JPS637368B2

JPS637368B2 -

Info

Publication number: JPS637368B2
Application number: JP56143150A
Authority: JP
Inventors: Deii Taanaa Uiriamu; Ei Supuragyuu Robaato
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1980-09-17
Filing date: 1981-09-10
Publication date: 1988-02-16
Also published as: CA1178325A; US4450459A; JPS5780080A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ライン・プリンタ、特に縞領域に応
答する電子光学ライン・プリンタに関する。

電子光学素子で、個々にアドレス可能な複数の
電極をもつものは、ライン印刷用のマルチ・ゲー
トの光バルブとして使用できるものが知られてい
る。例えば、1979年６月21日、Ｒ・Ａ・スプラー
グほかによる米国特許出願、第40607号の「個々
にアドレスされる電極をもつTIR（全内部反射）
電子光学変調器」、及びＲ・Ａ・スプラーグによ
る米国特許出願「電子光学ライン・プリンタ」
（Ｄ／79006）に示され、また、エレクトロニツ
ク・デザイン（Electronic Design）、1979年６月
19日号、第31〜32頁の「光ゲートによりデータ・
レコーダのハード・コピー解像度の改善」、マシ
ン・デザイン（Machine Design）、1979年６月
26日発行、第51巻、第17号、第62頁の「偏光フイ
ルタによるアナログ波形の描画」、及びデザイ
ン・ニユース（Design News）、1980年４月号、
第56〜57頁の「データ・レコーダによる線形問題
の解決」に示されている。

光学的に透明な大部分の電子光学材料は、光バ
ルブのような電子光学素子に用いることができ
る。現在のところ、最も有望な材料はLiNbO₃及
びLiTaO₃と思われるが、BSN，KDN，KD^XＰ，
Ba₂NaNb₅O₁₅及びPLZTを含む検討に値する他
の材料もある。いずれにしろ、このような光バル
ブの電極は、電子光学素子に密接に結合され、電
子光学素子が重複しない。即ちその光軸に対して
直角関係にある幅で、典型として等間隔で隔てた
中心上に分散されているので、電極間のギヤツプ
間隔は全体として一様である。

前述の形式のマルチ・ゲート光バルブにより光
印刷を行なうために、例えばゼログラフのフオト
レセプタのような感光記録媒体は、光バルブに対
して交差線方向（即ちピツチ方向）に進行するに
従い、像を形成するように露光される。特に露光
処理を実行するため、シート状の平行光線は、直
接透過する電子光学素子の光軸に沿い、又は内部
全反射するその光軸に対してわずかな角度で、光
バルブの電子光学素子を介して透過される。更
に、連続した組のデジタル・ビツト又はアナログ
信号の各サンプル（以下、ひとまとめにして「デ
ータ・サンプル」という）は、連続した線状の像
に関する画素、即ちピクセルをそれぞれ収集した
ものを表わすもので、電極に逐次印加される。そ
の結果、局部化された電子群即ち縞領域が、非基
準レベルのデータ・サンプルを印加した全電極の
ごく近傍にある電子光学素子内に形成される。そ
してこれらの縞領域は、相互作用領域（即ち、電
界を透過させる対象であり、光線により照射され
る電子光学素子の領域）内の電子光学素子の屈折
率に局部的な変化をもたらす。かくして、光線の
同位相波面即ち偏光は、光が干渉領域を通過する
際に電極に印加されるデータ・サンプルに従つて
変調される（以下、全般的にＰ変調という）。Ｐ
検知（Ｐ―sensitive）読み出し光学系は、光線
の同位相波面、即ち偏光の変調を、対応して変調
された強度輪郭に変換するのに用いられる。例え
ば、光線の同位相波面が変調されたときは、シユ
リーレンの中央暗領域即ち中央の明るい領域の結
像光学系が記録媒体上に変調された光線を結像す
るのに用いられる。逆に、入射光線が偏光された
ときは、偏光検光器を介して偏光変調された出力
光線を通過させることにより強度変調変換のため
の偏光を行ない、その後記録媒体上に結像させ
る。Ｐ検知読み出し光学系とは、勿論、光線につ
いて強度輪郭変調の変換処理のために同位相波面
変調即ち偏光の変調を行なう光学系を通常いうの
に用いる別の新造語である。

本発明によれば、所定の解像度を得るように、
縞領域に応答する電子光学ライン・プリンタを付
勢するのに必要とする電極数は、入力データを差
動的（differentially）に符号化すると、２より
わずかに少ない率で減少可能なことが明らかとな
つた。電子光学ラインプリンタへの入力データは
変調器に印加される前に各列毎に差動的に符号化
される。このためにラインへの最初のデータサン
プルを除いては画像の各列のデータサンプルの
各々は直前のデータサンプルの差動的に符号化さ
れた値と電気的に参照されて符号化され、ここで
各データサンプルの値が当該データサンプルの符
号化された値と直前のデータサンプルの符号化さ
れた値との差に等しいものとなるように差動的に
符号化される。最初のデータサンプルは例えばア
ースのような基準電位との差をとりこれを差動符
号とする。これらの差動的に符号化されたデータ
サンプルは電子工学的変調器の個々にアドレス可
能な電極に印加され、これにより、各電極間に接
地面電極又は基準面電極を置くことなく符号化さ
れた各データサンプルの値、即ち原始データサン
プルの値に対応する大きさを持つ電気的縞領域を
生成する。この縞領域は電子光学素子中にはいり
こみ電子光学素子の屈折率を局部的に変化させ、
これによりコヒーレントな入射光線の同位相波面
は入力データに従つて変調される。各隣り合う電
極に印加されるべき各符号化されたデータサンプ
ルの値の差は原始データサンプルなのでかかる符
号化された各データサンプルを各電極に印加する
ことにより原始データサンプルを表す電気的縞領
域が生成され、ここで各電極間に接地電極又は基
準平面電極を設ける必要がないことから所要電極
数は約1/2になる。各電極間に差動的に符号化さ
れたデータが直列的に印加されるが実際には各電
極間に存在する分布容量により隣り合う電極間に
は適切な電位差が確保されることになる。本発明
によれば、差動的な符号化を用いることにより、
縞領域に応答する電子光学ライン・プリンタの構
成を簡単にし、またそのようなプリンタの解像度
を増加することができる。差動的な符号化を線順
次方法又は連続方法で行つてもよいのは、明らか
である。

本発明のその他の特徴及び効果は、付図と関連
させて次の詳細な説明を読むことにより明らかと
なる。

以下、一実施例を参照して本発明を詳細に説明
するが、この発明をそのような実施例に限定する
意図はないことを理解すべきである。逆に、その
目的は、特許請求の範囲により定める発明の精神
及び範囲内に含まれる総ての変更、変換及び等価
なものを包含させることにある。

さて、図、ここでは特に第１図及び第２図を参
照すると、電子光学ラインプリンタ１１がある。
これは、結像位置にあり、光に感応する記録媒体
１３を露光させるマルチ・ゲートの光バルブ１２
により構成されている。記録媒体１３は、（図示
なしの手段により）矢印方向に回転され、光バル
ブ１２に対して交差線方向に進行する光導電性被
覆のゼログラフ・ドラムであるとして説明してい
る。しかし、光電導性被覆のゼログラフ・ベルト
及び板と共に、ウエブ（web）又は切断シート片
として入手可能な感光フイルム及び被覆紙を含む
他のゼログラフ及び非ゼログラフ記録媒体を用い
得ることは、明らかである。従つて、記録媒体１
３は、一般的な場合、光バルブ１２に対して交差
線即ち線ピツチ方向に進行する間に、結像位置に
て露光される感光媒体のように、可視化される必
要がある。

第３図及び第４図に最も良く示しているよう
に、光バルブ１２は電子光学素子１７及び個別に
アドレス可能な複数の電極１８ａ〜１８ｉをも
つ。この発明は、電極１８ａ〜１８ｉに印加する
データを以下で説明するように差動的に符号化す
るので、接地面電極又は基準面電極をデータが印
加される各電極間に設けることを必要としない基
本的な効果をもつており、これにより所要電極数
を約1/2にすることができる。

この実施例において、光バルブ１２は、全内部
反射（TIR）モードの動作用に構成されている。
従つて、電子光学素子１７は、例えば研摩された
入力面２２と出力面２３とに直角で、かつそれら
の間に配置され、研摩された反射面２１をもつ
LiNbO₃のｙカツト結晶である。そして電極１８
ａ〜１８ｉは、反射面２１に近い電子光学素子１
７に直接接続され、本質的にはその全幅に重畳し
ないようにして配置される。例えば、電極１８ａ
〜１８ｉは、幅が約１〜30ミクロンであり、電極
間のギヤツプの間隔が全体に均一な１〜30ミクロ
ンとなるように、中心が多かれ少かれ等距離で分
離されている。図示のように、電極１８ａ〜１８
ｉが電子光学素子１７の光軸に対して全般として
並行に配列されているので、光バルブ１２は、０
次に対して全般として対称な回折パターンを発生
する。しかし、電極１８ａ〜１８ｉは、光バルブ
１２が対称な回折特性を得るように、電子光学素
子１７の光軸に対していわゆるブラツグ角に配置
されてもよいことを理解すべきである。

第１図乃至第４図を参照して電子光学ライン・
プリンタ１１の動作を説明する。適当な光源、例
えばレーザー（図示なし）からシート状の平行な
光線２４が電子光学素子１７の入力面２２を介し
て送出され、反射面２１に対して斜めの角度で投
射される。光線２４は、反射面２１のほぼ中心線
のところで（図示なしの手段により）くさび形を
した焦点に達し、内部で全反射され、出力面２３
を介して以下伝送される。図示のように、光線２
４は、電子光学素子１７の全幅を実質的に照射
し、連続的な線の像についての各画素の露光値を
素わす値をもつており、電子光学素子１７を通過
する際、連続した組の原始入力データに従つて同
位相波面が変調される。

本発明によると、第５図に示すように、制御器
２６の制御信号に応答し、例えば線順次式で原始
入力データ・サンプルを差動的に符号化する差動
エンコーダ２５がある。例示のため、入力デー
タ・サンプルは所定のデータ速度を有する直列デ
ータ列を定めるものとする。この場合、差動エン
コーダ２５は入力データ速度に整合した符号化速
度で入力データを直列に符号化して差動符号化デ
ータをマルチプレクサ２７等に供給する。マルチ
プレクサ２７は、更に制御器２６からの制御信号
に応答し、データ速度に整合したリツプル速度で
電極１８ａ〜１８ｉへ差動符号化データを直列に
供給、即ち「リツプル」させる。必要ならば、デ
ータ・バツフア（図示なし）を用い、差動エンコ
ーダ２５の符号化速度に入力データの速度を整合
させ、またマルチプレクサ２７のリツプル速度に
差動符号化データの速度を整合させてもよい。そ
の目的は連続した入力データ・サンプルの差動符
号化の片われをすぐ隣りにある電極１８ａ〜１８
ｉの一つに印加するのを確保することにある。電
極１８ａ〜１８ｉに差動符号化データが直列に供
給されるが各電極間に存在する分布容量により隣
り合う各電極間に適切な電位差が確保される。

明らかに、入力データは、テキスト編集、編成
又は他の目的のため、差動エンコーダ２５の上流
の図示なしの手段により処理してもよい（例え
ば、W.F.ガニングほかにより共同出願した米国
特許出願、第893658号、1978年５月５日出願を参
照）。また、明らかなことであるが、本質的に全
ラインの印字時間（即ち単一線の像を印字するの
に割り当てられた時間）において、電極１８ａ〜
１８ｉ上の各線の像についての差動符号化デー
タ・サンプルを保持するため、マルチプレクサ２
７と電極１８ａ〜１８ｉ間にサンプル・ホールド
回路があるのが好ましい（前述のスプラーグによ
る米国特許出願（Ｄ／79006）を参照）。

本発明によれば、第６Ａ図及び第６Ｂ図に示す
ように、原始入力データ列を差動的に符号化する
ことにより、各原始入力データ・サンプルについ
ての差動符号化データ・サンプルが得られる。最
初のサンプルを除き、各差動符号化データ・サン
プルと前の差動符号化データ・サンプルとの差
は、各入力データ・サンプルの大きさに対応した
値である。差動符号化データ列の第１サンプル
は、共通の基準電位、例えばアースの電位と比較
される。差動的な符号化は、全ての像の画素に対
し、連続的に差動的に符号化したデータ列を得る
ように、連続的な方法で実行するものであつても
よい。しかし、第６Ａ図及び第６Ｂ図に示したよ
うに、差動的な符号化は、線順次方式で実行さ
れ、連続した線の像についての個別的な差動符号
化データ列を得る。線順次方法により差動的な符
号化を実行することにより、線長を差動的に符号
化したデータ列の極性を周期的に反転でき、これ
により電子光学素子１７（第１図〜第３図）に印
加された縞領域の公称極性を反転させる効果があ
る。このような関係において、同一の入力データ
列を逆極性で差動的に符号化したとき、第６Ａ図
及び第６Ｂ図に矢印で示したように発生した逆極
性の縞領域に注目するに、縞領域の公称極性を反
転させると、電子光学素子１７に捕捉されたキヤ
リアを蓄積しないように作用するので、電子光学
素子１７を光学的な損傷から保護する作用があ
る。勿論、電子光学素子１７に印加された縞領域
の実際の極性は、データに従属する。しかし、こ
れらフイールドの公称極性は、最初の差動符号化
データ・サンプルをローか、ハイの基準レベル
（即ち、デイジタルの場合は、第６Ａ図のように
電極１８ａにロー（“０”）論理レベルのパルス、
又は第６Ｂ図のように電極１８ａにハイ（“１”）
論理レベルのパルス）と比較するかどうかに依存
する。

第３図〜第６Ｂ図の説明に戻る。与えられた線
の像に関する差動符号化データ・サンプルを前述
のように電極１８ａ〜１８ｉに印加すると、実質
的に異なる大きさの符号化サンプルを印加した隣
接の電極対間に電極対電極の電圧降下を生ずる。
これらの電圧降下は、電子光学素子１７の相互作
用領域２９内に局部化した電気的な縞領域２８を
発生させて相互作用領域２９の幅で電子光学素子
１７の屈折率に局部的な変動を発生させる。電極
対電極の電圧降下が例えばアースに対し、連続し
た原始入力データ・サンプルの一つの大きさに等
しい限り、屈折率の変動は連続した線の像に関す
る符号化データ・サンプルに応答して発生し、そ
の変動の量はそれら線の原始入力サンプルを忠実
に表わしている。従つて、光線２４の同位相波面
即ち偏光は、光線２４が電子光学素子１７の相互
作用領域２９を通過するときに、連続する線の像
のデータ・サンプルに従い、連続して空間的に変
調される。

結像位置にて記録媒体１３を露光するため、電
子光学素子１７、記録媒体１３間に光学的に配列
された中央のシユリーレン暗領域の結像光学系３
１が存在し、記録媒体１３上に光線２４を結像さ
せる。結像光学系３１は、空間的に同位相波面を
変調した光線２４を対応して変調した強度輪郭に
変換することにより、所望幅の像を得るのに必要
とするだけ拡大させる。これを達成するため、結
像光学系３１は、中央の絞り（stop）３５上に同
位相波面を変調した光線２４の０次回折成分３２
を結像させるフイード・レンズ３４と、記録媒体
１３上に拡散した高次回折成分を結像させる結像
レンズ３６とを有する。フイールド・レンズ３４
が電子光学素子１７と絞り３５との間に光学的に
配列されているので、光線２４の０次回折成分３
２のほぼ全部が絞り３５により阻止される。光線
２４の高次の回折成分は、絞り３５の周辺に拡散
し、結像レンズ３６に集収され、次いでこれによ
り記録媒体１３により定められた光バルブ１２の
像面に投射される。勿論、他のＰ検知読み出し光
学系を用い、電子光学素子１７から得た同位相波
面、即ち偏光を変調した光線を、対応して変調さ
れ輪郭を有する光線に変換してもよい。

第２図に点線３９で示したように、隣接する電
極１８ａ〜１８ｉの各対は、電子光学素子１７と
Ｐ検出読み出し光学系３６と共に、局部変調器を
形成する働きをし、各線の像に沿い空間的に定め
られた固有の位置に画素を生成する。連続した組
の差動符号データ・サンプルはこれら局部変調器
に供給され、一方、記録媒体１３は光バルブ１２
に対して交差線方向に進行し、連続した線の像を
印刷する。従つて、走査線の像当り印刷される画
素数は、電極１８ａ〜１８ｉの数から１を引いた
ものに等しいのがわかる。

第７図を参照すると、差動エンコーダ２５があ
り、原始デジタル入力データ・サンプル、即ちビ
ツトを線順次方法で差動的に符号化し、かつ差動
符号化データの公称極性を周期的に反転させてい
る。例示のため、入力ビツトをロー（“０”）論理
レベルの基準電位と比較するものとする。このた
め、排他的論理和ゲート４１及び１段のシフト・
レジスタ４２を設け、差動的な符号化を実行させ
る。動作では、原始入力データ・サンプルが所定
のデータ速度でオア・ゲート４１の一入力に直列
に供給される。シフト・レジスタ４２は、オア・
ゲート４１から出力される差動符号データ・サン
プルを直列に同一の速度だが一サンプル分だけ遅
延してもう一方の入力にフイードバツクしてい
る。このため、各入力データ・サンプルは、すぐ
前のデータ・サンプルの差動符号の片われと排他
的論理和がとられる。これを達成するため、シフ
ト・レジスタ４２は、Ｊ―Ｋフリツプ・フロツプ
が適当であり、そのＪ入力をオア・ゲート４１の
出力に接続し、そのＫ入力を例えばプルアツプ抵
抗４３によりハイ（“１”）論理レベルに保ち、そ
のクロツク入力を適当な信号源（図示なし）から
前記データ速度のクロツクパルスを受け取るよう
に接続し、そのＱ出力をオア・ゲート４１の第２
入力即ち他の入力に接続する。各原始データ・サ
ンプルとすぐ前の差動符号化データ・サンプルと
の排他的論理和により、ハイ（“１”）論理レベル
の各入力データ・サンプルには差動符号化データ
列に論理レベルの遷移が生じるが、ロー（“０”）
論理レベルの各入力データ・サンプルには生じな
い（第６Ａ図及び第６Ｂ図を参照）。従つて、各
差動符号化データ・サンプルの大きさは、すぐ前
の差動符号化データ・サンプルの大きさと比較し
たときの各入力データ・サンプルの大きさを表わ
す。ところで、原始入力データ・サンプルをハイ
（“１”）論理レベルと比較する場合、排他的論理
和ゲートを用いることにより、ハイ（“１”）論理
レベル信号でなく、ロー（“０”）論理レベル入力
サンプルにだけ応答して遷移する差動符号化デー
タ列を得ることができるのに注目すべきである。
この理由により、ここでの排他的論理和ゲート
は、全般的に排他的なオア・ゲート及びノア・ゲ
ートを含み得るものとして使用している。

図示のように、排他的論理和ゲート４１はオ
ア・ゲート４３、ナンド・ゲート４４及びアン
ド・ゲート４５からなる。オア・ゲート４３及び
ナンド・ゲート４４は、いずれも直列データ・バ
ス４６からの入力ビツトを受け取るように接続さ
れた一の入力と、フリツプ・フロツプ４２のＱ出
力からの差動符号データ・サンプルを受け取るよ
うに接続された他の入力とを有する。オア・ゲー
ト４３の出力はアンド・ゲート４５の一の入力に
接続され、ナンド・ゲート４４の出力はアンド・
ゲート４５の他の入力に接続されている。差動符
号データ列はアンド・ゲート４５から出力され
る。これは、アンド・ゲート４５がロー（“０”）
論理の各入力データ・サンプルには応答しない
が、ハイ（“１”）論理の各入力データ・サンプル
には応答して状態を反転させ（即ち、イネーブル
状態からデイセーブル状態へ又はその逆へ切替を
し）、差動符号化データ列の論理レベルを遷移さ
せるためである。

電子光学素子１７（第１図〜第３図）に光学的
な損傷を与える危険性を少なくするためには、差
動エンコーダ２５が差動符号化データ列の公称極
性を周期的に反転させるように定めると効果があ
る。このため、図示のように、線長カウンタ４８
を設け、そのカウント出力端をフリツプ・フロツ
プ４９のクロツク入力に接続する。更に、フリツ
プ・フロツプ４９は、一の出力をアンド・ゲート
５１を介してフリツプ・フロツプ４２のセツト入
力に接続し、他の出力を別のアンド・ゲート５２
を介してフリツプ・フロツプ４２のリセツト入力
に接続している。線長カウンタ４８は、各線の像
の最後のデータ・サンプルが符号化された直後
で、かつ次の線の像に関する最初のデータ・サン
プルが符号化される前に、データ速度に等しい速
度のクロツク・パルスにより歩進され、フリツ
プ・フロツプ４９の状態を反転させる制御信号を
得る。

これにより、フリツプ・フロツプ４２は線毎に
交互にセツトとリセツトをするので、連続した線
の像のデータ・サンプルを差動的に符号化するこ
とが、フリツプ・フロツプ４２のＱ出力のハイ
（“１”）論理レベル又はロー（“０”）基準パルス
により、交互に開始される。このため、第６Ａ図
及び第６Ｂ図に示すように、連続する線の像に対
し逆の公称極性により線を基準にして符号化を実
行する。

前述のことから、縞領域に応答する電子光学ラ
イン・プリンタを付勢して所定の解像度を達成す
るために必要とする電極数を、入力データを差動
的に符号化することにより、丁度２以下の比率で
減少できるのは明らかである。更に、前述のよう
な符号化を実行する方法及び手段として容易に得
られるものが多数あるのも理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は差動的な符号化の効果を得るように構
成されたTIR電子光学ライン・プリンタの側面
図、第２図は第１図に示す電子光学ライン・プリ
ンタの底平面図、第３図は第１図及び第２図に示
す電子光学ライン・プリンタのTIR光バルブの拡
大側面図、第４図は第３図のTIR光バルブの拡大
底平面図、第５図は第３図及び第４図のTIR光バ
ルブに対して差動符号化デイジタル・データを供
給するのに典型的に用いる差動エンコーダを示す
ブロツク図、第６Ａ図及び第６Ｂ図は逆極性で差
動的に符号化したデイジタル・データ列並びに第
３図及び第４図に示すTIR光バルブの電極に差動
符号化データを印加するときに発生する逆極性の
縞領域を示す図、第７図は線順次方法で差動符号
化データ列の極性を反転するデイジタル差動エン
コーダの簡単なブロツク図である。１１…電子光学ライン・プリンタ、１２…光バ
ルブ、１３…記録媒体、１４…ゼログラフイク・
ドラム、１７…電子光学素子、１８ａ〜１８ｉ…
電極、２１…反射面、２２…入力面、２３…出力
面、２５…差動エンコーダ、２６…制御器、２７
…マルチプレクサ、２９…相互作用領域、３１…
結像光学系、４１…排他的論理和ゲート。

Claims

【特許請求の範囲】１像の連続した線上の画素についての露出値を
表す大きさを持つ２進入力データ・サンプルの連
続する組に応答して光感光媒体上に像を印刷する
電子光学ライン・プリンタにおいて、光学的に透過性の電子光学素子と、該電子光学
素子の一の側に間隔を空けて配置されかつ前記電
子光学素子に密接に結合された個々にアドレス可
能な複数の電極とを有するマルチ・ゲート光バル
ブと、前記電子光学素子の相互作用領域を介してシー
ト状で平行な光線を送出する装置と、符号化装置であつて前記入力データ・サンプル
が予め定められた速度で連続的に印加され、前記
入力データ・サンプルを、前記速度で連続的に、
差動的に符号化し、差動符号化データ・サンプル
であつて各差動符号化データ・サンプルとその直
前の差動符号化データ・サンプルとの間の電圧降
下が各入力データ・サンプルに対応するようにさ
れた前記差動符号化データ・サンプルを供給する
符号化装置と、前記符号化装置と前記複数の電極とに接続さ
れ、前記各差動符号化データ・サンプルを前記各
電極に印加し、前記電子光学素子の相互作用領域
内に連続した電気的な縞領域のパターンを作成
し、前記像の連続した線についての入力データ・
サンプルに従つて前記光線を連続的にかつ空間的
に変調する装置と、を有する電子光学ライン・プリンタ。