JPS5931164A - 電気光学ラインプリンタ - Google Patents

電気光学ラインプリンタ

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JPS5931164A
JPS5931164A JP15163982A JP15163982A JPS5931164A JP S5931164 A JPS5931164 A JP S5931164A JP 15163982 A JP15163982 A JP 15163982A JP 15163982 A JP15163982 A JP 15163982A JP S5931164 A JPS5931164 A JP S5931164A
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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】 本発明は電気光学ラインプリンタに関し、特に同プリン
タにより印刷される隣接画素間に生ずるイルミネーショ
ン・ナル(illumina−tion  nulls
)を減少させる装置に関するものである。
従来、個々にアドレス可能な複数の電極を有する電気光
学素子が電気光学ラインプリンタ用のマルチゲートライ
トバルブとして用いられている。
たとえば、かかる技術を開示するものとして、本発明者
等による米国特許出願番号4.281.904号(19
81年8月4日発行9発明の名称“個々にアドレス可能
な電極を有した電気光学変調器”)がある。
さらに1979年7月19泊発行のエレクトロニックデ
ザイン誌(Electronic  Design)の
第31〜32頁に記載された“データレコーダに改善さ
れたハードコピー解像度を与えるライトゲ−1・”、同
年7月26日発行のマシンデザイン誌(Machine
  Des ign)第51 @ It 17の第62
頁に記載された“アナログ波形をプロ・ツトする偏光フ
ィルタ”、及び1980年2月4日発行のデザインニュ
ーズ誌(Design  News)の第56〜57頁
に記載された“線形問題を消去するデータレコーダにも
同様にかかる技術が示されている。
また、従来、上記形式のマルチゲートライトバルブの開
発及び、同ライトバルブの電気光学ラインプリンティン
グへの応用においても着実な進歩がなされてきている。
例えば、本発明者による米国特許出願番号第187.9
11号(出願日;1980年9月17日、「電気光学ラ
インプリンタ」)には、一連の入力データの流れにより
表示される画像は通富の光源により照射されるマルチゲ
ートライトバルブを使用して標準的な感光性記録媒体に
プリントされるということが示されている。同明細書に
は光源に要する出力電力を最小限となす入力データのサ
ンプル及びホールド技術を記載している。
さらに、同様に1980年9月170に出願されたW。
D、Turnerの発明による米国特許出願番号第18
7936号の“近接カップリングされた電気光学装置”
には、マルチゲートライトバルブの電極と電気光学素子
は物理的に区別できる構成要素とすることができ、この
両者を押圧し、または強靭に一体化することによって“
近接カンプリングを得ることができる旨が開示されてい
る。また本出願人が同日に出願した米国特許出願番号1
88,171号(出願日、1980年9月17日1発明
の名称;“近接カップリング電気光学装置の集積エレク
トロニクス”)には、例えばVLS Iシリコン電極作
動回路の金属化層を適当にパターン化することにより電
極を形成すれば、上記の近接カンプリングマルチゲート
ライトバルブの電極への電気的接続は比較的簡単に行な
えることを開示し、またW、D。
Turner等出願の米国特許出願番号187.916
号(出願日;1980年9月17日1発明の名称゛周辺
電界応答形電気光学ラインプリンタへの差動エンコーデ
ィング″)は電気光学ラインプリンタが所望の解像度を
得るため、マルチゲートライトバルブが必要とする電極
数は、入力データが差動的に符号化できれば、半減でき
る旨を開示している。
さらに本発明者等による米国特許出願番号248939
号(出願口;  1981年3月30日1発明の名称;
“マルチゲートライトバルブの多層差込み電極”)によ
れば、さし込み電極を2層以上用いることによりマルチ
ゲートライトバルブは電気光学的効率を向上させるとと
もに解像度も良好になすことができ、米国特許出願番号
249057号(出願口;1000年3月30口1発明
の名称;゛非テレセン1−リンク画像系を有する電気光
学ラインプリンタのマルチゲートライトバルブ)は電気
光学ラインプリンタ及びそれに類するものにライトバル
ブな応用するのに必要な結像光学系を簡略となすことの
できる電極の収斂配置に関して開示されている。
そして先に出願した本発明者による「マルチデー1−ラ
イI−バルブのための非一様性補償」には、マルチゲー
トライトパルプの光学的出力におけるデータから独立し
た変量を減じる技術が開示されている。
以上のような進歩にもかかわらず、従来の電気光学ライ
ンプリンタはその特質により印刷画像ラインの隣接する
画素間に好ましくないイルミネーション・ナルを生ずる
。このイルミネーション・ナルは印刷画像に不連続を生
じ、画質を著しく悪くする。またプリンタの像形成シス
テムの焦点をずらしたりぼやけさせたりしてイルミネー
ション・ナルを除去亥〜るという直裁的な方法は電気光
学ラインプリンタはコヒーレント像形成によるものであ
ることから一般に採用することができない。
本発明によれば、電気光学ラインプリンタの画像光学系
に照射される画素の光を当該画素の隣接域に結合(co
uple)する手段を有し、これによって記録媒体の交
付運動(cr’ossline  motion)及び
またはプリントプロセスの限られた解像力ではイルミネ
ーション・ナルを除去できないまでも減らすことができ
る。
このことを達成するため、傾斜した位相ステップを画像
光学系のフーリエ変換平面内またはその近くに設け、こ
れにより各照射画素を記録媒体の交付運動に対して傾斜
した二重スボント回折パターンに変換する手段がある。
また他の手段として画像平面の直前に光散乱素子を設け
て照射される画素からの光を散乱させ、かつこの散乱光
により創成される干渉パターンに高空間周波数を与える
ことによって、このパターンをプリントプロセスにて解
像しないようにする手段がある。
以下、添付図に示す実施例に基づき本発明を説明する。
なお本発明はかかる実施例になんら限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内に含まれ
る全ての変容例、均等技術を包含するものである。
第1図と第2図に電気光学ラインプリンタ(11)が概
略的に示されており、同電気光学ラインプリンタ(11
)は感光性を有する記録媒体(13)上に画像プリント
するため周辺電界応答形のマルチゲートライトバルブ(
12)を備えている。図示のように記録媒体(13)は
光導電性的に被膜されたドラム(14)で、図中の矢印
(15)方向に回転する。尚、このドラム(14)の回
転手段は図示していない。
しかし、記録媒体としては他のゼログラフィ・ツクや非
ゼログラフインク用の記録媒体を用いることができ、例
え 感光フィルムや感光紙さらに光導電性的にコー イ
ングされたベルトやプレートも使用可能であ 。そして
:般的には、記録媒体(13)はライトバルブプ(12
)に対して交付方向(cross  1ine  di
rection)または行ピツチ方向(line  p
itchdirection)に進む間に露光される感
光性媒体とみなすことができる。
第3図と第4図にライトバルブ(12)が示されており
、同ライトバルブ(12)は光学的に透明な電気光学素
子(17)と個々にアドレス可能な複数個の電極(18
A )〜(18I)とから構成される。
このようなライトバルブに最も有望とされる電気光学材
料としては現在のところ、LiNbO3及びLiTaO
3があるが、その他BSN、、KDP、KDxP、Ba
2NaNbs o+!;、及びP L Z Tの使用も
考えられる。本実施例では、ライトバルブ(12)はT
IR(全肉反射)モードで動作する。
従って、電気光学素子(17)は好ましくは例えばLi
NbO3のYカット結晶であり、このYカット結晶は相
互に対向する光学研摩された入力面(22)と出力面(
23) 、及び両面間に伸延して同様に光学研摩された
反射面(21)を有する。また各電極(18A )〜(
18I)の幅は一般に1〜30ミクロンであり、電極間
隔は1〜30ミクロンである。
第1図から第4図を参照してライトバルブ(12)の作
用を簡単に述べると、例えばレーザ(図示せず。)等の
適当な光源からシート状の平行光ビーム(24)が電気
光学素子(17)の反射面(21)をかすめて通るよう
な入射角(即ち、同反射面(21)から全円反射する臨
界入射角より大とならない入射角)で入力面(22)か
ら透過される。入力光ビーム(24)は(Ii!!]示
しない手段によって)横方向に拡散しており、これによ
り電気光学素子(17)の全幅を略一様に照射でき、同
電気光学素子(17)を通過してその略中央部の反射面
(21)上に楔形状に(図示しない手段によって)合焦
される。次に、入力光ビーム(24)は反射面(21)
から全円反射されて出力光ビーム(25)となって出力
面(23)を経て電気光学素子(17)外へ出て行く。
出力光ビーム(25)の位相面又は偏光は各電極(18
A )〜(181)に与えられたデータに従って空間変
調される。詳述すると、上記データにより隣接する各々
一対の電極間、例えば電極(18B )と(18C)間
に、電圧降下が生ずると、対応する電極間の周辺電界が
電気光学素子(17)に影響を与え、これにより電気学
素子(17)の屈折率を局所的に変化させることができ
る。以上のような周辺電界を電気光学素子(17)に効
率的に結合するために、各電極(18A)〜(181)
は反射面(21)の上面上若しくは上面に近接した位置
に設けられる。図示の実施例の場合、各電極(18A 
)〜(18I)は好ましくは適当な基材、例えばVLS
 12932回路(28)上に設置され、このVLS 
12932回路(28)は図中の矢印(29) 、  
(30)で示す方向に電気光学素子(17)に圧着若し
くは固持され、これによって各電極(18A )〜(1
81)を反射面(21)に接触させるか、または少なく
ともその近接位置に保持することができる。このように
構成することで、VLS 1回路(28)は電極(18
A )〜(181)に対する必要な電気的接合をなすこ
とができるという利点がある。また上記に代えて、電極
(18A)〜(181)を電気光学素子(17) 、の
反射面(21)上に配置することも可能である。
説明の都合上、出力光ビーム(25)の位相面ば電極(
18A)〜(181)に与えられたデータに従い空間変
調されるものとする。従ってシュリーレン中央暗領域若
しくは明領域像形成光学系は出力光ビーム(25)の位
相面変調をそれに相当した変調強度プロフィルに変換す
るため、かつ所要寸法の画像を得るのに要する倍率を与
えるために用いることができる。
さらに詳しく述べると、図示のように、中央暗域像形成
光学系(31)は視野レンズ(34)、セントラルスト
ソプ(35)及び像形成レンズ(36)よりなる。視野
レンズ(34)は電気光学素子(17)の出力面(23
)とセントラルストソプ(35)間に光学的に一直線上
に配置され出力光ビーム(25)のO次回折成分を全て
セントラルストンプ(35)上に合焦させる。しかし、
出力光ビーム(25)の高次の回折成分はセントラルス
トソプ(35)周りに散乱するが、この散乱光は像形成
レンズ(36)により集光されて記録媒体(13)上に
合焦さセられ、その結果ライトバルブ(12)の強度変
調画像が得られる。
もちろん、入力光ビーム(24)が(図示しない手段に
よって)偏光されると、出力光ビーム(25)は電極(
18A)〜(18])に与えられたデータに従いライト
バルブ(12)により空間変調される。
この場合、偏光アナライザ(図示せず。)を用いること
ができ、出力光ビーム(25)の空間偏光変調をその相
当する変調強度プロフィルに変換する。
なお、上記出力光ビーム(25)の位相面変調または偏
光変調を上位願意的にとらえて「P−変調」とし、また
読出し光学系(3I)は「P−感光画像光学系」とする
第4図と第5図において、各電極(18A )〜(18
I)は個々にアドレス可能である。従って、画像をプリ
ントするには、画像の連続する行のための差動的に符号
化されたデータサンプルが電極(18A ”)〜(18
1>に与えられる。明確には、各データサンプルは、画
像の各行に対する初期サンプルは別にして、先に差動的
に符号化されたサンプルに対しである特定の入力データ
サンプルの大きさに相当する量だけ異なる大きさを有す
る。各行に最初に差動的に符号化されるサンプルは所定
の電位、例えば大地電位とされる。従って画像の任意の
行に対する差動的に符号化されたデータザンプルが電極
(18A )〜(181)に与えられると、上記行の画
素は電極間の電圧降下により忠実に表示される。
差動的に符号化されたデータサンプルを与えるため、画
像の連続する行の近接ずコ画素を表示する一連の入力デ
ータサンプルが所定のデータ速度で差動エンコーダ(d
ifferentialencoder)(41)に供
給される。エンコーダ(41)はこれらの入力サンプル
を行ごとに差動的に符号化し、マルチプレクサ(42)
がデータ速度に適したリップル速度で電極(18A )
〜(18■)に符号化されたデータサンプルを与える。
コントロー−7(43)はこのエンコーダ(41)とマ
ルチプレクサ(42)を同期させるものである。熱論、
入力データを(図示しない手段によって)緩衝し、同人
力データを所要のリップルに適合させることもできる。
また上記に代えて、接地平面電極のセ・ノ1− <図示
しないが、原入力デー・タサンプルと同じ電位レベルの
電極として定義される。)に個々にアドレス可能な電極
をさし込むこともでき、これによって差動符号化の必要
をなくすことができる。しかし、一般的には、与えられ
た解像度を得るために必要とされる電極数を減らずこと
のできる有益性を考慮すれば、差動符号付けに必要な付
加回路が必要となる。
以上から明からなように、各々隣接する一対の電極(例
えば第4図における電極(18B)と(18C))は電
気光学素子(17)及び読出し光学系(31)と共働し
て、画素を画像の各行(line)に沿った独自の空間
的に予め決められた位置につくるための局所変調器とし
て有効に働く。しかしながら光学系のコヒーシン1〜性
により、上述のプリンタ(11)構成では従来のライン
プリンタと同様に各行の隣接する画素(46A)〜(4
6H)間にイルミネーション・ナルまたは“盲点部” 
(blind  5pot)(45A)〜(45G)(
第6図)を生ずるという難がある。そして図示するよう
にこれらイルミネーション・ナルは画像の長手方向に一
列に並んで識別できる程のストライプとなり、印刷画像
の画質を低下させる。
本発明に係る電気光学ラインプリンタは、画像光学系に
ライトバルブ(12)の各々の変ERRからの光を、画
素(46A)〜(461−1)の空間的に予め決められ
た位置を囲む記録媒体(13)上の区域内に結合させる
手段を有している。本発明の2つの実施例を以下に示す
が、同じ構成部分には同じ番号を付す。
前述の第1図と第2図、さらに第7図に本発明をプリン
タ(11)に応用したものを示す。図示のように像形成
光学系(3I)は一般的に円形の光学位相板(61)で
あり、同位相板(61)は半円形の2つの位相遅れ部分
(62) 、  (63)を有している。
また2つの位相遅れ部分(62) 、  (63)の接
続部分は約180度の位相ステップ(phase   
  ”5tep)(64)を創成する。位相ti(61
)は像形成レンズ(31)のフーリエ変換平面内(即ち
、視野レンズ(34)の焦点平面内)に位置して、スト
ップ(35)を支持している。この配置により像形成レ
ンズ(36)はライトバルブ(12)からの回折光を記
録媒体(13)  (即ちライトバルブ(12)の画像
平面)に合焦させる。位相板(61)はフーリエ変換平
面において空間位相分布を創成し、この位相分布により
照射される画素(46八)〜(46H)は略等しく照射
される光のスポノt−(66AA)、  (66AB)
〜(66HA)、  (66111)のペアとして画像
平面(即ち、記録媒体(13) l)に現われるように
なる(第8図)。回折スポット(66AA)、 (66
AB)〜(66HA)、 (6611B)の直径及び間
隔は像形成レンズ(36)の入力レンズ口径と逆の関係
を有するが、各スボソ1(66AA)、  (66AB
)〜(66HA)、  (6611B)の中心は位相ス
テップ(64)に対して直交するように一列に並ぶ。こ
のように位相ステップ(64)を各行がプリントされる
方向に沿う軸(以下「プリント軸」とする。)に対して
好ましくは約45度傾斜させることにより、回折パター
ン(66AA)、  (66AB)〜(66HA)’、
  (66HB)はプリント軸に対して実質的に同じ角
度PI4斜することになる。上記状態によって、回折ス
ポット(66AΔ)、(6GAB)〜(66HA)、 
 (6614B)は記録媒体(13)」二で相互に入り
込むようになり、イルミネーション・ナルを特徴とする
特に記録媒体(13)の交付運動(cross  1i
ne  motion)により生ずる露光集中によって
、スポット(66AB)〜(66HB)がスポット (
66AA)〜(66HA )間の各間隙を実質的に埋め
るようにすることができる。
ここで、位相板(61)の位相ステップ(64)が18
0度であること、及び位相ステップ(64)のプリント
軸に対する傾斜が45度であるというこの二つの数値は
最適値である。これらの二つのパラメータのうちいずれ
か一方または両者は、回折スポット(66AA)、(6
6AB)〜(66HA)、(66II B )の強度及
び位置の対称性が光学干渉または他の好ましくない露光
障害に至らない程度までは可変としてもよい。
さらに、本発明を幾分広く解釈すれば、プリント軸に対
して傾斜した軸に沿ってライトバルブ(12)の画像を
ぼかす傾向のある位相板は、記録媒体(13)の交付運
動(cross  1inerrtotion)により
創成されるモーションブラー(motion  blu
r)に基くイルミネーション・ナルを減少させるという
ことが判る。例えば、ライトバルブ(12)が個々にア
ドレス可能な電極(18A )〜(181)に加えて接
地平面電極を有する場合には、位相プレート(61)に
傾斜したシリンダレンズを用いることができる。しかし
この場合、ライトバルブ(12)が符号化されたデータ
により操作される時は、シリンダレンズは正負両電場の
画素に同じぼかしを与えないので特に有効とは言えない
。とにかく、ライトバルブ(12)の画像がぼかされて
イルミネーション・ナルを減す場合、不要な目につく光
学干渉図形が生じないように注意しなければならない。
この理由のために、ライトバルブ(12)の画像はプリ
ント軸に対して約45°傾斜した軸に沿ってぼかすよう
にしたのである。
また、必要であれば位相板(61)は画素間のイルミネ
ーション・ナルを減らすためだけでなく、画素のエネル
ギプロフィルを整えるためにも用いることができる。こ
れはプリントに用いることができる光の一部を犠牲にし
て位相板(61)に予め設定された非一様(不均一)な
位相または吸収プロフィルを与えることによって得られ
る。
第9図に照射された画素(46A)〜(461−1) 
 (第6図)からの光を記録媒体(13)上の周辺域に
結合する(couple)別の手段が示されており、本
図のものは例えばすりガラスよりなる光散乱素子(71
)を用いるものである。
この光散乱素子(71)は像形成レンズ(36)と光学
的に一直線上に並べられ、かつ記録媒体(13)の直前
に位置する。光散乱素子(71)はライトバルブ(12
)の画像に実質的な影響を与えるイルミネーション・ナ
ルをぼかすことができるような光散乱プロフィルを有し
ている。散乱光はその性質上いくぶんオーバラップする
が、散乱光のランダムな位相関係により、二次光学干渉
図形が高い空間周波数を持つようになり、プリント過程
によって解像されない。プリンタ(IIA)の読出し光
学系(31A>には位相板は含まれていないが、その他
の構成は前述した実施例の読出し光学系(31)と同じ
である。また、上記の相違点を除いてプリンタ (II
A)はプリンタ(11)と同一である。
以上に述べたように本発明に係る装置は電気光学ライン
プリンタの画質を低下させる画素間のイルミネーション
・ナルを減少させることができる。
また上記実施例に基いてイルミネーション・ナルを減少
させる位相板は、照射された画素のエネルギプロフィル
を整形することにも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いる傾斜した位相ステップを有する
像形成光学系を備えた電気光学ラインプリンタの概略を
示す側面図、第2図は第1図のラインプリンタの一部拡
大底面平面図、第3図ば1゛IRマルチゲートライトバ
ルブの拡大側面図、第4図は個々にアドレス可能な電極
を示す第3図のライトバルブの切欠拡大底面図、第5図
は第4図のライトバルブの電極に、差動符号化された入
力データザンプルを与えるシステムのブロック図、第6
図は従来の電気光学ラインプリンタによって生成される
行画像の概略を示す図、第7図は第1図のラインプリン
タの像形成光学系の為の位相板の拡大正面図、第8図は
第1図のラインプリンタによって生成される行画像の概
略を示す図、第9図は本発明の他の実施例の概略を示す
側面図である。 (II)  :電気光学ラインプリンタ(12)  ニ
ライトバルブ  (13)  :記録媒体(+4)  
ニドラム     (17)  :電気光学素子(18
A)〜(181):電極(21)  :反射面(22)
  :入力面     (23)  :出力面(2B)
:VLSIシリコン回路 (31)  :読出光学系   (34)  :像形成
レンズ(35)  :セン1−ラルストソプ (41)  :差動エンコーダ (42)  :マルチプレクサ (43)  :コント
ローラ(45A)〜(45G):イルミネーション・ナ
ル(46A)〜(46B):画素 (61)  :位相板 (62) 、  (63)  :位相遅れ部分(64)
  :位相ステップ (66AA)、(66AB)〜(6611A) 、  
(6611B):回折スポット (71)  :光散乱素子 特ff 出H人  ゼロ・ノクス コーポレーション代
理人  手掘 益(し1力・2名) FI6.3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、記録媒体と、プリント軸に沿い、かつ空間的に予め
    決められた位置に画素をプリントするマルチゲートライ
    トバルブと、同ライトノくルブと記録媒体間に光学的に
    一直線上に並べられてライトバルブを上記記録媒体上に
    像形成するためのコヒーレント像形成手段と、上記ライ
    トノくルブに対して交線方向に記録媒体を進行させる手
    段を有する電気光学ラインプリンタにおいて、上記像形
    成手段は、照射された画素からの光を予め決められた記
    録媒体上の同画素位置の周辺の域に結合させる手段を有
    し、もって画素間のイルミネーション・ナルを減らすこ
    とを特徴とする電気光学ラインプリンタ。 2、上記像形成手段はフーリエ変換平面を有し、上記光
    結合手段はプリント軸に対して傾斜した空間位相分布を
    有する位相板であゲで、同位相板はフーリエ変換平面内
    に位置していることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の電気光学ラインプリンタ。 3、上記位相板は画素に予め設定されたエネルギプロフ
    ィルを与える様に選択される非一様光学プロフ゛イルを
    有することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の電
    気光学ラインプリンタ。 4、上記位相分布は位相ステップであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第2項記載の電気光学ラインプリンタ
    。 5、上記位相ステップは略180度の大きさであること
    を特徴とする特許請求の範囲第4項記載の電気光学ライ
    ンプリンタ。 6、上記空間位相分布はプリント軸に対して略45度傾
    斜していることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    の電気光学ラインプリンタ。 7、上記位相分布は略180度の位相ステップであるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の電気光学ラ
    インプリンタ。 8、上記位相板は画素に予め設定されたエネルギプロフ
    ィルを与えるように選択された非一様光学吸収プロフィ
    ルを有することを特徴とする特許請求の範囲第7項記載
    の電気光学ラインプリンタ。 9、 上記光結合手段は記録媒体の直前に位置する光散
    乱素子であって、同光散乱素子はライトバルブの画像に
    影響を与えるナルをぼかす様に選択された散乱プロフィ
    ルを有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の電気光学ラインプリンタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6172269A (ja) * 1984-09-04 1986-04-14 ゼロツクス コーポレーシヨン 電気光学デバイスを利用した像形成装置

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JPS5627167A (en) * 1979-08-13 1981-03-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Photo writing method
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