JPH05503169A - 画像書き込み装置の非接触式光学印字ヘッド - 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】 本発明は複数の画像走査ラインを受光表面上で同時に露光するために独π的に変 調せしめられた光線の直線アレイを使用する型式の非接触式印字ヘッドに関する 。

発明の背景 上述の型式の印字ヘッドは周知である。例えば、米国特許第４．　３６４．　０ ６４号明細書は光ファイバのインラインアレイをノリコン板にエツチング加工し た溝（グループ）内に保持した光フアイバ印字ヘッドを開示している。各光ファ イバはその入力端部に光学的に接続した独立に変調可能なレーザーダイオードを 有し、ヘッドはファイバの出力端部を受光表面に近接させた状態で位置決めされ １、ヘッドを受光表面に沿って並進運動させたときに、ファイバから同時に発出 した数個の変調光線が対応する数の平行画像走査ラインを書き込むようになって いる。

例えば１インチ（２５，４ｍｍ）当り２４００−２８００画素の如き高解像度の 画像書き込みにとって必要なのは、受光表面上の隣接する光点間の中心間距離を 極めて小さくすることである。例えば、１インチ当り２８００画素の解像度を得 るには、上記中心間距離を９．０７ミクロンとしなければならない。従来の無修 正単モードのファイバは現在８０ミクロンの直径のものを入手でき、９０ミクロ ンの中心間間隔で基体上に装着できる。上記米国特許明細書に開示されたように 、光線を受光体上に直接投射した場合は、このヘッドはクロス走査方向に１イン チ当り約２８０画素程度の比較的低い解像度の画像しか書き込めない。複モード のファイバは５０ミクロンの直径のものを入手できるが、これらを用いた場合で さえも、１インチ当りたった４２０画素程度の比較的低いクロス走査解像度しか 得られない。

所望の近接間隔を達成するための種々の技術が知られている。その１技術は書き 込み方向に対しである角度をなしてヘッドを傾斜させることである。しかし、正 当な傾斜角度を得るには、ファイバをエツチング加工してその直径を減少させ、 ヘッド内でのファイバの配属密度を増大させなければならない。ファイバのエツ チング加工はヘッドのコストを不当に増大させ、ファイバに不当な直径誤差を生 じさせてしまう。更に、厚い外側クラツディングを有する単モードのファイバし かエンチング加工できない。一層大きな数値の開口と極めて薄いクラツディング とを有する複モードのファイバは有効にエツチング加工できない。

受光体上への光線の直接投射のほか、印字ヘッドと受光体との間に光学作像装置 を介在させて、フィールドの深さを増大させると共に、運動中の受光表面からヘ ッドを安全に離間できるようにする技術も知られている。縮小倍率の光学作像装 ！を使用することにより、光点間の中心間距離を減少させて所望の間隔を得るこ とができる。しかし、この方法を採用すると、光点の寸法も許容レベル以下に減 少してしまう。赤外線波長に近い光線で作動する単モードのファイバに対しては 、ファイバの端部での光点の寸法は１／ｅ２で５−６ミクロン程度の直径となる が、受光表面において必要な光点の寸法は１９ミクロン程度である。９０ミクロ ンの間隔を９ミクロンの間隔まで減少させるために０．　１倍の倍率の光学装置 を使用した場合、受光表面上の光点の寸法も０．　１倍（１／１０）に減少して しまう。

それ故、本発明の目的は、安価に製造できる、非接触式印字ヘッドを使用する走 査装置を提供することである。

本発明の別の目的は、高解像度の画像書き込みのための所望の中心間距離を達成 するためにエツチング加工を必要としない容易に入手可能な光ファイバを利用し たインライン光フアイバ印字ヘッドを使用する走査装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は、印字ヘッドと目標表面との間の間隔を増大させるよう に印字ヘッドのフィールドの深さを改善すると共に所望の画像解像度を達成する ために光学作像手段を利用する非接触式の光学印字ヘッドを提供することである 。

本発明の他の目的は、目標受光表面上の光点の寸法及び光点間の間隔を互いに独 立的に設定できる上述の型式の非接触式の光学印字ヘッドを提供することである 。

発明の概要 上記目的を達成するため、画像書き込み装置の受光表面上で画素情報の複数のラ インを同時に走査するための光学印字ヘッドは複数の個々に変調せしめられたコ リメートされていない光線（隣接光線間で第１中心間距離を有する）を提供する ための光源手段を有する。本発明の特定の特徴によれば、拡散スクリーンを光源 手段から距離りだけ離して光線の経路内に配！して、拡散スクリーン上に光点の 列を形成させる。本発明の印字ヘッドは更に、拡散スクリーンと目標表面との間 に位置した光学作像手段をも備え、この作像手段は隣接する光点間の所望の中心 間距離を伴って拡散スクリーンからの光点を目標表面上に作像するための所定の 倍率を有し、この光点間の所望の中心間距離は作像手段の倍率により処理される ような光線間の中心間距離により決定される。光源手段と拡散スクリーンとの間 の距離りは、光点間の中心間距離とは独立に、受光表面での所望の寸法の光点及 び重なりを生じさせるように選定する。拡散又は（及び）光源手段を調整可能な 装着体上に配置することにより、目標表面上の光点の寸法は、受光表面上の光点 間の間隔を変更することなく、所望の寸法及び重なりを得られるように可変的に 調整可能とすることができる。更に、可変倍率を有する光学作像手段を使用する ことにより、受光表面上の光点の寸法を変更することなく、中心間距離を所望の 設定値に可変的に調整できる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の原理を示す書き込みヘッドの一実施例の概略平面図、第２図は 本発明の別の原理を示す書き込みヘッドの別の実施例の概略平面図、第３図は本 発明の更に別の実施例の概略平面図、第４図は第１図及び第２図の実施例におい て発生する光点形状を示す図、第５図は第３図の実施例において発生する光点形 状を示す図である。

詳細な説明 第１図を参照すると、本発明に係る印字ヘッド１０は既知の方法で基体１３に装 着した光ファイバ１２の入力端部に光学的に接続したレーザーダイオード１１の 直線アレイ（直線状に列をなしたレーザーダイオード）を有する。レーザーダイ オードは電気回路（図示せず）から供給される駆動信号により別個に変調せしめ られ、ファイバ１２の出口端部から投射されるべき個々に変調されたコリメート されていない（典型的には発散する）光線１４を発生させる。４組のみのレーザ ーダイオード、光ファイバを示したが、任意の組のレーザーダイオード、光ファ イバを印字ヘッドに設けてもよい。

本発明の重要な特徴によれば、ファイバ１２の出口端部から距離りだけ隔てて、 拡散スクリーン１５を光線１４の経路内に配置する。光線はファイバ１２の出口 端部から拡散スクリーンの表面上へ投射されて、所望の寸法（直径）及び光線間 の所望の中心間距離りの光点のアレイ（列）をスクリーン上に形成する。後に明 らかとなるが、光線の寸法及び間隔は最終的に書き込まれる画像に必要な寸法及 び間隔に等しくても等しくなくてもよい。

印字ヘッド１０は普通の構造の光学作像装置１６を具備し、この装置は拡散スク リーン１５を挟んで光源光ファイバ１２の反対側に位置し、拡散スクリーン上に 形成された光点を受光　（フォトレセプタ）表面２１上に形成し、この受光表面 は回転支持ドラム２０の周辺部に位置した感光性フィルムの層で構成するとよい 。ドラムが回転すると、形成された光点が画像情報の複数の画素変調されたライ ンをフィルム上に同時に書き込む。キャリッジ機構（図示せず）がドラム２０の 回転軸線２２に平行な矢印２３の方向に印字ヘッド１０を並進運動させて、フィ ルムの長手方向に沿って画像ラインを反復的に走査し、完全な二次元寸法の画像 を形成する。

第１図の実施例においては、光学作像装置１６の倍率は　１：１即ち１倍（１× ）であり、その結果、フィルム２１上の隣接する点間の中心間距離ｄはファイバ １２の出口端部での隣接する光線１４間の中心間距離りに等しい。しかし、ファ イバ１２から発出する一定寸法の発散光線１４及び光学作像装置　１６の倍率に 対しては、フィルム上に形成される点の寸法は拡散スクリーン１５とファイバ１ ２の出口端部との間の距離りにより決定される。その結果、隣接する点間の中心 間距離に影響を及ぼすことな（、隣接する点間に所望量の重なりを提供するため に受光表面上に所望寸法の点を形成するように、拡散スクリーン１５をファイバ １２の端部から任意の距離りに設定できる。もちろん、倍率が１倍の場合、拡散 スクリーン上の点の寸法は受光表面上の点の寸法と同じである。

第２図には、第１図の印字ヘッドの修正例を示し、この例では、光ファイバ１２ ′は湾曲していて、レーザーダイオード　１１′の大きさに順応する距離だけ入 力端部で離間している。更に、光学作像装置１６′は１より実質上小さい縮小倍 率（例えば、０．１倍）を有し、フィルム上に形成される点間の中心間距離を、 普通に入手できる８０ミクロンの直径の光ファイバでは達成できない高解像度の 画像書き込みに必要な間隔に縮小するようになっている。９０ミクロンの中心間 距離で基体に装着した８０ミクロンのファイバを有する印字ヘッドに対しては、 ０．１倍の倍率を有する光学作像装置はフィルム上に所望の９ミクロンの間隔の 点を形成し、これは、上述のように、１インチ（２５，４ｍｍ）当り２８００画 素の高解像度での書き込みにとって必要な間隔の範囲にある。しかし、拡散スク リーン　１５が無い場合、０．１倍の光学作像装置を用いると、点寸法（ファイ バ１２の出口端部での光線の横断面寸法）も０１倍、例えば０．ＩＸ５ミクロン 即ち０．　５ミクロンとなってしまう。拡散スクリーン１５を介挿すれば、発散 光線によりスクリーン上に例えば１９０ミクロンの過大寸法の点を生じさせるよ うな距離りにスクリーンの位置を設定でき、次いで、これらの点をフィルム２１ 上に１９ミクロンの寸法の点として作像し、点間の所望の重なりを得る。このよ うな寸法変化はフィルム上の作像点間の中心間距離に影響を及ぼさずに達成され る。

第３図には本発明の別の実施例を示し、この実施例においては、第１図及び第２ 図の実施例で使用した伝達型の拡散スクリーン１５の代わりに、反射型の拡散ス クリーン１５′を使用する。光源１３′　はスクリーンに関して光学作像装置１ ６′　と同じ側に位置し、拡散スクリーン１５′　に対しである角度をなしてい る。

この構成によれば、光線形状の所望の再形成を達成できる。第１．２図の印字ヘ ッドにおいては、拡散スクリーン　１５上の魚形状輪郭１４ａは第４図に示すよ うにほぼ円形である。しかし、入射光線１４と反射光線１４ｒとの角度関係のた め、光学作像装置１６′　により（図を明瞭にするため、光線はその中心線のみ を示す）、魚形状輪郭１４ｂ（第５図）は第５図に矢印２９にて示す書き込み方 向に垂直な長軸を有する楕円形状となる。これは、書き込み方向において印字ヘ ッド１０′と受光フィルム２１との間に相対運動が生じたときに、受光体上に情 報の画素を書き込むためにデータ信号をオン（ＯＮ）する有限時間が書き込み方 向２９においてフィルム上の対応する点を引き延ばすという利点を与える。従っ て、拡散スクリーン１５′上の楕円魚形状は受光フィルム２１上ではほぼ円形の 画素点に変換される。拡散スクリーン１５′上の魚形状が円形である場合は、同 じ現象により、フィルム２１上に楕円形の画素点（あまり好ましくない）が形成 されてしまう。

以上、特定の実施例につき本発明を説明したが、本発明の要旨を逸脱することな く種々の変形、修正が可能であることは言うまでもない。例えば、レーザー駆動 光フアイバアレイの代わりに、例えば発光ダイオードや平行な電気光学モジュレ ータチャンネルの如き別の光源手段を用いてもよい。

供 ＦＩＧ、２ 要約書 複数のインライン光ビームを使用して、受光表面上に像の対応する複数の線を同 時に露光するための印字ヘッドであって、光点の所望の寸法を得るために必要な 間隔だけ光源から離された拡散スクリーンに光ビームをあてることにより、前記 受光表面での光点及び光点間の中心間距離とを独立に設定できるようにしている 。拡散スクリーン上の光点は光学作像手段により所望の倍率で受光表面上に結像 され、当該受光表面上に所望の中心間距離の光点を生じる。所定の倍率に対して 、受光表面上の光点の寸法は、当該光点の中心間距離とは独立に、光源と拡散ス クリーンとの間の間隔によって設定できる。

国際調査報告 ｍ、Ａ、、、、、、、、、、、　ＰＣＴ／ＩＪＳ　９０１０７１５２

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．画素情報の複数のラインを受光表面上に同時に書き込むための非接触式の光 学印字ヘッドにおいて、 隣接する光線間の第１中心間距離を有する複数の個々に変調されたコリメートさ れていない光線を発生させるための光源手段と、拡散スクリーンであって、この 拡散スクリーン上に光点のアレイを形成するように前記光源手段から所定の距離 だけ離れて前記光線の経路内に位置した拡散スクリーンと、 前記拡散スクリーンと前記受光表面との間に位置した光学作像手段であって、こ の光学作像手段の倍率により処理されるような光線間の中心間距離によって決定 される隣接する光点間の中心間距離を伴って、前記拡散スクリーンからの光点を 前記受光表面上に作像するための所定の倍率を有する光学作像手段と、を備え、 前記受光表面での光点間の中心間距離とは独立に同受光表面上に所望の寸法の光 点を生じさせるように、前記光源手段と前記拡散スクリーンとの間の前記所定の 距離を選定したことを特徴とする印字ヘッド。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の印字ヘッドにおいて、前記光学作像手段が、前記 光源手段での光線の間隔に対して前記受光表面上の光点の中心間間隔を減少させ るために縮小倍率を有することを特徴とする印字ヘッド。
3. ３．請求の範囲第２項に記載の印字ヘッドにおいて、前記光源手段からの光線が 発散するものであり、前記拡散スクリーンと前記光源手段との間の距離が、前記 受光表面上に所望の寸法の光点を形成するために前記光学作像手段の縮小倍率に 反比例する量だけ拡大した光点を同拡散スクリーン上に形成するように選定され ていることを特徴とする印字ヘッド。
4. ４．請求の範囲第１項に記載の印字ヘッドにおいて、前記拡散スクリーンの設定 が、前記受光表面上の光点の中心間間隔とは独立に同受光表面上の光点の寸法を 変更できるように調整可能となっているいることを特徴とする印字ヘッド。
5. ５．請求の範囲第１項に記載の印字ヘッドにおいて、前記光学作像手段の倍率が 、前記受光表面上の光点の寸法とは独立に同受光表面上の光点の中心間距離の設 定を変更できるように調整可能となっているいることを特徴とする印字ヘッド。
6. ６．請求の範囲第１項に記載の印字ヘッドにおいて、前記拡散スクリーンを伝達 型のスクリーンとしたことを特徴とする印字ヘッド。
7. ７．請求の範囲第１項に記載の印字ヘッドにおいて、前記拡散スクリーンを反射 型のスクリーンとしたことを特徴とする印字ヘッド。
8. ８．画素情報の複数のラインを所定の書き込み方向で受光表面上に同時に書き込 むための非接触式の光学印字ヘッドにおいて、隣接する光線間の第１中心間距離 を有し第１形状輪郭を有する複数の個々に変調されたコリメートされていない光 線を発生させるための光源手段と、反射型の拡散スクリーンであって、この拡散 スクリーン上に光点のアレイを形成するように前記光源手段から所定の距離だけ 離れて前記光線の経路内に位置した拡散スクリーンと、 前記拡散スクリーンに関して前記光源手段と同じ側で同拡散スクリーンと前記受 光表面との間に位置した光学作像手段であって、この光学作像手段の倍率により 修正される光線間の中心間距離によって決定される隣接する光点間の中心間距離 を伴って、前記拡散スクリーンからの光点を前記受光表面上に作像するための所 定の倍率を有する光学作像手段と、 を備え、 前記光源手段及び前記光学作像手段が、同光源手段からの光線の形状輪郭とは異 なる形状輪郭を有する光点を前記受光表面上に形成するように、相互に関して及 び前記拡散スクリーンに関して方位決めされており、前記受光表面での光点間の 中心間距離とは独立に同受光表面上に所望の寸法の光点を生じさせるように、前 記光源手段と前記拡散スクリーンとの間の前記所定の距離を選定したことを特徴 とする印字ヘッド。
9. ９．請求の範囲第８項に記載の印字ヘッドにおいて、前記光源手段からの光線の 形状輪郭がほぼ円形であり、前記受光表面上に形成される光点の形状輪郭が同受 光表面上での書き込み方向に垂直な長軸を有する楕円であることを特徴とする印 字ヘッド。