JPH0560997A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPH0560997A JPH0560997A JP22386991A JP22386991A JPH0560997A JP H0560997 A JPH0560997 A JP H0560997A JP 22386991 A JP22386991 A JP 22386991A JP 22386991 A JP22386991 A JP 22386991A JP H0560997 A JPH0560997 A JP H0560997A
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- aspherical lens
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザの波長変動に対応でき、かつ結
像点では無収差であり、ビームスポット径が十分絞り切
れるような光走査装置を提供する。 【構成】 半導体レーザ１と、前記半導体レーザ１より
出射した発散波を波面変更する非球面レンズ１２と前記
非球面レンズ１２を透過したレーザ光を回折するホログ
ラムレンズ１１と前記非球面レンズ１２により波面変更
され、前記ホログラムレンズ１１により回折されたレー
ザー光を偏向、走査するホログラムディスク３とからな
る構成で、前記ホログラム格子が非球面レンズの一方の
面に形成されることを特徴とした光走査装置。
像点では無収差であり、ビームスポット径が十分絞り切
れるような光走査装置を提供する。 【構成】 半導体レーザ１と、前記半導体レーザ１より
出射した発散波を波面変更する非球面レンズ１２と前記
非球面レンズ１２を透過したレーザ光を回折するホログ
ラムレンズ１１と前記非球面レンズ１２により波面変更
され、前記ホログラムレンズ１１により回折されたレー
ザー光を偏向、走査するホログラムディスク３とからな
る構成で、前記ホログラム格子が非球面レンズの一方の
面に形成されることを特徴とした光走査装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザビームプリンター
等に用いられる光走査装置に関するものである。
等に用いられる光走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＯＡ機器の出力装置が普及する中
で、高精細、低騒音のレーザビームプリンタが注目を浴
びている。現在のレーザビームプリンタは、ポリゴンミ
ラースキャナを用いた光スキャナー装置が多く用いられ
ている。しかし、ｆ・θレンズ等の多くの光学系部品、
ポリゴンミラーの加工困難さ等、多くの高コストの問題
を有している。現在、コストを下げるためポリゴンミラ
ーに変わる他の走査方法、ｆ・θレンズのホログラムス
キャナの開発も進められている。以下、図面を参照にし
ながら、上述した従来のホログラムスキャナを用いた光
走査装置の一例について説明する。
で、高精細、低騒音のレーザビームプリンタが注目を浴
びている。現在のレーザビームプリンタは、ポリゴンミ
ラースキャナを用いた光スキャナー装置が多く用いられ
ている。しかし、ｆ・θレンズ等の多くの光学系部品、
ポリゴンミラーの加工困難さ等、多くの高コストの問題
を有している。現在、コストを下げるためポリゴンミラ
ーに変わる他の走査方法、ｆ・θレンズのホログラムス
キャナの開発も進められている。以下、図面を参照にし
ながら、上述した従来のホログラムスキャナを用いた光
走査装置の一例について説明する。
【０００３】図３は、従来のホログラムスキャナ装置の
構成を示す図であり、図４は従来のホログラムスキャナ
装置の斜視図を示すものである。
構成を示す図であり、図４は従来のホログラムスキャナ
装置の斜視図を示すものである。
【０００４】図３、図４に於いて、１は半導体レーザ、
２は収差補正用ホログラムレンズ、３はホログラムディ
スク、４はホログラムディスク表面に形成された１つの
セクター分の走査用ホログラム、５は半導体レーザから
出射した発散球面波である。６は発散球面波５が収差補
正用ホログラムレンズ２より回折された回折光である。
７は走査用ホログラムより回折された走査光である。８
は走査光７が結像位置に置かれた感光ドラムである。９
はホログラムディスク３を回転するモータである。以下
その動作について説明する。
２は収差補正用ホログラムレンズ、３はホログラムディ
スク、４はホログラムディスク表面に形成された１つの
セクター分の走査用ホログラム、５は半導体レーザから
出射した発散球面波である。６は発散球面波５が収差補
正用ホログラムレンズ２より回折された回折光である。
７は走査用ホログラムより回折された走査光である。８
は走査光７が結像位置に置かれた感光ドラムである。９
はホログラムディスク３を回転するモータである。以下
その動作について説明する。
【０００５】半導体レーザ１から出射した球面発散波５
は、収差補正用ホログラムレンズ２により回折され回折
光６になる。この回折光６はホログラムディスク３上の
走査用ホログラム４により再び回折され収束球面波状に
進む走査光７になり、感光ドラム８上に結像する。この
時ホログラムディスク３が、モータ９からホログラムデ
ィスク３の中心を軸として回転駆動を受けて、回転運動
すれば、感光ドラム８上に結像した結像点が、感光ドラ
ム８上を１０に示すような走査痕のように直線状に走査
する事になる。
は、収差補正用ホログラムレンズ２により回折され回折
光６になる。この回折光６はホログラムディスク３上の
走査用ホログラム４により再び回折され収束球面波状に
進む走査光７になり、感光ドラム８上に結像する。この
時ホログラムディスク３が、モータ９からホログラムデ
ィスク３の中心を軸として回転駆動を受けて、回転運動
すれば、感光ドラム８上に結像した結像点が、感光ドラ
ム８上を１０に示すような走査痕のように直線状に走査
する事になる。
【０００６】この時、収差補正用ホログラムレンズ２は
半導体レーザ１において発振波長が周辺温度、駆動電流
により変動するモードホッピングと呼ばれる現象を防
ぎ、走査用ホログラム４で回折する走査光７の回折角θ
ｄを一定にする作用がある。つまり収差補正用ホログラ
ムレンズ２と走査用ホログラム４の間で波長変動による
回折角の変化を相殺するように収差補正用ホログラムレ
ンズ２からの回折光６の回折角が変わるのである。
半導体レーザ１において発振波長が周辺温度、駆動電流
により変動するモードホッピングと呼ばれる現象を防
ぎ、走査用ホログラム４で回折する走査光７の回折角θ
ｄを一定にする作用がある。つまり収差補正用ホログラ
ムレンズ２と走査用ホログラム４の間で波長変動による
回折角の変化を相殺するように収差補正用ホログラムレ
ンズ２からの回折光６の回折角が変わるのである。
【０００７】又、収差補正用ホログラム２は半導体レー
ザ１から出射した発散球面波５を回折する際に、収束球
面波の走査光７が少ない収差で結像するように波面変換
を行う。（特開昭６２−２８７０８号公報を参照）
ザ１から出射した発散球面波５を回折する際に、収束球
面波の走査光７が少ない収差で結像するように波面変換
を行う。（特開昭６２−２８７０８号公報を参照）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、収差補正用ホログラムレンズ２は波長変
動に対応する作用と収差補正の作用があるが、製造面に
おいて、球面収差波とコマ収差波を干渉させて作製する
必要があり、またレーザスキャナ装置の組み立て、調整
が困難である。つまり、走査用ホログラムと収差補正用
ホログラムレンズをアライメントする場合、距離とあお
りの２つのパラメターを調整する必要があるが、光学設
計時において、２つのパラメターの間の最適値を求める
のは困難である。そこで走査用ホログラムレンズと収差
補正用ホログラムを平行にし、その間の距離をパラメタ
ーとして、最適光学設計を行っているが、スポット径が
絞りきれない。本発明は、上記問題点に鑑み新たな光学
部の構成より製造、組み立てが簡便で収差が少なく、半
導体レーザの波長変動に対応できるホログラムスキャナ
を提言するものである。
うな構成では、収差補正用ホログラムレンズ２は波長変
動に対応する作用と収差補正の作用があるが、製造面に
おいて、球面収差波とコマ収差波を干渉させて作製する
必要があり、またレーザスキャナ装置の組み立て、調整
が困難である。つまり、走査用ホログラムと収差補正用
ホログラムレンズをアライメントする場合、距離とあお
りの２つのパラメターを調整する必要があるが、光学設
計時において、２つのパラメターの間の最適値を求める
のは困難である。そこで走査用ホログラムレンズと収差
補正用ホログラムを平行にし、その間の距離をパラメタ
ーとして、最適光学設計を行っているが、スポット径が
絞りきれない。本発明は、上記問題点に鑑み新たな光学
部の構成より製造、組み立てが簡便で収差が少なく、半
導体レーザの波長変動に対応できるホログラムスキャナ
を提言するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光走査装置は、ホログラムレンズに、波長変
動補正の要素を残し、それ以外の集光要素、非点収差と
コマ収差低減の機能を省き、新たに感光ドラム上に走査
用ホログラムによって生じる非点収差とコマ収差を結像
点で低減し、感光ドラム上で結像する機能を持った非球
面レンズを、半導体レーザとホログラムレンズとの間に
備えたものである。上記ホログラムレンズと非球面レン
ズとの構成が非球面レンズの表面上にホログラムレンズ
の機能を備えた１つの光学素子の構成になっているもの
である。
に本発明の光走査装置は、ホログラムレンズに、波長変
動補正の要素を残し、それ以外の集光要素、非点収差と
コマ収差低減の機能を省き、新たに感光ドラム上に走査
用ホログラムによって生じる非点収差とコマ収差を結像
点で低減し、感光ドラム上で結像する機能を持った非球
面レンズを、半導体レーザとホログラムレンズとの間に
備えたものである。上記ホログラムレンズと非球面レン
ズとの構成が非球面レンズの表面上にホログラムレンズ
の機能を備えた１つの光学素子の構成になっているもの
である。
【００１０】
【作用】本発明は、上記した構成により半導体レーザよ
り出射した球面発散波を非球面レンズ上にホログラムレ
ンズにより半導体レーザの波長変動時に、回折角の変化
を補正するように回折し、非球面レンズにより走査用ホ
ログラムで生じる非点収差とコマ収差を打ち消すような
波面に変換しすることにより、感光ドラム上に結像する
ビーム径の劣化を抑えるスキャナを得ることができる。
また、同時にホログラム素子のアライメントが簡便なス
キャナを得ることができる。
り出射した球面発散波を非球面レンズ上にホログラムレ
ンズにより半導体レーザの波長変動時に、回折角の変化
を補正するように回折し、非球面レンズにより走査用ホ
ログラムで生じる非点収差とコマ収差を打ち消すような
波面に変換しすることにより、感光ドラム上に結像する
ビーム径の劣化を抑えるスキャナを得ることができる。
また、同時にホログラム素子のアライメントが簡便なス
キャナを得ることができる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の光走査装置に付いて図面を参照
にしながら説明する。図１は、本発明の光走査装置の構
成図を示すものである。１は半導体レーザ、１１はホロ
グラムレンズ、１２は非球面レンズ、３はホログラムデ
ィスク、４はホログラムディスク３上に形成された走査
用ホログラム、１３は半導体レーザ１より出射する発散
球面波、１４はホログラムレンズ１１と非球面レンズ１
４により回折、波面変換された回折波、１５は回折波１
４が走査用ホログラム４より回折された走査光である。
以上のように構成された光走査装置に於いて、はじめに
図２を用いて非球面レンズにより収差補正が行われる原
理と、ホログラムレンズによる半導体レーザの波長変動
の影響が低下する原理について説明する。図２は本発明
のもととなった光走査装置であり、従来の光走査装置
に、非球面レンズを半導体レーザとホログラムレンズの
間に加えることにより、スポット径を小さくしたもので
ある。１は半導体レーザ、１６は非球面レンズ、１７は
ホログラムレンズ、３はホログラムディスク、４はホロ
グラムディスク３上に形成された走査用ホログラム、１
８は半導体レーザ１より出射する発散球面波、１９は非
球面レンズ２６により波面変換されたレーザ光、２０は
波面変換されたレーザ光１９がホログラムレンズ１７よ
り回折された回折光である。２１は収束球面波であり回
折光２０が走査用ホログラム４により回折された走査光
である。はじめに、非球面レンズにより、収差補正が行
われる原理を説明する。従来の発明では、非球面レンズ
がない場合、結像点には走査用ホログラムによる非点収
差とコマ収差が生じる。図２のように非球面レンズ１６
を入れることにより、非球面レンズ１６を光軸から平行
方向に偏心させることにより非点収差を生じさせ、角度
方向に偏心させてコマ収差を生じさせることにより、走
査用ホログラム４の収差を打ち消すことに収差補正する
ことが可能である。次に、ホログラムレンズによる半導
体レーザの波長変動の影響を低減する原理について説明
する。ホログラムレンズ１７と走査用ホログラム４が平
行の状態に位置するようにすると、半導体レーザ１の発
振波長が変化しても途中のホログラムレンズ１７より回
折した回折光２０の回折角を、走査用ホログラム４より
回折する走査光２１の回折角度が変化しないように設計
することができる。そのことにより回折された走査光２
１の結像点の位置は変化しないで、半導体レーザの波長
変動の影響を低減することができる。また、収差の補正
の波長変動影響低減の機能を別の光学素子により行って
いるため、それぞれの素子を簡単に作製することができ
る。本発明では、図２の非球面レンズ１６とホログラム
レンズ１７と同じ作用を持っている２つの光学素子を図
１に示すように非球面レンズ１２の表面上にホログラム
レンズ１１を作製することにより、１つの光学素子を形
成している。以上に述べたように本発明においては収差
の補正と波長変動の影響低減とをホログラムレンズと非
球面レンズからなる一つの光学素子で行うために、組み
立て時における高精度なアライメントを省くことができ
る。また同時に、従来の発明ではホログラムレンズ一つ
の素子に２つの作用をもっていたため、作製困難な球面
収差波やコマ収差波の干渉を利用する必要があったが、
本発明では、非球面レンズ上に平面波、球面発散波の干
渉縞を記録すればよく、その作製方法は非常に簡単であ
る。
にしながら説明する。図１は、本発明の光走査装置の構
成図を示すものである。１は半導体レーザ、１１はホロ
グラムレンズ、１２は非球面レンズ、３はホログラムデ
ィスク、４はホログラムディスク３上に形成された走査
用ホログラム、１３は半導体レーザ１より出射する発散
球面波、１４はホログラムレンズ１１と非球面レンズ１
４により回折、波面変換された回折波、１５は回折波１
４が走査用ホログラム４より回折された走査光である。
以上のように構成された光走査装置に於いて、はじめに
図２を用いて非球面レンズにより収差補正が行われる原
理と、ホログラムレンズによる半導体レーザの波長変動
の影響が低下する原理について説明する。図２は本発明
のもととなった光走査装置であり、従来の光走査装置
に、非球面レンズを半導体レーザとホログラムレンズの
間に加えることにより、スポット径を小さくしたもので
ある。１は半導体レーザ、１６は非球面レンズ、１７は
ホログラムレンズ、３はホログラムディスク、４はホロ
グラムディスク３上に形成された走査用ホログラム、１
８は半導体レーザ１より出射する発散球面波、１９は非
球面レンズ２６により波面変換されたレーザ光、２０は
波面変換されたレーザ光１９がホログラムレンズ１７よ
り回折された回折光である。２１は収束球面波であり回
折光２０が走査用ホログラム４により回折された走査光
である。はじめに、非球面レンズにより、収差補正が行
われる原理を説明する。従来の発明では、非球面レンズ
がない場合、結像点には走査用ホログラムによる非点収
差とコマ収差が生じる。図２のように非球面レンズ１６
を入れることにより、非球面レンズ１６を光軸から平行
方向に偏心させることにより非点収差を生じさせ、角度
方向に偏心させてコマ収差を生じさせることにより、走
査用ホログラム４の収差を打ち消すことに収差補正する
ことが可能である。次に、ホログラムレンズによる半導
体レーザの波長変動の影響を低減する原理について説明
する。ホログラムレンズ１７と走査用ホログラム４が平
行の状態に位置するようにすると、半導体レーザ１の発
振波長が変化しても途中のホログラムレンズ１７より回
折した回折光２０の回折角を、走査用ホログラム４より
回折する走査光２１の回折角度が変化しないように設計
することができる。そのことにより回折された走査光２
１の結像点の位置は変化しないで、半導体レーザの波長
変動の影響を低減することができる。また、収差の補正
の波長変動影響低減の機能を別の光学素子により行って
いるため、それぞれの素子を簡単に作製することができ
る。本発明では、図２の非球面レンズ１６とホログラム
レンズ１７と同じ作用を持っている２つの光学素子を図
１に示すように非球面レンズ１２の表面上にホログラム
レンズ１１を作製することにより、１つの光学素子を形
成している。以上に述べたように本発明においては収差
の補正と波長変動の影響低減とをホログラムレンズと非
球面レンズからなる一つの光学素子で行うために、組み
立て時における高精度なアライメントを省くことができ
る。また同時に、従来の発明ではホログラムレンズ一つ
の素子に２つの作用をもっていたため、作製困難な球面
収差波やコマ収差波の干渉を利用する必要があったが、
本発明では、非球面レンズ上に平面波、球面発散波の干
渉縞を記録すればよく、その作製方法は非常に簡単であ
る。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、非球面レ
ンズとホログラムレンズを設けることにより、収差補正
及び半導体レーザの波長変動に対応でき、結像点のスポ
ット径を更に小さく絞ることができる。またホログラム
レンズを非球面レンズ上に作製できるため、部品点数が
少なくなり、組み立て時のアライメントが非常に簡便に
なり、コンパクトで高精度、安価化な光走査装置を対応
することができる。
ンズとホログラムレンズを設けることにより、収差補正
及び半導体レーザの波長変動に対応でき、結像点のスポ
ット径を更に小さく絞ることができる。またホログラム
レンズを非球面レンズ上に作製できるため、部品点数が
少なくなり、組み立て時のアライメントが非常に簡便に
なり、コンパクトで高精度、安価化な光走査装置を対応
することができる。
【図１】本発明の光走査装置の構成図
【図２】本発明のもとになる光走査装置の基本構成図
【図３】従来の光走査装置の構成図
【図４】従来の光走査装置の斜視図を示す図
１……半導体レーザ ３……ホログラムディスク ４……走査用ホログラム ８……感光ドラム ９……モータ １１……ホログラムレンズ １２……非球面レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浪 隆夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 水口 信一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体レーザと、前記半導体レーザより
射出した発散波を波面変更する非球面レンズと前記非球
面レンズを透過したレーザ光を回折するホログラム格子
と前記非球面レンズにより波面変更され、前記ホログラ
ム格子により回折されたレーザ光を偏向、走査するホロ
グラムディスクとからなる構成で、前記ホログラム格子
が非球面レンズの一方の面に形成されることを特徴とし
た光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22386991A JPH0560997A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22386991A JPH0560997A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0560997A true JPH0560997A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16804983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22386991A Pending JPH0560997A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0560997A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0827004A2 (en) * | 1996-08-28 | 1998-03-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Corrected scanning optical apparatus |
| EP0872754A1 (en) * | 1997-04-16 | 1998-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical apparatus |
| US8074760B2 (en) | 2006-12-28 | 2011-12-13 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Arm member and straddle-type vehicle |
-
1991
- 1991-09-04 JP JP22386991A patent/JPH0560997A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0827004A2 (en) * | 1996-08-28 | 1998-03-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Corrected scanning optical apparatus |
| EP0827004A3 (en) * | 1996-08-28 | 1998-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Corrected scanning optical apparatus |
| US6094286A (en) * | 1996-08-28 | 2000-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical apparatus |
| EP0872754A1 (en) * | 1997-04-16 | 1998-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning optical apparatus |
| US8074760B2 (en) | 2006-12-28 | 2011-12-13 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Arm member and straddle-type vehicle |
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