JP2690642B2 - 走査光学系 - Google Patents
走査光学系Info
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Description
に使用される走査光学系において、走査の同期をとるた
め光学系内に配置した光センサに、光ビームを集束する
同期検知用レンズに関する。
学系は、図10に示すように、レーザーダイオード等の
光源から出射される光ビーム1を、回転ミラー等の光偏
向器2によって偏向・走査し、走査用レンズ3を通して
被走査面4に結像している。
ドが発生するレーザー光を数mmφ程度に絞って光偏向器
2に定方向から照射する。光偏向器2はミラーを回転さ
せることにより、この光ビーム1を主走査方向(回転方
向)に振り分ける走査を行う。偏向された光ビームは走
査用レンズ3によって集束され、被走査面4に結像す
る。この走査用レンズ3は、光偏向器2のミラーの回転
角速度と、被走査面4の結像点の走査速度が比例するよ
うに、非球面レンズであるfθレンズが採用されてい
る。
レンズ3によるビーム光1の偏向・走査は、光ビーム1
の明暗を被走査面4上の各結像点に対応させて変化させ
るため、光偏向器2の回転角と光源の明暗信号との同期
を取る必要がある。
間に、被走査面4への結像を妨げないように光センサ5
を配置し、各走査周期毎に光ビーム1が、この位置に来
るタイミングを検知して、光源の制御回路に同期信号を
出力している。この光センサ5は、走査範囲の走査開始
側に設けられるものを、SOS(スタート・オブ・ソー
ス)素子と呼び、走査の終了側に設けられるものを、E
OS(エンド・オブ・ソース)素子と呼ぶ。
て結像する被走査面4よりも走査用レンズ3に近い位置
に設けられるため、走査用レンズ3から出射する光ビー
ム1を、そのまま光センサ5に当てても集束度が低く必
要な検出精度が得られない。このため、光センサ5の前
に配置したシリンドリカルレンズ等の同期検知用レンズ
6で、光ビーム1を集束している。この構成は、同期検
知用の光センサ5に走査ビーム1を集束させるために、
単独部品としての同期検知用レンズ6を用意し、これを
位置決め固定する工数が必要になる問題があった。この
問題を解決するものとして、実開昭64−55918号
公報の「fθレンズ」は、走査用レンズに凸レンズを一
体的に形成して、同期検知用レンズとしたものを開示し
ている。
ト化を図ろうとしたとき、走査用レンズを、いかにして
走査光学系の筐体に保持させるかが問題となる。この場
合、光源、走査用レンズ及び光偏光器は接近した構造に
なり、走査用レンズの保持部を配置できない場合が生じ
る。この場合に問題となるのは、走査用レンズと光偏
光器を接近させると、走査用レンズの保持部が、光偏光
器の取り付け基板に当たってしまい、組付け不可能にな
ること、光源から光偏光器にビーム光を照射する場合
は、できるだけ光源を光軸側(走査用レンズ側)に寄せ
て光偏光器における反射角を小さくした方が、ビームの
反射に必要な面積を小さくできるため、小さな光偏光器
が使用でき全体を小型化するのに役立つのであるが、走
査用レンズ及びその保持部のため、光源を光軸側に寄せ
るのに限界があることである。特に、上記の光源を光
軸側(走査用レンズ側)に寄せるという課題に対して、
例えば、上記実開昭64−55918号公報の「fθレ
ンズ」のように、同期検知用レンズ(凸レンズ)をfθ
レンズと一体的に形成する場合は、走査用レンズの長さ
が、この同期検知用レンズの分だけ横に長くなり、光源
を走査用レンズに接近させることが困難になる。また、
上記光センサ5は、走査用レンズ3の光偏光器側に配置
したい場合がある。しかし、このために反射鏡等の反射
部材を設けると、部品点数及び組付け工数が増加し、コ
スト低減の妨げとなる。
クト化するため、光源、走査用レンズ及び光偏光器を接
近した配置にでき、小さな光偏光器を使用できる走査用
レンズを、同期検知用レンズを一体形成した構造で提供
し、さらにこの構造において、反射板(反射コーティン
グ層を含む)を用意することなく、光センサを走査用レ
ンズ3の光偏光器側に配置できるようにすることを目的
とする。
光学系は、光源から出射した光ビームを回転する光偏向
器によって偏向・走査し、走査用レンズを通して被走査
面に結像するとき、光学系内に配置した光センサで、こ
の光ビームを検知して走査の同期を取るようにした走査
光学系において、上記走査用レンズとして、略矩形のf
θレンズの長手方向の両端に、被走査面に向かう光ビー
ムの投射方向に沿って被走査面側に延びる傾斜部を延長
形成し、さらに、この傾斜部の各端に取付耳を延長形成
した形状を持ち、この傾斜部が、光偏光器から入射した
ビーム光を前記光センサに向けて集光する同期検知用レ
ンズとして形成されているものを用いたことを特徴とす
る。
側に配置するために、上記走査光学系の走査用レンズと
して、略矩形のfθレンズの長手方向の両端に、被走査
面に向かう光ビームの投射方向に沿って被走査面側に延
びる傾斜部を延長形成し、さらに、この傾斜部の各端に
光軸と直交する方向に延びる取付耳である平板部を延長
形成した形状を持ち、この傾斜部に導光されたビーム光
が前記平板部の被走査面側で全反射して、この平板部の
光偏光器側に出射する面に、前記光センサに向けてビー
ム光を集光する同期検知用レンズ面を形成したものを用
いたものを提供する。
は、傾斜部を介し、光偏光器から離れる側に取付耳が形
成され、この取付耳によって走査用レンズが保持部に固
定される。したがって、この保持部に邪魔されないで光
偏光器を走査用レンズに近接配置できる。また、この傾
斜部の近傍に生じる空間を利用して、光源を光軸側(走
査用レンズ)に寄せて取り付けることができ、光偏光器
における反射角度を小さくして、小さな光偏光器を使用
できる。さらに、この傾斜部自体を同期検知用レンズと
して構成したので、走査用レンズの長さが、fθレンズ
部と傾斜部を合せた長さだけで済み、光源を光軸側に極
力寄せて、光偏光器を小さくするという上記課題に、さ
らに適合させることができる。さらに、取付耳である平
板部において、全反射したビーム光の光偏光器側の出射
面に、同期検知用レンズ面を形成したので、反射板又は
反射コーティング層等の別部材を設けることなく、光偏
向器側への光センサの配置を可能とする。なお、この場
合に光源と光センサは、走査用レンズの2つの傾斜部
に、夫々配置される。
同期検知用レンズ7が一体に成形された、この発明の第
1の実施例で使用される走査用レンズ8を示すもので、
図1は、右半分を断面にした正面図、図2は平面図、図
3は底面図、図4は図1の中心線に沿う断面図、図5は
右側面図である。
形成される略矩形のfθレンズ9の周囲に取付け枠10
を一体的に形成し、fθレンズ部分が窪んだ舟形状とし
たもので、例えばプラスチックを一体成形して製作され
る。
ビームを、主走査方向(長手方向)と副走査方向(短手
方向)の何れにも収束して天面側から、被走査面に向け
て出射するもので、入射ビームの主走査方向の振れ角
と、直線形状である被走査面の結像点位置に比例関係を
持たせるため、非球面形状を持つ。
手方向の両端から取付け枠10に立ち上がる部分11に
形成されている。この部分11は、図6に拡大して示す
ように、fθレンズ9の端部から取付け枠10の長手方
向端部10′(保持部に把持される取付耳)に向かっ
て、光ビーム1の透過方向に沿って傾斜して延びてお
り、その底面11aは平坦であり、取付け枠10に連な
る天面11bは主走査方向に湾曲する突状R面となって
いる。すなわち、この形状によって、立ち上がり部分1
1が、シリンドリカルレンズからなる同期検知用レンズ
7を形成する。
端にも形成されている。すなわち、この走査用レンズ8
は、図1の中心線を含む面に対して面対称形状を持つ。
このように両側に同期検知用レンズ7を形成したのは、
光センサを、SOS素子あるいはEOS素子として、何
れの側にも取付け可能とするためである。
a,12b及び凹部13a,13bは取付時の位置決め
用のもので、これによって、向きを誤ることなく簡単な
作業で走査用レンズ8の位置決め固定を行うことができ
る。
に、光学機器内に光偏向器2、光センサ5とともに取付
けられる。この組立構造は、図10に示した従来の走査
光学系Bと比べると、単独部品であった同期検知用レン
ズ6を廃止し、同期検知用レンズ7を一体形成した走査
用レンズ8を用いることを除いて、同様の構造となって
いるので、同一部分には同一符号を付してある。
回転し、各走査の開始時に光ビーム1が走査用レンズ8
の端部の同期検知用レンズ7に差しかかる毎に、この光
ビーム1は同期検知用レンズ7で集束されて、SOS素
子である光センサ5に結像する。これを受けて、光セン
サ5は、光源の制御回路に同期信号を送出する。
レンズ8の被走査面4の側に配置するものであったが、
走査用レンズ内で光ビーム1を1回全反射させることに
より、光センサ5を走査用レンズ8の光偏向器2の側に
配置することもできる。この場合の走査用レンズ8′を
第2の実施例として、図8に示す。
立ち上がる部分11′の傾斜を小さくするとともに、取
付け枠10の長手方向の両端10′を少し長くし、この
端部の天面11b′を平坦とし、その下面の所定位置に
主走査方向に湾曲する突状R面14を形成して、シリン
ドリカルレンズである同期検知用レンズ7′としたもの
である。この構造によれば、立ち上がり部分11′の底
面11a′に入射した光ビーム1は立ち上がり部分の天
面11b′で全反射し、取付け枠端部10′の下面の突
状R面14で集束して、走査用レンズ8の光偏向器2の
側に設けた光センサに結像する。
明の走査用レンズの具体的な形状・寸法は、コンパクト
化のため近接配置される光源、走査用レンズ、光偏光器
の配置関係に応じて設計されるものである。また、この
発明の走査光学系は、レーザー光を感光ドラムに結像す
るレーザープリンタの他に、光を被走査面に走査・結像
させる全ての用途に適用できるものである。
先端に取付耳を延長形成し、傾斜部又は取付耳を同期検
知用レンズとした走査用レンズを提供したので、走査光
学系における走査用レンズの保持を、光源、走査用レン
ズ及び光偏光器を近接させた状態で可能にし、かつ光偏
光器を小さくしてコンパクトな走査光学系を提供でき
る。
明の第1実施例の走査用レンズを示す正面図
分の拡大断面図
系を示す図
検知用レンズ部分の拡大断面図
分
Claims (2)
- 【請求項1】 光源から出射した光ビームを回転する光
偏向器によって偏向・走査し、走査用レンズを通して被
走査面に結像するとき、光学系内に配置した光センサ
で、この光ビームを検知して走査の同期を取るようにし
た走査光学系において、 上記走査用レンズとして、 略矩形のfθレンズの長手方向の両端に、被走査面に向
かう光ビームの投射方向に沿って被走査面側に延びる傾
斜部を延長形成し、さらに、この傾斜部の各端に取付耳
を延長形成した形状を持ち、この傾斜部が、光偏光器か
ら入射したビーム光を前記光センサに向けて集光する同
期検知用レンズとして形成されているものを用いたこと
を特徴とする走査光学系。 - 【請求項2】 光源から出射した光ビームを回転する光
偏向器によって偏向・走査し、走査用レンズを通して被
走査面に結像するとき、光学系内に配置した光センサ
で、この光ビームを検知して走査の同期を取るようにし
た走査光学系において、 上記走査用レンズとして、 略矩形のfθレンズの長手方向の両端に、被走査面に向
かう光ビームの投射方向に沿って被走査面側に延びる傾
斜部を延長形成し、さらに、この傾斜部の各端に光軸と
直交する方向に延びる取付耳である平板部を延長形成し
た形状を持ち、この傾斜部に導光されたビーム光が前記
平板部の被走査面側で全反射して、この平板部の光偏光
器側に出射する面に、前記光センサに向けてビーム光を
集光する同期検知用レンズ面を形成したものを用いたこ
とを特徴とする走査光学系。
Priority Applications (1)
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JP3262472A JP2690642B2 (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 走査光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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1991
- 1991-10-11 JP JP3262472A patent/JP2690642B2/ja not_active Expired - Fee Related
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