JPH06148541A

JPH06148541A - 光ビーム走査光学系

Info

Publication number: JPH06148541A
Application number: JP30217192A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ono; 理小野; Akiyoshi Hamada; 明佳濱田; Hiroshi Nakamura; 弘中村
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】光源とこの光源から放射された光ビームの受
光素子とを簡単な構成で取り付けることができ、かつ、
受光素子で光ビームを安定した状態で受光可能とするこ
と。【構成】光源ユニット２０と印字開始位置検出用セン
サ３０とは回路基板２５上に取り付けられる。光源ユニ
ット２０から放射されたレーザビームはポリゴンミラー
４５で偏向走査され、その一部はミラー５１からミラー
３５で反射され、センサ３０へ入射する。センサ３０へ
の入射ビームは光源ユニット２０からの出射ビームと平
行である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ビーム走査光学系、
詳しくは、光源から一方向に放射された光ビームを偏向
手段にて一平面内で偏向走査し、画像を読み取ったり、
書き込むための光ビーム走査光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の光ビーム走査光学系
は、主にレーザプリンタの感光体への画像書き込みヘッ
ドとして使用されている。従来のプリントヘッドにおい
て、レーザビームを放射する光源ユニットと、偏向走査
されたレーザビームの各走査ラインでの印字開始位置検
出用センサ（以下、ＳＯＳセンサと記す）とは、それぞ
れ別の回路基板に取り付けられ、電気的にはリード線又
はハーネスで接続されていた。

【０００３】しかし、光源ユニットとＳＯＳセンサとを
別の回路基板に設けると、回路基板をハウジングに組み
込む際の位置決め機構がそれぞれの基板に対して必要と
なり、構成が複雑で組み込み作業も煩雑であった。ま
た、光源ユニットの駆動回路とＳＯＳセンサとをリード
線やハーネスで接続すると、外部ノイズの進入を防止す
る対策が必要となっていた。

【０００４】そこで、光源ユニットとＳＯＳセンサとを
一つの回路基板上に設けることが考えられる。この場
合、図９（Ｂ），（Ｃ）に示すように、回路基板１へ取
り付けたＳＯＳセンサ２への入射ビームがＳＯＳセンサ
２の受光面に対して斜めに入射することとなる。ＳＯＳ
センサ２の直前に位置する集光レンズ３は、センサ２の
受光面と平行に設置するか［図９（Ｂ）参照］、レーザ
ビームの光軸に対して直交方向に設置するか［図９
（Ｃ）参照］、いずれかである。しかし、いずれの場合
にも、センサ２の光軸とレーザビームの光軸が一致せ
ず、入射ビームは不安定であり、即ち、受光面での光
量、スポット径が変動しやすく、その結果センサ２から
の出力信号も不安定である問題点を有している。

【０００５】一方、この種のプリントヘッドにあって
は、偏向手段（通常、ポリゴンミラーが使用される）に
よって一平面内で偏向走査されたレーザビームの一部を
ミラーで分岐してＳＯＳセンサへ導いているが、ミラー
で分岐されたレーザビームと感光体上へ照射されるレー
ザビームとの干渉を防止する必要もある。

【０００６】

【発明の目的、構成、作用、効果】そこで、本発明の目
的は、光源と該光源から放射された光ビームの受光素子
とを簡単な構成で取り付けることができると共に、受光
素子で光ビームを安定した状態で受光できる光ビーム走
査光学系を提供することにある。さらに、本発明の他の
目的は、偏向手段で偏向走査された光ビームと、該光ビ
ームから分岐され前記受光素子へ導かれる光ビームとが
干渉を生じることのない光ビーム走査光学系を提供する
ことにある。

【０００７】以上の目的を達成するため、本発明に係る
光ビーム走査光学系は、光ビームを一方向に放射する光
源と、前記光源から放射された光ビームを一平面内で偏
向走査する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向走査
された光ビームを受光する受光素子と、前記偏向手段に
よって偏向走査された光ビームを前記受光素子へ導くミ
ラーを備え、前記光源と前記受光素子とが一つの回路基
板上に配置され、前記ミラーで反射された受光素子への
入射光が前記光源からの出射光と平行であることを特徴
とする。

【０００８】以上の構成において、光源と受光素子とが
一つの回路基板上に配置されているため、構成が簡略化
され、組立て作業も容易である。しかも、光源の駆動回
路と受光素子とを回路基板上で電気的に接続することが
でき、特に対策を施すことなく外部ノイズの進入が防止
されることとなる。また、受光素子への入射光が光源か
らの出射光と平行であるため、受光素子の光軸と入射す
る光ビームの光軸とが一致し、乱反射等の悪影響がなく
なって入射ビームが安定し、その結果、受光素子からの
出力信号が安定化する。

【０００９】さらに、本発明に係る光ビーム走査光学系
においては、偏向手段によって偏向走査された光ビーム
を受光素子へ導くミラーを複数個設置した。この場合、
ミラーをその反射面の法線方向が反射面に入射する光ビ
ームの走査面に対して所定の角度を有していることが好
ましい。このような構成によって、ミラーによって受光
素子へ導かれる光ビームと被走査面へ向かう光ビームと
が互いに干渉することがなくなる。例えば、ミラーで反
射された光ビームが被走査面へ向かう光路に設置された
レンズに入射して被走査面上でゴースト像として現れる
ことが防止される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る光ビーム走査光学系の実
施例につき、添付図面を参照して説明する。以下に示す
実施例は本発明をレーザプリンタの感光体に対する画像
書き込み用のプリントヘッドとして適用したものを示
す。図１、図２、図３において、プリントヘッドは、概
略、樹脂材から一体的に成形したハウジング１０と、光
源ユニット２０と、印字開始位置検出用センサ３０（以
下、ＳＯＳセンサと記す）と、ポリゴンミラー４５と、
トーリックレンズ５０と、トロイダルミラー５３とで構
成されている。

【００１１】光源ユニット２０から放射されたレーザビ
ームは、平面ミラー４０で反射され、シリンドリカルレ
ンズ４１を透過してポリゴンミラー４５へ入射する。ポ
リゴンミラー４５は外周部に四つの反射面を有し、モー
タ４６によって矢印ａ方向に一定の速度で回転駆動され
る。従って、レーザビームは回転するポリゴンミラー４
５の各反射面によって等角速度で一平面内で偏向走査さ
れる。走査されたレーザビームは、トーリックレンズ５
０を透過し、平面ミラー５１，５２で反射され、さらに
トロイダルミラー５３で反射され、ガラス板５４を透過
して感光体ドラム１１０上で結像する。感光体ドラム１
１０は矢印ｃ方向に回転駆動され、矢印ｂ方向へのレー
ザビームの主走査と、矢印ｃ方向への感光体ドラム１１
０の回転（副走査）によって感光体ドラム１１０上に画
像が静電潜像として形成される。

【００１２】一方、ポリゴンミラー４５で偏向走査され
たレーザビームのうち主走査方向先端部のレーザビーム
は、平面ミラー５１で反射された後、平面ミラー３５で
反射され、ＳＯＳセンサ３０へ入射する。そして、ＳＯ
Ｓセンサ３０でのレーザビームの検出信号に基づいて感
光体ドラム１１０上への１走査ラインごとの印字開始位
置が決められる。

【００１３】ここで、光源ユニット２０とＳＯＳセンサ
３０の取付け構造について説明する。光源ユニット２０
は、ケーシング２１にレーザ光源としてのレーザダイオ
ード、光量モニタ用のフォトダイオード及びレーザビー
ムを集光するコリメータレンズ（いずれも図示せず）を
内蔵したもので、回路基板２５上にビス２９，２９によ
って固定されている。また、ＳＯＳセンサ３０は回路基
板２５上に固定されている。基板２５にはレーザダイオ
ードの駆動回路（図示せず）が搭載され、ＳＯＳセンサ
３０の出力部はこの基板２５上で駆動回路と電気的に接
続されている。

【００１４】回路基板２５は、図４、図５に示すよう
に、ケーシング２１の筒状部２１ａをハウジング１０の
外壁面に形成した台座１１の孔１１ａに嵌合し、基板２
５の孔２６，２６から図示しないビスを台座１１のねじ
孔１１ｂ，１１ｂに螺着することにより、ハウジング１
０に固定される。このとき、ＳＯＳセンサ３０はハウジ
ング１０の外壁面に形成した遮光用筒部１２の中心部に
位置する。ＳＯＳセンサ３０を筒部１２の中心に位置決
めするため、基板２５には長孔２７が形成されており、
この長孔２７に偏心ピン２８を挿入し、小突起２８ａを
筒部１２に隣接して突設した軸部１３の小孔１３ａに突
入させた状態で偏心ピン２８を左右に回動させる。これ
にて、図６に示すように、基板２５が台座１１の孔１１
ａを中心として矢印ｄ，ｄ’方向に若干回動し、ＳＯＳ
センサ３０の位置調整が行われる。また、基板２５の孔
２６，２６は基板２５の回動を可能とするため、固定用
のビス（図示せず）の直径に対して若干大きく形成され
ている。

【００１５】ところで、図１、図３で明らかなように、
本実施例においては、ＳＯＳセンサ３０への入射ビーム
は、二つのミラー５１，３５によって光路を折り曲げら
れ、光源ユニット２０からの出射ビームと平行な状態で
ＳＯＳセンサ３０へ入射する。即ち、入射ビームはその
光軸がＳＯＳセンサ３０の受光面に対して垂直に入射す
ることとなり、入射ビームの光軸とＳＯＳセンサ３０の
光軸とが一致し、入射ビームの光量、スポット径が安定
すると共に乱反射の悪影響がなくなる。従って、ＳＯＳ
センサ３０からの出力信号も安定化することとなる。ま
た、光源ユニット２０とＳＯＳセンサ３０とが一つの基
板２５上に取り付けられているため、構成が簡単であ
り、取付け作業及び位置調整作業も容易である。また、
ＳＯＳセンサ３０からの出力信号が基板２５上のプリン
ト配線によって光源ユニット２０の駆動回路に出力され
るため、リード線で接続する構造に比べて出力信号への
外部ノイズの侵入が極めて少なくなり、ノイズ対策を考
慮する必要がなくなる。

【００１６】一方、本実施例において、ＳＯＳ信号検出
のため、ミラー５１によって感光体ドラム１１０で結像
するための光路（以下、主光路と記す）からレーザビー
ムを分岐させている。そして、このミラー５１の反射面
の法線Ｌ１（図２参照）は、該ミラー５１に入射するレ
ーザビームの走査面とは平行でない、換言すれば、法線
Ｌ１は入射ビームの走査面に対して所定の角度を有して
いる。このミラー５１での反射ビームがさらにミラー３
５で反射されてＳＯＳセンサ３０へ入射することとな
る。

【００１７】なお、ミラー５１とは別にＳＯＳ専用ミラ
ー５１’を、図２に示すように、トーリックレンズ５０
の前段に設けてもよい。但し、この場合にも、ミラー５
１’はその反射面の法線Ｌ１が入射ビームの走査面に対
して所定の角度を有していることが好ましい。仮に、一
つのＳＯＳ用ミラーでポリゴンミラー４５によって偏向
走査されたレーザビームの一部を主光路から分岐させて
ＳＯＳセンサ３０へ導くとすると、ＳＯＳセンサ３０へ
の入射ビームを光源ユニット２０からの出射ビームと平
行にする条件の下では、ＳＯＳ用ミラーの反射面をその
法線方向がポリゴンミラー４５での偏向走査面と平行に
設置せざるを得ない。これでは、ＳＯＳ用ミラーで反射
されたレーザビームが主光路へ混入しやすくなり、感光
体ドラム１１０上でゴースト像が発生するおそれがあ
る。しかし、ミラー５１又は５１’に角度を付け、いま
ひとつのミラー３５でレーザビームをＳＯＳセンサ３０
へ導けば、ミラー５１又は５１’での反射光がポリゴン
ミラー４５での偏向走査面から外れることとなり、しか
もトーリックレンズ５０へ入射して主光路へ混入するこ
とがなくなり、結果的にゴースト像の発生が防止され
る。

【００１８】次に、ミラー３５の取付け構造及び調整方
法について説明する。図７、図８に示すように、ミラー
３５は反射面３５ａ及びホルダ部３５ｂを樹脂材で一体
的に成形したもので、ホルダ部３５ｂの両側には回転調
整軸部３５ｃを有している。ハウジング１０上のミラー
取付け面１０ｂは、図２に示されているように、ポリゴ
ンミラー４５やトーリックレンズ５０の取付け面１０ａ
と平行に構成されている。取付け面１０ｂには上面に切
欠き１５ａを有する一対の突片１５が突設され、軸部３
５ｃを切欠き１５ａに乗せると共に、ばね板３６の突片
３６ａで軸部３５ｃを押圧することにより、ミラー３５
が軸部３５ｃを中心として回動可能に取り付けられる。
また、ホルダ部３５ｂの前部はばね板３６の突片３６ｂ
によって上方に付勢され、ホルダ部３５ｂの後部に螺着
したビス３７の下端が取付け面１０ｂに設けた突起１０
ｃに圧接する。従って、ビス３７を回転させることによ
って反射面３５ａの角度が調整可能である。

【００１９】ところで、ミラー３５はその反射面３５ａ
の法線Ｌ２が、図７に示されているように、直線Ｌ５，
Ｌ６，Ｌ７で形成される走査平面に対して傾きを有して
いる。そして、レーザビームは四角形の反射面３５ａを
その対角線にほぼ沿った状態で走査する。また、前述の
如く、回転調整軸部３５ｃは、走査平面に垂直ではな
く、取付け面１０ｂに対して平行であり、ポリゴンミラ
ー４５等の取付け面１０ａに対しても平行である。ここ
で、レーザビームをＳＯＳセンサ３０の受光面中心部に
当てるためには、ビス３７を回転させて反射面３５ａの
傾きを調整軸部３５ｃを中心として変化させ、調整す
る。例えば、調整前にあっては、図８（Ｃ）に示すよう
に、ミラー３５で反射されたレーザビームが直線Ｌ８で
示すようにＳＯＳセンサ３０の直前に設けた集光レンズ
３１の中心部を外れて通過し、このとき、ＳＯＳ信号検
出点の設計上のポイントがＰ１であれば、反射面３５ａ
の傾きを若干下方に変化させる。この調整によって、レ
ーザビームは図８（Ｄ）に直線Ｌ８で示すように集光レ
ンズ３１の中心部を通過し、ＳＯＳ信号検出ポイントＰ
１が正しく集光レンズ３１の中心部に位置することとな
る。仮に、回転調整軸を走査平面と垂直に設置し、ミラ
ー３５の傾きを調整したとしても、ＳＯＳ信号検出ポイ
ントはＰ１’へと平行移動するだけであり、集光レンズ
３１の中心部にはセットされない。

【００２０】即ち、本実施例にあっては、回転調整軸部
３５ｃが走査平面と垂直ではないため、ミラー３５の傾
き調整によって走査点が走査ライン上で移動することと
なり、調整範囲が大きくなり、より正確な調整が可能と
なる。また、図９（Ａ）に示すように、集光レンズ３１
を球面レンズとし、ＳＯＳセンサ３０の受光面中心部を
球面レンズの焦点に配置することにより、レーザビーム
の入射位置が球面レンズ上でその中心から多少ずれてい
たとしても、ＳＯＳセンサ３０の受光面へは適切に集光
されることとなる。

【００２１】なお、本発明に係る光ビーム走査光学系は
前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内
で種々に変形することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る光ビーム走査光学系の一実施例であ
るプリントヘッドを示す。

【図１】プリントヘッドの概略構成を示す斜視図。

【図２】各光学素子の配置とレーザビーム光路を示す立
面図。

【図３】各光学素子の配置とレーザビーム光路を示す平
面図。

【図４】光源ユニットとＳＯＳセンサを取り付けた回路
基板を示す斜視図。

【図５】回路基板の取付け構造を示す斜視図。

【図６】ＳＯＳセンサの位置調整の説明図。

【図７】ＳＯＳ用ミラーとその取付け構造を示す斜視
図。

【図８】ＳＯＳ用ミラーの角度調整を示し、（Ａ），
（Ｂ）は角度調整の前後を示す立面図、（Ｃ），（Ｄ）
はＳＯＳセンサへの入射ビームの調整の前後の状態を示
す説明図。

【図９】ＳＯＳセンサへのレーザビームの入射状態を示
し、（Ａ）は本発明における入射状態の説明図、
（Ｂ），（Ｃ）は従来例における入射状態の説明図。

【符号の説明】

１０…ハウジング２０…光源ユニット２５…回路基板３０…印字開始位置検出用センサ（受光素子）３５…ミラー４５…ポリゴンミラー５１…ミラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村弘大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを一方向に放射する光源と、前記光源から放射された光ビームを一平面内で偏向走査
する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向走査された光ビームを受光す
る受光素子と、前記偏向手段によって偏向走査された光ビームを前記受
光素子へ導くミラーとを備え、前記光源と前記受光素子とが一つの回路基板上に配置さ
れ、前記ミラーで反射された受光素子への入射光が前記光源
からの出射光と平行であること、を特徴とする光ビーム走査光学系。
【請求項２】前記ミラーは複数個設置されていること
を特徴とする請求項１記載の光ビーム走査光学系。
【請求項３】前記ミラーはその反射面の法線方向が反
射面に入射する光ビームの走査面に対して所定の角度を
有していることを特徴とする請求項１記載の光ビーム走
査光学系。
【請求項４】光ビームを一方向に放射する光源と、前記光源から放射された光ビームを一平面内で偏向走査
する偏向手段と、前記偏向手段によって偏向走査された光ビームを受光す
る受光素子と、前記偏向手段によって偏向走査された光ビームを前記受
光素子へ導くミラーとを備え、前記ミラーはその反射面の法線方向が反射面に入射する
光ビームの走査面に対して所定の角度を有していること
を、を特徴とする光ビーム走査光学系。