JPH03170967A - 光走査装置及び光記録装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多本数の光導波路を用いて画像情報を伝搬さ
せる光走査装置及びこのような光走査装置を用いた光記
録装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、コンピューターの出力装置として、従来から用い
られているラインプリンターにかわり、光記録装置を用
いた光プリンターが用いられている。以下、このような
光記録装置について第５図を参照して説明する。

第５図に示される光記録装置５０において、光源５ｌか
ら発せられた光ビームはコリメートレンズ５２により平
行ビームとされ、一定速度で回転するポリゴンミラ−５
３によって等角速度で偏向される。ポリゴンミラ−５３
によって偏向された光ビームはｆθレンズ５４、平面反
射鏡５５を経て等速回転する感光ドラム５６上で走査さ
れ、感光ドラム５６に画像情報が記録される。

しかしながら、このような従来の光記録装買５０におい
ては、光源５１から発せられた光ビームはポリゴンミラ
−５３により等角速度にて偏向されるのに対し、感光ド
ラム５６上では等速度で走査されることが必要である。

このため、上述したｆθレンズ５４のような光ビームの
等角速度運動から等速度走査に変換するための高価な光
学レンズ系が必要となり、これによって装置が大型化、
複雑化し、価格が上昇するといった問題があった。

このような問題を解決した光記録装置として第６図に示
されるような、多本数の光導波路を列設して形成された
光導波路アレイ６１を用いた光記録装置６０が提案され
ている。この光導波路アレイ６１は多本数の光導波路を
一端で円筒形状に束ねて光ビームの入射口６１ａとし、
他端を感光ドラム６２に対向する直線上の出射口６１ｂ
としたものである。このような光記録装置６０に用いら
れる光導波路アレイ６１は、例えば感光性材料含有シー
ト面のフォトマスク露光により多本数の光導波路を精度
良くしかも廉価に構成する事ができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような光記録装ｉ１６０では、出力
画像の拡大、縮少は光導波路アレイ６１へ入射される光
ビームを発生するための画像信号を予めデータ処理する
ことによって行なわれており、光学系で行なわれている
ものはほとんどなかった。

上述したデータ処理においては、入力データの整数倍の
拡大、縮少には優れているが、任意倍率の拡大、縮小の
光記録を行なう場合にはデータ処理が非常に複雑となり
、計算時間が膨大となるという問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、光導波路のピッチの拡大、縮小が簡単な構成
で実現できる光走査装置と、このような光走査装置を用
いることによりデータ処理装置あるいはズーム光学機構
を用いることなく短時間で任意倍率の画像の拡大、縮小
が可能な光記録装置とを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は画像信号に基づいて光
ビームを発する光源と、前記光源からの光ビームを伝搬
するための複数の光導波路が列設して形成された光導波
路アレイとを備えた光走査装置において、前記光導波路
アレイは前記光導波路の列設方向に伸縮可能であり、前
記光導波路アレイの出射口近傍において前記光導波路ア
レイを前・記光導波路の列設方向に伸縮させる手段を備
えるような構成とした。

また、本発明の光記録装置は上述したような光走査装置
と、この光走査装置の先導彼路アレイの出射口に近接対
向して設けられている感光体とを備えるような構成とし
た。

〔作用〕

上記の構或を有する本発明の光走査装置においては、光
源から画像信号に基づいて発せられた光ビームは光導波
路アレイにより伝搬され、光導波路アレイの出射口から
順次出射されることで光ビームの走査が行われる。

また、本発明の光記録装置では、上述した光走査装置に
より走査された光ビームは感光体上に照射され、これに
より感光体上に画像情報が光記録される。

このとき、複数の光導波路が列設形成された光導波路ア
レイは光導波路の列設方向に伸縮可能であるので、光導
波路アレイの出力端付近に張力又は圧力を加えることに
より伸縮し、光導波路のピッチが任意に変更できる。そ
の結果、このような光走査装置を用いた光紀録装置によ
れば短時間で画像の任意倍率の拡大、縮小が可能となる
。

〔実施例〕

以下、本発明を具体化したー実施例を図面を参照して説
明する。

第１図及び第２図は本発明に係る光記録装置を示し、こ
の光記録装１１１０は光走査装１２０と感光ドラム３０
とが備えられている。

光走査装置２０には画像信号により光ビームを発生する
光源２１と、光源２１からの光ビームを感光ドラム３０
に伝搬するための光導波路が多数列設して形成された光
導波路アレイ２２と、光源２１からの光ビームを光導波
路アレイ２２の入射口２２ａに導くためのスキャナー２
３が備えられている。

光源２１は画像情報に基く電気信号により点滅して光ビ
ームを発生するものであり、具体的にはレーザーダイオ
ード（Ｌ　Ｄ）あるいは発光ダイオード（Ｌ　Ｅ　Ｄ）
等の半導体光源が用いられる。

光源２１の光ビームの伝搬方向下流側には光源２ｌから
の光ビームを平行ビームにするためのコリメートレンズ
２４が設けられており、このコリメートレンズ２４のさ
らに下流側にはコリメートレンズ２４からの出射光を集
光するための集光レンズ２５が設けられている。

スキャナー２３はモーター等の駆動源２６により高速回
転される円筒状の回転体２３ａと、この回転体２３ａに
埋め込まれた光導波路２３ｂとから構成されている。こ
の光導波路２３ｂの入射端は回転体２３ａの中心軸上に
あり、出射端は回転体２３ａの半径方向に延びて円周面
に至っている。

この光導波路２３ｂは公知の構成を有する光ファイバー
であり、光源２１からの光ビームに対する屈折率の異な
る２種類の物質からなり、屈折率の大きい物質がコアと
して光ファイバーの中心を形成し、屈折率の小さい物質
がクラッドとしてコアをとりまくように構成されている
。また、この光導波路２３ｂの出射端には光導波路２３
ｂにより伝搬された光ビームを光導波路アレイ２２の入
射口２２ａに絞り込むための集光レンズ２３ｃが設けら
れている。

光導波路アレイ２２は光源２１から発せられた光ビーム
を感光ドラム３０に伝搬するための光導波路が多数列設
されたものであり、この光導波路アレイ２２の一端は回
転体２３ａを取り囲むような円弧状の入射口２２ａとし
て形成されており、他端は感光ドラム３０の中心軸方向
に平行な直線状の出射口２２ｂとして形成されている。

このような光導波路アレイ２２は、例えば感光性材料含
有シート面のフォトマスク露光により構成される。以下
、第３図を参照して光導波路アレイの製造方法について
説明する。

第３図は光導波路アレイの製造方法を示したものであり
、以下の４つのプロセスに大別される。

（ａ）　　ベースフィルムの作成； 感光剤である屈折率ｎ２＝１．４８のアクリル酸メチル
をドープモノマーとして、屈折率ｎｌ＝１．５９のポリ
カーボネイトに含有させ、溶融押し出し法（キャスティ
ング）により、厚さ５０〜１・００μｍのシートを形成
する。

（ｂ）　　マスク露光による選択的光重合；光導波路と
したい部分に光が照射されないようなパターンのマスク
を前記シートに重ねて紫外線を露光する。これにより、
露光部のみで前記のアクリル酸メチルに光重合反応が生
じて、マスクのパターンが転写される。

（ｃ）　　未反応モノマーの除去； 未露光部の残存モノマーを真空乾燥ｌこより除去するこ
とにより、この部分は母材のポリカーボネイトだけとな
り、屈折率は１．５９のコア部４０ｂとなる。一方、露
光部は前記光重合反応により屈折率力く１，４８程度に
低下するので、この部分力《クラッド４０ａ部となる。

（ｄ）　　表面のクラツデイング； 前記シートの上下方向のクラ・ソド層４０Ｃとして、低
屈折率アクリル系の樹脂をコートする。

以上の製法により、幅、高さが、共ｉこ約数十μｍの光
導波路が配列された光導波路アレイ２２が形成される。

この光導波路アレイ２２は弾性率の小さ０物質で形成さ
れており、さらにコア４０ｂの弾性率：こ比べ、それ以
外の部分（クラ・ソド４０ａ及びクラッド層４０Ｃ）の
弾性率が小さくなるよう１こ構成されている。したがっ
て、光導波路アレイ２２ははコア４０ｂにほとんど歪を
生じることなく光導波路の配列方向に伸縮自在となるよ
うに構成されている。

この光導波路アレイ２２の特性は可視光から波長が１．
６μｍ付近の赤外線まで透光性があり、マルチモードの
光ビームを低い伝搬損失（０。２ｄ　ｂ　／　ａｎ程度
）で伝搬することができる。

本発明における上述の光導波路アレイの製造に用いられ
る樹脂としては、上述の樹脂の他に、ベースフィルムと
してポリスチレンがあり、また感光剤としての低屈折率
材料としてエチレン系モノマーがある。

このような光導波路アレイ２２の入射口２２ａ及び出射
口２２ｂは必要に応じて研磨を行なう。

研磨は１６００〜３０００程度の紙ヤスリで仕上げるこ
とが望ましい。尚、光導波路アレイ２２を構成する各導
波路のピッチはＡ４サイズの用紙に３００ドット／平方
インチの解像度を得るとすれば約８５μｍとなる。

光導波路アレイ２２の出射口２２ｂ近傍にはこの光導波
路アレイ２２を支持するための第１支持部材２７及び第
２支持部材２８が設けられている。

第２支持部材２８の下部は駆動源２９の回転軸に形威さ
れたリードスクリュー２９ａに接続されており、駆動源
２９の回転により矢印Ｄ方向に往復移動可能とされてい
る。従って、駆動源２９の回転によって光導波路アレイ
２２の出射口２２ｂは光導波路の記列方向に伸縮できる
ように構成されている。

また、光導波路アレイ２２の出射口２２ｂに対向する位
置には光導波路アレイ２２により伝搬された光ビームを
記録するための感光ドラム３０が設けられており、この
感光ドラム３０には間歇的に回転することができるよう
にモーター等の駆動源（図示せず）が設けられている。

次に、本発明に係る光記録装置１０の動作について説明
する。

光源２１は画像信号に基づいて点滅して光ビームを発し
ており、スキャナー２３を構成する光導波路２３ｂの入
射端は回転体２３ａの回転軸上に位置するように構成さ
れているため、光源２１からの光ビームはコリメートレ
ンズ２４及び集光レンズ２５を介してスキャナー２３の
光導波路２２ｂ内に入射される。このとき、光源２１か
ら発せられた光ビームは集光レンズ２５によりスキャナ
ー２３の光導波路２３ｂの入射端でビーム径が最小にさ
れる。従って、光源２１とスキャナー２３の光導彼路２
３ｂの位置関係に多少のずれがあっても光ビームが光導
波路２３ｂの入射端から外れないようになっている。

そして、スキャナー２３の光導波路２３ｂに入射された
光ビームはコアとクラッドの屈折率の関係により、光は
コアとクラッドの界面でほぼ全反射してコア内を伝搬さ
れる。

光源２０からの１画素分の光ビームは、回転体２３ａの
回転速度に基づいて光導波路アレイ２２の入射口２２ａ
で各光導波路アレイの間隔に同期して点滅し、光導彼路
アレイ２２を構成する各光導波路に正確に入射される。

光導波路アレイ２２内に入射された光ビームは光導波路
により伝搬され、コアとクラッド及びクラッド層の屈折
率により定まる開口角で出射口２２ｂから出射される。

以上の動作により画像信号によって点滅する光源２１か
らの光ビームは感光ドラム３０の中心軸方向に走査され
、画像の記録が行なわれる。そして、１ライン分の光走
査が済むたびに感光ドラム３０を所定距離ｔで間歇移動
させ、上述の光ビームのライン走査を繰り返すことによ
り画像記録が進められる。

このとき、駆動源２９を駆動し第２支持部材２８を第２
図中右方向に移動させて第１支持部材２７及び第２支持
部材２８により光導波路アレイの出射口２２ｂの近傍に
光導波路の配列方向の張力を発生させると、光導波路ア
レイ２２は弾性率の小さい物質で形威されているので、
光導波路アレイ２２は第４図（ａ）に示される状態から
第４図（ｂ）に示されるようにその出射口２２ｂのピッ
チがａからｂに開く。そして、感光ドラム３０の間歇移
動距離ｔ　’ｆｅ　ｂ　／　ａ倍にすると、全体の画像
が拡大される。

また、駆動源２９を駆動し第２支持部材２８を第２図中
左方向に移動させて第１支持部材２７及び第２支持部材
２８により光導波路アレイ２２の出射口２２ｂの近傍に
光導波路の配列方向の圧縮力を発生させると、光導波路
アレイは第４図（ａ）に示される状態から第４図（Ｃ）
に示されるように出射口２２ｂのピッチがａからＣに減
少される。

そして、感光ドラム３０の間歇移動距＠１をＣ／ａ倍に
すると、全体の画像が縮小される。

このとき、光導波路アレイ２２はコア４０ｂの弾性率に
比べそれ以外の部分（クラッド４０ａ及びクラッド層４
０Ｃ）の弾性率が小さくなるように構成されているので
、光導波路アレイ２２を伸縮させてもコア４０ｂにはほ
とんど歪が生じることはなく、その結果、光導波路アレ
イ２２に外力を加えることに起因する光伝搬効率の低下
がない。

すなわち、本発明によれば任意の倍率で画像の拡大、縮
小が可能な光走査装置及び光記録装置を実現することが
できる。

この他、本発明は上述した実施例に限定されず、その主
旨を逸脱しない範囲で、変更を加えることが可能である
。

〔発明の効果〕

以上詳述したことから明らかなように，本発明に係る光
走査装置によれば、光導波路アレイは光導波路の列設方
向に伸縮可能に形成されているので、光導波路アレイの
出力口近端に加えられた張力又は圧縮力により伸縮し、
光導波路のピッチが任意に変更できるという効果が奏さ
れる。。

その結果、このような光走査装置を用いた光記録装置に
よれば画像の任意倍率の拡大、縮小が簡単な構成で可能
となるという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による光走査装置の平面図、
第２図は上記光走査装置の正面図、第３図（ａ）乃至（
ｄ）は本発明で用いられる光導波路アレイの製造方法の
説明図、第４図（ａ）乃至（Ｃ）は光導波路アレイの動
作説明図、第５図は従来のポリゴンミラーを用いた光走
査装置の斜視図、第６図は従来の光導波路アレイを用い
た光走査装置の平面図である。 １０・・・光記録装置、２０・・・光走査装置、２１・
・・光源、２２・・・光導波路アレイ、２２ａ・・・入
射口、２２ｂ・・・出射口、２７・・・第１支持部材、
２８・・・第２支持部材、２９・・・駆動源、２９ａ・
・・リードスクリュー　３０・・・感光ドラム、４０ａ
・・・クラッド、４０ｂ・・・コア、４０ｃ・・・クラ
ッド層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像信号に基づいて光ビームを発する光源と、前記
   光源からの光ビームを伝搬するための複数の光導波路が
   列設して形成された光導波路アレイとを備えた光走査装
   置において、前記光導波路アレイは前記光導波路の列設
   方向に伸縮可能であり、前記光導波路アレイの出射口近
   傍において前記光導波路アレイを前記光導波路の列設方
   向に伸縮させる手段を備えたことを特徴とする光走査装
   置。 ２、前記光導波路アレイを構成する光導波路は光源から
   の光ビームに対する屈折率の大きいコアと、前記コアを
   とりまく屈折率の小さいクラッドからなり、前記クラッ
   ドは前記コアに比べて弾性率が小さいことを特徴とする
   請求項１記載の光走査装置。 ３、請求項１又は２に記載された光走査装置と、前記光
   走査装置の前記光導波路アレイの出射口に近接対向して
   設けられている感光体とを備えたことを特徴とする光記
   録装置。