(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームを出射する光源と、該光源から出射されたビームを回折させるために同心状に放射方向に沿って複数のホログラムが形成された回転ホログラムディスクと、
前記回転ホログラムディスクと離隔されるように設けられ、前記複数のホログラムのいずれか一つにより回折されたビームを他の一つの前記ホログラムに入射させる反射部材と、
前記回転ホログラムディスクと走査対象体との間に設けられ、前記回転ホログラムディスクを経て入射される回折ビームを補正して走査対象体に集束する固定ホログラムと、を備えることを特徴とする回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【請求項２】
前記回転ホログラムディスクは、前記回転ホログラムディスクの中心から放射方向に沿ってインナーホログラムとアウターホログラムが順次に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【請求項３】
前記インナーホログラムは、前記光源から入射された光を透過及び回折させる透過型に形成されており、前記アウターホログラムは前記インナーホログラム及び前記反射部材を経て入射された光を反射及び回折させる反射型に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【請求項４】
前記インナーホログラム及び前記アウターホログラムは、それぞれ入射された光を透過及び回折させる透過型に形成されており、前記アウターホログラムを通過した光を前記固定ホログラムに入射させる反射部材がさらに備わっていることを特徴とする請求項２に記載の回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【請求項５】
前記インナーホログラム及び前記アウターホログラムは、それぞれ入射された光を透過及び回折させる透過型に形成されており、前記回転ホログラムディスクのアウターホログラムが形成された面と反対側の面にはアウターホログラムを通過した光を前記アウターホログラムに再入射させる反射層がさらに形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【請求項６】
前記インナーホログラムと前記アウターホログラムの回折パターンが相異なるよう形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転ホログラムディスクを用いたスキャニング装置。
【請求項７】
前記インナーホログラムと前記アウターホログラムの回折パターンが相互同一に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転ホログラムディスクを用いたスキャニング装置。
【請求項８】
前記反射部材は、曲面反射鏡であることを特徴とする請求項１に記載の回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【請求項９】
前記反射部材は、球面反射鏡であることを特徴とする請求項１に記載の回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【請求項１０】
前記反射部材は、平面反射鏡であることを特徴とする請求項１に記載の回転ホログラムディスクを用いたスキャニング装置。
【請求項１１】
前記固定ホログラムは、光入射面または光出射面のうちいずれか一面にホログラムが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【請求項１２】
前記固定ホログラムは、光入射面及び光出射面のそれぞれにホログラムが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【請求項１３】
前記固定ホログラムは、前記光走査装置で生成される収差及び/またはボウを補正することを特徴とする請求項１に記載の回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【請求項１４】
前記固定ホログラムは、前記光走査装置で発生される収差以外のボウを補正することを特徴とする請求項１に記載の回転ホログラムディスクを用いた光走査装置。
【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係り、さらに詳しくは放射方向に沿って同心に複数のホログラムを有する回転ホログラムディスクを使用して光を走査する光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式画像形成装置には媒体に光を走査して静電潜像を形成する光走査装置が採用される。
従来の光走査装置は光源、回転多面鏡及びＦ−θレンズとから構成される。
【０００３】
ところが、最近は光源から出射されたビームを回折偏向させる回転ホログラムディスクを採用する光走査装置が紹介されており、その概略的な構成が図１に示されている。
【０００４】
図１を参照すれば、光走査装置は光源１から出射される光の進行経路上にインスキャンコレクタホログラム（Ｉｎ−ｓｃａｎ  ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ  ｈｏｌｏｇｒａｍ）３と、回転ホログラムディスク４と、曲面ミラー（Ｃｏｒｖｅｄ  ｍｉｒｒｏｒ）６、及びクロスコレクタホログラム（Ｃｒｏｓｓ  ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ  ｈｏｌｏｇｒａｍ）７と、を備える。
【０００５】
光源１から出射されたビームは、インスキャンコレクタホログラム３により集束された後回転ホログラムディスク４に入射される。回転ホログラムディスク４に入射されたビームは回折されてから曲面ミラー６とクロスコレクタホログラム７によりボウ（Ｂｏｗ）、収差などが除去された後感光媒体８に走査される。
【０００６】
他の光走査装置の例が図２に示されている。
図面を参照すれば、光走査装置は回転ホログラムディスク１０と固定ホログラム２０とを備える。光源（図示せず）から入射されたビーム１１は回転ホログラムディスク１０により回折され、回折されたビーム１２は固定ホログラム２０により再び回折ビーム１３になって感光媒体３０の画像形成領域１５に走査される。
【０００７】
このような回転ホログラムディスクを用いる光走査装置は、走査するスキャン幅によりディスクのセクター大きさ及びセクターの数が決まる。
【０００８】
同様に、回転多面鏡を使用する光走査装置においてもスキャン幅により回転多面鏡のミラーの大きさ及び面の数が決まる。
【０００９】
一方、通常光走査装置は、Ａ４（２１０×２９７ｍｍ）サイズの用紙を横切ってスキャンできるよう設計される。しかし、最近市場の要求により、次第にＡ３（２９７×４２０ｍｍ）サイズに応ずるスキャン幅を有する光走査装置が求められている。
【００１０】
ところが、光走査装置がＡ３用紙幅に応ずるスキャン幅を提供するためには、ディスクのホログラムのセクターサイズを増やすべきである。すなわち、図３に示した通り、従来のディスク４、１０の一セクター４ａ、１０ａがθａのスキャン角度を提供する場合、スキャン角度を拡張させるためにはセクターサイズを増やすべきである。ところが、セクターサイズを拡張すれば、セクター数が減って走査速度が落ちる問題点がある。また、回転多面鏡（図示せず）の場合もミラーサイズを拡張すれば走査速度が落ちる短所がある。従って、走査速度を一定に維持しつつスキャン幅を拡張するには限界がある。
【００１１】
一方、走査速度をアップするため、ディスク４、１０または回転多面鏡回転用モータの回転速度をアップする方策が考えられるが、これまでモータの回転速度をアップするには技術的な限界があった。また、高速用流体／気体軸受が適用された高速回転モータは高コストの短所がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、その目的は走査速度を落とさずスキャン幅を拡張できる回転ホログラムディスクを用いた光走査装置を提供するところにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明に係る回転ホログラムディスクを用いた光走査装置は、光源と、該光源から出射されたビームを多段階に回折させるために同心状に放射方向に沿って複数のホログラムが形成された回転ホログラムディスクと、前記光源から出射されいずれか一つの前記ホログラムにより回折されたビームを他のホログラムに入射させうるよう設けられた反射部材と、前記回転ホログラムディスクを経て入射される回折ビームを補正して走査対象体に集束する固定ホログラムと、を備える。
【００１４】
望ましくは、前記回転ホログラムディスクはその中心から放射方向に沿ってインナーホログラムとアウターホログラムが順次に形成される。
【００１５】
本発明の一側面によれば、前記インナーホログラムは前記光源から入射された光を透過及び回折させる透過型に形成されており、前記アウターホログラムは前記インナーホログラム及び前記反射部材を経て入射された光を反射及び回折させる反射型に形成される。
【００１６】
本発明の他の側面によれば、前記インナーホログラム及び前記アウターホログラムはそれぞれ入射された光を透過及び回折させる透過型に形成されており、前記アウターホログラムを通過した光を前記固定ホログラムに入射させる反射部材をさらに備える。
【００１７】
本発明のさらに他の側面によれば、前記インナーホログラム及び前記アウターホログラムはそれぞれ入射された光を透過及び回折させる透過型に形成されており、前記回転ホログラムディスクのアウターホログラムが形成された面と反対側の面にはアウターホログラムを通過した光を前記アウターホログラムに再入射させる反射層と、を備える。
【００１８】
前記インナーホログラムと前記アウターホログラムの回折パターンは同一にまたは相異なるよう形成されうる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明に係る回転ホログラムディスクを用いた光走査装置の望ましい実施形態について詳述する。
図４は本発明の第１実施形態による光走査装置の光学系を概略的に示した図である。
【００２０】
同図を説明すれば、光走査装置は光源５０、回転ホログラムディスク６０、曲面反射鏡７０及び固定ホログラム８０を備える。
【００２１】
光源５０はレーザーダイオードが適用されることが望ましい。
【００２２】
コリメーターレンズ（Ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ  ｌｅｎｓ）５１は光源５０から出射されたビームを平行光に変換させ回転ホログラムディスク６０に入射させる。
【００２３】
回転ホログラムディスク６０は駆動源であるモータ６１により回転される。
回転ホログラムディスク６０は回転中心から円形のリング状に放射方向に沿って同心状に離隔形成され入射ビームを回折させる複数のホログラムが形成されている。
【００２４】
回転ホログラムディスク６０上に放射方向に沿って形成させるホログラムの数は少なくとも２個以上形成させることが望ましい。
【００２５】
回転ホログラムディスク６０の一例が示されている図５を参照すれば、回転ホログラムディスク６０は、中心から放射方向に沿ってインナーホログラム６３及びアウターホログラム６５が順次に形成されている。インナーホログラム６３及びアウターホログラム６５は光源５０から出射されるビームの性能及び光経路上の他の光学要素の特性を考慮して、円周方向に沿って入射ビームに対する回折角度を決める回折パターンを同一にまたは相異するよう形成する場合もある。
【００２６】
本発明の一側面によれば、光経路を短縮させ光学系の配置設計を容易にするため、インナーホログラム６３は透過型に、アウターホログラム６５は反射型に形成する。ここで、透過型ホログラムは入射ビームを通過させ、通過された光が回折されるよう処理されたもので、反射型ホログラムは入射ビームを反射させ、反射した光が回折するよう処理されたものである。
【００２７】
各ホログラム６３、６５は走査幅に応ずるセクターが複数個形成されており、各セクターは入射ビームについて円周方向に沿って回折角度を次第に増やすよう回折パターンが形成されている。ホログラム６３、６５の相互間に放射方向に同一なアジマス（ａｚｉｍｕｔｈ）によって対応するよう形成されたセクター６３ａ、６５ａは相互対をなして所定の走査幅を発生させる。すなわち、図６に示した通り、回転ホログラムディスク６０の対応するセクターにより提供されるスキャン角（θｂ）はインナーホログラムからアウターホログラムを経ながら次第に拡張される。従って、本発明の回転ホログラムディスク６０を使用した光走査装置は、回折次数に比例して既存の光走査装置に比べてスキャン幅が大きくなる。また走査速度は落とさずスキャン幅を拡張させうる。
【００２８】
また、スキャン幅を従来と同一に維持する場合は回転ホログラムディスク６０のホログラムのセクター数を増やして走査速度をアップすることができる。
【００２９】
一方、本発明に係る回転ホログラムディスク６０は、インナーホログラム６３とアウターホログラム６５のうちいずれか一つのホログラムに収差を補正する機能を付加することができる。この場合、他の光学部品、例えば固定ホログラム８０をボウ補正機能のみ有するよう作製して使用しても良く、それによる機能の単純化によって部品の作製が容易になる。
【００３０】
曲面反射鏡７０は、反射部材として適用されたもので、回転ホログラムディスク６０のインナーホログラム６３を通過して生成された１次回折ビームを反射させアウターホログラムに入射させるよう配されている。曲面反射鏡７０は１次回折ビームがアウターホログラム６５に一定角度に入射されうるよう補正する作用を果たす。
【００３１】
また、曲面反射鏡７０は光学系の設計により球面反射鏡や平面反射鏡に置き換えられる。
【００３２】
固定ホログラム８０は、アウターホログラム６５で回折して出てきた２次回折ビームの収差及びボウを補正して感光媒体９０に集束させる。固定ホログラム８０の補正用ホログラムパターンは光入射面と光出射面のうちいずれか一つまたはそれぞれ形成させる。
【００３３】
このような光走査装置の動作を説明する。
光源５０から出射されたビームはコリメーターレンズ５１を通過しつつ集束され平行ビームに作られる。この平行ビームは、回転ホログラムディスク６０のインナーホログラム６３に入射される。インナーホログラム６３に入射されたビームはインナーホログラム６３を通過しつつ回折され１次回折ビームを生成する。
【００３４】
１次回折ビームは、曲面反射鏡７０により反射されアウターホログラム６５に入射される。アウターホログラム６５は、入射された１次回折ビームを反射及び回折させながら２次回折ビームを生成する。
【００３５】
アウターホログラム６５から反射された２次回折ビームは、固定ホログラム８０によりビームが弓のように曲がる現象であるボウ（Ｂｏｗ）と収差が取り除かれ感光媒体９０の上面に焦点を結ぶ。
【００３６】
図７は本発明の第２実施形態による光走査装置を示した図である。
前記図４に示した図面と同一機能を果たす要素は同一参照符号を付する。
図面を参照すれば、光走査装置は透過型インナーホログラムとアウターホログラムが形成された回転ホログラムディスク６０と、アウターホログラムを通過した２次回折ビームの経路を変換させ固定ホログラムに集束させる反射部材７２を備える。第１実施形態と対比してみれば、第２実施形態のアウターホログラム６６が反射型の代り透過型に形成されており、光源５０に対向するホログラムディスク６０の面上にインナーホログラム６３と同一な面上に置かれる。
【００３７】
その動作を説明すれば、光源５０から出射されたビームは、コリメーターレンズ５１を経て回転ホログラムディスク６０のインナーホログラム６３を透過して１次回折ビームになる。１次回折ビームは曲面反射鏡７０により反射された後、アウターホログラム６６を透過しつつ２次回折ビームになる。２次回折ビームは反射部材７２により反射された後固定ホログラム８０を経て感光媒体９０の上面（ｉｍａｇｅ  ｓｕｒｆａｃｅ）に達する。
【００３８】
図８は本発明の第３実施形態による光走査装置を示した図である。
前述した図面と同一機能を果たす要素は同一参照符号を付する。
図面を参照すれば、光走査装置は、回転ホログラムディスク６０と、透過型アウターホログラム６６とは反対側のディスク６０上に形成された反射層６７を備える。
【００３９】
ディスク上に反射層６７を形成させれば、図７の光走査装置に比べて光経路を短縮させることができ、回折角度をさらに拡張させうる。しかし、反射層６７を必ずしもホログラムディスク６０上に形成する必要はない。ここで、インナーホログラム６３とアウターホログラム６６の両方は光源５０と対向する側とは反対側の同一面上に形成されている。
【００４０】
以下、その動作を説明すれば、光源５０から出射されたビームは、インナーホログラム６３と曲面反射鏡７０を経てアウターホログラム６６に入射される。
【００４１】
インナーホログラム６３により出射されアウターホログラム６６に入射された１次回折ビームはアウターホログラム６６を透過しつつ一回回折し、回折されたビームが回転ホログラムディスク６０に取付けられた反射層６７により反射された後、再びアウターホログラム６６を透過して回折する。アウターホログラムを２次に透過したビームは固定ホログラム８０を経て感光媒体９０に達する。
【００４２】
今まで説明した実施形態とは違って、インナーホログラム及びアウターホログラムをそれぞれ反射型にすることができ、インナーホログラムは反射型に、アウターホログラムは透過型にすることもできる。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明に係る光走査装置によれば、回転ホログラムディスクの放射方向に沿って複数で形成されたホログラムを光を経由させて走査速度を落とさずスキャン幅を拡張させうる。
【００４４】
本発明は前述した特定の望ましい実施形態に限らず、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当該発明の属する技術分野において通常の知識を持つ者ならば誰でも多様な変形実施が可能なことは勿論、そのような変更は記載された請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光走査装置の一例を概略的に示した図である。
【図２】従来の光走査装置の他の例を概略的に示した図である。
【図３】従来の回転ホログラムディスクにより供されるスキャン角度を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態による光走査装置を概略的に示した図である。
【図５】図４の回転ホログラムディスクを示した平面図である。
【図６】図５の回転ホログラムディスクのセクター当りスキャン角度を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態による光走査装置の光学系を示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態による光走査装置の光学系を示した図である。
【符号の説明】
５０  光源
５１  コリメーターレンズ
６０  回転ホログラムディスク
６３  インナーホログラム（第１ホログラム）
６５，６６  アウターホログラム（第２ホログラム）
６７  反射層
７０  反射部材
８０  固定ホログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003599696.tif 000008
【図８】
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