JPH05264913A - 走査光ビーム位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した精度で走査光ビームの位置検出を行
うことができ、また、簡略且つ安価な構成とすることが
できる走査光ビーム位置検出装置を提供する。 【構成】 走査方向Ｂに沿って複数の透光孔２１が列設
されたスリット２０に走査光ビームＬ２を入射させ、透
光孔２１を透過した走査光ビームＬ２を蛍光性光ファイ
バに入射させてその端面において走査光ビームＬ２を受
光素子１００で受光するに際して、蛍光性光ファイバ
を、走査光ビームＬ２の走査方向Ｂに分割した複数の蛍
光性光ファイバ分割体９１，９４，９７で構成し、これ
ら蛍光性光ファイバ分割体９１，９４，９７をその径方
向にずらして配置して、透光孔２１を透過してビームス
プリッタ８０で２つの光路Ｌ２１，Ｌ２２に分離された
走査光ビームＬ２が複数の蛍光性光ファイバ分割体９
１，９４，９７のうち少なくとも１つの周面９３，９
６，９９に入射されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定方向に走査移動す
る走査光ビームの位置を検出する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図２に示すように、一般的な
レーザフォトプロッタにおける走査光学系１０において
は、印刷情報で変調された光源１１からの光ビームＬ１
０をビームスプリッタ１７を介してポリゴンミラー１２
に入射させて主走査方向Ａに走査偏向させ、走査偏向さ
れた走査光ビームＬ１をｆθレンズ１３及び反射ミラー
１４を介してコンデンサレンズ１５に導き、このコンデ
ンサレンズ１５により前記走査光ビームＬ１が走査対象
１６の走査面に垂直に入射されるようにしている。

【０００３】また、図２の走査光学系１０では、前記主
走査方向Ａにおける走査光ビームＬ１の位置検出を行う
ために、前記光源１１とは別の案内光ビームＬ２０を常
時出力する光源１８を設けており、光源１８からの案内
光ビームＬ２０をビームスプリッタ１７を介してポリゴ
ンミラー１２に入射させて走査偏向させ、走査偏向され
た走査光ビームＬ２を反射ミラー１４で反射させた後
に、前記走査光ビームＬ１が入射されない位置に配設さ
れた反射ミラー１９で再度反射させている。

【０００４】そして、反射後の走査光ビームＬ２の走査
方向Ｂに沿って複数の透光孔２１が列設されたスリット
２０に走査光ビームＬ２を導き、走査方向Ｂへの移動に
伴って各透光孔２１を透過する走査光ビームＬ２をスリ
ット２０の背面側で検出して、その検出数をカウントす
ることにより主走査方向Ａにおける走査光ビームＬ１の
位置を検出するようにしている。

【０００５】図３は、スリット２０の背面側で各透光孔
２１を透過する走査光ビームＬ２を検出するための従来
構成例を示すもので、図３の構成では、スリット２０の
背面側に、走査光ビームＬ２の走査方向Ｂにおいてスリ
ット２０と略同一長の蛍光性光ファイバ５０をスリット
２０と並行して配設し、この蛍光性光ファイバ５０の両
端面５１に受光素子７０の受光面７１を臨ませて、各透
光孔２１を透過する走査光ビームＬ２を蛍光性光ファイ
バ５０の周面５２に入射させて該蛍光性光ファイバ５０
により両受光素子７０の受光面７１に導光している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示す従
来構成では、スリット２０と略同一長の蛍光性光ファイ
バ５０を必要とするため、走査光ビームＬ２の走査範囲
が広い場合には、スリット２０の両端に近い透光孔２１
を透過する走査光ビームＬ２と、スリット２０の中央に
近い透光孔２１を透過する走査光ビームＬ２とでは、蛍
光性光ファイバ５０内を導光される距離にかなりの差が
生じ、走査方向Ｂにおける走査光ビームＬ２の位置によ
って蛍光性光ファイバ５０内を導光される走査光ビーム
Ｌ２の減衰率が異なることから、走査光ビームＬ２を受
光する受光素子７０の受光レベルが大きくばらついて、
走査光ビームＬ１の位置検出に狂いが生じる場合がある
と共に、走査方向Ｂにおけるスリット２０の長さと略同
一長の長尺で傷のない蛍光性光ファイバが必要となり、
高価な部品となる不具合があった。

【０００７】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
で、走査光ビームの走査範囲が広い場合にも走査光ビー
ムの位置を正確に検出することができ、また、部品コス
トを低く押えることができる走査光ビーム位置検出装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、走査光ビームの光路上に配設され、該走査
光ビームを透過させる透光孔が前記走査光ビームの走査
方向に沿って複数設けられたスリットと、前記スリット
を透過した走査光ビームが通過する箇所に前記走査光ビ
ームの走査方向に沿って延設され、前記走査光ビームが
その周面から入射される蛍光性光ファイバと、前記蛍光
性光ファイバの周面から入射された前記走査光ビームを
該蛍光性光ファイバの端面において受光する受光素子と
を備える走査光ビーム位置検出装置であって、前記蛍光
性光ファイバを前記走査光ビームの走査方向に分割した
複数の蛍光性光ファイバ分割体で構成し、隣り合う前記
蛍光性光ファイバ分割体を該蛍光性光ファイバ分割体の
径方向にずらして、前記スリットを透過する走査光ビー
ムが前記複数の蛍光性光ファイバ分割体のうち少なくと
も１つに入射されるように配設したことを特徴とする。

【０００９】また本発明は、前記スリットを透過した走
査光ビームを複数の光路に分離する分光手段をさらに備
え、該分離された複数の走査光ビームの光路上に前記複
数の蛍光性光ファイバ分割体が配設されているものとし
た。さらに本発明は、前記スリットと蛍光性光ファイバ
分割体との間に、前記スリットを透過した走査光ビーム
を拡散させる拡散レンズを配設し、該拡散レンズにより
拡散された走査光ビームが前記蛍光性光ファイバ分割体
の周面から入射されるように該複数の蛍光性光ファイバ
分割体が配設されているものとした。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図１及び図３は、図６の構成による走査光
学系１０に適用される、本発明の第１及び第２実施例に
よる走査光ビーム位置検出装置の要部構成を示す説明
図、図２及び図４は図１及び図３に示す第１及び第２実
施例による走査光ビーム位置検出装置における走査光ビ
ームの光路を示す説明図であり、図１乃至図４中図６と
同一の要素には図６で付したものと同一の引用符号を付
し、その説明を省略する。

【００１１】そして、図１に示す本発明の第１実施例に
よる走査光ビーム位置検出装置では、スリット２０の背
面側に、該スリット２０と略同一長のビームスプリッタ
８０（分光手段）をスリット２０と並行して配設し、こ
のビームスプリッタ８０により、各透光孔２１を透過し
た走査光ビームＬ２を２つの光路Ｌ２１，Ｌ２２に分離
している。分離された走査光ビームＬ２の２つの光路Ｌ
２１，Ｌ２２上には、走査光ビームＬ２の走査方向Ｂに
沿って３本の蛍光性光ファイバ分割体９１，９４，９７
が設けられている。

【００１２】これら蛍光性光ファイバ分割体９１，９
４，９７は、隣り合う２本の蛍光性光ファイバ分割体９
１と９４、９４と９７が互いに径方向にずれるように、
図１中真ん中の蛍光性光ファイバ分割体９４が一方の光
路Ｌ２１上に、蛍光性光ファイバ分割体９４の両隣りの
蛍光性光ファイバ分割体９１，９７が他方の光路Ｌ２２
上にそれぞれ配置されている。また、各蛍光性光ファイ
バ分割体９１，９４，９７は、隣りの蛍光性光ファイバ
分割体９１，９４，９７に走査光ビームＬ２の走査方向
Ｂにおいて一部重なるように配置されており、これによ
り、各透光孔２１を透過した走査光ビームＬ２がこれら
３本の蛍光性光ファイバ分割体９１，９４，９７のうち
少なくとも１本にその周面９３，９６，９９から入射さ
れるようにしている。

【００１３】さらに、各蛍光性光ファイバ分割体９１，
９４，９７の両端面９２，９５，９８には、蛍光性光フ
ァイバ分割体９１，９４，９７の周面９３，９６，９９
から入射されて前記両端面９２，９５，９８に導光され
た走査光ビームＬ２（光路Ｌ２１，Ｌ２２による）の受
光時に信号を出力する受光素子１００の受光面１０１を
臨ませており、この受光素子１００には、受光素子１０
０から出力される所定レベル以上の信号のカウント数に
基づいて走査光ビームＬ１の位置を検出する検出部（図
示せず）が接続されている。

【００１４】尚、走査光ビームＬ２の走査方向Ｂにおけ
る蛍光性光ファイバ分割体９１，９４，９７の長さは、
走査光ビームＬ２の受光時に受光素子１００から出力さ
れる信号のレベルが、走査光ビームＬ２の走査方向Ｂに
おける該走査光ビームＬ２の蛍光性光ファイバ分割体９
１，９４，９７への入射位置に関わらず常に前記所定レ
ベル以上となる長さで形成されている。

【００１５】このような構成による第１実施例の走査光
ビーム位置検出装置では、走査方向Ｂへの移動に伴って
各透光孔２１を透過する走査光ビームＬ２が図２に示す
ようにビームスプリッタ８０により２つの光路Ｌ２１，
Ｌ２２に分離されて、スリット２０の両端に近い部分の
各透光孔２１を透過した走査光ビームＬ２が蛍光性光フ
ァイバ分割体９１，９７の周面９３，９９に入射され、
スリット２０の中央に近い部分の各透光孔２１を透過し
た走査光ビームＬ２が蛍光性光ファイバ分割体９４の周
面９６に入射される。さらに、これら入射された走査光
ビームＬ２が蛍光性光ファイバ分割体９１，９４，９７
内を導光されて、それらの両端面９２，９５，９８に配
置された受光素子１００の受光面１０１に入射される。

【００１６】そして、本第１実施例の走査光ビーム位置
検出装置によれば、図１及び図２に示すように、スリッ
ト２０の透光孔２１を透過した走査光ビームＬ２が周面
から入射される蛍光性光ファイバを、走査光ビームＬ２
の走査方向Ｂに複数に分割した３本の蛍光性光ファイバ
分割体９１，９４，９７によって構成することにより、
従来のように走査方向Ｂにおけるスリット２０の長さと
略同一長の長尺な蛍光性光ファイバを用いる必要がなく
なり、スリット２０に比べてかなり短い長さの蛍光性光
ファイバ分割体９１，９４，９７を用いることができる
ので、蛍光性光ファイバの部品コストを低く押えること
ができる。

【００１７】また、蛍光性光ファイバを前記３本の蛍光
性光ファイバ分割体９１，９４，９７によって構成する
ことにより、蛍光性光ファイバ分割体９１，９４，９７
内を導光される走査光ビームＬ２の減衰率のばらつきを
少なくすることができ、特に、走査光ビームＬ２の走査
方向Ｂにおける各蛍光性光ファイバ分割体９１，９４，
９７の長さを上述した長さとすることにより、蛍光性光
ファイバ分割体９１，９４，９７の周面９３，９６，９
９に入射されて両端面９２，９５，９８に導光された走
査光ビームＬ２を受光した時の受光素子１００の出力信
号レベルを、常に検出に支障のない信号レベルとするこ
とができ、よって、走査光ビームＬ１の位置を正確に検
出することができる。

【００１８】一方、図３に示す本発明の第２実施例によ
る走査光ビーム位置検出装置では、スリット２０の背面
側に、該スリット２０と略同一長の、例えばフレネルレ
ンズ等の拡散レンズ１１０をスリット２０に並行して配
設し、拡散レンズ１１０により拡散された走査光ビーム
Ｌ２のビーム径内に納まるように３本の蛍光性光ファイ
バ分割体１２１，１２４，１２７を走査光ビームＬ２の
走査方向Ｂに沿って配設している。これら蛍光性光ファ
イバ分割体１２１，１２４，１２７は、隣りの蛍光性光
ファイバ分割体１２１，１２４，１２７に走査光ビーム
Ｌ２の走査方向Ｂにおいて一部重なり、且つ、隣り合う
２本の蛍光性光ファイバ分割体１２１と１２４、１２４
と１２７が互いに径方向にずれるように配置されてお
り、これにより、各透光孔２１を透過して拡散レンズ１
１０により拡散された走査光ビームＬ２が、これら３本
の蛍光性光ファイバ分割体１２１，１２４，１２７のう
ち少なくとも１本にその周面１２３，１２６，１２９か
ら入射されるようにしている。

【００１９】さらに、各蛍光性光ファイバ分割体１２
１，１２４，１２７の両端面１２２，１２５，１２８に
は、蛍光性光ファイバ分割体１２１，１２４，１２７の
周面１２３，１２６，１２９から入射されて前記両端面
１２２，１２５，１２８に導光された走査光ビームＬ２
の受光時に信号を出力する受光素子１３０の受光面１３
１を臨ませており、この受光素子１３０には、受光素子
１３０から出力される所定レベル以上の信号のカウント
数に基づいて走査光ビームＬ１の位置を検出する検出部
（図示せず）が接続されている。

【００２０】尚、走査光ビームＬ２の走査方向Ｂにおけ
る蛍光性光ファイバ分割体１２１，１２４，１２７の長
さは、走査光ビームＬ２の受光時に受光素子１３０から
出力される信号のレベルが、走査光ビームＬ２の走査方
向Ｂにおける該走査光ビームＬ２の蛍光性光ファイバ分
割体１２１，１２４，１２７への入射位置に関わらず常
に前記所定レベル以上となる長さで形成されている。

【００２１】このような構成による第２実施例の走査光
ビーム位置検出装置では、走査方向Ｂへの移動に伴って
各透光孔２１を透過する走査光ビームＬ２が図４に示す
ように拡散レンズ１１０により拡散されて、スリット２
０の両端に近い部分の各透光孔２１を透過した走査光ビ
ームＬ２が蛍光性光ファイバ分割体１２１，１２７の周
面１２３，１２９に入射され、スリット２０の中央に近
い部分の各透光孔２１を透過した走査光ビームＬ２が蛍
光性光ファイバ分割体１２４の周面１２６に入射され
る。さらに、これら入射された走査光ビームＬ２が蛍光
性光ファイバ分割体１２１，１２４，１２７内を導光さ
れて、それらの両端面１２２，１２５，１２８に配置さ
れた受光素子１３０の受光面１３１に入射される。

【００２２】そして、本第２実施例の走査光ビーム位置
検出装置によっても、第１実施例の走査光ビーム位置検
出装置と同様に、従来のような走査方向Ｂにおけるスリ
ット２０の長さと略同一長の長尺な蛍光性光ファイバを
用いる必要がなくなり、スリット２０に比べてかなり短
い長さの蛍光性光ファイバ分割体１２１，１２４，１２
７を用いることができるので、蛍光性光ファイバの部品
コストを低く押えつつ走査光ビームＬ１の位置を検出す
ることができ、また、蛍光性光ファイバ分割体１２１，
１２４，１２７内を導光される走査光ビームＬ２の減衰
率のばらつきを少なくし、ひいては走査光ビームＬ２の
走査方向Ｂにおける走査光ビームＬ２の位置によらず常
に一定以上のレベルで受光素子１３０が走査光ビームＬ
２を受光することができるようにして、走査光ビームＬ
１の位置を正確に検出することができる。

【００２３】尚、第１実施例において、隣りの蛍光性光
ファイバ分割体９１，９４，９７と走査光ビームＬ２の
走査方向Ｂにおいて重なっている蛍光性光ファイバ分割
体９１，９４，９７部分に入射される走査光ビームＬ２
については、受光素子１００の出力信号に基づいて走査
光ビームＬ１の位置検出を行う検出部（図示せず）側に
おいて、走査光ビームＬ１の位置検出に参照する走査光
ビームＬ２の受光信号の出力元の受光素子１００を、受
光素子１００から出力される信号のカウント数に応じて
切り換えることにより対応することができる。また、前
記不図示の検出部において、走査光ビームＬ２が入射さ
れた２つの蛍光性光ファイバ分割体９１，９４、又は９
４，９７に対応する受光素子１００からの出力信号の論
理和を取るようにしても対応することができ、これは、
第２実施例についても同様である。

【００２４】さらに、第１実施例における分光手段とし
てのビームスプリッタ８０はハーフミラー等であっても
よく、第２実施例における拡散レンズ１１０はフレネル
レンズに限らず、例えば図５に示すように、各透光孔２
１を透過した走査光ビームＬ２が入射される面に断面円
弧状の凹部１４１が形成され、反対側に走査光ビームが
２つの光路Ｌ２３，Ｌ２４に分離されて出射される２つ
の出射面１４２，１４３が形成された、分光機能を兼備
する拡散レンズ１４０等であってもよい。この場合に
は、拡散レンズ１４０を透過して２つの光路Ｌ２３，Ｌ
２４に分離された走査光ビームＬ２のうち、スリット２
０の両端に近い部分の各透光孔２１を透過した走査光ビ
ームＬ２が蛍光性光ファイバ分割体１２１，１２７の周
面１２３，１２９に入射され、スリット２０の中央に近
い部分の各透光孔２１を透過した走査光ビームＬ２が蛍
光性光ファイバ分割体１２４の周面１２６に入射され
る。そして、本発明が適用される走査光学系は図６に示
す構成のものに限定されず、例えばレーザプリンタ等に
おける走査光学系のようにコンデンサレンズ１５が省略
された走査光学系であってもよい。

【００２５】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、走査光
ビームの走査方向に複数の透光孔が列設されたスリット
に前記走査光ビームを入射させ、前記スリットを透過し
た走査光ビームを、前記スリットに並行して配設した蛍
光性光ファイバの周面に入射させ、入射した走査光ビー
ムを前記蛍光性光ファイバの端面に導光して受光素子で
受光するに際して、前記蛍光性光ファイバを前記走査光
ビームの走査方向に分割した複数の蛍光性光ファイバ分
割体で構成し、隣り合う前記蛍光性光ファイバ分割体を
該蛍光性光ファイバ分割体の径方向にずらして、前記ス
リットを透過する走査光ビームが前記複数の蛍光性光フ
ァイバ分割体のうち少なくとも１つに入射されるように
配設した。このため、スリットの長さに合わせた長尺な
蛍光性光ファイバが不要となり、スリットに比べて短い
長さの蛍光性光ファイバ分割体を用いることができるの
で、蛍光性光ファイバの部品コストを低く押えることが
できる。また、スリットに比べて短い長さの蛍光性光フ
ァイバ分割体を用いるので、蛍光性光ファイバ分割体の
周面から入射されて端面へ導光される走査光ビームの減
衰率のばらつきを少なくすることができ、よって、蛍光
性光ファイバ分割体の端面で走査光ビームを受光する受
光素子の受光量を安定させて、走査光ビームの位置を正
確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による走査光ビーム位置検
出装置の要部構成を示す説明図である。

【図２】図１に示す走査光ビーム位置検出装置における
ビームスプリッタ透過後の走査光ビームの光路を示す説
明図である。

【図３】本発明の第２実施例による走査光ビーム位置検
出装置の要部構成を示す説明図である。

【図４】図２に示す走査光ビーム位置検出装置における
拡散レンズ透過後の走査光ビームの光路を示す説明図で
ある。

【図５】図３の走査光ビーム位置検出装置に適用される
他の拡散レンズと該拡散レンズ透過後の走査光ビームの
光路とを示す説明図である。

【図６】図１及び図３の走査光ビーム位置検出装置が適
用される一般的なレーザフォトプロッタにおける走査光
学系の構成の一例を示す説明図である。

【図７】従来の走査光ビーム位置検出装置における要部
構成の一例を示す説明図である。

【符号の説明】

２０ スリット ２１ 透光孔 ８０ ビームスプリッタ（分光手段） ９１，９４，９７，１２１，１２４，１２７ 蛍光性光
ファイバ分割体 １００ 受光素子 １１０，１４０ 拡散レンズ ９２，９５，９８，１２２，１２５，１２８ 蛍光性光
ファイバ端面 ９３，９６，９９，１２３，１２６，１２９ 蛍光性光
ファイバ周面 Ｂ 走査方向 Ｌ２ 走査光ビーム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査光ビームの光路上に配設され、該走
   査光ビームを透過させる透光孔が前記走査光ビームの走
   査方向に沿って複数設けられたスリットと、 前記スリットを透過した走査光ビームが通過する箇所に
   前記走査光ビームの走査方向に沿って延設され、前記走
   査光ビームがその周面から入射される蛍光性光ファイバ
   と、 前記蛍光性光ファイバの周面から入射された前記走査光
   ビームを該蛍光性光ファイバの端面において受光する受
   光素子とを備える走査光ビーム位置検出装置であって、 前記蛍光性光ファイバを前記走査光ビームの走査方向に
   分割した複数の蛍光性光ファイバ分割体で構成し、 隣り合う前記蛍光性光ファイバ分割体を該蛍光性光ファ
   イバ分割体の径方向にずらして、前記スリットを透過す
   る走査光ビームが前記複数の蛍光性光ファイバ分割体の
   うち少なくとも１つに入射されるように配設した、 ことを特徴とする走査光ビーム位置検出装置。
2. 【請求項２】 前記スリットを透過した走査光ビームを
   複数の光路に分離する分光手段をさらに備え、該分離さ
   れた複数の走査光ビームの光路上に前記複数の蛍光性光
   ファイバ分割体が配設されている請求項１記載の走査光
   ビーム位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記スリットと蛍光性光ファイバ分割体
   との間に、前記スリットを透過した走査光ビームを拡散
   させる拡散レンズを配設し、該拡散レンズにより拡散さ
   れた走査光ビームが前記蛍光性光ファイバ分割体の周面
   から入射されるように該複数の蛍光性光ファイバ分割体
   が配設されている請求項１又は２記載の走査光ビーム位
   置検出装置。