JPH01222978A - 印写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光シャッタアレイを用いた印写装置に係り
、点光源からの光を効率よく利用する印写装置に関する
ものである。

［従来の技術及びその問題点コ 近年、ＰＬＺＴや液晶等の電気光学効果を有する材料で
構成された光シャッタアレイが様々な分野に利用される
ようになり、光プリンター等における印写装置にも用い
られるようになった。

ここで、光シャッタアレイを用いた光プリンター等の印
写装置においては、従来その光源に蛍光ランプ等を使用
していたが、蛍光ランプを用いた場合には、点灯時にお
ける立ち上がり特性が悪く、またエージング特性も悪い
ため、輝度コントローラ等の装置を必要とし、加えて、
蛍光ランプの端部においては輝度が低くなるため、印写
幅以上の長い蛍光ランプを使用しなければならず、装置
全体の幅が大きくなる等の問題があった。

このため、近年においては、特開昭６０−２６３１７号
公報に示されるように、上記のような印写装置における
光源として、ハロゲジランプ等の点光源を使用し、この
点光源から照射された光を光ファイバーアレイに導き、
この光ファイバーアレイから光シャッタアレイに光を照
射することが行われるようになった。

しかし、このように光ファイバーアレイから光シャッタ
アレイに光を照射した場合、出射された光が拡散して光
シャッタアレイに照射される光量が少なくなり、感光体
等の被記録部材に形成される画像のコントラスト等が悪
くなるという問題を生じた。

そこで、本発明者等は、第１図に示すように、ハロゲン
ランプ等の点光源（１０）がら照射された光をダイクロ
イックミラーからなる反射鏡（１１）で集光し、この光
を熱線吸収フィルター（１３）を通して、光ファイバー
アレイ（２０）の口金部（２１）から光ファイバーアレ
イ（２０）に導き、この光ファイバーアレイ（２０）の
出射部（２２）から光シャッタアレイ（３０）に照射す
るにあたって、上記出射部（２２）と光シャッタアレイ
（３０）との間に集光用ロッドレンズ等の集光用レンズ
（４０）を設け、この出射部（２２）から出射された光
をこの集光用レンズ（４０）で集光させ、この集光され
た光を偏光子（３１）を通して光シャッタアレイ（３ｏ
）に照射するようにした。

そして、このようにして集光された光を光シャッタアレ
イ（３０）に照射した後は、シャッタアレイ取付基板（
３２）に設けられた駆動回路（３３）によって適当な光
シャッタを駆動させ、照射された光を偏向させて検光子
（３４）を透過させ、この透過された光を、例えば、集
束性ロッドレンズアレイ等の結像レンズ（５０）を通し
て、感光体等の被記録部材（６０）上に結像するように
した。

ここで、上記のように光ファイバーアレイ（２０）の出
射部（２２）と光シャッタアレイ（３０）との間に集光
用レンズ（４０）を設けるにあたって、第２図に示すよ
うに、集光用レンズ（４０）を出射部（２２）と光シャ
ッタアレイ（３０）との中央に設け、光ファイバーアレ
イ（２０）から出射された光を光シャッタアレイ（３０
）に等倍結像させるようにした場合、光ファイバーアレ
イ（２０）の出射部（２２）から出射される光が集光用
レンズ（４０）に充分に集光されず、依然として光シャ
ッタアレイ（３０）に導かれる光量が少なくなった。

また、上記のようにした場合、第３図に示すように、集
光用レンズ（４０）から光シャッタアレイ〈３０）に出
射される光の出射角αが大きく、例えば、集光用レンズ
（４０）をＢＫ７で構成したものにおいては、通常その
出射角αが約１９度であり、この角度で光シャッタアレ
イ（３０）を光が通過するようになる。

しかし、光シャッタアレイ（３０）を透過した光が入射
される上記集束性ロッドレンズアレイ等の結像レンズ（
５０）においては、その精度や色収差等の点から、通常
その最大入射角θが約１４度以下であり、特に、上記の
ようにハロゲンランプ等の白色光源を用いたものにおい
ては、色収差の点から最大入射角θが大きなものを利用
することができない。このため、上記のような角度で光
シャッタアレイ（３０）を通過した光を、このような結
像レンズ（５０）を用いて充分に集束させることもでき
ず、光束の利用効率がさらに低下するという問題があっ
た。

従って、このような印写装置において、感光体等の被記
録部材（６０）上に充分な光を与えて結像を行うために
は、点光源（１０）として高出力のものを使用したり、
その印写速度を遅らせたりする必要が生じた。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記のような事情に鑑みなされたものであり
、光ファイバーアレイの出射部から出射された光が集光
用レンズに充分に集光されるようにすると共に、光シャ
ッタアレイを透過した光が集束性ロッドレンズアレイ等
の結像レンズに充分に集束されるようにし、感光体等の
被記録部材上に結像する場合における光束利用効率を高
めることを目的とするものである。

そして、これにより点光源として高出力のものを使用し
たり、印写速度を遅らせたりすることなく、感光体等の
被記録部材上に充分な光を与えて結像を行えるようにす
るものである。

［課題を解決するための手段］ この発明では、光信号発生部として、少なくとも点光源
と光ファイバーアレイと集光レンズと光シャッタアレイ
と結像レンズとが順々に配列されてなる印写装置におい
て、上記集光レンズを、光ファイバーアレイの出射側端
面における像が光シャッタアレイ上に拡大結像される位
置に設けるようにしたのである。

ここで、第４図に基づいて、上記集光用レンズ（４０）
によってｍ倍（ｍ＞１）に拡大させる場合を例にして説
明する。

すなわち、光ファイバーアレイ（２０）の出射側端面か
ら集光用レンズ（４０）の中心までの距離をＬｐ＋ｓと
し、集光用レンズ（４０）の中心から光シャッタアレイ
（３０）までの距離をＬ　ｓ＋ｓとした場合に、下記式
［１］の関係となるものについて説明する。

ここで、倍率ｍについては、上記集光用レンズ〈４０）
から出射されて光シャッタアレイ（３０）を通過する光
が、集束性ロッドレンズアレイ等の結像レンズ（５０）
に充分に集束されるようにするため、集光用レンズ（４
０）から出射される光の出射角αが、結像レンズ（５０
）の最大入射角θと同等あるいはそれ以下になるように
することが好ましく、集光用レンズ（４０）の屈折率を
ｎとした場合に、下記の式［２］で示される関係を満た
すようにする。

２（ｎ−１） ｍ≧　□ｔａｎθ−１［２］ また、光ファイバーアレイ（２０）の出射側端面におけ
る有効発光幅をＴＦｆｆｉとし、光シャッタアレイ（３
０）の幅をＴ、とじた場合、光ファイバーアレイ（２０
）の出射側端面における像を光シャッタアレイ（３０）
上に拡大結像させる関係上、下記式［３］で示される関
係を満たすようにする。

Ｔｐ、＜Ｔ−［３］ さらに、光ファイバーアレイ（２０）の出射側端面にお
ける像を光シャッタアレイ（３０）上にｍ倍にして拡大
結像させる場合に、光ファイバーアレイ（２０）からの
光束をより効率良く利用し、かつ光シャッタアレイ（３
０）に均一に光が照射されるようにするなめ、下記の式
［４］に示すように、光ファイバーアレイ（２０）の有
効発光幅ＴＦｆｆｌをｍ倍したものが、光シャッタアレ
イ（３０）の幅Ｔ８と同等もしくはそれ以上になるよう
にすることが望ましい。

ｍ　Ｔ　Ｆ＠≧Ｔ、　　　　　　　　　［４］そして、
上記の式［１］、［３］、［４］より、下記［５］式の
関係を満たすようにして、光ファイバーアレイ（２０）
と集光用レンズ（４０）と光シャッタアレイ（３０）と
を設けるようにすることが好ましい。

すなわち、光ファイバーアレイ（２０）の有効発光幅Ｔ
Ｆｍを、光シャッタアレイ（３０）の幅Ｔ、より小さく
する一方、集光用レンズ（４０）によって光シャッタア
レイ（３０）上に拡大結像される光ファイバーアレイ（
２０）の有効発光部の像の幅が、光シャッタアレイ（３
０）の幅Ｔ、と同等あるいはそれ以上となるようにし、
さらに集光用レンズ（４０）からの出射角αが、結像レ
ンズ（５０）の最大入射角θと同等あるいはそれ以下と
なるような倍率に設定することが好ましい。

［作用］ 上記のように集光用レンズを、光ファイバーアレイの出
射側端面における像が光シャッタアレ°イ上に拡大結像
される位置に設けると、光ファイバーアレイの出射部か
ら出射された光が集光用レンズに充分に集光されると共
に、光シャッタアレイを透過した光が集束性ロッドレン
ズアレイ等の結像レンズに充分に集束されるようになり
、感光体等の被記録部材上に導かれる光量の低下が少な
く、被記録部材上への結像に利用される光束の利用効率
が高まる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。

１１鰺り この実施例に係る印写装置も、装置自体の概要は、第１
図に示す通りであり、ハロゲンランブ等の高輝度な点光
源（１０）を用い、この点光源（１０）から照射された
光をダイクロイックミラーからなる反射、鏡（１１）で
集光し、この光を熱線吸収フィルター（１３）を通して
、光ファイバーアレイ（２０）の口金部（２１）から光
ファイバーアレイ（２０）に導くようにした。ここで、
光ファイバーアレイ（２０）としては、コストの点から
ステップインテックス型プラスティックファイバーを用
いるようにした。

そして、この光ファイバーアレイ（２０）の出射部（２
２）と光シャッタアレイ（３０）との間に集光用レンズ
（４０）を設け、光ファイバーアレイ（２０）の出射部
（２２）から出射された光を、この集光用レンズ（４０
）で集光させ、この集光させた光を偏光子（３１）を通
して光シャッタアレイ（３０）に照射するようにした。

この場合、集光用レンズ（４０）としては、安価な集光
用ロッドレンズ（４１）を用いるようにし、また光シャ
ッタアレイ（３０）としては、応答速度の速いＰＬＺＴ
で構成されたものを使用するようにした。

そして、上記のように光シャッタアレイ（３０）に光を
照射した後は、シャッタアレイ取付基板（３２）に設け
られた駆動回路（３３）によって適当な光シャッタを駆
動させ、照射された光を偏向させて検光子（３４）を透
過させ、この透過された光を、集束性ロッドレンズアレ
イ等の結像レンズ（５０）を通して感光体等の被記録部
材（６ｏ）上に結像するようにした。

そして、この実施例では、上記のように光ファイバーア
レイ（２０）の出射部（２２）と光シャッタアレイ（３
０）との間に集光用ロッドレンズ（４１）を設けるにあ
たり、第５図に示すように、この集光用ロッドレンズ〈
４１）を、光ファイバーアレイ（２０）の出射部（２２
）から出射された光が光シャッタアレイ（３０）上に２
倍に拡大結像される位置に設けるようにした。

ここで、この集光用ロッドレンズ（４１）をＢＫ７で構
成した場合、前記の第３図に示すもののように、光ファ
イバーアレイ（２０）の出射部（２２）から出射された
光を光シャッタアレイ（３０）上に等倍結像させた際に
は、その出射角αが大きく約１９度であったのに対し、
上記のように２倍に拡大結像させたこの実施例のものに
おいては、第６図に示すように、その出射角αが小さく
約１３度になっており、この角度で光が光シャッタアレ
イ（３０）を通過するようになった。

このように、出射角αが約１３度で光シャッタアレイ（
３０）を光が通過すると、結像レンズ（５ｏ）として、
一般に使用されている最大入射角θが約１４度以下の集
束性ロッドレンズアレイを用いても、光シャッタアレイ
（３０）を通過した光がこの結像レンズ（５０）によっ
て充分に集束され、結像レンズ（５０）から感光体等の
被記録部材（６０）１に照射される光量が増加するよう
になった。

次に、第７図に基づいて、この実施例に係る印写装置を
用いて印写を行う場合について説明する。

ここでは被記録部材（６０）として、例えば、酸化亜鉛
感光層、セレン感光層、有機光導電体感光層等が形成さ
れた感光体ドラムを用いるようにした。

そして、この感光体ドラム（６０）の表面を帯電器（６
１）によって−様に帯電させた後、光シャッタアレイ（
３０）における適当な光シャッタを駆動させ、上記のよ
うに光ファイバーアレイ（２０）の出射部（２２）から
集光用ロッドレンズ（４１）を通して光シャッタアレイ
（３０）上に拡大結像するように導いた光を透過させる
ようにした。次いで、この透過した光を結像レンズ（５
０）で集束させて感光体ドラム（６０）に導き、感光体
ドラム（６０）上に静電潜像を形成するようにした。

その後は、現像器（６２）において感光体ドラム（６０
）上にトナーを付与し、上記静電潜像に対応したトナー
像を形成し、給送ローラ等によって搬送される転写紙に
、このトナー像を転写放電器（６３）によって転写し、
分離コロナ放電器（６４）によって分離させるようにし
た。

そして、転写紙に転写されたトナー像を定着装置（図示
せず）によって転写紙に定着させる一方、感光体ドラム
（６０）上の残留トナーをブレ−ド（６５）で除去して
廃トナー溜（６６）に回収し、除電ランプ（６７）によ
って感光体ドラム（６０）上の残留電荷を除去するよう
にした。

ここで、第７図に示す印写装置においては、結像レンズ
（５０）として、光路長が短く、光シャッタアレイ（３
０）を用いた書き込み手段を小型にできるという点から
、集束性ロッドレンズアレイを用いるようにした。

しかし、集束性ロッドレンズアレイ（５０）の場合、光
路長が短い反面、焦点深度が浅く、光シャッタアレイ（
３０）と感光体ドラム（６０）との間に設ける際の位置
決めに精度を要し、特に、広く光を集束できる開口角の
大きなものほど、焦点深度が浅く、その位置決めが困難
であった。

このため、第７図に示す印写装置においては、少なくと
も光シャッタアレイ（３０）と、この集束性ロッドレン
ズアレイ（５０）と、感光体ドラム（６０）とを１つの
ユニット（７０）に組込み、このユニット（７０）にお
いてこれらの位置を固定し、メンテナンス等のためにユ
ニット（７０）を着脱した場合にも、これらの位置関係
が保たれるようにした。この結果、ユニット（７０）を
着脱した場合に、これらの位置関係が変わり、ピントが
ずれて画質が低下したり、またこれらの位置関係を保つ
ために、複雑な位置決め部材を設けたりする必要がなく
なった。

なお、第７図に示すユニット（７０）においては、光シ
ャッタアレイ（３０）や集束性ロッドレンズアレイ（５
０）や感光体ドラム（６０）に加えて、帯電器（６１）
や現像器（６２）等をもユニット（７０）に組込むよう
にしたが、これらのものを別個にしたり、またこれらに
点光源（１０）や光ファイバーアレイ（２０）等を加え
て組込むようにすることも可能である。

夫隻３Ｊユ この実施例では、集光用レンズ（４０）として、上記実
施例１において使用した集光用口・ンドレンズ（４１）
に代えて、第８図に示すように、平凸形シリンドリカル
レンズ（４２）を用い、この平凸形シリンドリカルレン
ズ（４２）の平面部に反射部材（４３）を設けるように
した。

ここで、平凸形シリンドリカルレンズ（４２）としては
、アクリルやＢＫ７等の材料で構成されたものを使用し
、また反射部材（４３）をその平面部に設けるにあたっ
ては、アルミニラ１１や銀等の高反射率を有する物質を
、蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング等の方
法で上記平面部に成膜し、あるいは上記のような高反射
率の物質からなる反射板を平面部に接着させるようにし
た。

そして、前記実施例１の場合と同様に、ハロゲンランプ
等の点光源（１０）から照射された光をダイクロイック
ミラーからなる反射鏡（１１）で集光し、この光を光フ
ァイバーアレイ（２０）に導くようにした。

次いで、この光ファイバーアレイ（２０）から出射され
る光の出射光軸が、上記平凸形シリンドリカルレンズ（
４２）の中心軸Ｏに対して適当な入射角βを持つように
して光を出射し、平凸形シリンドリカルレンズ（４２）
にこの光を入射させるようにした。

そして、このように平凸形シリンドリカルレンズ（４２
）に入射された光を上記反射部材（４３）で反射させ、
この光を上記中心軸Ｏに対して入射角βと同じ出射角γ
で平凸形シリンドリカルレンズ（４２）から出射させて
光シャッタアレイ（３０）に導き、光ファイバーアレイ
（２０）の出射端面の像を光シャッタアレイ（３０）上
に拡大結像させるようにした。

この結果、前記実施例１の場合と同様に、光ファイバー
アレイ（２０）から出射された光がこの平凸形シリンド
リカルレンズ（４２）に充分に集光され、光シャッタア
レイ（３０）に導かれる光量が増加すると共に、光シャ
ッタアレイ（３０）を通過する出射光の出射角αも小さ
くなり、結像レンズ（５０）によって充分に集束され、
感光体等の被記録部材（６０）上°に照射される光量が
増加するようになった。

また、この実施例のものにおいては、光ファイバーアレ
イ（２０）から出射される出射光と光シャッタアレイ（
３０）に入射される入射光とが任意の角度を持つように
調整できるため、これらを直線的に配列する必要がなく
、任意の角度で配列させることができ、印写装置の設計
が容易になり、様々な印写装置に利用できるようになっ
た。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係る印写装置において
は、集光用レンズを、光ファイバーアレイの出射側端面
における像が光シャッタアレイ上に拡大結像される位置
に設けるようにしたため、光ファイバーアレイの出射部
から出射された光が集光用レンズに充分に集光されるよ
うになると共に、光シャッタアレイを透過する光の出射
角が小さくなり、集束性ロッドレンズアレイ等の結像レ
ンズに充分に集束されるようになった。

この結果、感光体等の被記録部材上に導かれる光量が増
加し、被記録部材上への結像に利用される光束の利用効
率が高まり、点光源とじて高出力のものを使用しなくと
も、印写速度を速めることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は印写装置の構造を示す概略斜視図、第２図及び
第３図は光ファイバーアレイから出射された光を集光用
レンズを介して光シャッタアレイに等倍結像させる場合
におけるこれらの配列状態を示す側面図及び集光用レン
ズにおける光の入出射状態を示す側面図、第４図はこの
発明における光ファイバーアレイと集光用レンズと光シ
ャッタアレイの関係を示す側面図、第５図及び第６図は
この発明の実施例１に係る印写装置において光ファイバ
ーアレイと集光用レンズと光シャッタアレイとの配列状
態を示す側面図及び集光用レンズにおける光の入出射状
態を示す側面図、第７図は上記実施例１の印写装置にお
いてユニット化した状態の概略断面図、第８図はこの発
明の実施例２に係る印写装置において光ファイバーアレ
イと集光用レンズと光シャッタアレイとの配列状態を示
す側面図である。 （１０）・・・点光源、（１１）・・・反射鏡、（２０
〉・・・光ファイバーアレイ、（３０）・・・光シャッ
タアレイ、（４０）・・・集光用レンズ、（４１）・・
・集光用ロッドレンズ、（４２）・・・平凸形シリンド
リカルレンズ、（４３）・・・反射部材、（５０）・・
・結像レンズ（集束性ロッドレンズアレイ）。 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光信号発生部として、少なくとも点光源と光ファイ
   バーアレイと集光用レンズと光シャッタアレイと結像レ
   ンズとが順々に配列されてなる印写装置において、上記
   集光用レンズが、光ファイバーアレイの出射側端面にお
   ける像を光シャッタアレイ上に拡大結像させる位置に設
   けられてなることを特徴とする印写装置。