JPS62178932A - 光スキヤナ - 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】 ｒ産業上の利用分野」 本発明は集積型高分解能を有する音響光学式光スキャナ
に関する。

ｒ従来の技術Ｊ レーザプリンタ、複写機などに用いられる光スキャナの
一つに、光源からの光を偏向する回転多面鏡と、その回
転多面鏡により反射された光を感光体、受光体などの結
像面（表面）上において等角速度運動から等建直線運動
に変換かつ集光するｆＯレレンとで構成されたものがあ
る。

かかる光スキャナの場合、各機構部が独立しでおり、該
各機構部相互の所定凹陥も必要となるので、これらの組
立、精密な調整が複雑となり、装置も大型化する。

上述した欠点を解消するものとして、第４図に示す音響
光学効果を利用した薄膜導波路型の光スキャナが提案さ
れている。

この光スキャナは、第４図を参照して明らかなよ□うに
、薄膜型光導波路１の一端に導波光を出射するレーザダ
イオード２が設けられ、その光導波路ｌの一端側（光源
側）から他端側にわたり、導波光を平行光とするコリメ
ータ３、導波光の音響光学偏向を行なう５ＡＷ（Ｓｕｒ
ｆａｃｅ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｗａｖｅ）トランスデユ
ーサ４、導波光を集光する結像レンズ５が設けられたも
のである。

第４図において、Ｂは先導波路ｌの出射端から一定距離
をおいて配置された感光体（受光体）、７はその感光体
６の結像面（表面）である。

なお、光導波路１はＺｎＯ，ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａ０
：＋　などの結晶性材料からなり、結像レンズ５にはモ
ードインデックスレンズ、ジオデシックレンズ、ルネブ
ルックレンズなどのＰｊ膜レンズが用いられる。

「発明が解決しようとする問題点１ 第４図の光スキャナでは、光を感光体６の結像面７」二
に集光させる結像レンズ５として、上記薄＋Ｖレンズを
用いているので、その結像面７上での像面焦点のｌｌ！
Ａ跡が弯曲する。

このようなへ曲現象は、光走査帯域（第４図矢印方向）
が狭いとき、その影響を無視できるが、光走査帯域が広
い場合は、第４図矢印方向へ向かうにしたがい焦点ずれ
が大きくなる。

したがって第４図の光スキャナでは、その対策として先
導波路ｌの出射端面８を円曲加工しているが、光導波路
ｌが上記結晶性材料からなるため円曲加工に際しての技
術難度が高くなる。

一方、薄膜型光導波路１では、膜面に水平な方向はよい
が、その１Ｆ！２面に垂直な方向の集光が行なわれない
ため、これら両方向の集光を結像面？上で行なおうとす
るとき、結像面７と出射端面８との間にシリンドリカル
レンズ９を介在させる必要が生じ、当該レンズ９とこれ
の光路間隔を要した分だけ装置が大きくなる。

しかも、第４図の光スキャナを例えばレーザプリンク用
とする場合、シリンドリカルレンズ９の後段にｆＯレレ
ンｌＯを介在させる必要が生じ、これも上記と同様の理
由で装置の大型化を助長するほか、装置組み立て後にお
けるレンズ系の調整がむずかしくなる。

本発明は上記の問題点に鑑み、高分解を劇、小型軽量化
、組立後のＷＡ整不要、高度の耐久性等を満足させるこ
とのできる集積型の光スキャナを提供しようとするもの
である。

ｒ問題点を解決するための手段Ｊ 本発明に係る光スキャナは上記の目的を達成するため、
光源を有する一端部を入射端部とし、その他端部を出射
端部とする薄膜型光導波路において、ち該薄膜型光導波
路の入射側、出射側にそれぞれ導波型レンズが設けられ
ているとともに、これら導波型レンズ間に光偏向部が設
けられていることを特徴とする。

ｒ実　施　例１ 以下、本発明光スキャナの実施例につき、図面を参照し
て説明する。

第１図、第２図において、２１は基板、２２は薄膜型の
先導波路である。

光導波路２２には、　ＺｎＯ，ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａ
Ｏ３などの音響光学材料が用いられる。

例えば、光導波路用の音響光学材料としてＺＪＩＯを用
いるとき、光導波路２２は、基板２１としてガラス板あ
るいはサファイヤ板を用い、Ｃ軸配向性をもつ多結晶あ
るいは単結晶Ｊ＆長させたＺｎＯを光導波層（導波膜）
２３としてその基板２１上に形成される。

２４は例えば半導体レーザからなる光源であり、この光
源２４はポンディング手段を介して先導波路２２の一端
に取りつけられている。

かくて、光導波路２２は光源２４をもつ一端部が入射端
部となり、その他端部が出射端部となる。

２５は光導波路２２の入射側に設けられた導波型レンズ
であり、この導波型レンズ２５は例えばグレーティング
レンズからなり、光［２４からの光波を乎行にコリメー
トする機能を右する。

２Ｂは光導波路２２の出射側に設けられた導波型しンズ
（結像レンズ）であり、この導波型レンズ２６は例えば
ホログラムレンズから５なり、導波光を空間平面上に集
光するａｆＥと、導波光の等角速度運動を等建直線運動
に変換する機能とを有する。

この場合のホログラムレンズは屈折率変調型、レリーフ
型のいずれでもよい。

２７は光導波路２２における善導波型レンズ２５．２６
間に設けられた光偏向部であり、この光偏向部２７はト
ランスデユーサ２８を主体にして構成され、これにＭｉ
音波吸収体２９が組み合わされている。

トランスデユーサ２８は表面弾性波を励振する機能を有
し、超音波吸収体２９はＳＡＷの反射による影響を解消
する機能を有し、これらトランスデユーサ２８、超音波
吸収体２９を結ぶ線分は光導波路２２の光軸とブラッグ
角なす。

図中、３０はレーザプリンタ、複写機などにおける感光
体（受光体）であり、３１はその感光体３０の結像面で
ある。

上述した第１図、第２図の実施例において、光ｖ、２４
から出射された光は光導波路２２へ入射され、入射側の
導波型レンズ２５によりモ行にコリメートされ、以下光
偏向部２７、出射側の導波型レンズ２６を経て感光体３
０の結像面３１に至る。

この際、光偏向部２７のトランスデユーサ２８にＲＦ信
ｔ）を印加すると、圧電効果によりＳＡＷが励振され、
ＳＡ−は光弾性効果により屈折率の周期構造３２をつく
り出す。

したがって、導波型レンズ２５を透過することによりｆ
行にコリメートされた光は、」二記周期構造３２により
、ブラッグ条件を満足する角度方向へ偏向され、その偏
向された光は、出射側の導波型レンズ２６により、光導
波路２２の膜面に対して垂直な方向に跳ね上げられると
ともに、該偏向光の等角速度運動が等建直線運動に変換
され、感光体３０の結像面３１上で集光される。

かくて光導波路２２を通る光は、その光導波路２２にモ
行な方向、昨直な方向の集光が同時に行なわれ、上記結
像面３Ｉ上において略スポット状に集光される。

なお、超音波吸収体２９は前述の通り、ＳＡＷの反射に
よる影響を解消するが、そのＳＡＷの反射面を粗＜Ｌ、
ＳＡ−の反射波を散乱させるなどの手段をとる場合、当
該ｍｕ波吸収体２９を省略することができる。

つぎに、」二記実施例のより具体的な例につき、レーザ
プリンタ用の設計例をあげて説明する。

先導波路２２としてガラス製の基板２１ｋに蒸着された
Ｃ軸配向性のＺｎＯとし、そのＳＡＷの伝搬速度Ｖｓ、
）ランスデューサ２８に印加するＲＦ信号の帯域６口、
プリンタの印刷横幅１ｐ、プリンタ印字の解像度Ｐ、印
字の大きさＰ［を下記のように設定した。

ＶＳ　　＝３．１５Ｘ１０３（ｍ／５ｅｃ）Δｐ　＝　
８００（ＭＨｚ） ｆｌ　ｐ　　＝　２０（ｃｍ） Ｐ　　　＝　　１０（ｄａｔ／ａｍ） ｐ、　　＝ｅ（行／　１ｎｃｈ） かかる条件設定により、光スキャナの横方向の走査点数
Ｎ、導波型レンズ２５によりモ行にコリメートされた光
ビームの輻Ｗ、１ｄｏｔ、！；＜のに要する時間ｔ、ス
クロール速度Ｖは、それぞれ下記のようになる。

Ｎ　＝　ｌ　ｐ　Ｘ　Ｐ＝　２０００（ｄａｔ）Ｗ　　
＝Ｎ　　ＸＶｓ　　／Δｙ＝７．９（＋＋ｎ）ｔ　＝Ｗ
　／　Ｖｓ　＝２．５（ＪＬｓｅｃ）ｖ　＝　ｌ　／　
（ＰＸ　ｔＸＮ）＝２（ｃｍ／５ｅｅ）かくて印字速度
Ｖ　＝　２８３（行／分）となるレーザプリントが可能
となり、トランスデユーサ２８に印加するＲＦ信号の帯
域ΔＤを適切に設定することにより、当該印字速度をさ
らに高速化することができる。

つぎに、本発明の他の実施例につき、第３図を参照して
説明する。

第３図の光スキャナも、その基本的構成は前記第１図、
第２図のものと同じであるが、光源２４として複数（図
示では四つ）のレーザダイオードが並ぶレーザダイオル
ドアレイが用いられており、したがって第３図の光スキ
ャナは、第１図、第２図の光スキャナが四つ並列に配置
されたものと等価である。

第３図の光スキャナでは、トランスデユーサ２８からの
ＳＡＷの遅延時間に応じて各レーザダイオードを変調す
る信号の遅延を決める必要がある。

第３図の光スキャナにおいて、その設計条件を第１図、
第２図のものと同じにすると、光スキャナの横方向の走
査点数Ｎ・、導波型レンズ２５によりモ行にコリメート
された光ビームの輻−、１ｄａｔ書くのに要する時間ｔ
、スクロール速度Ｖは、それぞれ下記のようになる。

Ｎ傘：見ｐ　Ｘ　Ｐ／４　＝　５００（ｄａｔ）Ｗ　　
＝Ｎ”Ｘｖｓ　／Δｙ　　＝　１．９７（ａｍ）ｔ　＝
Ｗ　／ｖｓ　＝　０．８３（Ｂｓｅｃ）ｖ＝１　／（Ｐ
Ｘｔ　ＸＮ・）　＝　３２（Ｃｍ／５ｅｅ）かくて印字
速度Ｖ＝　４５３５（行／分）となる超高速のレーザプ
リントが可能となる。

この実施例では、光スキヤナ全体を温度制御することに
より、レーザダイオードの発振波長の変動および導波型
レンズの特性劣化を抑えている。

ｒ発１１の効果１ 以上説明した通り、本発明によるときは、高速度、高分
解楽の光スキャナが一つの薄膜型導波路により小型軽ｊ
ｌｉかつ安価に構成でき、しかも格別のレンズ系を必要
としないので、組立後の調整が不要となり、その集積型
構造において高度の耐久性を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明光スキャナの一実施例を略示した平面図
、第２図は同」二の側面図、第３図は光スキャナの他実
施例を略示したモ面図、第４図は従来の光スキャナを略
示した平面図である。 ２１・・φ基板 ２２串−・光導波路 ２３・・・光導波層（導波膜） ２４・Φ・光源 ２５・・・導波型レンズ（入射側） ２６・・Φ導波型レンズ（出射側） ２７・・・光偏向部 ２８・―・トランスデユーサ ２９・・・超音波吸収体 ３０・・・感光体 ３１・・・結像面 ３２・・・周期構造 代理人　弁理士　斎　藤　義　雄 第１図 第　３　図 第４図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源を有する一端部を入射端部とし、その他端部
   を出射端部とする薄膜型光導波路において、当該薄膜型
   光導波路の入射側、出射側にそれぞれ導波型レンズが設
   けられているとともに、これら導波型レンズ間に光偏向
   部が設けられていることを特徴とする光スキャナ。
2. （２）薄膜型光導波路が、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ＿３、Ｌ
   ｉＴａＯ＿３などの音響光学材料による光導波層を有す
   る特許請求の範囲第１項記載の光スキャナ。
3. （３）光源が半導体レーザからなる特許請求の範囲第１
   項記載の光スキャナ。
4. （４）入射側の導波型レンズが、光源からの光波を平行
   にコリメートする機能を有する特許請求の範囲第１項記
   載の光スキャナ。
5. （５）出射側の導波型レンズが、導波光を空間平面上に
   集光する機能と、導波光の等角速度運動を等速直線運動
   に変換する機能とを有する特許請求の範囲第１項記載の
   光スキャナ。
6. （６）光偏向部が表面弾性波を励振する機能を有する特
   許請求の範囲第１項記載の光スキャナ。
7. （７）出射側の導波型レンズがホログラムレンズからな
   る特許請求の範囲第１項または第５項記載の光スキャナ
   。