JP3415240B2 - 画像出力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円筒部材の内周面に保
持された感材にスポット光を照射して、感材に画像を形
成する画像出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感材にスポット光を走査させることによ
り画像を形成する画像出力装置は、大別すると平面走査
方式と円筒走査方式とに分けられる。平面走査方式の画
像出力装置の代表的なものは図３に示すような構成を有
しており（特開昭59-179813号）、感材３１を副走査方
向（図３では上）に低速で移動させつつ、光源３２から
出射される光ビーム３３を回転多面鏡（ポリゴンミラ
ー）３４により高速で主走査方向（図３では左右方向）
に移動させることにより走査を行なう。なお、光ビーム
３３の強度の変調は、音響光学素子３５により行なう。
この方式は、非常に高速な走査を行なうことができると
いう特長を有する反面、ボリゴンミラー３４の各反射面
の精度に高度なものが要求され、いずれかの反射面が僅
かでも正規の角度から外れていると、各主走査線３６間
のピッチが変化し、正常な画像が得られないという欠点
がある。

【０００３】円筒走査方式には、ドラムの外周面に感材
を保持し、外周側からスポット光を照射する外面走査方
式と、ドラムの内周面に感材を保持し、内周側から感材
に光ビームを照射する内面走査方式とがある。外面走査
方式では通常、ドラムを回転させ、光ビームを直線的に
移動させている。内面走査方式ではドラムを固定して光
ビームの方を回転させている。

【０００４】内面走査方式の画像出力装置には更に、図
４に示すように、１面鏡４５をドラム４１の中心軸と同
軸で回転させることにより、光源４３からドラム中心軸
方向に出射された光ビーム４４をドラム内面で周方向に
走査させる回転鏡方式（特公昭59-16461号）と、図５に
示すように、鏡による反射ではなく、光ファイバ５５
ａ、５５ｂ、５５ｃで導光することにより同様の走査を
行なう光ファイバ方式（特開平5-5846号）とがある。回
転鏡方式の画像出力装置（図４）では、光ビーム４４が
正確に１面鏡４５の回転中心に照射されないと、光ビー
ム４４が感材４２上でふらつき、正確な画像を形成する
ことができないという欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来の光フ
ァイバ方式では、光源からの光が集光レンズ５２により
光ファイバの入力端側に集光されるようになっている。
従って、この従来方式では、１個の光源からの光束に対
して１本の単ファイバを使用するものとなっている（図
５では３個の光源５３ａ、５３ｂ、５３ｃからの３本の
光束を、３本の単ファイバ５５ａ、５５ｂ、５５ｃを用
いてそれぞれドラム５１の内面に照射している）。この
場合、集光レンズ５２の光軸に配置された単ファイバ以
外の単ファイバでは、光束がその単ファイバの中心軸に
対して斜め方向に入射される。また、集光レンズ５２の
中心軸上に配置された単ファイバにおいても、その端部
に入射する光束中の光の大部分は（すなわち、集光レン
ズ５２の中心軸上の１本の光線を除く他の光束は）、そ
の単ファイバの中心軸に対して斜め方向に入射される。

【０００６】図６に示すように、光ファイバ６１は屈折
率の高いコア（芯部）６２と屈折率の低いクラッド（被
覆部）６３の二重構造となっており、コア６２に入射さ
れた光６４はコア−クラッド境界面で全反射されるた
め、極めて損失の少ない光伝送を行なうことができると
いうものである。このようなコア−クラッド境界面にお
ける全反射が行なわれるためには、入射角θが、コア６
２とクラッド６３の屈折率により決まる所定の臨界角θ
c以下でなければならない。すなわち、臨界角θcを超え
た入射角θ1で入射した光６５は、コア−クラッド境界
面において全反射されず、境界面を通過して外部に逸散
してしまう。

【０００７】しかし、臨界角θc以下の入射角で入射し
た光６４も、コア−クラッド境界面で１００％反射され
るのではなく、非常に僅かではあるが反射損失が生じ
る。また、この損失量はコア−クラッド境界面への入射
角φが小さいほど大きくなる。従って、たとえ端部では
小さい入射角θで入射したとしても、光ファイバ６１が
途中で曲がっている場合には、コア−クラッド境界面へ
の入射角φが大きくなるため、その部分では比較的大き
な伝送損失が生じる。

【０００８】図５に示した従来の画像出力装置では、上
記の通り、光源５３ａ、５３ｂ、５３ｃからの光の大部
分は各単ファイバ５５ａ、５５ｂ、５５ｃの端部へ斜め
方向に入射する。また、単ファイバ５５ａ、５５ｂ、５
５ｃが途中で９０°曲げられている。これらの原因によ
り、各単ファイバ５５ａ、５５ｂ、５５ｃ内において、
光はコア−クラッド境界面に比較的大きい角度で入射す
るとともに、反射回数も多くなることから、伝送損失が
大きいという問題がある。

【０００９】そのため、これら伝送損失の問題から、上
記従来の画像出力装置で高解像度の露光を行なおうとす
る場合、露光速度を低くせざるを得ない。本発明はこの
ような課題を解決するために成されたものであり、その
目的とするところは、導光路中を、光量損失の少ない効
率の良い光の伝送を行なうことができる画像出力装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係る画像出力装置は、円筒部材の内
周面に保持された感材にスポット光を照射し、スポット
光を感材に対して相対的に移動させることにより感材に
画像を形成する画像出力装置であって、 a)一端が円筒部材の中心軸上に配置され、他端が円筒部
材の内周面に向けられた光ファイバ束から成る導光路
と、 b)光源と、 c)光源からの光を平行光束とし、導光路の上記一端に導
くコリメータレンズと、 d)導光路の上記他端から出射された光束を集光して、感
材に照射する集光レンズと、 を備えることを特徴とするものである。

【００１１】また、それに加え、本発明に係る画像出力
装置は e)円筒部材の内側において円筒部材の中心軸を中心に回
転する回転体を備え、 f)導光路の上記一端が回転体の中心軸に向け、上記他端
が回転体の外周に向けてそれぞれ回転体に固定され、 g)上記集光レンズが回転体中の、導光路の上記他端の前
方となる位置に固定されている ようにすることが好ましい。

【００１２】

【作用】光源からの光はコリメータレンズにより平行光
束とされ、導光路の上記一端（入口）に投入される。本
発明においては、導光路は光ファイバ束により構成され
ているため、少ない反射回数で導光路中を伝送されてゆ
く。従って、光量損失が少なくなり、効率よく光が伝送
され、更に、導光路の他端から出射された光束を集光レ
ンズにより集光して、スポット光を感材に照射する。

【００１３】なお、導光路を第２請求項に記載したよう
に回転体に固定することにより、光源から感材までの露
光光の光路が確実に固定されると共に、回転体の回転慣
性により回転体の回転ムラが少なくなり、感材に形成さ
れる画像の歪が最小限に抑えられる。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例である画像出力装置を図１
及び図２により説明する。図１に示すように、本実施例
の画像出力装置は、円筒形状で内面に感材１２を保持す
るドラム１１と、ドラム１１の中心軸上に設けられた露
光光学系１４とを備えている。ドラム１１は画像出力装
置の本体側に固定されたレール１３上を、ドラム１１の
軸方向に移動可能となっており、図示せぬドラム駆動装
置により一定速度で移動される。露光光学系１４には、
アルゴンレーザ、ヘリウム・ネオンレーザ、半導体レー
ザ、発光ダイオード等の光源１５、コリメータレンズ１
６、ホイール（回転体）２０、ライトガイド（導光路）
１８、集光レンズ２２、モータ２３等が含まれる。光源
１５及びコリメータレンズ１６は画像出力装置の本体側
に固定され、その中心軸はドラム１１の中心軸に略一致
するように配置されている。ホイール２０も、その回転
中心がドラム１１の中心軸と一致するように配置され、
モータ２３により回転駆動される。

【００１５】図２に示すように、ライトガイド１８は多
数本の光ファイバ（単ファイバ）１９が束ねられた光フ
ァイバ束により構成されている。ライトガイド１８の一
端（入口）１８ａはホイール２０の側面（図２において
右側の面）の中心に固定され、コリメータレンズ１６に
より平行とされた光源１５からの光１７を全て受光する
ように配置されている。ライトガイド１８はホイール２
０の内部でほぼ直角に曲げられ、他端（出口）１８ｂは
ホイール２０の外周に設けられた凹部２１の底部に固定
される。ライトガイド１８の出口の前方となる凹部２１
の開口側（ホイール２０の外周面側）には、集光レンズ
２２が固定されている。

【００１６】まず、光源１５から出射した光は、コリメ
ータレンズ１６により平行光束１７とされ、ライトガイ
ド１８の入口１８ａに入射される。平行光束１７を構成
する各光線は、ライトガイド１８を構成する細い各単フ
ァイバ１９内を伝送され、ライトガイド１８の出口１８
ｂに達する。ライトガイド１８の出口１８ｂから出射さ
れた光束は集光レンズ２２により集光され、ドラム１１
の内周面に保持された感材１２の表面に照射される。

【００１７】この状態で、図示せぬ制御装置により光源
１５から出射される光の強度を画像信号に応じて変調さ
せ、ホイール２０を高速で回転させつつドラム１１を移
動させることにより、感材１２に画像が出力される。

【００１８】本実施例に係る画像出力装置では、光源１
５からの光は平行光束１７の状態でライトガイド１８に
入るため、コア−クラッド境界面に対する少ない反射回
数で、各単ファイバ１９内を伝送することができる。こ
のため、光量が従来より約１０％増加し、光量損失を少
なくすることができる。また、光源１５の中心軸とライ
トガイド１８の中心軸が多少ずれていても、感材１２の
スポット光の位置は変化しないという特長も有する。

【００１９】また、ライトガイド１８はホイール２０に
固定され、集光レンズ２２はライトガイド１８の出口の
前方となる凹部２１の開口側に固定されているので、光
源１５から感材１２までの光路が確実に固定されること
になる。これにより、ホイール２０の回転慣性による回
転時の回転ムラ（ジッタ）が抑えられ、感材１２に形成
される画像の歪が最小限に抑えられる。なお、ホイール
２０を比較的質量の大きいものを使用すれば、さらに好
ましい。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る画像出力装置では、光源か
らの光はコリメータレンズにより平行光束とされ、光フ
ァイバ束から成る導光路中を少ない反射回数で伝送され
る。これにより、光量損失が少なくなり、効率よく光を
伝送することができる。

【００２１】なお、導光路を第２請求項に記載したよう
に回転体に固定することにより、光源から感材までの露
光光の光路が確実に固定されると共に、回転体の回転ム
ラが少なくなり、感材に形成される画像の歪を最小限に
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例である画像出力装置の主要
部の構成を示す斜視図。

【図２】 実施例の画像出力装置の主要部の断面図。

【図３】 ポリゴンミラーを用いた従来の画像出力装置
の主要部の斜視図。

【図４】 １面鏡を用いた従来の画像出力装置の主要部
の斜視図。

【図５】 単ファイバを用いた従来の画像出力装置の主
要部の斜視図。

【図６】 光ファイバを伝送される光の状態を示す説明
図。

【符号の説明】

１１…ドラム １２…感材 １３…レール １４…露光光学系 １５…光源 １６…コリメータレン
ズ １８…ライトガイド １９…光ファイバ（単
ファイバ） ２０…ホイール ２１…凹部 ２２…集光レンズ ２３…モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒部材の内周面に保持された感材にス
   ポット光を照射し、スポット光を感材に対して相対的に
   移動させることにより感材に画像を形成する画像出力装
   置であって、 a)一端が円筒部材の中心軸上に配置され、他端が円筒部
   材の内周面に向けられた光ファイバ束から成る導光路
   と、 b)光源と、 c)光源からの光を平行光束とし、導光路の上記一端に導
   くコリメータレンズと、 d)導光路の上記他端から出射された光束を集光し、感材
   に照射する集光レンズと、 を備えることを特徴とする画像出力装置。
2. 【請求項２】 e)円筒部材の内側において円筒部材の中
   心軸を中心に回転する回転体を備え、 f)導光路の上記一端が回転体の中心軸に向け、上記他端
   が回転体の外周に向けてそれぞれ回転体に固定され、 g)上記集光レンズが、回転体中の、導光路の上記他端の
   前方となる位置に固定されている請求項１記載の画像出
   力装置。