JP3959833B2 - 光ファイバアレイ装置、イメージングヘッド装置およびイメージング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバアレイ装置に関し、より好ましくはデジタル的に制御されたレーザ光を用いてイメージングフィルム、イメージングプレート等のイメージング媒体にイメージングデータに対応した凹凸または溶媒に対する可溶性の変化などといった物理特性の変化を生じさせるイメージング装置に用いられる光ファイバアレイ装置に関するものである。またかかる光ファイバアレイ装置を用いたイメージングヘッド装置およびイメージング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバ出射端などのレーザ光源を用いたイメージング装置の例を図10に示す。このイメージング装置9は、特開平6-186750号公報に記載されているようにイメージング媒体98を外表面に巻き付けるための媒体支持ドラム91、レーザ光源とそのレーザ光源から出射されるレーザ光を集光させるための光学系を含むイメージングヘッド装置92、レーザ光源制御ユニット96、イメージングヘッド装置92とレーザ光源制御御ユニット96を接続するケーブル95を備えている。さらに、イメージングヘッド装置92は媒体支持ドラム91の軸方向に対して平行移動を実現するリニアステージ94の上に設置されている。このリニアステージとしてはリニアモータで直接駆動するリニアモータ駆動ステージやボールネジ式リニアガイドを使ったボールネジ式ステージが一般的に使用される。また、イメージングヘッド装置92とイメージング媒体98の間隔は、イメージング媒体表面にレーザ光が集光されるように調整される。また、レーザ光源の出力はイメージング媒体98のレーザ光の照射部と非照射部で物理的な凹凸または溶媒に対する可溶性の変化といった物理特性の変化を生じさせるに十分な出力となるように調整されている。そして、イメージングを実施する際にはイメージング媒体98を巻き付けた媒体支持ドラム91をDCサーボモータ等のモータ93を用いて図中の矢印R方向に回転させるとともに、ステージ94上に設置されたイメージングヘッド装置92を媒体支持ドラムの軸に平行な図中の矢印S方向に動かしながら、イメージングデータに対応するようにレーザ光源をスイッチングさせることにより、イメージング媒体表面に2次元のイメージングデータに対応した物理的な凹凸または溶媒に対する可溶性の変化等の物理特性の変化を生じさせる。一般に媒体支持ドラム91の回転によりイメージングされるラインの方向Rを主走査方向、イメージングヘッド装置92が平行移動することによりイメージングされるラインの方向Sを副走査方向と定義する。
【0003】
このイメージング装置は、独立に駆動可能な複数のレーザ光源により構成された光ファイバアレイ型のレーザ光源を使用することにより性能向上が図られている。ここでいうイメージング装置の性能向上とはイメージング速度の向上および解像度の向上を意味しており、イメージング速度と解像度はトレードオフの関係にある。ここで解像度とは、単位長あたりにいくらのドットが形成できるかを示すもので、その単位は一般にdpi(dots per inch)が用いられる。たとえば、2540dpiは100dots/mmに対応する。一例として、レーザ光源がi個設けられたイメージングヘッドを用いてi個のレーザ光源により同時に主走査方向に連続したi本のラインをイメージングすることを考える。このとき、所定の解像度rを実現するドット間隔dpは1/rである。そして媒体支持ドラム91が1回転する間に、イメージングヘッド装置94が所定の距離だけ移動する。この所定の距離はイメージング媒体上のドット間隔dpのi倍である。その後、次のi本のラインをイメージングし、これらの一連の動作を繰り返して、イメージング領域全面のイメージングを完了する。レーザ光源をi個にすることで、イメージングに要する時間は解像度が同じ場合で1/iに短縮される。また解像度をj倍にするには、ドット間隔をdp/jにし、イメージングヘッド装置の移動距離をdpi/jにする必要があり、イメージングに要する時間はj/i倍となる。
【0004】
次に光ファイバアレイ型のレーザ光源の構成について説明する。図11に光ファイバ出力のレーザ装置の外形図を示す。このレーザ装置6は少なくとも1つの発光端を有するレーザダイオードチップ、ダイオードチップの電極と外部との電気的な接触を実現するための導電性部材、ダイオードチップからの発熱を外部に逃がすための熱伝導部材およびレーザダイオードからレーザ光を光ファイバに入射させるための光学系により構成されたパッケージ部61とレーザ光を外部に導く光ファイバ62により構成されている。そして、光ファイバの出射端63よりレーザ光が出射される。さらに、光ファイバの出射端断面を図12に示す。出射端63は、コア部64とクラッド部65により構成され、レーザ光はコア部64より出力される。そして複数の光ファイバ出力のレーザ装置の光ファイバの出射端63をアレイ状に配列し固定したものが光ファイバアレイ装置である。なお、光ファイバアレイ装置をレーザ光源として使った場合のレーザ光源の間隔の最小値はクラッド部65の外形寸法により制限される。光ファイバアレイ型のレーザ光源では、それぞれの出射端を隙間なく近接して配置することは不可能であることが多いため、イメージング媒体のイメージング範囲に隙間なくイメージングするためには、光ファイバアレイ装置7を図13のように副走査方向Sに対して所定の角度θだけ傾けて配置していることが多い。この光ファイバアレイ装置7は71a〜71hの8個の光ファイバ出射端から構成されており、その傾き角θは、次式で規定される角度である。
【0005】
(式1) cosθ=ds/as
ここで、asは光ファイバ出射端の間隔であり、光源面ドット間隔dsは副走査方向Sの所定の解像度を得るために形成されるべきドットの中心間隔を光ファイバ出射端面での寸法に換算したものであり、媒体面ドット間隔dpを光学系の倍率で除したものである。たとえば、解像度が2540dpiのときdp=10μmで光学系の倍率が1/3の場合ds=30μmとなる。
【0006】
次に以上説明したような光ファイバアレイ装置の製作方法の例を図8に示す。図8(a)は光ファイバ支持部材12に光ファイバの個数に対応したV溝を設けて前記V溝に光ファイバを配列し、押さえ部材13により上部から光ファイバを押さえた後に接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させるものである。また、図8(b)は光ファイバ支持部材12に光ファイバの個数に対応した幅の光ファイバ固定溝を設けて前記固定溝に光ファイバを配列し、押さえ部材13により上部から光ファイバを押さえた後に接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させるものである。
【0007】
また、このような光ファイバアレイ装置は副走査手段を工夫し、画像データを並べ替えることにより、光ファイバアレイ装置を図6(b)のように所定の角度傾けることなく、図6(a)に示したように副走査方向に平行な方向に配列して使用することも可能である。この時の副走査手段の工夫とは、たとえば、光ファイバ出射端の個数をn個、所望の解像度を得るために必要なドット間隔をdp、イメージング媒体に投影された出射端の間隔をapとしたとき、ap=hdpの関係となるように光学系の倍率1/hを調整し、副走査の送りを(h−1)回のdpの送りと1回の{nap−(h−1)dp}の送りの繰り返しとすることを意味している。このような変則的な送りを実現する場合にはリニアモータ駆動ステージを使用することが望ましい。また、データの並べ替えとは、前述のような副走査の送りを実施する場合には副走査方向に連続していないラインを同時にイメージングすることになるので、それに対応した並べ替えを意味している。なお、この場合の光ファイバアレイ装置の製作方法については前述した方法と同じであり、光ファイバアレイ装置をイメージングヘッド装置に組み込むときに角度を変更すればよい。
【0008】
しかし、以上に述べたようなすべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された光ファイバアレイ型のレーザ光源を用いたイメージングヘッド装置では、光ファイバ出射端の数が増加するに従い、その全てを良好にイメージング媒体上に集光させるためには、両端の光ファイバ出射端をカバーすべく使用する光学系の良像領域をより広く取る必要があるため、光学系が高価になるとともにサイズも大きくなるという問題がある。さらに、同時にレーザ光源を副走査方向Sに対して傾けて設置している場合には両端の光ファイバ出射端では主走査方向の同じ位置のドットをイメージングするタイミングが大きくずれることになる。そのようなイメージングヘッド装置で形成されるドットの主走査方向の位置を揃えるためには、そのシフト量を電気回路的にカウントする必要があるため一列に配置する光ファイバ出射端の数が増加するに従い、イメージングのタイミングを制御する電気回路が複雑にあるいは高価になるという問題もある。
【0009】
このような問題を解決するため、光ファイバ出射端を複数列に配列することが考えられる(光ファイバ複列)。光ファイバ出射端の配列方法の例を図7に示す。図7(a)は俵積み(樽積み)2列配列、図7(b)は垂直積み3列配列である。俵積み(樽積み)2列配列とは、光ファイバの出射端が互いに所定のピッチで一列に配列されいる第1の光ファイバ列の上に第2の光ファイバ列を出射端のピッチが第1の光ファイバ列と同じになるように配列し、第1の光ファイバ列と第2のファイバ列との配列方向のずれが所定のピッチの0.5倍となり、ファイバの形状が大略円筒状であるために形成される一方の光ファイバ列の凹凸の凹部に他方の凸部が入り込み、光ファイバ列同士が最も密接するようにしたものである。また、垂直積みとはファイバ列のずれないものである。これらの配列の場合にも、光ファイバアレイの製作方法は基本的には前述した方法と同様である。図9(a)の俵積み(樽積み)2列配列の場合には、光ファイバ支持部材12に光ファイバの個数よりも1個多い個数に対応した幅の光ファイバ固定溝を設けて前記固定溝に1段目の光ファイバ列とダミーファイバ14を配列し、その上に2段目の光ファイバ列を配列し、押さえ部材13により上部から光ファイバを押さえた後に接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させるものである。また、図9(b)の垂直積み3列配列の場合には、光ファイバ支持部材12に光ファイバの個数に対応した幅の光ファイバ固定溝を設けて前記固定溝に1段目の光ファイバ列を配列し、その上にスペーサ18を挟んで2段目の光ファイバ列、さらにもう一度スペーサ18を挟んで3段目の光ファイバ列を配列し、最後に押さえ部材13により上部から光ファイバを押さえた後に接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させるものである。ここで、俵積み(樽積み)の場合のダミーファイバ14、垂直積みの場合のスペーサ18はファイバ位置の安定化のために使用されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光ファイバの多段積み配列には以下に示すような問題点がある。まず、図7(a)に示した俵積み(樽積み)配列においては、2段目(上段)の光ファイバの光軸の副走査方向位置は1段目(下段)の光ファイバの光軸のちょうど中心に位置しているため、1列の水平配列に比較して、解像度が2倍になるものの、イメージング媒体のイメージング範囲に隙間なくイメージングするためには、クラッド径をコア径に近い程度に小さくするか、副走査方法を依然として前述したように工夫した上、イメージングデータを並べ替える必要がある。さらに、俵積み(樽積み)で3段目を積む場合には光ファイバの光軸の副走査方向位置は1段目と一致してしまうため、多段積みの効果がなくなってしまう。一方、図7(b)に示した垂直積み配列では、光ファイバアレイの光軸の副走査方向へ投影間隔が一定となるように光ファイバアレイを所定角度傾けて使用する必要があるが、各光ファイバ列の副走査方向のずれ量はこの傾き角のみで規定されてしまい、各段のずれを個別に規定・調整することができないため位置精度の優れた光ファイバアレイを製作することが困難である。
【0011】
本発明の目的は、位置精度の優れた多段積みの光ファイバアレイ装置、および、かかる光ファイバアレイ装置を用いたイメージングヘッド装置、および、前記イメージングヘッド装置によりイメージングを実施するイメージング装置を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明によれば、光ファイバの出射端が互いに所定のピッチで一列に配列されてなる複数の光ファイバ列と、前記光ファイバ列を支持する光ファイバ支持部材とを備えた光ファイバアレイ装置であって、該光ファイバ列に沿って前記光ファイバ列の両側それぞれに密接する平行部位の対と、該光ファイバ列の前記配列方向の移動を規制することにより前記配列方向に対して所定の角度をなす投影方向における前記各光ファイバ列の端の光ファイバの光軸の互いの間隔が実質的に一定の値となるように位置決めする規制部位とを備えた光ファイバアレイ装置が提供される。
【0021】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光ファイバアレイ装置および前記光ファイバアレイ装置内の光ファイバの各々に光を供給可能なレーザ発光端と光ファイバアレイ装置から出射されるレーザ光を集束する光学系とを備えたイメージングヘッド装置が提供される。
【0022】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記イメージングヘッド装置によりイメージングを実施するイメージング装置が提供される。
【0023】
本発明においてイメージング媒体とは、レーザ光源の照射に対して特定の反応を示す層を含む多層構造のフィルム又はプレート等をさす。その反応の違いにより、大半の場合はフォトンモードとヒートモードとのいずれかに分類される。フォトンモードの場合には、その層すなわち感光層は特定の溶剤に対する可溶性などの物理特性がレーザ光の光エネルギーにより変化する。すなわち、たとえば、可溶性であったものが不溶性に変化するか、あるいは不溶性であったものが可溶性に変化する。また、光透過率や表面の特定液体との親和性といた特性の変化をもたらすものもあり得る。そして、イメージングプロセスの後にこの特定の溶媒による現像処理を施すことにより、原版フィルムあるいは刷版が形成される。一方、ヒートモードの場合には、その層すなわち感熱層がレーザ光の熱エネルギーにより除去されるか、あるいは除去されやすくなる。または、熱によって硬化されて除去されにくくなる。レーザ光による照射だけで完全に除去されない場合には、その後の物理的な後処理により完全に除去される。このようにしてイメージング媒体表面に物理的な凹凸が生じ、刷版が形成される。このほか、イメージング媒体としては印刷用の刷版、原版フィルムに限らず、たとえば、最終的に印刷したい記録媒体(たとえば、印画紙など)そのものであってもよいし、電子写真プリンタ等の感光体など、画像を一旦形成し、これを最終の記録媒体に転写するためのものであってもよい。また、表示素子などであってもよい。なお、印刷用の刷版としては、上記特開平6-186750号公報に記載されているような、基板と、その上に形成された感熱層(または感光層)と、この感熱層の上に形成された表面層とを備え、感熱層と表面層とがインキまたはインキ反撥性の液(湿し水)等の印刷用液体に対して異なる親和性を有しているものが好ましく用いられる。また、感熱層(感光層)と基板との間にプライマ層等を設け、このプライマ層と表面層との間に上記のような親和性の差異を与えてもよい。ヒートモード用の感熱層としては、ニトロセルロースにカーボンブラックを分散させたものや、チタンなどの金属膜が好ましく用いられる。上記のように、イメージング媒体におけるレーザ光照射を受けた部分と受けなかった部分とのあいだで形状、化学的親和性、光透過率等の光学特性といった特性を本明細書ではイメージング媒体の物理特性という。
【0024】
【発明の実施の形態】
光ファイバアレイ装置の参考例を図1に示す。また、その光ファイバ出射端の配列を図2に示す。この光ファイバアレイ装置1は、10個の光ファイバ出射端が一直線上に配列された4個の光ファイバ列(11a〜11d)により構成されている。この配列において光ファイバ列11aと11bとがなす光ファイバ複列11abおよび11cと11dとがなす光ファイバ複列11cdはそれぞれ俵積み(樽積み)2列の配列となるように構成されている。各光ファイバ列内にはasの間隔をおいて一直線上に配列された10個の光ファイバ出射端があり、各光ファイバ列はその中に含まれる光ファイバ出射端の配列方向が副走査方向と平行になるように(主走査方向への投影方向は配列方向に対して90゜の角をなす)配置されている。また、光ファイバ列11aの位置を基準にすると光ファイバ列11bは、主走査方向に31/2as/2、副走査方向にas/2、光ファイバ列11cは、主走査方向に31/2as/2+b、副走査方向にas/4、光ファイバ列11dは、主走査方向に31/2as+b、副走査方向に3as/4だけずらして配列されている。bはasの3〜5倍程度である。この実施形態では1光ファイバ列内の光ファイバ出射端の数nを10個としたが、実際には2個以上であればいくらでも良い。好ましい範囲は、8〜32個である。なお、この光ファイバ出射端の配列を用いた場合には、光ファイバアレイ装置を図13に示したように副走査方向に対して傾けることなくイメージング領域全体をイメージングすることが可能である。また、このような配列にした場合には、すべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された場合や2列に光ファイバ出射端を配列する場合に比較して、光学系に要求される良像領域が1個の光ファイバ列の長さが十分に含まれる程度まで狭くすることが可能であるため、光学系を高価にしたりあるいはサイズを大きくすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、光ファイバ出射端の主走査方向のずれ量は31/2as+bまで小さくできるため、このずれに伴うイメージングのタイミングを制御する電気回路を複雑にあるいは高価にすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、この場合には副走査方法の工夫、データ並べ替えの必要も必ずしもない。しかも俵積み(樽積み)配列では、一方の光ファイバ列と他方の光ファイバ列の配列方向の位置偏差を精度よく光ファイバピッチの0.5倍とすることが容易となる。
【0025】
次にこの光ファイバアレイ装置を光ファイバ出射端の位置精度よく製作する方法を説明する。図3に製作工程を示す。まず、図3(a)に示したように円筒形の光ファイバ支持部材を形成するための材料19(加工方法としては放電加工が精密な加工ができるため好ましく、したがって、材料としては放電加工が可能なものが好ましいが、コスト、特性等からみてSUS303、SUS304などのステンレスが好ましい。)を用意する。次に図3(b)に示したようにワイヤ放電加工などにより、光ファイバが(n+1)本配列できる幅のファイバ固定溝を上下2方向に形成して、光ファイバ支持部材17を製作する。光ファイバの位置決めの際にこのファイバ固定溝の底面が平行部位15aおよび15b、側面が規制部位16a〜16dとして機能するため、平行部位15aと平行部位15bは平行となるように、規制部位16aと規制部位16cおよび規制部位16bと規制部位16dの光ファイバ配列方向のずれが3as/4となるように精密加工する。次に図3(c)に示したように、n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11bと径が光源となる光ファイバに等しい1個ダミーファイバ14aを平行部位15aに密着し、さらに図中最も左に位置する光ファイバ左端が規制部位16aにダミーファイバ14aの右端が規制部位16bに密着するように配列する。さらに、n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11bと1個ダミーファイバ14aの上にn個の光ファイバよりなる光ファイバ列11aを俵積み(樽積み)となるように配列する。次にその上に押さえ部材13aを押し込み、図3(d)に示したように上下を反転する。その後、n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11cと1個ダミーファイバ14b、その上にn個の光ファイバよりなる光ファイバ列11dを図3(c)で示したのと同様に配置し、最後に図3(e)のように押さえ部材13bを押し込み、接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させる。
【0026】
本発明の光ファイバアレイ装置の例を図4に示す。また、その光ファイバ出射端の配列を図5に示す。この光ファイバアレイ装置1は、20個の光ファイバ出射端が一直線上に配列された2個の光ファイバ列(11a、11b)により構成されている。各光ファイバ列内にはasの間隔をおいて一直線上に配列された20個の光ファイバ出射端があり、各光ファイバ列はその中に含まれる光ファイバ出射端の配列方向が副走査方向Sと所定の角度θとなるよう(投影方向の配列方向に対してなす角度は(90゜−θ))に配置されている。このθは(式1)で規定される角度である。また、光ファイバ列11aの位置を基準にすると光ファイバ列11bは、主走査方向には0、副走査方向に20dsだけずらして配列されている。この実施形態では1光ファイバ列内の光ファイバ出射端の数nを20個としたが、実際には2個以上であればいくらでも良い。好ましい範囲は、8〜32個である。また、このような配列にした場合には、すべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された場合に比較して、光学系に要求される良像領域が1個の光ファイバ列の長さが十分に含まれる程度まで狭くすることが可能であるため、光学系を高価にしたりあるいはサイズを大きくすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、光ファイバ出射端の主走査方向のずれ量も約半分まで小さくできるため、このずれに伴うイメージングのタイミングを制御する電気回路を複雑にあるいは高価にすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。
【0027】
この光ファイバアレイ装置を光ファイバ出射端の位置精度よく製作する方法は基本的には図3に示した製作工程と同様であるが、違いは1つのファイバ固定溝に1列の光ファイバ列のみ設置することと、平行部位と規制部位の位置関係である。ファイバ固定溝の幅は光ファイバがn本配列できる幅である。また、平行部位の間隔がas(nsinθcosθ−1)、規制部位のずれがascos2θとなるように精密加工する。
【0028】
さらに、光ファイバアレイ装置の別の参考例を図14に示す。また、その光ファイバ出射端の配列を図15に示す。この光ファイバアレイ装置1は、10個の光ファイバ出射端が一直線上に配列された6個の光ファイバ列(11a〜11f)により構成されている。各光ファイバ列内にはasの間隔をおいて一直線上に配列された10個の光ファイバ出射端があり、各光ファイバ列はその中に含まれる光ファイバ出射端の配列方向が副走査方向と平行になるように配置されている。また、光ファイバ列11aの位置を基準にすると光ファイバ列11bは、主走査方向に31/2as/2、副走査方向にas/2、光ファイバ列11cは、主走査方向に31/2as/2+b、副走査方向にas/6、光ファイバ列11dは、主走査方向に31/2as+b、副走査方向に2as/3、光ファイバ列11eは、主走査方向に31/2as+2b、副走査方向にas/3、光ファイバ列11fは、主走査方向に33/2as/2+2b、副走査方向に5as/6だけずらして配列されている。bはasの1〜5倍程度である。この実施形態では1光ファイバ列内の光ファイバ出射端の数nを10個としたが、実際には2個以上であればいくらでも良い。好ましい範囲は、8〜32個である。なお、この光ファイバ出射端の配列を用いた場合には、光ファイバアレイ装置を図13に示したように副走査方向に対して傾けることなくイメージング領域全体をイメージングすることが可能である。また、このような配列にした場合には、すべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された場合や2列に光ファイバ出射端を配列する場合に比較して、光学系に要求される良像領域が1個の光ファイバ列の長さが十分に含まれる程度まで狭くすることが可能であるため、光学系を高価にしたりあるいはサイズを大きくすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、光ファイバ出射端の主走査方向のずれ量は33/2as/2+2bまで小さくできるため、このずれに伴うイメージングのタイミングを制御する電気回路を複雑にあるいは高価にすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、この場合には副走査方法の工夫、データ並べ替えの必要もない。
【0029】
次にこの光ファイバアレイ装置を光ファイバ出射端の位置精度よく製作する方法を説明する。図16に製作工程を示す。まず、図16(a)に示したように円筒形の光ファイバ支持部材を形成するための材料19を用意する。次に図16(b)に示したようにワイヤ放電加工などにより、底部が光ファイバが(n+1)本配列できる幅で、開口部が光ファイバ配列部材17bと17cの幅に等しい幅となるように2段溝を形成して、配列部材の支持部材17aを製作する。また、光ファイバ配列部材17bと17cには、光ファイバが(n+1)本配列できる幅のファイバ固定溝を形成する。配列部材の支持部材17aと光ファイバ配列部材17bと17cが後述するように一体化されて光ファイバ支持部材として機能し、配列部材の支持部材17aの溝の底面が平行部位15a、光ファイバ配列部材17bと17cのファイバ固定溝の底面が平行部位15bおよび15c、配列部材の支持部材17aの溝の側面が規制部位16aおよび16b、光ファイバ配列部材17bと17cの溝の側面が規制部位16c〜16fとして機能するため、平行部位15a〜15cは平行となるように、規制部位16aと規制部位16cと規制部位16eおよび規制部位16bと規制部位16dと規制部位16fの光ファイバ配列方向のずれがas/6ピッチとなるように精密加工する。次に図16(c)に示したように、n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11aと径が光源となる光ファイバに等しい1個ダミーファイバ14aを平行部位15aに密着し、さらに図中最も左に位置する光ファイバ左端が規制部位16aにダミーファイバ14aの右端が規制部位16bに密着するように配列する。さらに、n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11aと1個ダミーファイバ14aの上にn個の光ファイバよりなる光ファイバ列11bを俵積み(樽積み)となるように配列する。次に図16(d)に示したようにその上に光ファイバ配列部材17bを押し込み、そのファイバ固定溝にn個の光ファイバよりなる光ファイバ列11cと径が光源となる光ファイバに等しい1個ダミーファイバ14bを平行部位15bに密着し、さらに図中最も左に位置する光ファイバ左端が規制部位16cにダミーファイバ14bの右端が規制部位16dに密着するように配列する。さらに、n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11cと1個ダミーファイバ14bの上にn個の光ファイバよりなる光ファイバ列11dを俵積み(樽積み)となるように配列する。その後、光ファイバ配列部材17c、n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11eと1個ダミーファイバ14c、その上にn個の光ファイバよりなる光ファイバ列11fを図16(d)で示したのと同様に配置し、最後に図16(e)のように押さえ部材13を押し込み、接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させる。
【0030】
さらに光ファイバアレイ装置の別の参考例を図17に示す。また、その光ファイバ出射端の配列を図18に示す。この光ファイバアレイ装置1は、10個の光ファイバ出射端が一直線上に配列された4個の光ファイバ列(11a〜11d)により構成されている。光ファイバ列11aと11bとおよび11cと11dとの間にそれぞれ所定の厚さのスペーサ18aおよび18bが設けられている。各光ファイバ列内にはasの間隔をおいて一直線上に配列された10個の光ファイバ出射端があり、各光ファイバ列はその中に含まれる光ファイバ出射端の配列方向が副走査方向と平行になるように配置されている。また、光ファイバ列11aの位置を基準にすると光ファイバ列11bは、主走査方向にc、副走査方向にas/2、光ファイバ列11cは、主走査方向にc+b、副走査方向にas/4、光ファイバ列11dは、主走査方向に2c+b、副走査方向に3as/4だけずらして配列されている。bはasの3〜5倍程度である。cはファイバのクラッド径とスペーサの厚みの和である。なお、この実施形態では1光ファイバ列内の光ファイバ出射端の数nを10個としたが、実際には2個以上であればいくらでも良い。好ましい範囲は、8〜32個である。なお、この光ファイバ出射端の配列を用いた場合には、光ファイバアレイ装置を図13に示したように副走査方向に対して傾けることなくイメージング領域全体をイメージングすることが可能である。また、このような配列にした場合には、すべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された場合や2列に光ファイバ出射端を配列する場合に比較して、光学系に要求される良像領域が1個の光ファイバ列の長さが十分に含まれる程度まで狭くすることが可能であるため、光学系を高価にしたりあるいはサイズを大きくすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、光ファイバ出射端の主走査方向のずれ量は2c+bまで小さくできるため、このずれに伴うイメージングのタイミングを制御する電気回路を複雑にあるいは高価にすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、この場合には副走査方法の工夫、データ並べ替えの必要も必ずしもない。
【0031】
次にこの光ファイバアレイ装置を光ファイバ出射端の位置精度よく製作する方法を説明する。図19に製作工程を示す。まず、図19(a)に示したように円筒形の光ファイバ支持部材を形成するための材料19を用意する。次に図19(b)に示したようにワイヤ放電加工などにより、光ファイバがn本配列できる幅と光ファイバが(n+1)本配列できる幅の2段のファイバ固定溝を上下2方向に形成して、光ファイバ支持部材17を製作する。光ファイバの位置決めの際にこのファイバ固定溝の底面が平行部位15aおよび15b、1段目の側面16a、16b、16e、16f及び2段目の側面16c、16d、16g、16hが規制部位として機能するため、平行部位15aと平行部位15bは平行となるように、規制部位16aと規制部位16cおよび規制部位16bと規制部位16dの光ファイバ配列方向のずれがas/2、規制部位16aと規制部位16eおよび規制部位16bと規制部位16fの光ファイバ配列方向のずれがas/4、規制部位16eと規制部位16gおよび規制部位16fと規制部位16hの光ファイバ配列方向のずれがas/2、となるように精密加工する。次に図19(c)に示したように、n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11bを平行部位15aに密着し、さらに図中最も左に位置する光ファイバ左端が規制部位16aに最も右に位置する光ファイバ右端が規制部位16bに密着するように配列する。n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11bの上にスペーサ18aをのせ、さらにその上にn個の光ファイバよりなる光ファイバ列11aと径が光源となる光ファイバに等しい1個ダミーファイバ14aをダミーファイバ14aの左端が規制部位16cに図中最も右に位置する光ファイバ右端が規制部位16dに密着するように配列する。次にその上に押さえ部材13aを押し込み、図19(d)に示したように上下を反転する。その後、n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11c、スペーサ18b、その上にn個の光ファイバよりなる光ファイバ列11dと1個のダミーファイバ14bを図19(c)で示したのと同様に配置し、最後に図19(e)のように押さえ部材13bを押し込み、接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させる。
【0032】
さらに本発明の光ファイバアレイ装置の別の例を図20に示す。また、その光ファイバ出射端の配列を図21に示す。この光ファイバアレイ装置1は、4個の光ファイバ出射端が一直線上に配列された10個の光ファイバ列(11a〜11j)により構成されている。各光ファイバ列内には副走査方向への投影がas/4となるような間隔及び角度で一直線上に配列された4個の光ファイバ出射端が配置されている。また、光ファイバ列11aの位置を基準にすると光ファイバ列11bは副走査方向にas、光ファイバ列11cは副走査方向に2as、光ファイバ列11dは副走査方向に3as、・・・、光ファイバ列11jは副走査方向に9asだけずらして配列されている。この実施形態では1光ファイバ列内の光ファイバ出射端の数nを4個としたが、実際には2個から8個程度が実用的であり、最も好ましい数は4個である。なお、この光ファイバ出射端の配列を用いた場合には、光ファイバアレイ装置を図13に示したように副走査方向に対して傾けることなくイメージング領域全体をイメージングすることが可能である。また、このような配列にした場合には、すべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された場合や2列に光ファイバ出射端を配列する場合に比較して、光学系に要求される良像領域がクラッド径の光ファイバ列の個数の2倍程度まで狭くすることが可能であるため、光学系を高価にしたりあるいはサイズを大きくすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、光ファイバ出射端の主走査方向のずれ量はファイバのクラッド径の3倍以下にまで小さくできるため、このずれに伴うイメージングのタイミングを制御する電気回路を複雑にあるいは高価にすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、この場合には副走査方法の工夫、データ並べ替えの必要も必ずしもない。上記各実施形態の中で光ファイバ出射端の配列を最もコンパクトにできるので必要となるレンズの良像範囲を最小限とすることができる。
【0033】
次にこの光ファイバアレイ装置を光ファイバ出射端の位置精度よく製作することを可能にする櫛状ファイバ支持部材27のファイバ支持部位の拡大図を図22に示す。図22に示したようにワイヤ放電加工などにより、光ファイバが1本配置できる幅でかつ1ファイバ列内のファイバ出射端の数に対応した深さの櫛状の溝がファイバ列の数だけ形成されている。光ファイバの位置決めの際にこのファイバ固定溝の底面を規制部位16a、16b、16c、・・・、16jとして、側面を平行部位15a、15b、15c、・・・、15tとして機能させるため、平行部位15a、15b、15c、・・・、15tはすべて平行となるように、規制部位16a、16b、16c、・・・、16jは主走査方向のずれが0、副走査方向の隣り合う規制部位との距離がasとなるように、また溝の幅は光ファイバ径の1.012〜1.020倍の範囲となるように精密加工する。実際の製作方法は、櫛状ファイバ支持部材27のファイバ支持部位に40本のファイバを密着配置し、その上に押さえ部材13を押し込み、接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させることにより実現できる。この櫛状ファイバ支持部材は各光ファイバ列の両側に対して実質的に密接する平行部位の対を設けることができるので、実質的に各光ファイバの平行部位に直交する方向の位置をも規制することができ位置決めがきわめて容易となる。なお、本実施形態では櫛状ファイバ支持部材27は一体成形したが、長さの異なる枝状部材を交互に積み重ねることでも同様の櫛状ファイバ支持部材を形成することもできる。
【0034】
【実施例】
本発明の光ファイバアレイ装置の具体的な実施例を示す。
【0035】
第1の参考例を図1に示す。また、その光ファイバ出射端の配列を図2に示す。この光ファイバアレイ装置1は、10個の光ファイバ出射端が一直線上に配列された4個の光ファイバ列(11a〜11d)により構成されている。各光ファイバ列内には125μmの間隔をおいて一直線上に配列された10個の光ファイバ出射端があり、各光ファイバ列はその中に含まれる光ファイバ出射端の配列方向が副走査方向と平行になるように配置されている。また、光ファイバ列11aの位置を基準にすると光ファイバ列11bは、主走査方向に108μm、副走査方向に62.5μm、光ファイバ列11cは、主走査方向に608μm、副走査方向に31.25μm、光ファイバ列11dは、主走査方向に716μm、副走査方向に93.75μmだけずらして配列されている。図中のbは500μmであり、光ファイバ出射端の間隔125μmの4倍である。この光ファイバアレイ装置と倍率0.32倍の光学系を使用することにより、2540dpiのイメージングが可能である。また、本実施例では1光ファイバ列内の光ファイバ出射端の数を10個としたが、実際には2個以上であればいくらでも良い。好ましい範囲は、8〜32個である。なお、この光ファイバ出射端の配列を用いた場合には、光ファイバアレイ装置を図13に示したように副走査方向に対して傾けることなくイメージング領域全体をイメージングすることが可能である。また、このような配列にした場合には、すべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された場合や2列に光ファイバ出射端を配列する場合に比較して、光学系に要求される良像領域が1個の光ファイバ列の長さが十分に含まれる程度、すなわち、約1.4mmまで狭くすることが可能であるため、光学系を高価にしたりあるいはサイズを大きくすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、光ファイバ出射端の主走査方向のずれ量は最大で716μm程度、すなわち光ファイバ出射端間隔の6倍以下まで小さくできるため、このずれに伴うイメージングのタイミングを制御する電気回路を複雑にあるいは高価にすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、この場合には副走査方法の工夫、データ並べ替えの必要もない。
【0036】
次にこの光ファイバアレイ装置を光ファイバ出射端の位置精度よく製作する方法を説明する。図3に製作工程を示す。まず、図3(a)に示したように円筒形の光ファイバ支持部材を形成するための材料19(材料19としては、ステンレスを用いる)を用意する。次に図3(b)に示したように放電加工などにより、光ファイバが11本配列できる幅、すなわち1375μmのファイバ固定溝を上下2方向に形成して、光ファイバ支持部材17を製作する。光ファイバの位置決めの際にこのファイバ固定溝の底面が平行部位15aおよび15b、側面が規制部位16a〜16dとして機能するため、平行部位15aと平行部位15bは平行となるように、規制部位16aと規制部位16cおよび規制部位16bと規制部位16dの光ファイバ配列方向のずれが93.75μmとなるように精密加工する。次に図3(c)に示したように、10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11bと径が光源となる光ファイバに等しい1個ダミーファイバ14aを平行部位15aに密着し、さらに図中最も左に位置する光ファイバ左端が規制部位16aにダミーファイバ14aの右端が規制部位16bに密着するように配列する。さらに、10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11bと1個ダミーファイバ14aの上に10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11aを俵積み(樽積み)となるように配列する。次にその上に押さえ部材13aを押し込み、図3(d)に示したように上下を反転する。その後、10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11cと1個ダミーファイバ14b、その上に10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11dを図3(c)で示したのと同様に配置し、最後に図3(e)のように押さえ部材13bを押し込み、接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させることにより光ファイバアレイ装置が完成する。
【0037】
第1の実施例を図4に示す。また、その光ファイバ出射端の配列を図5に示す。この光ファイバアレイ装置1は、20個の光ファイバ出射端が一直線上に配列された2個の光ファイバ列(11a、11b)により構成されている。各光ファイバ列内には125μmの間隔をおいて一直線上に配列された20個の光ファイバ出射端があり、各光ファイバ列はその中に含まれる光ファイバ出射端の配列方向が副走査方向と所定の角度θとなるように配置されている。このθは(式1)で規定される角度であり、この場合、光ファイバ出射端の間隔aSが125μm、光源面ドット間隔dSが31.25μmであるため、75.5°である。また、光ファイバ列11aの位置を基準にすると光ファイバ列11bは、主走査方向には0、副走査方向に625μmだけずらして配列されている。この光ファイバアレイ装置と倍率0.32倍の光学系を使用することにより、2540dpiのイメージングが可能である。また、この実施例では1光ファイバ列内の光ファイバ出射端の数を20個としたが、実際には2個以上であればいくらでも良い。好ましい範囲は、8〜32個である。また、このような配列にした場合には、すべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された場合に比較して、光学系に要求される良像領域が1個の光ファイバ列の長さが十分に含まれる程度まで、すなわち、約2.9mmまで狭くすることが可能であるため、光学系を高価にしたりあるいはサイズを大きくすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、光ファイバ出射端の主走査方向のずれ量も約半分まで小さくできるため、このずれに伴うイメージングのタイミングを制御する電気回路を複雑にあるいは高価にすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。
【0038】
この光ファイバアレイ装置を光ファイバ出射端の位置精度よく製作する方法は基本的には第1の実施例に示した製作工程と同様であるが、違いは1つのファイバ固定溝に1列の光ファイバ列のみ設置することと、平行部位と規制部位の位置関係である。ファイバ固定溝の幅は光ファイバが20本配列できる幅、すなわち2500μmである。また、平行部位の間隔が480μm、規制部位のずれが156μmとなるように精密加工する。
【0039】
本発明の第2の参考例を図14に示す。また、本参考例のファイバアレイ装置の光ファイバ出射端の配列を図15に示す。この光ファイバアレイ装置1は、10個の光ファイバ出射端が一直線上に配列された6個の光ファイバ列(11a〜11f)により構成されている。各光ファイバ列内には120μmの間隔をおいて一直線上に配列された10個の光ファイバ出射端があり、各光ファイバ列はその中に含まれる光ファイバ出射端の配列方向が副走査方向と平行になるように配置されている。また、光ファイバ列11aの位置を基準にすると光ファイバ列11bは、主走査方向に104μm、副走査方向に60μm、光ファイバ列11cは、主走査方向に284μm、副走査方向に20μm、光ファイバ列11dは、主走査方向に388μm、副走査方向に80μm、光ファイバ列11eは、主走査方向に568μm、副走査方向に40μm、光ファイバ列11fは、主走査方向に672μm、副走査方向に100μmだけずらして配列されている。図中のbは180μmであり、光ファイバ出射端の間隔125μmの1.5倍である。この光ファイバアレイ装置と倍率0.5倍の光学系を使用することにより、2540dpiのイメージングが可能である。この実施形態では1光ファイバ列内の光ファイバ出射端の数nを10個としたが、実際には2個以上であればいくらでも良い。好ましい範囲は、8〜32個である。なお、この光ファイバ出射端の配列を用いた場合には、光ファイバアレイ装置を図13に示したように副走査方向に対して傾けることなくイメージング領域全体をイメージングすることが可能である。また、このような配列にした場合には、すべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された場合や2列に光ファイバ出射端を配列する場合に比較して、光学系に要求される良像領域が1個の光ファイバ列の長さが十分に含まれる程度、すなわち、約1.4mmまで狭くすることが可能であるため、光学系を高価にしたりあるいはサイズを大きくすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、光ファイバ出射端の主走査方向のずれ量は672μm程度、すなわち光ファイバ出射端間隔の6倍以下まで小さくできるため、このずれに伴うイメージングのタイミングを制御する電気回路を複雑にあるいは高価にすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、この場合には副走査方法の工夫、データ並べ替えの必要もない。
【0040】
次にこの光ファイバアレイ装置を光ファイバ出射端の位置精度よく製作する方法を説明する。図16に製作工程を示す。まず、図16(a)に示したように円筒形の光ファイバ支持部材を形成するための材料19を用意する。次に図16(b)に示したようにワイヤ放電加工などにより、底部が光ファイバが11本配列できる幅すなわち1320μmで、開口部が光ファイバ配列部材17bと17cの幅に等しい幅すなわち1720μmとなるように2段溝を形成して、配列部材の支持部材17aを製作する。また、光ファイバ配列部材17bと17cには、光ファイバが11本配列できる幅のファイバ固定溝を形成する。配列部材の支持部材17aと光ファイバ配列部材17bと17cが後述するように一体化されて光ファイバ支持部材として機能し、配列部材の支持部材17aの溝の底面が平行部位15a、光ファイバ配列部材17bと17cのファイバ固定溝の底面が平行部位15bおよび15c、配列部材の支持部材17aの溝の側面が規制部位16aおよび16b、光ファイバ配列部材17bと17cの溝の側面が規制部位16c〜16fとして機能するため、平行部位15a〜15cは平行となるように、規制部位16aと規制部位16cと規制部位16eおよび規制部位16bと規制部位16dと規制部位16fの光ファイバ配列方向のずれが20μmピッチとなるように精密加工する。次に図16(c)に示したように、10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11aと径が光源となる光ファイバに等しい1個ダミーファイバ14aを平行部位15aに密着し、さらに図中最も左に位置する光ファイバ左端が規制部位16aにダミーファイバ14aの右端が規制部位16bに密着するように配列する。さらに、10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11aと1個ダミーファイバ14aの上に10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11bを俵積み(樽積み)となるように配列する。次に図16(d)に示したようにその上に光ファイバ配列部材17bを押し込み、そのファイバ固定溝に10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11cと径が光源となる光ファイバに等しい1個ダミーファイバ14bを平行部位15bに密着し、さらに図中最も左に位置する光ファイバ左端が規制部位16cにダミーファイバ14bの右端が規制部位16dに密着するように配列する。さらに、10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11cと1個ダミーファイバ14bの上に10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11dを俵積み(樽積み)となるように配列する。その後、光ファイバ配列部材17c、10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11eと1個ダミーファイバ14c、その上に10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11fを図16(d)で示したのと同様に配置し、最後に図16(e)のように押さえ部材13を押し込み、接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させることにより光ファイバアレイ装置が完成する。
【0041】
本発明の第3の参考例を図17に示す。また、その光ファイバ出射端の配列を図18に示す。この光ファイバアレイ装置1は、10個の光ファイバ出射端が一直線上に配列された4個の光ファイバ列(11a〜11d)により構成されている。各光ファイバ列内には125μmの間隔をおいて一直線上に配列された10個の光ファイバ出射端があり、各光ファイバ列はその中に含まれる光ファイバ出射端の配列方向が副走査方向と平行になるように配置されている。また、光ファイバ列11aの位置を基準にすると光ファイバ列11bは、主走査方向に175μm、副走査方向に62.5μm、光ファイバ列11cは、主走査方向に675μm、副走査方向に31.25μm、光ファイバ列11dは、主走査方向に850μm、副走査方向に93.75μmだけずらして配列されている。図中のbは500μmであり、ファイバ出射端の間隔125μmの4倍である。cはファイバのクラッド径125μmとスペーサの厚み50μmの和であり、175μmである。この光ファイバアレイ装置と倍率0.32倍の光学系を使用することにより、2540dpiのイメージングが可能である。なお、この実施例では1光ファイバ列内の光ファイバ出射端の数nを10個としたが、実際には2個以上であればいくらでも良い。好ましい範囲は、8〜32個である。なお、この光ファイバ出射端の配列を用いた場合には、光ファイバアレイ装置を図13に示したように副走査方向に対して傾けることなくイメージング領域全体をイメージングすることが可能である。また、このような配列にした場合には、すべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された場合や2列に光ファイバ出射端を配列する場合に比較して、光学系に要求される良像領域が1個の光ファイバ列の長さが十分に含まれる程度、すなわち、約1.4mmまで狭くすることが可能であるため、光学系を高価にしたりあるいはサイズを大きくすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、光ファイバ出射端の主走査方向のずれ量は850μm程度、すなわち、光ファイバ出射端間隔の8倍以下まで小さくできるため、このずれに伴うイメージングのタイミングを制御する電気回路を複雑にあるいは高価にすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、この場合には副走査方法の工夫、データ並べ替えの必要も必ずしもない。
【0042】
次にこの光ファイバアレイ装置を光ファイバ出射端の位置精度よく製作する方法を説明する。図19に製作工程を示す。まず、図19(a)に示したように円筒形の光ファイバ支持部材を形成するための材料19を用意する。次に図19(b)に示したようにワイヤ放電加工などにより、光ファイバが10本配列できる幅と光ファイバが11本配列できる幅の2段のファイバ固定溝を上下2方向に形成して、光ファイバ支持部材17を製作する。光ファイバの位置決めの際にこのファイバ固定溝の底面が平行部位15aおよび15b、1段目の側面16a、16b、16e、16f及び2段目の側面16c、16d、16g、16hが規制部位として機能するため、平行部位15aと平行部位15bは平行となるように、規制部位16aと規制部位16cおよび規制部位16bと規制部位16dの光ファイバ配列方向のずれが62.5μm、規制部位16aと規制部位16eおよび規制部位16bと規制部位16fの光ファイバ配列方向のずれが31.25μm、規制部位16eと規制部位16gおよび規制部位16fと規制部位16hの光ファイバ配列方向のずれが62.5μmとなるように精密加工する。次に図19(c)に示したように、n個の光ファイバよりなる光ファイバ列11bを平行部位15aに密着し、さらに図中最も左に位置する光ファイバ左端が規制部位16aに最も右に位置する光ファイバ右端が規制部位16bに密着するように配列する。10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11bの上にスペーサ18aをのせ、さらにその上に10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11aと径が光源となる光ファイバに等しい1個ダミーファイバ14aをダミーファイバ14aの左端が規制部位16cに図中最も右に位置する光ファイバ右端が規制部位16dに密着するように配列する。次にその上に押さえ部材13aを押し込み、図19(d)に示したように上下を反転する。その後、10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11c、スペーサ18b、その上に10個の光ファイバよりなる光ファイバ列11dと1個のダミーファイバ14bを図19(c)で示したのと同様に配置し、最後に図19(e)のように押さえ部材13bを押し込み、接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させる。
【0043】
本発明の第2の実施例を図20に示す。また、その光ファイバ出射端の配列を図21に示す。この光ファイバアレイ装置1は、4個の光ファイバ出射端が一直線上に配列された10個の光ファイバ列(11a〜11j)により構成されている。各光ファイバ列内には副走査方向への投影が50μmとなるような間隔及び角度で一直線上に配列された4個の光ファイバ出射端が配置されている。また、光ファイバ列11aの位置を基準にすると光ファイバ列11bは副走査方向に200μm、光ファイバ列11cは副走査方向に400μm、光ファイバ列11dは副走査方向に600μm、・・・、光ファイバ列11jは副走査方向に1800μmだけずらして配列されている。この光ファイバアレイ装置と倍率0.20倍の光学系を使用することにより、2540dpiのイメージングが可能である。この実施例では1光ファイバ列内の光ファイバ出射端の数nを4個としたが、実際には2個から8個程度が実用的であり、最も好ましい数は4個である。なお、この光ファイバ出射端の配列を用いた場合には、光ファイバアレイ装置を図13に示したように副走査方向に対して傾けることなくイメージング領域全体をイメージングすることが可能である。また、このような配列にした場合には、すべての光ファイバ出射端が一直線上に配列された場合や2列に光ファイバ出射端を配列する場合に比較して、光学系に要求される良像領域がクラッド径の光ファイバ列の個数の2倍程度、本実施例ではクラッド径が125μm、光ファイバ列の個数が10であることから、2.5mm程度まで狭くすることが可能であるため、光学系を高価にしたりあるいはサイズを大きくすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、光ファイバ出射端の主走査方向のずれ量はファイバのクラッド径の3倍以下、すなわち375μmより小さい値まで小さくできるため、このずれに伴うイメージングのタイミングを制御する電気回路を複雑にあるいは高価にすることなくより多く光ファイバ出射端を配列することができる。また、この場合には副走査方法の工夫、データ並べ替えの必要も必ずしもない。
【0044】
次にこの光ファイバアレイ装置を光ファイバ出射端の位置精度よく製作することを可能にする櫛状ファイバ支持部材27のファイバ支持部位の拡大図を図22に示す。図22に示したようにワイヤ放電加工などにより、光ファイバが1本配置できる幅、すなわち127μmでかつ1ファイバ列内のファイバ出射端の数、4個に対応した深さ、すなわち500μmの櫛状の溝がファイバ列の数、10個だけ形成されている。光ファイバの位置決めの際にこのファイバ固定溝の底面を規制部位16a、16b、16c、・・・、16jとして、側面を平行部位15a、15b、15c、・・・、15tとして機能させるるため、平行部位15a、15b、15c、・・・、15tはすべて平行となるように、規制部位16a、16b、16c、・・・、16jは主走査方向のずれが0、副走査方向の隣り合う規制部位との距離が200μmとなるように、また溝の幅が光ファイバ径125μmの1.012〜1.020倍、すなわち126.5〜127.5μmの範囲となるように精密加工する。実際の製作方法は、櫛状ファイバ支持部材27のファイバ支持部位に40本のファイバを密着配置し、その上に押さえ部材13を押し込み、接着剤を隙間に充填し硬化させて接着一体化させることにより実現できる。
【0045】
【発明の効果】
本発明の光ファイバアレイ装置によれば、平行部位および規制部位といった位置決め部位を備えた光ファイバ支持部材を使用することにより位置精度の優れた多段積みの光ファイバアレイ装置を提供することが可能である。
【0046】
また、本発明の光ファイバアレイ装置を用いたイメージング装置によれば、光学系を高価にあるいはサイズを大きくすることなく、より多く光ファイバ出射端を配列することが可能なイメージング装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】光ファイバアレイ装置の一実施態様の概略図である。
【図2】 光ファイバアレイ装置の一実施態様の光ファイバ出射端の配置を示す図である。
【図3】光ファイバアレイ装置の一実施態様の製作工程を示す図である。
【図4】本発明の光ファイバアレイ装置の一実施態様の概略図である。
【図5】本発明の光ファイバアレイ装置の一実施態様の光ファイバ出射端の配置を示す図である。
【図6】従来技術の光ファイバアレイ装置の光ファイバ出射端の配列を示す図である。
【図7】従来技術の光ファイバアレイ装置の光ファイバ出射端の配列を示す図である。
【図8】従来技術の光ファイバアレイ装置の製作方法を示す図である。
【図9】従来技術の光ファイバアレイ装置の製作方法を示す図である。
【図10】従来技術の光イメージング装置の概略図である。
【図11】従来技術の光ファイバアレイ装置の光ファイバ出力レーザダイオードの外観図である。
【図12】従来技術の光ファイバアレイ装置の光ファイバ出力レーザの出射端の外観図である。
【図13】従来技術の光ファイバアレイ装置の光ファイバ出射端の傾斜実装を示す配置図である。
【図14】光ファイバアレイ装置の一実施態様の概略図である。
【図15】光ファイバアレイ装置の一実施態様の光ファイバ出射端の配置を示す図である。
【図16】光ファイバアレイ装置の一実施態様の製作工程を示す図である。
【図17】光ファイバアレイ装置の一実施態様の概略図である。
【図18】光ファイバアレイ装置の一実施態様の光ファイバ出射端の配置を示す図である。
【図19】光ファイバアレイ装置の一実施態様の製作工程を示す図である。
【図20】本発明の光ファイバアレイ装置の一実施態様の概略図である。
【図21】本発明の光ファイバアレイ装置の一実施態様の光ファイバ出射端の配置を示す図である。
【図22】本発明の光ファイバアレイ装置の一実施態様のファイバ支持部位の拡大図である。
Claims (3)
- 光ファイバの出射端が互いに所定のピッチで一列に配列されてなる複数の光ファイバ列と、前記光ファイバ列を支持する光ファイバ支持部材とを備えた光ファイバアレイ装置であって、該光ファイバ列に沿って前記光ファイバ列の両側それぞれに密接する平行部位の対と、該光ファイバ列の前記配列方向の移動を規制することにより前記配列方向に対して所定の角度をなす投影方向における前記各光ファイバ列の端の光ファイバの光軸の互いの間隔が実質的に一定の値となるように位置決めする規制部位とを備えた光ファイバアレイ装置。
- 請求項1に記載の光ファイバアレイ装置および前記光ファイバアレイ装置内の光ファイバの各々に光を供給可能なレーザ発光端と光ファイバアレイ装置から出射されるレーザ光を集束する光学系とを備えたイメージングヘッド装置。
- 請求項2に記載のイメージングヘッド装置によりイメージングを実施するイメージング装置。
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