JPH07140407A

JPH07140407A - 光走査光学系

Info

Publication number: JPH07140407A
Application number: JP28509693A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Sakuma; 伸夫佐久間
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】反射型の結像素子または折曲げミラー等をハウ
ジングと一体化することにより、コンパクト化、部品点
数の削減、精度や信頼性の向上などをより一層図ること
のできる光走査光学系を提供する。【構成】本発明は、光源１からの光束を集束、発散また
は平行光束にして偏向器３に入射せしめ、該偏向器３に
より偏向された光束をそのまま、または結像素子４’に
より被走査媒体５の被走査面上に収束させて走査させる
光走査光学系において、光源１からの光束を偏向器３に
導き入れるミラー９、走査光束の光路の向きを変える折
曲げミラー７’、同期光を受光部に導く折曲げミラー、
反射型の結像素子４’等のうちの、少なくとも一つを光
学系ハウジング６に一体的に作りつけたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル複写機、レー
ザファクシミリ、レーザープリンタ等における書込光学
系や、レーザを用いる外径測定機、鋼板等の表面傷測定
機、レーザディスプレイ等におけるレーザ走査光学系等
に用いられる光走査光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レーザー光源等の光源からの光ビ
ームを、偏向器によって等角速度的に偏向させ、ｆθレ
ンズ等を介して偏向光束を被走査面上に光スポットとし
て集光させて光書込みや光走査を行なう光走査光学系が
知られており、レーザープリンタ、レーザファクシミ
リ、デジタル複写機等の書込光学系や、レーザ測長器等
の測定機の走査光学系等に利用されている。このような
光走査光学系において、装置のコンパクト化、部品点数
の削減、組付精度等の向上、光学性能の向上等の目的か
ら、光走査光学系の光源部を支持する基板と偏向器の軸
受を支持する基板と結像レンズを支持する基板とが一体
的に成型されたことを特徴とする光走査光学系が提案さ
れている（実公昭６３−４１７２号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報記載の光走査
光学系においては、光源部を支持する基板と偏向器の軸
受を支持する基板と結像レンズを支持する基板とを一体
的に成型することを特徴としている。すなわち、上記公
報には「支持部」が明言されており、従って、光源部、
軸受部、結像部は光走査光学系の光学ハウジング（光学
箱）とは別な部品として上記支持部に取付けられてい
る。特に、結像部はｆθレンズが実施例として示されて
いるが、この場合、当然ｆθレンズは透明部材でなけれ
ばならず、ハウジングと一体的に成型することは考えら
れていない。また、透明部材で、レンズを含むハウジン
グを一体的に成型してしまうことも考えられるが、この
場合には、レンズの表面に垂直な方向（レンズの光軸方
向）に型を抜く必要があり、ハウジングと一体的に成形
することは実質上困難である。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、反射型の結像素子または折曲げミラー等をハウ
ジングと一体化することにより、コンパクト化、部品点
数の削減、精度や信頼性の向上などをより一層図ること
のできる光走査光学系を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、反射型結像素子または折曲げミラー等の
うちの少なくとも一つを光学系ハウジングに一体化する
ときの製法を述べて上記目的をより具体化するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、光源からの光束を集束、発散ま
たは平行光束にして偏向器に入射せしめ、該偏向器によ
り偏向された光束をそのまま、または結像素子により被
走査面上に収束させて走査させる光走査光学系におい
て、光源からの光束を偏向器に導き入れるミラー、走査
光束の光路の向きを変える折曲げミラー、同期光を受光
部に導く折曲げミラー等のうちの、少なくとも一つを光
学系ハウジングに一体的に作りつけたことを特徴とす
る。

【０００６】請求項２の発明は、光源からの光束を集
束、発散または平行光束にして偏向器に入射せしめ、該
偏向器により偏向させ、その偏向光束を結像素子により
被走査面上に結像し走査させる光走査光学系において、
上記結像素子は反射型の結像素子であり、この結像素子
を光学系ハウジングに一体的に作りつけたことを特徴と
する。

【０００７】請求項３の発明は、請求項２の光走査光学
系において、光源からの光束を偏向器に導き入れるミラ
ー、走査光束の光路の向きを変える折曲げミラー、同期
光を受光部に導く折曲げミラー等のうち、少なくとも一
つを光学系ハウジングに一体的に作りつけたことを特徴
とする。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１，２，３の光
走査光学系において、光学系ハウジングに一体的に作り
つけるミラーまたは反射型の結像素子のうちの少なくな
くとも一つは、光学系ハウジンに新たな部材を複合的に
付加することにより、形状精度と面精度を確保すること
を特徴とする。

【０００９】ここで、上記光走査光学系において、新た
な部材を複合的に付加する方法は、ハウジング基板と型
との間に光硬化性樹脂を注入して成形後、紫外線を照射
して硬化させる方式（請求項５）、あるいは、ハウジン
グ基板と型との間に熱硬化性樹脂を注入して成形後、加
熱して硬化させる方式（請求項６）、あるいは、ハウジ
ング基板に反射部材から成る薄板を、熱的にまたは接着
部材などにより貼り付ける方式（請求項７）であること
を特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の光走査光学系においては、各種折曲げ
ミラーと反射型結像素子のうちの少なくとも一つを光学
系ハウジングに一体的に作りつけることにより、それら
の保持部材などが不要となり、小型化や部品点数の削減
が図れる。また、一体的でない時には必要であった組付
けや調整の作業も不要となり、コストダウンばかりでな
く信頼性の向上を図ることができる。また、光学系ハウ
ジングに一体的に作りつけるミラーまたは反射型の結像
素子のうちの少なくなくとも一つは、光学系ハウジンに
新たな部材を複合的に付加することにより形状精度と面
精度を確保することにより、簡単に高精度なミラーや反
射型結像素子を得ることが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示す図であっ
て、（ａ）は光走査光学系の断面図、（ｂ）は光走査光
学系の平面図である。図１において、符号１は半導体レ
ーザ等の光源、２はカップリング及びビーム整形光学系
を表わしており、これらは支持部１’を介して光学系ハ
ウジング６に支持されている。３は図示の例ではポリゴ
ンミラーを用いた偏向器であり、モータ本体支持部ある
いは軸受支持部を介して光学系ハウジング６に支持され
ており、回転するポリゴンミラーの各ミラー面により等
角速度偏向がなされる。４は結像素子であり図示の例で
はｆθ特性を有するｆθレンズであり、底面あるいは側
面部を図示しない支持部材を介して光学系ハウジング６
に支持されている。７は偏向器３により偏向され結像素
子４を通った走査光束を感光体等の被走査媒体５に向け
て折曲げる折曲げミラーであり、図示しない支持部材を
介して光学系ハウジング６に支持されている。８は偏向
器３により偏向され結像素子４を通った同期光束８’を
反射する同期ミラーであり、光学系ハウジング６に一体
的に作りつけられている。１０は同期ミラー８によって
反射された同期光束８’を受光する同期光受光素子であ
り、光学系ハウジング６に固定されている。１１は面倒
れ補正光学素子（ここでは長尺シリンダレンズ）であ
り、折曲げミラー７から被走査媒体５へ到る光路上の光
学系ハウジング６の開口部に固定されている。

【００１２】図１において、光源１から出射されカップ
リング及びビーム整形光学系２を経た光束は、偏向器３
で偏向され、結像素子（図ではｆθレンズ）４により集
束され、折曲げミラー７及び面倒れ補正光学素子１１を
経て被走査媒体５の被走査面上に微小な光スポットとし
て結像し走査される。また、結像素子４を通った同期光
８’は同期ミラー８で反射され同期光受光素子１０に入
射し、書き始め（走査開始）の同期信号を発生する。
尚、図示の例では結像素子４はｆθレンズであるが、図
２，３，４に示すようなｆθミラーでも良いし、また、
結像素子４を用いない方式（ポストオブジェクト型）も
可能である。また、図１では１１の面倒れ補正光学素子
（ここでは長尺シリンダレンズ）が描かれているが、こ
れを用いない方式やこの部分を防塵ガラスとする場合も
ある。また、偏向器３のミラーは図示の例では複数の反
射面を有するポリゴンミラーであるが、この他、１面あ
るいは２面の反射面を持つ回転ミラーやピラミダルミラ
ー、ホゾ型ミラー等、公知のものが適宜利用できる。

【００１３】図１に示す実施例は、同期信号を得るため
の同期ミラー８を光学系ハウジング６に一体的に作りつ
けた例であるが、これにより、少なくとも同期ミラー８
の保持部材は不要となる。尚、上記同期ミラー８の部分
や後述する各種ミラー部、反射型結像素子等は、光学系
ハウジング６を樹脂による射出成形やアルミダイカスト
成形等で形成する際に同時に作ることができ、樹脂によ
る射出成形の場合には、型抜き後にＡｌやＡｇ等の薄膜
からなる鏡面を、蒸着やスパッタリング、イオンプレー
ティング、塗布等の方法で形成すれば簡単に作成するこ
とができる。また、後述するように、ミラー面の形状精
度や面精度を確保するために、光学系ハウジング６に一
体的に作りつけるミラー部を、光学系ハウジング６に新
たな部材を複合的に付加することにより形成する方法も
ある。

【００１４】次に、図２は本発明の別の実施例を示す図
であって、（ａ）は光走査光学系の断面図、（ｂ）は光
走査光学系の平面図である。図２の光走査光学系は、結
像素子にｆθミラー等の反射型結像素子４’を用いた例
であり、さらに、光源１から出射されカップリング及び
ビーム整形光学系２を経た光束を偏向器（図示の例では
回転ミラー）３に導く折曲げミラー９と、偏向器３から
の偏向光束をｆθミラー４’に導く折曲げミラー７’と
を設け、ｆθミラー４’によって反射された走査光束を
微小な光スポットとして被走査媒体５の被走査面上に結
像し走査する構成となっている。尚、同期関連の光束、
同期ミラー、同期光受光素子などは図示を省略してい
る。本実施例は、光源側からの光束を偏向器３に導く折
曲げミラー９と、偏向器３からの偏向光束をｆθミラー
４’に導く折曲げミラー７’と、ｆθミラー４’とが光
学系ハウジング６に一体的に作りつけられている例であ
り、図１の例より部品点数を削減でき、小型化、低コス
ト化が図れる。

【００１５】次に、図３は本発明の別の実施例を示す図
であって、（ａ）は光走査光学系の断面図、（ｂ）は光
走査光学系の平面図である。図３の光走査光学系では、
結像素子にｆθミラー４’を用い、ｆθミラー４’のみ
が光学系ハウジング６に一体的に作りつけられている例
であり、光源１から出射されカップリング及びビーム整
形光学系２を経た光束は偏向器３で偏向された後、ｆθ
ミラー４’によって反射され微小な光スポットとして被
走査媒体５の被走査面上に結像し走査される。尚、同期
関連の光束、同期ミラー、同期光受光素子などは図示を
省略している。本実施例は、ｆθミラー４’のみが光学
系ハウジング６に一体的に作りつけられており、折曲げ
ミラーを用いないため、図１、図２の例より小型化、低
コスト化が図れる。

【００１６】次に、図４は本発明の別の実施例を示す図
であって、（ａ）は光走査光学系の断面図、（ｂ）は光
走査光学系の平面図である。図４の光走査光学系では、
結像素子にｆθミラー４’を用い、該ｆθミラー４’と
同期ミラー８、及びｆθミラー４’からの反射光を被走
査媒体５の方向に導く折曲げミラー７’を光学系ハウジ
ング６に一体的に作りつけた例であり、光源１から出射
されカップリング及びビーム整形光学系２を経た光束は
偏向器３で偏向された後、ｆθミラー４’によって反射
され、さらに折曲げミラー７’によって反射され、微小
な光スポットとして被走査媒体５の被走査面上に結像し
走査される。また、偏向器３で偏向された光束のうち同
期ミラー８で反射された光束は同期光受光素子１０に入
射し、書き始め（走査開始）の同期信号を発生する。

【００１７】本実施例は、ｆθミラー４’、同期ミラー
８、及び折曲げミラー７’が光学系ハウジング６に一体
的に作りつけられている例であり、図１の例より部品点
数を削減でき、小型化、低コスト化が図れる。

【００１８】ところで上記各実施例において、光学系ハ
ウジングには、アルミニウム合金や、熱硬化性樹脂、熱
可塑性樹脂等の樹脂が用いられ、アルミニウム合金の場
合はダイカスト成形、また、樹脂の場合は射出成形によ
って作られ、各種折曲げミラーや反射型結像素子の部分
を一体成形で形成することができる。しかし、何れの場
合もミラーや反射型結像素子として使用可能な面精度を
得ることは難しい。また、ミラーや反射型結像素子部分
以外のハウジング全体にその面精度を要求する必要はな
い。従って、ハウジング全体については従来のアルミダ
イカスト成形や樹脂の射出成形で得られる面精度で作
り、ミラーや反射型結像素子の部分には新たな部材を複
合的に付加することにより必要な形状と面精度を得るよ
うにすれば、簡単に高精度なミラーや反射型結像素子が
得られ、歩留まりも向上することができる。

【００１９】ここで、新たな部材を複合的に付加する方
法としては、ハウジング全体を成形した後、ミラーや反
射型結像素子を形成する部分のハウジング基板と型との
間に光硬化性樹脂を注入して成形後、紫外線を照射して
硬化させる方式がある。このように複合的に付加する新
たな部材として光硬化性樹脂を選ぶことにより、写真レ
ンズ、読取レンズ、カップリングレンズ、コリメートレ
ンズ等の光学部品において実績の有る高精度な面を成形
することが可能となる。

【００２０】また、新たな部材を複合的に付加する別の
方法としては、ハウジング全体を成形した後、ミラーや
反射型結像素子を形成する部分のハウジング基板と型と
の間に熱硬化性樹脂を注入して成形後、加熱して硬化さ
せる方式がある。このように複合的に付加する新たな部
材として熱硬化性樹脂を選ぶことにより、不透明基板
（光学系ハウジング）への新たな部材の付加が容易に可
能となる。尚、熱硬化性樹脂として、使用する光源に対
しての反射率が高い熱硬化性樹脂を使用すれば、反射層
を別に付加する必要はないが、その他の場合は、付加し
た新たな部材の上に、反射層を蒸着やスパッタリング、
イオンプレーティング等により付加する必要が有る。

【００２１】また、新たな部材を複合的に付加するさら
に別の方法としては、ハウジング全体を成形した後、ミ
ラーや反射型結像素子を形成する部分のハウジング基板
に反射部材から成る薄板を熱的にまたは接着部材などに
より貼り付ける方式がある。この方式は、現在精度面で
はもう一歩であるものの、今後技術向上の可能性があ
り、何よりも、蒸着やスパッタリング、イオンプレーテ
ィング等により反射層を付加する必要がないため、コス
トダウンの可能性が高い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の光走査
光学系においては、光源からの光束を偏向器に導き入れ
るミラー、走査光束の光路の向きを変える折曲げミラ
ー、同期光を受光部に導く折曲げミラー等のうちの、少
なくとも一つを光学系ハウジングに一体的に作りつけた
ことにより、これらミラーの保持部材などが不要とな
り、小型化や部品点数の削減が図れる。また、一体的で
ない時には必要であった組付けや調整の作業も不要とな
り、コストダウンばかりでなく信頼性の向上を図ること
ができる。

【００２３】請求項２の光走査光学系においては、偏向
光束を被走査面上に結像し走査させる結像素子として反
射型結像素子を用い、この結像素子を光学系ハウジング
に一体的に作りつけたことにより、反射型結像素子の保
持部材等が不要となり、小型化や部品点数の削減が図れ
る。また、一体的でない時には必要であった組付けや調
整の作業も不要となり、コストダウンばかりでなく信頼
性の向上を図ることができる。

【００２４】請求項３の光走査光学系においては、各種
折曲げミラーと反射型結像素子のうちの少なくとも一つ
を光学系ハウジングに一体的に作りつけることにより、
それらの保持部材などが不要となり、小型化や部品点数
の削減がより図れる。また、一体的でない時には必要で
あった組付けや調整の作業も不要となり、より一層のコ
ストダウンが図れ、且つ信頼性の向上を図ることができ
る。

【００２５】各種折曲げミラーや反射型結像素子を光学
系ハウジングに一体的に作りつける場合、アルミニウム
合金を用いたダイカスト成形や樹脂による射出成形等に
より一体成形が可能であるが、この場合、必要とされる
形状精度や面精度を得ることが難しい。そこで、請求項
４の光走査光学系においては、光学系ハウジングに一体
的に作りつけるミラーまたは反射型の結像素子のうちの
少なくなくとも一つは、光学系ハウジンに新たな部材を
複合的に付加することにより形状精度と面精度を確保す
ることにより、簡単に高精度なミラーや反射型結像素子
が得られ、歩留まりも向上することができる。

【００２６】請求項５の光走査光学系においては、新た
な部材を複合的に付加する方法として、ハウジング基板
と型との間に光硬化性樹脂を注入して成形後、紫外線を
照射して硬化させる方式を用いたことにより、写真レン
ズ、読取レンズ、カップリングレンズ、コリメートレン
ズ等の光学部品において実績の有る光硬化性樹脂を用い
て高精度な面を成形することが可能となる。

【００２７】請求項６の光走査光学系においては、新た
な部材を複合的に付加する方法として、ハウジング基板
と型との間に熱硬化性樹脂を注入して成形後、加熱して
硬化させる方式を用いたことにより、不透明基板（光学
系ハウジング）への新たな部材の付加が容易に可能とな
る。

【００２８】請求項７の光走査光学系においては、新た
な部材を複合的に付加する方法として、ハウジング基板
に反射部材から成る薄板を、熱的にまたは接着部材など
により貼り付ける方式を用いたことにより、簡単に反射
面を形成することができ、コストダウンを図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図であって、（ａ）は
光走査光学系の断面図、（ｂ）は光走査光学系の平面図
である。

【図２】本発明の別の実施例を示す図であって、（ａ）
は光走査光学系の断面図、（ｂ）は光走査光学系の平面
図である。

【図３】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
（ａ）は光走査光学系の断面図、（ｂ）は光走査光学系
の平面図である。

【図４】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、
（ａ）は光走査光学系の断面図、（ｂ）は光走査光学系
の平面図である。

【符号の説明】

１：光源１’：光源等の支持部２：カップリング及びビーム整形光学系３：偏向器４：結像素子（ｆθレンズ等）４’：反射型結像素子（ｆθミラー等）５：感光体等の被走査媒体６：光学系ハウジング７，７’，９：折曲げミラー８：同期ミラー１０：同期光受光素子１１：面倒れ補正光学素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光束を集束、発散または平行光
束にして偏向器に入射せしめ、該偏向器により偏向され
た光束をそのまま、または結像素子により被走査面上に
収束させて走査させる光走査光学系において、光源からの光束を偏向器に導き入れるミラー、走査光束
の光路の向きを変える折曲げミラー、同期光を受光部に
導く折曲げミラー等のうちの、少なくとも一つを光学系
ハウジングに一体的に作りつけたことを特徴とする光走
査光学系。
【請求項２】光源からの光束を集束、発散または平行光
束にして偏向器に入射せしめ、該偏向器により偏向さ
せ、その偏向光束を結像素子により被走査面上に結像し
走査させる光走査光学系において、上記結像素子は反射型の結像素子であり、この結像素子
を光学系ハウジングに一体的に作りつけたことを特徴と
する光走査装置。
【請求項３】請求項２記載の光走査光学系において、光
源からの光束を偏向器に導き入れるミラー、走査光束の
光路の向きを変える折曲げミラー、同期光を受光部に導
く折曲げミラー等のうち、少なくとも一つを光学系ハウ
ジングに一体的に作りつけたことを特徴とする光走査光
学系。
【請求項４】請求項１，２，３記載の光走査光学系にお
いて、光学系ハウジングに一体的に作りつけるミラーま
たは反射型の結像素子のうちの少なくなくとも一つは、
光学系ハウジンに新たな部材を複合的に付加することに
より、形状精度と面精度を確保することを特徴とする光
走査光学系。
【請求項５】請求項４記載の光走査光学系において、新
たな部材を複合的に付加する方法は、ハウジング基板と
型との間に光硬化性樹脂を注入して成形後、紫外線を照
射して硬化させる方式であることを特徴とする光走査光
学系。
【請求項６】請求項４記載の光走査光学系において、新
たな部材を複合的に付加する方法は、ハウジング基板と
型との間に熱硬化性樹脂を注入して成形後、加熱して硬
化させる方式であることを特徴とする光走査光学系。
【請求項７】請求項４記載の光走査光学系において、新
たな部材を複合的に付加する方法は、ハウジング基板に
反射部材から成る薄板を、熱的にまたは接着部材などに
より貼り付ける方式であることを特徴とする光走査光学
系。