JPH0990260A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホログラムを用いた光走査装置において、精
度の高い光走査が可能な光走査装置を提供する。 【解決手段】 ホログラムディスク５には、その第一の
面２５の最外周部に複数のホログラムファセット１２が
形成されている。側面２７は第二の面２６に向かって広
がる円錐形状となっている。これにより、入射レーザ光
２１の光路を側面２７が遮ることなくホログラムディス
ク５を厚くすることができる。このようにホログラムデ
ィスク５を小型で厚くすることができるため、ホログラ
ムディスク５のたわみを非常に小さくすることができ、
回折レーザ光２２の回折角の変動が非常に小さくなり、
精度の高い光走査を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を被走査
媒体上で走査するための光走査装置に関するものであ
り、さらに詳細にはホログラムディスクを用いてレーザ
光を偏向走査する光走査装置に関するものである。

【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７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。

【０００３】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１１７からの回折光は、ホログラムプレート１２
１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。ここで、ホログラムプレート１２１
により、感光体ドラム１２２面上に微小レーザスポット
が形成され、レーザスポットがその感光体ドラム１２２
面上を直線的に移動し、さらにその移動速度が常に一定
となるようにすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常、
樹脂材料で量産されたホログラムディスク１１７の厚さ
は１〜１．２ｍｍ程度である。ホログラムディスク１１
７はその中心部がモータ１２４の回転軸で支持されてい
るため、図８に示すように、ホログラムディスク１１７
の外側ほどたわみが大きくなる。従って、点線で示した
たわみがないときの回折光１３０の方向に対し、実線で
示した実際の回折光１３１の方向との間にずれが生じ
る。この結果、精度の高い光走査ができなくなるという
問題があった。

【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、ホログラムを用いた光走査装置
において、精度の高い光走査が可能な光走査装置を提供
することを目的とする。

【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に記載の発明の光走査装置は、レーザ光を発
するレーザ光源と、そのレーザ光源からのレーザ光を所
定の入射レーザ光に変換する照射光学手段と、前記入射
レーザ光の回折、偏向を行う複数のホログラムファセッ
トが形成されたホログラムディスクと、前記ホログラム
ディスクの中心を回転中心として、ホログラムディスク
を回転させる回転駆動手段とを有する光走査装置であっ
て、前記ホログラムファセットは前記ホログラムディス
クの第一の面の最外周近傍に形成され、前記ホログラム
ディスクの側面が前記ホログラムディスクの第二の面に
向かって広がる円錐形状であり、レーザ光源から発せら
れたレーザ光は、照射光学手段により所定の入射レーザ
光とされ、ホログラムディスクに形成されたホログラム
ファセットに照射される。

【０００７】入射レーザ光はホログラムファセットで回
折され、回転駆動手段によってホログラムディスクを回
転させることにより、入射レーザ光は偏向され、走査面
上において走査を行う。ホログラムファセットはホログ
ラムディスクの第一の面の最外周近傍に形成されている
ため、ホログラムディスクを小型にすることができる。
また、ホログラムディスクの側面がホログラムディスク
の第二の面に向かって広がる円錐形状であるため、入射
レーザ光あるいはホログラムファセットによって回折さ
れた回折光の光路をホログラムディスクの側面が遮るこ
となくホログラムディスクを厚くすることができる。

【０００８】請求項２に記載の光走査装置は、前記ホロ
グラムディスクの厚さが、１．２ｍｍ以上であり、ホロ
グラムディスクのたわみが小さくなる。

【０００９】請求項３に記載の光走査装置は、前記ホロ
グラムディスクの第一の面と第二の面との間に空間が設
けられており、ホログラムディスクを厚くしてたわみを
小さくできるとともに、軽量化することができる。

【００１０】請求項４に記載の光走査装置は、前記ホロ
グラムディスクの第二の面が、ホログラムディスクの中
心から放射状に形成された梁で構成されており、ホログ
ラムディスクを実効的に厚くできると共に軽量化するこ
とができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した形態の
一例を図面を参照して説明する。

【００１２】本発明を好適に適用した光走査装置１にお
いては、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２２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。半導体レーザ２から発せられたレーザ光
は、照射光学手段を構成するコリメートレンズ３及び円
筒レンズ４によって所定の入射レーザ光２１に変換され
ホログラムディスク５に照射される。

【００１３】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。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、その片面にはホログラムが形成されて
いる。

【００１４】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。この
ような樹脂を用いることでホログラムディスク５を安価
に量産することができる。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。

【００１５】前記ホログラムプレート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２２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２２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。

【００１６】ホログラムディスク５には図２のように、
その第一の面２５の最外周部に複数のホログラムファセ
ット１２が形成されている。このため、ホログラムディ
スク５の直径を必要最小な大きさに小型化することがで
きる。また、図１に示すように、ホログラムディスク５
の側面２７はホログラムディスク５の第二の面２６に向
かって広がる円錐形状となっている。これにより、入射
レーザ光２１の光路を側面２７が遮ることなくホログラ
ムディスク５を厚くすることができる。このようにホロ
グラムディスク５を小型で厚くすることができるため、
ホログラムディスク５のたわみを非常に小さくすること
ができる。すなわち、たわみによる回折レーザ光２２の
回折角の変動が非常に小さくなり、精度の高い光走査を
実現することができる。

【００１７】以上、本発明の実施の形態の一例を図１乃
び図２を用いて詳細に説明したが、本発明は以上詳述し
た形態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。

【００１８】例えば、入射レーザ光２１は図１に示した
実施例ではホログラムディスク５の第二の面２６側から
ホログラムファセット１２に照射しているが、これに限
定されない。すなわち、図３に示すように、ホログラム
ディスク５の第一の面２５側から入射レーザ光２１を照
射してもよい。この場合も回折レーザ光２２はホログラ
ムディスク５の側面２７に遮られることはない。

【００１９】また、ホログラムディスク５の厚さについ
ては、たわみによる回折角の変動が所望の値に収まれば
よく、１．２ｍｍ以上が望ましい。さらに望ましくは
１．５ｍｍ〜２ｍｍ以上とするのがよい。なお、ホログ
ラムディスク５の直径によっては３ｍｍ以上とするのが
さらに望ましい。このように、ホログラムディスク５の
厚さを厚くすることにより、たわみによる悪影響を効果
的に抑制することができる。

【００２０】また、図４に示すように、ホログラムディ
スク５の第一の面２５と第二の面２６の間に空間４１を
設けてもよい。これにより、ホログラムディスク５を厚
くしても重量の増加を抑えられ、軽量なホログラムディ
スク５を提供することができる。さらに、ホログラムデ
ィスク５の軽量化により、ホログラムディスクを高速で
回転させることができ、走査の高速化を実現することが
できる。

【００２１】また、ホログラムディスク５の第二の面２
６は必ずしも円板状の平面である必要はない。例えば、
図５のように第二の面５１を、ホログラムディスク５の
中心より放射状に設けられた梁５２で構成してもよい。
梁５２の数はホログラムファセット１２の数に応じて決
定され、特に限定しないが、４〜８が望ましい。

【００２２】また、光走査装置の構成も上記ホログラム
ディスク５を用いたものであれば特に限定されない。例
えば、照射光学手段もコリメートレンズと円筒レンズに
限定されない。例えば、ホログラムレンズを用いてもよ
い。

【００２３】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６のように、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を小型・薄型化しても化を行ってもよい。

【００２４】また、レーザ光源としては半導体レーザ２
に限定されず、例えば、ガスレーザ、固体レーザ等を用
いてもよい。また、これらのレーザの第二高調波等を用
いてもよい。

【００２５】

【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の光走査装置では、ホログラムファセットはホ
ログラムディスクの第一の面の最外周近傍に形成されて
いるため、ホログラムディスクを小型にすることができ
る。また、ホログラムディスクの側面がホログラムディ
スクの第二の面に向かって広がる円錐形状であるため、
入射レーザ光あるいはホログラムファセットによって回
折された回折光の光路をホログラムディスクの側面が遮
ることなくホログラムディスクを厚くすることができ
る。このようにホログラムディスクを小型で厚くするこ
とにより、ホログラムディスクのたわみが小さくなるた
め、回折方向の変動が減少し、精度の高い光走査が得ら
れる。

【００２６】また、請求項２の光走査装置では、ホログ
ラムディスクの厚さが１．２ｍｍ以上と厚いため、ホロ
グラムディスクのたわみを小さくすることができ、その
結果、回折方向の変動が減少し、精度の高い光走査が得
られる。

【００２７】また、請求項３の光走査装置では、ホログ
ラムディスクの第一の面と第二の面との間に空間が設け
られているため、ホログラムディスクを厚くしてたわみ
を小さくできるとともに、軽量化することができるの
で、高速走査が可能となる。

【００２８】また、請求項４の光走査装置では、ホログ
ラムディスクの第二の面が放射状の梁で構成されている
ため、ホログラムディスクを実効的に厚くできると共に
軽量化することができるので、高速走査が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した光走査装置の形態の一例を
示す要部側面図である。

【図２】ホログラムディスクを示す上面図である。

【図３】本発明の光走査装置の他の形態を示す要部側面
図である。

【図４】本発明の他の実施例におけるホログラムディス
クを示す断面図である。

【図５】本発明の他の実施例におけるホログラムディス
クを示す斜視図である。

【図６】本発明の光走査装置の他の形態を示す要部側面
図である。

【図７】従来の光走査装置の構成を示す要部側面図であ
る。

【図８】ホログラムディスクのたわみを説明する模式図
である。

【符号の説明】

２ 半導体レーザ ３ コリメートレンズ ４ 円筒レンズ ５ ホログラムディスク ８ モータ １２ ホログラムファセット ２１ 入射レーザ光 ２５ ホログラムディスクの第一の面 ２６ ホログラムディスクの第二の面 ２７ ホログラムディスクの側面 ４１ 空間 ５２ ホログラムディスクの第二の面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を発するレーザ光源と、 そのレーザ光源からのレーザ光を所定の入射レーザ光に
   変換する照射光学手段と、 前記入射レーザ光の回折、偏向を行う複数のホログラム
   ファセットが形成されたホログラムディスクと、 前記ホログラムディスクの中心を回転中心として、ホロ
   グラムディスクを回転させる回転駆動手段とを有する光
   走査装置であって、 前記ホログラムファセットは前記ホログラムディスクの
   第一の面の最外周近傍に形成され、前記ホログラムディ
   スクの側面が前記ホログラムディスクの第二の面に向か
   って広がる円錐形状であることを特徴とする光走査装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光走査装置において、前
   記ホログラムディスクの厚さが、１．２ｍｍ以上である
   ことを特徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の光走査装置において、前
   記ホログラムディスクの第一の面と第二の面との間に空
   間が設けられていることを特徴とする光走査装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光走査装置において、前
   記ホログラムディスクの第二の面が、ホログラムディス
   クの中心から放射状に形成された梁で構成されているこ
   とを特徴とする光走査装置。