JPH03209416A - 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かわり、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３図を参照して
説明する。

第３図は従来の光走査装置３０を示し、この光走査装置
３０において、光源３１からの光ビームはコリメートレ
ンズ３２により平行ビームとされた後、集光レンズ３３
を経て一定速度で回転するポリゴンミラー３４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３５を通過して平面反射板３６に到達する。そし
て、平面反射板３６で反射されて回転する感光ドラム４
０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３０におい
ては、光ビームはポリゴンミラー３４により等角速度で
偏向されるのに対し、感光ドラム４０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３図のｆθレ
ンズ３５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レンズの代りに
先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。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。そして、
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、このような光導波路アレイを用いた光走
査装置においては、光導波路を構成するコアは全て一定
の横断面積を有して長手方向に延びるように形成されて
いた。このため、ポリゴンミラーにより光導波路に光ビ
ームを入射する際に、ポリゴンミラーの面倒れや、光導
波路アレイの入射端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。

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、ポリゴンミラーからの光ビームを確実に先導波路
の入射口に入射させることができる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多数の先導波路に
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、前記光導波路はコアと、前記コアの周
辺を取り巻くように形成され前記コアよりも屈折率の小
さいクラッドとを備え、前記コアは光ビームの入射口側
に向かって徐々に横断面積が拡大する誘導部と、前記誘
導部に連結され一定の横断面積を有して光導波路の長手
方向に延びる伝搬部が形成され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、光
源から画像信号に基づいて発せられた光ビームは光ビー
ム分配手段により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、光導波路の中心から外れて
進入してきた光ビームは先導波路のコアの誘導部におい
てコアとクラッドの界面を１回あるいは複数回反射され
た後にコアの伝搬部に導かれて伝搬される。そして、光
ビームは光導波路内を伝搬され、光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
。

〔実施例〕

以下、本発明を具体化した一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１６（第２図）を多数列設
して形成した光導波路アレイ１５と、光源１１からの光
ビームを各光導波路１６の入射口１６ａに分配するため
のポリゴンミラー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（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
リゴンミラー１４に集光するための集光レンズ１３が設
けられている。

ポリゴンミラー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を構成する各光導波路１６
の入射口１６ａ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１６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。

第２図は光導波路アレイ１５を構成する光導波路１６の
断面図である。この光導波路１６は光源１１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
ている。そして、屈折率の大きい物質がコア１７として
光導波路１６の中心を形成し、屈折率の小さい物質がク
ラッド１８としてコア１７の周辺を取り巻くように形成
されている。本発明では、コア１７が光ビームの入射口
１６ａに向かって所定の広がり角θで横断面積が拡大す
る誘導部１７ａと、この誘導部１７ａに連結され一定の
横断面積を有して光導波路１６の長手方向に延びる伝搬
部１７ｂから構成されている。

このような光導波路１６において、第２図中左方向から
照射された光ビームは誘導部１７ａにおいてコア１７と
クラッド１８の界面を１回あるいは複数回反射された後
、あるいは直接にコア１７の伝搬部１７ｂに導かれる。

このように光導波路１６を構成することによって、光ビ
ームが光導波路１６の中心から多少外れて進入してきた
場合でも確実に光導波路１６のコア１７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２Ｗ＋１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５０−１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、光ビームはコア１７の誘導部１７ａにおいてコ
ア１７とクラッド１８の界面で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１６の
コア１７における臨界角θａを越えないならば光ビーム
は全て光導波路１６に入射されると考えられる。したが
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１６のコア１７の先端部の最大の間口幅Ｗは θ＝θａ　／　２ の条件の下で決定されることになる。

例えば、光導波路１６のコア１７の伝搬部１７ｂの幅ｄ
が１００μｍ、臨界角θａが３０゜の先導波路を用いる
と、上式より広がり角θは１５°となる。この場合、光
導波路１６の誘導部１７ａの長さ！は１．４ｍｍ、最大
開口幅Ｗは４７０μｍの光導波路を用いることができる
。従って、光導波路１６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コアの幅が一定なものが±５０
μｍであるのに対し、コア１７の一端に誘導部１７ａ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を構成する各光導波路１
６に順次入射される。ここで、前述したように、光導波
路１６のコア１７には光ビームの入射口１６Ｈに向かっ
て所定の広がり角θで横断面積が拡大する誘導部１７ａ
が形成されている。このため、ポリゴンミラー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１６の中心から多少ず
れて進入しても、この光ビームはコア１７の誘導部１７
ａにおいてコア１７とクラッド１８の界面で１回あるい
は２回以上反射されることにより正確にコア１７の伝搬
部１７ｂ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
１６のコア１７とクラッド１８の屈折率の関係によりコ
ア１７とクラッド１８の界面を全反射することによって
コア１７内を伝搬される。

そして、この光ビームはコア１７とクラッド１８の屈折
率により定まる開口角で光導波路アレイ１５の出射口１
５ｂ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コア１７の誘導部１
７ａはその横断面積を一定の変化率で拡大して形成され
ているが、この変化率を除々に変動させてもよい。

〔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
、光導波路のコアに光ビームの入射口側に向かってその
横断面積が拡大する誘導部を形成したので、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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光記録装置の概略を示す斜視図、
第２図は光導波路の入射口の概略を示す断面図、第３図
は従来の光走査装置の概略を示す斜視図である。 １１・・・光源、１４・・・ポリゴンミラー　１５・・
・光導波路アレイ、１６・・・光導波路、１７・・・コ
ア、１７ａ・・・誘導部、１７ｂ・・・伝搬部、１８・
・・クラッド。

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
   記多数の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、前記光導波路はコ
   アと、前記コアの周辺を取り巻くように形成され前記コ
   アよりも屈折率の小さいクラッドとを備え、前記コアは
   光ビームの入射口側に向かって徐々に横断面積が拡大す
   る誘導部と、前記誘導部に連結され一定の横断面積を有
   して光導波路の長手方向に延びる伝搬部部が形成されて
   いることを特徴とする光走査装置。