JPH03216615A - 光走査装置 - 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〕 本発明は光プリンター等に用いられる光走査装置に関す
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替り、光走査装置を用いた
光プリンターが用いられている。

以下、このような光走査装置について第５図を参照して
説明する。

第５図は従来の光走査装置５０を示し、この光走査装置
５０において、光源５１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た後、集光レ
ンズ５３を経て一定速度で回転するポリゴンミラ−５４
によって等角速度で偏向される。この偏向された光ビー
ムはｆθレンズ５５を通過して平面反射板５６に到達す
る。そして、平面反射板５６で反射されて回転する感光
ドラム４０上をその回転軸と平行な直線に沿って走査さ
れる。

しかしながら、このような従来の光走査装置５０におい
ては、光ビームはポリゴンミラ−５４により等角速度で
偏向されるのに対し、感光ドラム５７上では等速度で走
査されることが必要である。このため、第５図のｆθレ
ンズ５５のような光ビームの等角速度運動を等速度走査
とするための高価な光学レンズ系が必要であった。

このような欠点を補う方法として、ｆθレンズ５５の代
りに光導波路アレイ６１を用いて感光ドラム５７上で光
ビームの走査を行うことができるようにした光走査装置
６０が提案されている。この光導波路アレイ６１は多数
の光導波路を一端で円弧状に配列して光ビームの入射端
６１ａとし、他端を直線状に配列して光ビームの出射端
６ｌｂとしたものである。そして、この光導波路は光源
５１から発せられた光ビームに対する屈折率の異なる２
種類の物質から構成されており、屈折率の大きい物質が
コアとして光導波路の中心を形成し、屈折率の小さい物
質がクラッドとしてコアの周辺を取り巻くように形成さ
れていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような光走査装置６０においては、
ポリゴンミラ−５４により偏向された光ビームを光導波
路アレイ６１を構成する各光導波路に入射する際に、ポ
リゴンミラ−５４の面倒れや、光導波路アレイ６１の入
射端６１ａ付近の平面度やその水平位置決めの精度が悪
いといった原因から、光ビームが光導波路の入射口に正
しく入射されない場合が生じるといった問題があった。

このような問題を解決するために、光導波路アレイの入
射口に別途製造された光ビーム誘導手段を配設し、この
光ビーム誘導手段により光ビームを光導波路の入射口に
正しく入射させるようにしたものがある。しかしながら
、このような光ビーム誘導手段は、互いに所定角度をな
して対向する一対の反射鏡を備えたものであり、高い加
工精度が要求され製造が容易でないという問題があった
。

また、光導波路アレイに対する光ビーム誘導手段の位置
決めが困難であるという問題があった。

本発明は、上述した点を解決するためになされたもので
あり、製造が容易で、光源から発せられた光ビームを確
実に光導波路の入射口に入射させることができる光導波
路アレイを備えた光走査装置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
搬する多数の光導波路を列設して形成した光導波路アレ
イと、前記光源からの光ビームを前記光導波路に順次入
射させるための光ビーム分配手段とを備えた光走査装置
において、前記光ビーム分配手段からの光ビームを前記
光導波路の入射口に導く光ビーム誘導手段を備え、この
光ビーム誘導手段は互いに所定角度をなして対向する対
向面を形成するように前記光導波路アレイと一体成形さ
れ、該対向面が鏡面となっているように構成した。

〔作用〕

上記の構成を有する本発明の光走査装置においては、画
像信号に基づいて光源から発せられた光ビームは光ビー
ム分配手段により偏向されて光導波路アレイの各光導波
路の入射口に順次導かれる。

このとき、光導波路の入射口から外れて進入してきた光
ビームは先導波路アレイと一体的に成形され鏡面を有す
る光ビーム誘導手段により光導波路アレイの入射口に導
かれる。そして、この光ビームは先導波路内を伝搬され
、先導波路アレイの出射端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、この光ビーム誘導手段は光導波路アレイと一体形
成されでいるので製造が容易である。

〔実施例〕

以下、本発明を具体化したー実施例について図面を参照
して説明する。

第１図は本発明に係る光記録装置を示す。第１図におい
て、光走査装置１０は画像信号により光ビームを発生す
る光源１１と、光源１１からの光ビームを感光ドラム２
０に伝搬するための光導波路を多数列段して形成された
光導波路アレイ１５と、光源１１からの光ビームを各光
導波路の入射口に分配するためのポリゴンミラ−１４を
備えている。

光源１１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（ＬＤ）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１１の光ビームの伝搬方向下流側には光源１１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
１２が設けられている。このコリメートレンズ１２のさ
らに下流側にはコリメートレンズ１２からの出射光をポ
リゴンミラ−１４に集光するための集光レンズ１３が設
けられている。

ポリゴンミラ−１４は図示しないモーターにより高速回
転可能に配設されている。そして、このポリゴンミラ−
１４の回転により、集光レンズ１３で集光された光ビー
ムは順次光導波路アレイ１５を構成する各光導波路の入
射口に導かれるように構成されている。

光導波路アレイ１５は光源１１から発せられた光ビーム
を感光ドラム２０に伝搬するための光導波路が多数列設
するように形成されたものである。

この光導波路アレイ１５の入射端１５ａはポリゴンミラ
−１４を取り囲むような円弧状に形成されており、出射
端１５ｂは感光ドラム２０の中心軸に平行な直線状に形
成されている。

第２図は光導波路アレイ１５の横断面図である。

第２図において光導波路アレイ１５は所定ピッチで溝部
１６ａが形成されたクラッド材１６と平板状のクラッド
材１７とを組合せて形成されている。そして、両クラッ
ド材１６．１７により形成される空所内にコア材が充填
されてコア１８が形成されている。尚、クラッド材とし
ては、例えば屈折率１．４程度のポリメチルメタクリル
樹脂（ＰＭＭＡ）等が、コア材としては屈折率１．５９
のポリカーボネイト樹脂等が用いられる。

第３図は光導波路アレイ１５の入射端１５ａ付近を示す
斜視図であり、第４図は光導波路アレイ１５の入射端１
５ａ付近の光紬方向の断面図である。第３図及び第４図
において、光導波路アレイのクラッド材１６．１７には
その断面積が除々に減少する誘導部１６ａ，１７ａが形
成されている。

この誘導部１６ａ．１７ａの内表面は互いに所定の広が
り角度θをなして対向している。そして、この内表面に
はアルミニウム等の金属を蒸着させた鏡面１６ｂ，１７
ｂが形成されている。したがって、この鏡面１６ｂ，１
７ｂは所定の広がり角度θで対向する光ビーム誘導手段
を構成している。

このように本発明においては、光ビーム誘導手段は光導
波路アレイと一体的に形成されているので、光ビーム誘
導手段の製造が容易であり、かつ光導波路アレイに光ビ
ーム誘導手段を設置するための位置決めが不要である。

このような光導波路アレイ１５において、第４図中左方
向から照射された光ビームは鏡面１６ｂ，１７ｂで１回
あるいは複数回反射された後、あるいは直接にコア１８
に導かれる。このように光導波路アレイ１５を構成する
ことによって、光ビームが光導波路アレイ１５のコア１
８から多少外れて進入してきた場合でも、確実に光導波
路アレイ１５のコア１８に導くことが可能になる。

ここで、例えばコリメートレンズ１２からの平行ビーム
の径を２ｍｍ，集光レンズ１３から光導波路アレイ１５
の入射端１５ａまでの光路長を５　０　ｍ　ｍ　ｓ集光
レンズ１３による光ビームの絞り込み角を約１．５°と
する。そして、集光レンズ１３を出た光ビームは平行ビ
ームであると考え、光ビームは光ビーム誘導手段の鏡面
１６ｂ，１７ｂ間で２回反射すると考える。この場合、
１回目の反射で光路はθ変化し、２回目の反射では逆方
向に３θ変化するので、最終的に光ビームの光路は２θ
変化することになる。これが光導波路アレイのコア１８
における臨界角θａを越えないならば光ビームは全てコ
ア１８内に入射されると考えられる。従って、 ２θ≦θａ が広がり角θの取り得る範囲となる。この範囲のもとで
光導波路アレイ１５の先端部の最大間口幅Ｗは θ　＝θ　ａ　／　２ の条件の下で決定されることになる。

例えば、コア１８の幅ｄが１００μｍ１臨界角θａが３
０°の光導波路を用いると、上式より広がり角θは１５
°となる。この場合、光導波路アレイ１５の光ビーム誘
導手段の長さｌは１．４ｍｍ，最大開口幅Ｗは４７０μ
ｍの光導波路アレイを用いることができる。従って、光
導波路アレイ１５の中心位置からの光ビームの位置決め
許容範囲は従来の光導波路アレイについては±５０μｍ
であるのに対し、光ビーム誘導手段を形成することによ
って±２３５μｍと格段に大きくなる。

次に、このような光記録装置１０の動作について説明す
る。

光源１１は画像信号に基づいて点滅′して光ビームを発
しており、この光ビームはコリメートレンズ１２及び集
光レンズ１３を介してポリゴンミラー１４に導かれる。

そして、ポリゴンミラ−１４の回転により光源１１から
の光ビームは光導波路アレイ１５を構成する各光導波路
に順次入射される。ここで、前述したように、先導波路
アレイには所定の広がり角θで対向する鏡面を備えた光
ビーム誘導手段が形成されている。このため、ポリゴン
ミラ−１４の面倒れや、光導波路アレイ１５の位置決め
の精度が悪い等の原因により光ビームが光導波路の中心
から多少ずれて進入しても、確実に光導波路アレイのコ
ア１８に導かれる。

光導波路アレイ１５に入射された光ビームは、光導波路
アレイ１５のコア１８とクラッド１６，１７の屈折率の
関係によりコア１８とクラッド１６．１７の界面を全反
射することによってコア１８内を伝搬される。

そして、この光ビームはコア１８とクラッド１６．１７
の屈折率により定まる開口角で光導波路アレイ１５の出
射端１５ｂから順次出射される。

以上の作動により画像信号によって点滅する光源１１か
らの光ビームが感光ドラム２０の中心軸方向に等速度で
走査され、画像の記録が行われる。

そして、１ライン分の光走査が済むたびに感光ドラム２
０を図示しない駆動源により間欠的に回転させ、光ライ
ン走査を繰り返すことにより画像記録が行われる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、適宜変更を加えることが可能である。

例えば、上述した実施例においてはクラッド１６．１７
の誘導部１６ａ．１７ａはその横断面積を一定の変化率
で減少して形成されているが、この変化率を除々に変動
させてもよい。また、光導波路アレイの入射端における
光ビームのスポット径を光導波路の入射口の幅よりおお
きくして光ビームを入射させることも可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、光導波路アレイに光ビーム誘導手段を一体的に形成し
たので、光ビームが光導波路の中心から外れて進入して
きた場合でも光ビームを確実に所定の光導波路のコアの
伝搬部に導くことができるという効果が奏されるととも
に、製造が容易であるという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光走査装置の概略を示す斜視図、
第２図は光導波路アレイの横断面図、第３図は光導波路
アレイの入射端付近を示す斜視図、第４図は光導波路ア
レイの入射端付近の光軸方向の断面図、第５図及び第６
図はそれぞれ従来の光走査装置の概略を示す斜視図であ
る。 １０・・・光走査装置、 １１・・・光源、 １４・・・ポリゴンミラー １５・・・光導波路アレイ、 １６ｂ，１７ｂ・・・鏡面。

Claims (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多数の光導波路を列設して形
   成した光導波路アレイと、前記光源からの光ビームを前
   記光導波路に順次入射させるための光ビーム分配手段と
   を備えた光走査装置において、前記光ビーム分配手段か
   らの光ビームを前記光導波路の入射口に導く光ビーム誘
   導手段を備え、この光ビーム誘導手段は互いに所定角度
   をなして対向する対向面を形成するように前記光導波路
   アレイと一体成形され、該対向面が鏡面となっているこ
   とを特徴とする光走査装置。