(57)【要約】【課題】高密度書き込みを行うための小スポット径を形成可能な光書き込み装置を提供する。【解決手段】光源からの放射光束を集光して平行光束、集束光束または発散光束とするカップリングレンズと、該カップリングレンズからの光を偏向反射面で反射し等角速度的に偏向させる光偏向器と、該光偏向器からの偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光する走査結像光学系とを備え、上記被走査面上を等速的に光走査する光走査装置において、光書きこみするための光源波長より小さい開口半径の微小開口を備えたプローブを有することによって、微小スポットを被走査面上に形成することができ、良好な画像を形成することが可能な光走査装置。【選択図】　　　　図１
2004109393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの放射光束を集光して平行光束、集束光束または発散光束とするカップリングレンズと、該カップリングレンズからの光を偏向反射面で反射し等角速度的に偏向させる光偏向器と、該光偏向器からの偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光する走査結像光学系とを備え、上記被走査面上を等速的に光走査する光走査装置において、光書きこみするための光源波長より小さい開口半径の微小開口を備えたプローブを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記プローブが、平面形状であって、被走査面側に光源波長より小さい開口半径をもつ微小開口を複数個備え、各微小開口が被走査面上主査方向にアレイ状に配列されていることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
複数個の微小突起を形成した平面プローブの反対側表面にプライマーを塗布し、その上に熱変形性の感光性材料としてポジ型のフォトレジストを塗布し、パターンニングされた感光性樹脂材料の膜を熱変形温度以上に加熱してポストベークを行うことにより、各開口上部に形成された凸面形状のマイクロレンズアレイを有することを特徴とする請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項４】
複数個の微小突起を形成した平面プローブの反対側表面上に、熱変形性の感光性材料のフォトレジストを微小突起反対側にパターンニングし熱変形温度以上に加熱してポストベークし、各開口上部になめらかな凸面形状を形成し、さらに凸面がアレイ配置した面に対してドライエッチにより凸面形状のアレイ配置を基板表面に彫り移すことにより形成された、微小突起の反対面上部にマイクロレンズアレイを有することを特徴とする請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項５】
前記微小開口を備えたプローブが、石英ファイバーをフッ酸混液で化学エッチングして先鋭化した後、金属膜をコーティングして先端に微小開口を設けたものであることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項６】
複数本のファイバープローブを複数個備え、各ファイバープローブの微小開口が被走査面上主走査方向にアレイ状に配列していることを特徴とする請求項５記載の光走査装置。
【請求項７】
前記プローブが、光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料からなる突起を有する平面プローブであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記平面プローブが、窒化シリコン膜を形成した石英基板上に、半導体プロセスのフォトリソグラフ技術を用いて円柱状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして窒化シリコン膜をドライエッチングにより除去し、石英基板をストッパー層として、光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料からなる突起を有することを特徴とする請求項７記載の光走査装置。
【請求項９】
前記プローブが、光学的に透明な石英基板上にシリコンからなる突起を有する平面プローブであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記平面プローブが、シリコン単結晶基板に酸化シリコンのバッファー層が形成されている基板（以下、ＳＯＩ基板と称する。）を用い、前記ＳＯＩ基板とガラス基板を接合した後、シリコン基板を除去し、半導体プロセスのエッチングにより、石英基板をストッパー層として、光学的に透明な石英基板上にシリコンからなる突起を有することを特徴とする請求項９記載の光走査装置。
【請求項１１】
潜像担持体に光走査により潜像を形成し、上記潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、潜像担持体を光走査する光走査装置として、請求項１〜１０に記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
潜像担持体が、光導電性の感光体であり、その均一帯電と光走査とにより、静電潜像が形成され、形成された静電潜像をトナー画像として可視化することを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近接場光学効果を用いて、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を利用したデジタル画像形成装置の光書き込み装置として応用される光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光源からの放射光束をカップリングレンズで集光して平行光束、集束光束または発散光束とした後、該カップリングレンズからの光を、偏向反射面を持つ光偏向器により等角速度的に偏向させ、該光偏向器からの偏向光束を走査結像光学系により感光体等の被走査面上に光スポットとして集光して、上記被走査面上を光走査する光走査装置が知られており、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を利用したデジタル画像形成装置の光書き込み装置として用いられている。
【０００３】
このような光走査装置において、近年実用化されつつある高密度書き込み（例えば、１２００ｄｐｉ（ｄｏｔｓ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）以上）を実施するためには、十分に小さいスポット径を有する光スポット（ビームスポット）を形成する必要が有る。一般に、光の回折理論に基づいて、光集束スポットの大きさ（長径）は、光源波長および開口数により決定され、前記光集束スポットの大きさ低減の程度により、記録媒体の記録密度の上限が決定される。且つ、光の回折現象は、レンズを用いて光のビームの大きさを小さくするほど、ビームが広くなる性質を有するもので、これを数式に示すと、
θ〜λ／ｄ　・・・（１）
となる。式中、θは回折角を表し、ｄはビームの直径（ｗａｉｓｔ）を表し、λは光の波長を表す。即ち、回折理論に基づき、レンズを利用してビームの大きさを小さくするほど、回折角は大きくなり、ビームの大きさを所定値以下に低減することはできない。従って、集光されるスポット径の限界は、
ｄ〜１．２２λ／ＮＡ　・・・（２）
と近似的に表される光の回折理論により決定される。ここでＮＡは対物レンズの開口数を表す。即ち、レーザ光の波長（λ）が短いほど、且つ、レンズの開口数（ＮＡ）が大きくなるほど、集光されるビームの大きさは小さくなり、光の波動性による回折現象により、１ビット当たり記録および再生可能な情報の最小の大きさはほぼ光の波長程度になる。
【０００４】
従って、このような従来の技術においては、光の波長を短くし、開口数が大きいレンズを用いて集束光のスポットの大きさを小さくし、記録密度を増大させる方法が最善であり、該方法により得られる記録密度は、２０〜３０Ｇｂｉｔ／ｉｎ２が限界になると予想される。即ち、従来のシステムでは、光を電磁気波として利用するため、記録密度を向上させるとき、回折限界に伴う制約が避けられないという問題点があった。小径のビームスポットを得るためには、光走査装置の光学系の高ＮＡ化、光源の短波長化が必要である。しかし、レーザ光の短波長化、光走査装置光学系の開口数を増加させて低減可能なレーザ光のスポットの大きさは、該レーザ光の波長程度まである。例えば、レーザ光の波長を短くするため、現在、青色半導体レーザ（〜４００ｎｍ）を光源に用いると、そのスポット径は単位面積当たり記録可能な情報量は、赤色半導体レーザを用いた場合に比べて、約１．５倍小さくことができる。しかしこのような方法では、光のスポット径は光の回折限界により制限され、書きこみスポットの小径化をするには限界がある。
【０００５】
そこで、このような回折限界を克服するため、近接場領域（物質の表面から光波長以下の距離）の近接場に存在する光を記録媒体への光源として用いた。即ち、光の波長よりも小さい開口から光（開口付近からのエバネッセント光）は原則的に放射されず、開口付近に位置した材料と相互作用する近接場の概念を記録媒体への情報の記録および再生に応用することにより回折限界を克服し、従来の光記録の記録密度を飛躍的に向上できる可能性がしめされている。
【０００６】
光ファイバーの先端を先鋭化した後、表面に金属薄膜をコーティングし、さらにその先端に波長以下のサイズの微小開口を設けたプローブを用い、その先端より近接場光を媒体に照射することにより光記録を行っている。この場合、光ファイバーのスキャンは、ピエゾ素子をアクチェーターとして用い、ラスタスキャンすることにより行なわれていた。しかし、実用的なピエゾ素子はスキャンできる範囲が最大１００μｍ程度、さらにスキャン速度もたかだか数十ｋＨｚ程度であり、記録データの読み出し速度に限界がある。さらに、実際に出力される光の強度も小さく、記録、再生速度を高速にすることに限界があった。
【０００７】
このような記録装置では、図５に示すように、その一端を先鋭化させた先鋭部７１を有し、この先鋭部７１の周囲を遮光性の被覆層７２で覆い、この被覆層７２の先端に先鋭部７１の先端が被覆層７２から露出した開口部７３を有する構成の光ファイバープローブ７４を用い、この光ファイバープローブ７４の先鋭部７１を記録媒体７５の表面から記録光の波長程度の距離に接近させ、光ファイバープローブ７４の他端より記録光を入射し、この記録光に基づいて開口部７３から放射されるエバネッセント光７６を記録媒体７５に照射することにより記録を行うようになっている。
【０００８】
これらの課題に対して、平面アレイ型プローブが提案されている（特許文献１参照）。これはシリコン基板を異方性エッチングする事により同一基板上に微小開口をアレイ状に作製している。したがって、１つの素子にプローブが多数個あることになり、素子自体の掃引速度はそれほど高速である必要はない。碁盤目状に並んだプローブに対し記録媒体は回転するように配置され、２次元平面上に配置されたプローブはそれぞれ記録媒体上の異なった点を通過することになる。さらに、高効率化のために各プローブの開口部分に微小レンズを作製する方法が提案されている。これは、微小開口の上にガラスビーズを落として微小レンズとしているが、ガラスビーズを所望の位置に落としたり、光を入射した場合の焦点距離が所望の値に調整したりすることが困難である。さらにガラスビーズが固定されておらず長期にわたる信頼性に問題があった。
【０００９】
また、これらの平面開口プローブは、Ｓｉ基板を異方性エッチングにより掘り込むことで微小開口を作製していた。この場合、レーザ光がプローブを通過する部分は、空洞でありより高効率な光出力（すなわちより高速な光書き込み、読み出しをするため）が必要となったときに、この空洞部分を光の閉込め効果の高い屈折率の高い物質で充填する必要があった。
【００１０】
さらに、近接場光を効率よく発生させるためにピラミッド状のシリコンが形成されたプローブが提案されている（特許文献２参照）。この発明では、ガラス基板上にピラミッド状のシリコン突起を有する近接場光プローブが提案されている。このピラミッド状のシリコン突起はＫＯＨおよびＩＰＡ（イソプロピルアルコール）からなるエッチング液によりウエットエッチングにより形成されている。この場合、プローブの形状はＳｉ基板の異方性エッチングを用いているため、プローブテーパー角を変化させることは困難であり、またプローブの外形に結晶方位に対応した面が残ってしまい円錐形上を形成するのが困難であるといった問題がある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−１９１２３８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０８６７２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、光の近接場効果を用いたレーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を利用したデジタル画像形成装置の光書き込み装置として応用される光走査装置に関するもので、高密度書き込みを行うための小スポット径を形成可能な光書き込み装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の光走査装置は、光源からの放射光束を集光して平行光束、集束光束または発散光束とするカップリングレンズと、該カップリングレンズからの光を偏向反射面で反射し等角速度的に偏向させる光偏向器と、該光偏向器からの偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光する走査結像光学系とを備え、上記被走査面上を等速的に光走査する光走査装置において、光書きこみするための光源波長より小さい開口半径の微小開口を備えたプローブを有することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２記載の光走査装置は、前記プローブが、平面形状であって、被走査面側に光源波長より小さい開口半径をもつ微小開口を複数個備え、各微小開口が被走査面上主査方向にアレイ状に配列されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３記載の光走査装置は、複数個の微小突起を形成した平面プローブの反対側表面にプライマーを塗布し、その上に熱変形性の感光性材料としてポジ型のフォトレジストを塗布し、パターンニングされた感光性樹脂材料の膜を熱変形温度以上に加熱してポストベークを行うことにより、各開口上部に形成された凸面形状のマイクロレンズアレイを有することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４記載の光走査装置は、複数個の微小突起を形成した平面プローブの反対側表面上に、熱変形性の感光性材料のフォトレジストを微小突起反対側にパターンニングし熱変形温度以上に加熱してポストベークし、各開口上部になめらかな凸面形状を形成し、さらに凸面がアレイ配置した面に対してドライエッチにより凸面形状のアレイ配置を基板表面に彫り移すことにより形成された、微小突起の反対面上部にマイクロレンズアレイを有することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５記載の光走査装置は、前記微小開口を備えたプローブが、石英ファイバーをフッ酸混液で化学エッチングして先鋭化した後、金属膜をコーティングして先端に微小開口を設けたものであることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６記載の光走査装置は、複数本のファイバープローブを複数個備え、各ファイバープローブの微小開口が被走査面上主走査方向にアレイ状に配列していることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項７記載の光走査装置は、前記プローブが、光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料からなる突起を有する平面プローブであることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項８記載の光走査装置は、前記平面プローブが、窒化シリコン膜を形成した石英基板上に、半導体プロセスのフォトリソグラフ技術を用いて円柱状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして窒化シリコン膜をドライエッチングにより除去し、石英基板をストッパー層として、光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料からなる突起を有することを特徴とするものである。
【００２１】
請求項９記載の光走査装置は、前記プローブが、光学的に透明な石英基板上にシリコンからなる突起を有する平面プローブであることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１０記載の光走査装置は、前記平面プローブが、シリコン単結晶基板に酸化シリコンのバッファー層が形成されている基板（以下、ＳＯＩ基板と称する。）を用い、前記ＳＯＩ基板とガラス基板を接合した後、シリコン基板を除去し、半導体プロセスのエッチングにより、石英基板をストッパー層として、光学的に透明な石英基板上にシリコンからなる突起を有することを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１１記載の光走査装置は、潜像担持体に光走査により潜像を形成し、上記潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、潜像担持体を光走査する光走査装置として、請求項１〜１０に記載の光走査装置を用いることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１２記載の光走査装置は、潜像担持体が、光導電性の感光体であり、その均一帯電と光走査とにより、静電潜像が形成され、形成された静電潜像をトナー画像として可視化することを特徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学情報記録装置について説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す光走査装置の概略構成図であり、光源、光偏向器および光学系の配置構成を主走査面（光軸を含み、主走査方向に平行な平面）に展開して示した図である。
【００２６】
図１において、光源としての半導体レーザ１からの放射光束は、カップリングレンズ２により集光されて、平行光束、集束光束または発散光束として以後の光学系にカップリングされる。そしてカップリングされた光束は、アパーチャー３を通過する際に光束周辺部を遮断されてビーム整形され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ４により副走査方向（図面に直交する方向）に収束され、ミラー５により光路を屈曲された後、光偏向器であるポリゴンミラー６の偏向反射面６ａの近傍に主走査方向に長い線像として結像する。そして偏向反射面６ａによる反射光速は、モーターの回転軸６ｂを中心に等速回転するポリゴンミラー６の回転に伴い、等角速度的に偏向する偏向光束となってレンズ７、８を透過する。この２枚のレンズ７、８は走査結像レンズを構成している。偏向した光束は平面型プローブ１１に設けられた微小開口に光スポットを結像する。平面プローブ１１に設けられた平面開口は、その開口径と同程度の広がりを持つ光近接場による微小スポットを被走査面（例えば、光導電性の感光体）１０上に形成する。ポリゴンミラー６により偏向された光束と同期して平面型プローブを被走査面１０に対して主走査方向に等速的に走査することにより、微小スポットが被走査面上を主走査方向に光走査することになる。したがって被走査面に光書きこみを行うことができる。
【００２７】
次に、平面型プローブの作製方法の１例について図２を参照しながら以下説明する。透明な基板（石英基板）２２に高屈折率材料として窒化シリコン膜２６を形成する（図２（ａ））。この窒化シリコン膜はＳｉＨ４とＮＨ３を７００〜１１００度の高温下で熱反応させる高温熱ＣＶＤ法で成膜することができる。この窒化シリコン膜の膜厚は２μｍ以上であることが望ましい。ここでは高屈折率材料として窒化シリコン膜をあげたが、他の高屈折率材料でもなんら問題無い。例えば、石英ガラス上にスパッタ（基板表面から１μｍ程度）したのち、Ｎ原子あるいはＣ原子の注入層を作製する。Ｃ原子の場合、ＣＨ４をソースガスとするイオン注入法により石英ガラスへイオン注入、またＮ原子の場合、ＳｉＨ４とＮ２Ｏを原料とする熱分解ＣＶＤ法によってＳｉＯ２を成膜することにより高屈折率層を形成することができる。この高屈折率層は上記方法以外にもほかのＣＶＤ、真空蒸着、スパッタリング等や熱拡散法によっても形成できる。
【００２８】
また、ＳＯＩ基板と呼ばれる、シリコン単結晶基板に酸化シリコンのバッファー層が形成されている基板を使用し、上記ＳＯＩ基板とガラス基板に電極を設け約３００度程度の温度雰囲気中で適当な電圧を印加することによりＳＯＩ基板とガラス基板を接合することにより、石英基板上に高屈折率材料を形成することができる。別の方法としては、接合する石英基板表面を十分に洗浄し、ＳＯＩ基板の活性シリコン層を張り合わせ、窒素雰囲気中９００℃以上で熱処理することにより接合することが可能である。また接合する石英基板とＳＯＩの接合面を鏡面研磨しＲＣＡ洗浄し、１×１０−９Ｔｏｒｒ以下の真空度のチャンバー内でＡｒのＦＡＢ（Ｆａｓｔ　Ａｔｏｍ　Ｂｅａｍ）を３００ｓｅｃ程度同時に照射し、１０ＭＰａの圧力で圧着することにより接合することができる。さらに支持基板をウエットエッチングにより除去することで、ガラス基板上に高屈折率層を形成することができる。
【００２９】
この石英基板２２上に窒化シリコン膜２６を成膜した基板に、半導体プロセスのフォトリソグラフ技術を用いて円柱状のレジストパターン２３を形成する（図２（ｂ））。この円柱状のレジストパターン２３は、窒化シリコンの突起を形成する領域に作製される。このレジストパターン２３をマスクとして窒化シリコン膜６をドライエッチングにより除去する。このエッチング時に、石英基板２２をストッパー層とすることで、光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料からなる突起を備えた近接場光学プローブ２５を形成することができる（図２（ｃ））。
【００３０】
ここでドライエッチングの条件を変化させることにより、形成された窒化シリコン突起の形状を変化させることができる。ドライエッチングは、平行平板型のＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置を用いた。ここでガス種、処理圧力、ＲＦパワーを最適条件に変化させることで各種形状の窒化シリコン突起が形成できる。このエッチング時に透明基板２２をストッピングレイヤーとし、透明基板上に円柱または円錐形の窒化シリコン突起から成る近接場光プローブを形成することができる。
【００３１】
エッチング後、レジストパターン２３を酸素プラズマによるレジストアッシングを行い、レジストを除去する（図２（ｄ））。この窒化シリコン突起が形成される面に、金属膜２４をスパッタにより成膜する（図２（ｅ））。この金属膜を光の染み込み深さ以上の膜厚に蒸着することで、シリコン突起から生じる近接場光以外を遮断することができる。たとえば、金属を蒸着した後、ＦＩＢ（収束イオンビーム）などにより、開口部分の金属膜を除去することにより微小開口を形成することができる。
【００３２】
窒化シリコンをエッチングした後、残ったレジストパターン２３を酸素プラズマによるレジストアッシングを行うことにより、レジストを除去することができる。また窒化シリコン突起側面に付着した側壁保護膜等はＢＨＦ溶液によって除去することができる。
【００３３】
また窒化シリコン突起を形成後、窒化シリコン突起形成面とは反対側の石英基板表面に熱変形性の感光性材料としてポジ型のフォトレジスト３０を塗布する（図４（ａ））。さらに紫外線露光を行い、通常のフォトレジスト現像法に従って現像、リンスを行い、レジスト３０をパターンニングする。パターンニング後、感光性樹脂材料３１を塗布する（図４（ｂ））。ここでレジスト３０を除去することによりパターンニングされた感光性樹脂材料３１の膜が形成できる（図４（ｃ））。この感光性樹脂材料３１の熱変形温度以上の１５０度以上に加熱してポストベークを行う。その結果、各開口上部に形成された長方形形状の膜はなめらかな凸面形状のマイクロレンズ３２が作製できる（図４（ｄ））。以上の工程により、窒化シリコン突起が形成される面の基板反対側表面の開口上面に所望の屈折面形状をアレイ配置した平面型プローブアレイが得られる（図４）。さらに凸面がアレイ配置した面に対してドライエッチを行うことによってもマイクロレンズを作製可能である。すなわちこのドライエッチを凸面形状のアレイ配置が基板表面に彫り移すところまで行うことによっても、開口上部にマイクロレンズアレイを作製することができる。
【００３４】
このような平面プローブは通常の半導体作製工程を使用してつくられているため、単一のプローブだけでなく、図３に示すように、平面プローブアレイとして作製することも可能である。ここのプローブの間隔は光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料の厚みに依存し、５μｍ程度になる。したがって、平面プローブアレイを用いた場合、５μｍ程度主走査方向に走査することにより被走査面１０全面を走査することが可能である。したってポリゴンミラー６により偏向された光束と同期して平面型プローブを被走査面１０に対して主走査方向に等速的に走査する距離を短くすることが可能であり、より高速に光走査を行うことができる。
【００３５】
また、微小スポットを形成するプローブは上記平面型プローブだけではなく、先鋭化した光ファイバープローブも使用することが可能である。たとえば石英ファイバーをフッ酸混液で化学エッチングして先鋭化した後、金属膜をコーティングして先端に微小開口を設けた場合、選択的化学エッチングにより作製したプローブの先端曲率半径は数ｎｍになる。この光ファイバープローブに厚さ１００〜２００ｎｍ程度の金属をコーティングする事によりテーパー部分からの伝搬光の漏れを遮断することができる。先端の微小開口はプローブを斜めに回転しながら金属を蒸着したり、有機薄膜をコーティングした後、適当なエッチング液でウエットエッチングしたりすることにより作製できる。
【００３６】
この開口部分を使用光源波長以下にすることにより、通常の光学系における回折限界以下の光スポット径を実現することができる。このファイバープローブ先端に設けられた開口から生じる光近接場により微小スポットを被走査面（例えば、光導電性の感光体）上に形成することが可能である。ポリゴンミラーにより偏向された光束と同期してファイバープローブを被走査面に対して主走査方向に等速的に走査することにより、微小スポットが被走査面上を主走査方向に光走査することになる。したがって被走査面に光書きこみを行うことができる。また、エッチングされたファイバーのクラッド径は１２５μｍ程度であり、ファイバープローブを複数本バンドルすることにより、ポリゴンミラーにより偏向された光束と同期してファイバープローブを被走査面に対して主走査方向に等速的に走査する距離を被走査面ではなく、バンドルしたファイバープローブ間の距離、例えば１２５μｍまで短くすることが可能であり、単一のファイバープローブを用いた場合より高速に光走査を行うことができる。
【００３７】
また、被走査面が潜像担持体として光導電性の感光体を用いた場合、その均一な帯電と光走査とにより静電潜像を形成し、形成された潜像をトナー画像として可視化するようにできる。トナー画像は、シート状の記録媒体（転写紙やオーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート等）に定着することが可能である。また、像担持体としては、例えば銀塩写真フィルムを用いることができる。この場合、光走査装置による光走査により形成された潜像は「通常の銀塩写真プロセスの現像手法」で可視化でき、このような画像形成装置は、例えば、前述の「光製版装置」等として使用することができる。またこのような画像形成装置は、具体的にはレーザプリンタやレーザプロッタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置等として実施できる。
【００３８】
最後に、図６を参照して、画像形成装置の実施の１形態を説明する。この画像形成装置はレーザプリンタである。レーザプリンタ１００は潜像担持体１１１として「円筒状に形成された光導電性の感光体」を有している。潜像担持体１１１の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２、現像装置１１３、転写ローラ１１４、クリーニング装置１１５が配備されている。帯電手段としては「コロナチャージャ」を用いることもできる。さらに、レーザビームＬＢにより光走査を行う光走査装置１１７が設けられ、帯電ローラ１１２と現像装置１１３との間で「光書込による露光」を行うようになっている。図６において、符号１１６は定着装置、符号１１８はカセット、符号１１９はレジストローラ対、符号１２０は給紙コロ、符号１２１は搬送路、符号１２２は排紙ローラ対、符号１２３はトレイ、符号Ｐは記録媒体としての転写紙を示している。画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体１１１が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ１１２により均一帯電され、光走査装置１１７のレーザビームＬＢの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。この静電潜像は現像装置１１３により反転現像され、像担持体１１１上にトナー画像が形成される。
【００３９】
転写紙Ｐを収納したカセット１１８は、画像形成装置１００本体に着脱可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が給紙コロ１２０により給紙され、給紙された転写紙Ｐは、その先端部をレジストローラ対１１９に銜えられる。レジストローラ対１１９は、像担持体１１１上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングをあわせて、転写紙Ｐを転写部へ送りこむ。送りこまれた転写紙Ｐは、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ、転写ローラ１１４の作用によりトナー画像を静電転写される。トナー画像を転写された転写紙Ｐは定着装置１１６へ送られ、定着装置１１６においてトナー画像を定着され、搬送路１２１を通り、排紙ローラ対１２２によりトレイ１２３上に排出される。トナー画像が転写されたのちの像担持体１１１の表面は、クリーニング装置１１５によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。光走査装置１１７として、図１に示したような光走査装置を用いることにより、極めて良好な画像形成を実行することができる。即ち、図６に実施の形態を示す画像形成装置は、潜像担持体１１１に光走査により潜像を形成し、上記潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、潜像担持体１１１を光走査する光走査装置１１７として、実施例に記載の光走査装置を用いるものであり、潜像担持体１１１は光導電性の感光体であり、その均一帯電と光走査とにより静電潜像が形成され、形成された静電潜像がトナー画像として可視化される。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１記載の光走査装置によれば、光源からの放射光束を集光して平行光束、集束光束または発散光束とするカップリングレンズと、該カップリングレンズからの光を偏向反射面で反射し等角速度的に偏向させる光偏向器と、該光偏向器からの偏向光束を被走査面上に光スポットとして集光する走査結像光学系とを備え、上記被走査面上を等速的に光走査する光走査装置において、光源波長より小さい開口半径の微小開口を備えたプローブで光書きこみするため、微小スポットを被走査面上に形成することができ、良好な画像を形成することが可能になる。
【００４１】
請求項２記載の光走査装置によれば、プローブが平面形状であり、被走査面側に光源波長より小さい開口半径をもつ微小開口を複数個備え、各微小開口がアレイ状に配列し、その配列方向が被走査面上主走査方向であるため、微小スポットを被走査面上に形成することができ、良好な画像が形成可能であり、より高速に光走査することが可能になる。
【００４２】
請求項３記載の光走査装置によれば、複数個の微小突起を形成した平面プローブの反対側表面にプライマーを塗布し、その上に熱変形性の感光性材料としてポジ型のフォトレジストを塗布し、パターンニングされた感光性樹脂材料の膜を熱変形温度以上に加熱してポストベークを行うことにより、各開口上部に凸面形状のマイクロレンズアレイが形成されているため、微小スポットをより高効率に被走査面上に形成することができ、良好な画像が形成可能であり、より高速に光走査することが可能になる。
【００４３】
請求項４記載の光走査装置によれば、複数個の微小突起を形成した平面プローブの反対側表面上に、熱変形性の感光性材料のフォトレジストを微小突起反対側にパターンニングし熱変形温度以上に加熱してポストベークし、各開口上部になめらかな凸面形状を形成し、さらに凸面がアレイ配置した面に対してドライエッチにより凸面形状のアレイ配置が基板表面に彫り移すことにより、微小突起の反対面上部にマイクロレンズアレイが形成されているため、微小スポットをより高効率に光出力を被走査面上に形成することができ、良好な画像が形成可能であり、より高速に光走査することが可能になる。
【００４４】
請求項５記載の光走査装置によれば、微小開口を備えたプローブとして、石英ファイバーをフッ酸混液で化学エッチングして先鋭化した後、金属膜をコーティングして先端に微小開口を設けたプローブを用いているため、微小スポットをより高効率に光出力を被走査面上に形成することができ、良好な画像が形成可能であり、より高速に光走査することが可能になる。
【００４５】
請求項６記載の光走査装置によれば、請求項５において、複数本のファイバープローブを複数個備え、各ファイバープローブの微小開口がアレイ状に配列し、その配列方向が被走査面上主走査方向であるため良好な画像を高速に形成することが可能になる。
【００４６】
請求項７記載の光走査装置によれば、光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料からなる突起を設けた平面プローブを備えているため、微小スポットをより高効率に被走査面上に形成することができ、良好な画像を形成することが可能になる。
【００４７】
請求項８記載の光走査装置によれば、窒化シリコン膜を形成した石英基板上に、半導体プロセスのフォトリソグラフ技術を用いて円柱状のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして窒化シリコン膜をドライエッチングにより除去し、石英基板をストッパー層として、光学的に透明な石英基板上に高屈折率材料からなる突起を設けた平面プローブを備えているため、微小スポットを被走査面上に形成することができ、良好な画像を形成することが可能になる。
【００４８】
請求項９記載の光走査装置によれば、光学的に透明な石英基板上にシリコンからなる突起を設けた平面プローブを備えているため、微小スポットをより高効率に被走査面上に形成することができ、良好な画像を形成することが可能になる。
【００４９】
請求項１０記載の光走査装置によれば、シリコン単結晶基板に酸化シリコンのバッファー層が形成されている基板（ＳＯＩ基板）を用い、ＳＯＩ基板とガラス基板を接合した後、シリコン基板を除去し、半導体プロセスのエッチングにより、石英基板をストッパー層として、光学的に透明な石英基板上にシリコンからなる突起を設けた平面プローブを備えているため、微小スポットを被走査面上に形成することができ、良好な画像を形成することが可能になる。
【００５０】
請求項１１記載の光走査装置によれば、潜像担持体に光走査により潜像を形成し、上記潜像を可視化して所望の記録画像を得る画像形成装置において、潜像担持体を光走査する光走査装置として、請求項１〜８に記載の光走査装置を用いているため良好な画像を形成することが可能になる。
【００５１】
請求項１２記載の光走査装置によれば、請求項９記載の画像形成装置において、潜像担持体が、光導電性の感光体であり、その均一帯電と光走査とにより、静電潜像が形成され、形成された静電潜像をトナー画像として可視化するため良好な画像を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光走査装置の概略構成を示した図である。
【図２】平面プローブの作成方法を示した図である。
【図３】平面プローブアレイを用いた場合の本発明の光走査装置について概略構成を示した図である。
【図４】平面プローブの窒化シリコン突起形成面に対して基盤反対側表面の開口上面にマイクロレンズを配置した平面型プローブアレイの作成方法を示した図である。
【図５】記録媒体への記録を、一端を先鋭化された光ファイバープローブを用いて行う場合の図である。
【図６】本発明の画像形成装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
１　半導体レーザ
２　カップリングレンズ
３　アパーチャー
４　シリンドリカルレンズ
５　ミラー
６　ポリゴンミラー
７　レンズ１
８　レンズ２
１０　被走査面
１１　平面プローブ
２２　石英基盤
２３　レジストパターン
２４　金属膜
２５　近接場光学プローブ
２６　窒化シリコン膜
３０　フォトレジスト
３１　感光性樹脂材料
３２　マイクロレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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