JPH0374368B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の技術分野 本発明は、ビツトアドレスが可能な線形の電気
−光学的変調器に関し、特に、変調器からの出力
ビームの上側波帯および下側波帯との間の相殺的
干渉を防止するようにしたこの種の装置の改良に
関する。

従来の技術とその問題点 ビツトアドレスが可能な線形変調器は、原画像
を表わす画像信号すなわち画素信号を画像コピー
に変換する装置として、電気−光学的ラインプリ
ンタと共に使用される。この形式の変調器は、
R.A.スプラーグ（Sprague）等に許与された
「個々にアドレスされた電極を用いたTIR電気−
光学変調器」に関する米国特許第4281904号
（1981年８月４日発行）に開示されている。

上述の電気−光学的プリンタにおいては、ゼロ
グラフイーの光電リセプタなどの感光性記録媒体
が、走査方向に直角な軸に沿つて前進せしめられ
る時に、画像形成光に露出される。走査の目的の
ために、レーザなどの適宜の光源から得られたシ
ート状の平行光束、すなわち、コリメートされた
光ビームが電気−光学的変調器を経て伝送される
が、その伝送は変調器の光軸に沿つての直進性伝
送であるか、または変調器軸に対して小さい角を
なすことによつて内部的全反射を行なうような伝
送である。その伝送と同時に、デイジタルビツト
またはアナログ信号の形式の画像信号すなわち画
素信号が、順次に変調器の電極に印加される。そ
の結果、電気−光学的素子内の、画像信号が印加
された電極のごく近傍には、局所的なバルク電界
または周縁電界が形成される。そのような電界が
形成されると、変調器基板の屈折率に局所的変動
が生起し、基板の屈折率のその変化によつて、基
板を通過する光ビームの同位相波面（phase
front）または偏光が画像信号の内容に応じて変
調される。同位相波面が変調された光ビームはそ
の後、それに対応して変調された強度分布をもつ
た光ビームに変換され、記録媒体上に入射せしめ
られて、画像信号を表わす画像を形成する。この
ようにして形成された画像は、後にゼログラフ的
に処理されて、原画像の可視的表示すなわちコピ
ーが得られる。

発明の要約 上述の型式の変調器に関する１つの問題点は、
変調器は画素間に暗領域を残すことなしに１走査
線全体の画素をオン状態にする能力がないことで
ある。ビームストツプの周囲を通過する上側波帯
と下側波帯との相殺的干渉によつて生じる、上記
の画像における暗領域は、光学装置の焦点を外し
たり、光学的収差を導入したりする従来の方法に
よつては、除去することができない。

この問題を解決するために、本発明によればシ
ート状のコリメートされた光ビームを原画像を表
わす画素ビツトによつて変調し、該画素ビツトに
応答した０次光ビームと該０次光ビームに対して
上側及び下側の次数をとる少なくとも一対の光ビ
ームとを選択的に発生する電気−光変調器と、０
次光ビームの経路内に介在せしめて該０次光ビー
ムの通過を阻止するビームストツプ手段と、一対
の上側及び下側の次数の光ビームを記憶媒体上に
結像させる光学手段と、変調器に含まれ、伝送さ
れる光の位相を前記画素ビツト毎に選択的に変化
させる手段と、上側及び下側の次数の光ビームの
少なくとも一方の通路に配置され、一方の光ビー
ムの偏光角度を他方のそれに対して所望の角度に
する光ビーム偏光手段を含み、該偏光により上側
及び下側の次数の光ビーム間の相殺的干渉を防止
して、もつて暗領域を残すことなしに該上側及び
下側の次数の光ビームにより形成されるべき画像
信号の全走査線をオン状態にする干渉抑制手段
と、を備えている。

そして、上述の構成的特徴を有する本発明の電
気−光学的変調器は、原画像を表わす画素ビツト
群から得られる画像露出線に沿つて画像画素間に
暗領域が生じるのを効果的に防止するのである
が、それは下記の諸段階から成る動作によつて具
現される。すなわち、実質的に平坦なシート状の
光ビームを発生させる段階と、この光ビームをそ
の幅全体にわたつて同時に画素ビツト群に応じて
変調して０次ビーム成分と上側波帯ビーム成分お
よび下側波帯ビーム成分とを発生させる段階と、
０次の光ビーム成分を阻止すると共に該上側波帯
および下側波帯の両光ビーム成分を記録媒体上に
集束させて記録媒体上に画像画素を形成する段階
と、上側波帯光ビーム成分および下側波帯光ビー
ム成分の少なくとも一方の偏光状態を変化させて
上側波帯光ビーム成分および下側波帯光ビーム成
分の偏光方向が互いに直交するようにし、それに
よつて相殺的干渉およびその結果である暗領域の
形成を防止する段階と、を含んでいる。

本発明の、その他の特徴および利点は、以下の
発明の実施態様によつて明らかにされる。

発明の実施例 以下に図示された実施例を参照して本発明の具
体的な構成とその作用効果を詳細に説明するが、
本発明の技術的範囲がこれらの実施例によつて制
限されるものではないことはいうまでもない。む
しろ、この説明は、特許請求の範囲によつて規定
された本発明の要旨それ自体は勿論のこと、その
要旨に含まれる構成要件または構成要素について
自明な改変および均等物をも含むことを明らかに
するためのものである。

第１図および第２図には、多ゲート式のビツト
アドレス可能な線形変調器１２を有する形式の代
表的な電気−光学的ラインプリンタ１１を示し、
この変調器１２は、プリンタの感光記録媒体１３
を画像形成光で露光する。記録媒体１３は光導電
材料を被覆したゼログラフドラム１４として図示
されており、このドラムは（図示されていない装
置によつて）矢印の方向に回転する。しかし、光
導電材料を被覆したゼログラフベルトおよびゼロ
グラフ板、およびウエブ状部材またはカツトした
シート状部材として供給されうる感光性フイルム
および感光材料被覆紙、を含む、他のゼログラフ
記録媒体および非ゼログラフ記録媒体を使用する
こともできることは明らかである。従つて、記録
媒体１３は、一般的な場合においては、変調器１
２に対する横断線、すなわちラインピツチの方向
に前進しつつ、画像形成光に露出される光電感知
性媒体と考えるべきである。

第３図ないし第５図に最もよく示されているよ
うに、変調器１２は、個々にアドレス可能な複数
の電極１８ａ−１８ｎを備えた、電気−光学的基
板１７を有する。図示した内部全反射（TIR）動
作モードのため、基板１７は、一般的にＹカツト
結晶であり、例えば研摩された入力面２２と出力
面２３との間にこれらと一体をなして存在する研
摩された反射面２１を有するLiNbO₃であつても
よい。電極１８ａ−１８ｎは、反射面２１に隣接
して電気−光学的基板１７に密接に結合し、本質
的に基板１７の幅全体にわたつて、平行な対をな
す関係となるように配列されている。通常、電極
１８ａ−１８ｎは、約１−30ミクロンの幅を有
し、大体、等間隔をなし離間する多数の中心線上
に配列されて、全体的に均一に、相互電極間間隙
値が１−30ミクロンとなる。さらに、電極１８ａ
−１８ｎは基板１７の光軸とほぼ平行に延在し、
各電極は基板の光軸に沿つて実質的な長さを現出
している。

第１図ないし第５図を参照して、ラインプリン
タ１１の動作を説明すると、レーザ１６などの適
宜の光源からのシート状のコリメートされた光ビ
ーム２４が、反射面２１に対して小さい角度で入
射するように、電気−光学的基板１７の入力面２
２を通して送られる。光ビーム２４は、面２１の
ほぼ中央線の所に（図示されていない装置によつ
て）くさび状に集束せしめられ、そこで全反射さ
れた後、基板１７の出力面２３を通つて送り出さ
れる。図示されているように、光ビーム２４は実
質的に基板１７の幅全体を照明し、それを通過す
る際に、隣接する電極１８ａ−１８ｎに印加され
る画像信号すなわち画素信号に応じて、変調され
た同位相波面が現われる。

さらに詳述すると、光ビーム２４を変調するた
めに、原画像の連続したラインを表わすデイジタ
ルまたはアナログ画像信号、または画素の連続す
る組が、個々にアドレス可能な電極１８ａ−１８
ｎに、順次印加される。これらの画像信号は、印
加されるとそれぞれの電極間隙によつて画定され
る電気光学的基板１７の相互作用領域２７内に局
所的な周縁電界２６を発生させるようになつてお
り、連続電極間に電圧差がある時は、それらの間
の画素信号はオン状態である。連続電極間に電圧
差がない場合は、その画素信号はオフ状態であ
る。その結果、相互作用領域２７の横方向に、電
気−光学的基板１７の屈折率の局所的変化が生
じ、この屈折率の変化は、任意の時点において電
極１８ａ−１８ｎ上に現われた画像信号を忠実に
表わしている。従つて、光ビーム２４の同位相波
面は、光ビーム２４が電気−光学的基板１７の相
互作用領域２７を通過する時、画像信号によつて
ライン毎に空間的に順次変調される。

記録媒体１３を画像形成光に露出させるため
に、シユリーレン（Schlieren）の中央暗視野式
画像形成光学装置３１が用いられており、この装
置は変調器１２と記録媒体１３との間に光学的に
整列されており、変調された光ビームを記録媒体
１３上に結像させる。画像形成光学装置３１は、
光ビーム２４の空間的な同位相波面の変調を、そ
れに対応して変調された強度分布に変換すると共
に、所望の幅の画像を得るために必要な倍率をも
与える。図示されている画像形成光学装置３１
は、同位相波面を変調された光ビーム２４の０次
回折成分３２をフーリエ変換面３７に配列された
中央ストツプ３５上に集束させるための視野レン
ズ３４と、散乱された高次の回折成分すなわち側
波帯５２，５４を記録媒体１３上に結像させるた
めの結像レンズ３６と、を含んでいる。視野レン
ズ３４は、変調器１２とストツプ３５との間に光
学的に整列せしめられ、光ビーム２４の実質的に
全ての０次回折成分３２を、ストツプ３５によつ
て阻止されるようにする。ここで上側波帯および
下側波帯と呼んでいる、光ビーム２４の高次回折
成分５２，５４は、ストツプ３５の周縁部を通つ
た後結像レンズ３６によつて集められ、結像レン
ズ３６はこれらの成分を、記録媒体１３によつて
画定された変調器１２の画像形成面上に送る。も
ちろん、他の光学的装置を用いて変調器１２の出
力である位相変調された光ビームの同位相波面
を、それに対応して変調された強度分布をもつた
光ビームに変換することもできる。

第２図は破線３９で示されているように、電極
１８ａ−１８ｎの各対は、変調器１２の電気−光
学的基板１７および位相感知性の読出し光学装置
３１と協動して効果的に局所的な変調器をなし、
画像のそれぞれのラインに沿つての所定の１空間
位置に画素を形成する。この画素の集合によつて
単一の画像ラインが形成される。容易に理解しう
るように、画像ラインを構成する画素の総数は、
電極１８ａ−１８ｎの数によつて決定される。記
録媒体１３が変調器１２に対して交差線方向に前
進している間に、連続データの流れとして供給さ
れる画像信号の連続する組をこれらの局所的変調
器に順次印加することによつて、複数の画素によ
る連続線がプリントされる。

ところで、前にも述べたように、線形変調器１
２のような変調器は、隣接する画素をオン状態に
する際に必ずその画素間に暗領域を形成するとい
う欠点をもつている。この暗領域は、上側波帯５
２と下側波帯５４とのビームストツプ３５におけ
る相殺的干渉によつて発生する。この効果は、焦
点を外したり、光学的収差を導入したりすること
によつては、除外し得ない。

本発明はこの問題点を解決するためのもので、
前述の従来技術におけるものと同様な部品には同
一の番号を付した第６図を特に参照して、本発明
の実施例を説明すると、平面偏光子５０は、レー
ザ１６の出力光ビーム２４の面に対して垂直な面
方向を有し、変調器１２の上流に配置されてい
る。偏光子５０は光ビーム２４を垂直偏光する働
きをもつている。

側波帯５２，５４が互いに干渉しないようにす
るために、半波長板５５を、軸が光ビーム２４の
面に対して45゜をなすようにして一方の側波帯、
すなわち側波帯５２、の径路内の、フーリエ変換
面３７の位置に配置する。半波長板５５は、側波
帯５２の垂直偏光を水平偏向に変化させることに
より、側波帯５２，５４が互いに干渉することが
できないようにする。その結果、画像ラインに沿
う画素間に暗領域が形成されなくなる。

第７図に示されている本発明のもう一つの実施
例においては、やはり前述したものと同様の部品
には同一の番号を付してある。またこの実施例で
は、第６図の平面偏光子は用いないで、２つの半
波長板６５，６６を用いている。この装置におい
ては、半波長板６５はフーリエ変換面３７におい
て側波帯５２の径路内に配置され、半波長板６６
はフーリエ変換面において側波帯５４の径路内に
配置される。半波長板６５，６６は、半波長板６
５の軸が半波長板６６の軸に対して45゜をなすよ
うに置かれる。その結果、側波帯５２，５４は、
入射する光ビームの偏光角に関わりなく、互いに
直角に偏光せしめられる。

これに関連して、第７図の実施例の動作効率を
確実にするために、側波帯５２，５４を半波長板
によつて遅延させて、同側波帯５２，５４に対す
る径路の長さが等しい対称的システムを構成して
いる。市販の安価なレーザは偏光を生じないもの
とされているが、実際には相異なる周波数のいく
つかの線形偏光したビームを放射する。第７図の
実施例は、非偏光性レーザから放射された各側波
帯成分間の相殺的干渉を防止する。種々のビーム
成分は通常約500MHz互いに離間しているので、
20ナノ秒より大きな積分時間を有する装置にとつ
ては、諸成分間のビート作用は無視することがで
きる。このため第７図の実施例においては、偏光
方向が装置に対して整列していない非偏光性レー
ザを使用することができる。

以上においては、本発明をここに開示された構
成に関して述べてきたが、本発明は以上に行なわ
れた詳細によつて制限されるものではなく、本発
明は、特許請求の範囲内における修正または変更
をも含んでいる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ビツトアドレスが可能な直線変調器
を用いた代表的な電気−光学的ラインプリンタの
概略的側面図、第２図は、第１図に示されている
電気−光学的ラインプリンタの概略的底平面図、
第３図は、第１図および第２図の電気−光学的ラ
インプリンタに用いられているビツトアドレス可
能な線形変調器の拡大側面図、第４図は、第３図
に示されている変調器の拡大底平面図、第５図
は、第３図に示されている変調器の周縁電界と光
ビームとの間の相互作用を示す概略的拡大部分端
面図、第６図は、本発明の一実施例を示す図面
で、それに従う干渉抑制手段を有する電気−光学
的変調器を用いることによつて改良された、第１
図ないし第５図のような電気−光学的ラインプリ
ンタの斜視図、および第７図は、本発明の他の実
施例を示す図面で、それに従う別の干渉抑制手段
を有する電気−光学的変調器を用いることによつ
て改良された、第１図ないし第５図のような電気
−光学的ラインプリンタの斜視図である。 １２……線形変調器、１３……記録媒体、１７
……電気−光学的基板、１８ａ−１８ｎ……電
極、２４……平行光束、３１……画像形成光学装
置、３２……０次回折成分、３５……ビームスト
ツプ、５０……平面偏光子、５２……上側波帯、
５４……下側波帯、５５，６５，６６……半波長
板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シート状のコリメートされた光ビームを原画
   像を表わす画素ビツトによつて変調し、該画素ビ
   ツトに応答した０次光ビームと該０次光ビームに
   対して上側及び下側の次数をとる少なくとも一対
   の光ビームとを選択的に発生する電気−光変調器
   と、 前記０次光ビームの経路内に介在せしめて該０
   次光ビームの通過を阻止するビームストツプ手段
   と、 前記一対の上側及び下側の次数の光ビームを記
   憶媒体上に結像させる光学手段と、 前記変調器に含まれ、伝送される光の位相を前
   記画素ビツト毎に選択的に変化させる手段と、 前記上側及び下側の次数の光ビームの少なくと
   も一方の経路に配置され、一方の光ビームの偏光
   角度を他方のそれに対して所望の角度にする光ビ
   ーム偏光手段を含み、該偏光により前記上側及び
   下側の次数の光ビーム間の相殺的干渉を防止し
   て、もつて暗領域を残すことなしに該上側及び下
   側の次数の光ビームにより形成されるべき画像信
   号の全走査線をオン状態にする干渉抑制手段と、 を備えてなる変調装置。 ２ 前記干渉抑制手段に含まれるビーム偏光手段
   は前記上側及び下側の次数の光ビームの各々の経
   路に配置され、各々の光ビームを45゜偏光させる 特許請求の範囲第１項に記載の変調装置。 ３ 前記干渉抑制手段は 前記光ビームの経路における光ビーム源と前記
   変調器との間に介挿されていて、該光ビームを垂
   直方向に偏光するための第１の光ビーム偏光器、
   及び、 前記上側及び下側の次数の光ビームの一方の経
   路に介挿されていて、該光ビームの一方を水平方
   向に偏光せしめ、それにより前記上側及び下側の
   次数の光ビーム間の相殺的干渉を防止するための
   第２の光ビーム偏光器 から構成される特許請求の範囲第１項に記載の変
   調装置。 ４ 前記光学手段は視野レンズと結像レンズとを
   含み、 前記ビーム偏光手段は前記視野レンズと結像レ
   ンズとの間のフーリエ変換面に配置されている 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
   に記載の変調装置。