JPS5926322Y2 - 結像素子の位置調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は集束性光伝送体等の微小部分の像を結像する光
学素子を複数個直線状に配列した結像アレイの位置調整
装置に関するものである。

従来複与機ＣＲＴプリンター等のスリット露光型の光学
系の結像アレイに、集束性光伝送体を複数個並列直線状
に配列したものが提案されている。

この集束性光伝送体を用いた結像アレイは従来の球面レ
ンズに比べ被写体面と結像面の距離を著しく短くできる
上に、その距離がスリットの長さに関係なく一定である
ため、装置の小型化という点で大きな利点を有するもの
である。

集束性光伝送体は、屈折率が中心軸に対して対称で、半
径方向に放物線的に減少するように変化しており、第１
図の如く集束性光伝送体１の一端面から入射した光は、
集束性光伝送体の屈折率の変化のため、集束性光伝送体
の中心軸のまわりを蛇行しながら進み他端から射出する
。

この蛇行する光の一周剤の長さであるピッチ長Ｐは、集
束性光伝送体１の屈折率及び屈折率の変化により可変で
ある。

しかし集束性光伝送体１の製造時、ガラスのイオン交換
の処理条件ごとに微妙な屈折率の変化が生じるため、同
じ条件で製造した集束性光伝送体はほとんど同じピッチ
長Ｐにできるが、異なる処理条件で製造した複数の集束
性光伝送体は夫々ピッチ長Ｐが一定でなく処理条件ごと
にバラバラとなる欠点があった。

そこで同一処理条件で製造した複数の集束性光伝送体１
を等倍正立実像を結像しうる長さに切り揃え、第２図で
示す如く並列直線状に配列した集束性光伝送体１を千鳥
状に２列になし、単体集束性光伝送体１間に不透明な接
着材２を注入し、保持部材３． ４． ５． ６で一体
化して、結像アレイ７を形成する。

この結像アレイ７は第３図に示す如く被写体面８と結像
面９間に夫々作動距離１１，１゜隔だてて配置される。

Ｚは結像アレイ７の光軸Ｏ方向の長さ、Ｔは被写体面８
と結像面９間の共役距離を示す。

この長さＺはピッチ長Ｐと共役距離Ｔが決まれば（但し
、ＮＯ：中心軸上の屈折率）より算出できる。

この配置において、被写体面８の画像を等倍正立実像で
結像面９に結像する場合、ある処理条件で製造した集束
性光伝送体を用いた結像アレイと他の処理条件で製造し
た集束性光伝送体を用いた結像アレイとでは、集束性光
伝送体のピッチ長Ｐが異なるため、集束性光伝送体１の
長さＺを一定とした場合に共役距離Ｔ及び作動距離１０
，１２が異なってくる。

しかし、複写機等にこの結像アレイ７を用いたとき結像
アレイ７毎に被写体面と結像面を調整することは複写機
等の構成上非常に困難である。

したがって一般的には複写機等の被写体面と結像面間の
共役距離を一定にしておき、この共役距離に適合するよ
うに個々の結像アレイの長さＺを調整するようにしてい
た。

例えば、ピッチ長Ｐを５２ ｍｍ、共役距離Ｔを７５
ｍｍの結像アレイ７において、ピッチ長Ｐのバラツキの
範囲がＰ５２±２ｍｍであるとすれば、結像素子７の長
さＺは２８ 、５２〜３１．３６ｍｍとなる。

ところで前述の如く結像アレイ７の長さＺは共役距離Ｔ
が一定になるように調整されるが、複写機等において部
品精度、組立精度の影響により共役距離Ｔに対応する機
械寸法に誤差を生じる。

そこで共役距離Ｔの変化△Ｔに対するレスポンス関数Ｍ
ＴＦの変化を調べると、第４図の如くなる。

この図では空間周波数を１ｍｍ当り６．３本として、実
線は第３図において作動距離１□のみを移動させた場合
、破線は複写体面８を移動させると共に結像素子７を移
動させ常に１□＝１２となるようになした場合を示す。

この図よりわかるように画質確保のためには１１＝１２
即ち結像素子の中点と被写体面と結像面間の共役距離の
中点とを一致させることが重要な条件となるものである
。

そこで結像アレイ７の中点と共役距離の中点とを一致さ
せる装置として本考案者により実願昭５２−１２０４３
０が提案されている。

これは第５図で示す如く、結像アレイ７の入射端面７ａ
を基準として取付けられた部材１０と射出端面７ｂを基
準として取付けられた部材１１とにより夫々が向い合う
斜面１０ａ、ｌｌａでＶ溝を形成する。

部材１０゜１１を対称形状にすれば、結像アレイ７の長
さが変化しても、この結像アレイ７の端面から常に一定
距離にある斜面により形成される■溝の中心線と結像ア
レイ７の中点とは常に一致する。

一方、複写機等の被写体面と結像面の中点にある平面を
中心としてこの平面に平行な長穴１２がフレーム１３に
設けられる。

この長穴１２にはこれに嵌合し、矢印方向に圧接される
丸棒状の位置規制部材１４が設けられ、この規制部材１
４が前述の■溝にはまり込み、結像アレイ７をフレーム
１３にビス１５．１６で固設された支持板１７に圧接し
、結像アレイ７を保持する。

これによりアレイ７は、その中点と複写機等の被写体面
と結像面との中点が一致した位置に配置されるが、前記
長穴１２の中心は複写機等の部品精度組立精度等により
被写体面と結像面の中点からずれ、結像画質の低下の原
因となっていた。

上記以外に提案されている位置決め装置も第５図と同様
に、被写体面及び結像面から所定位置を基準にしたもの
であり、第５図と同様に装置側の寸法誤差に対する補正
は不可能であった。

この装置側の寸法誤差は多くとも１ｍ４度と考えられる
が、焦点距離が１５０ ｍｍ程度のレンズを用いた場合
に比べ、前述の如き結像アレイではその共役距離が７５
ｎｎｍと短かい上に投影像が単体集束性光伝送体の合
成像であるため、焦点深度が著るしく浅く、画質性能に
及ぼす影響が大きい。

本考案の目的は、前述の如く画質性能に及ぼす影響を減
少させるために、結像アレイを最良結像位置に調整する
結像アレイの位置調整装置を提供することにある。

以下図面に基づき本考案の実施例を説明する。

第６図は、第５図の構成において、位置規制部材１４を
中心に、結像アレイ７、取付部材１０，１１を一体的に
回動したときの作動距離１□、 １２の変化を示すもの
で、結像アレイ７の光軸Ｏが被写体８及び結像面９と垂
直のとき、被写体面８と結像アレイ７の入射面７ａの距
離を１□、結像面９と結像アレイ７の射出面７ｂの距離
１゜とする。

結像アレイ７を規制部材１４を中心に角度θ回転させた
ときの前記距離１□、 １２を夫々１′１．ｌ′２とし
、規制部材１４の中心Ｘから結像アレイ７の光軸Ｏまで
の法線距離をａ角度θだけ回動したとき結像アレイ７の
中点ｙが光軸Ｏ方向に移動する量を△ｌとする。

このとき１′１，１′２．△ｌは以下の如くなる。

１’１＝ （１１＋Ｚ／２＋△ｌ ） ／ｃｏｓθ−
Ｚ／２・・・（１）１′２− （１２＋Ｚ／２−△ｌ）
／ＣＯ８θ−Ｚ／２・・・（２）△ｌ＝ａ ｓｉｎθ・
（３） 但し第６図において結像アレイ７を反時計方向に回動し
たとき、（１）式、（２）式の△ｌの符号は逆になる。

上記構成において、画質状態が最もよくなるのは１′１
−１′２のときであるから、（１）、 （２）、 （３
）式よりθ＝” １（（１２１１）／２ ａ ） ”・
（４）となる。

通常の装置における機械的寸法誤差（１゜−１□）は１
ｍｍ程度であるため、ａ＝２０ｍｍとすればθは１４３
°となる。

即ち結像アレイ７を最大１４３°回転すれば装置の機械
的寸法誤差を補正することができる。

この時、結像アレイ７の被写体面８及び結像面９は角度
θだけ傾くが、結像アレイ７による投影スリット幅Ｗは
５ｍｍ程度であるから、傾きによるズレ量△ｔは、 △ｔ＝ ω／２−５ｉｎθ＝０．０６ｍｍであるから画
質には殆んど影響を及ぼさない。

また、第６図において、破線９′に示す如く装置の結像
面が曲率を持った面、例えば感光体ドラムであった場合
、結像面９，９′間の間隔が、結像アレイ７の光軸と結
像面９との交点が結像アレイ７の回動の前後において移
動する量△ｍ２に依存して太き−くなり、画質低下の原
因となる。

そこで第７図に示す如く結像アレイ７の中点ｙを被写体
面８と結像面９の中点に位置させるための位置規制部材
１４を光軸Ｏと垂直方向、即ち結像面９と平向方向に移
動可能になし、結像アレイ７の回動中心を結像面９側の
端部に当接した当接部１８により設定すれば、結像面９
における光軸Ｏどの点にと結像アレイ７を傾けたときの
光軸Ｏとの交点Ｍとの距離△ｍ２を減少させることがで
きるものである。

第８図は第７図の原理を具体的な構成に適用した実施例
を示すもので、第５図と同様に、結像アレイ７には、そ
の入射端面７ａを基準とした取付部１０と、その射出端
面７ｂを基準とした取付部材１１とが夫々設けられてい
る。

この取付部材１０．１１には、端部から一定距離に位置
し、互いに対面し■溝を形成する斜面１０ａ、ｌｌａが
形成される。

この取付部材１０．１１は、同じ形状に形成され、互い
にネジ等により連結される。

一方、装置側には、被写体面と結像面の中点で、中点を
維持した状態で移動可能な位置規制部材１４が設けられ
、規制部材１４はスプリング２０により図中矢印２６方
向に押圧され、取付部材１０，１１により形成される■
溝に圧接される。

一方、結像アレイ７の前記規制部材１４と反対側には、
結像アレイ７の射出面７ａ側端部に当接部１８を有する
支持部材１９が設けられる。

結像アレイ７の入射面７ａ側端部には、軸２１に設けら
れた偏心コロ２２．２３が当接して設けられる。

２４は軸２１に設けられた扇状の部材であり、２５は図
示しないフレームに設けられ、扇状部材２４の面に当接
するネジである。

今、ネジ２５を回転させ図中矢印２７方向に押し出すと
、軸２１が図中時計方向２８に回転し、偏心コ０２２．
２３も回転する。

この回転により偏心コロ２２、２３が結像アレイ７の端
部を押圧すると、結像アレイ７は支持部材１９の当接部
１８と当接し且つ規制部材１４により圧接されているた
め、射出面７ｂ側の端部を中心として規制部材１４のま
わりを回りながら回動する。

ネジ２５の回転を止めると、結像アレイ７は偏心カム２
２．２３、規制部材１４、当接部１８の３点により１′
１＝１′２となる所定の位置に固定される。

上記ネジ２５を逆方向に回転させた場合も、結像アレイ
７は上述の如く射出面７ａ側端部を中心にして規制部材
１４のまわりを回動する。

このようにして多少長さの異なる結像アレイであっても
最良結像位置に調整することができる。

なお、偏心コロ２２．２３は、スプリング２０の押圧力
により偏心コロ２２．２３、軸２１を介して扇状部材２
４の面とネジ２５当接状態にある範囲で用いられる。

また前記位置規制部材１４は■溝に対して中心位置を変
えない形状のものであれば丸棒状以外に楕円棒状等でも
よい。

更に、前記実施例において、結像アレイは集束性光伝送
体を用いているが、この外に特公昭４８−３８４１１及
び特公昭４９−８８９３に示された如き微小な球面レン
ズを複数個組み合せたものを用いた場合でも、前記実施
例と同様にできることは言うまでもない。

上述の如く本考案は、等倍実像を結像するための光学素
子を複数個並列直線状に配列した結像アレイにより、被
写体の像を結像面上に結像する装置において、前記結像
アレイの入射面を基準とした斜面を有し前記結像アレイ
に設けられた第１取付部材と、前記結像アレイの射出面
を基準とし前記第１取付部材の斜面と対面して■溝を形
成するための斜面を有し前記結像アレイに設けられた第
２取付部材と、前記■溝に当接し被写体と結像面のほぼ
中間に位置する位置規制部材とを備えるとともに、前記
結像アレイを、前記位置規制部材に前記■溝を当接させ
た状態で、前記位置規制部材のまわりに回動自在に設け
たことを特徴とする結像アレイの位置調整装置であるか
ら、極めて簡単な構成で、容易に結像素子を最良結像位
置に位置調整できるものである。

また、位置規制部材が結像面と平行に移動するように保
持され、且つ■溝に圧接するように設けられ、■溝が形
成された側と反対側の結像アレイの面に当接し結像アレ
イの位置を調整する部材が固定及び変位の２つの部材か
らなるので、簡単な構成で調整できる利点がある。

更に固定部材が結像アレイの射出面側に、変位部材が結
像アレイの入射面側に夫々当接するものであるから、変
位による結像面での光軸の移動量を小さくすることがで
き、結像面が曲率を有する感光体ドラム等においても画
質低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は集束性光伝送体１を通る光の進路を示す図、第
２図は第１図の集束性光伝送体１を複数個並列直線状に
配列した結像アレイ７の外観図、第３図は結像アレイ７
の光学的配置図、第４図は共役距離の変化に対するレス
ポンス関数を示す図、第５図は本考案を適用する結像ア
レイの位置決め装置の斜視図、第６図は本考案の実施例
を示す図、第７図は本考案の他の実施例を示す図、第８
図は第７図の実施例の具体的構成を示す斜視図である。 １・・・・・・集束性光伝送体、７・・・・・・結像ア
レイ、７ａ・・・・・・入射面、７ｂ・・・・・・射出
面、８・・・・・・被写体面、９・・・・・・結像面、
１０．１１・・・・・・取付部材、１２・・・・・・長
穴、１３・・・・・・フレーム、１４・・・・・・位置
規制部材、１８・・・・・・当接部、９・・・・・・支
持部材、２０・・・・・・スプリング、２１・・・・・
・軸、２２２３・・・・・・偏心コロ、２４・・・・・
・扇状部材、２５・・・・・・ネジ、Ｐ・・・・・・ピ
ッチ長、１１，１□、１′１，１′２・・・・・・作動
距離、Ｔ・・・・・・共役距離、Ｚ・・・・・・結像ア
レイの長さ、ｏ、 ｏ’・・・・・・光軸。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 等倍実像を結像するための光学素子を複数個並列直
   線状に配列した結像アレイにより、被写体の像を結像面
   上に結像する装置において、前記結像アレイの入射面を
   基準とした斜面を有し前記結像アレイに設けられた第１
   取付部材と、前記結像アレイの射出面を基準とし前記第
   １取付部材の斜面と対面して■溝を形成するための斜面
   を有し前記結像アレイに設けられた第２取付部材と、被
   写体と結像面の中間に位置する位置規制部材とを備える
   とともに、前記結像アレイを、前記位置規制部材に前記
   ■溝を当接させた状態で、前記位置規制部材のまわりに
   回動自在に設けたことを特徴とする結像アレイの位置調
   整装置。 ２ 前記位置規制部材が結像面と平行に移動するように
   保持され、且つ前記■溝に圧接するように設けられた実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の結像アレイの位置調
   整装置。 ３ 前記■溝が形成された側と反対側の結像アレイの面
   に前記位置規制部材の押圧により当接し、前記結像アレ
   イの位置を調整する当接部材が設けられた実用新案登録
   請求の範囲第２項記載の結像アレイの位置調整装置。 ４ 前記当接部材が２つからなり、その一方が固定部材
   、他方が変位部材からなる実用新案登録請求の範囲第３
   項記載の結像アレイの位置調整装置。 ５ 前記固定部材が、前記結像アレイの射出面側に、前
   記変位部材が前記結像アレイの入射面側に夫々当接した
   実用新案登録請求の範囲第４項記載の結像アレイの位置
   調整装置。 ６ 前記変位部材が、偏心部材からなる実用新案登録請
   求の範囲第４項又は第５項記載の結像アレイの位置調整
   装置。