JPH03144503A

JPH03144503A - 光走査装置の光導波路

Info

Publication number: JPH03144503A
Application number: JP1283400A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nakai; 中居　仁司
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-06-19

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、光走査装置の光導波路の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば光ファイバを光導波路として用いて光走査
を行い感光記録媒体に信号を書込む光走査装置として第
７図に示されるような構成のものが提案されている。

この光走査装置は、画像信号によって駆動される半導体
レーザや発光ダイオードからなる点光源工を有し、該点
光源ｌからの光をスキャナ２によって受けるようになっ
ている。

該スキャナ２は、モータ３によって回転せしめられる円
盤状の回転体４を有し、該回転体４の中に前記光源１の
光を受けてこれを回転体４の半径方向に出射させる第１
の光導波路５を有している。

また、光走査装置は、前記スキャナ２の第１の光導波路
５から出射する光を受けて感光ドラム６まで搬送する光
フアイバアレイからなる第２の光導波路７を備えている
。この光導波路７の光入射端８は前記スキャナ２の回転
体４の周囲を取り囲むように円弧状に配置され、光出射
端９は感光ドラム６の母線方向に配列されている。

これにより、前記モータ３が等速回転し、前記光源１が
発光すると、その光はスキャナ２の第１の光導波路５か
ら第２の光導波路７の各光ファイバに送られる。そして
、各光ファイバにその入射端８から入射した光はファイ
バ中を伝播して出射端９に向かい、そこから感光ドラム
６に向かって出射し露光する。

なお、その他第７図において符号１０は光源１からの光
を受けるコリメートレンズ、符号１工はコリメートレン
ズ１０からの光を受けて絞り込み、第１の光導波路７の
入射端に導く集光レンズを示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の光走査装置には、次のような
問題がある。

第２の光導波路７の光出射端９での開口数ＮＡは、次式
で与えられる。

ＮＡ−＝ｎ、　ｔｉｎ　ｒ＝ＩＸｓｉｎ　（ｒ　、）ｌ
ｎａＩ）但し、この式の符号は第６図に示される通りで
ある。

樹脂系の光ファイバとして代表的な材料であるＰＭＭＡ
　（屈折率ｎ　１　＝　１．　４９）をコアに、フッ素
系樹脂（屈折率ｎ２＝１．４０）をクラッドに使用する
と、式（１）より、ＮＡ＝０．５となり、角度ｒ＝３０
度となる。

このため、光ファイバの先端から出射する光ビームの径
は、光ファイバの端面から離れるにしたがって確実に広
がることになる。このような光ビームの過度な広がりを
防止するため、第２の先導波路７の光ファイバの径を８
５μｍ程度とする必要があるが、そのようにすると光フ
ァイバと感光ドラム６との間のギャップを５０μｍ以下
にしなければ感光ドラム６の上に書き込まれる画像とし
ては、隣り合う画素同士が干渉したいわゆるクロストー
クのあるものとなり、画質が劣化する原因となる。

ところが、このような小さいギャップでは、光フアイバ
アレイの出射端９に、クリーニング工程で除去できなか
ったトナーや、紙粉等の異物が付着して画像に悪影響を
及ぼすという問題を生ずる。

また、前記ギャップがある程度大きくても、り０ストー
クが少ないようにするため光ファイバの径を例えば５０
μｍ以下にすることも考えられるが、そのように光ファ
イバを細くすると光ファイバの機械的強度が小さくなり
、光フアイバアレイを製造する際の障害ともなる。

そこで、本発明は、光ファイバを細くせずとも光フアイ
バアレイの個々の光ファイバから出射する光ビームが感
光ドラム上でクロストークを生じないようにし、クロス
トークによる画質低下を防止することを目的とする。

また、光フアイバアレイと感光ドラム間のギャップを大
きくとり、光フアイバアレイ先端の異物による汚れを防
止することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本
発明は、光源からの光を搬送する光走査装置の光導波路
において、該先導波路の光出射端に出射光を集束するレ
ンズが設けられた構成を採用している。

なお、レンズは先導波路の光出射端に該先導波路と一体
的に形成されたものとしてもよいし、光導波路とは別体
とすることも可能である。

〔作用〕

光源からの光は光導波路を通ってその光出射端から出射
するが、その際レンズにより集束される。

このため、感光ドラム上にてクロストークを生じるのが
防止される。また、先導波路の光出射端と感光ドラムと
の間隔を大きくし、それだけ光フアイバ先端に異物が付
着しにくくすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る光走査装置の先導波路の実施例につ
いて説明する。

実施例１この光走査装置は、第１図及び第２図に示されるように
、前述の第７図に示されるものと同様な点光源１、スキ
ャナ２、感光ドラム６等を備えている。

しかし、第１の先導波路１２及び第２の光導波路１３は
前述のものと構成が異なっており、第２の光導波路１２
の光出射端には、そこからの出射光を集束するためのレ
ンズ１４が該光導波路１３のコア部１３ａの中心線上に
その頂点が来るように設けられている。

このレンズ１４は、半球状のレンズであってもよいし、
非球面レンズであってもよい。しかし、光導波路１３内
を伝搬する光ビームは、コア径が数十μｍの場合、マル
チモードの光ビームとなり、出射端面に様々な角度で伝
搬されている。従って、これらの光ビームを単一曲率の
球面レンズで比較的小さい径に集束させるのは難しい。

よって、レンズ１４の形状は、先導波路１３の径、レン
ズ１４の端から感光ドラム６までの距離、レンズ１４、
光導波路１３の各屈折率等をパラメータとして球面収差
を補正した非球面レンズの方が望ましい。

また、前記レンズ１４は、図示例の場合光導波路１３の
成形と同時に一体化成形されているが、別体として成形
した後コア部１３ａの端に接着するようにしてもよいも
のである。

第２の光導波路１３の光入射端１５に光ビームが入射す
る際にクロストークが発生するのを防止するため、第↓
の先導波路１２の光出射端にも光集束用のレンズ１６が
設けられている。このレンズ１６は必要に応じて設けら
れるものである。また、このレンズ１６も前記レンズ１
４と同様、先導波路１２と一体的に成形してもよいし、
別体として成形した・後出射端に接着するようにしても
よい。

ここで、前記レンズエ４を第２の光導波路１３の本体と
共に一体戊形する方法について説明する。

まず、第３図（１）に示されるようにポリカーボネイト
、ＰＭＭＡ等の成形性のよい高分子材料を二つの型１７
．１８で挟んで光導波路１３の基材１９を成形する。こ
れにより、基材１９の上面には多数の条溝１９ａが平行
に成形されることとなる。

次で、第３図（２）のように、前記基材１９の上面に、
溶剤で希釈された屈折率１．４程度のフッ素系樹脂を塗
布し、乾燥させることによりクララド部１３ｂを形成す
る。

その後、第３図（３）及び第４図のように、基材工９に
対して前記レンズ１４を成形するためのキャビティを有
する型２０をあてがい、屈折率１．４９程度の紫外線重
合性のメタクリル系樹脂モノマーをクラッド部１３ｂが
形成された条溝１９ａ内に流し込み、紫外線露光による
重合反応により、コア部１３ａを形成する。

しかる後、第３図（４）のように、クラッド部１３ｂ及
びコア部１３ａが交互に縞状になって露出した面に前記
フッ素゛系樹脂を塗布し、クラッド部１３ｂを完成する
。

このようにして得られた光導波路１３においては、その
基材１９の厚さがコア部１３ａを形成しうる程度の薄い
ものでよく、厚さ０．１〜１．０肋程度とすることがで
きる。従って、光導波路１３は光路に対して垂直方向に
曲げて使用することも可能となる。

なお、前記第１の光導波路１２も前記製法を利用して作
ることができる。

次に、前記光走査装置の作用について説明する。

点光源１は、図示しない駆動回路により画像信号に基づ
いて点滅している。第１の先導波路１２の光入射端２１
は、回転体４の回転軸上にあるため、光源１の光は常に
第１の光導波路１２内に入射している。また、光源光は
集光レンズエ０により第１の先導波路１２の入射端２１
でビームの径が最小となるようコントロールされる。従
って、光源１と第１の光導波路１２の位置関係に多少の
ずれがあっても光は第１の光導波路１２の入射端２１か
ら外れることはない。

第１の先導波路１２内では、コア部１２ａとクラッド部
１２ｂの屈折率の関係より、光はコア部１２ａとクラッ
ド部１２ｂの界面で略全反射してコア部り２ａ内を伝播
する。そして、該光導波路１２の終端でレンズ１６によ
り第２の光導波路１３の入射端１５の径より小さい径に
絞り込まれる。

光源１は、第１の光導波路１２の出射端にあるレンズ１
６が第２の光導波路１３のアレイの各人対端１５と対向
するごとに点滅し、従って光源１からの各画素の光信号
は第２の光導波路】３のアレイの夫々に順次入射する。

第２の光導波路１３内では、第１の光導波路１２内にお
けると同様に、コア部１３ａとクラッド部１３ｂの屈折
率の差により光ビームがコア部１、３　ａ内を全反射し
つつ伝播しする。そして、出射端においてレンズ１−４
により集束され、クロストークを生じることなく感光ド
ラム６の表面に当たることとなる。

実施例２この場合、点光源１はモータ３により回転される回転体
４の周面に設けられている。そして、レンズエ６が該点
光源工の近傍に設置され、回転体４と共に回転するよう
になっている。

これにより、画像信号に基づいて点滅する点光源１の光
はレンズ１６により絞られ、光導波路１３内にその入射
端１５から入射する。この入射光はその後光導波路１３
内を通りその終端でレンズ１４により絞られて出射し、
感光ドラム６の表１面を露光することとなる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のような構成を備えてなるので、光導波
路の出射端から出射する光を出射の際に集束することが
できる。従って、出射光がクロストークを生じるのを好
適に防止することができるという効果を奏する。また、
先導波路の出射端と感光ドラムとの間隔を可能な限り大
きくし、それだけ光フアイバ先端にトナー等の異物が付
着しにくくすることができる。従って、前記クロストー
クの防止と相俟って画質の低下を好適に防１にすること
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光走査装置の一実施例を示す概略
垂直断面図、第２図は第１図における■■線断面図、第
３図は先導波路アレイの製造方法を示し、第３図（１）
は基材の成形工程を示す断面図、第３図（２）はクラッ
ド部の成形工程を示す断面図、第３図（３）はコア部の
成形工程を２示す断面図、第３図（４）は最終工程を示す断面図、第
４図は第３図（３）中ｒＶ−ＩＶ線断面図、第５図は他
の実施例を示す第１図と同様な断面図、第６図は光導波
路内の光の伝播状態を示す説明図、第７図は従来の光走
査装置の斜視図である。１・・・点光源、２・・・スキャナ、３・・・モータ、
４・・・回転体、６・・・感光ドラム、１２・・・第１
の先導波路、１３・・・第２の先導波路、１，３ａ・・
・コア部、１３ｂ・・・クラッド部、↓４・・・レンズ
、１５・・・光入射端、１６・・・レンズ、１９・・・
基材、２０・・・レンズ成形型。

Claims

【特許請求の範囲】１、光源からの光を搬送する光走査装置の光導波路にお
いて、該光導波路の光出射端に出射光を集束するレンズ
が設けられていることを特徴とする光走査装置の光導波
路。２、レンズが光導波路の光出射端に該光導波路と一体的
に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光走
査装置の光導波路。