JPH04123651U - 走査光学系の同期位置検出構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 同期位置検出用の受光素子が走査用の光ビー
ムを検出する位置精度を向上させて同期位置の検出タイ
ミングを常に一定にする。 ［構成］ 光源部１３からの光ビームを光偏向器により
偏向し、この偏向された光ビームをｆθレンズ１５を介
して走査対象上に導く光路と、該光路よりも光ビームの
走査開始側の光路であって、光偏向器にて偏向された光
ビームＢ１２を受光素子１７に導く別光路とを形成し
て、前記受光素子１７が光ビームＢ１２を検出すること
によって該光ビームＢ１２の主走査方向の同期位置を検
出するようにしたレーザー走査装置１１において、前記
光源部１３が固定されたレーザー走査装置１１のハウジ
ング１２に、前記光ビームＢ１２の光軸上に介在して前
記受光素子１７の受光面１７ａの一部を光ビームＢ１２
の走査開始側から覆う遮光壁１２ｄを形成する構成とし
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はレーザビームプリンタなどの光走査装置に用いられる走査光学系の同 期位置検出構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、レーザビームプリンタのような光走査装置に使用される走査光学系 、例えばレーザー走査装置としては、例えば図４に示す構造のものが知られてい る。 図４において全体符号１で示すレーザー走査装置は、ハウジング２と、該ハウ ジング２内に固定して配設した光ビーム発光用の光源部３と、該光源部３から出 力された光ビームＢ０を走査偏向する光偏向器４と、該光偏向器４で偏向されて 感光体ドラム等の走査対象Ｓ上に照射される光ビームＢ１の走査速度を一定に補 正し且つ前記走査対象Ｓ上に結像させるｆθレンズ５と、該ｆθレンズ５の加工 誤差による非点収差等の光学特性を補正するシリンドリカルレンズ６とを備えて いる。

【０００３】 前記光源部３は、例えば電気信号によりオン・オフされる半導体レーザ及びこ の半導体レーザから発生する光をビーム状の平行な光束に変えるコリメータレン ズ（いずれも図示せず）や基板３ａ等からなり、ハウジング２内に形成された取 付壁２ａに固定されている。また、前記光偏向器４は図４に示す如くポリゴンミ ラー４ａ及びこれを高速で回転するモータ４ｂから構成され、前記ｆθレンズ５ は図４に示す如く第１のｆθレンズ５ａと第２のｆθレンズ５ｂとから構成され ている。 一方、前記シリンドリカルレンズ６は図４に示す如く、前記光源部３と光偏向 器４との間に位置してハウジング２上に固定される。そして、シリンドリカルレ ンズ６を前記光ビームＢ０の光軸方向に位置調整することによりｆθレンズ５の 加工誤差による非点収差等を補正する。

【０００４】 また前記レーザー走査装置１はさらに、前記光偏向器４で偏向されて前記光源 部３の位置よりも走査開始側に照射される光ビームＢ２を受光する受光素子７と 、前記ハウジング２内の受光素子７と光偏向器４との間に配設されて前記光ビー ムＢ２を受光素子７上に結像させる同期検出用レンズ８と、走査対象Ｓ上に照射 される光ビームＢ１の主走査方向（光偏向器４の回転に伴う光ビームの偏向方向 ）における同期位置Ｐを確定させるための水平同期信号を出力する回路部（図示 せず）とを備えている。

【０００５】 図５は図４のレーザー走査装置１における前記受光素子７の取付部分を拡大し て示したもので、これによれば受光素子７は、ハウジング２に固定された基板３ ａ上に取り付けられ、前記ハウジング２の取付壁２ａと側壁２ｂとの間に位置し て前記光源部３に近接しており、該受光素子７の受光面７ａは前記光偏向器４か らの光ビームＢ２の方向に臨ませてある。

【０００６】 そして前記レーザー走査装置１では、光偏向器４のポリゴンミラー４ａがモー タ４ｂの駆動により高速で回転し始めると、前記光偏向器４で偏向された光ビー ムＢ２が同期検出用レンズ８を介して前記受光素子７に入射され、前記光ビーム Ｂ２を図５に示す受光素子７のセンサチップ７ｂが受光するのに伴って、回路部 が動作して水平同期信号を出力する。 この水平同期信号が光源部３の制御部等に入力されると、この入力時点を基準 にした所定時間後に光源部３が電気信号により駆動され、光ビームＢ１による感 光体ドラム等の走査対象Ｓに対する光情報の書き込みが開始される。

【０００７】 尚、前記受光素子７が前記光偏向器４で偏向された光ビームＢ２を検出するタ イミングは図５に示すように、前記光ビームＢ２が受光素子７内のセンサチップ ７ｂの図中左側端に差し掛かった時点であり、図４に示すように前記センサチッ プ７ｂの左側端を通る同期検出用レンズ８の光軸Ｍとｆθレンズ５の光軸Ｎとの なす角をθ１、主走査方向におけるｆθレンズ５の焦点距離をｆ２とすると、前 記光ビームＢ１の主走査方向における同期位置Ｐの、前記ｆθレンズ５の光軸Ｎ からの像高である距離Ｌ２は、Ｌ２＝ｆ２×θ１で求まる。

【０００８】 ところで、上述のような従来のレーザー走査装置１では先に述べた通り、前記 光源部３に近接してハウジング２に固定した基板３ａ上に前記受光素子７が実装 されており、センサチップ７の取付精度を示す前記光ビームＢ０からの距離Ｌ１ は基板３ａのハウジング２に対する取付状態と受光素子７の基板３ａに対する取 付状態とによって変化し、これらの取付状態に誤差が生じると前記受光素子７が 光ビームＢ２を検出するタイミングが変化して前記同期位置Ｐも変化する。 この場合図４に示すように、前記同期検出用レンズ８の焦点距離をｆ１とし、 受光素子７の光源部３に対する相対取付位置の誤差ΔＬ１によって生じる同期位 置Ｐの誤差をΔＬ２とすると、ΔＬ２≒ΔＬ１（ｆ２／ｆ１）の関係が成立する 。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、一般に前記同期検出用レンズ８の焦点距離ｆ１は、レーザー走査装 置１を実装するレーザビームプリンタ側のスペース上の要求から、前記ｆθレン ズ５の焦点距離ｆ２に対してかなり短く設計されており、このため、前記従来の 構成によるレーザー走査装置１では、受光素子７の基板３ａへの取付位置や基板 ３ａのハウジング２に対する取付位置に僅かでも誤差が生じて受光素子７と光源 部３との相対位置が変化すると、前記受光素子７が光ビームＢ２を検出するタイ ミングが変化して、前記距離Ｌ２、即ち同期位置Ｐが大きく変化してしまうとい う問題があつた。

【００１０】 本考案は上述のような点に鑑みてなされたもので、同期位置検出用の受光素子 の光源部に対する相対取付位置関係に誤差が生じている場合にも、該受光素子が 光ビームを検出する位置を前記光源部から常に一定の距離として同期位置の検出 タイミングを常に一定にすることができる走査光学系の同期位置検出構造を提供 することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案は、光源部からの光ビームを光偏向器により偏 向し、この偏向された光ビームを走査用レンズを介して走査対象上に導く光路と 、該光路よりも光ビームの走査開始側の光路であって前記光偏向器にて偏向され た光ビームを同期位置検出用の受光素子に導く別光路とを形成して、前記受光素 子が別光路の光ビームを検出することによって該光ビームの主走査方向の同期位 置を検出するようにした走査光学系において、前記光源部が固定された走査光学 系のハウジングに、前記別光路上に介在して前記受光素子の受光面の一部を光ビ ームの走査開始側から覆う遮光壁を形成する構成とした。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図２は本考案の一実施例による走査光学系の同期位置検出構造を適用したレー ザー走査装置の概略構成を示す説明図である。 図２において全体符号１１で示す走査光学系としてのレーザー走査装置は、ハ ウジング１２と、該ハウジング１２内に固定して配設した光ビーム発光用の光源 部１３と、該光源部１３から出力された光ビームＢ１０を走査偏向する光偏向器 １４と、該光偏向器１４で偏向されて感光体ドラム等の走査対象Ｔ上に照射され る光ビームＢ１１の走査速度を一定に補正し且つ前記走査対象Ｔ上に結像させる 走査用レンズとしてのｆθレンズ１５と、該ｆθレンズ１５の加工誤差による非 点収差等の光学特性を補正するシリンドリカルレンズ１６とを備えている。

【００１３】 前記光源部１３は図１に示すように、電気信号によりオン・オフされる半導体 レーザとこの半導体レーザから発生する光をビーム状の平行な光束に変えるコリ メータレンズとを備えるレーザーコリメータ部１３ａや基板１３ｂ等からなり、 図１に示すようにハウジング１２内に形成された取付壁１２ａに固定されている 。また、前記光偏向器１４は図２に示すようにポリゴンミラー１４ａ及びこれを 高速で回転するモータ１４ｂから構成され、前記ｆθレンズ１５は図２に示すよ うに第１のｆθレンズ１５ａと第２のｆθレンズ１５ｂとから構成されている。 一方、前記シリンドリカルレンズ１６は図２に示すように、前記光源部１３と 光偏向器１４との間に位置してハウジング１２上に固定される。そして、シリン ドリカルレンズ１６を図１の矢印Ｃ方向に位置調整することによりｆθレンズ１ ５の加工誤差による非点収差等を補正する。

【００１４】 また前記レーザー走査装置１１はさらに、前記光偏向器１４で偏向されて前記 光源部１３の位置よりも走査開始側に照射される光ビームＢ１２を受光する受光 素子１７と、前記ハウジング１２内の受光素子１７と光偏向器１４との間に配設 されて前記光ビームＢ１２を受光素子１７上に結像させる同期検出用レンズ１８ と、走査対象Ｔ上に照射される光ビームＢ１１の主走査方向（光偏向器１４の回 転に伴う光ビームの偏向方向）における同期位置Ｒを確定させるための水平同期 信号を出力する回路部（図示せず）とを備えている。

【００１５】 前記受光素子１７は図１に示すように、ハウジング１２に固定された基板１３ ｂ上に取り付けられ、前記ハウジング１２の取付壁１２ａと側壁１２ｂとの間に 位置して前記光源部１３に近接しており、該受光素子１７の受光面１７ａは前記 光偏向器１４からの光ビームＢ１２の方向に臨ませてある。 この受光素子１７の受光面１７ａ側には、前記ハウジング１２の側壁１２ｂか ら突出する遮光壁１２ｄが臨んでおり、前記受光面１７ａの一部を覆って該受光 面１７ａに照射される前記光偏向器１４からの光ビームＢ１２をその走査開始側 から一部遮るようにしてある。

【００１６】 そして前記レーザー走査装置１１では、光偏向器１４のポリゴンミラー１４ａ がモータ１４ｂの駆動により高速で回転し始めると、前記光偏向器１４で偏向さ れた光ビームＢ１２が同期検出用レンズ１８を介して前記受光素子１７に入射さ れ、前記光ビームＢ１２を図３に示す受光素子１７のセンサチップ１７ｂが受光 するのに伴って、回路部が動作して水平同期信号を出力する。 この水平同期信号が光源部１３の制御部等に入力されると、この入力時点を基 準にした所定時間後に光源部１３が電気信号により駆動され、前記光ビームＢ１ １による感光体ドラム等の走査対象Ｔへの光情報の書き込みが開始される。

【００１７】 ところで、前記受光素子１７の受光面１７ａに照射される光ビームＢ１２は遮 光壁１２ｄにより走査開始側から一部遮られるので、受光素子１７のセンサチッ プ１７ｂが光ビームＢ１２を受光してこれを検出するタイミングは、遮光壁１２ ｄの先端を通過した光ビームＢ１２が受光素子１７のセンサチップ１７ｂ上にお ける図３中点Ｇで示す位置に照射される時点となり、この点Ｇの位置は前記ハウ ジング１２側に設けられた遮光壁１２ｄの側壁１２ｂからの突出量によって定ま る。 この場合、前記光源部１３はハウジング１２に固定されており該光源部１３の 光軸Ｆとハウジング１２との位置関係が固定であるため、前記遮光壁１２ｄの側 壁１２ｂからの突出量を固定すると、前記センサチップ１７ｂの点Ｇで示す位置 と光源部１３から発光される光ビームＢ１０の光軸Ｆ（図２）との間の距離Ｌ３ は、常に一定の距離に保たれて、前記基板１３ｂのハウジング１２に対する取付 状態や受光素子１７の基板１３ｂに対する取付状態によって左右されることがな くなる。

【００１８】 そして、図２に示すように前記センサチップ１７ｂの点Ｇを通る同期検出用レ ンズ１８の光軸Ｖとｆθレンズ１５の光軸Ｗとのなす角をθ２、主走査方向にお けるｆθレンズ１５の焦点距離をｆ４とすると、前記光ビームＢ１１の主走査方 向における同期位置Ｒの、前記ｆθレンズ１５の光軸Ｗからの像高である距離Ｌ ４は、Ｌ４＝ｆ４×θ２で求まる。 一方、上述のような本実施例のレーザー走査装置１１においては、図２に示す ように、前記同期検出用レンズ１８の焦点距離をｆ３とし、受光素子１７の光源 部１３に対する相対取付位置の誤差ΔＬ３によって生じる同期位置Ｒの誤差をΔ Ｌ４とすると、従来と同様にΔＬ４≒ΔＬ３（ｆ４／ｆ３）の関係が成立する。 そして、一般に前記同期検出用レンズ１８の焦点距離ｆ３は、レーザー走査装 置１１を実装するレーザビームプリンタ側のスペース上の要求から、前記ｆθレ ンズ１５の焦点距離ｆ４に対してかなり短く設計されているので、上式の（ｆ４ ／ｆ３）は「１」より大きくなり、よって、前記距離Ｌ３が僅かでも変化すると 前記受光素子１７が光ビームＢ１２を検出するタイミングが変化して、前記距離 Ｌ４、即ち同期位置Ｒが大きく変化してしまう。

【００１９】 しかし、先に述べたようにセンサチップ１７ｂの取付精度を示す前記距離Ｌ３ は、前記基板１３ｂのハウジング１２に対する取付状態や受光素子１７の基板１ ３ｂに対する取付状態によって左右されることがなく、常に一定の距離に保たれ るので、前記ハウジング１２の成形時において前記距離Ｌ３が所定の距離となる ように遮光壁１２ｄの側壁１２ｂからの突出量を設定し、その設定値に基づいて ハウジング１２乃至遮光壁１２ｄを成形しておくことにより、前記受光素子１７ のセンサチップ１７ｂが光ビームＢ１２を検出するタイミングを所望のタイミン グで一定とすることができ、よって光ビームＢ１１の主走査方向の同期位置Ｒを 所望の一定位置に保つことができる。

【００２０】 尚、本実施例では遮光壁をハウジングの側壁から突出させる構成について説明 したが、例えばハウジングの部品載置面から立設させる構成としてもよい。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、光源部が固定された走査光学系のハウジ ングに、前記別光路上に介在して前記受光素子の受光面の一部を光ビームの走査 開始側から覆う遮光壁を形成したので、同期位置検出用の受光素子の光源部に対 する相対取付位置関係に誤差が生じている場合にも、該受光素子が光ビームを検 出する位置を前記光源部から常に一定の距離として同期位置の検出タイミングを 常に一定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による走査光学系の同期位置
検出構造を適用したレーザー走査装置の要部を拡大した
説明図である。

【図２】図１のレーザー走査装置の概略構成を示す説明
図である。

【図３】図１のレーザー走査装置における受光素子の光
ビーム検出タイミングについて説明する説明図である。

【図４】従来の走査光学系の同期位置検出構造を適用し
たレーザー走査装置の概略構成を示す説明図である。

【図５】図４のレーザー走査装置の要部を拡大した説明
図である。

【符号の説明】

１１ レーザー走査装置（走査光学系） １２ ハウジング １２ｄ 遮光壁 １３ 光源部 １４ 光偏向器 １５，１５ａ，１５ｂ ｆθレンズ（走査用レンズ） １７ 受光素子 １７ａ 受光面 Ｂ１０ 光ビーム Ｂ１１ 光ビーム（光路） Ｂ１２ 光ビーム（別光路） Ｒ 同期位置 Ｔ 走査対象

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源部からの光ビームを光偏向器により
   偏向し、この偏向された光ビームを走査用レンズを介し
   て走査対象上に導く光路と、該光路よりも光ビームの走
   査開始側の光路であって前記光偏向器にて偏向された光
   ビームを同期位置検出用の受光素子に導く別光路とを形
   成して、前記受光素子が別光路の光ビームを検出するこ
   とによって該光ビームの主走査方向の同期位置を検出す
   るようにした走査光学系において、前記光源部が固定さ
   れた走査光学系のハウジングに、前記別光路上に介在し
   て前記受光素子の受光面の一部を光ビームの走査開始側
   から覆う遮光壁を形成した、ことを特徴とする走査光学
   系の同期位置検出構造。