JPH08304730A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄型化が可能であり、組立、調整が容易な光
走査装置を提供する。 【構成】 基体３０の一方の面上に半導体レーザ１０、
コリメートレンズ１１、円筒レンズ１２、入射ミラー１
３、ホログラムレンズ２１の各光学素子を配置し、他方
の面上に調整が必要なホログラムディスク１６、回折ミ
ラー１８、立上げミラー１９の各光学素子を集中させて
配置した。

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１０に示すような
ホログラムスキャナ１００が知られている。このホログ
ラムスキャナ１００は、半導体レーザ１０１と、コリメ
ートレンズ１０２と、円筒レンズ１０３と、ホログラム
ディスク１０５と、ホログラムレンズ１０６とを有して
おり、ホログラムディスク１０５およびホログラムレン
ズ１０６の片面には表面の凹凸の形状でホログラムが形
成されている。

【０００３】そして、半導体レーザ１０１から出射され
たレーザ光はコリメートレンズ１０２によって平行光と
なった後、円筒レンズ１０３で副走査方向のみ集光さ
れ、ホログラムディスク１０５に照射されるようになっ
ている。

【０００４】また、ホログラムディスク１０５に形成さ
れたホログラムからの回折光は反射ミラー１１０および
１１１で光路が変換され、さらにホログラムレンズ１０
６で回折、収束され、感光体ドラム１２０上に照射され
るようになっている。ここにおいて、ホログラムディス
ク１０５はモータ１０８に取り付けられており、モータ
１０８の回転駆動に伴ってホログラムディスク１０５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１２０上をその長手方向に直線走査する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の光走査装置１００においては、通常用い
られるホログラムディスク１０５のホログラムに対して
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。即ち、集光レンズ１０
２および円筒レンズ１０３の光軸もホログラムディスク
１０５の面に対し約４５゜傾くように配置されている。
このため、半導体レーザ１０１、集光レンズ１０２およ
び円筒レンズ１０３がホログラムディスク１０５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
ることが困難であるという問題があった。

【０００６】また、半導体レーザ１０１、集光レンズ１
０２および円筒レンズ１０３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、さらには
反射ミラー１１０、１１１等を立体的に配置する必要が
ある。このため、ケース１３０の形状が非常に複雑とな
り、ケース１３０自体の生産性が非常に低くなるととも
に、組立も難しくなり、光走査装置１００の生産性も低
くなる。さらに、ホログラムディスク１０５へのレーザ
光の入射角の調整時には、半導体レーザ１０１、集光レ
ンズ１０２および円筒レンズ１０３とを同時に回転、移
動させる必要があり、入射位置の位置合わせも難しく、
生産性がいっそう低下するという問題があった。

【０００７】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、薄型化が可能であり、組立、調
整が容易な光走査装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明の光走査装置は、レーザ光源と、前
記レーザ光源から出射されたレーザ光を回折させて走査
を行うためのホログラムディスクと、前記ホログラムデ
ィスクを回転駆動する回転駆動手段と、前記レーザ光源
から出射されたレーザ光をホログラムディスクへの入射
光に変換する照射光学手段と、前記照射光学手段により
ホログラムディスクへの入射光に変換されたレーザ光を
ホログラムディスクに導く第１の光路変換手段と、前記
ホログラムディスクから出射された回折光を所定の走査
面上に集光させる集光光学手段と、前記ホログラムディ
スクから出射された回折光を前記集光光学手段に導く第
２の光路変換手段とを備え、それらのうち少なくとも照
射光学手段、第１，第２の光路変換手段および集光光学
手段が同一基体の両面に分かれて配置されている。ま
た、請求項２の発明の光走査装置では、前記ホログラム
ディスクおよび第２の光路変換手段が基体の同一面上に
配置されている。

【０００９】また、請求項３の発明の光走査装置では、
前記基体の同一面上に、更に集光光学手段が配置されて
いる。

【００１０】また、請求項４の発明の光走査装置では、
前記ホログラムディスク、および第１の光路変換手段の
一部が基体の同一面上に配置されている。

【００１１】また、請求項５の発明の光走査装置では、
前記回転駆動手段が基体を貫通するように配置されると
ともに、前記ホログラムディスクと基体との間隔が、そ
れと同方向での回転駆動手段の幅よりも小さくなってい
る。

【００１２】

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１の光走査
装置によれば、照射光学手段と、第１の光路変換手段
と、集光光学手段と、第２の光路変換手段とが、同一基
体の両面に、組立、調整が容易となるよう振り分けられ
て配置される。

【００１３】また、請求項２の光走査装置によれば、前
記ホログラムディスクおよび第２の光路変換手段は基体
の同一面上に配置されるため、全体が薄型になる。

【００１４】また、請求項３の光走査装置によれば、少
なくとも前記ホログラムディスク、第２の光路変換手段
および集光光学手段が基体の同一面上に配置されるた
め、全体が更に薄型になる。

【００１５】また、請求項４の光走査装置によれば、少
なくとも前記ホログラムディスク、および第１の光路変
換手段の一部が基体の同一面上に配置されるため、やは
り全体が薄型になる。

【００１６】また、請求項５の光走査装置によれば、前
記回転駆動手段が基体を貫通するように配置されてお
り、前記ホログラムディスクと基体との間隔が、それと
同方向での回転駆動手段の幅よりも小さくなっている。
これにより、光走査装置をよりいっそう薄型にすること
ができる。

【００１７】

【実施例】以下に、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光走査装置１の要
部断面図を図１に、要部上面図を図２（ａ）に、要部下
面を図２（ｂ）に示す。光走査装置１のケース３５内に
おいて、レーザ光源としての半導体レーザ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
光とするためのコリメートレンズ１１と、コリメートレ
ンズ１１からの平行光を走査方向に垂直な方向、即ち、
副走査方向に収束して入射レーザ光１４とし、ホログラ
ムディスク１６の片面に形成されているホログラム１７
上に集光する円筒レンズ１２と、入射レーザ光１４を所
定の入射角度でホログラム１７に入射させる入射ミラー
１３とが設けられている。本発明の照射光学手段はこれ
等半導体レーザ１０とコリメートレンズ１１と円筒レン
ズ１２とから構成される。また、第１の光路変換手段は
入射ミラー１３で構成される。

【００１９】ホログラムディスク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。そのモータ２４は本発明の回転駆動手段を構成
するものである。なお、ホログラムディスク１６の材料
としては、樹脂、例えば、ポリカーボネート、ＰＭＭ
Ａ、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。この場合、ガラス、セラミック基板に直接凹凸を
形成しホログラムとしてもよい。また、これらの基板の
上に樹脂等でホログラムを形成してもよい。

【００２０】ホログラムディスク１６により回折された
レーザ光は回折ミラー１８および立上げミラー１９で反
射され、光路を変換されてホログラムレンズ２１導か
れ、ホログラムレンズ２１により感光体ドラム２２の表
面に集光される。そして、モータ２４の回転駆動によっ
てホログラムディスク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。

【００２１】前記ホログラムレンズ２１は本発明の集光
光学手段を構成するものである。そのホログラムレンズ
２１は、副走査方向に集光力すなわちパワーを有するた
め、ホログラム１７で回折され発散光となった回折レー
ザ光を感光体ドラム２２上に微小スポットとして集光す
る。また、感光体ドラム２２の長手方向に平行な方向で
ある主走査方向については、ホログラム１７に入射する
レーザ光１４は平行光とされており、回折光についても
ホログラムレンズ２１で副走査方向とは異なったパワー
で収束され、微小スポットとして感光体ドラム２２上に
集光される。なお、このようなホログラムレンズ２１の
集光作用により、偏心、ホログラムディスク１６の面振
れや半導体レーザ１０の波長変動に伴う回折角の変動も
補償することができる。なお、回折ミラー１８および立
上げミラー１９は本発明の第２の光路変換手段を構成す
る。

【００２２】以上説明した光学素子はすべて斜線で示さ
れた共通の基体３０によって支持されている。半導体レ
ーザ１０とコリメートレンズ１１と円筒レンズ１２と
は、その光軸がホログラムディスク１６に形成されてい
るホログラム１７の面と平行となり、ホログラムディス
ク１６とは反対側に配置されている。入射ミラー１３お
よびホログラムレンズ２１もホログラムディスク１６と
は反対側に配置されている。また、回折ミラー１８、立
上げミラー１９はホログラムディスク１６と同じ面に配
置されている。このように、半導体レーザ１０、コリメ
ートレンズ１１及び円筒レンズ１２がホログラムディス
ク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に一点鎖線で
示したように、装置のケース３５の形状を従来よりも上
下方向に薄くすることができる。また、半導体レーザ１
０、コリメートレンズ１１、円筒レンズ１２、入射ミラ
ー１３、ホログラムレンズ２１の各光学素子と、ホログ
ラムディスク１６、回折ミラー１８、立上げミラー１９
の各光学素子とは互いに基体３０の異なった側に振り分
けて配置されているため、これらの各光学素子を図２に
示したように平面的に配置することができる。これによ
り、組立、調整が容易となり、光走査装置１の生産性を
高くすることができる。また、基体３０の形状も単純と
なり、基体３０自体の生産性も向上する。

【００２３】また、入射ミラー１３を、平行移動させる
ことによりホログラムディスク１６のホログラム１７へ
の入射位置を制御することができる。また、入射ミラー
１３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、ホログラムディスク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、コ
リメートレンズ１１及び円筒レンズ１２を動かす必要は
なく、入射ミラー１３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。

【００２４】以上、本発明の一実施例を図１及び図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。

【００２５】すなわち、各光学素子の基体３０の両側へ
の振り分け方は、各光学部品が平面的に配置でき、組
立、調整が容易となる限りにおいて特に限定されない。
例えば、図３に示すように、入射回折ミラー４１および
平行ミラー４２を設けてもよい。この入射回折ミラー４
１および平行ミラー４２が第１の光路変換手段を構成す
る。円筒レンズ１２から出射されたレーザ光は入射回折
ミラー４１で反射された後、平行ミラー４２で反射さ
れ、ホログラムディスク１６に照射される。ホログラム
ディスク１６で回折されたレーザ光は再び入射回折ミラ
ー４１で反射され、ホログラムレンズ２１に入射する。
すなわち、入射回折ミラー４１は第２の光路変換手段と
しても機能している。ここで、基体３０の下面にはホロ
グラムディスク１６とモータ２４および第１の光路変換
手段の一部を構成する平行ミラー４２のみ配置されてい
る。平行ミラー４２は基体３０の面に平行であるため、
取付、調整が容易であり、無調整化が可能である。この
ため、主な調整箇所が基体３０の上面に配置され、いっ
そう組立、調整が容易となる。

【００２６】また、図４に示すようにホログラムレンズ
２１を基体３０において、ホログラムディスク１６と同
じ側に配置してもよい。さらに、基体３０を保護カバー
４５で覆うことにより、ホログラムディスク１６および
ホログラムレンズ２１を同時に密閉することができ、ホ
コリや外部からの接触等に対し、効率よく保護すること
ができる。

【００２７】さらに、図５に示すように立上げミラー１
９を設けず、部品点数を減らしても同様の効果が得られ
る。

【００２８】また、図６の要部断面図および図７（ａ）
の要部上面図、同図（ｂ）の要部下面図に示したように
モータ２４が基体３０を貫通するように設けられていて
もよい。これにより、基体３０の下面とホログラム１６
との間隔をモータ２４の厚さよりも小さくすることがで
き、結果的に、光走査装置１をさらに薄型化することが
できる。また、ホログラムディスク１６に形成されたホ
ログラム１７が基体３０に対向するように配置すること
によりホログラム１７の保護効果が大きくなる。すなわ
ち、塵、ホコリ等の付着が少なくなり、ホログラム１７
の汚れや傷等による走査性能の劣化を小さくすることが
できる。

【００２９】また、図８に示すように平行ミラー５１を
基体３０の下面に、回折ミラー５２を基体３０の上面に
配置することにより、いっそう組立、調整が容易で薄型
の光走査装置１を提供することができる。

【００３０】また、照射光学手段の構成についてもホロ
グラム１７のパターンに応じた所定の入射レーザ光の照
射ができれば特に限定されない。例えば、図９に示され
るように、入射ミラー１３の代わりに入射プリズム６１
を用いてもよい。このとき、入射プリズム６１の入射面
はコリメートレンズ１１及び円筒レンズ１２の光軸に垂
直であり、入射プリズム６１の出射面はホログラムディ
スク１６の入射面に平行となっているため、ホログラム
ディスク１６への斜め入射による収差の発生を抑えるこ
とができる。

【００３１】また、照射光学手段において、コリメート
レンズ１１、円筒レンズ１２等は必ずしも必要ではな
く、ホログラム１７のパターンに応じて用いればよい。
さらに、これ等の光学素子の代わりにホログラムを用い
てもよい。なお、スリット等の光学素子を付与してもよ
い。

【００３２】また、照射光学系において、半導体レーザ
１０、コリメートレンズ１１及び円筒レンズ１２は必ず
しもホログラムディスク１６の面に平行に配置する必要
はない。すなわち、薄型化が損なわれない範囲において
必要に応じて斜めに配置してもよい。

【００３３】なお、ホログラムディスク１６は、その表
面に凹凸の形状でホログラム１７が形成された、所謂レ
リーフ型に限定されるわけではない。例えば、媒質の位
相変化の形でホログラムを記録した体積型ホログラムを
用いてもよい。

【００３４】

【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の発明の光走査装置によれば、照射光学手段
と、第１の光路変換手段と、集光光学手段と、第２の光
路変換手段とが、これらを支持する基体の両側に振り分
けられて配置されている。このため、従来のような斜め
下方への張り出し等がなくなり、光走査装置を薄くする
ことができる。また、上記構成要素が平面的に配置され
るため、組立、調整が容易になるとともに、光走査装置
の生産性を高くすることができる。更には、基体の形状
も単純となり、基体自体の生産性も向上させることがで
きる。

【００３５】また、請求項２の光走査装置によれば、少
なくともホログラムディスクと、第２の光路変換手段が
基体の同一面上に配置されている。これにより、装置全
体がより薄型になるとともに、組立、調整が容易とな
り、更には光走査装置の生産性も高くすることができ
る。また、基体の形状も単純となり、基体自体の生産性
も向上させることができる。

【００３６】また、請求項３の光走査装置によれば、少
なくともホログラムディスクと、第２の光路変換手段
と、集光光学手段が基体の同一面上に配置されているこ
とにより、先に述べた効果の他に、ホログラムディスク
およびホログラムレンズを同時に密閉することができる
ため、ホコリや外部からの接触等に対し、効率よく保護
することができる。

【００３７】また、請求項４の光走査装置によれば、少
なくともホログラムディスクと、第１の光路変換手段の
一部が基体の同一面上に配置されていることにより、主
な調整箇所を基体の片面に集中させることができるた
め、組立、調整がより一層容易となる。

【００３８】また、請求項５の光走査装置によれば、回
転駆動手段が基体を貫通するように配置され、ホログラ
ムディスクと基体との間隔が、それと同方向での回転駆
動手段の幅よりも小さくなっていることにより、光走査
装置全体をより一層薄型にすることができる。

【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側面
図である。

【図２】図１に示される光走査装置の上面図および下面
図である。

【図３】本発明の光走査装置の他の実施例を示す要部側
面図である。

【図４】本発明の光走査装置の他の実施例を示す要部側
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要部側
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要部側
面図である。

【図７】図６に示される光走査装置の要部上面図および
下面図である。

【図８】本発明の光走査装置の他の実施例を示す要部側
面図である。

【図９】本発明の光走査装置の他の実施例を示す要部側
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。

【符号の説明】

１ 光走査装置 １０ 半導体レーザ（レーザ光源） １１ コリメートレンズ（照射光学手段） １２ 円筒レンズ（照射光学手段） １３ 入射ミラー（第１の光路変換手段） １６ ホログラムディスク １７ ホログラム １８ 回折ミラー（第２の光路変換手段） １９ 立上ミラー（第２の光路変換手段） ２１ ホログラムレンズ（集光光学手段） ２４ モータ（回転駆動手段） ３０ 基体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源と、 前記レーザ光源から出射されたレーザ光を回折させて走
   査を行うためのホログラムディスクと、 前記ホログラムディスクを回転駆動する回転駆動手段
   と、 前記レーザ光源から出射されたレーザ光をホログラムデ
   ィスクへの入射光に変換する照射光学手段と、 前記照射光学手段によりホログラムディスクへの入射光
   に変換されたレーザ光をホログラムディスクに導く第１
   の光路変換手段と、 前記ホログラムディスクから出射された回折光を所定の
   走査面上に集光させる集光光学手段と、 前記ホログラムディスクから出射された回折光を前記集
   光光学手段に導く第２の光路変換手段とを備え、 それらのうち少なくとも照射光学手段、第１，第２の光
   路変換手段および集光光学手段を同一基体の両面に分か
   れて配置したことを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 前記ホログラムディスクおよび第２の光
   路変換手段を基体の同一面上に配置したことを特徴とす
   る請求項１記載の光走査装置。
3. 【請求項３】 前記基体の同一面上に、更に集光光学手
   段を配置したことを特徴とする請求項２記載の光走査装
   置。
4. 【請求項４】 前記ホログラムディスク、および第１の
   光路変換手段の一部を基体の同一面上に配置したことを
   特徴とする請求項１記載の光走査装置。
5. 【請求項５】 前記回転駆動手段が基体を貫通するよう
   に配置されるとともに、前記ホログラムディスクと基体
   との間隔が、それと同方向での回転駆動手段の幅よりも
   小さいことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。