JPH05134197A - 走査光学系 - Google Patents

走査光学系

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JPH05134197A
JPH05134197A JP3262472A JP26247291A JPH05134197A JP H05134197 A JPH05134197 A JP H05134197A JP 3262472 A JP3262472 A JP 3262472A JP 26247291 A JP26247291 A JP 26247291A JP H05134197 A JPH05134197 A JP H05134197A
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optical sensor
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昌克 稲垣
Takatoshi Suzuki
隆敏 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ビームを出射する光源と、光ビームを偏向
・走査する回転する光偏向器と、被走査面に光ビームを
集束・結像させる走査用レンズを備える走査光学系にお
いて、同期検知用の光センサに走査ビーム光を結像させ
る専用の同期検知用レンズをなくして、コストダウンと
取付作業の省力化を図る。 【構成】 光センサに向けて光ビームを結像する同期検
知用レンズを、走査用レンズの一部に一体的に形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザープリンタ等
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。
【0002】
【従来の技術】レーザープリンタ等に使用される走査光
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。
【0003】ここで、光源は、例えばレーザーダイオー
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。
【0004】ところで、このような光偏向器2と走査用
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。
【0005】このため走査用レンズ3の被走査面側の空
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。
【0006】この光センサ5は、光ビーム1が集束され
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。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成は、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。
【0008】そこで、この発明は、独立部品としての同
期検知用レンズを必要としない走査光学系を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明が提供する走査
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、光センサに向けて光ビームを結像する
同期検知用レンズを、走査用レンズの一部に一体的に形
成したことを特徴とする。
【0010】また、光センサを走査用レンズの光偏向器
側に配置するために、走査用レンズの一部に、光偏光器
から入射した光を全反射させて光偏向器側に戻す光路を
一体的に設け、この光路に、光センサに向けて光ビーム
を集束する同期検知用レンズを形成した構造をも提供す
る。
【0011】
【作用】上記構成において 、走査用レンズの一部とし
て形成された同期検知用レンズは、光偏向器で偏向され
走査範囲の一端に差しかかった光ビームを集束して光セ
ンサに結像させる。光センサは光ビームを受けると光源
の制御回路に同期信号を出力する。この同期検知用レン
ズは、走査用レンズと一体化され、部品点数を1個減ら
すことができ、位置決め固定は走査用レンズと同時に行
われることになり、同期検知用レンズの組付け作業は不
要となる。
【0012】
【実施例】この発明の実施例を説明する。図1〜図5は
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。
【0013】この走査用レンズ8は、非球面レンズにて
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。
【0014】fθレンズ部分は、底面側から入射する光
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。
【0015】同期検知用レンズ7は、fθレンズ9の長
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′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11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。
【0016】この同期検知用レンズ7は、長手方向の他
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。
【0017】取付け枠10に形成されている突起12
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。
【0018】上記走査用レンズ8は、図7に示すよう
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。
【0019】この走査光学系Aにおいて、光偏向器2が
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。
【0020】上記第1の実施例は、光センサ5を走査用
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。
【0021】これは、fθレンズ9から取付け枠10に
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。
【0022】また、同期検知用レンズは上述したような
fθレンズの支持部に設ける他に、図9に示す、第3の
実施例の走査用レンズ8″のようにfθレンズの面形状
内に形成することもできる。この同期検知用レンズ7″
もシリンドリカルレンズ形状を持ち、この実施例では光
偏向器2として、ポリゴンミラーを用いている。
【0023】なお、上記走査用レンズ8,8′,8″
を、プラスチック成形を用いた単玉レンズとして製作す
る場合、同期検知用レンズ7,7′,7″の突状R面
は、fθレンズの中心に対して点対称形状でも、光セン
サに対して十分な集束効果を持つため、樹脂成形の型枠
用の金型の製作に、精密加工用の旋盤を利用することが
でき、製造容易である。因みに、fθレンズも点対称形
状で製作でき、金型はfθレンズ9の部分と取付け枠1
0の部分を別々に製作することができるものである。
【0024】以上に、3つの実施例を説明したが、本発
明の走査用レンズは、走査光学系の仕様に合わせて適宜
に形状・寸法を設計し得る。すなわち、走査用レンズの
一部に光センサ用の同期検知用レンズを一体的に設ける
ものであればよい。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。
【0025】
【発明の効果】この発明は、従来走査用レンズと別体に
製作され、個別に位置決め固定されていた光センサ用の
同期検知用レンズを、走査用レンズ内にその形を殆ど変
えることなく一体的に製作できるようにしたので、独立
部品としての同期検知用レンズを用意する必要がなくな
り、部品点数を減らすとともに、同期検知用レンズの組
み付け工程も不要となり、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】同期検知用レンズが一体に成形された、この発
明の第1実施例の走査用レンズを示す正面図
【図2】図1に示す走査用レンズの平面図
【図3】図1に示す走査用レンズの底面図
【図4】図1の中心線に沿う断面図
【図5】図1に示す走査用レンズの右側面図
【図6】図1に示す走査用レンズの同期検知用レンズ部
分の拡大断面図
【図7】図1に示す走査用レンズを組み込んだ走査光学
系を示す図
【図8】本発明の第2実施例である走査用レンズの同期
検知用レンズ部分の拡大断面図
【図9】本発明の第3実施例である走査用レンズを組み
込んだ走査光学系を示す図
【図10】従来の走査光学系を示す図
【符号の説明】
1 光ビーム 2 光偏向器 4 被走査面 5 光センサ(SOS素子) 7,7′,7″ 同期検知用レンズ 8,8′,8″ 走査用レンズ 9 fθレンズ 11,11′ fθレンズから取付け枠に立ち上がる部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 光センサに向けて光ビームを集束する同期検知用レンズ
    を、走査用レンズの一部に一体的に形成したことを特徴
    とする走査光学系。
  2. 【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、 光センサを走査用レンズの光偏向器側に配置するととも
    に、走査用レンズの一部に、光偏光器から入射した光を
    全反射させて光偏向器側に戻す光路を一体的に設け、こ
    の光路に、光センサに向けて光ビームを集束する同期検
    知用レンズを形成したことを特徴とする走査光学系。
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