JPH03293312A - optical scanning device - Google Patents
optical scanning deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はレーザープリンタ等の電子写真技術を利用した
光走査装置、更に詳しくは光導波路アレイを用いた光走
査装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical scanning device using electrophotographic technology such as a laser printer, and more particularly to an optical scanning device using an optical waveguide array.
[従来の技術]
従来の技術として光導波路アレイを用いて感光ドラム上
で光ビームの走査を行なうことができるようにした光走
査装置が提案されている。[Prior Art] As a prior art, an optical scanning device has been proposed that uses an optical waveguide array to scan a photosensitive drum with a light beam.
この光導波路アレイ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とし、他端を直線状に配列し
て光ビームの出射端としたものである。この光導波路は
光源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かクラ
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
。This optical waveguide array has a large number of optical waveguides arranged in an arc shape at one end to serve as an input end for a light beam, and the other end arranged in a straight line to serve as an output end for a light beam. This optical waveguide is composed of two types of materials that have different refractive indexes for the light beam from the light source.The material with a higher refractive index forms the core, which forms the center of the optical waveguide, and the material with a lower refractive index, which forms the cladding, forms the center of the optical waveguide. It was formed to surround the surrounding area.
そして出射端ではこのコアとクラッドの屈折率の差で決
まる開口角をもって光ビームか出射され、集光手段とし
てのセルフォックレンズアレイ等の屈折率分布レンズア
レイによって出射端における光ビームは感光ドラム上に
照射されていた。At the output end, a light beam is emitted with an aperture angle determined by the difference in refractive index between the core and the cladding.The light beam at the output end is directed onto the photosensitive drum by a refractive index gradient lens array such as a SELFOC lens array as a focusing means. was irradiated.
[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導波路アレイを用いた光走査
装置においては、出射端の集光手段に光導波路アレイと
は別部材である屈折率分布レンズアレイを用いるため、
光導波路アレイの出射端と屈折率分布レンズアレイとの
位置合わせが難しいという問題点があった。又、このよ
うな屈折率分布レンズアレイは高価であるという問題点
もあった。[Problems to be Solved by the Invention] However, in an optical scanning device using such an optical waveguide array, since a gradient index lens array, which is a separate member from the optical waveguide array, is used as a condensing means at the output end,
There was a problem in that it was difficult to align the output end of the optical waveguide array and the gradient index lens array. Another problem is that such a gradient index lens array is expensive.
もしこのような屈折率分布レンズアレイを用いずに、光
導波路アレイの出射端を感光ドラムに密接して設置した
ならば、感光ドラム上のトナーによって出射端が汚され
てしまい画像品質の低化の原因となった。If the output end of the optical waveguide array is placed close to the photosensitive drum without using such a gradient index lens array, the output end will be contaminated by toner on the photosensitive drum, resulting in a decrease in image quality. This caused the
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、光導波路アレイの出射端に屈折率分布に従い硬
化する光硬化性樹脂からなる集光手段を設けたことによ
り光導波路アレイと集光手段との位置合わせの必要がな
く、又、安価な光走査装置を提供することをその目的と
する。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by providing a light focusing means made of a photocurable resin that hardens according to the refractive index distribution at the output end of the optical waveguide array, it is possible to combine the optical waveguide array and the light focusing means. It is an object of the present invention to provide an inexpensive optical scanning device that does not require alignment with optical means.
[課題を解決するための手段]
本発明の光走査装置は画像情報に基づく光ビームを発す
る光源と、前記光源からの光ビームをその入射端から出
射端に伝搬する光導波路を多数列設して形成された光導
波路アレイと、前記光源からの光ビームを前記光導波路
アレイの入射端に順次入射させるために偏向する光偏向
器とを備え、前記光導波路アレイの出射端に分子量分布
に従う屈折率分布をもった光硬化性樹脂からなる集光手
段を設けた構成とした。[Means for Solving the Problems] An optical scanning device of the present invention includes a light source that emits a light beam based on image information, and a large number of optical waveguides that propagate the light beam from the light source from its input end to its output end. an optical waveguide array formed by the optical waveguide array, and an optical deflector that deflects the light beams from the light source so as to make them sequentially enter the input end of the optical waveguide array; The structure includes a light condensing means made of a photocurable resin having a rate distribution.
[作用コ
上記の構成を有する本発明の光走査装置においては、光
源から画像情報に基づいて発せられた光ビームは光偏向
器により光導波路アレイの光導波路アレイの入射端に順
次入射され出射端から出射されるが、前記光導波路アレ
イの出射端に屈折率分布に従い硬化する光硬化性樹脂か
らなる集光手段を設けたので、出射光ビームの広がりを
抑えて感光ドラム上に確実に照射される。[Function] In the optical scanning device of the present invention having the above configuration, the light beam emitted from the light source based on image information is sequentially incident on the input end of the optical waveguide array by the optical deflector, and then the light beam is inputted to the output end of the optical waveguide array. However, since a condensing means made of a photocurable resin that hardens according to the refractive index distribution is provided at the output end of the optical waveguide array, the spread of the emitted light beam is suppressed and the light beam is reliably irradiated onto the photosensitive drum. Ru.
[実施例]
以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。[Example] Hereinafter, an example embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図に示すように光走査装置1oは画像情報に基づく
光ビームを発する光源11と、光源11からの光ビーム
を感光ドラム20に伝搬するための光導波路を多数列設
形成した光導波路アレイ15と、光源11からの光ビー
ムを光導波路アレイの入射端に偏向するためのポリゴン
ミラー14を備えている。As shown in FIG. 1, the optical scanning device 1o includes a light source 11 that emits a light beam based on image information, and an optical waveguide array formed of a large number of optical waveguides for propagating the light beam from the light source 11 to a photosensitive drum 20. 15, and a polygon mirror 14 for deflecting the light beam from the light source 11 to the input end of the optical waveguide array.
光源11は画像情報に基づ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。The light source 11 generates a light beam by blinking in response to an electric signal based on image information, and is specifically a laser diode (LD) or a light emitting diode (LED).
Semiconductor light sources such as are used.
光源11の光ビームの伝搬方向下流側には光源1°1か
らの光ビームを平行光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からの光ビー
ムを集光するための集光レンズ13が設けられている。A collimating lens 12 is provided on the downstream side in the propagation direction of the light beam of the light source 11 to convert the light beam from the light source 1°1 into a parallel light beam. This collimating lens 12
A condensing lens 13 for condensing the light beam from the collimating lens 12 is provided further downstream.
ポリゴンミラー14は図示しないモーターによって高速
回転可能に配設され、このポリゴンミラー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の入射端に導かれるように構成されている
。The polygon mirror 14 is arranged to be rotatable at high speed by a motor (not shown), and the light beams focused by the condenser lens 13 are sequentially guided to the input end of the optical waveguide array 15 by the rotation of the polygon mirror 14. ing.
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2oに伝搬するための光導波路が多数列設
して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はポリゴンミラー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。そしてこの
出射端15bには単一組成からなり屈折率分布をもって
硬化する光硬化性樹脂によって作られる集光レンズ30
を備えており、これによって出射端15bにより出射さ
れた光ビームにより感光ドラム2゜は画像情報対応して
1対1に露光される。The optical waveguide array 15 is formed by arranging a large number of optical waveguides for propagating the light beam emitted from the light source 11 to the photosensitive drum 2o. The input end 15a of this optical waveguide array 15 is formed in an arc shape surrounding the polygon mirror 14, and the output end 15b is formed in the shape of an arc surrounding the polygon mirror 14.
It is formed in a straight line parallel to the central axis of. At this output end 15b, there is a condenser lens 30 made of a photocurable resin having a single composition and curing with a refractive index distribution.
As a result, the photosensitive drum 2° is exposed one-to-one in accordance with the image information by the light beam emitted from the output end 15b.
次に集光レンズ30の製造方法を説明する。Next, a method of manufacturing the condenser lens 30 will be explained.
集光手段としての集光レンズ3oは以下のような工程に
よって製造される。The condensing lens 3o as a condensing means is manufactured by the following steps.
(A)材料となる未硬化の光硬化性樹脂中に、光導波路
アレイ15の出射端15bを浸す。光硬化性樹脂とは、
例えば紫外光硬化性樹脂であるアクリル酸エステル系ポ
リマー(代表的な、硬化時の屈折率1.54程度)にイ
ニシェーターを混ぜたものである。但し、未硬化時の屈
折率は硬化時に比べて約1%低い。(A) The output end 15b of the optical waveguide array 15 is immersed in an uncured photocurable resin material. What is photocurable resin?
For example, an initiator is mixed with an acrylic acid ester polymer (typically, the refractive index at the time of curing is about 1.54), which is an ultraviolet light-curable resin. However, the refractive index when uncured is about 1% lower than when cured.
(B)材料を硬化させる紫外光光源の光を光導波路アレ
イ15の入射端15aから均一に入射させる。(B) Light from an ultraviolet light source for curing the material is made uniformly incident from the incident end 15a of the optical waveguide array 15.
(C)コア21とクラッド22の屈折率の差によりコア
21内を伝搬してきた光は出射端15bにおいて出射さ
れるか、この出射光ビームの光パワー密度分布はおおよ
そ各コア21の中心軸を頂点とするガウス分布の総和と
なる。従って光硬化性樹脂が硬化する度合はこの光パワ
ー密度分布に従うので、この硬化の度合によって未硬化
部と硬化部との分子量分布つまり屈折率分布が第3図(
b)に示すように生じ、硬化部19は第3図(a)に示
すようになる。(C) Due to the difference in refractive index between the core 21 and the cladding 22, the light that has propagated within the core 21 is emitted at the output end 15b, or the optical power density distribution of this output light beam roughly follows the central axis of each core 21. It is the sum of Gaussian distributions with vertices. Therefore, the degree to which the photocurable resin is cured follows this optical power density distribution, so depending on the degree of curing, the molecular weight distribution, that is, the refractive index distribution, of the uncured part and the cured part changes as shown in Figure 3 (
This occurs as shown in b), and the hardened portion 19 becomes as shown in FIG. 3(a).
例えば上記のような材料を用いて1つの出射端15bに
おける紫外光の光パワーを波長360nmにおいて30
0μWとすると、本紫外光硬化性樹脂は約100m5e
cで第3図(a)に示しである山形形状に硬化した。For example, using the above material, the optical power of ultraviolet light at one output end 15b can be increased to 30 nm at a wavelength of 360 nm.
If it is 0μW, this ultraviolet light curable resin is about 100m5e
c, it was cured into the chevron shape shown in FIG. 3(a).
(D)硬化後、光硬化性樹脂より光導波路アレイ15の
出射端15bを取り出して、出射端15bから数百μm
のところで出射端15bと平行に切断して端面を鏡面研
磨する。すると第2図に示すような屈折率分布型の集光
レンズ16となる。(D) After curing, take out the output end 15b of the optical waveguide array 15 from the photocurable resin, and remove it several hundred μm from the output end 15b.
At this point, it is cut parallel to the output end 15b and the end surface is mirror polished. Then, a gradient index condenser lens 16 as shown in FIG. 2 is obtained.
以上のような工程によって光導波路アレイ15の出射端
15bに集光レンズ16が作られる。Through the steps described above, the condenser lens 16 is formed at the output end 15b of the optical waveguide array 15.
次にこのような光走査装置10の動作について説明する
。Next, the operation of such an optical scanning device 10 will be explained.
光源11は画像信号に基つ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、ポリゴンミラー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の入射端15aに導かれ
、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。A light source 11 blinks and emits a light beam based on an image signal, and this light beam is guided to a polygon mirror 14 via a collimating lens 12 and a condensing lens 13. Then, by the rotation of the polygon mirror 14, the light beam from the light source 11 is guided to the input end 15a of the optical waveguide array 15, and is sequentially incident on each optical waveguide constituting the optical waveguide array 15.
光導波路アレイ15に入射された光ビームは、光導波路
のコア21とクラッド22の屈折率の関係によりそれら
の界面を全反射することによってコア21内を伝搬され
る。そしてこの光ビームは光導波路アレイ15の出射端
15bにおける各光導波路から順次出射されるが、この
とき上記のような屈折率分布を持った集光レンズ16に
よって出射光ビームの広かりは抑えられ、光ビームは確
実に感光ドラム20上に照射される。The light beam incident on the optical waveguide array 15 is propagated within the core 21 by being totally reflected at the interface between the core 21 and cladding 22 of the optical waveguide due to the relationship in refractive index between them. This light beam is sequentially emitted from each optical waveguide at the output end 15b of the optical waveguide array 15, but at this time, the widening of the emitted light beam is suppressed by the condenser lens 16 having the refractive index distribution as described above. , the light beam is reliably irradiated onto the photosensitive drum 20.
以上の動作により画像情報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。By the above-described operation, the light beam from the light source 11 that blinks depending on the image information is scanned at a constant speed in the direction of the central axis of the photosensitive drum 20, and an image is recorded.
そして1ライン分の光走査か済むたびに感光ドラム2o
を図示しない駆動源により回転させ、光ライン走査を繰
り返すことにより光走査が行われる。Then, each time one line of light scanning is completed, the photosensitive drum 2o
is rotated by a drive source (not shown) and optical scanning is performed by repeating optical line scanning.
又、集光レンズ16はその屈折率分布から出射光ビーム
の広がりを抑えて感光ドラム20上に光ビームを確実に
照射させる働きがある。そして前述したような構成の集
光レンズ16はそれぞれ対応するコア21に位置合わせ
して作られるので、それらが別部材のときのように出射
端15bと集光レンズ30との位置合わせの必要がない
。さらに微量の光硬化性樹脂を用いるだけなので非常に
安価に構成されるという効果もある。Further, the condenser lens 16 has the function of suppressing the spread of the emitted light beam due to its refractive index distribution and ensuring that the light beam is irradiated onto the photosensitive drum 20. Since the condensing lenses 16 having the above-mentioned configuration are made by aligning with the corresponding cores 21, there is no need to align the output end 15b and the condensing lens 30 as if they were separate members. do not have. Furthermore, since only a small amount of photocurable resin is used, it can be constructed at a very low cost.
[発明の効果]
以上詳述したように、本発明の光走査装置は光導波路ア
レイの出射端に分子量分布に従う屈折率分布をもった光
硬化性樹脂からなる集光手段を設けたので、出射端から
出射された光ビームは確実に感光ドラム上に照射される
。又、その製造方法から光導波路アレイと集光手段との
位置合わせの必要かなく、又、安価に構成することかで
きるといった効果を奏する。[Effects of the Invention] As described in detail above, the optical scanning device of the present invention is provided with a light condensing means made of a photocurable resin having a refractive index distribution according to the molecular weight distribution at the output end of the optical waveguide array. The light beam emitted from the end is reliably irradiated onto the photosensitive drum. Further, the manufacturing method eliminates the need for alignment between the optical waveguide array and the light condensing means, and has the advantage that it can be constructed at low cost.
第1図は本発明の一実施例に係る光走査装置の概略を示
す斜視図、第2図は同切断後の光導波路アレイの出射端
付近の平面図、第3図(a)は硬化後の光導波路アレイ
の出射端付近の平面図、第3図(b)は屈折率分布を示
す図である。
図中、11は光源、14は光偏向器、15光導波路アレ
イ、15bは出射端、16は集光手段である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing an optical scanning device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the vicinity of the output end of the optical waveguide array after cutting, and FIG. 3(a) is after curing. FIG. 3(b) is a plan view of the vicinity of the output end of the optical waveguide array, and is a diagram showing the refractive index distribution. In the figure, 11 is a light source, 14 is an optical deflector, 15 is an optical waveguide array, 15b is an output end, and 16 is a condensing means.
Claims (1)
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
前記多数の光導波路に順次入射させるために偏向する光
偏向器とを備えた光走査装置において、 前記光導波路アレイの光ビーム出射端に分子量分布に従
う屈折率分布をもった光硬化性樹脂からなる集光手段を
設けたことを特徴とした光走査装置。[Claims] 1. A light source that emits a light beam based on image information, an optical waveguide array formed by arranging a large number of optical waveguides that propagate the light beam from the light source, and a light beam from the light source. In the optical scanning device, the light beam deflector deflects the light so as to sequentially enter the plurality of optical waveguides. What is claimed is: 1. An optical scanning device characterized by being provided with a light condensing means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9543190A JPH03293312A (en) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9543190A JPH03293312A (en) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | optical scanning device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03293312A true JPH03293312A (en) | 1991-12-25 |
Family
ID=14137510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9543190A Pending JPH03293312A (en) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | optical scanning device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03293312A (en) |
-
1990
- 1990-04-11 JP JP9543190A patent/JPH03293312A/en active Pending
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