(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期用光ビームを走査光学系を介して基準格子板に導き、得られたパルス状の光ビームを前記基準格子板に沿って配設された長尺な集光ロッドを介して光電変換素子に導くことにより同期信号を得る一方、走査用光ビームを前記走査光学系を介して被走査体に導き、前記同期信号に従って画像等の記録あるいは読み取りを行う光ビーム走査装置において、
前記集光ロッドは、前記同期用光ビームの入射面が曲面である凸面形状に形成され、前記入射面より入射した前記同期用光ビームを前記入射面に対向する平面状に形成された裏面に集光させるとともに、前記裏面が、前記集光ロッドの両端部に配設した前記光電変換素子に前記同期用光ビームを導くとともに、前記集光ロッドの中央部から両端部にかけて傾斜させた平面状の傾斜面として形成され、前記裏面には、前記集光ロッドの両端部から中央部にかけて徐々に幅広となり、前記同期用光ビームを拡散する拡散面が前記集光ロッドの長手方向に沿って形成されることを特徴とする光ビーム走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期用光ビームから生成される同期信号に従って画像等の記録あるいは読み取りを行う光ビーム走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビームを用いて被走査体を走査し、画像等の記録あるいは読み取りを行う装置が種々提案されている。この場合、例えば、画像等を高精度に記録するためには、被走査体に対するレーザビームの走査位置に対応してレーザビームを正確にオンオフ制御する必要がある。
【０００３】
そこで、レーザビームをオンオフ制御するための同期信号を生成する機構として、図８に示すものが知られている。すなわち、この機構では、被走査体を走査する走査用レーザビームと共通の走査光学系を介して同期用レーザビームＳを基準格子板２に導き、前記基準格子板２を通過することでパルス状に変換された同期用レーザビームＳを円柱状の集光ロッド４に導入し、集光ロッド４の入射側と対向する面に形成された拡散面で拡散された光を集光ロッド４の内面で反射させてその両端部に配設されたフォトダイオード６ａ、６ｂに導くことにより同期信号を得ている。
【０００４】
この場合、集光ロッド４が円柱状であるのに対して、フォトダイオード６ａ、６ｂの形状が、通常、四角形状であるため、接合部分での形状の相違による集光損失が生じてしまう。また、円柱状の集光ロッド４では、内面反射による光エネルギの損失が大きいという欠点がある。
【０００５】
そこで、図９および図１０に示すように、長手方向に対する断面積が徐々に大きくなる、あるいは、小さくなるように形成された角柱状の集光ロッド８を用い、断面積の大きい方の端部にフォトダイオード１０を配設するように構成したものがある（実開平３−２０３１４号公報参照）。
【０００６】
この場合、集光ロッド８内に導かれた同期用レーザビームＳは、入射側と対向する面に形成された拡散面１４で拡散された後、内面で反射されることで徐々に断面積の大きい方に導かれた後、フォトダイオード１０に入射して同期信号が生成される。この構成では、集光ロッド８の端部の形状とフォトダイオード１０の形状とを一致させることができ、また、集光ロッド８の内面反射での損失を抑制することができるため、極めて効率的に同期用レーザビームＳを集光することができる。
【０００７】
しかしながら、このような構成において、装置に対する温度変化や走査光学系の位置ずれ等が生じた場合、基準格子板２に対する同期用レーザビームＳの入射位置がずれることが想定される。例えば、図１０中、点線Ｓ′で示すように、同期用レーザビームＳが実線で示す正規の位置からずれてしまうと、同期用レーザビームＳが拡散面１４から外れてしまい、ほとんどの光が集光ロッド８を通過してしまうためにフォトダイオード１０に導入される光量が極端に低下してしまい、正確な同期信号を生成することが困難になってしまう。また、拡散面１４の幅を太くした場合は、第１の拡散後、集光ロッド８の内面で反射されて端面のフォトダイオード１０に入射するまでの間に再び拡散面１４に入射する割合が大きくなり、損失が大きくなってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、光ビーム走査装置の温度による影響や光学素子の位置ずれ等に起因する同期用光ビームの位置変動に影響されることなく、高精度な同期信号を生成することのできる光ビーム走査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光ビーム走査装置は、同期用光ビームを走査光学系を介して基準格子板に導き、得られたパルス状の光ビームを前記基準格子板に沿って配設された長尺な集光ロッドを介して光電変換素子に導くことにより同期信号を得る一方、走査用光ビームを前記走査光学系を介して被走査体に導き、前記同期信号に従って画像等の記録あるいは読み取りを行う光ビーム走査装置において、
前記集光ロッドは、前記同期用光ビームの入射面が曲面である凸面形状に形成され、前記入射面より入射した前記同期用光ビームを前記入射面に対向する平面状に形成された裏面に集光させるとともに、前記裏面が、前記集光ロッドの両端部に配設した前記光電変換素子に前記同期用光ビームを導くとともに、前記集光ロッドの中央部から両端部にかけて傾斜させた平面状の傾斜面として形成され、前記裏面には、前記集光ロッドの両端部から中央部にかけて徐々に幅広となり、前記同期用光ビームを拡散する拡散面が前記集光ロッドの長手方向に沿って形成されることを特徴とする。
【００１０】
この場合、基準格子板を介して凸面形状の入射面に入射した同期用光ビームは、その入射位置に拘わらず対向する平面状の裏面に集光される。次いで、同期用光ビームは、前記裏面に形成された拡散面で拡散された後、集光ロッドの内面、特に、前記入射面と前記裏面との間の長尺な平面によって反射され、端部に配設された光電変換素子に導かれ、同期信号が生成される。
【００１１】
また、裏面を集光ロッドの中央部から両端部にかけて傾斜させて形成することにより、反射光の外部への逃散をさらに抑制し、効率的に光電変換素子に導くことができる。なお、前記裏面以外の面も同様にして傾斜させることにより、同期用光ビームをさらに効率的に光電変換素子に導くことができる。
【００１２】
さらに、裏面を傾斜させるとともに、凸面形状の入射面に近接する部位の拡散面の幅を広く設定し、離間する部位の拡散面の幅を狭く設定することにより、集光ロッドの位置によらず前記拡散面に入射する同期用光ビームの光量を一定とし、これによって高精度な同期信号を生成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態の光ビーム走査装置２０の概略構成を示す。この光ビーム走査装置２０は、画像情報に応じてオンオフ制御される記録用レーザビームＬを出力する記録用光源２２と、前記記録用レーザビームＬの走査位置に対する同期信号を生成する同期用レーザビームＳを出力する同期用光源２４とを有する。
【００１４】
記録用レーザビームＬは、記録用レーザビームＬを主走査するための光偏向器２６と、偏向された記録用レーザビームＬの走査速度を調整するためのｆθレンズ（走査レンズ）２８と、反射ミラー３０、３２とを介してフイルムＦに導かれる。なお、前記フイルムＦは、露光ドラム３４とニップローラ３６、３８とによって挟持された状態で副走査方向（矢印方向）に搬送される。
【００１５】
一方、同期用レーザビームＳは、光偏向器２６、ｆθレンズ２８、反射ミラー３０、４０を介して同期信号生成部４２に導かれる。同期信号生成部４２は、図２に示すように、同期用レーザビームＳの主走査方向に沿って長尺に形成された基準格子板４４と、前記基準格子板４４の背面部に配設された長尺な集光ロッド４６と、前記集光ロッド４６の両端部に装着された光電変換素子であるフォトダイオード４８ａ、４８ｂとを備える。
【００１６】
基準格子板４４は、その長手方向に沿って所定の間隔でスリット５０を形成したものであり、前記スリット５０を通過した同期用レーザビームＳが集光ロッド４６に導入されるように構成される。
【００１７】
集光ロッド４６は、基準格子板４４側の入射面５２が凸面形状に形成され、前記入射面５２に対向する裏面５４が平面状に形成され、且つ、前記裏面５４が集光ロッドの中央部から両端部にかけて前記入射面５２より徐々に離間する傾斜面となるように形成されている。また、裏面５４には、図３Ａ、図３Ｂに示すように、その長手方向に沿って拡散面５６が白色塗料等によって形成されている。
【００１８】
本実施形態の光ビーム走査装置２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００１９】
先ず、同期用光源２４から出力された同期用レーザビームＳは、光偏向器２６によって偏向された後、ｆθレンズ２８により走査速度が調整され、次いで、反射ミラー３０、４０を介して同期信号生成部４２に導かれる。
【００２０】
同期信号生成部４２では、基準格子板４４のスリット５０を通過することでパルス状の光に変換された同期用レーザビームＳが、集光ロッド４６の凸面形状の入射面によって集光されて平面状の裏面５４に導かれる。次いで、前記裏面５４に形成された拡散面５６によって拡散反射された同期用レーザビームＳは、集光ロッド４６内で反射を繰り返した後、両端部に配設されたフォトダイオード４８ａ、４８ｂに導かれ、電気信号である同期信号に変換される。
【００２１】
一方、記録用光源２２から出力された記録用レーザビームＬは、前記同期信号に従ってオンオフ制御され、同期用レーザビームＳと共通の光偏向器２６およびｆθレンズ２８を通過した後、反射ミラー３０、３２を介してフイルムＦに導かれる。この場合、フイルムＦは、露光ドラム３４およびニップローラ３６、３８によって副走査搬送されており、前記記録用レーザビームＬにより主走査されることで画像が二次元的に記録される。
【００２２】
ここで、画像の記録中において、当該光ビーム走査装置２０の環境温度が変動し、あるいは、振動等に起因して走査光学系を構成する反射ミラー３０、４０等に位置ずれが生じた場合、同期信号生成部４２に対する同期用レーザビームＳの入射位置にずれが生じてしまう。
【００２３】
しかしながら、同期信号生成部４２を構成する集光ロッド４６は、同期用レーザビームＳの入射面５２が凸面形状となっているため、図３Ｂに示すように、同期用レーザビームＳは、その入射位置によらず裏面５４に形成した拡散面５６に集光されることになる。従って、図４に示すように、図９に示す形状の集光ロッド８を用いた従来の出力値（点線）と、図２に示す形状の集光ロッド４６を用いた本実施形態の出力値（実線）とを比較すると、集光ロッド４６の場合、基準格子板４４の長手方向と直交する方向ｙに対して広い範囲で一定以上の出力値を得られることが了解される。
【００２４】
なお、上述した実施形態において、拡散面５６は、図５に示すように、入射面５２と裏面５４との距離が近い集光ロッド４６の中央部で幅を広く設定し、入射面５２と裏面５４との距離が遠い両端部側で徐々に幅が狭くなるように設定することにより、同期用レーザビームＳをその集光範囲に応じて効率的に拡散面５６に導くことができるため、一層効率的に同期用レーザビームＳをフォトダイオード４８ａ、４８ｂに対して集光させることができる。
【００２５】
また、図６に示すように、集光ロッド５８の裏面５４を中央部から両端部にかけて傾斜させるだけでなく、同期用レーザビームＳの入射方向に対して略平行となる他の面６０を中央部から両端部にかけて傾斜させるように構成することで、一層効率的に同期用レーザビームＳを集光させることができる。なお、図７に示すように、同期用レーザビームＳの光量によっては、入射面５２のみを凸面形状とした角柱状の集光ロッド６２を使用することも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光ビーム走査装置によれば、同期用光ビームの入射面を凸面形状とすることにより、前記同期用光ビームの入射位置がずれるような場合であっても、集光ロッドにより好適に同期用光ビームを集光して光電変換素子に導くことができる。この結果、高精度な同期信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の光ビーム走査装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す同期信号生成部の構成図である。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは同期信号生成部の断面説明図であり、図３Ｂは同期用レーザビームがずれて入射した場合の説明図である。
【図４】従来の集光ロッドと本実施形態の集光ロッドとの出力値の比較説明図である。
【図５】集光ロッドに形成した拡散面の説明図である。
【図６】集光ロッドの他の実施形態の説明図である。
【図７】集光ロッドのさらに他の実施形態の説明図である。
【図８】従来の同期信号生成部の構成図である。
【図９】従来の同期信号生成部の構成図である。
【図１０】図９に示す同期信号生成部において、同期用レーザビームがずれて入射した場合の説明図である。
【符号の説明】
２０…光ビーム走査装置            ２２…記録用光源
２４…同期用光源                  ２６…光偏向器
２８…ｆθレンズ                  ４４…基準格子板
４６、５８、６２…集光ロッド      ４８ａ、４８ｂ…フォトダイオード
５２…入射面                      ５４…裏面
５６…拡散面                      Ｆ…フイルム
Ｓ…同期用レーザビーム            Ｌ…記録用レーザビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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