JPH0248812Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は、走査される光ビームの特定点通過時
を検知するための走査光ビーム検知装置に関する
ものであり、例えばレーザビームプリンタにおけ
る水平同期信号検知手段として好適な走査光ビー
ム検知装置に関する。

〔考案の背景〕

光ビームの走査を利用する走査光学装置の代表
的な例としてレーザビームプリンタの概要を第２
図に示す。同図において半導体レーザパツケージ
１から発せられた光束はコリメータレンズ２を通
過して平行光束となり、ポリゴンミラー３によつ
て反射される。ポリゴンミラー３は不図示のモー
タにより矢印方向に一定速度で回転する。ポリゴ
ンミラーの回転に伴つて反射光束は方向を変え、
fθ（エフシータ）レンズ４を通つて感光体ドラム
５上へ結像され、矢印５ａの方向へ走査される。
走査光束は走査範囲の端部にて走査開始側に設置
された反射ミラー６によつて矢印６ａ方向へ反射
され、スリツト７を通過して光センサ８へ入射さ
れる。光センサ８の出力信号はアンプ９を通つて
増幅され水平同期回路１０でビデオ信号発生回路
１１のビデオ信号の書き出しタイミング（ビデオ
信号によるレーザーの変調開始タイミング）が制
御される。もしこのタイミング制御に不都合が生
じるとドラム５上に形成される円周方向の線が不
ぞろいになり、画質を著しくそこねるばかりか、
最悪のときにはビデオ信号が出続け、全く同期が
とれなくなつてしまうか、ビデオ信号が全く出な
くなるという事態が起こる。このようなことを避
けるためには走査光束が安定して光センサ８に入
射する必要がある。

このため改良された従来例では第３図に示す様
にスリツト７の後に光フアイバ１３を配置し、こ
の光フアイバによつて入射光束１２を電装基板上
に設置された光センサ８へ導くよう構成されてい
る。このような構成にすれば電装部品を一つの基
板上にレイアウトでき、コストダウンや信頼性お
よび自由度の高い設計が可能となる。

走査光学系を構成するフレームは金属等の剛性
の高い材質のものが使用されていたが量産性、コ
ストダウン等から近年プラスチツクによるフレー
ムも開発され始めている。プラスチツクは金属に
比べ熱膨張、剛性の面で不利であり、すべての環
境条件での精度維持が困難である。他方、第３図
に示す光フアイバの芯材は直径が通常約１mmであ
り、それ以上太いものは一般的ではない。従つて
例えばプラスチツクフレームを用いた場合、以下
に示す様な問題が生ずる。

すなわち第４図ａはスリツト７と光フアイバ１
３を正面から見た図であり、走査光ビームスポツ
ト１２が光フアイバ１３の中心を横切るよう１５
で示す位置にて矢印１５′の方向へ走査するとき
は、第４図ｂに示すような出力波形が得られる。
しかし、フレームの熱膨張や剛性不十分等により
走査ビームスポツトが例えば0.5mm上方へずれて
１４で示す位置にて矢印１４′方向へ走査すると
きは、第４図ｃに示すような出力波形となり、同
期信号を作り出すためのスライスレベルよりも出
力信号レベルが低くなると同期信号が得られなく
なる。実際上、有効な同期信号が得られる走査光
ビームスポツトの領域は光フアイバの中心に対し
±0.4mmの範囲であり、一方、温度20℃±20degの
とき光フアイバの中心に対して±0.2mmのズレが
生じる。従つて有効な同期信号を得るためには走
査ビームが温度20℃において光フアイバの中心に
対し±0.2mmの範囲に入るよう調整しなければな
らず、調整作業が大変困難であるばかりか、調整
機構が高精度なものであることが要求される。

この点の改良のため、これまで第５図、第６図
に示す様な提案がなされている。第５図はスリツ
ト７と光フアイバ１３との間に集光用レンズ１６
を配置し、光ビームの光フアイバへの入射位置の
ズレを補正するものである。この方法によればレ
ンズ１５の有効径および焦点距離を選択すること
により、±1.5mm程度の入射位置ズレまで補正でき
非常に有効であるが、部品が増える他、レンズの
焦点位置に精度良くフアイバを取付けなければな
らず部品費、工数の増加によりコスト高になるこ
とは否めず、また装置も大きくなり感光体に走査
する光束をさえぎる等の問題も生ずる場合があ
る。第６図は光フアイバ１３の先端を加熱された
金属板等に押し当ててラツパ状にすることによ
り、フアイバ１３の有効領域を大きくしたもので
ある。この方法は安価にまたコンパクトに出来る
が、周辺がつぶれてしまい有効領域をそれ程大き
く出来ず効果が少ない。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、走査光ビームを光フアイバで
受ける走査光ビーム検出装置において、走査光ビ
ームが光フアイバ端面を横切る位置の環境条件に
よるズレの影響を少くする簡単な手段を得ること
にある。

〔考案の概要〕

本考案は、走査される光ビームの特定点通過に
おける光ビームを光フアイバの端面に受けて該特
定点通過時を検知する走査光ビーム検知装置にお
いて、上記端面における光フアイバの軸線は入射
光ビームの走査面に対し斜設され、該光フアイバ
の端面は入射光ビームと略垂直な平面をなしてい
ることを特徴とするものであり、これにより、光
フアイバへの光ビームの許容入射有効範囲を拡大
するものである。

〔考案の実施例〕

本考案の一実施例を第１図に示す。本実施例に
よれば、第２図、第３図に示した如きシステムに
おいて、スリツト７通過光ビーム１２を受けて光
センサー８へ導く光フアイバ１３は前端部におけ
る該フアイバの軸線が該ビーム１２の走査面（該
ビームを含む平面）に対して角θをなすようにス
リツト７（不図示）の背後に斜めに設置され、且
つその端面は該ビームに略直角となるよう光フア
イバ軸線に対し角δを以て斜めに切断されてい
る。第１図ａはその側面図、第１図ｂはスリツト
側から見た正面図である。これにより光フアイバ
１３の有効入射領域を大きくし得る。

光フアイバ１３の径をｄとすると、ビーム走査
方向１２と垂直方向の該フアイバ端面の縦径Ｄは Ｄ＝ｄ／sinδ で表わせる。

ここで光フアイバの光伝送作用について述べる
と、光フアイバは通常コアと呼ばれる高屈折率の
芯材と、その外周のクラツトと呼ばれる低屈折率
の鞘材より構成されており、光はクラツドで内部
に全反射されて伝送される。従つて、全反射を起
こす限界角度、即ち臨界角が存在し、これ以上の
角度では、光はクラツドで反射せずに透過するた
め伝送性能は激減してしまう。また光伝送のフア
イバとして、上記の他に、屈折率の差を用いず、
芯材の外周に反射コートをし、鏡面反射によつて
光を内部に反射し伝送する方式のものもある。こ
の場合この反射コートの反射率による損失、フア
イバの透過率により伝送効率が決まる。例えば第
１図ａでは、光は反射角θで反射して進むため、
θが大きい程、反射回数が多く、また進行距離が
長くなり、損失が大きくなる。従つて、このよう
な要因を考慮して反射角θの値が決まる。光フア
イバの端面に対する光ビームの入射角は90度であ
るので、前記の切断角度δは、 δ＝90−θ［度］ として決定される。

θが45度であれば、切断角度δは45度となり、
このときフアイバ端面の縦径Ｄは、フアイバ径ｄ
の約1.4倍となる。即ちフアイバの軸線と走査光
ビームの方向に向けてその端面を直角に切断した
場合に比べ1.4倍の有効入射領域を得ることが出
来る。フアイバ径ｄが１mmであるとき、前述した
ように従来例における走査光ビームスポツト有効
領域は±0.4mmであるのに対し、本実施例におい
ては切断角度δを45度にすると約±0.6mmの有効
領域となる。従つて、温度等の環境変化による入
射位置ズレが±0.2mmであるとすると、調整代を
±0.4mmとすることが出来、調整が非常にやり易
くなる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、走査光ビームスポツトの光フ
アイバに対する位置ズレを許容し得る有効領域を
広くすることが出来、従つて性能に影響を受けず
に調整作業が楽になり調整機構も左程高精度であ
る必要がなく、安価且つコンパクトにすることが
できる。

なお、本考案は、レーザービームプリンタに限
らず、他の光ビーム走査利用装置においても、走
査光ビームが特定の点を通過する時点を検知する
手段に関して適用し得るものであることは言うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本考案の一実施例を示す側面図
および正面図、第２図はレーザビームプリンタの
光学系の概要図、第３図は第２図に使用される光
フアイバを用いた走査ビーム検出部の従来例の
図、第４図ａ，ｂ，ｃはスリツトと光フアイバを
組み合せた第３図の検出部の正面図および出力波
形の図、第５図は光フアイバの手前に集光レンズ
を配置した従来例の図、第６図は光フアイバの端
面のラツパ状にした従来例の図である。 １……半導体レーザ、２……コリメータレン
ズ、３……ポリゴンミラー、４……fθレンズ、５
……感光体ドラム、６……反射ミラー、７……ス
リツト、８……光センサ、１２……走査ビームお
よびスポツト、１３……光フアイバ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 走査される光ビームの特定点通過時を検知する
   ために該特定点通過時の光ビームが端面に入射す
   る光フアイバを備えた走査光ビーム検知装置にお
   いて、上記端面における光フアイバの軸線は入射
   光ビームの走査面に対し斜設され、光フアイバの
   上記端面は該光フアイバ軸線に対して斜めで且つ
   入射光ビームに対して略垂直な平面をなしている
   ことを特徴とする走査光ビーム検知装置。