JP3579530B2 - Scanning optical device - Google Patents

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JP3579530B2
JP3579530B2 JP4544296A JP4544296A JP3579530B2 JP 3579530 B2 JP3579530 B2 JP 3579530B2 JP 4544296 A JP4544296 A JP 4544296A JP 4544296 A JP4544296 A JP 4544296A JP 3579530 B2 JP3579530 B2 JP 3579530B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザープリンタ等において光ビームを走査する走査光学装置に関し、より詳細には、複数の光ビームを同時に走査するマルチビーム走査光学装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ここで、走査光学装置は、各半導体レーザー等の光源を制御するための、光量を検出する検出器を備えており、検出器からのフィードバックにより光源の出力光量を制御している。そのため、従来より、走査光学装置の光源からポリゴンミラーまでの光路中にハーフミラーを設け、ハーフミラーによって反射された光束をポリゴンミラーに導き、ハーフミラーを透過した光束を検出器に導いている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハーフミラーの表面には、入射光の一部を反射し一部を透過するための誘電体材料のコーティングが施されており、誘電体材料は偏光性を有している。一方、光ファイバーを用いた各点光源は、光ファイバーの個体差等に起因して、夫々偏光特性が異なっている。そのため、点光源毎に偏光依存性に差が生じるという問題点があり、このような偏光依存性の差を補正するのは極めて困難である。
また、このようなマルチビーム走査光学装置に限らなくとも、光源として偏光依存性のある部材が使用されていれば、製品間の固体差のため偏光依存性に差が生じるという問題点はやはり発生する。
【0004】
本発明は、正確な光量の検出を可能にする、走査光学装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明による走査光学装置は、光源と、光源からの光束を所定の方向に走査する偏向手段と、光源を制御するために光源からの光量を検出する検出手段と、光源と偏向手段との間に設けられ、光源からの光束を偏向手段と検出手段に夫々導くための光束分離手段と、を備えると共に、光束分離手段は反射鏡と、該反射鏡に入射する光束の光軸方向に該反射鏡を貫通する開口とを有し、反射鏡に反射された光束が偏向手段に導かれ、開口を通った光束が検出手段に導かれること、を特徴とするものである。このように構成することにより、開口を透過した光束が検出器に入射するため、偏光の影響を受けない。
【0006】
上記の開口は円形状あるいはスリット形状に構成することができる。そして、スリットを、走査対象面における副走査方向に対応する方向に延びた形状として構成することも可能である。また、スリットを、偏向手段による走査対象面における主走査方向に対応する方向に延びた形状として構成しても良い。ここで、主走査方向とは上記の偏向手段の走査の方向であり、副走査方向とは上記の偏向手段による走査対象面において主走査方向に直交する方向である。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる走査光学装置の実施形態を説明する。実施形態として示される走査光学装置は、8本のレーザ光を同時に走査させることにより、一回の走査で8本の走査線を同時に形成するマルチビーム走査光学装置である。まず、装置全体の概略構成を説明する。
【0008】
図1は走査光学装置を示す斜視図、図2は走査光学装置を感光体ドラムと共に示す側面図である。走査光学装置は、図1に示されるように、ほぼ直方体状の偏平なケーシング1内に走査光学系を配して構成されている。ケーシング1の上部開口は、使用時には上部蓋体2により閉成される。
【0009】
ケーシング1の図中上部には、画像情報に関する信号を受けるコネクタ部102が設けられている。コネクタ102に隣接してレーザーブロック支持基板300が設けられ、支持基板300には、上記信号に基づき光束を発する8つの半導体レーザー101と光ファイバー120の入力端とを向き合わせて保持するレーザーブロック310が固定されている。これにより、8つの光ファイバー120に光束が導かれる。
【0010】
光ファイバー120の射出側の端面120bは、ファイバーアライメントブロック130により保持されている。射出端面120bからの光束は、コリメートレンズ140、後述するミラー146、ダイナミックプリズム160、及びシリンドリカルレンズ170を介して、ポリゴンミラー180に入射する。ポリゴンミラー180は、ケーシング1に固定されたポリゴンモータ371(図2参照)により回転駆動されており、ミラー面に入射した光束を反射・偏向する。ポリゴンミラー180により偏向された光束は、結像レンズであるfθレンズ190に入射する。fθレンズ190からの光束は、折り返しミラー200によって図中下側に反射され、図2に示されるように走査対象面である感光体ドラム210上に結像する。
【0011】
ここで、光学素子の作用を規定するため、光軸に垂直な面内でfθレンズ190及び感光体ドラム210(図2)上での光束の走査方向を主走査方向、光軸に垂直な面内で主走査方向に直行する方向を副走査方向として定義する。また、図中にfθレンズ190の光軸と平行なX軸、このX軸に垂直な面内で互いに直行するY軸、Z軸を定義する。Y軸およびZ軸は、それぞれ主走査方向および副走査方向に一致する。
【0012】
次に、上記の装置の光学系の概略を示す図3に基づいて光学系の各構成要素について説明する。
光源部100は、8つの半導体レーザー101と、これらの半導体レーザーから発する発散光束を伝送する8本の光ファイバー120と、これらの光ファイバー120を直線上に整列させるファイバーアライメントブロック130とから構成されている。光ファイバー120は、コア径が6μm、クラッドを含めた全体の径が125μmの石英ガラスファイバーである。
【0013】
光ファイバー120の入射端面120aを含む端部は支持管であるファイバー支持体319により保持されている。ファイバー支持体319は、入射端120aと半導体レーザー101が対向した状態で、レーザーブロック310に保持される。そして、半導体レーザー101から発せられた光束は、光ファイバー120の入射端面120aに入射する。
【0014】
図3に示すように、光源部100とポリゴンミラー180との間の光路中には、光ファイバーの射出端面から射出する発散光束を平行光束にするコリメートレンズ140、コリメートレンズ140を射出した光束の主走査方向と副走査方向の辺をもつ長方形の開口部によってビーム形状を制御するスリット142、スリット142を透過した光束を2つに分離するミラー146、ミラー146で反射された光束の副走査方向の角度を回転することにより逐次制御するダイナミックプリズム160、そして、ダイナミックプリズム160により角度制御された光束を副走査方向に収束させるシリンドリカルレンズ170が設けられている。
【0015】
ファイバー120の射出端面120bは、ファイバーアライメントブロック130等によって、主走査方向に対して所定角度傾斜した直線上に所定間隔をおいて配列され、図4に示す点光源列を形成する。この8つの点光源よりなる点光源列からの光束は、図3において、コリメートレンズ140、シリンドリカルレンズ170等を透過し、ポリゴンミラー180のミラー面近傍に、副走査方向に結像する。ポリゴンミラー180への入射光束は、ポリゴンミラー180の回転によりY方向に走査され、fθレンズ190に入射する。
【0016】
fθレンズ190は、ポリゴンミラー180側から折り返しミラー200側に向けて順に、主走査方向、副走査方向の両方向に関してそれぞれ負、正、正、負のパワーを有する第1、第2、第3、第4レンズ191、193、195、197よりなるものである。
【0017】
fθレンズ190透過した光束は、折り返しミラー200を介し、感光体ドラム210表面(図2)に結像すると共に、主走査方向の走査速度が等速になる。感光体ドラム210は、走査に同期して矢印R方向に回転駆動され、これにより感光体ドラム210の表面に静電潜像が形成される。
【0018】
次に、ミラー146について説明する。
図5にミラー146を示す。図5に示すように、ミラー146は、長方形の反射鏡である反射部146aと、反射鏡146aの中心部を表裏に貫通した孔である透過部146bよりなっている。なお、図5において、鉛直方向は副走査方向(Z方向)と一致し、水平方向は走査対象面における主走査方向に対応する(ここではY’方向とする)。
【0019】
ミラー146には、ファイバー120の射出端面120bよりなる8つの点光源(図4)からの射出光が重複してほぼ一つになった光束が入射する。当該光束は、スリット142(図3)を通過することによって略長方形に整形されている。ミラー142において当該光束の入射範囲をLで示す。
【0020】
入射範囲Lに入射した光束のうち、反射部146aに入射した光束はポリゴンミラー180に向けて反射される。一方、透過部146bに入射した光束は、透過部146bを通過して、光量を検出して半導体レーザーの出力をコントロールするための信号を得るAPC(オートマチックパワーコントロール)信号検出部150に入射する。透過部146bの面積は入射範囲Lの20分の1であり、入射光全体の5%がAPC信号検出部150に導かれる。
【0021】
図3に示すように、APC信号検出部150に入射した光束は、コンデンサレンズ151により収束され、APC用受光素子155に入射する。
各半導体レーザー101は、各走査毎に、感光体ドラム210上のビームスポットが描画範囲に入る前のタイミングでそれぞれ別個に順次発光し、APC用の受光素子155には各半導体レーザー101からの光束が時間的に分離されて入射する。
【0022】
APC用受光素子155から検出される各半導体レーザー101の出力は、図示しないAPC信号生成回路に入力され、夫々の出力に対応した信号(APC信号とする)として各半導体レーザーを駆動する半導体レーザー駆動回路に入力させる。例えば、第1の半導体レーザー101が発光している期間内の一定期間にAPC信号生成回路から出力されたAPC信号が、第1の半導体レーザー101を駆動する第1の半導体レーザー駆動回路に入力される。各半導体レーザー駆動回路は、入力されるAPC信号に基づいて半導体レーザーの出力が基準レベルとなるようゲインを設定する。
【0023】
感光体ドラム210上のビームスポットが描画範囲に入ると、半導体レーザー駆動回路は、入力される描画信号に基づいて半導体レーザー101をオンオフ制御するが、この際の駆動電圧はAPC信号に基づいて設定されたゲインにより調整される。この構成により、感光体ドラム面上におけるビームスポットの強度が基準レベルとなるよう半導体レーザー101の出力が制御される。
【0024】
以上のように、APC信号検出部150には、透過部146bを通過した、偏光の影響を受けていない光束が入射する。従って、APC信号検出部150は、正確な光量を検出することができる。
【0025】
なお、透過部146bの形成によって、反射部146aにより反射された光束に回折現象が発生し、結像面に結像される光量分布が変化する。
図6に、透過部146bを設けた場合と設けない場合の、結像面における主走査方向(Y方向)の光量分布の一例を示す。また、図7に、図6に対応するビームスポットの形状を示す。なお、図6には、感光体ドラム210表面に静電潜像を形成するために最低限必要な光量Eを破線で示す。
【0026】
図6に示すように、透過部146bを設けた場合には、周辺に回折光が生じ、透過部146bが無い場合に比べて狭い範囲に光量が分布する。即ち、透過部146bを設けた場合の主走査方向のビームスポット径(W1)は、透過部146bが無い場合(W0)に比べて小さくなる。ビームスポットは、光学系の諸寸法の設定により、図7に示すように副走査方向に長い楕円形状に形成されているが、主走査方向と同様に副走査方向のビームスポット径も小さくなる。また、回折光は、図6に示すように、感光体ドラム210の表面に静電潜像を形成する最低限の光量E以下であるため、感光体ドラム210は回折光によっては感光されない。
【0027】
この場合、光学系の諸寸法が同じ(Fナンバーが同じ)であれば、回折によってビームスポット径を小さくすることができる。しかし、この第1実施形態では、回折によるビームスポット径の減少分を相殺するだけ、結像面に対する光束の広がり角を小さくする(Fナンバーを大きくする)よう光学系の諸寸法を設定する。このように、ビームの広がり角を小さくした結果として、結像面のビームスポット径の光軸方向における変化がより少なくなる、即ち深度が深くなるという効果が得られる。
【0028】
このようにして、8つの点光源(図4)からの光束の夫々が感光ドラム210の結像面上に結像され、図8に示す8つのビームスポットを形成する。なお、図8では回折光は省略する。図8に示すように、整列した8つのビームスポットにより、副走査方向に隙間の無い8本の走査線が形成される。
【0029】
次に、本発明の第2の実施形態による走査光学装置について説明する。
図9に示すミラー246は、走査光学装置内において、第1実施形態のミラー146と同様の位置に取り付けられるものである。ミラー246は、長方形のミラーである反射部246aと、反射部246aの中心部をY’方向(走査対象面における主走査方向と対応する方向)に延びるスリット246bよりなっている。第1実施形態と同様、スリット246bの面積は入射範囲Lの20分の1とする。
【0030】
図10に、ミラー246を用いた場合に結像面に形成されるビームスポットの形状を示す。図10に示すように、回折現象は副走査方向にのみ発生する。ここで、光学系の諸寸法が同じであれば、回折により副走査方向にビームスポット径が小さくなる。しかし、この第2実施形態では、回折によるビームスポット径の減少分を相殺するだけ、結像面に対する副走査方向の広がり角を小さくする(Fナンバーを大きくする)よう光学系の諸寸法を設定する。このように、ビームの広がり角を小さくした結果として、副走査方向のビームスポット径の光軸方向における変化がより少なくなる、即ち副走査方向に深度が深くなるという効果が得られる。
【0031】
一般に、このような走査光学装置では、主走査方向のパワーよりも副走査方向のパワーの方が強いため、主走査方向よりも副走査方向の像面の湾曲が問題になる。従って、この第2の実施形態のように副走査方向の深度を深くする効果は大きい。
【0032】
また、第2実施形態のミラー246では、透過部246bをスリットとして構成しているため、第1実施形態に比べ加工が容易である。また、反射部246aにスリット246bを形成する代わりに、2枚のミラーをスリット幅分だけ隔てて配置すれば、加工はさらに容易になる。
【0033】
次に、本発明の第3の実施形態による走査光学装置について説明する。
図11に示すミラー346は、第1、第2の実施形態のミラー146、246と同様の位置に取り付けられるものであり、反射部346aと、反射部346aを鉛直方向即ち副走査方向に延びるスリット346bよりなっている。
【0034】
図12に、ミラー346を用いた場合に結像面に形成されるビームスポットの形状を示す。図12に示すように、第2実施形態において回折現象が副走査方向に発生したのに対し、第3実施形態では主走査方向に回折現象が発生する。そのため、主走査方向において回折の影響により小さいビームスポットが光軸方向で維持され、主走査方向の結像面の位置ずれに関する許容範囲はそれだけ大きくなる。つまり、この第3の実施形態では、主走査方向に深度を維持したまま、主走査方向にビームを絞ることができる。
【0035】
また、第3実施形態のミラー346は、スリット346bを透過部としているため、第1実施形態よりも加工が容易である。また、反射部346aにスリット346bを形成する代わりに、2枚のミラーをスリット幅分だけ隔てて配置すれば、加工はさらに容易になる。
【0036】
【発明の効果】
以上のように、請求項1に記載の発明による走査光学装置によると、ミラーに設けられた開口を透過した光束が検出器に入射するため、入射光が偏光の影響を受けない。即ち、正確な光量が検出され、誤制御が防止される。
また、請求項2に記載の発明による走査光学装置によると、透過部を円形状とすることにより、回折現象の発生を利用して結像面における焦点深度を深くすることができる。さらに、請求項4に記載の発明による走査光学装置によると、主走査方向にビームを絞ることが可能になる。また、請求項5に記載の発明による走査光学装置によると、副走査方向の焦点深度を深くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る走査光学装置の実施形態を示す斜視図である。
【図2】図1の走査光学装置の側面図である。
【図3】図1の走査光学装置の光学系を示す図である。
【図4】図1の走査光学装置の点光源を示す正面図である。
【図5】第1の実施形態のミラーを示す正面図である。
【図6】図5のミラーによる光量分布を示す図である。
【図7】図5のミラーによるビームスポット形状を示す図である。
【図8】結像面に形成されるビームスポットの列を示す図である。
【図9】第2の実施形態のミラーを示す正面図である。
【図10】図9のミラーによるビームスポット形状を示す図である。
【図11】第3の実施形態のミラーを示す正面図である。
【図12】図11のミラーによるビームスポット形状を示す図である。
【符号の説明】
100 光源部
120 ファイバー
146 ミラー
146a 反射部
146b 透過部
180 ポリゴンミラー
190 fθレンズ
210 感光体ドラム
246、346 ミラー
246a、346a 反射部
246b、346b スリット
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a scanning optical device for scanning a light beam in a laser printer or the like, and more particularly, to a multi-beam scanning optical device for simultaneously scanning a plurality of light beams.
[0002]
[Prior art]
Here, the scanning optical device includes a detector for detecting the amount of light for controlling the light source of each semiconductor laser or the like, and controls the amount of light output from the light source by feedback from the detector. Therefore, conventionally, a half mirror is provided in the optical path from the light source of the scanning optical device to the polygon mirror, the light beam reflected by the half mirror is guided to the polygon mirror, and the light beam transmitted through the half mirror is guided to the detector.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the surface of the half mirror is coated with a dielectric material for reflecting a part of the incident light and transmitting a part thereof, and the dielectric material has a polarization property. On the other hand, each point light source using an optical fiber has a different polarization characteristic due to an individual difference of the optical fiber or the like. Therefore, there is a problem that a difference in polarization dependency occurs for each point light source, and it is extremely difficult to correct such a difference in polarization dependency.
In addition, even if such a multi-beam scanning optical device is used, if a polarization-dependent member is used as a light source, the problem that polarization dependence differs due to individual differences between products still occurs. I do.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a scanning optical device capable of accurately detecting the amount of light.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a scanning optical device according to the present invention includes a light source, a deflecting unit that scans a light beam from the light source in a predetermined direction, and a detecting unit that detects a light amount from the light source to control the light source. , Provided between the light source and the deflecting means, the light beam separating means for guiding the light beam from the light source to the deflecting means and the detecting means, respectively, and the light beam separating means is incident on the reflecting mirror and the reflecting mirror. An opening penetrating the reflecting mirror in the optical axis direction of the light beam, wherein the light beam reflected by the reflecting mirror is guided to the deflecting means, and the light beam passing through the opening is guided to the detecting means. It is. With this configuration, the light beam transmitted through the aperture enters the detector, and is not affected by polarization.
[0006]
The above-mentioned opening can be formed in a circular shape or a slit shape. Then, the slit may be configured to have a shape extending in a direction corresponding to the sub-scanning direction on the scanning target surface. Further, the slit may be formed in a shape extending in a direction corresponding to the main scanning direction on the surface to be scanned by the deflecting unit. Here, the main scanning direction is the direction of scanning by the above-mentioned deflecting means, and the sub-scanning direction is the direction orthogonal to the main scanning direction on the surface to be scanned by the above-mentioned deflecting means.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a scanning optical device according to the present invention will be described. The scanning optical device shown as the embodiment is a multi-beam scanning optical device that simultaneously forms eight scanning lines by one scanning by simultaneously scanning eight laser beams. First, a schematic configuration of the entire apparatus will be described.
[0008]
FIG. 1 is a perspective view showing an optical scanning device, and FIG. 2 is a side view showing the optical scanning device together with a photosensitive drum. As shown in FIG. 1, the scanning optical device is configured by disposing a scanning optical system in a substantially rectangular parallelepiped flat casing 1. The upper opening of the casing 1 is closed by the upper lid 2 during use.
[0009]
In the upper part of the casing 1 in the figure, a connector section 102 for receiving a signal relating to image information is provided. A laser block support substrate 300 is provided adjacent to the connector 102. The support substrate 300 includes a laser block 310 that holds the eight semiconductor lasers 101 that emit light beams based on the signals and the input ends of the optical fibers 120 facing each other. Fixed. Thereby, a light beam is guided to the eight optical fibers 120.
[0010]
The end face 120b on the emission side of the optical fiber 120 is held by a fiber alignment block 130. The light beam from the exit end face 120b enters the polygon mirror 180 via the collimator lens 140, a mirror 146 described later, the dynamic prism 160, and the cylindrical lens 170. The polygon mirror 180 is rotationally driven by a polygon motor 371 (see FIG. 2) fixed to the casing 1, and reflects and deflects a light beam incident on the mirror surface. The light beam deflected by the polygon mirror 180 enters an fθ lens 190 which is an imaging lens. The light beam from the fθ lens 190 is reflected by the folding mirror 200 downward in the figure, and forms an image on the photosensitive drum 210 which is a scanning target surface as shown in FIG.
[0011]
Here, in order to define the operation of the optical element, the scanning direction of the light beam on the fθ lens 190 and the photosensitive drum 210 (FIG. 2) in a plane perpendicular to the optical axis is a main scanning direction, and a plane perpendicular to the optical axis. The direction perpendicular to the main scanning direction is defined as the sub-scanning direction. In the drawing, an X axis parallel to the optical axis of the fθ lens 190, and a Y axis and a Z axis orthogonal to each other in a plane perpendicular to the X axis are defined. The Y axis and the Z axis correspond to the main scanning direction and the sub scanning direction, respectively.
[0012]
Next, each component of the optical system will be described with reference to FIG.
The light source unit 100 includes eight semiconductor lasers 101, eight optical fibers 120 for transmitting divergent light beams emitted from these semiconductor lasers, and a fiber alignment block 130 for aligning these optical fibers 120 in a straight line. . The optical fiber 120 is a quartz glass fiber having a core diameter of 6 μm and an overall diameter including the cladding of 125 μm.
[0013]
The end of the optical fiber 120 including the incident end face 120a is held by a fiber support 319 which is a support tube. The fiber support 319 is held by the laser block 310 with the incident end 120a and the semiconductor laser 101 facing each other. Then, the light beam emitted from the semiconductor laser 101 enters the incident end face 120 a of the optical fiber 120.
[0014]
As shown in FIG. 3, in the optical path between the light source unit 100 and the polygon mirror 180, a collimating lens 140 that converts a divergent light beam emitted from the emission end face of the optical fiber into a parallel light beam, and a main light beam emitted from the collimator lens 140. A slit 142 for controlling a beam shape by a rectangular opening having sides in the scanning direction and the sub-scanning direction, a mirror 146 for separating a light beam transmitted through the slit 142 into two, and a light beam reflected by the mirror 146 in the sub-scanning direction. A dynamic prism 160 that sequentially controls by rotating the angle, and a cylindrical lens 170 that converges a light beam whose angle is controlled by the dynamic prism 160 in the sub-scanning direction are provided.
[0015]
The exit end face 120b of the fiber 120 is arranged at predetermined intervals on a straight line inclined at a predetermined angle with respect to the main scanning direction by the fiber alignment block 130 and the like, and forms a point light source row shown in FIG. In FIG. 3, the light beam from the point light source array including the eight point light sources passes through the collimator lens 140, the cylindrical lens 170, and the like, and forms an image near the mirror surface of the polygon mirror 180 in the sub-scanning direction. The light beam incident on the polygon mirror 180 is scanned in the Y direction by the rotation of the polygon mirror 180, and is incident on the fθ lens 190.
[0016]
lens 190 includes first, second, third, and third powers having negative, positive, positive, and negative powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, respectively, from the polygon mirror 180 side toward the return mirror 200 side. It comprises fourth lenses 191, 193, 195 and 197.
[0017]
The light beam transmitted through the fθ lens 190 forms an image on the surface of the photosensitive drum 210 (FIG. 2) via the folding mirror 200, and the scanning speed in the main scanning direction becomes constant. The photosensitive drum 210 is driven to rotate in the direction of arrow R in synchronization with the scanning, whereby an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 210.
[0018]
Next, the mirror 146 will be described.
FIG. 5 shows the mirror 146. As shown in FIG. 5, the mirror 146 includes a reflecting portion 146a, which is a rectangular reflecting mirror, and a transmitting portion 146b, which is a hole penetrating the center of the reflecting mirror 146a from front to back. In FIG. 5, the vertical direction corresponds to the sub-scanning direction (Z direction), and the horizontal direction corresponds to the main scanning direction on the scanning target surface (here, the Y 'direction).
[0019]
The mirror 146 receives a light beam in which light beams emitted from eight point light sources (FIG. 4) composed of the light emitting end surfaces 120b of the fibers 120 overlap and become almost one. The luminous flux is shaped into a substantially rectangular shape by passing through the slit 142 (FIG. 3). The incident range of the light beam on the mirror 142 is indicated by L.
[0020]
Of the light beams incident on the incident range L, the light beams incident on the reflecting portion 146a are reflected toward the polygon mirror 180. On the other hand, the light beam that has entered the transmission unit 146b passes through the transmission unit 146b, and enters an APC (automatic power control) signal detection unit 150 that detects a light amount and obtains a signal for controlling the output of the semiconductor laser. The area of the transmission section 146b is 1/20 of the incident range L, and 5% of the entire incident light is guided to the APC signal detection section 150.
[0021]
As shown in FIG. 3, the light beam incident on the APC signal detection unit 150 is converged by the condenser lens 151 and is incident on the APC light receiving element 155.
Each semiconductor laser 101 emits light separately and sequentially at a timing before the beam spot on the photosensitive drum 210 enters the drawing range for each scan, and the light beam from each semiconductor laser 101 is supplied to the APC light receiving element 155. Are temporally separated and enter.
[0022]
The output of each semiconductor laser 101 detected from the APC light receiving element 155 is input to an APC signal generation circuit (not shown), and a semiconductor laser drive for driving each semiconductor laser as a signal (APC signal) corresponding to each output. Input to the circuit. For example, an APC signal output from the APC signal generation circuit during a certain period within a period during which the first semiconductor laser 101 emits light is input to a first semiconductor laser driving circuit that drives the first semiconductor laser 101. You. Each semiconductor laser drive circuit sets a gain based on the input APC signal so that the output of the semiconductor laser becomes a reference level.
[0023]
When the beam spot on the photosensitive drum 210 enters the drawing range, the semiconductor laser driving circuit controls the semiconductor laser 101 on and off based on the input drawing signal. The driving voltage at this time is set based on the APC signal. It is adjusted by the gain. With this configuration, the output of the semiconductor laser 101 is controlled so that the intensity of the beam spot on the surface of the photosensitive drum becomes the reference level.
[0024]
As described above, the APC signal detection unit 150 receives the light beam that has passed through the transmission unit 146b and is not affected by polarization. Therefore, the APC signal detection section 150 can detect an accurate light amount.
[0025]
Note that the formation of the transmission portion 146b causes a diffraction phenomenon to occur in the light beam reflected by the reflection portion 146a, and changes the light amount distribution formed on the image plane.
FIG. 6 shows an example of the light amount distribution in the main scanning direction (Y direction) on the image forming plane when the transmission unit 146b is provided and when it is not provided. FIG. 7 shows a beam spot shape corresponding to FIG. In FIG. 6, the minimum light amount E required to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 210 is indicated by a broken line.
[0026]
As shown in FIG. 6, when the transmitting portion 146b is provided, diffracted light is generated in the periphery, and the light amount is distributed in a narrower range than when the transmitting portion 146b is not provided. That is, the beam spot diameter (W1) in the main scanning direction when the transmission section 146b is provided is smaller than that when the transmission section 146b is not provided (W0). The beam spot is formed in an elliptical shape long in the sub-scanning direction as shown in FIG. 7 by setting various dimensions of the optical system. However, the beam spot diameter in the sub-scanning direction becomes small as in the main scanning direction. In addition, as shown in FIG. 6, the diffracted light is equal to or less than the minimum light amount E for forming an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 210, so that the photosensitive drum 210 is not exposed to the diffracted light.
[0027]
In this case, if the dimensions of the optical system are the same (the F number is the same), the beam spot diameter can be reduced by diffraction. However, in the first embodiment, various dimensions of the optical system are set so as to reduce the divergence angle of the light beam with respect to the imaging plane (increase the F number) only by offsetting the decrease in the beam spot diameter due to diffraction. As described above, as a result of reducing the divergence angle of the beam, there is obtained an effect that the change of the beam spot diameter on the imaging plane in the optical axis direction is reduced, that is, the depth is increased.
[0028]
In this manner, each of the light beams from the eight point light sources (FIG. 4) forms an image on the image forming surface of the photosensitive drum 210, and forms eight beam spots shown in FIG. Note that the diffracted light is omitted in FIG. As shown in FIG. 8, eight scanning lines having no gap in the sub-scanning direction are formed by the eight aligned beam spots.
[0029]
Next, a scanning optical device according to a second embodiment of the present invention will be described.
The mirror 246 shown in FIG. 9 is mounted in the scanning optical device at the same position as the mirror 146 of the first embodiment. The mirror 246 includes a reflecting portion 246a, which is a rectangular mirror, and a slit 246b extending in the Y ′ direction (a direction corresponding to the main scanning direction on the scanning target surface) at the center of the reflecting portion 246a. As in the first embodiment, the area of the slit 246b is set to 1/20 of the incident range L.
[0030]
FIG. 10 shows the shape of a beam spot formed on the image plane when the mirror 246 is used. As shown in FIG. 10, the diffraction phenomenon occurs only in the sub-scanning direction. Here, if the dimensions of the optical system are the same, the beam spot diameter decreases in the sub-scanning direction due to diffraction. However, in the second embodiment, various dimensions of the optical system are set so as to reduce the divergence angle in the sub-scanning direction with respect to the image plane (increase the F number) only by offsetting the decrease in the beam spot diameter due to diffraction. I do. As described above, as a result of reducing the divergence angle of the beam, there is obtained an effect that the change in the beam spot diameter in the sub-scanning direction in the optical axis direction becomes smaller, that is, the depth increases in the sub-scanning direction.
[0031]
Generally, in such a scanning optical device, since the power in the sub-scanning direction is higher than the power in the main scanning direction, the curvature of the image plane in the sub-scanning direction is more problematic than in the main scanning direction. Therefore, the effect of increasing the depth in the sub-scanning direction as in the second embodiment is significant.
[0032]
Further, in the mirror 246 of the second embodiment, since the transmission portion 246b is configured as a slit, processing is easier than in the first embodiment. Further, if the two mirrors are arranged separated by the slit width instead of forming the slit 246b in the reflection portion 246a, the processing becomes easier.
[0033]
Next, a scanning optical device according to a third embodiment of the present invention will be described.
The mirror 346 shown in FIG. 11 is mounted at the same position as the mirrors 146 and 246 of the first and second embodiments, and includes a reflecting portion 346a and a slit extending the reflecting portion 346a in the vertical direction, that is, the sub-scanning direction. 346b.
[0034]
FIG. 12 shows the shape of a beam spot formed on the image plane when the mirror 346 is used. As shown in FIG. 12, the diffraction phenomenon occurs in the sub-scanning direction in the second embodiment, whereas the diffraction phenomenon occurs in the main scanning direction in the third embodiment. Therefore, a beam spot smaller in the main scanning direction due to the influence of diffraction is maintained in the optical axis direction, and the allowable range for the positional deviation of the imaging plane in the main scanning direction becomes larger. That is, in the third embodiment, the beam can be narrowed in the main scanning direction while maintaining the depth in the main scanning direction.
[0035]
Further, since the mirror 346 of the third embodiment uses the slit 346b as a transmission part, it is easier to process than the first embodiment. If two mirrors are arranged separated by the slit width instead of forming the slit 346b in the reflecting portion 346a, the processing becomes easier.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the scanning optical device according to the first aspect of the present invention, the light transmitted through the aperture provided in the mirror enters the detector, so that the incident light is not affected by the polarization. That is, an accurate light amount is detected, and erroneous control is prevented.
Further, according to the scanning optical device according to the second aspect of the present invention, by forming the transmitting portion in a circular shape, it is possible to increase the depth of focus on the image plane by utilizing the occurrence of a diffraction phenomenon. Further, according to the scanning optical device according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to narrow the beam in the main scanning direction. According to the scanning optical device of the fifth aspect, the depth of focus in the sub-scanning direction can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a scanning optical device according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of the scanning optical device of FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an optical system of the scanning optical device in FIG. 1;
FIG. 4 is a front view showing a point light source of the scanning optical device of FIG. 1;
FIG. 5 is a front view showing a mirror according to the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a light amount distribution by the mirror of FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram showing a beam spot shape by the mirror of FIG. 5;
FIG. 8 is a diagram showing an array of beam spots formed on an image plane.
FIG. 9 is a front view showing a mirror according to the second embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a beam spot shape by the mirror of FIG. 9;
FIG. 11 is a front view illustrating a mirror according to a third embodiment.
12 is a diagram showing a beam spot shape by the mirror of FIG.
[Explanation of symbols]
100 light source unit 120 fiber 146 mirror 146a reflecting unit 146b transmitting unit 180 polygon mirror 190 fθ lens 210 photosensitive drum 246, 346 mirror 246a, 346a reflecting unit 246b, 346b slit

Claims (5)

光源と、
前記光源からの光束を所定の方向に走査する偏向手段と、
前記光源を制御するために前記光源からの光量を検出する検出手段と、
前記光源と前記偏向手段との間に設けられ、光源からの光束を前記偏向手段と前記検出手段に夫々導くための光束分離手段と、を備えると共に、
前記光束分離手段は反射鏡と、該反射鏡を該反射鏡に入射する光束の光軸方向に貫通する開口とを有し、
前記反射鏡に反射された光束が前記偏向手段に導かれ、前記開口を通った光束が前記検出手段に導かれること、を特徴とする走査光学装置。
A light source,
Deflecting means for scanning a light beam from the light source in a predetermined direction,
Detecting means for detecting the amount of light from the light source to control the light source,
A light beam separating unit is provided between the light source and the deflecting unit, and guides the light beam from the light source to the deflecting unit and the detecting unit, respectively.
The light beam separating means has a reflecting mirror, and an opening penetrating the reflecting mirror in the optical axis direction of the light beam incident on the reflecting mirror,
The light beam reflected by the reflecting mirror is guided to the deflecting means, and the light beam passing through the opening is guided to the detecting means.
前記開口は円形状を有すること、を特徴とする請求項1に記載の走査光学装置。The scanning optical device according to claim 1, wherein the opening has a circular shape. 前記開口はスリット形状を有すること、を特徴とする請求項1に記載の走査光学装置。The scanning optical device according to claim 1, wherein the opening has a slit shape. 前記所定の方向を主走査方向とし、前記偏向手段による走査対象面において前記主走査方向に直交する方向を副走査方向として、
前記スリットは、前記反射鏡の面内において、前記走査対象面における前記副走査方向に対応する方向に延びていること、を特徴とする請求項3に記載の走査光学装置。
The predetermined direction is a main scanning direction, and a direction orthogonal to the main scanning direction on a surface to be scanned by the deflection unit is a sub-scanning direction.
The scanning optical device according to claim 3, wherein the slit extends in a direction corresponding to the sub-scanning direction on the surface to be scanned in a plane of the reflecting mirror.
前記所定の方向を主走査方向として、
前記スリットは、前記反射鏡の面内において、前記偏向手段による走査対象面における前記主走査方向に対応する方向に延びていること、を特徴とする請求項3に記載の走査光学装置。
The predetermined direction as a main scanning direction,
The scanning optical device according to claim 3, wherein the slit extends in a direction corresponding to the main scanning direction on a surface to be scanned by the deflecting unit in a plane of the reflecting mirror.
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