JPH07234373A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPH07234373A JPH07234373A JP6024003A JP2400394A JPH07234373A JP H07234373 A JPH07234373 A JP H07234373A JP 6024003 A JP6024003 A JP 6024003A JP 2400394 A JP2400394 A JP 2400394A JP H07234373 A JPH07234373 A JP H07234373A
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- hologram
- scanning
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- optical
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/106—Scanning systems having diffraction gratings as scanning elements, e.g. holographic scanners
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 「かぶり」現象を防止し、良好なコントラス
トが得られるとともに安価な光走査装置を提供する。 【構成】 半導体レーザ１０から出射されたレーザ光２
０は走査用ホログラム１２によって回折され、出射ビー
ム２２となって感光体ドラム１６上に結像する。走査用
ホログラム１２の表面には、ホログラムパターンが表面
の凹凸の形で形成されており、その凹凸の深さhとピッ
チPとの比h/Pを1よりも小さくすることにより、感光体
表面での光出力を高感度感光体に対する最適露光パワと
することができる。h/Pの小さなホログラムは射出成形
により量産が容易であり、安価な光走査装置を提供する
ことができる。
トが得られるとともに安価な光走査装置を提供する。 【構成】 半導体レーザ１０から出射されたレーザ光２
０は走査用ホログラム１２によって回折され、出射ビー
ム２２となって感光体ドラム１６上に結像する。走査用
ホログラム１２の表面には、ホログラムパターンが表面
の凹凸の形で形成されており、その凹凸の深さhとピッ
チPとの比h/Pを1よりも小さくすることにより、感光体
表面での光出力を高感度感光体に対する最適露光パワと
することができる。h/Pの小さなホログラムは射出成形
により量産が容易であり、安価な光走査装置を提供する
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムを用いた光
走査装置に関する。
走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、画像信号によってレーザ光を変調
し、レーザ光を感光体に照射して静電潜像を形成する装
置は、図１０に示すように、半導体レーザ１０１と、半
導体レーザ１０１から出射した光を平行光とするコリメ
ータレンズ１０２と、高速で回転しつつコリメータレン
ズ１０２から出射した平行光を反射するポリゴンミラー
１０３と、ポリゴンミラー１０３からの反射光を収束す
るfθレンズ１０４と、fθレンズ１０４からの出射光を
反射して感光体ドラム１０５の表面に結像させる折り返
しミラー１０６とからなる。
し、レーザ光を感光体に照射して静電潜像を形成する装
置は、図１０に示すように、半導体レーザ１０１と、半
導体レーザ１０１から出射した光を平行光とするコリメ
ータレンズ１０２と、高速で回転しつつコリメータレン
ズ１０２から出射した平行光を反射するポリゴンミラー
１０３と、ポリゴンミラー１０３からの反射光を収束す
るfθレンズ１０４と、fθレンズ１０４からの出射光を
反射して感光体ドラム１０５の表面に結像させる折り返
しミラー１０６とからなる。
【０００３】このような光走査装置に用いられる半導体
レーザ１０１のP-I(光出力-順電流)特性は図１１に示す
ように、環境温度に応じて定まる閾値電流IB1を境界値
として急激に立ち上がる特性を示す。同図において、光
出力レベルPS1は、静電潜像の形成されるべき感光体の
感度に対応するレベルである。すなわち、潜像形成レベ
ルPS1以上のレーザ光が感光体に入射すると、入射点の
電位はトナーによる現像(トナーの吸引および付着)が可
能なレベルまで低下する。逆に、潜像形成レベルPS以下
であれば、感光体での電位低下の程度は、トナー付着に
は不十分なレベルである。
レーザ１０１のP-I(光出力-順電流)特性は図１１に示す
ように、環境温度に応じて定まる閾値電流IB1を境界値
として急激に立ち上がる特性を示す。同図において、光
出力レベルPS1は、静電潜像の形成されるべき感光体の
感度に対応するレベルである。すなわち、潜像形成レベ
ルPS1以上のレーザ光が感光体に入射すると、入射点の
電位はトナーによる現像(トナーの吸引および付着)が可
能なレベルまで低下する。逆に、潜像形成レベルPS以下
であれば、感光体での電位低下の程度は、トナー付着に
は不十分なレベルである。
【０００４】感光体ドラム１０５の電位をトナー付着可
能なレベルまで低下させる光出力レベルすなわちオンレ
ベルをP1とすると、そのときの電流はPS1に対応する電
流IS1よりも大きなI1となる。また、半導体レーザ１０
１には、温度による光出力の変動の補償や発振波形の安
定性を高めるため、閾値電流付近の電流をバイアス電流
IB1として流している。このときの光出力レベルPB1は完
全には０とならず、弱い光出力が発生している。この弱
い光出力PB1は感光体の電位をトナー付着可能なレベル
まで低下させないレベルであるオフレベルとなってい
る。
能なレベルまで低下させる光出力レベルすなわちオンレ
ベルをP1とすると、そのときの電流はPS1に対応する電
流IS1よりも大きなI1となる。また、半導体レーザ１０
１には、温度による光出力の変動の補償や発振波形の安
定性を高めるため、閾値電流付近の電流をバイアス電流
IB1として流している。このときの光出力レベルPB1は完
全には０とならず、弱い光出力が発生している。この弱
い光出力PB1は感光体の電位をトナー付着可能なレベル
まで低下させないレベルであるオフレベルとなってい
る。
【０００５】半導体レーザ１０１の光出力がオンレベル
とオフレベルとの間で画像信号に応じてスイッチングさ
れることにより感光体ドラム１０５表面に静電潜像が形
成される。この感光体表面に形成された静電潜像はトナ
ーで現像して用紙に転写される。
とオフレベルとの間で画像信号に応じてスイッチングさ
れることにより感光体ドラム１０５表面に静電潜像が形
成される。この感光体表面に形成された静電潜像はトナ
ーで現像して用紙に転写される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光体
ドラム１０５の感度が高く、潜像形成可能な光レベルが
PS1よりも低いPS2のときは、オンレベルはそれよりも大
きなP2に設定される。ただし、半導体レーザ１０１のバ
イアス電流は閾値付近に設定されるため、オフレベルは
PB1のままである。光出力のオンレベルあるいはオフレ
ベルとは正確には確立的な表現であり、オフレベル領域
においてもトナーの付着がレベル値に応じた確立で発生
する。これにより、感光体ドラム１０５の感度が高い場
合はオフレベルPB1に対する潜像形成可能な光レベルPS2
の比PS2/PB1が小さいため、オフレベルにおいてもトナ
ーの付着する確立が増大し、再現画像上の本来白色であ
るべき領域にもトナーが付着する、いわゆる「かぶり」
が増大するという問題があった。さらに、オフレベルに
対するオンレベルの比P2/PB1も小さいため再現画像のコ
ントラストが低下するという問題があった。
ドラム１０５の感度が高く、潜像形成可能な光レベルが
PS1よりも低いPS2のときは、オンレベルはそれよりも大
きなP2に設定される。ただし、半導体レーザ１０１のバ
イアス電流は閾値付近に設定されるため、オフレベルは
PB1のままである。光出力のオンレベルあるいはオフレ
ベルとは正確には確立的な表現であり、オフレベル領域
においてもトナーの付着がレベル値に応じた確立で発生
する。これにより、感光体ドラム１０５の感度が高い場
合はオフレベルPB1に対する潜像形成可能な光レベルPS2
の比PS2/PB1が小さいため、オフレベルにおいてもトナ
ーの付着する確立が増大し、再現画像上の本来白色であ
るべき領域にもトナーが付着する、いわゆる「かぶり」
が増大するという問題があった。さらに、オフレベルに
対するオンレベルの比P2/PB1も小さいため再現画像のコ
ントラストが低下するという問題があった。
【０００７】また、感光体ドラム１０５の感度が高い場
合にも、光出力のオンレベルをP1のままとし、過剰露光
による解像度の低下を防ぎ、また、「かぶり」現象を軽
減し、コントラストを向上させるために、レーザ光の伝
送経路中に光吸収フィルタを挿入したり、折り返しミラ
ー１０６の反射率を低下させ、光出力をP2まで低下させ
ることも行われている。しかし、光吸収フィルタ等の光
学部品を付加したり、折り返しミラー１０６に反射率を
低下させるための表面コーティングを行うため装置が高
価となる問題があった。
合にも、光出力のオンレベルをP1のままとし、過剰露光
による解像度の低下を防ぎ、また、「かぶり」現象を軽
減し、コントラストを向上させるために、レーザ光の伝
送経路中に光吸収フィルタを挿入したり、折り返しミラ
ー１０６の反射率を低下させ、光出力をP2まで低下させ
ることも行われている。しかし、光吸収フィルタ等の光
学部品を付加したり、折り返しミラー１０６に反射率を
低下させるための表面コーティングを行うため装置が高
価となる問題があった。
【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、「かぶり」現象を防止し、良好
なコントラストが得られるとともに安価な光走査装置を
提供することを目的とする。
になされたものであり、「かぶり」現象を防止し、良好
なコントラストが得られるとともに安価な光走査装置を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光走査装置では、半導体レーザと、前記半導
体レーザからのレーザ光を伝送して走査する走査光学系
とを有し、前記走査光学系が表面に凹凸が形成されたホ
ログラムを有し、前記ホログラムの前記レーザ光が照射
される領域において凹凸の最小ピッチPよりも凹凸の深
さhの方が小さくなっている。望ましくはh/Pが約0.5あ
るいはそれ以下にされている。また、前記走査光学系は
複数のホログラムを有していてもよい。
に本発明の光走査装置では、半導体レーザと、前記半導
体レーザからのレーザ光を伝送して走査する走査光学系
とを有し、前記走査光学系が表面に凹凸が形成されたホ
ログラムを有し、前記ホログラムの前記レーザ光が照射
される領域において凹凸の最小ピッチPよりも凹凸の深
さhの方が小さくなっている。望ましくはh/Pが約0.5あ
るいはそれ以下にされている。また、前記走査光学系は
複数のホログラムを有していてもよい。
【００１０】
【作用】上記の構成を有する本発明の光走査装置におい
て、半導体レーザから出射されたレーザ光は、表面に凹
凸の形でホログラムパターンが形成されたホログラムに
よって回折され、走査面上に集光、結像される。走査面
上の結像点はホログラムの回転により、直線状に走査さ
れる。ここで、ホログラム表面に形成された凹凸により
レーザ光が回折、集光されるが、このときの回折効率は
凹凸の最小ピッチPと凹凸の深さhによって定まり、h/P
〜1とすると回折効率は約50%、h/P〜0.5で約15%とな
る。すなわち、走査光学系にホログラムを用いることに
より半導体レーザからの光出力を減少させることができ
る。特に、h/Pを小さくしたり、ホログラムを複数枚用
いることにより、余分な光学素子や表面コーティングを
用いることなく走査面上で必要なとすることができる。
て、半導体レーザから出射されたレーザ光は、表面に凹
凸の形でホログラムパターンが形成されたホログラムに
よって回折され、走査面上に集光、結像される。走査面
上の結像点はホログラムの回転により、直線状に走査さ
れる。ここで、ホログラム表面に形成された凹凸により
レーザ光が回折、集光されるが、このときの回折効率は
凹凸の最小ピッチPと凹凸の深さhによって定まり、h/P
〜1とすると回折効率は約50%、h/P〜0.5で約15%とな
る。すなわち、走査光学系にホログラムを用いることに
より半導体レーザからの光出力を減少させることができ
る。特に、h/Pを小さくしたり、ホログラムを複数枚用
いることにより、余分な光学素子や表面コーティングを
用いることなく走査面上で必要なとすることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１２】本発明の光走査装置を好適に適用した静電
潜像形成装置は、図１の側面図のように半導体レーザ１
０と、ホログラムとしての走査用ホログラム１２とを有
し、走査用ホログラム１２はモータ等の回転駆動手段１
４によって回転できるようになっている。半導体レーザ
１０から出射されたレーザ光２０は走査用ホログラム１
２に入射する。走査用ホログラム１２の表面には、レー
ザ光の走査、集光に必要なホログラムパターンが表面の
凹凸の形で形成されている。レーザ光２０は走査用ホロ
グラム１２によって回折され、出射ビーム２２となって
感光体ドラム１６上の結像点２４に結像する。走査用ホ
ログラム１２の回転により結像点２４は感光体ドラム１
６上を走査する。
潜像形成装置は、図１の側面図のように半導体レーザ１
０と、ホログラムとしての走査用ホログラム１２とを有
し、走査用ホログラム１２はモータ等の回転駆動手段１
４によって回転できるようになっている。半導体レーザ
１０から出射されたレーザ光２０は走査用ホログラム１
２に入射する。走査用ホログラム１２の表面には、レー
ザ光の走査、集光に必要なホログラムパターンが表面の
凹凸の形で形成されている。レーザ光２０は走査用ホロ
グラム１２によって回折され、出射ビーム２２となって
感光体ドラム１６上の結像点２４に結像する。走査用ホ
ログラム１２の回転により結像点２４は感光体ドラム１
６上を走査する。
【００１３】ここで、走査用ホログラム１２に形成され
たホログラムパターンの断面図を図２に示す。ホログラ
ムパターンは表面の凹凸によって形成されている。この
ようなホログラムパターンは後で説明するように、2つ
のレーザ光の干渉によって作製され、ピッチPは一般に
場所により異なる。凹凸の深さをhとし、深さhとピッチ
Pの比h/Pに対する回折効率を図３に示す。なお、回折効
率は、目的とする一次回折光強度の入射光強度に対する
比によって定義される。このような、ホログラムの回折
効率は凹凸のピッチや材料の屈折率によって変化する
が、回折効率が最大となるときのh/Pは1.4から2.0の間
となる。例えば、図３の例では、h/P=2のときに回折効
率が最大となり、90%以上が得られる。これに対し、h/P
=1とすると回折効率は約50%、h/P=0.5では約15%へ低下
する。
たホログラムパターンの断面図を図２に示す。ホログラ
ムパターンは表面の凹凸によって形成されている。この
ようなホログラムパターンは後で説明するように、2つ
のレーザ光の干渉によって作製され、ピッチPは一般に
場所により異なる。凹凸の深さをhとし、深さhとピッチ
Pの比h/Pに対する回折効率を図３に示す。なお、回折効
率は、目的とする一次回折光強度の入射光強度に対する
比によって定義される。このような、ホログラムの回折
効率は凹凸のピッチや材料の屈折率によって変化する
が、回折効率が最大となるときのh/Pは1.4から2.0の間
となる。例えば、図３の例では、h/P=2のときに回折効
率が最大となり、90%以上が得られる。これに対し、h/P
=1とすると回折効率は約50%、h/P=0.5では約15%へ低下
する。
【００１４】ホログラムの作製方法については図４を用
いて説明する。まず、同図（ａ）のように、ガラス等の
基板３１の上にフォトレジスト３２を回転塗布法により
塗布し、球面波や平面波等の所定の波面を有する例えば
波長442nmのHe-Cdレーザ光３５、３６を照射し、干渉さ
せる。このとき、必要な部分だけ露光されるように露光
はマスク３３を通して行われる。露光後、現像を行うと
同図（ｂ）のようにフォトレジスト３２によってホログ
ラムパターンが形成される。次に、これを原盤として、
同図（ｃ）のようにNi電鋳を行い、表面にNi膜３８を形
成後、同図（ｄ）のように原盤からNi電鋳膜３８を剥離
することにより表面にホログラムパターンが形成された
Niスタンパ３８が製造される。このスタンパ３８を金型
４０の一部として樹脂４１を流し込み射出成形を行うこ
とにより同図（ｆ）に示すような走査用ホログラム１２
が製造される。
いて説明する。まず、同図（ａ）のように、ガラス等の
基板３１の上にフォトレジスト３２を回転塗布法により
塗布し、球面波や平面波等の所定の波面を有する例えば
波長442nmのHe-Cdレーザ光３５、３６を照射し、干渉さ
せる。このとき、必要な部分だけ露光されるように露光
はマスク３３を通して行われる。露光後、現像を行うと
同図（ｂ）のようにフォトレジスト３２によってホログ
ラムパターンが形成される。次に、これを原盤として、
同図（ｃ）のようにNi電鋳を行い、表面にNi膜３８を形
成後、同図（ｄ）のように原盤からNi電鋳膜３８を剥離
することにより表面にホログラムパターンが形成された
Niスタンパ３８が製造される。このスタンパ３８を金型
４０の一部として樹脂４１を流し込み射出成形を行うこ
とにより同図（ｆ）に示すような走査用ホログラム１２
が製造される。
【００１５】射出成形に用いられる樹脂としてはアクリ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂等
が用いられる。なお、走査用ホログラム１２の凹凸の深
さhは図４（ａ）において明らかなように、フォトレジ
スト３２の厚さによって容易に制御することができる。
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂等
が用いられる。なお、走査用ホログラム１２の凹凸の深
さhは図４（ａ）において明らかなように、フォトレジ
スト３２の厚さによって容易に制御することができる。
【００１６】このような射出成形において、成形部の凹
凸のピッチPが1μm前後あるいはそれ以下の領域では、h
/Pが1以上となると成形不良等が増大し生産性が著しく
低下する。これに対し、h/Pが1以下、望ましくはh/Pが
0.5以下、さらに望ましくは深さhが0.1μm以下において
射出成形が容易となり高い生産性と低コスト化を実現す
ることができる。このように製造したホログラムは、図
１０に示した従来例に用いられているポリゴンミラー１
０３やfθレンズ１０４と比べて安価であるため、静電
潜像形成装置のコストを低下させることができるという
効果も生じる。
凸のピッチPが1μm前後あるいはそれ以下の領域では、h
/Pが1以上となると成形不良等が増大し生産性が著しく
低下する。これに対し、h/Pが1以下、望ましくはh/Pが
0.5以下、さらに望ましくは深さhが0.1μm以下において
射出成形が容易となり高い生産性と低コスト化を実現す
ることができる。このように製造したホログラムは、図
１０に示した従来例に用いられているポリゴンミラー１
０３やfθレンズ１０４と比べて安価であるため、静電
潜像形成装置のコストを低下させることができるという
効果も生じる。
【００１７】すなわち、h/Pを1以下すなわち、凹凸の深
さhをピッチPよりも小さくすることにより、回折効率を
低下させることができ、感光体の感度に合わせて最適な
光出力を実現することができるとともに、射出成形によ
り安価に製造することができる。このとき、図５におい
て、半導体レーザ１０の出力はP1に保ち、図１１に示し
たように潜像形成可能な光レベルがPS2の高感度感光体
ドラム１６を用いるために、走査用ホログラム１２によ
って光出力を適正値であるP2に制御している。走査用ホ
ログラム１２は半導体レーザ１０から出射される光強度
をすべて低下させるためオフレベルもPB2へと低下す
る。従って、オフレベルPB2に対する潜像形成可能な光
レベルPS2の比PS2/PB2が大きくなり、オフレベルにおけ
るトナーの付着を大幅に減少するため、「かぶり」現象
をほぼ防止することができる。また、オフレベルに対す
るオンレベルの比P2/PB2も大きいため再現画像のコント
ラストも低下しない。
さhをピッチPよりも小さくすることにより、回折効率を
低下させることができ、感光体の感度に合わせて最適な
光出力を実現することができるとともに、射出成形によ
り安価に製造することができる。このとき、図５におい
て、半導体レーザ１０の出力はP1に保ち、図１１に示し
たように潜像形成可能な光レベルがPS2の高感度感光体
ドラム１６を用いるために、走査用ホログラム１２によ
って光出力を適正値であるP2に制御している。走査用ホ
ログラム１２は半導体レーザ１０から出射される光強度
をすべて低下させるためオフレベルもPB2へと低下す
る。従って、オフレベルPB2に対する潜像形成可能な光
レベルPS2の比PS2/PB2が大きくなり、オフレベルにおけ
るトナーの付着を大幅に減少するため、「かぶり」現象
をほぼ防止することができる。また、オフレベルに対す
るオンレベルの比P2/PB2も大きいため再現画像のコント
ラストも低下しない。
【００１８】なお、以上述べたhとPの関係は走査用ホロ
グラム１２においてレーザ光２０が照射される範囲で成
立すればよい。また、ピッチPはホログラムの場所によ
り異なるため、レーザ光２０が照射される範囲におい
て、最小のピッチPに対して成立すればよい。
グラム１２においてレーザ光２０が照射される範囲で成
立すればよい。また、ピッチPはホログラムの場所によ
り異なるため、レーザ光２０が照射される範囲におい
て、最小のピッチPに対して成立すればよい。
【００１９】以上、本発明の一実施例を図１乃至図５を
用いて詳細に説明したが、本発明は以上詳述した実施例
に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲
で種々の変更を加えることができる。
用いて詳細に説明したが、本発明は以上詳述した実施例
に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲
で種々の変更を加えることができる。
【００２０】例えば、図２において凹凸形状は矩形の例
を示したが、これに限定されるわけではない。例えば、
図６（ａ）のように正弦波状、同図（ｂ）のように三角
波状としてもよい。このような形状は図４（ａ）におい
て、フォトレジスト３２の感光範囲が基板界面に達しな
いように照射光量を減少させることにより干渉光の強度
分布を反映した正弦波状あるいはそれが変形した三角波
形状の凹凸が得られる。
を示したが、これに限定されるわけではない。例えば、
図６（ａ）のように正弦波状、同図（ｂ）のように三角
波状としてもよい。このような形状は図４（ａ）におい
て、フォトレジスト３２の感光範囲が基板界面に達しな
いように照射光量を減少させることにより干渉光の強度
分布を反映した正弦波状あるいはそれが変形した三角波
形状の凹凸が得られる。
【００２１】また、走査用ホログラム１２のホログラム
パターンについては特に限定されない。例えば2つの球
面波の干渉、あるいは球面波と平面波との干渉によって
得られるパターンでもよい。また、干渉時の波面に適当
な収差を加えてもよい。また、計算機合成ホログラム(C
GH)からの出射光を干渉させてもよい。
パターンについては特に限定されない。例えば2つの球
面波の干渉、あるいは球面波と平面波との干渉によって
得られるパターンでもよい。また、干渉時の波面に適当
な収差を加えてもよい。また、計算機合成ホログラム(C
GH)からの出射光を干渉させてもよい。
【００２２】感光体ドラム１６としてはSe、アモルファ
スSi、CdS等の無機感光体および低コストで大面積化が
容易な有機感光体を用いることができる。望ましくは、
電荷発生層と電荷輸送層とを分離した機能分離型有機感
光体を用い、半導体レーザ波長において高感度化を実現
し、感光体ドラム１６上での必要な光出力を十分小さく
例えば100μW以下とすることにより本発明の効果も高く
なる。
スSi、CdS等の無機感光体および低コストで大面積化が
容易な有機感光体を用いることができる。望ましくは、
電荷発生層と電荷輸送層とを分離した機能分離型有機感
光体を用い、半導体レーザ波長において高感度化を実現
し、感光体ドラム１６上での必要な光出力を十分小さく
例えば100μW以下とすることにより本発明の効果も高く
なる。
【００２３】また、図１の実施例ではホログラムとして
走査用ホログラム１２が1枚のみ用いられている構成に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、複
数のホログラムを用いてもよい。
走査用ホログラム１２が1枚のみ用いられている構成に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、複
数のホログラムを用いてもよい。
【００２４】例えば、図７のように半導体レーザ１０と
走査用ホログラム１２の間に固定ホログラム素子５０を
設けてもよい。走査用ホログラム１２において、図４で
示したホログラムパターン作製時の波長と図１で示した
走査時の半導体レーザ１０の波長が一般には異なるた
め、回折光２２に収差が発生し、結像点２４においてス
ポット径が増大し、解像度が低下することがある。これ
を防止するために固定ホログラム素子５０により半導体
レーザ１０からの出射光２０の波面を走査用ホログラム
１２からの回折光５４の収差が小さくなるような入射光
５２の波面に変換してもよい。これにより、解像度の高
い静電潜像形成装置を提供することができる。
走査用ホログラム１２の間に固定ホログラム素子５０を
設けてもよい。走査用ホログラム１２において、図４で
示したホログラムパターン作製時の波長と図１で示した
走査時の半導体レーザ１０の波長が一般には異なるた
め、回折光２２に収差が発生し、結像点２４においてス
ポット径が増大し、解像度が低下することがある。これ
を防止するために固定ホログラム素子５０により半導体
レーザ１０からの出射光２０の波面を走査用ホログラム
１２からの回折光５４の収差が小さくなるような入射光
５２の波面に変換してもよい。これにより、解像度の高
い静電潜像形成装置を提供することができる。
【００２５】このとき、固定ホログラム素子５０の表面
凹凸の深さhとピッチPの比h/Pを1以下とすることによ
り、固定ホログラム素子５０も安価に製造することがで
きる。ここで、半導体レーザ１０の出力を5mW、感光体
ドラム１６面上の必要な光出力を100μW以下とすると、
走査光学系全体の効率は2%以下となる。従って、走査用
ホログラム１２および固定ホログラム素子５０の回折効
率はそれぞれ14%以下となる。従って、図３よりh/Pは0.
5以下となり、感光体ドラム１６面上の光出力の適正化
とホログラム１２、５０の射出成形による生産性向上、
低価格化とを同時に実現することができる。なお、走査
用ホログラム１２と固定ホログラム素子５０との回折効
率は等しい必要はない。例えば、面積の大きな走査用ホ
ログラム１２のh/Pを固定ホログラム素子５０のh/Pより
も小さくし、回折効率を小さくしてもよい。h/Pが小さ
い方が射出成形がより容易となるため、面積の大きな走
査用ホログラム１２でも生産性良く製造することができ
る。
凹凸の深さhとピッチPの比h/Pを1以下とすることによ
り、固定ホログラム素子５０も安価に製造することがで
きる。ここで、半導体レーザ１０の出力を5mW、感光体
ドラム１６面上の必要な光出力を100μW以下とすると、
走査光学系全体の効率は2%以下となる。従って、走査用
ホログラム１２および固定ホログラム素子５０の回折効
率はそれぞれ14%以下となる。従って、図３よりh/Pは0.
5以下となり、感光体ドラム１６面上の光出力の適正化
とホログラム１２、５０の射出成形による生産性向上、
低価格化とを同時に実現することができる。なお、走査
用ホログラム１２と固定ホログラム素子５０との回折効
率は等しい必要はない。例えば、面積の大きな走査用ホ
ログラム１２のh/Pを固定ホログラム素子５０のh/Pより
も小さくし、回折効率を小さくしてもよい。h/Pが小さ
い方が射出成形がより容易となるため、面積の大きな走
査用ホログラム１２でも生産性良く製造することができ
る。
【００２６】さらに、図８に示すように半導体レーザ１
０と走査用ホログラム１２の間に第１の固定ホログラム
素子５０を、走査用ホログラム１２と感光体ドラム１６
の間に第２の固定ホログラム素子６０を配置してもよ
い。これにより、半導体レーザ１０の波長変動によって
生じる感光体ドラム１６上の結像点２４のずれを補正す
ることができる。このとき、半導体レーザ１０の出力を
5mW、感光体ドラム１６面上の必要な光出力を70μW以下
とすると、走査光学系全体の効率は1.4%以下となり、各
3枚のホログラムの回折効率はそれぞれ24%以下となる。
この場合も図３の例においてh/Pが1よりも小さく感光体
ドラム１６面上の光出力の適正化とホログラム１２、５
０、６０の射出成形による生産性向上、低価格化とを同
時に実現することができる。なお、図８において、第１
の固定ホログラム素子５０を省略することも可能であ
る。また、先の変形例と同様に各ホログラム１２、５
０、６０の回折効率を等しくする必要はない。
０と走査用ホログラム１２の間に第１の固定ホログラム
素子５０を、走査用ホログラム１２と感光体ドラム１６
の間に第２の固定ホログラム素子６０を配置してもよ
い。これにより、半導体レーザ１０の波長変動によって
生じる感光体ドラム１６上の結像点２４のずれを補正す
ることができる。このとき、半導体レーザ１０の出力を
5mW、感光体ドラム１６面上の必要な光出力を70μW以下
とすると、走査光学系全体の効率は1.4%以下となり、各
3枚のホログラムの回折効率はそれぞれ24%以下となる。
この場合も図３の例においてh/Pが1よりも小さく感光体
ドラム１６面上の光出力の適正化とホログラム１２、５
０、６０の射出成形による生産性向上、低価格化とを同
時に実現することができる。なお、図８において、第１
の固定ホログラム素子５０を省略することも可能であ
る。また、先の変形例と同様に各ホログラム１２、５
０、６０の回折効率を等しくする必要はない。
【００２７】また、先に述べた実施例のように走査光学
系としてホログラムのみを有している必要はなくそれ以
外の光学素子を有していてもよい。例えば、図９のよう
に第１の固定ホログラム素子６２と半導体レーザ１０の
間に球面、あるいは非球面レンズ６６を配置してもよ
い。また、第２の固定ホログラム素子６４と走査用ホロ
グラム素子１２との間に折り返しミラー６８を配置して
もよい。このように走査光学系のホログラムの枚数、配
置、他の光学素子の配置については様々な構成が可能で
あり、ここに挙げた実施例に限定されるものではない。
系としてホログラムのみを有している必要はなくそれ以
外の光学素子を有していてもよい。例えば、図９のよう
に第１の固定ホログラム素子６２と半導体レーザ１０の
間に球面、あるいは非球面レンズ６６を配置してもよ
い。また、第２の固定ホログラム素子６４と走査用ホロ
グラム素子１２との間に折り返しミラー６８を配置して
もよい。このように走査光学系のホログラムの枚数、配
置、他の光学素子の配置については様々な構成が可能で
あり、ここに挙げた実施例に限定されるものではない。
【００２８】また、ホログラムに設けられている凹凸は
片面のみに設けられている必要はなく両面に設けられて
いてもよい。また、ホログラムの作製方法としては射出
成形に限定されるわけではない。例えば、光重合硬化樹
脂を塗布したシートや基板をスタンパに密着させ紫外線
を照射することにより硬化させ複製を製造するいわゆる
２Ｐ法(フォトポリメリゼーション法)を用いてもよい。
２Ｐ法においてもh/Pが1以下であれば射出成形法よりは
やや高価となるが、極めて容易に複製を製造することが
できる。
片面のみに設けられている必要はなく両面に設けられて
いてもよい。また、ホログラムの作製方法としては射出
成形に限定されるわけではない。例えば、光重合硬化樹
脂を塗布したシートや基板をスタンパに密着させ紫外線
を照射することにより硬化させ複製を製造するいわゆる
２Ｐ法(フォトポリメリゼーション法)を用いてもよい。
２Ｐ法においてもh/Pが1以下であれば射出成形法よりは
やや高価となるが、極めて容易に複製を製造することが
できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の光走査装置では、走査光学系にホログラムパター
ンを形成する表面の凹凸の深さhとピッチPとの比h/Pが1
よりも小さなホログラムを用いることにより半導体レー
ザからの光出力を減少させ、高感度感光体の適正露光パ
ワに制御することができるため、「かぶり」現象を防止
し、良好なコントラストが得られる。特に、h/Pを十分
小さくしたり、ホログラムを複数枚用いることにより、
余分な光学素子や表面コーティングを用いることなく感
光体表面での光出力を高感度感光体に対する最適露光パ
ワである100μW以下とすることができる。特に、h/Pの
小さなホログラムは射出成形により量産が容易であり、
ホログラム単価を極めて低くすることが可能であるた
め、安価な光走査装置を提供することができる。
発明の光走査装置では、走査光学系にホログラムパター
ンを形成する表面の凹凸の深さhとピッチPとの比h/Pが1
よりも小さなホログラムを用いることにより半導体レー
ザからの光出力を減少させ、高感度感光体の適正露光パ
ワに制御することができるため、「かぶり」現象を防止
し、良好なコントラストが得られる。特に、h/Pを十分
小さくしたり、ホログラムを複数枚用いることにより、
余分な光学素子や表面コーティングを用いることなく感
光体表面での光出力を高感度感光体に対する最適露光パ
ワである100μW以下とすることができる。特に、h/Pの
小さなホログラムは射出成形により量産が容易であり、
ホログラム単価を極めて低くすることが可能であるた
め、安価な光走査装置を提供することができる。
【図１】本発明の光走査装置を実施したの静電潜像形成
装置の一実施例を示す要部側面図である。
装置の一実施例を示す要部側面図である。
【図２】本発明の光走査装置を実施したの静電潜像形成
装置に用いられるホログラムの要部断面図である。
装置に用いられるホログラムの要部断面図である。
【図３】ホログラム凹凸部の深さとピッチの比に対する
回折効率の関係を示す説明図である。
回折効率の関係を示す説明図である。
【図４】ホログラムの製造方法を示す要部断面図であ
る。
る。
【図５】半導体レーザの順電流に対する光出力特性とオ
ンレベル、オフレベルの関係を示す説明図である。
ンレベル、オフレベルの関係を示す説明図である。
【図６】ホログラムの他の実施例を示す要部断面図であ
る。
る。
【図７】本発明の光走査装置の他の実施例を示す側面図
である。
である。
【図８】本発明の光走査装置の他の実施例を示す側面図
である。
である。
【図９】本発明の光走査装置の他の実施例を示す側面図
である。
である。
【図１０】従来の光走査装置を示す要部斜視図である。
【図１１】従来の光走査装置における半導体レーザの順
電流に対する光出力特性とオンレベル、オフレベルの関
係を示す説明図である。
電流に対する光出力特性とオンレベル、オフレベルの関
係を示す説明図である。
１０ 半導体レーザ １２ 走査用ホログラム(走査光学系、ホログラム) １６ 感光体ドラム(感光体) ５０ 固定ホログラム素子 ６０ 固定ホログラム素子 ６２ 固定ホログラム素子 ６８ 固定ホログラム素子
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体レーザと、前記半導体レーザから
のレーザ光を伝送して走査する走査光学系とを有し、前
記走査光学系が表面に凹凸が形成されたホログラムを有
し、前記ホログラムの前記レーザ光が照射される領域に
おいて凹凸の最小ピッチPよりも凹凸の深さhの方が小さ
いことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の光走査装置において、前
記走査光学系が複数のホログラムを有することを特徴と
する光走査装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の光走査装置において、h/
Pが約0.5あるいはそれ以下であることを特徴とする光走
査装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の光走査装置において、走
査面での光出力が100μW以下であることを特徴とする光
走査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02400394A JP3218138B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 光走査装置 |
| US08/391,181 US5619350A (en) | 1994-02-22 | 1995-02-21 | Optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02400394A JP3218138B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07234373A true JPH07234373A (ja) | 1995-09-05 |
| JP3218138B2 JP3218138B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=12126396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02400394A Expired - Fee Related JP3218138B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 光走査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5619350A (ja) |
| JP (1) | JP3218138B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010066314A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2677295B2 (ja) * | 1991-03-27 | 1997-11-17 | 富士通株式会社 | 光ビーム走査装置及び定置ホログラム板の製造方法及びホログラム回転体及び光配線装置 |
| US5859715A (en) * | 1996-07-19 | 1999-01-12 | Eastman Kodak Company | Diffractive laser scanner |
| US6307662B1 (en) * | 1999-01-21 | 2001-10-23 | Ncr Corporation | Blazed diffraction scanner |
| JP2006012888A (ja) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 合波レーザ光照射方法および装置 |
| KR100813960B1 (ko) * | 2005-05-27 | 2008-03-14 | 삼성전자주식회사 | 주사 광학장치 및 이를 채용한 화상형성장치 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4747646A (en) * | 1987-03-20 | 1988-05-31 | Xerox Corporation | Optical holographic scanner |
| EP0413365B1 (en) * | 1989-08-18 | 1995-04-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a diffraction grating |
| KR950005646Y1 (ko) * | 1990-12-22 | 1995-07-15 | 엘지전자 주식회사 | 비점수차가 보정된 홀로그래픽 주사장치 |
| US5182659A (en) * | 1991-02-20 | 1993-01-26 | Holographix, Inc. | Holographic recording and scanning system and method |
| US5295004A (en) * | 1991-11-08 | 1994-03-15 | Fujitsu Limited | Optical beam scanning apparatus |
| JPH07117605B2 (ja) * | 1992-03-13 | 1995-12-18 | 日本ピラー工業株式会社 | 回折格子 |
-
1994
- 1994-02-22 JP JP02400394A patent/JP3218138B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-02-21 US US08/391,181 patent/US5619350A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010066314A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3218138B2 (ja) | 2001-10-15 |
| US5619350A (en) | 1997-04-08 |
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