JPH04507012A - レーザプリンタ用の多チャンネル集積型光モジュレータ - Google Patents
レーザプリンタ用の多チャンネル集積型光モジュレータInfo
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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】
レーザプリンタ用の多チヤネル集積型光モジュレータ技術分野
本発明は、全体として、複数の走査レーザビームを使用して走査した標的に情報
を書き込み又はその標的から情報を読み出す装置に関するものである。より具体
的には、本発明は、走査するレーザビームを独立的に変調させる光モジュレータ
に関するものである。
背景技術
走査レーザビームを使用して、走査した標的に情報を書き込み又はその標的がら
情報を読み出すレーザ走査装置が開発されている。情報を読み出すレーザ走査装
置の典型的な例として、製品に付されたバーコードラベルを走査するボス(PO
S)キャシュレジスタ装置がある。情報を書き込む典型的なレーザ走査装置とし
ては、静電式光受容体又は写真材料の上に書き込むレーザプリンタがある。
例えば、ナラヨン(Narayan)等に付与された米国特許第4.904.0
34号は、標的ステーションに情報を書き込むレーザ走査装置を開示している。
該レーザ走査装置は、白色ビームを発生させるレーザダイオードと、レーザ流を
変化させることにより、書、き込みビームを変調される電子レーザ1ドライバ及
びモータにより回転されるホログラフィック走査ディスクを備えている。集束さ
せた書き1込み、ビームは、回転するホログラフィック走査ディスクに向けられ
、該ディスクは書き込みビームを回折させる。走査ディスクに続くFテーク、(
Theta・)レンズが回折5された書き込みビームを標的上に集束させる。
しかし、印刷解像機能を維持しつつ1.レーザ走査技術を採用するプリンタの・
処理能力を増大させることが望ましい。処理能力を増大させる1つの方法は、幾
つかの像の線を同時に走査する多数のレーザ走査ビームを提供することである。
例えば、多数のレーザダイオードアレーを使用して、従来の方法で走査可能な多
数のビームを発生させることも出来る。しかし、多数のレーザダイオードアレー
を使用するためには、走査した像の線毎の変動を防止するため、各レーザダイオ
ードは同等の作動特性を備えることを必要とする。それぞれのレーザダイオード
の波長、出力、ビーム広がり角度、又はビームアスペクト比が少しでも相違すれ
ば、形成された像には、「バンチングJ (banding)、即ち、可視線が
生ずる結果となる。又、同等の作動特性が必要とされる結果、妥当なコストで許
容可能な多数のレーザアレーを形成することが困難になる。
処理能力を増大させる別の方法は、単一の音響光学装置内に多のRFキャリアを
使用することにより、独立的に変調させた多数の走査ビームを発生させることで
ある。しかし、音響光学装置は波長帯域が限定される。又、かかる装置において
、多数の走査ビーム間のビーム出力を均等にしかつ混信を最小限にすることはか
なり困難なことである。
従って、本発明の目的は、所定の水準の印刷解像度の場合、処理能力の増大した
走査装置を提供することである。別の目的は、独立的に変調可、能な複数の走査
ビームを発生させる装置を提供することである。
本発明は、所望の印刷解像度機能を維持しつつ、処理能力を増大させた走査装置
を提供するものである。本発明は、独立的に変調させた1又は2以上の走査ビー
ムを発生させる多チヤネル集積型光モジュレータを提供することで上記の目的を
達成するものである。
本発明の集積型光モジュレータは、電子元基板の上に設けられた少なくとも1つ
の導波管チャネルを備え、該導波管チャネルが基板の出力側まで伸長する書き込
み導波管チャネルと、基板の出力側に達する前に終端となる閉塞端導波管チャネ
ルとに分割され、少なくとも1つの閉塞端チャネル電極及び少なくとも1つの書
き込み電極がそれぞれ閉塞端導波チャネル及び上記書き込み導波チャネルの上方
に配置され、更に、前記基板の入力側で前記導波チャネル内に光を結合させる入
力機構とを備えている。制御信号が閉塞端チャネル電極及び書き込み電極の少な
くとも一方に選択的に付与され、上記書き込み導波管チャネルから上記閉塞端導
波チャネルへの光の結合を制御する。光は、閉塞端チャネルの端部領域の上方に
配置されたアブソーバを使用して、閉塞端導波チャネルの外に結合される。
かかる集積型光モジュレータは、外側及び内部のドラムスキャナ双方に容易に組
み込むことが出来る。集積型光モジュレータにより発生された多数の書き込みビ
ームは、所望の解像度を維持しつつ、スキャナの処理能力を増大させる。
本発明のその他の目的、利点及び適用例は、以下に掲げた本発明の好適な実施例
の詳細な説明から明らかになるであろう。
図面の簡単な説明
上記を背景にして、以下の好適な実施例の詳細な説明及び添付図面を参照すべき
である。添付図面において、
第1図は、本発明による集積型光モジュレータの図、第2図は、第1図に示した
集積型光モジュレータの図、第3図は、第1図に示したモジュレータに採用可能
な第2の形態の電極の図、第4図は、第1図に示したモジュレータに採用可能な
第3の形態の電極の図、第5図は、第1図に示した集積型光モジュレータを組み
込んだ外側ドラムレーザ走査装置の図、
第6図は、第1図に示した集積型光モジュレータを組み込んだ内側ドラムレーザ
走査装置の図である。
発明の実施例
本発明は、改良した処理能力を備える走査装置を提供することを目的とするもの
である。処理能力の増大は、多チヤネル集積型光モジュレータを使用して、独立
的に変調された複数の走査ビームを提供することにより達成される。この集積型
光モジュレータは、遠隔通信分野で使用するために開発された集積型光装置を一
部利用するものである。しかし、遠隔通信分野は、主として、光ビームを変調さ
せ、次にその変調させたビームを1つのチャネルから次のチャネルに切替え、正
確な方向に達するための情報を得ることを主たる目的とするものである。一方、
集積型光モジュレータをレーザ印刷に適用するためには、グレースケール印刷に
対して連続的なモードで使用することの出来る複数の独立的な2層に変調させた
(onloff)走査ビーム、又は独立的に変調させた複数のビームを発生させ
る集積型光モジュレータを開発することが必要とされる。
次に第1図を参照すると、本発明による集積型光モジュレータ8は、基板12の
上に配置された1又は2以上の導波管チャネル10を備える状態が示しである。
該導波チャネル10は、基板12の入力側16まで伸長する共通の入力導波管チ
ャネル14に結合される。レーザ18の出力は、レンズ20により共通の入力チ
ャネル14上に集束される。導波管チャネル10の各々は、Yカプラー15を介
して書き込み導波管チャネル22及び閉塞端導波管チャネル24に分割される。
閉塞端チャネル電極26及び書き込みチャネル電極28は、それぞれ、閉塞端導
波管チャネル24及び書き込み導波チャネル22の上に配置される。光アブソー
バ30が閉塞端導波管チ、rネル24の各々の端部の上方に配置される。書き込
み導波管チャネル22は基板12の出力端縁32まで伸長する。
基板12は、例えば、導波管内の7M伝播波を利用して、Zカットニオブ酸リチ
ウムにて形成される。共通の入力チャネル14、導波管チャネル10、書き込み
導波管チャネル22及び閉塞端導波管チャネル24は、拡散させたチタニウムに
て形成される。特に、その内容を引用して本明細書に含めた、1986年8月1
4日ノエレクトロニクス・レターズ(Electronics Letters
)の第22巻、第17号にに、コマツ(Komatsu)等により報告された「
効率的なファイバーLiNbO3導波管の結合用のチタニウム/マグネシウムの
二重拡散法(Titanium/Magnesium DoubleDiffu
sion Method for Efficient Fibre−LiNb
03) Jという表題の論文に記載されたチタニウム/マグネシウム二重拡散法
が導波管チャネルの形成に特に望ましい方法である。かかる導波管製造方法にお
いて、Mgイオンは、Ti拡散導波管の表面に拡散され、その結果、導波管表面
の屈折率が低下する。この屈折率が低下する結果、対称的な指数プロファイルが
得られ、これにより、印刷に特に望ましい対称的な出力光ビームが得られる。閉
塞端チャネル電極26及び書き込みチャネル電極28は、アルミニウム又は金に
て形成することが望ましく、図2に示すように、書き込み導波管チャネル22の
上に形成されたITO又は二酸化ケイ素のバッファ層34の上に形成される。
アブソーバ30は、閉塞端チャネル電極26及び書き込みチャネル電極28を形
成する材料と同一材料であることが望ましいアブソーバ材料にて形成され、この
アブソーバ材料は、中間バッファ層を使用せずに、閉塞端導波管チャネル30の
端部領域の2乃至10ミリの上に直接形成され、閉塞端導波管チャネル30の端
部領域から出る光を吸収し又は結合させる。換言すれば、閉塞端チャネル26を
通って伝播するTM波は、アブソーバ30により吸収されかつ放散される。これ
と選択的に、アブソーバ30は、閉塞端導波管24から出る光を結合させる格子
カプラーにて形成してもよい。同様に、格子カプラーに代えて、閉塞端導波管2
4の端部にプリズムを使用し、該閉塞端導波管チャネル24の端部に透過する光
を基板12から外方に伝えることが出来る。格子カプラー又はプリズムカプラー
を使用して、導波管からの光を結合させることは、その内容を引用して本明細書
に含めた、1982年のR,Gバンズバーガー(Hunsperger) 、7
.ブリンガー・ベルラッグ(Springer−Verlag)による集積型光
素子の理論及び技術、98−108Pに記述されている。
又、アブソーバ30を全く省略し、閉塞端導波管チャネル24が基板12の出力
側32に達する前の箇所でこの閉塞端導波管チャネル24を終端とすることも可
能である。かかる場合、閉塞端導波管チャネル24内を透過する光は、基板及び
基板12の上にコーティングされ、又は別個の構成要素から成り、基板12の出
力側32に設けることの出来る任意選択のマスク38を通って拡散され、書き込
み導波管チャネル24から放出された光のみが基板12の出力側32から出るよ
うにする。しかし、又、該任意選択のマスク38をアブソーバ30と共に使用し
、散乱光が基板12の出力側32から出ないようにすることも出来る。
作動時、共通の入力チャネル14はレーザ18からの光で照射する。この光は、
導波管10を通って移動し、Yカプラー15にて書き込み導波管チャネル22及
び閉塞端導波管チャネル22に分割される。制御信号は、従来の方法により独立
的に閉塞端電極26及び書き込み電極28の各々に付与され、閉塞端導波管チャ
ネル24に導波管チャネル22からの光を結合するのを制御する。これら電極は
、二進法にて作動し、書き込み導波管チャネル22を透過する略合ての光を閉塞
端チャネル24に結合させるか、又はグレースケールモードで作動させ、光の一
部のみが導波管チャネル22から閉塞端チャネル24に結合されるようにするこ
とが出来る。書き込み導波管チャネル22を透過する光は、基板12の出力側3
2から書き込みビーム又はチャネルとして出て、これらビーム又はチャネルは以
下に詳細に説明する印刷装置のコリメータレンズに供給される。
上述のように、その間で光を結合させる閉塞端電極26及び書き込み電極28の
作動は従来通りである。二重割型電極構造体、即ち、第1図に示すように、2つ
の電極が閉塞端導波管チャネル24の上に配置され、2つの電極が書き込み導波
チャネル22の上に設けられたときの作動は、その内容を引用して本明細書に含
めた、1988年集積型及び導波管光学素子の技術タイジエストシリーズ、第5
巻、会議録版TuC6−1からTuC6−4Pにボーイング・エレクトロニク(
Boeing Electronics)社のスワット・タニャバーン(Suw
at Thaniyavarn)により「非対称のβ相反転電極を備える1×2
指向性カプラーを使用する合成デジタルスイ・ソチ(A 5ynthesize
d Digital 5w1tch Using a 1 x 2 Direc
tional Couple秩@with
Asymmetric BPhase Reversal Electrode
) Jという表題の論文に記載されている。これは、IEEEのレーザ及び電子
光学協会及び米国光学協会の主催により、1988年3月28日−30日にニュ
ーメキシコ、サンタフェで開催された集積型及び導波管光学会議で発表されたも
のである。しかし、勿論、その他の電極の形態とすることも可能である。例えば
、第3図には、各閉塞端チャネル及び書き込み導波チャネル各々の上に単一の電
極が設けられた電極の構造が示しである。この「単一電極」の構造は、その内容
を引用して本明細書に含めた、1975年9月1日の応用物理学レターズ、第5
巻第27号のバブチョン(Papuchon)等による「電気的に切り替えられ
る光指向性カプラー;コブラ(Electrically 5w1tched
0ptical Directional Coupler: Cobra)
Jという表題の論文に発表された光指向性カプラーに基づ(ものである。第4図
には、単一の接地電極が閉塞端導波管チャネル24の上に設けられ、割型電極構
造体が書き込み導波管チャネル22の上に形成される第3の電極の形態が示しで
ある。第4図に示した電極の形態は、その内容を引用して、本明細書に含めた、
1976年5月1日の応用物理学レターズ、第9巻、第28号にR,Vシュミッ
ト(Schmidt)等によるrTi拡散LiNbO3導波管を使用するステッ
プ付きβ反転型電子光学的に切り替えられるカプラー(Electro−opt
icallySwitched Coupler with 5teppedβ
Reversal []sing Ti−diffused LiNbORWa
vegu
ides) Jという表題の論文に記載されている。しかし、第1図の電極構造
体(ま、電圧の変動に殆んど影響されないため、最適である。
第5図には、第1図に示した集積型光モジュレータ8を内蔵するレーザプリンタ
が図示しである。該レーザプリンタは、レーザ源40 (HeNe、レーザダイ
オード、相ロックしたレーザダイオードアレー等)と、レーザ光をモジュレータ
8に集束させるレンズ42と、モジュレータ8内に設けられた閉塞端電極及び書
き込み電極の作動を制御する多チヤネルドライバ44と、モジュレータからの出
力をスキャナモータ49に取り付けられたホロゴンディスク48に向けるコリメ
ータレンズ46と、ホロゴンスキャナ48により偏向された光を印刷ドラム52
の上に集束させるF−テータレンズ50とを備えている。印刷ドラム521よ、
感光性材料で被覆するか、又は感光性材料で被覆された印刷媒質を保持するため
に使用することが出来る。
像情報の多数の線は、モジュレータ8から放出される多の書き込みチャネル又は
ビームにより、フィルムドラム52に同時に書き込まれる。このように、全体的
な走査速度は、単一のビームスキャナ装置の場合よりも著しく増大する。更に、
モジュレータから放出される全ての書き込みビームは、単一のレーザ源から発生
されるため、多数の源から多数の書き込みビームを発生させることに伴う問題点
も阻止される。又、書き込み導波管チャネル22の間隔は、フィルムドラム52
に対して任意の所望の線間隔を付与し得るように設定することが出来る。好適な
実施例において、書き込み波長チャネル22は、基板12の出力側36の15乃
至20μmの中心上で約4乃至5μmの幅である。集積型光モジュレータ8を光
軸を中心として回転させることにより、必要であれば、フィルムの僅かな過露出
、又はフィルムを焦点外に僅かに動かすことにより、線間の間隔の隙間を埋める
ことが出来る。
又、開示されたモジュレータは、他の型式のスキャン装置に組み込むことが出来
る。例えば、第6図には、第1図に示した集積型光モジュレータ8を内蔵する集
積型ドラムスキャナが示しである。モジュレータ8からの書き込みビームは、単
一面のホロゴン62を備えるロータ構造体を有するモータ60を含むスキャナ組
立体に供給される。該モータ60は、リードねじ組立体64に取り付けられ、該
組立体64は、リードねじモータ66により駆動され、スキャナ組立体を横方向
に動かす。書き込みビームは、ホロゴン62により偏向され、レンズ68により
、スキャンドラム70の内面の上に集束される。感光性媒質はスキャンドラム7
0の内面上に配置される。
特定の好適な実施例について、本発明を説明した。しかし、請求の範囲の精神及
び範囲内で変形例及び応用例が可能であることを理解すべきである。例えば、開
示した集積型光モジュレータは、特にレーザプリンタに適用可能であるが、該モ
ジュレータは又、走査標的から情報を読み取るため複数のビームを必要とするレ
ーザ走査装置に採用することが可能である。更に、第1図に示した実施例は、2
つの書き込みチャネルを示すが、付加的な導波構造体を基板上に含むことにより
、付加的な書き込みチャネルを提供することが出来ることも容易に理解されよう
。更に、導波管内への光の結合は、共通の入力チャネル14を使用する以外の各
種の方法にて行うことが出来る。例えば、導波管10の各々は、基板の入力側に
伸長さぜ、レーザ源で照射することが出来る。又、レーザ光は、光ファイバを使
用して、基板に直接供給することも可能である。
利点及び産業上の利用可能性
本発明は、多チャネルの集積型光モジュレータを使用して、独立的に変調された
1又は2以上の走査ビームを発生させるものである。集積型光モジュレータは、
外側及び内側ドラムスキャナの双方に適用可能である。多チャネルの集積型光モ
ジュレータの使用により、所望の解像度を維持しつつ、走査装置の処理能力を増
大させることが可能となる。
要約書
レーザプリンタ用の多チヤネル集積型光モジュレータ独立的に変調させた1又は
2以上の走査ビームを発生させる多チヤネル集積型光モジュレータが開示される
。該集積型光モジュレータは、電子元基板の上に配置された少なくとも1つの導
波管チャネルを備え、該導波管チャネルは、基板の出力側まで伸長する書き込み
導波管チャネルと、基板の出力側に達する前に終端となる閉塞端導波管チャネル
とに分割される。閉塞端導波管チャネル及び書き込み導波管チャネルの上方に配
置された電極に制御信号が選択的に付与され、書き込み導波管チャネルから閉塞
端導波管チャネルへの光の結合を制御する。光は閉塞端チャネルの端部領域の上
方に配置されたアブソーバを使用して、閉塞端導波管チャネルの外に結合される
。該集積型光モジュレータは、各種の走査機構に組み込まれる。
国際調査報告 。rT/II< 01/。つ、□7、、、、、、、、A、、、、
、、N、PCT/US91102747
Claims (16)
- 1.集積型光モジュレータにして、 電子光基板の上に配置された少なくとも1つの入力導波管チャネルであって、前 記基板の出力側に伸長する書き込み導波管チャネルと、前記基板の前記出力側に 達する前に終端となる閉塞端導波管チャネルとに分割される前記入力導波管チャ ネルと、 それぞれ前記閉塞端導波管チャネル、及び前記書き込み導波管チャネルの上方に それぞれ配置された少なくとも1つの閉塞端チャネル電極、及び少なくとも1つ の書き込み電極と、 前記基板の入力側にて光を前記入力導液管チャネル内に結合させる入力手段とを 備えることを特徴とする集積型光モジュレータ。
- 2.請求の範囲第1項に記載の集積型光モジュレータにして、前記閉塞端チャネ ル電極及び前記書き込み電極の少なくとも一方に選択的に信号を付与し、前記書 き込み導波管チャネルから前記閉塞端導波管チャネルヘの光の結合を制御する手 段を更に備えることを特徴とする集積型光モジュレータ。
- 3.請求の範囲第1項に記載の集積型光モジュレータにして、前記閉塞端チャネ ルの端部領域の上方に配置されたアブソーバを更に備えることを特徴とする集積 型光モジュレータ。
- 4.請求の範囲第3項に記載の集積型光モジュレータにして、前記アブソーバが 前記閉塞端チャネルの上に直接形成される電極材料を備えることを特徴とする集 積型光モジュレータ。
- 5.請求の範囲第3項に記載の集積型光モジュレータにして、前記アブソーバが 格子カプラーを備えることを特徴とする集積型光モジュレータ。
- 6.請求の範囲第3項に記載の集積型光モジュレータにして、前記アブソーバが プリズムを備えることを特徴とする集積型光モジュレータ。
- 7.請求の範囲第1項に記載の集積型光モジュレータにして、前記基板の前記出 力側に配置されたマスクを更に備えることを特徴とする集積型光モジュレータ。
- 8.レーザプリンタにして、 電子光基板の上に配置された少なくとも1つの入力導波管チャネルであって、前 記基板の出力側に伸長する書き込み導波管チャネルと、前記基板の前記出力側に 達する前に終端となる閉塞端導波管チャネルとに分割される前記入力導波管チャ ネルと、それぞれ前記閉塞端導波管チャネル、及び前記書き込み導波管チャネル の上方にそれぞれ配置された少なくとも1つの閉塞端チャネル電極、及び少なく とも1つの書き込み電極と、 前記基板の入力側にて光を前記入力導波管チャネル内に結合させる入力手段と、 前記閉塞端チャネル電極及び前記書き込み電極の少なくとも一方に選択的に信号 を付与し、前記書き込み導波管チャネルから前記閉塞端導波管チャネルヘの光の 結合を制御する手段と、 前記書き込み導波管チャネルを通りかつ前記基板の前記出力側から出る光を走査 標的の上で走査する出力手段とを備えることを特徴とするレーザプリンタ。
- 9.請求の範囲第8項に記載のレーザプリンタにして、前記出力手段が、前記書 き込み導波管チャネルを透過する前記光を走査ドラムの外面の上に集束させる走 査組立体を備えることを特徴とするレーザプリンタ。
- 10.請求の範囲第8項に記載のレーザプリンタにして、前記出力手段が、前記 書き込み導波管チャネルを透過する前記光を走査ドラムに内面の上に集束させる 走査組立体を備えることを特徴とするレーザプリンタ。
- 11.請求の範囲第8項に記載のレーザプリンタにして、前記集積型光モジュレ ータが前記閉塞端チャネルの端部領域の上方に配置されたアブソーバを更に備え ることを特徴とするレーザプリンタ。
- 12.請求の範囲第11項に記載のレーザプリンタにして、前記アブソーバが、 前記閉塞端チャネルの上に直接形成された電極材料を備えることを特徴とするレ ーザプリンタ。
- 13.請求の範囲第11項に記載のレーザプリンタにして、前記アブソーバが格 子カプラーを備えることを特徴とするレーザプリンタ。
- 14.請求の範囲第11項に記載のレーザプリンタにして、前記アブソーバがプ リズムを備えることを特徴とするレーザプリンタ。
- 15.請求の範囲第8項に記載のレーザプリンタにして、前記集積型光モジュレ ータが前記基板の前記出力側の上に配置されたマスクを更に備えることを特徴と するレーザプリンタ。
- 16.請求の範囲第8項に記載のレーザプリンタにして、前記集積型光モジュレ ータが複数の書き込みビームを発生させることを特徴とするレーザプリンタ。
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