JPH11305155A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
- Publication number
- JPH11305155A JPH11305155A JP11474098A JP11474098A JPH11305155A JP H11305155 A JPH11305155 A JP H11305155A JP 11474098 A JP11474098 A JP 11474098A JP 11474098 A JP11474098 A JP 11474098A JP H11305155 A JPH11305155 A JP H11305155A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- optical
- laser
- axis
- laser light
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- Laser Beam Printer (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の目的は、光ファイバとの光結合効率
を減少させることなくレーザ光出力の安定した光走査装
置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザと、集光レンズと、端面が
斜めに研磨された光ファイバとを有する光走査装置にお
いて、半導体レーザのレーザ光が、光ファイバの軸に斜
めに入射するような結合部を有する光走査装置とする。
を減少させることなくレーザ光出力の安定した光走査装
置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザと、集光レンズと、端面が
斜めに研磨された光ファイバとを有する光走査装置にお
いて、半導体レーザのレーザ光が、光ファイバの軸に斜
めに入射するような結合部を有する光走査装置とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタや複写機
などの電子写真装置で、レーザ光をレンズで光ファイバ
に入射させる結合部を有する光走査装置に関するもので
ある。
などの電子写真装置で、レーザ光をレンズで光ファイバ
に入射させる結合部を有する光走査装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図３と図４は従来の半導体レーザとレン
ズと光ファイバの結合部の構造を示した図である。
ズと光ファイバの結合部の構造を示した図である。
【０００３】図３は半導体レーザ１とレンズ２とレンズ
３が配置されており、光ファイバ４の端面は斜めに研磨
されておらず、端面は光ファイバ４の軸と垂直になるよ
うに研磨され、レーザ光の光軸は光ファイバ４の軸と一
致するように配置されている。そのため光ファイバ４の
端面でレーザ光は反射してレンズ２、レンズ３を戻り、
半導体レーザ１のレーザ発振部に戻って、レーザ光の出
力不安定を生じさせる。これにより光ファイバ４のレー
ザ光出力強度が変動し、これをレーザプリンタの光走査
装置に搭載すると感光ドラム１８上に結像され走査され
るレーザ光の潜像パターンは所定のものが得られないの
で、良好な印刷結果が得られない。
３が配置されており、光ファイバ４の端面は斜めに研磨
されておらず、端面は光ファイバ４の軸と垂直になるよ
うに研磨され、レーザ光の光軸は光ファイバ４の軸と一
致するように配置されている。そのため光ファイバ４の
端面でレーザ光は反射してレンズ２、レンズ３を戻り、
半導体レーザ１のレーザ発振部に戻って、レーザ光の出
力不安定を生じさせる。これにより光ファイバ４のレー
ザ光出力強度が変動し、これをレーザプリンタの光走査
装置に搭載すると感光ドラム１８上に結像され走査され
るレーザ光の潜像パターンは所定のものが得られないの
で、良好な印刷結果が得られない。
【０００４】図４は特公平７−１１９８５７に示された
前述の問題を解決するために半導体レーザ１へのレーザ
光の戻り光を抑えるために改良されたレーザ結合部であ
る。この場合、光ファイバ４の端面を斜めに研磨した面
にレーザ光を斜入射することにより光ファイバ４端面で
の反射光は入射してきた方向とは異なる方向に偏向され
半導体レーザ１のレーザ発振部に戻りにくくなるのでレ
ーザ光の出力安定性が保たれ、感光ドラム１８上に結像
される潜像パターンは所定のものが得られ、良好な印刷
結果が得られる。しかし、この場合、光ファイバ４が斜
めに研磨されているので光ファイバ４の軸に平行にレー
ザ光を入射すると光ファイバ４の軸と光ファイバ４内へ
屈折して入射するレーザ光の光軸がずれる。よって、レ
ーザ光結合効率が減少するのを防ぐために、光ファイバ
４内へ屈折して入射するレーザ光の光軸と光ファイバ４
の軸を一致させ、高いレーザ光結合効率を得るために、
2枚のレンズの軸をずらすことにより、光ファイバ４へ
入射するレーザが光ファイバ４の軸に対して斜めに入射
するようにしている。また、特公平６−１２３６７で
は、図７のように、光ファイバ４の軸に対し半導体レー
ザ１を傾ける方法で光ファイバ４の軸と光ファイバ４に
屈折して入射するレーザ光の光軸が一致するようにして
いる。
前述の問題を解決するために半導体レーザ１へのレーザ
光の戻り光を抑えるために改良されたレーザ結合部であ
る。この場合、光ファイバ４の端面を斜めに研磨した面
にレーザ光を斜入射することにより光ファイバ４端面で
の反射光は入射してきた方向とは異なる方向に偏向され
半導体レーザ１のレーザ発振部に戻りにくくなるのでレ
ーザ光の出力安定性が保たれ、感光ドラム１８上に結像
される潜像パターンは所定のものが得られ、良好な印刷
結果が得られる。しかし、この場合、光ファイバ４が斜
めに研磨されているので光ファイバ４の軸に平行にレー
ザ光を入射すると光ファイバ４の軸と光ファイバ４内へ
屈折して入射するレーザ光の光軸がずれる。よって、レ
ーザ光結合効率が減少するのを防ぐために、光ファイバ
４内へ屈折して入射するレーザ光の光軸と光ファイバ４
の軸を一致させ、高いレーザ光結合効率を得るために、
2枚のレンズの軸をずらすことにより、光ファイバ４へ
入射するレーザが光ファイバ４の軸に対して斜めに入射
するようにしている。また、特公平６−１２３６７で
は、図７のように、光ファイバ４の軸に対し半導体レー
ザ１を傾ける方法で光ファイバ４の軸と光ファイバ４に
屈折して入射するレーザ光の光軸が一致するようにして
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法では何れもレンズ光軸に斜めにレーザ光が通過するこ
とになるため、レンズの光学収差の影響で光ファイバ４
入射端面に絞り込まれるレーザ光スポットは歪んだもの
となり、光ファイバ４とのレーザ光結合効率は低いもの
となっていた。また、レーザ光の光軸を入射する光ファ
イバ４の軸に対して斜めにするためにレンズの軸をずら
したり、半導体レーザ１を斜めに固定するなど、光学素
子の配置が複雑になっていた。したがって本発明では、
半導体レーザ１への戻り光による影響の少ない斜め研磨
ファイバを用いても、光結合効率が高く、また、光学素
子の配置が簡単な光走査装置を実現することにある。
法では何れもレンズ光軸に斜めにレーザ光が通過するこ
とになるため、レンズの光学収差の影響で光ファイバ４
入射端面に絞り込まれるレーザ光スポットは歪んだもの
となり、光ファイバ４とのレーザ光結合効率は低いもの
となっていた。また、レーザ光の光軸を入射する光ファ
イバ４の軸に対して斜めにするためにレンズの軸をずら
したり、半導体レーザ１を斜めに固定するなど、光学素
子の配置が複雑になっていた。したがって本発明では、
半導体レーザ１への戻り光による影響の少ない斜め研磨
ファイバを用いても、光結合効率が高く、また、光学素
子の配置が簡単な光走査装置を実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題は、レーザ光を
発生させる半導体レーザと、半導体レーザから発せられ
たレーザ光を集光し光軸と同軸となるように配置される
レンズと、集光されたレーザ光を伝播させる斜め研磨端
面を持つ光ファイバにおいて、該レンズの光軸と該光フ
ァイバの光軸とを斜めに保持するレーザ光結合部を備え
た光走査装置とすることで解決される。更にレーザ光結
合効率を向上するために、レーザ結合部において、光フ
ァイバ端面に絞り込まれた楕円状光スポットの短軸が斜
めに研磨された光ファイバの楕円形状の入射端面の短軸
と一致するように構成し、また、光ファイバに入射する
レーザ光がＰ偏光であるように構成した光走査装置とす
ることで達成される。
発生させる半導体レーザと、半導体レーザから発せられ
たレーザ光を集光し光軸と同軸となるように配置される
レンズと、集光されたレーザ光を伝播させる斜め研磨端
面を持つ光ファイバにおいて、該レンズの光軸と該光フ
ァイバの光軸とを斜めに保持するレーザ光結合部を備え
た光走査装置とすることで解決される。更にレーザ光結
合効率を向上するために、レーザ結合部において、光フ
ァイバ端面に絞り込まれた楕円状光スポットの短軸が斜
めに研磨された光ファイバの楕円形状の入射端面の短軸
と一致するように構成し、また、光ファイバに入射する
レーザ光がＰ偏光であるように構成した光走査装置とす
ることで達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【０００８】（実施例１）図１は、本発明の光走査装置
に適用されるレーザ光結合部１０の実施例を示す断面側
面図である。レーザ光結合部１０は半導体レーザ１、レ
ンズ２、レンズ３、光ファイバ４、フェルール５、フェ
ルールホルダ６、ＬＤホルダ７、ＬＤキャップ８、穴開
き板９から構成されている。
に適用されるレーザ光結合部１０の実施例を示す断面側
面図である。レーザ光結合部１０は半導体レーザ１、レ
ンズ２、レンズ３、光ファイバ４、フェルール５、フェ
ルールホルダ６、ＬＤホルダ７、ＬＤキャップ８、穴開
き板９から構成されている。
【０００９】半導体レーザ１から発生するレーザ光を平
行光にするレンズ２とレンズ２により平行光にされたレ
ーザ光を光ファイバ４に集光するレンズ３の軸はレーザ
光の光軸と一致するようにＬＤホルダ７に配置されてい
る。
行光にするレンズ２とレンズ２により平行光にされたレ
ーザ光を光ファイバ４に集光するレンズ３の軸はレーザ
光の光軸と一致するようにＬＤホルダ７に配置されてい
る。
【００１０】光ファイバ４はフェルール５に嵌合され接
着により固定され更に同時に研磨されて、研磨面は光フ
ァイバ４の軸に対して斜めに傾いている。フェルール５
は更にフェルールホルダ６に嵌合され接着により固定さ
れる。フェルールホルダ６の端面も斜面であるが、その
斜面の方向は光ファイバ４の軸に対してフェルール５の
斜面と反対である。フェルールホルダ６は更に穴開き板
９に固定される。
着により固定され更に同時に研磨されて、研磨面は光フ
ァイバ４の軸に対して斜めに傾いている。フェルール５
は更にフェルールホルダ６に嵌合され接着により固定さ
れる。フェルールホルダ６の端面も斜面であるが、その
斜面の方向は光ファイバ４の軸に対してフェルール５の
斜面と反対である。フェルールホルダ６は更に穴開き板
９に固定される。
【００１１】本実施例ではレンズ２とレンズ３の２枚の
レンズを使用したが、半導体レーザ１光を光ファイバ４
に入射する同様の作用を持つものならばレンズの枚数に
限定されない。この場合もレーザ光の光軸とレンズの光
軸は一致するように配置される。
レンズを使用したが、半導体レーザ１光を光ファイバ４
に入射する同様の作用を持つものならばレンズの枚数に
限定されない。この場合もレーザ光の光軸とレンズの光
軸は一致するように配置される。
【００１２】レーザ光と光ファイバ４の結合部の角度は
図２の様になる。
図２の様になる。
【００１３】θ0：光ファイバ４の斜めに研磨された傾
斜面の角度 θ1：入射するレーザ光の光軸と光ファイバ４の軸がな
す角度 θ2：光ファイバ４内における入射したレーザ光の光軸
と光ファイバ４の軸がなす角 ｎ：光ファイバ４のレーザが伝播する部分であるコアの
屈折率 とすると、関係式は、 ｓｉｎ（θ0＋θ1）＝ｎ・ｓｉｎ（θ0＋θ2） θ1＝ｓｉｎ-1（ｎ・ｓｉｎ（θ0＋θ2））−θ0・・・（１） となる。レーザ光と光ファイバ４の結合効率が最大とな
るのは、ファイバ内へ屈折して入射するレーザ光の光軸
と光ファイバ４の軸が一致する場合、即ちθ2＝０の場
合であるので、光ファイバ４の傾き角度が、θ1＝ｓｉ
ｎ-1（ｎ・ｓｉｎθ0）−θ0となるようにすれば良い。
たとえば、ｎ＝１．４６、θ0＝８（度）の時は、θ1＝
３．７２（度）にすれば良い。
斜面の角度 θ1：入射するレーザ光の光軸と光ファイバ４の軸がな
す角度 θ2：光ファイバ４内における入射したレーザ光の光軸
と光ファイバ４の軸がなす角 ｎ：光ファイバ４のレーザが伝播する部分であるコアの
屈折率 とすると、関係式は、 ｓｉｎ（θ0＋θ1）＝ｎ・ｓｉｎ（θ0＋θ2） θ1＝ｓｉｎ-1（ｎ・ｓｉｎ（θ0＋θ2））−θ0・・・（１） となる。レーザ光と光ファイバ４の結合効率が最大とな
るのは、ファイバ内へ屈折して入射するレーザ光の光軸
と光ファイバ４の軸が一致する場合、即ちθ2＝０の場
合であるので、光ファイバ４の傾き角度が、θ1＝ｓｉ
ｎ-1（ｎ・ｓｉｎθ0）−θ0となるようにすれば良い。
たとえば、ｎ＝１．４６、θ0＝８（度）の時は、θ1＝
３．７２（度）にすれば良い。
【００１４】本発明では、前記従来の方法とは異なり、
何れのレンズの軸もレーザ光の光軸と一致するように配
置しているため、レンズの光学収差が少なく光ファイバ
４入射端面に絞り込まれるレーザ光スポットは歪みが少
なく、光ファイバ４とのレーザ光結合効率が高いものと
なる。また、レンズの軸をレーザ光軸からずらしたり、
半導体レーザ１を斜めに固定することが必要でないた
め、それら光学素子は配置が簡単であるので組み立てや
すい。
何れのレンズの軸もレーザ光の光軸と一致するように配
置しているため、レンズの光学収差が少なく光ファイバ
４入射端面に絞り込まれるレーザ光スポットは歪みが少
なく、光ファイバ４とのレーザ光結合効率が高いものと
なる。また、レンズの軸をレーザ光軸からずらしたり、
半導体レーザ１を斜めに固定することが必要でないた
め、それら光学素子は配置が簡単であるので組み立てや
すい。
【００１５】（実施例２)図５は第２の実施例を示す図
である。光ファイバ４は斜めに研磨されているのでその
端面は形状は楕円であり、また半導体レーザ１の発振分
布は通常楕円形をしているので光ファイバ４に入射する
レーザ光レーザ光の光スポット１９の形状も楕円であ
る。ここで、入射するレーザ光の光スポット１９の楕円
軸方向と、光ファイバ４の端面の楕円軸方向の違いによ
り、結合効率の角度依存性が異なるたり、本実施例のよ
うに光ファイバ４に入射するレーザ光の光スポット１９
の長軸が光ファイバ４の入射端面の短軸と一致するよう
に配置すれば、角度依存性が低いので、光ファイバ４の
調芯が容易であり、光ファイバ４とフェルール５の研磨
角度やフェルールホルダ６の角度精度が緩く設定でき
る。また、実施例の様にレーザ光を光ファイバ４に入射
した場合、レーザ光は光ファイバ４入射端面で屈折する
ので、入射後の光ファイバ４内のレーザ光のスポット形
状は入射前のレーザ光スポットに比べ円形に近くなるの
で光ファイバ４との結合効率が高い。
である。光ファイバ４は斜めに研磨されているのでその
端面は形状は楕円であり、また半導体レーザ１の発振分
布は通常楕円形をしているので光ファイバ４に入射する
レーザ光レーザ光の光スポット１９の形状も楕円であ
る。ここで、入射するレーザ光の光スポット１９の楕円
軸方向と、光ファイバ４の端面の楕円軸方向の違いによ
り、結合効率の角度依存性が異なるたり、本実施例のよ
うに光ファイバ４に入射するレーザ光の光スポット１９
の長軸が光ファイバ４の入射端面の短軸と一致するよう
に配置すれば、角度依存性が低いので、光ファイバ４の
調芯が容易であり、光ファイバ４とフェルール５の研磨
角度やフェルールホルダ６の角度精度が緩く設定でき
る。また、実施例の様にレーザ光を光ファイバ４に入射
した場合、レーザ光は光ファイバ４入射端面で屈折する
ので、入射後の光ファイバ４内のレーザ光のスポット形
状は入射前のレーザ光スポットに比べ円形に近くなるの
で光ファイバ４との結合効率が高い。
【００１６】更に、通常の半導体レーザ１から発振する
レーザ光は偏光しいるので、光ファイバ４へ入射するレ
ーザ光をＰ偏光とすることで光ファイバ４端面での反射
率が低くなり、半導体レーザ１のレーザ発振部への戻り
光が少なり、結果として、レーザ出力が安定し、透過率
が高いので光ファイバ４とのレーザ光結合効率が高くな
る。
レーザ光は偏光しいるので、光ファイバ４へ入射するレ
ーザ光をＰ偏光とすることで光ファイバ４端面での反射
率が低くなり、半導体レーザ１のレーザ発振部への戻り
光が少なり、結果として、レーザ出力が安定し、透過率
が高いので光ファイバ４とのレーザ光結合効率が高くな
る。
【００１７】（実施例３）図６は、上述したレーザ結合
部１０を５個備えたレーザプリンタ光学系の概略構成図
である。それぞれの光ファイバ４の出射端をアレイ状に
設けて光ファイバアレイ１１を構成することによって、
光ファイバアレイ１１から５本のマルチビームレーザ１
２を出射させることが可能なビーム発生装置を構成す
る。5本のレーザ光はコリメータレンズ１３でそれぞれ
平行光にされた後、ポリゴンミラー１５で偏向され、、
θレンズ１５を通過後、感光ドラム１８上に５個のレー
ザースポット１６として結像され感光ドラム１８上で走
査線１７として走査される。
部１０を５個備えたレーザプリンタ光学系の概略構成図
である。それぞれの光ファイバ４の出射端をアレイ状に
設けて光ファイバアレイ１１を構成することによって、
光ファイバアレイ１１から５本のマルチビームレーザ１
２を出射させることが可能なビーム発生装置を構成す
る。5本のレーザ光はコリメータレンズ１３でそれぞれ
平行光にされた後、ポリゴンミラー１５で偏向され、、
θレンズ１５を通過後、感光ドラム１８上に５個のレー
ザースポット１６として結像され感光ドラム１８上で走
査線１７として走査される。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、光ファイバとの光結合
効率を減少させることなくレーザ光出力の安定した光走
査装置を得ることが出来る。
効率を減少させることなくレーザ光出力の安定した光走
査装置を得ることが出来る。
【図１】 本発明の一実施例であるレーザ光結合部の断
面図である。
面図である。
【図２】 本発明の実施例において光ファイバ等の取り
付け角度を説明する模式図である。
付け角度を説明する模式図である。
【図３】 従来のレーザ光結合部における光学素子の配
置図である。
置図である。
【図４】 従来のレーザ光結合部における光学素子の配
置図である。
置図である。
【図５】 本発明の実施例における光ファイバに入射す
るビーム形状を示す図である。
るビーム形状を示す図である。
【図６】 本発明の実施例で示したレーザ光結合部を適
用した光走査装置の模式図である。
用した光走査装置の模式図である。
【図７】 従来のレーザ光結合部における光学素子の配
置図である。
置図である。
１は半導体レーザ、２と３はレンズ、４は光ファイバ、
５はフェルール、６はフェルールホルダ、７はＬＤホル
ダ、８はＬＤキャップ、９は穴開き板、１０はレーザ光
結合部、１１は光ファイバアレイ、１２はマルチビー
ム、１３はコリメータレンズ、１４はポリゴンミラー、
１５はｆθレンズ、１６はレーザスポット、１７は光走
査線、１８は感光ドラム、１９は光ファイバ４に入射す
るレーザ光のスポット。
５はフェルール、６はフェルールホルダ、７はＬＤホル
ダ、８はＬＤキャップ、９は穴開き板、１０はレーザ光
結合部、１１は光ファイバアレイ、１２はマルチビー
ム、１３はコリメータレンズ、１４はポリゴンミラー、
１５はｆθレンズ、１６はレーザスポット、１７は光走
査線、１８は感光ドラム、１９は光ファイバ４に入射す
るレーザ光のスポット。
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体レーザと、半導体レーザから発せ
られたレーザ光を集光し光軸と同軸となるように配置さ
れるレンズと、集光されたレーザ光を伝播させる斜め研
磨端面を持つ光ファイバとを有し、光ファイバから出射
されるレーザ光を走査し、感光体に潜像を形成する光走
査装置において、 前記レンズの光軸に対し前記光ファイバの軸を斜めに保
持する結合部を設けたことを特徴とする光走査装置。 - 【請求項２】 光ファイバ端面に絞り込まれた楕円状光
スポットの短軸が、斜めに研磨された光ファイバの楕円
形状の入射端面の短軸と一致するように構成した結合部
を設けたことを特徴とする請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項３】 光ファイバに入射するレーザ光がＰ偏光
であることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項４】 前記光結合部が複数個あって、光ファイ
バの出射端をアレイ状に配列したことを特徴とする請求
項１記載の光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11474098A JPH11305155A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11474098A JPH11305155A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11305155A true JPH11305155A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14645472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11474098A Pending JPH11305155A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11305155A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007025165A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置・画像形成装置 |
| JP2016137309A (ja) * | 2016-04-22 | 2016-08-04 | 富士フイルム株式会社 | 光源装置 |
| CN112068310A (zh) * | 2020-10-09 | 2020-12-11 | 成都理想境界科技有限公司 | 光源模组及投影显示装置 |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP11474098A patent/JPH11305155A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007025165A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置・画像形成装置 |
| JP2016137309A (ja) * | 2016-04-22 | 2016-08-04 | 富士フイルム株式会社 | 光源装置 |
| CN112068310A (zh) * | 2020-10-09 | 2020-12-11 | 成都理想境界科技有限公司 | 光源模组及投影显示装置 |
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