JP2006178363A - 光走査装置および該光走査装置を用いたプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 低騒音で、信頼性が高く、光量の損失や迷光が少なく、小型で、安価な光走査装置およびそれを用いたプリンタを提供すること。
【解決手段】 光源１１と、構成する材料のうち少なくとも１つの材料は強誘電体であるフォトニック結晶光学素子１２と、フォトニック結晶光学素子１２に印加する電圧を制御する電圧制御部１３と光走査位置を検出する検出部１４とで構成している。またフォトニック結晶光学素子１２の入射面および出射面には断面が三角形状をした構造を光源波長の１／２以下の周期で配置している。これらの構造はフォトニック結晶構造を形成する工程で同時に作製することができるので、光量の低下や迷光が抑えられ、かつ、コストアップも無く実現できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光走査装置に係り、特にプリンタ等に用いられる光走査装置およびそれを用いたプリンタに関するものである。

現在普及しているプリンタには様々な方式があるが、そのなかの１つに光学的に書き込みを行う光書き込み方式がある。光書き込み方式の代表的なものとしては電子写真方式が挙げられる。

光書き込み方式で自己発光型の代表的なものとして、銀塩方式がある。銀塩方式は、印画紙に直接光で書き込み、光が照射されたところが現像後に照射した光の色に発色するものであり、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色の光を用いて書き込むことでフルカラープリントができる。

また、自己発色型で最近注目されているものに、フォトクロミック材料を用いたものがある。フォトクロミック材料とは、光により色が可逆的に変化するもので、光を照射した部分がその光の色に変化し、さらに、色が変化した部分に紫外線を照射することで、元の色に戻すことが可能であるため、フルカラーで、光による書き込みおよび消去が繰り返し可能なリライタブルペーパーとして期待されている。

一方、上述した光書き込み方式に用いられる従来の光走査装置には、電子写真方式プリンタ等で現在最も採用されているポリゴンミラー方式の光走査装置がある。ポリゴンミラー方式は、複数の反射面を有するポリゴンミラーを高速で回転させ、その反射面に光を当てることで、光を走査させることができる。

以下、従来の光走査装置について説明する。
図７は、特開２００３−２０２５１０号公報（特許文献１）に開示されたポリゴンミラー方式を説明するための図である。

同図において、２５１は光源手段であり、４つのビームを出射する４ビーム半導体レーザより成っている。２５２はコリメーターレンズ、２５３は絞り、２３２はシリンドリカルレンズ、２０２は光偏向器であるポリゴンミラー、２２２は球面レンズ（第１の走査レンズ）、２２６はトーリックレンズ（第２の走査レンズ）、２５５は光学部材（間隔調整部材）としての平行平板ガラスであり、光検出器２３０により検出された量（感光ドラム上を走査する複数ビームの副走査方向の位置ズレ情報）に応じて、副走査方向に傾け制御することにより、感光ドラム（感光体）２２７上を走査する複数ビームの副走査方向の描画位置（走査開始位置）を調整している。

また、従来の光走査装置の別の方式として、ＬＥＤや有機ＥＬなどの発光素子をアレイ状に並べた光走査装置が提案されている。

図８は、特開平９−２２６１７２号公報（特許文献２）に開示された光走査装置を説明するための図であり、有機ＥＬ素子をアレイ状に並べた構成を有し、任意の有機ＥＬ素子を制御して点灯させることにより光を走査させることを可能にしたものである。

同図に示す光走査装置は、ガラス基板３０８上に、信号電極３０９が有機ＥＬのドット数と略同数個配置されている。各々の信号電極３０９は絶縁膜の第１コンタクトホール３１０を介して透明電極３１１に電気的に接続されている。

この透明電極３１１は、絶縁膜の第２コンタクトホール３１２において、正孔輸送層３１３と発光層３１４を挟んで、電子注入電極３１５と対向している。

この絶縁膜の第２コンタクトホール３１２は発光領域に該当するので、一直線上に等間隔に配列されている。電子注入電極３１５は、保護膜の第１コンタクトホール３１６において、共通電極３１８と電気的に接続されている。保護膜の第２コンタクトホール３１７は、保護膜が信号電極３０９と透明電極３１１の層間に形成されているので、信号電極３０９と透明電極３１１を電気的に接続するために必要となっている。

また、フォトニック結晶の大きな波長分散特性を用いた光走査装置も提案されている。

図９は、特開２００１−１３４３９号公報（特許文献３）に提案された光走査装置を説明するための図であり、酸化シリコン膜４３１内に円柱状のシリコン４３２を周期的に並べたフォトニック結晶４３０と波長可変レーザ４１０を用い、波長可変レーザ４１０の波長制御子に流す電流を変化させ波長を６５０ｎｍから６６０ｎｍまで変化させることにより、フォトニック結晶４３０内での光ビームの進行方向を変化させ、これにより光ビームの偏向方向を大きく変化させて光走査を行うようにしたものである。

また、本出願人が提案した特開２００１−７５０４０号公報（特許文献４）では、波長可変レーザとフォトニック結晶でレーザ走査システムを構成し、波長を連続的に変化させて、レーザ光を走査している。

また、光位置センサ、または、スタート位置センサおよび終点位置センサを設け、センサからの情報をフィードバックしてレーザの波長を補正している。これは波長可変レーザという特殊なレーザを用いており、装置が高価になってしまう。

また、本出願人が提案した特開２００３−１４９４１９号公報（特許文献５）では、波長可変ＤＢＲ半導体レーザとフォトニック結晶とレーザ光をフォトニック結晶に入射させるカップリングレンズとで光走査装置を構成している。

波長可変ＤＢＲ半導体レーザは、導波路を局部的に加熱するヒータを搭載し屈折率を可変する受動導波路加熱方式の半導体レーザであり、レーザ光の波長を変化させて、レーザ光を走査している。これは特開２００１−７５０４０号公報（特許文献４）と同様に特殊なレーザを用いており、装置が高価になってしまう。

また、出願人は、光源と、強誘電体で形成されたフォトニック結晶と、強誘電体で形成されたフォトニック結晶に印加する電圧を制御する電圧制御部と、走査位置を検出する検出部とで構成した光走査装置も提案している。ここでは、検出部で検出した走査位置を、フォトニック結晶に印加する電圧を制御する電圧制御部にフィードバックしながらフォトニック結晶に印加する電圧を制御することで、光を走査している。

しかし、これは、フォトニック結晶の入射面および出射面において、フォトニック結晶と空気の界面とで屈折率差があるため、フォトニック結晶の入射面および出射面において反射が生じてしまい、光量が低下したり、あるいは、反射光が迷光となり不要な書き込みの原因となって、プリンタ装置の画像品質を低下させてしまう。

その他の従来技術として、後述する如き特開平１１−７０６９５号公報（特許文献６）、特開２００３−５４０３０号公報（特許文献７）、特開２００３−１８６４号公報（特許文献８）、D. Scrymgeour, N. Malkova, S. Kim and V. Gopalan, Appl. Phys. Lett., 82, 3176 (2003)（非特許文献１）もある。

特開２００３−２０２５１０号公報（特許文献１） 特開平９−２２６１７２号公報（特許文献２） 特開２００１−１３４３９号公報（特許文献３） 特開２００１−７５０４０号公報（特許文献４） 特開２００３−１４９４１９号公報（特許文献５） 特開平１１−７０６９５号公報（特許文献６） 特開２００３−５４０３０号公報（特許文献７） 特開２００３−１８６４号公報（特許文献８） （D. Scrymgeour, N. Malkova, S. Kim and V. Gopalan, Appl. Phys. Lett., 82, 3176 (2003)）（非特許文献１）

しかしながら、上述したポリゴンミラー方式は、ミラーを機械的に回転させるという機械的駆動部が必要であるため、機械的摩耗が生じるという信頼性の面で問題があり、また、騒音が発生してしまうという問題がある。さらに、比較的大きな空間を占めてしまいプリンタが大きくなってしまうといった問題があった。

一方、ＬＥＤや有機ＥＬなどの発光素子をアレイ状に並べた光走査装置は、発光素子を並べて任意の発光素子を点灯させるので、機械的な駆動部がなく機械的摩耗や騒音が発生せず、また、占有する空間が比較的小さくプリンタ装置を小型化することができる。

しかしながら、発光素子としてＬＥＤをアレイ状に並べた光走査装置では、非常に長いＬＥＤアレイチップを作製するのは非常に困難であるため、複数のＬＥＤアレイチップを並べて実装する必要があるが、実装精度は印字品質に大きく影響するため、高精度の実装を行う必要があり、コストアップにつながっている。

また、ＬＥＤアレイは、印字品質に大きく影響する発光ばらつきの問題がある。発光ばらつきに対して、特開平１１−７０６９５号公報（特許文献６）のように、電極の一部をレーザ光で切断して１ビット毎に調整する手段はあるが、工程数が増えることになりコストアップにつながる。

発光素子として有機ＥＬ素子をアレイ状に並べた光走査装置では、特開平９−２２６１７２号公報（特許文献２）の図８のように、長尺のものを一括で作製することができるため、実装工程がないため低コストにすることができる、また、発光ばらつきが比較的少ない。しかしながら、有機ＥＬ素子は、ＬＥＤに比べて寿命が短く、また、累積点灯時間が長くなるにつれて次第に輝度が低下するという問題がある。

この問題に対しては、特開２００３−５４０３０号公報（特許文献７）のように、構造上単位面積あたりの発光強度を低下させて寿命を伸ばしたり、あるいは、特開２００３−１８６４号公報（特許文献８）のように、有機ＥＬアレイを複数ライン並べて、使用中のラインに寿命が来たら別のラインに切り替えて実質的に寿命を伸ばしたりするなどで対応しているが、構造が複雑になり、有機ＥＬの低コストおよび小型化という利点が損なわれているという問題がある。さらに、有機ＥＬアレイの寿命が短く、また、次第に輝度が低下するという問題の根本的解決にはなっていない。

また、フォトニック結晶と波長可変レーザで構成した光走査装置は、機械的な駆動部がなく、騒音が発生せず、プリンタ装置を小型化することができる。しかしながら、波長可変レーザという特殊なレーザを用いる必要があり、装置が高価なものになってしまうという問題がある。

本発明は、上記問題を解消することを目的とするものである。以下、各請求項毎の目的を具体的に述べる。

ａ）請求項１および２に記載の発明は、低騒音で、信頼性が高く、光量の損失や迷光が少なく、小型で、安価な光走査装置を提供することを目的としている。

ｂ）請求項３および４に記載の発明は、低騒音で、信頼性が高く、光量の損失や迷光が少なく、小型で、安価で、かつ、高速走査が可能な光走査装置を提供することを目的としている。

ｃ）請求項５に記載の発明は、低騒音で、信頼性が高く、光量の損失や迷光が少なく、小型で、安価で、かつ、多色のプリンタに用いられる光走査装置を提供することを目的としている。

ｄ）請求項６に記載の発明は、低騒音で、信頼性が高く、光量の損失や迷光が少なく、小型で、安価で、かつ、フルカラープリンタに用いられる光走査装置を提供することを目的としている。

ｅ）請求項７では、低騒音で、信頼性が高く、光量の損失や迷光が少なく、小型で、安価な光走査装置を提供することを目的としている。

ｆ）請求項８に記載の発明は、低騒音で、信頼性が高く、小型で、画像品質が高く、安価なプリンタを提供することを目的としている。

ｇ）請求項９に記載の発明は、低騒音で、信頼性が高く、小型で、画像品質が高く、安価なカラープリンタを提供することを目的としている。

ｈ）請求項１０に記載の発明は、低騒音で、信頼性が高く、小型で、画像品質が高く、安価なリライタブルペーパー用プリンタを提供することを目的としている。

本発明では、光走査系を、光源と、構成する材料のうち少なくとも１つの材料は強誘電体であるフォトニック結晶光学素子と、フォトニック結晶光学素子に印加する電圧を制御する電圧制御部と光走査位置を検出する検出部とで構成しており、フォトニック結晶光学素子の入射面および出射面には断面が三角形状をした構造を光源波長の１／２以下の周期で配置し、さらに、これらの構造はフォトニック結晶構造を形成する工程で同時に作製することができるので、光量の低下や迷光が抑えられ、かつ、コストアップも無く実現できる。以下、請求項毎の構成を述べる。

ａ）請求項１および２に記載の光走査装置は、光源と、フォトニック結晶光学素子と、該フォトニック結晶光学素子に印加する電圧を制御する電圧制御部と、光走査位置を検出する検出部とを具備し、前記フォトニック結晶光学素子は、屈折率の異なる２つ以上の材料を２次元または３次元で配置して構成され、少なくともそのうちの１つの材料は強誘電体であり、かつ、前記フォトニック結晶光学素子の光を入射する面および出射する面に断面が三角形状をした構造を光源波長の１／２以下の周期で配置されたこと、また、前記屈折率の異なる２つ以上の材料の２次元または３次元での配置と、前記フォトニック結晶光学素子の光の入射する面および出射する面に断面が三角形状をした構造を光源波長の１／２以下の周期での配置が同一工程で行われたものである。

ｂ）請求項３および請求項４に記載の光走査装置は、請求項１または２に記載の光走査装置を主走査方向または副走査方向に２つ以上並べて構成されている。

ｃ）請求項５に記載の光走査装置は、請求項４に記載の光走査装置において、光源の波長の異なる光走査装置を副走査方向に２つ以上並べて構成されている。

ｄ）請求項６に記載の光走査装置は、光源波長の異なる３種類以上の請求項１または２に記載の光走査装置を、副走査方向に３つ以上並べて構成されている。

ｅ）請求項７に記載の光走査装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の光走査装置において、フォトニック結晶光学素子をＰＬＺＴで形成されている。

ｆ）請求項８に記載のプリンタは、請求項１から４のいずれかに記載の光走査装置と、該光走査装置からの光によって静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像器と、現像された像を転写用紙に転写する転写器と、前記転写用紙に転写された像を定着させる定着器とで構成されている。

ｇ）請求項９に記載のプリンタは、請求項５または６に記載の光走査装置と、光走査装置からの光によって銀塩ペーパー上に形成された像を現像する現像器と、現像された像を定着する定着器とで構成されている。

ｈ）請求項１０に記載のプリンタは、請求項１から７のいずれかに記載の光走査装置と、像を消去するための紫外光を発生する紫外光光源とで構成されている。

本発明では、フォトニック結晶を強誘電体で形成し、フォトニック結晶に印加する電圧で制御するので、波長可変レーザ等の特殊なレーザを用いる必要がなく、信頼性が高く、小型で、画像品質が高く、安価な光走査装置およびプリンタを容易に製造することができる。以下、請求項毎の効果を述べる。

ａ）請求項１および２に記載の発明においては、光走査装置を、光源と、構成する材料のうち少なくとも１つの材料は強誘電体であるフォトニック結晶光学素子と、フォトニック結晶光学素子に印加する電圧を制御する電圧制御部と光走査位置を検出する検出部とで構成しており、フォトニック結晶光学素子の入射面および出射面には断面が三角形状をした構造を光源波長の１／２以下の周期で配置し、さらに、これらの構造はフォトニック結晶構造を形成する工程で同時に作製することができるので、機械的駆動部がなく、光量のばらつきがなく、特殊なレーザを必要とせず、かつ、不要な反射を低減した光走査装置を容易に製造することができ、よって、低騒音で、信頼性が高く、画像品質が高く、小型で、安価な光走査装置を容易に実現することができる。

ｂ）請求項３および４に記載の発明においては、請求項１または２に記載の光走査装置を主走査方向または副走査方向に２つ以上並べて構成しているので、機械的駆動部がなく、光量のばらつきがなく、特殊なレーザを必要とせず、かつ、実効的な走査速度が速い光走査装置を容易に製造することができ、よって、低騒音で、信頼性が高く、画像品質が高く、小型で、安価で、かつ、高速走査が可能な光走査装置を容易に実現することができる。

ｃ）請求項５に記載の発明においては、請求項４に記載の光走査装置を、光源の波長の異なる光走査装置を副走査方向に２つ以上並べて構成しているので、機械的駆動部がなく、光量のばらつきがなく、特殊なレーザを必要とせず、かつ、異なる波長の光を走査できる光走査装置を容易に製造することができ、よって、低騒音で、信頼性が高く、画像品質が高く、小型で、安価で、かつ、多色のプリンタに用いられる光走査装置を容易に実現することができる。

ｄ）請求項６に記載の発明においては、光源波長の異なる３種類以上の請求項１または請求項２に記載の光走査装置を、副走査方向に３つ以上並べて構成しているので、機械的駆動部がなく、光量のばらつきがなく、特殊なレーザを必要とせず、かつ、３つ以上の異なる波長の光を走査できる光走査装置を容易に製造することができ、よって、低騒音で、信頼性が高く、画像品質が高く、小型で、安価で、かつ、フルカラープリンタに用いられる光走査装置を容易に実現することができる。

ｅ）請求項７に記載の発明においては、請求項１〜６のいずれかに記載の光走査装置のフォトニック結晶をＰＬＺＴで形成しているので、機械的駆動部がなく、光量のばらつきがなく、特殊なレーザを必要としなく、かつ、可視光領域の光を走査できる光走査装置を容易に製造することができ、よって、低騒音で、信頼性が高く、画像品質が高く、小型で、安価で、かつ、可視光領域の光で使用可能な光走査装置を容易に実現することができる。

ｆ）請求項８に記載の発明においては、請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置と、像担持体と、現像器と、転写器とで構成しているので、低騒音で、信頼性が高く、画像品質が高く、小型で、安価なプリンタを容易に製造することができ、よって、高品質のプリンタを安価に実現することができる。

ｇ）請求項９に記載の発明においては、請求項５または６に記載の光走査装置と、定着器とで構成しているので、銀塩式カラープリンタが可能で、かつ、低騒音で、信頼性が高く、画像品質が高く、小型で、安価な銀塩式カラープリンタを容易に製造することができ、よって、高品質のカラープリンタを安価に実現することができる。

ｈ）請求項１０に記載の発明においては、請求項１〜７のいずれかに記載の光走査装置と紫外光光源とで構成しているので、フォトクロミック材料からなるリライタブルペーパーにプリントすることができ、かつ、低騒音で、信頼性が高く、画像品質が高く、小型で、安価なプリンタを容易に製造することができ、よって、高品質のリライタブルペーパー用プリンタを安価に実現することができる。

以下、本発明の好適な実施形態を、図面を用いて説明する。

＜第１の実施例＞
第１の実施例として、本発明の光走査装置について説明する。
図１は、第１の実施例の光走査装置の構成を示す図である。

図１に示した光走査装置は、光源（半導体レーザ）１１と、フォトニック結晶光学素子１２と、電圧制御部１３と、光走査位置検出器（フォトダイオード）１４とで構成されている。

図２および図３は、図１のフォトニック結晶光学素子１２の斜視図および上面図である。
図２および図３に示したフォトニック結晶光学素子１２は、強誘電体（ＰＬＺＴ；チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、すなわち、鉛（Ｐｂ）・ランタン（Ｌａ）・ジルコン（Ｚｒ）・チタン（Ｔｉ）を含む酸化物セラミックス）基板１２１に円孔１２２を２次元的に周期配列で形成してある。

また、強誘電体基板１２１の下面には電極１２３が、上面には電極１２４が形成してされ、（図３の上面図では電極１２３，１２４を省略してある）、電極１２３および電極１２４は電圧制御部１３と接続されており、フォトニック結晶光学素子１２に電圧を制御して印加できるようになっている。

また、強誘電体基板１２１の光を入射する面および出射する面には、三角形状を光の波長の１／２以下の周期で配置した鋸歯形状１７１，１７が形成されている。

屈折率の異なる透明材料を多次元的に周期配列した構造体は、フォトニック結晶と呼ばれ、フォトニックバンドギャップ、異方性、高分散性などの特性を有することが知られている。

フォトニック結晶の高分散性は、光の波長または入射角を若干変えるだけで、屈折角が大きく変化する特性であるが、強誘電体で形成したフォトニック結晶の場合には、光の波長や入射角が固定であっても、フォトニック結晶に印加する電圧を変えることで、屈折角を大きく変化させることができることが報告されている（D. Scrymgeour, N. Malkova, S. Kim and V. Gopalan, Appl. Phys. Lett., 82, 3176 (2003)）（非特許文献１）。

一方、鋸歯形状を波長の１／２以下の周期で配置した構造は、moth eye と呼ばれ反射防止構造があることが知られている。

図１から図３に示した本実施例の光走査装置では、強誘電体（ＰＬＺＴ）基板１２１に円孔１２２を２次元的に周期配列で形成してあり、強誘電体と空気が２次元的に周期配列した構造となり、フォトニックバンドギャップ、異方性、高分散性を有するフォトニック結晶となっている。

強誘電体（ＰＬＺＴ）でフォトニック結晶光学素子１２を形成し、フォトニック結晶光学素子１２の上下面に形成された電極１２３，１２４に電圧制御部１３が接続されているので、半導体レーザ１１から出射され、フォトニック結晶光学素子１２に入射したレーザ光１６は、フォトニック結晶に印加する電圧を制御して任意の方向に偏向することができる。したがって、電圧制御部１３で電圧を制御して、レーザ光を走査することができる。

フォトニック結晶は先に述べたように波長分散性が高いが、光走査位置検出器１４で走査開始位置および走査終了位置を検出して、電圧制御部１３にフィードバックすることで、環境温度の変化などで半導体レーザ１１の発光波長が若干変動しても、正常にレーザ光１６を走査させることができる。

また、光を入射および出射する面には、三角形状を波長の１／２周期以下で配置した鋸歯形状１７１および１７が形成されており、入射および出射時の反射を防止する効果を有している。

強誘電体（ＰＬＺＴ）の２次元フォトニック結晶は、ゲル状の感光性強誘電体（ＰＬＺＴ）膜を紫外光でパターン露光し、酸性の水溶液で紫外光の未照射部分を溶解した後、４００℃でベークすることで作製することができる。

また、本作製方法で、三角形状を波長の１／２周期以下で配置した鋸歯形状を同時に形成することが可能なため、製造コストを抑えることができ、安価に提供することができる。

なお、本実施例では、フォトニック結晶を形成する強誘電体材料として強誘電体（ＰＬＺＴ；チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）を用いたが、光源波長に対して透明な強誘電体材料であれば他の材料であってもよい。しかしながら、強誘電体（ＰＬＺＴ）は可視光領域で透明であり、かつ、電気光学特性が非常に優れており、本発明の光走査装置を構成するフォトニック結晶の材料として最適と思われる。

また、、本実施例の光走査装置を、主走査方向あるいは副走査方向に複数並べる構成でも良く、複数並べた構成では、実効的な走査速度を速くすることができる。

＜第２の実施例＞
第２の実施例として、本発明の電子写真プリンタについて説明する。
図４は、第２の実施例の電子写真プリンタの構成図である。

図４に示した電子写真プリンタは、光源としての半導体レーザ１１と、フォトニック結晶光学素子１２と電圧制御部１３と光走査位置検出器１４とで構成された本発明の第１の実施例で述べた光走査装置１０と、像担持体（感光ドラム）１５と、帯電器１８と、現像器１９と、転写器２０と、クリーナー２０’と、定着器（図示せず）とからなる。

図４に示した電子写真プリンタの動作を説明すると、まず、像担持体（感光ドラム）１５が帯電器１８によって帯電され、光走査装置１０で画像データに応じて強度変調されたレーザ光１６を走査する。

像担持体（感光ドラム）１５上のレーザ光１６が照射された領域は電荷量が減り、電荷量はレーザ光１６の照射量の逆数に関係するので、像担持体（感光ドラム）１５上に静電潜像が形成される。

次に、現像器１９で像担持体（感光ドラム）１５上の電荷を帯びた部分にトナーを吸着させ、転写器２０で像担持体（感光ドラム）１５上のトナーを紙に転写する。

その後、像担持体（感光ドラム）１５はクリーナー２０’でクリーニングし、再び同じ工程を繰り返す。したがって、これらの工程を順次繰り返し行い、最後に定着器（図示せず）で紙面上のトナーを紙面に定着させることで、紙面に画像を形成することができる。

＜第３の実施例＞
第３の実施例として、本発明の銀塩方式プリンタについて説明する。
図５は、第３の実施例の銀塩方式プリンタの構成図である。

図５に示した銀塩方式プリンタは、第１の実施例で述べた光走査装置３つ（１０１，１０２，１０３）と、現像器１９と、定着器２２とで構成される。３つの光走査装置１０１，１０２，１０３において、光源１１１，１１２，１１３の出力波長はそれぞれ異なり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）となっている。また、３つの光走査装置１０１，１０２，１０３は副走査方向に並べてある。

図５に示した銀塩方式プリンタの動作を説明すると、銀塩ペーパーＡに、赤（Ｒ）の光源１１１を有する光走査装置１０１、緑（Ｇ）の光源１１２を有する光走査装置１０２、青（Ｂ）の光源１１３を有する光走査装置１０３で画像データに応じて強度変調された３色の光を順次走査し、銀塩ペーパーＡを露光する。したがって、その後、現像器１９で現像し、次に定着器２２で定着し、乾燥させることで、銀塩ペーパーＡにプリントすることができる。

なお、本実施例では、赤（Ｒ）の光源１１１を有する光走査装置１０１、緑（Ｇ）の光源１１２を有する光走査装置１０２、青（Ｂ）の光源１１３を有する光走査装置１０３の３つの光走査装置で構成しているが、２つ以上の光走査装置を用いることで、多色のプリントが可能となる。しかしながら、光源波長の異なる３つ以上の光走査装置で構成することで、フルカラーのプリントが可能となる。なお、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のようにフルカラープリントに適した波長を選ぶ必要がある。また、フォトニック結晶の構造は光源の波長に応じて変更する必要がある。

本実施例では、銀塩ペーパーＡにプリントしているが、同様の方式で、カラーフィルムやその他のカラー記録媒体にプリントすることも可能である。

＜第４の実施例＞
第４の実施例として、本発明のフォトクロミック材料からなるリライタブルペーパー用プリンタについて説明する。
図６は、第４の実施例のリライタブルペーパー用プリンタの構成図である。

図６に示したリライタブルペーパー用プリンタは、第１の実施例で述べた光走査装置３つ（１０１，１０２，１０３）と、紫外光光源（紫外ランプ）２４とで構成される。３つの光走査装置１０１，１０２，１０３において、光源１１１，１１２，１１３の出力波長はそれぞれ異なり、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）となっている。

フォトクロミック材料とは、紫外光の照射により発色し、発色した材料が吸収する可視光の照射により消色するものである。波長４６０ｎｍ付近に吸収スペクトルのピークをもつイエロー材料と、波長５３０ｎｍ付近に吸収スペクトルのピークをもつマゼンタ材料と、波長６３０ｎｍ付近に吸収スペクトルのピークをもつシアン材料の３種類のフォトクロミック材料を混合して白色フィルム上に塗布したものは、紫外線の照射により全材料が発色した後、赤色光を照射した部分はシアン材料が消色して赤色を示し、緑色光を照射した部分はマゼンタ材料が消色して緑色を示し、青色光を照射した部分はイエロー材料が消色して青色を示し、フルカラー画像表示が可能である。また、紫外光を再度照射すると、全材料が発色して画像が消去できるため繰り返し書き換え可能なリライタブルペーパーとして使用することができる（川島伊久衛、高橋裕幸、平野成伸、光学３２巻１２号、７０７（２００３））。

図６に示したリライタブルペーパー用プリンタの動作を説明すると、まず、フォトクロミック材料からなるリライタブルペーパー（フォトクロミックペーパー）Ｂに紫外光光源（紫外ランプ）２４で紫外光を照射し、既に形成されている画像を消去する。

次に、消去したリライタブルペーパー（フォトクロミックペーパー）Ｂに３つの光走査装置１０１，１０２，１０３で画像データに応じて強度変調された３色の光を順次走査することで、リライタブルペーパー（フォトクロミックペーパー）Ｂにプリントすることができる。

なお、本実施例では、赤（Ｒ）の光源１１１を有する光走査装置１０１、緑（Ｇ）の光源１１２を有する光走査装置１０２、青（Ｂ）の光源１１３を有する光走査装置１０３の３つの光走査装置で構成しているが、第３の実施例と同様に、２つ以上の光走査装置を用いることで、多色のプリントが可能となる。しかしながら、光源波長の異なる３つ以上の光走査装置で構成することで、フルカラーのプリントが可能となる。なお、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のようにフルカラープリントに適した波長を選ぶ必要がある。また、フォトニック結晶の構造は光源の波長に応じて変更する必要がある。

第１の実施例の光走査装置の構成を示す図である。 図１のフォトニック結晶光学素子の斜視図である。 図１のフォトニック結晶光学素子の上面図である。 第２の実施例の電子写真プリンタの構成図である。 第３の実施例の銀塩方式プリンタの構成図である。 第４の実施例のリライタブルペーパー用プリンタの構成図である。 特許文献１に開示された従来のポリゴンミラー方式を説明するための図である。 特許文献２に開示された従来の光走査装置を説明するための図である。 特許文献３に提案された従来の光走査装置を説明するための図である。

符号の説明

１０，１０２，１０２，１０３：光走査装置
１１，１１１，１１２，１１３：光源（半導体レーザ）
１２：フォトニック結晶光学素子
１２１：強誘電体（ＰＬＺＴ）基板
１２２：円孔
１２３，１２４：電極
１３，１３１，１３２，１３３：電圧制御部
１４：光走査位置検出器
１５：像担持体（感光ドラム）
１６：レーザ光
１７，１７１：鋸歯形状
１８：帯電器
１９：現像器
２０：転写器
２０’：クリーナー
２１：レンズ
２２：定着器
２３：転送ローラー
２４：紫外光光源（紫外ランプ）
２０２：ポリゴンミラー
２２２：球面レンズ（第１の走査レンズ）
２２６：トーリックレンズ（第２の走査レンズ）
２２７：感光ドラム（感光体）
２３０：光検出器
２３２：シリンドリカルレンズ
２５１：光源手段
２５２：コリメーターレンズ
２５３：絞り
２５５：平行平板ガラス
３０８：ガラス基板
３０９：信号電極
３１０：絶縁膜の第１コンタクトホール
３１１：透明電極
３１２：絶縁膜の第２コンタクトホール
３１３：正孔輸送層
３１４：発光層
３１５：電子注入電極
３１６：保護膜の第１コンタクトホール
３１７：保護膜の第２コンタクトホール
３１８：共通電極
４１０：波長可変レーザ
４３０：フォトニック結晶
４３１：酸化シリコン膜
４３２：円柱状のシリコン

Claims (10)

1. 光源と、フォトニック結晶光学素子と、該フォトニック結晶光学素子に印加する電圧を制御する電圧制御部と、光走査位置を検出する検出部とを具備する光走査装置であって、
   前記フォトニック結晶光学素子は、屈折率の異なる２つ以上の材料を２次元または３次元で配置して構成され、少なくともそのうちの１つの材料は強誘電体であり、かつ、前記フォトニック結晶光学素子の光を入射する面および出射する面に断面が三角形状をした構造を光源波長の１／２以下の周期で配置されたことを特徴とする光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置において、
   前記屈折率の異なる２つ以上の材料の２次元または３次元での配置と、前記フォトニック結晶光学素子の光の入射する面および出射する面に断面が三角形状をした構造を光源波長の１／２以下の周期での配置が同一工程で行われたものであることを特徴とする光走査装置。
3. 請求項１または２に記載の光走査装置を、主走査方向に少なくとも２つ以上並べたことを特徴とする光走査装置。
4. 請求項１または２に記載の光走査装置を、副走査方向に少なくとも２つ以上並べたことを特徴とする光走査装置。
5. 請求項４に記載の光走査装置において、前記副走査方向に並べた２つ以上の光走査装置の光源波長が少なくとも２つ以上であることを特徴とする光走査装置。
6. 請求項１または２に記載の光走査装置を、前記副走査方向に少なくとも３つ以上並べ、かつ、光源波長が少なくとも３つ以上あることを特徴とする光走査装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の光走査装置において、前記フォトニック結晶光学素子を形成する強誘電体がＰＬＺＴであることを特徴とする光走査装置。
8. 請求項１から４のいずれかに記載の光走査装置と、該光走査装置からの光によって静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像器と、現像された像を転写用紙に転写する転写器と、前記転写用紙に転写された像を定着させる定着器とを有することを特徴とするプリンタ。
9. 請求項５または６に記載の光走査装置と、光走査装置からの光によって銀塩ペーパー上に形成された像を現像する現像器と、現像された像を定着する定着器とを有することを特徴とする銀塩式カラープリンタ。
10. 請求項１から７のいずれかに記載の光走査装置と、像を消去するための紫外光を発生する紫外光光源とを有することを特徴とするプリンタ。

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