JP2002214554A - Image forming device using thin film optical waveguide - Google Patents

Image forming device using thin film optical waveguide

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JP2002214554A
JP2002214554A JP2001008201A JP2001008201A JP2002214554A JP 2002214554 A JP2002214554 A JP 2002214554A JP 2001008201 A JP2001008201 A JP 2001008201A JP 2001008201 A JP2001008201 A JP 2001008201A JP 2002214554 A JP2002214554 A JP 2002214554A
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JP
Japan
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thin
optical waveguide
image forming
film optical
forming apparatus
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Application number
JP2001008201A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Numai
貴陽 沼居
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image forming device such as a laser printer having constitution by which the tolerance value of the positional deviation of an array laser being a light source can be made large. SOLUTION: In this image forming device, an image carrier 5 such as a photoreceptor drum is scanned and irradiated with a plurality of laser beams emitted from an array laser beam source 21 consisting of the array of surface light emitting lasers or end face light emitting lasers by a light deflector 3 such as a polygon mirror. The device is equipped with at least one thin film optical waveguide 100 to guide a plurality of laser beams along the surface in an optical path leading to the image carrier 5 from the light source 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の光ビームを
走査する光走査装置、レーザープリンター等の画像形成
装置に関し、特にアレイレーザーを光源とするときに光
源から出射されたレーザービームの位置ずれの小さいレ
ーザープリンター等の画像形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus such as an optical scanning device for scanning a plurality of light beams, a laser printer, and the like, and more particularly to a displacement of a laser beam emitted from a light source when an array laser is used as a light source. And an image forming apparatus such as a laser printer having a small size.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザーを用いたレーザービーム
プリンターは、その高速性および解像度の高さから、多
くの製品が開発されている。特に、近年のパーソナルコ
ンピューターの普及に伴い、レーザービームプリンター
の更なる高速化や高解像度化が望まれている。この為に
は、レーザービームを高速に走査すればよい。この手段
として、ポリゴンミラーの回転数の高速化や、変調可能
な複数のレーザービームを1回の走査で同時に走査する
マルチビーム走査が提案されている。
2. Description of the Related Art Many laser beam printers using semiconductor lasers have been developed due to their high speed and high resolution. In particular, with the spread of personal computers in recent years, further speed-up and higher resolution of laser beam printers are desired. For this purpose, a laser beam may be scanned at a high speed. As this means, multi-beam scanning in which the rotational speed of the polygon mirror is increased, and a plurality of modulatable laser beams are simultaneously scanned in one scan, has been proposed.

【0003】このうち、ポリゴンミラーの回転数の高速
化には限界があり、マルチビーム走査に対する期待が最
近高まっている。このようなマルチビーム走査の提案例
としては、光源に半導体レーザーアレイを用いた特開平
5−294005号公報に開示されたものがある。この例を図
6に示す。電流変調によって半導体レーザーアレイ21
の各レーザービームの光強度を変調し、1つのポリゴン
ミラー3で複数のレーザービームを同時に走査してい
る。
Among them, there is a limit in increasing the rotation speed of the polygon mirror, and expectations for multi-beam scanning have recently been increased. As a proposal example of such a multi-beam scanning, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No.
There is one disclosed in JP-A-5-294005. This example is shown in FIG. Semiconductor laser array 21 by current modulation
The light intensity of each laser beam is modulated, and a single polygon mirror 3 scans a plurality of laser beams simultaneously.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マルチ
ビーム走査では、アレイ光源21、レンズ2、4、7、
8、ポリゴンミラー3、感光ドラム5の間の位置関係を
全てのビームに対してずれないようにするのは、単一レ
ーザービームを出射する光源を用いた場合に比べて難し
いという問題があった。
However, in the multi-beam scanning, the array light source 21, the lenses 2, 4, 7 and
8. There is a problem that it is difficult to prevent the positional relationship between the polygon mirror 3 and the photosensitive drum 5 from being shifted with respect to all the beams as compared with the case where a light source that emits a single laser beam is used. .

【0005】本発明の目的は、上記位置ずれの許容値を
大きくできる構成を持つレーザープリンター等の画像形
成装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus such as a laser printer having a configuration capable of increasing the allowable value of the above-mentioned positional deviation.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のレーザープリンター等の画像形成装置は、面発光レ
ーザーや端面発光レーザーなどのアレイから成るアレイ
レーザーの光源から出射された複数のレーザー光をポリ
ゴンミラーなどの光偏向器で走査して感光ドラムなどの
被照射体に照射する画像形成装置であって、該光源から
該被照射体へ至る光路に、複数のレーザー光を面内に沿
って導く少なくとも1つの薄膜光導波路を備えたことを
特徴とする。レーザー光の光路中に薄膜光導波路を挿入
することで、レーザービームの出射面と到達面との距離
を小さくでき、レーザービームの光軸ずれに対する許容
値が大きくなって画像形成装置の構築が容易になる。
An image forming apparatus such as a laser printer according to the present invention which achieves the above object comprises a plurality of laser beams emitted from an array laser light source comprising an array of surface emitting lasers and edge emitting lasers. An image forming apparatus that scans an object to be irradiated such as a photosensitive drum by scanning the object with an optical deflector such as a polygon mirror, and applies a plurality of laser beams along an in-plane light path from the light source to the object to be irradiated. And at least one thin film optical waveguide. By inserting a thin-film optical waveguide into the optical path of the laser beam, the distance between the exit surface and the arrival surface of the laser beam can be reduced, and the tolerance for the optical axis deviation of the laser beam increases, facilitating the construction of an image forming apparatus. become.

【0007】上記基本構成に基づいて、以下の如き、よ
り具体的な形態が可能である。レーザー光を面内に沿っ
て導く薄膜光導波路は、前記光源と前記光偏向器の間、
前記光偏向器と前記被照射体の間の少なくとも1個所に
設けられ得る。その具体例としては、以下の構成があ
る。前記光源と前記光偏向器の間に第1のレンズ光学系
(コリメーターレンズ、シリンドリカルレンズなど)を
備え、該光源と該第1のレンズ光学系の間に第1の薄膜光
導波路を備えたり、該第1のレンズ光学系と該光偏向器
の間に第1の薄膜光導波路を備えたりする。また、前記
光偏向器と前記被照射体の間に第2のレンズ光学系(ト
ロイダルレンズ、走査レンズなど)を備え、該光偏向器
と該第2のレンズ光学系の間に第2の薄膜光導波路を備え
たり、該第2のレンズ光学系と該被照射体の間に第2の薄
膜光導波路を備えたりする。更に、前記光源から出射さ
れたレーザー光を導く第1の薄膜光導波路と、該第1の薄
膜光導波路から出射されたレーザー光を走査する光偏向
器と、該光偏向器から出射されたレーザー光を前記被照
射体まで導く第2の薄膜光導波路を備えたりする。薄膜
光導波路を、どの個所に、どのくらい設けるかは、場合
に応じて設計すればよい。
[0007] Based on the above basic configuration, the following more specific forms are possible. A thin-film optical waveguide that guides laser light along the plane, between the light source and the optical deflector,
It may be provided at at least one position between the light deflector and the irradiation object. Specific examples thereof include the following configuration. A first lens optical system (collimator lens, cylindrical lens, etc.) is provided between the light source and the optical deflector, and a first thin-film optical waveguide is provided between the light source and the first lens optical system. A first thin-film optical waveguide between the first lens optical system and the optical deflector. A second lens optical system (a toroidal lens, a scanning lens, or the like) between the optical deflector and the irradiation target; and a second thin film between the optical deflector and the second lens optical system. An optical waveguide is provided, or a second thin-film optical waveguide is provided between the second lens optical system and the irradiation object. Further, a first thin-film optical waveguide for guiding the laser light emitted from the light source, an optical deflector for scanning the laser light emitted from the first thin-film optical waveguide, and a laser emitted from the optical deflector And a second thin-film optical waveguide for guiding light to the irradiation object. Where and how long the thin-film optical waveguide is provided may be designed according to the case.

【0008】前記薄膜光導波路は、弾性変形可能であっ
たり、その内部に光を集光ないし反射する機能を持つ領
域を有してもよい。前記光を集光ないし反射する機能を
持つ領域は、薄膜光導波路内で屈折率分布を持つことに
よって形成され得る。この屈折率分布は、薄膜光導波路
における層厚の変化によって形成されたり、薄膜光導波
路における材料の違いあるいは組成の変化によって形成
されたりする。この様な技術は周知のものであり、本発
明ではこれら周知技術をそのまま利用すればよい。
[0008] The thin film optical waveguide may be elastically deformable or have a region having a function of condensing or reflecting light therein. The region having the function of condensing or reflecting the light can be formed by having a refractive index distribution in the thin-film optical waveguide. This refractive index distribution is formed by a change in the layer thickness of the thin-film optical waveguide, or by a difference in the material or the composition of the thin-film optical waveguide. Such techniques are well-known, and these well-known techniques may be used as they are in the present invention.

【0009】[0009]

【作用】本発明の要点の作用原理を説明する。図5は、
半導体レーザーアレイ21と、アレイ中の1個の半導体
レーザーから出射したレーザービームの到達点A、Bを示
す図である。半導体レーザーアレイ21と、点AとBを含
む平面との距離をLとする。前記の半導体レーザーから
点Aにレーザービームを伝搬させようとしたところ、図5
に示すように角度θ、φだけ光軸がずれたとする(互い
に直交する面内方向の角度)。この場合、点Aと点Bの間
のずれは、y方向に対してΔy=Lθ、z方向に対してΔz
=Lφとなる。そこで、半導体レーザーアレイ21のy
方向、z方向のサイズをそれぞれLy、Lzとすると、レー
ザービームが到達する面は、許容誤差も含めてy方向、
z方向それぞれに対して、Ly+Δy、Lz+Δz以上の大きさ
を持たなくてはいけない。これは、レーザービームの到
達面で集光、反射、受光などの機能を実現する場合すべ
てに共通している。一方、到達面の大きさは、レンズの
サイズ、ポリゴンミラーのサイズ、受光面のサイズなど
によって制約を受けているため、アレイ21内のチップ
間隔が一定の場合、チップ数が増えるほど上記Ly、Lzが
大きくなって、位置ずれΔy、Δzに対する許容値は小さ
くなる。
The principle of operation of the gist of the present invention will be described. Figure 5
FIG. 2 is a diagram showing a semiconductor laser array 21 and arrival points A and B of laser beams emitted from one semiconductor laser in the array. Let L be the distance between the semiconductor laser array 21 and the plane containing points A and B. When trying to propagate a laser beam from the semiconductor laser to point A, FIG.
It is assumed that the optical axes are shifted by the angles θ and φ as shown in FIG. In this case, the deviation between point A and point B is Δy = Lθ in the y direction and Δz in the z direction.
= Lφ. Then, y of the semiconductor laser array 21
Assuming that the size in the direction and the size in the z direction are Ly and Lz, respectively, the surface that the laser beam reaches
It must have a size of Ly + Δy, Lz + Δz or more in each of the z directions. This is common to all cases where functions such as light collection, reflection, and light reception are realized on a laser beam arrival surface. On the other hand, the size of the arrival surface is restricted by the size of the lens, the size of the polygon mirror, the size of the light receiving surface, and the like. Therefore, when the chip interval in the array 21 is constant, the Ly, As Lz increases, the tolerances for the displacements Δy and Δz decrease.

【0010】前述のように、位置ずれΔy、Δz(Δy=
Lθ、Δz=Lφ)はLに比例しているので、Lを小さく
することで、角度のずれθ、φに対する許容値を大きく
できる。この為には、光源、レンズ、ポリゴンミラー、
受光面などの間の距離を小さくすることも考えられる
が、それぞれの部品の大きさのために、距離を近づける
にも限界がある。そこで、既存の部品の位置関係はその
ままにしておき(或いは既存の部品を不必要にして)、
Lを小さくする方法を考える。要は、レーザービームの
出射面と到達面との距離を近づければよい。そうである
ので、薄膜光導波路を用いることで、Lは薄膜光導波路
と光源との距離、あるいは薄膜光導波路とポリゴンミラ
ーとの距離などになって、Lを小さくすることが容易と
なる。いったんレーザー光を薄膜光導波路に結合すれ
ば、光は薄膜導波路に閉じ込められた状態で伝搬するの
で、薄膜光導波路の入射面および出射面と既存の部品と
の光の結合だけに気を配ればよい。レーザーアレイのサ
イズは薄膜光導波路の厚さに対して充分小さくでき、更
に薄膜光導波路はスラブ型で十分であるので(すなわ
ち、3次元的に光を閉じ込めるチャンネル型のものを使
う必要がない)、この光の結合は容易である。
As described above, the positional deviations Δy, Δz (Δy =
(Lθ, Δz = Lφ) is proportional to L, so that by reducing L, the tolerance for the angle deviation θ, φ can be increased. For this purpose, a light source, lens, polygon mirror,
Although it is conceivable to reduce the distance between the light receiving surfaces and the like, there is a limit in reducing the distance due to the size of each component. Therefore, the positional relationship of the existing parts is left as it is (or the existing parts are unnecessary),
Consider a way to reduce L. The point is that the distance between the emission surface of the laser beam and the arrival surface may be reduced. Therefore, by using the thin-film optical waveguide, L becomes the distance between the thin-film optical waveguide and the light source or the distance between the thin-film optical waveguide and the polygon mirror, so that L can be easily reduced. Once the laser light is coupled into the thin-film optical waveguide, the light propagates in a state confined in the thin-film optical waveguide, so care must be taken only on the coupling between the light incident and exit surfaces of the thin-film optical waveguide and the existing components. I just need. The size of the laser array can be made sufficiently smaller than the thickness of the thin-film optical waveguide, and the thin-film optical waveguide is sufficient for the slab type (that is, there is no need to use a channel type that confine light three-dimensionally). This light coupling is easy.

【0011】さらに、この薄膜光導波路が弾性変形可能
であれば、薄膜光導波路を曲げることによって、スペー
スに余裕がない所でも薄膜光導波路を用いて光を結合で
きて、スペースが有効に活用される。
Furthermore, if the thin-film optical waveguide is elastically deformable, the thin-film optical waveguide can be bent so that light can be coupled using the thin-film optical waveguide even in a place where there is not enough space, and the space is effectively utilized. You.

【0012】また、薄膜光導波路がその内部に光を集光
する機能をもつ領域をもつことで、薄膜光導波路からの
出射光を高効率で既存部品に結合することが可能となる
だけでなく、既存のレンズが不要となり、省スペース化
や低コスト化が期待される。このような光を集光する機
能を持つ領域は、薄膜光導波路内に屈折率分布を設ける
ことで実現できる。たとえば、薄膜光導波路の中で層厚
を変化させることで等価屈折率が分布を持つようにな
る。また、屈折率は薄膜光導波路を構成する材質に依存
するので、位置によって材料を変えたり、組成を変化さ
せたりすることで、屈折率分布が形成される。
In addition, since the thin-film optical waveguide has a region having a function of condensing light therein, it is possible not only to efficiently couple light emitted from the thin-film optical waveguide to existing parts, This eliminates the need for existing lenses, and is expected to save space and reduce costs. Such a region having the function of condensing light can be realized by providing a refractive index distribution in the thin-film optical waveguide. For example, by changing the layer thickness in the thin film optical waveguide, the equivalent refractive index has a distribution. Further, since the refractive index depends on the material constituting the thin-film optical waveguide, the refractive index distribution is formed by changing the material or changing the composition depending on the position.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら実施例を説明して述べる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0014】(第1の実施例)図1は本発明における第1
の実施例の特徴をもっともよく表す図面である。同図に
おいて、2はコリメーターレンズ、3は回転多面鏡(ポ
リゴンミラー)、4は走査レンズ、5は像担持体(被照
射体)、6はスポット、7はシリンドリカルレンズ、8
はトロイダルレンズ、9は走査線、11は反射ミラー、
12は光検出器、21は半導体レーザーアレイ、100
は薄膜光導波路である。同一機能要素については、本発
明の実施例の図面でも従来例の図6と同じ符号で示す。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
3 is a drawing that best represents the features of the embodiment of FIG. In the figure, 2 is a collimator lens, 3 is a rotating polygon mirror (polygon mirror), 4 is a scanning lens, 5 is an image carrier (irradiated object), 6 is a spot, 7 is a cylindrical lens, 8
Is a toroidal lens, 9 is a scanning line, 11 is a reflection mirror,
12 is a photodetector, 21 is a semiconductor laser array, 100
Is a thin film optical waveguide. The same functional elements are denoted by the same reference numerals in the drawings of the embodiment of the present invention as in FIG. 6 of the conventional example.

【0015】薄膜光導波路は透明樹脂で形成した単純な
シート状のもの、基板上に透明樹脂を形成したもの、基
板上にクラッド層で挟まれたコア層を形成したもの等が
ある。
The thin-film optical waveguide includes a simple sheet-shaped waveguide formed of a transparent resin, a substrate formed of a transparent resin on a substrate, and a substrate formed of a core layer sandwiched between clad layers on a substrate.

【0016】上記構成において、光源である2×2(2×
1でもよい)の半導体レーザーアレイ21から出射され
たレーザービームは膜厚100μmの第1の薄膜光導波
路100に入射する(図では、分かりやすくする為にレ
ーザーアレイ21のピッチを薄膜光導波路100の膜厚
に対して大きく描いてあるが、このピッチは薄膜光導波
路100の膜厚より充分小さい)。この時、半導体レー
ザーアレイ21と第1の薄膜光導波路100における端
面間距離は1μmで、光結合損失は3dBである。次
に、第1の薄膜光導波路100から出射されたレーザー
ビームは、コリメーターレンズ2、シリンドリカルレン
ズ7(これはビームを線状にして回転多面鏡3に入射さ
せるもので、走査レンズ4、トロイダルレンズ8と共に
所謂面倒れ補正系を構成している)を通った後、第2の
薄膜光導波路100に入射する。そして、第2の薄膜光
導波路100を伝搬した4本のレーザービームが、回転
多面鏡3に入射する。これら4本のレーザービームは回
転多面鏡3で一度に走査される。
In the above configuration, the light source 2 × 2 (2 × 2
The laser beam emitted from the semiconductor laser array 21 may be incident on the first thin-film optical waveguide 100 having a film thickness of 100 μm (in FIG. Although the pitch is drawn large with respect to the film thickness, this pitch is sufficiently smaller than the film thickness of the thin-film optical waveguide 100). At this time, the distance between the end faces of the semiconductor laser array 21 and the first thin-film optical waveguide 100 is 1 μm, and the optical coupling loss is 3 dB. Next, the laser beam emitted from the first thin-film optical waveguide 100 is collimated by a collimator lens 2 and a cylindrical lens 7 (this is a beam that is linearly incident on the rotary polygon mirror 3, and is scanned by a scanning lens 4, a toroidal (Which constitutes a so-called surface tilt correction system together with the lens 8), and then enters the second thin-film optical waveguide 100. Then, the four laser beams that have propagated through the second thin-film optical waveguide 100 enter the rotary polygon mirror 3. These four laser beams are scanned by the rotary polygon mirror 3 at a time.

【0017】回転多面鏡3で走査されたレーザービーム
は、トロイダルレンズ8、走査レンズ4を経由した後
(回転多面鏡3とトロイダルレンズ8の間に更に薄膜光
導波路100を入れてもよい)、第3の薄膜光導波路1
00に入射し、第3の薄膜光導波路100から出射した
レーザービームは被走査面上に置かれた像担持体5の上
でスポット6を形成する。このとき、第3の薄膜光導波
路100と被走査面との距離は、10μmである。
The laser beam scanned by the rotating polygon mirror 3 passes through the toroidal lens 8 and the scanning lens 4 (a thin film optical waveguide 100 may be further inserted between the rotating polygon mirror 3 and the toroidal lens 8). Third thin film optical waveguide 1
The laser beam incident on the laser beam 00 and emitted from the third thin-film optical waveguide 100 forms a spot 6 on the image carrier 5 placed on the surface to be scanned. At this time, the distance between the third thin-film optical waveguide 100 and the surface to be scanned is 10 μm.

【0018】被走査面上でレーザービームが照射された
部分は、その表面電荷が消失し、そこに選択的にトナー
を静電的に付着させることにより、現像される。その
後、このトナーは、紙やOHPシートなどの転写材に静電
的に転写され、最後にローラーなどで圧力を加えること
によって、転写材に溶融定着される。
The portion irradiated with the laser beam on the surface to be scanned loses its surface charge, and is developed by selectively electrostatically attaching toner thereto. After that, the toner is electrostatically transferred to a transfer material such as paper or an OHP sheet, and finally is fused and fixed to the transfer material by applying pressure with a roller or the like.

【0019】また、レーザービームの偏向範囲内で、か
つ被走査面の走査には関与しない位置に反射ミラー11
が設けられている。この反射ミラー11で反射されたレ
ーザービームは光検出器12に入射する。そして、この
光検出器12から出力される水平同期信号を用いて、半
導体レーザーアレイ21をデータに応じて変調する。
The reflecting mirror 11 is located at a position within the deflection range of the laser beam and not involved in scanning the surface to be scanned.
Is provided. The laser beam reflected by the reflection mirror 11 enters the photodetector 12. Then, the semiconductor laser array 21 is modulated according to data using the horizontal synchronization signal output from the photodetector 12.

【0020】なお、薄膜光導波路100とレンズ2、
7、4、回転多面鏡3との距離は、すべて1mmとした。
もし、薄膜光導波路がなければ、光源、レンズ、回転多
面鏡間の距離は、cmオーダーである。このことから、
前記記述で説明したように、本構成では長さLが10分の
1以下程度となり、その結果、位置ずれの許容値が50
μmであれば、角度ずれの許容値は10倍以上になる。さ
らに大きな角度ずれを許したい場合は、薄膜光導波路1
00の膜厚を大きくすればよい。mmのオーダー程度ま
では可能である。
The thin-film optical waveguide 100 and the lens 2,
7, 4 and the distance from the rotary polygon mirror 3 were all 1 mm.
If there is no thin film optical waveguide, the distance between the light source, the lens and the rotating polygon mirror is on the order of cm. From this,
As described in the above description, in this configuration, the length L is
As a result, the allowable value of the displacement is 50 or less.
If it is μm, the allowable value of the angle shift becomes 10 times or more. To allow a larger angle shift, the thin film optical waveguide 1
The thickness of 00 may be increased. It is possible up to the order of mm.

【0021】また、薄膜光導波路100の材質として
は、石英、透明樹脂などレーザービームを伝搬させる機
能を持った材質であれば何でもよい。
The thin-film optical waveguide 100 may be made of any material having a function of transmitting a laser beam, such as quartz or transparent resin.

【0022】(第2の実施例)図2は本発明における第
2の実施例の特徴をもっともよく表す図面であり、図1
との違いは、薄膜光導波路101がフレキシブルなこと
である。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a drawing showing the characteristics of the second embodiment of the present invention best.
The difference is that the thin-film optical waveguide 101 is flexible.

【0023】図2の構成において、走査レンズ4と像担
持体5の間の薄膜光導波路101が曲げてあることが特
徴である。これにより、走査レンズ4と像担持体5の間
の距離を短くすることができ、レーザープリンターの更
なる小型化が実現される。また、たとえ薄膜光導波路1
01が曲げてあっても、レーザービームは、曲げ部での
放射損が小さい状態で薄膜光導波路101の中を伝搬す
ることができる。しかし、走査レンズ4と像担持体5の
間の距離はcmのオーダーなので、薄膜光導波路101
がなければ、上記位置ずれの削減には寄与しない。しか
も、薄膜光導波路101が曲げられることから、同一の
大きさの薄膜光導波路101を様々なスペース間の光接
続に用いられる。
The configuration shown in FIG. 2 is characterized in that the thin-film optical waveguide 101 between the scanning lens 4 and the image carrier 5 is bent. Thereby, the distance between the scanning lens 4 and the image carrier 5 can be shortened, and further downsizing of the laser printer is realized. Also, even if the thin film optical waveguide 1
Even if 01 is bent, the laser beam can propagate through the thin-film optical waveguide 101 with a small radiation loss at the bent portion. However, since the distance between the scanning lens 4 and the image carrier 5 is on the order of cm, the thin film optical waveguide 101
Without it, it does not contribute to the reduction of the displacement. Moreover, since the thin-film optical waveguide 101 is bent, the same-sized thin-film optical waveguide 101 is used for optical connection between various spaces.

【0024】薄膜光導波路101の材質としては、透明
樹脂などレーザービームを伝搬させる機能を持った材質
で、かつ曲げられる性質があれば何でもよい。
As the material of the thin-film optical waveguide 101, any material can be used as long as it is a material having a function of transmitting a laser beam, such as a transparent resin, and has a bendable property.

【0025】(第3の実施例)図3は本発明における第
3の実施例の特徴をもっともよく表す図面であり、同図
において、102はレンズ部を含む薄膜光導波路であ
る。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a drawing that best illustrates the features of a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 102 denotes a thin-film optical waveguide including a lens portion.

【0026】図3の構成において、第1の実施例との違
いは、薄膜光導波路102がレンズ機能をもっているこ
とである。光源である半導体レーザーアレイ21は2×2
の配置である。このため、薄膜光導波路102は積層構
造となっており、4本のビームを2層からなる1枚の薄膜
光導波路102を用いて伝搬させている。
The configuration of FIG. 3 differs from that of the first embodiment in that the thin-film optical waveguide 102 has a lens function. The semiconductor laser array 21 as a light source is 2 × 2
Arrangement. For this reason, the thin-film optical waveguide 102 has a laminated structure, and four beams are transmitted using one thin-film optical waveguide 102 having two layers.

【0027】もちろん、薄膜光導波路102を2枚用意し
て、上下に重ねてもよいことは言うまでもない。
Of course, it goes without saying that two thin film optical waveguides 102 may be prepared and stacked one above the other.

【0028】ここでのレンズ機能は、薄膜光導波路10
2のレンズ領域(図3で黒塗りのパターンで示す)以外
を厚さ1μm分だけエッチングし、レンズ領域1、4、
8の等価屈折率を高めることで実現した(反射ミラー1
1の領域は光吸収領域になる様に設定すればよい)。薄
膜光導波路102内で層厚の分布を作る方法は、エッチ
ングに限定されるものではなく、圧着、プレスなど何で
もよい。
The lens function here is based on the thin-film optical waveguide 10.
Except for the lens area 2 (indicated by a black-painted pattern in FIG. 3), the lens areas 1, 4,
8 (reflection mirror 1
The region 1 may be set to be a light absorption region). The method of forming the layer thickness distribution in the thin-film optical waveguide 102 is not limited to etching, but may be any method such as pressure bonding and pressing.

【0029】これによって、従来のレンズが不要となる
だけでなく、これまでレンズが占めていたスペースが節
約される。この結果、レーザープリンターの更なる低コ
スト化、小型化をはかることができる。
This not only eliminates the need for a conventional lens, but also saves space previously occupied by the lens. As a result, the cost and size of the laser printer can be further reduced.

【0030】レンズ領域は、光導波路内に屈折率差や、
凹み、盛り上がりを作って、形成するのであるが、屈折
率差や薄膜の厚さ変化により生じる等価屈折率差を用い
たモードインデックス型レンズ、ルネベルグ・レンズ
や、フェルマの原理に従って曲面の測地線に沿って光を
伝搬させるジオデシック・レンズ、格子線での光の回折
により収束させるグレーティング・レンズなどがある。
The lens region has a refractive index difference in the optical waveguide,
The dents and bulges are formed and formed. There are a geodesic lens that propagates light along the grating, and a grating lens that converges by diffracting light at a grating line.

【0031】(第4の実施例)図4は本発明における第
4の実施例の特徴をもっともよく表す図面であり、同図
において、103はレンズ部を含む薄膜光導波路であ
る。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a drawing that best illustrates the features of a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 103 denotes a thin-film optical waveguide including a lens portion.

【0032】図4の構成において、第3の実施例との違
いは、薄膜光導波路103のレンズ機能の実現の仕方で
ある。ここでは、薄膜光導波路103の母体としてガラ
ス基板を用い、イオン交換法、イオン注入、拡散などに
よって屈折率分布を形成することでレンズ機能を実現し
た。薄膜光導波路103の母体材料は、ガラス基板に限
定されるものではなく、屈折率分布を設けることのでき
る材料であれば何でもよい。また、材質がフレキシブル
であるのも好適なものである。
In the configuration shown in FIG. 4, the difference from the third embodiment is a method of realizing the lens function of the thin-film optical waveguide 103. Here, a lens function was realized by using a glass substrate as a base of the thin-film optical waveguide 103 and forming a refractive index distribution by ion exchange, ion implantation, diffusion, or the like. The base material of the thin-film optical waveguide 103 is not limited to a glass substrate, but may be any material that can provide a refractive index distribution. It is also preferable that the material is flexible.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る発明
によれば、アレイレーザーからなる光源を用いたレーザ
ープリンター等の画像形成装置において、薄膜光導波路
を用いて前述した角度ずれの許容値を大きくすることが
できる。この結果、光軸調整が容易となる。また、スペ
ースを有効に活用するが可能となり、レーザープリンタ
ー等の画像形成装置の小型化や低コスト化が期待され
る。
As described above, according to the invention of the present application, in an image forming apparatus such as a laser printer using a light source composed of an array laser, an allowable value of the above-described angle shift using a thin film optical waveguide is used. Can be increased. As a result, the optical axis adjustment becomes easy. Further, the space can be effectively used, and reduction in size and cost of an image forming apparatus such as a laser printer can be expected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す光学系を説明する
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating an optical system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示す光学系を説明する
斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view illustrating an optical system according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例を示す光学系を説明する
斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view illustrating an optical system according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例を示す光学系を説明する
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view illustrating an optical system according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の要点の原理を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of the gist of the present invention.

【図6】従来例を説明する斜視図である。FIG. 6 is a perspective view illustrating a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:レンズ 2:コリメーターレンズ 3:回転多面鏡(ポリゴンミラー) 4:走査レンズ 5:像担持体(被照射体) 6:スポット 7:シリンドリカルレンズ 8:トロイダルレンズ 9:走査線 11:反射ミラー 12:光検出器 21:半導体レーザーアレイ 100:薄膜光導波路 101:フレキシブルな薄膜光導波路 102、103:レンズ領域を含む薄膜光導波路 1: Lens 2: Collimator lens 3: Rotating polygon mirror (polygon mirror) 4: Scanning lens 5: Image carrier (irradiated object) 6: Spot 7: Cylindrical lens 8: Toroidal lens 9: Scanning line 11: Reflection mirror 12: Photodetector 21: Semiconductor laser array 100: Thin-film optical waveguide 101: Flexible thin-film optical waveguide 102, 103: Thin-film optical waveguide including a lens region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 1/113 H04N 1/04 104A Fターム(参考) 2C362 AA07 AA13 AA14 AA43 AA45 AA48 BA58 BA60 BA61 BA81 DA03 2H045 AA01 BA02 BA23 BA32 CA02 CA33 CA62 2H047 LA05 LA09 NA10 RA04 5C072 AA03 CA06 DA02 HA02 HA06 HA13 XA01 XA05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 1/113 H04N 1/04 104A F-term (Reference) 2C362 AA07 AA13 AA14 AA43 AA45 AA48 BA58 BA60 BA61 BA81 DA03 2H045 AA01 BA02 BA23 BA32 CA02 CA33 CA62 2H047 LA05 LA09 NA10 RA04 5C072 AA03 CA06 DA02 HA02 HA06 HA13 XA01 XA05

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アレイレーザーからなる光源から出射され
た複数のレーザー光を光偏向器で走査して被照射体に照
射する画像形成装置において、該光源から該被照射体へ
至る光路に、複数のレーザー光を面内に沿って導く少な
くとも1つの薄膜光導波路を備えたことを特徴とする画
像形成装置。
An image forming apparatus for irradiating an object to be irradiated by scanning a plurality of laser beams emitted from a light source comprising an array laser with an optical deflector. An image forming apparatus comprising at least one thin-film optical waveguide for guiding the laser light along the plane.
【請求項2】前記光源と前記光偏向器の間でレーザー光
を面内に沿って導く少なくとも1つの第1の薄膜光導波
路を備えたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装
置。
2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising at least one first thin-film optical waveguide for guiding laser light along a plane between the light source and the optical deflector.
【請求項3】前記光偏向器と前記被照射体の間でレーザ
ー光を面内に沿って導く少なくとも1つの第2の薄膜光
導波路を備えたことを特徴とする請求項1または2記載
の画像形成装置。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising at least one second thin-film optical waveguide for guiding a laser beam along a plane between the light deflector and the irradiation object. Image forming device.
【請求項4】前記光源と前記光偏向器の間に第1のレン
ズ光学系を備え、該光源と該第1のレンズ光学系の間に
前記第1の薄膜光導波路を備えたことを特徴とする請求
項2または3記載の画像形成装置。
4. A light source comprising: a first lens optical system between the light source and the optical deflector; and the first thin film optical waveguide between the light source and the first lens optical system. The image forming apparatus according to claim 2, wherein:
【請求項5】前記光源と前記光偏向器の間に第1のレン
ズ光学系を備え、該第1のレンズ光学系と該光偏向器の
間に前記第1の薄膜光導波路を備えたことを特徴とする
請求項2、3または4記載の画像形成装置。
5. A system according to claim 1, further comprising a first lens optical system between said light source and said optical deflector, and said first thin-film optical waveguide being provided between said first lens optical system and said optical deflector. 5. The image forming apparatus according to claim 2, wherein:
【請求項6】前記光偏向器と前記被照射体の間に第2の
レンズ光学系を備え、該光偏向器と該第2のレンズ光学
系の間に前記第2の薄膜光導波路を備えたことを特徴と
する請求項3、4または5記載の画像形成装置。
6. A second lens optical system is provided between the optical deflector and the irradiation object, and the second thin-film optical waveguide is provided between the optical deflector and the second lens optical system. An image forming apparatus according to claim 3, 4 or 5, wherein:
【請求項7】前記光偏向器と前記被照射体の間に第2の
レンズ光学系を備え、該第2のレンズ光学系と該被照射
体の間に前記第2の薄膜光導波路を備えたことを特徴と
する請求項3、4、5または6記載の画像形成装置。
7. A second lens optical system is provided between the optical deflector and the irradiation object, and the second thin-film optical waveguide is provided between the second lens optical system and the irradiation object. The image forming apparatus according to claim 3, 4, 5, or 6, wherein
【請求項8】前記光源から出射されたレーザー光を導く
第1の薄膜光導波路と、該第1の薄膜光導波路から出射さ
れたレーザー光を走査する光偏向器と、該光偏向器から
出射されたレーザー光を前記被照射体まで導く第2の薄
膜光導波路とを少なくとも備えたことを特徴とする請求
項1記載の画像形成装置。
8. A first thin-film optical waveguide for guiding laser light emitted from the light source, an optical deflector for scanning the laser light emitted from the first thin-film optical waveguide, and an emission light from the optical deflector. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising at least a second thin-film optical waveguide for guiding the laser light to the irradiation target.
【請求項9】少なくとも1つの前記薄膜光導波路が、弾
性変形可能であることを特徴とする請求項1乃至8の何
れかに記載の画像形成装置。
9. An image forming apparatus according to claim 1, wherein at least one of said thin film optical waveguides is elastically deformable.
【請求項10】少なくとも1つの前記薄膜光導波路がそ
の内部に光を集光ないし反射する機能を持つ領域を有す
ることを特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載の画
像形成装置。
10. The image forming apparatus according to claim 1, wherein at least one of said thin film optical waveguides has a region having a function of condensing or reflecting light therein.
【請求項11】前記光を集光ないし反射する機能を持つ
領域が、前記薄膜光導波路内で屈折率分布を持つことに
よって形成されていることを特徴とする請求項10記載
の画像形成装置。
11. The image forming apparatus according to claim 10, wherein the region having a function of condensing or reflecting the light is formed by having a refractive index distribution in the thin-film optical waveguide.
【請求項12】前記屈折率分布が前記薄膜光導波路にお
ける層厚の変化によって形成されていることを特徴とす
る請求項11記載の画像形成装置。
12. An image forming apparatus according to claim 11, wherein said refractive index distribution is formed by changing a layer thickness in said thin film optical waveguide.
【請求項13】前記屈折率分布が前記薄膜光導波路にお
ける材料の違いあるいは組成の変化によって形成されて
いることを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。
13. An image forming apparatus according to claim 11, wherein said refractive index distribution is formed by a difference in material or a change in composition of said thin film optical waveguide.
【請求項14】前記アレイレーザーは面発光レーザーの
アレイであることを特徴とする請求項1乃至13の何れ
かに記載の画像形成装置。
14. An image forming apparatus according to claim 1, wherein said array laser is an array of surface emitting lasers.
【請求項15】前記光偏向器はポリゴンミラーであるこ
とを特徴とする請求項1乃至14の何れかに記載の画像
形成装置。
15. An image forming apparatus according to claim 1, wherein said light deflector is a polygon mirror.
【請求項16】前記被照射体は感光ドラムであることを
特徴とする請求項1乃至15の何れかに記載の画像形成
装置。
16. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the irradiation target is a photosensitive drum.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7258970B2 (en) 2001-08-09 2007-08-21 Fujifilm Corporation Photothermographic material

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