JPH0421825A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPH0421825A JPH0421825A JP12737090A JP12737090A JPH0421825A JP H0421825 A JPH0421825 A JP H0421825A JP 12737090 A JP12737090 A JP 12737090A JP 12737090 A JP12737090 A JP 12737090A JP H0421825 A JPH0421825 A JP H0421825A
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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。
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、レーザプリンターやバーコードリーダ等に用
いるレーザ光の光走査装置に関するものである。
いるレーザ光の光走査装置に関するものである。
従来の技術
光走査装置は、レーザプリンターやバーコードリーダ等
に重要な構成部品である。特に、レーザ光を用いたプリ
ンタは、高品位の印字が可能で、騒音のない印字装置と
して注目されている。従来のレーザプリンタの光走査装
置として、第４図に示すものがあった（稲垣他″ホログ
ラムを用いたパターン入出力技術” 、 ＦＵＪＩＴＳ
Ｕ、 ｖｏｌ、 ３８．Ｎｏ。
に重要な構成部品である。特に、レーザ光を用いたプリ
ンタは、高品位の印字が可能で、騒音のない印字装置と
して注目されている。従来のレーザプリンタの光走査装
置として、第４図に示すものがあった（稲垣他″ホログ
ラムを用いたパターン入出力技術” 、 ＦＵＪＩＴＳ
Ｕ、 ｖｏｌ、 ３８．Ｎｏ。
２、 ｐｐ、 １３７−１４２ （１９８７）、）。同
図において光源である半導体レーザ１から出射された光
は、コリメータレンズ５とプリズム１３で、円形ビーム
（入射光６）になるように補正され、モータ１５によっ
て回転している回転多面鏡１４に入射する。回転多面鏡
１４で反射された光（偏向光７）は、集光レンズ４に入
射し、感光ドラム１６の走査面８上に集光される。回転
多面鏡１４の回転にともなって、レーザ光は走査面８上
を走査する。
図において光源である半導体レーザ１から出射された光
は、コリメータレンズ５とプリズム１３で、円形ビーム
（入射光６）になるように補正され、モータ１５によっ
て回転している回転多面鏡１４に入射する。回転多面鏡
１４で反射された光（偏向光７）は、集光レンズ４に入
射し、感光ドラム１６の走査面８上に集光される。回転
多面鏡１４の回転にともなって、レーザ光は走査面８上
を走査する。
発明が解決しようとする課題
第４図に示した従来の光走査装置では、光を偏向するた
めに、回転多面鏡１４を用いている。この回転多面鏡１
４は、駆動モータ１５と、軸ずれや、ぶれのない非常に
高精度な回転機構が必要であった。このため、小形軽量
化、低価格化が困難であるという課題があった。
めに、回転多面鏡１４を用いている。この回転多面鏡１
４は、駆動モータ１５と、軸ずれや、ぶれのない非常に
高精度な回転機構が必要であった。このため、小形軽量
化、低価格化が困難であるという課題があった。
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、回
転機構のない小形で低価格化が可能な光走査装置を提供
することを目的とするものである。
転機構のない小形で低価格化が可能な光走査装置を提供
することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
本発明は、上記課題を解決するために、光を発射する光
源と、光を入射し、出射する第１の電気光学基板と、前
記第１の電気光学基板に電界を印加して前記第１の電気
光学基板中に屈折率グレーティングを形成することによ
って、前記光を離散的に偏向させる光回折手段と、光を
入射し、出射する第２の電気光学基板と、前記第２の電
気光学基板に電界を印加して前記第２の電気光学基板中
に屈折率プリズムを形成することによって、前記光を連
続的に偏向させる光屈折手段とを備えたものである。
源と、光を入射し、出射する第１の電気光学基板と、前
記第１の電気光学基板に電界を印加して前記第１の電気
光学基板中に屈折率グレーティングを形成することによ
って、前記光を離散的に偏向させる光回折手段と、光を
入射し、出射する第２の電気光学基板と、前記第２の電
気光学基板に電界を印加して前記第２の電気光学基板中
に屈折率プリズムを形成することによって、前記光を連
続的に偏向させる光屈折手段とを備えたものである。
作用
本発明は、光回折手段が、電界を印加することによって
屈折率グレーティングを形成し、光屈折手段が、電界を
印加することによって屈折率プリズムを形成し、それに
よって、光を偏向させるものである。光回折手段は、大
きな偏向角が可能であるが離散的な偏向しかできず、光
屈折手段は、小さな偏向角しかとれないが連続的な偏向
が可能である。これらを組み合わせることによって、大
きな偏向角でしかも連続的な偏向を可能とするので、回
転機構が不要となる。従って、本発明の光走査装置は、
小形軽量、組み立て容易になり低価格化も実現され、さ
らにランダム走査ができるため用途に合わせて使い勝手
が良くなる（レーザプリンターでは、高速になる）。
屈折率グレーティングを形成し、光屈折手段が、電界を
印加することによって屈折率プリズムを形成し、それに
よって、光を偏向させるものである。光回折手段は、大
きな偏向角が可能であるが離散的な偏向しかできず、光
屈折手段は、小さな偏向角しかとれないが連続的な偏向
が可能である。これらを組み合わせることによって、大
きな偏向角でしかも連続的な偏向を可能とするので、回
転機構が不要となる。従って、本発明の光走査装置は、
小形軽量、組み立て容易になり低価格化も実現され、さ
らにランダム走査ができるため用途に合わせて使い勝手
が良くなる（レーザプリンターでは、高速になる）。
実施例
第１図は−本発明の一実施例の光走査装置の基本構成と
偏向光が走査面に集光する様子を示す平面図、第２図（
ａ）は、本発明の一実施例の光走査装置の第１の電気光
学基板の平面図、第２図（ｂ）は、同実施例の回折制御
電極に印加する電位分布図、第２図（ｃ）は、同実施例
の第２図（ｂ）に示した電位分布による第１の電気光学
基板中に生じる電界分布図、第３図は、本発明の一実施
例の光走査装置の第２の電気光学基板の斜視図を示して
いる。本発明の一実施例の光走査装置について、第１図
、第２図、第３図を用いて詳細に説明する。第１図にお
いて、光源である、例えば波長０．７８１１ｍの半導体
レーザｌから出射されたＺ軸方向に直線偏光している光
は、コリメータレンズ５によって、ビーム径２．５ｍｍ
の平行光（入射光６）になり、例えば、厚さが３００μ
ｍのＰ １．、 Ｚ Ｔ （、９／ ６５ ／ ３５
）セラミクスである第１の電気光学基板１１の、光源１
からの入射光６に対して垂直方向の面に形成した光回折
手段２としての回折制御電極９に入射する。この第１の
電気光学基板１１及び後述する第２の電気光学基板１２
は、その一部に電界が印加されることによって、その一
部の屈折率が変化するものである。即ち、電気光学基板
は、透明な固体や液体に電場を加えたとき、屈折率が変
化する現象である電気光学効果を有するものである。回
折制御電極９を第１の電気光学基板１１の入射光６に対
して垂直方向の面に形成することにより、光回折手段２
の光軸（ｙ軸）方向のサイズを大幅に減少させることが
できる。回折制御電極９は、ＩＴＯの透明電極（１２５
００本）で、Ｚ軸方向の長さ１ｍｍ、電極幅ｄ＝０．１
７ｚｍ、電極間隔ｓ＝０．１Ｂｍ（電極周期０．２μｍ
）である。この回折制御電極９に、第２図（ｃ）に示す
のような電位分布を与えると電気光学効果により第１の
電気光学基板ｉｌ中に電界分布に比例した鋸歯形状の屈
折率グレーティング（格子）が形成され、印加電圧の与
え方に応じて入射光を回折偏向することができる。鋸歯
形状の屈折率グレーティングを形成することにより、適
当な印加電圧で、通常は多数発生する回折光を１次のみ
に限定することが可能である。最大屈折率変化をΔｎと
すると、このときの最適条件はΔｎ Ｌ ＝ λ である。ここで、Ｌは第１の電気光学基板ｌｌ中の屈折
率が変化している深さである。Δｎ＝０．１６と見積る
と、Ｌ＝５μｍ程度である。また、屈折率グレーティン
グの周期をＡ５ 入射光の波長をλとすると、空気中に
換算した回折角θは、垂直入射の場合、 θ＝ｓｉｎ’（λ／Ａ） 例えば、λ＝０．７８μｍのとき、Ａ＝３０７ｚｍでは
θ＝１．５６ Ａ＝９．９μｍではθ＝４．５’
Ａ＝６．０μｍではθ＝７．５’ Ａ＝４．３７１
ｍでは０＝１０．５° へ＝３．３７ｚｍではθ＝１３
．５゜Ａ＝２．７μｍでは０＝１６．５’ Ａ＝２
．３７ｚｍではθ＝１９．５°、Ａ＝２．０７ｚｍでは
θ＝２２．５８Ａ＝１．８７ｚｍではθ＝２５．５’
Ａ＝１．６７ｚｍではθ＝２８．５°となる。この
光回折手段２では、以上のように電位分布の与え方で種
々の周期の屈折率グレーティングが形成可能である。尚
、式（２）から分かるように、回折角は回折制御電極９
の幅があるため連続的に変化させるのが難しく、通常離
散的な変化となる。本実施例では、Ａ＝３０μｍから１
．６μｍまでのＩＯ段階の変化を与えた。
偏向光が走査面に集光する様子を示す平面図、第２図（
ａ）は、本発明の一実施例の光走査装置の第１の電気光
学基板の平面図、第２図（ｂ）は、同実施例の回折制御
電極に印加する電位分布図、第２図（ｃ）は、同実施例
の第２図（ｂ）に示した電位分布による第１の電気光学
基板中に生じる電界分布図、第３図は、本発明の一実施
例の光走査装置の第２の電気光学基板の斜視図を示して
いる。本発明の一実施例の光走査装置について、第１図
、第２図、第３図を用いて詳細に説明する。第１図にお
いて、光源である、例えば波長０．７８１１ｍの半導体
レーザｌから出射されたＺ軸方向に直線偏光している光
は、コリメータレンズ５によって、ビーム径２．５ｍｍ
の平行光（入射光６）になり、例えば、厚さが３００μ
ｍのＰ １．、 Ｚ Ｔ （、９／ ６５ ／ ３５
）セラミクスである第１の電気光学基板１１の、光源１
からの入射光６に対して垂直方向の面に形成した光回折
手段２としての回折制御電極９に入射する。この第１の
電気光学基板１１及び後述する第２の電気光学基板１２
は、その一部に電界が印加されることによって、その一
部の屈折率が変化するものである。即ち、電気光学基板
は、透明な固体や液体に電場を加えたとき、屈折率が変
化する現象である電気光学効果を有するものである。回
折制御電極９を第１の電気光学基板１１の入射光６に対
して垂直方向の面に形成することにより、光回折手段２
の光軸（ｙ軸）方向のサイズを大幅に減少させることが
できる。回折制御電極９は、ＩＴＯの透明電極（１２５
００本）で、Ｚ軸方向の長さ１ｍｍ、電極幅ｄ＝０．１
７ｚｍ、電極間隔ｓ＝０．１Ｂｍ（電極周期０．２μｍ
）である。この回折制御電極９に、第２図（ｃ）に示す
のような電位分布を与えると電気光学効果により第１の
電気光学基板ｉｌ中に電界分布に比例した鋸歯形状の屈
折率グレーティング（格子）が形成され、印加電圧の与
え方に応じて入射光を回折偏向することができる。鋸歯
形状の屈折率グレーティングを形成することにより、適
当な印加電圧で、通常は多数発生する回折光を１次のみ
に限定することが可能である。最大屈折率変化をΔｎと
すると、このときの最適条件はΔｎ Ｌ ＝ λ である。ここで、Ｌは第１の電気光学基板ｌｌ中の屈折
率が変化している深さである。Δｎ＝０．１６と見積る
と、Ｌ＝５μｍ程度である。また、屈折率グレーティン
グの周期をＡ５ 入射光の波長をλとすると、空気中に
換算した回折角θは、垂直入射の場合、 θ＝ｓｉｎ’（λ／Ａ） 例えば、λ＝０．７８μｍのとき、Ａ＝３０７ｚｍでは
θ＝１．５６ Ａ＝９．９μｍではθ＝４．５’
Ａ＝６．０μｍではθ＝７．５’ Ａ＝４．３７１
ｍでは０＝１０．５° へ＝３．３７ｚｍではθ＝１３
．５゜Ａ＝２．７μｍでは０＝１６．５’ Ａ＝２
．３７ｚｍではθ＝１９．５°、Ａ＝２．０７ｚｍでは
θ＝２２．５８Ａ＝１．８７ｚｍではθ＝２５．５’
Ａ＝１．６７ｚｍではθ＝２８．５°となる。この
光回折手段２では、以上のように電位分布の与え方で種
々の周期の屈折率グレーティングが形成可能である。尚
、式（２）から分かるように、回折角は回折制御電極９
の幅があるため連続的に変化させるのが難しく、通常離
散的な変化となる。本実施例では、Ａ＝３０μｍから１
．６μｍまでのＩＯ段階の変化を与えた。
次に、このように回折された光は、光屈折手段３として
の屈折制御電極ｌＯを形成した第２の電気光学基板１２
に入射する。第２の電気光学基板１２は、例えば、Ｌｉ
ＮｂＯ３のＺ板（結晶軸方向の一１〇− 面を示す）で、例えば、厚さ１ｍｍ、 幅１０ｍｍ、
長さ２５ｍｍである。この基板１２の相対する２面（例
えば、７面と−Ｚ面）上それぞれに、各々の電極間の隙
間であるギャップ形状が入射光６に対してＸ字となる４
分割構造の屈折制御電極１０ａ〜１０ｄ（７面）と、分
割なしの屈折制御電極１０ｅ（−７面）を、例えば、Ａ
１、Ａｕ等の金属薄膜で形成した。ギヤブサイズは、例
えば１．０１ｍｍである。
の屈折制御電極ｌＯを形成した第２の電気光学基板１２
に入射する。第２の電気光学基板１２は、例えば、Ｌｉ
ＮｂＯ３のＺ板（結晶軸方向の一１〇− 面を示す）で、例えば、厚さ１ｍｍ、 幅１０ｍｍ、
長さ２５ｍｍである。この基板１２の相対する２面（例
えば、７面と−Ｚ面）上それぞれに、各々の電極間の隙
間であるギャップ形状が入射光６に対してＸ字となる４
分割構造の屈折制御電極１０ａ〜１０ｄ（７面）と、分
割なしの屈折制御電極１０ｅ（−７面）を、例えば、Ａ
１、Ａｕ等の金属薄膜で形成した。ギヤブサイズは、例
えば１．０１ｍｍである。
Ｌ ｉ Ｎ ｂｏ ３の第２の電気光学基板１２に、Ｚ
軸方向に電界Ｅがかかるように電圧Ｖを印加すると、偏
光方向がＺ軸に平行な異常光に対しての屈折率は、 ｎｚ＝ｎｅ−Δｎ ただし、Δｎ ＝ ０．５ ｎ ｅ３ｒ ３３Ｅ％Ｅ＝
Ｖ／ｈ （４）とな
り、印加電圧と印加方向に依存する。ここで、ｈは第２
の電気光学基板１２の厚さであり、ｎ６は、異常光の屈
折率で、例えばｎ。＝２．２であり、ｒ３３は電気光学
係数で、例えば、ｒ３３＝３０．８Ｘ１０”’ｒｎ／Ｖ
である。例えば、屈折制御電極１０ｃ、１０ｄに電位Ｖ
、１０ａ、１０ｂに電位−■、ｌＯｅに電位０となるよ
うに電圧を印加すると、屈折制御電極１０ｃと１０６の
下部の第２の電気光学基板１２中では、電界が−Ｚ軸方
向に生じるため、屈折率は、ｎ ２ ＝ ｎ ｅ＋Δｎ
と増加し、逆に、屈折制御電極１０ａと１０の下部では
、屈折率は、ｎ ｚ ” ｎ ｏ−Δｎと減少する屈折
率ブリズｌいが形成される。従フて、ＬｉＮｂＯ３の第
２の電気光学基板１２中を進行する光は、屈折制御電極
１０ｃ、１０ｄと屈折制御電極１０ａ、１０ｂの境界部
で、スネルの法則にしたがって屈折が起こり、−Ｘ軸方
向に第１図のように偏向する。偏向角は、印加電圧に依
存しており、例えばＶ＝１００００Ｖて、約２６である
。Ｘ軸方向に偏向したいときは、例えば、屈折制御電極
Ｊｏｂ、ｌｏｃに電位ｖ、 ｉｏａ、１０ｄに電位−
Ｖ、屈折制御電極１０ｅに電位Ｏとなるように電圧を印
加する。光屈折手段３としての屈折制御電極１０による
屈折率プリズムの場合は、偏向角は小さいが効率１００
％で連続的に偏向可能である。
軸方向に電界Ｅがかかるように電圧Ｖを印加すると、偏
光方向がＺ軸に平行な異常光に対しての屈折率は、 ｎｚ＝ｎｅ−Δｎ ただし、Δｎ ＝ ０．５ ｎ ｅ３ｒ ３３Ｅ％Ｅ＝
Ｖ／ｈ （４）とな
り、印加電圧と印加方向に依存する。ここで、ｈは第２
の電気光学基板１２の厚さであり、ｎ６は、異常光の屈
折率で、例えばｎ。＝２．２であり、ｒ３３は電気光学
係数で、例えば、ｒ３３＝３０．８Ｘ１０”’ｒｎ／Ｖ
である。例えば、屈折制御電極１０ｃ、１０ｄに電位Ｖ
、１０ａ、１０ｂに電位−■、ｌＯｅに電位０となるよ
うに電圧を印加すると、屈折制御電極１０ｃと１０６の
下部の第２の電気光学基板１２中では、電界が−Ｚ軸方
向に生じるため、屈折率は、ｎ ２ ＝ ｎ ｅ＋Δｎ
と増加し、逆に、屈折制御電極１０ａと１０の下部では
、屈折率は、ｎ ｚ ” ｎ ｏ−Δｎと減少する屈折
率ブリズｌいが形成される。従フて、ＬｉＮｂＯ３の第
２の電気光学基板１２中を進行する光は、屈折制御電極
１０ｃ、１０ｄと屈折制御電極１０ａ、１０ｂの境界部
で、スネルの法則にしたがって屈折が起こり、−Ｘ軸方
向に第１図のように偏向する。偏向角は、印加電圧に依
存しており、例えばＶ＝１００００Ｖて、約２６である
。Ｘ軸方向に偏向したいときは、例えば、屈折制御電極
Ｊｏｂ、ｌｏｃに電位ｖ、 ｉｏａ、１０ｄに電位−
Ｖ、屈折制御電極１０ｅに電位Ｏとなるように電圧を印
加する。光屈折手段３としての屈折制御電極１０による
屈折率プリズムの場合は、偏向角は小さいが効率１００
％で連続的に偏向可能である。
本実施例の光走査装置では、光屈折手段３では、偏向角
を±１．５°程度とし、光回折手段２との組合せにより
、偏向角±３０６の連続走査を可能にした。具体的に、
感光ドラム上の走査面に連続走査をする例を示すと、例
えば、第１の電気光学基板１１中に入射した光を、まず
回折制御電極９によって回折する。この場合、複数の回
折制御電極９に印加する電圧をそれぞれの電極の電圧は
違うがそれぞれの電圧をそのままにすることにより、鋸
歯形状の電界分布はそのままであるので、鋸歯形状の屈
折率グレーティングもそのままであり、よって次々と入
射した光を同一の方向に反射回折する。そして、次に第
２に電気光学基板１２中で、屈折制御電極１０の電圧を
変化させることによって屈折率プリズムでの偏向角を変
化させ、その反射回折された光を順次そこで連続的に偏
向していく。次に、屈折制御電極ｌＯでの偏向角が最大
になると、回折制御電極９のそれぞれの電圧を変化させ
て、反射回折を離散的に行い、そして反射回折された光
を、屈折制御電極１０での偏向角を、また、最小から連
続的に変化させることによって、先はどの続きの感光ド
ラムの走査面に集光させる。
を±１．５°程度とし、光回折手段２との組合せにより
、偏向角±３０６の連続走査を可能にした。具体的に、
感光ドラム上の走査面に連続走査をする例を示すと、例
えば、第１の電気光学基板１１中に入射した光を、まず
回折制御電極９によって回折する。この場合、複数の回
折制御電極９に印加する電圧をそれぞれの電極の電圧は
違うがそれぞれの電圧をそのままにすることにより、鋸
歯形状の電界分布はそのままであるので、鋸歯形状の屈
折率グレーティングもそのままであり、よって次々と入
射した光を同一の方向に反射回折する。そして、次に第
２に電気光学基板１２中で、屈折制御電極１０の電圧を
変化させることによって屈折率プリズムでの偏向角を変
化させ、その反射回折された光を順次そこで連続的に偏
向していく。次に、屈折制御電極ｌＯでの偏向角が最大
になると、回折制御電極９のそれぞれの電圧を変化させ
て、反射回折を離散的に行い、そして反射回折された光
を、屈折制御電極１０での偏向角を、また、最小から連
続的に変化させることによって、先はどの続きの感光ド
ラムの走査面に集光させる。
このように、回折制御電極９は、屈折制御電極１０によ
る偏向角の変化が最大になる度に、離散的に大きく偏向
角を変化させて、結果的に感光ドラムの走査面に連続し
て集光するようにしている。
る偏向角の変化が最大になる度に、離散的に大きく偏向
角を変化させて、結果的に感光ドラムの走査面に連続し
て集光するようにしている。
制御電極ｌＯの設は方としては、電気光学基板１２中の
電界方向が以上説明したのとほぼ同じになれば良い（基
板の材料によっては制御電極を基板中に設けても良い）
。
電界方向が以上説明したのとほぼ同じになれば良い（基
板の材料によっては制御電極を基板中に設けても良い）
。
偏向した光６は、例えば、Ｘ軸方向サイズ１０ｍｍ、ｚ
軸方向サイズ１ｍｍ、焦点路ｆｉ１８２ｍｍである集光
レンズ４に入射し、走査対象である走査面８に集光され
る。走査面８は、レーザプリンターの場合は、−様に電
荷を与えられた感光体である感光ドラム上である。最大
走査幅は、例えば２１０ｍｍであり、プリンターではＡ
４サイズが印字可能である。本実施例の光走査装置は電
気光学効果を用いて光を偏向しているため高速でかつ、
ラング１１偏向することが可能である。例えば、レーザ
プリンターの場合、パターンのない部分は、とばし偏向
できるため一層高速印字が可能である。
軸方向サイズ１ｍｍ、焦点路ｆｉ１８２ｍｍである集光
レンズ４に入射し、走査対象である走査面８に集光され
る。走査面８は、レーザプリンターの場合は、−様に電
荷を与えられた感光体である感光ドラム上である。最大
走査幅は、例えば２１０ｍｍであり、プリンターではＡ
４サイズが印字可能である。本実施例の光走査装置は電
気光学効果を用いて光を偏向しているため高速でかつ、
ラング１１偏向することが可能である。例えば、レーザ
プリンターの場合、パターンのない部分は、とばし偏向
できるため一層高速印字が可能である。
尚、集光レンズ４は、通常の凸レンズでもよいが、例え
ばフレネルレンズやグレーティングレンズのような回折
作用を有する素子を用いると厚さが１μｍ程度で集光作
用を行なえるため、本発明の光走査装置を小形化するの
に効果がある。さらに、回折作用を有する素子（集光レ
ンズ４）を第２の電気光学基板１２の偏向光７の出射端
面に一体化すると、より小形化、安定化できる。
ばフレネルレンズやグレーティングレンズのような回折
作用を有する素子を用いると厚さが１μｍ程度で集光作
用を行なえるため、本発明の光走査装置を小形化するの
に効果がある。さらに、回折作用を有する素子（集光レ
ンズ４）を第２の電気光学基板１２の偏向光７の出射端
面に一体化すると、より小形化、安定化できる。
又、屈折制御電極１０は、４分割された電極１０ａ、１
０ｂ、１０ｃ、１０ｄのそれぞれのギャップ間隔は、第
２の電気光学基板１２の厚さよりも大きくすることによ
り、第２の電気光学基板１２中に生じる電界方向が、Ｚ
軸方向に平行に近づき効果的に屈折率を制御することが
できる。
０ｂ、１０ｃ、１０ｄのそれぞれのギャップ間隔は、第
２の電気光学基板１２の厚さよりも大きくすることによ
り、第２の電気光学基板１２中に生じる電界方向が、Ｚ
軸方向に平行に近づき効果的に屈折率を制御することが
できる。
又、屈折制御電極ｌＯと第２の電気光学基板１２０間に
、例えば染料または顔料を含んだポリイミド等の有機膜
等の吸収手段を設けると、第２の電気光学基板１２上の
屈折制御電極１０により反射された光が偏向光７に混ざ
って出力されてくる現象がなくなり、偏向光７のＳＮ比
が向上した。
、例えば染料または顔料を含んだポリイミド等の有機膜
等の吸収手段を設けると、第２の電気光学基板１２上の
屈折制御電極１０により反射された光が偏向光７に混ざ
って出力されてくる現象がなくなり、偏向光７のＳＮ比
が向上した。
又、屈折制御電極１０間の少なくともギャップ、Ｌにポ
リイミド等の有機膜を設けると沿面放電が減少し、高電
界になっても光偏拘が効果的に実現できた。
リイミド等の有機膜を設けると沿面放電が減少し、高電
界になっても光偏拘が効果的に実現できた。
又、コリメータレンズ５を用いることにより、第１の電
気光学基板１０中の光の口径は一定になるため屈折制御
電極１０の設計が容易になる。
気光学基板１０中の光の口径は一定になるため屈折制御
電極１０の設計が容易になる。
叉、集光レンズ４は光源１と光回折手段２の間に設けて
も動作可能である。
も動作可能である。
又、光回折手段２と光屈折手段３の配列順を入れ換えて
も動作可能である。その場合、具体的に感光ドラム上の
走査面に連続走査をする例を示すと、例えば、第２の電
気光学基板１２中に入射した光を、まず屈折制御電極１
０に印加する電圧を変化させて、偏向角を最小から最大
に変化させ、入射光を次々と連続的に偏向させる。そし
て、回折制御電極９は、屈折率グレーティングを所定の
状態に固定し、屈折制御電極１０で偏向された光を、回
折制御電極９によって、第１の電気光学基板ｌｌ中で反
射回折させる。すると、感光ドラム上の走査面に光が小
偏向角で連続的に順次集光する。次に、屈折制御電極１
０による偏向角が最大になると、回折制御電極９の印加
電圧を変えることによって、離散的に偏向角を大きく変
化させ、且つ、屈折制御電極１０による偏向角を、又、
最小から最大へと連続的に変化させて、次々に入射光を
偏向させ、回折制御電極９の下部へと入射させる。そし
て、その入射した偏向光を回折制御電極９の下部で反射
回折させ、先はどの続きの走査面に集光させる。このよ
うに、屈折制御電極１０による連続的な偏向角の変化が
最大になる度に、回折制御電極９は、離散的に大きく偏
向角を変化させて、結果的に感光ドラムの走査面に連続
して集光するようにしている。
も動作可能である。その場合、具体的に感光ドラム上の
走査面に連続走査をする例を示すと、例えば、第２の電
気光学基板１２中に入射した光を、まず屈折制御電極１
０に印加する電圧を変化させて、偏向角を最小から最大
に変化させ、入射光を次々と連続的に偏向させる。そし
て、回折制御電極９は、屈折率グレーティングを所定の
状態に固定し、屈折制御電極１０で偏向された光を、回
折制御電極９によって、第１の電気光学基板ｌｌ中で反
射回折させる。すると、感光ドラム上の走査面に光が小
偏向角で連続的に順次集光する。次に、屈折制御電極１
０による偏向角が最大になると、回折制御電極９の印加
電圧を変えることによって、離散的に偏向角を大きく変
化させ、且つ、屈折制御電極１０による偏向角を、又、
最小から最大へと連続的に変化させて、次々に入射光を
偏向させ、回折制御電極９の下部へと入射させる。そし
て、その入射した偏向光を回折制御電極９の下部で反射
回折させ、先はどの続きの走査面に集光させる。このよ
うに、屈折制御電極１０による連続的な偏向角の変化が
最大になる度に、回折制御電極９は、離散的に大きく偏
向角を変化させて、結果的に感光ドラムの走査面に連続
して集光するようにしている。
第１、第２の電気光学基板１１１２として、本実施例で
説明したのは、ＰＬＺＴとＬｉＮｂＯ３の場合であるが
、電気光学係数が大きい材料、例えば、 ＬｉＩＯ３、
ＫＮｂＯ３、Ｋ Ｔ ｉｏ Ｐ Ｏ４、Ｋ Ｈ２ＰＯ２
、ＬｉＴａＯ３や、ＭＮ八（メチルニトロアニリン）等
のベンゼン環をもったπ電子共役系化合物を含む高分子
等を電気光学基板として用いれば低電圧化できる。特に
第２の電気光学基板１２として、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴ
ａＯ３を用いると、Ｚ軸方向に電界を加える場合に屈折
率変化量が最も大きくなり使いやすい。
説明したのは、ＰＬＺＴとＬｉＮｂＯ３の場合であるが
、電気光学係数が大きい材料、例えば、 ＬｉＩＯ３、
ＫＮｂＯ３、Ｋ Ｔ ｉｏ Ｐ Ｏ４、Ｋ Ｈ２ＰＯ２
、ＬｉＴａＯ３や、ＭＮ八（メチルニトロアニリン）等
のベンゼン環をもったπ電子共役系化合物を含む高分子
等を電気光学基板として用いれば低電圧化できる。特に
第２の電気光学基板１２として、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴ
ａＯ３を用いると、Ｚ軸方向に電界を加える場合に屈折
率変化量が最も大きくなり使いやすい。
又、回折制御電極及び屈折制御電極は、上下逆に設けて
も良いし、横に設けてもよい。
も良いし、横に設けてもよい。
発明の効゛果
以上のように本発明によれば、回転機構が不要となり、
小形軽量、高速で、繕み立ても容易になり低価格化も可
能な光走査装置が実現可能であるという効果を有する。
小形軽量、高速で、繕み立ても容易になり低価格化も可
能な光走査装置が実現可能であるという効果を有する。
第１図は、本発明の一実施例の光走査装置の基本構成と
偏向光が走査面に集光する様子を示す平面図、第２図（
ａ）は本発明の一実施例の光走査装置の第１の電気光学
基板の平面図、第２図（ｂ）は同実施例の回折制御電極
に印加する電位分布図、第２図（ｃ、）は同実施例の、
第２図（ｂ）に示す電位分布による第１の電気光学基板
中に生じる電界分布図、第３図は本発明の一実施例の光
走査装置の第２の電気光学基板の斜視図、第４図は従来
の光走査装置の斜視図である。 １・・・光源、２・・・光回折手段、３・・・光屈折手
段、４・・・集光レンズ、５・・・コリメータレンズ、
６・・・入射光、８・・・走査面（走査対象面）、９・
・・回折制御電極、ｌＯ・・・屈折制御電極、１１・・
・第１の電気光学基板、１２・・・第２の電気光学基板
。
偏向光が走査面に集光する様子を示す平面図、第２図（
ａ）は本発明の一実施例の光走査装置の第１の電気光学
基板の平面図、第２図（ｂ）は同実施例の回折制御電極
に印加する電位分布図、第２図（ｃ、）は同実施例の、
第２図（ｂ）に示す電位分布による第１の電気光学基板
中に生じる電界分布図、第３図は本発明の一実施例の光
走査装置の第２の電気光学基板の斜視図、第４図は従来
の光走査装置の斜視図である。 １・・・光源、２・・・光回折手段、３・・・光屈折手
段、４・・・集光レンズ、５・・・コリメータレンズ、
６・・・入射光、８・・・走査面（走査対象面）、９・
・・回折制御電極、ｌＯ・・・屈折制御電極、１１・・
・第１の電気光学基板、１２・・・第２の電気光学基板
。
Claims (12)
- （１）光を発射する光源と、光を入射し、出射する第１
の電気光学基板と、前記第１の電気光学基板に電界を印
加して前記第１の電気光学基板中に屈折率グレーテイン
グを形成することによって、前記光を離散的に偏向させ
る光回折手段と、光を入射し、出射する第２の電気光学
基板と、前記第２の電気光学基板に電界を印加して前記
第２の電気光学基板中に屈折率プリズムを形成すること
によって、前記光を連続的に偏向させる光屈折手段とを
備えたことを特徴とする光走査装置。 - （２）光源からの前記光を、前記光回折手段によって、
離散的に偏向させた後、前記光屈折手段によって、連続
的に偏向させるか、又は、前記光源からの前記光を、前
記光屈折手段によって、連続的に偏向させた後、前記光
回折手段によって、離散的に偏向させることを特徴とす
る請求項１記載の光走査装置。 - （３）光源と、第１の電気光学基板に回折制御電極を設
けた光回折手段と、第２の電気光学基板に屈折制御電極
を設けた光屈折手段と、集光レンズを有し、前記光源か
らの入射光を、前記光回折手段に導いて、前記回折制御
電極に所定の電圧を加え、前記入射光を回折させた後、
前記回折させた光を前記光屈折手段に導いて前記屈折制
御電極に所定の電圧を加えて屈折させ、前記屈折させた
光を前記集光レンズに導いて走査対象面に集光するか、
もしくは、前記光源からの入射光を、前記光屈折手段に
導いて前記屈折制御電極に所定の電圧を加えて前記入射
光を屈折させた後、前記屈折させた光を前記光回折手段
に導いて前記回折制御電極に所定の電圧を加えて回折さ
せ、前記回折させた光を前記集光レンズに導いて走査対
象面に集光することを特徴とする光走査装置。 - （４）屈折制御電極は、前記第２の電気光学基板の相対
する２面にそれぞれ設けられ、その少なくとも１方の屈
折制御電極は、ギャップ形状が入射光に対してＸ字とな
る４分割構造であることを特徴とする請求項３記載の光
走査装置。 - （５）後方に配置された第１又は第２の電気光学基板か
ら出力された光を集光して走査対象面に照射する集光レ
ンズは、回折作用を有し、前記光屈折手段もしくは前記
光回折手段と一体化されたことを特徴とする請求項３記
載の光走査装置。 - （６）光源と、前記光回折手段もしくは光屈折手段の間
に、コリメータレンズが設けられたことを特徴とする請
求項３記載の光走査装置。 - （７）第２の電気光学基板は、ＬｉＮｂＯ＿３もしくは
ＬｉＴａＯ＿３であり、前記電気光学基板のＺ面と−Ｚ
面にそれぞれ屈折制御電極が形成されたことを特徴とす
る請求項３記載の光走査装置。 - （８）屈折制御電極は、それぞれのギャップ間隔が、前
記第２の電気光学基板の厚さよりも大きいことを特徴と
する請求項４記載の光走査装置。 - （９）屈折制御電極と前記第２の電気光学基板の間に光
吸収手段が設けられたことを特徴とする請求項３記載の
光走査装置。 - （１０）光吸収手段は、染料もしくは顔料を含んだ有機
膜であることを特徴とする請求項９記載の光走査装置。 - （１１）屈折制御電極間の前記ギャップ上に有機膜が設
けられたことを特徴とする請求項４記載の光走査装置。 - （１２）回折制御電極は、前記第１の電気光学基板の光
源からの入射光に対して垂直方向の面に設けられたこと
を特徴とする請求項３記載の光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2127370A JP3013857B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2127370A JP3013857B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0421825A true JPH0421825A (ja) | 1992-01-24 |
| JP3013857B2 JP3013857B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=14958295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2127370A Expired - Fee Related JP3013857B2 (ja) | 1990-05-16 | 1990-05-16 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3013857B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001066647A (ja) * | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Sony Corp | 光屈折装置 |
| JP2007065458A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Rohm Co Ltd | 光制御装置およびそれを用いた光制御システム |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010149A (ja) * | 1973-04-16 | 1975-02-01 | ||
| JPS5132471U (ja) * | 1974-09-02 | 1976-03-10 | ||
| JPS60241019A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-11-29 | Hitachi Ltd | 光集積回路 |
| JPS61264325A (ja) * | 1985-05-18 | 1986-11-22 | Toshio Utsunomiya | 光偏向素子 |
| JPS62103857A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | 光ピツクアツプ装置 |
-
1990
- 1990-05-16 JP JP2127370A patent/JP3013857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010149A (ja) * | 1973-04-16 | 1975-02-01 | ||
| JPS5132471U (ja) * | 1974-09-02 | 1976-03-10 | ||
| JPS60241019A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-11-29 | Hitachi Ltd | 光集積回路 |
| JPS61264325A (ja) * | 1985-05-18 | 1986-11-22 | Toshio Utsunomiya | 光偏向素子 |
| JPS62103857A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | 光ピツクアツプ装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001066647A (ja) * | 1999-08-30 | 2001-03-16 | Sony Corp | 光屈折装置 |
| JP2007065458A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Rohm Co Ltd | 光制御装置およびそれを用いた光制御システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3013857B2 (ja) | 2000-02-28 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |