立体画像印刷装置
【課題】光学素子そのものを印刷技術により形成し、印刷画像と光学素子の位置精度向上による画質改善を図ることができる立体画像印刷装置を提供することにある。
【解決手段】立体画像印刷装置においては、用紙が搬送方向に沿って搬送され、この搬送される用紙にインジェットで画像が形成され、他の搬送路から供給された透明シートが用紙上に重ね合わされる。この透明シートには、画像に対応する配置で画像からの光線を制御して立体画像を可視可能とするシリンドリカルレンズが搬送方向に延出されるように同様にインクジェットで形成される。用紙と透明シートとは、搬送方向に回転する熱圧着ローラで圧着されて貼り合わせ固定される。
【解決手段】立体画像印刷装置においては、用紙が搬送方向に沿って搬送され、この搬送される用紙にインジェットで画像が形成され、他の搬送路から供給された透明シートが用紙上に重ね合わされる。この透明シートには、画像に対応する配置で画像からの光線を制御して立体画像を可視可能とするシリンドリカルレンズが搬送方向に延出されるように同様にインクジェットで形成される。用紙と透明シートとは、搬送方向に回転する熱圧着ローラで圧着されて貼り合わせ固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズアレイを介して立体画像として認知可能な画像をインクジェット記録技術によってレンズアレイとともに記録媒体上に形成した立体画像表示シートを作成する立体画像印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を立体的に観察できる立体視の方式には、種々の方式があり、静止画のみならず、動画をも立体視可能な立体視画像表示装置、所謂、３次元ディスプレイが出現している。特に、近年、フラットパネルタイプで、且つ、専用の眼鏡等を必要としない方式の要望が高く、このタイプの立体視画像表示装置が開発されている。
【０００３】
立体視画像表示装置としてホログラフィの原理を利用する方式が知られる他、２眼式、多眼式、超多眼式（多眼式の超多眼条件）、インテグラルフォトグラフィー方式（ＩＰ方式とも称せられる。）が知られている。これらの方式には、直視型或いは投射型の液晶表示装置或いはプラズマ表示装置等のように画素位置が固定されている表示パネル（表示装置）の直前に表示パネルからの光線を制御して観察者に向ける光線制御素子が設置され、比較的容易に立体視画像を表示することができる立体視画像表示装置がある。
【０００４】
光線制御素子は、一般的にはパララクスバリア或いは視差バリアとも称せられ、光線制御素子上の同一位置でも角度により異なる画像が見えるように光線を制御している。具体的には、左右視差（水平視差）のみを与える場合には、スリット或いはレンチキュラーシート（シリンドリカルレンズアレイ）が用いられ、上下視差（垂直視差）も含める場合には、ピンホールアレイ或いはマイクロレンズアレイが用いられている。
【０００５】
特に、基本的な原理が１００年程度前に発明され立体写真に用いられてきたものと実質上同一であるインテグラルフォトグラフィー方式（以下、ＩＰ方式と称する。）は、視点位置の自由度が高く、楽に立体視できるという特徴があり、解像度の高い立体表示の実現も比較的容易であるとされている。水平視差のみで垂直視差のない１次元ＩＰ方式が例えば、非特許文献１に記載されている。
【０００６】
ＩＰ方式に対して２眼方式或いは多眼方式は、立体視できる視点位置の範囲、即ち、視域が狭く、見にくいという問題があるが、立体画像表示装置としての構成は、最も単純であり、表示画像も比較的簡単に作成できる特徴がある。
【０００７】
このようにディスプレイを利用した動画を立体視可能な表示装置に対し、静止画像を表示する印刷、写真分野において代表的な立体画像記録技術としてレーザ光の干渉原理を用いたホログラフィ技術が同様に知られている。しかし、レーザ光学システム或いは記録媒体に求められる画像解像力が非常に高いため、簡易でかつ印刷コストを抑えたシステムでは、立体視画像を記録できない問題がある。
【０００８】
一方、上述したインテグラルフォトグラフィー方式（ＩＰ方式と称する。）は、写真技術から発生したこともあり、広い分野に適用することができる。既存のＩＰ方式の印刷システムにおいては、予め製造されたレンチキュラーシート等が用いられ、その光学仕様に適合した画像データがレンチキュラーシート上に印刷されて立体画像が記録形成されている立体画像表示シートを作成することができる。また、既存印刷装置では、用紙などの媒体に画像が印刷された後に、レンチキュラーレンズがこの媒体に張り合わせられて立体画像が記録されている立体画像表示シートが作成される。また、特許文献１に記載されるように、直接レンチキュラーレンズの背面に立体画像情報が印刷されて立体画像が記録されている立体画像表示シートが作成されている。
【０００９】
尚、ＩＰ方式は、写真に限られないことから、インテグラルイメージング方式(ＩＩ方式）とも称せられる場合がある。
【００１０】
ＩＰ方式においては、光学素子であるレンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズのアレイピッチに用紙上に記録形成した画像が精度よく一致していることが要求されている。この要求を充足しない場合には、表示される画像に縞状のむら、所謂モアレが発生し、画像が不鮮明(ぼけ）になる等の不具合が発生する。しかし、既知の印刷装置にて実現されている立体画像表示シートでは、樹脂の成型により製造されたレンチキュラーシート等が用いられ、シート製造時の絶対位置精度、環境温度変化によりシートの伸縮などから、レンチキュラーシートと用紙上に印刷された画像位置を精度良く合致させることが困難である問題がある。従って、印刷される立体画像の品質が劣っている印刷物しか提供することができず、立体画像普及の妨げになっている。
【００１１】
このレンチキュラーレンズと印刷画像の高精度位置合わせを実現するひとつの方法として、特許文献２においては、レンチキュラーシートのレンズ位置を検知して、検知信号に従って画像記録位置を合わせる方法が提案されている。この方式では、高精度なレンズ位置検出が要求され、このような高精度なレンズ位置検出が最大の課題とされている。
【００１２】
また、特許文献３には、上記課題を解決するひとつの方法として、立体画像情報をインクジェット記録ヘッドにより印刷した用紙表面にレンチキュラーレンズを形成する為の他のインクジェット記録ヘッドを設けることが開示されている。この方式は、立体画像の印刷におけるレンズ位置と画像位置との高精度位置合わせを達成する方法のひとつと考えられる。しかし、様々なパターンの画像が印字され、画像記録用のインクが散布されている用紙表面は、表面性状が一様でなく、一様なレンズ形状を用紙上の全域に亘って均一に形成することに困難が伴い、レンチキュラーレンズ等をインクジェット記録用紙上に精度良く形成することが困難である問題がある。特に、特許文献３中にも記述されるように記録部材の表面に画像を記録し、その裏面にレンチキュラーレンズを形成することで、夫々のインク材料の付着性に合致した記録媒体表面の受容層とするような工夫が必要になる。また、インクジェット方式により形成されるレンチキュラーレンズには、次のような問題もある。レンチキュラーレンズは、通称カマボコレンズとも称せられるように多数のシリンドリカルレンズが隣接配置された形状を有している。記録される画像は、各シリンドリカルレンズの焦点位置に配置されることが望ましく、レンズの曲面部に対し一定の距離だけ離れた位置に立体印刷画像を配置する必要がある。このため、レンチキュラーレンズは、厚膜シート表面に凹凸が与えられた形状に形成される。このような形状をインクジェット記録方式により形成する場合、インクドロップレットにより曲面部を形成する以前に、曲面部体積より数倍〜数十倍の体積の厚膜層を形成することが要求される。
【００１３】
インクジェット記録方式では、レンチキュラーレンズの曲面部のみを形成することは比較的容易に可能であるが、その下部の厚膜層が形成され、この厚膜層上に曲面部を形成することはインクを突出（インクジェット）して記録する性格上かなりの困難を伴うこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平８−０２２０９１
【特許文献２】特開平８−１３７０３４
【特許文献３】特許第３５５５４２０号
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Proc SPIE 6392, pp.639209, 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述のように、従来の立体画像形成装置（立体画像印刷装置）で作られた立体画像表示シートでは、立体画像視を可能とする光学素子と印刷画像との位置合わせを高精度化することができず、高い画質の立体画像を形成できないという問題がある。また、この立体画像印刷装置は、光学シートの搬送及び張り合わせなどの付帯設備が必要になるなど装置が大型化する問題がある。
【００１７】
また、印刷画像表面に直接レンチキュラーレンズ等の光学素子が形成されている立体画像表示シートでは、均一な光学素子の形成が困難であり、厚膜化に困難が伴い、高い画質の立体画像を形成できないという問題がある。
【００１８】
この発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的は、光学素子そのものを印刷技術により形成し、印刷画像と光学素子の位置精度向上による画質改善を図り、また、予め形成された光学素子の準備を不要として立体画像を表示することができる立体画像表示シートを作成する簡素な構造の立体画像印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明による第1の態様は
画像を記録するための媒体搬送機構を設けており、この画像記録媒体に画像を記録するための記録手段と設けて画像を記録する。
【００２０】
一方、光線制御素子を形成するための媒体搬送機構を設けて、この光線制御素子媒体に光線制御素子を形成するための形成手段を設けて光線制御素子を形成する。
【００２１】
画像記録媒体表面に前記記録手段によって形成した画像表面に、光線制御素子形成手段によって光学素子を形成した光線制御素子媒体を張り合わせることを特徴としている。
【００２２】
本発明による第２の態様は
先の光線制御素子は、シリンドリカルレンズアレイであることを特徴としている。
【００２３】
本発明による第３の態様は
先の光線制御素子は、マイクロレンズアレイであることを特徴としている
マイクロレンズアレイはフライアイレンズとも蝿の目レンズとも呼ばれる。
【００２４】
本発明による第４の態様は
先の光線制御素子を形成するための形成手段は、光線を制御するためのインクをノズルから突出するインクジェットヘッドと、前記インクを前記インクジェットヘッドへ供給する供給手段と、前記インクジェットヘッドからのインクの突出を制御するためのインクジェットヘッド制御手段にて構成することを特徴としている
本発明による第５の態様は
前記光線制御素子を形成するための形成手段は、光線を制御するためのインクをノズルから突出するインクジェットヘッドと、前記インクを前記インクジェットヘッドへ供給する供給手段と、前記インクジェットヘッドからのインクの突出を制御するためのインクジェットヘッド制御手段と、前記インクが前記媒体に付着した後、前記インクを硬化するための硬化手段にて構成することを特徴としている
本発明による第６の態様は
画像を記録するための媒体を搬送する手段とこの画像記録媒体に画像を記録するためのインクジェット形成手段を設けて画像を記録する。
【００２５】
光線制御素子を形成するための媒体を搬送する手段とこの光線制御素子媒体に光線制御素子を形成するためのインクジェット形成手段を設けて光線制御素子を形成する。
【００２６】
画像記録媒体表面に前記インクジェット形成手段によって形成した画像表面に、光線制御素子を形成するためのインクジェット形成手段によって光学素子を形成した光線制御素子媒体を張り合わせる手段を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の立体画像印刷装置によれば、光学素子と印刷画像の位置精度が高く、画質の高い立体画像を実現することが可能となる。また、立体視画像を形成するための光学素子を画像中の任意の領域に形成することが可能となるため、全画像の一部領域のみ立体視画像とすることも可能となる。また、光学シートなどの搬送、張り合わせ装置が不要になるため簡素な装置で実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例に係る立体画像印刷装置の全体構成を概略的に示す模式図である。
【図２】図１に示される立体画像印刷装置において立体画像表示シートを形成する画像形成部を概略的に示す斜視図である。
【図３】図２に示される画像形成部で作られる立体画像表示シートを概略的に示す斜視図である。
【図４】図２に示される画像形成部における立体画像表示シートの製造工程を概略的に示す斜視図である。
【図５】図１に示される立体画像印刷装置の画像形成回路を概略的に示すブロック図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、図２に示されるヒートローラにおける立体画像表示シートの製造過程を概略的に示す一部正面図及び斜視図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係るヒートローラにおける立体画像表示シートの製造過程を概略的に示す一部正面図及び斜視図である。
【図８】図１及び図２に示される立体画像印刷装置によって作られた立体画像表示シートの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図９】比較例に係る立体画像表示シートの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図１０】図１に示される立体画像印刷装置の変形例に係る立体画像表示シートを形成する画像形成部を概略的に示す模式図である。
【図１１】図１に示される立体画像印刷装置の他の変形例に係る立体画像表示シートを形成する画像形成部を概略的に示す模式図である。
【図１２】図１及び図２に示される立体画像印刷装置によって作られた立体画像表示シートにおける光線軌跡を概略的に示す模式図である。
【図１３】図１２に示される立体画像表示シートの光線制御素子としてのレンチキュラーシートを概略的に示す斜視図である。
【図１４】図１及び図２に示される立体画像印刷装置によって作られた立体画像表示シートにおける立体画像の表示原理を説明する為の光線軌跡を示す展開図である。
【図１５】図１２に示される立体画像表示シートにおけるレンチキュラーレンズと要素画像との関係を概略的に示す斜視図である。
【図１６】図２に示される画像形成部で作られる他の形態の立体画像表示シートを概略的に示す斜視図である。
【図１７】図１６に示される他の形態に係る立体画像表示シートの１例を概略的に示す平面図である。
【図１８】図１６に示される他の形態に係る立体画像表示シートの改良例を概略的に示す平面図である。
【図１９】図５に示されるインクジェット駆動回路であって図１８に示される立体画像表示シートを作成する為に画点数を増加させるインクジェット駆動回路を概略的に示すブロック図である。
【図２０】（ａ）〜（ｅ）は、図１９に示されるインクジェット駆動回路に入力される信号を示す波形図である。
【図２１】（ａ）〜（ｈ）は、図１９に示されるインクジェット駆動回路に入力されるビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）のパターンに従って発生されるノズル制御タイミング信号（Pdrv）及びこのノズル制御タイミング信号（Pdrv）で形成される画点の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る立体画像表示シートを製造する為の立体画像印刷装置について詳細に説明する。
【００３０】
図１及び図２は、本発明の一実施の形態に係＋る立体画像印刷装置を示している。この立体画像印刷装置によって立体画像表示シート（立体視シート）が形成される。この立体画像表示シートは、レンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズアレイ（両者を含めて単にレンズアレイと称する。）が記録媒体としての用紙１０上に設けられて、レンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズアレイを介して用紙１０上に印刷された画像を立体画像として観察することができる。立体視の方式には、上述したように種々の方式があるが、この明細書では、主にＩＰ方式(インテグラルフォトグラフィー方式）に係る画像が立体画像表示シートに印刷されているものとして以下に説明する。しかし、ＩＰ方式に係る画像が立体画像表示シートに印刷されている場合に限らず、多眼方式（２眼方式を含む。）に係る画像が立体画像表示シートに印刷される立体画像表示シートの作成にも適用することができることは、明らかである。
【００３１】
図１に示される立体画像印刷装置は、複数枚の記録媒体１０（以下単に用紙１０と称する。）が格納されている用紙カセット１１を備え、用紙カセット１１の最上面の用紙１０は、ピックアップローラ１２に接触可能に配置され、ピックアップローラ１２に接触されて一枚毎に搬送ローラ１３，１４に取り出される。取り出された用紙１０は、搬送ローラ１３，１４によって搬送ベルト１５へと搬送される。用紙１０は、用紙カセット１１に限らず、手差し台９から手差で搬送ローラ１３，１４に供給され、搬送ベルト１５に搬送されても良い。
【００３２】
搬送ベルト１５の搬入口には、表面にバイアス電圧が印加されているチャッキングローラ１６が設けられ、チャッキングローラ１６によって用紙１０に静電気が与えられて搬送ベルト１６の表面に付着される。搬送ベルト１５上には、用紙１０に画像を形成するためのインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４が搬送ベルト１５に対向して配置されている。インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４には、夫々インクタンク２１−１、２１−２、２１−３、２１−４からイエロー（Y）、マゼンタ（M）、シアン（C）及びブラック（K）のインクがインク供給機構(図示せず）により供給され、用紙１０にイエロー（Y）、マゼンタ（M）、シアン（C）及びブラック（K）の画点でインク画像を形成している。各インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４は、用紙１０の搬送方向に直交する方向に沿って配置された多数のノズルを備えている。このインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４には、一例として、東芝テック製インクジェットヘッドＣＥ２があり、このインクジェットヘッドのヘッドユニットは、６３６ノズルを有し、ヘッドユニットを用紙幅方向にライン状に４個配列してＡ４サイズ用紙へ３００ｄｐｉで画像を形成することができる。
【００３３】
インクジェットヘッドにおけるインクを突出させる原理等に関しては、多数の参考文献、例えば、第63回日本画像学会技術講習会、PP111、２００７．７．１９に記載されている。インクジェットヘッドは、公知技術であることから、ここでは詳述しないものとする。以下の説明では、インクジェットヘッドは、圧電素子の逆圧電効果によりその微細なノズルからインクを噴出する方式で画像を印刷するものとする。この４色のインクを突出するインクジェットヘッドにより、用紙１０上には、フルカラーの画像が形成される。この形成されるフルカラーの画像は、後に説明するようにＩＰ方式（ＩＩ方式）にあっては、立体視のための多数の要素画像に相当し、この要素画像が光学素子（レンチキュラーレンズ）の光学特性に合致され、多角度から見た画像情報を融合した画像に相当している。レンチキュラーレンズを介してこれら要素画像を目視することによって画像を立体視することができる。
【００３４】
４連のインクジェットヘッドにより表面に画像が形成された用紙１０は、搬送ベルト１５によって搬送され、レンチキュラーレンズを形成するための透明フィルム１００がこの用紙１０にローラ１０４により重ね合わされる。透明フィルム１００は、二層構造に形成され、第１層の基材がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂で作られ、この基材上には、第２層としての熱可塑性樹脂が塗布され、この熱可塑性樹脂の面は、画像が記録された用紙の表面に接触され、後に述べる熱処理により貼り付けされている。本実施例においては、透明フィルム１０４は、図１に示されるようにロール状のロールフィルム１０１として用意され、このロールフィルム１０１は、搬送ローラ１０２によって用紙１０をも搬送するローラ１０４に搬送される。この搬送過程でロールフィルム１０１は、画像記録用紙１０の長さに応じてカッター１０３によって裁断され、例えば、用紙１０と同一サイズに裁断調整されてローラ１０４で用紙１０に張り合わされる。
【００３５】
透明フィルム１００が画像記録面に重ね合わされた用紙１０は、光学素子としてのレンチキュラーレンズを形成するインクジェットヘッド３０に対向される位置に搬送される。インクジェットヘッド３０は、カラーインクを噴出するインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４と同一のヘッドを本実施例では用いている。このインクジェットヘッド３０は、必ずしも同一のヘッドである必要はないが、供給するインクは、画像記録用インクジェットヘッドとは異なり、紫外線を照射すると瞬時に硬化するＵＶ硬化性インクが採用されている。このインクは、アクリル等からなる透明インクであり、ノズルから噴出される液滴量をコントロールすることで、用紙１０上のインク付着部分に適切なメニスカスを有したレンズ形状の屈折部を形成することができる。
【００３６】
立体視のために必要な光学素子は、画像記録された用紙１０に重畳した透明フィルム１００の表面上にインクジェットヘッド３０により図３及び図４に示されるように形成される。図３には、カラーインクにより形成された画像５０の表面に透明フィルム１００が重畳され、透明フィルム１００上にレンチキュラーレンズ５１が形成されてレンチキュラーシート１２０が形成される様子が示されている。また、図４には、ＵＶ硬化性インクがインクジェットヘッド３０から透明フィルム１００上に噴出されてレンチキュラーシート１２０が形成される様子が示されている。用紙１０上に形成された画像は、レンチキュラーシート１２０のレンチキュラーレンズ５１を介して立体画像として外部から認識される。
【００３７】
ここで、レンチキュラーシート１２０のレンチキュラーレンズ５１は、図３及び図４に示されるように用紙１０の搬送方向に沿って延出するように（レンチキュラーレンズ５１の長手方向が用紙１０の搬送方向に一致される。）インクジェットヘッド３０によって形成され、また、各レンチキュラーレンズ５１に対向して形成される画像５０の要素画像も搬送方向に対して略直交する方向（或いは斜めに交叉する方向に）後に説明する各要素画像を構成する視差画像が配列されるようにインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４によって形成される。換言すれば、後に述べる各視差画像は、搬送方向に沿って（或いは、搬送方向に対して斜めの方向に沿って）延出されるように形成される。
【００３８】
光学素子形成用のインクジェットヘッド３０の近傍には、図１及び図２に示されるように紫外線ランプユニット４０が配設されている。紫外線ランプユニット４０としては、３６５ｎｍを主波長とした水銀ランプを用いることができる。この紫外線ランプユニット４０によってインクジェットヘッドにより記録された光学素子は、レンチキュラーレンズとして固定化される。また、紫外線ランプユニット４０の搬送方向後段には、搬送ローラ１０２から供給された用紙１０及び透明フィルム１００を加熱処理によって貼り合わせるヒートローラ対１１０が配置されている。ヒートローラ対１１０は、用紙１０及び用紙１０上に重ねられた透明フィルム１００を挟み込む上下のローラから構成され、下側ローラの内部には、ハロゲンランプなどの加熱源が配置されている。下側ローラの表面温度は、温度検知素子(図示せず）によって検知されてハロゲンランプへの電力供給が制御されて下側ローラの表面温度が一定に維持される。より詳細には、下側ローラは、基体及び表面層から構成され。基体がアルミ中空パイプで形成され、この基体表面を被覆する表面層がシリコンゴム等で形成されている。下側ローラは、図示しない駆動機構で駆動され、一定速度で下側ローラが回転されることにより用紙１０及び透明フィルム１００が加熱されながら搬送される。ヒートローラ対１１０の上側ローラは、下側ローラに従動されて回転され、紫外光により半硬化されるレンチキュラーレンズが圧接により変形しないように、即ち、かまぼこ型のレンチキュラーレンズがつぶれないように、ゴム硬度の低いゴムローラで形成されている。また、レンチキュラーレンズは、ヒートローラ対１１０により十分にレンチキュラーレンズが硬化されるよう加熱される。更に、ヒートローラ対１１０による透明フィルム１００及び用紙１０の加熱により、透明フィルム１００の用紙表面側の熱可塑性樹脂が溶融されて用紙１０に接着されて透明フィルム１００と用紙１０とが確実に一体化された立体視シート（立体画像表示シート）が製造される。
【００３９】
図４に示すように光学素子形成用インクジェットヘッド３０によりレンチキュラーレンズが形成されるが、この形成工程では、配列されたノズル中から選定された特定ピッチ毎のノズルからＵＶ硬化性インク６０が連続的に噴出されるようインクジェットヘッドが制御されてシリンドリカルなレンズが形成される。図４には、ノズルが一列に配置されているインクジェットヘッド３０が示されているが、シリンドリカルなレンズ形状を与える為にノズルが複数列に亘って配置されている単一のインクジェットヘッド３０或いは複数のインクジェットヘッド３０が設けられても良い。インクの粘性に応じて複数回に亘ってインクをジェット噴射してレンズをシリンドリカル形状に成形することができる。インクが透明フィルム１００上にシリンドリカル形状に滴下された状態では、ＵＶ光が照射される前にあることから、インクが硬化されていない形状が不安定な状態にあり、形状をそのままに維持することができない虞がある。従って、インクジェットヘッド３０により形成されたインク滴は、直ちにＵＶ光が照射されて硬化することが好ましく、この観点から、紫外線ランプユニット４０は、光学素子形成用インクジェットヘッド３０のノズル内のインクを硬化させることなく、透明フィルム１００上のインク滴を即座に硬化させることができるように光学素子形成用インクジェットヘッド３０の近傍に配置されることが好ましく、また、ＵＶ光がインクジェットヘッド３０のノズル開口部を直接照射して、インクによる目詰まりなどを抑制するためＵＶ光がノズル開口部に向けられることを遮断する遮光部材(図示せず)が設けられることが好ましい。
【００４０】
図１に示される立体画像印刷装置は、図５に示すような駆動システムを備えている。このシステムにおいては、立体画像印刷装置の各部がメインコントローラ２０１によって制御される。即ち、メインコントローラ２０１からは、制御信号が駆動回路２０３に与えられ、駆動回路２０３からは、駆動信号がモータ駆動回路２０５に与えられてモータ駆動回路２０５によって各部のモータ２０４が駆動制御される。このモータ２０４の駆動制御に基づいてモータ２０４によって駆動されるピックアップローラ１２、搬送ローラ１３，１４、チャッキングローラ１６、搬送ベルト１５及びヒートローラ対１１０等が駆動制御される。これら用紙搬送機構に関係する駆動に限らず、インク検知に基づくインクの供給機構の駆動制御が同様に実行される。
【００４１】
また、このメインコントローラ２０１には、装置外のコンピュータ（PC)２００から画像情報信号が供給される。このコンピュータ（PC)２００は、印刷する画像データを保持して画像情報信号として出力している。このコンピュータ（PC)２００は、立体画像印刷装置が複写システムに適用される場合には、複写システムに格納されたコンピュータであっても良く、この観点からは、コンピュータ（PC)２００は、立体画像印刷装置に備えられても良く、コンピュータ（PC)２００の外部から画像情報信号がこのコンピュータ（PC)２００に入力されても良い。
【００４２】
メインコントローラ２０１からは、画像情報信号が画像処理回路２０２に供給されて１フレームを構成する立体画像表示用の要素画像或いはフレーム画像に変換される。この変換された要素画像或いはフレーム画像の各色成分映像信号がインクジエット制御回路２０７に供給される。また、ＰＣ２００からの立体画像表示シートの生成指示に基づいてメインコントローラ２０１からレンズパターン信号が画像処理回路２０２に与えられ、画像処理回路２０２において、要素画像或いはフレーム画像に対応したレンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズを形成するためのレンズ生成信号がインクジェット制御回路２０７に供給される。インクジェット制御回路２０７では、各色成分映像信号及びレンズ生成信号に基づいてインクジェット駆動回路８０を制御して各色成分映像信号及びレンズ生成信号に対応する駆動信号がインクジェット駆動回路８０からインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４及びインクジェットヘッド３０に供給される。従って、インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４が駆動され、インクが吐出されて用紙１０上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画点が形成されて画像が印刷される。また、インクジェットヘッド３０が駆動されて透明シート１００上にレンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズが用紙１０上に形成された画像に対応して形成される。
【００４３】
上述したシステムにおいては、インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４は、用紙１０が搬送される速度及びインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４の設置間隔から決定されるディレイ時間だけ駆動タイミングがずらされて駆動される。その結果、搬送される用紙１０上に各色の画点（ドット）が視差画像を形成するようにカラー画像が形成される。レンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズを形成するためのインクジェットヘッド３０も同様に画像形成用インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４と同様に駆動される。
【００４４】
インクジェットヘッド３０によりマイクロレンズアレイを形成する場合には、画像形成用インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４の設置位置と光学素子形成用インクジェットヘッド３０の設置位置から決定される離間間隔及び用紙１０が搬送される速度から決まるディレイ時間だけずらしてインクジェットヘッド３０が駆動され、形成されたカラー画像の所定のドット位置に対して正確にマイクロレンズの形成位置が合わされてマイクロレンズが形成される。また、用紙の搬送方向に延出されるレンチキュラーレンズの形成にあっては、必ずしも画像形成用インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４と光学素子形成用インクジェットヘッド３０の駆動タイミングを正確に一致させることは必要ない。レンチキュラーレンズの形成においては、インクにより形成された画像位置をオーバラップするようにレンチキュラーレンズが形成されれば良く、夫々インクジェットヘッド駆動タイミングのディレイを決定すれば良い。
【００４５】
上述したように、立体画像印刷装置では、レンチキュラーレンズ５１が用紙搬送方向に沿って延出した形状に形成されているが、このようにレンチキュラーレンズ５１が形成されることによって、印刷最終工程において、ヒートローラ１１０でレンチキュラーレンズ５１が加熱されてもその形状を維持することができる。即ち、レンチキュラーレンズ５１を形成するＵＶ硬化インクは印刷工程においてＵＶランプの照射を受けても、完全硬化には至らず半固定状態にある。このＵＶ硬化インクは、ヒートローラ１１０により加熱して完全固定化を施すが、本実施例のようにレンチキュラーレンズ５１を用紙搬送方向に伸直するよう形成すれば図６（ａ）及び（ｂ)に示すようにヒートローラ１１０との接触部における接触圧力が複数のレンズに分散し、半固定状態のＵＶインクによるレンズ形状がつぶれずにその形状を維持することができ、レンチキュラーレンズ５１が良好な立体画像を作像することができる。
【００４６】
仮にこれと直交する方向にレンチキュラーレンズを形成した場合には、図７（ａ）及び（ｂ）に示すようにヒートローラ１１０の接触圧がレンズ一つ一つに集中し、レンズ形状が変形してしまい良好な立体画像を得ることができなくなる。
【００４７】
画像５０を立体視する為に透明フィルム１００上に多数のレンチキュラーレンズ５１を形成されている構造が立体画像表示シートに好適する理由について、図８及び図９を参照して説明する。ここで、図８は、透明フィルム１００上に多数のレンチキュラーレンズを形成した立体画像表示シートの構造を示し、図９は、比較例に係る透明フィルム１００とレンチキュラーレンズとが一体的に形成されている立体画像表示シートの構造を示している。
【００４８】
レンチキュラーレンズの光学特性を満足するためのレンズ形状は、次のようなディメンションを備えている。レンチキュラーレンズのピッチＰｅが大きいとレンチキュラーレンズの存在が意識され、また、画像の精細度が低下するため、この観点からはピッチＰｅは、できるだけ小さいほうが望ましい。一方、立体画像を滑らかに表示させるためには、一つのレンズに対向される要素画像内には、できるだけ多数の視差画像が記録される必要がある。従って、いたずらにレンチキュラーレンズのピッチを細かくしても、記録するインクジェットヘッドのプリント解像度に限界がある以上、レンチキュラーレンズのピッチには、制約が生じる。
【００４９】
既存インクジェットヘッドの解像力は、１インチ当たり１２００ドット程度が現実的であり、この場合、１ドットの大きさは、約０．０２１ｍｍとなる。レンチキュラーレンズのピッチＰｅは、０．５ｍｍ程度より小さくなるとレンズ間の境目によるスジが目立たなくなるため、これ以下のピッチが望ましい。これらのことを考慮して、本実施例では、レンズピッチＰｅを０．５ｍｍに近く設定することとし、１２００ｄｐｉインクジェットヘッドで形成することとして、レンチキュラーレンズのピッチＰｅをその整数倍にあたる０．５０４ｍｍとしている。即ち、２４ドットで１個のレンチキュラーレンズを形成することとしている。１ドットで１視差を表現することとすると１つのレンチキュラーレンズ内には２４視差の画像情報を記録することができる。このように設計の場合、レンチキュラーレンズの形状は、Ｐｅ＝０．５ｍｍ、ＨＬ＝０．１５ｍｍ及びＨｓ＝０．６ｍｍ程度の概算値のディメンションを有することとなる。透明フィルム１００の厚みＨｓは、０．６ｍｍに設定される。また、レンチキュラーレンズ５１のレンズ高ＨＬは、０．１５ｍｍに設定される。
【００５０】
比較例として、このようなディメンションを有するレンチキュラーレンズ５１及び透明フィルム１００を図９に示されるようにインクジェットヘッドから吐出されるＵＶ硬化特性を有するインクのみで形成する場合、透明フィルム１００に相当するだけの圧膜Ｈｓを形成する必要が生じる。レンチキュラーレンズ５１及び透明フィルム１００をインクジェットヘッドで形成するには、多量のインクが必要とされ、また、吐出した表面にレンズ形状を形成することが必要とされる。従って、非常に難度の高いプリンティング技術が要求される。この比較例のように、レンチキュラーレンズ５１のみならず、透明フィルム１００をもインクジェットヘッドで形成することは現実的でなく、上述したように、予め用意した透明フィルム１００上にレンチキュラーレンズ５１を形成することが実際的な立体視シート（立体画像表示シート）の製造に適している。
【００５１】
尚、本実施例では、シリンドリカルなレンズがアレイ状に配列されたレンチキュラーレンズが採用され、一方向(例えば、左右の水平方向)にのみに視差が与えられている立体画像が表示される。従って、既に述べたように要素画像には、一方向(例えば、左右の水平方向)のみの視差画像が水平方向に配列される。
【００５２】
水平及び垂直の２方向(上下、左右)に亘って立体画像を表示させることも可能である。２方向に亘る立体画像の表示では、要素画像内に２方向に亘る視差画像が水平並びに垂直方向に配列され、また、シリンドリカルレンズに代えてマイクロレンズ（フライアイレンズ）が形成される。このマイクロレンズ（フライアイレンズ）にあっても、光学素子形成用インクジェットヘッドによって形成することができる。シリンドリカルレンズを形成する際には、上述したように連続的にＵＶ硬化性インクが噴出されているが、インクが断続的に噴出されることで等ピッチ間隔のマイクロレンズを形成することができる。
【００５３】
図１０及び図１１には、図１及び図２に示された立体視画像印刷装置の変形例が示されている。
【００５４】
図１０は、図１及び図２と同一構成で、図１及び図２に示したシステムを簡略化している。即ち、図１０に示す立体視画像印刷装置では、ロールフィルム１０１から透明フィルム１００が供給されず、カットシートとして用意された透明フィルム１００が図示しない透明フィルム供給部から、或いは、手差しでローラ１０４に供給されている。このようにカットシートとして透明フィルム１００が供給されることによってカッター１０３が不要とされ、装置自体が簡素化される。
【００５５】
図１１に示す立体視画像印刷装置では、図１０に示す装置と同様に透明フィルム１００がカットシートとして用意され、搬送ローラ１０６を介して搬送ベルト１５上に供給されている。この搬送ベルト１５は、図１に示す搬送ベルト１５とは異なり、透明フィルム１００の供給路の下方に印刷搬送路部１５−１が設けられ、また、透明フィルム１００の供給路の下流側にレンズ形成搬送路部１５−２が設けられている。印刷搬送路部１５−１には、搬送ベルト１５に対向してカラーインクを噴出するインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４が配置され、レンズ形成搬送路部１５−２には、搬送ベルト１５に対向して光学素子としてのレンチキュラーレンズを形成するインクジェットヘッド３０及び紫外線ランプユニット４０が配置されている
図１１に示された搬送ベルト１５の印刷搬送路部１５−１には、図１１には示されていない搬送ローラ１３，１４によって用紙１０が搬送され、印刷搬送路部１５−１でインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４によって用紙１０上に画像が形成される。この画像が形成された用紙１０は、レンズ形成搬送路部１５−２に向けて搬送方向を変更するベルトローラ１５−３上で透明シート１００に位置合わせされて用紙１０の上面に透明シート１００が重ね合わされる。印刷搬送路部１５−１においては、用紙１０上に載置された透明シート１００には、インクジェットヘッド３０によってレンチキュラーレンズが形成され、このレンチキュラーレンズが紫外線ランプユニット４０からの紫外線で固化される。このレンチキュラーレンズが形成された透明シート１００は、用紙１０とともにヒートローラ対１１０に供給されて用紙１０及び透明フィルム１００が加熱されて両者が一体化される。この図１１に示された装置は、図１０に示す装置と同様にカッター１０３が不要とされ、装置自体を簡素化することができる。
【００５６】
次に、上述した工程によって形成される立体画像表示シートを外部から視認することによって立体画像を観察することができるＩＰ方式における表示原理について図１２〜図１５を参照して説明する。ここで、図１２〜図１５に示されたＩＰ方式では、光線制御素子としてレンチキュラーシート１２０が用いられていることから、レンチキュラーシートの配列方向、例えば、水平方向の面内で立体視することができ、レンチキュラーシートの延出方向、例えば、垂直方向の面内では、立体視することができない一次元ＩＰ方式であることに注意されたい。
【００５７】
図１２は、立体画像表示シートを概略的に示す斜視図である。用紙１０には、前述したようにインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４で各色の画点が高精細で印刷されて多数の要素画像が印刷されている。ここで、要素画像は、視差画像が配列されて構成され、各要素画像は、光線制御素子としてのレンチキュラーシート１２０の各レンチキュラーレンズに対向されるように形成され、各要素画像が対応するレンチキュラーレンズによって観察者側に投影される。ＩＰ方式では、観察者は、予め定められ、略全ての要素画像が投影されている視域内から立体画像表示シートを観察して正しい立体画像を観察することができる。視域内のある観察者位置４４では、水平画角４１及び垂直画角４２の範囲で立体画像表示シートを観察することとなり、この範囲で要素画像内の視差画像が観察者の目に向けられる。従って、立体画像表示シートの前面及び背面の近傍に立体画像が仮想的に形成され、この立体画像が観察される。ＩＰ方式では、観察者が視域内で観察位置４４を連続的に変更しても観察位置の変更前の立体画像とは異なる立体画像を連続的且つスムーズに観察することができる。ここで、観察位置４４の変更に伴い要素画像中の異なる視差画像が次々に観察されて立体画像が観察される。
【００５８】
図１３は、光線制御素子として透明フィルム１００上に多数のレンチキュラーレンズ５１を印刷して作られたレンチキュラーシート１２０を示している。水平ピッチＰｅは、要素画像内の視差画像の配列方向に一致する方向におけるピッチである。レンチキュラーレンズ５１は、１次元ＩＰでは、垂直方向（縦方向）に延出されている。ここで、モアレを減少する為にレンチキュラーレンズ５１は、垂直方向でなく、垂直方向に対して斜めの方向に延出されても良い。
【００５９】
図１４（ａ）〜（ｃ）は、図１２に示した立体画像表示シートを基準にして垂直面内及び水平面内における光線再生範囲を概略的に示す展開図である。図１４（ａ）は、立体画像表示シートの正面図、図１４（ｂ）は、立体画像表示シートからの光線軌跡を示す平面図及び図１４（ｃ）は、立体画像表示シートの側面内における光線軌跡を示す側面図を示している。
【００６０】
図１４（ｂ）において、光線制御素子としてのレンチキュラーシート１２０と視距離面４３との間の視距離Ｌ、視距離Ｌ上の視域幅Ｗ及びシート１２０の厚みＨｓに相当する光学ギャップｄが定められれば、レンズ主点を介して視域幅Ｗが用紙１０上に投影された間隔として要素画像の水平ピッチＰｈが決定される。ここで、ＩＰ方式にあっては、光学ギャップｄは、レンチキュラーレンズ５１の焦点距離に定められ、レンチキュラーレンズ５１の焦点が用紙１０上に位置されている。符号４６は、視点位置と各レンズ中心とを結ぶ線を示し、視域幅Ｗは、用紙１０の面上で要素画像同士が重なり合わないという条件から決定され、立体画像の表示に寄与する要素画像が視距離Ｌ上の視域面で互いに重ね合わされるように投影される関係にある。ここで、視域は、立体画像の表示に寄与する要素画像が全て投影される空間として規定され、視域幅Ｗ及び視距離Ｌで規定される。平行光線の組を持つ条件の１次元ＩＰ方式にあっては、要素画像の水平ピッチＰｈの平均値が用紙１０上に形成される画点の水平ピッチの整数倍或いはこの整数倍よりわずかに大きく設定され、かつ、レンチキュラーレンズ５１の水平ピッチＰｅが画素（画点）の水平ピッチの整数倍に等しく定められている。ここで、平行光線の組を持つ条件とは、要素画像からこの要素画像に対向するレンチキュラーレンズを介して射出される複数の光線の夫々は、他の要素画像からこの他の要素画像に対向するレンチキュラーレンズを介して射出される複数の光線の夫々に平行な関係にあり、複数のレンチキュラーレンズの夫々からは、互いに平行な関係で光線が観察者側に向けられていることを意味している。この関係は、レンチキュラーレンズ５１の水平ピッチＰｅが光点としての画素(画点）の水平ピッチの整数倍に等しく定められている関係から成立している。
【００６１】
図１５は、図８に示した一次元ＩＰ方式の立体画像表示シートの一部分を概略的に示す斜視図である。要素画像４８が印刷された用紙１０の前面にシリンドリカルレンズアレイ（レンチキュラーシート）１２０が配置されている様子を示している。図１５に示されるように用紙１０の表面には、縦横比が３：１の画点３４が横方向及び縦方向に夫々直線状にマトリクス状に配置され、各画点３４は、イエロー（Y）、マゼンタ（M）、シアン（C）及びブラック（K）のインクで印刷される。この配列は、一般にモザイク配列と呼ばれる。画点ピッチＰｐを有する画点３４の形状が矩形状であるとすると、１８列６行の画点３４で要素画素が構成される。画点のサイズは、この例では、列方向３Ｐｐ及び行方向Ｐｐのサイズを有するように形成され、１つの要素画像が列方向１８（３×６）Ｐｐ及び行方向１８Ｐｐのサイズに形成される。また、ＩＰ方式に係るシリンドリカルレンズ５１のピッチは、要素画像のピッチ１８Ｐｐに等しく形成され、各要素画像には、行方向の画点毎に視差画像が与えられていることから、１８視差の視差画像が配分される。このような表示シートの構造では、要素画像が１０８画点からなることから、水平方向に１８視差を与える立体画像の表示が可能となる。
【００６２】
ＩＰ方式においては、要素画素の各画点には、視差画像が配分されているが、水平方向の行方向に沿って異なる視差画像が配分されて要素画像を形成している。視差画像は、視距離Ｌ上に配置された複数のカメラで撮影された複数の画像の夫々から切り出された画像に相当している。即ち、水平方向に配列された複数のカメラに撮影番号或いはカメラ番号を付して表示対象を撮影している場合を想定すると、同一の撮影番号或いはカメラ番号の画像から複数の視差画像が切り出されて異なる要素画像に配分され、要素画像が複数の異なる撮影番号或いはカメラ番号の視差画像で構成される。このように構成された要素画像が視域に投影されて立体画像が視域に表示される。
【００６３】
尚、図示しない多眼方式の立体画像の表示光学系にあっては、観察者の両眼に向けて左右で異なる視差画像がレンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズで収束されている。従って、観察位置を定める視距離面Ｌ上でしか立体画像を観察できず、また、この視距離面上に飛び飛びの間隔を空けて観察位置が設定される。通常、多眼方式では、視差画像の水平ピッチＰｈが用紙１０上に形成される画点の水平ピッチの整数倍に等しく、かつ、レンチキュラーレンズ５１の水平ピッチＰｅが画点の水平ピッチの整数倍よりわずかに小さく定められる。従って、ＩＰ方式の為に印刷される画像と多眼方式の為に印刷される画像とは明らかに異なる画像として用紙１０上に形成される。
【００６４】
従来のカラーインクによる印刷画像に別工程で製造されたレンチキュラーレンズシートを張り合わせる立体視画像印刷方式と比較すると、本発明の実施例に係る上述した立体画像表示シートを製造する方法では、カラーインクによる印刷画像とレンチキュラーレンズ等の光学素子との位置精度をきわめて高くすることができる。特に、同一の用紙表面に同一仕様のインクジェットヘッドで画像と光学素子を形成することができ、夫々の相対位置精度をμｍオーダーにまで高めることが容易に可能となる。
【００６５】
立体表示の為の画像の形成（印刷）にあっては、画像長さなどの絶対値を精度高く形成するに比べて、立体画像画質を高めるために印刷画像と光学素子（レンチキュラーレンズ）の相対位置を高めることが重要とされていることから、上述した立体画像シートを製造する方法による効果が大きい。また、光学素子をインクジェットヘッドにより形成するため、任意の位置並びに面積にすることが可能となる。例えば、用紙上の特定の部分にのみ立体画像を形成し、それ以外の領域には通常の印刷画像とすることも可能である。
【００６６】
次に、多重分割時間による微細ドットを用紙１０上に形成して視差画像数を増加することができるこの発明の他の実施例に係るインクジェット印刷方法について以下に説明する。
【００６７】
上述したように、レンチキュラーレンズあるいはマイクロレンズアレイにより立体視画像を表示することができるＩＰ方式においては、１つのレンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズに対向する要素画像に多数の視差画像を記録するほど滑らかな立体画像が得られる。上述した実施例においては、レンズピッチを０．５０４ｍｍとして１２００ｄｐｉの解像度を有するインクジェットヘッドで記録する例を説明したが、以下の実施例に係る印刷方法では、２４視差の画像を記録することが可能となる。
【００６８】
ＩＰ方式において、立体画像の精細度を向上するためには、レンズピッチを精細化することが望ましく、実質的には０．３ｍｍ程度より小さくすると目視でレンズの存在が認められない画像を実現することが可能となる。しかしながら、インクジェットヘッドのノズルサイズを微細化することには製造上の限界があり、レンズピッチをいたずらに微小化しても１レンズ内に記録できる視差画像の数が減少し、滑らかな立体画像を得ることが困難となる。即ち、レンズピッチを精細化して高精細な立体画像を記録しようとしても、記録できる視差画像の数が減少してしまうため、滑らかな立体画像にならないという問題がある。下記に説明する実施例に係る印刷方法によれば、このような問題を解決することができ、更なる高精細立体画像を形成することができる。
【００６９】
以下の実施例のインクジェット印刷方法では、２次元ＩＰ方式（水平方向のみならず、垂直方向においても立体視可能な方式）における立体画像の表示の為のマイクロレンズアレイ７０を光学素子として用いる場合について説明するが、１次元ＩＰ方式の為に多数のレンチキュラーレンズ５１が形成されるレンチキュラーシートに適用できることは明らかである。
【００７０】
図１６に示されるようにインクジェット記録ヘッド３０によりマイクロレンズアレイ７０が形成される。図１６におけるマイクロレンズアレイ７０の形成方式は、図４を参照したレンチキュラーレンズ５１の形成方法と実質的に同一であるので、その詳細は、図４の説明を参照されたい。但し、レンチキュラーレンズ５１は、インクが連続吐出されて形成されるに対してマイクロレンズアレイ７０は、インクが間欠的に吐出されて形成される点が相違する点に注意されたい。
【００７１】
以下の実施例の説明では、説明を簡単にするために、図１７に示されるようにインクジェットヘッド３０の４つのノズル７２により１つのマイクロレンズ７０が形成されると仮定する。また、要素画像内の画点(ドット）７４も同様の構造のインクジェットヘッド２０−１〜２０―４で描かれるとすると、１つのレンズ７０に対向する要素画像内に記録できる視差画像は、４つのノズル７２で描かれる４画点で構成されることから、縦及び横（行列）に沿って４視差の画点が描かれることとなる。ここで、図１７では、１つのマイクロレンズ７０に対向する要素画像内に縦及び横（行列）に沿って４視差の画点７４が用紙１０に印刷されている様子が模式的に示され、説明の便宜上、インクジェットヘッド３０及びインクジェットヘッド２０−１〜２０―４のノズルが符号７２で示されている。また、図１７には、１つのノズル７２で１画点(ドット）を描く時間期間をＴｎで示し、この期間で定められるタイミングで各ノズル７２からインクが吐出されて１画点（ドット）が描かれることを示している。通常は、次々にノズル７１が作動されて４視差の画点が４Ｔｎの期間で描かれ、また、４Ｔｎの期間に１つのマイクロレンズ７０が形成される。
【００７２】
このような動作に対して、図１８に示す実施例では、縦方向（用紙搬送方向）の視差画像数を増加することを可能とするため、インクジェットヘッド２０−１〜２０―４の駆動時間Ｔｎを時分割、図示の例では、３分割してヘッドノズル７２から吐出するインクドロップを微細化し、且つ、ドット形成位置をずらして形成している。即ち、インクジェットヘッド３０は、上述したと同様に次々と駆動時間Ｔｎで駆動されて４Ｔｎの期間に各マイクロレンズ７０が形成されている。これに対して、インクジェットヘッド２０−１〜２０―４は、夫々駆動時間Ｔｎ／３で駆動されて横方向（用紙搬送方向に対して直交する方向）に延びた画点（ドット）７６が形成されている。従って、縦方向（用紙搬送方向）には、要素画像内に３×４画点７６が形成され、図１７に示される画点に比べて要素画像内に３倍の画点が形成され、３倍の１２視差数が同一の要素画素に与えられている。即ち、１つのマイクロレンズ７０内に縦１２ドット、横４ドットのドットを形成することが可能となる。従って、縦方向の視差情報を従来方式の３倍にすることができる。このようにインクドロップの微細化及びドット形成位置の変更によって複数の微小ドット７６を形成して視差画像情報を増加することができ、立体画像表示における解像度を向上することができる。
【００７３】
尚、横方向（用紙搬送方向に対して直交する幅方向）の画点（ドット）は、ヘッドノズル７２の幅で定まることから、横方向は、ヘッドノズル７２の制約により、画点サイズが変わらず、横方向に延出された画点に形成されている。ここで、縦方向（用紙搬送方向）は、左右の目の方向（水平方向）に相当するように立体画像が観察されることが好ましい。一般に観察者が立体視する際には、上下動(垂直方向の動き）よりも水平方向（左右方向）の動きが大きい。従って、水平方向（左右方向）に相当する縦方向（用紙搬送方向）における視差数が増加される方が観察者にとってより違和感のない立体画像を観察することが可能となる利点がある。従って、描かれる印刷画像は、画像の水平方向が用紙搬送方向となることが好ましい。
【００７４】
図１９は、図１８に示す微小ドット７６を形成するインクジェットヘッド２０−１〜２０―４のインクジエットノズル７２を駆動するインクジェット駆動回路８０のブロック図を示している。この図１９において、各インクジェットノズル７２は、駆動部、例えば、圧電素子７２−１〜７２−ｎでインクの吐出が制御される。この駆動部７２−１〜７２−ｎは、夫々ノズル駆動回路８２―１〜８２−ｎからの駆動信号でインク吐出量並びにインク吐出のオン／オフが制御されている。ノズル駆動回路８２―１〜８２−ｎには、ノズル制御回路８４−１〜８４−ｎからノズル制御タイミング信号（Pdrv）が入力され、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）に同期して駆動信号を生成している。ノズル制御回路８４−１〜８４−ｎは、インクジェット制御回路２０７からのアドレス信号（address）の入力に応じてアドレス指定されてアクティブとされ、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）を出力する。従って、画像を形成する画点を形成する際には、このアドレス信号（address）で指定されたノズル制御回路８４−１〜８４−ｎがアクティブとされて対応するノズル７２からインクが吐出される。
【００７５】
ノズル制御回路８４−１〜８４−ｎの夫々には、インクジェット制御回路２０７からノズルを所定期間Ｔ０の間吐出させるためにインクジェット制御回路２０７をイネーブルとするファイア信号（Fire）が入力され、また、ファイア信号（Fire）が入力されている間各ノズル７２からの突出タイミングを決定するビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）がインクジェット制御回路２０７から入力されている。
【００７６】
どのノズルからインクを吐出するか指定するアドレス信号（address）、吐出信号であるファイア信号（Fire）及び各ノズル突出タイミングを決定するビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）は、夫々時間同期するようインクジェット制御回路２０７で制御信号として生成される。アドレス信号（address）で指定されたノズル制御回路８４−１〜８４−ｎでは、図２０（ａ）に示すファイア信号（Fire）が入力されている期間Ｔ０に図２０（ｃ）〜（ｅ）に示すあるビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）のパターンが入力されると、このビット信号のパターンに応じて図２０（ｂ）に示すノズル制御タイミング信号（Pdrv）がそのノズル制御回路８４−１〜８４−ｎから出力される。
【００７７】
図２１（ａ）〜（ｈ）は、ビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）のパターン、発生されるノズル制御タイミング信号（Pdrv）及びこのノズル制御タイミング信号（Pdrv）で形成される画点７６の関係を示している。図２１（ａ）〜（ｈ）において符号８８は、ノズル７２からインクが所定期間Ｔ０の間吐出され続けられて形成される画点の領域を示している。この領域８８は、図１７に示す画点７４の領域に相当し、図１８を参照した説明において時分割無しで形成される画点に相当している。
【００７８】
ビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）のパターン、発生されるノズル制御タイミング信号（Pdrv）及びこのノズル制御タイミング信号（Pdrv）で形成される画点７６は、下記のような関係となる。ここで、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）は、期間Ｔ０内において第１、第２及び第３パルスが発生されていることから、以下の説明では、第１、第２及び第３パルスと称して説明する。
【００７９】
図２１（ａ）に示されるようにビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）が全て零のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）が発生されない。図２１（ｂ）に示されるようにビット信号（Bit0）が“１“でビット信号（Bit1, Bit2）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第１パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向先頭の第１の画点７６のみが形成される。図２１（ｃ）に示されるようにビット信号（Bit1）が“１“でビット信号（Bit0, Bit2）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第２パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向先頭から第２番目の画点７６のみが形成される。図２１（ｄ）に示されるようにビット信号（Bit2）が“１“でビット信号（Bit0, Bit1）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第３パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向先頭から第３番目の画点７６のみが形成される。図２１（ｅ）に示されるようにビット信号（Bit0, Bit1）が“１“でビット信号（Bit2）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第１及び第２パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向沿って第１及び第２番目の画点７６が形成される。図２１（ｆ）に示されるようにビット信号（Bit1, Bit2）が“１“でビット信号（Bit0）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第２及び第３パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向沿って第２及び第３番目の画点７６が形成される。図２１（ｇ）に示されるようにビット信号（Bit0, Bit2）が“１“でビット信号（Bit1）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第１及び第３パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向沿って第１及び第３番目の画点７６が形成される。そして、図２１（ｈ）に示されるように全てのビット信号（Bit0, Bit1, Bit2）が“１“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第１、第２及び第３パルスが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向沿って第１、第２及び第３番目の画点７６が全て形成される。
【００８０】
以上のようにビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）のパターンによりノズル制御タイミング信号（Pdrv）の時間タイミングが変更され、これに応じてインク吐出位置も変更される。図２１（ａ）〜（ｈ）に示されるように微細ドット７６の位置の組み合わせを８通りに変化させることが可能で、１ノズルによって３視差画像を形成することが可能となる。従って、図１８に示すドット形成を実現することができるようになり、縦方向にインクジェットヘッドノズルを３分割することができる。即ち、１レンズ内に縦方向１２視差画像、横方向４視差画像を形成することで、より滑らかな立体画像形成を実現することができるようになる。このようにレンズピッチを小さくして画質を精細化すると同時に視差画像数を減らさず、滑らかな立体画像を得ることが可能となる。
【００８１】
本実施例では１色画像について説明したが、カラー画像を形成する場合も同様にすればよく、それぞれの単色ドットを重ね合わせればよい。
【００８２】
尚、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００８３】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
光学素子そのものも印刷技術により形成し、印刷画像と光学素子の位置精度向上による画質改善を図り、また、光学素子の準備を不要とした簡素な立体画像印刷装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１０．．．用紙、１１．．．用紙カセット、１２．．．ピックアップローラ、１５．．．搬送ベルト、２０．．．インクジェットヘッド（画像作成用）、２１．．．インクタンク、３０．．．インクジェットヘッド（光学素子形成用）、３１．．．インクタンク、４０．．．紫外線ランプユニット、４１．．．水平方向の視角、４２．．．垂直方向の視角、４３．．．視距離面、４４．．．観察者の想定位置、４６．．．視点とレンズ主点を結ぶ線、１００．．．レンチキュラーシート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズアレイを介して立体画像として認知可能な画像をインクジェット記録技術によってレンズアレイとともに記録媒体上に形成した立体画像表示シートを作成する立体画像印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を立体的に観察できる立体視の方式には、種々の方式があり、静止画のみならず、動画をも立体視可能な立体視画像表示装置、所謂、３次元ディスプレイが出現している。特に、近年、フラットパネルタイプで、且つ、専用の眼鏡等を必要としない方式の要望が高く、このタイプの立体視画像表示装置が開発されている。
【０００３】
立体視画像表示装置としてホログラフィの原理を利用する方式が知られる他、２眼式、多眼式、超多眼式（多眼式の超多眼条件）、インテグラルフォトグラフィー方式（ＩＰ方式とも称せられる。）が知られている。これらの方式には、直視型或いは投射型の液晶表示装置或いはプラズマ表示装置等のように画素位置が固定されている表示パネル（表示装置）の直前に表示パネルからの光線を制御して観察者に向ける光線制御素子が設置され、比較的容易に立体視画像を表示することができる立体視画像表示装置がある。
【０００４】
光線制御素子は、一般的にはパララクスバリア或いは視差バリアとも称せられ、光線制御素子上の同一位置でも角度により異なる画像が見えるように光線を制御している。具体的には、左右視差（水平視差）のみを与える場合には、スリット或いはレンチキュラーシート（シリンドリカルレンズアレイ）が用いられ、上下視差（垂直視差）も含める場合には、ピンホールアレイ或いはマイクロレンズアレイが用いられている。
【０００５】
特に、基本的な原理が１００年程度前に発明され立体写真に用いられてきたものと実質上同一であるインテグラルフォトグラフィー方式（以下、ＩＰ方式と称する。）は、視点位置の自由度が高く、楽に立体視できるという特徴があり、解像度の高い立体表示の実現も比較的容易であるとされている。水平視差のみで垂直視差のない１次元ＩＰ方式が例えば、非特許文献１に記載されている。
【０００６】
ＩＰ方式に対して２眼方式或いは多眼方式は、立体視できる視点位置の範囲、即ち、視域が狭く、見にくいという問題があるが、立体画像表示装置としての構成は、最も単純であり、表示画像も比較的簡単に作成できる特徴がある。
【０００７】
このようにディスプレイを利用した動画を立体視可能な表示装置に対し、静止画像を表示する印刷、写真分野において代表的な立体画像記録技術としてレーザ光の干渉原理を用いたホログラフィ技術が同様に知られている。しかし、レーザ光学システム或いは記録媒体に求められる画像解像力が非常に高いため、簡易でかつ印刷コストを抑えたシステムでは、立体視画像を記録できない問題がある。
【０００８】
一方、上述したインテグラルフォトグラフィー方式（ＩＰ方式と称する。）は、写真技術から発生したこともあり、広い分野に適用することができる。既存のＩＰ方式の印刷システムにおいては、予め製造されたレンチキュラーシート等が用いられ、その光学仕様に適合した画像データがレンチキュラーシート上に印刷されて立体画像が記録形成されている立体画像表示シートを作成することができる。また、既存印刷装置では、用紙などの媒体に画像が印刷された後に、レンチキュラーレンズがこの媒体に張り合わせられて立体画像が記録されている立体画像表示シートが作成される。また、特許文献１に記載されるように、直接レンチキュラーレンズの背面に立体画像情報が印刷されて立体画像が記録されている立体画像表示シートが作成されている。
【０００９】
尚、ＩＰ方式は、写真に限られないことから、インテグラルイメージング方式(ＩＩ方式）とも称せられる場合がある。
【００１０】
ＩＰ方式においては、光学素子であるレンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズのアレイピッチに用紙上に記録形成した画像が精度よく一致していることが要求されている。この要求を充足しない場合には、表示される画像に縞状のむら、所謂モアレが発生し、画像が不鮮明(ぼけ）になる等の不具合が発生する。しかし、既知の印刷装置にて実現されている立体画像表示シートでは、樹脂の成型により製造されたレンチキュラーシート等が用いられ、シート製造時の絶対位置精度、環境温度変化によりシートの伸縮などから、レンチキュラーシートと用紙上に印刷された画像位置を精度良く合致させることが困難である問題がある。従って、印刷される立体画像の品質が劣っている印刷物しか提供することができず、立体画像普及の妨げになっている。
【００１１】
このレンチキュラーレンズと印刷画像の高精度位置合わせを実現するひとつの方法として、特許文献２においては、レンチキュラーシートのレンズ位置を検知して、検知信号に従って画像記録位置を合わせる方法が提案されている。この方式では、高精度なレンズ位置検出が要求され、このような高精度なレンズ位置検出が最大の課題とされている。
【００１２】
また、特許文献３には、上記課題を解決するひとつの方法として、立体画像情報をインクジェット記録ヘッドにより印刷した用紙表面にレンチキュラーレンズを形成する為の他のインクジェット記録ヘッドを設けることが開示されている。この方式は、立体画像の印刷におけるレンズ位置と画像位置との高精度位置合わせを達成する方法のひとつと考えられる。しかし、様々なパターンの画像が印字され、画像記録用のインクが散布されている用紙表面は、表面性状が一様でなく、一様なレンズ形状を用紙上の全域に亘って均一に形成することに困難が伴い、レンチキュラーレンズ等をインクジェット記録用紙上に精度良く形成することが困難である問題がある。特に、特許文献３中にも記述されるように記録部材の表面に画像を記録し、その裏面にレンチキュラーレンズを形成することで、夫々のインク材料の付着性に合致した記録媒体表面の受容層とするような工夫が必要になる。また、インクジェット方式により形成されるレンチキュラーレンズには、次のような問題もある。レンチキュラーレンズは、通称カマボコレンズとも称せられるように多数のシリンドリカルレンズが隣接配置された形状を有している。記録される画像は、各シリンドリカルレンズの焦点位置に配置されることが望ましく、レンズの曲面部に対し一定の距離だけ離れた位置に立体印刷画像を配置する必要がある。このため、レンチキュラーレンズは、厚膜シート表面に凹凸が与えられた形状に形成される。このような形状をインクジェット記録方式により形成する場合、インクドロップレットにより曲面部を形成する以前に、曲面部体積より数倍〜数十倍の体積の厚膜層を形成することが要求される。
【００１３】
インクジェット記録方式では、レンチキュラーレンズの曲面部のみを形成することは比較的容易に可能であるが、その下部の厚膜層が形成され、この厚膜層上に曲面部を形成することはインクを突出（インクジェット）して記録する性格上かなりの困難を伴うこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平８−０２２０９１
【特許文献２】特開平８−１３７０３４
【特許文献３】特許第３５５５４２０号
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Proc SPIE 6392, pp.639209, 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述のように、従来の立体画像形成装置（立体画像印刷装置）で作られた立体画像表示シートでは、立体画像視を可能とする光学素子と印刷画像との位置合わせを高精度化することができず、高い画質の立体画像を形成できないという問題がある。また、この立体画像印刷装置は、光学シートの搬送及び張り合わせなどの付帯設備が必要になるなど装置が大型化する問題がある。
【００１７】
また、印刷画像表面に直接レンチキュラーレンズ等の光学素子が形成されている立体画像表示シートでは、均一な光学素子の形成が困難であり、厚膜化に困難が伴い、高い画質の立体画像を形成できないという問題がある。
【００１８】
この発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的は、光学素子そのものを印刷技術により形成し、印刷画像と光学素子の位置精度向上による画質改善を図り、また、予め形成された光学素子の準備を不要として立体画像を表示することができる立体画像表示シートを作成する簡素な構造の立体画像印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明による第1の態様は
画像を記録するための媒体搬送機構を設けており、この画像記録媒体に画像を記録するための記録手段と設けて画像を記録する。
【００２０】
一方、光線制御素子を形成するための媒体搬送機構を設けて、この光線制御素子媒体に光線制御素子を形成するための形成手段を設けて光線制御素子を形成する。
【００２１】
画像記録媒体表面に前記記録手段によって形成した画像表面に、光線制御素子形成手段によって光学素子を形成した光線制御素子媒体を張り合わせることを特徴としている。
【００２２】
本発明による第２の態様は
先の光線制御素子は、シリンドリカルレンズアレイであることを特徴としている。
【００２３】
本発明による第３の態様は
先の光線制御素子は、マイクロレンズアレイであることを特徴としている
マイクロレンズアレイはフライアイレンズとも蝿の目レンズとも呼ばれる。
【００２４】
本発明による第４の態様は
先の光線制御素子を形成するための形成手段は、光線を制御するためのインクをノズルから突出するインクジェットヘッドと、前記インクを前記インクジェットヘッドへ供給する供給手段と、前記インクジェットヘッドからのインクの突出を制御するためのインクジェットヘッド制御手段にて構成することを特徴としている
本発明による第５の態様は
前記光線制御素子を形成するための形成手段は、光線を制御するためのインクをノズルから突出するインクジェットヘッドと、前記インクを前記インクジェットヘッドへ供給する供給手段と、前記インクジェットヘッドからのインクの突出を制御するためのインクジェットヘッド制御手段と、前記インクが前記媒体に付着した後、前記インクを硬化するための硬化手段にて構成することを特徴としている
本発明による第６の態様は
画像を記録するための媒体を搬送する手段とこの画像記録媒体に画像を記録するためのインクジェット形成手段を設けて画像を記録する。
【００２５】
光線制御素子を形成するための媒体を搬送する手段とこの光線制御素子媒体に光線制御素子を形成するためのインクジェット形成手段を設けて光線制御素子を形成する。
【００２６】
画像記録媒体表面に前記インクジェット形成手段によって形成した画像表面に、光線制御素子を形成するためのインクジェット形成手段によって光学素子を形成した光線制御素子媒体を張り合わせる手段を設けたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の立体画像印刷装置によれば、光学素子と印刷画像の位置精度が高く、画質の高い立体画像を実現することが可能となる。また、立体視画像を形成するための光学素子を画像中の任意の領域に形成することが可能となるため、全画像の一部領域のみ立体視画像とすることも可能となる。また、光学シートなどの搬送、張り合わせ装置が不要になるため簡素な装置で実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例に係る立体画像印刷装置の全体構成を概略的に示す模式図である。
【図２】図１に示される立体画像印刷装置において立体画像表示シートを形成する画像形成部を概略的に示す斜視図である。
【図３】図２に示される画像形成部で作られる立体画像表示シートを概略的に示す斜視図である。
【図４】図２に示される画像形成部における立体画像表示シートの製造工程を概略的に示す斜視図である。
【図５】図１に示される立体画像印刷装置の画像形成回路を概略的に示すブロック図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、図２に示されるヒートローラにおける立体画像表示シートの製造過程を概略的に示す一部正面図及び斜視図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、比較例に係るヒートローラにおける立体画像表示シートの製造過程を概略的に示す一部正面図及び斜視図である。
【図８】図１及び図２に示される立体画像印刷装置によって作られた立体画像表示シートの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図９】比較例に係る立体画像表示シートの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図１０】図１に示される立体画像印刷装置の変形例に係る立体画像表示シートを形成する画像形成部を概略的に示す模式図である。
【図１１】図１に示される立体画像印刷装置の他の変形例に係る立体画像表示シートを形成する画像形成部を概略的に示す模式図である。
【図１２】図１及び図２に示される立体画像印刷装置によって作られた立体画像表示シートにおける光線軌跡を概略的に示す模式図である。
【図１３】図１２に示される立体画像表示シートの光線制御素子としてのレンチキュラーシートを概略的に示す斜視図である。
【図１４】図１及び図２に示される立体画像印刷装置によって作られた立体画像表示シートにおける立体画像の表示原理を説明する為の光線軌跡を示す展開図である。
【図１５】図１２に示される立体画像表示シートにおけるレンチキュラーレンズと要素画像との関係を概略的に示す斜視図である。
【図１６】図２に示される画像形成部で作られる他の形態の立体画像表示シートを概略的に示す斜視図である。
【図１７】図１６に示される他の形態に係る立体画像表示シートの１例を概略的に示す平面図である。
【図１８】図１６に示される他の形態に係る立体画像表示シートの改良例を概略的に示す平面図である。
【図１９】図５に示されるインクジェット駆動回路であって図１８に示される立体画像表示シートを作成する為に画点数を増加させるインクジェット駆動回路を概略的に示すブロック図である。
【図２０】（ａ）〜（ｅ）は、図１９に示されるインクジェット駆動回路に入力される信号を示す波形図である。
【図２１】（ａ）〜（ｈ）は、図１９に示されるインクジェット駆動回路に入力されるビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）のパターンに従って発生されるノズル制御タイミング信号（Pdrv）及びこのノズル制御タイミング信号（Pdrv）で形成される画点の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る立体画像表示シートを製造する為の立体画像印刷装置について詳細に説明する。
【００３０】
図１及び図２は、本発明の一実施の形態に係＋る立体画像印刷装置を示している。この立体画像印刷装置によって立体画像表示シート（立体視シート）が形成される。この立体画像表示シートは、レンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズアレイ（両者を含めて単にレンズアレイと称する。）が記録媒体としての用紙１０上に設けられて、レンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズアレイを介して用紙１０上に印刷された画像を立体画像として観察することができる。立体視の方式には、上述したように種々の方式があるが、この明細書では、主にＩＰ方式(インテグラルフォトグラフィー方式）に係る画像が立体画像表示シートに印刷されているものとして以下に説明する。しかし、ＩＰ方式に係る画像が立体画像表示シートに印刷されている場合に限らず、多眼方式（２眼方式を含む。）に係る画像が立体画像表示シートに印刷される立体画像表示シートの作成にも適用することができることは、明らかである。
【００３１】
図１に示される立体画像印刷装置は、複数枚の記録媒体１０（以下単に用紙１０と称する。）が格納されている用紙カセット１１を備え、用紙カセット１１の最上面の用紙１０は、ピックアップローラ１２に接触可能に配置され、ピックアップローラ１２に接触されて一枚毎に搬送ローラ１３，１４に取り出される。取り出された用紙１０は、搬送ローラ１３，１４によって搬送ベルト１５へと搬送される。用紙１０は、用紙カセット１１に限らず、手差し台９から手差で搬送ローラ１３，１４に供給され、搬送ベルト１５に搬送されても良い。
【００３２】
搬送ベルト１５の搬入口には、表面にバイアス電圧が印加されているチャッキングローラ１６が設けられ、チャッキングローラ１６によって用紙１０に静電気が与えられて搬送ベルト１６の表面に付着される。搬送ベルト１５上には、用紙１０に画像を形成するためのインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４が搬送ベルト１５に対向して配置されている。インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４には、夫々インクタンク２１−１、２１−２、２１−３、２１−４からイエロー（Y）、マゼンタ（M）、シアン（C）及びブラック（K）のインクがインク供給機構(図示せず）により供給され、用紙１０にイエロー（Y）、マゼンタ（M）、シアン（C）及びブラック（K）の画点でインク画像を形成している。各インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４は、用紙１０の搬送方向に直交する方向に沿って配置された多数のノズルを備えている。このインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４には、一例として、東芝テック製インクジェットヘッドＣＥ２があり、このインクジェットヘッドのヘッドユニットは、６３６ノズルを有し、ヘッドユニットを用紙幅方向にライン状に４個配列してＡ４サイズ用紙へ３００ｄｐｉで画像を形成することができる。
【００３３】
インクジェットヘッドにおけるインクを突出させる原理等に関しては、多数の参考文献、例えば、第63回日本画像学会技術講習会、PP111、２００７．７．１９に記載されている。インクジェットヘッドは、公知技術であることから、ここでは詳述しないものとする。以下の説明では、インクジェットヘッドは、圧電素子の逆圧電効果によりその微細なノズルからインクを噴出する方式で画像を印刷するものとする。この４色のインクを突出するインクジェットヘッドにより、用紙１０上には、フルカラーの画像が形成される。この形成されるフルカラーの画像は、後に説明するようにＩＰ方式（ＩＩ方式）にあっては、立体視のための多数の要素画像に相当し、この要素画像が光学素子（レンチキュラーレンズ）の光学特性に合致され、多角度から見た画像情報を融合した画像に相当している。レンチキュラーレンズを介してこれら要素画像を目視することによって画像を立体視することができる。
【００３４】
４連のインクジェットヘッドにより表面に画像が形成された用紙１０は、搬送ベルト１５によって搬送され、レンチキュラーレンズを形成するための透明フィルム１００がこの用紙１０にローラ１０４により重ね合わされる。透明フィルム１００は、二層構造に形成され、第１層の基材がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂で作られ、この基材上には、第２層としての熱可塑性樹脂が塗布され、この熱可塑性樹脂の面は、画像が記録された用紙の表面に接触され、後に述べる熱処理により貼り付けされている。本実施例においては、透明フィルム１０４は、図１に示されるようにロール状のロールフィルム１０１として用意され、このロールフィルム１０１は、搬送ローラ１０２によって用紙１０をも搬送するローラ１０４に搬送される。この搬送過程でロールフィルム１０１は、画像記録用紙１０の長さに応じてカッター１０３によって裁断され、例えば、用紙１０と同一サイズに裁断調整されてローラ１０４で用紙１０に張り合わされる。
【００３５】
透明フィルム１００が画像記録面に重ね合わされた用紙１０は、光学素子としてのレンチキュラーレンズを形成するインクジェットヘッド３０に対向される位置に搬送される。インクジェットヘッド３０は、カラーインクを噴出するインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４と同一のヘッドを本実施例では用いている。このインクジェットヘッド３０は、必ずしも同一のヘッドである必要はないが、供給するインクは、画像記録用インクジェットヘッドとは異なり、紫外線を照射すると瞬時に硬化するＵＶ硬化性インクが採用されている。このインクは、アクリル等からなる透明インクであり、ノズルから噴出される液滴量をコントロールすることで、用紙１０上のインク付着部分に適切なメニスカスを有したレンズ形状の屈折部を形成することができる。
【００３６】
立体視のために必要な光学素子は、画像記録された用紙１０に重畳した透明フィルム１００の表面上にインクジェットヘッド３０により図３及び図４に示されるように形成される。図３には、カラーインクにより形成された画像５０の表面に透明フィルム１００が重畳され、透明フィルム１００上にレンチキュラーレンズ５１が形成されてレンチキュラーシート１２０が形成される様子が示されている。また、図４には、ＵＶ硬化性インクがインクジェットヘッド３０から透明フィルム１００上に噴出されてレンチキュラーシート１２０が形成される様子が示されている。用紙１０上に形成された画像は、レンチキュラーシート１２０のレンチキュラーレンズ５１を介して立体画像として外部から認識される。
【００３７】
ここで、レンチキュラーシート１２０のレンチキュラーレンズ５１は、図３及び図４に示されるように用紙１０の搬送方向に沿って延出するように（レンチキュラーレンズ５１の長手方向が用紙１０の搬送方向に一致される。）インクジェットヘッド３０によって形成され、また、各レンチキュラーレンズ５１に対向して形成される画像５０の要素画像も搬送方向に対して略直交する方向（或いは斜めに交叉する方向に）後に説明する各要素画像を構成する視差画像が配列されるようにインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４によって形成される。換言すれば、後に述べる各視差画像は、搬送方向に沿って（或いは、搬送方向に対して斜めの方向に沿って）延出されるように形成される。
【００３８】
光学素子形成用のインクジェットヘッド３０の近傍には、図１及び図２に示されるように紫外線ランプユニット４０が配設されている。紫外線ランプユニット４０としては、３６５ｎｍを主波長とした水銀ランプを用いることができる。この紫外線ランプユニット４０によってインクジェットヘッドにより記録された光学素子は、レンチキュラーレンズとして固定化される。また、紫外線ランプユニット４０の搬送方向後段には、搬送ローラ１０２から供給された用紙１０及び透明フィルム１００を加熱処理によって貼り合わせるヒートローラ対１１０が配置されている。ヒートローラ対１１０は、用紙１０及び用紙１０上に重ねられた透明フィルム１００を挟み込む上下のローラから構成され、下側ローラの内部には、ハロゲンランプなどの加熱源が配置されている。下側ローラの表面温度は、温度検知素子(図示せず）によって検知されてハロゲンランプへの電力供給が制御されて下側ローラの表面温度が一定に維持される。より詳細には、下側ローラは、基体及び表面層から構成され。基体がアルミ中空パイプで形成され、この基体表面を被覆する表面層がシリコンゴム等で形成されている。下側ローラは、図示しない駆動機構で駆動され、一定速度で下側ローラが回転されることにより用紙１０及び透明フィルム１００が加熱されながら搬送される。ヒートローラ対１１０の上側ローラは、下側ローラに従動されて回転され、紫外光により半硬化されるレンチキュラーレンズが圧接により変形しないように、即ち、かまぼこ型のレンチキュラーレンズがつぶれないように、ゴム硬度の低いゴムローラで形成されている。また、レンチキュラーレンズは、ヒートローラ対１１０により十分にレンチキュラーレンズが硬化されるよう加熱される。更に、ヒートローラ対１１０による透明フィルム１００及び用紙１０の加熱により、透明フィルム１００の用紙表面側の熱可塑性樹脂が溶融されて用紙１０に接着されて透明フィルム１００と用紙１０とが確実に一体化された立体視シート（立体画像表示シート）が製造される。
【００３９】
図４に示すように光学素子形成用インクジェットヘッド３０によりレンチキュラーレンズが形成されるが、この形成工程では、配列されたノズル中から選定された特定ピッチ毎のノズルからＵＶ硬化性インク６０が連続的に噴出されるようインクジェットヘッドが制御されてシリンドリカルなレンズが形成される。図４には、ノズルが一列に配置されているインクジェットヘッド３０が示されているが、シリンドリカルなレンズ形状を与える為にノズルが複数列に亘って配置されている単一のインクジェットヘッド３０或いは複数のインクジェットヘッド３０が設けられても良い。インクの粘性に応じて複数回に亘ってインクをジェット噴射してレンズをシリンドリカル形状に成形することができる。インクが透明フィルム１００上にシリンドリカル形状に滴下された状態では、ＵＶ光が照射される前にあることから、インクが硬化されていない形状が不安定な状態にあり、形状をそのままに維持することができない虞がある。従って、インクジェットヘッド３０により形成されたインク滴は、直ちにＵＶ光が照射されて硬化することが好ましく、この観点から、紫外線ランプユニット４０は、光学素子形成用インクジェットヘッド３０のノズル内のインクを硬化させることなく、透明フィルム１００上のインク滴を即座に硬化させることができるように光学素子形成用インクジェットヘッド３０の近傍に配置されることが好ましく、また、ＵＶ光がインクジェットヘッド３０のノズル開口部を直接照射して、インクによる目詰まりなどを抑制するためＵＶ光がノズル開口部に向けられることを遮断する遮光部材(図示せず)が設けられることが好ましい。
【００４０】
図１に示される立体画像印刷装置は、図５に示すような駆動システムを備えている。このシステムにおいては、立体画像印刷装置の各部がメインコントローラ２０１によって制御される。即ち、メインコントローラ２０１からは、制御信号が駆動回路２０３に与えられ、駆動回路２０３からは、駆動信号がモータ駆動回路２０５に与えられてモータ駆動回路２０５によって各部のモータ２０４が駆動制御される。このモータ２０４の駆動制御に基づいてモータ２０４によって駆動されるピックアップローラ１２、搬送ローラ１３，１４、チャッキングローラ１６、搬送ベルト１５及びヒートローラ対１１０等が駆動制御される。これら用紙搬送機構に関係する駆動に限らず、インク検知に基づくインクの供給機構の駆動制御が同様に実行される。
【００４１】
また、このメインコントローラ２０１には、装置外のコンピュータ（PC)２００から画像情報信号が供給される。このコンピュータ（PC)２００は、印刷する画像データを保持して画像情報信号として出力している。このコンピュータ（PC)２００は、立体画像印刷装置が複写システムに適用される場合には、複写システムに格納されたコンピュータであっても良く、この観点からは、コンピュータ（PC)２００は、立体画像印刷装置に備えられても良く、コンピュータ（PC)２００の外部から画像情報信号がこのコンピュータ（PC)２００に入力されても良い。
【００４２】
メインコントローラ２０１からは、画像情報信号が画像処理回路２０２に供給されて１フレームを構成する立体画像表示用の要素画像或いはフレーム画像に変換される。この変換された要素画像或いはフレーム画像の各色成分映像信号がインクジエット制御回路２０７に供給される。また、ＰＣ２００からの立体画像表示シートの生成指示に基づいてメインコントローラ２０１からレンズパターン信号が画像処理回路２０２に与えられ、画像処理回路２０２において、要素画像或いはフレーム画像に対応したレンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズを形成するためのレンズ生成信号がインクジェット制御回路２０７に供給される。インクジェット制御回路２０７では、各色成分映像信号及びレンズ生成信号に基づいてインクジェット駆動回路８０を制御して各色成分映像信号及びレンズ生成信号に対応する駆動信号がインクジェット駆動回路８０からインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４及びインクジェットヘッド３０に供給される。従って、インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４が駆動され、インクが吐出されて用紙１０上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画点が形成されて画像が印刷される。また、インクジェットヘッド３０が駆動されて透明シート１００上にレンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズが用紙１０上に形成された画像に対応して形成される。
【００４３】
上述したシステムにおいては、インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４は、用紙１０が搬送される速度及びインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４の設置間隔から決定されるディレイ時間だけ駆動タイミングがずらされて駆動される。その結果、搬送される用紙１０上に各色の画点（ドット）が視差画像を形成するようにカラー画像が形成される。レンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズを形成するためのインクジェットヘッド３０も同様に画像形成用インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４と同様に駆動される。
【００４４】
インクジェットヘッド３０によりマイクロレンズアレイを形成する場合には、画像形成用インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４の設置位置と光学素子形成用インクジェットヘッド３０の設置位置から決定される離間間隔及び用紙１０が搬送される速度から決まるディレイ時間だけずらしてインクジェットヘッド３０が駆動され、形成されたカラー画像の所定のドット位置に対して正確にマイクロレンズの形成位置が合わされてマイクロレンズが形成される。また、用紙の搬送方向に延出されるレンチキュラーレンズの形成にあっては、必ずしも画像形成用インクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４と光学素子形成用インクジェットヘッド３０の駆動タイミングを正確に一致させることは必要ない。レンチキュラーレンズの形成においては、インクにより形成された画像位置をオーバラップするようにレンチキュラーレンズが形成されれば良く、夫々インクジェットヘッド駆動タイミングのディレイを決定すれば良い。
【００４５】
上述したように、立体画像印刷装置では、レンチキュラーレンズ５１が用紙搬送方向に沿って延出した形状に形成されているが、このようにレンチキュラーレンズ５１が形成されることによって、印刷最終工程において、ヒートローラ１１０でレンチキュラーレンズ５１が加熱されてもその形状を維持することができる。即ち、レンチキュラーレンズ５１を形成するＵＶ硬化インクは印刷工程においてＵＶランプの照射を受けても、完全硬化には至らず半固定状態にある。このＵＶ硬化インクは、ヒートローラ１１０により加熱して完全固定化を施すが、本実施例のようにレンチキュラーレンズ５１を用紙搬送方向に伸直するよう形成すれば図６（ａ）及び（ｂ)に示すようにヒートローラ１１０との接触部における接触圧力が複数のレンズに分散し、半固定状態のＵＶインクによるレンズ形状がつぶれずにその形状を維持することができ、レンチキュラーレンズ５１が良好な立体画像を作像することができる。
【００４６】
仮にこれと直交する方向にレンチキュラーレンズを形成した場合には、図７（ａ）及び（ｂ）に示すようにヒートローラ１１０の接触圧がレンズ一つ一つに集中し、レンズ形状が変形してしまい良好な立体画像を得ることができなくなる。
【００４７】
画像５０を立体視する為に透明フィルム１００上に多数のレンチキュラーレンズ５１を形成されている構造が立体画像表示シートに好適する理由について、図８及び図９を参照して説明する。ここで、図８は、透明フィルム１００上に多数のレンチキュラーレンズを形成した立体画像表示シートの構造を示し、図９は、比較例に係る透明フィルム１００とレンチキュラーレンズとが一体的に形成されている立体画像表示シートの構造を示している。
【００４８】
レンチキュラーレンズの光学特性を満足するためのレンズ形状は、次のようなディメンションを備えている。レンチキュラーレンズのピッチＰｅが大きいとレンチキュラーレンズの存在が意識され、また、画像の精細度が低下するため、この観点からはピッチＰｅは、できるだけ小さいほうが望ましい。一方、立体画像を滑らかに表示させるためには、一つのレンズに対向される要素画像内には、できるだけ多数の視差画像が記録される必要がある。従って、いたずらにレンチキュラーレンズのピッチを細かくしても、記録するインクジェットヘッドのプリント解像度に限界がある以上、レンチキュラーレンズのピッチには、制約が生じる。
【００４９】
既存インクジェットヘッドの解像力は、１インチ当たり１２００ドット程度が現実的であり、この場合、１ドットの大きさは、約０．０２１ｍｍとなる。レンチキュラーレンズのピッチＰｅは、０．５ｍｍ程度より小さくなるとレンズ間の境目によるスジが目立たなくなるため、これ以下のピッチが望ましい。これらのことを考慮して、本実施例では、レンズピッチＰｅを０．５ｍｍに近く設定することとし、１２００ｄｐｉインクジェットヘッドで形成することとして、レンチキュラーレンズのピッチＰｅをその整数倍にあたる０．５０４ｍｍとしている。即ち、２４ドットで１個のレンチキュラーレンズを形成することとしている。１ドットで１視差を表現することとすると１つのレンチキュラーレンズ内には２４視差の画像情報を記録することができる。このように設計の場合、レンチキュラーレンズの形状は、Ｐｅ＝０．５ｍｍ、ＨＬ＝０．１５ｍｍ及びＨｓ＝０．６ｍｍ程度の概算値のディメンションを有することとなる。透明フィルム１００の厚みＨｓは、０．６ｍｍに設定される。また、レンチキュラーレンズ５１のレンズ高ＨＬは、０．１５ｍｍに設定される。
【００５０】
比較例として、このようなディメンションを有するレンチキュラーレンズ５１及び透明フィルム１００を図９に示されるようにインクジェットヘッドから吐出されるＵＶ硬化特性を有するインクのみで形成する場合、透明フィルム１００に相当するだけの圧膜Ｈｓを形成する必要が生じる。レンチキュラーレンズ５１及び透明フィルム１００をインクジェットヘッドで形成するには、多量のインクが必要とされ、また、吐出した表面にレンズ形状を形成することが必要とされる。従って、非常に難度の高いプリンティング技術が要求される。この比較例のように、レンチキュラーレンズ５１のみならず、透明フィルム１００をもインクジェットヘッドで形成することは現実的でなく、上述したように、予め用意した透明フィルム１００上にレンチキュラーレンズ５１を形成することが実際的な立体視シート（立体画像表示シート）の製造に適している。
【００５１】
尚、本実施例では、シリンドリカルなレンズがアレイ状に配列されたレンチキュラーレンズが採用され、一方向(例えば、左右の水平方向)にのみに視差が与えられている立体画像が表示される。従って、既に述べたように要素画像には、一方向(例えば、左右の水平方向)のみの視差画像が水平方向に配列される。
【００５２】
水平及び垂直の２方向(上下、左右)に亘って立体画像を表示させることも可能である。２方向に亘る立体画像の表示では、要素画像内に２方向に亘る視差画像が水平並びに垂直方向に配列され、また、シリンドリカルレンズに代えてマイクロレンズ（フライアイレンズ）が形成される。このマイクロレンズ（フライアイレンズ）にあっても、光学素子形成用インクジェットヘッドによって形成することができる。シリンドリカルレンズを形成する際には、上述したように連続的にＵＶ硬化性インクが噴出されているが、インクが断続的に噴出されることで等ピッチ間隔のマイクロレンズを形成することができる。
【００５３】
図１０及び図１１には、図１及び図２に示された立体視画像印刷装置の変形例が示されている。
【００５４】
図１０は、図１及び図２と同一構成で、図１及び図２に示したシステムを簡略化している。即ち、図１０に示す立体視画像印刷装置では、ロールフィルム１０１から透明フィルム１００が供給されず、カットシートとして用意された透明フィルム１００が図示しない透明フィルム供給部から、或いは、手差しでローラ１０４に供給されている。このようにカットシートとして透明フィルム１００が供給されることによってカッター１０３が不要とされ、装置自体が簡素化される。
【００５５】
図１１に示す立体視画像印刷装置では、図１０に示す装置と同様に透明フィルム１００がカットシートとして用意され、搬送ローラ１０６を介して搬送ベルト１５上に供給されている。この搬送ベルト１５は、図１に示す搬送ベルト１５とは異なり、透明フィルム１００の供給路の下方に印刷搬送路部１５−１が設けられ、また、透明フィルム１００の供給路の下流側にレンズ形成搬送路部１５−２が設けられている。印刷搬送路部１５−１には、搬送ベルト１５に対向してカラーインクを噴出するインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４が配置され、レンズ形成搬送路部１５−２には、搬送ベルト１５に対向して光学素子としてのレンチキュラーレンズを形成するインクジェットヘッド３０及び紫外線ランプユニット４０が配置されている
図１１に示された搬送ベルト１５の印刷搬送路部１５−１には、図１１には示されていない搬送ローラ１３，１４によって用紙１０が搬送され、印刷搬送路部１５−１でインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４によって用紙１０上に画像が形成される。この画像が形成された用紙１０は、レンズ形成搬送路部１５−２に向けて搬送方向を変更するベルトローラ１５−３上で透明シート１００に位置合わせされて用紙１０の上面に透明シート１００が重ね合わされる。印刷搬送路部１５−１においては、用紙１０上に載置された透明シート１００には、インクジェットヘッド３０によってレンチキュラーレンズが形成され、このレンチキュラーレンズが紫外線ランプユニット４０からの紫外線で固化される。このレンチキュラーレンズが形成された透明シート１００は、用紙１０とともにヒートローラ対１１０に供給されて用紙１０及び透明フィルム１００が加熱されて両者が一体化される。この図１１に示された装置は、図１０に示す装置と同様にカッター１０３が不要とされ、装置自体を簡素化することができる。
【００５６】
次に、上述した工程によって形成される立体画像表示シートを外部から視認することによって立体画像を観察することができるＩＰ方式における表示原理について図１２〜図１５を参照して説明する。ここで、図１２〜図１５に示されたＩＰ方式では、光線制御素子としてレンチキュラーシート１２０が用いられていることから、レンチキュラーシートの配列方向、例えば、水平方向の面内で立体視することができ、レンチキュラーシートの延出方向、例えば、垂直方向の面内では、立体視することができない一次元ＩＰ方式であることに注意されたい。
【００５７】
図１２は、立体画像表示シートを概略的に示す斜視図である。用紙１０には、前述したようにインクジェットヘッド２０−１、２０−２、２０−３、２０−４で各色の画点が高精細で印刷されて多数の要素画像が印刷されている。ここで、要素画像は、視差画像が配列されて構成され、各要素画像は、光線制御素子としてのレンチキュラーシート１２０の各レンチキュラーレンズに対向されるように形成され、各要素画像が対応するレンチキュラーレンズによって観察者側に投影される。ＩＰ方式では、観察者は、予め定められ、略全ての要素画像が投影されている視域内から立体画像表示シートを観察して正しい立体画像を観察することができる。視域内のある観察者位置４４では、水平画角４１及び垂直画角４２の範囲で立体画像表示シートを観察することとなり、この範囲で要素画像内の視差画像が観察者の目に向けられる。従って、立体画像表示シートの前面及び背面の近傍に立体画像が仮想的に形成され、この立体画像が観察される。ＩＰ方式では、観察者が視域内で観察位置４４を連続的に変更しても観察位置の変更前の立体画像とは異なる立体画像を連続的且つスムーズに観察することができる。ここで、観察位置４４の変更に伴い要素画像中の異なる視差画像が次々に観察されて立体画像が観察される。
【００５８】
図１３は、光線制御素子として透明フィルム１００上に多数のレンチキュラーレンズ５１を印刷して作られたレンチキュラーシート１２０を示している。水平ピッチＰｅは、要素画像内の視差画像の配列方向に一致する方向におけるピッチである。レンチキュラーレンズ５１は、１次元ＩＰでは、垂直方向（縦方向）に延出されている。ここで、モアレを減少する為にレンチキュラーレンズ５１は、垂直方向でなく、垂直方向に対して斜めの方向に延出されても良い。
【００５９】
図１４（ａ）〜（ｃ）は、図１２に示した立体画像表示シートを基準にして垂直面内及び水平面内における光線再生範囲を概略的に示す展開図である。図１４（ａ）は、立体画像表示シートの正面図、図１４（ｂ）は、立体画像表示シートからの光線軌跡を示す平面図及び図１４（ｃ）は、立体画像表示シートの側面内における光線軌跡を示す側面図を示している。
【００６０】
図１４（ｂ）において、光線制御素子としてのレンチキュラーシート１２０と視距離面４３との間の視距離Ｌ、視距離Ｌ上の視域幅Ｗ及びシート１２０の厚みＨｓに相当する光学ギャップｄが定められれば、レンズ主点を介して視域幅Ｗが用紙１０上に投影された間隔として要素画像の水平ピッチＰｈが決定される。ここで、ＩＰ方式にあっては、光学ギャップｄは、レンチキュラーレンズ５１の焦点距離に定められ、レンチキュラーレンズ５１の焦点が用紙１０上に位置されている。符号４６は、視点位置と各レンズ中心とを結ぶ線を示し、視域幅Ｗは、用紙１０の面上で要素画像同士が重なり合わないという条件から決定され、立体画像の表示に寄与する要素画像が視距離Ｌ上の視域面で互いに重ね合わされるように投影される関係にある。ここで、視域は、立体画像の表示に寄与する要素画像が全て投影される空間として規定され、視域幅Ｗ及び視距離Ｌで規定される。平行光線の組を持つ条件の１次元ＩＰ方式にあっては、要素画像の水平ピッチＰｈの平均値が用紙１０上に形成される画点の水平ピッチの整数倍或いはこの整数倍よりわずかに大きく設定され、かつ、レンチキュラーレンズ５１の水平ピッチＰｅが画素（画点）の水平ピッチの整数倍に等しく定められている。ここで、平行光線の組を持つ条件とは、要素画像からこの要素画像に対向するレンチキュラーレンズを介して射出される複数の光線の夫々は、他の要素画像からこの他の要素画像に対向するレンチキュラーレンズを介して射出される複数の光線の夫々に平行な関係にあり、複数のレンチキュラーレンズの夫々からは、互いに平行な関係で光線が観察者側に向けられていることを意味している。この関係は、レンチキュラーレンズ５１の水平ピッチＰｅが光点としての画素(画点）の水平ピッチの整数倍に等しく定められている関係から成立している。
【００６１】
図１５は、図８に示した一次元ＩＰ方式の立体画像表示シートの一部分を概略的に示す斜視図である。要素画像４８が印刷された用紙１０の前面にシリンドリカルレンズアレイ（レンチキュラーシート）１２０が配置されている様子を示している。図１５に示されるように用紙１０の表面には、縦横比が３：１の画点３４が横方向及び縦方向に夫々直線状にマトリクス状に配置され、各画点３４は、イエロー（Y）、マゼンタ（M）、シアン（C）及びブラック（K）のインクで印刷される。この配列は、一般にモザイク配列と呼ばれる。画点ピッチＰｐを有する画点３４の形状が矩形状であるとすると、１８列６行の画点３４で要素画素が構成される。画点のサイズは、この例では、列方向３Ｐｐ及び行方向Ｐｐのサイズを有するように形成され、１つの要素画像が列方向１８（３×６）Ｐｐ及び行方向１８Ｐｐのサイズに形成される。また、ＩＰ方式に係るシリンドリカルレンズ５１のピッチは、要素画像のピッチ１８Ｐｐに等しく形成され、各要素画像には、行方向の画点毎に視差画像が与えられていることから、１８視差の視差画像が配分される。このような表示シートの構造では、要素画像が１０８画点からなることから、水平方向に１８視差を与える立体画像の表示が可能となる。
【００６２】
ＩＰ方式においては、要素画素の各画点には、視差画像が配分されているが、水平方向の行方向に沿って異なる視差画像が配分されて要素画像を形成している。視差画像は、視距離Ｌ上に配置された複数のカメラで撮影された複数の画像の夫々から切り出された画像に相当している。即ち、水平方向に配列された複数のカメラに撮影番号或いはカメラ番号を付して表示対象を撮影している場合を想定すると、同一の撮影番号或いはカメラ番号の画像から複数の視差画像が切り出されて異なる要素画像に配分され、要素画像が複数の異なる撮影番号或いはカメラ番号の視差画像で構成される。このように構成された要素画像が視域に投影されて立体画像が視域に表示される。
【００６３】
尚、図示しない多眼方式の立体画像の表示光学系にあっては、観察者の両眼に向けて左右で異なる視差画像がレンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズで収束されている。従って、観察位置を定める視距離面Ｌ上でしか立体画像を観察できず、また、この視距離面上に飛び飛びの間隔を空けて観察位置が設定される。通常、多眼方式では、視差画像の水平ピッチＰｈが用紙１０上に形成される画点の水平ピッチの整数倍に等しく、かつ、レンチキュラーレンズ５１の水平ピッチＰｅが画点の水平ピッチの整数倍よりわずかに小さく定められる。従って、ＩＰ方式の為に印刷される画像と多眼方式の為に印刷される画像とは明らかに異なる画像として用紙１０上に形成される。
【００６４】
従来のカラーインクによる印刷画像に別工程で製造されたレンチキュラーレンズシートを張り合わせる立体視画像印刷方式と比較すると、本発明の実施例に係る上述した立体画像表示シートを製造する方法では、カラーインクによる印刷画像とレンチキュラーレンズ等の光学素子との位置精度をきわめて高くすることができる。特に、同一の用紙表面に同一仕様のインクジェットヘッドで画像と光学素子を形成することができ、夫々の相対位置精度をμｍオーダーにまで高めることが容易に可能となる。
【００６５】
立体表示の為の画像の形成（印刷）にあっては、画像長さなどの絶対値を精度高く形成するに比べて、立体画像画質を高めるために印刷画像と光学素子（レンチキュラーレンズ）の相対位置を高めることが重要とされていることから、上述した立体画像シートを製造する方法による効果が大きい。また、光学素子をインクジェットヘッドにより形成するため、任意の位置並びに面積にすることが可能となる。例えば、用紙上の特定の部分にのみ立体画像を形成し、それ以外の領域には通常の印刷画像とすることも可能である。
【００６６】
次に、多重分割時間による微細ドットを用紙１０上に形成して視差画像数を増加することができるこの発明の他の実施例に係るインクジェット印刷方法について以下に説明する。
【００６７】
上述したように、レンチキュラーレンズあるいはマイクロレンズアレイにより立体視画像を表示することができるＩＰ方式においては、１つのレンチキュラーレンズ或いはマイクロレンズに対向する要素画像に多数の視差画像を記録するほど滑らかな立体画像が得られる。上述した実施例においては、レンズピッチを０．５０４ｍｍとして１２００ｄｐｉの解像度を有するインクジェットヘッドで記録する例を説明したが、以下の実施例に係る印刷方法では、２４視差の画像を記録することが可能となる。
【００６８】
ＩＰ方式において、立体画像の精細度を向上するためには、レンズピッチを精細化することが望ましく、実質的には０．３ｍｍ程度より小さくすると目視でレンズの存在が認められない画像を実現することが可能となる。しかしながら、インクジェットヘッドのノズルサイズを微細化することには製造上の限界があり、レンズピッチをいたずらに微小化しても１レンズ内に記録できる視差画像の数が減少し、滑らかな立体画像を得ることが困難となる。即ち、レンズピッチを精細化して高精細な立体画像を記録しようとしても、記録できる視差画像の数が減少してしまうため、滑らかな立体画像にならないという問題がある。下記に説明する実施例に係る印刷方法によれば、このような問題を解決することができ、更なる高精細立体画像を形成することができる。
【００６９】
以下の実施例のインクジェット印刷方法では、２次元ＩＰ方式（水平方向のみならず、垂直方向においても立体視可能な方式）における立体画像の表示の為のマイクロレンズアレイ７０を光学素子として用いる場合について説明するが、１次元ＩＰ方式の為に多数のレンチキュラーレンズ５１が形成されるレンチキュラーシートに適用できることは明らかである。
【００７０】
図１６に示されるようにインクジェット記録ヘッド３０によりマイクロレンズアレイ７０が形成される。図１６におけるマイクロレンズアレイ７０の形成方式は、図４を参照したレンチキュラーレンズ５１の形成方法と実質的に同一であるので、その詳細は、図４の説明を参照されたい。但し、レンチキュラーレンズ５１は、インクが連続吐出されて形成されるに対してマイクロレンズアレイ７０は、インクが間欠的に吐出されて形成される点が相違する点に注意されたい。
【００７１】
以下の実施例の説明では、説明を簡単にするために、図１７に示されるようにインクジェットヘッド３０の４つのノズル７２により１つのマイクロレンズ７０が形成されると仮定する。また、要素画像内の画点(ドット）７４も同様の構造のインクジェットヘッド２０−１〜２０―４で描かれるとすると、１つのレンズ７０に対向する要素画像内に記録できる視差画像は、４つのノズル７２で描かれる４画点で構成されることから、縦及び横（行列）に沿って４視差の画点が描かれることとなる。ここで、図１７では、１つのマイクロレンズ７０に対向する要素画像内に縦及び横（行列）に沿って４視差の画点７４が用紙１０に印刷されている様子が模式的に示され、説明の便宜上、インクジェットヘッド３０及びインクジェットヘッド２０−１〜２０―４のノズルが符号７２で示されている。また、図１７には、１つのノズル７２で１画点(ドット）を描く時間期間をＴｎで示し、この期間で定められるタイミングで各ノズル７２からインクが吐出されて１画点（ドット）が描かれることを示している。通常は、次々にノズル７１が作動されて４視差の画点が４Ｔｎの期間で描かれ、また、４Ｔｎの期間に１つのマイクロレンズ７０が形成される。
【００７２】
このような動作に対して、図１８に示す実施例では、縦方向（用紙搬送方向）の視差画像数を増加することを可能とするため、インクジェットヘッド２０−１〜２０―４の駆動時間Ｔｎを時分割、図示の例では、３分割してヘッドノズル７２から吐出するインクドロップを微細化し、且つ、ドット形成位置をずらして形成している。即ち、インクジェットヘッド３０は、上述したと同様に次々と駆動時間Ｔｎで駆動されて４Ｔｎの期間に各マイクロレンズ７０が形成されている。これに対して、インクジェットヘッド２０−１〜２０―４は、夫々駆動時間Ｔｎ／３で駆動されて横方向（用紙搬送方向に対して直交する方向）に延びた画点（ドット）７６が形成されている。従って、縦方向（用紙搬送方向）には、要素画像内に３×４画点７６が形成され、図１７に示される画点に比べて要素画像内に３倍の画点が形成され、３倍の１２視差数が同一の要素画素に与えられている。即ち、１つのマイクロレンズ７０内に縦１２ドット、横４ドットのドットを形成することが可能となる。従って、縦方向の視差情報を従来方式の３倍にすることができる。このようにインクドロップの微細化及びドット形成位置の変更によって複数の微小ドット７６を形成して視差画像情報を増加することができ、立体画像表示における解像度を向上することができる。
【００７３】
尚、横方向（用紙搬送方向に対して直交する幅方向）の画点（ドット）は、ヘッドノズル７２の幅で定まることから、横方向は、ヘッドノズル７２の制約により、画点サイズが変わらず、横方向に延出された画点に形成されている。ここで、縦方向（用紙搬送方向）は、左右の目の方向（水平方向）に相当するように立体画像が観察されることが好ましい。一般に観察者が立体視する際には、上下動(垂直方向の動き）よりも水平方向（左右方向）の動きが大きい。従って、水平方向（左右方向）に相当する縦方向（用紙搬送方向）における視差数が増加される方が観察者にとってより違和感のない立体画像を観察することが可能となる利点がある。従って、描かれる印刷画像は、画像の水平方向が用紙搬送方向となることが好ましい。
【００７４】
図１９は、図１８に示す微小ドット７６を形成するインクジェットヘッド２０−１〜２０―４のインクジエットノズル７２を駆動するインクジェット駆動回路８０のブロック図を示している。この図１９において、各インクジェットノズル７２は、駆動部、例えば、圧電素子７２−１〜７２−ｎでインクの吐出が制御される。この駆動部７２−１〜７２−ｎは、夫々ノズル駆動回路８２―１〜８２−ｎからの駆動信号でインク吐出量並びにインク吐出のオン／オフが制御されている。ノズル駆動回路８２―１〜８２−ｎには、ノズル制御回路８４−１〜８４−ｎからノズル制御タイミング信号（Pdrv）が入力され、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）に同期して駆動信号を生成している。ノズル制御回路８４−１〜８４−ｎは、インクジェット制御回路２０７からのアドレス信号（address）の入力に応じてアドレス指定されてアクティブとされ、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）を出力する。従って、画像を形成する画点を形成する際には、このアドレス信号（address）で指定されたノズル制御回路８４−１〜８４−ｎがアクティブとされて対応するノズル７２からインクが吐出される。
【００７５】
ノズル制御回路８４−１〜８４−ｎの夫々には、インクジェット制御回路２０７からノズルを所定期間Ｔ０の間吐出させるためにインクジェット制御回路２０７をイネーブルとするファイア信号（Fire）が入力され、また、ファイア信号（Fire）が入力されている間各ノズル７２からの突出タイミングを決定するビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）がインクジェット制御回路２０７から入力されている。
【００７６】
どのノズルからインクを吐出するか指定するアドレス信号（address）、吐出信号であるファイア信号（Fire）及び各ノズル突出タイミングを決定するビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）は、夫々時間同期するようインクジェット制御回路２０７で制御信号として生成される。アドレス信号（address）で指定されたノズル制御回路８４−１〜８４−ｎでは、図２０（ａ）に示すファイア信号（Fire）が入力されている期間Ｔ０に図２０（ｃ）〜（ｅ）に示すあるビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）のパターンが入力されると、このビット信号のパターンに応じて図２０（ｂ）に示すノズル制御タイミング信号（Pdrv）がそのノズル制御回路８４−１〜８４−ｎから出力される。
【００７７】
図２１（ａ）〜（ｈ）は、ビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）のパターン、発生されるノズル制御タイミング信号（Pdrv）及びこのノズル制御タイミング信号（Pdrv）で形成される画点７６の関係を示している。図２１（ａ）〜（ｈ）において符号８８は、ノズル７２からインクが所定期間Ｔ０の間吐出され続けられて形成される画点の領域を示している。この領域８８は、図１７に示す画点７４の領域に相当し、図１８を参照した説明において時分割無しで形成される画点に相当している。
【００７８】
ビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）のパターン、発生されるノズル制御タイミング信号（Pdrv）及びこのノズル制御タイミング信号（Pdrv）で形成される画点７６は、下記のような関係となる。ここで、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）は、期間Ｔ０内において第１、第２及び第３パルスが発生されていることから、以下の説明では、第１、第２及び第３パルスと称して説明する。
【００７９】
図２１（ａ）に示されるようにビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）が全て零のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）が発生されない。図２１（ｂ）に示されるようにビット信号（Bit0）が“１“でビット信号（Bit1, Bit2）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第１パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向先頭の第１の画点７６のみが形成される。図２１（ｃ）に示されるようにビット信号（Bit1）が“１“でビット信号（Bit0, Bit2）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第２パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向先頭から第２番目の画点７６のみが形成される。図２１（ｄ）に示されるようにビット信号（Bit2）が“１“でビット信号（Bit0, Bit1）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第３パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向先頭から第３番目の画点７６のみが形成される。図２１（ｅ）に示されるようにビット信号（Bit0, Bit1）が“１“でビット信号（Bit2）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第１及び第２パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向沿って第１及び第２番目の画点７６が形成される。図２１（ｆ）に示されるようにビット信号（Bit1, Bit2）が“１“でビット信号（Bit0）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第２及び第３パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向沿って第２及び第３番目の画点７６が形成される。図２１（ｇ）に示されるようにビット信号（Bit0, Bit2）が“１“でビット信号（Bit1）が“０“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第１及び第３パルスのみが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向沿って第１及び第３番目の画点７６が形成される。そして、図２１（ｈ）に示されるように全てのビット信号（Bit0, Bit1, Bit2）が“１“のパターンでは、ノズル制御タイミング信号（Pdrv）には、第１、第２及び第３パルスが発生される。従って、領域８８内では、搬送方向沿って第１、第２及び第３番目の画点７６が全て形成される。
【００８０】
以上のようにビット信号（Bit0，Bit1, Bit2）のパターンによりノズル制御タイミング信号（Pdrv）の時間タイミングが変更され、これに応じてインク吐出位置も変更される。図２１（ａ）〜（ｈ）に示されるように微細ドット７６の位置の組み合わせを８通りに変化させることが可能で、１ノズルによって３視差画像を形成することが可能となる。従って、図１８に示すドット形成を実現することができるようになり、縦方向にインクジェットヘッドノズルを３分割することができる。即ち、１レンズ内に縦方向１２視差画像、横方向４視差画像を形成することで、より滑らかな立体画像形成を実現することができるようになる。このようにレンズピッチを小さくして画質を精細化すると同時に視差画像数を減らさず、滑らかな立体画像を得ることが可能となる。
【００８１】
本実施例では１色画像について説明したが、カラー画像を形成する場合も同様にすればよく、それぞれの単色ドットを重ね合わせればよい。
【００８２】
尚、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００８３】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
光学素子そのものも印刷技術により形成し、印刷画像と光学素子の位置精度向上による画質改善を図り、また、光学素子の準備を不要とした簡素な立体画像印刷装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１０．．．用紙、１１．．．用紙カセット、１２．．．ピックアップローラ、１５．．．搬送ベルト、２０．．．インクジェットヘッド（画像作成用）、２１．．．インクタンク、３０．．．インクジェットヘッド（光学素子形成用）、３１．．．インクタンク、４０．．．紫外線ランプユニット、４１．．．水平方向の視角、４２．．．垂直方向の視角、４３．．．視距離面、４４．．．観察者の想定位置、４６．．．視点とレンズ主点を結ぶ線、１００．．．レンチキュラーシート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状記録媒体を搬送方向に沿って搬送する第１の搬送部と、
この搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記形成画像からの光線を制御して立体画像を可視可能とする光線制御素子が形成されるシート状透明媒体を前記第１の搬送部に搬送し、前記透明媒体を前記記録媒体上に重ね合わせる第２の搬送部と、
前記第１の搬送部上で前記透明媒体に前記光線制御素子を前記搬送方向に延出するように形成する素子形成部と、
前記記録媒体とともに前記搬送方向に搬送される前記透明媒体を前記光線制御素子上から付与された圧着力で前記記録媒体に圧着して固定する圧着部と、
を具備することを特徴とする立体画像印刷装置。
【請求項２】
前記光線制御素子は、シリンドリカルレンズアレイであることを特徴とする請求項1の立体画像印刷装置
【請求項３】
シート状記録媒体を搬送方向に沿って搬送する第１の搬送部と、
前記搬送方向に対して略直交する方向に配列された複数のノズルを備え、前記搬送される記録媒体に前記複数のノズルからインクを吐出して視差画像を形成するインク吐出部と、
前記記録媒体に形成されるべき画像に従って前記搬送に同期して前記インク吐出部を駆動制御する駆動制御部であって、前記ノズルの駆動周期を時分割して駆動し、前記ノズルの配列方向に比べて前記搬送方向で微細化されたインク画点で前記視差画像を形成させる駆動制御部と、
前記視差画像からの光線を制御して立体画像を可視可能とする光線制御素子が形成されるシート状透明媒体を前記第１の搬送部に搬送し、前記透明媒体を前記記録媒体上に重ね合わせる第２の搬送部と、
前記第１の搬送部上で前記透明媒体に前記光線制御素子を形成する素子形成部と、
前記記録媒体とともに前記搬送方向に搬送される前記透明媒体を前記記録媒体に圧着して固定する圧着部と、
を具備することを特徴とする立体画像印刷装置。
【請求項４】
前記光線制御素子は、マイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項1の立体画像印刷装置。
【請求項５】
前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、前記視差画像で構成される要素画像に対向され、この要素画像は、前記搬送方向では、前記ノズルの配列方向に比べて多数の視差画像が配列されていることを特徴とする請求項４の立体画像印刷装置。
【請求項１】
シート状記録媒体を搬送方向に沿って搬送する第１の搬送部と、
この搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記形成画像からの光線を制御して立体画像を可視可能とする光線制御素子が形成されるシート状透明媒体を前記第１の搬送部に搬送し、前記透明媒体を前記記録媒体上に重ね合わせる第２の搬送部と、
前記第１の搬送部上で前記透明媒体に前記光線制御素子を前記搬送方向に延出するように形成する素子形成部と、
前記記録媒体とともに前記搬送方向に搬送される前記透明媒体を前記光線制御素子上から付与された圧着力で前記記録媒体に圧着して固定する圧着部と、
を具備することを特徴とする立体画像印刷装置。
【請求項２】
前記光線制御素子は、シリンドリカルレンズアレイであることを特徴とする請求項1の立体画像印刷装置
【請求項３】
シート状記録媒体を搬送方向に沿って搬送する第１の搬送部と、
前記搬送方向に対して略直交する方向に配列された複数のノズルを備え、前記搬送される記録媒体に前記複数のノズルからインクを吐出して視差画像を形成するインク吐出部と、
前記記録媒体に形成されるべき画像に従って前記搬送に同期して前記インク吐出部を駆動制御する駆動制御部であって、前記ノズルの駆動周期を時分割して駆動し、前記ノズルの配列方向に比べて前記搬送方向で微細化されたインク画点で前記視差画像を形成させる駆動制御部と、
前記視差画像からの光線を制御して立体画像を可視可能とする光線制御素子が形成されるシート状透明媒体を前記第１の搬送部に搬送し、前記透明媒体を前記記録媒体上に重ね合わせる第２の搬送部と、
前記第１の搬送部上で前記透明媒体に前記光線制御素子を形成する素子形成部と、
前記記録媒体とともに前記搬送方向に搬送される前記透明媒体を前記記録媒体に圧着して固定する圧着部と、
を具備することを特徴とする立体画像印刷装置。
【請求項４】
前記光線制御素子は、マイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項1の立体画像印刷装置。
【請求項５】
前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、前記視差画像で構成される要素画像に対向され、この要素画像は、前記搬送方向では、前記ノズルの配列方向に比べて多数の視差画像が配列されていることを特徴とする請求項４の立体画像印刷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−２３７３１８（Ｐ２０１０−２３７３１８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８３３４６（Ｐ２００９−８３３４６）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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