JPH03293313A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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Publication number
JPH03293313A
JPH03293313A JP9543290A JP9543290A JPH03293313A JP H03293313 A JPH03293313 A JP H03293313A JP 9543290 A JP9543290 A JP 9543290A JP 9543290 A JP9543290 A JP 9543290A JP H03293313 A JPH03293313 A JP H03293313A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
waveguide array
light beam
optical
photosensitive drum
Prior art date
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Pending
Application number
JP9543290A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Iwasaki
岳雄 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP9543290A priority Critical patent/JPH03293313A/en
Publication of JPH03293313A publication Critical patent/JPH03293313A/en
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  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To constitute the scanner so that a photosensitive drum is irradiated surely with an emitted light beam by providing a condensing means consisting of a photosetting resin on an emitting end of a optical waveguide array. CONSTITUTION:An optical waveguide array 15 is formed by providing many lines of optical waveguides for propagating a light beam emitted from a light source 11 to a photosensitive drum 20. An incident end 15a of this optical waveguide array 15 is formed in such a circular are shape as surrounds a polygon mirror 14, and an emitting end 15b is formed n a linear shape being parallel to the center shaft of the photosensitive drum 20. Also, the emitting end 15b is provided with a condensing lens 30 made of a photosetting resin, by which a light beam in the emitting end 15 by forms s image to one-to-one one the photosensitive drum 20. In such a way, since the condensing lens 30 consisting of photosetting resin is provided on the emitting end of the optical waveguide array 15, so that the photosensitive drum 20 is irradiated surely with the emitted light beam.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はレーザープリンタ等の電子写真技術を利用した
光走査装置、更に詳しくは光導波路アレイを用いた光走
査装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical scanning device using electrophotographic technology such as a laser printer, and more particularly to an optical scanning device using an optical waveguide array.

[従来の技術] 従来の技術として光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なうことができるようにした光走
査装置か提案されている。
[Prior Art] As a prior art, an optical scanning device has been proposed that uses an optical waveguide array to scan a photosensitive drum with a light beam.

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。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かクラ
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
This optical waveguide array has a large number of optical waveguides arranged in an arc shape at one end to serve as an input end for a light beam, and the other end arranged in a straight line to serve as an output end for a light beam. This optical waveguide is composed of two types of materials that have different refractive indexes for the light beam from the light source.The material with a higher refractive index forms the core, which forms the center of the optical waveguide, and the material with a lower refractive index, which forms the cladding, forms the center of the optical waveguide. It was formed to surround the surrounding area.

そして出射端ではこのコアとクラッドの屈折率の差で決
まる開口角をもって光ビームが出射され、集光手段とし
てのセルフォックレンズアレイ等の屈折率分布レンズア
レイによって出射端における光ビームは感光ドラム上に
照射されていた。
At the output end, the light beam is emitted with an aperture angle determined by the difference in refractive index between the core and the cladding.The light beam at the output end is directed onto the photosensitive drum by a gradient index lens array such as a SELFOC lens array as a focusing means. was irradiated.

[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、出射端の集光手段に光導波路アレイと
は別部材である屈折率分布レンズアレイを用いるため、
光導波路アレイの出射端と屈折率分布レンズアレイとの
位置合わせが難しいという問題点があった。又、このよ
うな屈折率分布レンズアレイは高価であるという問題点
もあった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in an optical scanning device using such an optical waveguide array, since a gradient index lens array, which is a separate member from the optical waveguide array, is used as a condensing means at the output end,
There was a problem in that it was difficult to align the output end of the optical waveguide array and the gradient index lens array. Another problem is that such a gradient index lens array is expensive.

もしこのような屈折率分布レンズアレイを用いずに、光
導波路アレイの出射端を感光ドラムに密接して設置した
ならば、感光ドラム上のトナーによって出射端が汚され
てしまい画像品質の低化の原因となった。
If the output end of the optical waveguide array is placed close to the photosensitive drum without using such a gradient index lens array, the output end will be contaminated by toner on the photosensitive drum, resulting in a decrease in image quality. This caused the

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、光導波路アレイの出射端に、光硬化性樹脂から
なる集光手段を備えることにより光導波路アレイと集光
手段との位置合わせの必要がなく、又、安価な光走査装
置を提供することをその目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to align the optical waveguide array and the light collecting means by providing a light collecting means made of a photocurable resin at the output end of the optical waveguide array. The object of the present invention is to provide an inexpensive optical scanning device that does not require the following steps.

[課題を解決するための手段] 本発明の光走査装置は画像情報に基づく光ビームを発す
る光源と、前記光源からの光ビームをその入射端から出
射端に伝搬する光導波路を多数列設して形成された光導
波路アレイと、前記光源からの光ビームを前記光導波路
アレイの入射端に順次入射させるために偏向する光偏向
器とを備え、前記光導波路アレイの出射端に光硬化性樹
脂からなる集光手段を備えた構成とした。
[Means for Solving the Problems] An optical scanning device of the present invention includes a light source that emits a light beam based on image information, and a large number of optical waveguides that propagate the light beam from the light source from its input end to its output end. an optical waveguide array formed by the optical waveguide array, and an optical deflector that deflects the light beam from the light source so as to sequentially enter the input end of the optical waveguide array, and a photocurable resin is provided at the output end of the optical waveguide array. The structure is equipped with a light condensing means consisting of:

[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
源から画像情報に基づいて発せられた光ビームは光偏向
器により光導波路アレイの光導波路アレイの入射端に順
次入射され出射端から出射されるが、前記光導波路アレ
イの出射端に光硬化性樹脂からなる集光レンズを備えた
ので、出射光ビームの広がりを抑えて感光ドラム上に確
実に照射される。
[Function] In the optical scanning device of the present invention having the above configuration, the light beam emitted from the light source based on image information is sequentially incident on the input end of the optical waveguide array by the optical deflector, and then the light beam is inputted to the output end of the optical waveguide array. However, since a condenser lens made of a photocurable resin is provided at the output end of the optical waveguide array, the spread of the emitted light beam is suppressed and the photosensitive drum is reliably irradiated.

[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。
[Example] Hereinafter, an example embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図に示すように光走査装置10は画像情報に基づく
光ビームを発する光源11と、光源11からの光ビーム
を感光ドラム20に伝搬するための光導波路を多数列設
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の入射端に偏向するためのポリゴン
ミラー14を備えている。
As shown in FIG. 1, the optical scanning device 10 includes a light source 11 that emits a light beam based on image information, and an optical waveguide array formed of a large number of optical waveguides for propagating the light beam from the light source 11 to a photosensitive drum 20. 15, and a polygon mirror 14 for deflecting the light beam from the light source 11 to the input end of the optical waveguide array.

光源11は画像情報に基づ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(LD)あるいは発光ダイオード(LED)等の
半導体光源が用いられる。
The light source 11 generates a light beam by blinking in response to an electric signal based on image information, and specifically, a semiconductor light source such as a laser diode (LD) or a light emitting diode (LED) is used.

光源11の光ビームの伝搬方向下流側には光源11から
の光ビームを平行光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からの光ビーム
を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って高速回
転可能に配設され、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の入射端に導かれるように構成されている。
A collimating lens 12 is provided downstream in the propagation direction of the light beam from the light source 11 to convert the light beam from the light source 11 into a parallel light beam. A condensing lens 13 for condensing the light beam from the collimating lens 12 is provided further downstream of the collimating lens 12. The polygon mirror 14 is arranged to be rotatable at high speed by a motor (not shown), and the light beams focused by the condenser lens 13 are sequentially guided to the input end of the optical waveguide array 15 by the rotation of the polygon mirror 14. ing.

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。そしてこの
出射端15bには光硬化性樹脂によって作られる集光レ
ンズ30を備えており、これによって出射端15bにお
ける光ビームは感光ドラム2o上に1対1に結像される
The optical waveguide array 15 is formed by arranging a large number of optical waveguides for propagating the light beam emitted from the light source 11 to the photosensitive drum 20. The input end 15a of this optical waveguide array 15 is formed in an arc shape surrounding the polygon mirror 14, and the output end 15b is formed in the shape of an arc surrounding the polygon mirror 14.
It is formed in a straight line parallel to the central axis of. The output end 15b is provided with a condenser lens 30 made of photocurable resin, so that the light beam at the output end 15b is imaged one-to-one on the photosensitive drum 2o.

第2図は前記光導波路アレイ15の出射端15b部分の
平面図である。
FIG. 2 is a plan view of the output end 15b portion of the optical waveguide array 15.

集光手段としての集光レンズ30は以下のような工程に
よって製造される。
The condensing lens 30 as a condensing means is manufactured by the following steps.

A、材料となる光硬化性樹脂に、光導波路アレイ15の
出射端15bを浸す。光硬化性樹脂とは、例えば紫外光
硬化性樹脂であるアクリル酸エステル系ポリマー(代表
的な、硬化時の屈折率1.54程度)にイニシエーター
を混ぜたものである。
A. The output end 15b of the optical waveguide array 15 is immersed in a photocurable resin material. The photocurable resin is, for example, a mixture of an acrylic acid ester polymer (typically, a refractive index at the time of curing of about 1.54), which is an ultraviolet photocurable resin, and an initiator.

B、材料を硬化させる紫外光光源の光を光導波路アレイ
15の入射端15aから均一に入射させる。
B. Light from an ultraviolet light source for curing the material is made uniformly incident from the incident end 15a of the optical waveguide array 15.

C,コア21とクラッド22の屈折率の差によりコア2
1内を伝搬してきた光は出射端15bにおいて出射され
るが、この出射光ビームの光パワー密度分布はおおよそ
各コア21の中心軸を頂点とするガウス分布の総和とな
る。従って光硬化性樹脂が硬化する度合はこの光パワー
密度分布に従うので、硬化部の形状は概略第2図に示し
であるようにコア21を中心とする山形形状となる。例
えば上記のような材料を用いて1つの出射端における紫
外光の光パワーを波長360nmにおいて300μWと
すると、本紫外光硬化性樹脂は約100m5ecで第2
図に示しである山形形状に硬化した。
C, due to the difference in refractive index between the core 21 and the cladding 22, the core 2
The light that has propagated through the core 1 is emitted at the output end 15b, and the optical power density distribution of this output light beam is approximately the sum of Gaussian distributions with the central axis of each core 21 as the apex. Therefore, since the degree to which the photocurable resin is cured follows this optical power density distribution, the shape of the cured portion becomes a chevron shape centered on the core 21, as roughly shown in FIG. For example, if the optical power of ultraviolet light at one emission end is 300 μW at a wavelength of 360 nm using the above-mentioned material, this ultraviolet light curable resin will reach the second level in about 100 m5ec.
It hardened into the chevron shape shown in the figure.

D、硬化後、光硬化性樹脂より光導波路アレイ15の出
射端15bを取り出して未硬化材料を洗浄する。そして
再び材料を硬化させる光を硬化郡全体に照射することに
より集光レンズ30が形成される。洗浄方法はアセトン
中での超音波洗浄を用いる。又、上記の材料は酸素と接
触すると硬化しないので窒素雰囲気中もしくは真空中で
行なうことが必要である。
D. After curing, the output end 15b of the optical waveguide array 15 is taken out from the photocurable resin and the uncured material is washed. Then, the condenser lens 30 is formed by again irradiating the entire hardened area with light that hardens the material. The cleaning method uses ultrasonic cleaning in acetone. Furthermore, since the above-mentioned materials do not harden when they come into contact with oxygen, it is necessary to carry out the process in a nitrogen atmosphere or in a vacuum.

以上のような工程によって光導波路アレイ15の出射端
15bには集光レンズ30が作られる。
Through the steps described above, the condenser lens 30 is formed at the output end 15b of the optical waveguide array 15.

次にこのような光走査装置10の動作について説明する
Next, the operation of such an optical scanning device 10 will be explained.

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の入射端15aに導かれ
、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。
A light source 11 blinks and emits a light beam based on an image signal, and this light beam is guided to a polygon mirror 14 via a collimating lens 12 and a condensing lens 13. Then, by the rotation of the polygon mirror 14, the light beam from the light source 11 is guided to the input end 15a of the optical waveguide array 15, and is sequentially incident on each optical waveguide constituting the optical waveguide array 15.

光導波路アレイ15に入射された光ビームは、光導波路
のコア21とクラッド22の屈折率の関係によりそれら
の界面を全反射することによってコア21内を伝搬され
る。そしてこの光ビームは光導波路アレイ15の出射端
15bにおける各光導波路から順次出射されるが、この
とき上記のような構成を持った集光レンズ30によって
出射光ビームの広がりは抑えられ、光ビームは確実に感
光ドラム20上に照射される。
The light beam incident on the optical waveguide array 15 is propagated within the core 21 by being totally reflected at the interface between the core 21 and cladding 22 of the optical waveguide due to the relationship in refractive index between them. This light beam is sequentially emitted from each optical waveguide at the output end 15b of the optical waveguide array 15, but at this time, the spread of the emitted light beam is suppressed by the condenser lens 30 having the above-described configuration, and the light beam is is reliably irradiated onto the photosensitive drum 20.

以上の動作により画像情報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。
By the above-described operation, the light beam from the light source 11 that blinks depending on the image information is scanned at a constant speed in the direction of the central axis of the photosensitive drum 20, and an image is recorded.

そして1ライン分の光走査が済むたびに感光トラム2o
を図示しない駆動源により回転させ、光ライン走査を繰
り返すことにより光走査か行われる。
Then, each time one line of light scanning is completed, the photosensitive tram 2o
is rotated by a drive source (not shown), and optical scanning is performed by repeating optical line scanning.

又、集光レンズ30はその山形形状から出射光ビームの
広がりを抑えて感光ドラム20上に光ビームを確実に照
射させる働きかある。そして前述したような構成の集光
レンズ30はそれぞれ対応するコア21に位置合わせし
て作られるので、それらが別部材のときのように出射端
15bと集光レンズ30との位置合わせの必要がない。
Moreover, the condensing lens 30 has a chevron-shaped shape that suppresses the spread of the emitted light beam and reliably irradiates the light beam onto the photosensitive drum 20. Since the condensing lenses 30 having the above-mentioned configuration are made by aligning with the corresponding cores 21, there is no need to align the output end 15b and the condensing lenses 30 as if they were separate members. do not have.

さらに微量の光硬化性材料を用いるだけなので非常に安
価に構成されるという効果もある。
Furthermore, since only a small amount of photocurable material is used, it can be constructed at a very low cost.

[発明の効果] 以上詳述したように、本発明の光走査装置は光導波路ア
レイの出射端に光硬化性樹脂からなる集光手段を備えた
ので、出射端から出射された光ビームは確実に感光ドラ
ム上に照射される。又、その製造方法から光導波路アレ
イと集光手段との位置合わせの必要がなく、又、安価に
構成することができるといった効果を奏する。
[Effects of the Invention] As detailed above, since the optical scanning device of the present invention is equipped with a light condensing means made of a photocurable resin at the output end of the optical waveguide array, the light beam emitted from the output end is reliably focused. is irradiated onto the photosensitive drum. Further, the manufacturing method eliminates the need for alignment between the optical waveguide array and the light condensing means, and has the advantage that it can be constructed at low cost.

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

第1図は本発明の一実施例に係る光走査装置の概略を示
す斜視図、第2図は同光導波路アレイの出射端付近の平
面図である。 図中、11は光源、14は光偏向器、15光導波路アレ
イ、15aは入射端、15bは出射端、30集光手段で
ある。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an optical scanning device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the vicinity of the output end of the optical waveguide array. In the figure, 11 is a light source, 14 is an optical deflector, 15 is an optical waveguide array, 15a is an input end, 15b is an output end, and 30 is a condensing means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、画像情報に基づく光ビームを発する光源と、前記光
源からの光ビームをその入射端から出射端に伝搬する光
導波路を多数列設して形成された光導波路アレイと、前
記光源からの光ビームを前記光導波路アレイの入射端に
順次入射させるために偏向する光偏向器とを備えた光走
査装置において、前記光導波路アレイの出射端に光硬化
性樹脂からなる集光手段を備えたことを特徴とする光走
査装置。
1. A light source that emits a light beam based on image information, an optical waveguide array formed by arranging a large number of optical waveguides that propagate the light beam from the light source from its input end to its output end, and light from the light source. An optical scanning device comprising an optical deflector that deflects the beam so that the beam is sequentially incident on the input end of the optical waveguide array, wherein the output end of the optical waveguide array is provided with a light condensing means made of a photocurable resin. An optical scanning device characterized by:
JP9543290A 1990-04-11 1990-04-11 Optical scanner Pending JPH03293313A (en)

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