JPH04345123A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
- Publication number
- JPH04345123A JPH04345123A JP11824491A JP11824491A JPH04345123A JP H04345123 A JPH04345123 A JP H04345123A JP 11824491 A JP11824491 A JP 11824491A JP 11824491 A JP11824491 A JP 11824491A JP H04345123 A JPH04345123 A JP H04345123A
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- JP
- Japan
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- hologram
- diffraction efficiency
- laser
- spot
- toric lens
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- Pending
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザプリンタ
ーやレーザ複写機における、レーザ光をホログラム等の
回折格子により偏向し直線走査する光偏向装置に関する
ものである。
ーやレーザ複写機における、レーザ光をホログラム等の
回折格子により偏向し直線走査する光偏向装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、レーザ光を偏向させ、被走査
面を走査する光走査装置が知られている。このような光
走査装置の一種として、光源に半導体レーザ、偏向手段
としてホログラムディスクを用いたものが提案されてい
る（例えば特願昭５４−１４７５４４号、特願昭５７−
５５２７５号）。以下、図６によりレーザプリンタ用の
従来の光走査装置について簡単に説明する。
面を走査する光走査装置が知られている。このような光
走査装置の一種として、光源に半導体レーザ、偏向手段
としてホログラムディスクを用いたものが提案されてい
る（例えば特願昭５４−１４７５４４号、特願昭５７−
５５２７５号）。以下、図６によりレーザプリンタ用の
従来の光走査装置について簡単に説明する。
【０００３】半導体レーザ光源１から射出されたレーザ
ビームはコリメータレンズ２を通って、偏向手段として
の第１のホログラム３および第２のホログラム４により
回折され、感光体ドラム等の被走査面５に結像される。 したがってホログラム４を回転させることにより被走査
面５のレーザスポットを走査することができる。また前
記ホログラム４は複数枚同一ディスク上に配置され、ホ
ログラムディスク１回転でホログラムの数と同一回数走
査することができる。
ビームはコリメータレンズ２を通って、偏向手段として
の第１のホログラム３および第２のホログラム４により
回折され、感光体ドラム等の被走査面５に結像される。 したがってホログラム４を回転させることにより被走査
面５のレーザスポットを走査することができる。また前
記ホログラム４は複数枚同一ディスク上に配置され、ホ
ログラムディスク１回転でホログラムの数と同一回数走
査することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、２つの光源の
干渉により作製した干渉ホログラムの場合、ホログラム
内で露光量のばらつきが生じその結果回折効率がホログ
ラム内の位置により異なる。このため感光体ドラム上で
ほぼ均一のレーザスポットになるように最適設計された
従来の光学系においては実際に感光体ドラム上に形成さ
れるドット系（感光した部分の径）は走査線の中央部と
両端部とでは大きく異なることになる。
干渉により作製した干渉ホログラムの場合、ホログラム
内で露光量のばらつきが生じその結果回折効率がホログ
ラム内の位置により異なる。このため感光体ドラム上で
ほぼ均一のレーザスポットになるように最適設計された
従来の光学系においては実際に感光体ドラム上に形成さ
れるドット系（感光した部分の径）は走査線の中央部と
両端部とでは大きく異なることになる。
【０００５】回折効率を均一にするためホログラム作製
時の露光方法やレジストに工夫を加えたり、また、計算
機ホログラムを使用することも考えられるが、作製コス
トの増大や回折格子の最小ピッチが限られるという問題
点を有していた。
時の露光方法やレジストに工夫を加えたり、また、計算
機ホログラムを使用することも考えられるが、作製コス
トの増大や回折格子の最小ピッチが限られるという問題
点を有していた。
【０００６】また、レーザ光源の波長変動によるホログ
ラムの回折角の変化が感光体ドラム上のレーザスポット
位置に与える影響を抑制するために、第１および第２の
ホログラムにより回折角の変化を相殺するように設定し
ているが、２回回折しることによりレーザ光の利用効率
がさらにちいさくなると言う問題を有していた。
ラムの回折角の変化が感光体ドラム上のレーザスポット
位置に与える影響を抑制するために、第１および第２の
ホログラムにより回折角の変化を相殺するように設定し
ているが、２回回折しることによりレーザ光の利用効率
がさらにちいさくなると言う問題を有していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、ホログラムと感光体ドラムとの間に長尺
トーリックレンズを設けた構成としたものである。
めに本発明は、ホログラムと感光体ドラムとの間に長尺
トーリックレンズを設けた構成としたものである。
【０００８】
【作用】レーザスポット径は所定の解像度を得るために
その大きさの範囲が決められており、１００μｍ径のレ
ーザスポットの場合通常は２０から４０μｍの幅がある
。通常レーザスポット径はピーク値の１／ｅ２の所の径
をさすため、ピーク値が異なる場合、すなわちホログラ
ムの回折効率が異なる場合、異なる位置のスポットはそ
の径が同じでも感光体ドラム上で感光する面積が異なる
。
その大きさの範囲が決められており、１００μｍ径のレ
ーザスポットの場合通常は２０から４０μｍの幅がある
。通常レーザスポット径はピーク値の１／ｅ２の所の径
をさすため、ピーク値が異なる場合、すなわちホログラ
ムの回折効率が異なる場合、異なる位置のスポットはそ
の径が同じでも感光体ドラム上で感光する面積が異なる
。
【０００９】レーザ光源の出力を変化させずに１走査中
の感光体ドラム上に形成されるドット径をほぼ同じにす
るため、走査線の中心部から離れるにしたがってレーザ
スポット径が大きくなるように長尺トーリックレンズに
より焦点位置を感光体ドラム表面から前後にずらせる。 これによりホログラムの回折効率の小さい部分を透過し
た場合、レーザスポット全体の光量は下がるが、感光体
ドラムの感光限界の光強度以上にスポット径は走査線の
中央部とほぼ同じにすることが出来る。
の感光体ドラム上に形成されるドット径をほぼ同じにす
るため、走査線の中心部から離れるにしたがってレーザ
スポット径が大きくなるように長尺トーリックレンズに
より焦点位置を感光体ドラム表面から前後にずらせる。 これによりホログラムの回折効率の小さい部分を透過し
た場合、レーザスポット全体の光量は下がるが、感光体
ドラムの感光限界の光強度以上にスポット径は走査線の
中央部とほぼ同じにすることが出来る。
【００１０】レーザスポットの光強度分布は通常ガウス
分布で表され、Ｘ方向（スポット断面の半径方向）の光
強度ｙ（ｘ）は次式で表される。
分布で表され、Ｘ方向（スポット断面の半径方向）の光
強度ｙ（ｘ）は次式で表される。
【００１１】
【数３】
【００１２】ここでＰ／ｕ（２π）／σは光強度のピー
クを表す上式においてホログラムの回折効率が最大の点
Ｃを通過したレーザビームによるσｃ，Ｐｃ（Ｃ点の回
折効率）なるレーザスポットと、ホログラム内の点Ｓを
通過したレーザビームによるσｓ，Ｐｓなるレーザスポ
ットが共に半径Ｒのドットを感光体ドラム上に作る場合
クを表す上式においてホログラムの回折効率が最大の点
Ｃを通過したレーザビームによるσｃ，Ｐｃ（Ｃ点の回
折効率）なるレーザスポットと、ホログラム内の点Ｓを
通過したレーザビームによるσｓ，Ｐｓなるレーザスポ
ットが共に半径Ｒのドットを感光体ドラム上に作る場合
【００１３】
【数４】
【００１４】より
【００１５】
【数５】
【００１６】なる関係が得られる。ここで、Ｐは回折効
率の比である。（Ｐ≦１）σｓ，Ｐｓなるレーザスポッ
トの１／ｅ２のスポット径Ｄｓはガウス分布の式より
率の比である。（Ｐ≦１）σｓ，Ｐｓなるレーザスポッ
トの１／ｅ２のスポット径Ｄｓはガウス分布の式より
【
００１７】
００１７】
【数６】
【００１８】となる。ここでｙｓ（０）は
【００１９】
【数７】
【００２０】であるから
【００２１】
【数８】
【００２２】となる。すなわち、Ｓを通過したレーザス
ポット径ＤｓはＰｃ，σｃなるレーザスポットと感光体
ドラム上のドットの半径Ｒおよび点Ｓの回折効率Ｐｓか
らなる関係式５を満たすσｓにより決定することが出来
る。
ポット径ＤｓはＰｃ，σｃなるレーザスポットと感光体
ドラム上のドットの半径Ｒおよび点Ｓの回折効率Ｐｓか
らなる関係式５を満たすσｓにより決定することが出来
る。
【００２３】（数５），（数６）、に示す関係を用いて
ホログラム上の任意の点Ｓを通過したレーザビームによ
るレーザスポット径Ｄｓを決定し、ホログラムと感光体
ドラムの間に位置する長尺トーリックレンズによりレー
ザスポット径Ｄｓになるように設定することによりホロ
グラム内の回折効率が不均一な場合においても感光体ド
ラム上に形成されるドットはほぼ均一な大きさにするこ
とが出来る。
ホログラム上の任意の点Ｓを通過したレーザビームによ
るレーザスポット径Ｄｓを決定し、ホログラムと感光体
ドラムの間に位置する長尺トーリックレンズによりレー
ザスポット径Ｄｓになるように設定することによりホロ
グラム内の回折効率が不均一な場合においても感光体ド
ラム上に形成されるドットはほぼ均一な大きさにするこ
とが出来る。
【００２４】また、長尺トーリックレンズをもちいるこ
とにより、ホログラムの回折角がレーザ光源の波長によ
り変化しレーザビームの長尺トーリックレンズへの入射
位置が異なった場合においても感光体ドラム上のスポッ
ト位置はほとんど変化しないため、従来ホログラムを２
枚用いて波長変動の対策を取っていたが、ホログラム１
枚と長尺トーリックレンズ１枚で済むため、レーザ光の
利用効率を高めることが出来る。
とにより、ホログラムの回折角がレーザ光源の波長によ
り変化しレーザビームの長尺トーリックレンズへの入射
位置が異なった場合においても感光体ドラム上のスポッ
ト位置はほとんど変化しないため、従来ホログラムを２
枚用いて波長変動の対策を取っていたが、ホログラム１
枚と長尺トーリックレンズ１枚で済むため、レーザ光の
利用効率を高めることが出来る。
【００２５】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。図１に本実施例の光走査装置の概略構成を示す
。６は半導体レーザ光源、７はコリメータレンズ、８は
ホログラムディスク、９は長尺トーリックレンズ、１０
は感光ドラム等の被走査面である。上記の構成によって
、半導体レーザ光源６から出射されたレーザ光は、コリ
メータレンズ７により平行光または集束光となる。さら
に、ホログラムディスク８により被走査面上の所定の走
査線に沿って走査するようにレーザビームの波面が補正
される。長尺トーリックレンズでは感光体ドラム上に均
一なドットが形成されるようにレーザビームの焦点位置
調整が行われる。
明する。図１に本実施例の光走査装置の概略構成を示す
。６は半導体レーザ光源、７はコリメータレンズ、８は
ホログラムディスク、９は長尺トーリックレンズ、１０
は感光ドラム等の被走査面である。上記の構成によって
、半導体レーザ光源６から出射されたレーザ光は、コリ
メータレンズ７により平行光または集束光となる。さら
に、ホログラムディスク８により被走査面上の所定の走
査線に沿って走査するようにレーザビームの波面が補正
される。長尺トーリックレンズでは感光体ドラム上に均
一なドットが形成されるようにレーザビームの焦点位置
調整が行われる。
【００２６】ホログラムディスク８には複数のホログラ
ム８−ａ，８−ｂ，８−ｃ，８−ｄが設けられており、
それぞれが１走査を行えるようになっている。ホログラ
ムは感光体ドラム上で所定のスポット径をなすように最
適設計されるがその所定のスポット径はホログラムの回
折効率まで考慮されたものではない。
ム８−ａ，８−ｂ，８−ｃ，８−ｄが設けられており、
それぞれが１走査を行えるようになっている。ホログラ
ムは感光体ドラム上で所定のスポット径をなすように最
適設計されるがその所定のスポット径はホログラムの回
折効率まで考慮されたものではない。
【００２７】ホログラムは２つの光源を用いた干渉露光
による作製が一般的であるが、光源に近い部分と光源か
ら遠い部分とでは回折効率が異なり、光源に近い方が回
折効率は高くなる。このため図２に示すように１走査中
のスポット径の変化は従来２−ａのようになるように設
計されていたが、２−ｂのように走査端部に近づくほど
１／ｅ２径が大きくなるように長尺トーリックレンズに
より焦点位置をずらしている。図３に焦点位置の違いを
示す。
による作製が一般的であるが、光源に近い部分と光源か
ら遠い部分とでは回折効率が異なり、光源に近い方が回
折効率は高くなる。このため図２に示すように１走査中
のスポット径の変化は従来２−ａのようになるように設
計されていたが、２−ｂのように走査端部に近づくほど
１／ｅ２径が大きくなるように長尺トーリックレンズに
より焦点位置をずらしている。図３に焦点位置の違いを
示す。
【００２８】レーザスポットの強度分布を図４に示す。
４−ａは走査線中心部近傍のスポット断面、３−ｂは走
査線端部のスポット断面、４−ｃはホログラムの回折効
率も考慮した走査線端部のスポット断面である。４−ａ
，４−ｂは実際に感光体ドラムに入射するレーザスポッ
トである。４−ａと４−ｃの感光限界光量におけるスポ
ット径は同じでありこのとき形成されるドットの大きさ
も同じとなる。４−ｂと４−ｃの差はホログラムの回折
効率による。
査線端部のスポット断面、４−ｃはホログラムの回折効
率も考慮した走査線端部のスポット断面である。４−ａ
，４−ｂは実際に感光体ドラムに入射するレーザスポッ
トである。４−ａと４−ｃの感光限界光量におけるスポ
ット径は同じでありこのとき形成されるドットの大きさ
も同じとなる。４−ｂと４−ｃの差はホログラムの回折
効率による。
【００２９】また、図５に示すようにレーザ光源の波長
変動によりホログラムの回折角が異なってもトーリック
レンズにより被走査面上のレーザスポットの位置はほと
んど変化しない。
変動によりホログラムの回折角が異なってもトーリック
レンズにより被走査面上のレーザスポットの位置はほと
んど変化しない。
【００３０】以上のように本実施例によれば、レーザビ
ームはホログラム内の回折効率変化に対応して回折効率
の大きい走査中心近傍で最も小さなレーザスポット（１
／ｅ２のスポット径）をなし、回折効率が小さくなって
いく走査中心以外では感光体ドラム上でほぼ同じ感光面
積になるようにレーザスポットを長尺トーリックレンズ
で大きくすることにより、１走査中の感光体ドラム上に
形成されるドット径を均一化することができる。
ームはホログラム内の回折効率変化に対応して回折効率
の大きい走査中心近傍で最も小さなレーザスポット（１
／ｅ２のスポット径）をなし、回折効率が小さくなって
いく走査中心以外では感光体ドラム上でほぼ同じ感光面
積になるようにレーザスポットを長尺トーリックレンズ
で大きくすることにより、１走査中の感光体ドラム上に
形成されるドット径を均一化することができる。
【００３１】また、長尺トーリックレンズをもちいるこ
とにより、ホログラムの回折角がレーザ光源の波長によ
り変化しレーザビームの長尺トーリックレンズへの入射
位置が異なった場合においても感光体ドラム上のスポッ
ト位置はほとんど変化しないため、従来ホログラムを２
枚用いて波長変動の対策を取っていたが、ホログラム１
枚と長尺トーリックレンズ１枚で済むため、レーザ光の
利用効率を高めることが出来る。
とにより、ホログラムの回折角がレーザ光源の波長によ
り変化しレーザビームの長尺トーリックレンズへの入射
位置が異なった場合においても感光体ドラム上のスポッ
ト位置はほとんど変化しないため、従来ホログラムを２
枚用いて波長変動の対策を取っていたが、ホログラム１
枚と長尺トーリックレンズ１枚で済むため、レーザ光の
利用効率を高めることが出来る。
【００３２】なお、上記実施例ではコリメータレンズに
より平行光または集束光としているが、ホログラムディ
スクおよび長尺トーリックレンズにより集束させること
でコリメータレンズを除くこともできる。
より平行光または集束光としているが、ホログラムディ
スクおよび長尺トーリックレンズにより集束させること
でコリメータレンズを除くこともできる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーザビ
ームはホログラム内の回折効率変化に対応して回折効率
の大きい走査中心近傍で最も小さなレーザスポット１／
ｅ２のスポット径）をなし、回折効率が小さくなってい
く走査中心以外では感光体ドラム上でほぼ同じ感光面積
になるようにレーザスポットを長尺トーリックレンズで
大きくすることにより、ホログラムを作製する際に回折
効率を均一化するため光量の均一化を図ったり、感光体
ドラムの感度を調整したり、レーザ光源の強度を１走査
中に変化させたりすることなく、１走査中の感光体ドラ
ム上に形成されるドット径を均一化することができる。
ームはホログラム内の回折効率変化に対応して回折効率
の大きい走査中心近傍で最も小さなレーザスポット１／
ｅ２のスポット径）をなし、回折効率が小さくなってい
く走査中心以外では感光体ドラム上でほぼ同じ感光面積
になるようにレーザスポットを長尺トーリックレンズで
大きくすることにより、ホログラムを作製する際に回折
効率を均一化するため光量の均一化を図ったり、感光体
ドラムの感度を調整したり、レーザ光源の強度を１走査
中に変化させたりすることなく、１走査中の感光体ドラ
ム上に形成されるドット径を均一化することができる。
【００３４】また、ホログラムを用いた光走査装置では
レーザ光源の波長ばらつきや温度変化、また印加電流の
変化による波長変動によりレーザスポットの位置が大き
く変化したり、ホログラムディスクの面振れにたいして
従来のポリゴンミラー方式よりも影響が大きいという欠
点があったが、長尺トーリックレンズを用いることによ
りこれらの欠点も同時に取り除くことが出来る。
レーザ光源の波長ばらつきや温度変化、また印加電流の
変化による波長変動によりレーザスポットの位置が大き
く変化したり、ホログラムディスクの面振れにたいして
従来のポリゴンミラー方式よりも影響が大きいという欠
点があったが、長尺トーリックレンズを用いることによ
りこれらの欠点も同時に取り除くことが出来る。
【図１】本発明の実施例における光走査装置を示す構成
図
図
【図２】本発明の光走査装置のスポット径の変化グラフ
【図３】レーザビームの変化を示す図
【図４】本発明の光走査装置のスポット強度分布を示す
図
図
【図５】長尺トーリックレンズによりレーザ光の波長変
動による影響が補正される状況を示す図
動による影響が補正される状況を示す図
【図６】従来の
光走査装置の構成図
光走査装置の構成図
６ レーザ光源
８ ホログラムディスク
９ 長尺トーリックレンズ
１０ 被走査面
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ光源と、該レーザ光源より出射
するレーザビームを所定の走査線に沿って走査のための
ホログラムディスクと感光体ドラムとを用いた光走査装
置において、前記ホログラムと感光体ドラムとの間に、
長尺トーリックレンズを設けたことを特徴とする光走査
装置。 - 【請求項２】 ホログラムディスク上に設けられたホ
ログラム内の点Ｓ（ｒ，θ）における回折効率の比をＰ
とした場合、 【数１】 ただし、Ｐｓ（ｒ，θ）は点Ｓにおける回折効率Ｐｍａ
ｘ はホログラム内の最大回折効率σｃ はホ
ログラム内の回折効率が最大の点を通過したレーザビー
ムが感光体ドラム上に形成するレーザスポット強度のガ
ウス分布の偏差 σｓ は点Ｓを通過した場合の偏差Ｒ
は感光体ドラム上に形成されるドットの半径 で表せるσｓを用いて感光体ドラム上野レーザスポット
径Ｄｓが 【数２】 であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11824491A JPH04345123A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11824491A JPH04345123A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04345123A true JPH04345123A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14731808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11824491A Pending JPH04345123A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04345123A (ja) |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP11824491A patent/JPH04345123A/ja active Pending
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