JPH04355423A - 光ビーム走査装置 - Google Patents
光ビーム走査装置Info
- Publication number
- JPH04355423A JPH04355423A JP3130896A JP13089691A JPH04355423A JP H04355423 A JPH04355423 A JP H04355423A JP 3130896 A JP3130896 A JP 3130896A JP 13089691 A JP13089691 A JP 13089691A JP H04355423 A JPH04355423 A JP H04355423A
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- JP
- Japan
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- groove pitch
- pattern
- hologram
- pitch
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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、プリンタ、複写機、フ
ァクシミリ等において、半導体レーザ等の光ビームを集
光して走査するために用いられる光ビーム走査装置に関
するものである。
ァクシミリ等において、半導体レーザ等の光ビームを集
光して走査するために用いられる光ビーム走査装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高速、高解像度、低価格のプリン
タ、複写機、ファクシミリ等に光ビーム走査装置が盛ん
に利用されつつある。
タ、複写機、ファクシミリ等に光ビーム走査装置が盛ん
に利用されつつある。
【０００３】従来の光ビーム走査装置として、一般には
特開昭６２−２８７０８号公報に記載された構成が知ら
れている。
特開昭６２−２８７０８号公報に記載された構成が知ら
れている。
【０００４】以下、従来の光ビーム走査装置について図
面を参照しながら説明する。図４は従来の光ビーム走査
装置を示す側面図である。図４において、４１は円板状
の走査用ホログラムであり、軸４２を中心として回転す
る。４３は半導体レーザ、４４は収差補正用ホログラム
レンズ、４５はフォトコンドラム（図示省略）上の結像
点、４６および４７は発散球面波光源である。
面を参照しながら説明する。図４は従来の光ビーム走査
装置を示す側面図である。図４において、４１は円板状
の走査用ホログラムであり、軸４２を中心として回転す
る。４３は半導体レーザ、４４は収差補正用ホログラム
レンズ、４５はフォトコンドラム（図示省略）上の結像
点、４６および４７は発散球面波光源である。
【０００５】以上のように構成された光ビーム走査装置
において、以下、その動作について説明する。半導体レ
ーザ４３から出射した発散球面波４８は、収差補正用ホ
ログラムレンズ４４に入射する。収差補正用ホログラム
レンズ４４で回折された回折波４９は、軸４２を中心と
して回転する円板状の走査用ホログラム４１にビーム径
ＤＨで入射する。走査用ホログラム４１からの収束球面
波である回折波５０は、フォトコンドラム上の結像点４
５に結像し、走査用ホログラム４１の回転により走査が
行われる。上記走査用ホログラム４１は、発散球面波光
源４６および４７からの発散球面波５１および５２の干
渉によって作製される。
において、以下、その動作について説明する。半導体レ
ーザ４３から出射した発散球面波４８は、収差補正用ホ
ログラムレンズ４４に入射する。収差補正用ホログラム
レンズ４４で回折された回折波４９は、軸４２を中心と
して回転する円板状の走査用ホログラム４１にビーム径
ＤＨで入射する。走査用ホログラム４１からの収束球面
波である回折波５０は、フォトコンドラム上の結像点４
５に結像し、走査用ホログラム４１の回転により走査が
行われる。上記走査用ホログラム４１は、発散球面波光
源４６および４７からの発散球面波５１および５２の干
渉によって作製される。
【０００６】以上のような構成において、収差補正用ホ
ログラムレンズ４４は、適切な回折角に設定されると同
時に、半導体レーザ４３から出射した発散光を取り込み
、その後、走査用ホログラム４１によって発生する非点
およびコマ収差を打ち消す収差を有する波面を発生する
ように作製され、これにより結像点４５における収差を
減少させる。
ログラムレンズ４４は、適切な回折角に設定されると同
時に、半導体レーザ４３から出射した発散光を取り込み
、その後、走査用ホログラム４１によって発生する非点
およびコマ収差を打ち消す収差を有する波面を発生する
ように作製され、これにより結像点４５における収差を
減少させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光ビーム走査装置では、走査用ホログラム４１のパ
ターンの溝ピッチが場所によって異なっているにもかか
わらず、走査用ホログラム４１が表面レリーフ型の場合
にはパターンの溝の深さが一定になっているため、最大
回折効率を得るための最適な条件を満たしていない。こ
のため、走査用ホログラム４１の回転に伴い、走査用ホ
ログラム４１から出射するレーザ光の強度が異なるとい
う問題を有していた。
来の光ビーム走査装置では、走査用ホログラム４１のパ
ターンの溝ピッチが場所によって異なっているにもかか
わらず、走査用ホログラム４１が表面レリーフ型の場合
にはパターンの溝の深さが一定になっているため、最大
回折効率を得るための最適な条件を満たしていない。こ
のため、走査用ホログラム４１の回転に伴い、走査用ホ
ログラム４１から出射するレーザ光の強度が異なるとい
う問題を有していた。
【０００８】本発明は、上記従来技術の問題を解決する
ものであり、走査用ホログラムが回転してレーザ光が入
射するホログラム上の位置が変化しても出射するレーザ
光の強度を均一にすることができ、したがって、画質を
向上させることができるようにした光ビーム走査装置を
提供することを目的とする。
ものであり、走査用ホログラムが回転してレーザ光が入
射するホログラム上の位置が変化しても出射するレーザ
光の強度を均一にすることができ、したがって、画質を
向上させることができるようにした光ビーム走査装置を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、表面レリーフ型で、溝ピッチが小さくな
るに従い、溝が浅くなるパターンを有する走査用ホログ
ラムを備えたものである。
に、本発明は、表面レリーフ型で、溝ピッチが小さくな
るに従い、溝が浅くなるパターンを有する走査用ホログ
ラムを備えたものである。
【００１０】そして、上記パターンの溝ピッチが半導体
レーザの波長よりも小さくなるように設定し、また、上
記パターンの溝深さと溝ピッチの比が、最大の溝ピッチ
において得られる最大回折効率における溝深さと溝ピッ
チの比とほぼ等しくなるように固定することができる。
レーザの波長よりも小さくなるように設定し、また、上
記パターンの溝深さと溝ピッチの比が、最大の溝ピッチ
において得られる最大回折効率における溝深さと溝ピッ
チの比とほぼ等しくなるように固定することができる。
【００１１】
【作用】したがって、本発明によれば、ホログラムパタ
ーンの溝ピッチが小さくなるに従い、溝が浅くなるよう
に変化させているので、最大の回折効率を得ることがで
き、出射するレーザ光の強度を均一にすることができる
。
ーンの溝ピッチが小さくなるに従い、溝が浅くなるよう
に変化させているので、最大の回折効率を得ることがで
き、出射するレーザ光の強度を均一にすることができる
。
【００１２】
【実施例】（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００１３】図１（ａ）は本発明の第１の実施例におけ
る光ビーム走査装置を示す側面図、図１（ｂ）は同光ビ
ーム走査装置に用いる走査用ホログラムのパターンの溝
形状を示す一部拡大断面図である。
る光ビーム走査装置を示す側面図、図１（ｂ）は同光ビ
ーム走査装置に用いる走査用ホログラムのパターンの溝
形状を示す一部拡大断面図である。
【００１４】図１（ａ）において、１は走査用ホログラ
ムであり、軸（図示省略）を中心として回転する。２は
半導体レーザ、３はフォトコンドラム（図示省略）上の
結像点である。走査用ホログラム１は図１（ｂ）に示す
ように、基板６上のホログラムパターン７の溝ピッチｄ
が大きい箇所の溝８が深くなり、溝ピッチｄが小さくな
るに従い、溝８が浅くなるように形成されている。
ムであり、軸（図示省略）を中心として回転する。２は
半導体レーザ、３はフォトコンドラム（図示省略）上の
結像点である。走査用ホログラム１は図１（ｂ）に示す
ように、基板６上のホログラムパターン７の溝ピッチｄ
が大きい箇所の溝８が深くなり、溝ピッチｄが小さくな
るに従い、溝８が浅くなるように形成されている。
【００１５】以上の構成について、以下、その動作と共
に更に詳細に説明する。半導体レーザ２から出射したレ
ーザ光４を走査用ホログラム１に入射する。走査用ホロ
グラム１からの回折された出射ビーム５がフォトコンド
ラム上の結像点３に結像し、走査用ホログラム１の回転
により走査を行う。
に更に詳細に説明する。半導体レーザ２から出射したレ
ーザ光４を走査用ホログラム１に入射する。走査用ホロ
グラム１からの回折された出射ビーム５がフォトコンド
ラム上の結像点３に結像し、走査用ホログラム１の回転
により走査を行う。
【００１６】ここで、パターン溝の形状効果、入射光の
偏光特性を考慮した回折問題の解析について説明すると
、この解析には、電磁波のマックスウェル方程式を厳密
に解く必要がある。図２はｘ軸方向に周期構造をもつ誘
電体表面レリーフ格子１１を示している。格子形状を境
界として、格子１１の表面より上側は自由空間１２で、
屈折率はｎ＝１であり、表面より下側は屈折率ｎ＝ｎ０
の損失のない誘電体媒質からなる基板１３である。 格子間隔ｄ、格子深さｈの格子１１に、入射光１４とし
て入射角θで波長λの平面波が入射する場合を考えると
、ＴＥ偏光、ＴＭ偏光について１次回折光１５の回折効
率を計算することが可能である。解析方法は、横森：Ｒ
ＩＣＯＨ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＲＥＰＯＲＴ１２，（
１９８４）に述べられている。 回折効率ηは入射波強度に対する回折波強度で定義され
、１次回折波の場合には、回折効率η１は図２において
、入射波強度Ｐ０と１次回折波強度Ｐ１より次式で表わ
される。
偏光特性を考慮した回折問題の解析について説明すると
、この解析には、電磁波のマックスウェル方程式を厳密
に解く必要がある。図２はｘ軸方向に周期構造をもつ誘
電体表面レリーフ格子１１を示している。格子形状を境
界として、格子１１の表面より上側は自由空間１２で、
屈折率はｎ＝１であり、表面より下側は屈折率ｎ＝ｎ０
の損失のない誘電体媒質からなる基板１３である。 格子間隔ｄ、格子深さｈの格子１１に、入射光１４とし
て入射角θで波長λの平面波が入射する場合を考えると
、ＴＥ偏光、ＴＭ偏光について１次回折光１５の回折効
率を計算することが可能である。解析方法は、横森：Ｒ
ＩＣＯＨ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＲＥＰＯＲＴ１２，（
１９８４）に述べられている。 回折効率ηは入射波強度に対する回折波強度で定義され
、１次回折波の場合には、回折効率η１は図２において
、入射波強度Ｐ０と１次回折波強度Ｐ１より次式で表わ
される。
【００１７】η１＝Ｐ１／Ｐ０
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はパターン７の溝８の形状
が正弦波の場合に、溝ピッチｄをパラメータにし、溝ピ
ッチｄがそれぞれ１．３μｍ、０．７８μｍ、０．５μ
ｍの場合における溝深さｈと溝ピッチｄの比と回折効率
の関係を示した図である。入射光の波長は７８８ｎｍで
あり、実線がＴＥ波、点線がＴＭ波を示している。図３
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から明らかなように、溝ピッチ
ｄが１．３μｍ、０．７８μｍ、０．５μｍと小さくな
っても、回折効率が最大となる溝８の深さとピッチの比
ｈ／ｄは１．４から２．０の間にあり、あまり大きく変
化しないことがわかる。したがって、最大回折効率を得
るためには、上記のようにパターン７の溝ピッチｄが小
さくなるに従い、溝８の深さを浅くする必要がある。た
だし、溝ピッチｄに対応した最大回折効率が得られる条
件では、走査用ホログラム１から出射する光ビームの強
度が均一にならないため、更に、溝８の深さを浅く設定
する必要がある。溝ピッチｄが１．３μｍの場合に最大
回折効率が得られるときの、それぞれの溝ピッチｄに対
する溝８の深さを（表１）に示す。
が正弦波の場合に、溝ピッチｄをパラメータにし、溝ピ
ッチｄがそれぞれ１．３μｍ、０．７８μｍ、０．５μ
ｍの場合における溝深さｈと溝ピッチｄの比と回折効率
の関係を示した図である。入射光の波長は７８８ｎｍで
あり、実線がＴＥ波、点線がＴＭ波を示している。図３
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から明らかなように、溝ピッチ
ｄが１．３μｍ、０．７８μｍ、０．５μｍと小さくな
っても、回折効率が最大となる溝８の深さとピッチの比
ｈ／ｄは１．４から２．０の間にあり、あまり大きく変
化しないことがわかる。したがって、最大回折効率を得
るためには、上記のようにパターン７の溝ピッチｄが小
さくなるに従い、溝８の深さを浅くする必要がある。た
だし、溝ピッチｄに対応した最大回折効率が得られる条
件では、走査用ホログラム１から出射する光ビームの強
度が均一にならないため、更に、溝８の深さを浅く設定
する必要がある。溝ピッチｄが１．３μｍの場合に最大
回折効率が得られるときの、それぞれの溝ピッチｄに対
する溝８の深さを（表１）に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】この（表１）のようなパターン７に設定す
ることによって、半導体レーザ２から出射したレーザ光
４は、走査用ホログラム１が回転して入射位置のホログ
ラムパターン７の溝ピッチｄが変化しても、出射ビーム
５の強度は均一化されることになる。更に、溝ピッチｄ
が半導体レーザ２の波長よりも小さい場合には、得られ
る最大回折効率は大きくなる。
ることによって、半導体レーザ２から出射したレーザ光
４は、走査用ホログラム１が回転して入射位置のホログ
ラムパターン７の溝ピッチｄが変化しても、出射ビーム
５の強度は均一化されることになる。更に、溝ピッチｄ
が半導体レーザ２の波長よりも小さい場合には、得られ
る最大回折効率は大きくなる。
【００２０】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はパターンの
溝形状が正弦波の場合について説明したが、正弦波以外
の矩形波、三角波、あるいはその他の形状でも全く同じ
である。
溝形状が正弦波の場合について説明したが、正弦波以外
の矩形波、三角波、あるいはその他の形状でも全く同じ
である。
【００２１】パターンの製作は、ＥＢ描画等の方法によ
って行い、溝の深いところは描画の繰り返し回数を増や
すことによって形成することが可能である。
って行い、溝の深いところは描画の繰り返し回数を増や
すことによって形成することが可能である。
【００２２】（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００２３】上記第１の実施例においては、図１（ｂ）
に示すホログラムパターン７の溝深さと溝ピッチの比ｈ
／ｄが可変であるのに対し、本実施例においては、ホロ
グラムパターン７の溝深さと溝ピッチの比ｈ／ｄが、図
３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から明らかなように、最大の
溝ピッチｄにおいて得られる最大回折効率における溝深
さと溝ピッチの比ｈ／ｄとほぼ等しくなるように固定さ
れ、溝ピッチｄが変化したときの回折効率がおおよそ揃
えられるようになっており、その他の構成については上
記第１の実施例と同様である。
に示すホログラムパターン７の溝深さと溝ピッチの比ｈ
／ｄが可変であるのに対し、本実施例においては、ホロ
グラムパターン７の溝深さと溝ピッチの比ｈ／ｄが、図
３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から明らかなように、最大の
溝ピッチｄにおいて得られる最大回折効率における溝深
さと溝ピッチの比ｈ／ｄとほぼ等しくなるように固定さ
れ、溝ピッチｄが変化したときの回折効率がおおよそ揃
えられるようになっており、その他の構成については上
記第１の実施例と同様である。
【００２４】本実施例におけるホログラムパターン７の
それぞれの溝ピッチｄに対応する溝深さと回折効率を（
表２）に示す。
それぞれの溝ピッチｄに対応する溝深さと回折効率を（
表２）に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】なお、上記第１、第２の実施例においては
、走査用ホログラム１として、レーザ光を透過させて１
次回折光を得る場合について説明したが、パターンの表
面を金属で蒸着することによって、反射型に構成するこ
とも可能であり、この場合にも上記と全く同じ効果が得
られる。
、走査用ホログラム１として、レーザ光を透過させて１
次回折光を得る場合について説明したが、パターンの表
面を金属で蒸着することによって、反射型に構成するこ
とも可能であり、この場合にも上記と全く同じ効果が得
られる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、パ
ターンの溝ピッチが小さくなるに従い、溝が浅くなるよ
うに形成しているので、最大の回折効率を得ることがで
き、出射光の強度を均一にすることができる。したがっ
て、画質を向上させることができる。
ターンの溝ピッチが小さくなるに従い、溝が浅くなるよ
うに形成しているので、最大の回折効率を得ることがで
き、出射光の強度を均一にすることができる。したがっ
て、画質を向上させることができる。
【図１】（ａ）本発明の第１の実施例における光ビーム
走査装置を示す側面図（ｂ）同光ビーム走査装置に用い
る走査用ホログラムのパターンの溝形状を示す断面図
走査装置を示す側面図（ｂ）同光ビーム走査装置に用い
る走査用ホログラムのパターンの溝形状を示す断面図
【
図２】レリーフ格子構造の説明図
図２】レリーフ格子構造の説明図
【図３】（ａ）溝ピッチが１．３μｍの場合における回
折効率の溝ピッチ依存性の説明図 （ｂ）溝ピッチが０．７８μｍの場合における回折効率
の溝ピッチ依存性の説明図 （ｃ）溝ピッチが０．５μｍの場合における回折効率の
溝ピッチ依存性の説明図
折効率の溝ピッチ依存性の説明図 （ｂ）溝ピッチが０．７８μｍの場合における回折効率
の溝ピッチ依存性の説明図 （ｃ）溝ピッチが０．５μｍの場合における回折効率の
溝ピッチ依存性の説明図
【図４】従来の光ビーム走査装置を示す側面図
１ 走査用ホログラム
２ 半導体レーザ
７ パターン
８ 溝
Claims (3)
- 【請求項１】 表面レリーフ型で、溝ピッチが小さく
なるに従い、溝が浅くなるパターンを有する走査用ホロ
グラムを備えた光ビーム走査装置。 - 【請求項２】 パターンの溝ピッチが半導体レーザの
波長よりも小さい請求項１記載の光ビーム走査装置。 - 【請求項３】 パターンの溝深さと溝ピッチの比が、
最大の溝ピッチにおいて得られる最大回折効率における
溝深さと溝ピッチの比とほぼ等しくなるように固定され
ている請求項１または２記載の光ビーム走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3130896A JPH04355423A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 光ビーム走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3130896A JPH04355423A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 光ビーム走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355423A true JPH04355423A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=15045252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3130896A Pending JPH04355423A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 光ビーム走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04355423A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212575A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Ricoh Co Ltd | 光回折素子、光線走査方法、光線走査装置及び画像形成装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61172101A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回折格子の作成方法 |
| JPS6228708A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-06 | Fujitsu Ltd | 光ビ−ム走査装置及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP3130896A patent/JPH04355423A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61172101A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 回折格子の作成方法 |
| JPS6228708A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-06 | Fujitsu Ltd | 光ビ−ム走査装置及びその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212575A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Ricoh Co Ltd | 光回折素子、光線走査方法、光線走査装置及び画像形成装置 |
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