JP2782140B2 - ホログラムスキャナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタ等に利用
可能なホログラムスキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５はホログラムスキャナの概略図であ
って、併せてメリジオナル面から見た光学経路が示され
ている。図中10は半導体レーザ、11はコリメータレン
ズ、20は前置きホログラム、40は後置きホログラムであ
る。前置きホログラム20と後置きホログラム40との間に
は、図外のモータにより回転駆動されるホログラムディ
スク30が配置されており、この面上には走査用ホログラ
ム31が設けられている。

【０００３】即ち、半導体レーザ10から発せられた再生
光L1は、コリメータレンズ11、前置きホログラム20を介
してホログラムディスク30上の走査用ホログラム31に入
射する。その後、走査用ホログラム31により回折して偏
向され、回折光L2として後置きホログラム40を介して走
査面50に導かれ結像される。ホログラムディスク30が回
転すると、これに応じて走査用ホログラム31に対する回
折光L2の出射角が変化し、回折光L2が紙面垂直方向に交
互に移動して光走査が行われる。なお、走査面50も光走
査方向（Ｘ方向とする）に直交した方向（Ｙ方向とす
る）に動いて、副走査が行われる。

【０００４】図５は回折光L2が後置きホログラム31の走
査中央に位置する状態が示されている。このときの走査
用ホログラム31に対する再生光L1の入射角は45°に設定
されている一方、後置きホログラム40に対する回折光L2
の入射角は0 °に設定されている。

【０００５】さて、半導体レーザ10から発せられた再生
光L1の瞳形状は、Ｙ方向( 再生光L1、回折光L2の光軸は
途中の光学系（走査用ホログラム31等) により曲げられ
るが、各光線の光軸に対するＸ方向、Ｙ方向の関係は変
わらない) に偏平した楕円となっている。コリメータレ
ンズ11、前置きホログラム20により、走査用ホログラム
31に入射する再生光L1の瞳形状は図２中の点線で示すよ
うに真円にされている。

【０００６】走査用ホログラム31に対する再生光L1の入
射角が45°であることから、走査用ホログラム31上での
再生光L1の瞳形状は図３中の点線で示すように１：√２
の割合で偏平した楕円となる。しかし、回折光L2が走査
中央にあるとき、走査用ホログラム31に対する回折光L2
の出射角も45°であることから、後置きホログラム40上
での回折光L2の瞳形状は図４中の点線で示すように真円
に戻る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、回折光L2が
走査中央から走査両端に近づくに従って、走査用ホログ
ラム31に対する回折光L2の出射角が45°から遠ざかるこ
とから、後置きホログラム40上での回折光L2の瞳形状は
図３及び図４中の点線で示すように真円からずれて偏平
した楕円となる。即ち、走査中央と走査両端とでは、後
置きホログラム40上での回折光L2の瞳形状が大きく異な
る。従って、収差が十分にとれた光学系の場合、回折限
界まで、ビームが絞れるため、この瞳形状のばらつき
は、走査面50上のスポット形状のばらつきとなる。ホロ
グラムスキャナをレーザプリンタに用いた場合について
説明する。この場合、走査面50は感光体ドラムに相当す
るが、感光体ドラム上の回折光L2の瞳形状が走査中央と
走査両端で異なると、プリンタ用紙上のスポット形状が
中央部と両端部とで変化して歪むことになり、印字の品
位が損なわれ、ホログラムスキャナの性能をも問われる
ことになる。

【０００８】本発明は上記した背景の下で創作されたも
のであって、その目的とするところは、走査面上のスポ
ット形状が走査中央と走査両端とで大きく変化しないよ
うに改良したホログラムスキャナを提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のホログラムスキ
ャナは、光源から発せられた再生光を前置きホログラム
を介してホログラムディスク上の走査用ホログラムに入
射させ、走査用ホログラムにより回折して偏向された回
折光を後置きホログラムを介して走査面に導いて結像さ
せ、ホログラムディスクの回転により回折光の偏向角を
変化せしめて光走査を行うホログラムスキャナにおい
て、走査用ホログラムに入射する再生光の瞳形状を光走
査方向に偏平した楕円にし、走査用ホログラム上での再
生光の瞳形状をほぼ真円にしてあることを特徴とする。

【００１０】

【作用】走査用ホログラムに入射する再生光の瞳形状を
光走査方向に偏平した楕円にして、走査用ホログラム上
での再生光の瞳形状がほぼ真円になるようにすると、走
査面上の再生光のスポット形状が走査中央、走査両端に
関係なく楕円となり、走査中央と走査両端とで、スポッ
ト形状の変化する度合いが小さくなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明にかかるホログラムスキャナの
一実施例について図面を参照して説明する。図１はホロ
グラムスキャナの概略構成図である。

【００１２】ここで例をあげて説明するホログラムスキ
ャナは、レーザプリンタに装備されているものである。
図中10は光源としての半導体レーザである。半導体レー
ザ10から発せられた再生光L1は、コリメータレンズ11、
前置きホログラム20を介してホログラムディスク30上の
走査用ホログラム31に入射する。

【００１３】前置きホログラム20は、半導体レーザ10か
ら導かれた再生光L1を回折して走査用ホログラム31に導
くという機能、他のホログラム( 走査用ホログラム31、
後置きホログラム40 )とともに走査面50上に表れる収差
を補正するという機能等を有している。

【００１４】ホログラムディスク30上にはその円周方向
に沿って走査用ホログラム31が合計６枚設けられてい
る。ホログラムディスク30の下方にはこれを回転させる
ためのモータ32が設けられている。即ち、再生光L1が走
査用ホログラム31に入射すると、走査用ホログラム31に
より回折して偏向され（回折光L2) 、ホログラムディス
ク30がモータ32の駆動により回転すると、これに応じて
回折光L2の偏向角が変化するようになっている。

【００１５】走査用ホログラム31から出た回折光L2は、
反射ミラー41、後置きホログラム40を介して走査面50
（感光体ドラムである）上に導かれて結像される。な
お、走査面に対する鉛直方向を図中Ｚ方向として示して
いる。

【００１６】後置きホログラム40はホログラムディスク
30と走査面50との間に固定された光走査方向に長い板材
であって、Ｆ・θ補正及び収差補正用として備えられて
いるものである。即ち、後置きホログラム40により、回
折光L2の走査面50上の収差が補正されるとともに( 前置
きホログラム20との相乗効果により) 、ホログラムディ
スク30の回転に比例した等速走査が確保されるようにな
っている。

【００１７】ホログラムディスク30が回転すると、回折
光L2の偏向角が変化し、これによって回折光L2が図中Ｘ
方向に動いて光走査が行われるようになっている。と同
時に、走査面50も図中Ｙ方向に動いて（感光体ドラムが
回転することにより）、副走査が行われるようになって
いる。

【００１８】なお、前置きホログラム20、走査用ホログ
ラム31、後置きホログラム40が果たす役割は基本的には
各々異なるものの、これらのホログラムが一体となって
所定の役割を果たすことから、これらに形成すべき回折
格子のパターンはコンピュータを利用した光線追跡によ
る最適化を行うことにより決定する。

【００１９】さて、走査用ホログラム31に入射する再生
光L1の瞳形状は、従来、真円又はＹ方向( 再生光L1、回
折光L2の光軸は前置きホログラム20、走査用ホログラム
31、反射ミラー41等により曲げられるものの、各光線の
光軸に対するＸ方向、Ｙ方向の関係は変わらないとす
る) に偏平した楕円であった。本発明では、走査用ホロ
グラム31に入射する再生光L1の瞳形状を積極的にＸ方向
（光走査方向）に偏平した楕円にし、走査用ホログラム
31に対する再生光L1の入射角との関連で、走査用ホログ
ラム31上での再生光L1の瞳形状を真円にする点が最大の
特徴である。

【００２０】走査用ホログラム31に入射する再生光L1の
瞳形状をＸ方向（光走査方向）に偏平して楕円にする方
法は、本実施例では、半導体レーザ10の出力開口をＸ方
向に伸びた形にすることにより行う。具体的には、走査
用ホログラム31上での再生光L1の瞳形状が真円となるよ
うな半導体レーザ10の出力開口を選定する。

【００２１】なお、他の方法として、半導体レーザ10と
前置きホログラム20との間にプリズムや1/2 波長板等の
光学素子を配置し、この光学素子により、走査用ホログ
ラム31に入射する再生光L1の瞳形状をＸ方向に偏平した
楕円にする方法がある。また前置きホログラム21にこの
ビーム整形機能を持たすようにしても良い。

【００２２】次に、上記のような構成のホログラムスキ
ャナの動作について説明する。但し、従来装置との比較
を明確にする意味で、走査用ホログラム31に対する再生
光L1の入射角を45°に設定する一方、回折光L2が走査中
央にあるときには、走査用ホログラム31に対する回折光
L2の出射角が45°であると仮定する。

【００２３】半導体レーザ10の出力開口を上記のように
変えた結果、走査用ホログラム31に入射する再生光L1の
瞳形状は図２に示すように√２：１の割合でＸ方向に偏
平した楕円となる。しかし、走査用ホログラム31に対す
る再生光L1の入射角が45°であることから、走査用ホロ
グラム31上での再生光L1の瞳形状は図３に示すように真
円となる。

【００２４】走査用ホログラム31上での再生光L1の瞳形
状を真円にしたことから、従来とは異なり、回折光L2が
走査中央にあるときでも、後置きホログラム40上での回
折光L2の瞳形状は図４に示すように楕円となる。回折光
L2が走査端にあるとき、後置きホログラム40上での回折
光L2の瞳形状が楕円であるのは従来と同様である。

【００２５】ところが、走査用ホログラム31に入射する
再生光L1の瞳形状が図２に示すようにＸ方向（光走査方
向）に伸びた形となっていることから、回折光L2が走査
端にあるとき、後置きホログラム40上での回折光L2の瞳
形状は図３及び図４に示すように楕円であるものの、従
来とは異なり歪みの小さなものとなる。

【００２６】後置きホログラム40上での回折光L2の瞳形
状を走査端と走査中央とで比較すると、その変化の度合
いは小さく、従来と比較するならば、変化の度合いが低
く抑えられている。従って、収差が十分にとれた光学系
の場合、回折限界（ビームウエスト）までビームが絞れ
るため、走査面50上での回折光L2のスポット形状が走査
中央と走査両端とで大きく変化しないことになる。

【００２７】従って、走査面50上でのドットがプリンタ
用紙の中央部と両端部とで大きく変化せず、その結果、
印字の品位が損なわることもなく、ホログラムスキャナ
として性能が向上する。

【００２８】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
前置きホログラム、後置きホログラムを有しないスキャ
ナ等にも適用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上、本発明のホログラムスキャナによ
る場合、走査用ホログラムに入射する再生光の瞳形状を
光走査方向に偏平した楕円にし、走査用ホログラム上で
の再生光の瞳形状が真円となるようにした構成となって
いるので、走査面上のスポット形状が走査中央と走査両
端とで大きく変化せず、印字の品位が損なわれるという
ことがない。それ故、ホログラムスキャナとして性能が
向上するというメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するための図であって、
ホログラムスキャナの概略構成図である。

【図２】走査用ホログラムに入射する再生光の瞳形状を
示す図である。

【図３】走査用ホログラムと後置きホログラムを模式的
に示した図であって、併せて走査用ホログラム上での再
生光の瞳形状を示す図である。

【図４】後置きホログラム上での回折光の瞳形状を示す
図である。

【図５】従来のホログラムスキャナを説明するための概
略図であって、メリジオナル面から見た光学経路が示さ
れている。

【符号の説明】

10 半導体レーザ 30 ホログラムディスク 31 走査用ホログラム 50 走査面 L1 再生光 L2 回折光

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザから発せられた再生光をホ
   ログラムディスク上の走査用ホログラムに入射させ、走
   査用ホログラムにより回折して偏向された回折光を走査
   面に導いて結像させ、ホログラムディスクの回転により
   回折光の偏向角を変化せしめて光走査を行うホログラム
   スキャナにおいて、走査用ホログラムに入射する再生光
   の瞳形状を光走査方向に偏平した楕円にし、走査用ホロ
   グラム上での再生光の瞳形状をほぼ真円にしてあること
   を特徴とするホログラムスキャナ。