JPH04232913A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
- Publication number
- JPH04232913A JPH04232913A JP2408849A JP40884990A JPH04232913A JP H04232913 A JPH04232913 A JP H04232913A JP 2408849 A JP2408849 A JP 2408849A JP 40884990 A JP40884990 A JP 40884990A JP H04232913 A JPH04232913 A JP H04232913A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hologram
- photoreceptor
- laser
- diameter
- scanning device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザプリンタ
ーやレーザ複写機における、レーザ光をホログラム等の
回折格子により偏向し直線走査する光偏向装置に関する
。
ーやレーザ複写機における、レーザ光をホログラム等の
回折格子により偏向し直線走査する光偏向装置に関する
。
【０００２】
【従来の技術】従来より、レーザ光を偏向させ、被走査
面上を走査する光走査装置が知られている。このような
光走査装置の一種として、光源に半導体レーザ、偏向手
段としてホログラムディスクを用いたものが提案されて
いる（例えば、特開昭５６−７０５１７号公報，特開昭
５７−１８１５２３号公報参照）。
面上を走査する光走査装置が知られている。このような
光走査装置の一種として、光源に半導体レーザ、偏向手
段としてホログラムディスクを用いたものが提案されて
いる（例えば、特開昭５６−７０５１７号公報，特開昭
５７−１８１５２３号公報参照）。
【０００３】以下図４を参照しながらレーザプリンター
用の従来の光走査装置について簡単に説明する。
用の従来の光走査装置について簡単に説明する。
【０００４】レーザ光源１から射出されたレーザビーム
はコリメータレンズ２を通って、偏向手段としてのホロ
グラム３およびホログラムディスク４により回折され、
感光体５の被走査面に結像される。したがってホログラ
ムディスク４を回転させることにより感光体５の被走査
面上のレーザスポットを走査することができる。またホ
ログラムディスク４は複数の分割された部分すなわち複
数のファセットからなり、１回転でファセットの数だけ
走査することができる。
はコリメータレンズ２を通って、偏向手段としてのホロ
グラム３およびホログラムディスク４により回折され、
感光体５の被走査面に結像される。したがってホログラ
ムディスク４を回転させることにより感光体５の被走査
面上のレーザスポットを走査することができる。またホ
ログラムディスク４は複数の分割された部分すなわち複
数のファセットからなり、１回転でファセットの数だけ
走査することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、２つの光源の
干渉により作製したホログラムの場合、ホログラム内で
露光量のばらつきが生じ、その結果回折効率が場所によ
り変化する。このため感光体上でほぼ均一のレーザスポ
ットを形成するように最適設計されたホログラムを用い
ても実際に光学系を通じて感光体上に形成される画像の
ドット径は走査線の中央部と両端部とでは大きく異なる
ことになる。
干渉により作製したホログラムの場合、ホログラム内で
露光量のばらつきが生じ、その結果回折効率が場所によ
り変化する。このため感光体上でほぼ均一のレーザスポ
ットを形成するように最適設計されたホログラムを用い
ても実際に光学系を通じて感光体上に形成される画像の
ドット径は走査線の中央部と両端部とでは大きく異なる
ことになる。
【０００６】回折効率を均一にするためホログラム作製
時の露光方法やフォトレジストに工夫を加えたり、また
、計算機ホログラムを使用することも考えられるが、作
製コストの増大や大量生産には向かないといった問題点
を有していた。
時の露光方法やフォトレジストに工夫を加えたり、また
、計算機ホログラムを使用することも考えられるが、作
製コストの増大や大量生産には向かないといった問題点
を有していた。
【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、感光
体上の均一な径のドットを形成することのできる光走査
装置を提供することを目的としている。
体上の均一な径のドットを形成することのできる光走査
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】本発明は上記目的を達成
するために、ホログラムと感光体との間に、レーザビー
ムの焦点位置を感光体表面から前後にずらせるための長
尺トーリックレンズを配してなるものである。
するために、ホログラムと感光体との間に、レーザビー
ムの焦点位置を感光体表面から前後にずらせるための長
尺トーリックレンズを配してなるものである。
【０００９】
【作用】レーザビームによって感光体表面に形成される
光像であるレーザスポットの径は所定の解像度を得るた
めにその大きさの範囲が決められているが、１００μｍ
径のレーザスポットが照射される場合、感光体表面上で
のスポット断面は完全な円形でなくてもよく、だ円形と
なった場合通常は短径方向に２０μｍ、長径方向に４０
μｍ程度の変動幅が許容されている。通常レーザスポッ
ト径はピーク値の１／ｅ２の所の径をさすため（以下１
／ｅ２径という）、ピーク値が異なる場合、すなわちホ
ログラムの回折効率が異なる場合、異なる位置のスポッ
トは呼称される径が同じでも感光体上で感光する面積は
異なる。
光像であるレーザスポットの径は所定の解像度を得るた
めにその大きさの範囲が決められているが、１００μｍ
径のレーザスポットが照射される場合、感光体表面上で
のスポット断面は完全な円形でなくてもよく、だ円形と
なった場合通常は短径方向に２０μｍ、長径方向に４０
μｍ程度の変動幅が許容されている。通常レーザスポッ
ト径はピーク値の１／ｅ２の所の径をさすため（以下１
／ｅ２径という）、ピーク値が異なる場合、すなわちホ
ログラムの回折効率が異なる場合、異なる位置のスポッ
トは呼称される径が同じでも感光体上で感光する面積は
異なる。
【００１０】レーザ光源の出力を変化させずに１走査中
の感光体上に形成される感光領域のドット径をほぼ同じ
にするため、走査線の中心部から離れるにしたがってレ
ーザスポット径が大きくなるように長尺トーリックレン
ズにより焦点位置を感光体表面から前後にずらせる。こ
れによりホログラムの回折効率の小さい部分を透過した
場合、レーザスポット全体の光量は下がるが、感光体の
感光限界のエネルギー強度以上の強度を有するスポット
領域の面積は走査線の中央部とほぼ同じにすることがで
きる。
の感光体上に形成される感光領域のドット径をほぼ同じ
にするため、走査線の中心部から離れるにしたがってレ
ーザスポット径が大きくなるように長尺トーリックレン
ズにより焦点位置を感光体表面から前後にずらせる。こ
れによりホログラムの回折効率の小さい部分を透過した
場合、レーザスポット全体の光量は下がるが、感光体の
感光限界のエネルギー強度以上の強度を有するスポット
領域の面積は走査線の中央部とほぼ同じにすることがで
きる。
【００１１】レーザスポットのエネルギー強度分布は通
常ガウス分布で表わされる。すなわちｘ方向（スポット
断面の半径方向）のエネルギー強度ｙ（ｘ）は次式で表
わされる。
常ガウス分布で表わされる。すなわちｘ方向（スポット
断面の半径方向）のエネルギー強度ｙ（ｘ）は次式で表
わされる。
【００１２】
【数１】
【００１３】ここにσはガウス分布の分散を表わし、
【
００１４】
００１４】
【数２】
【００１５】はエネルギー強度のピーク値を表わす。上
式において同一半径ｘにおいて、σ１・Ｐ１なるレーザ
スポットとσ２・Ｐ２なるレーザスポットのエネルギー
強度が等しいとすると、
式において同一半径ｘにおいて、σ１・Ｐ１なるレーザ
スポットとσ２・Ｐ２なるレーザスポットのエネルギー
強度が等しいとすると、
【００１６】
【数３】
【００１７】逆にＰ１とＰ２の比がＰ１／Ｐ２のときσ
の値が上式を満足していれば半径ｘにおいてレーザスポ
ットのエネルギー強度は等しく、このエネルギー強度以
上の入射エネルギーで感光する感光体を使用すれば、そ
の感光領域は半径ｘのドット状となる。これにより感光
体上に形成されるドットはほぼ均一な大きさにすること
ができる。
の値が上式を満足していれば半径ｘにおいてレーザスポ
ットのエネルギー強度は等しく、このエネルギー強度以
上の入射エネルギーで感光する感光体を使用すれば、そ
の感光領域は半径ｘのドット状となる。これにより感光
体上に形成されるドットはほぼ均一な大きさにすること
ができる。
【００１８】
【実施例】以下本発明の一実施例を図１〜図３を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１９】図１に本実施例の光走査装置の概略構成を
示す。図において１は半導体を利用したレーザ光源、２
はコリメータレンズ、３は固定ホログラム、４はホログ
ラムディスク、５は感光体、６は長尺トーリックレンズ
である。
示す。図において１は半導体を利用したレーザ光源、２
はコリメータレンズ、３は固定ホログラム、４はホログ
ラムディスク、５は感光体、６は長尺トーリックレンズ
である。
【００２０】上記の構成において、レーザ光源１から出
射されたレーザ光は、コリメータレンズ２により集束光
となる。さらに、ホログラム３により回折され、ホログ
ラムディスク４により感光体５上の被走査面上の所定の
走査線に沿って走査するようにレーザビームの波面が補
正される。長尺トーリックレンズ６では感光体上に均一
なドットが形成されるようにレーザビームの焦点位置調
整が行なわれる。
射されたレーザ光は、コリメータレンズ２により集束光
となる。さらに、ホログラム３により回折され、ホログ
ラムディスク４により感光体５上の被走査面上の所定の
走査線に沿って走査するようにレーザビームの波面が補
正される。長尺トーリックレンズ６では感光体上に均一
なドットが形成されるようにレーザビームの焦点位置調
整が行なわれる。
【００２１】ホログラムディスク４には複数のホログラ
ムが設けられており、それぞれが１走査を行えるように
なっている。ホログラムは感光体上で所定のスポット径
を形成するように最適設計されるが、その所定のスポッ
ト径はホログラムの回折効率まで考慮されたものではな
い。
ムが設けられており、それぞれが１走査を行えるように
なっている。ホログラムは感光体上で所定のスポット径
を形成するように最適設計されるが、その所定のスポッ
ト径はホログラムの回折効率まで考慮されたものではな
い。
【００２２】ホログラムは２つの光源を用いた干渉露光
による作製が一般的であるが、光源に近い部分と光源か
ら遠い部分とでは回折効率が異なり、光源に近い方が回
折効率は高くなる。このため１走査中のスポット径の変
化は従来図２（ｂ）のようになるように設計されていた
が、本実施例では図２（ａ）のように走査端部に近づく
ほど１／ｅ２径が大きくなるように長尺トーリックレン
ズ６により焦点位置をずらしている。
による作製が一般的であるが、光源に近い部分と光源か
ら遠い部分とでは回折効率が異なり、光源に近い方が回
折効率は高くなる。このため１走査中のスポット径の変
化は従来図２（ｂ）のようになるように設計されていた
が、本実施例では図２（ａ）のように走査端部に近づく
ほど１／ｅ２径が大きくなるように長尺トーリックレン
ズ６により焦点位置をずらしている。
【００２３】レーザスポットの強度分布を図３に示す。
７ａは走査線中心部近傍のスポットのエネルギー強度分
布、７ｂは長尺トーリックレンズにより拡大された走査
線端部のスポットのエネルギー強度分布、７ｃはホログ
ラムの回折効率も考慮した走査線端部のすなわち本発明
の長尺トーリックレンズを通過したスポットのエネルギ
ー強度分布である。７ａ，７ｃは実際に感光体に入射す
るレーザスポットである。７ａと７ｃの感光限界光量に
おけるスポット径は同じであり、このとき形成されるド
ットの大きさも同じとなる。７ｂと７ｃの差はホログラ
ムの回折効率による。
布、７ｂは長尺トーリックレンズにより拡大された走査
線端部のスポットのエネルギー強度分布、７ｃはホログ
ラムの回折効率も考慮した走査線端部のすなわち本発明
の長尺トーリックレンズを通過したスポットのエネルギ
ー強度分布である。７ａ，７ｃは実際に感光体に入射す
るレーザスポットである。７ａと７ｃの感光限界光量に
おけるスポット径は同じであり、このとき形成されるド
ットの大きさも同じとなる。７ｂと７ｃの差はホログラ
ムの回折効率による。
【００２４】以上のように本実施例によれば、レーザビ
ームはホログラム内の回折効率変化に対応して回折効率
の大きい走査中心近傍で最も小さなレーザスポット（１
／ｅ２径）を形成し、回折効率が小さくなっていく走査
中心以外では感光体５上でほぼ同じ感光面積が得られる
ようにレーザスポットを長尺トーリックレンズ６で大き
くする（１／ｅ２径を大きくする）ことにより、１走査
中の感光体上に形成されるドット径を均一化することが
できる。
ームはホログラム内の回折効率変化に対応して回折効率
の大きい走査中心近傍で最も小さなレーザスポット（１
／ｅ２径）を形成し、回折効率が小さくなっていく走査
中心以外では感光体５上でほぼ同じ感光面積が得られる
ようにレーザスポットを長尺トーリックレンズ６で大き
くする（１／ｅ２径を大きくする）ことにより、１走査
中の感光体上に形成されるドット径を均一化することが
できる。
【００２５】なお、上記実施例では波長変動補正のため
固定したホログラム３も用いているが、ホログラムディ
スク４のみでもよい。
固定したホログラム３も用いているが、ホログラムディ
スク４のみでもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、レーザビームはホログラム内の回折効率変化
に対応して回折効率の大きい走査中心近傍で最も小さな
レーザスポット（１／ｅ２径）を形成し、回折効率が小
さくなっていく走査中心以外では感光体上でほぼ同じ感
光面積が得られるようにレーザスポットを長尺トーリッ
クレンズで大きくしているので、ホログラムを作製する
際に回折効率を均一化するため光量の均一化を図ったり
、感光体の感度を調整したり、レーザ光源の強度を１走
査中に変化させたりすることなく、１走査中の感光体上
に形成されるドット径を均一化することができる。
によれば、レーザビームはホログラム内の回折効率変化
に対応して回折効率の大きい走査中心近傍で最も小さな
レーザスポット（１／ｅ２径）を形成し、回折効率が小
さくなっていく走査中心以外では感光体上でほぼ同じ感
光面積が得られるようにレーザスポットを長尺トーリッ
クレンズで大きくしているので、ホログラムを作製する
際に回折効率を均一化するため光量の均一化を図ったり
、感光体の感度を調整したり、レーザ光源の強度を１走
査中に変化させたりすることなく、１走査中の感光体上
に形成されるドット径を均一化することができる。
【００２７】また、ホログラムを用いた光走査装置では
レーザ光源の波長ばらつきや温度変化、また印加電流の
変化による波長変動によりレーザスポットの位置が大き
く変化したり、ホログラムディスクの面振れに対して従
来のポリゴンミラー方式よりも影響が大きいという欠点
があったが、長尺トーリックレンズを用いることにより
これらの欠点も同時に取り除くことができる。
レーザ光源の波長ばらつきや温度変化、また印加電流の
変化による波長変動によりレーザスポットの位置が大き
く変化したり、ホログラムディスクの面振れに対して従
来のポリゴンミラー方式よりも影響が大きいという欠点
があったが、長尺トーリックレンズを用いることにより
これらの欠点も同時に取り除くことができる。
【図１】本発明の一実施例における光走査装置の概略構
成図
成図
【図２】（ａ）本発明の光走査装置のレーザスポットの
形状を示す図（ｂ）従来の光走査装置のレーザスポット
の形状を示す図
形状を示す図（ｂ）従来の光走査装置のレーザスポット
の形状を示す図
【図３】本発明の光走査装置のスポットのエネルギー強
度分布図
度分布図
【図４】従来の光走査装置の概略構成図
１ レーザ光源
４ ホログラムディスク
５ 感光体
６ 長尺トーリックレンズ
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ光源より出射するレーザビームを所
定の走査線に沿って走査するためのホログラムと感光体
とを用いた光走査装置において、前記ホログラムと感光
体との間に、レーザビームの焦点位置を感光体表面から
前後にずらせるための長尺トーリックレンズを設けたこ
とを特徴とする光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2408849A JPH04232913A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2408849A JPH04232913A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232913A true JPH04232913A (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=18518250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2408849A Pending JPH04232913A (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04232913A (ja) |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP2408849A patent/JPH04232913A/ja active Pending
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