JP2002006245A - Optical scanner - Google Patents
Optical scannerInfo
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- JP2002006245A JP2002006245A JP2000190447A JP2000190447A JP2002006245A JP 2002006245 A JP2002006245 A JP 2002006245A JP 2000190447 A JP2000190447 A JP 2000190447A JP 2000190447 A JP2000190447 A JP 2000190447A JP 2002006245 A JP2002006245 A JP 2002006245A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置に関す
るものであり、更に詳しくは、例えばレーザービームプ
リンタ等の装置に好適な光走査装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly, to an optical scanning device suitable for an apparatus such as a laser beam printer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年の情報ネットワークの発達及びデジ
タル化に伴い、レーザービームプリンタの高速化が強く
望まれてきている。この、レーザービームプリンタの高
速化を図る手段の一つとして、走査用のポリゴンミラー
の回転を高速化する事が挙げられる。ところが、現状で
はポリゴンミラーの回転数が５万回転近くになると、遠
心力によるポリゴン面の歪が生じるため、これ以上のポ
リゴンミラーの回転の高速化には限度があるとされてい
る。そこで、レーザービームプリンタの描画速度のさら
なる高速化を図るために、複数のレーザービームで感光
体面を走査する事が従来より行われている。2. Description of the Related Art With the development and digitization of information networks in recent years, there has been a strong demand for faster laser beam printers. One of the means for increasing the speed of the laser beam printer is to increase the speed of rotation of the scanning polygon mirror. However, at present, when the number of rotations of the polygon mirror approaches 50,000, distortion of the polygon surface occurs due to centrifugal force, and it is said that there is a limit to further speeding up the rotation of the polygon mirror. Therefore, in order to further increase the drawing speed of the laser beam printer, the surface of the photoconductor is scanned with a plurality of laser beams.
【０００３】具体的には、例えば特開平９−２８１４２
０号公報，特開平９−２８８２４４号公報に記載されて
いる如く、光源として複数の発光点を有するいわゆる面
発光レーザーを用いた光走査装置の構成としている。ま
た、特開平８−３３８９５７号公報に記載されている如
く、複数の光源で発生される光ビームをそれぞれ光ファ
イバーに導き、これら複数の光ファイバーから射出され
る光ビームを二次光源とする光走査装置の構成としてい
る。また、特開平９−２１８３６３号公報に記載されて
いる如く、複数の光源から射出された光ビームを、偏光
ビームスプリッターで略同一の光路に合成する光走査装
置の構成としている。Specifically, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-28142
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 0, 9-288244, a light scanning device using a so-called surface emitting laser having a plurality of light emitting points as a light source is employed. Further, as described in JP-A-8-338957, an optical scanning device in which light beams generated by a plurality of light sources are respectively guided to optical fibers, and the light beams emitted from the plurality of optical fibers are used as secondary light sources. Configuration. Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-218363, an optical scanning device is configured to combine light beams emitted from a plurality of light sources onto substantially the same optical path by a polarizing beam splitter.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た各構成では、複数の光ビームの偏光方向がそれぞれ異
なり、またこれらが入射するレンズの透過率やミラーの
反射率が偏光方向によって異なるので、これにより被走
査面における光量が各光ビーム毎に異なるという問題が
生じる。However, in each of the above-described configurations, the polarization directions of a plurality of light beams are different from each other, and the transmittance of a lens to which these light beams enter and the reflectance of a mirror are different depending on the polarization direction. This causes a problem that the amount of light on the surface to be scanned differs for each light beam.
【０００５】具体的には、上記特開平９−２８１４２０
号公報，特開平９−２８８２４４号公報に記載されてい
る構成では、一般に面発光レーザーの偏光方向が定まら
ないため、これより射出する複数の光ビームの偏光方向
はそれぞれ異なる。また、上記特開平８−３３８９５７
号公報に記載されているような構成では、光ファイバー
中で光ビームの偏光方向が変化するため、光ファイバー
による二次光源から射出された複数の光ビームの偏光方
向はそれぞれ異なる。また、上記特開平９−２１８３６
３号公報に記載されているような構成では、偏光ビーム
スプリッターで合成された光ビームの偏光方向が、互い
に９０゜異なる。More specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-281420 describes
In the configuration described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 9-288244, the polarization direction of a surface emitting laser is generally not determined, so that the polarization directions of a plurality of light beams emitted from the laser differ from each other. Further, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-338957
In the configuration described in the above publication, the polarization directions of the light beams change in the optical fiber, and thus the polarization directions of a plurality of light beams emitted from the secondary light source by the optical fiber are different from each other. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-21836
In the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3 (1999) -1995, the polarization directions of the light beams combined by the polarization beam splitter are different from each other by 90 °.
【０００６】また、ミラーの反射率やレンズの透過率
は、入射角が０゜以外のときには、入射する光の偏光方
向によって異なる事が知られている。光走査装置では、
一般に、走査領域を走査する光ビームが、偏向器である
回転多面鏡（ポリゴンミラー）に対して、入射角を持っ
て斜めに入射するため、ここでの反射率が偏光方向によ
って異なる。また、回転多面鏡で偏向された光ビーム
は、走査領域の中心を走査するときには、走査光学系の
結像レンズに対して垂直に入射するが、それ以外の領域
を走査するときには斜めに入射するので、ここでの透過
率が偏光方向によって異なる。これにより、感光体ドラ
ム等の被走査面における光量が各光ビーム毎に異なる事
になる。It is known that the reflectance of the mirror and the transmittance of the lens differ depending on the polarization direction of the incident light when the incident angle is other than 0 °. In the optical scanning device,
In general, a light beam that scans a scanning area is incident obliquely at an incident angle on a rotating polygon mirror (polygon mirror), which is a deflector, and thus the reflectance here differs depending on the polarization direction. The light beam deflected by the rotary polygon mirror is vertically incident on the imaging lens of the scanning optical system when scanning the center of the scanning area, but is obliquely incident when scanning the other area. Therefore, the transmittance here differs depending on the polarization direction. As a result, the amount of light on the surface to be scanned, such as the photosensitive drum, differs for each light beam.
【０００７】そこで、複数の光ビームの偏光方向の違い
をなくす従来の手段として、以下のものが提案されてい
る。まず、上記特開平９−２８８２４４号公報に記載さ
れている如く、光源と偏向器との間の光路上に、複数の
光ビームの偏光方向を制限する偏光板を設けた構成とし
ている。Therefore, the following has been proposed as a conventional means for eliminating the difference in the polarization direction of a plurality of light beams. First, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-288244, a configuration is adopted in which a polarizing plate for limiting the polarization directions of a plurality of light beams is provided on an optical path between a light source and a deflector.
【０００８】また、上記特開平８−３３８９５７号公報
に記載されている如く、光ファイバーによる二次光源に
おいて、各光ファイバー毎に設けた１／２波長板を光軸
周りに回転調整する構成としている。また、上記特開平
９−２１８３６３号公報に記載されている如く、偏光ビ
ームスプリッターによる光ビーム合成後の光路上に１／
４波長板を挿入し、直線偏光を円偏光に変換して偏光方
向の違いをなくす構成としている。Further, as described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-338957, in a secondary light source using optical fibers, a half-wave plate provided for each optical fiber is rotated and adjusted around the optical axis. Further, as described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-218363, 1 /
A four-wavelength plate is inserted to convert linearly polarized light into circularly polarized light to eliminate the difference in polarization direction.
【０００９】ところが、上記特開平９−２８８２４４号
公報に記載されているような、偏光板による構成では、
光量損失が大きくなるので問題である。特に、光源から
の光ビームの偏光方向と偏光板の偏光方向とが互いに直
交する場合には、全光量が遮蔽されてしまう。また、上
記特開平８−３３８９５７号公報に記載されているよう
な、１／２波長板による構成では、このようないわゆる
位相板は高価であり、また回転調整の手間がかかるの
で、コストアップとなるという問題がある。However, in the configuration using a polarizing plate as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-288244,
This is a problem because the light amount loss is increased. In particular, when the polarization direction of the light beam from the light source and the polarization direction of the polarizing plate are orthogonal to each other, the entire amount of light is blocked. In a configuration using a half-wave plate as described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-338957, such a so-called phase plate is expensive and requires time and labor for rotation adjustment. Problem.
【００１０】また、上記特開平９−２１８３６３号公報
に記載されているような、１／４波長板を挿入する構成
では、同様にしてこのようないわゆる位相板は高価であ
り、コストアップとなるという問題がある。加えて、面
発光レーザーや光ファイバーのような、偏光方向が特定
できない光源の場合には、適用できないという問題があ
る。つまり、１／４波長板で直線偏光を円偏光に変換す
るためには、その主軸を偏光方向に対して４５゜傾ける
必要があるが、面発光レーザーや光ファイバーにおいて
は、その偏光方向が特定できない。即ち、偏光方向を測
定し、それに基づいて主軸を調整しようとしても、複数
の光ビームの偏光方向が任意にばらつくため、全ての光
ビームを円偏光に変換する事はできない。Also, in a configuration in which a quarter-wave plate is inserted as described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-218363, such a so-called phase plate is similarly expensive and increases the cost. There is a problem. In addition, there is a problem that it cannot be applied to a light source such as a surface emitting laser or an optical fiber whose polarization direction cannot be specified. In other words, in order to convert linearly polarized light into circularly polarized light with a quarter-wave plate, it is necessary to incline the main axis by 45 ° with respect to the polarization direction. However, the polarization direction cannot be specified in a surface emitting laser or an optical fiber. . That is, even if the direction of polarization is measured and the principal axis is adjusted based on the direction, all the light beams cannot be converted into circularly polarized light because the polarization directions of a plurality of light beams vary arbitrarily.
【００１１】本発明は、このような問題点に鑑み、簡単
な構成で、複数の光ビームの偏光方向がそれぞれ異なっ
ていても、被走査面における光量を各光ビームについて
揃える事ができる光走査装置を提供する事を目的とす
る。The present invention has been made in view of the above-described problems, and has a simple configuration and is capable of making the light amounts on the surface to be scanned uniform for each light beam even when the polarization directions of the plurality of light beams are different from each other. The purpose is to provide a device.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、光源から射出された複数の光ビームを
偏向器で偏向して被走査面上を走査する光走査装置であ
って、前記複数の光ビームのうち少なくとも一つの光ビ
ームの偏光方向が、他のいずれかの光ビームの偏光方向
と異なる光走査装置において、前記複数の光ビームの偏
光方向の違いによる、前記被走査面における各光量の差
を補正するように、光路上に配置された光学素子を光軸
に対して傾ける事を特徴とする。According to the present invention, there is provided an optical scanning apparatus for scanning a surface to be scanned by deflecting a plurality of light beams emitted from a light source with a deflector. In an optical scanning device in which the polarization direction of at least one of the plurality of light beams is different from the polarization direction of any of the other light beams, the scanning direction may be different due to a difference in the polarization direction of the plurality of light beams. The optical element disposed on the optical path is inclined with respect to the optical axis so as to correct the difference between the amounts of light on the surface.
【００１３】また、前記光源は面発光レーザーである事
を特徴とする。或いは、前記光源は複数の光ファイバー
より成る２次光源である事を特徴とする。Further, the light source is a surface emitting laser. Alternatively, the light source is a secondary light source comprising a plurality of optical fibers.
【００１４】また、前記光ビームの偏光方向が副走査方
向に平行なときの方が、主走査方向に平行なときより前
記被走査面における光量の平均値が大きい光走査装置に
おいて、光路上の透過型光学素子を副走査方向に平行な
軸の周りに光軸に対して傾ける事を特徴とする。In the optical scanning device, the average value of the light amount on the surface to be scanned is larger when the polarization direction of the light beam is parallel to the sub-scanning direction than when the light beam is parallel to the main scanning direction. The transmission type optical element is characterized by being inclined with respect to the optical axis around an axis parallel to the sub-scanning direction.
【００１５】或いは、前記光ビームの偏光方向が副走査
方向に平行なときの方が、主走査方向に平行なときより
前記被走査面における光量の平均値が大きい光走査装置
において、光路上の反射型光学素子を主走査方向に平行
な軸の周りに光軸に対して傾ける事を特徴とする。Alternatively, in the optical scanning device, when the polarization direction of the light beam is parallel to the sub-scanning direction, the average value of the light amount on the surface to be scanned is larger than when the light beam is parallel to the main scanning direction. The reflection type optical element is characterized by being inclined with respect to the optical axis around an axis parallel to the main scanning direction.
【００１６】また、前記光ビームの偏光方向が主走査方
向に平行なときの方が、副走査方向に平行なときより前
記被走査面における光量の平均値が大きい光走査装置に
おいて、光路上の透過型光学素子を主走査方向に平行な
軸の周りに光軸に対して傾ける事を特徴とする。Further, in the optical scanning device, when the polarization direction of the light beam is parallel to the main scanning direction, the average value of the light amount on the surface to be scanned is larger than when the light beam is parallel to the sub-scanning direction. The transmission type optical element is characterized in that it is inclined with respect to the optical axis around an axis parallel to the main scanning direction.
【００１７】或いは、前記光ビームの偏光方向が主走査
方向に平行なときの方が、副走査方向に平行なときより
前記被走査面における光量の平均値が大きい光走査装置
において、光路上の反射型光学素子を副走査方向に平行
な軸の周りに光軸に対して傾ける事を特徴とする。Alternatively, in an optical scanning device in which the average value of the amount of light on the surface to be scanned is larger when the polarization direction of the light beam is parallel to the main scanning direction than when the polarization direction is parallel to the sub-scanning direction. The reflective optical element is characterized by being inclined with respect to the optical axis around an axis parallel to the sub-scanning direction.
【００１８】ここで、主走査方向とは、光源から被走査
面までの光路を直線状に展開したときに、光ビームが被
走査面を走査する方向であり、副走査方向とは、光軸と
主走査方向に垂直な方向である。Here, the main scanning direction is the direction in which the light beam scans the surface to be scanned when the optical path from the light source to the surface to be scanned is linearly developed, and the sub-scanning direction is the direction along the optical axis. And the direction perpendicular to the main scanning direction.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。ここで、主走査方
向，副走査方向の定義をしておく。光源から被走査面ま
での光路を直線状に展開したときに、光ビームが被走査
面を走査する方向を主走査方向とし、光軸と主走査方向
に垂直な方向を副走査方向とする。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the main scanning direction and the sub-scanning direction are defined. When the optical path from the light source to the surface to be scanned is developed linearly, the direction in which the light beam scans the surface to be scanned is defined as the main scanning direction, and the direction perpendicular to the optical axis and the main scanning direction is defined as the sub-scanning direction.
【００２０】図１は、本発明の光走査装置の第１の実施
形態の概略構成を示す斜視図である。同図に示すよう
に、複数の発光部を有する光源である半導体レーザー１
から射出された複数の光ビームＬは、コリメータレンズ
２を通過してここで平行な光ビームに変換される。さら
に、副走査方向だけに正の屈折力を有するシリンドリカ
ルレンズ３を通過してここで屈折力を受け、更に平行平
板７を通過して、偏向器としての回転多面鏡４の反射面
４ａ近傍で副走査方向のみ集光される。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a first embodiment of the optical scanning device of the present invention. As shown in the figure, a semiconductor laser 1 which is a light source having a plurality of light emitting units
The plurality of light beams L emitted from the light source pass through the collimator lens 2 and are converted into parallel light beams here. Further, the light passes through a cylindrical lens 3 having a positive refractive power only in the sub-scanning direction, receives a refractive power there, and further passes through a parallel flat plate 7 to be near a reflecting surface 4a of a rotary polygon mirror 4 as a deflector. Light is collected only in the sub-scanning direction.
【００２１】さらに、矢印ａの方向に回転軸４ｂの周り
を回転する回転多面鏡４によって反射，偏向され、続い
て結像レンズ５により集束されて、被走査面６上に結像
する。回転多面鏡４が回転する事によって各反射面４ａ
が回転し、被走査面６を光ビームＬが矢印ｂの方向に走
査してゆく。なお、平行平板７は、副走査方向に平行な
軸７ａの周りに、光軸（不図示）に対して傾けて配置さ
れている。また、回転多面鏡４は、図示しないモータに
より駆動されて回転する。また、半導体レーザー１は面
発光レーザーであり、一般に面発光レーザーの偏光方向
は定まらないため、複数の光ビームの偏光方向は互いに
異なる。Further, the light is reflected and deflected by the rotating polygon mirror 4 rotating around the rotation axis 4b in the direction of arrow a, and is subsequently focused by the imaging lens 5 to form an image on the surface 6 to be scanned. Each reflecting surface 4a is formed by rotating the rotating polygon mirror 4.
Rotates, and the light beam L scans the surface 6 to be scanned in the direction of arrow b. Note that the parallel plate 7 is disposed around an axis 7a parallel to the sub-scanning direction and inclined with respect to an optical axis (not shown). The rotary polygon mirror 4 is driven and rotated by a motor (not shown). Further, since the semiconductor laser 1 is a surface emitting laser and the polarization direction of the surface emitting laser is generally not determined, the polarization directions of a plurality of light beams are different from each other.
【００２２】図２は、本発明の光走査装置で使用する光
源の他の例を模式的に示す図である。ここでは上記半導
体レーザー１とコリメータレンズ２の代わりに、複数の
半導体レーザーやビームスプリッタ等を用いている。同
図に示すように、半導体レーザー１１ａ，１１ｂからそ
れぞれ射出された光ビームＬａ，Ｌｂは、ビームスプリ
ッタ１３により略同一の光路に合成される。FIG. 2 is a diagram schematically showing another example of the light source used in the optical scanning device of the present invention. Here, a plurality of semiconductor lasers, beam splitters, and the like are used instead of the semiconductor laser 1 and the collimator lens 2. As shown in the figure, the light beams La and Lb respectively emitted from the semiconductor lasers 11a and 11b are combined into substantially the same optical path by the beam splitter 13.
【００２３】具体的には、半導体レーザー１１ａから射
出された光ビームＬａは、コリメータレンズ１２ａを通
過し、Ｐ偏光としてビームスプリッタ１３を通過する。
一方、半導体レーザー１１ｂから射出された光ビーム
は、コリメータレンズ１２ｂを通過し、１／２波長板１
４で偏光方向を変換され、Ｓ偏光としてビームスプリッ
タ１３で反射される。そして、ビームスプリッタ１３か
ら出てきたこれら２つの光ビームは、略同一の光路に合
成される。このとき、これら２つの光ビームの偏光方向
は互いに異なる。Specifically, the light beam La emitted from the semiconductor laser 11a passes through the collimator lens 12a, and passes through the beam splitter 13 as P-polarized light.
On the other hand, the light beam emitted from the semiconductor laser 11b passes through the collimator lens 12b and
4, the polarization direction is changed, and the reflected light is reflected by the beam splitter 13 as S-polarized light. Then, these two light beams coming out of the beam splitter 13 are combined into substantially the same optical path. At this time, the polarization directions of these two light beams are different from each other.
【００２４】図３は、本発明の光走査装置で使用する光
源の更に他の例を模式的に示す図である。ここでは上記
半導体レーザー１とコリメータレンズ２の代わりに、複
数の半導体レーザーや光ファイバー等を用いている。同
図に示すように、半導体レーザー２１ａ，２１ｂからそ
れぞれ射出された光ビームＬａ，Ｌｂは、レンズ２２
ａ，２２ｂをそれぞれ通過し、光ファイバー２３ａ，２
３ｂにそれぞれ入射する。そして、各光ファイバーから
出てきたこれら２つの光ビームは、略同一の光路に合成
され、２次光源となる。このとき、光ファイバー２３
ａ，２３ｂ中では通過した光ビームの偏光方向が変化す
るため、これら２つの光ビームの偏光方向は互いに異な
る。FIG. 3 is a diagram schematically showing still another example of the light source used in the optical scanning device of the present invention. Here, a plurality of semiconductor lasers and optical fibers are used instead of the semiconductor laser 1 and the collimator lens 2. As shown in the figure, light beams La and Lb respectively emitted from semiconductor lasers 21a and 21b are
a and 22b, respectively, and the optical fibers 23a and 2b
3b. Then, these two light beams coming out of the respective optical fibers are combined into substantially the same optical path and become a secondary light source. At this time, the optical fiber 23
Since the polarization directions of the light beams passing through a and 23b change, the polarization directions of these two light beams are different from each other.
【００２５】ところで、図１に示した結像レンズ５及び
平行平板７の硝材はＢＫ７である。また、結像レンズ５
には反射防止膜として厚さ１／４λのＭｇＦ2が設けら
れている。ここで、λは使用する光ビームの波長であ
り、λ＝７８０ｎｍである。平行平板７にはコーティン
グは施されていない。また、回転多面鏡４の反射面とな
るＡｌミラー部には、保護膜として厚さ１／２λのＳｉ
Ｏ2が設けられている。The glass material of the imaging lens 5 and the parallel plate 7 shown in FIG. 1 is BK7. The imaging lens 5
Is provided with 1 / 4λ of MgF 2 as an anti-reflection film. Here, λ is the wavelength of the light beam to be used, and λ = 780 nm. The parallel plate 7 is not coated. In addition, an Al mirror portion serving as a reflection surface of the rotary polygon mirror 4 is provided with a 1 / 2λ thick Si as a protective film.
O 2 is provided.
【００２６】図４は、平行平板が無い場合の被走査面に
おける光量の効率の分布を示すグラフである。同図にお
いて、横軸は走査角(deg)を表し、縦軸は光量効率を表
している。本実施形態で平行平板７が無い場合は、回転
多面鏡４，結像レンズ５の各面における光量の損失によ
り、被走査面６における光量の効率の分布は同図のよう
になる。ここでは光ビームの偏光方向が主走査方向に平
行な場合を実線αで示し、副走査方向に平行な場合を破
線βで示す。なお、コリメータレンズ２，シリンドリカ
ルレンズ３の透過面での光量損失は、走査角，偏光方向
による差がないため、ここには含んでいない。FIG. 4 is a graph showing the distribution of the light amount efficiency on the surface to be scanned when there is no parallel flat plate. In the figure, the horizontal axis represents the scanning angle (deg), and the vertical axis represents the light intensity efficiency. In the case where there is no parallel flat plate 7 in the present embodiment, the distribution of the efficiency of the light amount on the surface 6 to be scanned becomes as shown in the figure due to the loss of the light amount on each surface of the rotary polygon mirror 4 and the imaging lens 5. Here, the case where the polarization direction of the light beam is parallel to the main scanning direction is indicated by a solid line α, and the case where the polarization direction of the light beam is parallel to the sub-scanning direction is indicated by a broken line β. The light amount loss on the transmission surfaces of the collimator lens 2 and the cylindrical lens 3 is not included here because there is no difference due to the scanning angle and the polarization direction.
【００２７】回転多面鏡４においては、ここに入射する
光ビームがＳ偏光のとき、即ち偏光方向が副走査方向に
平行なときの方が反射率が高く、偏光方向による反射率
の差は、入射角が大きいほど即ち走査領域の始点側であ
るほど大きくなる。一方、結像レンズ５においては、入
射角０゜の場合を除いて、ここに入射する光ビームがＰ
偏光のとき、即ち偏光方向が主走査方向に平行なときの
方が透過率が高く、偏光方向による透過率の差は、入射
角が大きいほど即ち走査領域の中心から外側へ向かうほ
ど大きくなる。この構成の場合は、回転多面鏡４の影響
の方が大きく、走査領域全域で見ると、偏光方向が副走
査方向に平行なときの方が光量の効率は高くなる。In the rotary polygon mirror 4, the reflectance is higher when the incident light beam is S-polarized light, that is, when the polarization direction is parallel to the sub-scanning direction. The larger the incident angle, that is, the closer to the start point of the scanning area, the larger the incident angle. On the other hand, in the imaging lens 5, the light beam incident here is P
In the case of polarized light, that is, when the polarization direction is parallel to the main scanning direction, the transmittance is higher. The difference in transmittance depending on the polarization direction becomes larger as the incident angle becomes larger, that is, as it goes outward from the center of the scanning area. In the case of this configuration, the effect of the rotary polygon mirror 4 is greater, and when viewed in the entire scanning region, the efficiency of the light amount is higher when the polarization direction is parallel to the sub-scanning direction.
【００２８】図４に示した具体例によると、偏光方向に
よる光量の効率の差は、走査領域の始点側即ち走査角が
マイナス側の端部で最も大きく、偏光方向が副走査方向
に平行な場合が主走査方向に平行な場合よりも７．０％
大きくなっている。ところが、偏光方向による光量の効
率の差は、５％以下である事が望ましいので問題とな
る。この場合、同図に示すように、光ビームの偏光方向
が副走査方向に平行なときの光量の最大値と最小値の平
均値Ａが、光ビームの偏光方向が主走査方向に平行なと
きの光量の最大値と最小値の平均値Ｂよりも大きいため
に、偏光方向による差が特に大きくなっている。According to the specific example shown in FIG. 4, the difference in the light amount efficiency depending on the polarization direction is largest at the starting point side of the scanning area, that is, at the end where the scanning angle is minus, and the polarization direction is parallel to the sub-scanning direction. 7.0% higher than in the case parallel to the main scanning direction
It is getting bigger. However, there is a problem because the difference in the efficiency of the light amount depending on the polarization direction is desirably 5% or less. In this case, as shown in the figure, when the polarization direction of the light beam is parallel to the sub-scanning direction, the average value A of the maximum value and the minimum value of the amount of light is determined when the polarization direction of the light beam is parallel to the main scanning direction. Is larger than the average value B between the maximum value and the minimum value of the light amount, the difference depending on the polarization direction is particularly large.
【００２９】図５は、平行平板がある場合即ち本実施形
態での被走査面における光量の効率の分布を示すグラフ
である。同図において、横軸は走査角(deg)を表し、縦
軸は光量効率を表している。上記と同様にして、ここで
は光ビームの偏光方向が主走査方向に平行な場合を実線
αで示し、副走査方向に平行な場合を破線βで示す。本
実施形態では、平行平板７は、副走査方向に平行な軸７
ａの周りに、その法線が光軸に対して２３゜傾くように
して配置されている。FIG. 5 is a graph showing the distribution of the efficiency of the amount of light on the surface to be scanned in the case where there are parallel flat plates, that is, in this embodiment. In the figure, the horizontal axis represents the scanning angle (deg), and the vertical axis represents the light intensity efficiency. Similarly to the above, a case where the polarization direction of the light beam is parallel to the main scanning direction is indicated by a solid line α, and a case where the polarization direction of the light beam is parallel to the sub-scanning direction is indicated by a broken line β. In the present embodiment, the parallel flat plate 7 has an axis 7 parallel to the sub-scanning direction.
It is arranged around a so that its normal line is inclined by 23 ° with respect to the optical axis.
【００３０】そのため、光ビームの偏光方向が主走査方
向に平行なときの方が、平行平板７に対してＰ偏光で入
射するので透過率が高く、各偏光方向毎の光量の平均値
Ａ，Ｂの差が、図４の場合と比較して縮まっている。特
に、平行平板７は回転多面鏡４による偏向前の光路上に
あるため、透過率は走査角によらず一定であり、図４に
おける２本の曲線α，βは上下に平行移動して相寄った
状態となる。この図５によると、各偏光方向毎の光量の
平均値が接近しているため、偏光方向による差が最大と
なる走査角においても、偏光方向による差は３．４％と
小さくなっている。Therefore, when the polarization direction of the light beam is parallel to the main scanning direction, the light beam is incident on the parallel plate 7 as P-polarized light, so that the transmittance is higher, and the average value A, The difference between B is smaller than that in FIG. In particular, since the parallel plate 7 is on the optical path before deflection by the rotary polygon mirror 4, the transmittance is constant regardless of the scanning angle, and the two curves α and β in FIG. It is in a state of approaching. According to FIG. 5, since the average values of the light amounts in the respective polarization directions are close to each other, the difference due to the polarization direction is as small as 3.4% even at the scanning angle where the difference according to the polarization direction is the largest.
【００３１】なお、平行平板７を傾ける代わりに、シリ
ンドリカルレンズ３を傾けても同様の効果が得られる。
その場合、平行平板７は省略する事ができる。或いは、
回転多面鏡４の汚染を防ぐためのウィンドウを設けて、
そのウィンドウを傾けても良い。Note that the same effect can be obtained by inclining the cylindrical lens 3 instead of inclining the parallel plate 7.
In that case, the parallel plate 7 can be omitted. Or,
Provide a window to prevent contamination of the rotating polygon mirror 4,
The window may be tilted.
【００３２】図６は、本発明の光走査装置の第２の実施
形態の概略構成を示す斜視図である。基本的な構成は、
上記第１の実施形態で示したものと同様であるが、ここ
では平行平板の代わりにミラーを用いている。改めて説
明すると、同図に示すように、複数の発光部を有する光
源である半導体レーザー１から射出された複数の光ビー
ムＬは、コリメータレンズ２を通過してここで平行な光
ビームに変換される。さらに、副走査方向だけに正の屈
折力を有するシリンドリカルレンズ３を通過してここで
屈折力を受け、更にミラー８で反射されて、偏向器とし
ての回転多面鏡４の反射面４ａ近傍で副走査方向のみ集
光される。FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a second embodiment of the optical scanning device of the present invention. The basic configuration is
This is the same as that shown in the first embodiment, but here, a mirror is used instead of a parallel plate. Describing again, as shown in the figure, a plurality of light beams L emitted from a semiconductor laser 1 which is a light source having a plurality of light emitting portions pass through a collimator lens 2 and are converted into parallel light beams here. You. Further, the light passes through a cylindrical lens 3 having a positive refractive power only in the sub-scanning direction, receives a refracting power there, is further reflected by a mirror 8, and is near a reflecting surface 4a of a rotary polygon mirror 4 as a deflector. Light is collected only in the scanning direction.
【００３３】さらに、矢印ａの方向に回転軸４ｂの周り
を回転する回転多面鏡４によって反射，偏向され、続い
て結像レンズ５により集束されて、被走査面６上に結像
する。回転多面鏡４が回転する事によって各反射面４ａ
が回転し、被走査面６を光ビームＬが矢印ｂの方向に走
査してゆく。なお、ミラー８は、主走査方向に平行（光
路展開時）な軸８ａの周りに、光軸に対して傾けて配置
されている。また、回転多面鏡４は、図示しないモータ
により駆動されて回転する。また、半導体レーザー１は
面発光レーザーであり、一般に面発光レーザーの偏光方
向は定まらないため、複数の光ビームの偏光方向は互い
に異なる。Further, the light is reflected and deflected by the rotary polygon mirror 4 rotating around the rotation axis 4b in the direction of the arrow a, and is subsequently focused by the imaging lens 5 to form an image on the surface 6 to be scanned. Each reflecting surface 4a is formed by rotating the rotating polygon mirror 4.
Rotates, and the light beam L scans the surface 6 to be scanned in the direction of arrow b. The mirror 8 is arranged around an axis 8a parallel to the main scanning direction (when the optical path is developed) and inclined with respect to the optical axis. The rotary polygon mirror 4 is driven and rotated by a motor (not shown). Further, since the semiconductor laser 1 is a surface emitting laser and the polarization direction of the surface emitting laser is generally not determined, the polarization directions of a plurality of light beams are different from each other.
【００３４】ミラー８においては、ここに入射する光ビ
ームがＳ偏光のとき、即ち偏光方向が主走査方向に平行
なときの方が反射率が高くなり、偏光方向による反射率
の差を小さくする事ができる。また、ミラー８の反射面
であるＡｌミラー部には、保護膜として厚さ１／２λの
ＳｉＯ2が設けられている。また本実施形態では、ミラ
ー８は主走査方向に平行な軸８ａの周りに、その法線が
光軸に対して２９゜傾くようにして配置されている。In the mirror 8, when the light beam incident thereon is S-polarized light, that is, when the polarization direction is parallel to the main scanning direction, the reflectance is higher, and the difference in reflectance depending on the polarization direction is reduced. Can do things. Further, a SiO 2 layer having a thickness of 1 / 2λ is provided as a protective film on the Al mirror portion, which is the reflection surface of the mirror 8. In this embodiment, the mirror 8 is arranged around an axis 8a parallel to the main scanning direction such that its normal line is inclined by 29 ° with respect to the optical axis.
【００３５】図７は、本実施形態での被走査面における
光量の効率の分布を示すグラフである。同図において、
横軸は走査角(deg)を表し、縦軸は光量効率を表してい
る。上記と同様にして、ここでは光ビームの偏光方向が
主走査方向に平行な場合を実線αで示し、副走査方向に
平行な場合を破線βで示す。ここでは各偏光方向毎の光
量の平均値が接近しているため、偏光方向による差が最
大となる走査角においても、偏光方向による差は３．３
％と小さくなっている。FIG. 7 is a graph showing the distribution of the light amount efficiency on the surface to be scanned in this embodiment. In the figure,
The horizontal axis represents the scanning angle (deg), and the vertical axis represents the light intensity efficiency. Similarly to the above, a case where the polarization direction of the light beam is parallel to the main scanning direction is indicated by a solid line α, and a case where the polarization direction of the light beam is parallel to the sub-scanning direction is indicated by a broken line β. Here, since the average values of the light amounts in the respective polarization directions are close to each other, the difference due to the polarization direction is 3.3 even at the scanning angle where the difference due to the polarization direction is the largest.
%.
【００３６】ところで、上記各実施形態における平行平
板７やミラー８の代わりに、回転多面鏡４で光ビームを
偏向した後の光学系中のレンズやミラーを傾けても、同
様の効果が得られる。この場合、レンズとしては、例え
ば結像レンズ５を副走査方向に平行な軸の周りに、光軸
に対して傾ければ良い。また、ミラーとしては、図１，
図６には図示していないが、例えば被走査面６の直前に
光路を折り返すためのミラーを設ける事は、光走査装置
としては一般的であり、そのようなミラーを設けて、主
走査方向に平行な軸の周りに、光軸に対して傾けても良
い。By the way, the same effect can be obtained by tilting the lens or mirror in the optical system after deflecting the light beam by the rotary polygon mirror 4 instead of the parallel plate 7 and mirror 8 in each of the above embodiments. . In this case, as the lens, for example, the imaging lens 5 may be inclined with respect to the optical axis around an axis parallel to the sub-scanning direction. Also, as a mirror, FIG.
Although not shown in FIG. 6, for example, it is common for an optical scanning device to provide a mirror for turning an optical path immediately before the surface 6 to be scanned. About an axis parallel to the optical axis.
【００３７】以上示したように、光ビームの偏光方向が
副走査方向に平行なときの方が、被走査面における光量
の平均値が大きい場合には、レンズや平行平板を副走査
方向に平行な軸の周りに光軸に対して傾けるか、ミラー
を主走査方向に平行な軸の周りに光軸に対して傾ける
と、偏光方向による光量の差が補正される。As described above, when the average value of the amount of light on the surface to be scanned is larger when the polarization direction of the light beam is parallel to the sub-scanning direction, the lens or the parallel plate is parallel to the sub-scanning direction. If the optical axis is tilted with respect to the optical axis about a proper axis, or the mirror is tilted with respect to the optical axis about an axis parallel to the main scanning direction, the difference in the amount of light depending on the polarization direction is corrected.
【００３８】逆に、光ビームの偏光方向が主走査方向に
平行なときの方が、被走査面における光量の平均値が大
きい場合には、レンズや平行平板を主走査方向に平行な
軸の周りに光軸に対して傾けるか、ミラーを副走査方向
に平行な軸の周りに光軸に対して傾けると、偏光方向に
よる光量の差が補正される。On the other hand, when the average value of the light amount on the surface to be scanned is larger when the polarization direction of the light beam is parallel to the main scanning direction, the lens or the parallel plate is moved along the axis parallel to the main scanning direction. If the mirror is tilted around the optical axis or the mirror is tilted with respect to the optical axis about an axis parallel to the sub-scanning direction, the difference in the amount of light depending on the polarization direction is corrected.
【００３９】また、偏光方向による光量の差を補正する
ために傾けるレンズ，或いは平行平板，或いはミラーを
複数としても良い。Further, a plurality of lenses, parallel flat plates, or mirrors may be used to incline to correct the difference in the amount of light depending on the polarization direction.
【００４０】なお、特許請求の範囲で言う透過型光学素
子は、実施形態におけるレンズや平行平板に対応してお
り、反射型光学素子は、実施形態におけるミラーに対応
している。Incidentally, the transmission type optical element referred to in the claims corresponds to the lens or the parallel plate in the embodiment, and the reflection type optical element corresponds to the mirror in the embodiment.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で、複数の光ビームの偏光方向がそれぞれ異
なっていても、被走査面における光量を各光ビームにつ
いて揃える事ができる光走査装置を提供する事ができ
る。As described above, according to the present invention,
With a simple configuration, it is possible to provide an optical scanning device capable of adjusting the light amount on the surface to be scanned for each light beam even if the polarization directions of the plurality of light beams are different from each other.
【図１】本発明の光走査装置の第１の実施形態の概略構
成を示す斜視図。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical scanning device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の光走査装置で使用する光源の他の例を
模式的に示す図。FIG. 2 is a diagram schematically showing another example of a light source used in the optical scanning device of the present invention.
【図３】本発明の光走査装置で使用する光源の更に他の
例を模式的に示す図。FIG. 3 is a diagram schematically showing still another example of the light source used in the optical scanning device of the present invention.
【図４】平行平板が無い場合の被走査面における光量の
効率の分布を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the distribution of light amount efficiency on the surface to be scanned when there is no parallel flat plate.
【図５】第１の実施形態での被走査面における光量の効
率の分布を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing a distribution of light amount efficiency on a surface to be scanned in the first embodiment.
【図６】本発明の光走査装置の第２の実施形態の概略構
成を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a second embodiment of the optical scanning device of the present invention.
【図７】第２の実施形態での被走査面における光量の効
率の分布を示すグラフ。FIG. 7 is a graph showing a distribution of light amount efficiency on a surface to be scanned in the second embodiment.
１ 半導体レーザー ２ コリメータレンズ ３ シリンドリカルレンズ ４ 回転多面鏡 ５ 結像レンズ ６ 被走査面 ７ 平行平板 ８ ミラー １１ａ，１１ｂ 半導体レーザー １２ａ，１２ｂ コリメータレンズ １３ ビームスプリッタ １４ １／２波長板 Ｌ，Ｌａ，Ｌｂ 光ビーム ２１ａ，２１ｂ 半導体レーザー ２２ａ，２２ｂ レンズ ２３ａ，２３ｂ 光ファイバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Collimator lens 3 Cylindrical lens 4 Rotating polygon mirror 5 Imaging lens 6 Scanning surface 7 Parallel plate 8 Mirror 11a, 11b Semiconductor laser 12a, 12b Collimator lens 13 Beam splitter 14 1/2 wavelength plate L, La, Lb Light beam 21a, 21b Semiconductor laser 22a, 22b Lens 23a, 23b Optical fiber
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA42 AA47 AA52 AA63 BA56 BA66 BA67 BA82 BA85 BA90 2H045 AA01 BA02 BA22 BA23 BA32 CB24 CB33 5C072 AA03 BA02 BA15 DA01 DA04 DA07 DA21 DA23 HA01 HA06 HA13 HB04 5F073 AB17 AB28 BA07 EA21 EA22Continued on the front page F term (reference) 2C362 AA03 AA42 AA47 AA52 AA63 BA56 BA66 BA67 BA82 BA85 BA90 2H045 AA01 BA02 BA22 BA23 BA32 CB24 CB33 5C072 AA03 BA02 BA15 DA01 DA04 DA07 DA21 DA23 HA01 HA06 HA13 HB04 5F07 AB
Claims (7)
向器で偏向して被走査面上を走査する光走査装置であっ
て、 前記複数の光ビームのうち少なくとも一つの光ビームの
偏光方向が、他のいずれかの光ビームの偏光方向と異な
る光走査装置において、 前記複数の光ビームの偏光方向の違いによる、前記被走
査面における各光量の差を補正するように、光路上に配
置された光学素子を光軸に対して傾ける事を特徴とする
光走査装置。1. An optical scanning device that scans a surface to be scanned by deflecting a plurality of light beams emitted from a light source with a deflector, and a polarization direction of at least one of the plurality of light beams. However, in the optical scanning device different from the polarization direction of any of the other light beams, arranged on the optical path so as to correct the difference in the amount of light on the surface to be scanned due to the difference in the polarization direction of the plurality of light beams. An optical scanning device, wherein the optical element is tilted with respect to the optical axis.
徴とする請求項１に記載の光走査装置。2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the light source is a surface emitting laser.
２次光源である事を特徴とする請求項１に記載の光走査
装置。3. The optical scanning device according to claim 1, wherein said light source is a secondary light source comprising a plurality of optical fibers.
平行なときの方が、主走査方向に平行なときより前記被
走査面における光量の平均値が大きい光走査装置におい
て、 光路上の透過型光学素子を副走査方向に平行な軸の周り
に光軸に対して傾ける事を特徴とする請求項１〜請求項
３のいずれかに記載の光走査装置。4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the average value of the light amount on the surface to be scanned is larger when the polarization direction of the light beam is parallel to the sub-scanning direction than when the light beam is parallel to the main scanning direction. 4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the transmission optical element is inclined with respect to the optical axis around an axis parallel to the sub-scanning direction.
平行なときの方が、主走査方向に平行なときより前記被
走査面における光量の平均値が大きい光走査装置におい
て、 光路上の反射型光学素子を主走査方向に平行な軸の周り
に光軸に対して傾ける事を特徴とする請求項１〜請求項
３のいずれかに記載の光走査装置。5. An optical scanning device in which the average value of the amount of light on the surface to be scanned is larger when the polarization direction of the light beam is parallel to the sub-scanning direction than when the light beam is parallel to the main scanning direction. 4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the reflection type optical element is inclined with respect to the optical axis around an axis parallel to the main scanning direction.
平行なときの方が、副走査方向に平行なときより前記被
走査面における光量の平均値が大きい光走査装置におい
て、 光路上の透過型光学素子を主走査方向に平行な軸の周り
に光軸に対して傾ける事を特徴とする請求項１〜請求項
３のいずれかに記載の光走査装置。6. An optical scanning device in which the average value of the amount of light on the surface to be scanned is larger when the polarization direction of the light beam is parallel to the main scanning direction than when the light beam is parallel to the sub-scanning direction. 4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the transmission optical element is inclined with respect to the optical axis around an axis parallel to the main scanning direction.
平行なときの方が、副走査方向に平行なときより前記被
走査面における光量の平均値が大きい光走査装置におい
て、 光路上の反射型光学素子を副走査方向に平行な軸の周り
に光軸に対して傾ける事を特徴とする請求項１〜請求項
３のいずれかに記載の光走査装置。7. An optical scanning device in which the average value of the light amount on the surface to be scanned is larger when the polarization direction of the light beam is parallel to the main scanning direction than when the light beam is parallel to the sub-scanning direction. 4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the reflection type optical element is inclined with respect to the optical axis around an axis parallel to the sub-scanning direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190447A JP2002006245A (en) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | Optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000190447A JP2002006245A (en) | 2000-06-26 | 2000-06-26 | Optical scanner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002006245A true JP2002006245A (en) | 2002-01-09 |
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ID=18689914
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002006245A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007147864A (en) * | 2005-11-25 | 2007-06-14 | Fuji Xerox Co Ltd | Optical scanner |
| JP2007163789A (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus, image forming method and image forming program |
-
2000
- 2000-06-26 JP JP2000190447A patent/JP2002006245A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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