JP2580824Y2 - 焦点調整装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はレーザプリンタやバーコ
ードリーダ等の光学装置に用いられる光源部の焦点位置
を調整するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタのレーザ光走査装置とし
て、例えば図４に示すものが提供されている。このレー
ザ光走査装置では、レーザ光源部１００から射出される
レーザ光をレンズ１０１でコリメートさせて回転駆動さ
れるポリゴンミラー１０２に投射させ、このポリゴンミ
ラー１０２で反射されたレーザ光をｆθレンズ１０３等
の結像光学系で集束させて感光体１０４の表面に投射さ
せる。前記ポリゴンミラー１０２の回転により、レーザ
光の反射方向が変化され、これによりレーザ光を感光体
１０４の一方向に走査させる。ところで、このようなレ
ーザ光走査装置では、レンズ１０１やｆθレンズ１０３
等の収差により、光軸に対する振れ角度に応じて同図の
鎖線で示すように焦点位置に偏差が生じるため、感光体
１０４の表面に合焦状態で走査を行うためには、感光体
の表面が結像光学系の焦点深度内に正しく位置される必
要がある。

【０００３】したがって、このレーザ光走査装置の組み
付けに際しては、レーザ光源部１００を構成するレーザ
光源とコリメータレンズとの光軸上の位置を調整して焦
点調整を行なう必要がある。即ち、一般に結像光学系で
は通常図５に示すように光ビーム径が焦点位置Ｐの近傍
で最小となり、その前後で光ビーム径が徐々に増大され
る。したがって、要求される解像度に基づいて決められ
る光ビーム径に対応する光軸上の異なる２つの位置の間
を焦点深度として設定し、この焦点深度の前側と後ろ側
の各点Ｐ１，Ｐ２における光ビーム径が許容される径寸
法となるように調整を行えば、感光体表面における合焦
状態が保持されることになる。

【０００４】そこで、従来では、図６のように、焦点調
整される光源部１からのレーザ光をハーフミラー７とミ
ラー８で反射させ、かつ結像光学系２を通した上で光ビ
ーム径測定器３Ａに入射させている。そして、この光ビ
ーム径測定器３Ａをレーザ光の光軸方向に沿って所要距
離移動させ、その移動された異なる２点の位置での光ビ
ーム径をそれぞれ測定し、かつその測定径が所要の値と
なるように光源部１のレーザ光源とコリメータレンズと
の距離を調整することで、焦点調整を行っている。ま
た、この測定を行うためには、レーザ光の光軸が光ビー
ム径測定器３の光軸、即ちその移動方向に一致させる必
要があるため、ハーフミラー７で分岐されたレーザ光の
一部をレンズ系５を通してＴＶカメラ等で構成される光
軸調整器６に入射させ、このレーザ光の光軸を所定位置
に調整して光ビーム系測定器３に対する光軸位置の調整
を行っている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】このような従来の装置
では、光軸に沿った異なる位置Ｐ１，Ｐ２での光ビーム
径を正確に測定するためには、光ビーム径測定器３Ａの
移動方向を光源部１からのレーザ光の光軸に対して正確
に一致させる必要があり、そのための設定作業が極めて
繁雑でかつ難しいという問題がある。また、光ビーム径
の測定に際しては、光軸上の異なる２点間での光ビーム
径測定器３Ａの移動位置及び移動量を正確に測定する必
要があり、この測定において誤差が発生し易く、かつ高
頻度の測定器の往復運動の衝撃により測定器の信頼性が
損なわれ、これが光ビーム径の測定誤差となり、結果と
して焦点調整における誤差になるという問題がある。本
考案の目的は、光源部の焦点調整を簡単にしかも正確に
行うことができる焦点調整装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本考案は、焦点調整され
る光源部と、この光源部から射出される光の光ビーム径
を測定する測定器との間の光路長を調整するための光路
調整器を介挿しており、この光路調整器は、光軸上に配
置されてその光軸回りの回転位置に応じて選択的に光を
反射させる偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームス
プリッタで反射された光を光軸に向けて反射させる反射
器とを備えている。

【０００７】

【実施例】次に、本考案について図面を参照して説明す
る。図１は本考案の一実施例の全体構成図である。１は
焦点が調整される光源部であり、レーザ光源と、このレ
ーザ光源から射出されるレーザ光を平行光束とするコリ
メータレンズとで構成される。例えば、図２に示すよう
に、鏡筒１１の一端部にレーザ光源としてのレーザダイ
オード１２を支持した光源ブロック１３を取着し、かつ
鏡筒１１内には内筒１４に支持したコリメータレンズ１
５を光軸方向に移動可能に構成している。そして、鏡筒
１１内で内筒１４を光軸方向に移動させてコリメータレ
ンズ１５の光軸位置を調整することで、コリメータレン
ズによる光源部１の焦点位置が調整されるようになって
いる。この光源部１は、例えば、図４に示したレーザ光
走査装置の光源部１００として用いられるものである。

【０００８】また、図１において、２は前記光源部１か
ら射出されたレーザ光を結像するための結像光学系、３
はこの結像光学系２で結像される光ビームのビーム系を
測定するための光ビーム径測定器、４はこの光ビーム径
測定器３に到達される光の光路を調整するための光路調
整器であり、前記結像光学系２と光ビーム系測定器３と
の間に介挿される。また、５はレンズ系、６は光軸調整
器である。前記光源部１から射出されるレーザ光はハー
フミラー７及びミラー８によって反射されて結像光学系
２を透過され、更に光路調整器４を透過された上で光ビ
ーム径測定器３に入射され、ここで光ビーム径が測定さ
れる。前記結像光学系２は、図４のレーザ光走査装置で
はｆθレンズ１０３を含む結像光学系のものと等価であ
る。また、前記光ビーム径測定器３は、例えば面分割し
た複数個の受光素子で構成し、これらの受光素子の受光
面に結像される光強度の分布から光ビーム径を測定する
ことができる。更に、前記光軸調整器６はハーフミラー
７を透過された光源部からのレーザ光を検出してその光
軸を前記光ビーム径測定器３の中心位置に一致させるよ
うに調整するためのものであり、ＴＶカメラ等により構
成される。レンズ系５は光軸調整器６に入射される光ビ
ームを集束させるためのものである。

【０００９】前記結像光学系２と光ビーム径測定器３と
の間に介挿される光路調整器４は、図３のように、光ビ
ームの光軸上に配置された偏光ビームスプリッタ４１
と、この偏光ビームスプリッタ４１の一側部に配置され
た反射器４２とで構成される。前記偏光ビームスプリッ
タ４１は、角棒状の透明材で構成されており、この透明
材の内部には光軸に対してそれぞれ背反する方向に４５
度の角度で傾斜させた一対の偏光板４３，４４を設けて
いる。各偏光板４３，４４の偏光方向は互いに一致され
ている。そして、この偏光ビームスプリッタ４１は図外
の回転駆動機構により、光軸Ｏの回りの方向に９０度の
範囲で回転されるように構成される。また、前記反射器
４２は前記各偏光板４３，４４に対応した距離で離間配
置された一対の反射鏡４５，４６で構成され、かつ各反
射鏡４５，４６は４５度で対向配置されている。この反
射器４２は、前側の反射鏡４５に入射された光を後側の
反射鏡４６で反射させることで、反射器４２に入射され
てくるレーザ光を１８０度反対方向に反射させるように
構成される。なお、この反射鏡の代わりにプリズムを用
いてもよい。

【００１０】したがって、この構成の焦点調整装置によ
れば、光源部１から射出されるレーザ光のうち、ハーフ
ミラー７を透過した光はレンズ系５を通して光軸調整器
６に入射され、この光軸調整器６を利用して光源部１の
取付方向等を調節することで、その光軸位置を調整す
る。これにより、ハーフミラー７及びミラー８で順次反
射されたレーザ光は光ビーム径測定器３の中心位置に入
射されることになる。このような調整を行った上で、光
路調整器４の偏光ビームスプリッタ４１を通常の回転位
置、即ち図３の状態から９０度回転された位置に設定し
ておくと、光源部１からのレーザ光（このレーザ光はレ
ーザダイオードで発光されているために偏光状態とされ
ている）は偏光ビームスプリッタ４１の各偏光板４３，
４４を透過してそのまま光ビーム径測定器３に入射さ
れ、ここで光ビーム径が測定される。このとき、結像光
学系２の結像作用により、レーザ光は光ビーム径測定器
３の測定面の後ろ側で焦点が結ばれるため、図５のＰ１
の位置における光ビーム径が測定される。

【００１１】次いで、光路調整器４の偏光ビームスプリ
ッタ４１を９０度回転させて図３の回転位置にすると、
これに伴って偏光板４３，４４も９０度回転されるた
め、レーザ光は前側の偏光板４３で９０度側方に向けて
反射される。そして、この反射光は反射器４２の前側及
び後側の各反射鏡４５，４６で順次反射され、１８０度
方向が反転された上で偏光ビームスプリッタの後側の偏
光板４４に入射され、更にここで９０度の向きに反射さ
れて元の光軸上に戻され、光ビーム径測定器３に入射さ
れる。これにより、光路調整器４において反射が繰り返
された分だけ光ビーム径測定器に到達するまでの光路が
長くされ、結果として結像光学系２の結像作用により光
ビーム径測定器３の測定面よりも前側で焦点が結ばれ、
図５のＰ２に位置における光ビーム径が測定されること
になる。

【００１２】したがって、光路調整器４の偏光ビームス
プリッタ４１の回転位置を９０度変化させるだけで、光
ビーム径測定器３を固定したままで、光軸上の異なる２
点における光ビーム径を測定することができる。このた
め、光源部１の焦点位置に対する許容焦点深度位置Ｐ
１，Ｐ２における光ビーム径が予め判明していれば、前
記した前側の光ビーム径と後側の光ビーム径が所定の光
ビーム径となるように光源部１のレーザダイオード１２
とコリメータレンズ１５との相対位置を調整すれば、焦
点位置の調整が可能となる。

【００１３】これにより、光ビーム径測定器３に可動部
を設ける必要がなくなり、焦点調整装置の構成が簡略化
できるとともに、光ビーム径の測定に際しては光ビーム
径測定器を移動する必要がないため、その移動距離の誤
差に伴う焦点調整誤差が生じることもない。なお、光路
調整器４は、偏光ビームスプリッタ４１に対する反射器
４２の距離を調整すれば、反射光路を変化させることが
でき、結果として光軸上の異なる２点Ｐ１，Ｐ２間の距
離を調整することができる。

【００１４】

【考案の効果】以上説明したように本考案は、焦点調整
される光源部と、光ビーム径を測定する測定器との間
に、光軸回りの回転位置に応じて選択的に光を反射させ
る偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタ
で反射された光を光軸に向けて反射させる反射器とで構
成される光路調整器を設けているので、光ビーム測定器
を可動構造にする必要がなくなり、装置の構成を簡略化
することができるとともに、光ビームを正確に測定する
ことが可能となり、高精度な焦点調整が実現できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の全体構成を示す図である。

【図２】焦点調整される光源部の断面構成図である。

【図３】光路調整器の概略構成を示す斜視図である。

【図４】レーザ光走査装置の構成を示す斜視図である。

【図５】結像レンズ系とその光ビーム径との関係を示す
図である。

【図６】従来の焦点調整装置の一例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 光源部 ２ 結像光学系 ３ 光ビーム径測定器 ４ 光路調整器 ５ レンズ系 ６ 光軸調整器 ４１ 偏光ビームスプリッタ ４２ 反射器

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源とコリメータレンズ又は集光レンズ
   とを備える光源部を有し、この光源部から射出される光
   の光ビーム径を光軸上の異なる複数の点で測定して前記
   光源部の焦点調整を行う装置において、前記光源部と光
   ビーム径を測定する測定器との間に介挿されて両者間の
   光路長を調整するための光路調整器を備え、この光路調
   整器は、光軸上に配置されてその光軸回りの回転位置に
   応じて選択的に前記光を反射させる偏光ビームスプリッ
   タと、この偏光ビームスプリッタで反射された光を光軸
   に向けて反射させる反射器とを備えることを特徴とする
   焦点調整装置。