JPS61169813A - 光走査光学系 - Google Patents

光走査光学系

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JPS61169813A
JPS61169813A JP60009158A JP915885A JPS61169813A JP S61169813 A JPS61169813 A JP S61169813A JP 60009158 A JP60009158 A JP 60009158A JP 915885 A JP915885 A JP 915885A JP S61169813 A JPS61169813 A JP S61169813A
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JP
Japan
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optical system
light
optical
image
modulator
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JP60009158A
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English (en)
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Michitaka Seya
瀬谷 通隆
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Canon Inc
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Publication date
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10554Moving beam scanning
    • G06K7/10594Beam path
    • G06K7/10603Basic scanning using moving elements
    • G06K7/10633Basic scanning using moving elements by oscillation
    • G06K7/10643Activating means
    • G06K7/10653Activating means using flexible or piezoelectric means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements

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、ファクシー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、レーザー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
を用いてレーザー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
ンプ等の光源、2は照射光学系、3は光変調器4は投影
光学系、5Fi反射ミラー、6は感光体ドラムである。
ラング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
したものであシ、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3.である。第7図伽)に示したよ
うに下方向に折れたミラー画素板31(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3
□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3□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靜を潜像を形成す
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(b)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どの分離
が像空間上の回折を考えだ場合に難しくなる。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。また仮に
2つの回折光を短い距離で分離できたとしても、光学系
をコンt4クトにするためには、投影光学系の焦点距離
を短くする光学的工夫が必要とされる問題点があった。
〔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、各素子側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、放
射光源の像を等倍近傍の拡大率で投影光学系入射瞳に結
像させるように設定したこ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(&)は本発明の光走査光学系の実施例を示す概
略斜視図であシ、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(
反射型も含む、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。光源用ラング
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上に投影される。
光源用ランプ1は、特に強度の大きなレーザーのような
ものは必要とせず、映写機等に用いられる通常のタング
ステンハロダ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シ、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OFFの
状態では基盤と平行を保ち、第2図(c)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。この洞れは、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31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
次のが第3図であシ、点線で示した反射光7は、信号O
FFの状態のものである。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。
各ドツトは各画素の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OFF状態の反射光7の分布
、すなわち不要光の回折・々ターンであシ、12は光源
フィラメントの像である。また13は投影レンズ40入
射瞳であシ、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シ、各画素
の形状が四角形であることから、この回折/4’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ジ10を回転軸にして、斜
め方向に倒すことによシ、信号光を、不要光の回折ノ臂
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
となる。斜め方向に倒すということを詳しく説明する。
f45図はヒンジ部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) 、 (c) 、 (d)において10□は
ヒンジ部の回転軸を示し、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 Ill (a) 、 (
b)のように回転軸を設ければ(従来例の場合)、信号
光の回折ノやターンは不必要光の回折パターンの十字形
と分離がHしが、第5図(e) 、 (d)のように回
転軸をつければ、前述したように分離しやすくなる。っ
まシ回転軸とX軸のなす角θが0またはπ/2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π/4のときが一番効果が大きいと予想できる。よ
ってθ=πh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り、入射瞳13に入
射するノズルとしての回折光11は極めて少なくできる
ところで、光源1からコンデンサーレンズ2を経て、光
変調器3にて偏向反射され投影レンズ入射瞳へ至る光路
において、本発明では基本的にはケラ−照明の方法がと
られている。すなわち第1図(a)において光源の像を
投影レンズの入射瞳に結像させるという光学系である。
ただし投影レンズ入射瞳は信号ON状態での偏向反射方
向にずらして配置されている。
また前述のように投影レンズにおいては、変調器上の各
画素が微小であることから通常拡大投影系となることが
多く、この系の光路長を短く保つこと、すなわち装置を
コンノククトに保つ為には投影レンズの焦点距離を短く
設定することが望ましい。
こうした場合当然投影レンズの入射瞳径も小さくなるが
、こうすることによって、ケラ−照明法に於ては、汎用
のフィラメント面積を有する光源の像を殆んど拡大する
ことなくコンデンサーレンズを介して投影レンズ入射瞳
へ結像することが可能となる。
例えば投影レンズの焦点距離f=25阿明るさF = 
5.6と設定した場合入射瞳径φ。= 4.5 mとな
O シ、通常のタングステンラングでフィラメント径φ、が
4.5m程度のものはたやすく入手し得るものであシ、
その結果、照明光学系における光源倍率は 一方照明光学系の光源から投影レンズ入射瞳へ至る光路
長りは L= (mf+  + 2 ) * f  + HH’
mt     e と表わせる。但し、feはコンデンサーレンズ焦点距離
、HE−はコンデンサーレンズ主平面間隔である。ここ
にt  、TWが一定ならば、上式から明もCC かな極く、m4 = 1.0でLは最小値を得ることが
わかる。
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、光変調器上の画素プレイの形状も四角形のみだ
けでなくひし形、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電気機械的光変調器アレイ素
子を照明する光学系に於て、ケラ−照明法を用いて、汎
用のタングステンランプの極き光源の像を等倍近傍の拡
大率で投影レンズ入射瞳に結像させることにより、被照
明物である前記変調器アレイ素子を均一に照明し、かつ
該照明系の光路なコン・ダクトに押えることが可能とな
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シ、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シ
、第2図(b) 、 (6)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ヒンジ部の取シ付は位置
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偉出力走査
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。

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、放射光源の像を等倍近傍の拡大率で投
    影光学系入射瞳に結像させるように設定したことを特徴
    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。
JP60009158A 1985-01-23 1985-01-23 光走査光学系 Pending JPS61169813A (ja)

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DE19863601775 DE3601775A1 (de) 1985-01-23 1986-01-22 Optisches lichtabtastsystem einer bildausgabe-abtastvorrichtung mit einem elektromechanischen lichtmodulator
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