JPH08110493A - 長さ方向に光結合された複数のレンズ・アレイを備えた勾配屈折率レンズ・アレイ・アセンブリ - Google Patents

長さ方向に光結合された複数のレンズ・アレイを備えた勾配屈折率レンズ・アレイ・アセンブリ

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JPH08110493A
JPH08110493A JP7241219A JP24121995A JPH08110493A JP H08110493 A JPH08110493 A JP H08110493A JP 7241219 A JP7241219 A JP 7241219A JP 24121995 A JP24121995 A JP 24121995A JP H08110493 A JPH08110493 A JP H08110493A
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lens
index lens
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arrays
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JP7241219A
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J Bell Conrad
ジェイ ベル コンラード
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストの増加を長さの増加に比例させつつ、
通常の12インチの長さを超える幅の原稿をコピーできる
勾配屈折率レンズ・アレイを提供する。 【解決手段】 レンズ・アレイ50は、ジグザグ構成で端
部が互いに接合されたレンズ・アレイ52、54、56から構
成されている。各レンズ・アレイは、光ファイバを束ね
た2つの列から構成されている。各アレイの入力面の端
部は、マスクされたセグメント52A、52B、54A、54B
および56A、56Bを有する。これらのセグメントは、実
際には一つの連続したレンズを提供するように、重なっ
ているレンズ素子の光をマスクする。アレイ54のファイ
バの光は、アレイ52のファイバの光と結合される。レン
ズ・アセンブリ52、54、56の側面には、接着樹脂セグメ
ント62、64、66がそれぞれ取り付けられ、一体の中空で
ない長方形部材が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機およびプリ
ンタ用の短焦点距離の光システムに使用されるタイプの
勾配屈折率レンズ・アレイ・アセンブリに関し、具体的
には、長さ方向(縦方向)に互いに取り付けられ、か
つ、その出力が画像面上に単一の露光ラインを投影する
ように光が結合されている複数のレンズ・アレイを備え
ている比較的安価なレンズ・アレイ・アセンブリに関す
る。
【0002】
【発明の背景】現在、原稿プラテン上に置かれた原稿を
照明する光システムに勾配屈折率レンズを組み込んだ商
用の複写機が多数存在する。キャノンPC IIIのような
商用複写機は、このタイプのレンズ・アレイを使用して
いる。このタイプの複写機の直線状アレイは、コピーさ
れる原稿の長さ(例えば、約12インチの長さ)に等しい
長さを有する。このアレイは、36インチまでの幅を有す
る青写真および工業用図面のような大きな原稿を複写す
る複写機にも使用される。例えば、ゼロックス2510およ
び2520複写機は、36インチの幅を有する勾配屈折率レン
ズ・アレイを使用する。アレイの長さが増加すると、製
造プロセスがより複雑になり、歩留りが減少することが
知られている。このことが、レンズ・アレイが12インチ
を越えると、不均衡に高いレートでコストがかかるとい
う理由の一つである。例えば、12インチのアレイを2倍
の24インチにすると、コストは、2倍ではなく5倍にな
る。
【0003】勾配屈折率レンズ・アレイを含む光システ
ムにおいて、画像コンポーネントのセグメントを互いに
電子的に「縫合する(stitch)」ことは、この技術分野
において知られている。米国特許第5,260,718 号は、ジ
グザグに2列に並べられた直線状印刷バーを開示してい
る。この印刷バーの出力は、一対の傾けられた直線状の
勾配屈折率レンズ・アレイを通じて電子的に結合および
投射され、合焦および露光されたラインをフォトレセプ
タの表面上に形成する。米国特許第4,742,240号には、
光が、一対の傾けられたアレイから、2列のジグザグの
CCDライン・センサに反射され、このセンサの出力が
電子的に結合される。米国特許第4,147,928 号は、同様
に概念を開示しており、ジグザグのセンサが、関連する
通常のレンズによって映像化される。複数のジグザグの
勾配屈折率レンズ・アレイを長さ方向(縦方向)に接続
して、単一の露光ラインをフォトレセプタに形成するよ
うに光出力を結合することは、従来技術において知られ
ていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、コストの
増加を長さの増加に比例させつつ、通常の12インチの長
さを超える幅の原稿をコピーできる勾配屈折率レンズ・
アレイを提供することが望ましい。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ジグザグの構
成で共通の基板に取り付けられた2つまたはそれ以上の
レンズ・アセンブリを備えているレンズ・アレイ・アセ
ンブリを提供するものである。このレンズ・アレイの端
部は、共通の界面に沿ってマスクされ、各レンズ・アレ
イの出力の光結合を可能にする。この構成により、例え
ば、3つの12インチのレンズ・アレイは、端部と端部を
接続して物理的に取り付けられ、それらの出力が互いに
光的に縫い合わされ、36インチ・ラインの露光をフォト
レセプタに形成する完全または単一の36インチ・レンズ
・アレイとして有効に機能する。3つの結合された12イ
ンチのレンズ・アレイを組み合わせたコストは、一つの
単一36インチ・レンズ・アレイのコストのわずかであ
る。
【0006】具体的には、本発明は、複数の直線状の勾
配屈折率レンズ・アレイを含む勾配屈折率レンズ・アレ
イ・アセンブリに関する。各アレイは、各アレイの長さ
方向に延びる2列のジグザグの光ファイバを有する。各
アレイはジグザグに端部と端部がつながれた構成で接続
され、延長された長さの直線状アレイ・アセンブリが形
成される。
【0007】
【実施例または発明の実施の形態】図1は、本発明の勾
配屈折率レンズ・アレイ・アセンブリを備えたゼログラ
フィー・タイプの複写マシン8を示している。マシン8
は、特に、36インチまでの幅を有する青写真などの長い
幅を有するコピー原稿に利用されるが、本発明は、この
特定の実施例に限定されるものではない。フォトレセプ
タ、定着ステーションおよび現像ステーションは、原稿
のサイズが大きくなるにしたがって調整変更される。簡
単に言えば、この技術分野の専門家(当業者)には周知
なように、このマシンのゼログラフィー・コンポーネン
トは、光導電面16を有する回転可能ドラム・フォトレセ
プタ14の形でここに示されている記録部材を含んでい
る。ベルトやウェブなどの他のフォトレセプタのタイプ
を代わりに使用してもよい。ドラム14の周辺には、帯電
ステーション18、露光ステーション19、現像ステーショ
ン20、転写ステーション22およびクリーニング・ステー
ション26が稼働して配置されている。帯電ステーション
18は、光導電面を一様に帯電させるものである。露光ス
テーション19では、予め帯電状態にされた導電面16が、
複写される原稿30の画像光線に露光される。現像ステー
ション20では、光導電面16に生成された静電潜像が適切
な帯電トナーにより現像される。転写ステーション22
は、現像された画像を、面16上に現像された画像と時間
決めされた関係で、コピー・シート24のような適当なコ
ピー支持材に転写するものである。クリーニング・ステ
ーション26は、残された現像剤を面16から取り除き、そ
こに残った電荷を中和するものである。転写に続いて、
シート24は、定着ステーション28に進められ、ここで、
トナー画像が固着される。これらのゼログラフィー処理
ステーションおよびその処理に付随するステップは、米
国特許第4,397,409 号(参照によりここに引用される)
によって例示される従来技術において周知のものであ
る。プラテン29は、原稿30を支持する。原稿30は、図1
の左端(マシンの前面)からフィードされ、一定速度の
タイプの搬送機34によって走査細片(scan strip)領域
32を通過させられる。走査細片32は、実際には、原稿が
搬送機34によりプラテン面に沿って移動するにつれて、
原稿がラインごとに走査されるプラテンに沿った望まし
い位置において(ページ内の)、プラテン30の幅に渡っ
て延びる狭い幅の走査ラインである。搬送機34は、予め
定められた速度で原稿をプラテン30に渡って移動させる
ために、走査細片32の各サイドに2つのセットの入出力
フィード・ロール対35、36をそれぞれ備えている。露光
ランプ36は、走査細片32を照明するために設けられてい
る。走査された原稿ラインからの画像光線は、露光ステ
ーション19において、移動ドラム14の光導電面16を露光
するのに十分な長さ(この実施例では36インチ)を有す
る勾配屈折率レンズ・アレイ50によって投射および合焦
される。好ましい実施例においては、レンズ・アレイ50
は、後述する方法により長さ方向(縦方向)に端と端を
接続して組み合わせた3つのSLA 6 SELFOCレンズを備
え、36インチのレンズ・アレイ・アセンブリを形成して
いる。
【0008】図2は、レンズ・アレイ50の上部透視図で
ある。アレイ50は、ジグザグ構成で端と端を互いに接合
したレンズ・アレイ52、54、56から構成されている。各
レンズ・アレイは、ファイバ64を束ねた2つの横並びの
列60、62(図3)から構成されている。レンズ・ファイ
バ64は、2つの平行な列に並べられ、一方の列のレンズ
・ファイバの中心線を、他方の列のレンズ・ファイバの
中心線からずらすことにより、収納密度を増加させてい
る。各アレイの入力面(プラテン29に近い表面)の端部
は、マスクを行ったセグメント52A、52B、54A、54B
および56A、56Bによってそれぞれ覆われている。これ
らのセグメントは、実際には、一つの連続したレンズを
提供するように、重なっているレンズ素子の光をマスク
する。例えば、各アレイ52、54、56の列60、62の端部
は、その端部において重なっている。アレイ54のファイ
バは、2つの隣接した列を横切るイメージ・ラインS−
S’(図3)に沿って、アレイ52のファイバへ有効に
「縫われ(stitch)」、すなわち光が結合される。レン
ズ・アセンブリは、「充填(filled in )」されて、ア
レイ52、54、56の側面にそれぞれ接着される樹脂セグメ
ント62、64、66を加えることにより、一体の長方形の中
空でない部材を形成する。
【0009】アセンブリ50は、好ましい実施例において
は、3つのSLAレンズ・アレイを備えている。これら
のレンズ・アレイは、垂直方向の中心にある単一の細い
金属マウント支持材70に両サイドに取り付けられる。レ
ンズ・アレイの端部のファイバが図3のドットで示す重
なる位置になるように、一つのレンズ・アレイは、支持
材70の一方のサイドに接着され、次のレンズは、支持材
70の他方のサイドに接着され、第3のものは、再びその
反対サイドに接着される。続いて、不透明なマスクが、
適切な場所に施される。
【0010】レンズ・アレイ50は、ジグザグ構造のレン
ズ・アレイにもかかわらず、SELFOCレンズ独特の特性の
ために、単一ラインの露光を形成することができる。ジ
ェームス・ディー・リーズ(James D. Rees )とウィリ
アム・ラマ(William Lama)による「勾配屈折率ファイ
バ・レンズの放射特性(Some Radiometric Properties
of Gradient-Index Fiber Lenses)」(応用光学第19巻
No.7、1980年4月1日号の第1065頁〜1069頁)(参照に
よりここに引用される)を参照すると、像面における任
意の単一露光点は、一グループのファイバの端部からの
重なった個別の照明プロファイルから構成される放射輝
度分布を有する。したがって、フォトレセプタ・ドラム
14の表面16の任意の露光点からの照明は、各レンズ・ア
レイからの一グループのファイバから受け取られる。図
1および図2を参照して、レンズ・アレイ・アセンブリ
50が、図2に示す方向を有すると仮定する。レンズ・ア
レイ52および56は、レンズ・アレイ54が同じラインから
の光を受け取る前に、短時間の距離を走査されたライン
から反射した光を受け取る。ランプ36が1倍の倍率でレ
ンズ・アレイの全てのフィールドを照明する限り、3つ
の画像セグメントを含む合焦されたライン画像は、フォ
トレセプタにおいて連続した露光ラインとして形成され
る。
【0011】ここに開示された実施例は好ましいもので
あるが、さまざまな選択、修整、変更または改良が当業
者によってなされてもよいことがこの開示から分かる。
例えば、2つの12インチのレンズ・アレイを接続して、
24インチのアセンブリを形成してもよいし、4つの9イ
ンチ・アレイを接続して、36インチのアセンブリを形成
してもよい。これらの実施例の全ては、特許請求の範囲
の記載によって包含される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の勾配屈折率レンズ・アレイを備えた複
写機の概略側面図である。
【図2】3つのレンズ・アレイのアセンブリの詳細を示
す図1のレンズ・アレイの透視図である。
【図3】隣接する列の端部のマスクを示す図2のレンズ
・アレイの一部の上部拡大図である。
【符号の説明】
50 勾配屈折率レンズ・アレイ 52、54、56 レンズ・アレイ 60、62 ファイバ列 64 ファイバ 52A、52B、54A、54B、56A、56B マスクされたセ
グメント

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の直線状の勾配屈折率レンズ・アレ
    イを備え、各アレイが、各アレイの長さ方向に延びる2
    つのジグザグ状の光ファイバ列を有し、各アレイが、ジ
    グザグ状の端部と端部を接続された構成で接続され、延
    長された長さの直線状のアレイ・アセンブリを形成す
    る、勾配屈折率レンズ・アレイ・アセンブリ。
  2. 【請求項2】 前記アレイの列のそれぞれの端部の一部
    が、不透明なマスクにより覆われ、各マスクが、2つの
    隣接するアレイの重なる端部を二分するイメージ線に沿
    って終端している、請求項1に記載のアセンブリ。
  3. 【請求項3】 光画像システムにおいて、物体平面にあ
    る物体の画像を像平面に送るための勾配屈折率レンズ・
    アレイ・アセンブリであって、 2つのジグザグの中心線に沿って端部と端部とが交互に
    接続された複数の勾配屈折率レンズ・アレイであって、
    各アレイの前記端部が、隣接するアレイに関して重なる
    関係で光ファイバを含んでいる、複数の勾配屈折率レン
    ズ・アレイ、および前記重なる端部の領域を通して光が
    送られるのを防止するマスク手段、 を備えている勾配屈折率レンズ・アレイ・アセンブリ。
JP7241219A 1994-09-29 1995-09-20 長さ方向に光結合された複数のレンズ・アレイを備えた勾配屈折率レンズ・アレイ・アセンブリ Withdrawn JPH08110493A (ja)

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