JP2001162858A - 目標面照射装置 - Google Patents
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Abstract
供する。 【解決手段】 集光器10は、上部表面18、下部表面
20、及び下部表面20から延出する舌部22を有する
シリンダレンズ12を含む。シリンダレンズ12は、光
源30からの光ビームを反射し、反射された光ビームを
シリンダレンズ12の下部表面20に方向づける一対の
反射部材14及び16によって支持されている。光源か
らの光ビームを正反射させる反射部材14及び16の間
に多数のクロスリブが延びている。
Description
集光器に関する。
に帯電される。露光ステップでは、受光体上に焦点合わ
せされたオリジナル画像からの光、又はデジタル画像デ
ータが走査レーザを変調する動作によって生じる光によ
って、受光面の特定の領域が選択的に放電され、潜像が
形成される。現像ステップでは、トナー粒子が潜像に付
着される。トナー粒子は、静電電荷が残っている受光体
の領域にのみ付着する。次に、受光体上のこの現像画像
はプリントシートに転写され、所望のプリント又はコピ
ーが定着される。現像画像が転写された後、受光体はク
リーニングされ、ベルトに付着しうるトナー粒子及び用
紙の繊維が全て除去される。
ップの他に、受光体を放電させることが望ましい時が多
々ある。例えば、転写ステップの前に受光体を放電さ
せ、トナー上の保持電荷を減少させて転写効率を高める
ことがしばしばある。同様に、クリーニングステップの
際は、受光体をクリーニングして受光体上の全ての残留
電荷を次のサイクルの前に除去することが望ましい。
除去する1つの一般的な方法は、受光体に光を照射する
ことである。ゼログラフィー(電子写真)装置では、
「消去ランプ」又は「消去バー」として一般に既知であ
るものが、小さくてはっきりした光のバンドを形成し、
受光体の部分を放電させるのに用いられる。プリンタの
他の部分の動作を妨げうる迷光を生ぜずに、受光体を選
択的に放電させることのできる消去ランプが理想的であ
る。即ち、例えばコロトロン、光学センサ及びイメージ
ャなど、ゼログラフィックプリンタの多くの構成要素の
性能は迷光の存在によって低下するため、効率的で、こ
の光のほぼ全てを細幅のバンドで受光体に方向づけ、前
述の構成要素を照射しうる望まれない迷光を生じない消
去ランプが理想的である。
ダイオード、即ちLEDである。集光器は、LEDのラ
インからの光を受けてビームを方向づけるためにしばし
ば使用され、これによってビームは単一の線形光源から
発するように見える。
の手段】本発明の第1の態様に従って、光源と目標面と
の間に配置されるように構成された集光器が提供され
る。集光器は、上部表面、下部表面、及び下部表面から
延出する舌部を有するシリンダレンズを含む。シリンダ
レンズは、光源からの光ビームを反射し、反射された光
ビームをシリンダレンズの下部表面に方向づける一対の
反射部材によって支持されている。光源からの光ビーム
を正反射させる反射部材間に多数のクロスリブが延在す
る。
て、複数のクロスリブの各々が装置の長手軸を横切って
延在する。
て、複数のクロスリブの各々が、隣接する光源間に配置
されている。
間に介在するように構成された集光器を提供することで
ある。この集光器は、第1及び第2の反射部材の互いの
相対的位置を固定する複数のクロスリブを含み、集光器
の断面形状(プロファイル)は、集光器の光学的集光特
性に影響を及ぼすことなく集光器の長さに沿って維持さ
れる。
に配置されるように構成された集光器を提供することで
ある。この集光器は、2つの反射部材を機械的に安定さ
せ、製造時の集光器の被覆及び/又は基板への組付けを
容易にする複数のクロスリブを含む。
た集光器10の端面図が示されている。図1に示される
集光器10の断面形状は、集光器の有効長にわたって一
定であるように意図されることが明白であろう。集光器
10は、第1及び第2の反射部材14及び16によって
支持されており、これらが組み合わされて円筒状反射器
が形成される。
ダレンズ」という用語は、ある方向に延び、その全長に
わたりほぼ一定のレンズ断面形状を有するあらゆる光学
素子を意味する。同様に、「円筒状反射器」又は「シリ
ンダミラー」という用語は、ある方向に延び、その全長
にわたりほぼ一定の反射面の断面形状を有するあらゆる
光学素子を意味する。図1からわかるように、シリンダ
レンズも円筒状反射器も、シリンダ又はシリンダの一部
分の形状である必要はない。
チレン、アクリルもしくはポリカーボネートなどのあら
ゆる適切な透明プラスチック材料からなることが好まし
く、部分的に凸面である上部表面18と、延出する舌部
22を有する平らな下部表面20を含む。舌部22は、
遠位端部において凸面24を有し、双曲シリンダレンズ
として優先的に作用する。面24に突き当たる光は回折
され、これによりほぼ平行光になるようにコリメートさ
れ、舌部22を介して上部表面18に向けて方向づけら
れる。
なくともシリンダレンズの円筒状反射器を覆う部分にわ
たって凸状であり、これによって、出る光を回折し、細
幅のラインで目標面上に集める平双曲シリンダレンズが
形成される。しかしながら、図2に示されるように、効
率的で精密な射出成形の見地から、上部表面18をその
全域にわたって平面にし、下部表面20を凸面にするこ
とができる。図1に示されるシリンダレンズ12の特定
の形状は、屈折率が約1.5である光透過性材料用に、
そして約660〜770nmの波長の光の透過用に特定
して設計されている。異なる屈折率の材料、及び異なる
ことが予期される光源に対して、表面の特定の形状をわ
ずかに変更する必要があることは、当業者には明らかで
あるはずである。
る材料から製造され、ニッケル、アルミニウム、金、又
はクロムなどの反射材料で被覆された反射面14a及び
16aをそれぞれ含むことが好ましい。好適な実施の形
態では、反射面14a及び16aは形状が放物線状であ
り、組み合わされると放物線状断面を有するシリンダミ
ラーが形成されるように配置されている。反射面14a
及び16aをこのように配置することにより、放物線状
ミラーの焦点に位置する光源から放出されて反射面14
a及び16aに突き当たる光線が反射され、これらの光
線は互いに平行になり、レンズ12の下部表面20に向
けて方向づけられる。
にシリンダレンズ12と光線との相互作用は、図3を参
照して説明される。図3では、集光器10の断面図が示
されており、基板32に取り付けられたLEDダイなど
の光源30から放出される選択された光線の、集光器1
0を介して伝わる際の挙動を示している。光源30が、
反射面14a及び16aによって形成される放物線状シ
リンダミラーの焦点に位置するように、集光器10は基
板32に取り付けられている。
の実施の形態として、LED30の線形アレイが基板3
2などの平坦な表面に取り付けられている。線形アレイ
のLED30の各々が殆ど点光源として光を放出し、光
線はそこから実質的に全ての方向に放出される。LED
30から放出された光線は集光器10によって捕獲さ
れ、例えば静電写真プリンタ内の受光体でありうる目標
面34に方向づけられる。光を集めるほかに、集光器1
0はアレイを囲んでおり、従って、取り扱いや、トナー
粒子などの光学的汚染物質の進入からアレイを保護する
ことが理解されるであろう。
方向に放出する点光源として作動する。基板上で約0°
(基板に平行)と50°の間から放出されたLEDの光
束は、反射面14a及び16aのうちの一方に突き当た
ってコリメートされ(ほぼ平行になるように反射さ
れ)、シリンダレンズ12に向けて上方に方向づけられ
る。表面20に対して本質的に垂直である反射された光
束は、回折されずにレンズ12に入射する。光束は、レ
ンズの表面18から出る際に回折され、細幅の線形照射
パターンで表面34に集められる。
されたLED光束は、舌部22の遠位端部において双曲
レンズに突き当たる。この捕獲された光束は凸面24に
おいてレンズ12に入射し、回折される。その効果とし
て、光束は、ほぼ平行になるようにコリメートされる、
又は再び方向づけられる。光束は舌部22を介して移動
してシリンダレンズ12の表面18から出るが、ここで
このコリメートされた光束は回折され、細幅のラインに
なって表面34に集束される。光束がシリンダレンズ1
2を通過した後のこの細幅のラインは、光束が双曲反射
面14a及び16aにより反射されることで形成される
細幅のラインの照射パターンと一致する。
約50°の間で放出された光束が双曲レンズの表面24
によって捕獲される一方で、基板32に対して50°と
0°の間でLED30から放出されたビームが反射面1
4a及び16aのうちの一方によって反射されてシリン
ダレンズ12の下部表面20に入射するように、シリン
ダレンズ12、並びに反射面14a及び16aは互いに
対して、及び各LED30に対して寸法決めされ、配置
されている。このようにして、LED30から放出され
た全ての光束のうち比較的高い割合が、最終的には表面
34において単一の細幅のラインに集められる。双曲レ
ンズ24と反射面14a及び16aとの間の特定のLE
Dの0°〜90°の強度プロファイルに沿った光の分割
は、全ての場合に対して50°の角度である必要はな
く、特定タイプのLEDの特定のデザイン又は強度プロ
ファイルによっては、45°又は55°などの他の角度
で存在することができることが理解される。
を満たすように変更可能であることが理解されるべきで
ある。例えば、シリンダレンズ12の表面18と表面3
4との間の距離dは、表面18の形状を既知の態様で変
えることによって所望の距離に合わせることができる。
同様に、表面18の形状を既知の態様で変えることによ
り、表面34上の照射パターンの位置を一方の側に移動
させることができる。
射パターンの集束点を所望の方向に「移動させる」シリ
ンダレンズ12を有する集光器10が示されている。図
4の集光器は、図3の集光器の作動と同じように作動す
る。即ち、基板32上の90°と約50°の間から放出
された光束は、双曲レンズの表面24によって捕獲さ
れ、基板32に対して50°と0°の間から放出された
光束は、反射面14a及び16aのうちの一方によって
反射され、シリンダレンズ12の下部表面20に入射す
る。この光束はシリンダレンズ12の表面18から出る
が、ここで光束は回折され、LED30の左側に「移動
された」細幅のラインの照射パターンで表面34に集め
られる。図4に示されるデザインは、光学センサ及びイ
メージャなど迷光の存在によって劣化する構成要素から
離れる方向であり、かつ迷光の影響が有益であるクリー
ニング前ジコロトロンなどの構成要素に向かう方向に光
を方向づけるように消去ランプを配置することができ
る、といった有利な点を有する。
部分の(図3に直交する)側面図が示されている。図5
は、一連のLED点光源30から放出される光束の、集
光器を介する光束経路のクロスミキシング(交差混光)
を示している。集光器10のこのデザインが、集光器の
長手軸に沿った光束のクロスミキシングを証明している
ことが、図5からわかる。この全体のクロスミキシング
は、単一の線形光源から発するように見える1つの細幅
のラインを形成する。更に、全体のクロスミキシング
は、許容可能なLEDダイの放射照度の変動範囲を広げ
る。
の断面形状は、集光器の有効長にわたって一定であるよ
うに意図される。従って、図6〜図8を参照すると、集
光器10は複数のクロスリブ36を含むことができ、こ
れらは、第1及び第2の反射部材14及び16の下端部
と一体形成されており、これらの間に延びている。クロ
スリブ36は、第1及び第2の反射部材14、16の位
置を互いに相対して固定し、集光器10の集光特性に影
響を及ぼすことなく集光器の長さに沿った集光器の断面
形状を維持する。更に、クロスリブ36は2つの反射部
材14及び16を機械的に安定させて、製造の際の集光
器10の被覆及び/又は基板32への組み付けを容易に
する。
一緒に加工され、ABSなどの容易に成形される材料か
らなる単体構造内に入れられることが好ましい。クロス
リブ36の各々は、ニッケル、アルミニウム、金、クロ
ムなどの反射材料で被覆された反射側壁又は側面36a
及び36bを含む。好適な実施の形態では、反射面36
a及び36bは形状が平らであり、集光器の長手軸に対
して垂直に延びるように配置される。説明されている実
施の形態では、クロスリブ36は隣接する光源30間に
配置されている。あるいは、クロスリブ36を長手軸に
沿って互いから更に離れるように離間させてもよく、例
えばX番目の光源毎に(X=2、3、4、5など)離間
させてもよい。
反射面36a及び36bを長手軸38に対して垂直にな
るように配置することにより、クロスリブ36に隣接し
て位置し、表面36a及び36bに突き当たる光源30
からの光線は、拡散反射ではなく正反射される。従っ
て、長手軸38上に位置する光源30の虚像39が、反
射された光線によって形成される。反射部材14、16
及びレンズ12は、軸38に沿った光源からの光束を集
めて方向づけるようにデザインされているため、クロス
リブ36によって反射された光線は次に、LEDから直
接発せられる光線と同じように受光体34上に適切に集
められる。
基板32に対して垂直な状態から小さな角度だけ離れる
ように回転される、平らな反射面36a、36bを有す
る前述のクロスリブ36を製造することが望ましい場合
がある。垂直からのずれが小さい限り、例えば約9°又
はそれよりも小さい限りは、虚像39は長手軸38の十
分近くに位置し、前述のように、レンズ12及び反射面
36a、36bの組み合わされた動作が十分に維持され
る。
器の立面図である。
る選択された光線の、集光器と相互作用する挙動を示し
ている。
り、選択された光線が集光器を介して伝わる際の選択さ
れた光線の挙動を示している。
器を介して伝わる際の、一連の点光源から放出される選
択された光線の相互作用を示している。
面図である。
面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 目標面を照射する装置であって、 線形アレイに配列された複数の光源と、 前記複数の光源からの光ビームを反射し、前記反射され
た光ビームを単一面に向けて方向づけるように構成され
た第1及び第2の反射部材と、 上部表面、下部表面、及び前記下部表面から延出する舌
部を有するシリンダレンズであって、前記第1及び第2
の反射部材によって支持され、前記反射された光ビーム
を前記下部表面において受け取り、前記受け取られた光
ビームを前記目標面上の予め選択された領域に方向づけ
るように構成されたシリンダレンズと、 前記複数の光源からの光ビームを正反射させる前記第1
及び第2の反射部材間に延在する複数のクロスリブと、 を含む、目標面照射装置。 - 【請求項2】 前記複数のクロスリブの各々が前記装置
の長手軸を横切って延在する、請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 前記複数のクロスリブの各々が、隣接す
る光源間に配置されている、請求項1に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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US451410 | 1999-11-30 |
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JP (1) | JP4817487B2 (ja) |
BR (1) | BR0004966A (ja) |
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