JPH06324280A - ホログラム走査光学系 - Google Patents
ホログラム走査光学系Info
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- JPH06324280A JPH06324280A JP11301793A JP11301793A JPH06324280A JP H06324280 A JPH06324280 A JP H06324280A JP 11301793 A JP11301793 A JP 11301793A JP 11301793 A JP11301793 A JP 11301793A JP H06324280 A JPH06324280 A JP H06324280A
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Abstract
ずれが実用上小さく、かつ回転多面鏡反射面の面倒れに
影響されない良好なホログラムFθレンズ及びそれを用
いた走査光学系を提供することである。 【構成】 球面凸レンズ13及びホログラム素子12を
有するFθレンズ系に、副走査方向に発散した光束を入
射させ、被走査面7の直前に光走査領域全面に、主走査
方向に長いスリット14を配置する。
Description
いられるホログラム走査光学系に関するものである。
は、回転多面鏡でレーザ光を光偏向し、走査レンズで被
走査面である感光ドラム上を微小な光スポットで光走査
させるように構成する。回転多面鏡は一定角速度で回転
するので、回転多面鏡を反射する光線も一定角速度で偏
向されることになる。この光学系において、通常、走査
レンズとしてFθレンズが用いられる。Fθレンズは一
定角速度で偏向されたレーザ光を、被走査面状に微小ス
ポットで等速走査するように構成されるものである。F
θレンズの設計については1981年発行の「光学」誌
第10巻第348〜355頁掲載の論文「レーザ走査用
レンズの設計」がある。Fθレンズは通常、2枚以上の
ガラス材料からなるレンズの組合せで構成されている。
更に、近年、高精度で印刷する必要からレンズの曲面を
非球面化することも広く行われてきている。しかし、こ
のようなレンズは、価格が高くなる欠点がある。
が提案されている。例えば、1990年発行の「第37
回応用物理学関係連合講演会講演予稿集」第3分冊第7
82頁掲載の論文「計算機ホログラムによるFθレン
ズ」がある。しかし、ホログラム素子は、光源として用
いる半導体レーザの波長変動により、ホログラム素子か
ら出射する回折光の回折角が変化する問題が生じる。上
述した論文のFθレンズでは、副走査方向の光束の絞り
込みに関しては、ホログラム素子と組み合わせて用いら
れている円筒レンズが主として寄与している。従って、
副走査方向ではホログラム素子の空間周波数が全面で小
さく、光源の波長変動による被走査面での走査位置ずれ
は小さく抑えられる。一方、上述した円筒レンズは主走
査方向に絞り機能を持たないため、ホログラム素子の空
間周波数は大きくなり、半導体レーザの波長変動による
走査位置ずれが大きく生じてしまう。この大きさは波長
変化1nm当り50〜80μm程度と大きい。半導体レ
ーザの発振波長はモードホッピングにより数nm変化す
ることがあるので、走査線に印字抜けが生じることにな
る。
θレンズでは、この印字抜けを防ぐために、上述の円筒
レンズの代わりに、平凸レンズを軸はずしホログラム素
子と組み合わせて用いている。この方法では、光の被走
査面への絞り込みが主に平凸レンズで行われることにな
るので、主走査方向及び副走査方向ともホログラムの空
間周波数を低減させることができ、半導体レーザの波長
変動に影響されにくいものとなっている。図3でこの従
来例を説明する。この図は回転多面鏡より後の光学系部
を横から見た図を示している。回転多面鏡2から反射し
た光3はホログラム素子4と一体化された平凸レンズ5
からなるFθレンズに入射する。ホログラム素子4は軸
はずしで形成されているために、ホログラムによる非回
折光10はストップ11で遮られるが、一方、回折光6
はストップ11で遮られることなく被走査面7に結像さ
せることができる。
軸はずしホログラム素子とを組み合わせたFθレンズに
おいては、回転多面鏡2を構成する複数の反射面の回転
軸8からの平行度誤差、あるいは回転軸8の回転中にお
ける歳差運動等が生じると回転多面鏡2で反射された偏
向光3が3’に示すように副走査方向に変動し、被走査
面7に走査面ピッチむらのある印刷となる欠点がある。
ホログラム素子4でこの誤差補正機能を持たせることは
困難である。即ち、図3に示したA部では誤差のない偏
向光3と偏向誤差が生じた偏向光3’の両方を被走査面
7の同一位置に結像させることが必要となり、これは理
論上困難であるからである。
導体レーザの波長変動があっても走査位置ずれが実用上
小さく、かつ回転多面鏡反射面の面倒れと称される傾き
変動があっても影響されない良好なFθレンズ及びそれ
を用いた走査光学系を提供することにある。
面凸レンズ及びホログラム素子を有するレンズ系におい
て、前記レンズ系に副走査方向に発散した光束を入射さ
せ、被走査面の直前に光走査領域全面に主走査方向に長
いスリットを配置したことを特徴とする。また、このホ
ログラム素子には主走査方向及び副走査方向の近軸光線
に対して、異なる曲率を持った位相分布を付与したこと
を特徴としている。
素子を有するレンズ系に副走査方向に発散した光束を入
射させ、被走査面の直前に光走査領域全面に主走査方向
に長いスリットを配置したので、ホログラム素子による
非回折光は副走査方向に発散するが、被走査面での単位
面積当りの光強度は小さいので無視できる。一方、ホロ
グラム素子による回折光は、スリットを通過し被走査面
に結像する。
する。図1は(a)、(b)及び(c)に本発明のFθ
レンズを用いた実施例の斜視図、側面図、平面図を示
す。半導体レーザ15から出射した光はカップリングレ
ンズ16で平行光に変換され、円筒レンズ17に入射す
る。円筒レンズ17を出射した光1は回転多面鏡反射面
付近で副走査方向に一度、絞り込まれる。主走査方向に
は平行光となっている。偏向した光3はホログラム素子
12及び凸レンズ13を通過する。この光学系ではホロ
グラム素子12の非回折光18は副走査方向に広がった
光18となる。というのは凸レンズ13は概略平行光が
入射したとき、被走査面7に絞り込む機能を持っている
ためである。非回折光18がこのように広がった光であ
るため、図3に示した従来のホログラム素子4のように
少しの軸はずしで非回折光18と回折光19を被走査面
7近傍で分離することは難しくなる。
は被走査面7上での単位面積当りの光強度は小さく被走
査面7、即ち感光ドラムの感度から見て無視できること
に着目し、被走査面7近傍に主走査方向に長いスリット
14を配置し回折光19を通過させるようにする。非回
折光18の一部もスリット14を通過するが、上述した
ように単位面積当りの光強度は小さいため無視できる。
この光学系では、基本的にはホログラム素子12を軸は
ずしする必要がなく、軸はずしをすることによる被走査
面7上での走査線の曲がり等の悪影響を除くことができ
る。更に、図1(b)のB部で示す20は反射面の方向
を示しており、20’のように面倒れが生じても、回転
多面鏡2上において副走査方向に光が絞られているた
め、物点は像点として結像する光学系の原理で、回転多
面鏡2に面倒れが生じても被走査面7上で光走査線位置
がずれることはない。
ログラム素子12は、主走査方向及び副走査方向に対し
ては異なる曲率を持った位相分布を付与されている。本
発明の図1においてホログラム素子12と凸レンズ13
は離れて配置されていたが、凸レンズ13を平凸形状と
し、平面部にホログラムを形成させても良い。また、本
発明の図1においてホログラム素子12は軸はずしの行
っていない例を示したが、副走査方向に広がっている非
回折光18の光強度は一般に中央部で大きいので、光学
特性に影響しない範囲で軸はずしを行い、回折光19が
非回折光18の中央部にくるのを避け、スリット14を
通過する非回折光18の光強度を更に小さくすることも
可能である。
折光19と重ならないようにするために、ホログラム素
子22に軸はずし機能を持たせた場合を示している。こ
の場合にはホログラム素子22のy方向の空間周波数は
図1に比べ、高い成分を含むようになり、レーザ光の波
長変動に敏感になる。しかし、影響のない程度に軸はず
し量を制限すれば、スリットを用いる必要はなく遮蔽板
21で非回折光18のみを遮断できる。この光学系が回
転多面鏡の面倒れに影響されない機能を持っていること
は図1で説明した通りである。
動があっても、走査位置ずれが小さく、かつ回転多面鏡
の反射面傾き変動が生じても影響の小さいFθレンズが
提供できる。
向光、3’は回転多面鏡の反射面傾き変動で生じた偏向
光、7は被走査面としての感光ドラム、12、22はホ
ログラム素子、13は凸レンズ、14はスリット、17
は円筒レンズ、18は非回折光、19は回折光、21は
遮蔽板である。
Claims (2)
- 【請求項1】 球面凸レンズ及びホログラム素子を有す
るFθレンズ系に副走査方向に発散した光束を入射さ
せ、被走査面の直前に光走査領域前面に主走査方向に長
いスリットを配置したことを特徴とするホログラム走査
光学系。 - 【請求項2】 前記ホログラム素子に、主走査方向及び
副走査方向の近軸光線に対して、異なる曲率を持った位
相分布を付与していることを特徴とする請求項1記載の
ホログラム走査光学系。
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---|---|---|---|
JP11301793A JP3571736B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ホログラム走査光学系 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06324280A true JPH06324280A (ja) | 1994-11-25 |
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JP11301793A Expired - Fee Related JP3571736B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ホログラム走査光学系 |
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JP (1) | JP3571736B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0827004A2 (en) * | 1996-08-28 | 1998-03-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Corrected scanning optical apparatus |
EP0872754A1 (en) * | 1997-04-16 | 1998-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical apparatus |
KR20020031490A (ko) * | 2000-10-20 | 2002-05-02 | 윤종용 | 광학 스캐닝 장치 |
-
1993
- 1993-05-14 JP JP11301793A patent/JP3571736B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0827004A2 (en) * | 1996-08-28 | 1998-03-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Corrected scanning optical apparatus |
EP0827004A3 (en) * | 1996-08-28 | 1998-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Corrected scanning optical apparatus |
US6094286A (en) * | 1996-08-28 | 2000-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical apparatus |
EP0872754A1 (en) * | 1997-04-16 | 1998-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical apparatus |
KR20020031490A (ko) * | 2000-10-20 | 2002-05-02 | 윤종용 | 광학 스캐닝 장치 |
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