JP2009216511A - Monitoring device, light source device, optical scanning device, and image forming device - Google Patents

Monitoring device, light source device, optical scanning device, and image forming device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect the light amount of light flux emitted from a light source even if the divergence angle of the light flux emitted from the light source changes. <P>SOLUTION: The optical scanning device comprises: an aperture plate 23 disposed on the optical path of light flux emitted from a two-dimensional array 100, having an aperture in which the highest light intensity part of the light flux passes through almost the center, and reflecting, as monitor light flux, the light flux entering into the surroundings of the aperture; and a light receiver 25 disposed on the optical path of the monitor light flux reflected on the aperture plate 23 and having a smaller light receiving area than the beam diameter of the monitor light flux. Thus, it is possible to accurately detect the light amount of light flux emitted from the two-dimensional array 100 even if the divergence angle of the light flux emitted from the two-dimensional array 100 changes. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、モニタ装置、光源装置、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光源から射出された光束の光量をモニタするモニタ装置、該モニタ装置を含む光源装置、該光源装置を有する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to a monitor device, a light source device, an optical scanning device, and an image forming device, and more specifically, a monitor device that monitors the amount of light emitted from a light source, a light source device including the monitor device, and the light source device. And an image forming apparatus including the optical scanning device.

電子写真の画像記録では、レーザを光源に用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は、光源から射出され、偏向器で偏向された光束（走査用光束）で感光体ドラムの表面を走査し、感光体ドラムの表面に潜像を形成するために光走査装置を備えている。   In electrophotographic image recording, an image forming apparatus using a laser as a light source is widely used. In this case, the image forming apparatus scans the surface of the photosensitive drum with a light beam (scanning light beam) emitted from a light source and deflected by a deflector, and performs optical scanning to form a latent image on the surface of the photosensitive drum. Equipment.

ところで、画像形成装置では、温度変化や経時変化に伴って走査用光束の光量が変化し、最終的に出力される画像（出力画像）に濃度むらが発生するおそれがある。そこで、これを抑制するため、通常、光走査装置では、光源から射出される光束の一部をモニタ用光束としてフォトダイオード等のディテクタで受光し、その結果に基づいて、光源の出力レベルを制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｏｒｏｌ）を実施している（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。   By the way, in the image forming apparatus, the light quantity of the scanning light beam changes with temperature change or time-dependent change, and there is a possibility that density unevenness may occur in the finally output image (output image). Therefore, in order to suppress this, an optical scanning device normally receives a part of the light beam emitted from the light source as a monitor light beam by a detector such as a photodiode, and controls the output level of the light source based on the result. APC (Auto Power Control) is implemented (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

特開２００６−９１１５７号公報JP 2006-91157 A 特開２００５−１５６９３３号公報JP 2005-156933 A 特開２００６−２５９０９８号公報JP 2006-259098 A

ところで、光源は、製造上のばらつきや、駆動時の温度上昇によって、射出する光束の発散角が設計上の発散角と異なる場合がある。この場合に、感光体ドラム表面を走査する走査用光束の光量変化とディテクタで受光されるモニタ用光束の光量変化とは必ずしも同じではなく、特許文献１〜特許文献３に開示されている光走査装置では、ＡＰＣの精度が低下するおそれがあった。   By the way, the divergence angle of the emitted light beam may differ from the designed divergence angle due to manufacturing variations and temperature rise during driving. In this case, the change in the light amount of the scanning light beam that scans the surface of the photosensitive drum is not necessarily the same as the change in the light amount of the monitor light beam that is received by the detector. In the apparatus, the accuracy of APC may be reduced.

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、光源から射出される光束の光量変化を安定して精度良く検出することができるモニタ装置を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and a first object thereof is to provide a monitor device that can stably and accurately detect a change in the amount of light emitted from a light source.

また、本発明の第２の目的は、安定した光束を出力することができる光源装置を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide a light source device that can output a stable light beam.

また、本発明の第３の目的は、被走査面上を精度良く安定して光走査することができる光走査装置を提供することにある。   A third object of the present invention is to provide an optical scanning device capable of optically scanning the surface to be scanned accurately and stably.

また、本発明の第４の目的は、高品質の画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することにある。   A fourth object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of stably forming a high quality image.

本発明は、第１の観点からすると、光源から射出された光束の光量をモニタするモニタ装置であって、前記光源から射出された光束の最も光強度の大きい部分がそのほぼ中央を通る開口部を有し、該開口部の周囲に入射した光束をモニタ用光束として反射する分離光学素子と；前記分離光学素子で反射されたモニタ用光束の受光位置に配置され、その受光領域の大きさが前記受光位置における前記モニタ用光束のビーム径よりも小さい光検出器と；を備えるモニタ装置である。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a monitor device for monitoring the light amount of a light beam emitted from a light source, wherein an opening portion through which a portion having the highest light intensity of the light beam emitted from the light source passes through substantially the center. A separation optical element that reflects the light beam incident on the periphery of the opening as a monitoring light beam; and is disposed at a light receiving position of the monitoring light beam reflected by the separation optical element, and the size of the light receiving region is And a photodetector that is smaller than the beam diameter of the monitoring light beam at the light receiving position.

これによれば、分離光学素子で反射されたモニタ用光束を受光する光検出器は、その受光領域の大きさが受光位置におけるモニタ用光束のビーム径よりも小さい。この場合には、製造上のばらつきや、駆動時の温度上昇によって、光源から射出される光束の発散角が設計上の発散角と異なる場合であっても、分離光学素子の開口部を通過する光束の光量変化と光検出器で受光されるモニタ用光束の光量変化とをほぼ同じとすることができる。従って、光源から射出される光束の光量変化を安定して精度良く検出することが可能となる。   According to this, in the photodetector that receives the monitoring light beam reflected by the separation optical element, the size of the light receiving region is smaller than the beam diameter of the monitoring light beam at the light receiving position. In this case, even if the divergence angle of the light beam emitted from the light source is different from the designed divergence angle due to manufacturing variations or temperature rise during driving, the light passes through the opening of the separation optical element. The change in the light amount of the light beam and the change in the light amount of the monitor light beam received by the photodetector can be made substantially the same. Therefore, it is possible to detect a change in the amount of light emitted from the light source stably and accurately.

本発明は、第２の観点からすると、光源と；前記光源から射出された光束の光量をモニタする本発明のモニタ装置と；を備え、前記モニタ装置の分離光学素子の開口部を通過した光束を出力する光源装置である。   From a second aspect, the present invention includes a light source; and a monitor device according to the present invention for monitoring the amount of light emitted from the light source, and the light beam that has passed through the opening of the separation optical element of the monitor device. Is a light source device that outputs.

これによれば、本発明のモニタ装置を備えているため、モニタ装置の光検出器の出力が所定の値を維持するように光源を駆動制御することにより、安定した光束を出力することが可能となる。   According to this, since the monitor device of the present invention is provided, it is possible to output a stable luminous flux by controlling the light source so that the output of the photodetector of the monitor device maintains a predetermined value. It becomes.

本発明は、第３の観点からすると、光束により被走査面を走査する光走査装置であって、本発明の光源装置と；前記光源装置から出力される光束を偏向する偏向器と；前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置である。   From a third aspect, the present invention is an optical scanning device that scans a surface to be scanned with a light beam, the light source device according to the present invention; a deflector that deflects the light beam output from the light source device; And a scanning optical system for condensing the light beam deflected by the detector on the surface to be scanned.

これによれば、本発明の光源装置を備えているため、被走査面上を精度良く安定して光走査することが可能となる。   According to this, since the light source device of the present invention is provided, it is possible to perform optical scanning on the surface to be scanned with high accuracy and stability.

本発明は、第４の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体を画像情報が含まれる光束により走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image comprising: at least one image carrier; and at least one optical scanning device according to the invention that scans the at least one image carrier with a light beam including image information. Forming device.

これによれば、少なくとも１つの本発明の光走査装置を備えているため、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   According to this, since at least one optical scanning device of the present invention is provided, a high-quality image can be stably formed.

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１９に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser printer 1000 as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングブレード１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。   The laser printer 1000 includes an optical scanning device 1010, a photosensitive drum 1030, a charging charger 1031, a developing roller 1032, a transfer charger 1033, a static elimination unit 1034, a cleaning blade 1035, a toner cartridge 1036, a paper supply roller 1037, a paper supply tray 1038, A registration roller pair 1039, a fixing roller 1041, a paper discharge roller 1042, a paper discharge tray 1043, a communication control device 1050, a printer control device 1060 that comprehensively controls the above-described units, and the like are provided. These are housed in predetermined positions in the printer housing 1044.

通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。   The communication control device 1050 controls bidirectional communication with a host device (for example, a personal computer) via a network or the like.

感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。   The photosensitive drum 1030 is a cylindrical member, and a photosensitive layer is formed on the surface thereof. That is, the surface of the photoconductor drum 1030 is a scanned surface. The photosensitive drum 1030 rotates in the direction of the arrow in FIG.

帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングブレード１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングブレード１０３５の順に配置されている。   The charging charger 1031, the developing roller 1032, the transfer charger 1033, the charge removal unit 1034, and the cleaning blade 1035 are each arranged in the vicinity of the surface of the photosensitive drum 1030. Then, along the rotation direction of the photosensitive drum 1030, the charging charger 1031 → the developing roller 1032 → the transfer charger 1033 → the discharging unit 1034 → the cleaning blade 1035 are arranged in this order.

帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。   The charging charger 1031 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1030.

光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面に、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束を照射する。これにより、感光体ドラム１０３０の表面に、画像情報に対応した潜像が形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。   The optical scanning device 1010 irradiates the surface of the photosensitive drum 1030 charged by the charging charger 1031 with a light beam modulated based on image information from the host device. As a result, a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive drum 1030. The latent image formed here moves in the direction of the developing roller 1032 as the photosensitive drum 1030 rotates. The configuration of the optical scanning device 1010 will be described later.

トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。   The toner cartridge 1036 stores toner, and the toner is supplied to the developing roller 1032.

現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。   The developing roller 1032 causes the toner supplied from the toner cartridge 1036 to adhere to the latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1030 to visualize the image information. Here, the latent image to which the toner is attached (hereinafter also referred to as “toner image” for the sake of convenience) moves in the direction of the transfer charger 1033 as the photosensitive drum 1030 rotates.

給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。   Recording paper 1040 is stored in the paper feed tray 1038. A paper feed roller 1037 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 1038, and the paper feed roller 1037 takes out the recording paper 1040 one by one from the paper feed tray 1038 and conveys it to the registration roller pair 1039. The registration roller pair 1039 temporarily holds the recording paper 1040 taken out by the paper supply roller 1037, and in the gap between the photosensitive drum 1030 and the transfer charger 1033 according to the rotation of the photosensitive drum 1030. Send it out.

転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面上のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。   A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer charger 1033 in order to electrically attract the toner on the surface of the photosensitive drum 1030 to the recording paper 1040. With this voltage, the toner image on the surface of the photosensitive drum 1030 is transferred to the recording paper 1040. The recording sheet 1040 transferred here is sent to the fixing roller 1041.

この定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。   In the fixing roller 1041, heat and pressure are applied to the recording paper 1040, whereby the toner is fixed on the recording paper 1040. The recording paper 1040 fixed here is sent to the paper discharge tray 1043 via the paper discharge roller 1042 and is sequentially stacked on the paper discharge tray 1043.

除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。   The neutralization unit 1034 neutralizes the surface of the photosensitive drum 1030.

クリーニングブレード１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１に対向する位置に戻る。   The cleaning blade 1035 removes toner (residual toner) remaining on the surface of the photosensitive drum 1030. The removed residual toner is used again. The surface of the photosensitive drum 1030 from which the residual toner has been removed returns to the position facing the charging charger 1031 again.

次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。   Next, the configuration of the optical scanning device 1010 will be described.

この光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、光源１４、カップリングレンズ１５、開口板２３、シリンドリカルレンズ１７、反射ミラー１８、ポリゴンミラー１３、偏向器側走査レンズ１１ａ、像面側走査レンズ１１ｂ、同期検知センサ１９ａ、同期検知ミラー１９ｂ、受光器２５及び走査制御装置２０（図２では図示省略、図１９参照）などを備えている。そして、これらは、ハウジング３０の中の所定位置に組み付けられている。   As shown in FIG. 2 as an example, the optical scanning device 1010 includes a light source 14, a coupling lens 15, an aperture plate 23, a cylindrical lens 17, a reflection mirror 18, a polygon mirror 13, a deflector side scanning lens 11a, an image plane. A side scanning lens 11b, a synchronization detection sensor 19a, a synchronization detection mirror 19b, a light receiver 25, a scanning control device 20 (not shown in FIG. 2, refer to FIG. 19), and the like are provided. These are assembled at predetermined positions in the housing 30.

なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、感光体ドラム１０３０の長手方向に沿った方向をＹ軸方向、各走査レンズ（１１ａ、１１ｂ）の光軸に沿った方向をＸ軸方向として説明する。また、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。   In this specification, in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction along the longitudinal direction of the photosensitive drum 1030 is defined as the Y-axis direction, and the direction along the optical axis of each scanning lens (11a, 11b) is defined as the X-axis direction. explain. In the following, for convenience, the direction corresponding to the main scanning direction is abbreviated as “main scanning corresponding direction”, and the direction corresponding to the sub scanning direction is abbreviated as “sub scanning corresponding direction”.

光源１４は、一例として図３に示されるように、４０個の発光部が２次元的に配列されて１つの基板上に形成された２次元アレイ１００を有している。図３におけるＭ方向は主走査対応方向（ここでは、Ｙ軸方向と同じ）であり、Ｓ方向は副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）である。また、Ｔ方向はＭ方向からＳ方向に向かって傾斜角α（０°＜α＜９０°）をなす方向である。   As shown in FIG. 3 as an example, the light source 14 includes a two-dimensional array 100 in which 40 light emitting units are two-dimensionally arranged and formed on one substrate. The M direction in FIG. 3 is the main scanning corresponding direction (here, the same as the Y axis direction), and the S direction is the sub scanning corresponding direction (here, the same as the Z axis direction). The T direction is a direction that forms an inclination angle α (0 ° <α <90 °) from the M direction toward the S direction.

この２次元アレイ１００は、Ｔ方向に沿って１０個の発光部が等間隔に配置された発光部列を４列有している。そして、これら４列の発光部列は、すべての発光部をＳ方向に伸びる仮想線上に正射影したときに等間隔となるように、Ｓ方向に等間隔に配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。   This two-dimensional array 100 has four light emitting part rows in which ten light emitting parts are arranged at equal intervals along the T direction. These four light emitting section rows are arranged at equal intervals in the S direction so as to be equally spaced when all the light emitting sections are orthogonally projected onto a virtual line extending in the S direction. In this specification, the “light emitting portion interval” refers to the distance between the centers of two light emitting portions.

また、各発光部は、７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。すなわち、２次元アレイ１００は、４０個の発光部を有する面発光レーザアレイである。   Each light emitting unit is a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) of 780 nm band. That is, the two-dimensional array 100 is a surface emitting laser array having 40 light emitting units.

ここでは、２次元アレイ１００のＭ方向（長手方向）のサイズは、０．３ｍｍである。   Here, the size in the M direction (longitudinal direction) of the two-dimensional array 100 is 0.3 mm.

図２に戻り、カップリングレンズ１５は、光源１４から射出された光束を略平行光とする。ここでは、カップリングレンズ１５の焦点距離は２７ｍｍである。   Returning to FIG. 2, the coupling lens 15 converts the light beam emitted from the light source 14 into substantially parallel light. Here, the focal length of the coupling lens 15 is 27 mm.

開口板２３は、一例として図４（Ａ）に示されるように、開口部を有し、カップリングレンズ１５を介した光束のビーム径を規定する。この開口板２３は、光束の最も光強度の大きい部分が開口部のほぼ中央を通るように配置されている。また、開口板２３の開口部の周囲は、反射部材でできている。   As shown in FIG. 4A as an example, the aperture plate 23 has an aperture and defines the beam diameter of the light beam through the coupling lens 15. The aperture plate 23 is arranged so that the portion with the highest light intensity of the light beam passes through the approximate center of the aperture. The periphery of the opening of the opening plate 23 is made of a reflective member.

そして、開口板２３は、開口部の周囲の反射部材で反射された光束をモニタ用光束として利用するため、カップリングレンズ１５を介した光束の進行方向に垂直な仮想面に対して傾斜して配置されている。すなわち、開口板２３は、光源１４から射出された光束のうち、光強度の大きい中央部分を通過させ、光強度の小さい外周部分をモニタ用光束として反射（分離）する。以下では、便宜上、開口板２３で反射されたモニタ用光束の進行方向を「Ｑ方向」とする。   The aperture plate 23 is inclined with respect to a virtual plane perpendicular to the traveling direction of the light beam through the coupling lens 15 in order to use the light beam reflected by the reflecting member around the opening as a monitor light beam. Has been placed. In other words, the aperture plate 23 passes through the central portion with high light intensity among the light beams emitted from the light source 14, and reflects (separates) the outer peripheral portion with low light intensity as the monitoring light beam. Hereinafter, for the sake of convenience, the traveling direction of the monitoring light beam reflected by the aperture plate 23 is referred to as “Q direction”.

ここでは、開口板２３の開口部は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向）に関する長さＤ２は１．２８ｍｍであり、主走査対応方向（ここでは、Ｙ軸方向）に関する長さＤ１は５．８ｍｍである。すなわち、Ｄ１＞Ｄ２である。なお、図４（Ｂ）は、開口部の中心を通るＸＹ断面図である。   Here, as shown in FIGS. 4A and 4B, the opening D of the opening plate 23 has a length D2 of 1.28 mm in the sub-scanning corresponding direction (here, the Z-axis direction). The length D1 in the main scanning corresponding direction (here, the Y-axis direction) is 5.8 mm. That is, D1> D2. FIG. 4B is an XY cross-sectional view passing through the center of the opening.

図２に戻り、シリンドリカルレンズ１７は、開口板２３の開口部を通過した光束を、反射ミラー１８を介してポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍に副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向）に関して結像する。   Returning to FIG. 2, the cylindrical lens 17 causes the light beam that has passed through the opening of the aperture plate 23 to pass in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 13 via the reflection mirror 18 in the sub-scanning corresponding direction (here, the Z-axis direction). Form an image.

光源１４とポリゴンミラー１３との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ１５と開口板２３とシリンドリカルレンズ１７と反射ミラー１８とから構成されている。   The optical system arranged on the optical path between the light source 14 and the polygon mirror 13 is also called a pre-deflector optical system. In the present embodiment, the pre-deflector optical system includes a coupling lens 15, an aperture plate 23, a cylindrical lens 17, and a reflection mirror 18.

反射ミラー１８とポリゴンミラー１３との間、及びポリゴンミラー１３と偏向器側走査レンズ１１ａとの間には、防音ガラス２１が配置されている。   A soundproof glass 21 is disposed between the reflection mirror 18 and the polygon mirror 13 and between the polygon mirror 13 and the deflector side scanning lens 11a.

ポリゴンミラー１３は、一例として内接円の半径が７ｍｍの４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー１３は、副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向）に平行な軸の周りを等速回転しながら、反射ミラー１８からの光束を偏向する。   For example, the polygon mirror 13 includes a four-sided mirror having an inscribed circle with a radius of 7 mm, and each mirror serves as a deflecting reflection surface. The polygon mirror 13 deflects the light beam from the reflection mirror 18 while rotating at a constant speed around an axis parallel to the sub-scanning corresponding direction (here, the Z-axis direction).

偏向器側走査レンズ１１ａは、ポリゴンミラー１３で偏向された光束の光路上に配置されている。   The deflector-side scanning lens 11 a is disposed on the optical path of the light beam deflected by the polygon mirror 13.

像面側走査レンズ１１ｂは、偏向器側走査レンズ１１ａを介した光束の光路上に配置されている。そして、この像面側走査レンズ１１ｂを介した光束が感光体ドラム１０３０の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１３の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。   The image plane side scanning lens 11b is disposed on the optical path of the light beam via the deflector side scanning lens 11a. Then, the surface of the photosensitive drum 1030 is irradiated with the light beam that has passed through the image surface side scanning lens 11b, and a light spot is formed. This light spot moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1030 as the polygon mirror 13 rotates. That is, the photoconductor drum 1030 is scanned. The moving direction of the light spot at this time is the “main scanning direction”.

ポリゴンミラー１３と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂとから構成されている。なお、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂの間の光路上、及び像面側走査レンズ１１ｂと感光体ドラム１０３０の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り曲げミラーが配置されても良い。   The optical system arranged on the optical path between the polygon mirror 13 and the photosensitive drum 1030 is also called a scanning optical system. In the present embodiment, the scanning optical system includes a deflector side scanning lens 11a and an image plane side scanning lens 11b. At least one folding mirror is disposed on at least one of the optical path between the deflector side scanning lens 11a and the image plane side scanning lens 11b and the optical path between the image plane side scanning lens 11b and the photosensitive drum 1030. May be.

ポリゴンミラー１３で偏向され、走査光学系を介した光束のうち、書き込み前の光束の一部は、同期検知用光束として、同期検知用ミラー１９ｂを介して同期検知センサ１９ａに入射する。同期検知センサ１９ａは、受光量に応じた信号（光電変換信号）を出力する。   Of the light flux deflected by the polygon mirror 13 and passed through the scanning optical system, a part of the light flux before writing enters the synchronization detection sensor 19a via the synchronization detection mirror 19b as the synchronization detection light flux. The synchronization detection sensor 19a outputs a signal (photoelectric conversion signal) corresponding to the amount of received light.

また、像面側走査レンズ１１ｂと感光体ドラム１０３０との間には、防塵ガラス２２（図２参照）が配置されている。   A dustproof glass 22 (see FIG. 2) is disposed between the image plane side scanning lens 11b and the photosensitive drum 1030.

受光器２５は、開口板２３で反射されたモニタ用光束の光路上に配置されている。なお、受光器２５に入射するモニタ用光束は、一例として図５に示されるように、ビーム中央部に開口板２３の開口部に対応してビーム強度が極めて低い領域を有している。   The light receiver 25 is disposed on the optical path of the monitoring light beam reflected by the aperture plate 23. As shown in FIG. 5 as an example, the monitoring light beam incident on the light receiver 25 has a region having an extremely low beam intensity corresponding to the opening of the opening plate 23 at the center of the beam.

受光器２５は、受光素子２５Ａを有し、該受光素子２５Ａの受光領域の大きさは、モニタ用光束のビーム径よりも小さい。ここでは、受光素子２５Ａの受光領域は、一例として図６に示されるように、長方形の形状を有し、副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向）に関する長さＤ４は３．２５ｍｍであり、それに直交する方向の長さＤ３は３．８ｍｍである。すなわち、Ｄ３＜Ｄ１であり、Ｄ４＞Ｄ２である。   The light receiver 25 includes a light receiving element 25A, and the size of the light receiving region of the light receiving element 25A is smaller than the beam diameter of the monitoring light beam. Here, as shown in FIG. 6 as an example, the light receiving region of the light receiving element 25A has a rectangular shape, and the length D4 in the sub-scanning corresponding direction (here, the Z-axis direction) is 3.25 mm. In addition, the length D3 in the direction orthogonal thereto is 3.8 mm. That is, D3 <D1 and D4> D2.

そして、受光器２５は、一例として図７に示されるように、受光素子２５Ａの中心とモニタ用光束のビーム中心とが一致するように配置されている。   As shown in FIG. 7 as an example, the light receiver 25 is arranged so that the center of the light receiving element 25A coincides with the beam center of the monitoring light beam.

そこで、受光素子２５Ａの受光領域は、モニタ用光束の一部（中央部分）を受光する（図７参照）。   Therefore, the light receiving region of the light receiving element 25A receives a part (center portion) of the monitoring light beam (see FIG. 7).

なお、受光素子２５Ａは、受光領域が上記形状及び大きさとなるように、その受光面がマスクされていても良い。   Note that the light receiving surface of the light receiving element 25A may be masked so that the light receiving region has the shape and size described above.

そこで、例えば、図８（Ａ）に示されるように、発散角がＡ１の光束Ｆ０１が光源１４から出力されると、図８（Ｂ）に示されるように、光束Ｆ０１のうちの領域Ｆｓ１の光束が開口板２３の開口部を通過し、領域Ｆｍ１の光束が受光素子２５Ａで受光される。 Therefore, for example, as shown in FIG. 8 (A), the divergence angle of light flux F0 1 of A1 is outputted from the light source 14, as shown in FIG. 8 (B), the area of the light flux F0 1 The light flux of Fs 1 passes through the opening of the aperture plate 23, and the light flux of the region Fm 1 is received by the light receiving element 25A.

また、例えば、図９（Ａ）に示されるように、光束Ｆ０１に比べて中心に強いピークを持つ光強度分布を有し、発散角がＡ２（＜Ａ１）の光束Ｆ０２が光源１４から出力されると、図９（Ｂ）に示されるように、光束Ｆ０２のうちの領域Ｆｓ２の光束が開口板２３の開口部を通過し、領域Ｆｍ２の光束が受光素子２５Ａで受光される。 Further, for example, as shown in FIG. 9 (A), it has a light intensity distribution having a strong peak at the center than the light flux F0 1, from the light beam F0 2 is a light source 14 of the divergence angle A2 (<A1) Once output, as shown in FIG. 9 (B), the light flux area Fs 2 of the light beams F0 2 is passing through the aperture of the aperture plate 23, the light flux of the region Fm 2 is received by the light receiving element 25A The

また、図１０（Ａ）に示されるように、光束Ｆ０１に比べて中心から緩やかに広がる光強度分布を有し、発散角がＡ３（＞Ａ１）の光束Ｆ０３が光源から出力されると、図１０（Ｂ）に示されるように、光束Ｆ０３のうちの領域Ｆｓ３の光束が開口板２３の開口部を通過し、領域Ｆｍ３の光束が受光素子２５Ａで受光される。 Further, as shown in FIG. 10 (A), has a light intensity distribution spread gently from the center than the light flux F0 1, the divergence angle of the light beam F0 3 of A3 (> A1) is outputted from the light source As shown in FIG. 10B, the light beam in the region Fs 3 of the light beam F0 3 passes through the opening of the aperture plate 23, and the light beam in the region Fm 3 is received by the light receiving element 25A.

ところで、光源１４から出力される光束（光束Ｆ０とする）の発散角が大きくなると、一例として図１１に示されるように、開口板２３の開口部を通過する光束（光束Ｆｓとする）の光量は減少する。なお、ここでは、光束Ｆ０の光量は、発散角が変化しても一定であると仮定している。   By the way, when the divergence angle of the light beam output from the light source 14 (referred to as light beam F0) increases, the amount of light beam (referred to as light beam Fs) that passes through the opening of the aperture plate 23 as shown in FIG. 11 as an example. Decrease. Here, it is assumed that the light amount of the light beam F0 is constant even if the divergence angle changes.

そこで、光束Ｆｓの光量を一定とするには、一例として図１２に示されるように、光束Ｆ０の発散角が設計値（ここでは、Ａ１とする）よりも大きいときは、光束Ｆ０の光量を大きくし、光束Ｆ０の発散角が設計値よりも小さいときは、光束Ｆ０の光量を小さくする必要がある。   Therefore, in order to make the light amount of the light beam Fs constant, as shown in FIG. 12 as an example, when the divergence angle of the light beam F0 is larger than a design value (here, A1), the light amount of the light beam F0 is changed. When the divergence angle of the light beam F0 is smaller than the design value, the light amount of the light beam F0 needs to be reduced.

このとき、開口板２３で反射される光束（光束（Ｆ０−Ｆｓ）とする）の光量は、一例として図１３に示されるように、光束Ｆ０の発散角が大きくなるにつれて増加する。   At this time, the amount of light reflected by the aperture plate 23 (referred to as light flux (F0−Fs)) increases as the divergence angle of the light flux F0 increases as shown in FIG.

仮に、光束（Ｆ０−Ｆｓ）がすべて、受光素子２５Ａで受光される場合に、従来と同様にして、ＡＰＣを行うと、例えば、光束Ｆ０の発散角がＡ３のときには、光束Ｆ０の光量を更に少なくするように制御され、例えば、光束Ｆ０の発散角がＡ２のときには、光束Ｆ０の光量を更に多くするように制御される。これにより、光束Ｆｓの光量は上記一定値からずれることとなる。すなわち、ＡＰＣの精度が低下することとなる。   If all the luminous fluxes (F0-Fs) are received by the light receiving element 25A, if APC is performed in the same manner as before, for example, when the divergence angle of the luminous flux F0 is A3, the light quantity of the luminous flux F0 is further increased. For example, when the divergence angle of the light beam F0 is A2, the light amount of the light beam F0 is controlled to be further increased. As a result, the light quantity of the light flux Fs deviates from the fixed value. That is, the accuracy of APC is reduced.

本実施形態では、受光素子２５Ａは、モニタ用光束の一部（中央部分）のみを受光する。これにより、一例として図１４に示されるように、受光素子２５Ａで受光される光束（光束Ｆｍとする）の光量は、光束Ｆ０の発散角が変化しても、光束Ｆｓの光量と同様に、ほぼ一定となる。   In the present embodiment, the light receiving element 25A receives only a part (central portion) of the monitoring light beam. Thereby, as shown in FIG. 14 as an example, the light amount of the light beam (referred to as the light beam Fm) received by the light receiving element 25A is similar to the light amount of the light beam Fs even if the divergence angle of the light beam F0 changes. It becomes almost constant.

また、開口板２３の開口部と受光素子２５Ａの受光領域との間には、Ｄ３＜Ｄ１、Ｄ４＞Ｄ２の関係がある。これにより、光束Ｆ０の発散角が大きく変化しても、（光束Ｆｓの光量／光束Ｆｍの光量）をほぼ一定とすることができる。   Further, there is a relationship of D3 <D1, D4> D2 between the opening of the aperture plate 23 and the light receiving region of the light receiving element 25A. Thereby, even if the divergence angle of the light beam F0 changes greatly, (the light amount of the light beam Fs / the light amount of the light beam Fm) can be made substantially constant.

ところで、受光素子２５Ａの受光領域におけるＤ４を大きくすることで、受光素子２５Ａでの受光量（光束Ｆｍの光量）を増加させることができる。   By the way, by increasing D4 in the light receiving region of the light receiving element 25A, it is possible to increase the amount of light received by the light receiving element 25A (the amount of light of the light beam Fm).

図１５には、（光束Ｆｓの光量／光束Ｆｍの光量）を一定としたときの、Ｄ４と光束Ｆｍの光量の関係が示されている。これによると、Ｄ４を増加させると光束Ｆｍの光量は増加するが、Ｄ４がある値を超えると、光束Ｆｍの光量は減少する。これは、Ｄ４を増加させ過ぎると、（光束Ｆｓの光量／光束Ｆｍの光量）を維持するのに、Ｄ３を小さくしなければならないためである。   FIG. 15 shows the relationship between D4 and the light amount of the light beam Fm when (the light amount of the light beam Fs / the light amount of the light beam Fm) is constant. According to this, when D4 is increased, the light amount of the light beam Fm increases, but when D4 exceeds a certain value, the light amount of the light beam Fm decreases. This is because if D4 is excessively increased, D3 must be reduced in order to maintain (light quantity of light flux Fs / light quantity of light flux Fm).

Ｄ４がＤ２の１．４倍〜３．７倍の範囲内のときに、光束Ｆｍの光量は光束Ｆ０の光量の１０％を超えている。例えば、光源１４の発光光量が１ｍＷのときには、受光素子２５Ａの受光量は０．１ｍＷ以上となり、受光素子２５Ａの出力信号のＳ／Ｎ比の低下、及び応答時間の遅延を招くことなく、精度良く光量を検出することが可能となる。本実施形態では、図１５における光束Ｆｍの光量が最大となるように、Ｄ３＝３．８ｍｍ、Ｄ４＝３．２５ｍｍとした。   When D4 is in the range of 1.4 times to 3.7 times D2, the light amount of the light beam Fm exceeds 10% of the light amount of the light beam F0. For example, when the amount of light emitted from the light source 14 is 1 mW, the amount of light received by the light receiving element 25A is 0.1 mW or more, and the accuracy is improved without causing a decrease in the S / N ratio of the output signal of the light receiving element 25A and a delay in response time. It becomes possible to detect the light quantity well. In the present embodiment, D3 = 3.8 mm and D4 = 3.25 mm so that the light quantity of the light flux Fm in FIG. 15 is maximized.

また、図１６には、Ｄ３とＤ４とＫ１／Ｋ２との関係が示されている。ここで、Ｋ１は、光束Ｆ０の発散角が所定の発散角（例えば、Ａ１）のときの（光束Ｆｓの光量／光束Ｆｍの光量）であり、Ｋ２は、光束Ｆ０の発散角が上記所定の発散角から主走査方向に対応する方向及び副走査方向に対応する方向に等方的に変化したときの（光束Ｆｓの光量／光束Ｆｍの光量）である。   FIG. 16 shows the relationship between D3, D4, and K1 / K2. Here, K1 is (the light amount of the light beam Fs / the light amount of the light beam Fm) when the divergence angle of the light beam F0 is a predetermined divergence angle (for example, A1), and K2 is the divergence angle of the light beam F0. This is (the amount of light Fs / the amount of light Fm) when isotropically changed from the divergence angle to the direction corresponding to the main scanning direction and the direction corresponding to the sub-scanning direction.

図１６から明らかなように、Ｄ３を一定としてＤ４を大きくすると、Ｋ２／Ｋ１は大きくなる。また、Ｄ４を一定としてＤ３を小さくすると、Ｋ２／Ｋ１は小さくなる。この関係を利用し、Ｋ２／Ｋ１が０．０％、すなわち、光束Ｆ０の発散角が変化しても（光束Ｆｓの光量／光束Ｆｍの光量）が変わらないというＤ３とＤ４の組み合わせが求められる。   As is apparent from FIG. 16, when D3 is constant and D4 is increased, K2 / K1 is increased. Further, if D4 is kept constant while D3 is made small, K2 / K1 becomes small. Using this relationship, a combination of D3 and D4 is required in which K2 / K1 is 0.0%, that is, even if the divergence angle of the light beam F0 changes (the light amount of the light beam Fs / the light amount of the light beam Fm). .

図１６に示されるように、ｐ１（Ｄ３＝４．３ｍｍ、Ｄ４＝２．５ｍｍ）とｐ２（Ｄ３＝２．７ｍｍ、Ｄ４＝４．５ｍｍ）とを結ぶ、Ｋ２／Ｋ１＝０．０％の曲線が得られる。一般的に、光量変化が３％以上あると画像上で濃度ムラとして認識されるので、Ｋ２／Ｋ１の変化は３％以内であるのが望ましい。これにより、光束Ｆ０の発散角の変化による光量検知のバラツキを±３％以内にすることが可能となる。   As shown in FIG. 16, K2 / K1 = 0.0%, connecting p1 (D3 = 4.3 mm, D4 = 2.5 mm) and p2 (D3 = 2.7 mm, D4 = 4.5 mm). A curve is obtained. Generally, if the change in the light amount is 3% or more, it is recognized as density unevenness on the image. Therefore, the change in K2 / K1 is preferably within 3%. As a result, the variation in the light amount detection due to the change in the divergence angle of the light beam F0 can be made within ± 3%.

すなわち、光源から射出された光束の発散角が等方的に変化して、光束Ｆｓの光量がＰｓからＰｓ＋ΔＰｓに変化し、光束Ｆｍの光量がＰｍからＰｍ＋ΔＰｍに変化したとき、｛（Ｐｓ＋ΔＰｓ）／（Ｐｍ＋ΔＰｍ）｝／（Ｐｓ／Ｐｍ）の値は、０．９７以上で１．０３以下であることが好ましい。   That is, when the divergence angle of the light beam emitted from the light source isotropically changes, the light amount of the light beam Fs changes from Ps to Ps + ΔPs, and the light amount of the light beam Fm changes from Pm to Pm + ΔPm, {(Ps + ΔPs) / The value of (Pm + ΔPm)} / (Ps / Pm) is preferably 0.97 or more and 1.03 or less.

そこで、Ｄ４がＤ２の１．４倍〜３．７倍の範囲内のときには、受光素子２５Ａの受光量を十分に確保できるとともに、いずれの発散角においても、光束Ｆｓの光量と光束Ｆｍの光量の比を略一定とすることができる。   Therefore, when D4 is in the range of 1.4 times to 3.7 times D2, the light receiving amount of the light receiving element 25A can be sufficiently secured, and the light amount of the light beam Fs and the light amount of the light beam Fm at any divergence angle. The ratio can be made substantially constant.

すなわち、発散角が大きく変化しても、光束Ｆｓの光量が一定であれば、光束Ｆｍの光量はほとんど変化しない。そこで、受光素子２５Ａの出力レベルが一定（所定のレベル）となるように光束Ｆ０の光量を制御すると、光束Ｆｓの光量を常に一定の光量とすることが可能となる。   That is, even if the divergence angle changes greatly, if the light amount of the light beam Fs is constant, the light amount of the light beam Fm hardly changes. Therefore, if the light amount of the light beam F0 is controlled so that the output level of the light receiving element 25A is constant (predetermined level), the light amount of the light beam Fs can always be constant.

さらに、受光素子２５Ａの受光面に垂直にモニタ用光束が入射すると、受光面からの反射光が入射光と逆の光路を通り、光源１４へ戻ってしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、一例として図１７に示されるように、モニタ用光束の受光位置での受光面の法線方向が、入射光の入射方向に対して傾斜するように設定し、受光面からの反射光が光源１４に戻らないようにしている。具体的には、入射角を１０°としている。   Furthermore, when the monitoring light beam is incident perpendicularly to the light receiving surface of the light receiving element 25A, the reflected light from the light receiving surface may return to the light source 14 through an optical path opposite to the incident light. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 17 as an example, the normal direction of the light receiving surface at the light receiving position of the monitor light beam is set so as to be inclined with respect to the incident direction of the incident light. The reflected light from the light is prevented from returning to the light source 14. Specifically, the incident angle is 10 °.

また、光源１４と受光器２５との間に配置された光学系の横倍率βが約０．５倍であり、２次元アレイ１００の長手方向のサイズが０．３ｍｍであるため、受光器２５位置では、０．３ｍｍ×０．５＝０．１５ｍｍの長さに２次元アレイ１００が投影される。   In addition, since the lateral magnification β of the optical system disposed between the light source 14 and the light receiver 25 is about 0.5 times and the size in the longitudinal direction of the two-dimensional array 100 is 0.3 mm, the light receiver 25. At the position, the two-dimensional array 100 is projected to a length of 0.3 mm × 0.5 = 0.15 mm.

また、本実施形態では、一例として図１７に示されるように、光源１４と受光器２５は、同一の回路基板２８上に実装されている。   In this embodiment, as shown in FIG. 17 as an example, the light source 14 and the light receiver 25 are mounted on the same circuit board 28.

ところで、受光素子２５Ａは、温度によって検知感度が異なるため、熱源から離して配置した方が良い。図１８には、光源１４の中心位置からの距離とその位置での光源の発光による上昇温度との関係が示されている。これによると、光源１４の中心位置では約５０℃の温度上昇がみられるが、光源１４から１ｍｍ離れると、ほぼ影響が無くなり、２ｍｍ以上離れると、光源１４の発熱の影響を全く受けないことが分かる。   By the way, since the light receiving element 25A has different detection sensitivity depending on the temperature, it is better to arrange the light receiving element 25A away from the heat source. FIG. 18 shows the relationship between the distance from the center position of the light source 14 and the temperature rise due to light emission of the light source at that position. According to this, a temperature increase of about 50 ° C. is observed at the center position of the light source 14, but when the distance from the light source 14 is 1 mm, there is almost no effect, and when the distance is 2 mm or more, the light source 14 is not affected at all. I understand.

なお、本実施形態では、光学系のレイアウトとの関係から、光源１４と受光器２５の中心間距離（図１７における符号Ｗ）は、７ｍｍとした。   In the present embodiment, due to the relationship with the layout of the optical system, the distance between the centers of the light source 14 and the light receiver 25 (symbol W in FIG. 17) is 7 mm.

走査制御装置２０は、一例として図１９に示されるように、主制御部２０Ａと駆動制御部２０Ｂを有している。   As shown in FIG. 19 as an example, the scanning control device 20 includes a main control unit 20A and a drive control unit 20B.

主制御部２０Ａは、ＣＰＵ２１０、フラッシュメモリ２１１、ＲＡＭ２１２、及びＩＦ（インターフェース）２１４などを有している。   The main control unit 20A includes a CPU 210, a flash memory 211, a RAM 212, an IF (interface) 214, and the like.

駆動制御部２０Ｂは、画素クロック生成回路２１５、画像処理回路２１６、フレームメモリ２１７、ラインバッファ２１８１〜２１８４０、及び書込制御回路２１９などを有している。そして、この駆動制御部２０Ｂは、光源１４及び受光器２５が実装されている回路基板２８上に設けられている。 The drive control unit 20B includes a pixel clock generation circuit 215, an image processing circuit 216, a frame memory 217, line buffers 218 1 to 218 40 , a write control circuit 219, and the like. The drive control unit 20B is provided on a circuit board 28 on which the light source 14 and the light receiver 25 are mounted.

なお、図１９における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。   Note that the arrows in FIG. 19 indicate the flow of typical signals and information, and do not represent the entire connection relationship of each block.

画素クロック生成回路２１５は、画素クロック信号を生成する。   The pixel clock generation circuit 215 generates a pixel clock signal.

フレームメモリ２１７は、ＣＰＵ２１０によってラスター展開された画像データ（以下、便宜上「ラスターデータ」と略述する）を一時的に格納する。   The frame memory 217 temporarily stores image data rasterized by the CPU 210 (hereinafter abbreviated as “raster data” for convenience).

画像処理回路２１６は、フレームメモリ２１７に格納されているラスターデータを読み出し、所定の中間調処理などを行った後、発光部毎のドットデータを作成し、発光部それぞれに対応したラインバッファ２１８１〜２１８４０へ出力する。 The image processing circuit 216 reads raster data stored in the frame memory 217, performs predetermined halftone processing, etc., and then creates dot data for each light emitting unit, and a line buffer 218 1 corresponding to each light emitting unit. To 218 40 .

書込制御回路２１９は、同期検知センサ１９ａの出力信号に基づいて、走査開始のタイミングを求める。そして、走査開始のタイミングに合わせて、ラインバッファ２１８１〜２１８４０から各発光部のドットデータを読み出し、画素クロック生成回路２１５からの画素クロック信号に重畳させるとともに、発光部毎にそれぞれ独立した変調データを生成する。また、書込制御回路２１９は、所定のタイミングで、受光器２５の出力信号に基づいて、開口板２３の開口部を通過する光束の光量が一定となるように、各発光部の駆動電流を補正する。すなわち、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う。 The writing control circuit 219 obtains the scanning start timing based on the output signal of the synchronization detection sensor 19a. Then, in accordance with the scanning start timing, the dot data of each light emitting unit is read from the line buffers 218 1 to 218 40 and superimposed on the pixel clock signal from the pixel clock generation circuit 215, and independent modulation is performed for each light emitting unit. Generate data. Further, the write control circuit 219 sets the drive current of each light emitting unit at a predetermined timing based on the output signal of the light receiver 25 so that the light amount of the light beam passing through the opening of the aperture plate 23 is constant. to correct. That is, APC (Auto Power Control) is performed.

光源駆動回路２２１は、書込制御回路２１９からの変調データに応じて２次元アレイ１００の各発光部を駆動する。   The light source driving circuit 221 drives each light emitting unit of the two-dimensional array 100 according to the modulation data from the writing control circuit 219.

フラッシュメモリ２１１には、ＣＰＵ２１０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム及びプログラムで用いられる各種データが格納されている。   The flash memory 211 stores various programs written in codes readable by the CPU 210 and various data used in the programs.

ＲＡＭ２１２は、作業用のメモリである。   The RAM 212 is a working memory.

ＣＰＵ２１０は、フラッシュメモリ２１１に格納されているプログラムに従って動作し、光走査装置１０１０の全体を制御する。   The CPU 210 operates according to a program stored in the flash memory 211 and controls the entire optical scanning device 1010.

ＩＦ（インターフェース）２１４は、プリンタ制御装置１０６０との双方向の通信を制御する通信インターフェースである。上位装置からの画像データは、ＩＦ（インターフェース）２１４を介して供給される。   An IF (interface) 214 is a communication interface that controls bidirectional communication with the printer control apparatus 1060. Image data from the host device is supplied via an IF (interface) 214.

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置１０１０では、開口板２３と受光器２５とによってモニタ装置が構成されている。   As is clear from the above description, in the optical scanning device 1010 according to this embodiment, the aperture plate 23 and the light receiver 25 constitute a monitor device.

また、光源１４とカップリングレンズ１５と上記モニタ装置と駆動制御部２０Ｂとによって光源装置が構成されている。そして、開口板２３の開口部を通過した光束Ｆｓが、光源装置から出力される光束である。   The light source 14, the coupling lens 15, the monitor device, and the drive control unit 20 </ b> B constitute a light source device. The light flux Fs that has passed through the opening of the aperture plate 23 is a light flux output from the light source device.

また、ＣＰＵ２１０によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。   Further, at least a part of the processing according to the program by the CPU 210 may be configured by hardware, or all may be configured by hardware.

以上説明したように、本実施形態に係るモニタ装置によると、２次元アレイ１００から射出された光束の光路上に配置され、該光束の最も光強度の大きい部分がそのほぼ中央を通る開口部を有し、該開口部の周囲に入射した光束をモニタ用光束として反射する開口板２３（分離光学素子）と、該開口板２３で反射されたモニタ用光束の光路上に配置され、その受光領域の大きさが受光位置におけるモニタ用光束のビーム径よりも小さい受光器２５（光検出器）とを有している。   As described above, according to the monitor device according to the present embodiment, the light beam emitted from the two-dimensional array 100 is disposed on the optical path, and the portion with the highest light intensity of the light beam has an opening that passes through substantially the center. An aperture plate 23 (separation optical element) that reflects the light beam incident on the periphery of the opening as a monitor light beam, and is disposed on the optical path of the monitor light beam reflected by the aperture plate 23; Has a light receiver 25 (photodetector) whose size is smaller than the beam diameter of the monitoring light beam at the light receiving position.

これにより、いずれの発散角においても、光束Ｆｓの光量と光束Ｆｍの光量の比を略一定とすることができる。なお、発散角の変化量が小さい場合には、受光器２５の受光領域は、必ずしも、Ｄ３がＤ１よりも短く、Ｄ４がＤ２よりも長くなるように設定しなくても良い。   Thereby, the ratio of the light quantity of the light beam Fs and the light quantity of the light beam Fm can be made substantially constant at any divergence angle. When the amount of change in the divergence angle is small, the light receiving region of the light receiver 25 may not necessarily be set so that D3 is shorter than D1 and D4 is longer than D2.

従って、２次元アレイ１００から射出される光束の光量変化を安定して精度良く検出することが可能となる。   Therefore, it is possible to stably and accurately detect a change in the amount of light emitted from the two-dimensional array 100.

ところで、開口板２３で反射されたモニタ用光束を第２の開口板でさらに光束を制限し、結像レンズにより受光素子に集光させる方法もある。しかしながら、受光素子は、場所によって感度や応答速度が違うため、小径のビームスポットを受光させると、場所により検出誤差が大きくなりやすい。また、小径のビームは受光面に付いたゴミや埃の影響を受けやすいという不都合がある（図２０参照）。本実施形態では、光束を集光させないので前記の問題は起きにくい。   Incidentally, there is also a method in which the monitoring light beam reflected by the aperture plate 23 is further limited by the second aperture plate and condensed on the light receiving element by the imaging lens. However, since the light receiving element has different sensitivity and response speed depending on the location, if a small-diameter beam spot is received, the detection error tends to increase depending on the location. In addition, the small-diameter beam is disadvantageous in that it is easily affected by dust and dirt attached to the light receiving surface (see FIG. 20). In this embodiment, since the light beam is not condensed, the above-described problem hardly occurs.

また、本実施形態に係る光源装置によると、２次元アレイ１００から射出される光束の光量変化を安定して精度良く検出することができるモニタ装置を有しているため、ＡＰＣにより、安定した光束を出力することが可能となる。   In addition, the light source device according to the present embodiment has a monitor device that can stably and accurately detect a change in the amount of light beams emitted from the two-dimensional array 100. Can be output.

また、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、安定した光束を出力することができる光源装置を有しているため、感光体ドラム１０３０の表面上を精度良く安定して光走査することが可能となる。   Further, according to the optical scanning device 1010 according to the present embodiment, since the light source device that can output a stable light beam is provided, the surface of the photosensitive drum 1030 can be optically scanned with high accuracy and stability. It becomes possible.

また、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、感光体ドラム１０３０の表面上を精度良く安定して光走査することができる光走査装置１０１０を備えているため、結果として、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   In addition, the laser printer 1000 according to the present embodiment includes the optical scanning device 1010 that can accurately and stably optically scan the surface of the photosensitive drum 1030. As a result, a high-quality image can be obtained. It becomes possible to form stably.

なお、上記実施形態において、開口板２３の開口部において、前記Ｄ１を副走査対応方向に関する長さ、前記Ｄ２を主走査対応方向に関する長さとし、受光器２５の受光領域において、前記Ｄ３を副走査対応方向に関する長さ、前記Ｄ４を主走査対応方向に関する長さとしても良い。   In the above embodiment, in the opening portion of the aperture plate 23, D1 is the length in the sub-scanning corresponding direction, D2 is the length in the main scanning corresponding direction, and D3 is sub-scanning in the light receiving region of the light receiver 25. The length in the corresponding direction, D4 may be the length in the main scanning corresponding direction.

また、上記実施形態では、光源１４が４０個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the light source 14 had 40 light emission parts, it is not limited to this.

また、上記実施形態において、前記２次元アレイ１００に代えて、複数の発光部が１次元配列された１次元アレイを用いても良い。   In the above embodiment, a one-dimensional array in which a plurality of light emitting units are arranged one-dimensionally may be used instead of the two-dimensional array 100.

なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置１０１０を備えた画像形成装置であれば、結果として、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   In the above embodiment, the case of the laser printer 1000 as the image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. In short, if the image forming apparatus includes the optical scanning device 1010, a high-quality image can be stably formed as a result.

例えば、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。   For example, an image forming apparatus that directly irradiates laser light onto a medium (for example, paper) that develops color with laser light may be used.

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。   Further, an image forming apparatus using a silver salt film as the image carrier may be used. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by optical scanning, and this latent image can be visualized by a process equivalent to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to photographic paper by a process equivalent to a printing process in a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.

また、例えば、図２１に示されるように、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００であっても良い。   For example, as shown in FIG. 21, a color printer 2000 including a plurality of photosensitive drums may be used.

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用の「感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、及び転写装置Ｋ６」と、シアン用の「感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、及び転写装置Ｃ６」と、マゼンタ用の「感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、及び転写装置Ｍ６」と、イエロー用の「感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、及び転写装置Ｙ６」と、光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。   The color printer 2000 is a tandem multicolor printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow). The black “photosensitive drum K1, charging device K2, "Developing device K4, cleaning unit K5, and transfer device K6", cyan "photosensitive drum C1, charging device C2, developing device C4, cleaning unit C5, and transfer device C6", and magenta "photosensitive drum" M1, charging device M2, developing device M4, cleaning unit M5, and transfer device M6 ”,“ photosensitive drum Y1, charging device Y2, developing device Y4, cleaning unit Y5, and transfer device Y6 ”for yellow, and light A scanning device 2010, a transfer belt 2080, a fixing unit 2030, and the like are provided.

各感光体ドラムは、図２１中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転順に帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットがそれぞれ配置されている。各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光が照射され、各感光体ドラムに静電潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。   Each photoconductive drum rotates in the direction of the arrow in FIG. 21, and a charging device, a developing device, a transfer device, and a cleaning unit are arranged around each photoconductive drum in the order of rotation. Each charging device uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of each photosensitive drum charged by the charging device is irradiated with light by the optical scanning device 2010, and an electrostatic latent image is formed on each photosensitive drum. Then, a toner image is formed on the surface of each photosensitive drum by a corresponding developing device. Further, the toner image of each color is transferred onto the recording paper by the corresponding transfer device, and finally the image is fixed on the recording paper by the fixing unit 2030.

光走査装置２０１０は、前記光源装置と同様な光源装置を色毎に有している。従って、前記光走査装置１０１０と同様な効果を得ることができる。   The optical scanning device 2010 has a light source device similar to the light source device for each color. Therefore, the same effect as that of the optical scanning device 1010 can be obtained.

従って、カラープリンタ２０００は、前記レーザプリンタ１０００と同様な効果を得ることができる。   Therefore, the color printer 2000 can obtain the same effect as the laser printer 1000.

なお、タンデム方式の多色カラープリンタでは、機械精度等で各色の色ずれが発生する場合があるが、点灯させる発光部を選択することで各色の色ずれの補正精度を高めることができる。   Note that in a tandem multicolor printer, color misregistration of each color may occur due to machine accuracy or the like. However, the accuracy of correcting color misregistration of each color can be increased by selecting a light emitting unit to be lit.

また、このカラープリンタ２０００において、光走査装置を１色毎に設けても良いし、２色毎に設けても良い。   Further, in this color printer 2000, an optical scanning device may be provided for each color, or may be provided for every two colors.

以上説明したように、本発明のモニタ装置によれば、光源から射出される光束の光量変化を安定して精度良く検出するのに適している。また、本発明の光源装置によれば、安定した光束を出力するのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、被走査面上を精度良く安定して光走査するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を安定して形成するのに適している。   As described above, the monitor device according to the present invention is suitable for stably and accurately detecting a change in the amount of light emitted from the light source. The light source device of the present invention is suitable for outputting a stable light beam. Further, the optical scanning device of the present invention is suitable for optically scanning the surface to be scanned with high accuracy and stability. The image forming apparatus of the present invention is suitable for stably forming a high quality image.

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the laser printer which concerns on one Embodiment of this invention. 図１における光走査装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the optical scanning device in FIG. 図２における光源に含まれるＶＣＳＥＬの２次元アレイを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the two-dimensional array of VCSEL contained in the light source in FIG. 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、いずれも図２における開口板を説明するための図である。4A and 4B are diagrams for explaining the aperture plate in FIG. モニタ用光束を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light beam for a monitor. 図２における受光器の受光素子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light receiving element of the light receiver in FIG. 受光素子の配置位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the arrangement position of a light receiving element. 図８（Ａ）は、発光部から射出される光束の発散角がＡ１のときの光強度分布を説明するための図であり、図８（Ｂ）は、そのときの開口板の開口部を通過する光束と、受光素子の受光領域に入射する光束とを説明するための図である。FIG. 8A is a diagram for explaining the light intensity distribution when the divergence angle of the light beam emitted from the light emitting unit is A1, and FIG. 8B shows the opening of the aperture plate at that time. It is a figure for demonstrating the light beam which passes and the light beam which injects into the light reception area | region of a light receiving element. 図９（Ａ）は、発光部から射出される光束の発散角がＡ２（＜Ａ１）のときの光強度分布を説明するための図であり、図９（Ｂ）は、そのときの開口板の開口部を通過する光束と、受光素子の受光領域に入射する光束とを説明するための図である。FIG. 9A is a diagram for explaining the light intensity distribution when the divergence angle of the light beam emitted from the light emitting unit is A2 (<A1), and FIG. 9B is the aperture plate at that time. It is a figure for demonstrating the light beam which passes this opening part, and the light beam which injects into the light-receiving area | region of a light receiving element. 図１０（Ａ）は、発光部から射出される光束の発散角がＡ３（＞Ａ１）のときの光強度分布を説明するための図であり、図１０（Ｂ）は、そのときの開口板の開口部を通過する光束と、受光素子の受光領域に入射する光束とを説明するための図である。FIG. 10A is a diagram for explaining the light intensity distribution when the divergence angle of the light beam emitted from the light emitting portion is A3 (> A1), and FIG. 10B is the aperture plate at that time. It is a figure for demonstrating the light beam which passes this opening part, and the light beam which injects into the light-receiving area | region of a light receiving element. 光源から射出される光束Ｆ０の光量が一定のときの、発散角と開口板の開口部を通過する光束Ｆｓの光量との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a divergence angle and the light quantity of the light beam Fs which passes the opening part of an aperture plate when the light quantity of the light beam F0 inject | emitted from a light source is constant. 開口板の開口部を通過する光束Ｆｓの光量を一定とする際の、発散角と光源から射出される光束Ｆ０の光量との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a divergence angle and the light quantity of the light beam F0 inject | emitted from a light source at the time of making constant the light quantity of the light beam Fs which passes the opening part of an aperture plate. 図１２における開口板で反射された光束（Ｆ０−Ｆｓ）の光量と発散角との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the light quantity of the light beam (F0-Fs) reflected by the aperture plate in FIG. 12, and a divergence angle. 図１２における受光素子の受光領域に入射する光束Ｆｍと発散角との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the light beam Fm which injects into the light-receiving area | region of the light receiving element in FIG. 12, and a divergence angle. 光束Ｆｍの光量とＤ４との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the light quantity of the light beam Fm, and D4. （Ｋ２／Ｋ１）とＤ３とＤ４との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between (K2 / K1), D3, and D4. 光源と受光器の一体化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating integration of a light source and a light receiver. 光源の中心からの距離とその位置での上昇温度との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the distance from the center of a light source, and the raise temperature in the position. 走査制御装置の構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the structure of a scanning control apparatus. 付着物による受光素子の出力損失を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the output loss of the light receiving element by a deposit | attachment. カラープリンタの概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a color printer.

符号の説明Explanation of symbols

１１ａ…偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、１１ｂ…像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、１３…ポリゴンミラー（偏向器）、１４…光源、２３…開口板（分離光学素子）、２５…受光器（光検出器）、１００…２次元アレイ（面発光レーザ）、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11a ... Deflector side scanning lens (a part of scanning optical system), 11b ... Image surface side scanning lens (a part of scanning optical system), 13 ... Polygon mirror (deflector), 14 ... Light source, 23 ... Aperture plate ( Separation optical element), 25: Photo detector (photo detector), 100: Two-dimensional array (surface emitting laser), 1000: Laser printer (image forming apparatus), 1010: Optical scanning apparatus, 1030 ... Photosensitive drum (image carrier) Body), 2000 ... color printer (image forming apparatus), 2010 ... optical scanning device, K1, C1, M1, Y1 ... photosensitive drum (image carrier).

Claims (9)

光源から射出された光束の光量をモニタするモニタ装置であって、
前記光源から射出された光束の最も光強度の大きい部分がそのほぼ中央を通る開口部を有し、該開口部の周囲に入射した光束をモニタ用光束として反射する分離光学素子と；
前記分離光学素子で反射されたモニタ用光束の受光位置に配置され、その受光領域の大きさが前記受光位置における前記モニタ用光束のビーム径よりも小さい光検出器と；を備えるモニタ装置。 A monitor device for monitoring the amount of light emitted from a light source,
A separation optical element that has an opening portion through which the light intensity of the light beam emitted from the light source passes through substantially the center, and reflects the light beam incident around the opening portion as a monitoring light beam;
And a photodetector that is disposed at a light receiving position of the monitor light beam reflected by the separation optical element, and whose light receiving area is smaller than a beam diameter of the monitor light beam at the light receiving position. 前記光検出器は、受光領域の中心が前記モニタ用光束のビーム中心と一致するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモニタ装置。   The monitor device according to claim 1, wherein the photodetector is arranged such that a center of a light receiving region coincides with a beam center of the monitoring light beam. 前記光検出器は、前記モニタ用光束の受光位置での受光面の法線方向が、入射光の入射方向の全てに対して傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載のモニタ装置。   3. The light detector according to claim 1, wherein a normal direction of a light receiving surface at a light receiving position of the monitor light beam is inclined with respect to all incident directions of incident light. Monitor device. 光源と；
前記光源から射出された光束の光量をモニタする請求項１〜３のいずれか一項に記載のモニタ装置と；を備え、
前記モニタ装置の分離光学素子の開口部を通過した光束を出力する光源装置。 With a light source;
The monitor device according to any one of claims 1 to 3, which monitors the amount of light emitted from the light source.
A light source device that outputs a light beam that has passed through an opening of a separation optical element of the monitor device. 前記光源は、複数の発光部を有することを特徴とする請求項４に記載の光源装置。   The light source device according to claim 4, wherein the light source includes a plurality of light emitting units. 前記光源は、垂直共振器型の面発光レーザを含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の光源装置。   The light source device according to claim 4, wherein the light source includes a vertical cavity surface emitting laser. 光束により被走査面を走査する光走査装置であって、
請求項４〜６のいずれか一項に記載の光源装置と；
前記光源装置から出力される光束を偏向する偏向器と；
前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置。 An optical scanning device that scans a surface to be scanned with a light beam,
A light source device according to any one of claims 4 to 6;
A deflector for deflecting a light beam output from the light source device;
A scanning optical system that condenses the light beam deflected by the deflector onto the surface to be scanned. 少なくとも１つの像担持体と；
前記少なくとも１つの像担持体を画像情報が含まれる光束により走査する少なくとも１つの請求項７に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。 At least one image carrier;
An image forming apparatus comprising: at least one optical scanning device according to claim 7, wherein the at least one image carrier is scanned with a light beam including image information. 前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 8, wherein the image information is multicolor image information.
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