtung erfolgt eine Farbbelichtung basierend
auf dem sogenannten additiven Farbverfahren, falls ein Farbbild
auf ein fotoempfindliches Material gedruckt wird. Mit anderen Worten
kommt ein System zum Einsatz, bei dem ein Farbbild durch Überlagerung von
Lichtstrahlen mit blauen (B), grünen
(G) und roten (R) Komponenten dargestellt wird.
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Die
nachfolgende Beschreibung diskutiert ein strukturelles Beispiel
einer bekannten Druckvorrichtung. 7 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Druckvorrichtung zeigt,
die mit einer LCD ausgestattet ist und eine Face-Belichtung durchführt. Hierin
wird eine Druckvorrichtung mit einem derartigen Aufbau als Druckvorrichtung
eines Einzelkopf-Face-Belichtungssystems bezeichnet.
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Diese
Druckvorrichtung des Einzelkopf-Face-Belichtungssystems ist mit
einer Lichtquelle 51 zur Emission von weißem Licht
ausgestattet sowie mit einem BGR Filter 52 mit den Farben blau,
grün und
rot entsprechenden Filtern und einer LCD 53 sowie einer
Drucklinse 54. Licht, das von der Lichtquelle 51 stammt,
wird auf die LCD 53 gerichtet, nachdem dieses durch einen
der Filter der entsprechenden Farben im BGR Filter 52 hindurchgetreten ist.
Das auf die LCD 53 gerichtete Licht wird von der LCD 53,
welche einer aktuellen Farbe entsprechende Bildinformation anzeigt,
moduliert und dann über
die Drucklinse 54 auf Druckpapier 55 als fotoempfindliches
Material gerichtet. Es wird ein zu druckendes Bild als Ganzes auf
der LCD 53 angezeigt und auf dem Druckpapier 55,
welches ruhend positioniert ist, gedruckt.
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Wie
oben beschrieben ist, erfolgt in der Druckvorrichtung des Einzelkopf-Face-Belichtungssystems
eine Farbbelichtung unter Verwendung des BGR Filters 52.
Falls, mit anderen Worten, beispielsweise ein zu blau zugehöriger Filter
verwendet wird, so wird die zu blau zugehörige Bildinformation auf der LCD 53 angezeigt,
so dass ein Belichtungsprozess in Bezug auf die blaue Komponente
des Bildes auf dem Druckpapier 55 erfolgt und dieselben
Belichtungsprozesse für
die grünen
und roten Komponenten erfolgen dann in dieser Reihenfolge, um das
Farbbild zu drucken.
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8 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Druckvorrichtung zeigt,
welche mit Lichtquellen und LCDs ausgestattet ist, die den entsprechenden
Farben blau, grün
und rot zugeordnet sind, und eine Face-Belichtung durchführt. Hierin
wird eine Druckvorrichtung mit einem derartigen Aufbau als Druckvorrichtung
eines Dreikopf-Face-Belichtungssystems
bezeichnet.
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Diese
Druckvorrichtung des Dreikopf-Face-Belichtungssystems ist mit drei
Lichtquellen 51B, 51G und 51R zur jeweiligen
Emission von blauem Licht, grünem
Licht und rotem Licht, drei LCDs 53B, 53G und 53R,
einer Prismenanordnung 56 und einer Drucklinse 54 ausgestattet.
Von den Lichtquellen 51B, 53G und 53R stammende
Lichtstrahlen werden auf die zugehörigen LCDs 53B, 53G und 53R gerichtet
und entsprechend der Bildinformation der jeweiligen Farben moduliert.
Die resultierenden Lichtstrahlen, welche von den LCDs 53B, 53G und 53R stammen,
werden über
die Prismenanordnung 56 zusammengefasst und mittels der
Drucklinse 54 auf Druckpapier 55 projiziert. Ein
zu druckendes Bild als Ganzes wird auf jeder der LCDs 53B, 53G und 53R für jede der
Farben angezeigt und das Bild wird auf dem Druckpapier 55,
welches ruhend positioniert ist, gedruckt.
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Wie
oben beschrieben ist, werden in der Druckvorrichtung des Dreikopf-Face-Belichtungssystems
die Lichtquellen 51B, 51G und 51R und
die LCDs 53B, 53G und 53R zum gleichzeitigen
Richten der Lichtstrahlen des Bildes entsprechend den blauen, grünen und
roten Komponenten auf die Prismenanordnung 56 verwendet,
so dass ein Belichtungsprozess des Bildes auf dem Druckpapier 55 unter Einsatz
der farbigen Lichtstrahlen von der Prismenanordnung 56 erfolgt.
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9 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Druckvorrichtung zeigt,
welche mit Lichtquellen und LCSs (Liquid Crystal Shutters, Flüssigkristallblenden)
ausgestattet ist, welche den jeweiligen Farben blau, grün und rot
zugeordnet sind, wobei die Druckvorrichtung eine abtastende Belichtung
durchführt,
bei der parallele Lichtstrahlen von den jeweiligen LCSs auf Druckpapier
gerichtet werden. In diesem Fall kennzeichnet LCS ein Flüssigkristallelement,
bei dem entsprechende Pixel in einer Zeile oder in mehreren Zeilen angeordnet
sind. Hierin wird die Druckvorrichtung mit einem solchen Aufbau
als Druckvorrichtung eines parallelen Dreikopf-Abtastbelichtungssystems
bezeichnet.
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Diese
Druckvorrichtung des parallelen Dreikopf-Abtastbelichtungssystems ist mit 3 Lichtquellen 51B, 51G und 51R ausgestattet
zur entsprechenden Emission von blauem Licht, grünem Licht und rotem Licht,
mit drei LCS's 57B, 57G und 57R sowie
drei stabförmigen
Linsen-Arrays 58B, 58G und 58R. Von den
Lichtquellen 51B, 51G und 51R stammende Lichtstrahlen
werden auf die entsprechenden LCS's 57B, 57G und 57R gerichtet
und entsprechend der Bildinformation der jeweiligen Farben moduliert.
Die resultierenden Lichtstrahlen, welche von den LCS's 57B, 57G und 57R stammen,
werden auf Druckpapier 55 mittels der zugehörigen stabförmigen Linsen-Arrays 58B, 58G und 58R projiziert.
Die einer Zeile oder mehreren Zeilen eines zu druckenden Bildes
entsprechenden Bilddaten werden auf den LCS's 57B, 57G und 57R für die entsprechenden
Farben angezeigt und eine Abtastbelichtung erfolgt durch Transportieren
des Druckpapiers 55 in einer zur Längenrichtung der jeweiligen
LCS's senkrechten
Richtung.
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Wie
oben beschrieben ist, werden in der Druckvorrichtung des parallelen
Dreikopf-Abtastbelichtungssystems die Lichtquellen 51B, 51G und 51R und
die LCS's 57B, 57G und 57R verwendet,
um Lichtstrahlen blauer, grüner
und roter Komponenten parallel zueinander auf das Druckpapier 55 zu
richten. Dann werden die Anzeigezeitpunkte der LCS's 57B, 57G und 57R basierend
auf dem Zusammenhang zwischen dem Abstand zwischen Bestrahlungspositionen
entsprechender Farben und der Transportgeschwin digkeit des Druckpapiers 55 gesteuert,
so dass ein Farbbelichtungsprozess auf jedem der entsprechenden
Pixel des zu druckenden Bildes erfolgt.
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10 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Druckvorrichtung zeigt,
welche mit Lichtquellen und LCS's
(Liquid Crystal Shutters) ausgestattet ist, welche den jeweiligen
Farben blau, grün
und rot entsprechen, wobei die Druckvorrichtung eine abtastende
Belichtung durchführt,
in dem Licht, das aus Lichtstrahlen von den jeweiligen LCS's zusammengesetzt
ist, auf Druckpapier gerichtet wird. Hierin wird die Druckvorrichtung mit
einem solchen Aufbau als Druckvorrichtung eines zusammengesetzten
Dreikopf-Abtastbelichtungssystems bezeichnet.
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Diese
Druckvorrichtung des zusammengesetzten Dreikopf-Abtastbelichtungssystems ist mit drei
Lichtquellen 51B, 51G und 51R zur entsprechenden
Emission von blauem Licht, grünem
Licht und rotem Licht, drei LCS's 57B, 57G und 57R,
einer Prismenanordnung 56 und stabförmigen Linsen-Arrays 58 ausgestattet.
Von den Lichtquellen 51B, 51G und 51R stammende
Lichtstrahlen werden auf die entsprechenden LCS's 57B, 57G und 57R gerichtet
und entsprechend der Bildinformation für die jeweiligen Farben moduliert.
Die von den LCS's 57B, 57G und 57R stammenden
resultierenden Lichtstrahlen werden von der Prismenanordnung 56 zusammengefasst
und auf Druckpapier 55 mittels dem entsprechenden stabförmigen Linsen-Array 58 projiziert.
Die einer Zeile oder mehreren Zeilen entsprechenden Bilddaten eines
zu druckenden Bildes werden auf den LCS's 57B, 57G und 57R gemäß den jeweiligen Farben
angezeigt und es erfolgt eine abtastende Belichtung durch Transportieren
des Druckpapiers 55 in einer zur Längenrichtung der jeweiligen
LCS's senkrechten
Richtung.
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Wie
oben beschrieben ist, werden in der Druckvorrichtung des zusammengesetzten
Dreikopf-Abtastbelichtungssystems die Lichtquellen 51B, 51G und 51R und
die LCS's 57B, 57G und 57R verwendet,
um Lichtstrahlen blauer, grüner
und roter Komponenten des Bildes simultan auf die Prismenanordnung 56 zu
richten und die resultierenden Lichtstrahlen des Farbbildes von
der Prismenanordnung 56 werden zur Belichtung des Druckpapiers
verwendet.
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Im
Falle der Druckvorrichtung des in 7 gezeigten
Einkopf-Face-Belichtungssystems
wird ein Farbbild gedruckt, indem serielle Belichtungsprozesse in
der wie oben beschriebenen Reihenfolge von blauer, grüner und
roter Farbe durchgeführt
werden. Verglichen mit der Anordnung zum gleichzeitigen Durchführen von
Belichtungsprozessen mit den jeweiligen Farben weist dieses System
ein Problem hinsichtlich einer niedrigen Verarbeitbarkeit auf.
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Im
Falle der in 8 gezeigten Druckvorrichtung
des Dreikopf-Face-Belichtungssystems
werden Lichtstrahlen blauer, grüner
und roter Komponenten des Bildes unter Verwendung der Prismenanordnung 56 zusammengefasst
und die den jeweiligen Farben zugehörigen Lichtstrahlen werden
gleichzeitig auf das Druckpapier 55 gerichtet, wie oben
beschrieben ist. Wird hierbei die Prismenanordnung 56 verwendet,
so müssen
die Ausrichtungspositionen und Ausrichtungen der Prismenanordnung 56 und
der LCDs 53B, 53G und 53R sehr genau
eingestellt werden, um einen genauen örtlichen Zusammenhang zwischen
den entsprechenden Pixeln aufrechtzuerhalten, welche die jeweiligen
Farbkomponenten der Lichtstrahlen des Bildes kennzeichnen; dies
verursacht eine Erhöhung
der Produktionskosten als auch der Herstellungsdauer. Darüber hinaus
verursacht die Prismenanordnung 56, die eine verhältnismäßig teure
Komponente darstellt, ebenso eine Erhöhung der Materialkosten.
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Bei
der in 9 gezeigten Druckvorrichtung des parallelen Dreikopf-Abtastbelichtungssystems erfolgt
ein abtastender Belichtungsprozess, während Lichtstrahlen blauer,
grüner
und roter Komponenten des Bildes auf jeweils verschiedene Positionen
auf dem Druckpapier 55 gerichtet werden, wie oben beschrieben
ist. Bei dieser Anordnung ist der Anzeigezeitpunkt des Bildes auf
den LCS's 57B, 57G und 57R präzise zu
steuern, so dass die jeweiligen Farbkomponenten der Pixel eines
auf dem Druckpapier 55 zu druckenden Bildes präzise übereinander überlagert
werden können.
Mit anderen Worten sind die den jeweiligen Pixel zugeordneten Daten
zu verschiedenen Zeitpunkten für
die jeweiligen Farbkomponenten darzustellen; dies macht den Steuerungsprozess
für das
Bild komplexer.
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Zusätzlich wird
der Anzeigezeitpunkt des Bildes basierend auf dem Zusammenhang zwischen dem
Abstand der Lichtstrahlen der jeweiligen Farbkomponenten und der
Transportgeschwindigkeit des Druckpapiers 55 eingestellt;
jedoch treten im Falle eines Fehlers in diesen Werten Pixel-Offsets, welche durch
einen Versatz beim Belichten mit den Lichtstrahlen der jeweiligen
Farbkomponenten verursacht werden, zunehmend in den entsprechenden
Pixel auf. Falls die Ausrichtungsposition des optischen Systems
in Bezug auf die Lichtstrahlen der jeweiligen Farbkomponenten des
Bildes versetzt ist, treten die oben erwähnten Pixel-Offsets hervor.
Mit anderen Worten ist das System dieses Typs höchst empfindlich auf das Auftreten
von Pixel-Offsets.
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In
der in 10 gezeigten und oben beschriebenen
Druckvorrichtung des zusammengesetzten Dreikopf-Abtastbelichtungssystems
werden Lichtstrahlen blauer, grüner
und roter Komponenten des Bildes von der Prismen anordnung 56 zusammengefasst
und es erfolgt eine abtastende Belichtung, während die Lichtstrahlen der
drei Farben simultan auf das Druckpapier 55 projiziert
werden. Wird, wie oben beschrieben ist, die Prismenanordnung 56 dieses
Typs verwendet, so ist es erforderlich, die Ausrichtungspositionen
und Ausrichtungen der Prismenanordnung 56 und der LCS's 57B, 57G und 57R sehr
präzise
einzustellen, um einen präzisen örtlichen
Zusammenhang zwischen den die entsprechenden Farbkomponenten der
Lichtstrahlen des Bildes kennzeichnenden Pixel aufrechtzuerhalten;
dies verursacht eine Erhöhung
der Produktionskosten als auch der Herstellungsdauer. Zudem verursacht
die Prismenanordnung 56, die eine verhältnismäßig teure Komponente darstellt,
ebenso eine Erhöhung
der Materialkosten.
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Weitere
Information zum Stand der Technik findet sich in
US 4,357,625 , worin ein elektronisches Bildgerät vom Typ
mit Lichtventilarrays beschrieben ist, das als Reaktion auf eine
elektrische Aktivierung durch ein Bildsignal zum selektiven Durchlassen
von Licht in eine Bildzone betrieben werden kann, ausgestattet mit
einem Lichtventilarray mit einer Mehrzahl von Pixel-freilegenden
Gebieten, die jeweils in ihrer Fläche größer sind als die hiermit in
der Bildzone darzustellenden Pixel, sowie mit einer Einrichtung
zum Richten von Licht der jeweiligen Pixel-freilegenden Gebiete
auf in der Größe reduzierte
zugehörige
Pixel der Bildzone.
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Trimmier,
J. R., et al., „High-Resolution,
Subtractive-Color, Active-Matrix,
Liquid Crystal Light Valve," Scientific
Honeyweller, US, Honeywell's
Corporate, Minneapolis, 1993, Seiten 38–41, XP000429064, ISSN: 1096-8440 lehrt eine Anzeigetechnologie,
welche eher einen subtraktiven als additiven Zugang zur Farbmischung
verwendet, insbesondere eine Vollfarb-Informationsanzeige unter Verwendung
eines einzelnen Triband-Lichts oder einer Lichtquelle, die emittiertes
Licht durch einen Stapel dünner
Flüssigkristallzellen
durchführt,
wobei jede derselben einen 90° Twisted
Nematic Flüssigkristall aufweist,
der zwischen einem entsprechenden dichromatischen Polarisator eingelegt
ist, z. B. einem cyan, magenta oder gelben dichromatischen Polarisator.
Jeder dichromatische Polarisator/jede Flüssigkristallzelle stellt einen
elektronischen Farbfilter dar, der durch Anlegen einer geeigneten
Spannung über die
beiden Platten der Zelle in einen klaren Zustand oder in einen Zustand,
der besondere spektrale Komponenten des Lichtes blockiert, umgeschaltet
werden kann.
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US 5,861,929 lehrt ein farbiges
Aktiv-Matrix-Anzeigesystem mit einer Mehrzahl von Aktiv-Matrix-Arrays,
die um Flüssigkristallmaterial
gestapelt, vertikal ausgerichtet und zur Bereitstellung eines Farbanzeigesystems
hoher Auflösung
verbunden sind. Das beschriebene System weist einen Durchsatz von
33% im Einzelfarbbetrieb und ungefähr 70% im vollen Durchlasszustand
auf. Dieses Dokument lehrt ebenso eine herkömmliche Farbfilter LCD, wobei
weißes
Licht gleichermaßen
auf rote, grüne
und blaue Filter einfällt.
Jeder Filter empfängt
ein Drittel des einfallenden Lichtes und filtert zusätzliche
zwei Drittel im vollen Durchlassbetrieb. Beispielsweise weist der
blaue Filter jegliches einfallende rote und grüne Licht zurück, wodurch
ein Durchsatz im besten Fall bei 33% liegt. Somit weist der Farbfilteransatz
im vollen Durchlassbetrieb einen optischen Durchsatz von 33% auf.
Im Einzelfarbbetrieb entspricht der Durchsatz einem Drittel oder
11%.
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US 5,751,385 beschreibt
eine subtraktive farbige Flüssigkristallanzeige
mit zirkularen Polarisatoren. In der subtraktiven Farbanzeige weist
jedes Bildelement drei Flüssigkristallumschaltelemente auf.
Benachbart zu jedem Flüssigkristallumschaltelement
liegen ein Zirkularpolarisator und eine 1/4 Wellenverzögerungsplattenkombination.
Der Zirkularpolarisator und die 1/4 Wellenverzögerungsplattenkombination erzeugen
einen linearen Notch-Polarisator für ein isoliertes
und steiles Polarisationsband für jede
der primären
Farben (rot, grün,
blau). Die Notch-Polarisatoren sind auf spezielles Hintergrundlicht
der Anzeige abgestimmt, um eine erhöhte Lichtdurchlässigkeit
und Farbskala bereitzustellen.
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US 4,229,095 lehrt ein Farbbildgerät zur Verwendung
mit einer Mehrfarbmischung fotoleitender Partikel oder weiteren
fotoempfindlichen Abbildungsschichten, mit einer Mehrzahl getrennt
ansteuerbarer, elektro-optisch beleuchtender Einrichtungen, welche
gleichzeitig eine Mehrzahl von Bildelementen einer solchen Abbildungsschicht
jeweils verschiedenen Farblichtpulsen entsprechend dem Farbinhalt des
auszubildenden Bildes aussetzen.
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EP 0 615 154 beschreibt
ein Verfahren und ein Gerät
zum Drucken von Bildern, wobei beim Drucken von Bildern auf fotoempfindlichem
Material nicht nur gewöhnliche
Drucke, sondern automatisch Index-Drucke in derselben Größe wie gewöhnliche Drucke
hinsichtlich einer höheren
Arbeitsleistung gedruckt werden. In der Projektionsbelichtungsstufe
erfolgt eine Belichtung für
gewöhnliche
Drucke mittels der Belichtungseinrichtung einschließlich einer
Lichtquelle, einer Linse und einer Blende. Die Bilddaten auf dem
Film werden von einem optischen Lesegerät gelesen und in digitale Signale
umgewandelt. Index-Drucke werden von einem PLZT Druckkopf belichtet,
der basierend auf den digitalen Signalen gesteuert wird.
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ÜBERSICHT ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Die
Erfindung gibt eine Druckvorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 als
auch ein fotoverarbeitendes Gerät
gemäß dem Patentanspruch
8 an. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Die
beanspruchte Erfindung lässt
sich besser in Anbetracht der Ausführungsformen einer nachfolgend
beschriebenen Druckvorrichtung verstehen. Im Allgemeinen beschreiben
die Ausführungsformen bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung. Der aufmerksame Leser wird jedoch bemerken, dass
einige Aspekte der beschriebenen Ausführungsformen über den
Schutzbereich der Patentansprüche
hinausgehen. Falls die beschriebenen Ausführungsformen tatsächlich über den
Schutzbereich der Patentansprüche
hinausgehen, sind diese als unterstützende Hintergrundinformation
zu betrachten und stellen keine Definition der Erfindung per se
dar. Dies trifft ebenso auf die nachfolgende „Kurzbeschreibung der Abbildungen" als auch auf die „Beschreibung
der Ausführungsformen" zu.
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Die
Erfindung betrifft eine Druckvorrichtung, die ein Farbbild auf ein
fotoempfindliches Material druckt durch Modulieren von Licht von
einer Lichtquelle für
jedes Pixel entsprechend einer Bildinformation, und deren Ziel stellt
das Bereitstellen einer verbesserten Druckvorrichtung mit hoher
Prozessierbarkeit dar, die bei Verwendung eines einfachen Aufbaus
auf Pixel-Offsets des auf dem fotoempfindlichen Material gedruckten
Bildes weniger empfindlich reagiert.
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Um
das oben beschriebene Ziel zu erreichen, ist die Druckvorrichtung
einer bevorzugten Ausführungsform
ausgestattet mit:
einer Lichtquelle; und
einer Belichtungseinrichtung
zur Modulation von Licht der Lichtquelle in Bezug auf jedes Pixel
und zum Richten des resultierenden Lichtes auf ein fotoempfindliches
Material, wobei die Belichtungseinrichtung mit einer Mehrzahl von
Lichtmodulationselementen ausgestattet ist, welche die Durchlässigkeit und
Unterbrechung von Lichtstrahlen in verschiedenen bestimmten Wellenlängenbändern steuern
und die Lichtstrahlen in anderen Wellenlängenbändern hindurchlassen, wobei
die Lichtmodulationselemente in einer den betreffenden Pixel entsprechenden Lichtachsenrichtung
ausgerichtet sind,
wobei Farbtöne in den betreffenden Pixel
in Bezug auf ein auf das fotoempfindliche Material gedrucktes Bild
basierend auf dem subtraktiven Farbverfahren gesteuert werden, indem
die entsprechenden Lichtmodulati onselemente die Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Lichtstrahlen in bestimmten Wellenlängenbändern steuern.
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Bei
obiger Anordnung weist die Belichtungseinrichtung einen Aufbau auf,
in dem eine Mehrzahl von Lichtmodulationselementen in der Lichtachsenrichtung
entsprechend zu den jeweiligen Pixel ausgerichtet sind, und Farbtöne in den
entsprechenden Pixel in Bezug auf ein auf Druckpapier gedrucktes
Bild basierend auf dem subtraktiven Farbprozess gesteuert werden,
indem die jeweiligen Lichtmodulationselemente die Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Lichtstrahlen in entsprechenden Wellenlängenbändern steuern;
deshalb ist es möglich,
die Notwendigkeit nach Aufbauten wie einer Prismenanordnung zum
Zusammenfassen von Lichtstrahlen mit entsprechenden Farbkomponenten
zu unterdrücken.
Dadurch wird es möglich,
den Aufbau zu vereinfachen und folglich die Produktionskosten und
Materialkosten zu senken.
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Da
die Lichtmodulationselemente zusätzlich parallel
zueinander in der Lichtachsenrichtung angeordnet sind, ist es möglich, die
Größe der Belichtungseinrichtung
an sich vergleichsweise kleiner zu gestalten. Deshalb wird es möglich, das
Gerät an sich
kleiner zu halten und ebenso den Freiheitsgrad beim Anordnen dessen
Bestandteile zu erhöhen.
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Da
die Lichtmodulationselemente zusätzlich in
der Lichtachsenrichtung in Verknüpfung
mit den jeweiligen Pixel ausgerichtet sind, so dass Lichtstrahlen
der jeweiligen Wellenlängenbänder in
den zugehörigen
Pixel auf dieselbe Position auf einem fotoempfindlichen Material
gerichtet werden. Dadurch ist es möglich, die Erzeugung von Pixel-Offsets
in einem auf das fotoempfindliche Material gedruckten Bild zu unterdrücken und
folglich Bilder hoher Qualität
bereitzustellen.
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Da
hierbei die Lichtstrahlen mit entsprechenden Wellenlängenbändern simultan
auf das fotoempfindliche Material gerichtet werden, kann die Belichtungsgeschwindigkeit
vergrößert werden
vergleichen mit z. B. einer Anordnung, in der Lichtstrahlen mit entsprechenden
Wellenlängenbändern in
Serie zueinander belichtet werden.
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Zusätzlich ist
das fotoverarbeitende Gerät
einer bevorzugten Ausführungsform
ausgestattet mit:
einer Druckvorrichtung zum Ausführen eines
digitalen Belichtungsprozesses auf ein fotoempfindliches Material
basierend auf Bilddaten;
einer Entwicklungssektion zum Entwickeln
des fotoempfindlichen Materials unter Verwendung eines Entwicklers,
wobei das fotoempfindliche Material dem Druckprozess der Druckvorrichtung
ausgesetzt wurde; und
einer Trocknungssektion zum Trocknen
des fotoempfindlichen Materials, das dem Entwicklungsprozess der
Entwicklungssektion ausgesetzt wurde,
wobei die Druckvorrichtung
ausgestattet ist mit:
einer Lichtquelle; und
einer Belichtungseinrichtung
zur Modulation von Licht der Lichtquelle in Bezug auf jedes Pixel
und zum Richten des resultierenden Lichtes auf ein fotoempfindliches
Material, wobei die Belichtungseinrichtung mit einer Mehrzahl von
Lichtmodulationselementen ausgestattet ist, welche die Durchlässigkeit und
Unterbrechung von Lichtstrahlen in verschiedenen bestimmten Wellenlängenbändern steuern
und die Lichtstrahlen in anderen Wellenlängenbändern hindurchlassen, wobei
die Lichtmodulationselemente in einer den betreffenden Pixel entsprechenden Lichtachsenrichtung
ausgerichtet sind,
wobei Farbtöne in den betreffenden Pixel
in Bezug auf ein auf das fotoempfindliche Material gedrucktes Bild
basierend auf dem subtraktiven Farbverfahren gesteuert werden, indem
die entsprechenden Lichtmodulationselemente die Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Lichtstrahlen in bestimmten Wellenlängenbändern steuern.
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Bei
obiger Anordnung weist die Belichtungseinrichtung in der Druckvorrichtung
zunächst
eine Anordnung auf, in der eine Mehrzahl von Lichtmodulationselementen
in der Lichtachsenrichtung entsprechend zu den jeweiligen Pixel
angeordnet sind, und Farbtöne
in den jeweiligen Pixel in Bezug auf ein auf Druckpapier gedrucktes
Bild basierend auf dem subtraktiven Farbprozess gesteuert werden,
indem die entsprechenden Lichtmodulationselemente die Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Lichtstrahlen in bestimmten Wellenlängenbändern steuern;
deshalb ist es möglich,
die Notwendigkeit für
Aufbauten wie einer Prismenanordnung zum Zusammenfassen von Lichtstrahlen
mit entsprechenden Farbkomponenten zu unterdrücken. Dadurch wird es möglich, den
Aufbau zu vereinfachen und damit die Produktionskosten und Materialkosten
zu senken.
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Da
die Lichtmodulationselemente parallel zueinander in der Lichtachsenrichtung
angeordnet sind, ist es möglich,
die Größe der Belichtungseinrichtung
an sich vergleichsweise kleiner zu gestalten. Deshalb wird es möglich, das
Gerät an
sich zu halten und ebenso den Freiheitsgrad beim Anordnen dessen
Bestandteile zu erhöhen.
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Da
die Lichtmodulationselemente zusätzlich in
der Lichtachsenrichtung in Verknüpfung
zu den jeweiligen Pixel ausgerichtet sind, so dass Lichtstrahlen
der jeweiligen Wellenlängenbänder in
den zugehörigen
Pixel auf dieselbe Position auf einem fotoempfindlichen Material
gerichtet werden. Dadurch ist es möglich, die Erzeugung von Pixel-Offsets
in einem auf das fotoempfindliche Material gedruckten Bild zu unterdrücken und
folglich Bilder hoher Qualität
bereitzustellen.
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Da
zudem die Druckvorrichtung, die Entwicklungssektion und die Trocknungssektion
wie oben beschrieben eingegliedert sind, werden die Belichtungs-,
Entwicklungs- und Trocknungsprozesse des fotoempfindlichen Material
kontinuierlich unter einer gemeinsamen Steuerung ausgeführt. Somit
ist es möglich,
eine große
Anzahl von Fotos kontinuierlich zu drucken ohne dem Nutzer eine
Bedienerlast aufzuerlegen.
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Einem
tieferen Verständnis
der Art sowie der Vorteile der Erfindung dienend wird Bezug auf
die detaillierte Beschreibung in Zusammenhang mit den begleitenden
Abbildungen genommen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht, eine Projektionsseitenansicht und
eine Projektionsaufsicht, die schematisch den Aufbau einer Belichtungssektion
darstellen, die in einem fotoverarbeitenden Gerät gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung eingegliedert ist.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau des fotoverarbeitenden
Geräts
darstellt.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht, die schematisch den Aufbau einer in das
fotoverarbeitende Gerät
eingegliederten Drucksektion darstellt.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau eines in
die Belichtungssektion eingegliederten Belichtungskopfes darstellt;
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein weiteres strukturelles
Beispiel des Belichtungskopfes darstellt.
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6(a) bis 6(e) zeigen
beispielhafte Abbildungen, die Änderungen
in der Polarisation aufgrund von Phasendifferenzen darstellen.
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7 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer bekannten
Druckvorrichtung eines Einzelkopf-Face-Belichtungssystems darstellt.
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8 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer bekannten
Druckvorrichtung eines Dreikopf-Face-Belichtungssystems darstellt.
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9 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer bekannten
Druckvorrichtung eines parallelen Dreikopf-Abtastbelichtungssystems darstellt.
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10 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer bekannten
Druckvorrichtung eines zusammengesetzten Dreikopf-Abtastbelichtungssystems
darstellt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
Bezug auf 1 bis 6 diskutiert
die nachfolgende Beschreibung eine Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein fotoverarbeitendes
Gerät gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Das fotoverarbeitende Gerät ist mit einer Drucksektion (Druckvorrichtung) 1,
Papiermagazinen 2, einer Entwicklungssektion 3,
einer Trocknungssektion 4 und einem PC (Personal Computer) 5 ausgestattet.
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In
der Drucksektion 1 erfolgt ein Belichtungsprozess durch
Belichten eines Blatt Druckpapiers mit Licht, in dem die Bildinformation
enthalten ist. Hierbei dient das Druckpapier als fotoempfindliches
Material und wird vom Papiermagazin 2 transportiert. Die
Entwicklungssektion 3 führt
einen Entwicklungsprozess aus durch Transportieren des der Belichtung
in der Drucksektion 1 ausgesetzten Druckpapiers, während darauf
eine Entwicklerflüssigkeit
aufgetragen wird. Die Trocknungssektion 4 trocknet das
in der den letzten Druckprozess darstellenden Entwicklungssektion 3 dem
Entwicklungsprozess unterzogene Druckpapier. Der PC 5 wird
zum Speichern von Bilddaten eines auszudruckenden Bildes verwendet
sowie zum Ausführen
verschiedener Datenverarbeitungen im Hinblick auf die Bilddaten.
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Wie
oben beschrieben ist, weist das fotoverarbeitende Gerät dieser
Ausführungsform
einen Aufbau auf, bei dem die Belichtungs-, Entwicklungs- und Trocknungsprozesse
des Druckpapiers kontinuierlich unter einer gemeinsamen Steuerung
erfolgen. Folglich ist es möglich,
kontinuierlich eine große
Anzahl von Fotos zu drucken ohne dem Nutzer eine höhere Bürde hinsichtlich
der Bedienung aufzuerlegen.
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3 ist
eine Seitenansicht, die schematisch den Aufbau der Drucksektion 1 zeigt:
Die beiden Papiermagazine 2, von denen jedes ein Druckpapier in
Rollenform aufweist, sind im oberen Bereich der Drucksektion 1 angebracht.
Druckpapierrollen mit jeweils verschiedenen Größen sind in den Papiermagazinen 2 untergebracht,
so dass zwei verschiedene Arten gedruckter Fotos durch Umschalten
des transportierten Druckpapiers verfügbar sind.
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Das
von den Papiermagazinen 2 zugeführte Druckpapier wird in einem
unteren Bereich der Drucksektion 1 durch Transportrollen
transportiert und nachdem dieses erneut in deren oberen Bereich transportiert
wurde, wird es von der Drucksektion 1 in Richtung zur nächsten Entwicklungssektion 3 entladen.
Hierbei wird das von dem Papiermagazin 2 zum unteren Bereich
der Drucksektion 1 transportierte Druckpapier einem Belichtungsprozess
durch eine Belichtungssektion 6 unterzogen.
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1 enthält eine
perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau der Belichtungssektion 6 zeigt,
eine Projektionsseitenansicht und eine Projektionsaufsicht, die
dieser perspektivischen Ansicht entsprechen. Die Seitenansicht,
welche die Belichtungssektion 6 von der linken Seite zeigt,
ist auf der linken Seite der perspektivischen Ansicht gezeigt und die
die Belichtungssektion 6 von unten darstellende Aufsicht
ist unterhalb der perspektivischen Ansicht gezeigt. Die Belichtungssektion 6 ist
mit einer Lichtquelle 7, einer Lichtführungseinrichtung 8,
einem konkaven Spiegel (Lichtumwandlungseinrichtung) 9, einer
zylindrischen Linse (Lichtkonvergenzeinrichtung) 10 und
einem Belichtungskopf (Belichtungseinrichtung) 11 ausgestattet.
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Die
Lichtquelle 7 besteht aus einer Lampensektion aus z. B.
einer Halogenlampe, usw., einem Reflektor, der von der Lampensektion
stammendes Licht in eine Richtung zur Lichtführungseinrichtung 8 reflektiert,
einer Sockelsektion, welche die Lampensektion und den Reflektor
in bestimmten Positionen unterstützt
und der Lampensektion usw. Leistung bereitstellt. Das von der Lampensektion
stammende Licht enthält
alle Lichtstrahlen mit entsprechenden Komponenten von blau, grün und rot
und stellt ein weißes
Licht mit einem geringfügigen
rötlichen
Ton dar. Dieses weiße
Licht mit einem geringfügigen
rötlichen
Ton wird zur Kompensation des Umstandes genutzt, dass das Druckpapier 12 in
dessen Emissionseigenschaften hinsichtlich der roten Farbe schlechter
ist im Vergleich zu weiteren Farben. Die Form der reflektierenden
Fläche
des Reflektors ist derart gestaltet, dass das von der Lampensektion stammende
Licht auf die Lichteinfallsfläche
der Lichtführungseinrichtung 8 gerichtet
wird.
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Die
Lichtführungseinrichtung 8 wird
zum Richten des von der Lichtquelle 7 stammenden Lichtes
auf den Konkavspiegel verwendet. Die Lichtquelle 8 besteht
aus einer transparenten Substanz wie z. B. Glas und weist einen
Aufbau auf, bei dem in einem Querschnitt in einer Richtung senkrecht
zur Durchlassrichtung des Lichtes der Brechungsindex diskontinuierlich
vom Zentrum zur Umgebung variiert. Mit diesem Aufbau wird es Licht,
das auf die Lichteinfallsfläche
einfällt,
ermöglicht,
nach innerhalb zu gelangen während
wiederholt Totalreflektionen erfolgen und das Licht von der Lichtausgangsfläche austritt.
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Der
Konkavspiegel 9 reflektiert das von der Lichtaustrittsfläche austretende
Licht der Lichtführungseinrichtung 8 in
eine Richtung zur zylindri schen Linse 10. Der Konkavspiegel 9 weist
einen linearen Querschnitt in dessen Reflektionsfläche auf
einer Ebene auf, welche die Transportrichtung des Druckpapiers 12 und
die Lichtreflektionsrichtung einschließt, und dieser weist ebenso
einen parabolischen oder entsprechenden Querschnitt auf mit dem Brennpunkt
im Zentrum der Lichtaustrittsfläche
der Lichtführungseinrichtung 8 in
deren Reflektionsfläche in
einer Ebene, die eine zur Transportrichtung des Druckpapiers 12 in
der Papierfläche
des Druckpapiers 12 senkrechte Richtung und die Lichtreflektionsrichtung
beinhaltet. Diese Form des Querschnitts der Reflektionsfläche in der
Ebene, die eine zur Transportrichtung des Druckpapiers 12 in
der Papierfläche
des Druckpapiers 12 senkrechte Richtung beinhaltet, ist
derart gestaltet, dass das von der Lichtführungseinrichtung 8 stammende
und in einer Dreiecksform verbreitete Licht nach der Reflektion
vom Konkavspiegel 9 nahezu parallele Lichtstrahlen bildet.
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Nimmt
man hierbei an, dass die Lichtaustrittsfläche der Lichtführungseinrichtung 8 eine
gänzlich
punktförmige
Lichtquelle ist, so bildet das reflektierte Licht durch Optimieren
der Form der Reflektionsfläche
des Konkavspiegels 9 gänzlich
parallele Lichtstrahlen aus; da jedoch die Lichtaustrittsfläche der
Lichtführungseinrichtung 8 tatsächlich eine
Fläche
mit bestimmten Maßen
aufweist, weicht das vom Konkavspiegel 9 reflektierte Licht
von gänzlich
parallelen Lichtstrahlen ab. Deshalb wird in obiger Beschreibung
auf das von dem Konkavspiegel 9 reflektierte Licht mit
dem Ausdruck „nahezu
parallele Lichtstrahlen" Bezug
genommen.
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Die
zylindrische Linse 10 wird zum Konvergieren des von dem
Konkavspiegel 9 reflektierten Lichtes in Richtung des Belichtungskopfes 11 verwendet.
Die zylindrische Linse 10 weist eine Linsenform auf in
deren Querschnitt in einer Ebene einschließlich der Transportrichtung
des Druckpapiers 12 und der Lichtachsenrichtung, d. h.
eine Form zum Konvergieren hierauf einfallenden Lichtes, und diese weist
ebenso eine Rechtecksform in deren Querschnitt auf in einer Ebene
einschließlich
einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Druckpapiers 12 in
der Papierebene des Druckpapiers 12 und der Lichtsachsenrichtung,
d. h. eine Fläche,
die es einfallendem Licht ermöglicht
ohne Ablenkung auszutreten.
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Der
Belichtungskopf 11 weist einen Aufbau auf, in dem LCS's (Lichtmodulationselemente) 11B, 11G und 11R,
die den jeweiligen Farben blau, grün und rot entsprechen, in der
Lichtachsenrichtung überlagert
sind. Jede dieser LCS's
weist einen Aufbau auf, bei dem entsprechende Pixel in einer Zeile oder
mehreren Zeilen in einem Flüssigkristallelement ausgerichtet
sind. Beim Hindurchtreten durch den Belichtungskopf 11 wird
Licht, das durch die zylindrische Linse 10 durchgetreten
ist, von jedem der Pixel moduliert und auf das Druckpapier 12 als
die Bildinformation darstellendes Licht gerichtet. Hierin folgt eine
detaillierte Erläuterung
des Aufbaus des Belichtungskopfes 11 später.
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Nachfolgend
wird eine Erläuterung
eines Belichtungsbetriebs in der Belichtungssektion 6 mit
obigem Aufbau gegeben. Von der Lichtquelle 7 stammendes
Licht weist einen ersten von dem Reflektor reflektierten Teil auf,
und dieser wird auf die Lichteinfallsfläche der Lichtführungseinrichtung 8 gerichtet. Das
Licht, das auf die Lichteinfallsfläche der Lichtführungseinrichtung 8 gerichtet
wurde, kann entlang der Form der Lichtführungseinrichtung 8 verlaufen,
während
sich innerhalb der Lichtführungseinrichtung 8 Totalreflektionen
wiederholen und das Licht von der Lichtaustrittsfläche austritt.
Das von der Lichtaustrittsfläche
der Lichtführungseinrichtung 8 austretende
Licht wird auf den Konkavspiegel 9 gerichtet, während dieses
dreiecksförmig
abgelenkt wird.
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Das
von dem Konkavspiegel 9 reflektierte Licht wird auf die
zylindrische Linse 10 in Form paralleler Lichtstrahlen
in der lateralen Richtung in 1 gerichtet
und in der longitudinalen Richtung in 1 wird dieses
in Form geringfügig
abgelenkter Lichtstrahlen auf die zylindrische Linse 10 gerichtet.
In der lateralen Richtung kann das Licht, das auf die zylindrische
Linse 10 gerichtet wurde, innerhalb der zylindrischen Linse 10 geradlinig
voranschreiten, durch den Belichtungskopf 11 hindurchtreten
und das Druckpapier 12 erreichen. In der longitudinalen
Richtung wird das Licht durch die zylindrische Linse 10 konvergiert,
und nachdem dieses durch den Belichtungskopf 11 hindurchgetreten
ist, wird es auf eine ausgezeichnete Fläche auf dem Druckpapier konvergiert.
Hierbei erfolgt gleichzeitig zum Transport des Druckpapiers 12 in
der longitudinalen Richtung in 1 eine Abtastbelichtung,
indem die Bildanzeige im Belichtungskopf 11 geändert wird,
so dass ein gewünschtes
Bild auf das Druckpapier 12 gedruckt wird.
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In 4 wird
eine detaillierte Erläuterung zum
Aufbau des Belichtungskopfs 11 gegeben. 4 zeigt
eine Einzelteilansicht, die schematisch den Aufbau des Belichtungskopfs 11 darstellt.
Wie in 4 gezeigt ist, besteht der Belichtungskopf 11 aus LCS's 11B, 11G und 11R,
die den jeweiligen Farben blau, grün und rot entsprechen, sowie
aus vier Polarisationsplatten 13A, 13B, 13C und 13D.
Hierbei ist die LCS 11B zwischen den Polarisationsplatten 13A und 13B positioniert,
die LCS 11G ist zwischen den Polarisationsplatten 13B und 13C positioniert
und die LCS 11R ist zwischen den Polarisationsplatten 13C und 13D positioniert;
und diese Gruppen überlagern einander.
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Eine
Mehrzahl von Pixelaperturen P sind in jedem der LCS's 11B, 11G und 11R ausgebildet.
Die Pixelaperturen P sind in einer Zeile in jeder der LCS 11B, 11G und 11R ausgerichtet
und die Richtung der diese Pixelaperturen P enthaltenden Zeile fällt mit
der Hauptabtastrichtung zusammen.
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Jede
der Pixelaperturen P weist eine verlängerte Form in der Sub-Abtastrichtung auf.
Dieser Aufbau dient der Verbesserung der effizienten Verwendung
des Lichtes in Bezug auf Licht, welches in der longitudinalen Richtung,
d. h. in der Sub-Abtastrichtung, mittels der zylindrischen Linse 10 konvergiert wurde,
und durch jede Pixelapertur P treten kann, um auf das Druckpapier 12 gerichtet
zu werden. Obwohl, mit anderen Worten, jede Pixelapertur eine verlängerte Form
in der Sub-Abtastrichtung aufweist, wird auf das Druckpapier 12 gerichtete
Licht in der Sub-Abtastrichtung konvergiert und die resultierende Belichtung
erfolgt in einer ausgezeichneten Fläche.
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Wie
oben beschrieben ist, sind die entsprechenden LCS's 11B, 11G und 11R,
von denen jede mit einer Mehrzahl in der Haupt-Abtastrichtung ausgerichteten
Pixelaperturen P ausgebildet ist, in der Lichtachsenrichtung überlagert.
Was die in den entsprechenden LCS's 11B, 11G und 11R ausgebildeten Pixelaperturen
P betrifft, sind die LCS's 11B, 11G und 11R derart
angeordnet, dass die jeweiligen Pixelaperturen P geradlinig in der
zur Lichtachse parallelen Richtung ausgerichtet sind. Mit anderen
Worten wird auf den Belichtungskopf 11 einfallendes Licht
mit Hilfe der jeweiligen Pixelaperturen P der LCS's 11B, 11G und 11R auf
das Druckpapier 12 gerichtet.
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Die
Polarisationsplatten 13A, 13B, 13C und 13D sind
hintereinander mit einem jeweiligen Versatz um 90° in der Richtung
der Polarisationsachse ausgerichtet. Mit anderen Worten sind die
Polarisationsplatten 13A und 13C derart positioniert,
dass diese dieselbe Richtung der Polarisationsachse einnehmen und
die Polarisationsplatten 13B und 13D sind derart
positioniert, dass diese dieselbe Richtung der Polarisationsachse
einnehmen, wobei der Versatz in den Polarisationsachsen der beiden
Gruppen auf 90° eingestellt
ist. Somit sind die entsprechenden LCS's 11B, 11G und 11R in
dem Normally White Modus eingestellt, in dem Licht durch die jeweiligen
Pixelaperturen P hindurchtreten kann, falls keine Spannung an den
Flüssigkristall
der jeweiligen Pixelaperturen P angelegt ist.
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Der
Lichtmodulationsbetrieb in jedem der LCS's 11B, 11G und 11R wird
wie folgt erläutert:
die LCS 11B ist zur Steuerung der Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Licht mit einer blauen Komponente (nachfolgend
als B Licht bezeichnet) gestaltet. Wird insbesondere in der LCS 11B eine
Spannung an den Flüssigkristall
angelegt, so wird lediglich B Licht unterbrochen und Licht mit einer
grünen
Komponente (nachfolgend als G Licht bezeichnet) und Licht mit einer
roten Komponente (nachfolgend als R Licht bezeichnet) wird hindurchgelassen.
Falls im Gegensatz hierzu keine Spannung an den Flüssigkristall
angelegt ist, wird alles B Licht, G Licht und R Licht hindurchgelassen.
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Die
LCS 11G dient der Steuerung der Durchlässigkeit und Unterbrechung
von G Licht. Wird insbesondere in der LCS 11G eine Spannung
an den Flüssigkristall
angelegt, so wird lediglich das G Licht unterbrochen und das R Licht
und B Licht wird hindurchgelassen. Ist im Gegensatz hierzu keine
Spannung an den Flüssigkristall
angelegt, wird alles B Licht, G Licht und R Licht hindurchgelassen.
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Auf
dieselbe Weise ist die LCS 11R zur Steuerung der Durchlässigkeit
und Unterbrechung von R Licht gestaltet. Ist insbesondere in der
LCS 11R eine Spannung an den Flüssigkristall angelegt, so wird
lediglich R Licht unterbrochen und G Licht und B Licht wird hindurchgelassen.
Ist im Gegensatz hierzu keine Spannung an den Flüssigkristall angelegt, wird
alles B Licht, G Licht und R Licht hindurchgelassen.
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Wie
oben beschrieben ist, ist der Belichtungskopf 11 zum Drucken
einer gewünschten
Farbe auf das Druckpapier 12 basierend auf dem subtraktiven
Farbprozess aufgebaut durch Ein/Ausschalten der an den Flüssigkristall
für jedes
Pixel in den entsprechenden LCS's 11B, 11G und 11R anzulegenden
Spannung. In Bezug auf die feine Steuerung der Farbtöne erfolgt
eine Steuerung der Ein/Auszeit der an den Flüssigkristall anzulegenden Spannung
für jeden
Pixel in den LCS's 11B, 11G und 11R,
d. h. eine Steuerung der Bestrahlungsdauer mit Licht der entsprechenden
Farbkomponenten.
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Es
folgt nun eine Erläuterung
des Steuerungsbetriebs zum Unterbrechen/Durchlassen von Licht mit
einer speziellen Wellenlänge
durch Ein/Ausschalten der an den Flüssigkristall anzulegenden Spannung.
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6(a) bis 6(e) zeigen
beispielhafte Darstellungen, welche die Änderungen in der Polarisation
darstellen, die von Phasendifferenzen zwischen den longitudinalen
Lichtwellen und lateralen Lichtwellen verursacht werden. Ein linear
polarisierter Lichtstrahl mit einer Phasendifferenz von 0 (6(a)) bildet einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl
bei einer Phasendifferenz von π/4
aus, wobei die Polarisationsrichtung zum Zeitpunkt einer Phasendifferenz
von 0 und dessen Hauptachsenrichtung übereinanderliegen (6(b)) und dieser bildet ebenso einen zirkular
polarisierten Lichtstrahl bei einer Phasendifferenz von π/2 aus (6(c)). Zudem bildet dieser bei einer Phasendifferenz
von 3π/4
einen elliptisch polarisierten Lichtstrahl aus, wobei die Polarisationsrichtung
zum Zeitpunkt einer Phasendifferenz von 0 und dessen Hauptachsenrichtung
einen Winkel von 90° bilden
(6(d)) und bei einer Phasendifferenz
von π bildet
dieser einen linear polarisierten Lichtstrahl aus, dessen Polarisationsrichtung bei
einer Phasendifferenz von 0 und dessen Hauptachsenrichtung einen
Winkel von 90° einnehmen (6(e)).
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Falls
keine Spannung an die Flüssigkristallschicht
angelegt ist, ändert
sich die Phasendifferenz des durch die Flüssigkristallschicht hindurchgetretenen
Lichtes um π.
Falls somit, wie oben beschrieben ist, die LCS's 11B, 11G und 11R im
Normally White Modus eingestellt sind, d. h. falls die Polarisationsachse
der Polarisationsplatte auf der Einfallsseite jedes der LCS's 11B, 11G und 11R einen
Winkel von 90° zur
Polarisationsachse der Polarisationsplatte der Lichtaustrittsseite
einnimmt, so wird bei nicht angelegter Spannung ein linear polarisierter
Lichtstrahl, der auf der Einfallsseite durch die Polarisationsplatte des
Flüssigkristallpanels
LCD hindurchgetreten ist, einer Phasendifferenz von π unterworfen,
so dass dessen Polarisationszustand um 90° geneigt wird; dadurch kann
dieses Licht durch die Polarisationsplatte der Lichtaustrittsseite
hindurchtreten.
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Wie
in 6(a) bis 6(e) gezeigt
ist, wird das polarisierte Licht durch Phasendifferenzen der longitudinalen
Lichtwelle und der lateralen Lichtwelle geändert und die beim Hindurchtreten
des Lichts durch die Flüssigkristallschicht
erfahrene Phasendifferenz ist in Abhängigkeit von den Wellenlängen verschieden.
Werden somit die Eigenschaften der Flüssigkristallschicht geeignet
eingestellt, wird es möglich,
das Licht bei einer bestimmten Wellenlänge in einem Zustand, in dem
eine Spannung angelegt ist, vollständig zu unterdrücken.
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Im
Hinblick auf das Einstellungsverfahren der Eigenschaften der Flüssigkristallschicht
sind verschiedene Verfahren wie das Ändern des Flüssigkristallmaterials
sowie das Ändern
der Dicke der Flüssigkristallschicht
aufgelistet und das Verfahren zum Ändern der Dicke der Flüssigkristallschicht
ermöglicht das
geeignete Einstellen der Eigenschaften der Flüssigkristallschicht auf einfache
Weise.
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Im
Falle der LCS 11B mit einer Flüssigkristallschicht, deren
Eigenschaften bei Anlegen einer Spannung lediglich zur Unterbrechung
von B Licht eingestellt sind, werden die Phasendifferenzen und Polarisationszustände der
Lichtstrahlen mit den jeweiligen Farben wie folgt erläutert:
Falls
zunächst
keine Spannung an die Flüssigkristallschicht
angelegt ist, beträgt
die Phasendifferenz zwischen dem einfallenden Licht und dem austretenden Licht
in Bezug auf sämtliches
B Licht, G Licht und R Licht nahezu π. Somit wird ein Lichtstrahl,
der durch die Polarisationsplatte der Lichteinfallsseite hindurchgetreten
ist und als linear polarisierter Lichtstrahl ausgebildet wird, zusätzlich in
einen linear polarisierten Lichtstrahl mit einer um 90° geneigten
Polarisationsrichtung beim Hindurchtreten der Flüssigkristallschicht umgewandelt;
deshalb stimmt die Polarisationsrichtung nahezu mit der Polarisationsachse
der Polarisationsplatte auf der Lichtaustrittsseite überein,
so dass die überwiegenden
Lichtstrahlen durch die Polarisationsplatte auf der Lichtaustrittsseite
hindurchtreten und austreten können.
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Falls
jedoch eine Spannung an die Flüssigkristallschicht
angelegt ist, weist lediglich B Licht eine Phasendifferenz von 0
zwischen dem einfallenden Licht und dem austretenden Licht auf,
während
G Licht und R Licht jeweils eine Phasendifferenz aufweisen, die
nahezu bei π verbleibt.
Unter Lichtstrahlen, die durch die Polarisationsplatte auf der Lichteinfallsseite
hindurchgetreten sind und in linear polarisierte Lichtstrahlen umgewandelt
wurden, wird lediglich das B Licht keiner Drehung in der Polarisationsrichtung
beim Durchtreten der Flüssigkristallschicht unterzogen,
und somit kann dieses Licht nicht durch die Polarisationsplatte
auf der Lichtaustrittsseite hindurchtreten. In Bezug auf G und R
Licht können
die meisten auf die Polarisationsplatte auf der Lichteinfallsseite
gerichteten Lichtstrahlen durch die Polarisationsplatte hindurchzutreten
und auf der Lichtaustrittsseite austreten wie im Falle keiner an
die Flüssigkristallschicht
angelegten Spannung.
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Indem
die oben beschriebene Funktion genutzt wird, steuert die LCS 11B lediglich
die Durchlässigkeit
und Unterbrechung in Bezug auf B Licht. Auf dieselbe Weise steuern
die LCS's 11G und 11R die
Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Licht in Bezug auf G Licht und R Licht.
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5 zeigt
eine Einzelteildarstellung, die schematisch einen Aufbau eines Belichtungskopfes 11 zeigt,
der mit LCS's 11B, 11G und 11R ausgestattet
ist, die einen zur 4 verschieden Aufbau aufweisen.
Wie in 5 gezeigt ist, sind die LCS's 11B, 11G und 11R in
diesem strukturellen Beispiel derart angeordnet, dass die jeweiligen
Pixelaperturen P so ausgerichtet sind, dass diese in der Sub-Abtastrichtung
in Bezug auf jeden benachbarten Pixel alternierend versetzt sind.
Mit anderen Worten sind die Pixelaperturen P in den entsprechenden
LCS's 11B, 11G und 11R alternierend
in zwei Zeilen angeordnet.
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Im
Falle der LCS's 11B, 11G und 11R mit
einem solchen Aufbau ist die Fläche
jeder Pixelapertur P kleiner als bei dem in 4 gezeigten
Aufbau. Deshalb sind die Mengen einfallenden Lichtes und austretenden
Lichtes jeder Pixelapertur kleiner im Vergleich zur Anordnung von 4,
was zu dem Ergebnis führt,
dass die Menge des auf das Druckpapier 12 gerichteten Lichtes
kleiner wird. Mit anderen Worten liegt der Nachteil dieser Anordnung
darin, dass die Belichtungsdauer zum Bedrucken des Druckpapiers 12 bei
Verwendung einer bestimmten Menge belichtenden Lichtes ausgedehnt
werden muss, was zu einer Verschlechterung der Prozessierfähigkeit
führt.
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Jedoch
führt eine
solche wie in 5 gezeigte Ausrichtung der Pixelaperturen
P zu einer einfacheren geeigneten Positionierung der entsprechenden
Pixel im Zusammenhang mit den LCS's 11B, 11G und 11R.
Dies liegt daran, dass der Abstand der Pixelaperturen P, die in
der Hauptabtastrichtung ausgerichtet sind, in der Anordnung von 5 breiter
ist als in der Anordnung von 4. Falls
insbesondere der Belichtungskopf 11 beispielsweise auf
300 dpi eingestellt ist, beträgt
der in der Anordnung von 4 erforderliche Pixelabstand
84.67 μm,
während der
Pixelabstand in der in 5 gezeigten Anordnung für jede Zeile
169.33 μm
beträgt.
Nimmt man an, dass die ausgerichteten Positionen der drei LCS's 11B, 11G und 11R geringfügig zueinander
in der Hauptabtastrichtung versetzt sind, ist es sehr wahrscheinlich,
dass in der Anordnung von 4 ein geringfügiger Streuverlust
von Licht eines betrachteten Pixels zu einem benachbarten Pixel
aufgrund des engen Pixelabstands in der Hauptabtastrichtung auftritt.
Im Gegensatz hierzu ist in der in 5 gezeigten Anordnung
der Pixelabstand in der Hauptabtastrichtung vergleichsweise breit,
so dass selbst bei geringfügigem
Versatz der ausgerichteten Positionen der drei LCS's 11B, 11G und 11R in
der Hauptabtastrichtung kein Streuverlust eines betrachteten Pixels
zu einem benachbarten Pixel zu verzeichnen ist.
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Da
darüber
hinaus, wie oben erläutert,
die in 5 gezeigte Anordnung den Pixelabstand in der Hauptabtastrichtung
breiter hat als die in 4 gezeigte Anordnung, kann die örtliche
Präzision
beim Ausbilden der Pixelaperturen P in den LCS's 11B, 11G und 11R zu
einem gewissen Grad erniedrigt werden. Folglicht ist es möglich, die
Produktionskosten zu senken.
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Zudem
sind schwarze Streifen in der Umgebung jeder Pixelapertur P in den
LCS's 11B, 11G und 11R zu
platzieren und die Breite dieser schwarzen Streifen ist breiter
als eine vorbestimmte Breite zu wählen. Dies liegt daran, dass
in dem Grenzbereich zwischen den Pixel eine Fläche mit einer bestimmten Breite
vorliegt, in der die Ausrichtung des Flüssigkristalls nicht in geeigneter
Weise gesteuert werden kann und diese Fläche neigt zur Lichtstreuung,
die es zu unterdrücken
gilt. Da jedoch bei der in 4 gezeigten
Anordnung die Breite des schwarzen Streifens zwischen den Pixelaperturen
auf das Druckpapier 12 als nicht belichteter Bereich gedruckt
wird, ist es umso vorteilhafter, je schmaler die Breite der schwarzen
Streifen ist. Bei der in 4 gezeigten Anordnung sind LCS's mit einem größtmöglichen
Aperturverhältnis
einzusetzen, und derart teure LCS's führen zu
hohen Kosten.
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Im
Gegensatz ermöglicht
die Anordnung von 5, in der die Pixelaperturen
P alternierend zueinander in zwei Zeilen ausgerichtet sind, eine
Belichtung in einem Zustand durchzuführen, in dem die Kanten benachbarter
Pixel zueinander überlagert sind
in Bezug auf ein auf das Druckpapier 12 gedrucktes Bild;
deshalb werden Streifen zwischen den Pixelaperturen P in den jeweiligen
Zeilen nicht auf das Druckpapier 12 als unbelichtete Bereiche
gedruckt. Auf diese Weise ist es selbst im Falle des Einsatzes von
LCS's mit vergleichsweise
kleinem Aperturverhältnis
möglich,
problemlos zu drucken und folglich die Produktionskosten zu senken.
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Wie
oben beschrieben ist, weist der Belichtungskopf 11 in der
im fotoverarbeitenden Gerät
eingegliederten Belichtungssektion 6 einen Aufbau auf, in
dem die drei LCS's 11B, 11G und 11R in
der Lichtachsenrichtung ausgerichtet sind in Verknüpfung zu
entsprechenden Pixel, und Farbtöne
in den jeweiligen Pixel in Bezug auf ein auf das Druckpapier 12 gedrucktes
Bild werden basierend auf dem subtraktiven Farbprozess gesteuert
durch Steuern der Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Lichtstrahlen mit den LCS's 11B, 11G und 11R entsprechenden Farbkomponenten.
Deshalb ist es möglich,
die Notwendigkeit nach Aufbauten wie einer Prismenanordnung zum
Zusammenfassen von Lichtstrahlen entsprechender Farbkomponenten
zu unterdrücken
und folglich die Produktionskosten und Materialkosten zu senken.
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Da
die drei LCS's 11B, 11G und 11R in
der Lichtachsenrichtung ausgerichtet sind, ist es möglich, die
Größe des Belichtungskopfes 11 an
sich vergleichsweise kleiner zu gestalten. Deshalb wird es möglich, das
Gerät an
sich kleiner zu halten und damit den Freiheitsgrad beim Anordnen
der Bestandteile zu erhöhen.
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Zudem
sind die drei LCS's 11B, 11G und 11R in
der Lichtachsenrichtung in Verbindung mit den jeweiligen Pixel derart
ausgerichtet, dass die Lichtstrahlen mit entsprechenden Farbkomponenten
in den jeweiligen Pixel auf dieselbe Position auf dem Druckpapier 12 gerichtet
werden. Deshalb ist es möglich,
die Erzeugung von Pixel-Offsets eines auf dem Druckpapier 12 gedruckten
Bildes zu vermeiden und folglich Bilder hoher Qualität bereitzustellen.
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Da
hierbei die Lichtstrahlen mit entsprechenden Farbkomponenten gleichzeitig
auf das Druckpapier 12 gerichtet werden, kann die Belichtungsgeschwindigkeit
erhöht
werden verglichen z. B. mit einer Anordnung, in der Lichtstrahlen
mit entsprechenden Farbkomponenten nacheinander belichtet werden.
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Zudem
wird bei der Anordnung dieser Erfindung von der Lichtquelle 7 stammendes
Licht vom Konkavspiegel 9 reflektiert und durch den Belichtungskopf 11 über die
zylindrische Linse 10 hindurchgelassen, wonach dieses dann
ein Bild auf dem Druckpapier 12 belichten kann; jedoch
soll diese Erfindung nicht hierauf beschränkt sein. Beispielsweise kann
ein weiterer Aufbau eingesetzt werden, bei dem Licht von einer Lichtquelle
durch den Belichtungskopf 11 hindurchgelassen wird, wonach
dieser ein Bild auf dem Druckpapier 12 unter Einsatz eines
Linsen-Arrays mit verteiltem Brechungsindex oder eines optischen
Lichtfaser-Arrays belichten kann. Zusätzlich werden bei der Anordnung
dieser Ausführungsform die
LCS's als Einrichtungen
zum Modulieren von Licht im Belichtungskopf 11 genutzt;
jedoch ist die Erfindung nicht auf eine solche Anordnung beschränkt und
es können
z. B. PLZTs verwendet werden. Nicht auf die Abtastbelichtung beschränkt kann
auch die Face-Belichtung unter Verwendung einer LCD (Liquid crystal
Display), die zur Anzeige eines Bildes als Ganzes geeignet ist,
anstatt den LCS verwendet werden.
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Wie
oben beschrieben ist, ist die Druckvorrichtung dieser Erfindung
ausgestattet mit: einer Lichtquelle; und einer Belichtungseinrichtung
zum Modulieren von Licht der Lichtquelle in Bezug auf jedes Pixel
und zum Richten des resultierenden Lichtes auf ein fotoempfindliches
Material, wobei die Belichtungseinrichtung mit einer Mehrzahl von
Lichtmodulationselementen ausgestattet ist, welche die Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Lichtstrahlen in jeweils verschiedenen bestimmten
Wellenlängenbändern steuern
und die Lichtstrahlen in anderen Wellenlängenbändern hindurchlassen, wobei
die Lichtmodulationselemente in einer den betreffenden Pixel entsprechenden
Lichtachsenrichtung ausgerichtet sind, wobei Farbtöne in den
betreffenden Pixel in Bezug auf ein auf das fotoempfindliche Material gedrucktes
Bild basierend auf dem subtraktiven Farbverfahren gesteuert werden,
indem die entsprechenden Lichtmodulationselemente die Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Lichtstrahlen in bestimmten Wellenlängenbändern steuern.
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Wird
darüber
hinaus bei obiger Anordnung Licht durch jedes der Pixel hindurchgelassen,
so kann jedes der Lichtmodulationselemente die Phasendifferenz lediglich
desjenigen Lichtes modulieren, das in einem bestimmten Wellenlängenband
liegt, wodurch die Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Licht im speziellen Wellenlängenband
gesteuert wird und Licht in den anderen Wellenlängenbänder hindurchgelassen wird.
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Wird
bei diesem Aufbau Licht durch jedes der Pixel hindurchgelassen,
so wird die Durchlässigkeit
und Unterbrechung von Licht eines bestimmten Wellenlängenbandes
gesteuert und Licht in den anderen Wellenlängenbändern wird hindurchgelassen. In
dieser Einrichtung kommt eine Einrichtung zum Modulieren der Phasendifferenz
lediglich von Licht eines bestimmten Wellenlängenbandes zum Einsatz; deshalb
wird obige Einrichtung z. B. mittels eines herkömmlichen Aufbaus wie einem
Flüssigkristallanzeigeelement
und einem PLZT realisiert.
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Zudem
kann die Belichtungseinrichtung bei obigem Aufbau derart gestaltet
werden, dass entsprechende Pixel in einer Zeile oder einer Mehrzahl von
Zeilen ausgerichtet sind und ein Abtastbelichtungssystem zum Einsatz
kommt, um einen Belichtungsprozess auszuführen während das fotoempfindliche
Material transportiert wird.
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Da
bei dieser Anordnung ein Bild auf ein fotoempfindliches Material über das
Abtastbelichtungssystem gedruckt wird, erfolgen der Transport des
fotoempfindlichen Materials und der Belichtungsbetrieb gleichzeitig.
Deshalb ist es möglich,
die Prozessierbarkeit zu verbessern.
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Zusätzlich können bei
obiger Anordnung die folgenden Einrichtungen hinzugefügt werden:
eine Lichtumwandlungseinrichtung zum Umwandeln von Licht der Lichtquelle
derart, dass nahezu parallele Lichtstrahlen in Bezug auf eine Ebene
ausgebildet werden, die von der Hauptabtastrichtung und der Lichtachsenrichtung
ausgebildet wird; und eine Lichtkonvergenzeinrichtung zum Konvergieren
von Licht der Lichtumwandlungseinrichtung in Bezug auf eine Ebene,
die von der Sub-Abtastrichtung und der Lichtachsenrichtung gebildet
wird, und in dieser Struktur wird das fotoempfindliche Material
belichtet, indem Licht von der Lichtkonvergenzeinrichtung durch
die Belichtungseinrichtung hindurchtreten kann.
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Bei
diesem Aufbau werden die nahezu parallelen Lichtstrahlen in der
aus der Hauptabtastrichtung und der Lichtachsenrichtung ausgebildeten Ebene
durch die Belichtungseinrichtung auf das fotoempfindliche Material
gerichtet; dadurch kann die Differenz in den Lichtmengen zwischen
dem zentralen Bereich und dem umgebenden Bereich im Lichtpfad in
der Hauptabtastrichtung reduziert werden. Zudem wird das konvergierte
Licht in einer Ebene, die von der Sub-Abtastrichtung und der Lichtachsenrichtung gebildet
wird, durch die Belichtungseinrichtung auf das fotoempfindliche
Material mittels der Lichtkonvergenzeinrichtung gerichtet; dadurch
ist es möglich, die
Effizienz der Nutzung von Licht zu verbessern und damit die Belichtungsgeschwindigkeit
zu erhöhen.
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Aus
der hiermit beschriebenen Erfindung geht offensichtlich hervor,
dass diese auf vielerlei Weise variiert werden kann. Solche Variationen
sollen nicht als Abweichung vom Schutzbereich der Erfindung betrachtet
werden und alle derartigen Modifikationen, die einem Fachmann offensichtlich
erscheinen, sollen vom Schutzbereich der nachfolgenden Patentansprüche umfasst
werden.