JP5375225B2 - Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光源装置と、その光源装置を有する光走査装置、及び、その光走査装置を搭載した画像形成装置に関する。 The present invention relates to a light source device, an optical scanning device having the light source device, and an image forming apparatus equipped with the optical scanning device.
像担持体(例えば光導電性の感光体)に対して光走査により潜像を形成する画像形成方法は、デジタル複写装置やレーザプリンタ、レーザファクシミリ、あるいはこれらの複合機等、各種の画像形成装置として広く実施されている。光走査による画像形成の高速化を実現できる光走査方式としては「マルチビーム走査方式」が知られ、この走査方式に適したレーザ光源として、近来、面発光レーザ(以下「VCSEL」と称する)の使用が増加しつつある。 An image forming method for forming a latent image by optical scanning on an image carrier (for example, a photoconductive photosensitive member) is a variety of image forming apparatuses such as a digital copying apparatus, a laser printer, a laser facsimile, or a complex machine thereof. Has been widely implemented. A “multi-beam scanning method” is known as an optical scanning method capable of realizing high-speed image formation by optical scanning, and as a laser light source suitable for this scanning method, a surface emitting laser (hereinafter referred to as “VCSEL”) has recently been used. Usage is increasing.
従来のマルチビーム走査方式のレーザ光源として知られている「端面発光の半導体レーザアレイ」や、端面発光の半導体レーザ(以下「EEL」と称する)を複数個用い「合成プリズムでビーム合成」するものでは、同時に得られるレーザ発光点の数は高々数個程度である。 What is known as a conventional multi-beam scanning laser light source, “end-emitting semiconductor laser array”, and what uses a plurality of end-emitting semiconductor lasers (hereinafter referred to as “EEL”) to “combine with a combining prism” Then, the number of laser emission points obtained at the same time is about several at most.
これに対し、VCSELはレーザ光の放出される同一面内に「数十〜数百個のレーザ発光点」を配列でき、独立変調が可能なため、同時に数十〜数百本の走査線を描画することができ、マルチビーム走査の利点である画像形成の高速性を充分に活かすことができる。 In contrast, VCSELs can arrange “several tens to hundreds of laser emission points” in the same plane from which laser light is emitted, and can be independently modulated. Drawing can be performed, and the high speed of image formation, which is an advantage of multi-beam scanning, can be fully utilized.
また、従来のEELでは、例えば経時劣化などによりEELから放射される光ビームの光量が増加したり減少したりしたとしても、図10に一例を示すように、EELに内蔵されているバック光のモニター機構(フォトダイオード(PD)等)によりその情報を取得し、注入電流の適正値を決定している(このような機構はAuto Power Control、略してAPCと呼ばれている)。そのため、常に被走査面に向かう光量は安定的であり、画像品質の劣化などを抑えることが可能である。 Further, in the conventional EEL, for example, even if the light amount of the light beam emitted from the EEL increases or decreases due to deterioration with time or the like, as shown in an example in FIG. The information is acquired by a monitoring mechanism (photodiode (PD) or the like) and an appropriate value of the injection current is determined (such a mechanism is called Auto Power Control, abbreviated as APC). Therefore, the amount of light directed toward the surface to be scanned is always stable, and it is possible to suppress deterioration in image quality.
しかし、VCSELの場合は、構造上の特徴からバック光をモニターすることができない。そこで様々な工夫でAPCを実施することが提案されている。
例えば本出願人により先に提案された特許文献1(特開2006‐332142号公報)には、発光素子の光出力量を断続的にフィードバックすることで、前記発光素子の光出力変化に応じて駆動電流量を自動的に変える発光素子制御装置であって、外部から個別制御可能な複数の発光素子と前記複数の発光素子の出力光を受光して光強度情報信号を外部に出力する受光素子とを内蔵した光デバイスと、前記光デバイス内部の各発光素子を断続的かつ個別に順次発光させるとともに前記光強度情報信号をフィードバックして前記各発光素子の駆動電流量を個別に制御する発光素子制御手段とを具備し、前記発光素子制御手段は、フィードバック制御が直前に終了した発光素子の最も近傍に存在する発光素子ではない発光素子が、常に次にフィードバック制御する発光素子となるように、各発光素子のフィードバック制御の実行順序を制御する手段を備えたことを特徴とする発光素子制御装置が記載されている。
具体的には、LDユニットの各発光素子を断続的かつ個別に順次発光させ、受光素子で発光素子の出力光を受光して、光強度情報を得る。そして光強度情報をフィードバックし、発光素子の光出力変化に応じて駆動電流量を自動的に変える。そしてフィードバック制御が直前に終了した発光素子の最近傍の発光素子ではない発光素子を常に選択して、次にフィードバック制御する。このようにして、発光素子の光出力量をフィードバック制御することにより、短時間で光出力量を安定化できる。
However, in the case of a VCSEL, the backlight cannot be monitored due to structural features. Therefore, it has been proposed to implement APC with various devices.
For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-332142) previously proposed by the present applicant, the light output amount of the light emitting element is intermittently fed back in accordance with the change in the light output of the light emitting element. A light-emitting element control device that automatically changes the amount of drive current, a plurality of light-emitting elements that can be individually controlled from the outside, and a light-receiving element that receives light output from the plurality of light-emitting elements and outputs a light intensity information signal to the outside And a light emitting element that individually and intermittently and sequentially emits each light emitting element in the optical device and individually controls the drive current amount of each light emitting element by feeding back the light intensity information signal A light emitting element that is not the light emitting element that is closest to the light emitting element for which feedback control has been completed immediately before. As a light emitting element for Dobakku control, the light emitting element control device, characterized in that it comprises means for controlling the execution order of the feedback control of each light-emitting element is described.
Specifically, each light emitting element of the LD unit emits light intermittently and individually, and the light receiving element receives the output light of the light emitting element to obtain light intensity information. Then, the light intensity information is fed back, and the drive current amount is automatically changed according to the change in the light output of the light emitting element. A light emitting element that is not the nearest light emitting element of the light emitting element for which feedback control has been completed immediately before is always selected, and then feedback control is performed. In this way, by performing feedback control on the light output amount of the light emitting element, the light output amount can be stabilized in a short time.
また、特許文献2(特開2008‐213246号公報)には、複数の発光体を駆動する光源駆動回路において、前記複数の発光体のそれぞれの発光光量に応じて規定される発光レベル電流にオーバーシュート電流を加算することを特徴とする光源駆動回路が記載されている。
具体的には、光源駆動回路は、書込制御回路からの変調データに基づいて、各発光部に付加されているトランジスタTRのベースに駆動電圧Vdを印加する光源ドライバと、抵抗R1、抵抗R2、コンデンサC、及び可変容量ダイオードCvの組み合わせによるRC回路を含むオーバーシュート電流生成回路を有し、発光光量に応じて規定される発光レベル電流にオーバーシュート電流を加算する。これにより、各発光部の立ち上がり特性を互いに等しくすることが可能となる。
Further, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-213246) discloses that in a light source driving circuit that drives a plurality of light emitters, the light emission level current exceeds the light emission level current defined according to the amount of light emitted by each of the plurality of light emitters. A light source driving circuit characterized by adding a shoot current is described.
Specifically, the light source driving circuit includes a light source driver that applies a driving voltage Vd to the base of the transistor TR added to each light emitting unit based on the modulation data from the writing control circuit, a resistor R1, and a resistor R2. , A capacitor C, and an overshoot current generating circuit including an RC circuit by a combination of the variable capacitance diode Cv, and the overshoot current is added to the light emission level current defined according to the light emission quantity. This makes it possible to make the rising characteristics of the light emitting units equal to each other.
上記のように様々な工夫でAPCを実施することが提案されているが、図2に本発明者らによる光源装置の具体例の1つを示す。
図2は光源装置の光源ユニット内に配備される光学素子のレイアウトの様子を示したものであり、符号1がVCSEL、2がカップリングレンズ、3が分離素子、4が反射ミラー、5が集光レンズ、6がモニター用のフォトダイオード(以下、モニターPDと言う)である。VCSEL1から放射された光ビームは、カップリングレンズ2により略平行光束に変換され、分離素子3へと導光される。分離素子3は光ビームの入射する側が反射面になっており、またその中央部が打ち抜きによる開口部を有している。従って、分離素子3によって光ビームは、一部が開口部を通過し、一部が反射面で別の光路へと導光されることになる。開口部を通過した光ビームは図示しない被走査面(例えば光導電性の感光体からなる像担持体)へと導光され、画像情報に基づいて被走査面上に潜像を形成するために利用される。一方、反射面で別の光路へと導光された光ビームは反射ミラー4で反射され集光レンズ5を通過し、集光レンズ5の作用で集光されつつモニターPD6上に好適なビームスポットを形成する。このビームスポットはモニターPD6で電気的エネルギーに変換され、その情報に基づいて不図示のシステムによりVCSEL1に注入すべき電流量を決定され、結果として、分離素子3の開口部を通過した光ビームの光量が常に一定となるように制御される。
As described above, it has been proposed to implement APC with various devices. FIG. 2 shows one specific example of the light source device by the present inventors.
FIG. 2 shows the layout of the optical elements arranged in the light source unit of the light source device.
この方式で非常に重要なのは、反射面でモニターPD6へと導光される光ビームの光量変動の程度が、分離素子3の開口部を通過する光ビームの光量変動の程度と比例関係が保持されることであり、そのためにはモニターPD6へ導光される光ビームが、光路途中の何らかの原因でフレア等を発生させないように、光源ユニットを構成しなければならない。
特に、分離素子3の開口部は打ち抜きで形成するため、バリが不可避的に発生し、そのバリの影響により好ましくないフレア等が発生することが考えられる。
What is very important in this method is that the degree of fluctuation of the light amount of the light beam guided to the
In particular, since the opening of the
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、以上のようなVCSEL特有の課題に対して、常に光量が安定した光ビームを被走査面に供給できる光源装置の構成を提供し、その光源装置を用いることにより常に安定的な画像を得ることのできる光走査装置を提供することであり、さらには、その光走査装置を用いて安定的な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to provide a configuration of a light source device that can constantly supply a light beam with a stable light amount to a surface to be scanned in response to the above-mentioned problems unique to VCSELs. And providing an optical scanning device capable of always obtaining a stable image by using the light source device, and further, an image capable of performing stable image formation using the optical scanning device. A forming apparatus is provided.
上記目的を達成するため、本発明は、「面発光レーザから放射される光ビームを、少なくとも1枚のレンズで略平行光束へと変換し、変換された光ビームを分離素子で被走査面に導光される光ビームとそれ以外の光ビームに分離し、分離した光ビームを、その光量を測定するための受光素子に導光し、その測定結果に基づいて前記面発光レーザに注入すべき電流量を決めるシステムを搭載した光源ユニットから構成される光源装置」であり、「前記分離素子は、開口部と、該開口部以外の反射面から成り、前記開口部に発生するバリの打ち抜き方向と前記光ビームの入射方向とを一致させるように前記分離素子を前記光源ユニットに設置した」ことを特徴とする(請求項1)。
また、本発明は、「面発光レーザから放射される光ビームを、少なくとも1枚のレンズで略平行光束へと変換し、変換された光ビームを分離素子で被走査面に導光される光ビームとそれ以外の光ビームに分離し、分離した光ビームを、その光量を測定するための受光素子に導光し、その測定結果に基づいて前記面発光レーザに注入すべき電流量を決めるシステムを搭載した光源ユニットから構成される光源装置において、前記分離素子は、開口部と、該開口部以外の反射面から成り、前記開口部に発生する打ち抜き形成バリが前記開口部の射出側のみに存在する」ことを特徴とする(請求項2)。
さらに本発明の光源装置においては、「前記分離素子は方形状であり、4つの側面のうちの1つ、或いは対向しない2つを前記光源ユニットに支持されており、反射面の反対側から押圧手段により固定されている」ことを特徴とする(請求項3)。
さらに本発明の光源装置においては、「前記分離素子は、前記光ビームに対して或る角度を有して設置されており、その角度は、前記開口部の長手方向に対して傾くように設定されている」ことを特徴とする(請求項4)。
そして本発明の光源装置においては、「前記分離素子は、点対称な形状である」ことを特徴とする(請求項5)。
In order to achieve the above-described object, the present invention provides: “A light beam emitted from a surface emitting laser is converted into a substantially parallel light beam by at least one lens, and the converted light beam is applied to a surface to be scanned by a separation element. The light beam to be guided and the other light beam are separated, the separated light beam should be guided to a light receiving element for measuring the amount of light, and injected into the surface emitting laser based on the measurement result a light source apparatus "constituted by the light source unit equipped with a system for determining the current amount," the separation element, the opening made from the reflective surface other than the opening, punching direction of the burr generated in the opening The separation element is installed in the light source unit so that the incident direction of the light beam coincides with the incident direction of the light beam.
Further, the present invention is directed to “a light beam emitted from a surface emitting laser is converted into a substantially parallel light beam by at least one lens, and the converted light beam is guided to a scanned surface by a separation element. A system that splits a beam into a light beam and other light beams, guides the separated light beam to a light receiving element for measuring the amount of light, and determines the amount of current to be injected into the surface emitting laser based on the measurement result In the light source device including the light source unit, the separation element includes an opening and a reflective surface other than the opening, and the punching burr generated in the opening is only on the exit side of the opening. Exists ”(claim 2).
Furthermore, in the light source device of the present invention, “the separation element has a square shape, and one of the four side surfaces or two that do not face each other is supported by the light source unit, and is pressed from the opposite side of the reflecting surface. It is fixed by means "(Claim 3).
Further, in the light source device of the present invention, “the separation element is installed at a certain angle with respect to the light beam, and the angle is set to be inclined with respect to the longitudinal direction of the opening. (Claim 4).
In the light source device of the present invention, “the separation element has a point-symmetric shape” (Claim 5).
本発明の光走査装置は、「上記の構成の光源装置と、該光源装置からの光ビームを偏向する偏向手段と、該偏向手段からの光ビームを前記被走査面に導く走査光学系とを有する」ことを特徴とする(請求項6)。
また、本発明の画像形成装置は、像担持体に光ビームを露光して潜像を形成する潜像形成手段として、上記の構成の光走査装置を備えたことを特徴とする(請求項7)。
The optical scanning device of the present invention includes: a light source device having the above configuration, a deflecting unit that deflects a light beam from the light source device, and a scanning optical system that guides the light beam from the deflecting unit to the surface to be scanned. (Claim 6).
Further, the image forming apparatus of the present invention includes the optical scanning device having the above-described structure as a latent image forming unit that forms a latent image by exposing a light beam to an image carrier. ).
本発明の光源装置では、分離素子の開口部に発生するバリの打ち抜き方向と光ビームの入射方向とを一致させるように分離素子を光源ユニットに設置したことにより、バリによって発生するフレアがモニターPDに入射することを未然に防止することができ、被走査面に向かう光ビームの光量を常に安定化させることができる。尚、分離素子の開口部の打ち抜き方向と光ビームの入射方向を同方向とすると、分離素子の開口部に発生する打ち抜き形成バリは、開口部の射出側のみに存在するので、開口部の入射側ではフレア光は発生しない。
また、本発明の光源装置では、分離素子は方形状であり、4つの側面のうち1つ、或いは対向しない2つを光源ユニットに支持されており、反射面の反対側から押圧手段により固定されていることにより、温度変化に伴う分離素子の変形による不要なパワーの発生を防止することができる。
さらに本発明の光源装置では、分離素子は、光ビームに対して或る角度を有して設置されており、その角度は、開口部の長手方向に対して傾くように設定されていることにより、バリによって発生するフレア光が被走査面に到達しても、そのフレア光は光エネルギーの小さい部分によるものだから、その影響を発現させないようにすることができる。
さらに本発明の光源装置では、分離素子を点対称な形状とすることにより、温度変化に伴う変形が等方的になることを保障できる。
In the light source device of the present invention, the separation element is installed in the light source unit so that the punching direction of the burr generated at the opening of the separation element and the incident direction of the light beam coincide with each other. Can be prevented in advance, and the amount of light beam traveling toward the surface to be scanned can be constantly stabilized. Note that if the punching direction of the opening of the separation element and the incident direction of the light beam are the same direction, the punching formation burr generated at the opening of the separation element exists only on the exit side of the opening, and therefore the incident of the opening No flare light is generated on the side.
In the light source device of the present invention, the separation element has a rectangular shape, and one of the four side surfaces or two that do not face each other is supported by the light source unit, and is fixed by the pressing means from the opposite side of the reflecting surface. Therefore, it is possible to prevent generation of unnecessary power due to deformation of the separation element accompanying temperature change.
Furthermore, in the light source device of the present invention, the separation element is installed at a certain angle with respect to the light beam, and the angle is set so as to be inclined with respect to the longitudinal direction of the opening. Even if flare light generated by the burr reaches the surface to be scanned, the flare light is caused by a portion having a small light energy, so that the influence can be prevented.
Furthermore, in the light source device of the present invention, it is possible to ensure that the deformation accompanying the temperature change is isotropic by making the separating element a point-symmetric shape.
本発明の光走査装置では、上記のような構成及び効果を有し常に光量が安定した光ビームを被走査面に供給することができる光源装置を用いることにより、常に安定的な画像を得ることができる。
また、本発明の画像形成装置では、その光走査装置を用いることにより、安定的な画像形成を行うことができる。
In the optical scanning device of the present invention, a stable image can be always obtained by using the light source device having the above-described configuration and effects and capable of supplying a light beam having a stable light amount to the surface to be scanned. Can do.
In the image forming apparatus of the present invention, stable image formation can be performed by using the optical scanning device.
以下、本発明を実施するための具体的な構成、動作及び作用効果を、図示の実施例に基いて詳細に説明する。 Hereinafter, specific configurations, operations, and effects for carrying out the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiments.
[実施例1]
本発明の第1の実施例として、図1に、光源装置を構成する光源ユニットの概略構成図を示す。また、光源ユニット10のうち、ユニット内の光学素子のレイアウトは図2と同様の配置とする。
図1、図2において、符号1がVCSEL、2がカップリングレンズ、3が分離素子、4が反射ミラー、5が集光レンズ、6がモニター用のフォトダイオード(以下、モニターPDと言う)、8が光学素子の支持部材、9がVCSELとモニターPDを実装した基板である。VCSEL1から放射された光ビームは、カップリングレンズ2により略平行光束に変換され、分離素子3へと導光される。分離素子3は光ビームの入射する側が反射面になっており、その中央部に打ち抜きによる開口部3aを有している。従って、分離素子3によって光ビームは、一部が開口部3aを通過し、一部が反射面で別の光路へと導光されることになる。開口部3aを通過した光ビームは図示しない被走査面(例えば光導電性の感光体からなる像担持体)へと導光され、画像情報に基づいて被走査面上に潜像を形成するために利用される。一方、反射面で別の光路へと導光された光ビームは反射ミラー4で反射され集光レンズ5を通過し、集光レンズ5の作用で集光されつつモニターPD6上に好適なビームスポットを形成する。このビームスポットはモニターPD6で電気的エネルギーに変換され、その情報に基づいて不図示のシステムによりVCSEL1に注入すべき電流量を決定され、結果として、分離素子3の開口部3aを通過した光ビームの光量が常に一定となるように制御される。
[Example 1]
As a first embodiment of the present invention, FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a light source unit constituting a light source device. Further, in the
1 and 2,
一般に、量産性を考慮すると、分離素子3の開口部3aは金属板の打ち抜きで形成される。このとき問題となるのがバリである。図4に分離素子3の開口部3aに発生したバリの一例を示す。
分離素子3を金属板で形成し、開口部3aを金属板の打ち抜きで形成する場合、図4に示す顕微鏡写真の写しのように、打ち抜き方向に「局所的な反り返り」が多数発生して、打ち抜かれた側にギザギザに反り返ったような形状のバリが発生する。
このバリにより、光ビームは散乱され、これがフレア光として様々な影響を光学特性へ及ぼす。
ここで、図5は分離素子3の開口部3aに発生するバリと、バリによるフレア光(散乱光)の説明図である。図5の(a)は図4と同様の形状の分離素子3の斜視図であり、(b)は(a)の一点鎖線で囲んだA部を拡大して模式的に示す切り取り図である。図5に示すように、分離素子3の開口部3aを打ち抜き加工で形成した場合、打ち抜き側(打ち抜きの冶具が入る側)は滑らかな面となるので、打ち抜き方向と同方向の光ビームについてはフレア光(散乱光)は発生しない。しかし、打ち抜かれた側(打ち抜きの冶具が抜ける側)の開口端部には、打ち抜き方向に反り返ったようなバリが発生し、このバリの先端はギザギザに反り返った破断面となる。そのため、分離素子3の開口部3aに、打ち抜き方向と逆方向の光ビームが入射すると、バリの反り返りと破断面によりフレア光(散乱光)が発生する。そして、図2に示すような配置の光学系の場合は、分離素子3の開口部3aのバリが光ビームの入射側に存在すると、バリによるフレア光が発生し、そのフレア光がモニターPD6に入射すると、正確な光量検知ができなくなる。
In general, considering mass productivity, the
When the
The burr scatters the light beam, which has various effects on the optical properties as flare light.
Here, FIG. 5 is an explanatory diagram of burrs generated in the
従来の光源ユニットでもフレア光の影響は問題となるべきものであるが、開口部から被走査面までの距離が非常に長いため、フレア光のうち被走査面に到達するものは僅かであり、フレア光が画像品質の劣化として発現することは殆どなかった。
しかし、図1、図2に示すような光源ユニット10の場合、開口部3aを有する分離素子3とモニターPD6の距離が比較的短いため、フレア光の影響はモニターPD6の光量をモニターする際に大きな影響を及ぼす。
Even in the conventional light source unit, the influence of flare light should be a problem, but since the distance from the opening to the scanned surface is very long, only a small amount of flare light reaches the scanned surface, The flare light hardly manifested as image quality degradation.
However, in the case of the
例えば図2に示すように、分離素子3の開口部3aを通過する光ビームの光量をP2、モニターPD6に到達する光ビームの光量をP3として、そのモニター光量比P3/P2を、VCSEL1に注入する電流の大きさIに対して測定すると、理想的には図3(a)に示すように、モニター光量比P3/P2は横軸に平行な特性を示す。しかし、フレア光がモニターPD6に到達すると、P3はその分の光量が上乗せされるため、モニター光量比P3/P2は図3(b)のように右肩上がりの特性を示す。このようになると、適切な光量補正ができなくなり、被走査面上に到達する光ビームの光量が安定しない。
For example, as shown in FIG. 2, assuming that the light quantity of the light beam passing through the
もちろん、分離素子3の開口部3aに発生するバリを除去するような工程を追加すれば、フレア光の問題は改善されるが、これはコストの増大や除去工程の際に反射面の劣化などを招く虞がある。そこで本発明では、打ち抜きにより発生するバリの方向は、基本的に打ち抜きの方向によって決まってしまうという特徴を活かして、分離素子3を光源ユニット10に取り付ける際に、図4、図5(a)のように、分離素子3の開口部3aに発生するバリの方向と光ビームの入射方向とを一致させるようにする。また、上記のように打ち抜きで発生したバリの場合、バリの発生する方向は打ち抜き方向であるので、打ち抜き方向と光ビームの入射方向を一致させるように分離素子3を光源ユニット10に設置する。すなわち、分離素子3の開口部3aに発生するバリが、開口部3aの射出側のみに存在するようにする。
このようにすると、分離素子3の反射面側にはバリが無いので、少なくとも分離素子3の反射面で分離された光ビームはバリの影響を受けることがなく、モニター光量P3はフレア光の光量を無視したものになる。
Of course, if a process for removing burrs generated in the
In this manner, since the reflecting surface of the
尚、図4、図5(a)に示すように、分離素子3は方形状であり、従って4つの側面を持っている。分離素子3を光源ユニット10に固定する際には、図6の要部拡大図に示すように、分離素子3の4つの側面のうちの1つを支持し、反射面の反対側から押圧手段(板バネ、スプリング、ゴム等の弾性部材)7により支持部材8に固定するのが好ましい。その理由は以下による。
As shown in FIGS. 4 and 5A, the
例えば、光源ユニット10の環境温度が変化した場合、その影響で分離素子3も線形膨張し、その形状を変化させる。しかし、分離素子3の4つの側面のうち対向する2つを支持固定すると、形状の変化に対してストレスがかかり、分離素子3が曲率を有するように変形する可能性がある。その場合には、その影響で分離された光ビームが収束作用、或いは発散作用を受け、集光レンズ5を透過した光ビームはモニターPD6に好適なビームスポットを形成しない。従って、これを防止するためには、少なくとも分離素子3を光源ユニット10に支持する際に、対向する2面を回避する必要がある。尚、この変形が等方的であるためには、分離素子3の形状は点対称であることが好ましい。
For example, when the environmental temperature of the
また、図6では、分離素子3が光ビームに対して略45°に傾斜して設置されている。そして、この傾け方向は分離素子3の開口部3aの長手方向と一致させている。本発明において、この角度を45°にする必然性はないが、角度を有することはモニターPD6へ導光する光ビームを分離するためには必要であり、この角度のため、分離素子3の開口部3aを通過する光ビームの一部は、傾け方向ではないバリの影響を大きく受ける可能性がある。先に、この影響は被走査面までの距離が長いため、画像品質の劣化として発現するケースは稀であることを述べた。しかし、そうは言うものの、このケースが皆無であるわけではない。従って、画像品質を好適に保つためには、このようなバリの影響も極力除去しておくのが好ましいのである。
In FIG. 6, the
そこで本発明においては、図7に示すように、(a)のエネルギー分布の光ビームに対して、分離素子3は、(b)に示すように角度を有して設置されており、その角度は、開口部3aの長手方向に対して略45°傾くように設定する。このようにすると、バリの影響を受ける光ビームは、そのエネルギーが非常に小さい部分であるため、画像品質の劣化を最小限に抑えることが可能となる。また、(c)に示すように、分離素子3の開口部の短手方向は、エネルギーの高い部分を通過させるので、この短手方向側を傾けるのは好ましくない。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 7, with respect to the light beam having the energy distribution of (a), the
[実施例2]
本発明の第2の実施例として、図8に、本発明の光走査装置の一構成例を要部のみ示す。
光源ユニット10から射出された光ビームは、「線像結像光学系」であるシリンドリカルレンズ11に入射する。シリンドリカルレンズ11は、パワーのない方向を主走査方向に向け、副走査方向には正のパワーを持ち、入射してくる光ビームを副走査方向に集束させ、「光偏向器」であるポリゴンミラー12の偏向反射面近傍に集光させる。
[Example 2]
As a second embodiment of the present invention, FIG. 8 shows only a main part of a configuration example of the optical scanning device of the present invention.
The light beam emitted from the
ポリゴンミラー12の偏向反射面により反射された光ビームは防音ガラス13を透過し、ポリゴンミラー12の等速回転に伴い等角速度的に偏向しつつ、「走査光学系」をなす2枚の走査レンズ14,15を透過し、防塵ガラス16を透過して、「被走査面」の実体をなす像担持体(光導電性の感光体)111上に光スポットとして集光し、被走査面111を光走査する。
尚、光ビームは光走査に先立ってミラー17に入射し、集光レンズ18により同期検知用の受光素子19に集光される。そして、受光素子110の出力に基づき、光走査の書込開始タイミングが決定される。
The light beam reflected by the deflecting reflecting surface of the
Prior to the optical scanning, the light beam enters the
図8に示すような構成の「走査光学系」は、ポリゴンミラー12により偏向される光ビームを、被走査面111上に光スポットとして集光させる光学系である。走査光学系のレンズ枚数はこの例では2枚であるが、勿論何枚で構成しようとも構わない。また、偏向手段として、ポリゴンミラー12を例に挙げたが、偏向手段としては、ピラミダルミラー、振動ミラー等の光偏向器を用いることもできる。
The “scanning optical system” configured as shown in FIG. 8 is an optical system that focuses the light beam deflected by the
[実施例3]
本発明の第3の実施例として、図9に画像形成装置の構成例を示す。この画像形成装置はレーザプリンターの一例である。
このレーザプリンター100は、像担持体111として「円筒状に形成された光導電性の感光体」を有している。像担持体111の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ112、現像装置113、転写ローラ114、クリーニング装置115が配備されている。尚、帯電手段としては「コロナチャージャ」を用いることもできる。
[Example 3]
As a third embodiment of the present invention, FIG. 9 shows a configuration example of an image forming apparatus. This image forming apparatus is an example of a laser printer.
The
さらに、レーザプリンター100には、レーザビームLBにより光走査を行う光走査装置117が設けられ、帯電ローラ112と現像装置113との間で「光書込による露光」を行うようになっている。この光走査装置117としては、実施例2で説明した図8に示すような構成の光走査装置が用いられる。
Further, the
図9において、符号116は定着装置、符号118は給紙カセット、符号119は給紙コロ、符号120はレジストローラ対、符号121は搬送路、符号122は排紙ローラ対、符号123は排紙トレイ、符号Pは記録媒体としての転写紙を示している。
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体111が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ112により均一帯電され、潜像形成手段で有る光走査装置117のレーザビームLBの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。
この静電潜像は現像装置113により反転現像され、像担持体111上にトナー画像が形成される。
In FIG. 9,
When image formation is performed, the
This electrostatic latent image is reversely developed by the developing
転写紙Pを収納した給紙カセット118は、画像形成装置100本体に脱着可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Pの最上位の1枚が給紙コロ119により給紙され、給紙された転写紙Pは、その先端部をレジストローラ対120に銜えられる。レジストローラ対120は、像担持体111上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、転写紙Pを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Pは、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ転写ローラ114の作用によりトナー画像を静電転写される。トナー画像を転写された転写紙Pは定着装置116へ送られ、定着装置116においてトナー画像を定着され、搬送路121を通り、排紙ローラ対122により排紙トレイ123上に排出される。
また、トナー画像が転写された後の像担持体111の表面は、クリーニング装置115によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
The
In addition, the surface of the
このような構成、動作のレーザプリンター100においては、光走査装置1171として、実施例2で説明した「図7のごとき光走査装置」を用いることにより、極めて良好で安定した画像形成を実行することができる。
In the
1:面発光レーザ(VCSEL)
2:カップリングレンズ
3:分離素子
3a:開口部
4:反射ミラー
5:集光レンズ
6:モニター用のフォトダイオード(モニターPD)
7:押圧手段
8:支持部材
9:基板
10:光源ユニット
11:シリンドリカルレンズ
12:ポリゴンミラー(偏向手段)
13:防音ガラス
14,15:走査レンズ
16:防塵ガラス
17:ミラー
18:集光レンズ
19:同期検知用の受光素子
111:像担持体(光導電性の感光体)(被走査面)
112:帯電ローラ(帯電手段)
113:現像装置
114:転写ローラ
115:クリーニング装置
116:定着装置
118:給紙カセット
119:給紙コロ
120:レジストローラ対
121:搬送路
122:排紙ローラ対
123:排紙トレイ
P:転写紙(記録媒体)
1: Surface emitting laser (VCSEL)
2: Coupling lens 3:
7: Pressing means 8: Support member 9: Substrate 10: Light source unit 11: Cylindrical lens 12: Polygon mirror (deflecting means)
13:
112: Charging roller (charging means)
113: Developing device 114: Transfer roller 115: Cleaning device 116: Fixing device 118: Paper feed cassette 119: Paper feed roller 120: Registration roller pair 121: Transport path 122: Paper discharge roller pair 123: Paper discharge tray P: Transfer paper (recoding media)
Claims (7)
前記分離素子は、点対称な形状であることを特徴とする光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 4,
The light source device, wherein the separation element has a point-symmetric shape.
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