JPS61169810A - 光走査光学系 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気機械的光変調器を用いた像出力走査器の光
走査光学系に関する。

〔従来技術〕

像出力走査器は複写機、ファクシミリなどに用いられ、
文書等のオリジナルの像を走査し、光あるいは電気信号
などによって画像情報として出力する装置である。この
ような像出力走査器の種類としてはさまざまな形態のも
のが知られている。

たとえば一般のＰＰＣ複写機に用いられている像出力走
査器は、ハロゲンランプ等の光で原稿上を走査し、その
反射光をそのまま電子写真感光体上に結像させて行うも
のが多い。その他には、レーデ−ビームプリンターのよ
うにオリジナルの像を電気信号に変換したのち光変調器
を用いてレーデビームを感光体上に結像させる方法もあ
る。

また近年、集積回路技術の発達によって、基盤上に微小
な偏向素子を多数有する電気機械的光変調器を用いた像
出力走査器が提案されている。

以下、上記の像出力走査器の一般的構成について図面を
用いて説明する。

第６図は上述の電気機械的光変調器（以下、単に光変調
器と称す）を用いた像出力走査器の一例を示す概略図を
示したものである。第６図において１はタングステンラ
ング等の光源、２は照射光学系、３は光変調器、４は投
影光学系、５は反射ミラー、６は感光体ドラムである。

ランプ１からの光は照射光学系２によって）光変調器３
上に照射され、必要な画像信号反射光のみが投影光学系
４によって反射ミラー５を経て感光体ドラム６上に集光
される。現在、このような像出力走査器において、光変
調器３の形状は各種のものが考えられている。

第７図はそのような光変調器３の一例の拡大概略図を示
したものであり、第７図（ａ）は斜視図、第７図（ｂ）
は側面図である。

第７図において、３１は電気機械的手段によって上下に
折れるミラー画素板３１である。第７図（１）に示した
ように下方向に折れたミラー画素板３！　（点線で示し
である）の反射光７の方向は折れない状態のミラー画素
板３１の反射光と違うことになる。このように各ミラー
画素板３１の方向を光変調器３に入力される画像信号に
応じて、各ミラー画素板３１ごとに変えることによシ、
感光体ドラム６表面上に画像信号に応じた静電潜像を形
成することができる。なお、該静電潜像はよく知られた
電子写真プロセスによシ可視画像に変換される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のような像出力走査器では、ミラー画素板
３１の曲げ方向が、第７図の伽）に示すようにねじれな
く下向きに傾くので、信号光と不要反射光７との分離が
偉空間上の回折を考えた場合に難しくなる。その結果２
つの回折光を分離できるまで、光変調器３と投影光学系
４との距離を長くしなければならなくなる。それは光学
系を横方向に大きくすることに他ならない。また光変調
器３と投影光学系４との間の距離を長くすることは、光
源の強度を一定とした場合に感光体ドラム６上の光強度
が低下する結果をまねき、それを防ぐためには、光源が
照射光学系２のレンズに対してはる画角を大きくするこ
とが必要になってくる０このことは光学系を高さ方向に
大きくすることにカシ、像出力走査器をコンパクトにす
るうえで大きな問題となっていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば上記問題点を解決するため、放射光源か
ら照射光学系を介して入射する光束を、該入射光を入力
信号に応じて少なくとも２方向に偏向しうる素子を主走
査方向に多数個配列してなる電気機械的光変調器に照射
し、各素子別の偏向方向の切換えＫよって画像情報を作
成したのち、信号光のみを投影光学系によって感光部材
上に投影する像出力走査器の光走査光学系であって、該
照射光学系の形状が主走査方向に偏平であり、電気機械
的光変調器をスリット状に照射するととを特徴とする光
走査光学系が提供される。

〔実施例〕

以下、図面に基づき本発明の具体的実施例を説明する。

第１図（ａ）は本発明の光走査光学系の実施例を示す概
略斜視図であり、第１図（ｂ）はその断面図である。

第１図において、１は光源用ランプ、２は照射光学系（
反射凰も含む、図ではコンデンサーレンズを１例にとっ
である）３は電気機械的光変調器である。光源用ランプ
から出た光束は、コンデンサーレンズ２によって電気機
械的光変調器３上に照射され、変調されたのち反射され
る。該反射光は投影光学系（反射型も含む図では投影レ
ンズを１例にとっである）で所望の印字幅、解像度に応
じて変倍された後、反射ミラー５を経て、感光ドラム６
上に集光される。光源用２７″ｊ′１は、特に強度の太
き々レーデーのようなものは必要とせず、映写機等に用
いられる通常のタングステンノーログンランプのような
安価なもので充分である。なぜなら主走査方向は、はぼ
同時に感光ドラム６上に結像されるため露光時間が長く
とれるからである。

第２図（ａ）は電気機械的光変調器３（以後単に光変調
器と称す）の拡大正面図を示したものである。

８は平坦な基盤部であり、９が面の傾きを変えることが
できるミラー画素板であり、第２図（ａ）の場合は該ミ
ラー画素板９が横方向に多数個、縦方向に２列に並んで
配置されている。

光変調器３はＩＣ又はり、Ｓ、Ｉのプロセスと同じよう
な工程で製作され、ＭＯ８型ＦＥＴ　）ランシスターに
似た構成を持っている。ミラー画素板９の一辺の大きさ
は微小で、５〜１５μｍ程度である。

上記のミラー画素板９は、入力された２値の変調信号に
応じて、例えば第２図（ｂ）に示すように信号ＱＦＦの
状態では基盤と平行を保ち、第２図（ｅ）に示すように
信号ＯＮの状態では１０のヒンジ部を回転軸として下方
へ倒れる。この倒れは、ミラー画素板９の４角形の一角
のヒンジ部１０で行なわれるため、第７図（ｂ）に示し
たような従来例のミラー画素板３皿の面による曲げとは
違って、倒れた後の面が、倒れる前の面に対して斜め方
向の傾きをもつことになる。光変調器３に入射した光は
、この倒れ角に応じて反射偏向される。この様子を示し
たのが第３図であり、点線で示した反射光７は、信号Ｏ
ＦＦの状態のものであるつこの２つの反射方向のうち、
信号ＯＮの反射光束を投影レンズ４で感光ドラム６上に
導くことによシ、各画素入力変調信号に応じたドツト状
の点列が得られる。各ド。

トは各画素のＯＮ　、　ＯＦＦに対応して形成されるの
で情報処理機能も高い。

第４図は光変調器３から反射方向に有限距離能れた投影
レンズ入射瞳を含む平面での反射光の分布を模式的に示
した図である。

第４図において１１は信号ＱＦＦ状態の反射光７０分布
、すなわち不要光の回折・臂ターンであり、１２は光源
フィラメントの像である。また１３は投影レンズ４の入
射瞳であり、１４は信号ＯＮ状態の反射光の分布すなわ
ち必要な光変調信号を表わしている。

上述のミラー画素板９の大きさは、配列上の制約等から
、入射光束の回折を無視し得ない大きさであり、各画素
の形状が四角形であることから、この回折パターンは第
４図のように四角形の各辺方向に十字形に広がる。ここ
で前述のように各ミラー画素板９を該画素板９の四角形
の一角に設けられたヒン？）１０を回転軸にして斜め方
向に倒すことにより、信号光を、不要光の回折／４ター
ンの十字形と重ならないように設定することが可能とま
る。斜め方向ＫＩＮすということを詳しく説明する。第
５図はひんし部１０がミラー画素板９のいろいろな部分
にとシつけた場合を考えたもので、第５図（ａ）　、　
（ｂ）　、　（ｅ）　ｐ　（ｄ）　において１０ｔはひ
んし部の回転軸を示し、Ｘ軸は主走査方向と同じ方向に
とった座標軸である。第５図（ａ）、伽）のように回転
軸を設ければ（従来例の場合）、信号光の回折ツヤター
ンは不必要光の回折パターンの十字形と分離が難しいが
、第５図（ｃ）　、　（ｄ）のように回転軸をつければ
、前述したように分離しゃすくなる。っｔｂ回転軸とＸ
軸のなす角θが０またはπカ以外の角度であれば、程度
の大小はあるが、前述の効果を生じ、特にφのときが一
番効果が大きいと予想できる。よってθ＝π／４となる
ように該回転軸１゜を設定すれば２つの反射光の分離は
最良の配置となシ、入射＠１３に入射するノイズとして
の回折光１１は極めて少なくできる。

この入射瞳１３に入射するノイズとしての回折光を少な
くすることは、光変調器３のミラー画素板９の偏向角が
大きくとれないという制約のため、ぜひとも必要になる
工夫である。

ここでもう一つ重要な事としてノイズとして入射する回
折光を少なくするためには、回折光・臂ターン１１の広
がシを小さくすればよいが、この回折光パターン１１の
広がシはコンデンサーレンズ２の形状と深い関係がある
。

照明用コンデンサーレンズ２は、第２図（ａ）に示した
ように変調器３の画素の配列が横方向に多数個、縦方向
に２列となっているので、横長のスリ、ト光束を照射す
れば十分であることがら、その形状は極めて偏平なコン
デンサーレンズとすることができる。これに反して、コ
ンデンサーレンズ２を偏平とすることなく、厚形にする
と、光変調器３に入射する光束は、主走査方向と直角の
方向の光束も多く含むことになシ、回折・々ターンの広
がシ、および強度を大きくしてしまい、上記のようにθ
の角度を最適に選んでも必要な光変調信号のみをとシ出
すことが難しくなってしまう結果となる。よってコンデ
ンサーレンズを偏平にすることはぜひとも必要である。

またコンデンサーレンズ２を偏平にすることは、光学系
を高さ方向にコンノークトに収めるという点でも大きな
利点となる。

本発明は前記の実施例に限らず種々の変形が可能である
。

例えば、光変調器上のミラー画素板の形状は、四角形の
みならずひし形、三角形、楕円状等でも同じ効果を有す
ることは明らかである。

〔発明の効果〕

以上の様な本発明によれば、不要な回折光と画像信号光
とを、効率的に分離することができ、像出力走査器にお
いてコンパクトな光学系を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明光学系の概略斜視図であり、第１
図（ｂ）および第３図は本発明光学系の断面図である。 第２図（ａ）は電気機械的光変調器の拡大正面図であり
、第２図（ｂ）　＃　（ｅ）はそれぞれ該光変調器上の
画素の動きを示したものである。 第４図は投影レンズ入射瞳を含む平面上での光の分布を
示したものである。 第５図はミラー画素板につけるひんじ部の取シ付は位置
を変えた場合の説明図である。 第６図は従来の電気機械的光変調器を用いた像出力走査
器の一例を示した概略図であり、第７図は該光変調器の
説明図である。 １・・・光源用ランプ、２・・・照射光学系、３・・・
電気機械的光変調器、４・・・投影光学系、５−・・反
射ミラー、６・・・感光体ドラム、７　ｍ−６不要反射
光、８・・・基盤部、９・・・ミラー画素板、１０・・
・ヒンジ部、１１・・・不要反射光回折パターン、１２
−・・光源ラングの像、１３−・・投影レンズ入射瞳、
１４・・・変調信号光。 代理人　弁理出出　　下　　積　　子 弟１図 （ｂ） 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射光源から照射光学系を介して入射する光束を
   、該入射光を入力信号に応じて少なくとも２方向に偏向
   しうる素子を主走査方向に多数個配列してなる電気機械
   的光変調器に照射し、各素子別の偏向方向の切換えによ
   って画像情報を作成したのち、信号光のみを投影光学系
   によって感光部材上に投影する、像出力走査器の光走査
   光学系であって、該照射光学系の形状が主走査方向に偏
   平であり、電気機械的光変調器をスリット状に照射する
   ことを特徴とする光走査光学系。
2. （２）上記光走査光学系の電気機械的光変調器の素子の
   回転軸と、該素子アレイの主走査方向とのなす角が、０
   およびπ／２でない角度をもつことを特徴とする電気機
   械的光変調器をもつ特許請求の範囲第１項記載の光走査
   光学系。