JPH10325933A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPH10325933A JPH10325933A JP9122879A JP12287997A JPH10325933A JP H10325933 A JPH10325933 A JP H10325933A JP 9122879 A JP9122879 A JP 9122879A JP 12287997 A JP12287997 A JP 12287997A JP H10325933 A JPH10325933 A JP H10325933A
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- light source
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で、シェーディングを軽減できる
光走査装置を提供する。 【解決手段】 光源１からのレーザ光束を、偏向反射面
５ａを有する光偏向手段５により偏向させ、走査用レン
ズ６により被走査面７上に光スポットとして集光して光
走査を行う光走査装置において、上記光源１は、偏光方
向が光軸と垂直な面内で偏向方向（Ｙ軸方向）及び偏向
方向に直行する方向（Ｚ軸方向）の双方に対して４５°
傾いている構成とした。偏向反射面５ａに「Ｐ偏光」と
「Ｓ偏光」の中間の偏光として入射し、Ｐ偏光やＳ偏光
の場合よりシェーディングを押さえることができ、画像
の光量ムラを少なくする。
光走査装置を提供する。 【解決手段】 光源１からのレーザ光束を、偏向反射面
５ａを有する光偏向手段５により偏向させ、走査用レン
ズ６により被走査面７上に光スポットとして集光して光
走査を行う光走査装置において、上記光源１は、偏光方
向が光軸と垂直な面内で偏向方向（Ｙ軸方向）及び偏向
方向に直行する方向（Ｚ軸方向）の双方に対して４５°
傾いている構成とした。偏向反射面５ａに「Ｐ偏光」と
「Ｓ偏光」の中間の偏光として入射し、Ｐ偏光やＳ偏光
の場合よりシェーディングを押さえることができ、画像
の光量ムラを少なくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
レーザビームプリンタ、光ディスク等に光ビームで書込
を行うためのレーザビーム走査光学装置に関し、特に、
シェーディングを軽減するものに関する。
レーザビームプリンタ、光ディスク等に光ビームで書込
を行うためのレーザビーム走査光学装置に関し、特に、
シェーディングを軽減するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】感光体等の光記録媒体の表面に合致して
設定された被走査面を、レーザ光束により光走査する光
走査装置は、レーザプリンタ等に関連して広く知られて
いる。光走査装置の一般的な光学配置では、レーザ光源
からのレーザ光束が、回転多面鏡等の光偏向手段により
偏向され、走査用レンズにより被走査面上に光スポット
として照射される。このため、光偏向手段の偏向反射面
や走査用レンズへのレーザ光束の入射角は、１ラインの
光走査中、連続的に変化する。
設定された被走査面を、レーザ光束により光走査する光
走査装置は、レーザプリンタ等に関連して広く知られて
いる。光走査装置の一般的な光学配置では、レーザ光源
からのレーザ光束が、回転多面鏡等の光偏向手段により
偏向され、走査用レンズにより被走査面上に光スポット
として照射される。このため、光偏向手段の偏向反射面
や走査用レンズへのレーザ光束の入射角は、１ラインの
光走査中、連続的に変化する。
【０００３】一方、偏向反射面における反射率や、走査
用レンズのレンズ面における反射率や透過率は、入射角
に応じて変化するため、被走査面上の光スポットの光強
度は、一般に像高とともに変動する。このため、光走査
の１ラインにおいて画像の濃度ムラを生じたり、高階調
性を劣化させたりする。このような現象は「シェーディ
ング」と呼ばれているが、これは偏向反射面に入射する
レーザ光束の偏光の向きが、偏向方向に対して平行或い
は垂直である場合に著しく、一般に、中心像高に比して
主走査方向の両端部側で光強度が小さくなるか、逆に、
中心像高に対して主走査方向両端部側で光強度が大きく
なる傾向を持つ。
用レンズのレンズ面における反射率や透過率は、入射角
に応じて変化するため、被走査面上の光スポットの光強
度は、一般に像高とともに変動する。このため、光走査
の１ラインにおいて画像の濃度ムラを生じたり、高階調
性を劣化させたりする。このような現象は「シェーディ
ング」と呼ばれているが、これは偏向反射面に入射する
レーザ光束の偏光の向きが、偏向方向に対して平行或い
は垂直である場合に著しく、一般に、中心像高に比して
主走査方向の両端部側で光強度が小さくなるか、逆に、
中心像高に対して主走査方向両端部側で光強度が大きく
なる傾向を持つ。
【０００４】これを解消する方法として、従来は、光学
系の途中に透過率分布を有するフィルタを用いて、１回
の走査による走査線の光量ムラを補正していた。しか
し、フィルタの大きさも用いられる場所も限定され、か
つ、高価なものとなってしまうという問題があった。
系の途中に透過率分布を有するフィルタを用いて、１回
の走査による走査線の光量ムラを補正していた。しか
し、フィルタの大きさも用いられる場所も限定され、か
つ、高価なものとなってしまうという問題があった。
【０００５】これに対し、特開平５−３０３０４９号に
より、光源と光偏向手段との間の光路上に１／４波長板
を配備する構成が提案された。すなわち、このような構
成とすることで、光偏向器に入射するビーム光束の偏光
を円偏光に変換し、該光偏向器の偏向反射面における反
射率を偏向領域内でほぼ一定にし、シェーディングの軽
減を実現するものである。
より、光源と光偏向手段との間の光路上に１／４波長板
を配備する構成が提案された。すなわち、このような構
成とすることで、光偏向器に入射するビーム光束の偏光
を円偏光に変換し、該光偏向器の偏向反射面における反
射率を偏向領域内でほぼ一定にし、シェーディングの軽
減を実現するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の構成
は、高価な１／４波長板を用いており、これを用いる光
走査装置そのもののコストアップを招くことになる。本
発明は、上記の事実から考えられたもので、非常に簡単
な構成で、シェーディングを軽減した光走査装置を提供
することを目的としている。
は、高価な１／４波長板を用いており、これを用いる光
走査装置そのもののコストアップを招くことになる。本
発明は、上記の事実から考えられたもので、非常に簡単
な構成で、シェーディングを軽減した光走査装置を提供
することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、光源からのレーザ光束を、偏向反射面を
有する光偏向手段により偏向させ、走査用レンズにより
被走査面上に光スポットとして集光して光走査を行う光
走査装置において、上記光源は端面発光のレーザを用
い、光軸と垂直な面内における偏光方向が偏向方向及び
偏向方向に直行する方向の双方に対して傾いていること
を特徴としている。
めに本発明は、光源からのレーザ光束を、偏向反射面を
有する光偏向手段により偏向させ、走査用レンズにより
被走査面上に光スポットとして集光して光走査を行う光
走査装置において、上記光源は端面発光のレーザを用
い、光軸と垂直な面内における偏光方向が偏向方向及び
偏向方向に直行する方向の双方に対して傾いていること
を特徴としている。
【０００８】又は、光源からのレーザ光束を、偏向反射
面を有する光偏向手段により偏向させ、走査用レンズに
より被走査面上に光スポットとして集光して光走査を行
う光走査装置において、上記光源は面発光のレーザを用
い、光軸と垂直な面内における偏光方向が偏向方向及び
偏向方向に直行する方向の双方に対して傾いていること
を特徴としている。
面を有する光偏向手段により偏向させ、走査用レンズに
より被走査面上に光スポットとして集光して光走査を行
う光走査装置において、上記光源は面発光のレーザを用
い、光軸と垂直な面内における偏光方向が偏向方向及び
偏向方向に直行する方向の双方に対して傾いていること
を特徴としている。
【０００９】上記光源は、同一基板上に設けられ、独立
に光変調が可能な複数個の発光部を有するアレイ構造で
ある構成や、上記の傾きが、偏向方向及び偏向方向に直
行する方向に対して略４５度である構成や、上記光源に
上記傾き角度を調整するための角度調整手段を設けた構
成としてもよい。
に光変調が可能な複数個の発光部を有するアレイ構造で
ある構成や、上記の傾きが、偏向方向及び偏向方向に直
行する方向に対して略４５度である構成や、上記光源に
上記傾き角度を調整するための角度調整手段を設けた構
成としてもよい。
【００１０】また、上記角度調整手段が偏光子を有する
構成や、上記光源と上記光偏向手段との間にアパーチャ
を設け、該アパーチャの内径を、レーザ光束の中心強度
の１／ｅ2で規定される大きさよりも小さくした構成
や、上記アパーチャの内径は、主走査対応方向の長さと
副走査対応方向の長さがほぼ等しい矩形である構成や、
上記アパーチャが円形である構成や、上記光源からアパ
ーチャまでの光学系が光源ユニットとして一体化されて
いる構成としてもよい。
構成や、上記光源と上記光偏向手段との間にアパーチャ
を設け、該アパーチャの内径を、レーザ光束の中心強度
の１／ｅ2で規定される大きさよりも小さくした構成
や、上記アパーチャの内径は、主走査対応方向の長さと
副走査対応方向の長さがほぼ等しい矩形である構成や、
上記アパーチャが円形である構成や、上記光源からアパ
ーチャまでの光学系が光源ユニットとして一体化されて
いる構成としてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
り説明する。 〔実施例１〕図１は本発明の光走査装置の一実施例を示
す図で、同図において、１は光源、２は光源から放射さ
れたレーザ光束を平行光束にするコリメートレンズ、３
はアパーチャ、４はコリメートレンズ２によりコリメー
トされたレーザ光束を光偏向手段５の偏向反射面５ａ近
傍に主走査方向に長い線像として結像させるシリンドリ
カルレンズである。このシリンドリカルレンズ４を通過
したレーザ光束は、光偏向手段５に入射し偏向された
後、光走査用レンズ６に入射し、光走査用レンズ６の作
用により被走査面７上に光スポットとして集光され、被
走査面７上を主走査方向（Ｙ軸方向）に光走査する。
り説明する。 〔実施例１〕図１は本発明の光走査装置の一実施例を示
す図で、同図において、１は光源、２は光源から放射さ
れたレーザ光束を平行光束にするコリメートレンズ、３
はアパーチャ、４はコリメートレンズ２によりコリメー
トされたレーザ光束を光偏向手段５の偏向反射面５ａ近
傍に主走査方向に長い線像として結像させるシリンドリ
カルレンズである。このシリンドリカルレンズ４を通過
したレーザ光束は、光偏向手段５に入射し偏向された
後、光走査用レンズ６に入射し、光走査用レンズ６の作
用により被走査面７上に光スポットとして集光され、被
走査面７上を主走査方向（Ｙ軸方向）に光走査する。
【００１２】図１において、偏向器前の光学系の光軸と
偏向器以後の光学系の光軸とのなす角αは、６０°であ
る。また、Ｘ1（Ｙ）は「光偏向手段側から被走査面７
に向かって数えて第１番目の面」の偏向面内の形状（即
ち、図１の図面に現れている形状）を表す。また、Ｘ2
（Ｙ）は「光偏向手段５側から被走査面７に向かって数
えて第２番目の面」の偏向面内の形状を示す。これらは
何れも、光軸方向の座標をＸ、光軸直交方向の座標を
Ｙ、近軸曲率半径をＲ、高次の係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
……として、例えば次の用に表現できる「非円弧形状」
である。
偏向器以後の光学系の光軸とのなす角αは、６０°であ
る。また、Ｘ1（Ｙ）は「光偏向手段側から被走査面７
に向かって数えて第１番目の面」の偏向面内の形状（即
ち、図１の図面に現れている形状）を表す。また、Ｘ2
（Ｙ）は「光偏向手段５側から被走査面７に向かって数
えて第２番目の面」の偏向面内の形状を示す。これらは
何れも、光軸方向の座標をＸ、光軸直交方向の座標を
Ｙ、近軸曲率半径をＲ、高次の係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
……として、例えば次の用に表現できる「非円弧形状」
である。
【００１３】
【数１】
【００１４】さらに、図１で示す実施の形態では、光走
査用レンズ６は走査結像レンズ自体をなしており、副走
査対応方向（図１のＺ軸方向）に関して、線像の結像位
置と被走査面７とを幾何光学的に共役な関係とする機能
を持ち、且つ、副走査方向の像面湾曲を良好に補正する
ような形状となっている。このため、光偏向手段５側か
ら数えて１番目及び２番目のレンズ面は、図２（ａ）も
しくは（ｂ）で示すような「特殊なトーリック面」とな
っている。
査用レンズ６は走査結像レンズ自体をなしており、副走
査対応方向（図１のＺ軸方向）に関して、線像の結像位
置と被走査面７とを幾何光学的に共役な関係とする機能
を持ち、且つ、副走査方向の像面湾曲を良好に補正する
ような形状となっている。このため、光偏向手段５側か
ら数えて１番目及び２番目のレンズ面は、図２（ａ）も
しくは（ｂ）で示すような「特殊なトーリック面」とな
っている。
【００１５】なお、光走査用レンズ６の各面の副走査対
応方向に関する形状を、図１のようにｘ1（Ｙ）、ｘ
2（Ｙ）で表す。偏向面内において、光偏向手段側及び
被走査面側のレンズ面の近軸曲率半径を「Ｒ1」、
「Ｒ2」とし、レンズ材質の屈折率を「Ｎ」で表す。本
実施例では、走査用レンズとして具体的には
応方向に関する形状を、図１のようにｘ1（Ｙ）、ｘ
2（Ｙ）で表す。偏向面内において、光偏向手段側及び
被走査面側のレンズ面の近軸曲率半径を「Ｒ1」、
「Ｒ2」とし、レンズ材質の屈折率を「Ｎ」で表す。本
実施例では、走査用レンズとして具体的には
【００１６】
【表１】 また、副走査曲率半径は
【００１７】
【数２】 で表せて
【００１８】
【表２】 である。また、
【００１９】
【表３】 である。
【００２０】図３は、図１で用いる光源１の構成を模式
的に表している。いずれも、２つのクラッド層１ａ，１
ｂに活性層１ｃが挟まれた、いわゆる端面発光のレーザ
である。このような端面発光のレーザから放射されるレ
ーザ光束の偏光の向きは、一般に活性層１ｃに対して平
行になる。図３において、（ａ）はレーザの活性層１ｃ
が光偏向手段５の偏向方向（Ｙ軸方向）に一致した場
合、（ｂ）はレーザの活性層１ｃが光偏向手段５の偏向
方向（Ｙ軸方向）に直交する方向に一致した場合、
（ｃ）はレーザの活性層１ｃが偏向方向（Ｙ軸方向）及
び偏向方向に直交する方向（Ｚ軸方向）の双方に対して
傾いている（光軸中心に角度θだけ回転している）場合
を表す。１ｄは活性層１ｃ中の発振領域を示す。
的に表している。いずれも、２つのクラッド層１ａ，１
ｂに活性層１ｃが挟まれた、いわゆる端面発光のレーザ
である。このような端面発光のレーザから放射されるレ
ーザ光束の偏光の向きは、一般に活性層１ｃに対して平
行になる。図３において、（ａ）はレーザの活性層１ｃ
が光偏向手段５の偏向方向（Ｙ軸方向）に一致した場
合、（ｂ）はレーザの活性層１ｃが光偏向手段５の偏向
方向（Ｙ軸方向）に直交する方向に一致した場合、
（ｃ）はレーザの活性層１ｃが偏向方向（Ｙ軸方向）及
び偏向方向に直交する方向（Ｚ軸方向）の双方に対して
傾いている（光軸中心に角度θだけ回転している）場合
を表す。１ｄは活性層１ｃ中の発振領域を示す。
【００２１】図３に示す太い矢印は偏光の向きを示して
いる。従って、（ａ）の配置にしたときのレーザ光束の
偏光は光偏向手段の偏向反射面５ａに対し「Ｐ偏光」、
（ｂ）の配置にしたときのレーザ光束の偏光は「Ｓ偏
光」となる。
いる。従って、（ａ）の配置にしたときのレーザ光束の
偏光は光偏向手段の偏向反射面５ａに対し「Ｐ偏光」、
（ｂ）の配置にしたときのレーザ光束の偏光は「Ｓ偏
光」となる。
【００２２】今、光偏向手段５の偏向反射面５ａとして
Ａｌ（アルミニウム）の上にＳｉＯ（λ／２）をコート
したものを用い、光走査用レンズにはコーティングを施
していない条件において、図３の（ａ）〜（ｃ）のよう
に配置した各々の光源で、光偏向手段５の偏向反射面５
ａにおける反射率と、被走査面７におけるシェーディン
グを測定したものを図４と図５に示す。このとき、図４
及び図５から明らかなように、「Ｐ偏光」のレーザ光束
が光偏向手段５に入射すると、その反射率は画角が小さ
くなるにつれて小さくなり、被走査面７上におけるシェ
ーディングは像高が小さくなるにつれて小さくなる。ま
た、「Ｓ偏光」のレーザ光束が光偏向手段５に入射する
と、その反射率は画角が大きくなるにつれて小さくな
り、被走査面７上におけるシェーディングは像高が大き
くなるにつれて小さくなる。ただし、光偏光器５への入
射角が３０度の光線が像面７と交わるところを像高０と
する。
Ａｌ（アルミニウム）の上にＳｉＯ（λ／２）をコート
したものを用い、光走査用レンズにはコーティングを施
していない条件において、図３の（ａ）〜（ｃ）のよう
に配置した各々の光源で、光偏向手段５の偏向反射面５
ａにおける反射率と、被走査面７におけるシェーディン
グを測定したものを図４と図５に示す。このとき、図４
及び図５から明らかなように、「Ｐ偏光」のレーザ光束
が光偏向手段５に入射すると、その反射率は画角が小さ
くなるにつれて小さくなり、被走査面７上におけるシェ
ーディングは像高が小さくなるにつれて小さくなる。ま
た、「Ｓ偏光」のレーザ光束が光偏向手段５に入射する
と、その反射率は画角が大きくなるにつれて小さくな
り、被走査面７上におけるシェーディングは像高が大き
くなるにつれて小さくなる。ただし、光偏光器５への入
射角が３０度の光線が像面７と交わるところを像高０と
する。
【００２３】ところが、光源を図３の（ｃ）のように光
軸を中心に角度θだけ回転させて配置することで光偏向
手段５の偏向反射面５ａに入射するレーザ光束の偏光の
向きが「Ｐ偏光」と「Ｓ偏光」の中間の偏光となる。特
に、角度θ＝４５°になるようにすると、図４及び図５
にあるように、「Ｐ偏光」のレーザ光束の場合の特性と
「Ｓ偏光」の場合の特性のほぼ平均になり、シェーディ
ングは被走査面の走査領域内においてほぼ一定にするこ
とができる。従って、光量ムラのない良好な画像を得る
ことができる。
軸を中心に角度θだけ回転させて配置することで光偏向
手段５の偏向反射面５ａに入射するレーザ光束の偏光の
向きが「Ｐ偏光」と「Ｓ偏光」の中間の偏光となる。特
に、角度θ＝４５°になるようにすると、図４及び図５
にあるように、「Ｐ偏光」のレーザ光束の場合の特性と
「Ｓ偏光」の場合の特性のほぼ平均になり、シェーディ
ングは被走査面の走査領域内においてほぼ一定にするこ
とができる。従って、光量ムラのない良好な画像を得る
ことができる。
【００２４】〔実施例２〕実施例１では光源として端面
発光のレーザを用いたが、そのかわりに面発光のレーザ
を用いることもできる。面発光のレーザとは図６に示し
たように、活性層１０ｃが２つのクラッド層１０ａ，１
０ｂに挟まれており、更にそのクラッド層の上下の面に
高い反射率を有する反射面１０ｄ，１０ｅを正対して形
成された構造を持つ。この２つの反射面に挟まれた領域
が基板に対して垂直ないわゆるファブリー・ペロー共振
器となり、活性層の発振領域１０ｆでレーザ発振が起こ
り基板に対して垂直な方向、即ち図６に示す矢印Ａ方向
からレーザ光束を発振している。特にこの様な面発光の
レーザを用いると、活性領域が小さいため、しきい電流
を非常に小さくすることができる。
発光のレーザを用いたが、そのかわりに面発光のレーザ
を用いることもできる。面発光のレーザとは図６に示し
たように、活性層１０ｃが２つのクラッド層１０ａ，１
０ｂに挟まれており、更にそのクラッド層の上下の面に
高い反射率を有する反射面１０ｄ，１０ｅを正対して形
成された構造を持つ。この２つの反射面に挟まれた領域
が基板に対して垂直ないわゆるファブリー・ペロー共振
器となり、活性層の発振領域１０ｆでレーザ発振が起こ
り基板に対して垂直な方向、即ち図６に示す矢印Ａ方向
からレーザ光束を発振している。特にこの様な面発光の
レーザを用いると、活性領域が小さいため、しきい電流
を非常に小さくすることができる。
【００２５】面発光のレーザにおいても実施例１で述べ
たように、放射されたレーザ光束の偏光の向きが光偏向
手段の偏向方向及び偏向方向に直交する方向に対して光
軸中心に傾け、光偏向手段５の偏向反射面５ａに入射す
るレーザ光束の偏光の向きが「Ｐ偏光」と「Ｓ偏光」の
ほぼ中間（角度θを４５度にする）になるようにする
と、図４及び図５にあるように「Ｐ偏光」のレーザ光束
の場合の特性と「Ｓ偏光」の場合の特性のほぼ平均にな
り、シェーディングは被走査面の走査領域内においてほ
ぼ一定にすることができる。従って、光量ムラのない良
好な画像を得ることができる。
たように、放射されたレーザ光束の偏光の向きが光偏向
手段の偏向方向及び偏向方向に直交する方向に対して光
軸中心に傾け、光偏向手段５の偏向反射面５ａに入射す
るレーザ光束の偏光の向きが「Ｐ偏光」と「Ｓ偏光」の
ほぼ中間（角度θを４５度にする）になるようにする
と、図４及び図５にあるように「Ｐ偏光」のレーザ光束
の場合の特性と「Ｓ偏光」の場合の特性のほぼ平均にな
り、シェーディングは被走査面の走査領域内においてほ
ぼ一定にすることができる。従って、光量ムラのない良
好な画像を得ることができる。
【００２６】〔実施例３〕上記の実施例１、２では、１
ビームのレーザ光束について述べたが、例えば図７に示
すように１チップ中に複数個のレーザ２１，２２，２３
……を１列に並べて構成されたいわゆるモノリシックな
半導体レーザ２０を光源１として用いてもよい。このよ
うな光源を用いると、一度に複数の走査線を被走査面７
上に書き込む事が可能であり、高速化・高解像度化が達
成できる。図７では端面発光のレーザを複数個並べた構
造を有しているが、面発光のレーザを複数個並べた構造
でもかまわない。面発光のレーザの場合、発振領域１０
ｆ（図６）を３〜５μｍと小さくすることができるた
め、動作電流を小さく抑えることができレーザ発光によ
る発熱を少なくすることができる。従って、レーザ個々
の発熱量は小さくなり発熱によって相互のレーザ発振動
作が影響されることなく各レーザからの発熱量及び発振
波長が独立に制御でき安定した発光量が得られる。
ビームのレーザ光束について述べたが、例えば図７に示
すように１チップ中に複数個のレーザ２１，２２，２３
……を１列に並べて構成されたいわゆるモノリシックな
半導体レーザ２０を光源１として用いてもよい。このよ
うな光源を用いると、一度に複数の走査線を被走査面７
上に書き込む事が可能であり、高速化・高解像度化が達
成できる。図７では端面発光のレーザを複数個並べた構
造を有しているが、面発光のレーザを複数個並べた構造
でもかまわない。面発光のレーザの場合、発振領域１０
ｆ（図６）を３〜５μｍと小さくすることができるた
め、動作電流を小さく抑えることができレーザ発光によ
る発熱を少なくすることができる。従って、レーザ個々
の発熱量は小さくなり発熱によって相互のレーザ発振動
作が影響されることなく各レーザからの発熱量及び発振
波長が独立に制御でき安定した発光量が得られる。
【００２７】以上のような複数個の発光点をアレイ状に
配列したレーザを光源として用いた場合も、実施例１及
び２で述べたように、放射されたレーザ光束の偏光の向
きが光偏向手段の偏向方向及び偏向方向に直交する方向
に対して光軸中心に傾けて、光偏向手段５の偏向反射面
５ａに入射するレーザ光束の偏光の向きが「Ｐ偏光」と
「Ｓ偏光」のほぼ中間になるようにすると、図４及び図
５にあるように、「Ｐ偏光」のレーザ光束の場合の特性
と「Ｓ偏光」の場合の特性のほぼ平均になり、シェーデ
ィングは被走査面の走査領域内においてほぼ一定にする
ことができる。従って、光量ムラのない良好な画像を得
ることができる。
配列したレーザを光源として用いた場合も、実施例１及
び２で述べたように、放射されたレーザ光束の偏光の向
きが光偏向手段の偏向方向及び偏向方向に直交する方向
に対して光軸中心に傾けて、光偏向手段５の偏向反射面
５ａに入射するレーザ光束の偏光の向きが「Ｐ偏光」と
「Ｓ偏光」のほぼ中間になるようにすると、図４及び図
５にあるように、「Ｐ偏光」のレーザ光束の場合の特性
と「Ｓ偏光」の場合の特性のほぼ平均になり、シェーデ
ィングは被走査面の走査領域内においてほぼ一定にする
ことができる。従って、光量ムラのない良好な画像を得
ることができる。
【００２８】〔実施例４〕一般に光源１から光偏向手段
５までの光学系（図１であればコリメートレンズ２、ア
パーチャ３、シリンドリカルレンズ４）は、光偏向手段
５の偏向反射面５ａの偏向方向を主走査対応方向（Ｙ軸
方向）、それに直交する方向を副走査対応方向（Ｚ軸方
向）とすれば、図８に模式的に示してあるように、その
各々の方向に対して対称になるように配置される。この
とき、光源１から放射されるレーザ光束の偏光の向き
が、実施例１乃至３で述べたように「Ｐ偏光」と「Ｓ偏
光」のほぼ中間になるようにするには、あらかじめレー
ザ光束の偏光の向きを主走査対応方向及び副走査対応方
向に対してほぼ４５度になるように光源１を設定してお
けばよい。
５までの光学系（図１であればコリメートレンズ２、ア
パーチャ３、シリンドリカルレンズ４）は、光偏向手段
５の偏向反射面５ａの偏向方向を主走査対応方向（Ｙ軸
方向）、それに直交する方向を副走査対応方向（Ｚ軸方
向）とすれば、図８に模式的に示してあるように、その
各々の方向に対して対称になるように配置される。この
とき、光源１から放射されるレーザ光束の偏光の向き
が、実施例１乃至３で述べたように「Ｐ偏光」と「Ｓ偏
光」のほぼ中間になるようにするには、あらかじめレー
ザ光束の偏光の向きを主走査対応方向及び副走査対応方
向に対してほぼ４５度になるように光源１を設定してお
けばよい。
【００２９】〔実施例５〕端面発光のレーザの場合、放
射されるレーザ光束の偏光の向きは活性層に対して一般
に平行になるので、活性層を主走査対応方向及び副走査
対応方向に対してほぼ４５度になるように光源１を傾け
ればよい。しかし、光源１として面発光のレーザを用い
た場合、端面発光のレーザのようにどのレーザでも偏光
の向きが一様に決まっているわけではないので、偏光の
向きが主走査対応方向及び副走査対応方向に対してほぼ
４５度になるように個々に調整する必要がある。この調
整方法は、例えば図９に示したようにすればよい。図９
で１０は面発光のレーザ、１２は偏光フィルタ、１３は
フォトディテクタである。偏光フィルタ１２の向きはこ
こで主走査対応方向及び副走査対応方向に対して光軸中
心に４５度に傾けてある。この傾けられた偏光フィルタ
１２を通して、面発光のレーザ１０から放射されるレー
ザ光束の光強度をフォトディテクタ１３で検出する。こ
のとき、レーザ１０を光軸を中心に回転させ、光強度が
最大になるところをフォトディテクタ１３で検出する。
このとき、面発光レーザ１０から放射されるレーザ光束
の偏向の向きは４５度となる。
射されるレーザ光束の偏光の向きは活性層に対して一般
に平行になるので、活性層を主走査対応方向及び副走査
対応方向に対してほぼ４５度になるように光源１を傾け
ればよい。しかし、光源１として面発光のレーザを用い
た場合、端面発光のレーザのようにどのレーザでも偏光
の向きが一様に決まっているわけではないので、偏光の
向きが主走査対応方向及び副走査対応方向に対してほぼ
４５度になるように個々に調整する必要がある。この調
整方法は、例えば図９に示したようにすればよい。図９
で１０は面発光のレーザ、１２は偏光フィルタ、１３は
フォトディテクタである。偏光フィルタ１２の向きはこ
こで主走査対応方向及び副走査対応方向に対して光軸中
心に４５度に傾けてある。この傾けられた偏光フィルタ
１２を通して、面発光のレーザ１０から放射されるレー
ザ光束の光強度をフォトディテクタ１３で検出する。こ
のとき、レーザ１０を光軸を中心に回転させ、光強度が
最大になるところをフォトディテクタ１３で検出する。
このとき、面発光レーザ１０から放射されるレーザ光束
の偏向の向きは４５度となる。
【００３０】〔実施例６〕以上のように光源を傾けて配
置した場合、特に端面発光のレーザを用いると図１０に
示すようにレーザ光束の形１ａも傾いたものとなる。面
発光のレーザ光束の場合、発振領域の形は自由であるの
で、例えばその形を円形にすることで光源を傾けて配置
してもレーザ光束の形には影響を与えないように工夫す
ることができる。 しかし、一般に端面発光のレーザの
場合、発振領域は活性層の方向に長いため、放射される
レーザ光束の形は活性層の方向と直交する方向に長い楕
円形となる。従って、活性層を傾けるとそれに伴いレー
ザ光束の形も傾いたものとなり、主走査対応方向と副走
査対応方向に関してその光強度分布は非対称になる。
置した場合、特に端面発光のレーザを用いると図１０に
示すようにレーザ光束の形１ａも傾いたものとなる。面
発光のレーザ光束の場合、発振領域の形は自由であるの
で、例えばその形を円形にすることで光源を傾けて配置
してもレーザ光束の形には影響を与えないように工夫す
ることができる。 しかし、一般に端面発光のレーザの
場合、発振領域は活性層の方向に長いため、放射される
レーザ光束の形は活性層の方向と直交する方向に長い楕
円形となる。従って、活性層を傾けるとそれに伴いレー
ザ光束の形も傾いたものとなり、主走査対応方向と副走
査対応方向に関してその光強度分布は非対称になる。
【００３１】そこで、図１０のように、そのレーザ光束
の光強度分布を整形するために、アパーチャ３の内径を
コリメートされたレーザ光束１′の大きさよりも小さく
し、被走査面７上のビームスポットが良好になるように
する。一般にレーザ光束の大きさ及びそのスポット径は
光強度の最大強度の１／ｅ2＝０．１３５の部分を指す
ため、アパーチャ３の内径も図１０のアパーチャ３のよ
うにコリメートされたレーザ光束１′の中心強度の１／
ｅ2で規定される大きさの中に含まれるようにすれば充
分である。
の光強度分布を整形するために、アパーチャ３の内径を
コリメートされたレーザ光束１′の大きさよりも小さく
し、被走査面７上のビームスポットが良好になるように
する。一般にレーザ光束の大きさ及びそのスポット径は
光強度の最大強度の１／ｅ2＝０．１３５の部分を指す
ため、アパーチャ３の内径も図１０のアパーチャ３のよ
うにコリメートされたレーザ光束１′の中心強度の１／
ｅ2で規定される大きさの中に含まれるようにすれば充
分である。
【００３２】また、図１１のアパーチャ３ａのように、
主走査方向と副走査方向の双方の中心に光軸がくるよう
にすれば、光強度分布はほぼ主走査対応方向及び副走査
対応方向で対称となる。
主走査方向と副走査方向の双方の中心に光軸がくるよう
にすれば、光強度分布はほぼ主走査対応方向及び副走査
対応方向で対称となる。
【００３３】更に、アパーチャの内径の形が図１２に示
すアパーチャ３ｂのような正方形や図１３に示すアパー
チャ３ｃのような円形とすることにより、アパーチャ３
を通ったレーザ光束は円形に近くなるため、被走査面７
上のビームスポットが良好になる。
すアパーチャ３ｂのような正方形や図１３に示すアパー
チャ３ｃのような円形とすることにより、アパーチャ３
を通ったレーザ光束は円形に近くなるため、被走査面７
上のビームスポットが良好になる。
【００３４】また、以上説明した光源からアパーチャま
での光学部品を一つのレーザユニットとして一体化すれ
ば、レーザユニット単体での交換と、交換に伴う調整が
容易に行える。
での光学部品を一つのレーザユニットとして一体化すれ
ば、レーザユニット単体での交換と、交換に伴う調整が
容易に行える。
【００３５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、光源からのレーザ光束を、偏向反射面を有する光偏
向手段により偏向させ、走査用レンズにより被走査面上
に光スポットとして集光して光走査を行う光走査装置に
おいて、上記光源は、偏光方向が光軸と垂直な面内で偏
向方向及び偏向方向に直行する方向の双方に対して傾い
ている構成としたので、偏向反射面に「Ｐ偏光」と「Ｓ
偏光」の中間の偏光として入射し、Ｐ偏光やＳ偏光の場
合よりシェーディングを押さえることができ、画像の光
量ムラを少なくすることができる。
ば、光源からのレーザ光束を、偏向反射面を有する光偏
向手段により偏向させ、走査用レンズにより被走査面上
に光スポットとして集光して光走査を行う光走査装置に
おいて、上記光源は、偏光方向が光軸と垂直な面内で偏
向方向及び偏向方向に直行する方向の双方に対して傾い
ている構成としたので、偏向反射面に「Ｐ偏光」と「Ｓ
偏光」の中間の偏光として入射し、Ｐ偏光やＳ偏光の場
合よりシェーディングを押さえることができ、画像の光
量ムラを少なくすることができる。
【００３６】上記光源を、同一基板上に設けられ、独立
に光変調が可能な複数個の発光部を有するアレイ構造と
すれば、一度に複数の走査線を書き込むことができる。
偏光の傾きが、偏向方向及び偏向方向に直行する方向に
対して略４５度である構成とすれば、Ｐ偏光とＳ偏光の
中間となり、両特性がほぼ平均化され、シェーディング
は被走査面の走査領域内においてほぼ一定にすることが
できる。従って、光量ムラのない良好な画像を得ること
ができる。
に光変調が可能な複数個の発光部を有するアレイ構造と
すれば、一度に複数の走査線を書き込むことができる。
偏光の傾きが、偏向方向及び偏向方向に直行する方向に
対して略４５度である構成とすれば、Ｐ偏光とＳ偏光の
中間となり、両特性がほぼ平均化され、シェーディング
は被走査面の走査領域内においてほぼ一定にすることが
できる。従って、光量ムラのない良好な画像を得ること
ができる。
【００３７】上記光源に上記傾き角度を調整するための
角度調整手段を設ければ、容易に、かつ、確実に偏光の
傾き角度４５度を得ることができる。また、上記角度調
整手段が偏光子を有する構成とすれば、特に、面発光の
光源の場合でも、偏光の角度を正確に設定することがで
きる。
角度調整手段を設ければ、容易に、かつ、確実に偏光の
傾き角度４５度を得ることができる。また、上記角度調
整手段が偏光子を有する構成とすれば、特に、面発光の
光源の場合でも、偏光の角度を正確に設定することがで
きる。
【００３８】上記光源と上記光偏向手段との間にアパー
チャを設け、該アパーチャの内径を、レーザ光束の中心
強度の１／ｅ2で規定される大きさよりも小さくした構
成とすれば、ビーム光束の制御が容易になり、被走査面
上に所望のビーム径を得ることができる。
チャを設け、該アパーチャの内径を、レーザ光束の中心
強度の１／ｅ2で規定される大きさよりも小さくした構
成とすれば、ビーム光束の制御が容易になり、被走査面
上に所望のビーム径を得ることができる。
【００３９】上記アパーチャの内径は、主走査対応方向
の長さと副走査対応方向の長さがほぼ等しい矩形である
構成や、上記アパーチャが円形である構成とすれば、ア
パーチャを通過したレーザ光束の光強度分布が主走査対
応方向と副走査対応方向に対称になり、被走査面上のビ
ーム径が良好になる。
の長さと副走査対応方向の長さがほぼ等しい矩形である
構成や、上記アパーチャが円形である構成とすれば、ア
パーチャを通過したレーザ光束の光強度分布が主走査対
応方向と副走査対応方向に対称になり、被走査面上のビ
ーム径が良好になる。
【００４０】上記光源からアパーチャまでの光学系が光
源ユニットとして一体化されている構成とすれば、偏光
の角度調整が容易にできるようになり、かつ、装置の取
り扱いが容易になる。
源ユニットとして一体化されている構成とすれば、偏光
の角度調整が容易にできるようになり、かつ、装置の取
り扱いが容易になる。
【図１】本発明の光走査装置の一実施例を示す上面図で
ある。
ある。
【図２】光走査レンズの走査方向の形状を示す図で、
（ａ）は第１面、（ｂ）は第２面の形状を示す。
（ａ）は第１面、（ｂ）は第２面の形状を示す。
【図３】端面発光のレーザを示す図で、（ａ）はレーザ
の活性層が偏向方向に一致した場合、（ｂ）はレーザの
活性層が偏向方向に直交する場合、（ｃ）はレーザの活
性層が偏向方向及び偏向方向に直交する方向の双方に対
して傾いている場合を表す。
の活性層が偏向方向に一致した場合、（ｂ）はレーザの
活性層が偏向方向に直交する場合、（ｃ）はレーザの活
性層が偏向方向及び偏向方向に直交する方向の双方に対
して傾いている場合を表す。
【図４】偏光方向と、偏向反射面における反射率との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図５】偏光方向と、被走査面におけるシェーディング
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図６】面発光のレーザの構成を示す図である。
【図７】アレイ構造のレーザを示す斜視図である。
【図８】光源から偏向反射面までの構成を模式的に示す
斜視図である。
斜視図である。
【図９】面発光のレーザと、偏向フィルタとの組み合わ
せを示す図である。
せを示す図である。
【図１０】アパーチャによりレーザ光束の光強度分布を
成形する状態を示す図である。
成形する状態を示す図である。
【図１１】アパーチャが矩形の場合を示す図である。
【図１２】アパーチャが正方形の場合を示す図である。
【図１３】アパーチャが円形の場合を示す図である。
１ 端面発光のレーザ ３，３ａ，３ｂ，３ｃ アパーチャ ５ 光偏向手段 ５ａ 偏向反射面 ６ 走査用レンズ ７ 被走査面 １０ 面発光のレーザ １２ 偏光子
Claims (10)
- 【請求項１】 光源からのレーザ光束を、偏向反射面を
有する光偏向手段により偏向させ、走査用レンズにより
被走査面上に光スポットとして集光して光走査を行う光
走査装置において、 上記光源は端面発光のレーザを用い、光軸と垂直な面内
における偏光方向が偏向方向及び偏向方向に直行する方
向の双方に対して傾いていることを特徴とする光走査装
置。 - 【請求項２】 光源からのレーザ光束を、偏向反射面を
有する光偏向手段により偏向させ、走査用レンズにより
被走査面上に光スポットとして集光して光走査を行う光
走査装置において、 光源は面発光のレーザを用い、光軸と垂直な面内におけ
る偏光方向が偏向方向及び偏向方向に直行する方向の双
方に対して傾いていることを特徴とした光走査装置。 - 【請求項３】 上記光源は、同一基板上に設けられ、独
立に光変調が可能な複数個の発光部を有するアレイ構造
であることを特徴とする請求項１又は２記載の光走査装
置。 - 【請求項４】 上記の傾きが、偏向方向及び偏向方向に
直行する方向に対して略４５度であることを特徴とする
請求項１から３のいずれかに記載の光走査装置。 - 【請求項５】 上記光源に上記傾き角度を調整するため
の角度調整手段を設けたことを特徴とする請求項１から
４のいずれかに記載の光走査装置。 - 【請求項６】 上記角度調整手段が偏光子を有すること
を特徴とする請求項５記載の光走査装置。 - 【請求項７】 上記光源と上記光偏向手段との間にアパ
ーチャを設け、該アパーチャの内径を、レーザ光束の中
心強度の１／ｅ2で規定される大きさよりも小さくした
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光
走査装置。 - 【請求項８】 上記アパーチャの内径は、主走査対応方
向の長さと副走査対応方向の長さがほぼ等しい矩形であ
ることを特徴とする請求項７記載の光走査装置。 - 【請求項９】 上記アパーチャが円形であることを特徴
とする請求項７記載の光走査装置。 - 【請求項１０】 上記光源からアパーチャまでの光学系
が光源ユニットとして一体化されていることを特徴とす
る請求項７から９のいずれかに記載の光走査装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9122879A JPH10325933A (ja) | 1997-03-28 | 1997-04-28 | 光走査装置 |
| US09/324,077 US6229638B1 (en) | 1997-04-28 | 1999-06-01 | Optical scanning apparatus capable of reducing variations in shading and improving light usage |
| US09/791,407 US6704129B2 (en) | 1997-04-28 | 2001-02-22 | Optical scanning apparatus capable of reducing variations in shading and improving light usage |
| US10/716,145 US6806984B2 (en) | 1997-04-28 | 2003-11-18 | Optical scanning apparatus capable of reducing variations in shading and improving light usage |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9278097 | 1997-03-28 | ||
| JP9-92780 | 1997-03-28 | ||
| JP9122879A JPH10325933A (ja) | 1997-03-28 | 1997-04-28 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325933A true JPH10325933A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=26434158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9122879A Pending JPH10325933A (ja) | 1997-03-28 | 1997-04-28 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10325933A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6229638B1 (en) | 1997-04-28 | 2001-05-08 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning apparatus capable of reducing variations in shading and improving light usage |
| JP2005011997A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光レーザの検査装置、及び面発光レーザの検査方法 |
| US6847389B2 (en) | 2003-05-02 | 2005-01-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical beam scanning device and image forming apparatus |
| US7817176B2 (en) | 2005-12-26 | 2010-10-19 | Ricoh Company, Ltd. | Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus |
| US11962120B2 (en) | 2018-02-14 | 2024-04-16 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP9122879A patent/JPH10325933A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6229638B1 (en) | 1997-04-28 | 2001-05-08 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning apparatus capable of reducing variations in shading and improving light usage |
| US6704129B2 (en) | 1997-04-28 | 2004-03-09 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning apparatus capable of reducing variations in shading and improving light usage |
| US6806984B2 (en) | 1997-04-28 | 2004-10-19 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning apparatus capable of reducing variations in shading and improving light usage |
| US6847389B2 (en) | 2003-05-02 | 2005-01-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical beam scanning device and image forming apparatus |
| US7095431B2 (en) | 2003-05-02 | 2006-08-22 | Takashi Shiraishi | Optical beam scanning device and image forming apparatus |
| US7304659B2 (en) | 2003-05-02 | 2007-12-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical beam scanning device and image forming apparatus |
| JP2005011997A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Fuji Xerox Co Ltd | 面発光レーザの検査装置、及び面発光レーザの検査方法 |
| US7817176B2 (en) | 2005-12-26 | 2010-10-19 | Ricoh Company, Ltd. | Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus |
| US11962120B2 (en) | 2018-02-14 | 2024-04-16 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser module |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040527 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041026 |