JPH08304731A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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Publication number
JPH08304731A
JPH08304731A JP11440895A JP11440895A JPH08304731A JP H08304731 A JPH08304731 A JP H08304731A JP 11440895 A JP11440895 A JP 11440895A JP 11440895 A JP11440895 A JP 11440895A JP H08304731 A JPH08304731 A JP H08304731A
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JP
Japan
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hologram
scanning
sub
light
laser light
Prior art date
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Pending
Application number
JP11440895A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Taki
和也 滝
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08304731A publication Critical patent/JPH08304731A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide an optical scanner capable of obtaining a uniform scan characteristic ranging to the whole scan area. CONSTITUTION: When laser light 21 exists in the vicinity of both ends of a hologram plate 10, a minute spot 22 formed on a scan surface becomes a shape slightly extended in the direction of a sub-scan like 22d, 22e. Further, when the vicinity of the center is irradiated by the laser light 21, since a width of a hologram 32 in the direction of the sub-scan is narrower than the width of the laser light 21 in the direction of the sub-scan, the extended angle of the laser light 22 in the direction of the sub-scan is reduced effectively, and by that a spot size of a laser light spot formed on the scan surface is increased than an essential value like 22a, the spot size in the direction of the sub-scan becomes nearly equal to the light spots 22d, 22e in scan end parts, and the uniform spot size ranging to the whole scan area is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光走査装置に関し、詳
しくはホログラムを用いた光走査装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly to an optical scanning device using a hologram.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、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110と、コリメートレンズ111と、円筒
レンズ113と、ホログラムディスク117と、ホログ
ラムプレート121とを有しており、ホログラムディス
ク117の片面にはホログラムが表面の凹凸の形状で形
成されている。ホログラムプレート121も同様にその
片面に表面の凹凸の形状でホログラムが形成されてい
る。半導体レーザ110から出射されたレーザ光はコリ
メートレンズ111によって平行光となった後、円筒レ
ンズ113で走査方向に垂直な方向である副走査方向の
み集光され、ホログラムディスク117に照射される。
ホログラムディスク117に形成されたホログラム11
7からの回折光は、ホログラムプレート121で回折、
収束され、感光体ドラム122上に照射される。ホログ
ラムディスク117はモータ124の回転軸に取り付け
られており、モータ124の回転駆動に伴ってホログラ
ムディスク117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122上をその長手方向に直線走
査する。ここにおいて、ホログラムプレート121によ
り、感光体ドラム122面上に形成された微小レーザス
ポットはドラム面上を直線的に移動するが、その移動速
度は常に一定となるようにすることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical scanning device using a hologram, a hologram scanner 100 as shown in FIG.
It has been known. The hologram scanner 100 includes a semiconductor laser 110, a collimator lens 111, a cylindrical lens 113, a hologram disc 117, and a hologram plate 121. The hologram disc 117 has a hologram with one surface having an uneven surface. Is formed by. Similarly, the hologram plate 121 also has a hologram formed on one surface thereof in the shape of an uneven surface. The laser light emitted from the semiconductor laser 110 is collimated by the collimator lens 111, and is then condensed by the cylindrical lens 113 only in the sub-scanning direction which is a direction perpendicular to the scanning direction, and is applied to the hologram disc 117.
Hologram 11 formed on hologram disk 117
The diffracted light from 7 is diffracted by the hologram plate 121,
It is converged and irradiated onto the photosensitive drum 122. The hologram disk 117 is attached to the rotation shaft of the motor 124, and the hologram disk 117 rotates as the motor 124 rotates, so that the diffracted laser light linearly scans on the photosensitive drum 122 in its longitudinal direction. To do. Here, the hologram plate 121 causes the minute laser spot formed on the surface of the photosensitive drum 122 to move linearly on the drum surface, but the moving speed can be kept constant.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たようなホログラムプレート121には、図11に示さ
れるようにホログラムプレート121に照射されるレー
ザ光135のスポット径よりも十分広い幅で、斜線で示
したようなホログラム130が形成されている。レーザ
光135がホログラムディスク117による偏向により
ホログラムプレート121を移動すると、走査中心近傍
では微小な光スポット140aが走査面である感光体ド
ラム122面上に形成される。しかし、走査中心140
aから離れるに従い、収差の影響が大きくなり、走査面
上の光スポットは140b、140cさらには140
d、140eのように、特に副走査方向のスポット径が
増大する。また、一般にホログラム130は走査の端部
に近いほど回折効率が低下するため、走査中心140a
から離れるに従い、走査面上の光スポット強度が低下す
る。このため、走査の端部に近づくほどスポット径が大
きくなるとともに光強度も弱くなるため、解像度および
コントラストが走査領域の中で変動し、印字品質が劣化
するという問題があった。
However, in the hologram plate 121 as described above, as shown in FIG. 11, the width is sufficiently wider than the spot diameter of the laser beam 135 with which the hologram plate 121 is irradiated, and the hatched area is shaded. A hologram 130 as shown is formed. When the laser beam 135 moves on the hologram plate 121 by being deflected by the hologram disc 117, a minute light spot 140a is formed on the surface of the photosensitive drum 122 which is the scanning surface in the vicinity of the scanning center. However, the scan center 140
As the distance from a increases, the influence of aberration increases, and the light spots on the scanning surface are 140 b, 140 c, and 140
In particular, the spot diameter in the sub-scanning direction increases like d and 140e. Further, in general, the hologram 130 has a lower diffraction efficiency as the hologram 130 is closer to the scanning end, and therefore the scanning center 140a.
The intensity of the light spot on the scanning surface decreases with increasing distance from. For this reason, the spot diameter becomes larger and the light intensity becomes weaker toward the scanning end portion, so that there is a problem that the resolution and the contrast fluctuate in the scanning region and the print quality deteriorates.

【0004】さらに、収差を小さくするために、ホログ
ラムプレート121における回折角θHPを小さくする
と、図12に示すように回折光150と、点線で示した
回折されなかった透過光152とが重なり合い、分離が
できなくなる。これにより、感光体ドラム122上には
所望の光スポット140の他に0次光も照射されるた
め、正常な印字ができなくなるという問題があった。
Further, if the diffraction angle θ HP in the hologram plate 121 is reduced in order to reduce the aberration, the diffracted light 150 and the undiffracted transmitted light 152 indicated by the dotted line overlap each other as shown in FIG. Separation becomes impossible. As a result, the photosensitive drum 122 is irradiated with the zero-order light in addition to the desired light spot 140, which causes a problem that normal printing cannot be performed.

【0005】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、全走査域に渡って均一な走査特
性が得られる光走査装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide an optical scanning device which can obtain a uniform scanning characteristic over the entire scanning region.

【0006】[0006]

【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ではレーザ光源と、そ
のレーザ光源から出射されたレーザ光を偏向させて走査
を行うための光偏向手段と、その光偏向手段によって偏
向されたレーザ光を走査面上に収束させるための、ホロ
グラムが形成されたホログラムプレートを備え、前記ホ
ログラムプレートに形成されたホログラムのうち、レー
ザ光の回折に寄与する領域の走査方向とは垂直な副走査
方向の幅が、ホログラムプレートに照射されるレーザ光
の副走査方向のビーム径よりも狭くなっている。
In order to achieve this object, in the optical scanning device according to the first aspect of the invention, a laser light source and a light for deflecting and scanning the laser light emitted from the laser light source. Deflection means and a hologram plate on which a hologram is formed for converging the laser light deflected by the light deflection means on the scanning surface, and among the holograms formed on the hologram plate The width of the contributing region in the sub-scanning direction perpendicular to the scanning direction is smaller than the beam diameter of the laser light with which the hologram plate is irradiated in the sub-scanning direction.

【0007】また、請求項2の発明の光走査装置では、
前記ホログラムプレートに形成されたホログラムの副走
査方向の幅が走査中心ほど狭くなっている。
According to the optical scanning device of the invention of claim 2,
The width of the hologram formed on the hologram plate in the sub-scanning direction becomes narrower toward the scanning center.

【0008】また、請求項3の発明の光走査装置では、
前記ホログラムプレートの表面に、走査中心ほど遮光量
が大きくなる遮光手段が設けられている。
According to the optical scanning device of the invention of claim 3,
The surface of the hologram plate is provided with a light blocking unit that increases the light blocking amount toward the scanning center.

【0009】また、請求項4の発明の光走査装置では、
前記ホログラムプレート近傍にスリットを設け、そのス
リットの幅は走査中心ほど狭くなるように形成されてい
る。また、請求項5の発明の光走査装置では、前記光偏
向手段がホログラムを有している。
According to the optical scanning device of the invention of claim 4,
A slit is provided in the vicinity of the hologram plate, and the width of the slit is formed so as to become narrower toward the scanning center. Further, in the optical scanning device of the fifth aspect of the invention, the optical deflecting means has a hologram.

【0010】[0010]

【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、レーザ光源から射出されたレーザ光は光
偏向手段により偏向され、さらにホログラムプレートに
よって走査面上に微小スポットとして収束される。ここ
で、少なくとも走査中心において、ホログラムプレート
に形成されているホログラムのうちレーザ光の回折に寄
与する領域の副走査方向の幅が、ホログラムプレートに
照射されるレーザ光の副走査方向のビーム径よりも狭く
されている。すなわち、ホログラムプレートをレンズと
見倣したときの開口数が小さくなるため、走査面上にお
ける光スポットの副走査方向のスポット径は増加する。
また、ホログラムの幅が狭いため、ホログラムプレート
に照射されるレーザ光の一部は回折されないため、走査
面上の光スポット強度は低下する。
According to the optical scanning device of the first aspect of the present invention having the above structure, the laser beam emitted from the laser light source is deflected by the optical deflecting means and further converged as a minute spot on the scanning surface by the hologram plate. To be done. Here, at least at the scanning center, the width in the sub-scanning direction of the region of the hologram formed on the hologram plate that contributes to the diffraction of the laser light is smaller than the beam diameter of the laser light applied to the hologram plate in the sub-scanning direction. Is also narrowed. That is, since the numerical aperture when the hologram plate is imitated as a lens becomes small, the spot diameter of the light spot on the scanning surface in the sub-scanning direction increases.
Moreover, since the width of the hologram is narrow, part of the laser light with which the hologram plate is irradiated is not diffracted, and the light spot intensity on the scanning surface is reduced.

【0011】請求項2の発明の光走査装置では、ホログ
ラムプレートに形成されたホログラムの副走査方向の幅
が走査中心ほど狭くなっていることにより、レーザ光の
回折に寄与する領域の幅が走査中心ほど狭くなる。
In the optical scanning device of the present invention, the width of the hologram formed on the hologram plate in the sub-scanning direction becomes narrower toward the scanning center, so that the width of the region contributing to the diffraction of the laser light is scanned. The center becomes narrower.

【0012】これにより、走査中心ほど副走査方向のビ
ーム径が大きくなるとともに光強度は低下するため、走
査中心から走査端部に渡り、副走査方向のスポット径お
よび光強度が均一な光スポットが得られる。
As a result, since the beam diameter in the sub-scanning direction increases toward the scanning center and the light intensity decreases, a light spot having a uniform spot diameter and light intensity in the sub-scanning direction extends from the scanning center to the scanning end. can get.

【0013】請求項3の発明の光走査装置では、ホログ
ラムプレート表面に遮光手段が設けられており、走査中
央ほど遮光量が大きいため、レーザ光の回折に寄与する
領域の幅が走査中心ほど狭くなる。
In the optical scanning device of the third aspect of the present invention, since the light shielding means is provided on the surface of the hologram plate, and the light shielding amount is larger toward the scanning center, the width of the region contributing to the diffraction of the laser light is narrower toward the scanning center. Become.

【0014】請求項4の発明の光走査装置では、ホログ
ラムプレート近傍に設けられたスリット幅が走査中心ほ
ど狭くなっていることにより、レーザ光の回折に寄与す
る領域の幅が走査中心ほど狭くなる。
In the optical scanning device of the fourth aspect of the present invention, since the slit width provided near the hologram plate is narrower toward the scanning center, the width of the region contributing to the diffraction of the laser light is narrower toward the scanning center. .

【0015】請求項5の発明の光走査装置では、レーザ
波長の変化によるホログラムプレートの集光特性の変化
を光偏向手段のホログラムにより補償する。
In the optical scanning device of the fifth aspect of the invention, the change in the condensing characteristic of the hologram plate due to the change in the laser wavelength is compensated by the hologram of the optical deflecting means.

【0016】[0016]

【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】本発明を好適に適用した光走査装置1は、
図1に示すようにレーザ光源としての半導体レーザ2の
出射口には、半導体レーザ2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3と、ホログラム
ディスク5と、コリメートレンズ3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ホログ
ラムディスク5上に集光する円筒レンズ4と、ホログラ
ムディスク5で回折されたレーザ光21を走査面、すな
わち感光体ドラム7の表面に集光するホログラムプレー
ト10とから構成される。そして、回転駆動手段である
モータ8の回転駆動によってホログラムディスク5が回
転することにより回折されたレーザ光22は感光体ドラ
ム7上をその長手方向、すなわち走査方向に直線走査す
るようになっている。
The optical scanning device 1 to which the present invention is preferably applied includes:
As shown in FIG. 1, a semiconductor laser 2 serving as a laser light source has an exit opening through which a collimating lens 3 for collimating laser light emitted from the semiconductor laser 2, a hologram disc 5, and a collimating lens 3 are provided. The cylindrical lens 4 that converges the parallel light in the direction perpendicular to the scanning direction, that is, the sub-scanning direction and focuses it on the hologram disk 5, and the laser light 21 diffracted by the hologram disk 5 on the scanning surface, that is, the photosensitive drum. 7 and a hologram plate 10 for condensing light on the surface. Then, the laser beam 22 diffracted by the rotation of the hologram disk 5 by the rotation driving of the motor 8 as the rotation driving means linearly scans the photosensitive drum 7 in its longitudinal direction, that is, in the scanning direction. .

【0018】このホログラムディスク5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8の回転
軸に固着されて、モータ8の回転駆動に伴って回転可能
である。尚、ホログラムディスク5およびモータ8は本
発明の光偏向手段を構成するものである。
The hologram disk 5 is composed of a transparent disk-shaped substrate, the center of which is fixed to the rotation shaft of the motor 8 and can rotate as the motor 8 is driven to rotate. The hologram disk 5 and the motor 8 constitute the light deflecting means of the present invention.

【0019】ホログラムプレート10は透明な板状の基
板からなるものであり、図2に示すように板状基板31
の表面に斜線で示した領域にホログラム32が形成され
ている。このホログラム32はホログラムプレートの主
走査方向である長手方向の中心、すなわち走査中心に近
いほどその副走査方向の幅が狭くなるように形成されて
いる。
The hologram plate 10 is composed of a transparent plate-shaped substrate, and as shown in FIG.
A hologram 32 is formed on the surface of the area in the shaded area. The hologram 32 is formed such that the width thereof in the sub-scanning direction becomes narrower as it is closer to the center of the hologram plate in the longitudinal direction which is the main scanning direction, that is, the scanning center.

【0020】なお、ホログラムディスク5、ホログラム
プレート10の材料としては、樹脂、例えばポリカーボ
ネート、PMMA、ポリイミド、アモルファスポリオレ
フィン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。
As the material of the hologram disc 5 and the hologram plate 10, a substrate made of resin such as polycarbonate, PMMA, polyimide, amorphous polyolefin or the like can be used. Also,
Other than resin, glass or ceramic may be used. In this case, irregularities may be directly formed on the glass or ceramic substrate to form a hologram. Further, a hologram may be formed of resin or the like on these substrates.

【0021】前記ホロプグラムレート10は、副走査方
向にパワーを有するため、ホログラムディスク5で回折
され、発散光となった回折レーザ光21を感光体ドラム
7上に微小光スポットとして集光する。また、感光体ド
ラム7の長手方向に平行な方向である主走査方向につい
ては、ホログラムディスク5に入射するレーザ光は平行
光とされており、回折レーザ光21についてもホログラ
ムプレート10で副走査方向とは異なったパワーで収束
され、微小光スポット22として集光される。なお、こ
のようなホログラムプレート10の集光作用により、偏
心、ホログラムディスク5の面振れや半導体レーザ2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。
すなわち、ホログラム32における回折角は波長により
変化する。このため、ホログラムプレート10を単独で
用いると、波長変化時に走査特性が変化する。そこで、
ホログラムプレート10の他に光偏向手段にホログラム
ディスク5を用い、互いに波長変動の影響を打ち消すよ
うにすることにより、波長変動の影響が小さな安定した
光走査を行うことができる。
Since the hologram rate 10 has power in the sub-scanning direction, the diffracted laser light 21 that is diffracted by the hologram disk 5 and becomes divergent light is focused on the photosensitive drum 7 as a minute light spot. Further, with respect to the main scanning direction, which is a direction parallel to the longitudinal direction of the photosensitive drum 7, the laser light incident on the hologram disk 5 is parallel light, and the diffracted laser light 21 is also sub-scanned by the hologram plate 10. Is focused with a power different from that of, and focused as a minute light spot 22. Note that, due to the converging action of the hologram plate 10 as described above, it is possible to compensate for eccentricity, surface wobbling of the hologram disk 5, and variations in the diffraction angle due to variations in the wavelength of the semiconductor laser 2.
That is, the diffraction angle in the hologram 32 changes depending on the wavelength. Therefore, if the hologram plate 10 is used alone, the scanning characteristics change when the wavelength changes. Therefore,
By using the hologram disk 5 as the light deflecting means in addition to the hologram plate 10 so as to cancel out the influence of the wavelength fluctuation, it is possible to perform stable optical scanning in which the influence of the wavelength fluctuation is small.

【0022】ホログラムプレート21による副走査方向
の結像関係は図3に示される。走査面である感光体ドラ
ム7の表面に形成される微小光スポットのスポット径φ
は次式で与えられる。
The image forming relationship in the sub-scanning direction by the hologram plate 21 is shown in FIG. Spot diameter φ of a minute light spot formed on the surface of the photosensitive drum 7 which is the scanning surface
Is given by

【0023】 φ = K・λ/NA (1) ここで、Kは定数、λは波長である。NAはホログラム
プレート10をレンズと見倣したときの開口数であり、
図3に示すように回折レーザ光22の広がり角をθとす
ると NA = sinθ (2) とすることができる。これらの関係から、スポット径φ
はNAが小さいほど大きくなり、NAは回折レーザ光2
2の広がり角θが小さいほど小さくなる。ホログラムプ
レート10に形成されたホログラム32は走査中心程そ
の副走査方向の幅が狭くなっている。すなわち、ホログ
ラムプレート10において、レーザ光21の回折、収束
に寄与する領域はホログラム32が形成されている領域
のみであり、その領域が走査中心ほど狭くされている。
これは、少なくとも走査中心において、ホログラムプレ
ート10に照射されるレーザ光21の副走査方向のスポ
ット径よりもホログラム32の副走査方向の幅の方が狭
い場合、走査面7に集光されるレーザ光22の広がり角
θが少なくとも走査中心近傍ではθ2のように狭くなっ
ていることに相当する。このため、走査中心近傍では、
レーザ光22のスポット径φは、広がり角が本来のθの
ときに得られる値と比較してθ2へと小さくなった分だ
け増大する。
Φ = K · λ / NA (1) Here, K is a constant and λ is a wavelength. NA is the numerical aperture when the hologram plate 10 is imitated as a lens,
As shown in FIG. 3, when the spread angle of the diffracted laser beam 22 is θ, NA = sin θ (2) can be obtained. From these relationships, the spot diameter φ
Becomes larger as the NA is smaller, and NA is the diffracted laser beam 2
The smaller the spread angle θ of 2, the smaller the spread angle θ. The width of the hologram 32 formed on the hologram plate 10 in the sub-scanning direction becomes narrower toward the scanning center. That is, in the hologram plate 10, the region that contributes to the diffraction and convergence of the laser light 21 is only the region in which the hologram 32 is formed, and that region is narrowed toward the scanning center.
This is because when the width of the hologram 32 in the sub-scanning direction is narrower than the spot diameter of the laser light 21 with which the hologram plate 10 is irradiated in the sub-scanning direction at least at the scanning center, the laser beam focused on the scanning surface 7 is used. This corresponds to the divergence angle θ of the light 22 being narrowed as θ2 at least near the scanning center. Therefore, near the scanning center,
The spot diameter φ of the laser beam 22 increases by the amount that becomes smaller to θ2 compared to the value obtained when the spread angle is the original θ.

【0024】以上の関係を模式的に説明するのが図4で
ある。すなわち、ホログラムプレート10に照射された
レーザ光21が走査の端、すなわちホログラムプレート
10の両端近傍に存在するときには、走査面7に形成さ
れる微小スポット22は22d、22eのように副走査
方向にやや広がった形状をしている。一般に、ホログラ
ム32は中心に近いほど収差が小さくなるために、走査
面7に形成されるレーザ光スポットのスポット径は小さ
くなる。しかし、レーザ光21が走査中心、すなわちホ
ログラムプレート10の中央付近に照射されているとき
は、ホログラム32の副走査方向の幅の方が、レーザ光
21の副走査方向の幅よりも狭いため、レーザ光22の
副走査方向の広がり角が実効的に減少し、走査面7に形
成されるレーザ光スポット22のスポット径は22aの
ように増大し、副走査方向のスポット径は走査端部にお
ける光スポット22d、22eとほぼ等しくなる。
FIG. 4 schematically illustrates the above relationship. That is, when the laser beam 21 applied to the hologram plate 10 is present at the scanning end, that is, near both ends of the hologram plate 10, the minute spots 22 formed on the scanning surface 7 are in the sub-scanning direction like 22d and 22e. It has a slightly expanded shape. In general, the hologram 32 has a smaller aberration as it gets closer to the center, so that the spot diameter of the laser light spot formed on the scanning surface 7 becomes smaller. However, since the width of the hologram 32 in the sub-scanning direction is narrower than the width of the laser light 21 in the sub-scanning direction when the laser light 21 is applied to the scanning center, that is, near the center of the hologram plate 10. The divergence angle of the laser light 22 in the sub-scanning direction is effectively reduced, the spot diameter of the laser light spot 22 formed on the scanning surface 7 is increased as indicated by 22a, and the spot diameter in the sub-scanning direction is at the scanning end portion. It is almost equal to the light spots 22d and 22e.

【0025】さらに、ホログラム32の幅を走査端から
走査中心にかけて、収差の減少に伴うスポット径の必要
以上の縮小を補正するように徐々に変化させることによ
り、全走査領域において、光スポットは22d、22
b、22a、22c、22eのように副走査方向のスポ
ット径がほぼ均一となる。これにより、全走査領域にお
いて均一な解像度を実現することができる。
Further, by gradually changing the width of the hologram 32 from the scanning end to the scanning center so as to correct the unnecessary reduction of the spot diameter due to the reduction of aberration, the light spot is 22d in the entire scanning region. , 22
Like b, 22a, 22c, and 22e, the spot diameters in the sub-scanning direction become substantially uniform. As a result, uniform resolution can be realized in the entire scanning area.

【0026】また、一般にホログラム32では、中心に
近いほど回折効率が高くなるために、走査面7に形成さ
れるレーザ光スポット22の光強度は大きくなる。しか
し、レーザ光21が走査中心すなわちホログラムプレー
ト10の中央付近に照射されているときは、ホログラム
32の副走査方向の幅の方が、レーザ光21の副走査方
向の幅よりも狭いため、レーザ光21のうち、ホログラ
ム32からはみ出した部分のレーザ光は回折されず、光
スポット22aへは集光されないため、光スポット22
aの強度が実効的に低下し、走査端部における光スポッ
ト22d、22eの強度とほぼ等しくなる。さらに、ホ
ログラム32の幅を走査端から走査中心にかけて徐々に
変化させることにより、回折効率の増加に伴う光強度の
増加が補正され、全走査領域において、光スポットの強
度はほぼ均一となる。このように、ホログラムプレート
10に形成されたホログラム32の副走査方向の幅を中
心部ほど狭くすることにより、副走査方向のスポット径
および光強度が全走査領域に渡り均一となるような走査
特性を実現することができる。
Further, in the hologram 32, generally, the closer to the center, the higher the diffraction efficiency, so that the light intensity of the laser light spot 22 formed on the scanning surface 7 increases. However, when the laser beam 21 is applied to the scanning center, that is, near the center of the hologram plate 10, the width of the hologram 32 in the sub-scanning direction is narrower than the width of the laser beam 21 in the sub-scanning direction. Of the light 21, the laser light of the portion protruding from the hologram 32 is not diffracted and is not focused on the light spot 22a.
The intensity of a is effectively reduced and becomes substantially equal to the intensity of the light spots 22d and 22e at the scanning end. Further, by gradually changing the width of the hologram 32 from the scanning end to the scanning center, the increase in the light intensity due to the increase in the diffraction efficiency is corrected, and the intensity of the light spot becomes substantially uniform in the entire scanning region. In this way, by narrowing the width of the hologram 32 formed on the hologram plate 10 in the sub-scanning direction toward the center, the scanning characteristics such that the spot diameter and the light intensity in the sub-scanning direction become uniform over the entire scanning region. Can be realized.

【0027】以上、本発明の一実施例を図1及至図4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。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to FIGS. 1 to 4, the present invention is not limited to the embodiment described above in detail, and within the scope of the invention. Various changes can be made.

【0028】例えば、先の実施例ではホログラムプレー
ト10に形成されているホログラム32の幅が走査中心
ほど狭くされていたが、これに限定されるわけではな
く、ホログラムプレート10におけるレーザ光の回折お
よび集光に寄与する領域の幅が、ホログラムプレート1
0に照射されるレーザ光21のスポット径よりも狭くさ
れていれば同様の効果が得られる。従って、図2に示す
ようにホログラム32自体の幅を狭くする代わりに、図
5に示すようにホログラムプレート10に所定形状の遮
光体を形成してもよい。ここで、レーザ光21は遮光体
40を透過しないため、遮光体40の設けられている領
域にもホログラム32が形成されていても回折には寄与
せず、先の実施例と同様の副走査方向スポット径および
光強度の均一化の効果が得られる。ここで、遮光体40
としては、Al、Cr、Cu、Au、Ni、Ta、Fe
等の金属あるいは各種合金、あるいは金属の酸化物、窒
化物、硫化物等を用いることができる。また、炭素、色
素、塗料等の光吸収が大きな材料を用いてもよい。な
お、遮光体40はホログラムプレート10のうちホログ
ラム32が形成されている面、あるいはその反対側の面
のいずれに設けられていても同様の効果が得られる。ま
た、ホログラムプレート10の基板中に設けてもよい。
For example, in the previous embodiment, the width of the hologram 32 formed on the hologram plate 10 was narrowed toward the scanning center, but the present invention is not limited to this. The width of the region that contributes to light collection is the hologram plate 1
The same effect can be obtained if the spot diameter of the laser light 21 radiated to 0 is made narrower. Therefore, instead of narrowing the width of the hologram 32 itself as shown in FIG. 2, a light shield of a predetermined shape may be formed on the hologram plate 10 as shown in FIG. Here, since the laser beam 21 does not pass through the light shield 40, even if the hologram 32 is formed in the region where the light shield 40 is provided, it does not contribute to the diffraction, and the sub-scanning similar to the previous embodiment is performed. The effect of making the directional spot diameter and the light intensity uniform can be obtained. Here, the light shield 40
As, Al, Cr, Cu, Au, Ni, Ta, Fe
Metals such as the above, various alloys, metal oxides, nitrides, and sulfides can be used. Further, a material having a large light absorption such as carbon, a pigment, or a paint may be used. The same effect can be obtained regardless of whether the light shield 40 is provided on the surface of the hologram plate 10 on which the hologram 32 is formed or on the opposite surface. Also, it may be provided in the substrate of the hologram plate 10.

【0029】さらに、このような遮光体40を設けるこ
とにより、回折角を小さくしても図6に示すように、実
線で示した回折光22の集光位置と点線で示した回折さ
れずに直進する透過光43とを分離することができる。
すなわち、遮光体40がない場合は図6の一点鎖線で示
した透過光44と回折光22とが重なってしまい正常な
露光が行われなくなる。一般に回折角を小さくすると、
全体の収差が減少し、スポット径が小さくなる。このた
め、走査端部のスポット径も小さくすることができるた
め、全体の解像度を向上させることができる。
Further, by providing such a light shield 40, even if the diffraction angle is made small, as shown in FIG. 6, the focus position of the diffracted light 22 shown by the solid line and the diffraction shown by the dotted line are not generated. It is possible to separate the transmitted light 43 that travels straight.
That is, when the light shield 40 is not provided, the transmitted light 44 shown by the alternate long and short dash line in FIG. 6 and the diffracted light 22 overlap and normal exposure cannot be performed. Generally, when the diffraction angle is reduced,
The overall aberration is reduced and the spot diameter is reduced. For this reason, the spot diameter at the scanning end can also be reduced, and the overall resolution can be improved.

【0030】また、図7に示すように、遮光体40の代
わりにスリット60を用いても同様の効果が得られる。
このスリット60はホログラムプレート10の近傍に配
置される。スリット60としては、Fe、Cr、Ni、
Cu、Au、Al等の金属、ステンレスその他の合金、
樹脂、セラミック等遮光性を有する材料であれば用いる
ことができる。なお、スリット60はホログラムプレー
ト10の感光体ドラム7側、あるいはホログラムディス
ク5側のいずれの側に配置してもよい。
Further, as shown in FIG. 7, a similar effect can be obtained by using a slit 60 instead of the light shield 40.
The slit 60 is arranged near the hologram plate 10. As the slit 60, Fe, Cr, Ni,
Cu, Au, Al and other metals, stainless steel and other alloys,
Any material having a light shielding property such as resin or ceramic can be used. The slits 60 may be arranged on either the photosensitive drum 7 side of the hologram plate 10 or the hologram disc 5 side.

【0031】また、ホログラムプレート10の回折に寄
与する領域の形状は、少なくとも走査中心において、ホ
ログラムプレート10に照射されるレーザ光21の副走
査方向のビーム径よりも狭くされている限り特に限定さ
れず、例えば、スポット径の変動が許容範囲内となる条
件の下で、図8(a)に示したホログラム80のように
直線的に変化させてもよい。また、同図(b)に示した
ホログラム82のように段階的に変化させてもよい。さ
らに、同図(c)に示したホログラム84のように副走
査方向に対し、回折効率が徐々に変化するようにしても
よい。
The shape of the region of the hologram plate 10 that contributes to the diffraction is particularly limited as long as it is narrower at least in the scanning center than the beam diameter of the laser beam 21 with which the hologram plate 10 is irradiated in the sub-scanning direction. Instead, for example, it may be linearly changed like the hologram 80 shown in FIG. 8A under the condition that the variation of the spot diameter is within the allowable range. Further, it may be changed stepwise like the hologram 82 shown in FIG. Further, the diffraction efficiency may be gradually changed in the sub-scanning direction as in the hologram 84 shown in FIG.

【0032】また、光走査装置において、基本的な構成
は図1で示されるが、これに限定されるわけではなく、
図9に示すように、適時反射ミラー71、72、73、
74等を挿入して光路を折り曲げることにより、光走査
装置1の小型化を行ってもよい。
The basic structure of the optical scanning device is shown in FIG. 1, but the invention is not limited to this.
As shown in FIG. 9, timely reflecting mirrors 71, 72, 73,
The optical scanning device 1 may be miniaturized by inserting 74 or the like and bending the optical path.

【0033】また、ホログラムディスク5、ホログラム
プレート10に形成されるホログラムは、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
型としてもよい。また、これに限定されるわけではな
く、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。
Further, the hologram formed on the hologram disk 5 and the hologram plate 10 may be of a so-called relief type in which the hologram 17 is formed in the shape of concavities and convexities on the surface thereof. Moreover, the present invention is not limited to this, and for example, a volume hologram in which a hologram is recorded in the form of phase change of a medium may be used.

【0034】また、光偏向手段として、ホログラムディ
スク以外の手段を用いてもよい。例えば、ポリゴンミラ
ー、ガルバノミラー等を用いてもよい。
As the light deflecting means, means other than the hologram disk may be used. For example, a polygon mirror, a galvano mirror or the like may be used.

【0035】また、光走査装置1において、実施例に示
した以外の構成とし、適時必要な光学部品を付け加えて
もよい。さらに、レンズ等をホログラムで置き換えても
よい。
Further, the optical scanning device 1 may have a configuration other than that shown in the embodiment, and optical components required may be added at appropriate times. Further, the lens or the like may be replaced with a hologram.

【0036】[0036]

【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に記載される本発明の光走査装置によれば、ホ
ログラムプレートに形成されているホログラムのうち、
レーザ光の回折に寄与する領域の副走査方向の幅が、ホ
ログラムプレートに照射されるレーザ光の副走査方向の
ビーム径よりも狭くされている。すなわち、ホログラム
プレートをレンズと見倣したときの開口数が小さくなる
ため、走査面上における光スポットの副走査方向のスポ
ット径は増加する。また、ホログラムの幅が狭いため、
ホログラムプレートに照射されるレーザ光の一部は回折
されないため、走査面上の光スポット強度は低下する。
これにより、走査端部と走査中央部のレーザ光スポット
の副走査方向のビーム径および光強度をほぼ均一にする
ことができるため、解像度、光強度が全走査領域に渡り
ほぼ均一となる走査特性が得られる。
As is apparent from the above description,
According to the optical scanning device of the present invention described in claim 1, among the holograms formed on the hologram plate,
The width in the sub-scanning direction of the region that contributes to the diffraction of the laser light is narrower than the beam diameter of the laser light with which the hologram plate is irradiated in the sub-scanning direction. That is, since the numerical aperture when the hologram plate is imitated as a lens becomes small, the spot diameter of the light spot on the scanning surface in the sub-scanning direction increases. Also, because the width of the hologram is narrow,
Since a part of the laser light with which the hologram plate is irradiated is not diffracted, the light spot intensity on the scanning surface is reduced.
This makes it possible to make the beam diameter and the light intensity of the laser light spots at the scanning end portion and the scanning center portion in the sub-scanning direction substantially uniform, so that the scanning characteristics that the resolution and the light intensity are substantially uniform over the entire scanning region. Is obtained.

【0037】また、請求項2に記載される本発明の光走
査装置によれば、ホログラムプレートに形成されたホロ
グラムの副走査方向の幅が走査中心ほど狭くなっている
ことにより、レーザ光の回折に寄与する領域の幅が走査
中心ほど狭くなる。これにより、走査中心ほど副走査方
向のビーム径が大きくなるとともに光強度は低下するた
め、走査中心から走査端部に渡り、副走査方向のスポッ
ト径および光強度が均一な光スポットが得られる。これ
により、全走査領域に渡り、更に均一な走査特性を実現
することができる。
According to the optical scanning device of the second aspect of the present invention, the width of the hologram formed on the hologram plate in the sub-scanning direction becomes narrower toward the scanning center, so that the diffraction of the laser beam is reduced. The width of the region that contributes to becomes narrower toward the scanning center. As a result, since the beam diameter in the sub-scanning direction increases toward the scanning center and the light intensity decreases, a light spot with a uniform spot diameter and light intensity in the sub-scanning direction can be obtained from the scanning center to the scanning end portion. As a result, more uniform scanning characteristics can be realized over the entire scanning area.

【0038】また、請求項3に記載される本発明の光走
査装置によれば、ホログラムプレート表面に遮光手段が
設けられ、その遮光手段が走査中央ほど遮光量が大きく
なるようになっていることにより、請求項1に記載され
る光走査装置より更に、全走査領域に渡り、均一な走査
特性を実現することができる。
Further, according to the optical scanning device of the present invention as defined in claim 3, the light shielding means is provided on the surface of the hologram plate, and the light shielding means increases the light shielding amount toward the scanning center. As a result, it is possible to realize uniform scanning characteristics over the entire scanning area, as compared with the optical scanning device according to the first aspect.

【0039】また、請求項4の発明の光走査装置によれ
ば、ホログラムプレート近傍にスリットを設け、このス
リットの幅を走査中心ほど狭くしたことにより、レーザ
光の回折に寄与する領域の幅が走査中心ほど狭くなる。
これにより、請求項1に記載される光走査装置より更
に、全走査領域に渡り、均一な走査特性を実現すること
ができる。
According to the optical scanning device of the fourth aspect, a slit is provided in the vicinity of the hologram plate, and the width of the slit is narrowed toward the scanning center. It becomes narrower toward the center of scanning.
As a result, it is possible to realize uniform scanning characteristics over the entire scanning area, as compared with the optical scanning device according to the first aspect.

【0040】また、請求項5の発明の光走査装置によれ
ば、光偏向手段がホログラムを有するため、レーザ波長
の変化によるホログラムプレートの集光特性の変化を光
偏向手段のホログラムディスクにより補償することがで
きる。
According to the optical scanning device of the fifth aspect of the invention, since the light deflecting means has a hologram, a change in the condensing characteristic of the hologram plate due to a change in the laser wavelength is compensated by the hologram disk of the light deflecting means. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光走査装置の構成を具体化した一実施
例を示す要部側面図である。
FIG. 1 is a side view of an essential part showing an embodiment embodying the configuration of an optical scanning device of the present invention.

【図2】ホログラムプレートを示す平面模式図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a hologram plate.

【図3】ホログラムプレートの結像関係を示す説明図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an image forming relationship of a hologram plate.

【図4】ホログラムプレートによる集光特性を示す模式
図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a light condensing characteristic of a hologram plate.

【図5】本発明の光走査装置の他の実施例におけるホロ
グラムプレートを示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a hologram plate in another embodiment of the optical scanning device of the present invention.

【図6】本発明の光走査装置の他の実施例におけるホロ
グラムプレートの結像関係を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an image forming relationship of a hologram plate in another embodiment of the optical scanning device of the present invention.

【図7】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。
FIG. 7 is a side view of essential parts showing another embodiment of the optical scanning device of the present invention.

【図8】本発明の光走査装置の他の実施例におけるホロ
グラムプレートを示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic view showing a hologram plate in another embodiment of the optical scanning device of the present invention.

【図9】本発明の光走査装置の他の実施例を示す要部断
面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of essential parts showing another embodiment of the optical scanning device of the present invention.

【図10】従来の光走査装置の構成を示す要部側面図で
ある。
FIG. 10 is a side view of essential parts showing the configuration of a conventional optical scanning device.

【図11】従来の光走査装置のホログラムプレートによ
る集光特性を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a light condensing characteristic of a hologram plate of a conventional optical scanning device.

【図12】従来の光走査装置のホログラムプレートによ
る結像関係を示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing an image formation relationship by a hologram plate of a conventional optical scanning device.

【符号の説明】 1 光走査装置 2 半導体レーザ(レーザ光源) 5 ホログラムディスク(光偏向手段) 7 走査面 8 モータ 10 ホログラムプレート 21 レーザ光 32 ホログラム 40 遮光手段 60 スリット[Description of Codes] 1 Optical Scanning Device 2 Semiconductor Laser (Laser Light Source) 5 Hologram Disk (Light Deflection Means) 7 Scanning Surface 8 Motor 10 Hologram Plate 21 Laser Light 32 Hologram 40 Light Shielding Means 60 Slit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光源と、 そのレーザ光源から出射されたレーザ光を偏向させて走
査を行うための光偏向手段と、 その光偏向手段によって偏向されたレーザ光を走査面上
に収束させるための、ホログラムが形成されたホログラ
ムプレートを備える光走査装置であって、 前記ホログラムプレートに形成されたホログラムのう
ち、レーザ光の回折に寄与する領域の走査方向とは垂直
な副走査方向の幅を、ホログラムプレートに照射される
レーザ光の副走査方向のビーム径よりも狭くしたことを
特徴とする光走査装置。
1. A laser light source, an optical deflecting means for deflecting and scanning the laser light emitted from the laser light source, and a laser light deflected by the optical deflecting means for converging on the scanning surface. Of the hologram formed on the hologram plate, the optical scanning device having a hologram plate on which a hologram is formed has a width in a sub-scanning direction perpendicular to a scanning direction of a region that contributes to diffraction of laser light. The optical scanning device is characterized in that the beam diameter of the laser light with which the hologram plate is irradiated is smaller than the beam diameter in the sub-scanning direction.
【請求項2】 前記ホログラムプレートに形成されたホ
ログラムの副走査方向の幅が走査中心ほど狭くなってい
ることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the width of the hologram formed on the hologram plate in the sub-scanning direction is narrower toward the scanning center.
【請求項3】 前記ホログラムプレートの表面に、走査
中心ほど遮光量が大きくなる遮光手段を設けたことを特
徴とする請求項1記載の光走査装置。
3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the hologram plate is provided on the surface thereof with a light shielding unit having a larger light shielding amount toward a scanning center.
【請求項4】 前記ホログラムプレート近傍にスリット
を設け、そのスリットの幅を走査中心ほど狭くなるよう
に形成したことを特徴とする請求項1記載の光走査装
置。
4. The optical scanning device according to claim 1, wherein a slit is provided in the vicinity of the hologram plate, and the width of the slit is narrowed toward a scanning center.
【請求項5】 前記光偏向手段がホログラムを有するこ
とを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
5. The optical scanning device according to claim 1, wherein the light deflector has a hologram.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010260336A (en) * 2009-04-09 2010-11-18 Fuji Xerox Co Ltd Exposure device and image forming device
JP2013035292A (en) * 2009-04-09 2013-02-21 Fuji Xerox Co Ltd Exposure device and image forming device

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