JPH0527717U - 走査光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走査レンズの小型化及び製造コストの低減を
図るとともに、被走査媒体の書込みまたは読取り開始位
置を正確に決定できる。 【構成】 走査レンズ４を全体として負の焦点距離の第
１レンズ群４ａと、全体として正の焦点距離の第２レン
ズ群４ｂとから構成し、受光系を偏向器２から反射され
た光線が第１レンズ群４ａを透過後第２レンズ群４ｂに
入射しないで受光素子６に入るように構成したので、走
査レンズの小型化と正確な書込みや読取り開始位置の確
認が行える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、レーザビームプリンタ，ファクシミリ等の書込みや、ファクシミ リ，イメージスキャナ等の読取りに用いられる走査光学系に係り、特に走査レン ズの小型化と正確な書込み開始位置あるいは読取り開始位置を決定することがで きる走査光学系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

レーザビームプリンタ，ファクシミリ，バーコードリーダ，イメージスキャナ 等では、走査光学系によって光束を走査しながら、書込みや読取りが行われる。 図２は従来技術のレーザビームプリンタの走査光学系１０１の配置を示す平面 図である。 走査光学系１０１は、光源１０２と偏向器１０３とｆθレンズ１０４と被走査 媒体である感光ドラム１０５と受光素子１０６とを含んで構成される。 処理回路１０８は、レーザビームプリンタで印字すべき画像を表わす信号を光 源１０２に送り、光源１０２は光変調してレーザビーム１１０を偏向器１０３に 出力する。光源１０２はたとえば半導体レーザ発振器やレンズなどから構成され る。

【０００３】 偏向器１０３は、軸１２０の直角断面がたとえば正六角形などの正多角形であ って軸方向に一様である角柱の外周面に平坦な反射面を有し、各反射面は軸に平 行である。この偏向器１０３は、軸のまわりに矢符号１１４で示される方向に等 速回転され、光源１０２からのレーザビーム１１０を一定角速度で変位する方向 に反射する。偏向器１０３で反射されたレーザビームは、ガラスあるいはプラス チックなどを素材とするｆθレンズ１０４に入射される。このｆθレンズは、１ 枚のレンズで記載してあるが、複数枚で構成される場合がある。このｆθレンズ １０４は、偏向器１０３からのレーザビームを直円筒状の感光ドラム１０５上に 点結像させ、なおかつ点結像されたレーザビームが感光ドラム１０５を矢符号１ １３で示される方向に等速で走査されるように形成され、配置される。 受光素子１０６は、レーザビーム１１５の感光ドラム１０５への照射位置、す なわち書込み開始位置までの光路より矢符号１１３で示される方向と反対方向側 （図２中右方）であって、ｆθレンズ１０４と感光ドラム１０５との間の光路上 に配置される。該受光素子１０６は感光ドラム１０５上に順に走査される走査ラ インの書き出し位置を合わせるために、偏向器１０３で反射されｆθレンズ１０ ４を屈折透過したレーザビーム１１１を受光し、光電変換して処理回路１０８に 信号を出力する。

【０００４】 以下、走査光学系１０１の動作について説明する。 処理回路１０８は、受光素子１０６がレーザビーム１１１を受光して出力する 信号に同期して、画像１ラインを表わす信号を出力する。 光源１０２は、この信号に従って光変調を行い、レーザビーム１１０を出力す る。レーザビーム１１０は偏向器１０３において反射され、ｆθレンズ１０４を 介して感光ドラム１０５上に結像される。偏向器１０３は、一定の回転速度で回 転するので、偏向器１０３で反射されたレーザビームは一定の角速度で方向が変 位し、ｆθレンズ１０４は、このようなレーザビームを感光ドラム１０５上に結 像させ、なおかつ感光ドラム１０５上を等速で走査させる。 レーザビームは矢符号１１３で示される方向に走査しながら感光ドラム１０５ 上を照射する。 偏向器１０３の回転とともに、レーザビーム１１０は偏向器１０３の反射面１ ３０〜１３５で順々と反射され、それに応じて各面で反射されたレーザビーム１ １１が順に受光素子１０６に受光される。受光素子１０６は処理回路１０８に信 号を与える。この信号に基づき、走査ラインの書き出し位置が合わせられる。 この後、上述の動作が繰返される。このようにして感光ドラム１０５上には、 １ラインごとに繰返してレーザビームが結像され、静電潜像が形成される。該静 電潜像は磁気ブラシ現像装置（図示せず）等によって、トナー像に顕像化される 。このトナー像が印刷用紙等に転写，定着されて印字が行われる。

【０００５】 このような走査光学系１０１において、ｆθレンズ１０４によって感光ドラム １０５上にレーザビームが結像されるが、受光素子１０６は寸法，形状等のため 物理的に感光ドラム１０５などの被走査媒体表面に同一な面に設置することがで きない場合が多く、通常図２に示されるように感光ドラム１０５よりｆθレンズ １０４に近い位置に配設される。 したがって、物点，像点の共軛関係が満足されないため、受光素子１０６にお いてレーザビーム１１１は結像されず、受光素子１０６はかなり拡りをもったレ ーザビーム１１１を受光することになる。このため、受光素子１０６は安定性の ない信号を出力することになり、感光ドラム１０５の書込み開始位置に誤差を生 じる。このような誤差が生じると、前記書込み開始位置は蛇行し、印字される画 像は、歪みやザラツキを生じて、鮮明な画像が得られない。

【０００６】 このような問題点を解決する１つの手段として、図３に走査光学系１０１ａを 示す。この走査光学系１０１ａにおいて、レーザビーム１１１は、反射鏡１０７ によって反射され、受光素子１０６ａに受光される。 この走査光学系１０１ａにおいては、反射鏡１０７から受光素子１０６ａに至 る距離は、反射鏡１０７から感光ドラム１０５表面に至る仮想線１１６で示され る距離に等しくなるように設定される。したがって、受光素子１０６ａにおいて レーザビーム１１２は結像され、受光素子１０６ａは安定した信号を出力するこ とができる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら反射鏡１０７の角度の誤差は、光てこの原理からレーザビーム１ １２の進行方向においては、２倍となって表われる。このようなことに起因して 、反射鏡１０７の光軸合わせ、すなわち受光素子１０６ａが受光すべき光経路を 通るレーザビーム１１１を正しく反射鏡１０７に反射させ、なおかつレーザビー ム１１２を受光素子１０６ａに受光させるための調節には高い精度が要求される 。このため、走査光学系１０１ａには反射鏡１０７の微妙な調整が必要となり、 組立時にこのような調整を個々に行わなければならず、生産の効率化を著しく妨 げていた。

【０００８】 上述したように、従来技術には感光ドラム１０５の書込み開始位置の不揃い、 あるいは反射鏡１０７の微妙な調整の必要性などの問題点があった。 また、従来の走査光学系は、受光素子側にレーザビームをふり分けるためその 分走査レンズの口径が大型化し、装置全体も大型化すると共に、コスト高を招い ている。 本考案の目的は、このような技術的問題点を解決し、走査レンズの小型化と走 査光学装置の小型化を図ることができるとともに、被走査媒体の書込みまたは読 取り開始位置を正確に決めることができ、なおかつ調整が容易である走査光学系 を低コストで提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

即ち、この考案は、光源，偏向器，走査レンズを配設させて、前記光源から出 射された光を前記偏向器，走査レンズの順に介して被走査媒体上に結像させて順 に走査するとともに、前記偏向器と被走査媒体との間に受光手段を備えた受光系 を構成し、前記偏向器により反射された光を受光してその出力に同期して被走査 媒体の書込みまたは読取りを行う走査光学系において、前記走査レンズを偏向器 側に配設した全体として負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、被走査媒体側に配 設した全体として正の焦点距離を持つ第２レンズ群とから構成し、前記受光系を 前記第１レンズ群を透過した光が前記第２レンズ群に入射せずに前記受光手段に 向うように構成したものである。

【００１０】

【作用】

この考案の走査光学系は、走査レンズを構成する全体として負の焦点距離を有 する第１レンズ群と、全体として正の焦点距離を有する第２レンズ群とで構成し 、第１レンズ群を透過後第２レンズ群に入射しない光は、受光素子に入射し、信 号を出力する。さらに、受光素子の前方に集光レンズを配設することにより、共 軛関係がより整合されて、受光素子はより安定した信号を出力する。

【００１１】

【実施例】

以下この考案の一実施例について添付図面を参照しながら説明する。 図１はこの考案に係る走査光学系を示すものであり、この走査光学系は、光源 １と、偏向器２と、被走査媒体である感光ドラム（図略）に向けて光源１からの 光を反射させるシリンドリカルミラー３と、走査レンズ４と、集光レンズ５と、 受光素子６とを備えている。 なお、図中符号７はコリメータレンズ、８はシリンドリカルレンズ、９はミラ ー、１０は信号処理手段を示すものである。 光源１は、コリメータレンズ７，シリンドリカルレンズ８，ミラー９を介して 偏向器２に光を入射させるようになっており、この実施例では光源１として半導 体レーザ（ＬＤ）が使用されている。 なお、ここでコリメータレンズ７は、半導体レーザから出射される発散光を平 行光に形成するものであり、シリンドリカルレンズ８は偏向器２の偏向反射面付 近に線像を形成するものである。 偏向器２は、走査レンズ４を介しシリンドリカルミラー３に向けて光源１から の光を反射させるものであり、この実施例では六角柱状のポリゴンミラーが使用 されている。

【００１２】 シリンドリカルミラー３は、偏向器２の偏向反射面と感光ドラム面とが光学的 に共軛となるように配され、偏向器２の面倒れによる感光ドラム面上の光線の副 走査方向への位置ずれを補正するものであり、感光ドラム上に光線を入射させる ようになっている。なお、この光線が入射する感光ドラム上の所定領域は通常の 乾式複写器と同様にして、つまり帯電器によるコロナ放電等によって所定電位が 付与されており、これにより形成された静電潜像に現像器による磁気ブラシを摺 擦させて可視像化させるようになっている。 走査レンズ４は、偏向器２側に配設した全体として負の焦点距離の第１レンズ 群４ａとシリンドリカルミラー３（被走査媒体）側に配設した全体として正の焦 点距離の第２レンズ群４ｂとから構成されている。この第１，第２レンズ群は各 々複数のレンズから構成されてもよい。受光系は、第１レンズ群４ａ，集光レン ズ５，受光素子６から構成されている。第１レンズ群４ａは、偏向器２から反射 された後の光の一部を第２レンズ群４ｂを透過せずに直接外部へ取出して受光素 子６へ射出させるものであり、書込み若しくは読取り時の位置決めの際にタイミ ング合わせとしての情報を得るために用いるようになっている。この場合、受光 素子６には拡がった光が入射するが、実用上問題とならない。さらに、第１レン ズ群４ａと受光素子６との間に集光レンズ５を配設させれば、共軛関係が整合さ れて、より安定した信号が出力できるので、好ましい。 集光レンズ５は、第１レンズ群４ａから受光素子６へ向う光線の光路上所定位 置に設けられた凸レンズで構成されており、受光素子６の面上に点結像させるよ うになっている。

【００１３】 受光素子６は、光源１からの光を入射すると光電変換作用によって光強度に応 じた信号を出力するようになっており、その信号を信号処理手段１０に出力する ようになっている。 信号処理手段１０は、光源１からの光を受光した受光素子６から出力される信 号の立上りに同期して画像１ラインに相当する情報を印字する信号を光源１に出 力するようになっており、この信号を入力した光源１はその信号に応じて光変調 して光線を出力するようになっている。 前記本考案の構成では、集光レンズ５の有無に関係なく、受光系に第２レンズ 群４ｂを使用しないため、第２レンズ群４ｂの外径を小さくできる。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明してきたように、この考案に係る走査光学系によれば、光源からの光 線のうち第１レンズ群を透過後の一部の光を第２レンズ群に入射させないで受光 素子へ入射させる構成としたので、走査レンズの小型化と装置の小型化及び製造 コストの低減を図ることができる。さらに、受光系に集光レンズを用いると、光 源からの光が走査レンズの一部を介して受光素子に結像され、その受光素子で光 電変換されて出力される信号に応答・同期して書込み若しくは読取りの開始動作 のタイミングが図られるので、正確な書込み読取りを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る走査光学系の配置を示す平面図
である。

【図２】従来の走査光学系の配置を示す平面図である。

【図３】他の従来の走査光学系の配置を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 偏向器 ４ 走査レンズ ４ａ 第１レンズ群 ４ｂ 第２レンズ群 ５ 集光レンズ ６ 受光素子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源，偏向器，走査レンズを配設させ
   て、前記光源から出射された光を前記偏向器，走査レン
   ズの順に介して被走査媒体上に結像させて順に走査する
   とともに、前記偏向器と被走査媒体との間に受光手段を
   備えた受光系を構成し、前記偏向器により反射された光
   を受光してその出力に同期して被走査媒体の書込みまた
   は読取りを行う走査光学系において、 前記走査レンズを偏向器側に配設した全体として負の焦
   点距離を持つ第１レンズ群と、被走査媒体側に配設した
   全体として正の焦点距離を持つ第２レンズ群とから構成
   し、前記受光系を前記第１レンズ群を透過した光が前記
   第２レンズ群に入射せずに前記受光手段に向うように構
   成したことを特徴とする走査光学系。