JPH03219205A - 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代り、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４０について第４図を参照
して説明する。

第４図において、光源４１から発せられた光ビームはコ
リメートレンズ４２及び集光レンズ４３を介してポリゴ
ンミラー４４に導かれる。そして、ポリゴンミラー４４
の回転によりこの光ビームは光導波路アレイ４５を構成
する各光導波路に順次入射される。

先導波路に入射された光ビームは光導波路内で伝搬され
、所定の開口角で光導波路の出射口から順次出射され、
感光ドラム５０上で光ビームの走査が行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記のような光走査装置４０においては
光導波路の開口数ＮＡは、各光導波路のコアの屈折率ｎ
１、クラッドの屈折率ｎ２から次の式で与えられる。

ｓ　ｊ　ｎ　（ｒ）　＝ＮＡ ＮＡ＝　（ｎ　１２−ｎ　２２）”２ 樹脂系の光導波路として代表的な材料であるＰＭＭＡ　
（ｎ　１　＝　１．４９）をコアに使用し、弗素系樹脂
（ｎ２＝１．４０）をクラッドに使用すると、上式より
ＮＡ＝０．５となり、角度ｒ−３０°になる。

したがって、光導波路の出射口から出射される光ビーム
の径は、光導波路の出射口から離れるにしたがって確実
に広がることになる。このため、光導波路の径を８５μ
ｍ程度とすると、光導波路アレイ４５と感光ドラム５０
との間隔を５０μｍ以下にしないと、隣り合う光導波路
から出射された光ビーム同志が干渉し、いわゆるクロス
トークが生じて、画質の劣化の原因となる。

ところが、上述した５０μｍ以下の間隔では、光導波路
アレイ４５の先端に、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、感光ドラムの
露光に悪影響を及ぼすという問題がある。

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、光導波路アレイと感光体間の間隔を大きくと
り、異物による光導波路アレイ先端の汚れを防止すると
共に、光導波路の出射口から出射される光ビームの感光
ドラム上でのクロストークによる画質の劣化を防止する
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、前記光導波路アレイの光ビームの出射端に
光ビーム集束手段を備えるように構成した。

〔作用〕

上記の構成を有する本発明によれば、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光導波路アレイの
各光導波路の入射口に順次導かれて入射される。そして
、この光ビームは光導波路内を伝搬され、光導波路の出
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。このとき、光導波路アレイの出射端には光ビーム集
束手段が備えられ各光導波路から出射した光ビームは集
束されるので、光導波路アレイと感光体間の間隔を大き
くしても光導波路の出射口から出射される光ビームの感
光体上でのクロストークを防止して感光体上で鮮明な露
光を行うことが可能となり、また、光導波路アレイ先端
の異物による汚れを防止することが可能になる。

〔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。

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に伝搬するための多数の光導波路を列設形成した光導
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１５の各光導波路の入射口に順次入射させるため
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の入
射口に導かれるように構成されている。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いる。また、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
おり、光ビームの円−直線変換を行うことができるよう
に構成されている。この光導波路は公知の光導波路と同
様、屈折率の異なる２種類の物′質からなり、屈折率ｎ
１のクラッド１８（第２図）が屈折率ｎ２のコア１７（
第２図）を取り巻くように構成され、ｎｌ＜ｎ２の関係
になっている。尚、クラッド１８としては屈折率１．４
０の弗素系樹脂等が、コア１７としては屈折率１．４９
のポリメチルメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等が用いられ
る。

本発明では光導波路アレイ１５の出射端１５ｂには、図
に示されるように、光導波路から出射される光ビームを
集束させるための光ビーム集束レンズ１６が備えられて
いる。この光ビーム集束レンズ１６はコア１７の中心部
に対応する部分の屈折率に比べて、コア１７の周辺部の
屈折率が徐々に低くなるような屈折率分布を有し、この
屈折率分布により光ビームの集束作用を有するものであ
る。

以下、第３図を参照してこのような光ビーム集束レンズ
の形成方法について説明する。

まず、光導波路アレイ１５の出射端１５ｂの全体にわた
り光重合性材料１９を５０μｍ乃至１００μｍ程度の厚
さで均一にコーティングする。

この光重合性材料１９は感光剤であるアクリル酸メチル
（屈折率１．４９）をドープモノマーとして弗素系樹脂
（屈折率１．４０）に含有させたものである。

次に、光導波路アレイ１５の入射端１５ａに対向するよ
うに設けられた紫外線光源２１からの紫外光を全ての光
導波路の入射口に一括して均一に入射させる。この紫外
光は光導波路内を伝搬されて出射口から出射される。こ
のとき、出射口における光軸に垂直な面での光パワー密
度分布はコア１７の中心部を頂点とするガウス分布を示
すことになる。これによって、アクリル酸メチルは光重
合反応をおこしてポリマー化されるが、その割合は上記
の光パワー密度分布に準じたものとなる。

この紫外線による光重合反応が行われた後、重合されな
かった残存モノマーを真空乾燥により除去する。これに
よって、母材の弗素系樹脂とポリマー化されたアクリル
酸メチルの含有率の差による屈折率分布が形成される。

すなわち、コア１７の中心部に対応する部分はポリマー
化されたアクリル酸メチルの含有率が高く、コア１７の
周辺部に対応する部分にいくにしたがってポリマー化さ
れたアクリル酸メチルの含有率が低下する。このため、
コア１７の中心部に比べて周辺部に対応する部分の屈折
率が低ぐ、集光作用を有する光ビーム集束レンズ１６が
形成される。

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に
順次入射される。

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の出射口から順次出射
される。このとき、光導波路の出射口には光ビーム集束
レンズ１６が形成されいるので、画像情報に基づいて光
源１１から出射された光ビームは光ビーム集束レンズ１
６の作用によって径が絞り込まれて出射され感光ドラム
２０に至る。このため、感光ドラム２０と光導波路アレ
イ１５の出射端１５ｂとの間隔を広くしてもクロストー
クをおこすことなく良好な露光を行うことができる。

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ず、その趣旨を
逸脱しない範囲で適宜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、本発明によれば
、光導波路の出射口から出射される光ビームの感光体上
でのクロストークを防止することができ、感光体上で鮮
明な露光を行うことが可能となるとともに、光導波路ア
レイと感光体間の間隔を大きくとることにより、光導波
路アレイの出射端の異物による汚れを防止することがで
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走査装置の概略を示す斜視図、
第２図は本発明に係る光走査装置に用いられる光導波路
アレイの概略を示す断面図、第３図は本発明に係る光走
査装置に用いられる光導波路アレイの製造方法を説明す
るための図、第４図は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、１５ｂ・・
・出射端、１６・・・光ビーム集束レンズ。

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多数の光導波路を列設形
   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、前記光導波路アレ
   イの光ビームの出射端に光ビーム集束手段を備えたこと
   を特徴とする光走査装置。 ２、前記光ビーム集束手段は前記光導波路アレイの光ビ
   ームの出射端に塗布された光重合性材料の光重合反応に
   より形成される屈折率分布を有する光ビーム集束レンズ
   であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。