JP2006018237A - Multi-beam optical scanning apparatus and image forming apparatus using the multi-beam scanning apparatus - Google Patents

Multi-beam optical scanning apparatus and image forming apparatus using the multi-beam scanning apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-beam optical scanning apparatus, which is capable of reducing an inter-light-beam illuminance difference at the same image height on a surface to be scanned and forming a high-definition and high-quality image where no unevenness in density of image exists, and an image forming apparatus using the multi-beam optical scanning apparatus. <P>SOLUTION: In the multi-beam optical scanning apparatus that brings a plurality of light beams, emitted from a plurality of light-emitting portions into incident on the deflecting surface of a light deflector so as to exceed the width in the main scanning direction of the deflection plane, a control means independently controls the emitted light amounts of the plurality of light-emitting portions, and thereby reducing the inter-light-beam illuminance difference on the plane to be scanned. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に複数の発光部を有する光源手段から出射した複数の光束を光偏向器としての回転多面鏡(ポリゴンミラー)により偏向させた後、fθ特性を有する結像光学系(結像光学系)を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ(多機能プリンタ)等の画像形成装置に好適なものである。   The present invention relates to a multi-beam optical scanning device and an image forming apparatus using the same, and in particular, a plurality of light beams emitted from a light source unit having a plurality of light emitting portions are deflected by a rotating polygon mirror (polygon mirror) as an optical deflector. After that, for example, a laser beam printer or a digital copying machine having an electrophotographic process, in which image information is recorded by optically scanning the surface to be scanned through an imaging optical system (imaging optical system) having fθ characteristics. It is suitable for an image forming apparatus such as a multi-function printer.

従来より光走査装置においては、画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束(光ビーム)を、例えば回転多面鏡から成る光偏向器により周期的に偏向させ、fθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体面上にスポット状に集光させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。   Conventionally, in an optical scanning device, a light beam (light beam) modulated and emitted from a light source means in accordance with an image signal is periodically deflected by, for example, an optical deflector composed of a rotating polygon mirror to form an image having fθ characteristics. An optical system collects light in a spot shape on the surface of a photosensitive recording medium and optically scans the surface to perform image recording.

近年、レーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等の装置の高速化及び小型化に伴い、光学系として用いられる結像光学系をより高速化、かつコンパクトに構成することが望まれている。   In recent years, with the increase in speed and size of devices such as laser beam printers, digital copiers, and multifunction printers, it has been desired that imaging optical systems used as optical systems be made faster and more compact. .

高速化する方法としては、例えばオーバーフィルド(Overfilled)光学系が用いられている。   For example, an overfilled optical system is used as a method for increasing the speed.

このオーバーフィルド光学系(以下「OFS」と称す。)においては、回転多面鏡の偏向面(反射面)は広い幅の入射光束の中で実質的に偏向走査するのに必要な光束幅を備えていれば良いので、該回転多面鏡は小径で面数を増やすことが可能になり、高速化に適しているという特徴を有している。   In this overfilled optical system (hereinafter referred to as “OFS”), the deflecting surface (reflecting surface) of the rotary polygon mirror has a light beam width necessary for substantially deflecting and scanning out of a wide incident light beam. Therefore, the rotating polygonal mirror has a feature that it is possible to increase the number of surfaces with a small diameter and is suitable for speeding up.

OFSにおいては、回転多面鏡への入射光束が、集光光学系の光軸近傍で光強度が最大となるようにガウス分布をしており、画角とともに反射偏向する領域は光軸近傍から端部へと変化していくため、被走査面上における照度は像高が高くなるにつれて小さくなるという傾向がある。   In OFS, the incident light beam to the rotating polygon mirror has a Gaussian distribution so that the light intensity is maximized in the vicinity of the optical axis of the condensing optical system. Therefore, the illuminance on the surface to be scanned tends to decrease as the image height increases.

さらにOFSにおいては、反射偏向された光束の主走査方向の光束幅は画角が大きくなるにつれて狭くなることも、被走査面上における照度は像高が高くなるにつれて小さくなるという傾向をより強めている。このときの被走査面上における照度分布を図12に示す。図12で分かるように、OFSを用いた結像光学系においては、被走査面上における照度は像高が高くなるにつれて小さくなるという傾向(以下「光量落ち」と称す)がある。   Furthermore, in OFS, the beam width in the main scanning direction of the reflected and deflected light beam becomes narrower as the angle of view increases, and the illuminance on the surface to be scanned becomes smaller as the image height increases. Yes. Illuminance distribution on the surface to be scanned at this time is shown in FIG. As can be seen from FIG. 12, in the imaging optical system using OFS, the illuminance on the surface to be scanned tends to decrease as the image height increases (hereinafter referred to as “light loss”).

加えて光源手段の取り付け誤差などから、偏向面上において入射する光束の光強度が最大となる位置が、偏向面の主走査方向に対する有効光束幅の中心から有効光束幅端へずれた場合の被走査面上における照度分布を図13に示す。図13で分かるように光量落ちに加えて被走査面上における照度は一方の像高からもう一方の像高へ向かうに連れて増加減少する傾向がある。   In addition, due to mounting errors of the light source means, the position where the light intensity of the incident light beam on the deflecting surface is maximized is shifted from the center of the effective light beam width in the main scanning direction of the deflecting surface to the effective light beam width end. Illuminance distribution on the scanning plane is shown in FIG. As can be seen from FIG. 13, in addition to the decrease in the amount of light, the illuminance on the surface to be scanned tends to increase and decrease from one image height to the other image height.

このように被走査面上における一走査線中の照度に不均一さが生じるためOFSを画像形成装置に用いた場合、形成される画像に濃度ムラが発生するという問題点がある。   As described above, nonuniformity occurs in the illuminance in one scanning line on the surface to be scanned, so that when OFS is used in the image forming apparatus, there is a problem that density unevenness occurs in the formed image.

さらにOFSをより高速化する為の一手段として複数の発光部からの光束を被走査面上で同時に走査方向とは垂直方向に並べて走査させるマルチビームOFSの場合は、同一パターンの画像を形成する際に、被走査面上における一走査線中の照度の不均一さに加えて、同一像高で複数のビーム間に照度差(以下「複数ビーム間の照度差」と称す。)が発生してしまうために形成した画像に濃度ムラが生じるという問題点がある。   Furthermore, as a means to further speed up the OFS, in the case of the multi-beam OFS in which the light beams from a plurality of light emitting units are simultaneously scanned on the surface to be scanned in the direction perpendicular to the scanning direction, an image having the same pattern is formed. In this case, in addition to non-uniformity of illuminance in one scanning line on the scanning surface, an illuminance difference (hereinafter referred to as “illuminance difference between multiple beams”) occurs between a plurality of beams at the same image height. Therefore, there is a problem that density unevenness occurs in the formed image.

以下に同じ像高で2つの光束間に照度差が発生する原理を説明する。   Hereinafter, the principle that an illuminance difference occurs between two light beams at the same image height will be described.

マルチビーム光走査装置とは、複数の発光部を有する光源手段から出射した複数の光束を被走査面上に複数本同時に走査させることによって画像情報の記録の高速化を図る方式である。このとき用いる光源手段の一例としてマルチビーム半導体レーザについて図14を用いて説明する。図14は2つの発光部(レーザ)14a,14bを有するモノリシックなマルチビーム半導体レーザの要部概略図である。尚、発光部14aをAレーザ(もしくは発光部A)、発光部14bをBレーザ(もしくは発光部B)とも称す。   The multi-beam optical scanning device is a method for speeding up recording of image information by simultaneously scanning a plurality of light beams emitted from light source means having a plurality of light emitting units on a surface to be scanned. A multi-beam semiconductor laser will be described with reference to FIG. 14 as an example of light source means used at this time. FIG. 14 is a schematic view of the main part of a monolithic multi-beam semiconductor laser having two light emitting sections (lasers) 14a and 14b. The light emitting part 14a is also called A laser (or light emitting part A), and the light emitting part 14b is also called B laser (or light emitting part B).

マルチビーム半導体レーザ1は図14に示すように一つの活性層13上に2つの発光部14a、14bを有し、該2つの発光部14a、14bから各々発散光束を出射している。この発散光束の強度は、強度中心線14ap、14bpで光強度が最大となるようにガウス分布している。図14に示すように実際に製造されているマルチビーム半導体レーザ1においては、2つの発光部14a、14bから出射される光束の強度中心線14ap、14bpの方向にはバラツキがあり、該2つの発光部14a、14b間で出射される光束の強度中心線14ap、14bpに主走査方向に対する角度差RΔθが生じる。   As shown in FIG. 14, the multi-beam semiconductor laser 1 has two light emitting portions 14a and 14b on one active layer 13, and emits divergent light beams from the two light emitting portions 14a and 14b, respectively. The intensity of the divergent light beam is Gaussian distributed so that the light intensity becomes maximum at the intensity center lines 14ap and 14bp. As shown in FIG. 14, in the actually manufactured multi-beam semiconductor laser 1, there are variations in the directions of the intensity center lines 14ap and 14bp of the light beams emitted from the two light emitting portions 14a and 14b. An angle difference RΔθ with respect to the main scanning direction is generated in the intensity center lines 14ap and 14bp of the light beam emitted between the light emitting units 14a and 14b.

図15は図14に示したマルチビーム半導体レーザを光源手段として用いたマルチOFSの主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。   FIG. 15 is a cross-sectional view (main scanning cross-sectional view) of the main scanning direction of the multi OFS using the multi-beam semiconductor laser shown in FIG. 14 as light source means.

同図において入射光学系を一つの集光光学系11として表している。また同図において主走査方向に対して2つの光束の強度中心線14ap、14bpの角度差をRΔθとして表している。   In the figure, the incident optical system is represented as one condensing optical system 11. In the same figure, the angle difference between the intensity center lines 14ap and 14bp of the two light beams with respect to the main scanning direction is represented as RΔθ.

同図において、この2つの光束が集光光学系11を通過する際、角度差RΔθをもつ2つの光束の強度中心線14ap、14bpは集光光学系11の光軸12から異なる高さを通過するため偏向面7近傍において、2つの光束の強度中心位置14ap、14bpとの間に主走査方向に対する間隔d1´が発生する。   In the figure, when these two light beams pass through the condensing optical system 11, the intensity center lines 14ap and 14bp of the two light beams having the angle difference RΔθ pass through different heights from the optical axis 12 of the condensing optical system 11. Therefore, in the vicinity of the deflection surface 7, an interval d1 ′ with respect to the main scanning direction is generated between the intensity center positions 14ap and 14bp of the two light beams.

このようなことから偏向面7に入射する2つの光束は主走査方向に対して各々異なる強度分布を持つため被走査面上における2つの光束の像高に対する照度分布も異なる。その様子を図16に示す。   For this reason, the two light beams incident on the deflecting surface 7 have different intensity distributions in the main scanning direction, so that the illuminance distributions for the image heights of the two light beams on the scanned surface are also different. This is shown in FIG.

図16は同一パターンの画像を形成するべく、2つの発光部14a、14bからの発光光量を等しく、かつ、全像高で一定となるように制御したときの、2つの発光部14a、14bから出射した光束の各々の照度分布14ai、14biを表した図である。同図より被走査面上における照度は像高が高くなるにつれて小さくなるという傾向に加えて、同じ像高での2つのビーム光束間に照度差が生じることがわかる。   FIG. 16 shows the two light emitting units 14a and 14b when the light emission amounts from the two light emitting units 14a and 14b are controlled to be equal and constant at the entire image height in order to form an image having the same pattern. It is a figure showing each illumination distribution 14ai and 14bi of the emitted light beam. The figure shows that in addition to the tendency that the illuminance on the surface to be scanned decreases as the image height increases, an illuminance difference occurs between two beam beams at the same image height.

この問題点を解決するマルチビーム光走査装置または光走査装置が種々と提案されている。(特許文献1、2参照)。   Various multi-beam optical scanning devices or optical scanning devices that solve this problem have been proposed. (See Patent Documents 1 and 2).

特許文献1においては、光源手段と偏向手段との間の光路内に配設される開口板の開口形状を副走査方向の幅が主走査方向の中心部より大きくされた形状とすることにより、被走査面上における一走査線中の照度を略均一にする構成としている。   In Patent Document 1, the opening shape of the opening plate disposed in the optical path between the light source means and the deflecting means is set so that the width in the sub-scanning direction is larger than the central portion in the main scanning direction. The illuminance in one scanning line on the surface to be scanned is made substantially uniform.

特許文献2においては、被走査面上における一走査線中の照度を略均一にするように走査される位置に応じて補正係数に基づいて半導体レーザの駆動電流を供給することにより、被走査面上における一走査線中の照度を略均一にする構成としている。
特開平11−218702号公報 特開平9−197316号公報
In Patent Document 2, a surface to be scanned is supplied by supplying a driving current of a semiconductor laser based on a correction coefficient in accordance with a position scanned so as to make the illuminance in one scanning line substantially uniform on the surface to be scanned. The illuminance in one scanning line is made substantially uniform.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-218702 JP-A-9-197316

しかしながら、これら特許文献1,2で提案されているマルチビーム光走査装置においては、複数光束間の照度差を低減することは難しかった。   However, in the multi-beam optical scanning devices proposed in these Patent Documents 1 and 2, it is difficult to reduce the illuminance difference between a plurality of light beams.

例えば特許文献1においては、一つの光束に対して開口板の開口形状により光量分布の不均一を改善する構成が開示されているが、もし特許文献1を図15に示したような主走査方向に対して2つの光束の強度中心線が角度差RΔθをもつマルチOFSに用いた場合の照度分布は図17に示すようになる。図17から分かるように開口形状の副走査方向の幅が主走査方向の中心部より大きくされた開口板を2つの光束が通過することで、該2つの光束の光量落ちは共に低減されるが、同じ像高での2つの光束の光量差は改善できない。   For example, Patent Document 1 discloses a configuration for improving the non-uniformity of the light amount distribution by the aperture shape of the aperture plate for one light beam. However, if Patent Document 1 is shown in FIG. On the other hand, the illuminance distribution when the intensity center line of the two light beams is used for the multi OFS having the angle difference RΔθ is as shown in FIG. As can be seen from FIG. 17, when the two light beams pass through the aperture plate in which the width of the aperture shape in the sub-scanning direction is larger than the center portion in the main scanning direction, the light quantity drop of the two light beams is reduced. The light quantity difference between two light beams at the same image height cannot be improved.

特許文献2に記載されている実施の形態では、一つのレーザの被走査面上における一走査線中の照度分布を検出して一走査線中の照度を均一に補正する補正係数を算出し、その補正係数に基づいて全てのレーザの駆動電流を供給する構成としている。図15に示したような主走査方向に対して2つの光束の強度中心線14ap、14bpが角度差RΔθをもつマルチOFSに対して、Aレーザ(発光部14a)の被走査面上における一走査線中の照度分布を検出して一走査線中の照度を均一に補正する補正係数を算出し、その補正係数に基づいてA、Bレーザの駆動電流を供給したときの照度分布14ai、14biを図18に示す。図18から分かるように複数光束に対して同一の補正係数を用いるのでAレーザの光量分布14aiは均一に補正できているが、Bレーザ(発光部14b)の光量分布14biは勾配をもっているため複数光束間の照度差を改善できない。    In the embodiment described in Patent Document 2, the illuminance distribution in one scanning line on the scanned surface of one laser is detected, and a correction coefficient for uniformly correcting the illuminance in one scanning line is calculated. Based on the correction coefficient, all laser drive currents are supplied. With respect to the multi OFS in which the intensity center lines 14ap and 14bp of the two light beams have an angle difference RΔθ with respect to the main scanning direction as shown in FIG. A correction coefficient for uniformly correcting the illuminance in one scanning line is detected by detecting the illuminance distribution in the line, and the illuminance distributions 14ai and 14bi when the A and B laser drive currents are supplied based on the correction coefficient are calculated. As shown in FIG. As can be seen from FIG. 18, since the same correction coefficient is used for a plurality of light beams, the light quantity distribution 14ai of the A laser can be corrected uniformly, but the light quantity distribution 14bi of the B laser (light emitting portion 14b) has a gradient, so The illuminance difference between the luminous fluxes cannot be improved.

このような複数光束間の照度差による濃度ムラは隣接している複数のドットの濃度が異なるため、一走査線中で濃度が連続的に変化する光量落ちによる濃度ムラよりもさらに目立ちやすい。このため光量落ちを完全に打ち消しても複数光束間の照度差が残っていれば、濃度ムラの無い良好なる画像を形成できない。   Such density unevenness due to the difference in illuminance between the plurality of light fluxes is more conspicuous than density unevenness due to a drop in the amount of light in which the density continuously changes in one scanning line because the density of adjacent dots is different. For this reason, if an illuminance difference between a plurality of light beams remains even if the light intensity drop is completely cancelled, a good image without density unevenness cannot be formed.

本発明は被走査面上における同じ像高での複数光束間の照度差を低減し、濃度ムラのない高精細で高画質な画像を形成できるマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。   The present invention reduces a difference in illuminance between a plurality of light beams at the same image height on a surface to be scanned, and can form a high-definition and high-quality image without density unevenness, and an image forming apparatus using the same The purpose is to provide.

請求項1の発明のマルチビーム光走査装置は、
複数の発光部を有する光源手段と、
偏向面を有する光偏向器と、
該複数の発光部から出射した複数の光束を該光偏向器の偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させる入射光学系と、
該光偏向器で反射された複数の光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、
該複数の発光部に対して発光光量を各々独立して制御する制御手段と、を有するマルチビーム光走査装置において、
該制御手段は、該複数の発光部に対して発光光量を各々独立して制御することにより、被走査面上での複数ビーム間の照度差を低減する事を特徴としている。
The multi-beam optical scanning device of the invention of claim 1 comprises:
Light source means having a plurality of light emitting portions;
An optical deflector having a deflection surface;
An incident optical system that causes a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting units to enter the deflection surface of the optical deflector in a state wider than the width of the deflection surface in the main scanning direction;
An imaging optical system that forms an image on the scanned surface with a plurality of light beams reflected by the optical deflector;
A multi-beam optical scanning device having control means for independently controlling the amount of emitted light for the plurality of light emitting units,
The control means is characterized in that the illuminance difference between the plurality of beams on the surface to be scanned is reduced by independently controlling the amount of emitted light with respect to the plurality of light emitting units.

請求項2の発明のマルチビーム光走査装置は、
複数の発光部を有する光源手段と、
偏向面を有する光偏向器と、
該複数の発光部から出射した複数の光束を該光偏向器の偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させる入射光学系と、
該光偏向器で反射された複数の光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、
該複数の発光部に対して発光光量を各々独立して制御する制御手段と、を有するマルチビーム光走査装置において、
前記被走査面上の全像高において、前記制御手段にて前記複数の光束の照度を同一にするように該複数の発光部に対して発光光量を各々制御する場合、
該制御手段は、最大走査角における該複数の発光部間の発光光量を異ならせていることを特徴としている。
The multi-beam optical scanning device according to the invention of claim 2
Light source means having a plurality of light emitting portions;
An optical deflector having a deflection surface;
An incident optical system that causes a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting units to enter the deflection surface of the optical deflector in a state wider than the width of the deflection surface in the main scanning direction;
An imaging optical system that forms an image on the scanned surface with a plurality of light beams reflected by the optical deflector;
A multi-beam optical scanning device having control means for independently controlling the amount of emitted light for the plurality of light emitting units,
When controlling the amount of emitted light for each of the plurality of light emitting units so that the illuminance of the plurality of light beams is the same by the control means at the total image height on the scanned surface,
The control means is characterized in that the amount of light emitted between the plurality of light emitting portions at the maximum scanning angle is made different.

請求項3の発明のマルチビーム光走査装置は、
複数の発光部を有する光源手段と、
偏向面を有する光偏向器と、
該複数の発光部から出射した複数の光束を該光偏向器の偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させる入射光学系と、
該光偏向器で反射された複数の光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、
該複数の発光部に対して発光光量を各々独立して制御する制御手段と、を有するマルチビーム光走査装置において、
前記被走査面上の全像高において、前記制御手段にて前記複数の光束の照度を同一にするように該複数の発光部に対して発光光量を各々制御する場合、
前記制御手段は、走査角全域の一部領域内において同一走査角における該複数の発光部間の発光光量を異ならせていることを特徴としている。
The multi-beam optical scanning device according to the invention of claim 3
Light source means having a plurality of light emitting portions;
An optical deflector having a deflection surface;
An incident optical system that causes a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting units to enter the deflection surface of the optical deflector in a state wider than the width of the deflection surface in the main scanning direction;
An imaging optical system that forms an image on the scanned surface with a plurality of light beams reflected by the optical deflector;
A multi-beam optical scanning device having control means for independently controlling the amount of emitted light for the plurality of light emitting units,
When controlling the amount of emitted light for each of the plurality of light emitting units so that the illuminance of the plurality of light beams is the same by the control means at the total image height on the scanned surface,
The control means is characterized in that the amount of emitted light between the plurality of light emitting portions at the same scanning angle is made different within a partial region of the entire scanning angle.

本発明によればOFSを用いたマルチビーム光走査装置において、レーザ出力(発光光量)を走査角に応じて電気的に制御することによって、被走査面上における同じ像高での複数光束間の照度差を低減させることができ、これにより高速、高精細で高画質な画像を得ることができるマルチビーム光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。   According to the present invention, in a multi-beam optical scanning device using OFS, a laser output (amount of emitted light) is electrically controlled according to a scanning angle, so that a plurality of light beams at the same image height on the surface to be scanned can be obtained. It is possible to reduce a difference in illuminance, thereby achieving a multi-beam optical scanning device capable of obtaining a high-speed, high-definition and high-quality image and an image forming apparatus using the same.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の実施例1のOFSを用いたマルチビーム光走査装置の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図2は図1の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。   1 is a cross-sectional view of main parts in a main scanning direction (a main scanning cross-sectional view) of a multi-beam optical scanning apparatus using an OFS according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of main parts in a sub-scanning direction of FIG. FIG.

ここで、主走査方向とは光偏向器の回転軸及び走査光学素子の光軸に垂直な方向(光偏向器で光束が反射偏向(偏向走査)される方向)を示し、副走査方向とは光偏向器の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で結像光学系の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。   Here, the main scanning direction is a direction perpendicular to the rotation axis of the optical deflector and the optical axis of the scanning optical element (the direction in which the light beam is reflected and deflected (deflected and scanned) by the optical deflector), and the sub-scanning direction is The direction parallel to the rotation axis of the optical deflector is shown. The main scanning section indicates a plane parallel to the main scanning direction and including the optical axis of the imaging optical system. The sub-scanning cross section indicates a cross section perpendicular to the main scanning cross section.

本実施例において、走査角とは、主走査断面内において結像光学系の光軸と光偏向器の偏向面にて反射された光束の主光線がなす角度と定義できる。   In this embodiment, the scanning angle can be defined as the angle formed by the principal ray of the light beam reflected by the optical axis of the imaging optical system and the deflecting surface of the optical deflector in the main scanning section.

また、最大走査角とは、主走査断面内において結像光学系の光軸と被走査面(感光ドラム面)の最大像高(走査端)に到達する光束の主光線がなす角度と定義できる。   The maximum scanning angle can be defined as the angle formed by the principal ray of the light beam reaching the maximum image height (scanning end) of the scanning surface (photosensitive drum surface) and the optical axis of the imaging optical system in the main scanning section. .

図中1は光源手段であり、例えば2つの発光部(レーザ)14a、14bを有するモノリシックなマルチビーム半導体レーザより成っている。尚、以下、発光部14aをAレーザ(もしくは発光部A)、発光部14bをBレーザ(もしくは発光部B)とも称す。   In the figure, reference numeral 1 denotes light source means, which is composed of, for example, a monolithic multi-beam semiconductor laser having two light emitting portions (lasers) 14a and 14b. Hereinafter, the light emitting unit 14a is also referred to as A laser (or light emitting unit A), and the light emitting unit 14b is also referred to as B laser (or light emitting unit B).

本実施例において、2つの発光部(レーザ)14a、14bは互いに主走査方向に離間している。   In this embodiment, the two light emitting portions (lasers) 14a and 14b are separated from each other in the main scanning direction.

本実施例のように発光部が主走査方向に離間している場合、発光部が副走査方向にのみ離間している場合には問題にならない程度の大きさである2つの光束間の照度差が、形成する画質の劣化を招くレベルにまで大きくなってしまうという問題がある。   When the light emitting part is separated in the main scanning direction as in this embodiment, the difference in illuminance between the two light fluxes is of a size that does not cause a problem when the light emitting part is separated only in the sub scanning direction. However, there is a problem that the image quality is increased to a level that causes deterioration of image quality to be formed.

以下にその理由を示す。   The reason is shown below.

2つの発光部(レーザ)14a、14bが互いに主走査方向に離間していると、主走査断面内において回転多面鏡6の偏向面に2つの発光部(レーザ)14a、14bから出射したAレーザ14aの主光線、Bレーザ14bの主光線は互いに異なる角度で入射するので、偏向面上でのAレーザ14a、Bレーザ14bの照度分布は異なり、被走査面上で2つの光束間の照度差の原因になる。   When the two light emitting portions (lasers) 14a and 14b are separated from each other in the main scanning direction, the A laser emitted from the two light emitting portions (lasers) 14a and 14b on the deflection surface of the rotary polygon mirror 6 in the main scanning section. Since the chief ray of 14a and the chief ray of B laser 14b are incident at different angles, the illuminance distribution of A laser 14a and B laser 14b on the deflection surface is different, and the illuminance difference between the two light beams on the scanned surface Cause.

また、主走査方向にファーフィールドパターンが狭いほど、偏向面上でのAレーザ14a、Bレーザ14bの照度分布の差は大きくなり、被走査面上で2つのビーム間の照度差が大きくなってしまう。マルチビーム半導体レーザは、発光部が離間して並んでいる方向が活性層に平行な方向であるため、発光部の離間している方向のファーフィールドパターンは、発光部の離間している方向と垂直な方向のファーフィールドパターンよりも狭い傾向がある。   Further, the narrower the far field pattern in the main scanning direction, the larger the difference in illuminance distribution between the A laser 14a and the B laser 14b on the deflection surface, and the greater the illuminance difference between the two beams on the scanned surface. End up. In the multi-beam semiconductor laser, the direction in which the light emitting portions are separated from each other is the direction parallel to the active layer, so the far field pattern in the direction in which the light emitting portions are separated from the direction in which the light emitting portions are separated from each other. It tends to be narrower than the far field pattern in the vertical direction.

すなわち、2つ発光部(レーザ)を主走査方向に離間している場合、副走査方向に離間している場合よりも、被走査面上で2つの光束間の照度差が大きくなってしまう。   That is, when the two light emitting units (lasers) are separated in the main scanning direction, the illuminance difference between the two light fluxes on the surface to be scanned becomes larger than when they are separated in the sub scanning direction.

このように、発光部が主走査方向に離間している場合、被走査面上における2つの光束間の照度差が大きいため、濃度ムラのない良好な画質を得る為には、積極的に2つの光束間の照度差を低減する必要がある。   As described above, when the light emitting units are separated in the main scanning direction, the illuminance difference between the two light beams on the scanned surface is large. Therefore, in order to obtain a good image quality without density unevenness, 2 is actively used. It is necessary to reduce the illuminance difference between the two light beams.

71は制御手段(制御系)であり、A、Bレーザ14a、14bのうち、1つ以上のレーザ(本実施例ではBレーザ14b)に対して発光光量を制御している。本実施例ではBレーザ14bの発光光量を走査角に応じて制御することにより、被走査面上で2つの光束間の照度差(以下「2光束間の照度差」とも称す。)を低減している。   Reference numeral 71 denotes a control means (control system) that controls the amount of light emitted from one or more of the A and B lasers 14a and 14b (B laser 14b in this embodiment). In this embodiment, the amount of light emitted from the B laser 14b is controlled according to the scanning angle, thereby reducing the illuminance difference between the two light beams on the surface to be scanned (hereinafter also referred to as “illuminance difference between the two light beams”). ing.

2は光束変換素子としてのコリメータレンズであり、光源手段1から出射した2つの発散光束を平行光束に変換している。   Reference numeral 2 denotes a collimator lens as a light beam conversion element, which converts two divergent light beams emitted from the light source means 1 into parallel light beams.

3はアパーチャー(開口絞り)であり、コリメータレンズ2から射出した平行光束を所望の最適なビーム形状に形成している。   Reference numeral 3 denotes an aperture (aperture stop) which forms a parallel light beam emitted from the collimator lens 2 into a desired optimum beam shape.

4はアナモフィックな光学素子としてのアナモフィックレンズ(副走査シリンドリカルレンズ)であり、主に副走査方向のみに所定のパワー(屈折力)を有しており、後述する光偏向器6の偏向面7上で主走査方向に長手の線像として結像させている。   Reference numeral 4 denotes an anamorphic lens (sub-scanning cylindrical lens) as an anamorphic optical element. The anamorphic lens (sub-scanning cylindrical lens) has a predetermined power (refractive power) mainly only in the sub-scanning direction. Thus, the image is formed as a longitudinal line image in the main scanning direction.

尚、コリメータレンズ2、アパーチャー3、そして副走査シリンドリカルレンズ4等の各要素は入射光学系5の一要素を構成している。   Each element such as the collimator lens 2, the aperture 3 and the sub-scanning cylindrical lens 4 constitutes one element of the incident optical system 5.

6は光偏向器であり、例えば回転多面鏡(ポリゴンミラー)より成り、モータなどの駆動手段(不図示)により図中矢印A方向に一定速度で回転している。   An optical deflector 6 is composed of, for example, a rotary polygon mirror (polygon mirror), and is rotated at a constant speed in the direction of arrow A in the figure by driving means (not shown) such as a motor.

8はfθ特性を有する結像光学系であり、主走査方向にのみ正のパワーを有するfθレンズ8aと副走査方向にのみ所定のパワーを有する長尺のトーリックレンズ8bとを有しており、光偏向器6によって反射偏向された画像情報に基づく2つの光束を主走査断面内において被走査面としての感光ドラム面10上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器6の偏向面7と感光ドラム面10との間を光学的に共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。   Reference numeral 8 denotes an imaging optical system having fθ characteristics, which includes an fθ lens 8a having a positive power only in the main scanning direction and a long toric lens 8b having a predetermined power only in the sub-scanning direction. Two light beams based on the image information reflected and deflected by the optical deflector 6 are imaged on the photosensitive drum surface 10 as the scanned surface in the main scanning section, and the deflecting surface of the optical deflector 6 in the sub-scanning section. 7 and the photosensitive drum surface 10 are optically conjugate to provide a tilt correction function.

9は反射部材としての折り返しミラーである。10は被走査面としての感光ドラム面(記録媒体面)である。   Reference numeral 9 denotes a folding mirror as a reflecting member. Reference numeral 10 denotes a photosensitive drum surface (recording medium surface) as a surface to be scanned.

本実施例において、画像情報に応じてモノリシックなマルチビーム半導体レーザ1から光変調され出射した2つの発散光束は、コリメータレンズ2により平行光束に変換される。コリメータレンズ2から射出した2つの光束は、開口絞り3を通過し(一部遮光される)、副走査シリンドリカルレンズ4に入射する。副走査シリンドリカルレンズ4を通過した2つの光束は光偏向器6の偏向面7の主走査方向の幅よりも広い状態で入射されており(所謂オーバーフィルド光学系(OFS))、偏向面7上で主走査方向に長手の線像として結像する。   In this embodiment, two divergent light beams that are modulated and emitted from the monolithic multi-beam semiconductor laser 1 in accordance with image information are converted into parallel light beams by the collimator lens 2. The two light beams emitted from the collimator lens 2 pass through the aperture stop 3 (partially shielded) and enter the sub-scanning cylindrical lens 4. The two light beams that have passed through the sub-scanning cylindrical lens 4 are incident in a state wider than the width of the deflecting surface 7 of the optical deflector 6 in the main scanning direction (so-called overfilled optical system (OFS)). As a result, a long line image is formed in the main scanning direction.

さらに副走査シリンドリカルレンズ4から出射した2つの光束は、光偏向器6の主走査方向において所定の角度で、また副走査断面内においては所定の角度をつけて入射している。   Further, the two light beams emitted from the sub-scanning cylindrical lens 4 are incident at a predetermined angle in the main scanning direction of the optical deflector 6 and at a predetermined angle in the sub-scanning section.

尚、本実施例の入射光学系5は図1に示した構成に限らず、例えば副走査シリンドリカルレンズ4から出射した2つの光束を、光偏向器6の主走査方向において正面(光偏向器6に主走査方向においては正面に沿った走査範囲の中心、すなわち主走査方向に沿った走査範囲の中央)から所定の角度をつけて入射させても良い。   The incident optical system 5 of the present embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. 1. For example, two light beams emitted from the sub-scanning cylindrical lens 4 are front (light deflector 6) in the main scanning direction of the light deflector 6. In the main scanning direction, the light may be incident at a predetermined angle from the center of the scanning range along the front surface, that is, the center of the scanning range along the main scanning direction.

そして光偏向器6の偏向面7で一部反射偏向された光束は、結像光学系8により感光ドラム面10上で導光され、該光偏向器6を矢印A方向に回転させることによって、該感光ドラム面10上を矢印B方向(主走査方向)に光走査して画像情報の記録を行っている。   Then, the light beam partially reflected and deflected by the deflecting surface 7 of the optical deflector 6 is guided on the photosensitive drum surface 10 by the imaging optical system 8, and the optical deflector 6 is rotated in the direction of arrow A, Image information is recorded by optically scanning the photosensitive drum surface 10 in the direction of arrow B (main scanning direction).

本実施例において、光源手段1は前記図14に示したように主走査方向に対して2つの光束の強度中心線14ap、14bpに角度差RΔθがあるモノリシックなマルチビーム半導体レーザより成っている。   In this embodiment, the light source means 1 comprises a monolithic multi-beam semiconductor laser having an angle difference RΔθ between the intensity center lines 14ap and 14bp of two light beams with respect to the main scanning direction as shown in FIG.

図3は本実施例のマルチOFSの主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。同図において図1に示した要素と同一要素には同符番を付けている。   FIG. 3 is a sectional view (main scanning sectional view) of the main part in the main scanning direction of the multi OFS of the present embodiment. In the figure, the same elements as those shown in FIG.

同図においては入射光学系を一つの集光光学系11として表している。A、Bレーザ(発光部)14a、14bから出射された2つの光束の強度中心線14ap、14bpは集光光学系11の光軸12に対してバラツキをもって傾いている。   In the figure, the incident optical system is represented as one condensing optical system 11. The intensity center lines 14ap and 14bp of the two light beams emitted from the A and B lasers (light emitting units) 14a and 14b are inclined with respect to the optical axis 12 of the condensing optical system 11.

図4Aは図3のマルチOFSの場合のレーザの駆動電流量を全像高で一定値I0にした場合のA、Bレーザ14a、14bから発した2つの光束の被走査面上での照度分布14ai、14biを表した図である。図4Aから分かるように、A、Bレーザどちらのレーザによる照度も像高Y=0から一方の最大像高±Y0に近づくにつれて小さくなるという傾向に加えて、同じ像高でのAレーザ、Bレーザの2光束間に照度差が生じていることが分かる。 Figure 4A illuminance on the surface to be scanned of the two light beams a drive current of the laser in the case of a multi-OFS emitted from a constant value A in the case of the I 0, B laser 14a, 14b in all the image height in FIG. 3 It is a figure showing distribution 14ai, 14bi. As can be seen from FIG. 4A, in addition to the tendency that the illuminance by both the A and B lasers decreases from the image height Y = 0 toward one of the maximum image heights ± Y 0 , the A laser at the same image height, It can be seen that there is an illuminance difference between the two light beams of the B laser.

そこで本実施例においては、2光束間の照度差を低減するために最大像高でのAレーザ、Bレーザの照度を検出する検出手段として被走査面上の最大像高位置にフォトディテクタFDを配置し、A、Bレーザ各々の最大像高で検出した照度A1、A2、B1、B2に基づいて、Bレーザの発光光量を制御手段71により像高(走査角)に応じて異ならせる。   Therefore, in this embodiment, the photodetector FD is arranged at the maximum image height position on the surface to be scanned as detection means for detecting the illuminance of the A laser and the B laser at the maximum image height in order to reduce the illuminance difference between the two light beams. Then, based on the illuminances A1, A2, B1, and B2 detected at the maximum image heights of the A and B lasers, the amount of light emitted by the B laser is varied according to the image height (scanning angle) by the control means 71.

本実施例においては、このBレーザの発光光量の各像高に応じた制御を該Bレーザの駆動電流量を制御することによって行っている。   In this embodiment, control according to the image height of the light emission quantity of the B laser is performed by controlling the drive current amount of the B laser.

制御手段71は、走査角全域の一部領域において同一走査角における2つの発光部14al、14bl間の発光光量を異ならせて、被走査面上での同一像高でのAレーザ14ai、Bレーザ14biの照度を同一としている。   The control means 71 varies the amount of emitted light between the two light emitting portions 14al and 14bl at the same scanning angle in a partial region of the entire scanning angle, and the A laser 14ai and B laser at the same image height on the scanned surface. The illuminance of 14bi is the same.

図5は本実施例におけるレーザの駆動電流量に対するレーザの発光光量を表したグラフである。図5から分かるように駆動電流量が増加するに従ってレーザの発光光量が増加する。図5に示すように2光束間の照度差を低減する為に任意の像高において、レーザの駆動電流を該レーザの発光光量がI0となるときの駆動電流量iから増減させることにより、レーザの発光光量が増減するように制御できる。 FIG. 5 is a graph showing the light emission amount of the laser with respect to the drive current amount of the laser in this example. As can be seen from FIG. 5, the amount of light emitted by the laser increases as the amount of drive current increases. As shown in FIG. 5, in order to reduce the illuminance difference between the two light beams, the laser drive current is increased or decreased from the drive current amount i 0 when the light emission amount of the laser is I 0 at an arbitrary image height. The amount of light emitted from the laser can be controlled to increase or decrease.

図4Bは図4Aに示したような照度分布の2光束間の照度差を低減するために像高に応じて駆動電流を変化させることによって制御したレーザの発光光量を示したグラフである。   FIG. 4B is a graph showing the light emission quantity of the laser controlled by changing the drive current according to the image height in order to reduce the illuminance difference between the two light fluxes of the illuminance distribution as shown in FIG. 4A.

図4Bから分かるように、Aレーザの発光光量14aIは全像高で一定値I0のままであり、各像高でのAレーザとBレーザとの照度差を低減するためにBレーザの発光光量14bIを像高Y=-Y0から像高Y=+Y0に向かうに連れて単調減少するように駆動電流量を制御している。 As can be seen from FIG. 4B, the light emission amount 14aI of the A laser remains at a constant value I 0 at the entire image height, and the light emission of the B laser in order to reduce the illuminance difference between the A laser and the B laser at each image height. The drive current amount is controlled so that the amount of light 14bI decreases monotonously as it goes from the image height Y = −Y 0 to the image height Y = + Y 0 .

例えばBレーザの発光光量IBを以下に示す関係式(1)を満たすように線形的に制御している。    For example, the light emission quantity IB of the B laser is linearly controlled so as to satisfy the following relational expression (1).

IB = a × Y + b ・・・・・・・・・・・・(1)
a = I0 × {(B1−A1)/A1 - (B2−A2)/A2 } / 2Y0
b = I0 × {2-(B1−A1)/A1 - (B2−A2)/A2 } / 2
Y:任意の像高
IB:Bレーザの任意の像高での発光光量
A1:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=-Y0でのAレーザの照度
A2:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=-Y0でのAレーザの照度
B1:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=+Y0でのBレーザの照度
B2:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=+Y0でのBレーザの照度
I0:Aレーザの発光光量
Y0:最大像高
ただし、任意の像高Yでのレーザの発光光量は関係式(1)を満たさなくとも、Bレーザの発光光量を制御したときの最大像高の照度が以下に示す条件式(1)´を満たしていれば、2光束間の照度差の低減に十分な効果が得られる。
IB = a × Y + b (1)
a = I0 × {(B1−A1) / A1 − (B2−A2) / A2} / 2Y0
b = I0 x {2- (B1-A1) / A1-(B2-A2) / A2} / 2
Y: Arbitrary image height
IB: Amount of emitted light at an arbitrary image height of the B laser
A1: Illuminance of the A laser at an image height Y = −Y 0 when the amount of emitted light is a constant value I 0
A2: Illuminance of laser A at image height Y = -Y 0 when the amount of emitted light is a constant value I 0
B1: Illuminance of the B laser at an image height Y = + Y 0 when the light emission quantity is a constant value I 0
B2: Illuminance of the B laser at the image height Y = + Y 0 when the amount of emitted light is a constant value I 0
I0: A laser light intensity
Y0: Maximum image height However, the light emission quantity of the laser at an arbitrary image height Y does not satisfy the relational expression (1), but the illuminance of the maximum image height when the light emission quantity of the B laser is controlled is the following conditional expression If (1) ′ is satisfied, an effect sufficient for reducing the illuminance difference between the two light beams can be obtained.

0.9≦|B1´/A1´|≦1.1、0.9≦|B2´/A2´|≦1.1・・・(1)´
A1´:発光光量制御を行ったときの像高Y=-Y0でのAレーザの照度
A2´:発光光量制御を行ったときの像高Y=-Y0でのAレーザの照度
B1´:発光光量制御を行ったときの像高Y=+Y0でのBレーザの照度
B2´:発光光量制御を行ったときの像高Y=+Y0でのBレーザの照度
図4Cは本実施例において、図4Bで表したように各々のレーザの発光光量を制御したときの被走査面10上での照度分布図である。
0.9 ≦ | B1 ′ / A1 ′ | ≦ 1.1, 0.9 ≦ | B2 ′ / A2 ′ | ≦ 1.1 (1) ′
A1 ′: A laser illuminance at image height Y = −Y 0 when light emission control is performed
A2 ′: Illuminance of the A laser at the image height Y = −Y 0 when the emitted light quantity control is performed
B1 ′: Illuminance of the B laser at the image height Y = + Y 0 when the amount of emitted light is controlled
B2 ′: Illuminance of the B laser at the image height Y = + Y 0 when the emitted light amount control is performed FIG. 4C shows the case where the emitted light amount of each laser is controlled as shown in FIG. 4B in this embodiment. FIG. 3 is an illuminance distribution diagram on a scanned surface 10.

図4Cでは被走査面上での各最大像高(Y=±Y0)において、Aレーザ14aによる被走査面上での照度が、Bレーザ14bによる被走査面上での照度と一致するように、該Bレーザの発光光量IBを制御している(A1´=B1´、A2´=B2´)。 4C, at each maximum image height (Y = ± Y 0 ) on the scanned surface, the illuminance on the scanned surface by the A laser 14a matches the illuminance on the scanned surface by the B laser 14b. In addition, the light emission amount IB of the B laser is controlled (A1 ′ = B1 ′, A2 ′ = B2 ′).

つまり、制御手段71は、最大走査角における2つの発光部間の発光光量14aI、14bIを異ならせている。   That is, the control means 71 varies the emitted light amounts 14aI and 14bI between the two light emitting units at the maximum scanning angle.

本実施例では図4Cに示すように全像高においてAレーザとBレーザの照度分布14ai、14biは同一に補正されている。この本実施例のマルチOFSを、例えば画像形成装置に用いれば、複数光束間の照度差による濃度ムラが低減された良好なる画像を得ることができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 4C, the illuminance distributions 14ai and 14bi of the A laser and the B laser are corrected to be the same at the entire image height. If the multi OFS of this embodiment is used in, for example, an image forming apparatus, a good image in which density unevenness due to an illuminance difference between a plurality of light beams is reduced can be obtained.

ただし、図4Cから、どちらのレーザによる照度分布14ai、14biも像高が高くなるにつれて小さくなるという傾向と、像高に対する照度に勾配は残っていることが分かる。これらの光量落ちと照度の勾配による濃度ムラも画像を劣化させる要因であるが、どちらも連続的な濃度の変化であるため肉眼で見たときに目立ちにくく、それに対して複数光束間の照度差による濃度ムラは隣接するドットの濃度が著しく変化するため目立ちやすい。このため複数光束間の照度差による濃度ムラを低減するだけで画像の劣化を低減する効果が期待できる。   However, it can be seen from FIG. 4C that the illuminance distributions 14ai and 14bi by either laser tend to decrease as the image height increases, and that the gradient with respect to the illuminance with respect to the image height remains. These light intensity drop and density unevenness due to the gradient of illuminance are factors that degrade the image, but both are continuous density changes, so they are not noticeable when viewed with the naked eye. The density unevenness due to is easily noticeable because the density of adjacent dots changes significantly. For this reason, the effect of reducing the deterioration of the image can be expected only by reducing the density unevenness due to the illuminance difference between the plural light beams.

本実施例において、被走査面上の全像高において、2つの光束の照度を同一にするように2つの発光部(レーザ)14a、14bに対して発光光量を各々制御する場合(例えば、図4Bの制御方法)、被走査面上で2つの光束間の照度差は、全像高において10%以下であることが好ましい。   In this embodiment, the amount of emitted light is controlled for each of the two light emitting units (lasers) 14a and 14b so that the illuminances of the two light beams are the same at the entire image height on the surface to be scanned (for example, FIG. 4B), the illuminance difference between the two light beams on the surface to be scanned is preferably 10% or less in the total image height.

2つの光束間の照度差が10%以下とは、被走査面上の全像高において、同一像高での2つの光束14a、14bの照度差の最大値を意味する。   The difference in illuminance between the two light beams of 10% or less means the maximum value of the difference in illuminance between the two light beams 14a and 14b at the same image height over the entire image height on the surface to be scanned.

つまり、被走査面上で2つの光束間の照度差は、全像高において10%以下であることが好ましい。   That is, the illuminance difference between the two light beams on the surface to be scanned is preferably 10% or less at the total image height.

2つの光束間の照度差が10%以下であれば、肉眼で見たときに濃度ムラが目立たないレベルに抑えることができる。   If the difference in illuminance between the two light beams is 10% or less, density unevenness can be suppressed to a level that is not noticeable when viewed with the naked eye.

さらに、最近では画像の高精細化が進んでおり、濃度ムラがより目立ちやすくなってきている。この為、より好ましくは、被走査面上で2つの光束間の照度差は、全像高において1%以下であると良い。   Furthermore, recently, high-definition images are progressing, and density unevenness is more conspicuous. For this reason, more preferably, the illuminance difference between the two light beams on the surface to be scanned is preferably 1% or less in the total image height.

すなわち本実施例によれば従来のマルチOFSにレーザの発光光量の制御を行うのみで画像の濃度ムラを改善し、良好なる画像を得ることができる。   That is, according to the present embodiment, the density unevenness of the image can be improved and a good image can be obtained only by controlling the light emission amount of the laser in the conventional multi OFS.

尚、本実施例ではBレーザの発光光量を制御手段により制御しているが、これに限らず、Aレーザの発光光量または双方の発光光量を制御しても良い。   In this embodiment, the light emission amount of the B laser is controlled by the control means, but the present invention is not limited to this, and the light emission amount of the A laser or both light emission amounts may be controlled.

図6は本発明の実施例2のOFSを用いたマルチビーム光走査装置の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図7は図6の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)、図8は光量補正手段としてのアパーチャ3´の光軸方向の要部断面図である。図6、図7、図8において図1、図2に示した要素と同一要素には同符番を付けている。   6 is a cross-sectional view of the main part in the main scanning direction (main scanning cross-sectional view) of the multi-beam optical scanning apparatus using the OFS according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part in the sub-scanning direction of FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of the main part in the optical axis direction of the aperture 3 ′ as the light amount correcting means. 6, 7, and 8, the same elements as those illustrated in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

本実施例において前述の実施例1と異なる点は、
(1)被走査面上における一走査線中の光量落ちを補償する照度分布補償用光学素子(光量落ち補償手段)としてアパーチャ(開口絞り)3´を用いた点、
(2)偏向面上においてA、Bレーザ(発光部)14a,14bから出射される各々の光束の光強度が最大となる位置と、被走査面における有効走査域の中心位置との間隔とが互いに等しくなるように調整する調整手段を設けた点、
(3)A、Bレーザの両方のレーザの発光光量を各々独立して像高(走査角)に応じて変化できるように制御手段により制御している点、
である。その他の構成及び光学的作用は実施例1と同一であり、これにより同様な効果を得ている。
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that
(1) The use of an aperture (aperture stop) 3 'as an illuminance distribution compensation optical element (light loss compensation means) that compensates for light loss in one scanning line on the scanned surface;
(2) The distance between the position where the light intensity of each light beam emitted from the A and B lasers (light emitting portions) 14a and 14b is maximized on the deflection surface and the center position of the effective scanning area on the surface to be scanned. A point of providing an adjusting means for adjusting to be equal to each other,
(3) The control means controls the light emission amounts of both the A and B lasers so that they can be changed independently according to the image height (scanning angle).
It is. Other configurations and optical actions are the same as those of the first embodiment, and the same effects are obtained.

本実施例において、2つの発光部(レーザ)14a、14bは互いに主走査方向及び副走査方向に離間している。   In this embodiment, the two light emitting portions (lasers) 14a and 14b are separated from each other in the main scanning direction and the sub scanning direction.

即ち、図中3´は照度分布補償用光学素子としてのアパーチャ(開口絞り)であり、図8に示すように該アパーチャ3´の開口板の開口形状3aの副走査方向の幅を主走査方向に対して、該主走査方向の中心部3aから端部に向かうに従って大きく成るように形成し、被走査面10上での走査線の照度を走査方向に沿って中心部3aから端部に向かうに従って照度を増加させている。これにより本実施例では被走査面10上における一走査線中の光量落ちを低減している。 That is, 3 'in the figure is an aperture (aperture stop) as an illuminance distribution compensating optical element, and the width in the sub-scanning direction of the aperture shape 3a of the aperture plate of the aperture 3' is set in the main scanning direction as shown in FIG. respect, formed to be larger toward the end portion from the central portion 3a 0 of the main scanning direction, the end portion from the central portion 3a 0 along the illumination of the scanning lines on the scan surface 10 in the scanning direction The illuminance is increased toward Thereby, in this embodiment, the light quantity drop in one scanning line on the surface to be scanned 10 is reduced.

72は調整手段(調整機構)であり、マルチビーム半導体レーザ1を主走査方向に対して回転させている。本実施例ではこの調整手段により、主走査方向に対してマルチビーム半導体レーザ1から出射した2つの光束の強度中心線のなす角度差が入射光学系の光軸を中心として左右均等に振り分けられるように光束の出射方向を調整している。   Reference numeral 72 denotes an adjusting means (adjusting mechanism), which rotates the multi-beam semiconductor laser 1 with respect to the main scanning direction. In the present embodiment, the adjustment means distributes the angular difference between the intensity center lines of the two light beams emitted from the multi-beam semiconductor laser 1 with respect to the main scanning direction equally to the left and right about the optical axis of the incident optical system. The light emission direction is adjusted.

図9は本実施例のマルチOFSの主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。同図において図6に示した要素と同一要素には同符番を付けている。   FIG. 9 is a sectional view (main scanning sectional view) of the main part in the main scanning direction of the multi OFS of this embodiment. In the figure, the same elements as those shown in FIG.

同図においては入射光学系を一つの集光光学系11として表している。A、Bレーザ(発光部)14a、14bから出射された2つの光束の強度中心線14ap、14bpは集光光学系11の光軸12に対して各々同一な角度RΔθ/2をもって傾いている。同図において、この2つの光束が集光光学系11を通過する際、各々光軸12との角度差RΔθ/2をもつ2つの光束の強度中心線14ap、14bpが集光光学系11の光軸12から左右対称の位置を通過するため、偏向面7に入射する2つの光束は主走査方向に対して有効光束幅の中心位置を中心とした左右対称な強度分布となる。このとき一つの偏向面に入射する2つの光束の光量の総和が最大となる。即ち、出射された光束の利用効率が最も高くなるため、駆動電流を最小に抑えられ、本装置を省電力化できる。   In the figure, the incident optical system is represented as one condensing optical system 11. The intensity center lines 14ap and 14bp of the two light beams emitted from the A and B lasers (light emitting portions) 14a and 14b are inclined at the same angle RΔθ / 2 with respect to the optical axis 12 of the condensing optical system 11, respectively. In this figure, when these two light beams pass through the condensing optical system 11, the intensity center lines 14ap and 14bp of the two light beams each having an angle difference RΔθ / 2 with respect to the optical axis 12 are the light of the condensing optical system 11. Since the beam passes through a symmetrical position from the axis 12, the two light beams incident on the deflecting surface 7 have a symmetric intensity distribution centered on the center position of the effective light beam width with respect to the main scanning direction. At this time, the sum of the light amounts of the two light beams incident on one deflection surface is maximized. That is, since the utilization efficiency of the emitted light beam becomes the highest, the drive current can be minimized and the apparatus can be saved in power.

図10Aは図9のマルチOFSの場合のレーザの発光光量を全像高で一定にした場合の2つの光束の被走査面上の照度分布14ai、14biを表した図である。図10Aから分かるように、アパーチャ(開口絞り)3´の開口板の開口形状の副走査方向の幅を主走査方向の中心部より大きくした形状としたことにより、2つの光束の光量落ちが補正されていることが分かる。   FIG. 10A is a diagram showing the illuminance distributions 14ai and 14bi of the two light beams on the surface to be scanned when the amount of light emitted by the laser in the case of the multi OFS in FIG. 9 is constant at the total image height. As can be seen from FIG. 10A, the light quantity drop of the two light fluxes is corrected by making the aperture shape of the aperture plate of the aperture (aperture stop) 3 ′ larger in the sub-scanning direction than in the main scanning direction. You can see that.

また調整手段を用いて主走査方向に対して2つの光束の強度中心線14ap、14bpのなす角度差RΔθが入射光学系の光軸を中心として左右均等となるように振り分けたことにより、2つの光束の照度分布は像高Y=0を中心に対称となるが、同じ像高でのAレーザとBレーザの2光束間の照度差が生じていることが分かる。   Further, by using the adjusting means, the angle difference RΔθ formed by the intensity center lines 14ap and 14bp of the two light beams with respect to the main scanning direction is distributed so as to be equal left and right with the optical axis of the incident optical system as the center. Although the illuminance distribution of the light beam is symmetric about the image height Y = 0, it can be seen that there is a difference in illuminance between the two light beams of the A laser and the B laser at the same image height.

本実施例においては図10Aに示すように被走査面上での2光束間の照度差を低減するためにA、Bレーザの2つのレーザの発光光量を制御手段により各々独立して像高(走査角)に応じて変化できるように制御している。   In this embodiment, as shown in FIG. 10A, in order to reduce the illuminance difference between two light beams on the surface to be scanned, the light emission amounts of the two lasers A and B are independently controlled by the control means. It is controlled so that it can be changed according to the scanning angle.

図10Bは制御したA、Bレーザの2つのレーザの各像高に対する発光光量を表したグラフである。   FIG. 10B is a graph showing the amount of light emitted with respect to each image height of the two controlled lasers A and B.

本実施例における制御手段は上記の如く前述の実施例1とは異なり、被走査面上での2光束間の照度差を低減するためにA、Bレーザの両方のレーザの発光光量を各々独立して像高に応じて変化できるように制御している。   Unlike the first embodiment described above, the control means in this embodiment differs from the first embodiment described above in that the light emission amounts of both the A and B lasers are independent in order to reduce the illuminance difference between the two light beams on the scanned surface. Thus, control is performed so as to change according to the image height.

つまり、制御手段71、72は、最大走査角における2つの発光部間の発光光量14aI、14bIを異ならせている。   That is, the control means 71 and 72 vary the emitted light amounts 14aI and 14bI between the two light emitting units at the maximum scanning angle.

図10Bから分かるように各像高でのAレーザとBレーザとの照度差を低減するためにAレーザの発光光量14aIを像高Y=-Y0から像高Y=+Y0に向かうに連れて単調増加、Bレーザの発光光量14bIを像高Y=-Y0から像高Y=+Y0に向かうに連れて単調減少するように各レーザの駆動電流量を異ならせている。このときのAレーザとBレーザの発光光量を表す直線は像高Y=0を中心として左右対称となる。 As can be seen from FIG. 10B, in order to reduce the illuminance difference between the A laser and the B laser at each image height, the light emission amount 14aI of the A laser is moved from the image height Y = −Y 0 to the image height Y = + Y 0. Accordingly, the amount of drive current of each laser is made different so that the amount of emitted light 14bI of the B laser monotonously decreases as the image height Y = −Y 0 increases toward the image height Y = + Y 0 . At this time, the straight lines representing the light emission amounts of the A laser and the B laser are symmetrical with respect to the image height Y = 0.

例えばAレーザとBレーザの発光光量IA,IBが以下の関係式(2)を満たすように各々独立して線形的に制御すれば良い。   For example, the light emission amounts IA and IB of the A laser and the B laser may be controlled independently and linearly so as to satisfy the following relational expression (2).

IA=I0{(A1-B1)/2/B1/Y0*Y}
IB=I0{(A2-B2)/2/A2/Y0*Y}・・・(2)
Y:任意の像高
IA:任意の像高でのAレーザの発光光量
IB:任意の像高でのBレーザの発光光量
A1:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=-Y0でのAレーザの照度
A2:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=-Y0でのAレーザの照度
B1:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=+Y0でのBレーザの照度
B2:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=+Y0でのBレーザの照度
I0 :一定としたときの発光光量
Y0 :最大像高
ただし、発光光量は関係式(2)を満たさなくとも、Bレーザの発光光量を制御したときの最大像高の照度が以下の条件式(2)´を満たしていれば、被走査面上での2つの光束間の照度差の低減に十分な効果が得られる。
IA = I0 {(A1-B1) / 2 / B1 / Y0 * Y}
IB = I0 {(A2-B2) / 2 / A2 / Y0 * Y} (2)
Y: Arbitrary image height
IA: A laser emission quantity at any image height
IB: Light emission quantity of B laser at any image height
A1: Illuminance of the A laser at an image height Y = −Y 0 when the amount of emitted light is a constant value I 0
A2: Illuminance of laser A at image height Y = -Y 0 when the amount of emitted light is a constant value I 0
B1: Illuminance of the B laser at an image height Y = + Y 0 when the light emission quantity is a constant value I 0
B2: Illuminance of the B laser at the image height Y = + Y 0 when the amount of emitted light is a constant value I 0
I0: Light intensity when constant
Y0: Maximum image height However, even if the emitted light quantity does not satisfy the relational expression (2), if the illuminance of the maximum image height when the emitted light quantity of the B laser is controlled satisfies the following conditional expression (2) ′, A sufficient effect can be obtained in reducing the illuminance difference between the two light beams on the surface to be scanned.

0.9≦|B1´/A1´|≦1.1、0.9≦|B2´/A2´|≦1.1・・・(2)´
A1´:発光光量制御を行ったときの像高Y=-Y0でのAレーザの照度
A2´:発光光量制御を行ったときの像高Y=-Y0でのAレーザの照度
B1´:発光光量制御を行ったときの像高Y=+Y0でのBレーザの照度
B2´:発光光量制御を行ったときの像高Y=+Y0でのBレーザの照度
上記条件式(2)´を満たすことにより、各最大像高(±Y)での各レーザの照度はA1=B1、A2=B2となり、かつRΔθを入射光学系の光軸に対して均等に振り分けたことにより、Aレーザ、Bレーザの照度分布14ai、14biは常に左右対称であるため、常にA1=B2、A2=B1となるので、Aレーザ、Bレーザの照度分布14ai、14biは全像高において均一で、かつ2光束間の照度差を無くすことができる。
0.9 ≦ | B1 ′ / A1 ′ | ≦ 1.1, 0.9 ≦ | B2 ′ / A2 ′ | ≦ 1.1 (2) ′
A1 ′: A laser illuminance at image height Y = −Y 0 when light emission control is performed
A2 ′: Illuminance of the A laser at the image height Y = −Y 0 when the emitted light quantity control is performed
B1 ′: Illuminance of the B laser at the image height Y = + Y 0 when the amount of emitted light is controlled
B2 ′: Illuminance of the B laser at the image height Y = + Y 0 when the emitted light amount control is performed. By satisfying the conditional expression (2) ′, each laser at each maximum image height (± Y 0 ) Since the illuminances are A1 = B1 and A2 = B2 and RΔθ is equally distributed with respect to the optical axis of the incident optical system, the illuminance distributions 14ai and 14bi of the A laser and the B laser are always left-right symmetric. Since A1 = B2 and A2 = B1, the illuminance distributions 14ai and 14bi of the A laser and B laser are uniform at the entire image height, and the illuminance difference between the two light beams can be eliminated.

制御手段71、72は、走査角全域の一部領域において同一走査角における2つの発光部14al、14bl間の発光光量を異ならせて、被走査面上での同一像高でのAレーザ14ai、Bレーザ14biの照度を同一としている。   The control means 71 and 72 vary the amount of emitted light between the two light emitting units 14al and 14bl at the same scanning angle in a partial region of the entire scanning angle, and the A laser 14ai at the same image height on the scanned surface. The illuminance of the B laser 14bi is the same.

図10Cは図10Bで表したように各々のレーザの発光光量IA,IBを制御したときの被走査面上における照度分布14ai、14biを表した図である。図10Cから全像高においてAレーザとBレーザの各々の照度分布14ai、14biは均一であり、かつ同一に補正されていることが分かる。Aレーザ、Bレーザの各々のレーザの照度はA1´=A2´、B1´=B2´と成っている。   FIG. 10C is a diagram showing the illuminance distributions 14ai and 14bi on the surface to be scanned when the light emission amounts IA and IB of the respective lasers are controlled as shown in FIG. 10B. From FIG. 10C, it can be seen that the illuminance distributions 14ai and 14bi of the A laser and the B laser are uniform and corrected identically at the entire image height. The illuminance of each of the A laser and the B laser is A1 ′ = A2 ′ and B1 ′ = B2 ′.

即ち、本実施例によれば従来のマルチOFSに照度分布補償用光学素子と、A、Bレーザの2つのレーザに対して各々独立して発光光量を制御する制御手段とを用いることによって、2光束間の照度差と光量落ちとの照度分布の勾配を同時に低減することがで、き、これにより本実施例では均一なる照度分布に補償できるため、画像の濃度ムラが改善でき、良好なる画像を得ることができる。   That is, according to the present embodiment, the conventional multi OFS uses the illuminance distribution compensating optical element and the control means for controlling the light emission quantity independently for the two lasers of A and B lasers. It is possible to simultaneously reduce the gradient of the illuminance distribution between the illuminance difference between the luminous fluxes and the drop in the amount of light, and in this embodiment, it is possible to compensate for a uniform illuminance distribution. Can be obtained.

次に本発明の実施例3について説明する。尚、本実施例の主走査断面図及び副走査断面図は前述した実施例1の図1と図2と同様である。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. The main scanning sectional view and the sub-scanning sectional view of the present embodiment are the same as those in FIGS. 1 and 2 of the first embodiment.

本実施例において前述の実施例1と異なる点は、
(1)偏向面上において、A、Bレーザ(発光部)のうち、主走査断面内におけるAレーザから出射される光束の光強度が最大となる位置と、主走査断面内における被走査面における有効走査域の中心位置が略一致するように調整する調整手段を設けた点、
(2)A、Bレーザの両方のレーザの発光光量を各々独立して像高(走査角)に応じて非線形的に変化できるように制御手段により制御している点、
である。その他の構成及び光学的作用は実施例1と同一であり、これにより同様な効果を得ている。
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that
(1) Of the A and B lasers (light emitting portions) on the deflection surface, the position where the light intensity of the light beam emitted from the A laser in the main scanning section becomes maximum and the surface to be scanned in the main scanning section A point provided with an adjusting means for adjusting so that the center positions of the effective scanning areas substantially coincide with each other.
(2) The amount of light emitted from both the A and B lasers is controlled by the control means so that it can be changed nonlinearly in accordance with the image height (scanning angle).
It is. Other configurations and optical actions are the same as those of the first embodiment, and the same effects are obtained.

本実施例において、2つの発光部(レーザ)14a、14bは互いに主走査方向及び副走査方向に離間している。   In this embodiment, the two light emitting portions (lasers) 14a and 14b are separated from each other in the main scanning direction and the sub scanning direction.

即ち、本実施例では調整機構(不図示)により、主走査方向に対してA、Bレーザから出射する2つの光束の強度中心線14ap、14bpのうち、一方の光束の強度中心線14apを入射光学系の光軸12と一致させている。   That is, in the present embodiment, an intensity center line 14ap of one of the two light fluxes emitted from the lasers A and B is incident on the main scanning direction by an adjustment mechanism (not shown). The optical axis coincides with the optical axis 12 of the optical system.

図11Aは本実施例のマルチOFSの主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。   FIG. 11A is a sectional view (main scanning sectional view) of the main part in the main scanning direction of the multi OFS of this embodiment.

同図においては入射光学系を一つの集光光学系11として表している。Aレーザ(発光部)14aから出射された光束の強度中心線14apは集光光学系11の光軸12に一致するように調整手段により調整されており、Bレーザ(発光部)14bから出射された光束の強度中心線14bpは集光光学系11の光軸12に対して角度差RΔθをもって傾いている。   In the figure, the incident optical system is represented as one condensing optical system 11. The intensity center line 14ap of the light beam emitted from the A laser (light emitting portion) 14a is adjusted by the adjusting means so as to coincide with the optical axis 12 of the condensing optical system 11, and is emitted from the B laser (light emitting portion) 14b. The intensity center line 14 bp of the luminous flux is inclined with an angle difference RΔθ with respect to the optical axis 12 of the condensing optical system 11.

図11Aから分かるように偏向面7上において、光束の強度中心線14apは主走査方向に対して有効光束幅の中心位置に入射するため、中心とした左右対称な強度分布となる。   As can be seen from FIG. 11A, on the deflection surface 7, the intensity center line 14ap of the light beam is incident on the center position of the effective light beam width with respect to the main scanning direction, so that the intensity distribution is symmetric with respect to the center.

図11Bは図11Aに示したマルチOFSにおいて、レーザの発光光量を全像高で一定値I0にした場合の2つの光束の被走査面上の照度分布を表した図である。図11Bより、調整手段を用いてAレーザ14aから出射された光束の強度中心線14apは、集光光学系11の光軸12に一致するように調整したことにより、Aレーザの照度分布14aiは像高Y=0を中心に対称となっていることが分かる。Bレーザに関しては照度分布14biに勾配があるため同じ像高においてAレーザ、Bレーザの2光束間に照度差が生じていることが分かる。さらに加えてAレーザ、Bレーザどちらの照度分布14ai、14biにも光量落ちが発生していることが分かる。 FIG. 11B is a diagram showing the illuminance distribution on the scanned surface of the two light beams when the light emission amount of the laser is set to a constant value I 0 at the total image height in the multi OFS shown in FIG. 11A. From FIG. 11B, by adjusting the intensity center line 14ap of the light beam emitted from the A laser 14a using the adjusting means so as to coincide with the optical axis 12 of the condensing optical system 11, the illuminance distribution 14ai of the A laser is obtained. It can be seen that the image height is symmetric about Y = 0. Regarding the B laser, it can be seen that there is a difference in illuminance between the two beams of the A laser and the B laser at the same image height because the illuminance distribution 14bi has a gradient. In addition, it can be seen that a drop in the amount of light occurs in the illuminance distributions 14ai and 14bi of both the A laser and the B laser.

図11Cは図11Bに示したような照度分布14ai、14biをもつマルチOFSに、Aレーザ、Bレーザの発光光量が各々独立して像高に応じて制御されているときの各レーザの発光光量を示した図である。   FIG. 11C is a multi OFS having the illuminance distributions 14ai and 14bi as shown in FIG. 11B, and the light emission amounts of the respective lasers when the light emission amounts of the A laser and the B laser are independently controlled according to the image height. FIG.

図11C中の一点鎖線14aI、二点鎖線14bIは、2光束間の照度差を低減するために像高に応じて各レーザの発光光量を線形的に変化させたときの像高に対する発光光量を表している。   The dashed-dotted line 14aI and the alternate long and two short dashes line 14bI in FIG. 11C indicate the emitted light amount with respect to the image height when the emitted light amount of each laser is linearly changed according to the image height in order to reduce the illuminance difference between the two light beams. Represents.

図11C中の一点鎖線14aI、二点鎖線14bIから分かるようにAレーザの発光光量14aIは全像高で一定値I0のままであり、各像高でのAレーザとBレーザとの照度差を低減するためにBレーザの発光光量14bIを像高Y=-Y0から像高Y=+Y0に向かうに連れて単調減少するように各レーザの発光光量を制御している。 As can be seen from the one-dot chain line 14aI and two-dot chain line 14bI in FIG. 11C, the light emission amount 14aI of the A laser remains at a constant value I 0 at the entire image height, and the illuminance difference between the A laser and the B laser at each image height In order to reduce the amount of light emitted, the amount of light emitted from each laser is controlled so that the amount of emitted light 14bI of the B laser monotonously decreases from the image height Y = −Y 0 toward the image height Y = + Y 0 .

例えばAレーザ、Bレーザの発光光量IA,IBは以下の関係式(3)を満たすように像高に応じて線形的に変化するように制御している。   For example, the light emission amounts IA and IB of the A laser and the B laser are controlled to change linearly according to the image height so as to satisfy the following relational expression (3).

IA=I0
IB=a*Y + b ・・・・・・・・・・・・(3)
a =I0*{(B1−A1)/A1-(B2−A2)/A2}/2Y0
b =I0*{2-(B1−A1)/A1- (B2−A2)/A2}/2
Y:任意の像高
Y:任意の像高
IA:Aレーザの任意の像高での発光光量
IB:Bレーザの任意の像高での発光光量
A1:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=-Y0でのAレーザの照度
A2:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=-Y0でのAレーザの照度
B1:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=+Y0でのBレーザの照度
B2:発光光量が一定値I0の場合の像高Y=+Y0でのBレーザの照度
I0 : 発光光量一定値
Y0 : 最大像高
図11Dは全像高で発光光量を一定値I0としたとき、図11Bに示したような照度分布14ai、14biをもつマルチOFSにおいて、Aレーザ、Bレーザの任意の像高での発光光量が図11C中の一点鎖線14aI、二点鎖線14bIとなるように制御したときの、Aレーザ、Bレーザの被走査面上での照度分布14ai、14biを表した図である。
IA = I0
IB = a * Y + b (3)
a = I0 * {(B1-A1) / A1- (B2-A2) / A2} / 2Y0
b = I0 * {2- (B1-A1) / A1- (B2-A2) / A2} / 2
Y: Arbitrary image height
Y: Arbitrary image height
IA: Amount of light emitted at any image height of A laser
IB: Amount of emitted light at an arbitrary image height of the B laser
A1: Illuminance of the A laser at an image height Y = −Y 0 when the amount of emitted light is a constant value I 0
A2: Illuminance of laser A at image height Y = -Y 0 when the amount of emitted light is a constant value I 0
B1: Illuminance of the B laser at an image height Y = + Y 0 when the light emission quantity is a constant value I 0
B2: Illuminance of the B laser at the image height Y = + Y 0 when the amount of emitted light is a constant value I 0
I0: Constant value of emitted light
Y0: maximum image height Figure 11D is when the amount of emitted light to a constant value I 0 at all image heights, illuminance distribution 14ai as shown in FIG. 11B, in a multi-OFS with 14Bi, A laser, any image of the B laser It is a figure showing illuminance distribution 14ai, 14bi on the to-be-scanned surface of A laser and B laser when it controls so that the emitted light quantity in high may become the dashed-dotted line 14aI and the dashed-two dotted line 14bI in FIG. 11C. .

図11DからAレーザ、Bレーザの2光束間の照度差は低減されていることが分かるが、Aレーザ、Bレーザどちらの照度分布14ai、14biにも光量落ちが発生していることが分かる。   Although it can be seen from FIG. 11D that the illuminance difference between the two light beams of the A laser and the B laser is reduced, it can be seen that the light intensity drop has occurred in the illuminance distributions 14ai and 14bi of both the A laser and the B laser.

そこで本実施例においては、2光束間の照度差と光量落ちを同時に低減させるために、Aレーザ、Bレーザの任意の像高での発光光量を図11C中の実線14aI´、点線14bI´となるように制御している。図11C中の実線14aI´、点線14bI´は、2光束間の照度差を低減する為の像高に対して線形的な発光光量の変化量に、各々光量落ちを打ち消すための像高Y=0で発光光量が小さく、像高が大きくなるに連れて発光光量を大きくする傾向を加えることで得られる。   Therefore, in this embodiment, in order to simultaneously reduce the illuminance difference between the two light beams and the light amount drop, the light emission amounts at arbitrary image heights of the A laser and B laser are represented by solid lines 14aI ′ and dotted lines 14bI ′ in FIG. 11C. It is controlled to become. In FIG. 11C, a solid line 14aI ′ and a dotted line 14bI ′ indicate image heights Y = Y for canceling the light amount drop in the amount of change in the light emission amount linear with respect to the image height for reducing the illuminance difference between the two light beams. It is obtained by adding a tendency to increase the amount of emitted light as the image height increases as the amount of emitted light is small at 0.

例えば光量落ちを打ち消す為の像高に対する発光光量の変化量は、像高Y=0から最大像高になるにつれてファセット幅が減少する比と、像高Y=0から最大像高になるにつれて偏向面上でのガウス分布した光強度の減少する比との積で近似できる。このため図11C中の実線14aI´、点線14bI´は、2光束間の照度差を低減する為の像高に対して線形的な発光光量の変化量を意味する一点鎖線14aI、二点鎖線14BIを表す式に、各々[{(任意の像高でのファセット幅)/(像高Y=0でのファセット幅)}*{(有効光束幅端部での光強度)/(有効光束幅中心部での光強度)}]、の逆数を掛けることによって得られる。   For example, the amount of change in the amount of emitted light with respect to the image height to cancel out the light intensity is the ratio that the facet width decreases as the image height Y = 0 increases to the maximum image height, and the deflection as the image height Y = 0 increases to the maximum image height It can be approximated by the product of the Gaussian-distributed light intensity ratio on the surface. For this reason, the solid line 14aI 'and the dotted line 14bI' in FIG. For each [{(facet width at any image height) / (facet width at image height Y = 0)} * {(light intensity at the end of effective beam width) / (center of effective beam width) Light intensity at the part)}].

前述の実施例1、2では発光光量を像高に応じて線形的に変化させるよう制御していたのに対して、本実施例ではAレーザとBレーザの発光光量を独立して非線形的に変化させるように制御することにより、光量補正手段などの光学素子(アパーチャ3´)を用いずとも2光束間の照度差を低減すると同時に光量落ちを低減することを可能としている。   In the first and second embodiments, the amount of emitted light is controlled so as to change linearly according to the image height, whereas in this embodiment, the amounts of emitted light of the A laser and the B laser are independently nonlinear. By performing control so as to change, it is possible to reduce the illuminance difference between the two light beams and at the same time to reduce the light amount without using an optical element (aperture 3 ') such as a light amount correction unit.

図11Eは本実施例において、図11Cで表したようにAレーザ、Bレーザの発光光量を各々独立に制御したときの照度分布14ai、14biを示す図である。   FIG. 11E is a diagram showing the illuminance distributions 14ai and 14bi when the light emission amounts of the A laser and the B laser are independently controlled as shown in FIG. 11C in this embodiment.

図11Eから分かるように全像高においてAレーザとBレーザの照度分布14ai、14biは略同一で、かつ均一に補正されているため、本実施例のマルチOFSを画像形成装置に用いれば光量落ちや複数光束間の照度差による濃度ムラが低減され、良好なる画像を得ることができる。   As can be seen from FIG. 11E, the illuminance distributions 14ai and 14bi of the A laser and the B laser are substantially the same and corrected uniformly at the total image height. In addition, density unevenness due to an illuminance difference between a plurality of light beams is reduced, and a good image can be obtained.

即ち、本実施例によれば、従来のマルチOFSに簡易な駆動電流の制御と光束の出射方向の調整を行うだけで、画像の濃度ムラを改善し、良好なる画像を得ることができる。   In other words, according to the present embodiment, it is possible to improve the density unevenness of the image and obtain a good image by simply controlling the driving current and adjusting the emission direction of the light flux in the conventional multi OFS.

尚、本実施例では主走査断面におけるAレーザから出射される光束の光強度が最大となる位置と被走査面において主走査断面における有効走査域の中心位置が一致するように調整したが、これに限らず、主走査断面におけるBレーザから出射される光束の光強度が最大となる位置と、被走査面において主走査断面における有効走査域の中心位置が一致するように調整しても良い。   In the present embodiment, the position where the light intensity of the light beam emitted from the A laser in the main scanning section is maximum and the center position of the effective scanning area in the main scanning section on the surface to be scanned are adjusted. In addition, the position where the light intensity of the light beam emitted from the B laser in the main scanning section becomes maximum may be adjusted so that the center position of the effective scanning area in the main scanning section on the surface to be scanned matches.

尚、各実施例1〜3においては発光部(レーザ)の数を、説明を簡易にするために2つで構成したが、これに限らず、例えば、発光部(レーザ)の数は3つ以上でも適用できる。   In each of the first to third embodiments, the number of light emitting units (lasers) is two to simplify the description. However, the number of light emitting units (lasers) is three, for example. The above is also applicable.

被走査面上の全像高において、3つ以上の光束の照度を同一にするように3つ以上の発光部(レーザ)に対して発光光量を各々制御する場合、被走査面上で3つ以上の光束間の照度差は、全像高において10%以下であることが好ましい。   When controlling the amount of emitted light with respect to three or more light emitting units (lasers) so that the illuminance of three or more light beams is the same at the entire image height on the scanned surface, three on the scanned surface. The difference in illuminance between the above light beams is preferably 10% or less at the total image height.

3つ以上の光束間の照度差が10%以下とは、被走査面上の全像高において、同一像高での3つ以上の光束のうち最も照度の大きい光束と最も照度の小さい光束の照度差の最大値を意味する。   The difference in illuminance between three or more light beams is 10% or less when the total image height on the surface to be scanned is the light flux with the highest illuminance and the light flux with the lowest illuminance among the three or more light beams at the same image height. It means the maximum value of illuminance difference.

2つの光束間の照度差が10%以下であれば、肉眼で見たときに濃度ムラが目立たないレベルに抑えることができる。   If the difference in illuminance between the two light beams is 10% or less, density unevenness can be suppressed to a level that is not noticeable when viewed with the naked eye.

さらに、最近では画像の高精細化が進んでおり、濃度ムラがより目立ちやすくなってきている。この為、より好ましくは、被走査面上で3つ以上の光束間の照度差は、全像高において1%以下であると良い。   Furthermore, recently, high-definition images are progressing, and density unevenness is more conspicuous. For this reason, more preferably, the illuminance difference between three or more light beams on the surface to be scanned is 1% or less in the total image height.

実施例1〜3において、2つの発光部(レーザ)14a、14bは互いに主走査方向及び副走査方向に離間しているが、本発明はそれに限定されない。   In the first to third embodiments, the two light emitting units (lasers) 14a and 14b are separated from each other in the main scanning direction and the sub scanning direction, but the present invention is not limited thereto.

本発明は、マルチOFSの場合の場合、2つの発光部(レーザ)14a、14bは互いに副走査方向にのみ離間している形態にも適用できる。   In the case of the multi OFS, the present invention can also be applied to a form in which the two light emitting units (lasers) 14a and 14b are separated from each other only in the sub-scanning direction.

2つの発光部(レーザ)14a、14bは互いに副走査方向にのみ離間している形態でも図14記載の問題は起き、本発明の解決手段である走査角全域の一部領域において同一走査角における2つの発光部14al、14bl間の発光光量を異ならせることで、被走査面上での同一像高でのAレーザ14ai、Bレーザ14biの照度バラツキを低減できる。   Even when the two light emitting portions (lasers) 14a and 14b are separated from each other only in the sub-scanning direction, the problem shown in FIG. 14 occurs, and in a partial region of the entire scanning angle, which is the solution of the present invention, at the same scanning angle. By varying the amount of emitted light between the two light emitting portions 14al and 14bl, the illuminance variation of the A laser 14ai and the B laser 14bi at the same image height on the scanned surface can be reduced.

本発明は、3つ以上の発光部が互いに副走査方向にのみ離間している形態にも適用できる。   The present invention can also be applied to a configuration in which three or more light emitting units are separated from each other only in the sub-scanning direction.

また各実施例1〜3においては発光光量の制御を行うためにレーザの駆動電流量を制御する制御手段で構成したが、これに限らず、例えば1ドット当たりの発光時間を制御する制御手段で構成しても良い。   In each of the first to third embodiments, the control means for controlling the amount of laser drive current is used to control the amount of emitted light. However, the present invention is not limited to this. For example, the control means for controlling the light emission time per dot. It may be configured.

また各実施例1〜3においては複数の発光部をもつ光源手段をモノリシックなマルチビーム半導体レーザで構成したが、これに限らず、例えば各々が独立にして成る複数の光源から出射した複数の光束をプリズムなど光束合成手段により合成して構成しても良い。   Further, in each of the first to third embodiments, the light source means having a plurality of light emitting portions is configured by a monolithic multi-beam semiconductor laser. However, the present invention is not limited to this, and for example, a plurality of light beams emitted from a plurality of light sources that are independent of each other. May be combined by a beam combining means such as a prism.

また実施例2においては照度分布補償用光学素子3´として開口板の開口形状の副走査方向の幅が、主走査方向に対して主走査方向の中心部より端部の方が大きくなるようなアパーチャによって構成したが、これに限らず、例えば吸収率が主走査方向に対して主走査方向の中心部より端部にいくに従って小さくなっているような吸収材や、像高がY=0から最大像高へいくに従って反射率が大きくなるような折り返しミラーによって構成しても良い。   In the second embodiment, the width of the aperture shape of the aperture plate in the sub-scanning direction as the illuminance distribution compensating optical element 3 ′ is larger at the end than at the center in the main scanning direction with respect to the main scanning direction. Although it is configured by an aperture, the present invention is not limited to this, for example, an absorbing material whose absorptance becomes smaller from the center in the main scanning direction toward the end with respect to the main scanning direction, or an image height from Y = 0 You may comprise by the folding | turning mirror which a reflectance becomes large as it goes to the maximum image height.

また各実施例2、3においては偏向面上でのレーザの主走査方向に対する強度中心位置を調整する調整手段(調整機構)として、光源手段であるモノリシックなマルチビーム半導体レーザを主走査方向に対して回転させる機構によって構成したが、これに限らず、例えばコリメータレンズなどの入射光学系の光学素子の一部を主走査方向にシフトまたは回転させる機構によって構成しても良い。   In each of the second and third embodiments, a monolithic multi-beam semiconductor laser, which is a light source means, is used as an adjustment unit (adjustment mechanism) for adjusting the intensity center position of the laser on the deflection surface with respect to the main scanning direction. However, the present invention is not limited to this. For example, a part of the optical element of the incident optical system such as a collimator lens may be shifted or rotated in the main scanning direction.

また各実施例では結像光学系を2枚のレンズより構成したが、これに限らず、例えば単一、もしくは3枚以上のレンズより構成しても良い。また結像光学系を回折光学素子、曲面ミラーを含ませて構成しても良い。   In each embodiment, the imaging optical system is composed of two lenses. However, the present invention is not limited to this. For example, the imaging optical system may be composed of a single lens or three or more lenses. Further, the imaging optical system may include a diffractive optical element and a curved mirror.

[画像形成装置]
図19は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号104は画像形成装置を示す。この画像形成装置104には、パーソナルコンピュータ等の外部機器117からコードデータDcが入力する。このコードデータDcは、装置内のプリンタコントローラ111によって、画像データ(ドットデータ)Diに変換される。この画像データDiは、実施例1〜3のいずれかに示した構成を有する光走査ユニット100に入力される。そして、この光走査ユニット100からは、画像データDiに応じて変調された光ビーム103が出射され、この光ビーム103によって感光ドラム101の感光面が主走査方向に走査される。
[Image forming apparatus]
FIG. 19 is a cross-sectional view of the main part in the sub-scanning direction showing an embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In the figure, reference numeral 104 denotes an image forming apparatus. Code data Dc is input to the image forming apparatus 104 from an external device 117 such as a personal computer. The code data Dc is converted into image data (dot data) Di by a printer controller 111 in the apparatus. The image data Di is input to the optical scanning unit 100 having the configuration shown in any one of the first to third embodiments. The light scanning unit 100 emits a light beam 103 modulated in accordance with the image data Di, and the light beam 103 scans the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 in the main scanning direction.

静電潜像担持体(感光体)たる感光ドラム101は、モータ115によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム101の感光面が光ビーム103に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム101の上方には、感光ドラム101の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ102が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ102によって帯電された感光ドラム101の表面に、前記光走査ユニット100によって走査される光ビーム103が照射されるようになっている。   The photosensitive drum 101 serving as an electrostatic latent image carrier (photoconductor) is rotated clockwise by a motor 115. With this rotation, the photosensitive surface of the photosensitive drum 101 moves in the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction with respect to the light beam 103. Above the photosensitive drum 101, a charging roller 102 for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 101 is provided so as to contact the surface. The surface of the photosensitive drum 101 charged by the charging roller 102 is irradiated with the light beam 103 scanned by the optical scanning unit 100.

先に説明したように、光ビーム103は、画像データDiに基づいて変調されており、この光ビーム103を照射することによって感光ドラム101の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム103の照射位置よりもさらに感光ドラム101の回転方向の下流側で感光ドラム101に当接するように配設された現像器107によってトナー像として現像される。   As described above, the light beam 103 is modulated based on the image data Di, and by irradiating the light beam 103, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 101. The electrostatic latent image is developed as a toner image by a developing unit 107 disposed so as to contact the photosensitive drum 101 further downstream in the rotation direction of the photosensitive drum 101 than the irradiation position of the light beam 103.

現像器107によって現像されたトナー像は、感光ドラム101の下方で、感光ドラム101に対向するように配設された転写ローラ108によって被転写材たる用紙112上に転写される。用紙112は感光ドラム101の前方(図15において右側)の用紙カセット109内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット109端部には、給紙ローラ110が配設されており、用紙カセット109内の用紙112を搬送路へ送り込む。   The toner image developed by the developing unit 107 is transferred onto a sheet 112 as a transfer material by a transfer roller 108 disposed below the photosensitive drum 101 so as to face the photosensitive drum 101. The paper 112 is stored in the paper cassette 109 in front of the photosensitive drum 101 (on the right side in FIG. 15), but can be fed manually. A paper feed roller 110 is provided at the end of the paper cassette 109, and feeds the paper 112 in the paper cassette 109 into the transport path.

以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙112はさらに感光ドラム101後方(図19において左側)の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ(図示せず)を有する定着ローラ113とこの定着ローラ113に圧接するように配設された加圧ローラ114とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙112を定着ローラ113と加圧ローラ114の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙112上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ113の後方には排紙ローラ116が配設されており、定着された用紙112を画像形成装置の外に排出せしめる。   As described above, the sheet 112 on which the unfixed toner image has been transferred is further conveyed to the fixing device behind the photosensitive drum 101 (left side in FIG. 19). The fixing device includes a fixing roller 113 having a fixing heater (not shown) therein, and a pressure roller 114 disposed so as to be in pressure contact with the fixing roller 113, and the sheet conveyed from the transfer unit. The unfixed toner image on the paper 112 is fixed by heating 112 while applying pressure at the pressure contact portion between the fixing roller 113 and the pressure roller 114. Further, a paper discharge roller 116 is disposed behind the fixing roller 113, and the fixed paper 112 is discharged out of the image forming apparatus.

図19においては図示していないが、プリントコントローラ111は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ115を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。   Although not shown in FIG. 19, the print controller 111 controls not only the data conversion described above, but also controls each part in the image forming apparatus including the motor 115 and a polygon motor in the optical scanning unit described later. I do.

本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、1200dpi以上の画像形成装置において本発明の実施例1〜3の構成はより効果を発揮する。   The recording density of the image forming apparatus used in the present invention is not particularly limited. However, considering that higher recording density requires higher image quality, the configurations of the first to third embodiments of the present invention are more effective in an image forming apparatus of 1200 dpi or more.

[カラー画像形成装置]
図20は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、光走査装置を4個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図20において、60はカラー画像形成装置、61,62,63,64は各々実施例1〜3に示したいずれかの構成を有する光走査装置、21,22,23,24は各々像担持体としての感光ドラム、31,32,33,34は各々現像器、51は搬送ベルトである。
[Color image forming apparatus]
FIG. 20 is a schematic view of a main part of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. This embodiment is a tandem type color image forming apparatus in which four optical scanning devices are arranged in parallel and image information is recorded on a photosensitive drum surface as an image carrier. In FIG. 20, 60 is a color image forming apparatus, 61, 62, 63, and 64 are optical scanning devices each having one of the configurations shown in Embodiments 1 to 3, and 21, 22, 23, and 24 are image carriers. The photosensitive drums 31, 32, 33 and 34 are developing units, and 51 is a conveyor belt.

図20において、カラー画像形成装置60には、パーソナルコンピュータ等の外部機器52からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ53によって、C(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)、B(ブラック)の各画像データ(ドットデータ)に変換される。これらの画像データは、各々光走査装置61,62,63,64に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム41,42,43,44が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム21,22,23,24の感光面が主走査方向に走査される。   In FIG. 20, the color image forming apparatus 60 receives R (red), G (green), and B (blue) color signals from an external device 52 such as a personal computer. These color signals are converted into C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) image data (dot data) by a printer controller 53 in the apparatus. These image data are input to the optical scanning devices 61, 62, 63 and 64, respectively. From these optical scanning devices, light beams 41, 42, 43, and 44 modulated according to each image data are emitted, and the photosensitive surfaces of the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 are caused by these light beams. Scanned in the main scanning direction.

本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置(61,62,63,64)を4個並べ、各々がC(シアン),M(マゼンタ),Y(イエロー)、B(ブラック)の各色に対応し、各々平行して感光ドラム21,22,23,24面上に画像信号(画像情報)を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。   The color image forming apparatus according to the present embodiment has four optical scanning devices (61, 62, 63, 64) arranged in each color of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black). Correspondingly, image signals (image information) are recorded on the photosensitive drums 21, 22, 23, and 24 in parallel, and a color image is printed at high speed.

本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く4つの光走査装置61,62,63,64により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム21,22,23,24面上に形成している。その後、記録材に多重転写して1枚のフルカラー画像を形成している。   As described above, the color image forming apparatus in this embodiment uses the light beams based on the respective image data by the four optical scanning devices 61, 62, 63, and 64, and the corresponding photosensitive drums 21 and 22 respectively corresponding to the latent images of the respective colors. , 23, 24 on the surface. Thereafter, a single full color image is formed by multiple transfer onto a recording material.

前記外部機器52としては、例えばCCDセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置60とで、カラーデジタル複写機が構成される。   As the external device 52, for example, a color image reading device including a CCD sensor may be used. In this case, the color image reading apparatus and the color image forming apparatus 60 constitute a color digital copying machine.

本発明の実施例1の主走査断面図Main scanning sectional view of Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例1の副走査断面図Sub-scan sectional view of Embodiment 1 of the present invention 2ビームの強度中心位置ズレの説明図(主走査断面図)Explanatory drawing of deviation of intensity center position of two beams (main scanning sectional view) 本発明の実施例1の照度分布(レーザの発光光量一定)を示す図The figure which shows the illumination intensity distribution (constant light emission amount of a laser) of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のレーザの発光光量を示す図The figure which shows the emitted light quantity of the laser of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の照度分布(レーザの発光光量制御有り)を示す図The figure which shows the illuminance distribution (with laser light emission amount control) of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1〜3におけるレーザの駆動電流量と発光光量の関係を示す図The figure which shows the relationship between the drive current amount of the laser in Examples 1-3 of this invention, and emitted light quantity. 本発明の実施例2の主走査断面図Main scanning sectional view of Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例2の副走査断面図Sub-scan sectional view of Embodiment 2 of the present invention 光量補正手段を示す図The figure which shows the light quantity correction means 本発明の実施例2の主走査断面図Main scanning sectional view of Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例2の照度分布(レーザの発光光量一定)を示す図The figure which shows the illumination intensity distribution (constant light emission amount of a laser) of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2のレーザの発光光量を示す図The figure which shows the emitted light quantity of the laser of Example 2 of this invention 本発明の実施例2、3の照度分布(レーザの発光光量制御有り)を示す図The figure which shows the illuminance distribution (with the light emission light amount control of a laser) of Example 2, 3 of this invention. 本発明の実施例3の主走査断面図Main scanning sectional view of Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施例3の照度分布(レーザの発光光量一定)を示す図The figure which shows the illumination intensity distribution (constant light emission amount of a laser) of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3のレーザの発光光量を示す図The figure which shows the emitted light quantity of the laser of Example 3 of this invention 本発明の実施例3の照度分布(レーザの発光光量線形制御)を示す図The figure which shows the illumination intensity distribution (laser emission light amount linear control) of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の照度分布(レーザの発光光量非線形制御)を示す図The figure which shows the illumination intensity distribution (laser emission light amount nonlinear control) of Example 3 of this invention. 従来の光量落ちがある場合の照度分布を示す図A diagram showing the illuminance distribution when there is a conventional light loss 従来の光量落ちと勾配がある場合の照度分布を示す図A diagram showing the illuminance distribution when there is a conventional drop in light intensity and gradient モノリシックマルチビームレーザの要部概要図Overview of the main parts of a monolithic multi-beam laser 2ビームの強度中心位置ズレの説明図(主走査断面図)Explanatory drawing of deviation of intensity center position of two beams (main scanning sectional view) 従来の照度分布(レーザの発光光量一定)を示す図Diagram showing conventional illuminance distribution (constant laser light emission) 従来の照度分布を示す図Figure showing conventional illuminance distribution 従来の照度分布を示す図Figure showing conventional illuminance distribution 本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図FIG. 3 is a sub-scan sectional view showing an embodiment of the image forming apparatus of the present invention. 本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図1 is a schematic view of a main part of a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源手段(モノリシックなマルチビームレーザ)
2 結像光学系(コリメータレンズ)
3 アパーチャー(開口絞り)
4 副走査シリンドリカルレンズ
5 入射光学系
6 偏向手段(ポリゴンミラー)
7 偏向面
8 結像光学系
8a fθレンズ
8b トーリックレンズ
9 折り返しミラー
10 被走査面(感光ドラム面)
14a、14b 発光部
71 制御手段
72 調整手段
3´ 光量補正手段
61,62,63,64 光走査装置
21、22、23、24 像担持体(感光ドラム)
31、32、33、34 現像器
41、42、43、44 光ビーム
51 搬送ベルト
52 外部機器
53 プリンタコントローラ
60 カラー画像形成装置
100 光走査装置
101 感光ドラム
102 帯電ローラ
103 光ビーム
104 画像形成装置
107 現像装置
108 転写ローラ
109 用紙カセット
110 給紙ローラ
111 プリンタコントローラ
112 転写材(用紙)
113 定着ローラ
114 加圧ローラ
115 モータ
116 排紙ローラ
117 外部機器
1 Light source means (monolithic multi-beam laser)
2 Imaging optical system (collimator lens)
3 Aperture (aperture stop)
4 Sub-scanning cylindrical lens 5 Incident optical system 6 Deflection means (polygon mirror)
7 Deflection Surface 8 Imaging Optical System 8a fθ Lens 8b Toric Lens 9 Folding Mirror 10 Scanned Surface (Photosensitive Drum Surface)
14a, 14b Light emitting unit 71 Control unit 72 Adjustment unit 3 'Light amount correction unit 61, 62, 63, 64 Optical scanning device 21, 22, 23, 24 Image carrier (photosensitive drum)
31, 32, 33, 34 Developer 41, 42, 43, 44 Light beam 51 Conveyor belt 52 External device 53 Printer controller 60 Color image forming apparatus 100 Optical scanning device 101 Photosensitive drum 102 Charging roller 103 Light beam 104 Image forming apparatus 107 Developing device 108 Transfer roller 109 Paper cassette 110 Paper feed roller 111 Printer controller 112 Transfer material (paper)
113 Fixing Roller 114 Pressure Roller 115 Motor 116 Paper Discharge Roller 117 External Equipment

Claims (14)

複数の発光部を有する光源手段と、
偏向面を有する光偏向器と、
該複数の発光部から出射した複数の光束を該光偏向器の偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させる入射光学系と、
該光偏向器で反射された複数の光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、
該複数の発光部に対して発光光量を各々独立して制御する制御手段と、を有するマルチビーム光走査装置において、
該制御手段は、該複数の発光部に対して発光光量を各々独立して制御することにより、被走査面上での複数ビーム間の照度差を低減する事を特徴とするマルチビーム光走査装置。
Light source means having a plurality of light emitting portions;
An optical deflector having a deflection surface;
An incident optical system that causes a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting units to enter the deflection surface of the optical deflector in a state wider than the width of the deflection surface in the main scanning direction;
An imaging optical system that forms an image on the scanned surface with a plurality of light beams reflected by the optical deflector;
A multi-beam optical scanning device having control means for independently controlling the amount of emitted light for the plurality of light emitting units,
The control means reduces the illuminance difference between the plurality of beams on the surface to be scanned by independently controlling the amount of emitted light with respect to the plurality of light emitting sections. .
複数の発光部を有する光源手段と、
偏向面を有する光偏向器と、
該複数の発光部から出射した複数の光束を該光偏向器の偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させる入射光学系と、
該光偏向器で反射された複数の光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、
該複数の発光部に対して発光光量を各々独立して制御する制御手段と、を有するマルチビーム光走査装置において、
前記被走査面上の全像高において、前記制御手段にて前記複数の光束の照度を同一にするように該複数の発光部に対して発光光量を各々制御する場合、
該制御手段は、最大走査角における該複数の発光部間の発光光量を異ならせていることを特徴とするマルチビーム光走査装置。
Light source means having a plurality of light emitting portions;
An optical deflector having a deflection surface;
An incident optical system that causes a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting units to enter the deflection surface of the optical deflector in a state wider than the width of the deflection surface in the main scanning direction;
An imaging optical system that forms an image on the scanned surface with a plurality of light beams reflected by the optical deflector;
A multi-beam optical scanning device having control means for independently controlling the amount of emitted light for the plurality of light emitting units,
When controlling the amount of emitted light for each of the plurality of light emitting units so that the illuminance of the plurality of light beams is the same by the control means at the total image height on the scanned surface,
The multi-beam optical scanning device characterized in that the control means varies the amount of emitted light between the plurality of light emitting sections at the maximum scanning angle.
複数の発光部を有する光源手段と、
偏向面を有する光偏向器と、
該複数の発光部から出射した複数の光束を該光偏向器の偏向面に該偏向面の主走査方向の幅より広い状態で入射させる入射光学系と、
該光偏向器で反射された複数の光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、
該複数の発光部に対して発光光量を各々独立して制御する制御手段と、を有するマルチビーム光走査装置において、
前記被走査面上の全像高において、前記制御手段にて前記複数の光束の照度を同一にするように該複数の発光部に対して発光光量を各々制御する場合、
前記制御手段は、走査角全域の一部領域内において同一走査角における該複数の発光部間の発光光量を異ならせていることを特徴とするマルチビーム光走査装置。
Light source means having a plurality of light emitting portions;
An optical deflector having a deflection surface;
An incident optical system that causes a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting units to enter the deflection surface of the optical deflector in a state wider than the width of the deflection surface in the main scanning direction;
An imaging optical system that forms an image on the scanned surface with a plurality of light beams reflected by the optical deflector;
A multi-beam optical scanning device having control means for independently controlling the amount of emitted light for the plurality of light emitting units,
When controlling the amount of emitted light for each of the plurality of light emitting units so that the illuminance of the plurality of light beams is the same by the control means at the total image height on the scanned surface,
The multi-beam optical scanning device according to claim 1, wherein the control means varies the amount of emitted light between the plurality of light emitting units at the same scanning angle within a partial region of the entire scanning angle.
前記制御手段は、前記被走査面上での前記複数の光束の照度が像高に応じて線形的に変化するように、該複数の発光部に対して発光光量を各々制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のマルチビーム光走査装置。   The control means controls the amount of emitted light with respect to the plurality of light emitting sections so that the illuminance of the plurality of light beams on the scanned surface changes linearly according to the image height. The multi-beam optical scanning device according to any one of claims 1 to 3. 前記制御手段は、前記被走査面上での前記複数の光束の照度が像高に応じて非線形的に変化するように、該複数の発光部に対して発光光量を各々制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のマルチビーム光走査装置。   The control means controls the amount of emitted light with respect to the plurality of light emitting sections so that the illuminance of the plurality of light beams on the scanned surface changes nonlinearly according to the image height. The multi-beam optical scanning device according to any one of claims 1 to 3. 前記被走査面上における一走査線中の照度分布を補正する照度分布補償用光学素子を前記光源手段と該被走査面の間の光路中に備え、
該照度分布補償用光学素子は該被走査面上での走査線の照度を主走査方向に沿って中心部から端部に向かうに従って増加させるように補償していることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のマルチビーム光走査装置。
An illuminance distribution compensating optical element for correcting the illuminance distribution in one scanning line on the scanned surface is provided in an optical path between the light source means and the scanned surface,
2. The illuminance distribution compensating optical element compensates so as to increase the illuminance of a scanning line on the surface to be scanned from the center to the end along the main scanning direction. 6. The multi-beam optical scanning device according to any one of items 1 to 5.
前記光偏向器の偏向面上において主走査断面内における前記複数の発光部から出射される各々の光束の光強度が最大となる位置を調整する調整手段を有し、
該調整手段により、該偏向面上において主走査断面内における前記複数の発光部から出射される各々の光束の光強度が最大となる位置と前記被走査面において主走査断面内における有効走査域の中心位置との間隔が互いに等しくなるように調整されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載のマルチビーム光走査装置。
Adjusting means for adjusting a position at which the light intensity of each light beam emitted from the plurality of light emitting units in the main scanning section is maximized on the deflection surface of the optical deflector;
By the adjusting means, the position where the light intensity of each light beam emitted from the plurality of light emitting sections in the main scanning section is maximized on the deflection surface and the effective scanning area in the main scanning section on the scanned surface. The multi-beam optical scanning device according to claim 1, wherein the multi-beam optical scanning device is adjusted so that intervals between the central positions are equal to each other.
前記光偏向器の偏向面上において主走査断面内における前記複数の発光部から出射される各々の光束の光強度が最大となる位置を調整する調整手段を有し、
該調整手段により、該偏向面上において主走査断面内における前記複数の発光部のうち1つ以上の発光部から出射される光束の光強度が最大となる位置と前記被走査面において主走査断面内における有効走査域の中心位置が一致するように調整されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載のマルチビーム光走査装置。
Adjusting means for adjusting a position at which the light intensity of each light beam emitted from the plurality of light emitting units in the main scanning section is maximized on the deflection surface of the optical deflector;
The adjustment means causes the main scanning section on the surface to be scanned and the position where the light intensity of the light beam emitted from one or more of the light emitting sections in the main scanning section is maximized on the deflection surface. 7. The multi-beam optical scanning device according to claim 1, wherein the center position of the effective scanning area is adjusted so as to coincide with each other.
前記複数の発光部は主走査方向及び副走査方向に離間していることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載のマルチビーム光走査装置。   The multi-beam optical scanning device according to claim 1, wherein the plurality of light emitting units are separated in a main scanning direction and a sub scanning direction. 前記複数の発光部は副走査方向にのみ離間していることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載のマルチビーム光走査装置。   The multi-beam optical scanning device according to claim 1, wherein the plurality of light emitting units are separated only in the sub-scanning direction. 請求項1乃至10の何れか1項に記載のマルチビーム光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記マルチビーム光走査装置で走査された光ビームによって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とする画像形成装置。   The multi-beam optical scanning device according to claim 1, a photoconductor disposed on the scanned surface, and a light beam scanned by the multi-beam optical scanning device on the photoconductor. A developing unit that develops the formed electrostatic latent image as a toner image; a transfer unit that transfers the developed toner image to a transfer material; and a fixing unit that fixes the transferred toner image to the transfer material. An image forming apparatus. 請求項9又は10に記載のマルチビーム光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記マルチビーム光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。   11. The multi-beam optical scanning device according to claim 9 or 10, and a printer controller that converts code data input from an external device into an image signal and inputs the image signal to the multi-beam optical scanning device. Image forming apparatus. 各々が請求項1乃至10の何れか1項に記載のマルチビーム光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。   A plurality of image carriers, each of which is arranged on a surface to be scanned of the multi-beam optical scanning device according to any one of claims 1 to 10 and forms images of different colors. Color image forming apparatus. 外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々のマルチビーム光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項13記載のカラー画像形成装置。   14. The color image forming apparatus according to claim 13, further comprising a printer controller that converts color signals input from an external device into image data of different colors and inputs the image data to each multi-beam optical scanning device.
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