JPH0628820U - 焦点調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源部からの光の光ビーム径を測定すること
で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得る。 【構成】 光源部１から射出される光の光ビーム径を光
軸上の異なる点で測定して光源部の焦点調整を行う装置
において、光源部１と光ビーム径測定器３との間に、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４１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４２
とで構成される光路調整器４を設ける。偏光ビームスプ
リッタ４１の回転位置を変化させることで、光ビーム径
測定器３に至る光路を変化させ、光ビーム径測定器を移
動させることなく光軸上の異なる位置での光ビーム径の
測定が可能となる。

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１０ ３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１０ ０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１５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１８ ０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Ｐ１，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)

【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。