JPH0815634A

JPH0815634A - ホログラムディスク

Info

Publication number: JPH0815634A
Application number: JP14744794A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Taki; 和也滝
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】ホログラムを用いた光走査装置において、レ
ーザ光の入射位置を最適位置に容易に調整することがで
きるホログラムディスクおよびそれを用いた光走査装置
の調整方法を提供する。【構成】所定のレーザ光１８を入射位置調整領域１４
に照射する。入射位置調整領域１４のホログラムパター
ンは走査領域１２の中央部と同一であるため、回折光２
７は走査線中央方向に回折される。そこで、走査線中央
に対応する位置にピンホール３０とフォトダイオード等
の光検出器３１を設置し、回折光２７がピンホール３０
を通して光検出器３１で検出されるように入射位置の調
整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光走査装置に用いられ
る光を偏向させる手段としてのホログラムディスクに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、ホログラムを用いた光走査装
置は図１０に示すように、半導体レーザ１０１と、集光
レンズ１０２と、ホログラムディスク１０３とから構成
されており、半導体レーザ１０１からの出射光は、集光
レンズ１０２によって例えば発散光とされた後、ホログ
ラムディスク１０３の走査領域１１２で回折され、感光
体ドラム１２０に照射される。ホログラムディスク１０
３はモータ１２２の回転軸に取り付けられており、その
回転駆動に伴ってホログラムディスク１０３が回転する
ことにより、ホログラムディスク１０３の走査領域１１
２にて回折されたレーザ光の一次回折光が、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、
ホログラムディスク１０３においてレーザ光の偏向およ
び収束が行われる。

【０００３】このホログラムディスク１０３には図１１
に示すように、走査領域１１２としてホログラムファセ
ットが形成され、円周方向に沿って複数個、例えばこの
図では６個が配置されている。従って、このホログラム
ディスク１０３が１回転することにより、レーザ光が感
光体ドラム１２０を６回走査する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常用
いられるホログラムディスク１０３の走査領域１１２に
設けられているホログラムパターンは半径方向、円周方
向共に場所により異なっており、当然ながら各々の場所
に応じて回折されたレーザ光の回折方向も異なることに
なる。よって、レーザ光の入射位置や入射角が回折の最
適条件からずれると、走査線の曲がりの増大、回折効率
の低下、走査スポット径の増大等が生じるため、走査特
性が著しく劣化し、感光体ドラム１２０上に形成される
画像の品質に悪影響が生じていた。

【０００５】そのため、ホログラムディスク１０３への
レーザ光の最適な入射位置を決定する必要があったが、
ホログラムディスク１０３自体には、入射位置の良否を
判断するための手段は存在しなかった。また、ホログラ
ムディスク１０３の走査領域１１２は肉眼では干渉色が
認められるのみであり、最適なレーザ光の入射位置を目
視により検出することは不可能であった。従って、個々
の光走査装置についての走査特性を測定しながら回折方
向を決定し、その方向にて回折光を検出しながら最適な
レーザ光の入射位置を決定することは多大な時間を要
し、光走査装置の生産性の低下を招くという問題があっ
た。

【０００６】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、ホログラムディスクを用いた光
走査装置におけるレーザ光の入射位置を容易に最適位置
に調整することができるホログラムディスクを提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のホログラムディスクは、レーザ光源から発せ
られるレーザ光を回折し、その回折されたレーザ光によ
り感光体を走査する光走査装置に用いられ、前記回折に
作用するホログラムディスクであって、所定間隔をおい
て複数個形成され、回折により前記レーザ光を偏向する
走査領域と、その各走査領域間の前記所定間隔に相当す
る部分に形成され、前記レーザ光のホログラムディスク
への入射位置及び入射角度を調整するための入射位置調
整領域とを有する。

【０００８】また、このホログラムディスクは、前記入
射位置調整領域が前記走査領域における前記レーザ光の
入射する位置と同一円周上に配置されてもよい。

【０００９】また、このホログラムディスクは、前記入
射位置調整領域の大きさが前記レーザ光源から発せられ
るレーザ光のスポットよりも小さくてもよい。

【００１０】また、このホログラムディスクは、前記入
射位置調整領域は前記走査領域の一部と同一のホログラ
ムパターンを有してもよい。

【００１１】また、このホログラムディスクは、前記入
射位置調整領域は前記走査領域の複数の部分と同一のホ
ログラムパターンの組合せから構成されてもよい。

【００１２】

【作用】上記の構成を有する本発明のホログラムディス
クは、入射するレーザ光の入射位置及び入射角度を調整
する際に使用する入射位置調整領域と、入射されたレー
ザ光を偏向する走査領域とから構成されているので、入
射位置調整領域に入射されたレーザ光の回折方向を検出
することによりレーザ光の入射位置及び入射角度が可能
となる。回折方向の検出は、例えば所定の位置に設けた
ピンホール等を通して回折光を検出することにより行わ
れる。

【００１３】なお、入射位置調整領域が走査領域と同一
円周上にあるようにすれば、実際の走査時の状態と同じ
状態で入射するレーザ光の調整を行うことができる。

【００１４】また、入射位置調整領域を入射するレーザ
光のスポットよりも小さくすることにより、回折光強度
が最大となるように調整すれば入射位置の平行ずれの調
整も行うことができる。

【００１５】また、入射位置調整領域のホログラムパタ
ーンが走査領域の一部と同一となるようにすると、実際
の走査条件と同一の条件で調整することが可能となる。

【００１６】また、入射位置調整領域を走査領域のなか
の複数の部分と同一のホログラムパターンの組合せから
構成することにより、複数の入射位置調整領域において
同時測定が可能となり、より精度の高い調整が可能とな
る。

【００１７】

【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。

【００１８】本発明を好適に適用したホログラムディス
ク１０では図１の平面図に示すように、ホログラムファ
セットから成る走査領域１２が円周方向に複数個、本実
施例では６個配置され、それら各走査領域１２の間に図
３（ａ）に示すごとく円形の入射位置調整領域１４が形
成されている。この入射位置調整領域１４は、走査領域
１２において、レーザ光１８が入射すべき位置２１（図
１に破線で示す）と同一円周上に配置され、例えば走査
領域１２の中央部と同一のホログラムパターンが形成さ
れている。また、入射位置調整領域１４の大きさは入射
するレーザ光１８のスポット径よりも小さくされてい
る。

【００１９】次に、このようなホログラムディスク１０
を用いた光走査装置の調整方法について図２を用いて説
明する。この調整に際しては、図１０に示す装置と同様
のものを使用するが、ホログラムディスク１０にて回折
されたレーザ光をピンホール３０に入射させる点が異な
っている。

【００２０】まず、図２に示すように、半導体レーザ２
５から出射したレーザ光を集光レンズ２６により所定の
スポット径のレーザ光１８とした後、入射位置調整領域
１４に照射する。入射位置調整領域１４のホログラムパ
ターンは走査領域１２の中央部と同一であるため、入射
位置調整領域１４にて回折された回折光２７は走査線の
中央部方向に回折される。そこで、走査線中央に対応す
る位置にピンホール３０とフォトダイオード等の光検出
器３１を設置し、回折光２７がピンホール３０を通して
光検出器３１で検出されるように入射位置の調整を行
う。すなわち、図２に示すように、入射角θを変化させ
ると回折光２７はピンホール３０の周辺をｙ方向に移動
する。入射角φを変化させると回折光２７はピンホール
３０の周辺をｘ方向に移動する。従って回折光２７がピ
ンホール３０を通過し、光検出器３１から出力が得られ
るように調整することにより、そのときレーザ光１８の
入射角度が最適な入射角度であるとすることができる。

【００２１】ところで、レーザ光１８の強度分布はガウ
ス分布をしており、レーザ光１８の中央ほど光強度が強
くなっている。また、入射位置調整領域１４はレーザ光
１８のスポット径より小さいため、レーザ光１８の入射
位置調整領域１４への入射角度を一定に保ち、レーザ光
１８の入射位置を平行移動させると、レーザ光１８の強
度分布に応じて光検出器３１にて検出される回折光２７
の強度が変化する。そこで、回折光２７の強度が最大と
なるように入射位置を調整して、入射位置調整領域１４
の中心とレーザ光１８の中心とを一致させることにより
最適なレーザ光１８の入射位置を決定できるので、その
調整は極めて容易となる。

【００２２】以上説明したように、ピンホール３０と光
検出器３１等の簡単な素子を用いて入射位置調整領域１
４における回折光２７を検出することによりレーザ光１
８の位置決めを容易に精度良く行うことができる。ま
た、入射位置調整領域１４と、レーザ光１８が入射すべ
き入射位置２１とが同一円周上となるように構成されて
いるので、実際の走査時と同様の動作で入射位置の調整
が可能となる。

【００２３】以上、本発明の一実施例を図１および図２
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】入射位置調整領域１４の形状は、図３
（ａ）に示すような円形に限定されるわけではない。例
えば、同図（ｂ）に示す楕円状、（ｃ）に示す矩形状、
（ｄ）に示す台形状、（ｅ）に示す扇型状、円弧状等で
もよい。

【００２５】また、入射位置調整領域１４の大きさは必
ずしもレーザ光のスポット径よりも小さい必要はない。
このとき、入射位置調整領域１４の中央ほど回折効率が
高くなるようにすることにより先の実施例と同様の入射
位置のずれに対する回折光強度の変化が得られる。ま
た、図４に示すように、入射位置調整領域１４をホログ
ラムパターンが形成された回折部３６とホログラムパタ
ーンは形成されていない透過部３５とから構成してもよ
い。これにより、入射位置調整領域１４の中心とレーザ
光１８の中心とが一致したときに回折光強度が最小とな
るため、光検出器３１の出力が最小となるように入射位
置を調整すれば、最適な入射位置を決定することができ
る。

【００２６】また、入射位置調整領域１４のホログラム
パターンは走査領域１２の中央部と同一のパターンであ
る必要はない。走査領域１２内におけるレーザ光の入射
位置２１と走査線上の位置とは対応しているため、入射
位置調整領域１４として用いたホログラムパターンを有
する走査領域１２の入射位置２１に対応した走査位置に
光検出器３１を設ければ先の実施例と同様に調整を行う
ことができる。

【００２７】また、入射位置調整領域１４のホログラム
パターンは走査領域１２の単一の部分と同一である必要
はない。例えば、図５のように複数の部分のパターンを
形成してもよい。すなわち、図５（ａ）のように走査線
の右端、左端に対応するパターン５１，５２を入射位置
調整領域１４に形成してもよい。この入射位置調整領域
１４にレーザ光１８を照射することにより図６（ａ）の
ように走査線の右端、左端の位置に同時に回折光が得ら
れるため、走査線の傾きや走査長の評価も同時に行うこ
ともでき調整精度が向上する。また、図５（ｂ）のよう
に走査線中央に対応するパターン５３も形成してもよ
い。これにより、図６（ｂ）のように走査線の右端、中
央、左端、の位置に同時に回折光が得られ、よりいっそ
う調整精度が向上する。また、図５（ａ）、（ｂ）にお
いて、右端と中央のパターンの組合せ等、上記の例以外
のその他の組合せも可能である。組み合わせる個数も特
に限定されず３個以上でもよい。このときの入射位置調
整領域１４の形状も特に限定されず、例えば図５（ｃ）
のような扇型状、あるいは矩形状等でもよい。

【００２８】また、図５（ｄ）のように各パターンを微
小領域とし、パターン５１，５２，５３に対応するパタ
ーンを複数個ずつ入射位置調整領域１４に設けてもよ
い。また、各パターン５１，５２，５３を重ねて露光を
行い、多重ホログラムとしてもよい。これにより図６
（ｃ）のように得られる複数の回折光のビーム形状が実
際の走査ビームに近いものとなり調整精度が向上する。
つまり、走査領域１２の複数の部分に対応するホログラ
ムパターンを入射位置調整領域１４として形成すること
により、その入射位置調整領域１４にレーザ光１８を照
射したときに複数の位置の同時に回折光が得られるの
で、調整精度が向上するのである。

【００２９】また、入射位置調整領域１４は走査領域以
外のホログラムパターンでもよい。この場合も走査線に
対応する位置ではなく、形成されたホログラムパターン
から得られるべき回折方向に光検出器を設ければよい。
例えば、図７のように最適入射位置を境界として、回折
方向の異なるホログラムパターン５６，５７を入射位置
調整領域１４として形成しておき、各ホログラムパター
ン５６，５７における回折光をそれぞれ光検出器５８，
５９で検出し、それらの光検出器５８，５９にて検出さ
れる回折光強度が等しくなるよう調整してもよい。

【００３０】また、入射位置調整領域１４は各走査領域
１２の間すべてに配置されている必要はなく、その一部
あるいは一箇所のみでもよい。さらに、図８に示すよう
に走査領域１２の間に複数の入射位置調整領域６１，６
２を設け、それぞれ複数の位置で調整を行ってもよい。
また、各走査領域１２の間の入射位置調整領域１４は同
一形状である必要はない。例えば、図９のように入射位
置調整領域６５，６６，６７の形状を各調整の目的に応
じて変化させてもよい。

【００３１】また、入射位置調整領域１４を、ホログラ
ムディスク１０の走査領域１２の入射位置と同一半径位
置に形成する必要はない。入射位置２１と入射位置調整
領域１４の半径方向の差があらかじめわかっていれば、
入射位置調整領域１４にレーザ光１８を照射して入射位
置を調整した後、上述した差の分だけ入射位置を移動さ
せればよい。

【００３２】回折光の検出方法としては、ピンホール３
０を透過させたレーザ光を光検出器３１にて検出する方
法に限定されるわけではない。例えば、光検出器として
２次元位置センサあるいはＣＣＤカメラ等の２次元像検
出手段を用いてもよい。これにより、最適入射位置と回
折光との位置のずれや回折光強度変化を電気的に検出で
きるため調整の自動化が容易となる。また、スリットと
１次元位置センサを組み合わせてもよい。また、４分割
等の複数分割フォトダイオードを用いて位置のずれを検
出してもよい。

【００３３】また、入射位置調整時はホログラムディス
ク１０を停止させておく必要はなく、ホログラムディス
ク１０を回転させながら半導体レーザ２５からレーザ光
１８を出射してもよい。これにより、各入射位置調整領
域１４からの回折光を光検出器３１で検出する際の信号
を時系列で検出でき、バランスのとれた調整を行うこと
ができる。

【００３４】なお、光走査装置の構成もホログラムディ
スク１０を用いたものであれば特に限定されない。例え
ば、レーザ光１８をホログラムディスク１０に入射させ
る前に、ホログラムレンズあるいは前置ホログラム等の
光学素子を介し、その後にホログラムディスク１０に入
射するように構成してもよい。また、ホログラムディス
クにて回折されたレーザ光１８を後置ホログラム等の光
学素子を通した後で感光体ドラムへ到達するようにして
もよい。また、ホログラムディスク１０に形成された走
査領域１２のホログラムパターンもレーザ光１８の回
折、走査を行うものであれば、そのパターンについては
特に限定されない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
請求項１のホログラムディスクによれば、ホログラムデ
ィスク自体にレーザ光の回折に使用する走査領域とレー
ザ光の入射位置を調整するための入射位置調整領域とを
有しているので、ホログラムディスクに入射させるレー
ザ光の最適な入射位置を容易に且つ短時間で調整でき
る。

【００３６】また、請求項２のホログラムディスクで
は、走査領域におけるレーザ光の入射位置と同一円周上
に入射位置調整領域を形成しているので、さらに最適な
レーザ光の入射位置を特定できる。

【００３７】また、請求項３のホログラムディスクで
は、入射位置調整領域の大きさをレーザ光のスポット径
よりも小さくしているため、入射レーザ光の強度分布に
応じて回折光の強度が変化するので、入射位置を最適に
するためには回折光の強度が最大となるように調整すれ
ばよく、調整がきわめて容易になる。

【００３８】また、請求項４のホログラムディスクで
は、入射位置調整領域は走査領域の一部と同一のホログ
ラムパターンを有しているので、入射位置調整領域にて
回折されるレーザ光の回折方向を予め予測することがで
き、その方向にて回折光の検出を行うことにより、最適
な入射位置を容易に精度良く決定できる。

【００３９】また、請求項５のホログラムディスクで
は、入射位置調整領域は走査領域の複数の部分と同一の
ホログラムパターンの組合せからなるので、レーザ光を
入射位置調整領域に入射させることにより同時に複数の
位置の回折光を生じさせることができるので、各回折光
を検出することによって、より最適な入射位置を求める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホログラムディスクの一実施例を示す要部上面
図である。

【図２】ホログラムディスクを用いた光走査装置の調整
方法を説明する斜視図である。

【図３】ホログラムディスクの入射位置調整領域の他の
実施例を示す上面図である。

【図４】ホログラムディスクの入射位置調整領域の他の
実施例を示す上面図である。

【図５】ホログラムディスクの入射位置調整領域の他の
実施例を示す上面図である。

【図６】ホログラムディスクを用いたの光走査装置の調
整方法の他の実施例を示す説明図である。

【図７】ホログラムディスクを用いた光走査装置の調整
方法の他の実施例を示す説明図である。

【図８】ホログラムディスクの他の実施例を示す部分上
面図である。

【図９】ホログラムディスクの他の実施例を示す部分上
面図である。

【図１０】従来の光走査装置の構成を示す要部側面図で
ある。

【図１１】従来のホログラムディスクを示す要部上面図
である。

【符号の説明】

１０ホログラムディスク１２走査領域１４入射位置調整領域１８レーザ光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源から発せられるレーザ光を回
折し、その回折されたレーザ光により感光体を走査する
光走査装置に用いられ、前記回折に作用するホログラム
ディスクであって、所定間隔をおいて複数個形成され、回折により前記レー
ザ光を偏向する走査領域と、その各走査領域間の前記所定間隔に相当する部分に形成
され、前記レーザ光のホログラムディスクへの入射位置
及び入射角度を調整するための入射位置調整領域とを有
することを特徴とするホログラムディスク。
【請求項２】請求項１記載のホログラムディスクにお
いて、前記入射位置調整領域が前記走査領域における前
記レーザ光の入射する位置と同一円周上に配置されてい
ることを特徴とするホログラムディスク。
【請求項３】請求項１記載のホログラムディスクにお
いて、前記入射位置調整領域の大きさが前記レーザ光源
から発せられるレーザ光のスポットよりも小さいことを
特徴とするホログラムディスク。
【請求項４】請求項１記載のホログラムディスクにお
いて、前記入射位置調整領域は前記走査領域の一部と同
一のホログラムパターンを有していることを特徴とする
ホログラムディスク。
【請求項５】請求項１記載のホログラムディスクにお
いて、前記入射位置調整領域は前記走査領域の複数の部
分と同一のホログラムパターンの組合せからなることを
特徴とするホログラムディスク。