JPH11115225A - 焦点合わせを行うための方法及びその装置 - Google Patents

焦点合わせを行うための方法及びその装置

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JPH11115225A
JPH11115225A JP10186779A JP18677998A JPH11115225A JP H11115225 A JPH11115225 A JP H11115225A JP 10186779 A JP10186779 A JP 10186779A JP 18677998 A JP18677998 A JP 18677998A JP H11115225 A JPH11115225 A JP H11115225A
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JP
Japan
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prism
laser
donor
reflective surface
autofocus
Prior art date
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Pending
Application number
JP10186779A
Other languages
English (en)
Inventor
Joshua M Cobb
ジョシュア・エム・コッブ
David Kessler
デヴィッド・ケスラー
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改良型の焦点を合わせるための装置を提供す
る。 【解決手段】 第一のビームを、第一の方向から約90
度の角度を持っている第二の方向に向きを変える第一の
反射面14と;第一のビームの向きを、第二の方向から
約90度の角度を持つ第三の方向へ変える第二の反射面
24と;第一のビームの向きを、約90度の角度を持つ
第四の方向へと変える第三の反射面26と;第一のビー
ムの向きを、第四の方向から約90度の角度を持つ第五
の方向へと変える第四の反射面32と;からなり、第二
の反射面24及び第三の反射面26が、第一の反射面1
4及び第四の反射面32に対して、一つのユニットとし
て移動可能とされていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して、焦点合わ
せを行うための装置に関し、特にレーザ・プリンタ用の
自動焦点装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】あるタイプの熱プリンタの場合には、ダ
イ−ドナー素子は映像を受けるための媒体上に設置され
る。重畳している素子は、一つまたはそれ以上のレーザ
を持つ印刷ヘッドと協力して動作する。特殊なレーザが
励起されると、ドナーからのダイは上記媒体に移動す
る。上記媒体に移動した着色ダイの黒の部分の密度は、
レーザからドナーに送られたエネルギーの関数である。
レーザは、通常、ダイ・ドナー上に放射線を照射するた
めに、選択的に作動させることができるダイオード・レ
ーザのアレイに配置される。上記レーザ・アレイは、レ
ーザ・アレイ及び媒体が相互に移動すると、媒体上に走
査線の連続的な帯を形成する。
【0003】上記映像化システムは解像度が高いので、
焦点深度は非常に浅い。焦点位置は、例えば、ドナー及
び媒体の平面度、ドラムの真円度等のシステムの種々の
特性により変化する。そのため、レーザからドナーまで
の距離を検出し、映像品質を犠牲にしないで焦点位置を
変化させてやる必要がある。
【0004】焦点を変化させるには、いくつかの異なる
方法がある。一つの方法は、ドナーを移動させる方法で
ある。しかし、これは非常に面倒な方法である。ドナー
及び媒体は、かなりの慣性を持つ大型の回転ドラムに取
り付けられるが、そのためこの装置を迅速に作動させる
のは困難である。他の方法としては、レーザの焦点をド
ナー上に結んでいる、縮小レンズを移動させる方法があ
る。この方法は、ドナーを移動させるよりは容易に行う
ことができるが、縮小レンズもどちらかといえば大型で
あり、この場合も急速に移動させるのは難しい。
【0005】縮小レンズの一つまたはそれ以上の素子を
移動させることもできる。この方法は実際に使用するこ
とができ、ある種のシステムで現在使用されている。あ
る従来技術の装置の場合には、九つの素子からなる縮小
レンズの最後のレンズは、たわみ部材上に装着され、ド
ラムに対して移動するようになっている。しかし、この
タイプのシステムの場合には、最後のレンズ素子の大き
さが制限される。また、映像への収差を増大しないで、
レンズ素子を移動させるのは困難である。もう一つの欠
点は、上記システムが自動焦点機構を内蔵している場合
には、その自動焦点機構をドラムの近くに設置しなけれ
ばならないが、このドラムは高速で回転し、空気の流れ
を発生させ、この空気の流れは適当な位置へのレンズ素
子の移動に悪影響を与える。
【0006】もう一つの方法としては、焦点を調整する
ために、レーザを移動させる方法がある。例えば、ある
種のレーザ・プリンタの場合には、レーザ・ビームはア
レイと整合している光ファイバを通して送られる。上記
ファイバ面は、その後、ドナー面に映し出される。この
システムの、多重モード光ファイバの直径は、50−1
00ミクロンである。グラフィック・アート印刷に必要
なスポット・サイズは10−20ミクロンである。それ
故、使用する光学的システムは、上記光ファイバを、
0.5x−0.25xの倍率で映像化しなければならな
い。焦点位置を変更するために、ファイバを移動するに
はいくつかの問題がある。第一の問題は、ドナー平面上
において、焦点位置を「X」だけ変更するには、光ファ
イバを、Xに倍率の平方を掛けたものに等しい距離だけ
移動させなければならない。それ故、光学的システム
は、4の因数だけファイバのアレイを減らした場合に
は、映像位置を1ミリ変更するのに、ファイバ・アレイ
を16ミリ移動させなければならないことになる。ファ
イバを破損したり傾けたりしないで、移動させることも
困難である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、上記の従来技術の諸問題を解決し、改良型の焦点を
合わせるための装置を提供することである。
【0008】本発明の他の目的は、レンズまたはドナー
のどちらかを移動させないで、レーザとドナーとの間の
焦点距離を変えるための、焦点合わせ装置を提供するこ
とである。本発明のさらに他の目的は、レンズも光ファ
イバ・アレイも移動させないで作動する、光ファイバ・
アレイとレンズとの間で使用する、焦点合わせ装置を提
供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】ある観点から見た場合、
本発明は、第一のビームの焦点を、このビームを第一の
方向から第二の方向に向きを変える第一の反射面を含む
映像化面に維持するための焦点合わせ装置を提供する。
この場合、上記の第二の方向は、第一の方向から約90
度の角度を持っている。第二の反射面は、第一のビーム
の向きを、第二の方向から第三の方向へと変化させる
が、この場合、第三の方向は、第二の方向から約90度
の角度を持つ。第三の反射面は、第一のビームの向き
を、第三の方向から第四の方向へと変える。この場合、
第4の方向は、第三の方向から約90度の角度を持つ。
第四の反射面は、第一のビームの向きを、第四の方向か
ら第五の方向へと変える。この場合、第五の方向は、上
記第四の方向から約90度の角度を持つ。上記第二及び
第三の反射面は、第一及び第四の反射面に対して、一つ
のユニットとして移動させることができる。
【0010】本発明の一実施形態の場合には、上記反射
面は複数のプリズムからなるが、この場合、一つのプリ
ズムが、三つ固定プリズムに対して移動する。他の実施
形態の場合には、焦点合わせ装置が焦点の移動を検出
し、レーザ電力をモニタする。
【0011】本発明の一つの利点は、焦点合わせ装置
が、ドナー面からある距離のところに設置されているこ
とである。本発明の他の利点は、焦点合わせ装置がレン
ズ素子ではなく、従ってそれが移動しても映像の品質が
影響を受けないことである。本発明の他の特徴及び利点
は、添付の図面を参照しながら、好適な実施形態につい
ての下記の説明を読めば明らかになるだろう。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の焦点合わせ装置
の正面図である。図2は、自動焦点装置を内蔵する、図
1の焦点合わせ装置の正面図である。
【0013】図1について説明すると、この図は本発明
の焦点合わせ装置10である。焦点合わせ装置10は、
第一のプリズム11と、第二のプリズム20と、第三の
プリズム30と、第四のプリズム40とを備える。
【0014】この好適な実施形態の場合には、プリズム
11、30及び40は、一緒に接着されている。適当な
接着材としては、例えば、ノーランド社のノーランド接
着材のような紫外線硬化接着材等がある。このタイプの
接着材を使用する場合には、オーブン内でプリズムを、
約1時間の間約50℃で加熱すると、好結果が得られる
ことが分かった。
【0015】本発明の場合には、対物光ファイバ・アレ
イ50と縮小レンズとの間の距離が変化する。光ファイ
バ・アレイ50は、プリズム11の面12上に位置して
いる。光はプリズム11とプリズム40との界面14で
反射する。界面14は、反射率の高いコーティング材に
よりコーティングされていて、光はプリズム11の第二
の面16から外へ出る。その後、光ビームは、その斜辺
22を通ってプリズム20に入り、全内反射によりプリ
ズム20の第一の面24及び第二の面26から反射す
る。ビームの数本の光線の実際の入射角度は、45度と
は幾分違っていて、種々の入射角度は、全内反射に対す
るいわゆる臨界角、すなわち、約45度より大きくな
る。好適な実施形態の場合には、臨界角が34度である
屈折率の高いガラスが使用される。屈折率により、臨界
角は、約30−45度の範囲で変化する。他の実施形態
の場合には、第一の面24及び第二の面26は、高い反
射率のコーティング材でコーティングされている。
【0016】光は、斜辺22から出てプリズム30に入
る。この光はプリズム30及び40のコーティングされ
た界面から反射し、対物レンズ60の方向に進んで、プ
リズム30から外へ出る。
【0017】焦点の移動は、接着材で接着された一連の
プリズム(11、30及び40)に対して、プリズム2
0が移動した場合に起こる。光は、可動プリズム20
と、接着された一連のプリズム11、30及び40の間
の、ギャップを二回横切るので、プリズム20が1ミリ
移動すると、対象物の移動距離は2ミリになる。すなわ
ち、プリズム20が距離dだけ移動すると、映像面上の
焦点の変化は2dm2になる。この場合、mは倍率に等
しい。
【0018】ミラ−の代わりにプリズムを使用すると、
一つの利点が得られる。プリズムの屈折率は1.0より
大きいので、プリズムの光学距離の長さは、空中での光
学距離より長くなる。すなわち、屈折率が1.5のガラ
スのプリズムを通過する光は、等しい光学距離を通過す
るために、空気中をガラスの厚さの1.5倍の距離だけ
移動しなければならない。その結果、一組の高い屈折率
のプリズムを通過すると、反射面のサイズは小さいまま
であり、そのため全システムを楽にコンパクトにするこ
とができる。
【0019】図2は、本発明の他の実施形態である。焦
点の移動の検出は、通常追加の自動焦点レーザ70を映
像化し、最善の焦点位置を検出することにより行われ
る。自動焦点装置は、ドナー及び媒体の厚さの変化、及
びシステムの他の摂動が、決してレーザ・ビームの焦点
をぼかさないように、また映像の密度または映像のシャ
ープさに、悪影響を決して与えないように、映像が形成
されている間に、レーザ・ビームの焦点を引続き結ばせ
る。自動焦点は、ドナーの頂面からレーザビームを反射
させて行うことができるが、自動焦点ビームをドナーの
前面より、ドナーのダイ層に接近している、媒体上のア
ルミメッキされた表面から反射させれば、さらによい結
果が得られる。自動焦点ビームは、通常900−105
0ナノメートルの出力を持つレーザ・ダイオードが発生
する。これは、800−880ナノメートルの範囲内の
出力を持つレーザ書込みビームとは対照的である。上記
波長はドナー部材により吸収される。例えば、波長が9
60−970ナノメートルの自動焦点ビームは、ドナー
部材を通過し、受信装置のアルミメッキされた表面から
反射される。自動焦点ビームは、レーザ・ビームが通っ
たの経路に類似しているプリズムの経路を通るが、プリ
ズム11とプリズム40との間の界面は、自動焦点レー
ザからの光の50%を反射するようにコーティングされ
ている。自動焦点レーザの一部は戻ってきて、上記界面
を通り、プリズム40の斜辺から出て、当業者にとって
は周知の自動焦点検出装置へ到着する。(イーストマン
・コダック社の米国特許第5,248,992号「書込
み及び焦点制御の両方を行うための光ファイバを使用す
る高い開口数の映像形成装置」参照。)
【0020】このプリズム・システムが内蔵する第三の
プロセスは、レーザ電力監視プロセスである。書込みレ
ーザの一部は、プリズム11とプリズム40との間の界
面を通る。その後、プリズム30とプリズム40との間
の界面で反射し、プリズム40の斜辺から外へ出る。こ
のエネルギーは、その後、電力を一定に維持するために
検出装置により継続的に監視される。
【0021】このシステムは、従来技術と比較するとい
くつかの利点を持つ。第一の利点は、光学的レンズ素子
が移動しないことである。湾曲したレンズ素子が、シス
テムを、システムの残りの複数のレンズ、例えば、ズー
ム・レンズに対して移動すると、映像の画質が低下する
恐れがある。本発明の移動する光学的構成部材は、本質
的には、平らなプレートである。そのため、映像の画質
への悪影響は最も少なくてすむ。上記システムの他の利
点は、焦点位置を変化させる機械的機構を、映像平面内
の回転ドラムから離れたところに設置することができる
ことである。そのため、機械的設計、装着及び整合がも
っと容易になる。
【0022】さらに他の利点は、後方反射プリズム20
によるもので、システムは図1のZ軸を中心に傾斜して
も影響を受けない。さらに他の利点は、「複光路」タイ
プのシステムの使用によるもので、プリズムは倍率の自
乗値全部だけ移動するのではなく、倍率の自乗値の半分
だけしか移動しないという点である。
【0023】本発明は、最小のスペース内に、自動焦点
検出機能及びエネルギー検出機能を、内蔵することがで
きるコンパクトな設計にすることができる。また、移動
プリズムの質量は、光ファイバのアレイ及びその関連機
構の質量より遥かに小さい。光ファイバ・アレイとレン
ズとの間の光学距離を変更したい場合には、光ファイル
・アレイを移動させるよりは、プリズムを移動させるほ
うが遥かに容易である。
【0024】本発明を、その好適な実施形態を特に参照
しながら詳細に説明してきたが、本発明の精神及び範囲
を逸脱することなしに、種々の変更及び修正をすること
ができることを理解されたい。例えば、反射面をプリズ
ムの面上に置く必要はない。広い意味において、これら
反射面は、ミラーであってもよいし、屈折率の高いガラ
スのプリズムに取り付ける必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の焦点合わせ装置の正面図である。
【図2】 自動焦点装置を内蔵する、図1の焦点合わせ
装置の正面図である。
【符号の説明】
10 焦点合わせ装置 11 第一のプリズム 12 面 14 界面 16 第二の面 20 第二のプリズム 22 斜辺 24 第一の面 26 第二の面 30 第三の面 32 第四の反射面 40 第四のプリズム 50 光ファイバ・アレイ 60 対物レンズ 70 自動焦点レーザ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像面に第一のビームの焦点を維持する
    ための焦点合わせ装置であって、 前記第一のビームを、第一の方向から、該第一の方向か
    ら約90度の角度を持つ第二の方向に向きを変える第一
    の反射面と、 前記第一のビームの向きを、前記第二の方向から、該第
    二の方向から約90度の角度を持つ第三の方向へ変える
    第二の反射面と、 前記第一のビームの向きを、前記第三の方向から、該第
    三の方向から約90度の角度を持つ第四の方向へと変え
    る第三の反射面と、 前記第一のビームの向きを、前記第四の方向から、該第
    四の方向から約90度の角度を持つ第五の方向へと変え
    る第四の反射面とを備え、 前記第二の反射面及び前記第三の反射面が、一つのユニ
    ットとして、前記第一の反射面及び前記第四の反射面に
    対して移動可能とされていることを特徴とする焦点合わ
    せ装置。
JP10186779A 1997-05-30 1998-05-28 焦点合わせを行うための方法及びその装置 Pending JPH11115225A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US865,792 1997-05-30
US08/865,792 US6094210A (en) 1997-05-30 1997-05-30 Method and apparatus for focusing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11115225A true JPH11115225A (ja) 1999-04-27

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ID=25346237

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JP10186779A Pending JPH11115225A (ja) 1997-05-30 1998-05-28 焦点合わせを行うための方法及びその装置

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JP (1) JPH11115225A (ja)
DE (1) DE19822070A1 (ja)

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