JPH0378623B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は像出力走査器に関するものである。よ
り詳細にいえば、本発明は像出力走査器に用いら
れる電気機械光変調器に関するものである。

〔従来の技術〕

像出力走査器は結像部品上に像信号に従つて像
を生ずる機能を有する。この像信号は例えばラス
タ入力走査器からえられる。このラスタ入力走査
器は文書等のオリジナルの像を電気信号に変換す
る。この文書等のオリジナルのコピーをつくるた
めに、この電気信号が直接に、また記憶された後
に、像出力走査器に入力される。前記結像部品
は、例えば、静電写真の形の処理装置の受光器で
構成することができる。像出力走査器は像信号に
従つて静電写真受光器を露光させ、この受光器上
に静電潜像をつくる機能を有する。静電写真技術
の当業者には周知であるように、この受光器上に
つくられた潜像はその後でトナーを用いて現像さ
れ、そしてこの現像された像が適当な基板材料に
転写され、そしてその後で融着によつて固定され
て、永久的な像がえられる。

いろいろの形の像出力走査器が知られている
が、これらはいずれも同じ基本原理に基づいて動
作する。大強度の光源からの出力光がコピーされ
るべき像を表す像信号に従つて変調される。この
ようにしてえられた変調されたビームが走査器結
像部品に向つて進み、そこで光線が結像部品を選
択的に露光して、ライン毎に、像を生ずる、また
は像を書出す。典型的な場合には、通常の像出力
走査器は比較的細い１本の大強度光ビームとそれ
と共に動作する回転多面鏡とを用いている。この
大強度の細い光ビームはレーザを使つてえられる
のが普通である。回転多面鏡は、光ビームが受光
器に入射する点である露光点を受光器が通過して
移動するにつれて、静電写真装置の受光器の幅に
わたつて大強度光ビームを繰返し掃引する機能を
有する。受光器の移動は連続的またはステツプ的
である。音響光学形変調器のような変調器が大強
度光ビームの経路内に配置され、この変調器によ
つて光ビームの強度が像信号によつて変えられ
る。

〔発明が解決する課題〕

けれども、前記の形の像出力走査器は必然的に
複雑でありそして高価である。特に、レーザのよ
うな非常に強度の大きな光源を用いる必要がある
ことと、別々の動作する静電写真装置と像信号源
とを同期して動作させおよび処理のためにかなり
の量の高価な回路をそなえることが必要であるこ
とと、受光器の運動と像信号を受取ることとを同
期して光ビームを走査するために回転多面鏡のよ
うな形の走査部品をそなえることが必要であるこ
ととのために、走査器が複雑で高価になる。ま
た、結像する像の解像度を向上するためには光ビ
ームの走査が不連続的にならないことが必要であ
る。

〔課題を解決する手段〕

本発明の目的は前記問題点がなく、そしてそれ
程複雑でなく光ビームの走査が不連続でなく解像
度が高くおよびより廉価な像出力走査器をうるこ
とである。本発明による像出力走査器は、大強度
放射光源と、その放射光源からの放射光ビームを
複数個の個別の放射光ビームに変換するための装
置と、それら放射光ビームの総数に少なくとも等
しい総数を有する可撓反射器のアレイであつて、
その反射器アレイが放射光ビームの経路に配置さ
れていて個々の放射光ビームが反射器アレイ内の
個別の反射器に入射しそれによつて反射器が偏向
していない時には放射光ビームを第１経路に沿つ
て反射し反射器が偏向している時には前記放射光
ビームを第２経路に沿つて反射するようにした反
射器アレイと、放射光ビームによる選択的露光に
よつてその上に像が生ずる結像部品と、その結像
部品を露光してその上に像をつくるために反射器
によつて反射された個別の放射光ビームをその結
像部品に向けて第１経路および第２経路の１つに
沿つて伝送するためのレンズ・アレイと、像信号
入力に応答して反射器を個別に偏向されそれによ
つて結像部品に向けて放射光ビームを選択的に入
射させて結像部品を露光しその上に像信号によつ
て表される像を生ずるための装置とを有し、反射
器アレイはさらに、可とう性の反射フインガのア
レイからなる互いに平行な第１と第２のアレイを
含み、互いに平行な第１と第２のアレイの一方の
アレイのフインガの軸は他方のアレイのフインガ
の軸とはずらされて配置され、第１と第２のアレ
イのフインガの幅は偏向される放射光ビームの不
連続性を避けるに充分な寸法に選ばれて構成され
る。

〔実施例〕

第１図および第２図において、本発明による電
気機械像出力走査器が番号１０によつて全体的に
示されている。明細に説明されるように、走査器
１０は適当な結像部品を露光する機能を有する。
この結像部品はここでは静電写真結像装置の受光
器１２として示されており、この受光器上に像信
号または画素に従つて像がつくられる。この受光
器１２は、図面では、比較的平らな板状部品であ
るとして示されているが、この受光器はセレンの
ような適当な受光材料を有しており、その形はベ
ルト状、ドラム状等のような要求に応じた適当な
形または構造をもつたものであることができる。

静電写真技術の当業者にはすぐにわかるよう
に、受光器１２は、露光の前に、適当な帯電装置
によつて、均一なある帯電レベルまで帯電され
る。露光の後、受光器１２上にできた静電潜像が
通常トナーと呼ばれている適当な現像剤によつて
現像され、それよつて像が見えるようになる。そ
の後、この現像された像が紙のような適当な基板
材料に転写され、その後この像が融着によつて固
定され、コピーが完成する。

タングステン・ハロゲンランプ１５のような大
強度の光源が走査器１０の照明用光源として用い
られる。ランプ１５からの一般に円形の光ビーム
は、長方形の光フアイバ束１７によつて、線状ビ
ームすなわち個々の光線１９′からなる線状アレ
イ１９に変換され、受光器１２の線状部分が一時
に露光される。光フアイバ束１７は複数個の光フ
アイバ素子２０を有し、これらの光フアイバ素子
は１つのエポキシ構造体の中に埋込まれて組立て
られている。これらの光フアイバ素子２０の受光
端は中空エポキシ棒状構造体の中に埋込まれてい
て、そこが一般に円形であつて、光入力側とな
る。ランプ１５の光放射端は棒状構造体２１の他
端に配置されていて、光フアイバ素子２０とラン
プ１５が挿入されているそれぞれの深さは要求さ
れる照射特性によつて変わる。光フアイバ束１７
の中の個々の光フアイバ素子２０によつて放射さ
れる複数個の個々の光線１９′によつて構成され
る光ビーム１９が電気機械変調器２６の１つの面
に向つて進むように、そして個々の光線１９′が
変調器２８の個々の反射器フインガ２８に予め調
節された角度で入射するように、ランプ１５と光
フアイバ束１７が適当な装置（図示されていな
い）によつて予め定められた位置に固定される。
予め定められた大きさの光伝送開口部２２′を有
する光ビーム制御開口板２２が、光フアイバ束１
７と変調器２６の間の光ビーム１９の経路内にわ
たつて、配置される。図示されているように、変
調器２６の反射器フインガ２８はそれに入射する
光線を２つの角度の中のどれかに選択的に反射
し、走査器１０に入つてくる像信号の内容に従つ
て、ゼロ次ビーム３４または１次ビーム３５がえ
られる。

任意の時刻にゼロ次ビーム３４を構成する光線
１９′は屈折率分布形のフアイバレンズアレイ３
７に向けて反射され、これらの個々のレンズ３８
によつてゼロ次ビーム３４の個々の光線が結像ス
テーシヨン４０の受光器１２の上に導波されそし
て集光される。前記フアイバ・レンズは商品名
「SELFOC」で製造されている。この商品名は日
本国で商標登録され、その所有者は日本板硝子株
式会社である。すぐに分かるように、変調器２６
を構成する個々の反射器フインガ２８の数は像の
分解能を決定し、光フアイバ束１７内のフアイバ
素子の数、したがつて、レンズ・アレイ３７の数
は変調器２６を構成する反射フインガ２８の数に
等しい。レンズ・アレイ３７は、変調器２６およ
び個々の反射器フインガ２８と結像ステーシヨン
４０の受光器１２に対して予め定められた位置
に、適当な装置（図示されていない）によつて固
定される。

１次ビーム３５の経路内にビーム・ストツプ４
２が配置されるが、このビーム・ストツプは適当
な不透明材料または適当な光吸収材料でつくられ
る。

第３図および第４図は電気機械変調器を示して
いる。この電気機械変調器２６は、全体的に、長
方形の長いベース５０を有し、このベースは例え
ばシリコン・チツプでつくられる。ベース５０の
厚さが５１のところで薄くなつていて、このため
に反射器フインガ２８が曲がることができる。こ
の反射器フインガは細長い可撓ウエハまたは可撓
膜でつくられ、これらはフインガ端５３のところ
でベース５０に固定され、そして相互に接近して
配列される。この結果、反射器フインガ２８の反
対側の端５４はベース５０の薄い部分５１の上に
片持ばり状に存在する。反射器フインガ２８はそ
れぞれ比較的薄い二酸化シリコン基板５５で構成
され、その外側表面が導電性で高い反射率をもつ
た被覆物、または例えばクロムの層で覆われるこ
とが好ましい。隣接するフインガの間の導電層５
６内に間隙５７を設けることにより、フインガ２
８は相互に絶縁される。１つのフインガの寸法が
長さＬが100μｍ、幅Ｗが50μｍ、厚さＴが0.25μｍ
であり、フインガ間の距離が5μｍであるような
約3000個の反射器フインガを有する変調器２６が
適当であることがわかつた。すぐにわかるよう
に、変調器２６の動作長は、すなわち、反射器フ
インガ２８のアレイの全長は、つくられるべき像
の最大幅に少なくとも等しくなければならない。
例えば、処理されるべき像の大きさが縦216mm
（８ 1/2インチ）、横280mm（11インチ）である場
合、像が受光器１２上で長さ方向に処理されると
して、ベース５０上の反射器フインガ２８のアレ
イの全長は、少なくとも、216mm（８ 1/2インチ）
必要である。もし像が横方向に処理されるなら
ば、フインガ２８のアレイの全長は、少なくと
も、280mm（11インチ）必要である。

反射器フインガ２８は、ベース５０と導電層５
６との間に電圧を加えることによつて、静電気力
を受ける。このように電圧を加えることによつ
て、（第３図の点線に示されているように）反射
器フインガは下向きに曲がる。この曲がりの程度
は加えられた電圧によつて変わる。この曲がり角
は、予め定められた最大値まで、電圧と共に増す
ことがわかつた。典型的な場合には、約5°の最大
曲がり角が約15ボルトの電圧を加えることによつ
てえられた。この片持反射器フインガ２８の曲が
り周波数は約23kHzであつた。この結果、個個の
反射器フインガ２８に加えられる電圧を制御する
ことにより、フインガ２８の上反射面５６に入射
した光が反射された後の進行方向が制御される。

第５図の制御回路概要図に示されているよう
に、この走査器１０を動作させるために、適当な
制御モジユール６５がそなえられる。走査器１０
によつて再生されるべき像を表す像信号が適当な
像信号源からえられる。この像信号源はこの図で
は番号67で示されている。すぐにわかるように、
この像信号源６７はメモリ、通信チヤンネル、ラ
スタ入力走査器等のような適当な像信号源で構成
することができる。この像信号源６７の出力は、
線路６８により、適当な直列・並列シフト・レジ
スタ７０の入力に接続される。適当な画素クロツ
ク７２がそなえられ、それにより像信号源６７か
らシフト・レジスタ７０への像信号をクロツク・
アウトされる。画素クロツク７２の出力は、
AND機能ゲート７７を通し、クロツク導線７３
により、像信号源６７に接続される。制御モジユ
ール６５からの制御信号出力により、導線７４に
より、クロツク７２からのクロツク・パルスの出
力が制御される。

制御モジユール６５は、導線７６を通して、ラ
ンプ１５への電力供給を制御する。像信号源６７
からシフト・レジスタ７０への像信号の供給を制
御するために、適当なカウンタ７５がそなえられ
る。カウンタ７５は、クロツク線路７８を通し
て、画素クロツク７２からのクロツク・パルス出
力によつて駆動される。カウンタ７５の出力側
は、線路８１によつて、ゲート７７の第２入力と
適当な露光時間タイマ７９の入力端子とに接続さ
れる。タイマ７９の出力は、線路８２によつて、
露光制御ゲート８０の１つの入力に接続される。

適当な偏向電圧源８５が反射器フインガ２８を
屈曲させるためにそなえられる。この電圧源８５
は、制御ゲート８７と線路８８とを通して、反射
フインガ２８のアレイに接続される。偏向器アレ
イ２６のベース５０はアースされる。個々のゲー
ト８７の制御端子は、線路８９を通して、露光制
御ゲートの出力に接続される。シフト・レジスタ
７０の数はイメージ・ラインを構成する像信号の
数と同数であり、このシフト・レジスタの個々の
出力は、線路９０を通して、露光制御ゲートの第
２入力に接続される。

動作のさいには、制御モジユール６５からの制
御信号は走査器１０と関連した静電写真し装置を
作動させ、それにより、受光器が結像ステーシヨ
ン４０を通過する運動が始動する。同時に、制御
モジユール６５からの信号はランプ１５とピクセ
ル・クロツク７２を付勢する。この時点において
は、電圧源８５からの電圧が、制御ゲート８７を
通して、変調器２６の反射器フインガ２８のアレ
イに加えられ、それにより、フインガ２８は第３
図の点線で示された位置まで曲がる。その結果、
光フアイバ束１７から放射された光ビーム１９は
フインガ２８のアレイによつて全体的に反射され
て、ビーム・ストツプ４２に向かう１次ビーム３
５になる。

クロツク７２による画素クロツクパルス出力は
像信号源６７からシフト・レジスタ７０への像信
号をクロツクする。像信号はシフト・レジスタ・
ステージを逐次に通る。同時にクロツク７２から
のクロツク・パルスはカウンタ７５でカウントさ
れる。ラインを構成する像信号の数に等しい予め
設定されたカウントに達した時、カウンタ７５か
らの信号はゲート７７を作動させなくし、像信号
源６７への画素クロツク・パルスの入力を一時的
に中止させる。同時に、カウンタ７５からの信号
はタイマ７９をトリガし、予め設定された露光時
間の間、露光制御ゲート８０に作動信号を供給す
る。

個々のシフト・レジスタ・ステージの出力での
像信号の電圧が比較的低い（すなわち、２進値の
０）の場合、それと関連した制御ゲート８７の状
態は変わらないでそのままである。その結果、電
圧源８５からの電圧はそれに接続された反射器フ
インガ２８に持続して加えられ、静電気力により
フインガは第３図の点線で示された曲つた位置に
保持される。したがつて、この状態において、変
調器２６の反射器フインガに入謝する光線１９′
は反射されて１次ビーム３５の経路に沿つて進
み、そしてビーム・ストツプ４２に当たる。

個々のシフト・レジスト・ステージの出力にお
ける像信号が比較的高い（すなわち、２進値１）
の場合には、それらと関連した露光制御ゲート８
０は関連した制御ゲート８７を非作動するように
トリガされ、そして電圧源８５からそれらと関連
した反射器フインガ２８への電圧の供給が中断さ
れる。すると静電気力が働かなくなるので、フイ
ンガは第３図の実線で示された真直ぐの位置また
は水平位置にはね返る。この偏向していないフイ
ンガ２８の入射する光線１９′は反射された後ゼ
ロ次ビーム路３４に沿つてレンズ・アレイ３７に
沿つて進み、そしてレンズ・アレイ３７を通つ
て、露光ステーシヨン４０および受光器１２に達
する。露光ステーシヨン４０にある受光器１２に
光が当ると受光器が放電し、その結果、受光器上
に帯電した領域と放電した領域とで構成されたラ
イン状潜像が像信号の内容に従つてできる。

予め定められた露光時間に従つて、タイマ７９
が露光制御ゲート８０をリセツトしてそれを非作
動にし、そして電圧源８５から反射器フインガ２
８の全アレイに電圧が供給される。その結果、光
フアイバ束１７から放射された光ビーム１９は、
変調器で反射された後、１次ビーム路に沿つて進
んでビーム・ストツプ４２に当り、その間に、シ
フト・レジスタ７０の次のラインの像信号が負荷
されおよび受光器１２が１ラインだけ移動する。

前述の論理制御装置は１つの実施例を示したの
に過ぎないのであつて、像信号入力に応答して結
像部品を選択的に露光させるように変調器２６を
動作させるのに、他の装置を用いることも可能で
あることはすぐに解るであろう。変調器２６の反
射器フインガ２８によつて反射された光が偏向し
ていない状態にある時（すなわち、ゼロ次ビーム
３４）、結像部品１２が照射する露光ビームとな
る場合が示されたが、その代りに、フインガ２８
が偏向した状態にある時に、フインガから反射さ
れた光を結像部品を露光するのに用いることもで
きる。

第６図および第７図の実施例では、変調器２６
はベース５０上に取付けられた反射器フインガ２
８の２つの並列アレイ９０，９１を有している。
これらの図面において、同等の部品には同じ番号
がつけられている。１つのアレイ９０内の反射器
フインガ２８の長辺軸と他のアレイ９１内の反射
器フインガの対応する長辺軸はフインガ２８の幅
Ｗより大きくない距離だけずれている。このずれ
の距離はフインガ２８の幅Ｗよりわずかに小さく
て、個々のフインガ２８から反射された光ビーム
が少なくとも１つの光の連続したラインをつくる
ことが好ましい。フインガ２８間の間隔S′は5μｍ
であることができる、またはフインガが相互に干
渉しない限りにおいて小さくすることができる。
制御の目的のために、アレイ９０，９１の反射器
フインガ２８に像信号を交互の順序で分配する場
合には、制御スイツチ装置は２重にされて排他的
ORゲート９３の形の分配用スイツチを有する。

本発明が前記実施例について説明されたが、こ
の記述は例示的であつて、本発明を明細に限定す
るものではなく、特許請求の範囲内における変
更、修正すべく、本発明の範囲内に含まれるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全幅電気機械変調器を有する
出力走査器の等角投影図、第２図は第１図に示さ
れた出力走査器の光フアイバ束を詳細に示した拡
大側断面図。第３図は電気機械変調器を詳細に示
した拡大側断面図。第４図は第３図に示された変
調器の拡大等角投影図。第５図は第１図に示され
た出力走査器のための制御装置の論理概要図。第
６図は交互電気機械変調器の拡大平面図、第７図
は第６図の変調器を用いたプリンタのための制御
装置の論理概要図。 １７……光フアイバ束、２８……可撓反射器ア
レイ、１２……結像部品、３７……レンズ・アレ
イ、５０，５５，５６……反射器偏向装置、７
０，８０，８５，８７……反射器偏向装置用回路
装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大強度放射光源と、 前記放射光源からの放射光ビームを複数個の個
   別の放射光ビームに変換するための装置と、 前記放射光ビームの総数に少なくとも等しい総
   数を有する可とう性反射器のアレイとを有し、 前記反射器アレイが前記放射光ビームの経路内
   に配置されていて前記放射光ビームの個別の放射
   光ビームが前記反射器アレイ内の個別の反射器に
   入射しそれによつて前記反射器が偏向していない
   時に前記放射光ビームを第１経路に沿つて反射し
   および前記反射器が偏向している時に前記放射光
   ビームを第２経路に沿つて反射し、 さらに、前記放射光ビームによる選択的露光に
   よつてその上に像が生ずる結像部品と、 前記結像部品を露光してその上に像をつくるた
   めに前記反射器によつて反射された個別の放射光
   ビームを前記結像部品に向けて前記第１経路およ
   び前記第２経路の１つに沿つて伝送するためのレ
   ンズ・アレイと、 像信号入力に応答して前記反射器を個別に偏向
   させそれによつて前記結像部品に向けて前記放射
   光ビームを選択的に入射させて前記結像部品を露
   光しそして前記結像部品の上に前記像信号によつ
   て表される像を生ずるための装置とを有し、 前記反射器アレイはさらに、可とう性の反射フ
   インガのアレイからなる互いに平行な第１と第２
   のアレイを含み、互いに平行な前記第１と第２の
   アレイの一方のアレイのフインガの軸は他方のア
   レイのフインガの軸とはずらされて配置され、前
   記第１と第２のアレイのフインガの幅は偏向され
   る前記放射ビームの不連続性を避けるに充分な寸
   法に選ばれることを特徴とする像出力走査器。