JP2007047682A - 光書込装置とダイクロイックミラー - Google Patents

Abstract

【課題】 板状のダイクロイックミラーを用いた光書込装置において、ダイクロイックミラーの端面の散乱光を低減すること。
【解決手段】 ダイクロイックミラー４は、板状部材４１，４２を接着剤４４により接合してＬ字状に形成してある。板状部材４１は、第1透明部材４１１の一方の面に第１光選択膜４１２を取付け、他方の面に反射防止膜４１３を形成してある。同様に板状部材４２は、第２透明部材４２１の一方の面に第２光選択膜４２２を形成し、他方の面に反射防止膜４２３を形成してある。板状部材４１，４２の端面には、遮光膜４１４１．４１４２，４２４１，４２４２を形成してある。遮光膜は、少なくともセルホックレンズ５１の取込角θ内の板状部材４１，４２の端面（遮光膜４１４１、４１４２を形成してある端面）に形成する。
【選択図】 図２

Description

本願発明は、複数の光源、例えば発光素子をアレイ状に配置した複数個のアレイ光源の出射光を混合し、集束して印画紙等の感光記録媒体に結像する光書込装置とダイクロイックミラーに関する。

図４により従来の光書込装置を説明する。
まず図４（ａ１），（ａ２）について説明する。図４（ａ１）は、光書込装置の側面図、図４（ａ２）は、印画紙の平面図である。
図４（ａ１）において、１１は、印画紙、２１１，２１２，２１３は、夫々第1、第２、第３アレイ光源、２２は、ダイクロイックミラー、２３は、セルホックレンズ（セルフォックレンズ（ＳＬＡ））である。
第1アレイ光源２１１から出射した第1色光（例えば赤色光（Ｒ））の光束は、ダイクロイックミラー（光混合部材）２２の部材２２１，２２２を透過してセルホックレンズ（光集束部材）２３に入射する。その入射した光束は、セルホックレンズ２３により光束ＬＦのように集束して出射し、印画紙１１上に結像する。第２アレイ光源２１２から出射した第２色光（例えば青色光（Ｂ））の光束は、部材２２１で反射し部材２２２を透過して、セルホックレンズ２３に入射する。その入射した光束は、セルホックレンズ２３により集束して出射し、印画紙１１上に結像する。同様に第３アレイ光源２１３から放射した第３色光（例えば緑色光（Ｇ））の光束は、部材２２２で反射してセルホックレンズ２３に入射する。その入射した光束は、セルホックレンズ２３により集束して出射し、印画紙１１上に結像する。

印画紙１１は、アレイ光源に対して相対的に所定の速度で矢印Ｘ１方向へ移動する。そして印画紙１１は、アレイ光源の発光ドット（発光電極）列に対応して露光し、図４（ａ２）のように列状の感光ドット列（感光ドット列）ＤＬ１、ＤＬ２が順次形成される。

図４（ｂ１），（ｂ２）及び図４（ｃ１），（ｃ２）は、ダイクロイックミラー２２の部材２２１の端部イの拡大図である。図４（ｂ２）、図４（ｃ２）は、図４（ｂ１）、図４（ｃ１）のＸ２方向の平面図である。
図４（ｂ１），（ｂ２）の場合には、２つの角部２２Ｃ１を略直角に加工してあり、図４（ｃ１），（ｃ２）場合には、２つの角部２２Ｃ２を面取り加工してある。なおダイクロイックミラー２２の部材２２２の端部ロについても同様である。
図４（ａ１）において、第１アレイ光源２１１の大部分の光は、ダイクロイックミラー２２の部材２２１，２２２を透過するが、一部は、部材２２１，２２２内を多重反射して進む。また第２アレイ光源２１２の大部分の光は、部材２２１で反射し、部材２２２を透過するが、一部は、部材２２１，２２２内を多重反射して進む。同様に第３アレイ光源２１３の大部分の光は、部材２２２で反射するが、一部は、部材２２２内を多重反射して進む。

特開２０００−６４６９号公報

図４の光書込装置の場合、ダイクロイックミラー２２の光の入射面或いは反射面は、精緻に加工されているが、部材２２１，２２２の端部イ、ロの角部２２Ｃ１，２２Ｃ２は、面取りを行ったり、微細な欠けがあったりするため加工が難しく光学的には粗面になる。そのため、ダイクロイックミラー２２の部材２２１，２２２内を多重反射して進む光は、角部２２Ｃ１，２２Ｃ２において散乱し、散乱光が発生する。その散乱光は、わずかではあるが、印画紙１１の感光ドット列ＤＬ１，ＤＬ２の露光に散乱光重なるため、印画紙１１に形成された画像は、コントラストが低下して画質が低下する。
本願発明は、印画紙等の感光記録媒体の光書込装置において、ダイクロイックミラーの端部における散乱光を低減して、前記画質の低下を防止することを目的とする。

本願発明は、その目的を達成するため、請求項１に記載の光書込装置は、複数の光源の光束を混合する光混合部材及び混合した光束を集束して感光記録媒体に結像する光集束部材を備えた光書込装置において、光混合部材はダイクロイックミラーからなり、そのダイクロイックミラーは、２個の板状部材を、一方の板状部材の長手方向の端面が他方の板状部材の入射面又は反射面に接触し、両板状部材の長手方向が一致するように配置して接合してあり、その両板状部材の長手方向の端面に遮光膜を形成してあることを特徴とする。
請求項２に記載の光書込装置は、請求項１に記載の光書込装置において、前記光集束部材の取込角内の前記端面に遮光膜を形成してあることを特徴とする。
請求項３に記載の光書込装置は、請求項１又は請求項２に記載の光書込装置において、前記接合部分は、接着剤が前記遮光膜を形成していることを特徴とする。
請求項４に記載の光書込装置は、複数の光源の光束を混合する光混合部材及び混合した光束を集束して感光記録媒体に結像する光集束部材を備えた光書込装置において、光混合部材はダイクロイックミラーからなり、そのダイクロイックミラーは、２個の板状部材を、一方の板状部材の長手方向の端面が他方の板状部材の入射面又は反射面に接触し、両板状部材の長手方向が一致するように配置して接合してあり、その両板状部材の光路以外の部分に遮光膜を形成してあることを特徴とする。
請求項５に記載の光書込装置は、請求項４に記載の光書込装置において、前記光集束部材の取込角内の前記光路以外の部分に遮光膜を形成してあることを特徴とする。
請求項６に記載のダイクロイックミラーは、２個の板状部材を、一方の部材の板状部材の長手方向の端面が他方の板状部材の入射面又は反射面に接触し、両板状部材の長手方向が一致するように配置して接合してあり、その両板状部材の長手方向の端面に遮光膜を形成してあることを特徴とする。
請求項７に記載のダイクロイックミラーは、２個の板状部材を、一方の部材の板状部材の長手方向の端面が他方の板状部材の入射面又は反射面に接触し、両板状部材の長手方向が一致するように配置して接合したダイクロイックミラーにおいて、その両板状部材の光路以外の部分に遮光膜を形成してあることを特徴とする。

本願発明の光書込装置のダイクロイックミラーは、２個の板状の部材からなり、一方の部材の長手方向の端面が他方の部材の入射面又は反射面に接触し、両部材の長手方向が一致するように配置して接合して、両部材の長手方向の端面を遮光膜で覆うか、或いは両部材の光路以外の部分を遮光膜で覆ってある。したがって本願発明のダイクロイックミラーは、２個の板状部材の端面に発生する散乱光を防止でき、その散乱光が感光記録媒体の露光に加わるのを防止できるから、感光記録媒体に形成される画像は、コントラストが低下することなく鮮明になる。
また本願発明のダイクロイックミラーは、２個の板状の部材を別々に形成して、両部材を前記のように接合するから、両部材の研磨等の加工が容易になり、かつ強度が大きくなる。

図１〜図３により本願発明の実施例を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。
まず図１により光書込装置全体の構成を説明する。
図１（ａ１）は、光書込装置の側面図、図１（ａ２）は、印画紙（感光記録媒体）の平面図である。
図１（ａ１）において、３１Ｒ，３１Ｂ，３１Ｇは、夫々赤色アレイ光源、青色アレイ光源、緑色アレイ光源、３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｇは、光学部材、４は、光束を混合するダイクロイックミラー（光混合部材）、５１は、光束を集束するセルホックレンズ等の正立等倍率結像素子（光集束部材）、６１は、印画紙（感光記録媒体）である。
各アレイ光源の周波数領域（波長領域）は、赤色アレイ光源３１Ｒが波長６５０〜７４０ｎｍ、青色アレイ光源３１Ｂが波長４２０〜４５０ｎｍ、緑色アレイ光源３１Ｇが波長５２０〜５５０ｎｍの範囲に設定してある。各アレイ光源は、各画素に相当する部分で独立して発光制御が可能な列状の発光素子を備えている。アレイ光源は、蛍光発光管、ＬＥＤ（発光ダイオード）、有機ＥＬ等を発光素子として使用できるが、本実施例は、赤色アレイ光源３１ＲにＬＥＤ、青色アレイ光源３１Ｂ及び緑色アレイ光源３１Ｇに蛍光発光管を用いている。

赤色アレイ光源３１Ｒから出射し光学部材３２Ｒを通過した光束ＬＲは、ダイクロイックミラー４の部材４１，４２を透過してセルホックレンズ５１に入射する。その入射した光束は、セルホックレンズ５１により光束ＬＦのように集束して出射し、印画紙６１上に結像する。緑色アレイ光源３１Ｇから出射し光学部材３２Ｇを通過した光束ＬＧは、ダイクロイックミラー４の部材４１で反射し、部材４２を透過してセルホックレンズ５１に入射する。その入射した光束は、セルホックレンズ５１により集束して出射し、印画紙６１上に結像する。同様に青色アレイ光源３１Ｂから出射し光学部材３２Ｂを通過した光束ＬＢは、ダイクロイックミラー４の部材４２で反射してセルホックレンズ５１に入射する。その入射した光束は、セルホックレンズ５１により集束して出射し、印画紙６１上に結像する。

印画紙６１は、各アレイ光源、光学部材、ダイクロイックミラー、セルホックレンズアレイからなるヘッドモジュールに対して、所定の速度で矢印Ｙ１方向へ相対的に移動する。そして印画紙６１は、各アレイ光源のアレイ状の発光ドット（発光電極）に対応してドット状に露光し、図１（ａ２）のように感光したドットの列（感光ドット列）ＤＬ１、ＤＬ２が順次形成されることにより所望の画像が形成される。

図１（ａ１）の光学部材３２Ｇ，３２Ｒ、３２Ｂは、夫々図１（ｂ１）、図１（ｂ２）、図１（ｂ３）のように構成されている。
光学部材３２Ｇは、ローパスフィルタ３３Ｇ、減衰フィルタ（ＮＤフィルタ）３４Ｇ、黄フィルタ３５Ｇからなり、光学部材３２Ｒは、ローパスフィルタ３３Ｒ、減衰フィルタ（ＮＤフィルタ）３４Ｒからなり、光学部材３２Ｂは、ローパスフィルタ３３Ｂ、減衰フィルタ（ＮＤフィルタ）３４Ｂ、青フィルタ３５Ｂからなる。
減衰フィルタ、黄フィルタ、青フィルタ等は、無色透明のゼラチン基材を有機色素で着色し、その着色したゼラチンを２枚のガラスの間にサンドイッチ状にして接着したゼラチンフィルタ、或いはポリエステル、アクリル等の樹脂層を着色したプラスチックフィルタ等を用いることができる。

ローパスフィルタ３３Ｒ，３３Ｂ，３３Ｇは、画素（印画紙の感光ドット）間で光の重なりが強いと重なり部分の濃度が高くなってドットピッチの周期で発生するムラ（濃度差）、いわゆる高周波ムラを除去或いは低減するフィルタである。ローパスフィルタは、２枚の水晶板の屈折方向を１８０度ずらして張合わせたものが知られている。またローパスフィルタは、表面に微細な凹凸を形成した弱い拡散面を設けたシートであってもよい。減衰フィルタ３４Ｒ，３４Ｂ，３４Ｇは、各アレイ光源の最大明るさをコントロールするフィルタである。青フィルタ３５Ｂ、黄フィルタ３５Ｇは、夫々青色光と緑色光の色純度を上げるためのフィルタで、緑色光と青色光の間の波長の光をカットしている。両フィルタは、ガラス面に金属膜を蒸着したもの、フィルム状のものを用いることができる。
なお図１（ａ１）の光書込装置において、アレイ光源３１Ｒ，３１Ｂ，３１Ｇとダイクロイックミラー４の部材４１，４２との配置関係は、光選択膜（後述する）の特性や取付け位置を変えることにより、図１（ａ１）以外の配置にすることもできる。

次に図２により図１のダイクロイックミラー４の構成を説明する。
図２(ａ)は、ダイクロイックミラーの側面図、図２（ｂ）は、図２(ａ)のＹ２方向の平面図である。
ダイクロイックミラー４は、部材４１，４２からなり、部材４１は、その外部表面の内第1透明部材４１１の光束ＬＧの反射面に第1光選択膜４１２を設け、反対の外部表面（光束ＬＲの入射面）に反射防止膜４１３を形成してある。同様に部材４２は、その外部表面の内第２透明部材４２１の光束ＬＢの反射面に第２光選択膜４２２を設け、反対の外部表面（光束ＬＲ、ＬＧの入射面）に反射防止膜４２３を形成してある。反射防止膜は、ＳｉＯ₂とＴｉＯ₂を交互に積層したものを用いることができる。また光選択膜は、ＺｎＳとＭｇＦ₂を交互に積層した誘電体多層膜型干渉フィルタ（ダイクロイックフィルタ）を用いることができる。

第1透明部材４１１、第２透明部材４２１は、所定の厚み、幅をもつ長尺の板状体（板状部材）で、長尺方向の長さは、各アレイ光源の長さ（例えばＡ４サイズの印画紙の幅）よりも大き目に設定する。例えば、長さＬ＝２４０ｍｍ、幅Ｗ１、Ｗ２＝１５ｍｍ、厚さ１ｍｍに設定する。なお第1透明部材４１１、第２透明部材４２１の幅Ｗ１，Ｗ２は、両部材の接着強度の観点からＷ１＜Ｗ２に設定するのが望ましい（図２はＷ１＜Ｗ２）。第1透明部材４１１、第２透明部材４２１の材料には、例えば硼珪酸クラウンガラス（ＢＫ７（登録商標）：ショットガラス社）を用いる。

第1光選択膜４１２は、赤色アレイ光源３１Ｒから射出される光束ＬＲの波長６５０〜７４０ｎｍの領域に対して８５％以上の透過率を有し、緑色アレイ光源３１Ｇから射出される光束ＬＧの波長５２０〜５５０ｎｍの領域に対して９０％以上の反射率を有す。第２光選択膜４２２は、光束ＬＲの波長６５０〜７４０ｎｍの領域及び光束ＬＧの波長５２０〜５５０ｎｍの領域に対して９０％以上の透過率を有し、青色アレイ光源３１Ｂから射出される光束ＬＢの波長４００〜４７０ｎｍの領域に対して８０％以上の反射率を有す。

ダイクロイックミラー４は、部材４１の長手方向の端面（厚み部分の面）を部材４２の光束ＬＲ，ＬＧの入射面に、両部材の長手方向が一致するように配置して接着剤４４により接合してある。即ち部材４１の長手方向の端面が部材４２の入射面に接触し、両部材の長手方向が一致するように配置して接合し、Ｌ字（或いはＴ字）状に形成してある。接着剤４４は、アクリル系樹脂（特にアクリル系紫外線硬化樹脂）、シリコーン樹脂や黒色顔料入りエポキシ樹脂、黒色シリコーン等を用いることができる。

２個の板状の部材４１，４２をＬ字状に接合してダイクロイックミラー４を形成した場合、部材４１，４２の長手方向の端面において光の散乱が生じる。それらの散乱を防止するため、本実施例は、部材４１の両端面に光を遮光する遮光膜４１４１，４１４２を形成し、部材４２の両端面に遮光膜４２４１，４２４２を形成してある。遮光膜は、黒色エナメル、液状の炭、墨汁等を用いることができる。
部材４１，４２に遮光膜を形成する場合、セルホックレンズ５１は、所定範囲の光束を取り込む、いわゆる取込角θ（例えば２４度）を有するから、遮光膜は、少なくとも取込角θ内の部材４１，４２の端面に形成する。例えば、遮光膜４１４１，４１４２は、取込角θ内の端面に形成してある。なお取込角は、視野角或いは最大入射角（レンズの張る最大角（開口角））とも呼ばれている。

なお散乱光は、散乱光の発生点がセルホックレンズ５１の焦点に近いほど像として見えやすくなり、例えば第1透明部材４１１の遮光膜４１４１を形成してある端面から発生する散乱光の影響が一番大きくなる。一方第２透明部材４２１の遮光膜４２４２を形成してある端面は、セルホックレンズ５１の焦点から遠くなるため、その端面から発生する散乱光の影響は小さくなる。

ダイクロイックミラー４の部材４１，４２を構成する第1透明部材４１１、第２透明部材４２１は、長さ２４０ｍｍ、幅１５ｍｍの板状体であるから、単体の場合には、部材４１，４２の入射面或いは反射面と直交する方向に曲がり易いが、並行する方向には曲がり難い。したがって本実施例のダイクロイックミラー４のように、部材４１の長手方向の端面を部材４２の入射面に接合すると、いずれの方向にも曲がり難くなり、強固な構造になる。かつダイクロイックミラー４の部材４１，４２は、個別に板状の状態で研磨することができるから、光学研磨作業が容易になる。
ダイクロイックミラー４の部材４１と部材４２との接合は、図２と逆に部材４１の反射面に部材４２の端面を接合してもよい。また部材４１，４２は、いずれか一方を他方よりも外側へ突出させると（図２は部材４２が突出している）、幅を広くすることができ強度を大きくすることができる。

図３は、図２の遮光膜の変形例を示す。
図３（ａ）の例は、部材４１，４２を接合する接着剤４４の量を多くして、接着剤４４が部材４１の端面を覆うように塗布してある。図３（ａ）の場合には、図２の遮光膜４１４２を省略することができる。
図３（ｂ）の例は、ダイクロイックミラー４の部材４１，４２の光束ＬＲ、ＬＢ、ＬＧの光路以外（光路の外側）の部分に遮光膜４１４１，４１４２，４２４１，４２４２を形成してある。図３（ｂ）の場合には、部材４１，４２の端面を含めて光束の入射面、反射面も遮光膜で覆うから、それらの面の散乱光をより一層低減することができる。また光速ＬＲ、ＬＢ、ＬＧの光路以外の全ての部分に遮光膜を形成することができる。

本願発明の実施例に係る光書込装置の構成を示す。 図１のダイクロイックミラーの構成を示す。 図２のダイクロイックミラーの遮光膜の変形例を示す。 従来の光書込装置の構成を示す。

符号の説明

３１Ｒ，３１Ｂ，３１Ｇ アレイ光源
３２Ｒ，３２Ｂ，３２Ｇ 光学部材
３３Ｒ，３３Ｂ，３３Ｇ ローパスフィルタ
３４Ｒ，３４Ｂ，３４Ｇ 減衰フィルタ（ＮＤフィルタ）
３５Ｂ 青フィルタ
３５Ｇ 黄フィルタ
４ ダイクロイックミラー
４１，４２ ダイクロイックミラーの部材
４１１，４２１ 透明部材
４１２，４２２ 光選択膜
４１３，４２３ 反射防止膜
４１４１，４１４２，４２４１，４２４２ 遮光膜
４４ 接着剤
５１ セルホックレンズ
６１ 印画紙
ＬＲ，ＬＢ，ＬＧ，ＬＦ 光束
ＤＬ１，ＤＬ２ 印画紙上の感光ドット列
θ セルホックレンズの取込角

Claims (7)

1. 複数の光源の光束を混合する光混合部材及び混合した光束を集束して感光記録媒体に結像する光集束部材を備えた光書込装置において、光混合部材はダイクロイックミラーからなり、そのダイクロイックミラーは、２個の板状部材を、一方の板状部材の長手方向の端面が他方の板状部材の入射面又は反射面に接触し、両板状部材の長手方向が一致するように配置して接合してあり、その両板状部材の長手方向の端面に遮光膜を形成してあることを特徴とする光書込装置。
2. 請求項１に記載の光書込装置において、前記光集束部材の取込角内の前記端面に遮光膜を形成してあることを特徴とする光書込装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光書込装置において、前記接合部分は、接着剤が前記遮光膜を形成していることを特徴とする光書込装置。
4. 複数の光源の光束を混合する光混合部材及び混合した光束を集束して感光記録媒体に結像する光集束部材を備えた光書込装置において、光混合部材はダイクロイックミラーからなり、そのダイクロイックミラーは、２個の板状部材を、一方の板状部材の長手方向の端面が他方の板状部材の入射面又は反射面に接触し、両板状部材の長手方向が一致するように配置して接合してあり、その両板状部材の光路以外の部分に遮光膜を形成してあることを特徴とする光書込装置。
5. 請求項４に記載の光書込装置において、前記光集束部材の取込角内の前記光路以外の部分に遮光膜を形成してあることを特徴とする光書込装置。
6. ２個の板状部材を、一方の部材の板状部材の長手方向の端面が他方の板状部材の入射面又は反射面に接触し、両板状部材の長手方向が一致するように配置して接合してあり、その両板状部材の長手方向の端面に遮光膜を形成してあることを特徴とするダイクロイックミラー。
7. ２個の板状部材を、一方の部材の板状部材の長手方向の端面が他方の板状部材の入射面又は反射面に接触し、両板状部材の長手方向が一致するように配置して接合したダイクロイックミラーにおいて、その両板状部材の光路以外の部分に遮光膜を形成してあることを特徴とするダイクロイックミラー。

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