JP2003270579A - レーザーパワー検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学部品内部での多重反射による干渉を防止
して精度良く光量検出ができるレーザーパワー検出装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 レーザーパワー検出装置１０は、ビーム
Ｌの一部を光量センサ１４に導く複合中間ミラー１２の
Ｂ面１２Ｂが凸状の球面とされているため、光量センサ
１４に入射するビームＬ２と複合中間ミラー１２内部で
多重反射してＢ面１２Ｂから出射されるビームが平行と
なることはなく、干渉を生ずることもない。したがっ
て、光量センサ１４でビーム光量を精度良く検出でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、デジタ
ル複写機等のレーザーダイオードを用いた光走査装置に
関し、記録媒体上を光走査して画像情報の記録をするも
のに適用される。

【０００２】

【従来の技術】従来から画像形成装置等で光走査装置の
光源にレーザーダイオード（以下、ＬＤという）が用い
られている。このＬＤの光量はＬＤ自身の発熱、環境温
度の変化により変動し、その状態で画像形成を行なう
と、画像濃度が経時的に変動する。

【０００３】そこで、従来のＬＤは光量を検出するセン
サを同一パッケージ内部に備え、センサで検出された光
量値をＬＤにフィードバックすることで光量を一定値に
保っている。この結果、一定の画像濃度を経時的に維持
することができる。

【０００４】また、パッケージ内部に光量検出センサを
持たないＬＤを使用する場合には、特開平８−３３０６
６２（以下、従来例という）に開示されているように、
ＬＤの出射光を感光体へ向かうレーザービームと光量を
検出するレーザービームにハーフミラーで分離し、ＬＤ
からの出射ビームの一部を光量検出のために使用してい
る。

【０００５】具体的には、図１６に示すように、レーザ
ー光源２００から出射された複数本のレーザービームＬ
は光学系２０２によって所定の方向に沿って１列に並べ
られ、コリメータレンズ２０４で平行光に変換され、ハ
ーフミラーコートされた中間ミラー２０６に入射する。
中間ミラー２０６で反射されたレーザービームＬ１はシ
リンダーレンズ２０８を介してポリゴンミラー２１０に
入射し、図示しない感光体に導かれる。一方、中間ミラ
ー２０６を透過したレーザービームＬ２はセンサ２１２
に入射される。この結果、センサ２１２で検出されたレ
ーザービームＬ２のパワーに基づいてレーザー光源２０
０がフィードバック制御される。すなわち、光学系２０
２とコリメータレンズ２０４からなる光学系における経
時的変化が補正され、ポリゴンミラー２１０に照射され
るレーザービームＬ１のパワーも含めて一定になるよう
に制御される。

【０００６】なお、図１７に示すように、センサ２１２
の小型化によって光走査装置の低価格化を達成できるた
め、中間ミラー２０６とセンサ２１２の間に集光レンズ
２１４を配置することも提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の構成をとった場合には、以下の不都合がある。す
なわち、図１８に示すように、中間ミラー２０６が平行
平面板であると、レーザービームＬが分離するときに、
前記ミラー内部の多重反射によりビームの干渉が発生す
る。

【０００８】仮に、中間ミラー２０６のＡ面２０６Ａが
反射率７０％、透過率３０％のハーフミラー面、Ｂ面２
０６Ｂが反射率２％のＡＲ面であったとすると、反射側
に７０％、０．４２％…と多重反射されたビーム（０．
７Ｌ、０．００４２Ｌ等）が発生し、透過側は２９．４
％、０．４１％…と多重反射されたビーム（０．２９４
Ｌ、０．００４１Ｌ）が発生するので多重反射光による
干渉が発生する。

【０００９】特に、透過側においては干渉するビーム間
のパワーの差が反射側よりも小さいため、干渉の影響を
受けやすい。干渉が発生すると光が互いに強め合った
り、弱め合ったりするので、経時的に光量が変動するこ
とになる。

【００１０】この結果、光量検出センサ２１２に入射す
る光量が変動し、光量を正確にフィードバックすること
ができない。すなわち、画像形成装置において、画像濃
度を一定に保つこと、あるいは正しい階調特性を得るこ
とができなくなるため、画質が劣化する不都合があっ
た。

【００１１】なお、かかる多重反射による干渉を防止す
る構成として、図１９に示すように、中間ミラー２０６
の形状を楔形にすることが提案されている。このよう
に、反射面２０６Ａと透過面２０６Ｂを非平行とするこ
とによって、ポリゴンミラー２１０に向かうレーザービ
ームＬ１、センサに入射するレーザービームＬ２に対し
て多重反射されたビーム（例えば、レーザービームＬ１
´、Ｌ２´）が平行になることはなく、光の干渉を防止
することができる。したがって、ビームが互いに干渉し
てセンサ２１２で検出するビーム光量が変動することが
防止される。

【００１２】しかし、楔形状の中間ミラー２０６の製造
は、平行平面板よりも加工に手間がかかり、コストが多
くかかる。さらに小サイズの検出センサ２１２を使うた
めには集光レンズも必要になる。

【００１３】そこで、本発明は、安価な構成で、ビーム
光量を正確に検出できるレーザパワー検出装置を提供す
ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光ビームの光路上に配設され、前記光ビームの一部を反
射する反射手段を有し、前記反射手段の反射側あるいは
透過側の少なくとも一方にパワーを有する光学素子と、
前記光学素子のパワーを有する側から前記光ビームの一
部が入射する光量検出センサと、を備えることを特徴と
する。

【００１５】請求項１記載の発明の作用について説明す
る。

【００１６】光源から出射された光ビームは、光学素子
の反射手段に入射する。この結果、光ビームの一部は反
射手段で反射され、一部は透過される。光学部材は、反
射手段の反射側あるいは透過側の少なくとも一方にパワ
ーを有し、パワーを有する側から出射されたビームの一
部がセンサに入射され、光ビームの光量が検出される。

【００１７】この際、センサに入射される光ビームの一
部は、光学素子のパワーを有する側からセンサに入射さ
れるため、光学素子内部で多重反射してセンサ側に出射
する光ビームと平行になることはない。すなわち、光学
素子内部で多重反射された光ビームとセンサに入射する
光ビーム間で干渉を生ずることがないため、光ビームの
光量を精度良く検出できる。

【００１８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記反射手段は、前記光学素子に蒸着する
ことにより形成されたことを特徴とする。

【００１９】請求項２記載の発明の作用について説明す
る。

【００２０】反射手段は、光学素子に蒸着することによ
って形成したため、簡単に形成する（ハーフミラーとす
る）ことができる。

【００２１】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、前記光学素子は、前記透過側ある
いは反射側のいずれか一方のみにパワーを有することを
特徴とする。

【００２２】請求項３記載の発明の作用について説明す
る。

【００２３】光学素子の反射手段は、光量検出センサに
入射するビームが出射する側（透過側あるいは反射側の
いずれか一方）のみがパワーを有するため、光学素子を
偏肉形状とすることができ、光量検出センサに到る光ビ
ームの収差を小さくすることができる。また、反射手段
のパワーを有する側から光量検出センサに光ビームが入
射するため、光ビームが集光されて光量検出センサに入
射する。したがって、光量検出センサに光ビームを集光
するための集光レンズが不要となる。

【００２４】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記光学素子は、複数の光源から出射され
た各光ビームが入射され、各光ビームの一部が分離され
て前記光量検出センサに出射されるビームスプリッタで
あり、前記センサ側にパワーを持っていることを特徴と
する。

【００２５】請求項４記載の発明の作用について説明す
る。

【００２６】複数の光源からの複数の光ビームがビーム
スプリッタに入射され、各光ビームの一部が分離されて
光量検出センサに入射される。すなわち、複数の光ビー
ムの光量を１つのセンサで検出することができる。ま
た、ビームスプリッタは、センサ側にパワーを有してい
るため、多重反射した光ビームがセンサに入射する光ビ
ームと平行となって干渉することが防止され、精度良く
光量検出することができる。

【００２７】請求項５記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記光路上において、前記光学素子の前に
副走査方向にのみパワーを持ったシリンダーレンズが配
置され、当該光学素子は主走査方向にのみパワーを有す
ることを特徴とする。

【００２８】請求項５記載の発明の作用について説明す
る。

【００２９】光ビームは、シリンダーレンズの作用によ
って副走査方向に集光され、光学素子の作用によって主
走査方向に集光されて光量検出センサに入射する。した
がって、小型の光量検出センサを使用可能になると共
に、光量検出センサに集光するために光学素子と光量検
出センサの間に必要であった集光レンズが不要となる。

【００３０】請求項６記載の発明は、請求項１〜３、５
のいずれか１項記載の発明において、前記光学素子の反
射手段に対する光ビームの主走査方向入射位置が当該光
学素子の中心に対してオフセットするように、前記光学
素子が前記光路上に配設されていることを特徴とする。

【００３１】請求項６記載の発明の作用について説明す
る。

【００３２】一般的レンズ形状のものを光学素子として
採用した場合には、光量検出センサ上での収差が大きく
なる。そこで、光学素子の反射手段の中心と反射手段に
対する光ビームの入射位置を主走査方向でオフセットす
るように光学素子を光路上に配設することによって、光
量検出センサ上における収差を抑制することができる。

【００３３】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、前記光学素子のパワーを持つ側は、非球面
形状に形成、またはガラスレンズと樹脂レンズで一体構
成されたハイブリットレンズで形成されていることを特
徴とする。

【００３４】請求項７記載の発明の作用について説明す
る。

【００３５】このように形成することによって、センサ
上における収差を一層抑制することができる。

【００３６】請求項８記載の発明は、請求項５〜７のい
ずれか１項記載の発明において、前記光学素子のパワー
を持つ側は卜ロイダル面で形成されており、副走査側の
光学倍率を小さくするパワーを有することを特徴とす
る。

【００３７】請求項８記載の発明の作用について説明す
る。

【００３８】一般的に画像形成装置に装着された光走査
装置では、感光体に対する光ビームは副走査方向のビー
ム径が主走査方向よりも大きい。そこで、光学素子のパ
ワーを持つ側をトロイダル面で形成して副走査側の光学
倍率を小さくするように構成すれば、光量検出センサに
入射するビームの副走査方向のビーム径を小さくでき、
センサの小型化を図ることができる。

【００３９】請求項９記載の発明は、請求項５〜７のい
ずれか１項記載の発明において、光源を複数個持ち、前
記光学素子のパワーを持つ側は卜ロイダル面で形成され
ており、光源の配列個数または配列方向両端の光源間距
離が大きい配列方向の光学倍率を小さくするパワーを有
することを特徴とする。

【００４０】請求項９記載の発明の作用について説明す
る。

【００４１】複数個の光源が配置されたマルチ光源で
は、光源の配列方向のうち、光源の配置個数が大きい
側、あるいは配列方向において両端の光源間の距離が大
きい側の光学倍率をより小さくするパワーを有するよう
に光学素子のパワーを持つ側をトロイダル面で形成す
る。この結果、上記大きい側の配列方向における複数の
光源から光量検出センサに入射された光ビーム（発光
点）間隔が小さくされる。したがって、複数の光源から
出射された全ての光ビームを光量検出センサに確実に入
射でき、光量を精度良く検出することができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明の第１実
施形態に係るレーザパワー検出装置について説明する。

【００４３】本実施形態に係るレーザーパワー検出装置
は、画像形成装置等に用いられる光走査装置内に配設さ
れるものである。そこで、光走査装置内部に設けられる
光学系のうち、レーザーパワー検出装置と関連する部分
のみについて説明する。

【００４４】レーザーパワー検出装置１０は、図１およ
び図２に示すように、光走査装置の図示しない光源（Ｌ
Ｄ）から照射された光ビームＬが回転多面鏡１８に入射
する光路上に配設される複合中間ミラー１２と、複合中
間ミラー１２で透過した光ビームＬの一部が入射してビ
ーム光量を検出する光量センサ１４とから構成される。

【００４５】複合中間ミラー１２では、光源から光ビー
ムＬが入射する反射面１２Ａと、入射した光ビームＬの
一部（光ビームＬ２）が光量センサ１４に出射する透過
面１２Ｂを備える。

【００４６】反射面１２Ａは凹の球面に形成されてお
り、入射する光ビームＬのうち、透過と反射が一定割合
で生じる蒸着（ハーフミラーコーティング）が施されて
いる。したがって、光ビームＬのうち、一定割合の光ビ
ームＬ１は反射面１２Ａで反射され、折り返しミラー１
６を介してポリゴンミラー１８に入射する構成とされて
いる。なお、ポリゴンミラー１８で偏向された光ビーム
Ｌ１はＦθレンズ２０を介して感光体ドラムに向かう構
成である。また、ポリゴンミラー１８は、光ビームの副
走査側を集光し、出射される光ビームＬの副走査側が平
行光とされる。この結果、Ｆθレンズ２０は主走査方向
のみにパワーを有すれば良くなるため、画像形成装置に
おけるＢＯＷの発生が抑制される。

【００４７】一方、透過面１２Ｂは凸状の球面と形成さ
れており、光量センサ１４のセンサ面上に複合中間ミラ
ー１２を透過した光ビームＬ２を集光するものである。

【００４８】本実施形態に係るレーザパワー検出装置１
０は、反射面１２Ａも透過面１２Ｂも球面に形成されて
いるため、センサ１４に向かう光ビームＬ２と、複合中
間ミラー１２内部で多重反射されて透過面１２Ｂから出
射する光ビームが平行になることがなく、干渉を生ずる
こともない。この結果、光量センサ１４で光ビームＬ２
の光量を精度良く検出することができる。一方、反射面
１２Ａで反射されてポリゴンミラー１８に向かう光ビー
ムＬ１も、反射面１２Ａ、透過面１２Ｂが球面に形成さ
れているため、中間複合ミラー１２内部で多重反射して
反射面１２Ａから出射した光ビームと平行になることは
なく、干渉の発生が防止される。

【００４９】なお、反射面１２Ａが凹のシリンダー面
で、透過面１２Ｂが凸の球面または卜ロイダル面であっ
ても良い。また、反射面１２Ａはパワーを持たず、ＬＤ
と複合中間ミラー１２までの光路中に副走査方向のみに
パワーを有するシリンダーレンズを配置しても良いし、
複合中間ミラー１２の後に配置しても良い。

【００５０】さらに、反射面１２Ａのみ凸の球面に形成
し、ＬＤと折り返しミラー１６までの光路中に副走査方
向のみにパワーを有するシリンダーレンズを配置し、副
走査方向側はポリゴンミラー１８で集光し、主走査方向
側は平行光になるようにしても良い。

【００５１】いずれにしても複合中間ミラー１２の少な
くとも一方の面がＲ形状に形成されていると、多重反射
した光ビームの進む方向が異なる（非平行になる）ので
光が干渉することはない。この結果、センサ１４で光ビ
ームの光量を精度良く検出することができる。また、透
過面１２Ｂが凸の球面に形成されている（パワーを有し
ている）ため、光ビームＬ２をセンサ１４上に集光する
ことができる。すなわち、複合中間ミラー１２とセンサ
１４の間に集光レンズを配設することなく、光ビームＬ
２をセンサ１４に集光することができる。 （第２実施形態）本発明の第２実施形態に係るレーザー
パワー検出装置について説明する。第１実施形態と同様
の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明
を省略する。

【００５２】本実施形態に係るレーザーパワー検出装置
３０では、図３に示すように、複合中間ミラー３２の反
射面３２Ａはパワーを有していない構成である。なお、
反射面３２Ａで反射された光ビームＬ１は副走査方向の
みにパワーを有するシリンダーレンズ３４を介して図示
しないポリゴンミラーで偏向され感光体に至る構成であ
る。

【００５３】一方、複合中間ミラー３２の透過面３２Ｂ
はパワーを有している。このパワーの効果により複合中
間ミラー３２を透過した光ビームＬ２が光量センサ１４
に集光される。

【００５４】なお、複合中間ミラー３２は、光量センサ
上で発生する収差を小さくするために、レンズが偏肉形
状とされている。

【００５５】このようにレーザーパワー検出装置３０を
構成することによって以下の作用がある。

【００５６】すなわち、複合中間ミラー３２の透過面３
２ＢがＲ形状であるため、複合中間ミラー内部で多重反
射した光ビームの進む方向がそれぞれ異なり、光ビーム
同士が干渉することはない。この結果、センサ１４で光
ビームＬ２の光量を精度良く検出することができる。

【００５７】また、複合中間ミラー３２の形状を偏肉と
することによって、光量センサ上における収差が抑制さ
れると共に、センサ上に集光されるビーム径を小さくで
きる。すなわち、図４に示す比較例の複合中間ミラー３
６のように、偏肉のない一般的なレンズを配置すると検
出センサ１４のところで収差が大きくなり、ビーム径が
大きくなるが、これを抑制することができる。この結
果、光量センサ１４に集光するために複合中間ミラー３
２と光量センサ１４の間に配設された集光レンズが不要
になる。したがって、集光レンズの分だけコストが低減
されると共に、省スペースになる。

【００５８】なお、図１に示すように副走査方向に折り
返すときも、複合中間ミラー１２の検出センサ側のレン
ズ部で偏肉のものを採用しているのは同一の理由であ
る。 （第３実施形態）本発明の第３実施形態に係るレーザー
パワー検出装置について説明する。第１、第２実施形態
と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細
な説明を省略する。

【００５９】本実施形態に係るレーザーパワー検出装置
４０では、図５に示すように、２個の光源４２Ａ、４２
Ｂから出射された光ビームＬＡ、ＬＢを複合ビームスプ
リッタ４６を介して１つの光量センサ１４で光量検出す
る構成である。

【００６０】複合ビームスプリッタ４６は、光源４２
Ａ、４２Ｂからの光ビームＬＡ、ＬＢが入射される入射
面４６Ａ、入射面４６Ｂと、入射ビームの一部がポリゴ
ンミラーに向かって出射される出射面４６Ｃと、出射さ
れる光ビームが光量センサ１４に集光するように凸状の
球面とされる出射面４６Ｄと、入射面４６Ａ、４６Ｂか
ら入射された光ビームの一部を反射し、一部を透過して
出射面４６Ｃ、４６Ｄから出射させる反射面４６Ｅを備
える。

【００６１】なお、光源４２Ａ、４２Ｂと複合ビームス
プリッタ４６の間には、コリメータレンズ４４Ａ、４４
Ｂ（主平面のみ図示）が配設されている。

【００６２】光源４２Ａから出射された光ビームＬＡ
は、コリメータレンズ４４Ａで平行光とされ、複合ビー
ムスプリッタ４６の入射面４６Ａから入射し、その一部
が反射面４６Ｅを透過して透過ビームＬＡ１として出射
面４６Ｃからポリゴンミラーに向かって出射される。ま
た、光ビームＬＡの一部は、反射面４６Ｅで反射され、
反射ビームＬＡ２として出射面４６Ｄから出射し、光量
センサ１４上に入射して光量が検出される。

【００６３】光源４２Ｂから出射された光ビームＬＢも
同様に、コリメータレンズ４４Ｂで平行光とされ、複合
ビームスプリッタ４６の入射面４６Ｂから入射し、その
一部が反射面４６Ｅで反射して反射ビームＬＢ２として
出射面４６Ｃからポリゴンミラーに向かって出射され
る。また、光ビームのＬＢの一部は、反射面４６Ｅを透
過して透過ビームＬＢ１として出射面４６Ｄから出射さ
れ、光量センサ１４上に入射して光量が検出される。

【００６４】なお、画像形成装置において透過ビームＬ
Ａ１と反射ビームＬＢ２がポリゴンミラー以降で２つの
光ビームに分離して異なる位置に書き込みできるよう
に、光ビームＬＡ、ＬＢは、高さ方向にオフセットされ
ている（図６参照）。しかし、複合ビームスプリッタ４
６の出射面４６Ｄが凸状の球面とされているため、異な
る高さで出射面４６Ｄから出射される反射ビームＬＡ
２、透過ビームＬＢ１がそれぞれ光量センサ１４に入射
できる。

【００６５】このように、レーザーパワー検出装置４０
は複合ビームスプリッタ４６を有するため、複数の光源
４２Ａ、４２Ｂから反射ビームＬＡ２、透過ビームＬＢ
１をそれぞれ光量センサ１４に入射させることができ
る。また、複合ビームスプリッタ４６の出射面４６Ｄが
凸状の球面とされているため、複合ビームスプリッタで
多重反射した光ビームと光量センサ１４に入射する反射
ビームＬＡ２、透過ビームＬＢ１が平行になることがな
く、光の干渉が防止される。この結果、光源４２Ａ、４
２Ｂの光量を精度良く検出することができる。 （第４実施形態）本発明の第４実施形態に係るレーザー
パワー検出装置について説明する。第１〜第３実施形態
と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細
な説明を省略する。

【００６６】本実施形態に係るレーザーパワー検出装置
５０では、図７に示すように、副走査方向にのみにパワ
ーを有するシリンダーレンズ５４が複合中間ミラー５２
よりも光源側に配設されている。

【００６７】また、複合中間ミラー５２は、反射面５２
Ａがパワーを有しない反射面であり、透過面５２Ｂが主
走査方向にのみパワーを有しているシリンダー形状であ
る。

【００６８】したがって、光源から出射された光ビーム
Ｌは、シリンダーレンズ５４で予め副走査方向に集光さ
れ、さらに複合中間ミラー５２を透過することによって
（透過面５２Ｂで主走査方向に集光されることによ
り）、光ビームＬ２が主走査方向と副走査方向に集光さ
れ、光量センサ１４に入射する。

【００６９】このレーザーパワー検出装置５０でも、複
合中間ミラー５２の透過面５２Ｂがシリンダ形状とされ
ているため、複合中間ミラー５２の内部で多重反射した
光ビームが光量センサ１４に入射する光ビームと平行と
なって干渉することはない。したがって、精度良く光量
検出することができる。 （第５実施形態）本発明の第５実施形態に係るレーザー
パワー検出装置について説明する。第１〜第４実施形態
と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細
な説明を省略する。

【００７０】本実施形態に係るレーザーパワー検出装置
６０では、図８に示すように、副走査方向にのみにパワ
ーを有するシリンダーレンズ５４が複合中間ミラー６２
よりも光源側に配設されている。

【００７１】また、複合中間ミラー６２は、反射面６２
Ａがパワーを有しない平面であり、透過面６２Ｂが主走
査方向にのみパワーを有しているシリンダー形状であ
り、第４実施形態と異なり偏肉でない通常のレンズを用
いる。このように、複合中間ミラー６２に一般的なレン
ズ形状のものを用いることで複合中間ミラー６２の製造
コストを抑えることが可能となる。なお、偏肉の複合中
間ミラーは一般的な形状のレンズを製作した後にカット
することで製作されるため、通常（一般的な形状）のレ
ンズよりもコストアップとなる。

【００７２】ただし、複合中間ミラー６２の配置は、反
射面６２Ａに対する光ビームＬの入射位置Ｐが複合中間
ミラー６２の中心に対して反射面６２Ａと平行な方向に
沿ってオフセットさせる（図８参照）ことによって、偏
肉のレンズと同様の効果を得ることができる。すなわ
ち、センサ１４上の収差を小さくし、ビーム径を小さく
できる。したがって、図４に示すような複合中間ミラー
３６の中心と光ビーム入射位置Ｐがオフセットされてい
ない配置は、収差を大きくするため好ましくない。 （第６実施形態）本発明の第６実施形態に係るレーザー
パワー検出装置について説明する。第１〜第５実施形態
と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細
な説明を省略する。

【００７３】本実施形態に係る複合中間ミラー７０は、
図９に示すように、透過面７０Ｂのシリンダー形状をガ
ラスモールドの非球面形状とするものである。これによ
って、シリンダー形状で発生する収差を一層抑制するこ
とができる。

【００７４】また、図１０に示すように、複合中間ミラ
ー７０の透過面７０Ｂを、ガラス球面７２に樹脂の非球
面７４を合わせるハイブリッド形状で形成しても良い。 （第７実施形態）本発明の第７実施形態に係るレーザー
パワー検出装置について説明する。第１〜第６実施形態
と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細
な説明を省略する。

【００７５】本実施形態に係るレーザーパワー検出装置
８０について説明する。

【００７６】レーザーパワー検出装置８０について、光
源（ＬＤ）８２から光量センサ１４までの光学系を図１
１、図１２に示す。図１１は、光学系の副走査方向断面
であり、図１２は主走査方向断面である。また、両図に
おいて、縦線部分は、コリメータレンズ４４、シリンダ
ーレンズ５４、複合中間ミラー８４の各焦点距離（ｆ１
〜ｆ５）と主平面位置を示す。なお、図１１において複
合中間ミラーから右側に破線で示すものは、複合中間ミ
ラー８４が副走査方向にパワーを持たなかった時の結像
位置である。

【００７７】したがって、図１１、図１２によりコリメ
ータレンズ４４は主走査方向および副走査方向にパワー
を有するが、シリンダーレンズ５４は副走査方向にのみ
パワーを有し、さらに、複合中間ミラー８４は主走査方
向および副走査方向にパワーを有する。なお、複合中間
ミラー８４は、副走査方向と主走査方向で異なる曲率を
有するトロイダル面を備える。

【００７８】すなわち、光源８２から出射した光ビーム
Ｌは、副走査方向および主走査方向においてコリメータ
レンズ（ｆ１、ｆ４）で平行光とされ、シリンダレンズ
５４（ｆ２）で副走査方向のみ収束され、トロイダル面
を有する複合中間ミラー８４（ｆ３、ｆ５）で主走査方
向および副走査方向に収束されて光量センサ１４の位置
で焦点を結ぶ。

【００７９】このような光学系を設定すると副走査方向
の光学倍率が複合中間ミラーの副走査方向側のパワーが
ない時と比べて小さくなる。

【００８０】すなわち、 合成焦点距離Ｆ＝ｆ２×ｆ３／（ｆ２＋ｆ３−ｄ） であるからｆ２＞Ｆとなる。ここで、ｄはシリンダーレ
ンズ５４の主平面から複合中間ミラー８４の主平面まで
の距離である。

【００８１】複合中間ミラー８４の副走査方向側のパワ
ーｆ３がない時の倍率は ｆ２／ｆ１ であるから、 ｆ２／ｆｌ＞Ｆ／ｆ１ となる。すなわち、複合中間ミラー８４の副走査方向側
のパワーがある時の方が倍率は小さくなる。

【００８２】ところで、感光体上では、一般に、副走査
方向のビーム径は主走査方向よりも大きくなる（スリッ
ト幅は主走査方向が副走査方向より大きい）光学系を使
用することが多いため、検出センサ上では、副走査方向
のビーム径が主走査方向より大きくなる。

【００８３】この光学系に対して、レーザーパワー検出
装置８０の構成を採用すれば、ＬＤ８２から１つの光ビ
ームがでるタイプ（シングルＬＤ）であっても、主走査
方向に比べて大きい副走査方向のビーム径をセンサ上で
小さくするという効果はある。すなわち、画像形成装置
に用いられる光走査装置で光量検出する場合には、主走
査方向よりも大きい副走査方向のビーム径をより小さく
でき、センサ１４の小型化を図ることができる。

【００８４】一方、複数光ビームを発光するＬＤ（マル
チＬＤ）を使う時は、図１３に示すように、副走査方向
に主走査方向よりも多くの発光点８６を配置する。例え
ば、ＬＤ８２の発光点８６の配列は、副走査方向に８
個、主走査方向に４個である。なお、発光点８６の間隔
は、副走査方向、主走査方向ともに同一である。

【００８５】このように発光点８６を配列するため、光
学倍率は副走査方向の方が主走査方向より大きく、かつ
ＬＤ配列も副走査方向の寸法が大きくなっているので、
副走査方向の方が検出センサ１４で集光された時の発光
点間隔（光ビーム両端部の寸法）が大きくなる。

【００８６】しかし、検出センサ１４はほぼ正方形であ
るため、副走査方向の光ビームのマージンが小さくな
り、アライメントエラーの影響を受け易い。

【００８７】そこで、本実施形態の構成（レーザーパワ
ー検出装置８０）を採用することで、副走査方向の光学
倍率を小さくすることができ、センサ上における副走査
方向の発光点間隔を小さくし、検出センサ１４でのマー
ジンを確保することができる。

【００８８】検出センサ１４の大きさは副走査方向の光
ビームのエリアで決めることになるので、当該エリアを
小さくできるほど小サイズのものを使用でき、コストダ
ウンを図ることができる。したがって、光源８２にマル
チＬＤを使う時は、大きな効果をもたらす。 （光走査装置）上記実施形態で用いられるレーザーパワ
ー検出装置が配設される光走査装置の一例について説明
する。

【００８９】光走査装置１００は、図１４に示すよう
に、ＬＤ１０２から出射された光ビームＬがコリメータ
レンズ１０４で平行光とされ、シリンダーレンズ１０６
を介して複合中間ミラー１０７に入射されるように構成
されている。複合中間ミラー１０７を透過した光ビーム
Ｌ２が光量センサ１４に入射されると共に、複合中間ミ
ラー１０７で反射された光ビームＬ２がポリゴンミラー
１０８で偏向され、ｆθレンズ１１０を介してシリンダ
ーミラー１１２、１１４を介して図示しない感光体ドラ
ムに照射される構成である。

【００９０】また、第３実施形態のビームスプリッタを
用いた光走査装置の一例の要部について、図１５を参照
して説明する。すなわち、光走査装置１２０では、ビー
ムスプリッタ４６の出射面４６Ｃから出射された光ビー
ムＬはアパーチャー１２２、互いに高さ方向（紙面に垂
直方向）にオフセットされたシリンダーレンズ１２４、
１２６を通過してポリゴンミラー１０８で偏向され、ｆ
θレンズ１１０に入射される構成である。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、光量検出を高精度かつ
安価に行えるレーザパワ検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係るレーザーパワー
検出装置の側面図である。

【図２】 本発明の第１実施形態に係るレーザーパワー
検出装置の平面図である。

【図３】 本発明の第２実施形態に係るレーザーパワー
検出装置の側面図である。

【図４】 比較例に係るレーザーパワー検出装置の側面
図である。

【図５】 本発明の第３実施形態に係るレーザーパワー
検出装置の側面図である。

【図６】 本発明の第３実施形態に係るレーザーパワー
検出装置の要部説明図である。

【図７】 本発明の第４実施形態に係るレーザーパワー
検出装置の側面図である。

【図８】 本発明の第５実施形態に係るレーザーパワー
検出装置の側面図である。

【図９】 本発明の第６実施形態に係る複合中間ミラー
の側面図である。

【図１０】 本発明の第６実施形態に係る複合中間ミラ
ーの他の例の側面図である。

【図１１】 本発明の第７実施形態に係るレーザーパワ
ー検出装置の副走査方向断面図である。

【図１２】 本発明の第７実施形態に係るレーザーパワ
ー検出装置の主走査方向断面図である。

【図１３】 本発明の第７実施形態に係るマルチＬＤを
示す正面図である。

【図１４】 本発明の一連の実施形態が適用される光走
査装置の平面図である。

【図１５】 本発明の第３実施形態が適用される光走査
装置の要部平面図である。

【図１６】 従来例に係るレーザパワー検出装置の概略
平面図である。

【図１７】 従来例に係るレーザパワー検出装置の概略
平面図である。

【図１８】 従来例に係るレーザパワー検出装置の問題
点を示す側面図である。

【図１９】 従来例に係るレーザーパワー検出装置の側
面図である。

【符号の説明】

１０、３０、４０、５０、６０、８０…レーザーパワー
検出装置 １２、３２、５２、６２、７０、８４…複合中間ミラー
（光学部材） １２Ａ、３２Ａ、４６Ｅ、５２Ａ、６２Ａ、７０Ａ…反
射面（反射手段） １４…光量センサ（光量検出センサ） ４０…ビームスプリッタ（光学部材） ５４…シリンダーレンズ ８２…光源 １００、１２０…光走査装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ Ｆターム(参考） 2C362 AA53 BA84 2H045 BA22 CB42 DA41 2H087 KA19 TA01 TA03 5C051 AA02 CA07 DB22 DB24 DB30 DC04 DE30 5C072 AA03 DA02 DA04 DA10 HA02 HA13 HB02 XA05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームの光路上に配設され、前記光ビ
   ームの一部を反射する反射手段を有し、前記反射手段の
   反射側あるいは透過側の少なくとも一方にパワーを有す
   る光学素子と、 前記光学素子のパワーを有する側から前記光ビームの一
   部が入射する光量検出センサと、 を備えることを特徴とするレーザーパワー検出装置。
2. 【請求項２】 前記反射手段は、前記光学素子に蒸着す
   ることにより形成されたことを特徴とする請求項１記載
   のレーザーパワー検出装置。
3. 【請求項３】 前記光学素子は、前記透過側あるいは反
   射側のいずれか一方のみにパワーを有することを特徴と
   する請求項１または２記載のレーザパワー検出装置。
4. 【請求項４】 前記光学素子は、複数の光源から出射さ
   れた各光ビームが入射され、各光ビームの一部が分離さ
   れて前記光量検出センサに出射されるビームスプリッタ
   であり、前記光量検出センサ側にパワーを持っているこ
   とを特徴とする請求項３記載のレーザパワー検出装置。
5. 【請求項５】 前記光路上において、前記光学素子の前
   に副走査方向にのみパワーを持ったシリンダーレンズが
   配置され、当該光学素子は主走査方向にのみパワーを有
   することを特徴とする請求項３記載のレーザパワー検出
   装置。
6. 【請求項６】 前記光学素子の反射手段に対する光ビー
   ムの主走査方向入射位置が当該光学素子の中心に対して
   オフセットするように、前記光学素子が前記光路上に配
   設されていることを特徴とする請求項１〜３、５のいず
   れか１項記載のレーザパワー検出装置。
7. 【請求項７】 前記光学素子のパワーを持つ側は、非球
   面形状に形成、またはガラスレンズと樹脂レンズで一体
   構成されたハイブリットレンズで形成されていることを
   特徴とする請求項６記載のレーザパワー検出装置。
8. 【請求項８】 前記光学素子のパワーを持つ側は卜ロイ
   ダル面で形成されており、副走査側の光学倍率を小さく
   するパワーを有することを特徴とする請求項５〜７のい
   ずれか１項記載のレーザパワー検出装置。
9. 【請求項９】 光源を複数個持ち、前記光学素子のパワ
   ーを持つ側は卜ロイダル面で形成されており、光源の配
   列個数または配列方向両端の光源間距離が大きい配列方
   向の光学倍率を小さくするパワーを有することを特徴と
   する請求項５〜７のいずれか１項記載のレーザパワー検
   出装置。