JP3320171B2 - 調整用射出光学装置及び該装置を用いた走査光学装置の焦点調整方法 - Google Patents
調整用射出光学装置及び該装置を用いた走査光学装置の焦点調整方法Info
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- JP3320171B2 JP3320171B2 JP29273893A JP29273893A JP3320171B2 JP 3320171 B2 JP3320171 B2 JP 3320171B2 JP 29273893 A JP29273893 A JP 29273893A JP 29273893 A JP29273893 A JP 29273893A JP 3320171 B2 JP3320171 B2 JP 3320171B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光源から射出した光を
コリメータレンズにより平行光とし、更にフォーカスレ
ンズにより集光する調整用射出光学装置及び該装置を用
いた走査光学装置の焦点調整方法に関するものである。
コリメータレンズにより平行光とし、更にフォーカスレ
ンズにより集光する調整用射出光学装置及び該装置を用
いた走査光学装置の焦点調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は射出光学装置１を使用した走査光
学装置の構成図である。半導体レーザー光源２からのビ
ームＬはコリメータレンズ３、フォーカスレンズ４を通
して射出される。ビームＬの進行方向には、シリンドリ
カルレンズ５とポリゴンミラー６が配置されている。ポ
リゴンミラー６により偏向されたビームＬの進行方向に
は、ｆθレンズ７と折返しミラー８が配置され、折返し
ミラー８により折り返されたビームＬの進行方向には感
光ドラム９が配置されている。なお、ポリゴンミラー６
は駆動モータ１０により回転駆動されるようになってい
る。
学装置の構成図である。半導体レーザー光源２からのビ
ームＬはコリメータレンズ３、フォーカスレンズ４を通
して射出される。ビームＬの進行方向には、シリンドリ
カルレンズ５とポリゴンミラー６が配置されている。ポ
リゴンミラー６により偏向されたビームＬの進行方向に
は、ｆθレンズ７と折返しミラー８が配置され、折返し
ミラー８により折り返されたビームＬの進行方向には感
光ドラム９が配置されている。なお、ポリゴンミラー６
は駆動モータ１０により回転駆動されるようになってい
る。
【０００３】図１０に示す射出光学装置１は、フォーカ
スレンズ４を回転することにより焦点調整する構成とさ
れている。即ち、半導体レーザー光源２を備えた回路基
板１１が基台１２の後端に取り付けられ、基台１２の先
端にはコリメータレンズ３を内蔵したコリメータレンズ
鏡筒１３が嵌合されている。更に、コリメータレンズ鏡
筒１３の先端には、フォーカスレンズ４を内蔵したフォ
ーカスレンズ鏡筒１４が、回転により前後動自在に螺合
されている。
スレンズ４を回転することにより焦点調整する構成とさ
れている。即ち、半導体レーザー光源２を備えた回路基
板１１が基台１２の後端に取り付けられ、基台１２の先
端にはコリメータレンズ３を内蔵したコリメータレンズ
鏡筒１３が嵌合されている。更に、コリメータレンズ鏡
筒１３の先端には、フォーカスレンズ４を内蔵したフォ
ーカスレンズ鏡筒１４が、回転により前後動自在に螺合
されている。
【０００４】このような製品用射出光学装置１の焦点調
整に際しては、フォーカスレンズ４から射出したビーム
径が最小になるように、フォーカスレンズ４を回転して
光軸方向に移動させている。
整に際しては、フォーカスレンズ４から射出したビーム
径が最小になるように、フォーカスレンズ４を回転して
光軸方向に移動させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
射出光学装置１の組立て時には、フォーカスレンズ４自
体の加工精度、フォーカスレンズ４のフォーカスレンズ
鏡筒１４に対する組立精度、フォーカスレンズ鏡筒１４
のコリメータレンズ鏡筒１３に対する螺合精度等が悪い
場合には、フォーカスレンズ４を回転した際にフォーカ
スレンズ４が偏芯し、焦点調整が困難になるという問題
点がある。また、フォーカスレンズ４を人手により回転
するため、作業効率が悪いという問題点がある。更に、
射出光学装置１に自動焦点調整装置を付加すると、コス
トが上昇するという問題点もある。
射出光学装置１の組立て時には、フォーカスレンズ４自
体の加工精度、フォーカスレンズ４のフォーカスレンズ
鏡筒１４に対する組立精度、フォーカスレンズ鏡筒１４
のコリメータレンズ鏡筒１３に対する螺合精度等が悪い
場合には、フォーカスレンズ４を回転した際にフォーカ
スレンズ４が偏芯し、焦点調整が困難になるという問題
点がある。また、フォーカスレンズ４を人手により回転
するため、作業効率が悪いという問題点がある。更に、
射出光学装置１に自動焦点調整装置を付加すると、コス
トが上昇するという問題点もある。
【０００６】本発明の目的は、上述した問題点を解消
し、フォーカスレンズを直進移動でき、かつ焦点を自動
的に調整できる調整用射出光学装置及び該装置を用いた
走査光学装置の焦点調整方法を提供することにある。
し、フォーカスレンズを直進移動でき、かつ焦点を自動
的に調整できる調整用射出光学装置及び該装置を用いた
走査光学装置の焦点調整方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの第１の発明に係る調整用射出光学装置は、光束を射
出する光源と、該光源から射出した光束を集光する調整
用フォーカスレンズとから成り、該調整用フォーカスレ
ンズは光軸方向に移動する直進体に取り付け、該直進体
は運動方向変換手段を介して回転駆動体に取り付けたこ
とを特徴とする。
めの第１の発明に係る調整用射出光学装置は、光束を射
出する光源と、該光源から射出した光束を集光する調整
用フォーカスレンズとから成り、該調整用フォーカスレ
ンズは光軸方向に移動する直進体に取り付け、該直進体
は運動方向変換手段を介して回転駆動体に取り付けたこ
とを特徴とする。
【０００８】また、第２の発明に係る調整用射出光学装
置を用いた走査光学装置の焦点調整方法は、光束を射出
する光源と回転により光軸方向に移動する製品用フォー
カスレンズとを有する製品用射出光学装置を取り付ける
走査光学装置の焦点を調整する場合において、光束を出
射する光源と、該光源から出射した光束を集光する調整
用フォーカスレンズとから成り、該調整用フォーカスレ
ンズは光軸方向に移動する直進体に取り付け、該直進体
は運動方向変換手段を介して回転駆動体に取り付けた調
整用射出光学装置を前記射出光学装置に取り付ける第１
工程と、前記調整用フォーカスレンズを透過した光束径
を光束径測定手段により測定しながら光束径が最小にな
るように前記回転駆動体を回転して前記調整用フォーカ
スレンズを位置させる第２工程と、前記調整用フォーカ
スレンズの位置に基づいて前記製品用フォーカスレンズ
を回転して前記製品用フォーカスレンズの位置を設定す
る第３工程と、前記調整用射出光学装置を前記射出光学
装置から取り外す第４工程と、前記製品用フォーカスレ
ンズの位置を設定した前記製品用射出光学装置を前記走
査光学装置に取り付ける第５工程とから成ることを特徴
とする。
置を用いた走査光学装置の焦点調整方法は、光束を射出
する光源と回転により光軸方向に移動する製品用フォー
カスレンズとを有する製品用射出光学装置を取り付ける
走査光学装置の焦点を調整する場合において、光束を出
射する光源と、該光源から出射した光束を集光する調整
用フォーカスレンズとから成り、該調整用フォーカスレ
ンズは光軸方向に移動する直進体に取り付け、該直進体
は運動方向変換手段を介して回転駆動体に取り付けた調
整用射出光学装置を前記射出光学装置に取り付ける第１
工程と、前記調整用フォーカスレンズを透過した光束径
を光束径測定手段により測定しながら光束径が最小にな
るように前記回転駆動体を回転して前記調整用フォーカ
スレンズを位置させる第２工程と、前記調整用フォーカ
スレンズの位置に基づいて前記製品用フォーカスレンズ
を回転して前記製品用フォーカスレンズの位置を設定す
る第３工程と、前記調整用射出光学装置を前記射出光学
装置から取り外す第４工程と、前記製品用フォーカスレ
ンズの位置を設定した前記製品用射出光学装置を前記走
査光学装置に取り付ける第５工程とから成ることを特徴
とする。
【０００９】
【作用】上述の構成を有する第１の発明に係る調整用射
出光学装置においては、回転体が回転すると、運動方向
変換手段を介して直進体が光軸方向に移動し、フォーカ
スレンズが光軸方向に移動する。
出光学装置においては、回転体が回転すると、運動方向
変換手段を介して直進体が光軸方向に移動し、フォーカ
スレンズが光軸方向に移動する。
【００１０】また、第２の発明に係る調整用射出光学装
置を用いた走査光学装置の調整方法においては、走査光
学装置に調整用射出光学装置を取り付け、調整用フォー
カスレンズから射出した光束径を光束径測定装置により
測定しながら回転体を回転し、調整用フォーカスレンズ
を光軸方向に移動して光束径が最小になる位置に調整用
フォーカスレンズを固定する。そして、製品用射出光学
装置の製品用フォーカスレンズを回転して、調整用フォ
ーカスレンズと同じ位置に製品用フォーカスレンズを固
定し、その後に焦点を調整した製品用射出光学装置を走
査光学装置に取り付ける。
置を用いた走査光学装置の調整方法においては、走査光
学装置に調整用射出光学装置を取り付け、調整用フォー
カスレンズから射出した光束径を光束径測定装置により
測定しながら回転体を回転し、調整用フォーカスレンズ
を光軸方向に移動して光束径が最小になる位置に調整用
フォーカスレンズを固定する。そして、製品用射出光学
装置の製品用フォーカスレンズを回転して、調整用フォ
ーカスレンズと同じ位置に製品用フォーカスレンズを固
定し、その後に焦点を調整した製品用射出光学装置を走
査光学装置に取り付ける。
【００１１】
【実施例】本発明を図１〜図９に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図１は第１の調整用実施例の射出光
学装置２１の一部を断面とした側面図である。基台２２
のフランジ部２２ａの後面には、半導体レーザー光源２
３を装着した回路基板２４が取り付けられている。基台
２２の筒状孔２２ｂには、コリメータレンズ２５を内蔵
したコリメータレンズ鏡筒２６が嵌合固定されている。
コリメータレンズ鏡筒２６には、フォーカスレンズ２７
を内蔵したフォーカスレンズ鏡筒２８が矢印Ａで示す光
軸方向に移動自在に外嵌されている。
て詳細に説明する。図１は第１の調整用実施例の射出光
学装置２１の一部を断面とした側面図である。基台２２
のフランジ部２２ａの後面には、半導体レーザー光源２
３を装着した回路基板２４が取り付けられている。基台
２２の筒状孔２２ｂには、コリメータレンズ２５を内蔵
したコリメータレンズ鏡筒２６が嵌合固定されている。
コリメータレンズ鏡筒２６には、フォーカスレンズ２７
を内蔵したフォーカスレンズ鏡筒２８が矢印Ａで示す光
軸方向に移動自在に外嵌されている。
【００１２】回路基板２４の後方には固定板２９が所定
の間隔を置いて設置され、固定板２９の後端にはステッ
ピングモータ３０が取り付けられ、このステッピングモ
ータ３０の回転軸３１にはスリット板３２が固定されて
いる。更に、回転軸３１の前方のねじ部３１ａには、直
進体３３が図示しないボールねじを介して矢印Ｂで示す
軸方向に移動自在に外嵌されている。
の間隔を置いて設置され、固定板２９の後端にはステッ
ピングモータ３０が取り付けられ、このステッピングモ
ータ３０の回転軸３１にはスリット板３２が固定されて
いる。更に、回転軸３１の前方のねじ部３１ａには、直
進体３３が図示しないボールねじを介して矢印Ｂで示す
軸方向に移動自在に外嵌されている。
【００１３】直進体３３の上下縁寄りには、基台２２、
回路基板２４、固定板２９を摺動自在に貫通する駆動棒
３４、３５がそれぞれ貫通固定されている。駆動棒３
４、３５の先端は、フォーカスレンズ鏡筒２８のフラン
ジ部２８ａに連結されている。ここで、フォーカスレン
ズ鏡筒２８のフランジ部２８ａの後面と、基台２２の筒
部２２ｃの前面の間には、片寄せばね３６、３７が駆動
棒３４、３５にそれぞれ外嵌され、これらの片寄せばね
３６、３７によってフォーカスレンズ鏡筒２８は常に前
方に付勢されている。
回路基板２４、固定板２９を摺動自在に貫通する駆動棒
３４、３５がそれぞれ貫通固定されている。駆動棒３
４、３５の先端は、フォーカスレンズ鏡筒２８のフラン
ジ部２８ａに連結されている。ここで、フォーカスレン
ズ鏡筒２８のフランジ部２８ａの後面と、基台２２の筒
部２２ｃの前面の間には、片寄せばね３６、３７が駆動
棒３４、３５にそれぞれ外嵌され、これらの片寄せばね
３６、３７によってフォーカスレンズ鏡筒２８は常に前
方に付勢されている。
【００１４】スリット板３２の外周縁近傍には、スリッ
ト板３２に設けられたスリットの位置を検出するための
原点検出センサ３８が配置され、この原点検出センサ３
８は固定板２９に固定されている。また、直進体３３の
外周縁近傍には直進体３３の位置を検出するための近原
点検出センサ３９が配置され、この近原点検出センサ３
９も固定板２９に固定されている。なお、ステッピング
モータ３０の回転軸３１の後端には、回転軸３１を手動
回転するためのノブ４０が設けられている。
ト板３２に設けられたスリットの位置を検出するための
原点検出センサ３８が配置され、この原点検出センサ３
８は固定板２９に固定されている。また、直進体３３の
外周縁近傍には直進体３３の位置を検出するための近原
点検出センサ３９が配置され、この近原点検出センサ３
９も固定板２９に固定されている。なお、ステッピング
モータ３０の回転軸３１の後端には、回転軸３１を手動
回転するためのノブ４０が設けられている。
【００１５】このような構成により、ステッピングモー
タ３０が作動して、回転軸３１が回転すると、その回転
がボールねじを介して直進体３３に伝えられ、直進体３
３が矢印Ｂ方向に移動する。直進体３３の移動は駆動棒
３４、３５を介してフォーカスレンズ鏡筒２８に伝達さ
れ、フォーカスレンズ鏡筒２８と共にフォーカスレンズ
２７が矢印Ａ方向に移動する。このとき、直進体３３の
移動は近原点センサ３９により検出され、同時にスリッ
ト板３２のスリット位置が原点検出センサ３８により検
出される。
タ３０が作動して、回転軸３１が回転すると、その回転
がボールねじを介して直進体３３に伝えられ、直進体３
３が矢印Ｂ方向に移動する。直進体３３の移動は駆動棒
３４、３５を介してフォーカスレンズ鏡筒２８に伝達さ
れ、フォーカスレンズ鏡筒２８と共にフォーカスレンズ
２７が矢印Ａ方向に移動する。このとき、直進体３３の
移動は近原点センサ３９により検出され、同時にスリッ
ト板３２のスリット位置が原点検出センサ３８により検
出される。
【００１６】図２は第２の実施例の射出光学装置２１’
の一部を断面とした側面図である。ここでは、ステッピ
ングモータ３０に代えて超音波モータが使用されてい
る。回路基板２４から前方の構成は第１の実施例と同一
とされ、回路基板２４の後面には、支持枠４１ａを介し
て固定板４１が取り付けられている。固定板４１には超
音波モータの第１のハウジング４２が固定され、第１の
ハウジング４２には第２のハウジング４３がねじ４４に
より固定されている。第２のハウジング４３の内周面に
は回転体４５がベアリング４６を介して回転自在に支持
されている。回転体４５の中心には固定軸４７のねじ部
４７ａがボールねじにより嵌合され、固定軸４７の前端
は、第１のハウジング４２、固定板４１を摺動自在に貫
通して直進体４８に結合されている。この直進体４８に
は、第１の実施例の駆動棒３４、３５と同様な作用をす
る駆動棒４９、５０が連結されている。
の一部を断面とした側面図である。ここでは、ステッピ
ングモータ３０に代えて超音波モータが使用されてい
る。回路基板２４から前方の構成は第１の実施例と同一
とされ、回路基板２４の後面には、支持枠４１ａを介し
て固定板４１が取り付けられている。固定板４１には超
音波モータの第１のハウジング４２が固定され、第１の
ハウジング４２には第２のハウジング４３がねじ４４に
より固定されている。第２のハウジング４３の内周面に
は回転体４５がベアリング４６を介して回転自在に支持
されている。回転体４５の中心には固定軸４７のねじ部
４７ａがボールねじにより嵌合され、固定軸４７の前端
は、第１のハウジング４２、固定板４１を摺動自在に貫
通して直進体４８に結合されている。この直進体４８に
は、第１の実施例の駆動棒３４、３５と同様な作用をす
る駆動棒４９、５０が連結されている。
【００１７】超音波モータの回転体４５の前面周縁寄り
にはロータ５１が加圧ばね５２を介して固定されてい
る。ロータ５１と共働するステータ５３は第１のハウジ
ング４２にロータ５１に対向して固定され、ロータ５１
とステータ５３の間には摩擦材５４が介在されている。
また、回転体４５の後面にはエンコーダパルス板５５が
固定され、このエンコーダパルス板５５の周縁は第２の
ハウジング４３の内周面に取り付けられたセンサ５６内
に配置されている。なお、エンコーダパルス板５５の後
面の中心には、第２のハウジング４３の後面から外部に
突出する廻り止め５７が設けられている。
にはロータ５１が加圧ばね５２を介して固定されてい
る。ロータ５１と共働するステータ５３は第１のハウジ
ング４２にロータ５１に対向して固定され、ロータ５１
とステータ５３の間には摩擦材５４が介在されている。
また、回転体４５の後面にはエンコーダパルス板５５が
固定され、このエンコーダパルス板５５の周縁は第２の
ハウジング４３の内周面に取り付けられたセンサ５６内
に配置されている。なお、エンコーダパルス板５５の後
面の中心には、第２のハウジング４３の後面から外部に
突出する廻り止め５７が設けられている。
【００１８】このような構成により、ステータ５３に起
音波振動が発生すると、その振動が摩擦材５４を介して
ロータ５１に伝えられ、ロータ５１と共に回転体４５が
回転する。回転体４５の回転はボールねじを介して固定
軸４７に伝えられ、固定軸４７が軸方向に移動して直進
体４８が矢印Ｂ方向に移動する。直進体４８の移動は駆
動棒４９、５０を介してフォーカスレンズ鏡筒２８に伝
えられ、フォーカスレンズ鏡筒２８と共にフォーカスレ
ンズ２７が矢印Ａ方向に移動する。
音波振動が発生すると、その振動が摩擦材５４を介して
ロータ５１に伝えられ、ロータ５１と共に回転体４５が
回転する。回転体４５の回転はボールねじを介して固定
軸４７に伝えられ、固定軸４７が軸方向に移動して直進
体４８が矢印Ｂ方向に移動する。直進体４８の移動は駆
動棒４９、５０を介してフォーカスレンズ鏡筒２８に伝
えられ、フォーカスレンズ鏡筒２８と共にフォーカスレ
ンズ２７が矢印Ａ方向に移動する。
【００１９】図３は調整用走査光学装置５１の焦点調整
方法を説明するブロック構成図である。なお、図９と同
一の符号は同一の部材を示している。ここでは、感光ド
ラム９に相当する位置にビーム径を測定するための拡大
光学系６１が配置されている。拡大光学系６１には、半
導体レーザー光源２３から射出されたビームＬを受光す
る受光部６２と、そのビームＬを撮影するカメラ６３が
設けられている。
方法を説明するブロック構成図である。なお、図９と同
一の符号は同一の部材を示している。ここでは、感光ド
ラム９に相当する位置にビーム径を測定するための拡大
光学系６１が配置されている。拡大光学系６１には、半
導体レーザー光源２３から射出されたビームＬを受光す
る受光部６２と、そのビームＬを撮影するカメラ６３が
設けられている。
【００２０】カメラ６３の出力は画像処理装置６４を介
してディスプレイ６５を備えたデータ処理装置６６に接
続されている。受光部６２の出力は遅延回路６７、パル
ス発生器６８、レーザー駆動回路６９を介してデータ処
理装置６６に接続されている。原点検出センサ３８と近
原点検出センサ３９の出力はデジタル入出力回路７０を
介してデータ処理装置６６に接続され、ステッピングモ
ータ３０にはコントローラ７１を介してデータ処理装置
６６の出力が接続されている。なお、半導体レーザー光
源２３にはレーザー駆動回路６９の出力が接続されてい
る。
してディスプレイ６５を備えたデータ処理装置６６に接
続されている。受光部６２の出力は遅延回路６７、パル
ス発生器６８、レーザー駆動回路６９を介してデータ処
理装置６６に接続されている。原点検出センサ３８と近
原点検出センサ３９の出力はデジタル入出力回路７０を
介してデータ処理装置６６に接続され、ステッピングモ
ータ３０にはコントローラ７１を介してデータ処理装置
６６の出力が接続されている。なお、半導体レーザー光
源２３にはレーザー駆動回路６９の出力が接続されてい
る。
【００２１】このような構成における調整用走査光学装
置２１の焦点調整に際しては、先ずフォーカスレンズ２
７の原点出しを行う。データ処理装置６６によりコント
ローラ７１を通してステッピングモータ３０を回転さ
せ、調整用射出光学装置２１の直進体３３をステッピン
グモータ３０側に移動させる。モータ３０が回転して回
転軸３１のねじ部４１ａが回転すると、直進体３３がボ
ールねじを介してステッピングモータ３０側に移動し、
近原点検出センサ３９がオンになる。更に、ねじ部４１
ａが回転すると、原点検出センサ３８がスリット板３２
のスリットを検出する。このとき、ステッピングモータ
３０を停止させ、これによりフォーカスレンズ２７の原
点出しが完了する。
置２１の焦点調整に際しては、先ずフォーカスレンズ２
７の原点出しを行う。データ処理装置６６によりコント
ローラ７１を通してステッピングモータ３０を回転さ
せ、調整用射出光学装置２１の直進体３３をステッピン
グモータ３０側に移動させる。モータ３０が回転して回
転軸３１のねじ部４１ａが回転すると、直進体３３がボ
ールねじを介してステッピングモータ３０側に移動し、
近原点検出センサ３９がオンになる。更に、ねじ部４１
ａが回転すると、原点検出センサ３８がスリット板３２
のスリットを検出する。このとき、ステッピングモータ
３０を停止させ、これによりフォーカスレンズ２７の原
点出しが完了する。
【００２２】次に、フォーカスレンズ２７の前方に図示
しないパワーメータを配置する。この状態で、データ処
理装置６６によりレーザー駆動回路６９を作動させ、光
源２３からビームＬを射出させ、このビームＬのパワー
をパワーメータにより測定しながら所定値に調整する。
パワーを調整した後にポリゴンミラー６を一定の速度で
回転させると、ビームＬはポリゴンミラー６により偏向
走査されながら受光部６２に入射する。このとき、光源
２３は図４に示すようにビームＬが受光部６２に入射し
た時点から時間t1後にオフにし、時間t2後に時間t3だけ
オンにし、更に時間t4だけオフにする。ここで、時間t
1、t2はポリゴンミラー６の回転速度により決定する。
即ち、ビームＬが受光部６２に入射した後に、ディスプ
レイ６６の視野内で時間t3だけ発光するようにポリゴン
ミラー６の回転速度を決定する。このとき、時間t3は静
止時と同等のビーム径が得られるように十分に少ない時
間とする。このことにより、ポリゴンミラー６を回転さ
せた状態でビーム径を測定できるようになる。
しないパワーメータを配置する。この状態で、データ処
理装置６６によりレーザー駆動回路６９を作動させ、光
源２３からビームＬを射出させ、このビームＬのパワー
をパワーメータにより測定しながら所定値に調整する。
パワーを調整した後にポリゴンミラー６を一定の速度で
回転させると、ビームＬはポリゴンミラー６により偏向
走査されながら受光部６２に入射する。このとき、光源
２３は図４に示すようにビームＬが受光部６２に入射し
た時点から時間t1後にオフにし、時間t2後に時間t3だけ
オンにし、更に時間t4だけオフにする。ここで、時間t
1、t2はポリゴンミラー６の回転速度により決定する。
即ち、ビームＬが受光部６２に入射した後に、ディスプ
レイ６６の視野内で時間t3だけ発光するようにポリゴン
ミラー６の回転速度を決定する。このとき、時間t3は静
止時と同等のビーム径が得られるように十分に少ない時
間とする。このことにより、ポリゴンミラー６を回転さ
せた状態でビーム径を測定できるようになる。
【００２３】このような状態において、ビームＬの主走
査方向に対する焦点調整を行う。ステッピングモータ３
０を回転させ、移動範囲の半分だけフォーカスレンズ２
７をステッピングモータ３０側に移動させる。この位置
においてステッピングモータ３０を逆回転させ、フォー
カスレンズ２７をステッピングモータ３０の反対側に移
動範囲間だけ移動させる。この間に、ステッピングモー
タ３０の回転量と主走査方向のビーム径をコントローラ
７１と画像処理装置６４をそれぞれ介してデータ処理装
置６６に取り込む。
査方向に対する焦点調整を行う。ステッピングモータ３
０を回転させ、移動範囲の半分だけフォーカスレンズ２
７をステッピングモータ３０側に移動させる。この位置
においてステッピングモータ３０を逆回転させ、フォー
カスレンズ２７をステッピングモータ３０の反対側に移
動範囲間だけ移動させる。この間に、ステッピングモー
タ３０の回転量と主走査方向のビーム径をコントローラ
７１と画像処理装置６４をそれぞれ介してデータ処理装
置６６に取り込む。
【００２４】ビーム径を測定する際には、図５のフロー
チャート図に示すようなフローに沿って行う。即ち、画
像を取り込み(A1)、ヒストグラムを出力し(A2)、ピーク
値を検出し(A3)、スライスレベルを決定し(A4)、そして
ビーム径を算出する(A5)。詳細には、次のようなフロー
に沿って行えばよい。
チャート図に示すようなフローに沿って行う。即ち、画
像を取り込み(A1)、ヒストグラムを出力し(A2)、ピーク
値を検出し(A3)、スライスレベルを決定し(A4)、そして
ビーム径を算出する(A5)。詳細には、次のようなフロー
に沿って行えばよい。
【００２５】カメラ６３が取り込んだ画像から、図６の
グラフ図に示すようにヒストグラムを取り、ピーク値Vp
s を検出する。このピーク値Vps によりスライスレベル
SLsを次の式から算出する。 SLs ＝Vps ／ｅ2 （ただし、ｅは自然対数の底）
グラフ図に示すようにヒストグラムを取り、ピーク値Vp
s を検出する。このピーク値Vps によりスライスレベル
SLsを次の式から算出する。 SLs ＝Vps ／ｅ2 （ただし、ｅは自然対数の底）
【００２６】このように算出したスライスレベルSLs と
ヒストグラムの交点座標からビームＢの径を算出する。
ヒストグラムの交点座標からビームＢの径を算出する。
【００２７】図７に示すように、ステッピングモータ３
０の回転量から換算したフォーカスレンズ２７の移動量
ｔを横軸とし、主走査方向のビーム径Ｒを縦軸とする
と、交点座標は (t1,R1），(t2,R2），・・・(ti,Ri），・・・(tn-1,R
n-1），(tn,Rn）となる。
０の回転量から換算したフォーカスレンズ２７の移動量
ｔを横軸とし、主走査方向のビーム径Ｒを縦軸とする
と、交点座標は (t1,R1），(t2,R2），・・・(ti,Ri），・・・(tn-1,R
n-1），(tn,Rn）となる。
【００２８】ここで、ノイズ成分を取り除くために移動
平均を行うと、移動量ｔとビーム径Ｒは、[ti,{(Ri-1）
＋(Ri)＋(Ri+1)} ／３］となる。
平均を行うと、移動量ｔとビーム径Ｒは、[ti,{(Ri-1）
＋(Ri)＋(Ri+1)} ／３］となる。
【００２９】スライスレベルSLs を最小ビーム径ROに対
して，SLs ＝１．１・ROとし、スライスレベルSLs とビ
ーム径Ｒのヒストグラムとの交点の移動位置をta、tbと
すると、最適焦点位置は、(ta+tb）／２となる。
して，SLs ＝１．１・ROとし、スライスレベルSLs とビ
ーム径Ｒのヒストグラムとの交点の移動位置をta、tbと
すると、最適焦点位置は、(ta+tb）／２となる。
【００３０】ここで、移動位置ta、tbは、補完計算によ
り次式となる。 ta＝tm＋（１．１・RO−Rm）・(tm+1+tm）／(Rm+1-Rm）
り次式となる。 ta＝tm＋（１．１・RO−Rm）・(tm+1+tm）／(Rm+1-Rm）
【００３１】このような計算結果に基づいてステッピン
グモータ３０を回転させ、フォーカスレンズ２７を最適
焦点位置に移動させればよい。一方、副走査方向に対し
て焦点調整を行うためには、シリンドリカルレンズ５を
図示しない偏心ピンにより光軸方向へ移動させて最適焦
点位置に固定すればよい。
グモータ３０を回転させ、フォーカスレンズ２７を最適
焦点位置に移動させればよい。一方、副走査方向に対し
て焦点調整を行うためには、シリンドリカルレンズ５を
図示しない偏心ピンにより光軸方向へ移動させて最適焦
点位置に固定すればよい。
【００３２】最後に、調整用射出光学装置２１により調
整したフォーカスレンズ２７の位置の計算結果に基づい
て、図１０に示したような従来の製品用射出光学装置１
としてのフォーカスレンズ７の位置を調整する。そし
て、調整用射出光学装置２１を走査光学装置から外し、
製品用射出光学装置１を取り付ける。このことにより走
査光学装置が完成する。
整したフォーカスレンズ２７の位置の計算結果に基づい
て、図１０に示したような従来の製品用射出光学装置１
としてのフォーカスレンズ７の位置を調整する。そし
て、調整用射出光学装置２１を走査光学装置から外し、
製品用射出光学装置１を取り付ける。このことにより走
査光学装置が完成する。
【００３３】図８は走査光学装置の他の焦点調整方法の
説明図である。ここでは、図３における拡大光学系６１
が、基台７２上を水平方向に摺動する摺動台７３上に載
置されている。摺動台７３はモータコントローラ７４を
介してコンピュータ６６に接続されている。
説明図である。ここでは、図３における拡大光学系６１
が、基台７２上を水平方向に摺動する摺動台７３上に載
置されている。摺動台７３はモータコントローラ７４を
介してコンピュータ６６に接続されている。
【００３４】焦点調整に際しては、コンピュータ６６に
よりモータコントローラ７４を通して先ず拡大光学系６
１を位置Ａに位置させた状態において、図３と同様に調
整用射出光学装置１１のフォーカスレンズ２７を主走査
方向の最適焦点位置に移動させ、続いてシリンドリカル
レンズ５を副走査方向の最適焦点位置に移動させ、それ
らの調整位置を記録する。次に、摺動台７３を移動する
ことにより拡大光学系６１を位置Ｂに移動し、位置Ａに
おいて行った方法と同様な方法に基づいて焦点調整を行
う。更に、拡大光学系６１を位置Ｃに移動して焦点調整
を行う。
よりモータコントローラ７４を通して先ず拡大光学系６
１を位置Ａに位置させた状態において、図３と同様に調
整用射出光学装置１１のフォーカスレンズ２７を主走査
方向の最適焦点位置に移動させ、続いてシリンドリカル
レンズ５を副走査方向の最適焦点位置に移動させ、それ
らの調整位置を記録する。次に、摺動台７３を移動する
ことにより拡大光学系６１を位置Ｂに移動し、位置Ａに
おいて行った方法と同様な方法に基づいて焦点調整を行
う。更に、拡大光学系６１を位置Ｃに移動して焦点調整
を行う。
【００３５】これらの各位置Ａ、Ｂ、Ｃにおけるフォー
カスレンズ２７及びシリンドリカルレンズ５の最適焦点
位置を所定の式により算出し、この算出結果に基づいた
位置にフォーカスレンズ２７とシリンドリカルレンズ５
を固定する。その後に、調整用射出光学装置２１を取り
外して製品用射出光学装置１を取り付ける。
カスレンズ２７及びシリンドリカルレンズ５の最適焦点
位置を所定の式により算出し、この算出結果に基づいた
位置にフォーカスレンズ２７とシリンドリカルレンズ５
を固定する。その後に、調整用射出光学装置２１を取り
外して製品用射出光学装置１を取り付ける。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係る調
整用射出光学装置は、フォーカスレンズを光軸方向に直
進移動することができるため、光軸ずれを防止できる。
また、フォーカスレンズの焦点調整を自動化できると共
に、焦点調整の精度を向上でき、かつ焦点調整の時間を
短縮できる。
整用射出光学装置は、フォーカスレンズを光軸方向に直
進移動することができるため、光軸ずれを防止できる。
また、フォーカスレンズの焦点調整を自動化できると共
に、焦点調整の精度を向上でき、かつ焦点調整の時間を
短縮できる。
【００３７】また、第２の発明に係る調整用射出光学装
置を用いた走査光学装置の焦点調整方法は、フォーカス
レンズを光軸方向に直進させることにより光軸ずれを防
止できるため、調整用射出光学装置により焦点調整が自
動化でき、焦点調整の高精度化や、焦点調整の時間を短
縮できると共に、部品の必要数を減少でき、コストを下
げることができる。
置を用いた走査光学装置の焦点調整方法は、フォーカス
レンズを光軸方向に直進させることにより光軸ずれを防
止できるため、調整用射出光学装置により焦点調整が自
動化でき、焦点調整の高精度化や、焦点調整の時間を短
縮できると共に、部品の必要数を減少でき、コストを下
げることができる。
【図１】第１の実施例の一部を断面とした側面図であ
る。
る。
【図２】第２の実施例の一部を断面とした側面図であ
る。
る。
【図３】走査光学装置焦点調整方法を説明するためのブ
ロック構成図である。
ロック構成図である。
【図４】受光部の出力と光源の出力のタイミング図であ
る。
る。
【図５】ビーム径算出のフローチャート図である。
【図６】ビーム径算出のグラフ図である。
【図７】移動量とビーム径のグラフ図である。
【図８】走査光学装置の他の焦点調整方法を説明するた
めのブロック回路構成図である。
めのブロック回路構成図である。
【図９】走査光学装置の構成図である。
【図１０】従来例の断面図である。
１ 拡大光学系 ２ 受光部 ３ 摺動台 ２１、２１’ 射出光学装置 ２３ 半導体レーザ光源 ２５ コリメータレンズ ２７ フォーカスレンズ ３０ ステッピングモータ ３１ 回転軸 ３１ａ ねじ部 ３２ スリット板 ３３ 直進体 ３４、３５、４９、５０ 駆動棒 ３８ 原点検出センサ ３９ 近原点検出センサ ７４ モータコントローラ
Claims (3)
- 【請求項１】 光束を射出する光源と、該光源から射出
した光束を集光する調整用フォーカスレンズとから成
り、該調整用フォーカスレンズは光軸方向に移動する直
進体に取り付け、該直進体は運動方向変換手段を介して
回転駆動体に取り付けたことを特徴とする調整用射出光
学装置。 - 【請求項２】 前記運動方向変換手段はボールねじとし
た請求項１に記載の調整用射出光学装置。 - 【請求項３】 光束を射出する光源と回転により光軸方
向に移動する製品用フォーカスレンズとを有する製品用
射出光学装置を取り付ける走査光学装置の焦点を調整す
る場合において、光束を出射する光源と、該光源から出
射した光束を集光する調整用フォーカスレンズとから成
り、該調整用フォーカスレンズは光軸方向に移動する直
進体に取り付け、該直進体は運動方向変換手段を介して
回転駆動体に取り付けた調整用射出光学装置を前記射出
光学装置に取り付ける第１工程と、前記調整用フォーカ
スレンズを透過した光束径を光束径測定手段により測定
しながら光束径が最小になるように前記回転駆動体を回
転して前記調整用フォーカスレンズを位置させる第２工
程と、前記調整用フォーカスレンズの位置に基づいて前
記製品用フォーカスレンズを回転して前記製品用フォー
カスレンズの位置を設定する第３工程と、前記調整用射
出光学装置を前記射出光学装置から取り外す第４工程
と、前記製品用フォーカスレンズの位置を設定した前記
製品用射出光学装置を前記走査光学装置に取り付ける第
５工程とから成ることを特徴とする調整用射出光学装置
を用いた走査光学装置の焦点調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29273893A JP3320171B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 調整用射出光学装置及び該装置を用いた走査光学装置の焦点調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29273893A JP3320171B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 調整用射出光学装置及び該装置を用いた走査光学装置の焦点調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128617A JPH07128617A (ja) | 1995-05-19 |
| JP3320171B2 true JP3320171B2 (ja) | 2002-09-03 |
Family
ID=17785691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29273893A Expired - Fee Related JP3320171B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 調整用射出光学装置及び該装置を用いた走査光学装置の焦点調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3320171B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4875896B2 (ja) * | 2006-01-11 | 2012-02-15 | 株式会社リコー | 光走査装置及びこれを備える画像形成装置並びにレンズ位置調整方法 |
| CN105510230A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-04-20 | 中国人民解放军理工大学 | 一种基于扫描方式的透射仪测量光路自动准直系统与方法 |
| CN115032787B (zh) * | 2022-05-18 | 2024-04-12 | 吉安鑫戬科技有限公司 | 一种带视觉的振镜 |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP29273893A patent/JP3320171B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07128617A (ja) | 1995-05-19 |
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