JP3320171B2 - Ejection optical device for adjustment and focus adjustment method for scanning optical device using the same - Google Patents
Ejection optical device for adjustment and focus adjustment method for scanning optical device using the sameInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光源から射出した光を
コリメータレンズにより平行光とし、更にフォーカスレ
ンズにより集光する調整用射出光学装置及び該装置を用
いた走査光学装置の焦点調整方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an emission optical device for adjusting light emitted from a light source into collimated light by a collimator lens and condensing the light by a focus lens, and a method of adjusting the focus of a scanning optical device using the device. Things.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9は射出光学装置1を使用した走査光
学装置の構成図である。半導体レーザー光源2からのビ
ームLはコリメータレンズ3、フォーカスレンズ4を通
して射出される。ビームLの進行方向には、シリンドリ
カルレンズ5とポリゴンミラー6が配置されている。ポ
リゴンミラー6により偏向されたビームLの進行方向に
は、fθレンズ7と折返しミラー8が配置され、折返し
ミラー8により折り返されたビームLの進行方向には感
光ドラム9が配置されている。なお、ポリゴンミラー6
は駆動モータ10により回転駆動されるようになってい
る。2. Description of the Related Art FIG. 9 is a block diagram of a scanning optical device using an emission optical device 1. As shown in FIG. A beam L from the semiconductor laser light source 2 is emitted through a collimator lens 3 and a focus lens 4. A cylindrical lens 5 and a polygon mirror 6 are arranged in the traveling direction of the beam L. An fθ lens 7 and a folding mirror 8 are arranged in the traveling direction of the beam L deflected by the polygon mirror 6, and a photosensitive drum 9 is arranged in the traveling direction of the beam L folded by the folding mirror 8. The polygon mirror 6
Are driven to rotate by a drive motor 10.
【0003】図10に示す射出光学装置1は、フォーカ
スレンズ4を回転することにより焦点調整する構成とさ
れている。即ち、半導体レーザー光源2を備えた回路基
板11が基台12の後端に取り付けられ、基台12の先
端にはコリメータレンズ3を内蔵したコリメータレンズ
鏡筒13が嵌合されている。更に、コリメータレンズ鏡
筒13の先端には、フォーカスレンズ4を内蔵したフォ
ーカスレンズ鏡筒14が、回転により前後動自在に螺合
されている。[0003] The emission optical device 1 shown in FIG. 10 is configured to adjust the focus by rotating a focus lens 4. That is, a circuit board 11 provided with the semiconductor laser light source 2 is attached to the rear end of the base 12, and a collimator lens barrel 13 having the collimator lens 3 built therein is fitted to the front end of the base 12. Further, a focus lens barrel 14 having a built-in focus lens 4 is screwed to the front end of the collimator lens barrel 13 so as to be movable back and forth by rotation.
【0004】このような製品用射出光学装置1の焦点調
整に際しては、フォーカスレンズ4から射出したビーム
径が最小になるように、フォーカスレンズ4を回転して
光軸方向に移動させている。When adjusting the focus of such a product emission optical device 1, the focus lens 4 is rotated and moved in the optical axis direction so that the diameter of the beam emitted from the focus lens 4 is minimized.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
射出光学装置1の組立て時には、フォーカスレンズ4自
体の加工精度、フォーカスレンズ4のフォーカスレンズ
鏡筒14に対する組立精度、フォーカスレンズ鏡筒14
のコリメータレンズ鏡筒13に対する螺合精度等が悪い
場合には、フォーカスレンズ4を回転した際にフォーカ
スレンズ4が偏芯し、焦点調整が困難になるという問題
点がある。また、フォーカスレンズ4を人手により回転
するため、作業効率が悪いという問題点がある。更に、
射出光学装置1に自動焦点調整装置を付加すると、コス
トが上昇するという問題点もある。However, at the time of assembling the above-described emission optical device 1, the processing accuracy of the focus lens 4 itself, the assembly accuracy of the focus lens 4 with respect to the focus lens barrel 14, and the focus lens barrel 14
When the precision of screwing into the collimator lens barrel 13 is poor, the focus lens 4 is decentered when the focus lens 4 is rotated, which makes it difficult to adjust the focus. Further, since the focus lens 4 is manually rotated, there is a problem that the working efficiency is poor. Furthermore,
If an automatic focus adjustment device is added to the emission optical device 1, there is also a problem that the cost increases.
【0006】本発明の目的は、上述した問題点を解消
し、フォーカスレンズを直進移動でき、かつ焦点を自動
的に調整できる調整用射出光学装置及び該装置を用いた
走査光学装置の焦点調整方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, to make it possible to move a focus lens straight, and to automatically adjust the focus, and to provide a method of adjusting a focus of a scanning optical device using the same. Is to provide.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの第1の発明に係る調整用射出光学装置は、光束を射
出する光源と、該光源から射出した光束を集光する調整
用フォーカスレンズとから成り、該調整用フォーカスレ
ンズは光軸方向に移動する直進体に取り付け、該直進体
は運動方向変換手段を介して回転駆動体に取り付けたこ
とを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an adjustment optical system for adjusting a light source for emitting a light beam, and an adjusting focus for condensing the light beam emitted from the light source. The adjusting focus lens is attached to a rectilinear body that moves in the optical axis direction, and the rectilinear body is attached to a rotary driving body via a movement direction conversion unit.
【0008】また、第2の発明に係る調整用射出光学装
置を用いた走査光学装置の焦点調整方法は、光束を射出
する光源と回転により光軸方向に移動する製品用フォー
カスレンズとを有する製品用射出光学装置を取り付ける
走査光学装置の焦点を調整する場合において、光束を出
射する光源と、該光源から出射した光束を集光する調整
用フォーカスレンズとから成り、該調整用フォーカスレ
ンズは光軸方向に移動する直進体に取り付け、該直進体
は運動方向変換手段を介して回転駆動体に取り付けた調
整用射出光学装置を前記射出光学装置に取り付ける第1
工程と、前記調整用フォーカスレンズを透過した光束径
を光束径測定手段により測定しながら光束径が最小にな
るように前記回転駆動体を回転して前記調整用フォーカ
スレンズを位置させる第2工程と、前記調整用フォーカ
スレンズの位置に基づいて前記製品用フォーカスレンズ
を回転して前記製品用フォーカスレンズの位置を設定す
る第3工程と、前記調整用射出光学装置を前記射出光学
装置から取り外す第4工程と、前記製品用フォーカスレ
ンズの位置を設定した前記製品用射出光学装置を前記走
査光学装置に取り付ける第5工程とから成ることを特徴
とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of adjusting the focus of a scanning optical device using an adjusting emission optical device, comprising a light source for emitting a light beam and a product focus lens which moves in the optical axis direction by rotation. When adjusting the focus of the scanning optical device to which the emission optical device is attached, the light source includes a light source that emits a light beam, and an adjustment focus lens that condenses the light beam emitted from the light source. A linearly-moving body that moves in a direction, and the linearly-moving body is attached to the emission optical apparatus with an adjusting emission optical device mounted on a rotary driving body via a movement direction conversion unit.
And a second step of rotating the rotary driver so as to minimize the light beam diameter while positioning the adjustment focus lens while measuring the light beam diameter transmitted through the adjustment focus lens by the light beam diameter measurement unit. A third step of setting the position of the product focus lens by rotating the product focus lens based on the position of the adjustment focus lens, and a fourth step of removing the adjustment emission optical device from the emission optical device. And a fifth step of attaching the product emission optical device, in which the position of the product focus lens is set, to the scanning optical device.
【0009】[0009]
【作用】上述の構成を有する第1の発明に係る調整用射
出光学装置においては、回転体が回転すると、運動方向
変換手段を介して直進体が光軸方向に移動し、フォーカ
スレンズが光軸方向に移動する。In the adjusting emission optical device according to the first aspect of the present invention, when the rotating body rotates, the rectilinear body moves in the optical axis direction via the movement direction converting means, and the focus lens moves in the optical axis direction. Move in the direction.
【0010】また、第2の発明に係る調整用射出光学装
置を用いた走査光学装置の調整方法においては、走査光
学装置に調整用射出光学装置を取り付け、調整用フォー
カスレンズから射出した光束径を光束径測定装置により
測定しながら回転体を回転し、調整用フォーカスレンズ
を光軸方向に移動して光束径が最小になる位置に調整用
フォーカスレンズを固定する。そして、製品用射出光学
装置の製品用フォーカスレンズを回転して、調整用フォ
ーカスレンズと同じ位置に製品用フォーカスレンズを固
定し、その後に焦点を調整した製品用射出光学装置を走
査光学装置に取り付ける。In the method of adjusting a scanning optical device using the adjusting emission optical device according to the second invention, the adjusting emission optical device is mounted on the scanning optical device, and the diameter of the light beam emitted from the adjusting focus lens is adjusted. The rotating body is rotated while measuring with the light beam diameter measuring device, and the adjustment focus lens is moved in the optical axis direction to fix the adjustment focus lens at a position where the light beam diameter is minimized. Then, the product focus lens of the product emission optical device is rotated to fix the product focus lens at the same position as the adjustment focus lens, and then the focus adjusted product emission optical device is attached to the scanning optical device. .
【0011】[0011]
【実施例】本発明を図1〜図9に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図1は第1の調整用実施例の射出光
学装置21の一部を断面とした側面図である。基台22
のフランジ部22aの後面には、半導体レーザー光源2
3を装着した回路基板24が取り付けられている。基台
22の筒状孔22bには、コリメータレンズ25を内蔵
したコリメータレンズ鏡筒26が嵌合固定されている。
コリメータレンズ鏡筒26には、フォーカスレンズ27
を内蔵したフォーカスレンズ鏡筒28が矢印Aで示す光
軸方向に移動自在に外嵌されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 is a side view in which a part of the emission optical device 21 of the first adjustment example is sectioned. Base 22
The semiconductor laser light source 2 is provided on the rear surface of the flange portion 22a.
3 is mounted. A collimator lens barrel 26 having a built-in collimator lens 25 is fitted and fixed to the cylindrical hole 22 b of the base 22.
The collimator lens barrel 26 has a focus lens 27
Is externally movably fitted in the optical axis direction indicated by the arrow A.
【0012】回路基板24の後方には固定板29が所定
の間隔を置いて設置され、固定板29の後端にはステッ
ピングモータ30が取り付けられ、このステッピングモ
ータ30の回転軸31にはスリット板32が固定されて
いる。更に、回転軸31の前方のねじ部31aには、直
進体33が図示しないボールねじを介して矢印Bで示す
軸方向に移動自在に外嵌されている。A fixed plate 29 is provided at a predetermined interval behind the circuit board 24, and a stepping motor 30 is attached to a rear end of the fixed plate 29. 32 is fixed. Further, a straight body 33 is externally fitted to the screw portion 31a in front of the rotary shaft 31 via a ball screw (not shown) so as to be movable in the axial direction indicated by the arrow B.
【0013】直進体33の上下縁寄りには、基台22、
回路基板24、固定板29を摺動自在に貫通する駆動棒
34、35がそれぞれ貫通固定されている。駆動棒3
4、35の先端は、フォーカスレンズ鏡筒28のフラン
ジ部28aに連結されている。ここで、フォーカスレン
ズ鏡筒28のフランジ部28aの後面と、基台22の筒
部22cの前面の間には、片寄せばね36、37が駆動
棒34、35にそれぞれ外嵌され、これらの片寄せばね
36、37によってフォーカスレンズ鏡筒28は常に前
方に付勢されている。Near the upper and lower edges of the linear body 33, the base 22,
Driving rods 34 and 35 slidably penetrating the circuit board 24 and the fixing plate 29 are respectively fixed therethrough. Drive rod 3
The tips of 4 and 35 are connected to the flange 28a of the focus lens barrel 28. Here, between the rear surface of the flange portion 28 a of the focus lens barrel 28 and the front surface of the cylindrical portion 22 c of the base 22, bias springs 36, 37 are fitted to the drive rods 34, 35, respectively. The focus lens barrel 28 is constantly biased forward by the biasing springs 36 and 37.
【0014】スリット板32の外周縁近傍には、スリッ
ト板32に設けられたスリットの位置を検出するための
原点検出センサ38が配置され、この原点検出センサ3
8は固定板29に固定されている。また、直進体33の
外周縁近傍には直進体33の位置を検出するための近原
点検出センサ39が配置され、この近原点検出センサ3
9も固定板29に固定されている。なお、ステッピング
モータ30の回転軸31の後端には、回転軸31を手動
回転するためのノブ40が設けられている。An origin detecting sensor 38 for detecting the position of a slit provided in the slit plate 32 is disposed near the outer peripheral edge of the slit plate 32.
8 is fixed to a fixing plate 29. A near origin detection sensor 39 for detecting the position of the rectilinear body 33 is disposed near the outer peripheral edge of the rectilinear body 33.
9 is also fixed to the fixing plate 29. At the rear end of the rotation shaft 31 of the stepping motor 30, a knob 40 for manually rotating the rotation shaft 31 is provided.
【0015】このような構成により、ステッピングモー
タ30が作動して、回転軸31が回転すると、その回転
がボールねじを介して直進体33に伝えられ、直進体3
3が矢印B方向に移動する。直進体33の移動は駆動棒
34、35を介してフォーカスレンズ鏡筒28に伝達さ
れ、フォーカスレンズ鏡筒28と共にフォーカスレンズ
27が矢印A方向に移動する。このとき、直進体33の
移動は近原点センサ39により検出され、同時にスリッ
ト板32のスリット位置が原点検出センサ38により検
出される。With this configuration, when the stepping motor 30 operates and the rotating shaft 31 rotates, the rotation is transmitted to the linear body 33 via the ball screw, and the linear body 3 is rotated.
3 moves in the direction of arrow B. The movement of the rectilinear body 33 is transmitted to the focus lens barrel 28 via the drive rods 34 and 35, and the focus lens 27 moves in the arrow A direction together with the focus lens barrel 28. At this time, the movement of the rectilinear body 33 is detected by the near origin sensor 39, and at the same time, the slit position of the slit plate 32 is detected by the origin detection sensor 38.
【0016】図2は第2の実施例の射出光学装置21’
の一部を断面とした側面図である。ここでは、ステッピ
ングモータ30に代えて超音波モータが使用されてい
る。回路基板24から前方の構成は第1の実施例と同一
とされ、回路基板24の後面には、支持枠41aを介し
て固定板41が取り付けられている。固定板41には超
音波モータの第1のハウジング42が固定され、第1の
ハウジング42には第2のハウジング43がねじ44に
より固定されている。第2のハウジング43の内周面に
は回転体45がベアリング46を介して回転自在に支持
されている。回転体45の中心には固定軸47のねじ部
47aがボールねじにより嵌合され、固定軸47の前端
は、第1のハウジング42、固定板41を摺動自在に貫
通して直進体48に結合されている。この直進体48に
は、第1の実施例の駆動棒34、35と同様な作用をす
る駆動棒49、50が連結されている。FIG. 2 shows an emission optical device 21 'of the second embodiment.
FIG. 3 is a side view in which a part of FIG. Here, an ultrasonic motor is used instead of the stepping motor 30. The structure in front of the circuit board 24 is the same as that of the first embodiment, and a fixed plate 41 is attached to the rear surface of the circuit board 24 via a support frame 41a. A first housing 42 of the ultrasonic motor is fixed to the fixed plate 41, and a second housing 43 is fixed to the first housing 42 by screws 44. A rotating body 45 is rotatably supported on the inner peripheral surface of the second housing 43 via a bearing 46. The screw portion 47a of the fixed shaft 47 is fitted to the center of the rotating body 45 by a ball screw, and the front end of the fixed shaft 47 slidably penetrates the first housing 42 and the fixed plate 41 to the linear body 48. Are combined. Driving rods 49 and 50 having the same operation as the driving rods 34 and 35 of the first embodiment are connected to the linear body 48.
【0017】超音波モータの回転体45の前面周縁寄り
にはロータ51が加圧ばね52を介して固定されてい
る。ロータ51と共働するステータ53は第1のハウジ
ング42にロータ51に対向して固定され、ロータ51
とステータ53の間には摩擦材54が介在されている。
また、回転体45の後面にはエンコーダパルス板55が
固定され、このエンコーダパルス板55の周縁は第2の
ハウジング43の内周面に取り付けられたセンサ56内
に配置されている。なお、エンコーダパルス板55の後
面の中心には、第2のハウジング43の後面から外部に
突出する廻り止め57が設けられている。A rotor 51 is fixed via a pressure spring 52 near the peripheral edge of the rotating body 45 of the ultrasonic motor. A stator 53 cooperating with the rotor 51 is fixed to the first housing 42 so as to face the rotor 51.
A friction material 54 is interposed between the motor and the stator 53.
An encoder pulse plate 55 is fixed to a rear surface of the rotating body 45, and a peripheral edge of the encoder pulse plate 55 is disposed in a sensor 56 attached to an inner peripheral surface of the second housing 43. At the center of the rear surface of the encoder pulse plate 55, a detent 57 projecting from the rear surface of the second housing 43 to the outside is provided.
【0018】このような構成により、ステータ53に起
音波振動が発生すると、その振動が摩擦材54を介して
ロータ51に伝えられ、ロータ51と共に回転体45が
回転する。回転体45の回転はボールねじを介して固定
軸47に伝えられ、固定軸47が軸方向に移動して直進
体48が矢印B方向に移動する。直進体48の移動は駆
動棒49、50を介してフォーカスレンズ鏡筒28に伝
えられ、フォーカスレンズ鏡筒28と共にフォーカスレ
ンズ27が矢印A方向に移動する。With such a configuration, when an oscillating vibration is generated in the stator 53, the vibration is transmitted to the rotor 51 via the friction material 54, and the rotating body 45 rotates together with the rotor 51. The rotation of the rotating body 45 is transmitted to the fixed shaft 47 via a ball screw, and the fixed shaft 47 moves in the axial direction, so that the rectilinear body 48 moves in the arrow B direction. The movement of the rectilinear body 48 is transmitted to the focus lens barrel 28 via the drive rods 49 and 50, and the focus lens 27 moves in the arrow A direction together with the focus lens barrel 28.
【0019】図3は調整用走査光学装置51の焦点調整
方法を説明するブロック構成図である。なお、図9と同
一の符号は同一の部材を示している。ここでは、感光ド
ラム9に相当する位置にビーム径を測定するための拡大
光学系61が配置されている。拡大光学系61には、半
導体レーザー光源23から射出されたビームLを受光す
る受光部62と、そのビームLを撮影するカメラ63が
設けられている。FIG. 3 is a block diagram for explaining a focus adjusting method of the scanning optical device 51 for adjustment. Note that the same reference numerals as those in FIG. 9 indicate the same members. Here, an enlargement optical system 61 for measuring a beam diameter is disposed at a position corresponding to the photosensitive drum 9. The magnifying optical system 61 includes a light receiving unit 62 that receives the beam L emitted from the semiconductor laser light source 23 and a camera 63 that captures the beam L.
【0020】カメラ63の出力は画像処理装置64を介
してディスプレイ65を備えたデータ処理装置66に接
続されている。受光部62の出力は遅延回路67、パル
ス発生器68、レーザー駆動回路69を介してデータ処
理装置66に接続されている。原点検出センサ38と近
原点検出センサ39の出力はデジタル入出力回路70を
介してデータ処理装置66に接続され、ステッピングモ
ータ30にはコントローラ71を介してデータ処理装置
66の出力が接続されている。なお、半導体レーザー光
源23にはレーザー駆動回路69の出力が接続されてい
る。The output of the camera 63 is connected via an image processing device 64 to a data processing device 66 having a display 65. The output of the light receiving section 62 is connected to a data processing device 66 via a delay circuit 67, a pulse generator 68, and a laser drive circuit 69. The outputs of the origin detection sensor 38 and the near origin detection sensor 39 are connected to a data processing device 66 via a digital input / output circuit 70, and the output of the data processing device 66 is connected to the stepping motor 30 via a controller 71. . The output of the laser drive circuit 69 is connected to the semiconductor laser light source 23.
【0021】このような構成における調整用走査光学装
置21の焦点調整に際しては、先ずフォーカスレンズ2
7の原点出しを行う。データ処理装置66によりコント
ローラ71を通してステッピングモータ30を回転さ
せ、調整用射出光学装置21の直進体33をステッピン
グモータ30側に移動させる。モータ30が回転して回
転軸31のねじ部41aが回転すると、直進体33がボ
ールねじを介してステッピングモータ30側に移動し、
近原点検出センサ39がオンになる。更に、ねじ部41
aが回転すると、原点検出センサ38がスリット板32
のスリットを検出する。このとき、ステッピングモータ
30を停止させ、これによりフォーカスレンズ27の原
点出しが完了する。When adjusting the focus of the adjusting scanning optical device 21 having such a configuration, first, the focus lens 2
7. Perform origin search. The stepping motor 30 is rotated by the data processing device 66 through the controller 71, and the rectilinear body 33 of the adjusting ejection optical device 21 is moved to the stepping motor 30 side. When the motor 30 rotates and the screw portion 41a of the rotating shaft 31 rotates, the linear body 33 moves toward the stepping motor 30 via the ball screw,
The near origin detection sensor 39 is turned on. Further, the screw portion 41
When a rotates, the origin detection sensor 38 turns the slit plate 32
The slit of is detected. At this time, the stepping motor 30 is stopped, whereby the origin search of the focus lens 27 is completed.
【0022】次に、フォーカスレンズ27の前方に図示
しないパワーメータを配置する。この状態で、データ処
理装置66によりレーザー駆動回路69を作動させ、光
源23からビームLを射出させ、このビームLのパワー
をパワーメータにより測定しながら所定値に調整する。
パワーを調整した後にポリゴンミラー6を一定の速度で
回転させると、ビームLはポリゴンミラー6により偏向
走査されながら受光部62に入射する。このとき、光源
23は図4に示すようにビームLが受光部62に入射し
た時点から時間t1後にオフにし、時間t2後に時間t3だけ
オンにし、更に時間t4だけオフにする。ここで、時間t
1、t2はポリゴンミラー6の回転速度により決定する。
即ち、ビームLが受光部62に入射した後に、ディスプ
レイ66の視野内で時間t3だけ発光するようにポリゴン
ミラー6の回転速度を決定する。このとき、時間t3は静
止時と同等のビーム径が得られるように十分に少ない時
間とする。このことにより、ポリゴンミラー6を回転さ
せた状態でビーム径を測定できるようになる。Next, a power meter (not shown) is arranged in front of the focus lens 27. In this state, the laser driving circuit 69 is operated by the data processing device 66 to emit a beam L from the light source 23, and the power of the beam L is adjusted to a predetermined value while being measured by a power meter.
When the polygon mirror 6 is rotated at a constant speed after adjusting the power, the beam L enters the light receiving unit 62 while being deflected and scanned by the polygon mirror 6. At this time, as shown in FIG. 4, the light source 23 is turned off after the time t1 from the time when the beam L enters the light receiving unit 62, turned on for the time t3 after the time t2, and turned off for the time t4. Where time t
1, t2 are determined by the rotation speed of the polygon mirror 6.
That is, the rotational speed of the polygon mirror 6 is determined so that the light is emitted for the time t3 within the field of view of the display 66 after the beam L enters the light receiving unit 62. At this time, the time t3 is set to a sufficiently short time so that a beam diameter equivalent to that at rest can be obtained. Thus, the beam diameter can be measured with the polygon mirror 6 rotated.
【0023】このような状態において、ビームLの主走
査方向に対する焦点調整を行う。ステッピングモータ3
0を回転させ、移動範囲の半分だけフォーカスレンズ2
7をステッピングモータ30側に移動させる。この位置
においてステッピングモータ30を逆回転させ、フォー
カスレンズ27をステッピングモータ30の反対側に移
動範囲間だけ移動させる。この間に、ステッピングモー
タ30の回転量と主走査方向のビーム径をコントローラ
71と画像処理装置64をそれぞれ介してデータ処理装
置66に取り込む。In such a state, the focus of the beam L in the main scanning direction is adjusted. Stepping motor 3
0 and rotate the focus lens 2 by half the moving range.
7 is moved to the stepping motor 30 side. At this position, the stepping motor 30 is rotated in the reverse direction, and the focus lens 27 is moved to the opposite side of the stepping motor 30 for a movement range. During this time, the rotation amount of the stepping motor 30 and the beam diameter in the main scanning direction are taken into the data processing device 66 via the controller 71 and the image processing device 64, respectively.
【0024】ビーム径を測定する際には、図5のフロー
チャート図に示すようなフローに沿って行う。即ち、画
像を取り込み(A1)、ヒストグラムを出力し(A2)、ピーク
値を検出し(A3)、スライスレベルを決定し(A4)、そして
ビーム径を算出する(A5)。詳細には、次のようなフロー
に沿って行えばよい。The measurement of the beam diameter is performed according to the flow shown in the flowchart of FIG. That is, an image is captured (A1), a histogram is output (A2), a peak value is detected (A3), a slice level is determined (A4), and a beam diameter is calculated (A5). In detail, it may be performed according to the following flow.
【0025】カメラ63が取り込んだ画像から、図6の
グラフ図に示すようにヒストグラムを取り、ピーク値Vp
s を検出する。このピーク値Vps によりスライスレベル
SLsを次の式から算出する。 SLs =Vps /e2 (ただし、eは自然対数の底)A histogram is taken from the image captured by the camera 63 as shown in the graph of FIG.
Find s. The slice level is determined by this peak value Vps.
SLs is calculated from the following equation. SLs = Vps / e 2 (where e is the base of natural logarithm)
【0026】このように算出したスライスレベルSLs と
ヒストグラムの交点座標からビームBの径を算出する。The diameter of the beam B is calculated from the coordinates of the intersection of the thus calculated slice level SLs and the histogram.
【0027】図7に示すように、ステッピングモータ3
0の回転量から換算したフォーカスレンズ27の移動量
tを横軸とし、主走査方向のビーム径Rを縦軸とする
と、交点座標は (t1,R1),(t2,R2),・・・(ti,Ri),・・・(tn-1,R
n-1),(tn,Rn)となる。As shown in FIG. 7, the stepping motor 3
Assuming that the movement amount t of the focus lens 27 converted from the rotation amount of 0 is the horizontal axis and the beam diameter R in the main scanning direction is the vertical axis, the coordinates of the intersection are (t1, R1), (t2, R2),. (ti, Ri), ... (t n-1 , R
n-1), a (t n, R n).
【0028】ここで、ノイズ成分を取り除くために移動
平均を行うと、移動量tとビーム径Rは、[ti,{(Ri-1)
+(Ri)+(Ri+1)} /3]となる。Here, when moving average is performed to remove the noise component, the moving amount t and the beam diameter R become [ti, {(R i-1 )
+ (Ri) + (R i + 1 )} / 3].
【0029】スライスレベルSLs を最小ビーム径ROに対
して,SLs =1.1・ROとし、スライスレベルSLs とビ
ーム径Rのヒストグラムとの交点の移動位置をta、tbと
すると、最適焦点位置は、(ta+tb)/2となる。If the slice level SLs is SLs = 1.1 · RO with respect to the minimum beam diameter RO, and the moving positions of the intersections between the slice level SLs and the histogram of the beam diameter R are t a and t b , the optimum focus is obtained. The position is (t a + t b ) / 2.
【0030】ここで、移動位置ta、tbは、補完計算によ
り次式となる。 ta=tm+(1.1・RO−Rm)・(tm+1+tm)/(Rm+1-Rm)Here, the moving positions t a , t b are given by the following equations by complementary calculation. t a = t m + (1.1 · RO−R m ) · (t m + 1 + t m ) / (R m + 1 -R m )
【0031】このような計算結果に基づいてステッピン
グモータ30を回転させ、フォーカスレンズ27を最適
焦点位置に移動させればよい。一方、副走査方向に対し
て焦点調整を行うためには、シリンドリカルレンズ5を
図示しない偏心ピンにより光軸方向へ移動させて最適焦
点位置に固定すればよい。The stepping motor 30 may be rotated based on the calculation result to move the focus lens 27 to the optimum focus position. On the other hand, in order to adjust the focus in the sub-scanning direction, the cylindrical lens 5 may be moved in the optical axis direction by an eccentric pin (not shown) and fixed at the optimum focus position.
【0032】最後に、調整用射出光学装置21により調
整したフォーカスレンズ27の位置の計算結果に基づい
て、図10に示したような従来の製品用射出光学装置1
としてのフォーカスレンズ7の位置を調整する。そし
て、調整用射出光学装置21を走査光学装置から外し、
製品用射出光学装置1を取り付ける。このことにより走
査光学装置が完成する。Finally, based on the calculation result of the position of the focus lens 27 adjusted by the adjusting emission optical device 21, the conventional product emission optical device 1 as shown in FIG.
The position of the focus lens 7 is adjusted. Then, the ejection optical device for adjustment 21 is detached from the scanning optical device,
The product injection optical device 1 is attached. This completes the scanning optical device.
【0033】図8は走査光学装置の他の焦点調整方法の
説明図である。ここでは、図3における拡大光学系61
が、基台72上を水平方向に摺動する摺動台73上に載
置されている。摺動台73はモータコントローラ74を
介してコンピュータ66に接続されている。FIG. 8 is an explanatory diagram of another focus adjusting method of the scanning optical device. Here, the magnifying optical system 61 in FIG.
Is mounted on a slide 73 that slides horizontally on the base 72. The slide table 73 is connected to a computer 66 via a motor controller 74.
【0034】焦点調整に際しては、コンピュータ66に
よりモータコントローラ74を通して先ず拡大光学系6
1を位置Aに位置させた状態において、図3と同様に調
整用射出光学装置11のフォーカスレンズ27を主走査
方向の最適焦点位置に移動させ、続いてシリンドリカル
レンズ5を副走査方向の最適焦点位置に移動させ、それ
らの調整位置を記録する。次に、摺動台73を移動する
ことにより拡大光学系61を位置Bに移動し、位置Aに
おいて行った方法と同様な方法に基づいて焦点調整を行
う。更に、拡大光学系61を位置Cに移動して焦点調整
を行う。At the time of focus adjustment, the computer 66 first passes through the motor controller 74 through the magnifying optical system 6.
In a state in which the lens 1 is located at the position A, the focus lens 27 of the adjustment emission optical device 11 is moved to the optimum focus position in the main scanning direction in the same manner as in FIG. Position and record their adjustment positions. Next, the magnifying optical system 61 is moved to the position B by moving the slide table 73, and the focus is adjusted based on a method similar to the method performed at the position A. Further, the focus adjustment is performed by moving the magnifying optical system 61 to the position C.
【0035】これらの各位置A、B、Cにおけるフォー
カスレンズ27及びシリンドリカルレンズ5の最適焦点
位置を所定の式により算出し、この算出結果に基づいた
位置にフォーカスレンズ27とシリンドリカルレンズ5
を固定する。その後に、調整用射出光学装置21を取り
外して製品用射出光学装置1を取り付ける。The optimum focus positions of the focus lens 27 and the cylindrical lens 5 at each of the positions A, B, and C are calculated by a predetermined formula, and the focus lens 27 and the cylindrical lens 5 are set at positions based on the calculation results.
Is fixed. After that, the adjustment emission optical device 21 is removed, and the product emission optical device 1 is attached.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明したように第1の発明に係る調
整用射出光学装置は、フォーカスレンズを光軸方向に直
進移動することができるため、光軸ずれを防止できる。
また、フォーカスレンズの焦点調整を自動化できると共
に、焦点調整の精度を向上でき、かつ焦点調整の時間を
短縮できる。As described above, the adjusting emission optical device according to the first aspect of the present invention can move the focus lens straight in the optical axis direction, thereby preventing the optical axis from shifting.
Further, the focus adjustment of the focus lens can be automated, the accuracy of the focus adjustment can be improved, and the time of the focus adjustment can be reduced.
【0037】また、第2の発明に係る調整用射出光学装
置を用いた走査光学装置の焦点調整方法は、フォーカス
レンズを光軸方向に直進させることにより光軸ずれを防
止できるため、調整用射出光学装置により焦点調整が自
動化でき、焦点調整の高精度化や、焦点調整の時間を短
縮できると共に、部品の必要数を減少でき、コストを下
げることができる。In the focus adjusting method of the scanning optical device using the adjusting emission optical device according to the second invention, the optical axis shift can be prevented by moving the focus lens straight in the optical axis direction. The focus adjustment can be automated by the optical device, so that the focus adjustment can be performed with higher precision and the focus adjustment time can be shortened, and the required number of components can be reduced, thereby reducing the cost.
【図1】第1の実施例の一部を断面とした側面図であ
る。FIG. 1 is a side view showing a part of the first embodiment in cross section.
【図2】第2の実施例の一部を断面とした側面図であ
る。FIG. 2 is a side view showing a part of the second embodiment in cross section.
【図3】走査光学装置焦点調整方法を説明するためのブ
ロック構成図である。FIG. 3 is a block diagram for explaining a focus adjustment method of the scanning optical device.
【図4】受光部の出力と光源の出力のタイミング図であ
る。FIG. 4 is a timing chart of the output of the light receiving unit and the output of the light source.
【図5】ビーム径算出のフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart of a beam diameter calculation.
【図6】ビーム径算出のグラフ図である。FIG. 6 is a graph for calculating a beam diameter.
【図7】移動量とビーム径のグラフ図である。FIG. 7 is a graph showing a movement amount and a beam diameter;
【図8】走査光学装置の他の焦点調整方法を説明するた
めのブロック回路構成図である。FIG. 8 is a block circuit diagram for explaining another focus adjusting method of the scanning optical device.
【図9】走査光学装置の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a scanning optical device.
【図10】従来例の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a conventional example.
1 拡大光学系 2 受光部 3 摺動台 21、21’ 射出光学装置 23 半導体レーザ光源 25 コリメータレンズ 27 フォーカスレンズ 30 ステッピングモータ 31 回転軸 31a ねじ部 32 スリット板 33 直進体 34、35、49、50 駆動棒 38 原点検出センサ 39 近原点検出センサ 74 モータコントローラ REFERENCE SIGNS LIST 1 magnifying optical system 2 light receiving unit 3 slide 21, 21 ′ emission optical device 23 semiconductor laser light source 25 collimator lens 27 focus lens 30 stepping motor 31 rotation axis 31 a screw part 32 slit plate 33 linear body 34, 35, 49, 50 Drive rod 38 Origin detection sensor 39 Near origin detection sensor 74 Motor controller
Claims (3)
した光束を集光する調整用フォーカスレンズとから成
り、該調整用フォーカスレンズは光軸方向に移動する直
進体に取り付け、該直進体は運動方向変換手段を介して
回転駆動体に取り付けたことを特徴とする調整用射出光
学装置。1. A light source for emitting a light beam, and an adjusting focus lens for condensing the light beam emitted from the light source, wherein the adjusting focus lens is attached to a linear body that moves in the optical axis direction. An adjusting optical output device mounted on a rotary drive via a motion direction converting means.
た請求項1に記載の調整用射出光学装置。2. The adjustment optical apparatus according to claim 1, wherein the movement direction converting means is a ball screw.
向に移動する製品用フォーカスレンズとを有する製品用
射出光学装置を取り付ける走査光学装置の焦点を調整す
る場合において、光束を出射する光源と、該光源から出
射した光束を集光する調整用フォーカスレンズとから成
り、該調整用フォーカスレンズは光軸方向に移動する直
進体に取り付け、該直進体は運動方向変換手段を介して
回転駆動体に取り付けた調整用射出光学装置を前記射出
光学装置に取り付ける第1工程と、前記調整用フォーカ
スレンズを透過した光束径を光束径測定手段により測定
しながら光束径が最小になるように前記回転駆動体を回
転して前記調整用フォーカスレンズを位置させる第2工
程と、前記調整用フォーカスレンズの位置に基づいて前
記製品用フォーカスレンズを回転して前記製品用フォー
カスレンズの位置を設定する第3工程と、前記調整用射
出光学装置を前記射出光学装置から取り外す第4工程
と、前記製品用フォーカスレンズの位置を設定した前記
製品用射出光学装置を前記走査光学装置に取り付ける第
5工程とから成ることを特徴とする調整用射出光学装置
を用いた走査光学装置の焦点調整方法。3. A light source that emits a light beam when adjusting the focus of a scanning optical device to which a product emission optical device having a light source that emits a light beam and a product focus lens that moves in the optical axis direction by rotation is attached. An adjusting focus lens for condensing a light beam emitted from the light source, the adjusting focus lens being attached to a rectilinear body moving in the optical axis direction, and the rectilinear body being a rotational driving body via a motion direction converting means. A first step of attaching the adjustment emission optical device attached to the lens to the emission optical device, and the rotation driving so that the light beam diameter is minimized while measuring the light beam diameter transmitted through the adjustment focus lens by the light beam diameter measuring means. A second step of rotating the body to position the adjustment focus lens; and focusing on the product focus based on the position of the adjustment focus lens. A third step of setting the position of the product focus lens by rotating a lens, a fourth step of removing the adjusting emission optical device from the emission optical device, and the product setting the position of the product focus lens And a fifth step of attaching the emission optical device for scanning to the scanning optical device. A method of adjusting the focus of the scanning optical device using the emission optical device for adjustment.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP29273893A JP3320171B2 (en) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | Ejection optical device for adjustment and focus adjustment method for scanning optical device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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