JPH1071733A

JPH1071733A - レーザ・プリンタ

Info

Publication number: JPH1071733A
Application number: JP15890397A
Authority: JP
Inventors: Andrew F Kurtz; エフカーツアンドリュー; Sanwal P Sarraf; ピーサラフサンウォール
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 1998-03-17
Also published as: US5808657A; DE19724558A1

Abstract

(57)【要約】【課題】１つの列内で１００％より少ないフィルを持
つ変調器を有し、媒体平面で１００％フィルを達成す
る、媒体平面上への画素の結像のためのレーザ熱プリン
タおよび方法を提供する。【解決手段】レーザ・アレイ（１２）、レーザ小レン
ズ・アレイ（２２）、変調器小レンズ・アレイ（３
０）、および変調器アレイ（４０）を備えるレーザ・サ
ーマル・プリンタ（１０）用の撮像装置。レーザ・アレ
イ（１２）からの光ビームは小レンズ・アレイ（３０）
により変調器アレイ（４０）上の変調器サイト（４２）
上に焦点化され、プリンティング・レンズ（５０）は変
調器諸レンズ・アレイの画像を媒体平面（６０）上に焦
点化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は概略的にはレーザ・
プリンタに関し、特に、低いフィル(fill)を持つ変調器
アレイと、およそ１００パーセントのフィルを持つ小レ
ンズ(lenslet）・アレイを持つレーザ・プリンタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】典型的なレーザ・プリンタにおいては、
レーザからの放射は整形され、媒体平面上に結像されて
所望のスポットサイズを生成する。このスポットは画素
と称されて、画像の最小要素を形成する。レーザ放射は
変調されて各スポットの正確な密度を画素毎に生成す
る。レーザスポットはライン方向に走査され、媒体はペ
ージ方向に移動されて、二次元画像を形成する。

【０００３】連続発振（ＣＷ）気体又は個体レーザを持
つプリンタシステムにおいては、音響−光学又は電気−
光学型の外部変調器が用いられて画像データを光ビーム
内に入力するが、半導体ダイオードレーザを持つシステ
ムにおいては、レーザ放射は典型的にはレーザに入力さ
れる電流を変化させることにより変調される。ハロゲン
化銀又は電子写真導体のような高感度媒体を用いるプリ
ンタにおいては、回転ポリゴンミラー、ガルバノメータ
又はホロゴナル干渉素子を用いることによってレーザビ
ームをライン方向に走査することにより、高スループッ
トが得られる。これらのプリンタは「フライング・スポ
ット」プリンタと称される。

【０００４】レーザ・サーマル・プリンタのような低感
度媒体プリンタにおいては、より高パワーのレーザ源が
使用され且つ、媒体平面で０．２〜０．５ジュール／ｃ
ｍ²のオーダのパワー出力を持つレーザを使用し、ライ
ン方向とページ方向の両方向にゆっくりと走査すること
により、露光要求が満たされる。走査のこのタイプを実
現する１つの方法は、「レース（旋盤）（ｌｅｔｈ
ｅ）」のようなプリンタを考えることであり、そこで
は、ページ走査はフィルムを保持するドラムを回転する
ことにより得られ、ライン走査はドラムの回転軸に平行
な方向にレーザを移動することにより得られる。

【０００５】より高いスループットにためには、より高
いパワーレベルが要求され、それは単一のダイオードの
レーザ技術によっては満たすことが出来ない。より高い
スループットを実現するために、多くのディスクリート
なレーザが集合されて媒体平面上に多数のスポットを形
成する。多数の画素が同時に書き込まれてスループット
を増大させる。光ファイバに結合された多くのディスク
リートなレーザを用いるプリンタの設計は米国特許第4,
911,526号に開示されている。

【０００６】ディスクリートなレーザの使用により、コ
スト高になり、且つそのレーザを光ファイバに結合する
場合に効率が損失するので、レーザのモノリシック・ア
レイを使用することが促されてきており、これはマルチ
プル・レーザの基本的な概念に対する改良である。アレ
イの要素は光感光媒体上に直接的に結像されて多数のス
ポットを生成する。このタイプの装置は米国特許第4,80
4,975号に開示されている。

【０００７】各レーザ素子へのパワーが個々に変調され
なければならないというアレイの製造の複雑さと、各素
子への高電流入力を高速で変調することは、改善の余地
がある。現在入手可能な駆動用電子部品は高価であり製
造が困難であり、各素子を駆動するために使用される高
パワーレベルによりプリンタは熱と電気的クロストーク
効果に敏感になり、それにより画像のアーティクラフト
(artifact)が形成される。熱及び電気的クロストークを
無くするための機構は複雑で高価であり、アレイ内の１
個の素子だけでも失敗すると動作しなくなる。

【０００８】本発明と同一の譲受人に譲渡された、１９
９４年７月２９日付け出願の米国特許出願シリアル番号
第08/283,003号は、直接的に変調されるレーザ・アレイ
を用いるマルチチャンネルのレーザ・サーマル・プリン
タのための光学系を記載している。このシステムは、空
隙により分離された単一モード・レーザ素子のサブアレ
イとして各ソース素子を構成することにより、熱クロス
トークを減少させている。しかしながら、サブアレイと
いうアレイを使用することは高価につく。

【０００９】本発明と同一の譲受人に譲渡された、１９
９４年６月１６日付け出願の米国特許出願シリアル番号
第08/261,370号は、レーザアレイおよびそのレーザアレ
イからの光によって照射される反射型又は透過型の変調
器を開示している。変調器の要素は光ビームを画像要素
に分解し、変調器の各要素は媒体平面上に順次結像され
て所望の寸法のスポットを形成する。この技術は、非直
接的な光変調手段を提供する事により他の従来技術の改
善となり、レーザはフルパワーで作動して光源としての
み機能する。

【００１０】光変調器を持つレーザ・プリンタ・システ
ムの効果的な動作に対する１つの障害は、そのような変
調器は１００％より少ない光学的フィルを有することで
ある。即ち、媒体平面における画素は隣接する画素に接
触しない。これは、電気的接続を可能にする支持構造の
ための空間が要求されるので、変調器アレイの中で変調
器サイトがアレイの一部のみを占有するからであり、且
つレーザアレイの各ダイオード・レーザはクロストーク
を防止するために各隣接ダイオードレーザから離れてい
なければならないためである。例えば、テキサス・イン
スツルメンツのディジタル・ミラー・デバイス(Digital
Mirror Device)というミラーアレイは媒体平面で９０
％のフィルを有しており、ミノルタのランタンがドープ
されたジルコン酸・チタン酸鉛（PLZT)光シャッタアレ
イは５０％のフィルを有している。典型的には、変調器
サイトの間の領域に当たる光はシステムにとっては損失
となり、これは効率的ではない。

【００１１】本発明と同一の譲受人に譲渡された、１９
９６年４月２４日付け出願の米国特許出願第08/637,022
号は、第１の側の上の電極が第２の側の上の電極からオ
フセットするようにして、電極をPLZT構造の反対側に配
置することにより、媒体平面で１００％のフィルを与え
る、レーザプリンタ用の変調器を記載している。米国特
許第5,262,888号は、PLZT変調器アレイに焦点化された
ランプを取り込んだ光学システムを記載している。変調
器アレイは電子写真用プリンタ内のドラム上に結像され
る。画素を２つの蛇行列内に与え、一方の列の画素が他
方の列の画素からオフセットされているようにすること
により、１００％のフィルが得られる。しかしながら、
１つの列については依然として５０％のフィルである。
記載された光学システムは電子写真に使用され、要求さ
れる光の利用効率はレーザ熱プリンタにおいて要求され
るものより厳しくはないので、変調器のサイトの間のエ
ネルギー損失は受け入れることが出来るであろう。レー
ザ熱印刷は電子写真よりもはるかに高いパワー密度を必
要とし、その様なシステムのために使用されるダイオー
ド・レーザの輝度はそれが変調器を通って媒体に到ると
きに保持されなければならない。したがって、印刷シス
テムは変調器アレイの低フィルを補償する手段を提供す
べきであり、さもなければシステムは非効率的であろ
う。

【００１２】本発明と同一の譲受人に譲渡された、米国
特許出願第08/427,523号は、ビームスプリッタを使用し
て変調器の５０％のフィルを訂正する方法を開示してい
る。装置のこのタイプは変調器を照射する光を整形して
ギャップをなくし、変調器は次いで媒体に結像される。
このタイプの装置は、光を変調器アレイの両列上に置い
て媒体平面で１００％のフィルを達成しようとするの
で、やっかいである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、１つ
の列内で１００％より少ないフィルを持つ変調器を有
し、媒体平面で１００％のフィルを達成する、媒体平面
上に画素を結像するためのレーザ熱プリンタおよび方法
を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザ光源
と、そのレーザ光源で変調器アレイを照射する手段と、
その変調器アレイからの光を感光媒体上に結像する手段
と、感光材料上に結像されるべきデータを変調器アレイ
上の変調器サイトの列に転送する手段とを備える光変調
露光システムを提供する。

【００１５】特に、本発明は、レーザ・アレイ内の各ダ
イオード・レーザからの光を結合し、実質的に１００％
のフィルの変調器小レンズ・アレイ(modulator lenslet
array）上に焦点化する照明光学系を備えている。変調
器小レンズ・アレイは１００％より少ないフィルを持つ
変調器アレイ上の変調器サイト上に光を焦点化する。変
調器アレイの下流に配置された、印刷用レンズは、変調
器小レンズ・アレイの画像を媒体平面上に焦点化する。
この配置は、変調器サイトがその間にギャップがある場
合に、過度に複雑に又は高価にすることなく、媒体平面
で１００％のフィルを達成する。本発明と、その目的お
よび利益とは、以下に記載する実施例の詳細な記載にお
いてより明らかになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１において、概略的に番号１０
によりレーザ熱プリンタが示されている。このレーザ・
サーマル・プリンタは、一般に、レーザアレイ１２と、
照明光学系１３と、変調器小レンズアレイ３０と、変調
器アレイ４０と、印刷レンズ５０と、媒体平面６０に配
置された感光材料とを備えている。

【００１７】レーザアレイ１２は、大きな面積のマルチ
モード・ダイオード・レーザ１４を備えている。各ダイ
オード・レーザ１４からの光は任意の他のダイオード・
レーザからの光とコヒーレントではないので、様々なダ
イオード・レーザからの光は、照明の均一性を劣化させ
る干渉パターンを誘導することなく重ね合わせることが
できる。そしてこれは最小のフィラメンテーション効果
(filamentation effects) を持つ。こうしてダイオード
・レーザからの光のプロフィールは、内部干渉効果が最
小化されるほどに、かなり均一である。

【００１８】マルチモード・ダイオード１４は単一の電
源により駆動される。ダイオード・レーザは、高電力で
動作するので、それらは熱クロストークの可能性の故に
密接にパックされた形態で配置できない。したがって、
ダイオード・レーザのアクティブ領域は分離しており、
各々はアレイ長の一部を占有する。ダイオード・レーザ
１４の各々は、任意の単一のダイオード・レーザの欠損
に対抗して冗長性を与えるために、重なり合う形態で拡
大され結像されて変調器アレイ４０を投光照射する。マ
ルチモード・ダイオード・レーザからの光のプロフィー
ルは単一モード・ダイオード・レーザのガウス・プロフ
ィールよりも均一であり、したがって変調器アレイ４０
をより均一に照射する。熱的媒体はしきい値タイプの媒
体なので、単一モード・レーザに関係した長い尾を持つ
ガウス・スポットは印刷のためには最適ではない。以下
により詳細に記載する本発明において使用される光学系
は、一様に照射された画素を媒体に結像し、結果的に得
られる画素のプロフィールはガウス・プロフィールより
もより急峻な傾斜であり、従ってサーマル・プリントに
とってより好適である。

【００１９】各ダイオード・レーザ１４の放射エリア幅
は典型的にはおよそ１μｍであり、放射エリア長さはお
よそ１００から２００μｍである。放射ビームの開口数
はアレイ方向におよそ０．１０ないし０．１４であり、
クロス・アレイ方向におよそ０．５ないし０．６であ
る。レーザ・アレイ１２は１０から２０個のダイオード
・レーザ１４で形成されている。図示の目的で、図２は
１２個のダイオード・レーザ素子を示している。各ダイ
オード・レーザ素子は７５０ｎｍと９００ｎｍの間の波
長を持つ近赤外線における約１ワットの電力を放射す
る。典型的なレーザ・アレイは、例えば、オプトパワー
OPC-A010レーザ（カリフォルニア州、シティーオブイン
ダストリーのオプトパワー社）であり、各々がほぼ２０
０μｍの幅を持ち、８００μｍのピッチで離れており、
９．０ｍｍの全体のレーザ・アレイ長を達成する、１２
個のダイオード・レーザからなる１０ワット・レーザ・
アレイである。このレーザ・アレイは８１０ｍｍで、ア
レイ方向に０．１２の開口数、クロス・アレイ開口数が
０．６でリニアに偏光した光を放射する。

【００２０】９〜１９ｍｍの広さで開口数が０．６の光
源から集光することは困難である。（比較にために、開
口数が０．５の顕微鏡対物レンズは典型的にはわずか１
ミリメートル以下の視野を有するのみである。）したが
って、複雑な照明用光学系が使用されて、ダイオ─ド・
レーザ１４からの光を集光し、コリメートし、成形しそ
して結合する。アレイ方向とクロスアレイ方向における
ダイオード・レーザの光放射特性が非常に異なるので、
図１及び２に示される光学システムは、特に変調器アレ
イ４０の前ではアナモフィックである。図２は、レーザ
から媒体平面への、レーザアレイ１２の長手方向に平行
な、アレイ方向における光学システムの詳細を示す。

【００２１】照明光学系１３は多くの形態をとってよい
が、好ましい実施例においては、ダイオード・レーザ１
４からの光を集光するために使用されるレーザ小レンズ
・アレイ２２と、ダイオード・レーザ１４を結像して、
ダイオード・レーザの画像が変調器アレイ４０のサイズ
にまで拡大され、且つ互いに上面（ｔｏｐ）が重なるよ
うに使用される集光レンズ２４と、フィールド・レンズ
を変調器アレイ４０に対してテレセントリックにするフ
ィールド・レンズ２６とを備えている。レーザ・小レン
ズ・アレイ２２は、アレイ方向にある個々のダイオード
・レーザからの光を平行にするもので、好ましくは、屈
折用又は回折用のいずれでもよい円筒状レンズ要素から
なる。

【００２２】レーザ・小レンズ・アレイ２２は、レーザ
・ダイオード・レーザ１４の間の６００μｍのギャップ
を効果的に除去することにより、アレイ・ラグランジェ
（半値幅×開口数）を０．５４ｍｍから０．１４４ｍｍ
に効果的に減少させる。（これに対し、大部分のレーザ
源は、０．００２〜０．００４ｍｍのオーダといった、
かなり小さいラグランジェ値を有する。）レーザ・ダイ
オードの各々はマルチモード源なので、出力ビームは典
型的なガウス・プロフィール特性を持っていない。アレ
イ方向のビーム・プロフィールは典型的にはトップがフ
ラットで、幾分リップルがあり、エッジはロールオフし
ている。これらの光源は本質的にインコヒーレントであ
り、１つのダイオード・レーザからの光は他のダイオー
ド・レーザからの光と干渉しない。大きいラグランジェ
とインコヒーレントな非ガウス放射との結合は、これら
のレーザが小型拡張光源であると考えられ得る事を意味
している。こうして、これらのレーザが変調器小レンズ
・アレイ３０および変調器アレイ４０上に共に結像され
またはフラッドされると、物理的および幾何学的な光学
系の影響を考慮しなければならない。

【００２３】１００％のフィルを持つ変調器小レンズ・
アレイ３０は、照明光学系１３からの光を、変調器アレ
イ４０上の変調器サイト４２内にフィットするように集
光し焦点化する。変調器小レンズ・アレイ３０は好まし
くは、屈折又は回折のいずれかの円筒状要素３２からな
り、その焦点距離は変調器サイト４２を丁度アンダーフ
ィル(underfill) するように予め定められている。各小
レンズ３２は隣接の小レンズに接触して、変調器小レン
ズ・アレイ３０に１００％のフィルを与えている。

【００２４】変調器アレイ４０は５０％のフィルを有し
ている。これは、変調器サイト４２が変調器アレイの長
さの半分だけを占有している事を意味している。好まし
い実施例においては、変調器アレイ４０は、電界強度に
応じて光学的偏光特性を変化させる材料からなる電子光
学デバイスである。その様なデバイスにおいて典型的に
使用される材料はランタンがドープされたジルコン酸・
チタン酸鉛（PLZT)である。

【００２５】レーザ・アレイ１３の縦軸にほぼ並行な方
向であるアレイ方向において、プリント・レンズ５０
は、変調器アレイ４０ではなくて変調器小レンズ・アレ
イ３０を媒体平面６０上に結像して、変調器小レンズ・
アレイの１００％のフィルファクター(fill factor)を
維持している。光学的設計においては、変調器サイト４
２はウインドウとみなされる。

【００２６】プリント・レンズ５０は多数の光学的要素
からなる。典型的な要素は、フィールド・レンズ５２
と、変調器アレイ４０から適正に偏光された光を媒体平
面６０に通過させる偏光アナライザ５３と、凹レンズ５
４と、レンズ５６および５８とを含んでいる。プリント
・レンズ５０はユニットとして移動する。プリント・レ
ンズ５０は、好ましい実施例においては、アナモフィッ
クな設計を有していない。アナモフィック設計は、アレ
イ方向とクロス・アレイ方向の間の非点収差を修正し、
システムを焦点のクロス・アレイ深さに対してより感度
を低くするが、プリント・レンズは一層複雑になり且つ
一層高価になる。

【００２７】ダイオード・レーザ１４は照明用光学系１
３により変調器アレイ４０に重なり合う用にして結像さ
れる。即ち、全てのダイオード・レーザは変調器上の全
ての位置に光を送る。この冗長性は任意の特別のダイオ
ード・レーザの動作に対してシステムの感度を抑制して
いる。例えば、図２に示される、ダイオード・レーザ１
４ａ及び１４ｆの中心は、変調器アレイ４０の中心に一
致している。同様に、ダイオード・レーザ１４ｂからの
光線により示されているように、ダイオード・レーザの
各々のエッジは変調器アレイ４０のエッジに結像されて
いる。変調小レンズ・アレイ３０の各小レンズは、光線
“ｂ”により示されているように、プリント・レンズ５
０により媒体平面６０に結像される。

【００２８】図３において、光線“ａ”は変調器小レン
ズ３２の変調器サイト４２上への焦点化動作を示してい
る。変調器小レンズ・アレイ３０はフィールド・レンズ
２６から（変調器小レンズ・アレイの）１焦点距離に名
目的に配置されている。変調器小レンズ・アレイ３０は
また、変調器アレイ４０から（変調器小レンズ・アレイ
の）１焦点距離に配置されている。変調器小レンズ・ア
レイ３０の各小レンズ３２はレーザ小レンズ・アレイ２
２の全体を所与の変調器サイト４２上に結像するので、
入射光は変調器サイト４２に対してテレセントリックに
なるであろう。これは光線“ｃ”により示されている。
光線“ｂ”は変調器アレイ４０を通過する時の（プリン
ト・レンズから見た）軸光線を示している。

【００２９】変調器小レンズ・アレイ３０内の小レンズ
３２の各々はレーザ・小レンズ・アレイ２２の全幅を各
変調器サイト４２内の結像するが、開口数の端数部(fra
ctional portion of the numerical aperture)は変調器
平面全体に入射する。レーザ小レンズ・アレイ２２のサ
イズ、変調器サイト４２のサイズ、及び集光レンズ２４
の焦点距離が知られていると、変調器サイト４２に対す
る倍率及び変調器小レンズ３０の焦点距離を決定するこ
とができる。しかしながら、小レンズの数Ｎによるサブ
サンプリングから得られる開口数の端数(fractional nu
merical aperture) は極めて小さく、例えば、０．０３
である。照明のノンコヒーレントな性質の故に、焦点化
されたスポットのサイズに対する物理的な光学系エアリ
ー・ディスク・モデル(Airly disc model)が関係する。
開口数が０．０３のビームに対するエアリー・ディスク
・スポットは３３μｍであり、これは変調器サイト４２
の６３．５μｍ幅と、レーザ小レンズ・アレイ２２の幾
何学的画像との両方と比較して大きい。実際のスポット
・サイズは幾何学的な幅をエアリー・ディスク・スポッ
トに畳み込む（ｃｏｎｖｏｌｖｉｎｇ）ことにより推定
することができる。このスポット・サイズの推定を用い
て、受入れ可能な変調器小レンズ・アレイの焦点距離
と、変調器サイトへの入射開口数とは、変調器サイトの
サイズと損失光に対する耐性とに基づいて決定すること
ができる。このシステムのために、２．３５ｍｍの焦点
距離の変調器小レンズ・アレイが選ばれた。幾何学的ス
ポット直径は３５μｍ、エアリー・ディスクの直径は３
１μｍ、そして畳み込まれたスポット・サイズは５５μ
ｍであった。これはサイト４２の内側に、あるクリアラ
ンスと、スポットのテール部における非常に少ない光損
失とを持ってフィットする。変調器小レンズ・アレイ３
０の小レンズ３２のための受入れ可能な焦点距離の範囲
は２．１ｍｍから２．７ｍｍに決定された。これは、幾
何学的な考慮のみにより設計される７．２ｍｍの焦点距
離と非常に異なる。この分析は収差の影響を無視してい
る。

【００３０】図４はクロス・アレイ光学システムを示し
ており、これは変調器アレイ４０の前のエリアにおいて
はアレイ方向と全く異なる。クロス・アレイ方向におい
ては、照明光学系１３は光を変調器小レンズ・アレイ３
０にではなくて、変調器アレイ４０に焦点化する。アレ
イ方向と比較して、クロス・アレイ方向ではプリント・
レンズ５０は、変調器小レンズ・アレイ３０を媒体平面
６０に結像するのではなくて、変調器アレイ４０を媒体
平面６０に結像する。変調器サイト４２の列４４及び４
６は垂直にオフセットされている。（明瞭化のために、
図２に示されたアレイ光学要素の多くは図４に示されて
いない）。クロス・アレイ方向においては、ダイオード
・レーザ１４はガウス・ビーム・プロフィールで光をコ
ヒーレントに放射する。プリント・レンズ５０は、アレ
イ方向及びクロス・アレイ方向の両方において、変調器
アレイ４０と媒体平面６０の両方に対してテレセントリ
ックであることが好ましい。

【００３１】図５は媒体平面における画素又はスポット
のサイズを示す。この図は図２におけると同様に上面か
らのもので、図示の目的のために、アレイ軸に沿って９
０°回転した画素６２および６４を有する。アレイ方向
において、変調器小レンズ・アレイ３０の小レンズ３２
は１つの位置（Ｚ₁）に結像され、変調器サイト４２は
媒体平面６０の後ろのわずかな距離にある他の位置（Ｚ
₂）に結像される。しかし、クロス・アレイ方向におい
ては、変調器アレイ４０はＺ₂に結像されるが、変調器
小レンズ・アレイ３０の効果的な結像はない。実際、ア
レイとクロス・アレイの焦点の間に真性の非点収差があ
る。したがって、媒体平面６０の位置である、所望のＺ
₁の画像におけるクロス・アレイ・ビーム・サイズは、
クロス・アレイ・ビームのデフォーカスを考慮すること
により決定できる。焦点のクロス・アレイの深さは、Δ
Ｚにわたって、パワー密度が大きく減少しないように、
クロス・アレイの画素サイズを実質的に維持するのに十
分大きくなければならない。図５に示されるように、ア
レイの画素サイズは２ｘづつ変化するので、Ｚ₁平面に
おける焦点化された画素はＺ₂平面における画素よりも
低いパワー密度を有していることに着目すべきである。

【００３２】代替的に、指定された媒体平面として図５
のＺ₂平面でシステムを使用してもよい。この場合は、
アレイとクロス・アレイ光の間の非点収差が除去される
ので、システムは焦点のクロス・アレイ深さに対する感
度が低くなる。Ｚ₂平面は本質的に最高のパワー密度の
平面なので、システムはこの方法で使用されるとより効
率的に印刷するであろう。しかしながら、印刷された画
素は直接的に隣接しておらず、画素幅だけ空間的に離れ
ているので（５０％のフィルなので）、データ挿入スキ
ームを適用して印刷を制御してギャップを満たす制御を
することが必要であろう。これはより複雑なエレクトロ
ニクス・データ・パスを必要とすることになる。

【００３３】図６に示される他の実施例においては、追
加の小レンズが変調器アレイ４０の近傍で特にその後ろ
において使用される。変調器アレイ４０からおよそ１焦
点距離に配置された第３の小レンズ・アレイ７０は、光
線ｘにより示されるように、変調器サイト４２からの光
をコリメートする。しかしながら、レーザ・アレイ１３
はかなりのフィールドとラグランジェを有しているの
で、光線ｙにより示されるような、軸から離れたダイオ
ード・レーザからの光は、光線ｙ¹により示されるよう
に、変調器サイトを通過して小レンズ７２の誤出力側を
ヒットすることがあり得る。これはクロストーク・エラ
ーと、可能性としてプリント・レンズ内の口径食による
光損失を生じるであろう。これは、変調器小レンズ・ア
レイ３０を第３の小レンズ・アレイ７０上に結像する、
第４の小レンズ・アレイ８０を変調器平面に配置するこ
とにより修正される。そうすると、光線ｙは経路ｙ²上
に再び方向付けられる。この実施例においては、プリン
ト・レンズは小レンズ・アレイ７０を１００％のフィル
で媒体平面に結像する。これにより、対象物、変調器小
レンズ・アレイ３０、ウインドウを介して、変調器サイ
ト４２の結像の異常な構成は避けられる。しかしなが
ら、この変形実施例は、追加の第３の小レンズ・アレイ
７０と第４の小レンズ８０を整列させなければななない
ので、システムを複雑化する。これらの追加のコンポー
ネントは又効率を減少させ、価格を押し上げる。

【００３４】他の実施例においては、図７に示されるよ
うに、オフセットされた１００％のフィルの変調器小レ
ンズ・アレイ８２および８４の２つの列の一方が他方の
上に配置されている。変調器小レンズ・アレイ８２およ
び８４は、垂直にオフセットされた、５０％のフィルの
サイトの２つの列で変調器アレイに一致している。（図
７における破線は、小レンズの２つの列が縦方向に小レ
ンズ幅の１／２だけオフセットしていることを示してい
る。）このようにして、媒体平面における１００％フィ
ルが、各列に５０％フィルしかない変調器で達成するこ
とができる。さらに他の実施例においては、小レンズ８
２および８４は、特に小レンズが正方形ではなくて長方
形である場合に、両方向にパワーを有することができ
る。又、両方の好ましい実施例においては、他の実施例
と同様に、変調器サイトは正方形又は矩形といった、他
の形状を持ってもよい。

【００３５】図４に示される変調器サイト４６および４
４の２つの列は垂直方向にオフィセットしているので、
図８に示されるビーム・スプリッタ９０が設けられて入
射光を、小レンズ・アレイ８２および８４からなる円筒
状小レンズに向けられる２つのビームに分割する。ビー
ム・スプリッタ９０はフィールド・レンズ２６の前に配
置される。こうして、変調器サイトの２つの列の間のギ
ャップに当たる光が最小になる。図４を参照のこと。こ
の形態においては、オフセットされた１００％のフィル
で、プリンティング・レンズは小レンズ・アレイではな
くて変調器アレイを媒体に結像できる。したがって、こ
のシステムは、焦点深度を備えることなく、高効率を維
持するとともに、高パワー密度スポットを提供する。各
列に対して媒体平面で、効果的な１００％のフィルがあ
るので、データを２つの列に書き込む場合に時間遅延が
あっても、列のデータ・インターリーブは不要である。
このシステムは、ビーム・スプリッタと補償プレート９
２のような追加のコンポーネントが必要なので、一層複
雑である。

【００３６】さらに他の実施例では、図９に示されるよ
うに、例えば、ＮＤ−ＹＡＧ又はエキサイタ・レーザ９
７のような単一大キャビティ・レーザといった全く異な
るレーザ源を使用する。最も簡単な形態では、レーザ９
７にビーム・エキスパンダ９８が続き、ビームを変調器
アレイ４０のサイズにする。変調器の前に、均質化光学
系（図示せず）が使用されてビームを均一化する。この
ビームは次いで１００％のフィルの小レンズ・アレイ３
０により焦点化されて、ビームを変調器サイト４２を通
してコンデンスする。変調器アレイ４０の後に、プリン
ティング・レンズ５０が、図２に示されるように直接使
用されるか、又は図９に示されるように、プリント・レ
ンズに先行する第３の小レンズ・アレイ７０と共に間接
的に使用される。第１の場合は、プリント・レンズ５０
は小レンズ３０を媒体平面に結像する。第２の場合は、
１００％のフィルの小レンズ・アレイ７０は媒体平面に
直接結像される。第４の小レンズ・アレイは要求されな
いであろう。これは、大キャビティ・レーザは典型的に
は、ダイオード・レーザ・アレイよりも十分小さいラグ
ランジュエを持つからである。大キャビティ・レーザで
は、殆どフィールドが無く、ビームは本質的に、方向誤
り、クロストーク，又は口径食が殆ど無しで、変調器サ
イトとプリンティング・レンズを通過する。しかしなが
ら、そのようなシステムにおいては、１つのレーザ源し
かないので、光源の冗長性がない。又、そうようなレー
ザはダイオード・レーザ・アレイに比較してかなり高価
であり得る。

【００３７】本発明をその好ましい実施例を特定的に参
照して記載してきたが、本発明の精神および範囲内にお
いて様々な変形が可能であることが理解されるであろ
う。記載は、本発明による装置の一部を形成するか、又
はその装置とより直接的に協動する要素に特に指向して
なされた。特に示されたり記載されたりされない要素は
当業者に周知の様々な形態を取り得ることが理解され
る。本発明はレーザ・サーマル・プリンタの環境で記載
されているが、本発明は平面に結像されるべき装置の他
のタイプとともに使用できることに着目される。低フィ
ルの変調器の前の小レンズ・アレイは５０％のフィルの
変調器アレイに限定されず、１００％より少ないフィル
を持つ任意の変調器アレイに適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレーザ・プリンティング装置の斜
視図である。

【図２】光学系の配置の追加の詳細を示す、図１に示さ
れる本発明の上面図である。

【図３】変調器小レンズ・アレイおよび変容器アレイの
詳細を示す、図２に示す本発明の上面概略図である。

【図４】光学系の配置の追加の詳細を示す、図１に示さ
れる本発明の側面図である。

【図５】媒体平面における、およびその近傍における画
素特性を示す。

【図６】変調器小レンズ・アレイおよび変調いアレイの
詳細を示す、本発明の他の実施例の上面概略図である。

【図７】オフセット円筒小レンズの２つの列を持つ２つ
の変調器小レンズ・アレイを有する、本発明の他の実施
例の斜視図である。

【図８】ビーム・スプリッタを持つ、本発明の他の実施
例の概略図である。

【図９】大キャビティ・レーザを使用する、本発明のさ
らに他の実施例の概略図である。

【符号の説明】

１０…レーザ・サーマル・プリンタ１２…レーザ・アレイ１３…照明光学系１４…ダイオード・レーザ３０…変調器小レンズ・アレイ３２…小レンズ４０…変調器アレイ４２…変調器サイト５０…プリント・レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のリニア方向に配置され、各々が別
々の光ビームを放射する複数のダイオード・レーザを備
えるレーザ・アレイと、前記複数のダイオード・レーザからの前記光ビームを集
光して前記第１のリニア方向にほぼ平行な第２のリニア
方向にフラッド照明を与えるための照明光学系と、複数の小レンズを備え、前記第２のリニア方向におよそ
１００％のフィルを有する変調器小レンズ・アレイと、複数の変調器サイトを備えており、前記第１のリニア方
向にほぼ平行な第３のリニア方向に実質的に１００％よ
り少ないフィルを持つ、変調器アレイと、前記変調器小レンズ・アレイを、前記第１のリニアな方
向にほぼ平行な第４のリニアな方向にほぼ１００％のフ
ィルを持つ画素のアレイとして、印刷サイト上に結像す
るように適合されたプリント・レンズと、を備える前記
印刷サイトにおいて印刷するためのレーザ・プリンタ。