JPH0815633A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホログラムを用いても薄型化が可能な光走査
装置を提供する。 【構成】 走査用ホログラム１６にはレーザ光を回折す
る回折領域３２が複数設けられ、その外側がレーザ光を
透過させる透過領域３０となっている。半導体レーザ１
０から射出されたレーザ光は透過領域を３０を通過した
後入射ミラー１４で反射され、所定の入射角で走査用ホ
ログラム１６の回折領域３２に入射する。半導体レーザ
１０と、集光レンズ１１が走査用ホログラム１６の面に
平行に配置されているため、従来のような斜め下方への
張り出し等がなくなり、ケース３５の形状を従来よりも
薄くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光走査装置に関し、詳
しくは光を偏向させる手段としてホログラムを用いた光
走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光を偏向させる手段としてホログ
ラムを用いた光走査装置としては、図７に示すようなも
のが知られている。この光走査装置１００は、半導体レ
ーザ１０１と、集光レンズ１０２と、走査用ホログラム
１０３とを有しており、半導体レーザ１０１から出射さ
れたレーザ光は集光レンズ１０２によって略平行光とな
った後、走査用ホログラム１０３に形成されている回折
領域１１２に入射する。この回折領域１１２にて回折さ
れたレーザ光は、反射ミラー１０４，１０５により反射
された後、感光体ドラム１２０に照射される。走査用ホ
ログラム１０３はモータ１２２の図示しない回転軸に取
り付けられており、モータ１２２の回転駆動に伴って走
査用ホログラム１０３が回転することにより、回折領域
１１２にて回折されたレーザ光は感光体ドラム１２０上
をその長手方向に直線走査する。すなわち、ホログラム
１０３でレーザ光の偏向および収束が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の光走査装置１００において、通常用いられる走査用
ホログラム１０３の回折領域１１２に対してレーザ光が
入射する入射角は、回折効率が高くなるように４５゜近
辺に設定されている。すなわち、集光レンズ１０２の光
軸も走査用ホログラム１０３の面に対し約４５゜傾くよ
うに配置される。このため、半導体レーザ１０１および
集光レンズ１０２が走査用ホログラム１０３に対し斜め
下方に張り出すので、光走査装置１００を薄型にするこ
とは困難であるという問題があった。

【０００４】また、半導体レーザ１０１、集光レンズ１
０２を基準となるケース１３０の底面に対し斜めに取り
付けなければならず、走査用ホログラム１０３へのレー
ザ光の入射角の調整時には、半導体レーザ１０１と集光
レンズ１０２とを同時に回転、移動させる必要があり、
ケース１３０の構造が複雑となる共に入射位置の位置合
わせも難しく、生産性が低いという問題があった。

【０００５】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、薄型化が可能な光走査装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【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、レーザ光源と、そのレーザ
光源から出射されたレーザ光を集光されたレーザ光ある
いは平行なレーザ光として出力する光学素子とからなる
レーザユニットと、レーザ光を回折して感光媒体上を走
査させる走査用ホログラムと、前記レーザユニットから
のレーザ光を走査用ホログラムに入射させる入射制御手
段とを備え、前記レーザユニットから出力されるレーザ
光は、前記走査用ホログラムの面と略平行な方向に出射
されて、前記入射制御手段へ到達する。

【０００７】このとき、前記走査用ホログラムは回折領
域と透過領域とを有し、前記入射制御手段は、前記レー
ザユニットから出力されたレーザ光が前記走査用ホログ
ラムの前記透過領域を通過した後、前記回折領域に入射
するようにレーザ光を導いてもよい。

【０００８】また、前記透過領域における前記レーザ光
の透過率がその領域内で徐々に変化してもよい。

【０００９】また、前記入射制御手段が反射型ホログラ
ムを有してもよい。

【００１０】

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１の光走査
装置においては、レーザユニットが走査用ホログラム面
と略平行な方向にレーザ光を射出するため、レーザユニ
ットを走査用ホログラム面に平行に配置でき、斜め下方
に張り出すことがないため、薄型化が可能となる。従っ
て、光走査装置のケースの構成も簡単となり生産性も向
上する。また、入射制御手段により走査用ホログラムへ
の入射位置および入射角度を容易に調整することができ
る。

【００１１】また、請求項２の光走査装置においては、
走査用ホログラムが回折領域と透過領域とを有し、レー
ザ光が透過領域を通過した後、回折領域に入射するよう
にしている。

【００１２】また、請求項３の光走査装置においては、
走査用ホログラムの透過領域における透過率を徐々に変
化させているので、回折領域における回折効率の変動に
伴って生じる感光媒体の露光出力の変動を、透過領域の
透過率の変化により補正することができ、露光出力を一
定に保つことが可能となる。

【００１３】また、請求項４の光走査装置においては、
入射制御手段に反射型ホログラムを用いることにより、
収差補正も行うことができる。

【００１４】

【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。

【００１５】本発明を好適に適用した図１（ａ）及び図
１（ｂ）に示す光走査装置のケース３５内には、半導体
レーザ１０の出射口には半導体レーザ１０より出射され
るレーザ光を平行光とするための集光レンズ１１が設け
られている。本発明のレーザユニットはこれら半導体レ
ーザ１０と集光レンズ１１とから構成される。この半導
体レーザ１０及び集光レンズ１１は、その光軸が走査用
ホログラム１６の面と平行となり、さらに走査用ホログ
ラム１６の上方位置に配置されている。この走査用ホロ
グラム１６は透明の円盤状の基板からなるものであり、
その中心はモータ２４の回転軸に固着されてモータ２４
の回転駆動に伴って回転可能である。

【００１６】そして、その走査用ホログラム１６の周方
向にはレーザ光を回折する円弧状のホログラムファセッ
トからなる回折領域３２が複数個、本実施例では６個設
けられている。走査用ホログラム１６上ではこれら６個
の回折領域３２により円環状の回折領域が形成される。
また、それらの回折領域３２の円周方向外側部分がレー
ザ光を透過させる透過領域３０となっている。なお、走
査用ホログラム１６の基板の材料としては、樹脂、例え
ば、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ、ポリイミド等を用い
た基板を使用することができる。また、樹脂以外にガラ
スやセラミック等を用いてもよい。

【００１７】また、半導体レーザ１０及び集光レンズ１
１の光軸上で且つ走査用ホログラム１６の透過領域３０
の上方には、集光レンズ１１から出力されたレーザ光の
進路を下方へ９０°曲げて透過領域３０へ導く反射ミラ
ー１３が配置されている。さらに、透過領域３０を透過
後のレーザ光の光軸上には、そのレーザ光を走査用ホロ
グラム１６の回折領域３２へ入射させるための入射ミラ
ー１４が配置されている。

【００１８】走査用ホログラム１６の回折領域３２の上
方には回折されたレーザ光を感光体ドラム２２の方向へ
進行させるための反射ミラー１８が設けられており、こ
の反射ミラー１８で反射されたレーザ光は、さらにこの
実施例の光走査装置内に設けられている反射ミラー２０
により反射されて感光体ドラム２２の表面に集光され
る。

【００１９】このように構成された光走査装置では、図
１（ａ）に示すように、半導体レーザ１０から射出され
たレーザ光は集光レンズ１１でほぼ平行光とされた後、
反射ミラー１３で進路を下方へ９０゜曲げられ、図１
（ｂ）に示すように走査用ホログラム１６の透過領域３
０に垂直に入射する。透過領域３０を通過したレーザ光
は入射制御手段である入射ミラー１４で反射され、所定
の入射角で走査用ホログラム１６の回折領域３２に入射
する。回折領域３２で回折されたレーザ光は反射ミラー
１８および２０で反射され、感光体ドラム２２上に集光
される。そして、モータ２４の回転駆動によって走査用
ホログラム１６が回転することにより回折されたレーザ
光は感光体ドラム２２上をその長手方向に直線走査す
る。

【００２０】このように、半導体レーザ１０と、集光レ
ンズ１１が走査用ホログラム１６の面に平行に配置され
ているため、従来のような斜め下方への張り出し等がな
くなり、図１（ｂ）に一点鎖線で示したようにケース３
５の形状を従来よりも薄くすることができる。

【００２１】また、図２（ａ）に示すように入射ミラー
１４を平行移動させることにより走査用ホログラム１６
の回折領域３２への入射位置を制御することができる。
また、図２（ｂ）に示すように、入射ミラー１４を回転
させることにより入射角度を制御することができる。こ
のように、走査用ホログラム１６への入射位置及び入射
角度の調整に際し、半導体レーザ１０及び集光レンズ１
１を動かす必要はなく、入射ミラー１４を調整するだけ
でよいため、構成が簡単となり調整も容易となる。

【００２２】ところで、走査用ホログラム１６に形成さ
れている回折領域３２であるホログラムファセットの回
折効率は場所により一定ではなく、図３の破線に示すよ
うにファセット中央部Ａほど高く、周辺部Ｂ，Ｃほど低
くなっている。なお、Ａ，Ｂ，Ｃの位置は図１（ａ）の
走査用ホログラム１６に示してあるＡ，Ｂ，Ｃに対応し
ている。このため、１つのホログラムファセットで感光
体ドラム２２を一走査することから、感光体ドラム２２
上の走査線における露光出力は、中央部分ほど大きく、
端部ほど小さくなる。ここで、走査用ホログラム１６の
透過領域３０の透過率を各ファセットすなわち回折領域
３２に対応する位置において図３の実線のように中央部
分ほど低くなり、端部ほど高くなるように徐々に変化さ
せることにより、回折効率の変動を打ち消し、感光体ド
ラム２２上の走査線全体に渡り一定の露光出力を得るこ
とができる。

【００２３】以上、本発明の一実施例を図１乃至図３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。

【００２４】ホログラムの枚数および構成については特
に限定されない。例えば、図１の実施例では光走査、集
光を１枚の走査用ホログラム１６のみで行っていたが、
その前後に補正用のホログラムを設けてもよい。すなわ
ち、例えば、図４に示すように走査用ホログラム１６の
前に収差補正用ホログラム４０を設けてもよい。一般に
走査用ホログラム１６の作製時には半導体レーザよりも
波長の短いレーザ光の干渉が利用される。この記録時の
レーザ光と再生時のレーザ光の波長の違いにより収差が
発生し、感光体ドラム２２上におけるレーザスポット径
が増大する。従って、高解像度を実現するためには収差
補正が必要となる。

【００２５】この収差補正は収差補正用ホログラム４０
で行うことができる。収差補正用ホログラム４０の回折
方向は一般に走査用ホログラム１６の回折方向とは逆で
あるため、入射ミラー１４のあとに補正ミラー４１を設
けてある。この場合も、入射位置の調整は入射ミラー１
４の調整で行うことができる。このように、入射制御手
段として収差補正用ホログラム４０をも用いることによ
り、感光体ドラム２２上でのレーザスポット径の増大を
防止でき、高解像度の実現が可能となる。なお、走査用
ホログラム１６の後に半導体レーザ１０の波長変動補正
用あるいはｆθ補正用のホログラムを設けてもよい。

【００２６】また、図１に示す光走査装置において、入
射制御手段として入射ミラー１４の代わりに上述した反
射型ホログラムを配置してもよい。これにより、入射位
置調整と収差補正とを反射型ホログラムにおいて行うこ
とができる。

【００２７】また、透過領域３０の透過率を順次変化さ
せる方法は特に限定しない。例えば、膜厚分布を有する
薄い金属膜を設けてもよい。また、光を吸収する色素等
を塗布してもよい。また、図５に示すように透過領域と
して回折領域３２と同様のあるいは異なった他のホログ
ラム５０を用いてもよい。このホログラム５０の代わり
に回折格子を使用することもできる。このとき、回折領
域３２に入射するレーザ光はホログラム５０で回折され
ず垂直に透過するいわゆる０次回折光である。すなわ
ち、走査用ホログラム１６の回折領域３２における回折
効率が高い位置、つまりファセットの中央付近は、ホロ
グラム５０においても図５に破線で示す１次及び高次の
回折光強度が大きく、実線で示す垂直に透過する０次回
折光強度は小さくなる。逆に回折効率が低い場合は０次
回折光強度が大きく、１次及び高次回折光強度は小さく
なる。このため、回折領域３２の回折効率の変動とほぼ
同じ変動を有するホログラム５０あるいは回折格子を透
過領域に設けることにより、回折領域３２における１次
回折光の強度変動を透過領域に設けたホログラム５０あ
るいは回折格子の０次回折光強度の変化で補正すること
ができる。なお。ホログラム５０あるいは回折格子への
入射角は必ずしも垂直である必要はなく、垂直に近い角
度であれば同様の効果が得られる。

【００２８】また、透過領域３０は光走査装置の薄型化
のためには必ずしも必要ではなく、例えば図６に示すよ
うに、透過領域を設けなくてもよい。

【００２９】また、集光レンズ１１の光軸は走査用ホロ
グラム１６の面に対し、完全に平行となっている必要は
なく、概略平行であれば薄型化は可能である。また、図
１の実施例では集光レンズ１１の光軸は走査用ホログラ
ム１６の接線方向に配置されているがこれに限定される
わけではなく、走査用ホログラム１６の面に略平行な面
内であれば、接線方向以外でも薄型化は可能である。例
えば、集光レンズ１１の光軸を走査用ホログラム１６の
半径方向に配置してもよい。

【００３０】

【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、レーザユニットが走査用ホログ
ラム面に平行な光軸に沿ってレーザ光を射出するため、
半導体レーザおよび集光手段を走査用ホログラム面に平
行に配置でき、斜め下方に張り出すことがないため、薄
型化が可能となる。このとき、光走査装置を収納するケ
ースの構成も簡単となり生産性も向上する。また、走査
用ホログラムへのレーザ光の入射位置及び入射角度を調
整するための入射制御手段を備えているので、それらの
調整のために半導体レーザや集光手段の位置、角度を調
整する必要がなく、その調整が極めて容易になる。

【００３１】さらに、走査用ホログラムが回折領域と、
透過率が徐々に変化している透過領域とを有し、レーザ
光が透過領域を通過した後、回折領域に入射させること
により、回折領域の回折効率の変動による露光出力の変
動を透過領域の透過率の変化により補正することがで
き、感光媒体上での露光出力を一定に保つことが可能と
なる。

【００３２】また、入射制御手段として反射型ホログラ
ムを用いることにより、収差補正も同時に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光走査装置の一実施例を示す要部上面
図および側面図である。

【図２】入射位置調整を説明する部分図である。

【図３】回折効率および透過率の位置による変化を示す
説明図である。

【図４】本発明の光走査装置の他の実施例を示す部分側
面図である。

【図５】本発明の光走査装置の他の実施例を示す部分側
面図である。

【図６】本発明の光走査装置の他の実施例を示す部分側
面図である。

【図７】従来の光走査装置の構成を示す側面図である。

【符号の説明】

１０ 半導体レーザ １１ 集光レンズ １４ 入射ミラー １６ 走査用ホログラム ３０ 透過領域 ３２ 回折領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源と、そのレーザ光源から出射
   されたレーザ光を集光されたレーザ光あるいは平行なレ
   ーザ光として出力する光学素子とからなるレーザユニッ
   トと、 レーザ光を回折して感光媒体上を走査させる走査用ホロ
   グラムと、 前記レーザユニットからのレーザ光を走査用ホログラム
   に入射させる入射制御手段とを備え、 前記レーザユニットから出力されるレーザ光は、前記走
   査用ホログラムの面と略平行な方向に出射されて、前記
   入射制御手段へ到達することを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光走査装置において、前
   記走査用ホログラムは回折領域と透過領域とを有し、前
   記入射制御手段は、前記レーザユニットから出力された
   レーザ光が前記走査用ホログラムの前記透過領域を通過
   した後、前記回折領域に入射するようにレーザ光を導く
   ことを特徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光走査装置において、前
   記透過領域における前記レーザ光の透過率がその領域内
   で徐々に変化していることを特徴とする光走査装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光走査装置において、前
   記入射制御手段が反射型ホログラムを有することを特徴
   とする光走査装置。