JPH0356638B2

JPH0356638B2 -

Info

Publication number: JPH0356638B2
Application number: JP58018743A
Authority: JP
Priority date: 1983-02-07
Filing date: 1983-02-07
Publication date: 1991-08-28
Also published as: JPS59143122A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、入出力走査装置に関し、特に電子文
書プロセツサなどに用いられる、一体的に構成さ
れた入出力走査装置に関する。

（従来の技術）フアクシミリ送受信、コンピユータプリンテイ
ング、および文書の編集および記録を含む、さま
ざまな文書処理機能を行ないうる電子文書プロセ
ツサを発展させるために、これまで多くの努力と
投資とが行なわれてきた。基本的な目標の一つ
は、そのような電子文書処理能力を、通常用いら
れている静電複写能力と、効率的かつ経済的に組
合せることであつた。これについては、T.Fisli
による「Multi−Purpose Optical Data
Processor」と題する出願に対し、1980年12月30
日公布された米国特許第4241990号、および本発
明と同時係属の出願であり、かつ同一譲受人に譲
渡されている、1981年８月５日出願のT.Fisliに
よる「Multi−Funcction Document Processor」
と題する米国特許出第290136号を参照されたい。

公知のように、個々にアドレスしうる複数の電
極をもつた電気−光学的素子は、電気−光学的ラ
インプリンテイング用の多ゲート光弁として使用
されうる。これについては、A.Sptegue外による
「TIR Electro−Optic Modulator with
Individually Addressable Electrodes」と題す
る出願に対し、1981年８月４日公布された米国特
許第4282904号を参照されたい。また、
Electronic Design，July19，1979、pp.31−32に
所属の「Light Gates Give Data Recoder
Improved Hardcopy Resolution」，および
Machine Design，Vol.51，No.17，July26，
1979，p62に所載の「Polarizing Filtere Plot
Analog Waveforme」、およびDesizh News，
February4，1980，pp.56−57に所載の「Data
Recorder Eliminates Problem of Linearity」
を参照されたい。

実際、そのような光弁の発展および電気−光学
的ラインプリンテイングに対する光弁の応用にお
いては、著しい進歩が行なわれた。例えば、本出
願と同時係属の出願であり、かつ同一譲受人に譲
渡されている、1980年９月17日出願のR.A.
Spragueによる「Electro−Optic Line Printer」
と題する米国特許出願第187911号には、直列入力
データ流によつて表わされる画像が、従来技術の
光源によつて証明された多ゲート光弁を用いるこ
とにより、標準的な感光性記録媒体状上にプリン
トされることが開示されている。この開示は、主
として光源に必要な出力を最小にするための入力
データのサンプルホールド技術を掲示している点
で注目に値する。さらに、本出願と同時係属の出
願であり、かつ同一譲受人に譲渡されている、
1980年９月17日出願のW.D.Turnerによる
「Proxinty Coupled Electro−Optic Devices」
と題する米国特許出願第187936号には、多ゲート
光弁の諸電極および電気−光学的素子は、「近接
結合」を実現するために互いに圧接されるか、ま
たはいつしよに堅固に保持された、物理的に別個
の要素をなしうることが示されている。もう一つ
の本出願と同時係属の出願であり、かつ同一譲受
人に譲渡されている、1980年９月17日出願のR.
A.Spregue外による「Intergrated Electronics
for Proximity Coupled−Optic Devices」と題
する米国特許出願第188171号には、もし、例えば
VLSシリコン電極駆動回路の金属被複層を適宜
にパターン処理することによつて諸電極を形成す
れば、典型的な近接結合多ゲート光弁の多数の電
極に対し必要な電気接続を行なうことは、比較的
容易であることが示されている。もう一つの本出
願と同時係属の出願であり、かつ同一譲受人に譲
渡されている、1980年９月17日出願のW.D.
Turner外による「Differential Encoding for
Field Responsive Electro−Optic Line
Printers」と題する米国特許出願第187916号に
は、もし入力データが差動的にエンコードされれ
ば、一定の解像度のラインプリンテイングのため
に多ゲート光弁に必要とされる電極数は1/2に減
少せしめられることが示されている。

（発明の要約）本発明においては、上述の形式の多ゲート光弁
が、電子文書処理などに用いるための一体的に構
成された入出力走査装置を与えるように配置され
る。この目的のために、入出力走査装置は、光に
対して透明な電気−光学的素子と；光検出器のア
レイと；個々にアドレス可能な電極のアレイと；
前記光検出器と、前記電気−光学的素子の横方向
に分散配置された複数の中心線上に沿つて該電気
−光学的素子の縦方向に延び、該電気−光学的素
子に隣接し、かつ、互いに離間して配置された前
記電極と、を支持する基板と、前記電気−光学的
素子の横方向にコリメートされた光ビームを前記
電気−光学的素子を介して実質的に縦方向に送る
手段と；前記被複写物の像を前記光検出器アレイ
上に、前記光ビームとは実質的に独立に結ばせ、
以て前記光検出器をして前記被複写物の情報内容
を表わす前記第１群のデータサンプルを発生せし
める手段と；前記第２群のデータサンプルを前記
電極上に印加し前記光ビームを前記絵素に応じて
空間的に変調する手段と；前記変調された光ビー
ムを前記記録媒体上に合焦点せしめ前記像に応じ
て前記記録媒体を露光する手段と、を含む。

このような構成により、出力走査においては、
シート状の光ビームが電気−光学的素子をほぼ縦
方向に通つて送られ、諸電極に印加されたデータ
に応じて空間的に変調される。読取用光学装置
が、光ビームの空間的な同位相波面変調または偏
光変調を、記録媒体を露光させるためのそれに対
応して変調された強度分布に変換するようになつ
ている。一方、入力走査においては、電気−光学
的素子とは無関係に、または電気−光学的素子を
経て、被複写物が光検出器アレイ上に像形成され
る。入力像形成軸は、入力像と出力走査ビームと
の間に重大な混合が起こらないように選択され、
従つて入力走査機能と出力走査機能との間には、
もし起こるとしてもわずかな干渉しか起こらない
ようになつている。さらに、入力像形成が電気−
光学的素子を径て行なわれる場合には、入力像形
成軸は、光検出器アレイによつて検出される画像
の望ましくないひずみを避けるために、電気−光
学的素子の入射表面に対し実質的に垂直にされ
る。

（実施例）以下においては、本発明を図示されている実施
例についてある程度詳細に説明するが、本発明は
これらの実施例によつて限定されるものではな
い。むしろ逆に、以下の説明は、特許請求の範囲
によつて定めらめた本発明の精神および範囲内に
属する全ての改変、変更、および同等の装置にも
及ぶものであることを目的にしている。

第１図および第２図には、一体的に構成された
入出力走査装置１２を有する電子文書プロセツサ
１１が示されている（関係ある部分のみが示され
ている）。本発明においては、走査装置１２は、
光に対して透明な電気−光学的素子１３と、直線
形光検出器アレイ１４またはこれと同等な装置
と、個々にアドレスしうる電極１５Ａ〜１５Ｉ
（アレイ１４および１５は第４図に示されている）
と、を有する。好ましくは、光検出器アレイ１４
および電極アレイ１５は、VLSシリコン回路な
どの独立した基板１６上に支持され、電気−光学
的素子１３の縦方向表面１７のすぐ近くに保持さ
れる。例えば、基板１６は、矢印１８および１９
によつて示されているように電気−光学的素子１
３に押し付けられ、それによつて光検出器アレイ
１４および電極アレイ１５を表面１７に本質的に
当接させる。

入力走査のために、文書プロセツサ１１は原稿
文書などの被複射物２２を支持する透明プラテン
２１を備えており、動作に際してはこのプラテン
は図示されない装置によつて証明され、直線形光
検出器アレイ１４に対して矢印２３によつて示さ
れているように、ラインと直角な方向、すなわち
走査ピツチ方向（すなわち、電気−光学的素子１
３の縦方向）に、これもまた図示されていない装
置によつて前進せしめられる。さらに、被複写物
２２の相次ぐラインを電気−光学的素子１３を経
て光検出器アレイ１４上に結像せしめることによ
つて、光検出器１４Ａ〜１４Ｉ（第４図）をして
被複写物２２の情報内容を表わすデータサンプル
を発生せしめるための像形成レンズ２４が備えら
れている。図示されているように、入力走査装置
の光軸２５は、電気−光学的素子１３の１対の縦
方向を有する対向入射表面１７および２６に対し
て垂直にされ、それによつて電気−光学的素子１
３の画像歪曲効果が最小にされる。

出力走査またはプリント動作においては、シー
ト状にコリメートされた光ビーム３１が電気−光
学的素子１３を通してほぼ縦方向に送られる。光
ビーム３１は、レーザなどの適宜の光線（図示さ
れていない）から供給され、横方向に拡大されて
実質的に電気−光学的素子１３の幅全体を照明す
る（第３図）。電極１５Ａ〜１５Ｉに印加された
データは、電気−光学的素子１３の屈折率に局所
的な変動を与え、それによつて印加データに応じ
て、光ビーム３１の同位相波面または偏光状態を
空間的に変調する。従つて、入出力走査装置１２
は、光ビーム３１の位相変調または偏光変調をそ
れに対応して変調された強度分布に変換すること
により、感光性記録媒体３４上に焦合された強度
変調された光ビーム３１を与える読取光学装置３
２を備えている。動作に対しては、記録媒体３４
は、光ビーム３１に対してラインに直角な方向、
すなわちラインピツチ方向に、矢印３５で示され
ているように前進せしめられ、画像の相次ぐライ
ンにおける絵素を表わすダータサンプルの組が逐
次電極１５Ａ〜１５Ｉに印加される。このように
して、出力走査装置はラインプリンタとして機能
する。

電気−光学的素子１３は、光に対して透明なさ
まざまな電気−光学的材料の任意の１つから形成
される。現在、最も有望な電気−光学的材料は
LiNbO₃およびLiTaO₃であると考えられている
が、他にも考慮に値するものとしてBSN、
KDP、KD^XＰ、Ba₂NaNb₅O₁₅、およびPLZTが
ある。図示の実施例においては、入出力走査装置
１２は、出力走査においては内部全反射（TIR）
モードで動作せしめられる。従つて、例えば
LiNbO₃のＹ板結晶であることを適宜とする電気
−光学的素子１３は、光学的に研摩された相対向
する入力面３８および出力面３９を有し、また、
光学的に研摩された相対向する縦方向表面１７お
よび２６を有している。図示されているように、
結晶の縦方向表面１７は光ビーム３１を内部で反
射して、TIRモードの動作を実現する。

さらに詳述すると、TIRモードの動作において
は、光ビーム３１は電気−光学的素子１３の縦方
向表面１７に対して該表面と極めて小さい角（す
なわち、内部全反射を行なうための臨界入射角以
下の角）をなすように入射せしめられ、ほぼ電極
アレイ１５（第４図）の縦方向における中央線の
位置において、反射面１７上に（図示されていな
い位置によつて）くさび形に集束せしめられる。
従つて、光ビーム３１は、表面１７から内部全反
射され、その全反射の前後に、電極１５Ａ〜１５
Ｉによつて電気−光学的素子１３内へ結合せしめ
られた周辺部電界と相互作用する。容易にわかる
ように、図示の実施例における近接結合は、これ
らの電界を電気−光学的素子１３内に侵入させる
ために行なわれているのである。走査装置１２の
入力走査機能と出力走査機能との間には、もしあ
るとしても、わずかな干渉しかない。そのわけ
は、(1)光ビーム３１が入力画像と混合せず、(2)入
力画像の同位相波面変調または偏光変調が光検出
器１４Ａ〜１４Ｉ（第４図）によつて検出される
画像に影響を与えないからである。

ここでの説明においては、光ビーム３１の同位
相波面は、電極１５Ａ〜１５Ｉに印加されたデー
タによつて変調されるものと仮定される。従つ
て、Schlierenの中央暗視野または明視野形像形
成光学装置を用いて、光ビーム３１の空間的な同
位相波面変調が、それに対応して変調された強度
分布に変換され、また、記録媒体３４上に所望の
大きさの画像を得るために必要な倍率が実現され
る。さらに詳細に述べると、第１図および第３図
に示されているように、読出光学装置３２は中央
暗視野形光学装置であり、視野レンズ４１、中央
絞り部材（stop）４２、および結像レンズ４３を
備えている。視野レンズ４１は、電気−光学的素
子１７の出力面３９とストツプ４２との間に光学
的に整列せしめられ、変調させた光ビーム３１の
０次回折成分の実質的な全てをストツプ４２上に
集束させる。しかし、光ビーム３１の高次の回折
成分はストツプ４２の周囲で散乱し、結像レンズ
４３によつて集められ、強度変調された光ビーム
３３となつて記録媒体３４を露光させる。

もちろん、もし光ビーム３１が電気−光学的素
子１３に供給される前に（図示されていない装置
によつて）偏光せしめられていれば、その偏光状
態は電極１５Ａ〜１５Ｉに印加されたデータによ
り空間的に変調されることになる。その場合に
は、偏光分析器（これも図示されていない）を用
いて強度変調された光ビーム３３を作り出すこと
ができる。

第４図において、光検出器アレイ１４および電
極アレイ１５は、簡単さと信頼性を増大させるた
めに、好ましくはVLSIシリコン回路１６の構成
要素から成るものとされる。標準的なVLSI回路
構造技術を用いれば、この回路上に隣接して電荷
結合装置（CCD）またはホトダイオードの複数
のセル１４Ａ〜１４Ｉを整列形成することができ
る。さらに、この回路の金属被覆層を適宜にパタ
ーン形成して、個々にアドレス可能な電極１５Ａ
〜１５Ｉが画定される。図示されているように、
光検出器アレイ１４および電極アレイ１５は、
VLSI回路１６上において間隔をおいた平行な列
をなし、実質的に電気−光学的素子１３（第２
図）の幅全体にわたつて延長するように配置され
ている。通常、電極１５Ａ〜１５Ｉはそれぞれ約
10ミクロンの幅に作られ、電極間の間隙もほぼ同
じにされる。この特定の実施例においては、光検
出器セル１４Ａ〜１４Ｉと電極１５Ａ〜１５Ｉと
の数は等しく、電極１５Ａ〜１５Ｉはそれぞれ
個々にアドレス可能である。しかし、文書プロセ
ツサ１１を静電複写に用いる場合であつても、光
検出器セルと個々にアドレス可能な電極との数の
比として、殆ど任意の比を用いることができる。
さらに、個々のアドレス可能な電極１５Ａ〜１５
Ｉの間に接地平面電極（図示されていない）を挿
入することもできる。

もちろん、他の回路をVLSI回路１６の一部と
して含めるか、またはこれに接続することができ
る。例えば、図示されているVLSI回路１６は、
一体化された、または「搭載された」並列データ
プロセツサ５１を備えており、これによつて光検
出器セル１４Ａ〜１４Ｉから発生したデータサン
プルをデイジタルし、またこれらのサンプルを差
動的にエンコードして電極１５Ａ〜１５Ｉに印加
し、それによつて文書プロセツサ１１（第１図）
を静電複写モードで動作させる。関数発生器（図
示されていない）をデータプロセツサ５１内に組
込んで、差動的にエンコードされたデータに電子
的遮蔽関数を重ね合わせることにより、中間調の
プリントを作らせることもできる。データプロセ
ツサ５１が行なうさまざまな画像処理機能の説明
のために、以下においては、電極１５Ａ〜１５Ｉ
に印加されるデータサンプルを「処理ずみサンプ
ル」と呼ぶことにするが、この名称は、これらの
サンプルが何か特殊な変換を受けたことを意味す
るものではない。この実施例についてさらに説明
を進めると、別に設けられた直列データプロセツ
サ５２は、光検出器セル１４Ａ〜１４Ｉから直列
にシフトアウトされるデータサンプルを受け、こ
れらのデータサンプルをプロセツサ５１を経て電
極１５Ａ〜１５Ｉに印加する。直列データプロセ
ツサ５２は、並列データプロセツサ５１のデイジ
タル化機能、エンコード機能、および遮蔽機能を
行ないうるだけでなく、遠隔装置（図示されてい
ない）との通信も行ないうる。データプロセツサ
５１および５２の詳細は本発明の範囲外にある
が、そのわけは、画像処理技術に精通した者には
明らかなように、きわめて多様な装置が存在して
いるからである。もちろん、データプロセツサ５
１および５２が行ないうる画像処理機能を包括的
に列挙することは容易ではないが、それらの中に
はもちろん、実画像と人工画像とのデータ補間に
よる組合せ、および画像の増強が含まれている。

次に、第５図を参照すると、データサンプルの
直列流に応答して電極１５Ａ〜１５Ｉへ差動的に
エンコードされたデータサンプルを供給するため
に、入力サンプルをライン毎に差動的にエンコー
ドするための差動エンコーダ６１と、エンコード
されたデータサンプルを電極１５Ａ〜１５Ｉ上へ
波及（ripple）させるためのマルチプレクサ６２
とが示されている。制御装置６３は、エンコーダ
６１とマルチプレクサ６２を同期させて、エンコ
ード速度と波及速度（ripplerate）とを直列デー
タ流のデータ速度に整合させる。あるいは、これ
らの速度の変動を許容するために、データバツフ
ア（図示されていない）を用いてもよい。

これは定義上の問題であるが、画像のそれぞれ
のラインにおける第１サンプル以外の、それぞれ
の差動的にエンコードされたデータサンプルは、
前に差動的にエンコードされたサンプルの大きさ
とは、特定の入力データサンプルの大きさに対応
する量だけ異なつた大きさをもつている。画像の
それぞれのラインにおいて最初に差動的にエンコ
ードされるサンプルは、接地などの所定電位を基
準にされる。従つて、画像のあるラインのために
差動的にエンコードされたデータサンプルが電極
１５Ａ〜１５Ｉに印加される時、そのラインにお
ける全ての絵素は、それぞれの相隣る電極対の間
に現われる電圧降下の大きさによつて忠実に表わ
される。好ましくは、差動的にエンコードされた
データサンプルは２進デイジタルデータであるべ
きだが、差動的にエンコードされたアナログデー
タを電極１５Ａ〜１５Ｉに印加することもでき
る。

本発明には多くの改変がありうることは明らか
である。例えば、電極１５Ａ〜１５Ｉを光軸に対
してブラツグの角だけ傾けることも可能である
し、また、電極１５Ａ〜１５Ｉを結像レンズ４３
の入射瞳に向かつて集束するようにし、それによ
つてテレセントリツクでない像形成光学装置の使
用を可能にすることもできる。

以上の説明により、本発明が電子文書処理およ
びその他の応用に用いられる、小形で信頼性のあ
る一体的に構成された入出力走査装置を提供する
ものであることが明らかにされた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によつて構成された一体的に
構成された入出力走査装置を有する、電子文書プ
ロセツサの簡単化された側面図、第２図は、第１
図の入出力走査装置の拡大側面図、第３図は、第
１図の文書プロサツサの部分平面図で、走査装置
の読出光学装置をよく示すための図、第４図は、
入力走査および出力走査のそれぞれに用いられる
光検出器アレイおよび電極アレイと、代表的な画
像プロセツサとを示す概略的ブロツク図、第５図
は、第４図の入出力走査装置の電極に対して、差
動的にエンコードされた入力データサンプルを印
加する装置の簡単化されたブロツク図である。１２……入出力走査装置、１３……電気−光学
的素子、１４……直線形光検出器アレイ、１４Ａ
〜１４Ｉ……光検出器、１５……電極アレイ、１
５Ａ〜１５Ｉ……電極、１６……基板、１７……
電気−光学的素子の縦方向表面、２２……被複写
物、２４……像形成レンズ、３１……コリメート
された光ビーム、３２……読出光学装置、３３…
…強度変調された光ビーム、３４……感光性記録
媒体、５１……並列データプロセツサ。

Claims

【特許請求の範囲】１被複写物の情報内容を対応する第１群のデー
タサンプルに交換し、像の絵素を表わす第２群の
データサンプルに応じて感光性記録媒体を露光さ
せる一体的に構成された入出力走査装置であつ
て、光に対して透明な電気−光学的素子と、光検出器のアレイと、個々にアドレス可能な電極のアレイと、前記光検出器と、前記電気−光学的素子の横方
向に分散配置された複数の中心線上に沿つて該電
気−光学的素子の縦方向に延び、該電気−光学的
素子に隣接し、かつ、互いに離間して配置された
前記電極と、を支持する基板と、前記電気−光学的素子の横方向にコリメートさ
れた光ビームを前記電気−光学的素子を介して実
質的に縦方向に送る手段と、前記被複写物の像を前記光検出器にアレイ上
に、前記光ビームとは実質的に独立に結ばせ、以
て前記光検出器をして前記被複写物の情報内容を
表わす前記第１群のデータサンプルを発生せしめ
る手段と、前記第２群のデータサンプルを前記電極上に印
加し前記光ビームを前記絵素に応じて空間的に変
調する手段と、前記変調された光ビームを前記記録媒体上に合
焦点せしめ前記像に応じて前記記録媒体を露光す
る手段と、を備えたことを特徴とする入出力走査装置。