JPS6336653A - 光学的像形成装置 - Google Patents

光学的像形成装置

Info

Publication number
JPS6336653A
JPS6336653A JP62182119A JP18211987A JPS6336653A JP S6336653 A JPS6336653 A JP S6336653A JP 62182119 A JP62182119 A JP 62182119A JP 18211987 A JP18211987 A JP 18211987A JP S6336653 A JPS6336653 A JP S6336653A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
lens array
fiber
array
plane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62182119A
Other languages
English (en)
Inventor
ジェイムズ　ダンラプ　リーズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xerox Corp filed Critical Xerox Corp
Publication of JPS6336653A publication Critical patent/JPS6336653A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
    • H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
    • H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
    • H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
    • H04N1/0311—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors using an array of elements to project the scanned image elements onto the photodetectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • B41J2/45—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
    • B41J2/451—Special optical means therefor, e.g. lenses, mirrors, focusing means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/005—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along a single direction only, e.g. lenticular sheets
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0087—Simple or compound lenses with index gradient
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
    • H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
    • H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
    • H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
    • H04N1/0311—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors using an array of elements to project the scanned image elements onto the photodetectors
    • H04N1/0312—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors using an array of elements to project the scanned image elements onto the photodetectors using an array of optical fibres or rod-lenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
    • H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
    • H04N1/03—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array
    • H04N1/031—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors
    • H04N1/0315—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors using photodetectors and illumination means mounted on separate supports or substrates or mounted in different planes
    • H04N1/0317—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up with photodetectors arranged in a substantially linear array the photodetectors having a one-to-one and optically positive correspondence with the scanned picture elements, e.g. linear contact sensors using photodetectors and illumination means mounted on separate supports or substrates or mounted in different planes detecting the scanned image elements through the plane of the illumination means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/043—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure
    • G03G15/0435—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure by introducing an optical element in the optical path, e.g. a filter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
    • H04N1/19—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays
    • H04N1/191—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using multi-element arrays the array comprising a one-dimensional array, or a combination of one-dimensional arrays, or a substantially one-dimensional array, e.g. an array of staggered elements
    • H04N1/192—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line
    • H04N1/193—Simultaneously or substantially simultaneously scanning picture elements on one main scanning line using electrically scanned linear arrays, e.g. linear CCD arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N2201/00—Indexing scheme relating to scanning, transmission or reproduction of documents or the like, and to details thereof
    • H04N2201/04—Scanning arrangements
    • H04N2201/0402—Arrangements not specific to a particular one of the scanning methods covered by groups H04N1/04 - H04N1/207
    • H04N2201/0458—Additional arrangements for improving or optimising scanning resolution or quality

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Fax Reproducing Arrangements (AREA)
  • Optical Systems Of Projection Type Copiers (AREA)

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） 本発明は、感光性像平面に単位倍率画像を形成するため
の投影手段として屈折率集束形レンズアレイを用いる複
写機、非衝撃電子式ラスク入力スキャナ（ＲＩ　Ｓ）プ
リンタ等のだめの光学的形成装置に関し、更に詳細には
、画像形成中、屈折率集束形レンズアレイを振動させる
ことにより、装置の不均一性及び効率を改善し、及び装
置の費用を低減するようにした光学的像形成装置、これ
に用いる線形レンズアレイ、及びそのための方法に関す
る。
（従来の技術） 束にした屈折率集束形ファイバを備えた画像伝送装置は
業界に周知である。米国特許第３，６５８，４０７号に
は、横断面における屈折率分布が中央部から外方へ放物
線的に変化しているガラスまたは合成樹脂製の導光性フ
ァイバが記載されている。各ファイバは、該ファイバの
一端付近に置かれた物体の像の一部を伝送するための合
焦レンズとして働き、ファイバの組立体は上記物体の全
完像を像平面に伝送して合焦する。上記のファイバレン
ズは「セルフォックｊ　　（ＳＥＬＦＯＣ）という登録
商標で知られている。この商品は日本板硝石株式会社に
よって生産されている。
これら屈折率集束形レンズアレイは多くの科学技術に用
いられている。例えば、米国特許第３．９４７．１０６
号及び第３．９７７、７７７号に開示されているように
複写機において従前の光学装置の代りとして、また、例
えば米国特許第４，５０９，８２６号に開示されている
ように命中デテクタアレイ上に書類の画像を形成するレ
ンズスキャナとして、また、米国特許第４．４２４，５
２３号に開示されているように電子式プリンタのための
画像形成装置として用いられている。
屈折率集束形レンズアレイを複写機に用いる場合には、
書類を走査照明し、反射像は、上記屈折率集束形レンズ
アレイにより、光受容体ドラムまたはベルトのような感
光性面上に投影される。屈折率集束形レンズアレイは、
本来的に、像面における画像の露光の不均一性（変調）
という問題がある。従来から知られている全ての適用に
おいては、少なくとも２列の屈折率集束形ファイバを、
例えば米国特許第３，９４７．１０６号に示されている
束状に結合し、これにより、各ファイバによって作られ
る視野型なりを増大させることにより、露光変調を許容
限界内に保持している。業界に周知のように、最適変調
は、ファイバ長及びファイバ間隔を含む最適アレイパラ
メータの選択によって得られる。
次に、従来、複写機に用いられている二動式屈折率集束
形レンズアレイについて考察する。即ち、第１図及び第
２図及び以下の記述は、かかるレンズアレイが感光性像
平面に直立の単位倍率画像を形成する仕方を説明し、及
び露光均一性に影響を与える設計パラメータを考察しよ
うとするものである。これは、−動式アレイを用いる際
に存在する問題、及び本発明者がこの問題を解決するた
めに用いた手段についての以下の説明をＮ単化するもの
である。後で説明するように、次いでこの同じ手段を用
いて二側式プリンタ／スキャナアレイの効率を改善する
。
先ず第１図について説明すると、図は、従来から複写機
に用いられている屈折率集束形レンズアレイ４を有する
光学装置２の側面図であり、上記アレイは、束となって
配置されている長さしの屈折率集束形ファイバの２つの
千鳥形の列６．８を具備している。一つの構成において
は、透明な物体平面１０がレンズアレイ４の前を通過し
て矢印方向に移動するようになっている。平面ＩＯはそ
の上に書［１２を支持する。ランプ組立体１４が、物体
平面１０の狭い巾を横切る強い細い照明の帯域を提供す
る。
作動においては、平面ｌＯは、感光面を有する像形成平
面１６の速度と同期する速度で照明区域を横切って移動
させられる。光の細いストリップが書ＩＪＴ１２から反
射され、レンズアレイ４によって平面１６の露光ストリ
ップ領域上に合焦させられる。物体平面における照明の
帯域は領域１８よりも中広であるべきである。第２図は
、上記レンズを通して下方へ見、そして領域１８の対応
部分に沿う露光部を見た場合の二側式レンズアレイ４の
一部を拡大して示す上面図である。ファイバの中心は、
図示のように、距離２ｄＲだけ互いに離れている。ここ
に、ｂはファイバ間間隔パラメータであり、一般に約１
．０３に等しい。像形成平面１６における点Ｐは速度Ｖ
で露光領域１８を通って移動する。点Ｐが領域１８を通
過するときに咳点が受取る総置光ｉｔ　（Ｅ）は、各関
係のファイバから受取られる露光値の合計である。各フ
ァイバ２０は成る放射照度を有す（例えば、ファイバ２
０ａは外形２２を、ファイバ２０ｂは外形２３を有す）
。この放射照度は、「応用光学」（ＡＰＰＬＩＥＤ　０
ＰＴＩＣＳ　）誌、第１９巻、第７号（１９８０年４月
１日発行）の第１０６５頁〜第１０６９頁に所載のジェ
ームス・デイ−・リース（Ｊａｍｅｓ　Ｄ、Ｌｅｅｓ　
）及びウィリアム・ラーマ（Ｗｉｌｌｉａｍ　Ｌａｍａ
）著の論文「屈折率集束形ファイバレンズの若干の放射
特性Ｊ　　（Ｓｏｍｅ　ｒａｄｉｏｍｅｔｒｉｃｐｒｏ
ｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｇｒａｄｉｅｎｔ−ｉｎｄｅｘ
　ｆｉｂｅｒ　１ｅｎｓ　）に記載の原理に従って導き
出されるものである。この論文の内容については、本明
細書に参照として記載する。
（発明が解決しようとする問題点） 多重列式アレイの設計は、露光変調を許容値まで減少さ
せるが、実施に多くの費用がかかる。ファイバ製造及び
アレイ組立の方法に費用上のかなりの不利が伴う。アレ
イに必要な列の数を減らすことによってこの費用を低減
することが望ましい。
しかし、ファイバの単一の線形列しか構成していないア
レイは、これによって生ずる露光変調が、複写に対して
許容できる画像を形成するのに必要な最小レベルを溝か
に越えるということが認められており、従来、複写機に
用いられていない。しかし、複写機については、照明を
適宜増強させることが設計上得策であるということが知
られている。
次に、プリンタまたはスキャナにおける屈折率集束形レ
ンズアレイの使用を考えると、二側式アレイが標準とな
っている。プリンタに対しては、典型的にはＬＥＤアレ
イである光発生装置を賦勢し、その出力を屈折率集束形
レンズアレイによって感光性像平面上に合焦する。ＲＩ
Ｓに対しては、線形照明源によって書類を走査照明し、
反射像を屈折率集束形レンズアレイによって全１１ホト
センサアレイ上に合焦する。これら両方の適用に対して
は、総露光量及び露光変調が重大問題となる。
現在、プリンタ及びスキャナに対しては少な（とも二列
のアレイが必要である。即ち、複写機と異なり、これら
装置は一般光（総露光量）が制限されるからである。従
来のアレイは、露光度ａｌｌ　（後で詳述する）を許容
限界内に保持する設計を必要としている。しかし、露光
変調は、現在、効率（総露光量）とのかね合いの問題で
あり、所望の露光変調レベルを得るためにはより多くの
光を必要とする。従って、プリンタ及びＲＴＳ装置に現
在用いられている二側式レンズアレイの効率（総露光量
）を、露光変調を許容限界内に保持しながら、改善する
ことが望ましい。
従って、本発明は、屈折率集束形ファイバの単一列を具
備するレンズアレイの使用を可能ならしめることにより
、複写機に現在用いられているレンズアレイの費用を低
減することを目的とするものである。更に、本発明は、
プリンタ装置及びスキャナ装置に現在用いられている二
側式アレイの効率及び総露光量を改善することを目的と
するものである。
（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明は改善された光学的
像形成装置を提供するものであり、この本発明装置は、
少なくとも単一の列に結合されて線形レンズアレイを形
成する複数の屈折率集束形光ファイバを有し、上記アレ
イは、物体平面と感光性像平面との間に配置され、露光
期間中、上記物体平面に横たわる物体から上記像平面上
へ光を伝送して画像を形成するようになっている。この
本発明装置は、更に、上記像平面における露光不均一性
を減少させるように、露光期間中、上記レンズアレイを
横に振動させるための手段を有す。
（実施例） 先ず本発明の原理について説明する。第２閏の点Ｐが受
をる聡露光ｆｆｉ　（Ｅ）は、上掲のリースとラーマと
の論文に開示されている総和方程式を用いることによっ
て導き出される。領域１８を通過する像形成平面上の任
意の点によって受取られる総露光量は、ｘ−ｙ像平面に
おけるｙ軸上の酸点の位置の関数である。例えば、点Ｐ
′は、関係するファイバの重なりの向きが異なるので異
なる分布をとる。像形成平面上の相異なる点間のこの露
光不均一性は、屈折率集束形レンズのファイバの間隔の
ための本来的のものであり、像平面上に形成される画像
の露光均一性がアレイ　（ｙ）方向において変化すると
いう結果をもたらす。
円形放射照度の外形２２または２３の範囲を記述するの
に有用な、上掲のリースとラーマとの論文によって導き
出される方程式は次の通りである。
Ｋ−−Ｒｓｅｃ（ＪＴ　Ｌ／２　）　＝ａＲ（１）ここ
に、Ｋ（第２図）は放射照明外形の半径、ａはに／Ｒと
して定義される「重なりパラメータ」、Ｒはファイバの
半径、Ａは屈折率集束定数、Ｌはファイバ長である。弐
（１１をａに関して次のように書き直すことができる。
ａ＝−ｓｅｃ（、ＪＴＬ／２　） Ａ及びＬの適当する値を代入することによってａを変化
させると、露光変調に対してプロットされるａ　／　ｂ
の値は第３図に示す曲線３０（二列式アレイに対して）
の如くになる。この露光不均一性または変調を最大及び
最小の総露光量Ｅに関して次の如くに書ける。
明らかに解るように、像平面における露光変調は種々の
最小及び最大の値を有しており、重なりパラメータＡの
値が増大するにつれて一般に減少する。商用におけるａ
　／　ｂの値は２．７と５．０との間の範囲内にある。
第３図における曲線３２は一列式アレイに対する露光変
調を表わすものである。
図示のように、この変調は、対象とするａ　／　ｂ範囲
内の二列式変調よりも格段に高く、像平面における画像
露光不均一性が許容不可となる可能性がある。
一列式アレイによって発生する露光変調（第３図）は、
列を構成する個々のファイバの大きさ及び間隔、並びに
ａ　／　ｂ選択が変調の最大、最小またはこれらの中間
のいずれかにあるかに関係する周期を有している。第４
図はこれら３つの可能性あるプロット及び屈折率集束形
ファイバ２０に対するこれらの関係を示すものである。
最大値は山３２ｔ〜３２ｘに対応し、最小値は谷３２２
〜３２ｈに対応する。本発明の原理の一つによれば、物
体平面と像平面との間に適切に配置しである一列式アレ
イをアレイ方向に沿って横に平行移動させると（第４図
において左から右へ）、露光外形（例えば明レベル）も
横に移動する。これは、放射照度外形が、第２図に示す
ように、ファイバ自体と結びついておってこれとともに
移動するからである。しかし、実際の光学像は静止した
ままになっている。これは、いうまでもなく、ぼけ無し
の画像形成を保持するのに必要なことである。第５Ａ図
に示すように、通例の倒立レンズＬを用いて、物体平面
にある点Ｐ、　、Ｐ、を像平面上に結像する（ｐ％、ｐ
、／として）場合には、レンズを右へ横に移動させると
、これに対応して像点Ｐ、″、Ｐ２″へ移動する。しか
し、第５Ｂ図に示すように、結像部材が直立形の−（ま
たは二）動式屈折率集束形レンズアレイである場合には
、このレンズアレイが右へ移動しても、結像点ＰＩ’、
ＰＺ’は移動しない。上記レンズアレイが移動するにつ
れて、物点はこのレンズの視野に入り、そしてこれから
出てゆく。像点は変化しないが放射照度及び露光値は変
化する。（第５Ａ図及び第５Ｂ図に示す運動は、説明の
便宜上、拡大して描いである。）第４図から解るように
、露光中、アレイ方向におけるレンズアレイのどんな小
さな運動も変調を減少させる（均一性を改善する）が、
成る与えられた露光周期中には最適運動が存在する。第
４図について説明すると、最大変調の場合に対する最適
運動はｂＲであり、最小変調の場合に対する最適運動は
ｂＲ／２である。この運動は、レンズの移動を走査機能
に結びつけることによって極めて簡単に得られる。例え
ば、第６図及び第７図は、屈折率集束形ファイバの単一
列４２を有するアレイ４０で二列式アレイを置き換える
ことによって変形した第１図の光学装置を示すものであ
る。上記アレイは、偏倚ばね４３ａとばねローラ４３と
の組合せ体によって偏倚させられ、プラテン１２に取付
けられている正弦波状線形ラック４４の面に乗る。上記
プラテンがその走査サイクルを通じて移動するにつれて
、アレイ２０は横に振動する。
露光領域１８は一般に約５　ｍｍである。従って、ラッ
ク４４は、ベルト卯ち像形成平面１６を５Ｎ進ませる間
にレンズアレイ４０が少なくとも１つの並進偏倚運動Ｔ
Ｅを行なうことのできるように形成されるべきである。
他の機構を用いて、閉じ込められたチャネル内にラック
４４及びローラ４３を閉じ込めるというような正弦波状
運動をなさしめることもできる。第３図から解るように
、−動式アレイは１．２５から７までの間の有用なａ　
／　ｂパラメータを有することを特徴とするものである
。
次に、上記レンズアレイをプリンタまたはＲＩＳに用い
る場合について考えると、レンズを振動させるという原
理は保持されるが、実施については変更される。前述し
たように、これら２つの用途に対しては、効率及び総露
光量は、露光変調を許容限界内に保持するために、従来
から不所望に減少させられている。二列式アレイの効率
については、「応用光学」誌、第２１＠、第１５号（１
９８２年８月１日付）の第２７３９頁〜第２７４６頁に
所載のウィリアム・ラーマの論文「グリノ（ＧＲＩＮ）
ファイバレンズアレイの光学的特性Ｊ　　（Ｏｐｔｉｃ
ａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＧＲＩＮ　ｆｉｂ
ｅｒ　１ｅｎｓａｒｒａｙ　）において詳細に検討され
ている。効率は、この論文において次式のように定義さ
れている。
ここに、ｎｏはファイバ軸に対する屈折率、Ａは正の勾
配定数、Ｒはファイバ半径、ｂはファイバ間間隔パラメ
ータである。式（３）を微分すると、ａ　／　ｂパラメ
ータ力月、５であるときに効率が最大となるということ
が解る。第８図は、プリンタまたはＲＩＳに用いられる
二動式屈折率集束形レンズアレイに対する露光変調対ａ
　／　ｂパラメータの曲線４８を示すものである。曲線
４８には最大値４８ｔ〜４８ｚ及び最小値４８ａ〜４８
ｇがある。
ａ　／　ｂの１．５の値に対しては、第８図に示すよう
に、露光変調の値が大きく　（１０％）且つ許容不可と
なる。露光変調を許容限界内に保持するためには、従来
は、印刷及び走査のためのアレイを、ａ　／　ｂ値が一
般に２．７よりも太き（なるように設計することが必要
であった。この値において、効率は最適値から約２５％
低下する。スキャナまたはプリンタ用としては、効率の
３０％低下は総露光量の３０％減少となる。
第９図は本発明の原理を具現したＲＩＳ光学装置５０を
示すものである。ランプ組立体５２が走査用スリット５
４の各側に配置され、走査ストリップに沿う細い漸増的
照明帯域を提供するようになっている。二動式屈折率集
束形レンズアレイ５６が移動式書類プラテン５８と線形
ホトセンサアレイ６０との中間に所定位置に配置され、
書類の走査済み部分の単位倍率画像をアレイ６０の面上
に形成するようになっている。作動においては、上記プ
ラテンが走査用スリット５４を通過させられるにつれて
、次々に続（線画走査がアレイ６０によって書類６２を
横切ってなされる。この場合の露光領域は上記ホトセン
サアレイの画素の縁によって限定される。当業者には解
るように、アレイ６０を構成する個々の視察素子は、各
線画が走査されて走査済みの各線画に対する画像信号ま
たは画素の流れを作るにつれて、次々にサンプリングさ
れる。上記作られた個々の画素の各々は、アレイ６０を
構成する個々のレンズによって視察された書類６２の画
像区域を表わす個別的電圧を構成する。市販されている
一つの金山走査用アレイとしては、フジ・ゼロックス社
製のＦＩＥ−８Ａ型線形アレイがある。
複写機に用いる場合には、二列式スキャナアレイに対す
る露光変調は、この二列を構成する個々のファイバの大
きさ及び間隔に関係し、更にａ／ｂ選択が変調の最大、
最小または中間のいずれにあるかによって決定される周
期を有す。第１Ｏ図は、これら３つの可能性及びレンズ
アレイ５６の屈折率集束形ファイバに対するこれらの関
係を示すものである。上記選択の最大は山４８ｔ〜４８
ｚに対応し、最小は谷４８３〜４８ｇにわたる。ここで
も、上記アレイの小さな横運動（左から右へ）は変調を
減少させるが、成る与えられた露光周期中には最適運動
がある。最大変調における最適運動はｂＲ／２であり、
最小変調に対してはｂＲ／４である。Ｒに対する典型的
な値は０．５３２５　ｍであり、ｂＲ／２に対しては０
．５４８５　ｉｎである。
しかし、複写機の場合とは異なり、露光領域（アレイ６
０における）が２５．４ｍｍ（１インチ）当り３００ス
ポツト用に対して一般に０．０８ｍであって５鰭複写機
の場合に対するよりも露光領域値が蟲かに小さいので、
偏倚運動時間はかなり減少する。即ち、スキャナに対し
ては、第９図及び第１１図について説明すると、レンズ
５６は、該レンズに対してプラテン０．０８　ｍｍ移動
する間に、少なくとも１つの転移偏倚運動ＴＥをなすべ
きである。複写機の場合と同じように、アレイ５６は、
プラテン５８に沿って取付けられた正弦波状線形ラック
６４に対してばね偏倚関係で乗る。
走査の場合について上述したことはプリンタの場合にも
同じく当てはまるのであり、ＬＥＤアレイのような線形
光バーが該アレイに入ってくる光を形成し、従ってまた
、光受容体面における露光領域を形成する。他の画像光
バーの例としては液晶シャッタ（ＬＣ３）がある。印刷
用の露光領域は、２５．４龍当り３００スポツト用に対
すると同じ約０．０８龍の巾である。
スキャナ及びプリンタの場合にはレンズアレイの偏倚運
動は溝かに速くなるから、上記レンズに振動運動を与え
るための他の機構が必要となる。
−例をあげると、圧電トランスジューサをレンズアレイ
に取付け、業界に知られているように、これを周期的に
賦勢して所要の運動をなさしめる。
（発明の効果） 要約すると、以上においては、単位倍率の画像を作るた
めに屈折率集束形レンズアレイを用いる像形成装置の作
動を高めるための機構について説明した。本発明の主た
る特徴は、横走査またはアレイ方向（走査方向に対して
横）におけるレンズの振動にある。この運動は露光外形
を動かして不均一区域を充足し、露光変調を減少し、均
一性を改善する。この運動によって画像がぼけるという
ことはない。本発明を複写機に実施する場合には、−動
式アレイを用い、レンズアレイの調達及び組立ての費用
を節約することができる。スキャナまたはプリンタに用
いる場合には、本発明によれば二側式レンズアレイをよ
り高い効率で作動させることができる。
複写機の場合には、主な利点の一つは走査装置に対して
一列式レンズアレイが使用可能であるということである
が、二側式レンズアレイを用いることも望ましい。この
場合には、レンズアレイの上記所定の振動により、露光
変調の若干の改善が得られる。同様に、スキャナまたは
プリンタの場合には、十分な光（プリンタ）または感度
（スキャナ）が得られるならば、上記所定の振動は一列
式アレイに対して有利に作用し、費用を節減する。
以上においては本発明をその実施例について説明したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載の如き本発明の範囲内で種々の変形または変
更が可能である。例えば、レンズが移動しても投影画像
は移動しないということは直立式単位倍率レンズの特性
であり、米国特許第３，６８７，５４５号に開示されて
いる形式の線形ストリップレンズのような装置もかかる
特性を有している。本発明は単位倍率装置において光学
的に有用なものであるが、屈折率集束形レンズを縮小／
拡大モードで用いる像形成装置においても本発明を実施
することができる。例えば、米国特許第４，４１５，２
５８号には、像平面に縮小または拡大した画像を形成す
る像形成装置が開示されている。
このレンズが横振動すると、１倍の場合と異なり、像平
面において像点が移動する。しかし、成る装置に対して
は、−列式装置を単位に近い値で振動させるように設計
し、その結果生ずる画像のぼけを該装置に対して許容で
きるようにすることができる。他の変形例としては、上
述の実施例におけるレンズアレイは移動式プラテンに対
して固定しているものとして示しであるが、業界に周知
のように、レンズが固定プラテンを走査するようにして
もよい。これら及び他の変形は全て本願の特許請求の範
囲に入るべきものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は二動式屈折率集束形ファイバレンズアレイを用
いた従来の複写機の像形成装置の側面図、第２図はレン
ズアレイを構成する光ファイバの放射線照度パターンを
示す第１図の像平面を見た平面図、第３図は一列または
二列のファイバを有する屈折率集束形レンズアレイを複
写機モードで用いた場合の露光変調を示す曲線図、第４
図は一列式アレイに対する最大及び最小の変調点を示す
曲線図、第５Ａ図は普通のレンズの移動中に生ずる画像
の移動を示す側面図、第５Ｂ図は単一列式屈折率集束形
レンズアレイの横並進運動中の不変画像位置を示す側面
図、第６図は露光均一性を改善するために、露光期間中
、レンズを振動させるようにした像形成装置の側面図、
第７図は第６図の装置の部分上面図、第８図は二動式屈
折率集束形レンズアレイをプリンタまたはスキャナモー
ドで用いた場合の露光変調を示す曲線図、第９図は、露
光期間中、レンズを振動させるようにしたＲＩＳのため
の像形成装置の側面図、第１０図は二側式アレイに対す
る最小及び最大の変調点を示す曲線図、第１１図は第９
図の装置の部分上面図である。 １２．５８・・・・・・プラテン １６・・・・・・像形成平面 ４０．５６・・・・・・レンズアレイ ４２・・・・・・屈折率集束形ファイバ４３・・・・・
・ばねローラ ４３ａ・・・・・・偏倚ばね ４４．６４・・・・・・正弦波状線形ラック６０・・・
・・・線形ホトセンサアレイＲＧ／ Ｆ／Ｇ、２ 露光変調 ＦＩＧ、　４ 一列式アレイ ＦＩＧ　５４ ＩＧ５Ｂ （ρ、”ｌ　　　　　（Ｐ２’１ Ｃ６ ＦＩＧ　？ ｍθ １．００　１．５０　２００　　　　３．００　　　　
４．００　　　　５．００　　　　６．００ａ／ｂ　　
パラメータ ＦＩＧ　９ ＦＩＧ、　／／ ｌＯ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも単一の列に結合されて線形レンズアレイ
    を形成する複数の屈折率集束形光ファイバを含み、上記
    アレイは、物体平面と感光性像平面との間に配置され、
    露光期間中、上記物体平面に横たわる物体から上記像平
    面上へ光を伝送して画像を形成するようになっており、
    更に、上記像平面における露光不均一性を減少させるよ
    うに、露光期間中、上記レンズアレイを横に振動させる
    ための手段を含んで成る光学的像形成装置。 ２、物体平面が書類プラテンであり、像平面が光受容体
    部材であり、レンズアレイが単一列式アレイである特許
    請求の範囲第１項記載の光学的像形成装置。 ３、光受容体部材が約５ｍｍ移動する間にレンズアレイ
    が１回の並進偏倚連動をうける特許請求の範囲第２項記
    載の光学的像形成装置。 ４、最小変調に対するレンズの最適運動が式ｂＲ／２に
    よって定義され、上記式において、ｂはファイバ間間隔
    、Ｒはファイバ半径である特許請求の範囲第２項記載の
    光学的像形成装置。 ５、最大変調に対するレンズの最適運動が式ｂＲによっ
    て定義され、上記式において、ｂはファイバ間間隔パラ
    メータ、Ｒはファイバ半径である特許請求の範囲第２項
    記載の光学的像形成装置。 ６、レンズアレイが多重列式アレイである特許請求の範
    囲第２項記載の光学的像形成装置。 ７、振動手段がプラテンの運動によって作動させられる
    特許請求の範囲第２項記載の光学的像形成装置。 ８、物体平面が可動書類プラテンであり、像平面がホト
    センサアレイであり、レンズアレイが少くとも単一列式
    アレイである特許請求の範囲第１項記載の光学的像形成
    装置。 ９、プラテンが約０．０８ｍｍ移動する間にレンズアレ
    イが１回の並進偏倚運動をうける特許請求の範囲第８項
    記載の光学的像形成装置。 １０、最小変調に対するレンズの最適運動が式ｂＲ／４
    によって定義され、最大変調に対しては式ｂＲ／２によ
    って定義され、上記式において、ｂはファイバ間間隔、
    Ｒ／２はファイバ半径である特許請求の範囲第８項記載
    の光学的像形成装置。 １１、物体平面が像形光バーを含んでおり、像平面が光
    受容体部材である特許請求の範囲第１項記載の光学的像
    形成装置。 １２、アレイが、直立した単位倍率像を像平面に形成す
    るように配置されている特許請求の範囲第１項記載の光
    学的像形成装置。 １３、アレイが、直立した非単位倍率像を像平面に形成
    するように配置されている特許請求の範囲第１項記載の
    光学的像形成装置。 １４、振動手段が走査方向に沿って延びる正弦波状線形
    ラックを具備しており、更に、上記ラックに向かってレ
    ンズアレイにばね負荷をかけるための手段を備えている
    特許請求の範囲第１項記載の光学的像形成装置。 １５、物体平面における書類が感光性像平面において１
    ：１の倍率で再生されるようになっている像形成装置に
    おいて、 上記物体平面と上記像平面との間に配置され、直立像を
    単位倍率で上記像平面に形成するための線形レンズアレ
    イと、 露光期間中、上記書類を漸増的に照明するための手段と
    、 上記書類と上記レンズアレイと上記像平面との間に相対
    移動を提供するための手段と、 露光期間中、上記レンズアレイを横に振動させるための
    手段とを備えて成る像形成装置。 １６、線形レンズアレイが屈折率集束形ファイバの単一
    列を含んでいる特許請求の範囲第１５項記載の像形成装
    置。 １７、線形レンズアレイがストリップレンズである特許
    請求の範囲第１５項記載の像形成装置。 １８、単一列に結束された複数の屈折率集束形光ファイ
    バを備え、且つ１．３と７．０との間のａ／ｂパラメー
    タを有しており、上記パラメータにおいて、ａは単一フ
    ァイバの放射照度外形の半径を上記ファイバの半径で除
    したものに等しいファイバ重なりパラメータであり、ｂ
    はファイバ中心間離隔距離を上記ファイバの直径で除し
    たものに等しいファイバ間間隔パラメータである線形レ
    ンズアレイ。 １９、二列形状に結束された複数の屈折率集束形光ファ
    イバを備え、且つ１．５と２．７との間のａ／ｂパラメ
    ータを有しており、上記パラメータにおいて、ａは単一
    ファイバの放射照度外形の半径を上記ファイバの半径で
    除したものに等しいファイバ重なりパラメータであり、
    ｂはファイバ中心間離隔距離を上記ファイバの直径で除
    したものに等しい間隔係数である線形レンズアレイ。 ２０、線形レンズアレイによって感光性像平面に形成さ
    れる画像の不均一性を減少させるための方法において、 上記レンズアレイを物体平面及び像平面から等距離に配
    置する段階と、 上記レンズアレイの入口面に画像縮小パターンを導く段
    階と、 走査機能を行なうように上記物体平面、上記レンズアレ
    イ及び上記像平面の間に相対的移動を提供する段階と、 走査機能中、上記レンズアレイを横に振動させる段階と
    を有する画像不均一性減少方法。
JP62182119A 1986-07-28 1987-07-21 光学的像形成装置 Pending JPS6336653A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/890,204 US4982222A (en) 1986-07-28 1986-07-28 Imaging system utilizing an oscillating gradient index lens array
US890204 1986-07-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6336653A true JPS6336653A (ja) 1988-02-17

Family

ID=25396384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62182119A Pending JPS6336653A (ja) 1986-07-28 1987-07-21 光学的像形成装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4982222A (ja)
EP (1) EP0257798B1 (ja)
JP (1) JPS6336653A (ja)
CA (1) CA1285604C (ja)
DE (1) DE3788545T2 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5233469A (en) * 1987-10-22 1993-08-03 Canon Kabushiki Kaisha Imaging optical system using index distribution type optical elements
US5150151A (en) * 1989-03-09 1992-09-22 Canon Kabushiki Kaisha Reflecting device and pattern transfer apparatus using the same
US5074642A (en) * 1989-11-14 1991-12-24 Hicks John W Multifiber endoscope with fibers having different indices of refraction
US5103497A (en) * 1989-11-14 1992-04-07 Hicks John W Flying spot endoscope
JP2815130B2 (ja) * 1992-11-04 1998-10-27 キヤノン株式会社 レンズアレイ及びそれを用いた密着型イメージセンサー
US5436691A (en) * 1994-05-05 1995-07-25 Xerox Corporation Copier with anamorphic magnification imaging system
US6469728B1 (en) 1995-12-18 2002-10-22 Xerox Corporation LED printbars with depth of focus enhancement
US5801849A (en) * 1996-10-21 1998-09-01 Telesensory Corporation Image reading device and document scanning system
JP3453492B2 (ja) * 1997-05-13 2003-10-06 キヤノン株式会社 画像形成装置及びプリンタヘッド
US6088166A (en) * 1998-12-22 2000-07-11 Dicon Fiberoptics, Inc. Miniaturization of gradient index lens used in optical components
US6975949B2 (en) * 2004-04-27 2005-12-13 Xerox Corporation Full width array scanning spectrophotometer
TWI456777B (zh) * 2011-07-28 2014-10-11 Univ Nat Taiwan Science Tech 多透鏡陣列之集光模組
ES2895071T3 (es) 2018-05-30 2022-02-17 Depixus Dispositivo de formación de imágenes de primer plano multicanal
EP3686642A1 (en) 2019-01-24 2020-07-29 Depixus Multichannel close-up imaging device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5038553A (ja) * 1973-08-07 1975-04-10

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3217594A (en) * 1963-02-27 1965-11-16 Simmon Brothers Inc Photographic printer and enlarger and light mixing device therefor
US3194142A (en) * 1963-09-26 1965-07-13 Mosaic Fabrications Inc Optical image transfer device
DE1278136B (de) * 1966-03-17 1968-09-19 Schneider Co Optische Werke Verfahren und Vorrichtung zur Bilduebertragung mittels faseroptischer Bauelemente
JPS5744350Y2 (ja) * 1973-11-07 1982-09-30
US4098550A (en) * 1976-03-29 1978-07-04 Randolph John W Omni-directional moving picture taking and exhibiting apparatus
DE2757386C3 (de) * 1977-12-22 1981-11-26 Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen Belichtungsanordnung für Kopiergeräte
US4314282A (en) * 1980-04-14 1982-02-02 Xerox Corporation Multifunction graphic engine based on an oscillating scanner
US4349248A (en) * 1980-04-23 1982-09-14 Xerox Corporation Gradient index lens array with improved exposure uniformity
US4509826A (en) * 1983-04-11 1985-04-09 Xerox Corporation Optical image staggering/destaggering arrangement for multiple array scanning system
JPS6053919A (ja) * 1983-09-05 1985-03-28 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡用撮像装置
FR2569278B1 (fr) * 1984-08-14 1988-04-08 Thomson Csf Dispositif de transport d'image par cable optique

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5038553A (ja) * 1973-08-07 1975-04-10

Also Published As

Publication number Publication date
CA1285604C (en) 1991-07-02
EP0257798A2 (en) 1988-03-02
EP0257798B1 (en) 1993-12-22
EP0257798A3 (en) 1989-07-26
DE3788545T2 (de) 1994-05-26
DE3788545D1 (de) 1994-02-03
US4982222A (en) 1991-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6336653A (ja) 光学的像形成装置
US5450157A (en) Imaging system using a gradient index lens array with improved depth of focus
US6747818B2 (en) Image forming lens, image forming lens unit, original document reading module, apparatus and method, and image information processing apparatus
JP3939908B2 (ja) 原稿読取レンズ・原稿読取レンズユニット・原稿読取モジュール・原稿読取方法・原稿読取装置・画像情報処理装置
US9266351B2 (en) Optical scanning device and image forming apparatus
JP5580274B2 (ja) 結像素子アレイ及び画像形成装置
JP2003005117A (ja) 光走査装置、マルチビーム走査装置及びそれを用いた画像形成装置
US6188465B1 (en) Dual depth of focus imaging system
CA2018931C (en) Multiple laser beam scanning optics
US20090046343A1 (en) Optical scanner configured so a principal ray of an incident beam from a light source to a deflector and a principal ray of a scanning beam from the deflector to a scanned surface travel on opposite sides of an optical axis of optical element(s) having transmissive surfaces both concave toward the deflector in sub-scanning section, and image forming apparatus using the same
CN106896669B (zh) 光学扫描设备以及包括该光学扫描设备的图像形成设备
JP2001246782A (ja) 光書き込み装置および画像形成装置
US5166999A (en) High resolution print bar system
US20070029471A1 (en) Optical beam scanning device and image forming apparatus
JP2007045094A (ja) 走査光学系及びそれを用いた画像形成装置
US6469728B1 (en) LED printbars with depth of focus enhancement
JP2008052197A (ja) 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置
JPS62104262A (ja) イメ−ジ入力装置
JPH0618803A (ja) 光走査装置
US6011888A (en) Gradient index lens array assembly comprising a plurality of lens arrays optically coupled in a lengthwise direction
JP2019126019A (ja) 結像光学機構、読取モジュールおよび画像読取装置
JP2003098474A (ja) 結像素子ユニット、光書き込みユニットおよび画像形成装置
CN103364948A (zh) 光扫描装置以及图像形成装置
US4897688A (en) Document imaging system with bi-directional anamorphic magnification capability
JPH11261763A (ja) 画像読取装置