(57)【要約】【課題】レーザ光源からの光ビームの光量をフィードバック制御するレーザ装置に対し、ビームスプリッタの裏面反射光がＰＤの受光面に導入されることを確実に防止して、光ビームの光量制御の高精度化を実現し、ビームスプリッタを含む光学系全体の省スペース化を図る。【解決手段】レーザ光源２２からの光ビームＢ１をビームスプリッタ２５に照射して、その表面２５ａでの反射光Ｃ１を受光センサ２８で受けて光強度を検出し、検出された光強度に応じて光源２２の目標光量を調整して光出力を制御する光出力制御回路を備えたレーザ装置４１に対し、ビームスプリッタ２５の裏面反射光Ｃ２  が受光センサ２８に導入されないように、幾何学的な解析結果に基づき、受光センサ２８の受光面半径ｒｓにビーム幅相当距離ｒｂを加えた値がビームスプリッタ２５の裏面反射光Ｃ２の到達位置までの離間距離ｒよりも小さくなるように設定した。【選択図】  図３
2004153148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から出射される光ビームをビームスプリッタに照射し、該ビームスプリッタの表面での反射光を受光センサで受けて光強度の検出を行うと共に、検出された光強度に応じて光源の目標光量を調整して光出力を制御する光出力制御回路を備え、該光出力制御回路により光量制御された光ビームを出射するレーザ装置の設計方法であって、
前記レーザ光源からの光ビームが照射される平板状のビームスプリッタの表面に対する裏面の傾斜角をφ、
前記ビームスプリッタの屈折率をｎ、
前記レーザ光源からビームスプリッタ表面への光ビームの入射角をθ１、
前記ビームスプリッタ表面の前記光ビームの入射位置Ｐ１から前記受光センサの受光面中心Ｐ２までの距離をＬ、
前記受光センサの受光面中心Ｐ２を通り、且つ、前記受光面中心に入射する前記光ビームに垂直な投影面をＳ、
前記入射角θ１でビームスプリッタ表面へ入射した光ビームが入射位置Ｐ１からビームスプリッタ内に進入する際の屈折角をθ２、
前記屈折角θ２でビームスプリッタ内を進む光ビームの前記ビームスプリッタの裏面上での反射位置Ｐ３からビームスプリッタ表面までの距離をｄ、
前記反射位置Ｐ３で反射した反射光がビームスプリッタの表面を出る際の屈折角をθ３、
前記屈折角θ３でビームスプリッタの表面を出た反射光の前記投影面Ｓへの入射位置Ｐ４の前記受光面中心Ｐ２からの離間距離をｒ、
光ビームの中心光強度の１／ｅ２  に対するビーム半径の３倍値をｒｂとした場合に、
前記受光センサの受光面の前記投影面Ｓ上に投影した半径ｒｓが、
ｄ｛ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）｝ｃｏｓθ１
＋〔Ｌ−ｄ［ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）］ｓｉｎθ１〕ｔａｎ（θ３−θ１）＞ｒｓ＋ｒｂ
を満足するように、前記レーザ光源、ビームスプリッタ、受光センサの配置位置を決定することを特徴とするレーザ装置の設計方法。
【請求項２】
レーザ光源から出射される光ビームをビームスプリッタに照射し、該ビームスプリッタの表面での反射光を受光センサで受けて光強度の検出を行うと共に、検出された光強度に応じて光源の目標光量を調整して光出力を制御する光出力制御回路を備え、該光出力制御回路により光量制御された光ビームを出射するレーザ装置であって、
前記レーザ光源からの光ビームが照射される平板状のビームスプリッタの表面に対する裏面の傾斜角をφ、
前記ビームスプリッタの屈折率をｎ、
前記レーザ光源からビームスプリッタ表面への光ビームの入射角をθ１、
前記ビームスプリッタ表面の前記光ビームの入射位置Ｐ１から前記受光センサの受光面中心Ｐ２までの距離をＬ、
前記受光センサの受光面中心Ｐ２を通り、且つ、前記受光面中心に入射する前記光ビームに垂直な投影面をＳ、
前記入射角θ１でビームスプリッタ表面へ入射した光ビームが入射位置Ｐ１からビームスプリッタ内に進入する際の屈折角をθ２、
前記屈折角θ２でビームスプリッタ内を進む光ビームの前記ビームスプリッタの裏面上での反射位置Ｐ３からビームスプリッタ表面までの距離をｄ、
前記反射位置Ｐ３で反射した反射光がビームスプリッタの表面を出る際の屈折角をθ３、
前記屈折角θ３ でビームスプリッタの表面を出た反射光の前記投影面Ｓへの入射位置Ｐ４の前記受光面中心Ｐ２からの離間距離をｒ、
光ビームの中心光強度の１／ｅ２  に対するビーム半径の３倍値をｒｂとした場合に、
前記受光センサの受光面の前記投影面Ｓ上に投影した半径ｒｓが、
ｄ｛ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）｝ｃｏｓθ１
＋〔Ｌ−ｄ［ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）］ｓｉｎθ１〕ｔａｎ（θ３−θ１）＞ｒｓ＋ｒｂ
を満足することを特徴とするレーザ装置。
【請求項３】
請求項２記載のレーザ装置と前記レーザ装置から出射される光ビームを走査駆動する光走査手段とを備えた光走査装置を光源装置として搭載し、入力される画像信号に基づいて前記光源装置からの出力光を変調しつつ、光源装置に対して相対移動される記録媒体に照射することを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光源から出射する光ビームの光量をフィードバック制御するレーザ装置の設計方法及びレーザ装置と、このレーザ装置から出射された光ビームで画像記録を行う画像記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やレーザプリンタ等の画像記録装置には、光源から出射された光ビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）等の偏向器で偏向反射させ、記録媒体の記録面上に走査させて画像記録を行う光走査装置が搭載されている。この種の光走査装置としては、半導体レーザ（以下、ＬＤと称する）を光源とするものが知られている。
【０００３】
ところで、光走査装置では、均一な画像パターンを形成するために、光強度を一定に保持することが必要であるが、ＬＤは、温度依存性が大きいため、温度変化に伴い光出力が不安定になってしまう。このため、ＬＤを用いた光走査装置では、ＬＤの発光出力を制御する光出力制御回路であるＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路が採用されている。
【０００４】
このＡＰＣ回路は、ＬＤで発光した光をビームスプリッタに照射して、その照射光の一部をフォトダイオード等の受光センサ（以下、ＰＤと称する）で受光し、受光して得られた出力電圧を基準電圧と比較し、ＰＤの出力電圧が基準電圧と一定の関係になるようにＬＤへの電流値を調整するフィードバック制御を行うもので、ＬＤの光強度が一定に制御されるようになっている。
【０００５】
ところが、従来では平行平板によるビームスプリッタによりＬＤからの出射光の一部をＡＰＣ回路のＰＤへ導入させる構成が広く用いられており、この構成では、ＰＤの受光面が大きいものに対してはビームスプリッタの表面からの反射光だけでなく、裏面からの反射光もＰＤへ入る懸念があった。裏面反射光がＰＤに入ると、ＬＤの出力制御に誤差を生じさせ、高い精度でＬＤの出力を補償することができなくなる。そのため、ビームスプリッタの厚みを増加させたり、ＬＤからのビーム光のビームスプリッタへの入射角を変更したり等して、裏面反射光がＰＤの受光面から離れた位置に照射されるようにしていた。
【０００６】
このような平行平板によるビームスプリッタを用いてＡＰＣ制御を行うレーザ装置が、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】
特開平８−４６０４７８号公報（図１参照）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにビームスプリッタの裏面からの反射光がＰＤの受光面に入るか否かの確認は、実際には行っていない場合が多く、また確認を行うためには、実際に光学部品を組み合わせて試行錯誤的に検証せざるを得ない状況にある。また、最近の記録技術の進歩により記録画質が一層高精度化され、従来、特に問題とならなかったレベルのＬＤの出力変動や出力誤差でさえもが、画質に大きな影響を及ぼすことが生じるようになってきている。
【０００８】
平行平板を用いるビームスプリッタで上記問題を解決するには、単純にはビームスプリッタの厚みを増加させればよいが、スペースの限られている光学装置内に各光学素子を収容するためは、各光学素子をできるだけ薄肉化してコンパクトにする必要がある。
また、ビームスプリッタとしては、平行平板以外にも、裏面が表面に対して傾斜してカットされているタイプもあり、これを用いることで、裏面反射光をＰＤの受光面から遠ざけることもできる。しかし、その傾斜角をどの程度のものを用いればよいのか、また、ＬＤからのビームの入射角をどの程度に設定すればよいのか、ビームスプリッタとＰＤとの距離をどの程度離したらよいのか等、ビームスプリッタの裏面反射光がＰＤの受光面に導入されることの決定要因は多々存在する。上記問題を解決するには、これらを総合的に設定しておく必要があるが、このような検討を解析的に行った例は見あたらない。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、レーザ光源から出射する光ビームの光量をフィードバック制御するレーザ装置に対し、フィードバック制御に用いる受光素子とビームスプリッタとの関係を、幾何学的な解析結果を踏まえて規制することで、ビームスプリッタの裏面反射光がＰＤの受光面に導入されることを確実に防止して、出射する光ビームの光量制御の高精度化を実現すると同時に、ビームスプリッタを含む光学系全体の省スペース化を図り、光学装置内へのレーザ装置の収容を容易にすることにある。また、本発明の他の目的は、レーザ装置を使用する画像記録装置において、より高精度な画像記録を実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明に係る発明の請求項１記載のレーザ装置の設計方法は、レーザ光源から出射される光ビームをビームスプリッタに照射し、該ビームスプリッタの表面での反射光を受光センサで受けて光強度の検出を行うと共に、検出された光強度に応じて光源の目標光量を調整して光出力を制御する光出力制御回路を備え、該光出力制御回路により光量制御された光ビームを出射するレーザ装置の設計方法であって、前記レーザ光源からの光ビームが照射される平板状のビームスプリッタの表面に対する裏面の傾斜角をφ、前記ビームスプリッタの屈折率をｎ、前記レーザ光源からビームスプリッタ表面への光ビームの入射角をθ１、前記ビームスプリッタ表面の前記光ビームの入射位置Ｐ１から前記受光センサの受光面中心Ｐ２までの距離をＬ、前記受光センサの受光面中心Ｐ２を通り、且つ、前記受光面中心に入射する前記光ビームに垂直な投影面をＳ、前記入射角θ１でビームスプリッタ表面へ入射した光ビームが入射位置Ｐ１からビームスプリッタ内に進入する際の屈折角をθ２、前記屈折角θ２でビームスプリッタ内を進む光ビームの前記ビームスプリッタの裏面上での反射位置Ｐ３からビームスプリッタ表面までの距離をｄ、前記反射位置Ｐ３で反射した反射光がビームスプリッタの表面を出る際の屈折角をθ３、前記屈折角θ３ でビームスプリッタの表面を出た反射光の前記投影面Ｓへの入射位置Ｐ４の前記受光面中心Ｐ２からの離間距離をｒ、光ビームの中心光強度の１／ｅ２  に対するビーム半径の３倍値をｒｂとした場合に、前記受光センサの受光面の前記投影面Ｓ上に投影した半径ｒｓが、
ｄ｛ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）｝ｃｏｓθ１
＋〔Ｌ−ｄ［ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）］ｓｉｎθ１〕ｔａｎ（θ３−θ１）＞ｒｓ＋ｒｂ
を満足するように、前記レーザ光源、ビームスプリッタ、受光センサの配置位置を決定することを特徴とする。
【００１１】
このレーザ装置の設計方法では、レーザ光源から出射する光ビームの光量のフィードバック制御に用いるビームスプリッタとこのビームスプリッタからの反射光を受光するＰＤとの関係を、幾何学的な解析結果である上式を満足するように決定することで、ビームスプリッタの表面反射光はＰＤの受光面の略中心に導入されるように設定され、ビームスプリッタの裏面反射光はＰＤの受光面の外側に遠ざかった位置に誘導されるような位置関係とすることができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載のレーザ装置は、レーザ光源から出射される光ビームをビームスプリッタに照射し、該ビームスプリッタの表面での反射光を受光センサで受けて光強度の検出を行うと共に、検出された光強度に応じて光源の目標光量を調整して光出力を制御する光出力制御回路を備え、該光出力制御回路により光量制御された光ビームを出射するレーザ装置であって、前記レーザ光源からの光ビームが照射される平板状のビームスプリッタの表面に対する裏面の傾斜角をφ、前記ビームスプリッタの屈折率をｎ、前記レーザ光源からビームスプリッタ表面への光ビームの入射角をθ１、前記ビームスプリッタ表面の前記光ビームの入射位置Ｐ１から前記受光センサの受光面中心Ｐ２までの距離をＬ、前記受光センサの受光面中心Ｐ２を通り、且つ、前記受光面中心に入射する前記光ビームに垂直な投影面をＳ、前記入射角θ１でビームスプリッタ表面へ入射した光ビームが入射位置Ｐ１からビームスプリッタ内に進入する際の屈折角をθ２、前記屈折角θ２でビームスプリッタ内を進む光ビームの前記ビームスプリッタの裏面上での反射位置Ｐ３からビームスプリッタ表面までの距離をｄ、前記反射位置Ｐ３で反射した反射光がビームスプリッタの表面を出る際の屈折角をθ３、前記屈折角θ３ でビームスプリッタの表面を出た反射光の前記投影面Ｓへの入射位置Ｐ４の前記受光面中心Ｐ２からの離間距離をｒ、光ビームの中心光強度の１／ｅ２  に対するビーム半径の３倍値をｒｂとした場合に、前記受光センサの受光面の前記投影面Ｓ上に投影した半径ｒｓが、
ｄ｛ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）｝ｃｏｓθ１＋〔Ｌ−ｄ［ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）］ｓｉｎθ１〕ｔａｎ（θ３−θ１）＞ｒｓ＋ｒｂ
を満足することを特徴とするレーザ装置。
【００１３】
このレーザ装置では、レーザ光源から出射する光ビームの光量のフィードバック制御に用いるビームスプリッタとこのビームスプリッタからの反射光を受光するＰＤとの関係を、幾何学的な解析結果である上式を満足するように規制したもので、ビームスプリッタの表面反射光はＰＤの受光面の略中心に導入されるように設定されているが、ビームスプリッタの裏面反射光はＰＤの受光面の外側に遠ざかった位置に誘導される。また、出射する光ビームの光量制御を高精度化できるレーザ装置を提供でき、ビームスプリッタを含む光学系の大型化を防止して、スペースの限られている光学装置内へのレーザ装置の収容を容易にすることができる。
【００１４】
請求項３記載の画像記録装置は、請求項１記載のレーザ装置と前記レーザ装置から出射される光ビームを走査駆動する光走査手段とを備えた光走査装置を光源装置として搭載し、入力される画像信号に基づいて前記光源装置からの出力光を変調しつつ、光源装置に対して相対移動される記録媒体に照射することを特徴とする。
【００１５】
この画像記録装置は、画像記録のために光ビームを走査駆動する光走査装置に、出射する光ビームの光量制御が高精度化された上記のレーザ装置を使用しているため、正確な走査露光による高精度な画像記録を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザ装置の設計方法及びレーザ装置並びに画像記録装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る光走査装置の内部の構造を示す斜視図、図２は光源部の取付構造を示す拡大斜視図である。
【００１７】
図１、図２に示すように、レーザ装置が搭載された光走査装置１００は、記録媒体に画像を記録する複写機やレーザプリンタ、熱現像記録装置等の画像記録装置に光源装置として搭載されるものである。この光走査装置１００は、合成樹脂によって一体成形された光学箱であるハウジング２１を有している。
【００１８】
まず、ハウジング２１内に収納された光学系全体の構造について説明する。
光源部（レーザ光源）２２はＬＤ２３及び図示しないコリメータレンズを有する。コリメータレンズはＬＤ２３が発光したレーザビーム（光ビーム）を平行ビームに変換する。光源部２２からの平行ビームとして出射されたレーザビームＢ１は、ビームスプリッタ２５に照射され、その一部が反射され、残りが透過するようになっている
【００１９】
ビームスプリッタ２５で反射して取り出された一部のレーザビームＢ２は、集光レンズ２６によって集光され、受光センサ固定基板２７上に実装されたＰＤ２８へ照射される。そして、このＰＤ２８が受光して出力される出力電圧は、ＡＰＣ回路によって基準電圧と比較され、ＰＤ２８の出力電圧が基準電圧と一定の関係となるようにＬＤ２３への電流値が調整される。これにより、ＬＤ２３からのレーザビームの光強度は、常時一定になるように制御される。
【００２０】
一方、ビームスプリッタ２５を透過したレーザビームＢ３は、シリンドリカルレンズ３１を通過してビーム形状を整形し、プリズム３２を通過して、高速回転駆動されるポリゴンミラー３３に照射されて主走査方向に連続的に走査される。ポリゴンミラー３３によって偏向されたレーザビームＢ４は、ｆθレンズ３４、３５及びシリンドリカルレンズ３６を透過し、シリンドリカルミラー３７で下方に反射され、その後、図示しない記録媒体上で結像して走査されるようになっている。
【００２１】
図２に示すように、ＬＤ用基台５１は、ハウジング２１の底面に固定する固定部５１ａと、この固定部５１ａから垂直に立設する取付部５１ｂとを有し、固定部５１ａをハウジング２１へねじ止めすることにより固定されている。また、このＬＤ用基台５１には、その中央部分にコリメータレンズ取付ブロック５２を形成している。このコリメータレンズ取付ブロック５２には、その上方に光軸と平行となる装着孔５３が形成されており、この装着孔５３に、コリメータレンズが圧入された円筒状の鏡筒５４を挿入している。
【００２２】
つまり、上記構成の光走査装置１００は、主に、一定光量の光ビームＢ３を発生するためのレーザ装置４１と、レーザ装置４１が発生した光ビームＢ３を走査駆動する光走査手段４２とを有して構成されている。
レーザ装置４１は、レーザ光源２２から出射される光ビームＢ１をビームスプリッタ２５に照射し、該ビームスプリッタ２５の表面での反射光Ｂ２を集光レンズ２６を介して受光センサ２８で受けて光強度の検出を行うと共に、検出された光強度に応じてＬＤ２３の目標光量を調整して光出力を制御するＡＰＣ回路を備え、該ＡＰＣ回路により光量制御された一定光量の光ビームＢ１を出射する。
光走査手段４２は、シリンドリカルレンズ３１、プリズム３２、ポリゴンミラー３３、ｆθレンズ３４、３５、シリンドリカルミラー３７等で構成されて、レーザ装置４１から出射された光ビームＢ３を、図１におけるハウジング２１の底面に直交する下方に、走査用の光ビームＢ４を出射する。
【００２３】
図３は、上記レーザ装置４１の構成を幾何学的に解析した概念的な説明図である。
本実施形態の場合、図３に示すようにビームスプリッタ２５として、板の裏面２５ｂにおける反射光の進路が、板の表面２５ａにおける反射光の進路（光路）から離れるように板の表面２５ａに対して裏面２５ｂに角度φの傾斜を与えた、所謂くさび状のビームスプリッタを使用している。
【００２４】
そして、くさび状のビームスプリッタ２５の屈折率をｎ、レーザ光源２２からビームスプリッタ表面２５ａへの光ビームＢ１  の入射角をθ１、ビームスプリッタ表面２５ａの光ビームの入射位置Ｐ１から受光センサの受光面中心Ｐ２までの距離をＬ、受光センサの受光面２８ａの中心Ｐ２を通り、且つ、受光面２８ａ中心に入射する光ビームＣ１に垂直な投影面をＳ、入射角θ１でビームスプリッタ表面２５ａへ入射した光ビームＢ１が入射位置Ｐ１からビームスプリッタ２５内に進入する際の屈折角をθ２、屈折角θ２でビームスプリッタ２５内を進む光ビームのビームスプリッタ２５の裏面２５ｂ上での反射位置Ｐ３からビームスプリッタ表面２５ａまでの距離をｄ、反射位置Ｐ３で反射した反射光がビームスプリッタ２５の表面２５ａを出射する際の屈折角をθ３、屈折角θ３でビームスプリッタ２５の表面２５ａを出射した反射光Ｃ２の投影面Ｓへの入射位置Ｐ４の受光面中心Ｐ２からの離間距離をｒとした場合に、受光センサの受光面２８ａの投影面Ｓ上に投影した半径ｒｓは、下記の（１）式を満足するように設定している。
ｒ＞ｒｓ＋ｒｂ            ・・・（１）
【００２５】
ここで、離間距離ｒは、図３の幾何図形の解析から、（２）式で表せる。
ｒ＝ｄ｛ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）｝ｃｏｓθ１＋〔Ｌ−ｄ［ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）］ｓｉｎθ１〕ｔａｎ（θ３−θ１）
・・・（２）
なお、ｒｂは光ビームの中心光強度の１／ｅ２に対するビーム半径の３倍値である。
【００２６】
即ち、本実施形態では、下記の（３）式を満足するように、レーザ装置４１の各部の寸法等を設定している。
ｄ｛ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）｝ｃｏｓθ１＋〔Ｌ−ｄ［ｔａｎθ２＋ｔａｎ（θ２＋２φ）］ｓｉｎθ１〕ｔａｎ（θ３−θ１）＞ｒｓ＋ｒｂ・・・（３）
【００２７】
また、ビームスプリッタ２５が、その裏面に傾斜角φを有する場合の最大厚さ寸法Ｄａは、光ビームＢ１がビームスプリッタ２５の全幅Ｗの略中央位置に照射されるものと仮定して、（４）式で表すことができる。
Ｄａ≒（Ｗ／２）・ｔａｎφ＋ｄ                  ・・・（４）
【００２８】
一方、ビームスプリッタ２５の裏面の傾斜角φが０゜である平行平板の場合の最大厚さ寸法Ｄｂは、次の（５）式で表せる。
Ｄｂ  ＝（ｒｓ＋ｒｂ）／（２ｔａｎθ２  ｃｏｓθ１  ）              ・・・（５）
【００２９】
以上に示したレーザ装置４１では、レーザ光源２２から出射する光ビームＢ１の光量のフィードバック制御に用いるビームスプリッタ２５と、このビームスプリッタ２５からの反射光を受光するＰＤ２８との関係を、幾何学的な解析結果である上記（３）式を満足するように規制したもので、ビームスプリッタ２５の表面反射光Ｃ１はＰＤ２８の受光面２８ａの略中心に導入されるように設定され、ビームスプリッタ２５の裏面反射光Ｃ２はＰＤ２８の受光面２８ａの外側に遠ざかった位置に誘導される。これにより、レーザ装置４１において、出射する光ビームＢ１の光量制御を高精度に行うことが可能となる。
【００３０】
また、上記のように、くさび状のビームスプリッタ２５を用いたことで、従来のように平行平板状のビームスプリッタを用いる場合と比較すると、小さな厚さ寸法ｄで裏面反射光Ｃ２を受光面２８ａから大きく遠ざけることができる。つまり、くさび状のビームスプリッタと、これと等距離の裏面反射光Ｃ２の離間作用を有する平行平板状のビームスプリッタとの厚みを比較すると、くさび状のビームスプリッタの厚みＤａ＜平行平板状のビームスプリッタの厚みＤｂの関係となり、ビームスプリッタの形状を一層薄型化することができる。
【００３１】
従って、ビームスプリッタ２５を含む光学系の大型化を防止し、スペースの限られている光学装置内へのレーザ装置４１の収容を容易にすることができる。また、上述した（３）式を満足するようにレーザ装置４１を設計することより、自動的にビームスプリッタの裏面反射光の影響が防止され、効率的に各光学素子のレイアウトを決定することができる。
【００３２】
ここで、上記の（２）式において、θ１＝１６゜、ｎ＝１．５、Ｌ＝７０ｍｍとして、ビームスプリッタ２５の裏面の傾斜角（くさび角）φを０゜とした場合、及び１゜とした場合について、それぞれビームスプリッタ２５の厚さｄと、裏面反射光Ｃ２の投影面Ｓ上での到達位置Ｐ４を表す離間距離ｒの関係を調べると、図４のようになった。
φ＝０゜の場合（即ち、ビームスプリッタが従来の平行平板形状の場合）は、ビームスプリッタの厚さを１０．０ｍｍ程に増加させても、裏面反射光Ｃ２の到達位置Ｐ４までの離間距離ｒは約３．５ｍｍで、ＰＤ２８の受光面中心Ｐ２からの離間距離を大きく稼ぐことが難しい。
しかし、φ＝１゜にすると、ビームスプリッタの厚さが僅か５．０ｍｍの場合でも、裏面反射光の到達位置Ｐ４は離間距離ｒ＝５．７ｍｍと大きくなり、ＰＤ２８の受光面中心Ｐ２からの離間距離を効率良く大きく稼ぐことができる。その結果、ビームスプリッタが薄肉化されて、レーザ装置４１のコンパクト化に寄与することができる。
【００３３】
また、上記の（２）式において、φ＝１゜、ｎ＝１．５、Ｌ＝７０ｍｍとして、光源部２２からの光ビームＢ１の入射角θ１を種々の値に変えて、ビームスプリッタ２５の厚さｄと、裏面反射光Ｃ２の投影面Ｓ上での到達位置を表す離間距離ｒとの関係を調べると、図５に示すようになった。
即ち、光ビームＢ１  の入射角θ１が大きいほど、ビームスプリッタ２５の裏面反射光Ｃ２  をＰＤ２８の受光面中心Ｐ２から遠ざけることができる。従って、光走査手段４２側に供給する光ビームＢ３が必要十分な光量を有する場合、裏面反射光による影響を低減するためには、入射角θ１  をできるだけ大きく設定することが望ましい。ただし、入射角θ１をあまり大きくすると、ビームスプリッタ２５の表面２５ａにおける反射率が大きくなりすぎるので、θ１  は必要以上に大きく設定すべきではなく、約２０゜以下とすることが望ましい。
【００３４】
次に、上記レーザ装置４１の搭載された光走査装置１００を画像記録装置に適用した一例を以下に説明する。
図６は、上記の光走査装置１００を光源装置として搭載した画像記録装置１５０の概略構成図である。
この画像記録装置１５０は、入力される画像信号に基づいて前記光走査装置１００からの出力光を変調しつつ、光走査装置１００に対して相対移動される記録媒体に照射して、記録媒体上に鮮鋭画像の記録を行う、所謂、熱現像記録装置である。
【００３５】
この画像記録装置１５０は、湿式の現像処理を必要としない熱現像記録材料を用い、レーザ光からなる光ビームによる走査露光によって熱現像記録材料を露光して潜像を形成した後に、熱現像を行って可視像を得、その後常温まで冷却する装置である。
従って、この熱現像記録装置１５０は、基本的に、熱現像記録材料の搬送方向順に、熱現像記録材料供給部Ａと、画像露光部Ｂと、熱現像部Ｃと、冷却部Ｄとを備えており、また、各部間の要所に設けられ熱現像記録材料を搬送するための搬送手段と、各部を駆動し制御する電源／制御部Ｅを備えている。
【００３６】
この熱現像記録装置１５０では、最下段に電源／制御部Ｅ、その上段に熱現像記録材料供給部Ａ、更にその上段に画像露光部Ｂと熱現像部Ｃと冷却部Ｄとを配置した構成となっており、画像露光部Ｂと熱現像部Ｃとを隣接させた配置としている。
この構成によれば、露光工程と熱現像工程を短い搬送距離内で行うことができ、熱現像記録材料の搬送パス長を最短化し、１枚の出力時間を短縮することができる。また、１枚の熱現像記録材料に対して露光工程と熱現像工程との両工程を同時に実施することが可能となる。
【００３７】
熱現像記録材料としては、熱現像感光材料又は感光感熱記録材料を使用することができる。熱現像感光材料は、光ビーム（例えば、レーザビーム）によって画像を記録（露光）し、その後、熱現像して発色させる記録材料である。また、感光感熱記録材料は、光ビームによって画像を記録し、その後、熱現像して発色させるか、あるいは、レーザビームのヒートモード（熱）によって画像を記録すると同時に発色させ、その後、光照射で定着する記録材料である。
【００３８】
熱現像記録材料供給部Ａは、熱現像記録材料を一枚ずつ取り出して、熱現像記録材料の搬送方向の下流に位置する画像露光部Ｂに供給する部分であり、三つの装填部１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、各装填部にそれぞれ配置される供給ローラ対１３ａ，１３ｂ，１３ｃと、不図示の搬送ローラ及び搬送ガイドとを有して構成される。また、三段構成となっている各装填部１０ａ，１０ｂ，１０ｃの内部には、異なる熱現像記録材料（例えば、Ｂ４サイズ、及び半切サイズなど）が収容されたマガジン１５ａ，１５ｂ，１５ｃが挿入され、各段に装填されたサイズや向きの、いずれかを選択的に使用できるようにしている。
【００３９】
なお、上記熱現像記録材料は、シート状に加工され、通常、１００枚等の所定単位の積層体（束）とされ、袋体や帯等で包装されてパッケージとされている。パッケージはそれぞれマガジンに収容されて熱現像記録材料供給部Ａの各段に装填される。
【００４０】
画像露光部Ｂは、熱現像記録材料供給部Ａから搬送されてきた熱現像記録材料に対して光ビームＢ４を主走査方向に走査露光し、また、主走査方向に略直交する副走査方向（即ち、搬送方向）に搬送することで、所望の画像を熱現像記録材料に記録して潜像を形成する。
【００４１】
熱現像部Ｃは、走査露光後の熱現像記録材料を搬送しながら昇温処理して、熱現像を行う。そして、冷却部Ｄにおいて現像処理後の熱現像記録材料を冷却して、排出トレイ１６に搬出する。
【００４２】
ここで、熱現像記録材料供給部Ａと画像露光部Ｂとの間の搬送路には幅寄せ機構６６が設けられており、熱現像記録材料供給部Ａから搬入されてきた熱現像記録材料を、その幅方向端部を揃えた状態で画像露光部Ｂへ供給している。
【００４３】
次に、図１の光走査装置１００を用いて構成した画像露光部Ｂについて具体的に説明する。
画像露光部Ｂは、光ビーム走査露光によって熱現像記録材料を露光する部位であり、熱現像材料の搬送面からのばたつきを防止しつつ搬送するばたつき防止機構を有した副走査搬送部（副走査手段）１７と、走査露光部（レーザ照射手段）１９とを備えている。走査露光部１９は、上記光走査装置１００を使用したもので、別途用意された画像データに従ってレーザの出力を制御しつつ、このレーザを走査（主走査）させる。このとき熱現像記録材料を副走査搬送部１７によって副走査方向に移動させる。
【００４４】
副走査搬送部１７は、照射するレーザ光の主走査ラインを挟んで、軸線がこの走査ラインに対して略平行に配置された２本の駆動ローラ６１，６２と、これら駆動ローラ６１，６２に対向して配置され、熱現像記録材料３を支持するガイド板６３を備えている。ガイド板６３は、各駆動ローラ６１，６２との間に挿入される熱現像記録材料３を、並設されたこれら駆動ローラ同士間の外側で該駆動ローラ周面の一部に沿って撓ませて、駆動ローラ同士間で熱現像記録材料の撓みによる弾性反発力を当接して受け止めるようにしている。
この撓みにより熱現像記録材料自身に弾性反発力が発生する。この弾性反発力により、熱現像記録材料３と駆動ローラ６１，６２との間に所定の摩擦力が生じ、駆動ローラ６１，６２から熱現像記録材料３へ確実に搬送駆動力が伝達され、熱現像記録材料３が搬送されるようになる。
【００４５】
駆動ローラ６１，６２は、図示しないモータ等の駆動手段の駆動力を、歯車やベルト等の伝達手段を介して受け、図６の時計回り方向へ回転するようになっている。
【００４６】
また、撓んだ熱現像記録材料３が当接するガイド板６３の上面の押し当て部６９においては、熱現像記録材料３の弾性反発力によって熱現像記録材料３が押し当て部６９に押し付けられて、熱現像記録材料３の搬送面からのばたつき、即ち、上下方向のばたつきが抑制される。この駆動ローラ同士間の熱現像記録材料３に向けてレーザ光を照射することで、露光位置ずれのない良好な記録が行えることになる。
【００４７】
なお、レーザ光の熱現像記録材料３上における記録ビーム径は、φ５０〜φ２００μｍに設定している。特に副走査方向の記録ビーム径は、干渉領域を縮小するため小さい方が好ましい。
【００４８】
走査露光部１９として組み込まれる前記光走査装置１００内の記録制御装置（図示略）は、記録画像に応じて光源部（レーザ光源）２２をパルス幅変調して駆動し、記録画像に応じてパルス幅変調された光ビームを出射させる。図１のレーザ装置４１から出射されたレーザ光Ｂ３は、光走査手段４２のポリゴンミラー３３によって主走査方向に偏向され、ｆθレンズ３４、３５及びシリンドリカルレンズ３６、シリンドリカルミラー３７を経て、副走査搬送部１７上の記録位置で結像するように調光され、所定の入射角度θｉで熱現像記録材料３に入射される。
即ち、走査露光部１９として画像露光部Ｂに搭載された光走査装置１００は、熱現像記録材料３の法線方向と副走査方向（搬送方向）に平行な面内で、熱現像記録材料３の法線から副走査方向へ４゜〜１５゜の傾斜を有する入射角度θｉで、熱現像記録材料３に向けてレーザ光Ｂ４を照射する。
【００４９】
次に、熱現像部Ｃについて説明する。
熱現像部Ｃは、熱処理を適用されるタイプの被熱処理熱現像記録材料を加熱するものであり、構成としては、図６に示すように、熱現像記録材料３を処理するのに必要な温度となる加熱体としての熱現像記録材料の移送方向に並ぶ複数のプレートヒータ５１ａ，５１ｂ，５１ｃを湾曲させ、かつ、これらのプレートヒータ５１ａ，５１ｂ，５１ｃを一連の円弧状配置としている。
【００５０】
即ち、このプレートヒータ５１ａ，５１ｂ，５１ｃを含む熱現像部Ｃの構成としては、図示されるように、各プレートヒータに凹面を設け、熱現像記録材料３をこのプレートヒータの凹面に対して接触させつつ滑らせて、相対的に移動させる。このときの熱現像記録材料３の移送手段として、供給ローラ５３と、各プレートヒータから熱現像記録材料３への伝熱用でもある複数の押さえローラ５５とを配設している。
押さえローラ５５はドラム５２の周面に当接して、ドラム５２の回転に従動して回転駆動される。これらの押さえローラ５５としては、金属ローラ、樹脂ローラ、ゴムローラ等が利用できる。この構成により、搬送される熱現像記録材料３がプレートヒータ５１ａ，５１ｂ，５１ｃに押し付けられつつ搬送されるので、熱現像記録材料３の座屈を防止することができる。そして、熱現像部Ｃ内における熱現像記録材料３の搬送路の終端には、熱現像記録材料を移送する排出ローラ５７が配設されている。
【００５１】
勿論、上記の湾曲プレートヒータは一実施例であり、他の平坦なプレートヒータや加熱ドラムを用いてエンドレスベルトと剥離爪とを備える構成のものであってもよい。
【００５２】
そして、熱現像部Ｃから搬出された熱現像記録材料３は、冷却部Ｄによってシワが発生しないように、かつ湾曲ぐせが付かないように注意しながら冷却される。冷却部Ｃから排出された熱現像記録材料３は搬送路途中に設けられた冷却ローラ対５９によりガイドプレート６１内に案内され、さらに、排出ローラ対６３から排出トレイ１６に排出される。
【００５３】
このように冷却部Ｄ内には、複数の冷却ローラ対５９が熱現像記録材料３の搬送経路に所望の一定曲率Ｒを与えるように配置されている。これは、熱現像記録材料３がその材料のガラス転移点以下に冷却されるまで一定の曲率Ｒにより搬送されるということであり、このように意図的に熱現像記録材料に曲率を付けることで、ガラス転移点以下に冷却される前に余計なカールがつかなくなり、ガラス転移点以下となれば、新たなカールが付くこともなく、カール量がばらつかない。
また、冷却ローラ自体及び冷却部Ｄの内部雰囲気を温度調節している。このような温度調節は、熱処理装置の立ち上げ直後と十分にランニングを行った後との状態をなるべく同様なものにし、濃度変動を小さくすることができる。
【００５４】
なお、熱現像記録材料３に対する画像記録に関しては、詳しくは、例えば、国際公開番号ＷＯ９５／３１７５４号の公報、国際公開番号ＷＯ９５／３０９３４号公報に記載されているので、必要に応じて適宜参照されたい。
【００５５】
以上のように、画像記録のために光ビームを走査駆動する走査露光部１９に、出射する光ビームの光量制御が高精度化された前記光走査装置１００を使用しているため、光ビームの光量制御に誤差が生じることが防止され、正確な走査露光による高精度な画像記録を実現できる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るレーザ装置の設計方法及びレーザ装置によれば、レーザ光源から出射する光ビームの光量のフィードバック制御に用いるビームスプリッタとこのビームスプリッタからの反射光を受光する受光センサとの関係を、幾何学的な解析結果である上記（３）式を満足するように規制したもので、ビームスプリッタの表面反射光は受光センサの受光面の略中心に導入されるように設定され、ビームスプリッタの裏面反射光は受光センサの受光面の外側に遠ざかった位置に誘導される。これにより、出射する光ビームの光量制御の高精度化を実現することができ、ビームスプリッタを含む光学系の大型化を防止して、スペースの限られている光学装置内へのレーザ装置の収容を容易にすることができる。
【００５７】
また、本発明に係る画像記録装置は、画像記録のために光ビームを走査駆動する光走査装置に、出射する光ビームの光量制御が高精度化された上記のレーザ装置を使用しているため、正確な走査露光による高精度な画像記録を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ装置を備えた光走査装置の内部の構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示したレーザ装置による光源部の取付構造を示す拡大斜視図である。
【図３】レーザ装置の構成を幾何学的に解析した概念的な説明図である
【図４】図３に示した角度φを変更した時の投影面上の反射光の到達位置を表す離間距離ｒとビームスプリッタの厚さｄとの相関図である。
【図５】図３に示した角度θ１を変更した時の投影面上の反射光の到達位置を表す離間距離ｒとビームスプリッタの厚さｄとの相関図である。
【図６】図１に示したレーザ装置を搭載した画像記録装置の概略構成図である。
【符号の説明】
３  熱現像記録材料
１７  副走査搬送部
１９  走査露光部
２１  ハウジング
２２  光源部（レーザ光源）
２３  ＬＤ（半導体レーザ）
２５  ビームスプリッタ
２６  集光レンズ
２７  受光センサ固定基板
２８  ＰＤ（受光センサ）
３１  シリンドリカルレンズ
３２  プリズム
３３  ポリゴンミラー
３４，３５  ｆθレンズ
３６  シリンドリカルレンズ
４１  レーザ装置
４２  光走査手段
５１  ＬＤ用基台
５２  コリメータレンズ取付ブロック
５３  装着孔
５４  鏡筒
１００  光走査装置
１５０  画像記録装置（熱現像記録装置）
Ｂ  画像露光部
【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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