JPH0990263A - 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では、その入射面
２５および出射面２６が曲率を有する曲面となるように
製造されている。ホログラムディスクは上方に反った形
状となっており、反りの曲率中心方向は組み付け時の重
力方向とは逆方向となっている。このため、ホログラム
ディスク５をその中心部で支持すると、ホログラムディ
スク５が下方にたわみ、結果的に製造時の上方への反り
を打ち消す。この結果、たわみ等による回折レーザ光２
２の回折角の変動が著しく小さくなり、精度の高い安定
した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、光走査装置に関
し、さらに詳細にはホログラムディスクを用いた光走査
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホログラムを用いた光走査装置と
しては、図６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。

【０００３】ホログラムディスク１１７に形成されたホ
ログラムからの回折光は、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、ホログ
ラムディスク１１７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７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。また、たわみによりホログラムディ
スク１１７の入射面および出射面が曲面となり、これに
より収差が発生しスポット形状に乱れが生じる。この結
果、精度の高い光走査ができなくなり、感光体ドラム１
２２に形成される画像の質が悪化するるという問題があ
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、前記ホログラムディ
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、前記ホログラムディスクの前記入射レーザ光が
入射する入射面および回折されたレーザ光が出射する出
射面が曲率を有するものであり、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。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。ここで、ホログラ
ムディスクの入射面および出射面が曲率を有しており、
この曲率によりホログラムディスク取り付け時に生じる
たわみを打ち消す。

【０００７】請求項２に記載の光走査装置は、前記ホロ
グラムディスクが有する曲率の中心方向が、前記ホログ
ラムディスクの組み付け時の重力方向と反対であり、ホ
ログラムディスクを取り付けたときの重力によるホログ
ラムディスクのたわみは、ホログラムディスク自身の有
する曲率で打ち消される。

【０００８】請求項３に記載の光走査装置は、前記ホロ
グラムディスクの入射面および出射面の有する曲率が、
前記ホログラムディスク組み付け時にホログラムディス
クの入射面および出射面が平面状となる大きさであるた
め、ホログラムディスクにたわみが生じない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、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。

【００１０】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。

【００１１】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。ホログラムディスク５の表面（出射面２６側）に
はレーザ光を回折するための複数のホログラムファセッ
ト１２が所定のパターンの凹凸により形成されている。
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、その片面には所定のパターンの凹凸からなる
ホログラムが形成されている。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】この実施形態の光走査装置１におけるホロ
グラムディスク５は、図２（ａ）に示すように、その入
射面２５および出射面２６が平面ではなく、曲率を有す
る曲面となるように製造されている。この曲率の中心３
０は図２（ａ）において、上方に位置しており、ホログ
ラムディスク５は上方に反った形状となっている。すな
わち、この反りの曲率中心方向は組み付け時の重力方向
すなわち図２（ａ）における下方向とは逆方向となって
いる。このため、図２（ｂ）のように、ホログラムディ
スク５をその中心部で回転駆動手段であるモータ８の回
転軸で支持すると、ホログラムディスク５が重力により
下方にたわみ、結果的にホログラムディスク５の製造時
に与えた上方への反りを打ち消す。この結果、ホログラ
ムディスクの入射面２５と出射面２６とは平面状とな
り、たわみ等による回折レーザ光２２の回折角の変動が
著しく小さくなり、精度の高い安定した光走査を実現す
ることができる。このように、ホログラムディスク５の
有する曲率の大きさは組み付け時にホログラムディスク
５の入射面２５および出射面２６が平面となるように定
めることが望ましい。

【００１５】このようなホログラムディスク５は、例え
ば図３に示すように所定の曲率を有する空洞部を４１を
有する金型４０を用いて射出成形により製造することが
できる。

【００１６】以上、本発明の一実施例を図１乃至図３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。

【００１７】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において、ホログラム
ファセット１２が形成されていない面２５から照射して
いるが、これに限定されない。すなわち、図１におい
て、面２６を入射面とするように、ホログラムディスク
５の上方より入射レーザ光２１を照射し、面２５を出射
面として回折レーザ光２２を射出させてもよい。

【００１８】ホログラムディスク５はホログラムファセ
ット１２が形成された面２６を上向きにして保持されて
いるが、これに限定されるわけではない。例えば、図４
（ａ）に示すように、ホログラムファセット５２が形成
されている面５４とは反対の面５３側に曲率の中心５６
を位置させてもよい。これにより図４（ｂ）のようにホ
ログラムディスク５１をホログラムファセット５２が形
成されている面５４を下向きに組み付けても、同様に重
力の作用によりホログラムディスク５１の各面５４、５
３は平面状となる。

【００１９】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３と円筒レンズ
４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。

【００２０】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５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。

【００２１】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。

【００２２】

【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、ホログラムディスクの入射
面および出射面が曲率を有しており、この曲率による反
りがホログラムディスク取り付け時に生じるたわみを打
ち消すため、精度の高い安定した光走査を行うことがで
きる。

【００２３】また、請求項２の光走査装置では、ホログ
ラムディスクの組み付け時において、ホログラムディス
クが有する曲率の中心方向が重力の方向と逆になってい
る。このため、重力によるホログラムディスクのたわみ
をホログラムディスクの有する曲率で打ち消すことがで
きる。これにより、精度の高い安定した光走査を行うこ
とができる。

【００２４】また、請求項３の光走査装置では、ホログ
ラムディスクの有する曲率が、ホログラムディスク組み
付け時にホログラムディスクの入射面および出射面が平
面となる大きさであるため、ホログラムディスクにたわ
みが生じない。これにより、精度の高い安定した光走査
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光走査装置の実施形態の一例を示す要
部側面図である。

【図２】本発明の光走査装置におけるホログラムディス
クのたわみを説明する模式図である。

【図３】ホログラムディスクを製造する金型を示す断面
図である。

【図４】本発明の他の実施形態におけるホログラムディ
スクのたわみを説明する模式図である。

【図５】本発明の光走査装置の他の実施形態を示す要部
側面図である。

【図６】従来の光走査装置の構成を示す要部斜視図であ
る。

【図７】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 入射面 ２６ 出射面

Claims (3)

【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、前記
   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、 前記ホログラムディスクの前記入射レーザ光が入射する
   入射面および回折されたレーザ光が出射する出射面が曲
   率を有す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が有する曲率の中心方向が、前記
   ホログラムディスクの組み付け時の重力方向と反対であ
   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入射面および出射面の有する曲
   率が、前記ホログラムディスク組み付け時にホログラム
   ディスクの入射面および出射面が平面状となる大きさで
   あることを特徴とする光走査装置。