JPS5827123A - 多重ゲ−ト光バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は周辺場感応性の多重デート光パルプに関し、特
に該光パルプの光学的出力の均一性を増加させる装置に
関するものである。

周知のように、複数の個々にアドレス可能な電極を有す
る光電素子は、例えば充電式ライン・プリンターにおけ
る多重ｒ−）光バルブとして使用することができる。こ
れについては、１９７９年６月２１日出願のアール・ニ
ー・スプレーグ（Ｒ，Ａ、　８Ｔ）・ｒａｇυｅ）他に
よる１個々にアドレス可能な電極をもったＴＩＲ光電変
調装置”の各称の米国特許出願第０４０，６０７号に開
示されている。

また、”　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＤＥＳＩＧＮ　”　誌
（１９７９−７−１９）ｐ、３１〜６２掲載の６光デー
トはデータ・レコーダに優れたハード・コピーの解像力
を与える”という記事、また、”　ＭＡＣＨＩＮＥ　Ｄ
ＥＳＩＧＮ”誌（１９７９−７−２６）第５１巻１７号
、ｐ、６２に掲載された”偏光フィルターによるアナロ
グ波形形成″という記事、および”ＤＥＳＩＧＮ　　Ｎ
ＥＷＳ”誌（１９８０−２−４）　ｐ、　５６〜５７の
”データ・レコーダは、直進性の問題を解決する″等に
も示されている。

このような　光パルプの開発およびその充電式ライン・
プリンターへの応用はその後可成りの進展を見ている。

例えば、１９８０年９月１７日出願のアール・ニー・ス
プレーグによる６光電ラインゾリンター”と題する米国
特許出願 第１８７，９１１号には、直列に入力されるデータによ
って表わされる像は、概ね、従来の光源で照射される多
重デート光パルプの使用によって標準的な写真感光式記
録媒体の上に記録が可能であることを示している。この
開示は、必要な光源の出力を減少させるための入力デー
タのサンプルホールド技術を教えていることで興味深い
。さらに、１１９８０年９月１７日出願のダブル・デー
・ターす（Ｗ、Ｄ、　’］”ｕｒｎｅｒ　）による６密
接に結合された光電装置”と頌する米国出願第１８７，
９３６号には、多重光パルプの電極と、光電素子を別個
の部品で構成し、それらを−緒に圧接もしくは確実に固
定して密接結合を達成し得ることを明らかにしている。

また、１９８０年９月１７日出願のアール・ニー・スプ
レーグ他による”密接結合光電素子用の集積電子装置”
と題する米国出願第１８８．１７１号には、もし、電極
が、例えばＶＬＳＩシリコン電極駆動回路等の金属パタ
ーン化によって形成されるなら、代表的な、密接結合さ
れた多重デート光パルプの多数の電極に必要とされる電
気的接続を行うことは比較的容易であることを示してい
る。さらに、１９８０年９月１７日出願のダブル・デー
・ターナ他による１周辺電場感応型光電ライン・プリン
ターのための差動コード化”と題する米国特許出願第１
８７，９１６号には、光電ライン・プリンターに所定の
解像力を与えるために必要とされる多重デート光パルプ
の電極の数は、・もし、入力データが差動的にコード化
されていれば、／２に減少されることを教えている。さ
らに、また別の、１９８１年３月３０日出願のアール・
ニー・スプレーグ他による”多重ｒ−）光パルプ用多層
間押電極”と題する米国特許出願第２４８．９３９号に
は、光電効率の向上および解像力の改善は、２本以上の
多層間挿電極を用いて多重デート光バルブで達成される
ことを示している。また、さらに、１９８１年６月６０
日出願の同一人による６非テレセントリック画像システ
ムを持つ光電ラインプリンター用多重ｒ−）光パルプと
題する米国特許出願第２４９，０５７号には、このよう
な光バルブを光電ラインプリンターその他に応用する際
に必要とされる画像光学系を単純化する収束電極形状に
ついて開示している。

しかし、まだ着目されていない問題の一つとして、多重
ｒ−）光パルプ全幅に亘っての本質的に均一な光学的出
力を得るという問題がある。好ましくない誤差が、光パ
ルプの非力−照明や、結像レンズにおける口径蝕といっ
たシステムの不規則性や、−また、電極間寸法や、電極
駆動電子素子における変動といった構成部品の不規則性
が原因となって光パルプの出力に生じる可能性がある。

さらに光学的出力の変動のあるものは予測できるものの
、＋の他の変動は実際に測定してみなければ判らない。

本発明によれば　光電光パルプからより均一性の高い光
学的出力を得るために、・電極の長さは、非力−な光学
的出力の原因となりがちなシステム、および／または構
成部品の不規則性を補償するように選択される。そのよ
うな不規則性がどの程度予測可能であるかの程度に応じ
て、予測される光学的出力の不規則性を補う長さを持つ
ように最初に電極を作ることにより、不規則を前もって
補正してもよい。さもなくば、出力の不規則性を測定し
て、非均一性を補償するに必要なだけ、電極の長さを調
整するようにしてもよい。いずれにせよ、本発明によっ
て、電極は、補正されていない或は、不完全補正しかさ
れていないときの光学的出力における予測、または測定
される変動と、反比例して光電素子の幅方向にその長さ
が変化する。

以下に、いくつかの実施例を図示しながら、本発明が詳
述されるが、ことわるまでもなく、それは、本発明の範
囲をそれらの実施例のみに制限することを慧味するもの
ではない。むしろ、以下の説明の目的は、特許請求の範
囲で明確にされている本発明の理念と適用範囲に属する
全ての改造物、代替物、同等物を包括することである。

図面、特に第１図と第２図を参照すると、ず真感光記録
媒体１３に像を印刷するだめの周辺感応型多重ｒ−ト光
パルプ１２を持つ光電ライン・プリンターが１１で示さ
れている。図示されているように、記録媒体１３は光導
電性剤を表面に塗布したドラム１４であり図示されない
手段によって、矢印方向に回転する。言うまでもなく、
写真感応フィルムや感光剤を塗布した紙、或いは、感光
剤を表面に塗布したベルトやプレート等の乾式または湿
式の記録媒体も使用できる。したがって、一般的ケース
においては、記録媒体１３は光パルプ１２に対して、交
差ライン或は、ラインピンチ方向に進む間に露光される
感光性媒体と考えてよい。

第６図、第４図で最もわかりやすく描かれているように
、光パルプ１２は、光学的に透明な光電素子１７と複数
の個々にアドレス可能な電極１８μ〜１８生から成る。

そのような装置に用いるのに最も適した光電材料は、現
在のところＬｉＮｂＯ３とＬｉＴａＯ３であると考えら
れる。しかし、ＢＳＮ、　ＫＤＰ　。

ＫＤｘＰζＢａ２ＮａＮｂ５０１５およびＰＬＺＴ等も
使用可能な材料である。本項における具体的実施例にお
いては、光７々ルプ１２はＴＩＲモードで機能する。し
たがって光電素子１７は例えばＬｉＮｂＯ３のｙカット
結晶で、光学的に研摩された反射面２１と、その両側に
光学的に研摩された入力面２２と出力面２３をもってい
る。最も一般的には、各電極１８ａ〜１８１は、１〜６
０ミクロンの幅を持ち、電極間隔は１〜３０ミクロンで
ある。

次にその操作を説明する。第１図〜第４図に示されてい
るように、シート状の平行光線２４は光電素子１７の入
力面２２を通って、反射面２１に対し、すれすれの入射
角（すなわち、反射面２１からの内部全反射に対する臨
界入射角より大きくない角度）で入射する。入力光線２
４は、・レーデ−等の適当な光源により、供給され、・
（図示されない手段で）横方向に拡散され、多少の非均
一性をもって光電素子１７の横幅全域を照明する。さら
に、入力光線２４は、光電素子１７を通過し、反射面の
ほぼ中央に（図示されない手段によって）くさび型の焦
点をつくる。そこから内面全面反射をし、出力光線２５
となって、出力面２３を通って光電素子１７から出てゆ
く。

出力光線２５の相又は、偏光は、電極１８３〜１８、！
に与えられるデータに従って空間変調される。さらに具
体的には、もし、データがたとえば、１８ｂと１８Ｃの
ようにある近接する電極間にある電圧降下を生じせしめ
るならば、それに対応して縞状電界が光電素子１７に加
わり、それによって、・屈折率の局部的な変化が起る。

このような縞状電界を光電素子１７に効果的に結合させ
るために、電極１８３〜１８１は、光電素子１７の反射
面２１の上、或は、非常に近くに位置している。

実際に、図示されているように、電極１８二〜１８生は
、できるだけ、たとえばＶＬＳＩシリコン回路２８等の
適当な基板の上に層状に設けられていて、矢印２９及び
３０で示されているように電極１８二〜１８去を反射面
２１に接触または近接させるために光電素子１７に対し
、圧着されるか、またはそれに固定されることが好まし
い。この構造の有利さは、ＶＬＳＩ回路２８が電極１ｓ
、ｑ〜１８ｉに対し、必要な電気的結合を行うために利
用できることである。しかしながら、別の方法として、
電極１８仝〜１８１を光電素子１γの反射面上２１に蒸
着させることも考えられよう。

図示する目的で、出力光線２５の位相が電極１８−〜１
８工に与えられたデータに応じ変調されるものとする。

したがって、縞状の中央暗部または明部の結像光学装置
が、出力光線２５の空間的位相変調を、それに対応して
変調された強さの影像に変換し、かつ記録媒体１３上に
希望の大きさの像を得るに必要な拡大率を与えるために
使用される。すなわち、図示されているように、対物レ
ンズ３４、中央絞り部３５及び結像レンズ３６からなる
、中央部が暗部となっている結像光学系が設けられる。

対物レンズは光電素子１７の出力面２３と絞り部３５を
結ぶ光学的線上に位置してる出力光線２５の・実質的に
全ての０次回折成分を絞り部３５に焦点を結ばせる。し
かし、出力光線２５の高次回折成分は、絞り部３５の周
辺に散乱し、結像レンズ３６によって集光される。そし
て結像レンズは回折成分を記録媒体上に結像させ、光パ
ルプ１２の強度変調像をつくる。

言うまでもなく、もし入射光２４が（１Δ示されない手
段で）偏光されているなら、出力光線２５の偏光は、電
極１８仝〜１８１に与えられた、データに応じ、光パル
プ１２によって空間変調される。その場合、偏光分析器
（図示されず）を用いて出力光線２５の空間偏光変調を
、それに対応して変調された強さの影像に変換してもよ
い。以上のことから、その他の代替物を含め、一般的に
出力光線２５の位相或は偏光変調波を、Ｐ−変調波と呼
び読み取り光学系３１をＰ−感度結像光学系と呼ぶこと
とする。

残念なことにシステム及構成素子に不規則があると、光
パルプ１２の出力像に、データとは無関係の不均一や不
規則を発生せしめる原因となる。

例えば、レーデ−光線２４は、一般的にガウスのエネル
ギー分布を持っており、光パルプ１２への照射は、中心
部或いはその近辺で最も強く　両側に離れるに従ってほ
ぼ対称に、段階的に弱くなる傾向を有する。結像光学系
３１における僅かな口径蝕もまた、そのような出力され
た像の均一性を損う要素となろう。さらに例えば電極１
８ａ〜１８ユの励振や、電極１８３〜１８ユ間の間隔の
基本的な変動も、光パルプ１２の光学的出力の均一性を
さらに減少させよう。

電極１８−〜１８古の長さに対する、出力光線の空間強
度の関係は、入力光線２４の反射面２１に対する入射角
、入力光線２４が、反射面２１に到達するときの円錐角
、入力光線２４の波長、電極１８二〜１８１の間隔及び
、電極１８３〜１８ユにかけられる励振電圧の複雑な機
能であることが判明した。しかし、その関係がひと度、
経験的にある所定の条件に設定されると、その逆を、光
バルジ１２からほぼ均一な空間光学的出力を得るように
電極の長さを調整することに用いることができる。

したがって、本発明は、第４図に示されるように、光バ
ルブ１２からより均一な光電出力を得るため、電極１８
３〜１８＾の長さが光パルプ１２の光学的出力の予測さ
れる、或は測定された、印加データとは無関係の変動に
逆比例するある関数に従って調整される。そのような変
動が予測可能であるという範囲において電極の長さは、
光バルブ１２の製造段階でＶＬＳＬシリコン回路２８の
金属層の上に電極１８３〜１８生を、例えば写真製版法
で画定することによって、適切に調節し、予測された補
正機能に適合する長さを得ることができる。さもなけれ
ば、光パルプ１２のデータとは無関係の光学的出力の変
動を測定して、′電極１８ユ〜１８ｉは例えば再エツチ
イングやレーデ−切削方法によって、一部切りとって必
要とされる補正機能に適合するように調整することがで
きる。

さて、第５図を見れば、電極１８３〜１８８は個々にア
ドレス可能であることが理解されよう。

それゆえ、像を形成するために、像を形成する吹成の走
査ラインからサンプルされたデータを差動的にコード化
したコード化データサンプルが電極１８二〜１８人に順
に印加される。差動的にコード化されたデータサンプル
を供給するために、ある像の順次のラインにおける隣り
の画素を表わす直列入力データ・サンプルが差動エンコ
・−グーに予め設定されたデータ速度で印加される。エ
ンコーダー６１はこれら入力されたサンプルをライン毎
に区別しながら、コード化し、次にマルチプレキザ−６
２はコード化されたデータサンプルを、データ速度に同
期したりプル速度で電極１８二〜１８玉に与える。制御
器６３は、エンコ一ダ−６１とマルチプレキザ−６２を
同期させる。勿論、入力データは、入力データ速度を、
任意の希望リプル速度に調整するためにバッファ（図示
せず）に一時記憶させることができる。

以上の如く、各、差動的にコード化されたデータ・サン
プルは像を形成する各ラインの最初のサンプル以外は、
予め差動的にコー＋ｙ化されたサンプルの大きさと、あ
る特定の入力データ・サンゾルの大きさに対応して決め
られた量だけ異なる大きさを持つ。像の各ラインの最初
の、差動的にコ−ド化されたサンプルは、例えば、アー
スのような所定の電位基準をもたせる。このようにして
、ある像の何れのラインについてもその差動的にコード
化されたデータ・サンプルが電極１８２〜１８１に印加
されると、そのラインに対する全ての画素は、各々隣接
する一組の電極間の電圧降下の大きさによって正確に代
表される。好ましくは、差動的にコード化されたデータ
、サンプルは、２進法のデジタル・データが望ましいが
、アナログ・データでも電極１８−〜１８生に印加する
前に差動的にコード化すればよい。

本発明には、多数の変更があり得ることは明らかであろ
う。例えば、個々にア＋ｙレス可能な電極１８−〜１８
ノはこれに対向して接地電極層（図示せず）を設けて、
差動コード化の必要性をなくすこともできよう。他の変
形として、′電極を光パルプ１２の光軸に対し、プラグ
（Ｂｒａｇｇ　）角で傾斜させ、出力光線２５にプラグ
回折を発生させることも可能であろう。さらに別の可能
性として、電極１８ｆｉ〜１８去を結像レンズ３６の入
射瞳に向つて収束させ、それによって、非テレセンドリ
ンク結像光学系の使用を可能にすることもできる。

以上の如く、本発明は、多重デート光パルプからの光学
的出力の均一性を向上させる効果をもつものであること
が、理解されるであろう。電極の長さは、光パルプから
の光学的出力における予測可能な空間的変動を補正する
場合には、光パルプの製造時に調整することができ、ま
た実験的な測定からでないと決定できない空間的変動を
補正する場合は、光パルプの組み立て後に、一部切削に
よりその長さを調整する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用したＴＩＲ多重多重デートルパ
ルプった光電ライン・プリンターの側面図で、第２図は
、第１図のプリンターの底面の拡大平面図、第３図は、
ＴＩＲ光パルプの側面拡大図、第４図は、第３図の光パ
ルプを下部から見た一部切断拡大図で、光パルプからの
光学的出力における非均一性を補正するための本発明に
従って構成される種々の長さの電極を示すもの、第５図
は、装置の基本的回路構成を示すブロック図である。 第５図中の用語 Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ−人力データ同調制御器Ｄｉｆｆ
ｅｒｅ］１ｔｉａｌ　Ｅｒｃｏｄｅｒ−差動エンコーダ
ーＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ　−Ｖルチゾレキサー。 代理人　浅　村　　　皓 外４名 Ｈ６，３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光線を空間変調させる複門ライトパルプにおいて、その
   ライトパルプは以下の３点を含む変調すべき光線によっ
   て照射されるよう位置づけされ、所楚の光学的を持った
   光ｉｔ子と、前記光電素子と密接に組み合わされ前記光
   学軸の方向に延びる複数の電極と、・ 前記光線をデータ・サンプルにしたがって空間的に変調
   するため、１核データサンプルを前記複数の電極の少く
   とも、ひとつおきに与えて、前記光学素子に局部的な電
   場をつくる手段とを有し、 前記複数の電極の長さを、前記変調された光線における
   データとは無関係の空間的不均一性を少くとも部分的に
   補正するように選択された長さとしたことを特徴とする
   、光線を空間的に変調する多重デート光パルプ。