JPH0752259B2

JPH0752259B2 - 可変波長個別光学画像バーと光学系との組み合わせ

Info

Publication number: JPH0752259B2
Application number: JP61104569A
Authority: JP
Inventors: デイビッド・エル・ヘクト
Original assignee: ゼロツクスコ−ポレ−シヨン
Priority date: 1985-05-13
Filing date: 1986-05-06
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS61260215A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の分野〕本発明は、個別光学画像バーに関し、特にそれらの空間
アドレッシング能力を受動的に増加させるための方法及
び手段に関する。

〔発明の背景〕

「光学画像バー」は、通常電気的入力信号の情報内容に
より表されている空間パターンを、対応する光学強度プ
ロフィールに変換するための光学画素（「ピクセル」）
生成器のアレイを含んでいる。そのような装置は、多数
の異なった分野において各種の応用が可能であるが、そ
れらの開発に費やされた努力と費用の大部分は、その分
野で当初から主流であったフライングスポットラスタス
キャナに代わる比較的低コストで信頼性のある電子写真
印刷に向けられてきた。これらの画像バーは表示にも応
用できるが、今までその可能性は比較的注目されなかっ
た。

電気的にアドレス可能なLED列（「300ピクセル／インチ
解像度を有するリニアLEDアレイ」，エレクトロニクス
ウィーク,1985年１月21日発行，第21頁参照），電気機
械空間光変調器（「多重アレイ全幅電気機械変調器」と
して1985年１月８日に発行されたエム・イー・バントン
らの米国特許第4,492,435号参照）及び電気光学空間光
変調器（「個別にアドレス可能な電極を備えたTIR電気
光学変調器」として1981年８月４日に発行されたアール
・エイ・スプレーグらの米国特許第4,281,904号参照）
を含む数種の異なった形式の画像バーが提案されてい
る。また、「光ゲートによりハードコピー解像度が改良
されたデータレコーダ」，エレクトロニックデザイン,1
979年７月19日発行，第31〜32頁，「アナログ波形をプ
ロットする偏光フィルタ」，マシンデザイン，第51巻，
第17号,1979年７月26日発行、第62頁，及び「直線性の
問題を解決するデータレコーダ」，デザインニュース,1
980年２月４日発行，第56〜57頁を参照されたい。これ
らの画像バーは分散技術に基づいているが、それらは有
限の空間アドレッシング能力（すなわち、それらは「個
別画像バー」である）を有するという共通の特徴があ
る。なぜなら、画素が集中する画像空間において、ある
予め決められた座標（「アドレス」）しか存在しないた
めである。言い換えれば、そのような画像バーの像面
「足跡（footprint）」は、空間の連続体を覆うけれど
も、画像バーの制限されたアドレッシング能力のため
に、画素の中心はある個別の個所内に閉じ込められる。
たとえば、前記形式のリニア画像バーにより画素を集中
させることができるアドレスは、横方向に制限されてい
る。したがって、像面において画素を位置づけするこれ
らの画像バーの精密さを損じる空間量子化誤差が存在
し、それにより望ましくない空間歪が画像に生じるよう
になる。更に、もし個別の画素の像面直径が、それらの
中心間変位よりも小さいときは、これらの画像バーの制
限されたアドレッシング能力のために画素間強度ナル
（interpixel intensity nulls）も生ずる。

より興味ある画像バーの提案のいくつかは、TIR（total
internal refrection内面全反射）電気光学空間光変調
器の使用に基礎を置いている。

「近接結合された電気光学装置」として1983年８月２日
に発行されたダブリュ・ディ・ターナの米国特許第4,39
6,252号の教示によれば、そのような変調器は典型的に
は横方向に分離された個別にアドレス可能な電極の組を
含んでおり、これらの電極はニオブ酸リチウム結晶のよ
うな光学的に透明な電気光学素子の反射表面に密接して
配置されている。動作を説明すると、電気光学素子の実
質的に全幅が、横方向にコリメートされた光ビームによ
り照射される。この光ビームは、反射表面に対して略す
れすれ（grazing）の入射角で電気光学素子に供給さ
れ、その表面に楔形状に収束されるので、そこから内面
全反射される。更に、横方向に隣接する画素（すなわち
リニア画素パターン）を表す電圧は、個別にアドレス可
能な電極に印加され、それにより局部化された周辺電界
が電気光学素子に結合される。これらの電界は、電気光
学素子の屈折率の局部的な変化を引き起こすので、光ビ
ームの波面（wanefront）は、光ビームが電気光学素子
を通過するにしたがい、画素パターンに応じて空間的に
位相変調される。このプロセスは画素パターン順に繰り
返され、その結果、光ビームの波面は、これらのパター
ンの連続する一つに応じて時間の関数として空間的に変
調される。そのような変調器を画像バーへ応用するため
に、光ビームの位相変調された波面を、対応する光学強
度プロフィールの列に変換するシュリーレン光学系が使
用される。印刷の際には、連続する画素パターンにより
定義された画像に応じて、ゼログラフィック感光体のよ
うな感光性記録媒体を順次露光するために、これらの強
度プロフィールは使用される。

TIR電気光学画像バーのコストを低減し、信頼性を向上
させる幾つかの重要な開発がなされてきた。これらに
は、「周辺電界応答性電気光学ラインプリンタのための
差分エンコーディング」として1984年５月22日に発行さ
れたダブリュ・ディ・ターナらの米国特許第4,450,459
号公報に記載されている、いわゆる「差分エンコーディ
ング」技術、及び「近接結合された電気光学装置のため
の集積エレクトロニクス」として1983年１月11日に発行
されたアール・エイ・スプレーグらの米国特許第4,367,
925号公報に記載された電気的相互連係手法である。簡
単には、もし、入力データサンプル（すなわち印刷され
るべき画素の電気的表現）が差分的にエンコードされれ
ば、すなわち、それらの各々の大きさが、画像の連続す
るラインの最初の画素を表すものを除いて、直前のサン
プルの大きさに対して参照されれば、所定の解像度を得
るためにTIR電気光学画像バーが必要とする電極の数
を、略２分の１に減らすことができることが示されてい
る。更に、電極に対してアドレッシング及び駆動エレク
トロニクスを集積化するために、慣用のVLSI回路技術が
使用されてもよく、それにより、適度の高解像度印刷の
ために通常要求される多数の電極へのデータサンプルの
順次正しく信頼性のある分配が促進される。

典型的には、電気光学画像バーにより生成された画素の
実効直径は、統合（unity）倍率における半電力点間で
測定して、その電極の中心間間隔の約２分の１である。
したがって、そのような画像バーは空間量子化誤差によ
る画像歪を引き起こす傾向があるだけでなく、特徴とし
て画素間強度ナルを生じる。

ディ・エル・ヘクトらの米国特許出願「高められた空間
アドレッシング能力を有する個別画像バー」は、時間の
関数としてその出力像面に対してその光学足跡の位置を
横方向に移動することにより、個別画像バーの空間アド
レッシング能力を増加でき、それにより、画像バーに、
像面上に複数の独立した画素パターンを非干渉的（inco
herently）に重畳させることが可能となることを教示し
ている。この複数の独立した画素パターンは、これらの
パターンの何れかの画素の中心間間隔よりも小さい距離
で互いに横方向にオフセットしている。また、インクジ
ェットプリンタアレイに応用された関連概念として「水
平インターレーシングを使用したインクジェット印刷」
として1985年４月２日に発行されたケイ・エイチ・フィ
ッシュベックらの米国特許第4,509,058号公報を参照さ
れたい。これらの従来の提案は、個別印刷アレイの空間
アドレッシング能力を高めるために機械的運動の使用を
示唆しているので、本発明の基本的な利点は、その機能
を果たすための受動光学系を提供し、それにより、信頼
性，精密さ，反復性の古典的な機械設計の問題を避ける
ことであることが明らかである。また、「リニア変調器
のための干渉抑圧装置及び方法」として1984年11月20日
に発行されたエス・ダブリュ・マーシャルの米国特許第
4,483,596号公報には、電気光学画像バーを使用すると
きに画素間強度ナルを引き起こす有害な干渉を避けるた
めの受動光学系が開示されているが、この提案では画像
バーの空間アドレッシング能力を高めていない。

〔発明の概要〕

本発明によれば、個別光学画像バーは、異なる中心波長
において複数の独立した画素パターンを順次生成し、そ
してプリズム系或いは等価な光学手段は、これらの画素
パターンをそれぞれの波長に応じて分散させ、画像バー
の空間アドレッシング能力を増加させる。画素パターン
の波長，プリズム系の角分散，及びそれに沿って分散が
作用する光学アーム長は、画素パターンが、これらの何
れか一つのパターンの画素の中心間間隔よりも小さい距
離だけ出力像面上において互いに横方向にオフセットす
るように選択される。感光体記録媒体が、画像バーに対
して前後方向（sagittal）に、すなわち交差ライン方向
に進行する間に、連続する画素パターンに露光されるラ
インプリンタ等においては、プリズム系は、プリンタの
正接面に対して適当な角度で傾斜されるので、連続する
画素パターンは、互いに横方向にオフセットするだけで
なく、記録媒体の交差ライン運動を部分的或いは完全に
補正するために前後方向に移動される。一般的には、画
素パターンの波長は、循環的に或いは定期的に変えられ
るので、画素パターンは予め決められた格子状インター
レーシングパターンに応じてインターレースされる。

好ましくは、画素パターンの分散は、実質的に同一の、
反対向きに方向づけられた一対の薄いプリズムにより行
われるので、画素パターンの光学的歪は、幾分かは最小
化される。電気光学ラインプリンタにおいては、これら
のプリズムは、空間光変調器とシュリーレン結像光学系
との間に適当に配置され、その領域に通常存在するテレ
セントリシティ（telecentricity）を利用する。

〔好ましい実施例の詳細な説明〕

本発明は、特定の図示された実施例を参照して以下に詳
細に記載されるが、これらの実施例に限定する意図がな
いことは理解されるべきである。反対にその目的は、本
願の特許請求の範囲により定義されたように、本発明の
精神及び範囲に該当する全ての修正物，置換物及び均等
物を網羅することである。

図面、特に第１図及び第２図を参照すると、ラインプリ
ンタ11は、画像を感光性記録媒体13上に印刷するための
電気光学空間光変調器12を含んでいる。図示されるよう
に、記録媒体13は、矢印15の方向に、（図示されない手
段により）回転される光導電性的に被覆されたドラム14
である。しかし、感光性フィルムや感光紙と同様に、光
導電性的に被覆されたベルト及び板体を含む他のゼログ
ラフィック及び非ゼログラフィック記録媒体が使用可能
であることは明らかである。したがって、一般的には、
記憶媒体13は、変調器12に対して交差ラインすなわちラ
インピッチ方向に進行する間に露光される感光性媒体と
みなすことができる。

電気光学的空間光変調器12は、改良のために本発明が使
用されるいくつかの個別画像バー技術の一つを表してい
る。標準的には、それは光学研磨されたLiNbO₃のｙカッ
ト結晶のような、光学的に透明な電気光学素子17及び個
別にアドレス可能な複数の電極18a〜18i（第３図及び第
４図）を含んでいる。電極18a〜18iは、電気光学素子17
の反射表面19の縦方向に隣接して密接に堆積或いは固定
される。たとえば、それらはアドレッシング及び駆動エ
レクトロニクスと共にVLSIシリコン回路21上に集積化さ
れ、電極18a〜18iが（図示しない手段により）反射表面
19に押圧されるように変調器12が組み立てられる。典型
的には、電極18a〜18iは電気光学素子17の縦方向に伸延
すると共に、略均一に変位された中心上において反射表
面19の幅方向に分配される。

動作を説明すると、可同調レーザ或いは選択的に活性化
可能な複数のレーザ或いは異なる予め決められた中心波
長を有する発光ダイオード（LED）のような可変波長照
射器24は、電気光学素子17の実質的に全幅を照射する必
要がある場合には、（図示されない手段により）広げら
れた横にコリメートされた光ビーム25を供給する。この
光ビームは、電気光学17の反射表面19に対して略すれす
れ（grazing）の入射角において（図示されない手段に
より）楔形状に収束され、そしてそこから内面全反射さ
れる。データサンプルの連続する組は、電極18a〜18iに
順次引火され、それにより光ビーム25の位相面は、電気
光学素子17を通過するのにしたがい、連続する画素パタ
ーンに応じて時間の関数として空間的に変調される。更
に、本発明においては光ビーム25の波長は、時間の関数
として同様に変えられるので、連続する画素パターンは
以下に詳細に記載されるように受動的にインターレース
される。

好都合なことに、データサンプルは電極18a〜18iに印加
される前に差分的にエンコードされ、それにより接地或
いは基準面電極（図示せず）が必要でなくなる。この理
由により、第４図に示されるように、ライン毎に生の入
力データサンプルの連続する流れを差分的にエンコード
するためのエンコーダ31,エンコードされたデータサン
プルを電極18a〜18iに与えるためのマルチプレクサ32,
及びエンコーダ31とマルチプレクサ32とを同期させるた
めのコントローラ33がある。一般的には、入力サンプル
は予め決められたデータ速度で供給されるので、エンコ
ーダ31とマルチプレクサ32は、その速度で動作するよう
にコントローラ33により同期されることが特徴である。
しかし、もし速度の変更が必要な場合は、適当なバッフ
ァ（図示せず）がそれに適応するために使用されてもよ
い。上記データローディング工程は、各ラインの終端で
一時停止され、光ビーム25の波長を変更するために、照
射器24のためのタイムスロットを提供する。

中央暗領域或いは中央明領域シュリーレン結像系35（第
１図及び第２図）は、光ビーム25の位相変調された波面
を、対応する強度プロフィールに変換する。これを達成
するため、中央暗領域系は、光ビーム25（第２図におい
て実線により総体的に示されている）の横方向にコリメ
ートされた０次回折成分を、不透明なストップ37上に収
束するためのフィールドレンズ36を含んでいる。ストッ
プ37は、フィールドレンズ36の後方焦平面の中央に位置
しているので、光ビーム25の０次成分は阻止されるが、
高次回折成分（第２図において、単一画素のための破線
円錐と共に、破線により総体的に示されている）は、ス
トップ37の周囲に散乱し、そして次に、予め決められた
倍率で記録媒体13に収束させる結像レンズ38により集め
られる。また中央明領域系（図示せず）を、変換工程を
実行するために使用することができる。しかし、そのよ
うな変更は、光ビーム25の波面の局部化された位相変調
に対する強度プロフィール内の個別の画素の論理関係を
反転させることが理解されるべきである（すなわち、論
理関係における反転のステップが考慮されなければ、
「明」画素が「暗」画素になり、逆も同様である）。電
気光学空間変調器12と可変波長照射器24及びシュリーレ
ン結像系35との組み合わせは、可変波長個別画像バー41
の一例を示す。

本発明によれば、波長に応じて光ビーム25を角分散させ
るためにプリズム系43が用意される。光ビーム25は、画
像バー41により生成される画素パターンのための搬送体
であるので、連続する画素パターンは、画素パターン間
の光ビーム25の波長の変化により、プリズム系43により
角分散される。便宜上、与えられた画素パターンに応じ
て空間的に変調される光ビーム25の中心波長は、ここで
は「画素パターンの中心波長」、或いはより簡潔に「画
素パターンの波長」として参照される。プリズム系43に
より生じた分散は、横方向、或る場合は横方向及び前後
方向の両方であるので、連続する画素パターンの画素の
中心は、これらの何れか一つのパターンの画素の中間間
変位よりも小さい距離だけ記録媒体13上において互いに
横方向に変位される。

図示されるように、電気光学画像バーのために、プリズ
ム系43が変調器12とシュリーレン結像系35との間に適当
に配置される。プリズム系43は、分散された光ビーム25
の十分な角度偏差を生じさせ、結像系35の光学軸の、変
調器12の光学軸からの横方向のオフセットを保証する
が、この開示のために、平均偏差はもしあったとしても
無視できる程非常に小さいものと仮定している。実際、
よく知られているように、平均偏差が０であることを特
徴とするいわゆる直視プリズムが存在する。しかし、分
散された光ビーム25の平均偏差は、結像系35がテレセン
トリック（すなわち、画像の全ての主光線が結像体の表
面に対して実質的に直角であるという仮定で設計されて
いる）であるため、単に２次の考察しかなされていな
い。この理由により、好適なプリズム系43は、光学的に
整列され逆向きに方向づけられた一対の実質的に同一の
薄いプリズム44及び45を含んでおり、これらのプリズム
44及び45は予め決められた光学距離だけ互いに離れてい
る。そのような系は、第１のプリズム45により生じた光
ビーム25の角分散が、第２のプリズム46に生じた実質的
に等しいが反射向きの分散により等化されることを確実
にするので、異なった波長成分が互いに変位されたとし
ても、光ビーム25のテレセントリシティは有効に回復さ
れる。いずれか二つの波長間で生成された変位量は、プ
リズム45によるこれらの波長の相対的角分散及びプリズ
ム45及び46間の光学距離（すなわち、分散の実効光学ア
ーム長）により定まる。

本発明によれば、光ビーム25の波長依存性変位は、一つ
或いはそれ以上のＮ（但し≧２）個の独立した画素パタ
ーンのグループをインターレースさせることを確実にす
る。無論インターレース工程は、Ｎ画素パターン毎に繰
り返され、それによりS7（第７図）,S8（第８図）,S9
（第９図）,S11（第11図）に示されるように、周期毎に
Ｎ個の画素パターンを有する反復性マッピングパターン
に応じて記録媒体13上に画素パターンをマッピングす
る。Ｎ個の画素パターンの各グループの累積の横方向の
変位は、単一画素パターンの像面の中心間横方向変位Ｘ
（すなわち「公称画素ピッチ」）よりも小さい。更に、
インターレースされたパターンの各グループ内の画素パ
ターンの中心間オフセットは、好ましくはインターレー
スされたグループ内で前進的で一方向性であり、そして
インターレースされたグループ内で、また、画素パター
ンの直前及び／又は直後のグループのいずれかに関して
外面に、ともに実質的に一定である。これらの条件を満
足するために、或る画素パターンの画素中心から次の画
素パターンの画素中心までの中心間横方向オフセット変
位ΔX₀は ΔX₀＝X/MN （１）但し、Ｍ＝画像バー41と記録媒体13（すなわち出力像
面）との間で生じる像倍率となるように選択される。

よく知られているように、同期ラインプリンタは、記録
媒体13を、予め決められた速度で連続する画素パターン
に露光させるので、光ビーム25の波長は、その速度の適
当な約数において、Ｎ個の異なった波長λ₁,λ₂,…，λ
_Ｎの間で、鋸歯状に同期して進歩される。たとえば、光
ビーム25の波長は、二つの異なった波長の間で前後に歩
進され、奇数の画素パターンを偶数のものにインターレ
ースさせる。式（１）から、適当な像面の横方向オフセ
ット距離ＭΔX₀が、この場合はMX/2であり、電気光学画
像バーにより印刷される各画素の実効像面直径の妥当な
近似として認められることが判る。したがって、２或い
はそれ以上の画素パターンを横方向にインターレースす
ることにより、電気光学ラインプリンタにおいて画素間
強度ナルは本質的に除去されることが判る。

より一般的には、Ｎ個のインターレースされた画素パタ
ーンのためにプリズム系43に要求される累積の横方向移
動D_Xは、 D_X＝（Ｎ−１）X/MN＝（Ｎ−１）ΔX₀ （２）により与えられることが判る。

したがって、最小角変位となる波長λ_１に対する光ビー
ム25のＪ番目の波長（ｊ＝1,2,…Ｎ）のためのプリズム
45の角分散δα_ｊは、 δα_ｊ＝（ｊ−１）X/LMN＝（ｊ−１）ΔX₀/L （３）但し、Ｌ＝プリズム45からプリズム46までの光学アーム
長（すなわち、分散の実効光学アーム長）となるように選択される。

もし薄いプリズムが使用されるとき（すなわち、含まれ
る全ての角度が0.1ラジアンより小さいとき）は、ｊ番
目の波長のプリズム45における角分散δα_ｊは、以下の
ように計算することができる。

δα_ｊ＝Ａ（n_j−n₁）（４）但し、Ａ＝プリズム45の頂角 n₁＝波長λ_１に対応するプリズム45の屈折率 n_j＝波長λ_ｊに対応するプリズム45の屈折率したがって、式（３）を満足するために、分散プリズム
45は、 n_j＝n₁（ｊ−１）ΔX₀/AL （５）となるように選択されると共に、等化プリズム46から光
学的に変位される。

プリズム45及び46の頂点47及び48は、好ましくは反対向
きに方向づけられているので、それぞれ互いに平行であ
る。もしそれらが、第１図及び第２図に示されるよう
に、プリンタ11の正接面に対して同様に平行に伸延され
ていれば、インターレースされた画素パターンは、各波
長に応じて横方向に分散し、それにより、ダイヤモンド
状マッピングパターン（第７図），対角線マッピングパ
ターン（第８図），或いは６角形マッピングパターン
（第９図）に応じて、記録媒体13上にそれらをマッピン
グさせる。この点を図示すると、記録媒体13上にそれが
マッピングされた時間の順序を示すために、５個の連続
する画素パターンの画素には、これらのマッピングパタ
ーンの各々に順に番号が付されている。これらのマッピ
ングパターンは、それらの輝度値に基づいて個別の画素
間では区別されないが、何れかの特定の画素の輝度は、
印刷されるべき画像で定まっており、「明」或いは
「暗」（或いは、アナログ画像バーの場合は、ある中間
輝度値）のいずれかである。混乱を避けるために、「画
素」という用語は、その情報内容を示すサンプルに割り
当てられた輝度値に無関係に、ここでは空間的に一つし
かない画像のサンプルを意味することに注意すべきであ
る。他方、「画素パターン」という句は、各画素は決定
できる輝度値を有することを示すことが意図されてい
る。

第８図の対角線マッピングパターンは、Ｎ＞２の全ての
場合に適用できるので、一般的な関心がある。第７図の
ダイヤモンド状マッピングパターン及び第９図の６角形
マッピングパターンの両方とも、Ｎ＝２の場合に制限さ
れるが、この場合は、更に深く調査する理由となる十分
な関心がある。Ｎ＝２の場合は、光ビーム25の波長は、
二つの異なった波長λ_１及びλ_２の間で前後に歩進され
るので、奇数画素パターンはこれらの波長の一つ、すな
わちλ_１を有し、偶数画素パターンは他の波長λ_２を有
する。したがって、波長λ_１の角分散に対する波長λ_２
のプリズム45における適切な角分散δα_２が δα_２＝X/2LM （６）で与えられることを示すために、式（３）は書き換える
ことができる。

式（５）も同様にＮ＝２に対応して書き換えることがで
きる。

n₂−n₁＝X/2ALM＝δ_ｎ（７）したがって、プリズム45における適切な頂角Ａを決定す
るために、式（６）に式（７）を代入して解くことによ
り、Ａ＝δα₂/δα_ｎ＝X/2α_nL （８）であることが判る。

たとえば、もしプリズム45及び46がBK−７光学ガラスに
より構成され、またもし波長λ_１及びλ_２がそれぞれ75
5nm及び820nmであり、n₁が1.51032でn₂が1.51170であれ
ば、δ_ｎは0.00138である。もし、インターレースされ
た画素パターンの希望する像面の変位X/2が、0.005μｍ
であるように決められており、またもしプリズム系43が
50.0μｍの実効光学アーム長Ｌを有するように選択され
たときは、式（８）はプリズム45及び46の各々が好まし
くは、0.0725ラジアンすなわち、換言すれば4.15度の頂
度を有することを示す。

第９図に示されるような６角形マッピングパターンは、
特殊化されたダイヤモンド状マッピングパターンであ
り、そこにおいて各画素は、最も近い隣接の画素から全
ての方向に空間的に等距離に変位される。６角形マッピ
ングパターンは、ランダム画像を明確に特徴づけるため
に６角形サンプリングパターンは最小数のサンプル／ユ
ニット領域しか必要としないことを示しているので興味
を引く。ディ・ピィ・ピーターソン及びディ・エイチ・
ミドルトンの「Ｎ次元ユークリッド空間における波数が
制限された関数のサンプリング及び再構成」，情報と制
御，第５巻，第279頁（1962年発行）を参照のこと。し
たがって、もし連続する画素パターンの交差ラインの変
位ΔＹが、となるように選択されれば、Ｎ＝２でＭΔX₀＝±X/2で
あるようなマッピングパターンが実現されることに注目
すべきである。

上記マッピングパターンは、本発明のいくつかの応用に
は適しているけれども、この他にも適用可能なマッピン
グパターンがある。たとえば、長方形マッピングパター
ンが電子印刷において通常採用される。したがって、本
発明のより詳細な局面の一つによれば、記録媒体13がＮ
個の横方向にインターレースされた画素パターンライン
の各組に露光されている間に生じる記録媒体13の交差ラ
イン運動を、部分的或いは完全に補正するための用意を
することができる。インターレースされた画素パターン
の連続する何れか２組の対応する（すなわち第１の）画
素パターンの画素中心は、記録媒体13の交差ライン運動
によりＹ＝Nv/r （10）但し、ｖ＝記録媒体13が画像バー41に対して交差ライン
方向に進行する速度ｒ＝画素パターンが生成される速度で与えられる距離Ｙだけ互いに変位する。

更に、何れか二つの連続する画素パターン間の増加する
交差ラインオフセット距離ΔＹは、 ΔＹ＝Y/N＝v/r （11）により与えられ、この式は、記録媒体13の交差ライン運
動を完全に補正するためにプリズム43が用意しなければ
ならない最大交差ライン分散D_yが D_y＝（Ｎ−１）ΔY/M＝（Ｎ−１）v/Mr （12）であることを意味する。

したがって、一般的には長方形マッピングパターンは、
第10図に示されるようにプリズム43がプリンタ11の正接
面に接して傾斜しているときに使用されるので、光ビー
ム25はその各波長に応じて横方向及び前後方向の両方に
分散される。要求される前後方向の分散は、プリズム45
及び46の頂点がプリンタ11の正接面に対して伸延すべき
角度を決定するために、上記横方向の分散にベクトル的
に加算される。式（12）から、完全な前後方向の補正の
ためには、最小角偏差となる波長λ_１に対して光ビーム
25のｊ番目の波長のためにプリズム45において要求され
る前後方向の分散δβ_ｊは、小角度のための１次近似に
対して δβ_ｊ≒（ｊ−１）v/LMr＝（ｊ−１）ΔY/LM （13）で与えられることが判る。

したがって、プリズム系のための適切な全分散γは、 δγ＝（δα_j ²＋δβ_j ²）^1/2 （14）である。

長方形マッピングパターンのｘ及びｙ軸に沿った画像濃
度d_x及びd_yは、 d_x＝N/X＝1/MΔX₀ （15）及び d_y＝1/Y＝1/NΔＹ（16）により与えられる。

方形マッピングパターンは、 d_y/d_x＝ＭΔX₀/NΔＹ＝１（17）であることが必要であることを意味する。

したがって、式（１），（11）及び（15）〜（17）か
ら、もし、１ライン当たりＮ個のインターレースされた
画素パターンを有する方形マッピングパターンが必要で
あるときは、画素パターンが生成される速度ｒは、ｒ＝N²v/X （18）となるように選択されるべきであることが明らかであ
る。

ここで第10図及び式（17）を参照すると、方形マッピン
グパターンとなるプリズム43の傾斜角度θを決定するた
めに、そのようなマッピングパターンは θ＝tan^-1（ΔY/MΔX₀）＝tan^-1（1/N）（19）であることが必要であることが判る。

非同期プリンタ等は、記録媒体13が進行している個所に
おける速度ｖの変化が大きいが、そのような変化を略連
続的に補正する必要がある場合は、画素パターンが生成
される個所における速度ｒは（図示されない手段によ
り）制御されてもよいことが認識される。たとえば、画
素パターンが生成される個所における速度ｒ、及び交互
にインターレースされた奇数及び偶数の画素パターンの
方形マッピングパターンを得るために傾斜されるプリズ
ム系43における角度θを決定するために、式（18）及び
（19）を適用すると、特定の場合における適切な選択はｒ＝4v/X （20）及び θ＝tan^-1（1/2）≒26.56゜（21）であることが判る。

もし必要であるなら、記録媒体13の交差ライン運動を部
分的に補正してもよい。しかし、もし実質的に完全な補
正が必要でない場合は、一般的には、特別な記録格子或
いはパターンが要求されない限りそのような運動を補正
するための付加コスト及び複雑さは正当化されない。無
論、本発明の概念を他へ応用することもできる。たとえ
ば、多色記録媒体13上にＮ色を書き込むときのように、
位置合わせした関係でＮ個の連続する画素パターンを重
ね書きするために、或いは漸次増加或いは減少するグレ
ースケール値のＮ個の連続する画素パターンを位置合わ
せすることによりＮレベルのグレースケール画像を記録
するために、記録媒体13の交差ライン運動の前後方向の
補正は、独立に採用されてもよい。しかし、もし連続す
る画素パターンが上述したように互いに横方向に変位し
ている場合、そのような画像バーのアドレッシング能力
或いは解像度は、その公称画像ピッチＸのＮ倍なので、
個別画像バーのための空間アドレッシング能力を増加す
ることが目的であるとき、横方向の分散は重要である。
記録媒体13の交差ライン運動は、画像バー41に対する相
対運動であり、画像バー41には交差ライン光学偏向機構
（図示せず）を含むいくらかの異なった方法が導入され
てもよい。

〔結論〕

上述したように、本発明は、可変波長個別画像バーの空
間アドレッシング能力を増加するための受動的光学方法
及び手段を提供することがわかる。この増加された空間
アドレッシング能力は、たとえば、そのような画像バー
を有するラインプリンタの解像度を増加するために使用
されてもよく、それにより、形成された画像の質を高め
る。本発明に関しては、個別画像バーに付与された増加
した空間アドレッシング能力は、画像を歪ませる量子化
誤差を減少させるだけでなく、不要な画素間強度ナルを
減少或いは除去される。更に、プリンタ或いは表示器に
おけるカラー或いはグレースケール記録のために、位置
合わせされた関係で連続する画素パターンを重ね書きす
る能力を含む本発明の他の応用があることが理解され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化するラインプリンタの概略前後
方向面の図、第２図は第１図に示されたプリンタの概略
切平面図、第３図は第１図及び第２図に示されたプリン
タのための空間光変調器の部分切欠拡大底面図、第４図
は第３図に示された変調器の電極に対して、差分的にエ
ンコードされた入力データサンプルを印加するためのシ
ステムの簡略化されたブロック図、第５図は第１図及び
第２図に示されたプリンタのためのプリズム系の拡大切
平面図、第６図はプリズム系の拡大前後方向面の図、第
７図は記録媒体の前後方向の交差ライン運動の補正なし
で、奇数及び偶数の画素パターンをインターレースする
ことにより得ることができるダイヤモンド状画素マッピ
ングパターンを示し、第８図は記録媒体の前後方向の交
差ライン運動の補正なしで、奇数及び偶数の画素パター
ンをインターレースすることにより同様に得ることがで
きる６角形の画素マッピングパターンを示し、第９図は
記録媒体の前後方向の交差ライン運動の補正なしで、３
或いはそれ以上の画素パターンをインターレースするこ
とにより得ることができるより一般化された対角線画素
マッピングパターンを示し、第10図は第５図及び第６図
に示されるプリズム系の像面図であり、記録媒体の交差
ライン運動を補正するためにプリズムがどのように傾斜
されるのかを示している。また、第11図は記録媒体の交
差ライン運動を完全に補正し、奇数及び偶数の画素パタ
ーンをインターレースすることにより得ることができる
長方形の画素マッピングパターンである。 11:ラインプリンタ、12:光変調器 13:記録媒体、14:ドラム 17:電気光学素子、18a〜18i:電極 19:反射表面、21:VLSIシリコン回路 24:可変波長照射器、25:光ビーム 31:エンコーダ、32:マルチプレクサ 33:コントローラ、36:フィールドレンズ 37:不透明ストップ、38:結像レンズ 41:個別画像バー、43:プリズム系 45:第１プリズム、46:第２プリズム 47,48:頂点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる波長において連続する画素パターン
を順次生成し、上記画素パターンの各々が複数の画素を
含む可変波長個別光学画像バーと、上記画素パターンの各画素が、横方向に変位した各中心
上の上記像面上に概して均一に空間的に分配されるよう
に、出力像面上に上記画素パターンを重畳するための光
学系との組み合わせであって、上記光学系は、各波長に応じて上記画素パターンを上記
像面に対して横方向に分散させるための光学手段を含
み、上記光学手段は、上記分散された画素パターンの画素の
中心を、何れか一つの画素の中心の横方向の変位よりも
小さい距離だけ横方向にオフセットするように選択され
た光学アーム長を有し、それにより、上記画素パターンが上記像面上にマッピン
グされる間に、それらの各波長に応じて横方向にインタ
ーレースされ、それにより、上記画像バーの空間アドレ
ッシング能力を増加させるようにした可変波長個別光学画像バーと光学系との組み合わせ。