JP2009222922A - レーザ走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザ光を発生するLD1a,1bと、このLD1a,1bの発光量可変制御を行う光源光量制御部110と、前記LD1a,1bからのレーザ光を偏向走査するポリゴンミラーと、前記レーザ光の透過経路を分岐するハーフミラープリズムと、この分岐したレーザ光を複数の感光体面に集光走査させる第1走査レンズ、ミラー、第2走査レンズと、を有するレーザ光走査装置において、前記光源光量制御部は、複数の感光体面の走査位置に応じて、LDの発光量を記憶部130に記憶したレーザ光発光量補正データに基づいて可変制御する。
【選択図】図9
Description
一方、タンデム方式の場合、生産性は高いが、感光体数に応じて光源数が増え、それに伴って部品点数が増加し、当然、コストアップが生じてしまう。 また、書込ユニットが複数あることから故障も多くなる。故障の原因としては例えば半導体レーザの劣化が挙げられている。このように光源数が多くなると、故障の確率が増え、リサイクル性が劣化する。
これらの問題点に対処するため、例えば、特許文献1には、タンデム方式で光源の数を増やさないための構成が提案されている。提案されている構成とは、共通の光源からのレーザ光を異なる被走査面に走査させるため、位相をずらして2段に重ねたポリゴンミラーを用いるというものである。
同図においてレーザ操作装置は、光源としての半導体レーザ1a,1b、LD(半導体レーザ)ベース2、カップリングレンズ3a,3b、光束分割手段としてのハーフミラープリズム4、シリンドリカルレンズ5a,5b、防音ガラス6、偏向手段としてのポリゴンミラー7、第1走査レンズ8、ミラー9、第2走査レンズ10、被走査面を有する感光体11(11a,11b)、開口絞り12、及び同期検知センサ100から基本的に構成されている。
半導体レーザ(以下、LDと称す)1a,1bは、例えば端面発光レーザから構成され、出射した各2本の発散光束はカップリングレンズ3a,3bにより、弱い収束光束、または平行光束、または弱い発散光束に変換される。カップリングレンズ3a,3bを出たビームは被走査面上でのビーム径を安定させるための開口絞り12を通過し、ハーフミラープリズム4に入射する。ハーフミラープリズム4に入射した共通の光源からのビームは上下段に分割され、ハーフミラーを出射するビームは全部で4本のビームとなる。 走査開始側に同期検知センサ100を配置し、各ビームの走査開始タイミングを検出する。
ハーフミラープリズム4は光束分岐手段として機能し、断面が3角形の部分41と、平行4辺形の部分42とからなっている。部分41と42の接着面4aがハーフミラーとなっており、透過光と反射光を1:1の割合で分離する。また、平行4辺形の部分42の接着面4aに対向する面4bは全反射面であり、方向を変換する機能を有する。ここでは、光束分岐手段としてハーフミラープリズムを用いているが、単体のハーフミラーと通常のミラーを用いて同様の系を構成しても良い。また、ハーフミラーの分離の割合は1:1である必要はなく、他の光学系の条件に合わせて設定してもよいことは言うまでもない。
φ=φ'
となる。実用的には4面のポリゴンミラーが最も使いやすいので、ここでは4面のポリゴンミラーを
φ=φ'=45deg
としている。このφおよびφ'をずれ角と称する。なお、上下段のポリゴンミラー7a,7bは一体的に形成されても良いし、別体とし、組み付けても良い。
一般に、ずれ角φは、両ポリゴンミラーが均等にずらしてあるときは、ポリゴンミラーの面数をMとするとき、
φ=(2π/M)/2
となり、これは、
φ=π/M
であることを示している。
しかし、ずらし方が均等でない場合は、小さい方のずれ角がφのとき、大きい方のずれ角φ'は、
φ'=2π/M―φ
となる。
なお、図において
θ:被走査角度(ビームB〜ビームAの成す角度)
α、α’:被走査面に対するビーム平均入射角(2×αで、被走査面の中心と入射ビームの成す角度)
α=0°のとき、ポリゴン面に対して入射光が垂直に入るので、反射光が光源(レーザ)に返っていく。
ビームA’:ビームAと同時刻で、同一光源から入射された、ポリゴン下段反射ビーム
ビームB:ポリゴン上段反射ビーム (画角内 走査開始側)
ビームB’:ビームBと同時刻で、同一光源から入射された、ポリゴン下段反射ビーム
を意味する。
同図において符号14は遮光部材を示す。同図に示すように共通の光源からの上段のビームが被走査面である感光体11aを走査しているときは、下段のビームは被走査面上にビームが到達しないようにし、望ましくは遮光部材14により遮光するようにする。また、共通の光源からの下段のビームが上段とは異なる感光体11bを走査しているときは上段のビームは被走査面に到達しないようにする。さらに、変調駆動のほうも上段と下段でタイミングをずらし、上段に対応する感光体11aを走査するときは、上段に対応する色(例えばブラック)の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行い、下段に対応する感光体11bを走査するときは下段に対応する色(例えばマゼンタ)の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行う。
図5は複数色用の光源発光のタイミングを示すタイミングチャートである。同図において縦軸は光量、横軸は時間をそれぞれ表す。書き出しのタイミングは、図1の有効走査幅外に配備される同期検知センサ(同期受光手段)100によって走査ビームを検知することにより決定される。なお、同期検知センサ100は、通常はフォトダイオードが用いられる。
図5は、共通の光源によりブラックとマゼンタの同期検知センサ100の走査タイミングでの受光のために点灯し、なおかつ、有効走査領域において、それぞれ全点灯する場合のタイミングを示している。同図において、実線がブラックに相当する部分、破線がマゼンタに相当する部分を示す。図5において光源は一定光量で点灯している。
1)走査位置によるレーザ光発光量補正データを記憶し、その中から補正データを読み出し、半導体レーザの発光量を可変制御するので、分岐したレーザ光の被走査面の到達光量を任意に制御することが可能となる。
2)分岐されたレーザ光を同期検知センサに入射させ、同期検知センサへの走査光量を変更可能な構成としたので、同期検知センサに到達する光量を、検出に適する光量に制御することにより、フォトセンサ感度等によるジッタを抑制することが可能となる。
3)被走査面の走査位置によるレーザ光透過率特性(シェーディング特性)の補正データをシェーディング補正テーブルに記憶し、シェーディング補正テーブルから補正データを読み出し、半導体レーザの発光量を制御するので、複数の被走査面に到達する光量が、走査位置に因らず略一定となるように制御することが可能となる。
4)走査結像光学系の環境温度を測定する温度センサを設け、記憶部の温度補正テーブルにレーザ光透過率温度特性の補正係数を記憶し、シェーディング補正テーブルから読み出したレーザ光透過率特性の補正データと、前記温度センサからの測定値に基づいて温度補正部で読み出した温度特性補正係数とを掛け合わせ、光量設定信号発生回路で温度と走査位置とに基づいた補正データとして半導体レーザの発光量を制御するので、複数の被走査面に到達する光量が、走査位置および温度に因らず略一定となるように制御することが可能となる。
5)光源として端面発光レーザ(LD)を搭載し、LDはパッケージ内に発光量を電流に変換し出力するモニタ電流出力機能を有するものを採用し、このモニタ電流を外部回路にて電圧値に変換し、この電圧値と、光量制御信号電圧値と比較制御する構成としたので、LDの発光量が光量制御信号の電圧値に比例制御され、光量制御が容易となる。
等の効果を奏する。
2 LD(半導体レーザ)ベース
3、3' カップリングレンズ
4 ハーフミラープリズム
5、5' シリンドリカルレンズ
6 防音ガラス
7 ポリゴンミラー
8 第1走査レンズ
9 ミラー
10 第2走査レンズ
11,11a,11b 感光体
12 開口絞り
100 同期検知センサ
Claims (13)
- レーザ光を発生する光源手段と、
この光源手段の発光量を可変制御する光量制御手段と、
前記光源手段からのレーザ光を偏向走査する偏向手段と、
前記レーザ光の透過経路を分岐するレーザ光分割手段と、
このレーザ光分割手段によって分岐されたレーザ光を複数の被走査面に集光走査させる走査結像光学手段と、
を有するレーザ光走査装置において、
前記光量制御手段は、複数の被走査面の走査位置に応じて前記光源手段の発光量を可変制御することを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項1記載のレーザ光走査装置において、
分岐されたレーザ光の走査位置を検出するための走査位置検出手段と、
前記走査位置検出手段によって検出した位置を基準とした走査位置によるレーザ光発光量補正データを記憶する記憶手段と、
を有し、
前記光量制御手段は、前記記憶手段から走査位置に対応したレーザ光発光量補正データを読み出し、前記光源手段の発光量を可変制御することを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項2記載のレーザ光走査装置において、
前記分岐されたレーザ光が別々の走査位置検出手段に入射することを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項2記載のレーザ光走査装置において、
前記分岐されたレーザ光が同一の走査位置検出手段に入射することを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項2ないし4のいずれか1項に記載のレーザ光走査装置において、
前記走査位置検出手段は、レーザ光の走査開始側および/または走査終了側に設けられていることを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項2ないし5のいずれか1項に記載のレーザ光走査装置において、
前記光量制御手段は、前記被走査面上のうち少なくとも前記走査位置検出手段の走査位置で前記光源手段の発光量を可変制御することを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項2ないし6のいずれか1項に記載のレーザ光走査装置において、
前記光量制御手段は、前記走査位置検出手段に到達する光量が、検出に適する光量になるように前記光源手段の発光量を制御することを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項2ないし5のいずれか1項に記載のレーザ光走査装置において、
前記記憶手段が前記被走査面の走査位置によるレーザ光透過率特性の補正データを記憶し、
前記光量制御手段は、前記記憶手段から補正データを読み出し、前記複数の被走査面に到達する光量が走査位置に因らず略一定となるように前記光源手段の発光量を制御することを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項8のレーザ光走査装置において、
走査結像光学手段の温度を測定する手段を備え、
前記記憶手段がレーザ光透過率温度特性の補正係数を記憶し、
前記光量制御手段は、前記記憶手段からレーザ光透過率特性の補正データと温度特性補正係数とから前記走査結像光学手段の温度に応じた補正データを読み出し、前記複数の被走査面に到達する光量が走査位置および温度に因らず略一定となるように前記光源手段の発光量を制御することを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項1ないし9のいずれか1項に記載のレーザ光走査装置において、
前記光源手段は、端面発光レーザであることを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項10のレーザ光走査装置において、
前記光源手段は、発光量を電流に変換し出力する手段を備えていることを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項1ないし11のいずれか1項に記載のレーザ光走査装置において、
前記光源手段の発光量は、光量制御信号の電圧値に比例することを特徴とするレーザ光走査装置。 - 請求項1ないし12のいずれか1項に記載のレーザ光走査装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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