JPH07110450A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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Publication number
JPH07110450A
JPH07110450A JP25534393A JP25534393A JPH07110450A JP H07110450 A JPH07110450 A JP H07110450A JP 25534393 A JP25534393 A JP 25534393A JP 25534393 A JP25534393 A JP 25534393A JP H07110450 A JPH07110450 A JP H07110450A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
prism
laser
semiconductor laser
light receiving
Prior art date
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Pending
Application number
JP25534393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Nakajima
智宏 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP25534393A priority Critical patent/JPH07110450A/en
Publication of JPH07110450A publication Critical patent/JPH07110450A/en
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Abstract

PURPOSE:To make an optical scanner utilizing a semiconductor laser provided with plural light emitting sources compact and light in weight more while a function detecting the light output of every laser beam is secured. CONSTITUTION:A beam shaping means 4 is formed of a prism 3 enlarging or reducing the diameter of the respective laser beams at least in one direction out of a main scanning direction and a sub-scanning direction, a half mirror 9 formed on the light emitting surface of the prism 3 and a condensing means 10 which is integrated with the prism 3 and which exerts a condensing action with respect to light reflected on the mirror 9 and emits the reflected light. Besides, plural photodetectors individually detecting the reflected light which is separated and emitted by the condensing means 10 and which corresponds to the respective laser beams are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、デジ
タル複写機等の光書込み走査系に利用される複数の発光
源を有する半導体レーザを用いた光走査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device using a semiconductor laser having a plurality of light emitting sources used in an optical writing scanning system such as a laser printer and a digital copying machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、各方面でレーザ技術の利用が盛ん
であり、その一つとして、例えば画像記録を行うための
光書込み用にも半導体レーザ等のレーザ光源が用いられ
るようになってきている。ここに、このような半導体レ
ーザにあってはその出力が温度特性を有するため、半導
体レーザからの出力(バックビーム)をフォトダイオー
ド等の受光素子で受光検知し、フィードバック制御系に
より半導体レーザの順方向電流を制御し、半導体レーザ
出力が温度変化に関係なく安定したものとなるようにし
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, laser technology has been actively used in various fields. One of them is to use a laser light source such as a semiconductor laser for optical writing for image recording. There is. Since the output of such a semiconductor laser has a temperature characteristic, the output (back beam) from the semiconductor laser is received and detected by a light receiving element such as a photodiode, and a feedback control system is used to detect the order of the semiconductor laser. The directional current is controlled so that the semiconductor laser output becomes stable regardless of temperature changes.

【0003】ところで、半導体レーザとして複数の発光
源を有するものを用いることにより、複数ドットについ
て並列同時記録が可能となり、記録走査の高速化を図り
得ることは従来より知られている。このような複数の発
光源を有する半導体レーザの場合も温度変化に伴い各レ
ーザ光の出力が変動するので、フィードバック制御が必
要となる。
By the way, it has been conventionally known that by using a semiconductor laser having a plurality of light emission sources, parallel and simultaneous recording can be performed for a plurality of dots, and the speed of recording scanning can be increased. In the case of such a semiconductor laser having a plurality of light emission sources, the output of each laser beam fluctuates with a change in temperature, so feedback control is necessary.

【0004】このため、従来にあっては、各発光源を1
チャンネルずつ時分割して駆動し、そのバックビームを
単一の受光素子で受光することにより出力制御に供する
ようにしている。
Therefore, in the prior art, each light emitting source is
Each channel is time-divisionally driven, and its back beam is received by a single light receiving element to be used for output control.

【0005】しかし、出力制御されていない発光源に対
する隣接の発光源からの熱干渉や自己発熱等により出力
変動が誘起されてしまう問題があり、安定した出力制御
を行うには、各発光源の出力制御を同時に行うのが望ま
しいといえる。即ち、実時間で出力制御が可能となるよ
うに複数の受光素子で個別にモニタ検出する必要がある
と考えられる。
However, there is a problem that the output variation is induced by the heat interference from the adjacent light source with respect to the light source whose output is not controlled, self-heating, etc., and in order to perform stable output control, each light source must be controlled. It can be said that it is desirable to perform output control at the same time. That is, it is considered necessary to individually perform monitor detection with a plurality of light receiving elements so that output control can be performed in real time.

【0006】このようなことから、特開昭60−263
349号公報によれば、半導体レーザのバックビームを
マイクロレンズに入射させて分離することにより複数の
受光素子で個別に検出可能としたものが提案されてい
る。また、特開平2−23542号公報によれば、半導
体レーザから出射される複数のバックビームとフロント
ビームとを各々一括して検出し演算することにより、各
発光源の光出力を検出するようにしたものが提案されて
いる。また、本出願人提案の特願平5−11602号に
よれば、半導体レーザから前方に出射されるレーザ光を
ハーフミラー等により2分割し、その一方のレーザ光を
レンズを介して各ビームに分離して各々に対応した受光
素子上に結像させて光出力を検出するようにしたものが
示されている。
From the above, Japanese Patent Laid-Open No. 60-263
According to Japanese Patent Laid-Open No. 349, there is proposed one in which a back beam of a semiconductor laser is made incident on a microlens to be separated and can be individually detected by a plurality of light receiving elements. Further, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-32542, a plurality of back beams and front beams emitted from a semiconductor laser are collectively detected and calculated to detect the light output of each light emitting source. What has been done is proposed. According to Japanese Patent Application No. 5-11602 proposed by the present applicant, a laser beam emitted forward from a semiconductor laser is divided into two by a half mirror or the like, and one of the laser beams is divided into each beam through a lens. It is shown that the light output is detected by separating and forming an image on the corresponding light receiving element.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体レー
ザから拡散放射される光ビームは、その構造上、光ビー
ムの広がり角がこの光ビームの偏光方向とこれに直交す
る方向とで大きく異なっている。また、複数の発光源の
配列方向が、一般には、偏光方向に直交する方向である
ことを配慮すると、主走査方向と副走査方向とで光ビー
ムのスポット径が互いにバランスよくとれるようにする
には、光ビームの広がり角の大きい方向を遮光又はビー
ム径縮小整形するか、光ビームの広がり角の小さい方向
のビーム径を拡大整形する必要がある。
However, due to the structure of the light beam diffused and emitted from the semiconductor laser, the divergence angle of the light beam greatly differs between the polarization direction of the light beam and the direction orthogonal thereto. . Further, considering that the arrangement direction of the plurality of light emitting sources is generally a direction orthogonal to the polarization direction, the spot diameters of the light beams can be well balanced in the main scanning direction and the sub scanning direction. It is necessary to block or reduce the beam diameter in the direction where the divergence angle of the light beam is large, or to enlarge and shape the beam diameter in the direction where the divergence angle of the light beam is small.

【0008】従来の光出力制御方式によると、このよう
な複数の発光源を有する半導体レーザの特性を考慮しつ
つ、コンパクト性及びコスト性(部品点数及び作業効
率)に優れたものとはなっておらず、未だ、改良の余地
がある。
According to the conventional light output control method, the compactness and the cost performance (the number of parts and the working efficiency) are excellent while considering the characteristics of the semiconductor laser having such a plurality of light emitting sources. No, there is still room for improvement.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、複数の発光源を有する半導体レーザから出射された
レーザ光をコリメータレンズにより平行光束とした後、
ビーム整形手段を介して偏向手段に導光し、この偏向手
段で偏向されたレーザ光を結像手段により被走査面上に
結像させて光走査させるようにした光走査装置におい
て、前記ビーム整形手段を、各レーザ光のビーム径を主
走査方向と副走査方向との少なくとも一方向に拡大又は
縮小させるプリズムと、このプリズムの出射光路上に形
成したハーフミラーと、前記プリズムと一体化されてこ
のハーフミラーによる反射光に対して集光作用を示して
出射させる集光手段とにより形成し、この集光手段によ
り分離されて出射される各レーザ光対応の反射光を個別
に検出する複数の受光素子を設けた。
According to a first aspect of the present invention, a laser beam emitted from a semiconductor laser having a plurality of light emission sources is collimated by a collimator lens,
In the optical scanning device, the laser beam deflected by the deflecting means is guided through the beam shaping means, and the laser beam deflected by the deflecting means is imaged on the surface to be scanned by the image forming means for optical scanning. Means, the prism for enlarging or reducing the beam diameter of each laser beam in at least one of the main scanning direction and the sub-scanning direction, a half mirror formed on the exit optical path of this prism, and the prism are integrated. A plurality of light beams that are formed by a condensing unit that emits light reflected by the half mirror with a condensing action and that individually detect the reflected lights corresponding to the respective laser beams that are separated and emitted by the condensing unit. A light receiving element was provided.

【0010】この際、請求項2記載の発明では、ビーム
整形手段と複数の受光素子とを同一の支持体に位置決め
固定し、請求項3記載の発明では、半導体レーザとビー
ム整形手段と複数の受光素子とを同一の支持体に位置決
め固定した。
In this case, in the invention described in claim 2, the beam shaping means and the plurality of light receiving elements are positioned and fixed on the same support, and in the invention described in claim 3, the semiconductor laser, the beam shaping means, and the plurality of light receiving elements. The light receiving element and the same support were positioned and fixed on the same support.

【0011】さらに、請求項4記載の発明では、受光素
子により検出された光量に応じた検出信号を発生する検
出信号回路とこの検出信号に基づいて半導体レーザの各
発光源に対する駆動電流を制御する出力制御回路との内
の少なくとも一部を一体化形成した回路基板上に複数の
受光素子を接続固定した。
Further, according to the invention described in claim 4, a detection signal circuit for generating a detection signal according to the amount of light detected by the light receiving element and a drive current for each light emitting source of the semiconductor laser are controlled based on the detection signal circuit. A plurality of light receiving elements were connected and fixed on a circuit board integrally formed with at least a part of the output control circuit.

【0012】また、請求項5記載の発明では、集光手段
を、プリズム中に屈折率分布を持たせて形成したレンズ
とした。
According to the fifth aspect of the invention, the condensing means is a lens formed by providing a prism with a refractive index distribution.

【0013】[0013]

【作用】請求項1記載の発明においては、半導体レーザ
から出射された各レーザ光はコリメータレンズ、ビーム
整形手段をなすプリズム及びその出射面に形成されたハ
ーフミラーを経てビーム整形された後、偏向手段、結像
手段を経て被走査面上に結像される。一方、プリズムに
入射した各レーザ光の一部はハーフミラーで反射された
後、集光手段の集光作用によって各レーザ光対応に分離
された状態で出射され、各々個別の受光素子によって受
光検出され、各発光源の光出力制御に供される。よっ
て、ビーム整形手段が主体をなすプリズムにハーフミラ
ーと集光手段とが一体化されて各レーザ光に対する分割
及び分離機能が確保されているので、各レーザ光毎の光
出力検出のために要する部品点数が削減され、組立て等
の作業効率のよいものとなり、小型化も確保される。
According to the present invention, each laser beam emitted from the semiconductor laser is beam-shaped through the collimator lens, the prism forming the beam shaping means and the half mirror formed on the emission surface thereof, and then deflected. An image is formed on the surface to be scanned through the means and the image forming means. On the other hand, a part of each laser light incident on the prism is reflected by the half mirror and then emitted in a state of being separated corresponding to each laser light by the condensing function of the condensing means, and each individual light receiving element detects the light reception. And is used for controlling the light output of each light emitting source. Therefore, since the half mirror and the condensing means are integrated with the prism mainly composed of the beam shaping means to ensure the dividing and separating function for each laser light, it is necessary for detecting the optical output for each laser light. The number of parts is reduced, work efficiency such as assembly is improved, and downsizing is secured.

【0014】請求項2記載の発明においては、このよう
な分割及び分離機能が付加されたビーム整形手段が複数
の受光素子とともに同一の支持体に位置決め固定されて
いるので、光出力のための検出光学系としての相対的な
位置関係を経時に渡って維持させることができ、環境変
化等に強い安定した光出力制御が可能となる。さらに、
請求項3記載の発明においては、半導体レーザも同一の
支持体に位置決め固定されているので、組立て作業性が
よいとともに、相互間の位置関係を経時に渡って維持で
きるものとなり、メンテナンス性も向上する。
According to the second aspect of the invention, since the beam shaping means having such a dividing and separating function is positioned and fixed together with a plurality of light receiving elements on the same support, detection for light output is performed. The relative positional relationship of the optical system can be maintained over time, and stable light output control that is strong against environmental changes and the like can be performed. further,
According to the third aspect of the invention, since the semiconductor lasers are also positioned and fixed on the same support, the assembling workability is good, and the mutual positional relationship can be maintained over time, and the maintainability is also improved. To do.

【0015】請求項4記載の発明においては、受光素子
を実装する回路基板を、出力制御回路等の一部が一体化
形成されたものとしているので、ノイズに強く、高精度
な出力制御が可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the circuit board on which the light receiving element is mounted is integrally formed with a part of the output control circuit and the like, it is resistant to noise and highly accurate output control is possible. Becomes

【0016】請求項5記載の発明においては、集光手段
をプリズム中に屈折率分布を持たせて形成したレンズと
しているので、ビーム整形手段全体を平板状で小型なも
のとして形成でき、取扱性が向上する。
In the fifth aspect of the present invention, since the condensing means is a lens formed by providing a refractive index distribution in the prism, the beam shaping means can be formed as a flat plate and small in size, and is easy to handle. Is improved.

【0017】[0017]

【実施例】本発明の第一の実施例を図1及び図2に基づ
いて説明する。まず、図2によりレーザプリンタに適用
した本実施例の光走査装置の概要を説明する。画像信号
に基づいて光変調したレーザ光を各々放射する複数の発
光源を有する半導体レーザ1が設けられている。つい
で、この半導体レーザ1から拡散放射される各レーザ光
を平行光束化するコリメータレンズ2が設けられてい
る。平行光束化されたレーザ光の光路上にはプリズム3
を主体としたビーム整形手段4が設けられている。この
プリズム3はビーム径を主走査方向にのみ拡大整形する
ものとされている。ビーム整形手段4からの出射光路上
にはこれらのレーザ光に対して副走査方向にのみ所定の
屈折力が作用するシリンダレンズ5が設けられ、偏向手
段としてのポリゴンミラー6の1面に入射するように設
定されている。このポリゴンミラー6は高速で回転駆動
されるもので、入射する各レーザ光を主走査方向に偏向
走査させるものである。このポリゴンミラー6の偏向出
射側には結像手段となるfθレンズ7が設けられ、偏向
走査光を被走査面となる感光体8面上に結像させるよう
に光路設定されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, an outline of the optical scanning device of this embodiment applied to a laser printer will be described with reference to FIG. There is provided a semiconductor laser 1 having a plurality of light emitting sources each of which emits laser light optically modulated based on an image signal. Next, a collimator lens 2 for converting each laser beam diffused and radiated from the semiconductor laser 1 into a parallel light flux is provided. A prism 3 is provided on the optical path of the parallelized laser light.
The beam shaping means 4 mainly including is provided. The prism 3 is designed to enlarge and shape the beam diameter only in the main scanning direction. A cylinder lens 5 that exerts a predetermined refracting power on these laser beams only in the sub-scanning direction is provided on the optical path emitted from the beam shaping means 4, and enters one surface of a polygon mirror 6 as a deflecting means. Is set. The polygon mirror 6 is rotationally driven at a high speed and deflects and scans each incident laser beam in the main scanning direction. An fθ lens 7 serving as an image forming means is provided on the deflecting exit side of the polygon mirror 6, and an optical path is set so that the deflected scanning light is imaged on the surface of the photoconductor 8 serving as the surface to be scanned.

【0018】ここに、本実施例の半導体レーザ1にあっ
ては、複数の発光源の配列方向が、主走査方向に対して
僅かに傾けて設定されているものとする。よって、半導
体レーザ1から出射されるレーザ光の広がり角は、主走
査方向に狭いため、上述したようにプリズム3によって
主走査方向にのみビーム径を拡大整形するように構成さ
れている。
Here, in the semiconductor laser 1 of this embodiment, it is assumed that the arrangement direction of the plurality of light emitting sources is set to be slightly inclined with respect to the main scanning direction. Therefore, since the divergence angle of the laser light emitted from the semiconductor laser 1 is narrow in the main scanning direction, the prism 3 is configured to expand and shape the beam diameter only in the main scanning direction as described above.

【0019】しかして、本実施例にあっては、特にビー
ム整形手段4付近の構成に特徴があり、図1を参照して
説明する。まず、ビーム整形手段4の主体をなすプリズ
ム3は各レーザ光に対して主走査方向にビーム拡大機能
が作用するように斜めに形成された入射面3aを有し、
かつ、シリンダレンズ5等に向けて本来の書込み用のレ
ーザ光として出射させる光軸直交の出射面3bとを有す
るが、これらの入射面3a・出射面3b間にはハーフミ
ラー9が光軸に対して傾斜させて形成され、レーザ光の
一部をこのハーフミラー9で反射し得るように構成され
ている。即ち、ハーフミラー9によって、各レーザ光を
本来の走査光と検出用の反射光とに分割する機能が確保
されている。
However, the present embodiment is characterized by the configuration in the vicinity of the beam shaping means 4, which will be described with reference to FIG. First, the prism 3, which is the main body of the beam shaping means 4, has an incident surface 3a formed obliquely so that the beam expanding function acts on each laser beam in the main scanning direction.
Further, it has an emission surface 3b which is orthogonal to the optical axis and is emitted as the original writing laser beam toward the cylinder lens 5 and the like, and the half mirror 9 is arranged on the optical axis between the incident surface 3a and the emission surface 3b. The half mirror 9 is formed so as to be inclined with respect to the half mirror 9 so that a part of the laser light can be reflected by the half mirror 9. That is, the half mirror 9 ensures the function of splitting each laser light into the original scanning light and the reflected light for detection.

【0020】このハーフミラー9による反射光を受ける
プリズム3の端面3c(面3a,3bに対する対向面)
には集光手段となる凹面ミラー10が一体化形成されて
いる。即ち、この端面3cを円筒状に形成するとともに
その外面に金属被膜を形成することにより内側から見て
凹面ミラー10となるように構成されている。よって、
ハーフミラー9から凹面ミラー10に向けて反射された
各反射光はこの凹面ミラー10によって集光するように
反射されてプリズム3の入射面3aから外部に出射する
ことになるが、この過程で、各レーザ光毎に分離されて
集光されることになる。即ち、凹面ミラー10によっ
て、検出用の各レーザ光の分離機能が確保されている。
The end surface 3c of the prism 3 that receives the light reflected by the half mirror 9 (the surface facing the surfaces 3a and 3b)
A concave mirror 10 serving as a light converging means is integrally formed in the. That is, the end surface 3c is formed into a cylindrical shape and a metal coating is formed on the outer surface thereof to form the concave mirror 10 when viewed from the inside. Therefore,
Each reflected light reflected from the half mirror 9 toward the concave mirror 10 is reflected by the concave mirror 10 so as to be condensed and is emitted from the incident surface 3a of the prism 3 to the outside. It will be separated and condensed for each laser beam. That is, the concave mirror 10 ensures the function of separating each laser beam for detection.

【0021】このように分離・集光される各レーザ光を
個別に受光検出する位置に受光素子(図示せず)をアレ
イ状に配列してなる光検出器11が設けられている。
A photodetector 11 having light receiving elements (not shown) arranged in an array is provided at a position for individually receiving and detecting each of the laser beams separated and condensed as described above.

【0022】ここに、このようなハーフミラー9及び凹
面ミラー10によりレーザ光の分割・分離機能をも持た
せたビーム整形手段4は、ポリゴンミラー6、fθレン
ズ7等を収納支持する光学ベース(支持体)12上に接
着等により固定されている。また、複数の受光素子を有
する光検出器11もこの検出光量に応じた検出信号を発
生する検出信号回路を一体化形成してなる回路基板13
上に接続固定された上で、前記光学ベース12にねじ止
め固定されている。この光学ベース12には半導体レー
ザ1、コリメータレンズ2及び検出信号に基づき半導体
レーザ1の各発光源の光出力を制御する出力制御回路を
一体化形成してなる回路基板14等を一体化してなる光
源ユニットもねじ止めされている。前記回路基板13,
14間は電気的に接続されている。
Here, the beam shaping means 4 having the function of splitting / separating the laser light by the half mirror 9 and the concave mirror 10 has an optical base (contains and supports a polygon mirror 6, an fθ lens 7 and the like). It is fixed on the (support) 12 by adhesion or the like. Further, the photodetector 11 having a plurality of light receiving elements also has a circuit board 13 integrally formed with a detection signal circuit for generating a detection signal according to the detected light amount.
After being connected and fixed to the above, it is screwed and fixed to the optical base 12. The optical base 12 is integrated with a semiconductor laser 1, a collimator lens 2, and a circuit board 14 and the like in which an output control circuit for controlling the light output of each light emitting source of the semiconductor laser 1 is integrally formed based on a detection signal. The light source unit is also screwed. The circuit board 13,
14 are electrically connected.

【0023】よって、本実施例によれば、ビーム整形手
段4の主体をなすプリズム3にハーフミラー9及び凹面
ミラー10を一体化させてレーザ光の分割・分離機能も
持たせたので、各レーザ光毎の個別検出のために要する
部品点数を削減し得るものとなり、小型で済む上に、組
立て等の作業効率も向上するものとなる。特に、レーザ
光の分割・分離機能部材を各々単独で設けるのに比し
て、相互間の位置ずれも最小限となり、安定して制御が
可能となる。特に、集光手段をなす凹面ミラー10を考
えた場合、単独で集光レンズを設けて芯合わせしてプリ
ズムに貼付けるものに比して手間が省け作業効率のよい
ものとなる。また、ビーム整形手段4と光検出器11と
が検出光学系を構成することになるが、これらは同じ光
学ベース12に位置決め固定されているので、これらの
相対的位置関係を経時に渡って維持できるものとなり、
安定した出力制御を維持できる。さらに、信号関係を考
えた場合、光検出器11用の回路基板13には検出信号
回路が一体化形成されているので、アナログ信号として
得られる検出信号がこの検出信号回路において半導体レ
ーザ1の駆動電流量を制御するデジタル信号なるレベル
信号に変換した上で、回路基板14側の出力制御回路に
伝送されるので、ノイズに強く、高精度な出力制御が可
能となる。
Therefore, according to this embodiment, since the half mirror 9 and the concave mirror 10 are integrated with the prism 3 which is the main body of the beam shaping means 4, the laser beam splitting / separating function is also provided. The number of parts required for individual detection for each light can be reduced, the size can be reduced, and the work efficiency of assembly and the like can be improved. In particular, as compared with the case where each of the laser beam division / separation functional members is provided independently, the positional deviation between them is minimized, and stable control is possible. In particular, when considering the concave mirror 10 forming the light condensing means, the labor is saved and the work efficiency is improved as compared with the case where the light condensing lens is independently provided and the cores are aligned and attached to the prism. Further, the beam shaping means 4 and the photodetector 11 constitute a detection optical system, but since they are positioned and fixed on the same optical base 12, their relative positional relationship is maintained over time. It will be possible,
Stable output control can be maintained. Further, in consideration of the signal relationship, since the detection signal circuit is integrally formed on the circuit board 13 for the photodetector 11, the detection signal obtained as an analog signal drives the semiconductor laser 1 in this detection signal circuit. Since it is transmitted to the output control circuit on the side of the circuit board 14 after being converted into a level signal which is a digital signal for controlling the amount of current, it is resistant to noise and highly accurate output control is possible.

【0024】つづいて、本発明の第二の実施例を図3に
より説明する。前記実施例で示した部分と同一部分は同
一符号を用いて示す(以下の実施例でも同様とする)。
前記実施例のビーム整形手段4はレーザ光を主走査方向
にビーム径を拡大整形するものとしたが、本実施例で
は、半導体レーザ1側から出射された各レーザ光のビー
ム径を副走査方向に縮小整形するプリズム15を主体と
したビーム整形手段16を設けたものである。即ち、こ
のプリズム15は光軸直交の入射面15aと光軸に対し
て傾斜を有して出射されるレーザ光の副走査方向のビー
ム径が縮小されるようにした出射面15bとを有する
が、これらの入射面15a・出射面15b間にはハーフ
ミラー17が光軸に対して傾斜させて形成され、レーザ
光の一部をこのハーフミラー17で反射し得るように構
成されている。即ち、ハーフミラー17によって、各レ
ーザ光を本来の走査光と検出用の反射光とに分割する機
能が確保されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those shown in the above-mentioned embodiments are designated by the same reference numerals (the same applies to the following embodiments).
Although the beam shaping means 4 in the above-described embodiment enlarges and shapes the beam diameter of the laser light in the main scanning direction, in the present embodiment, the beam diameter of each laser light emitted from the semiconductor laser 1 side is changed in the sub-scanning direction. The beam shaping means 16 mainly including the prism 15 for reduction and shaping is provided. That is, the prism 15 has an entrance surface 15a orthogonal to the optical axis and an exit surface 15b having an inclination with respect to the optical axis so that the beam diameter of the laser light emitted in the sub-scanning direction is reduced. A half mirror 17 is formed between the entrance surface 15a and the exit surface 15b so as to be inclined with respect to the optical axis, and a part of the laser light can be reflected by the half mirror 17. That is, the half mirror 17 ensures the function of dividing each laser light into the original scanning light and the reflected light for detection.

【0025】このハーフミラー17による反射光を受け
るプリズム15の端面15cには集光手段となるグレー
ティングレンズ18が一体化形成されている。よって、
ハーフミラー17からグレーティングレンズ18に向け
て反射された各反射光はこのグレーティングレンズ18
によって集光するように外部に出射することになるが、
この過程で、各レーザ光毎に分離されて各受光素子を有
する光検出器11に集光されることになる。即ち、グレ
ーティングレンズ18によって、検出用の各レーザ光の
分離機能が確保されている。
On the end face 15c of the prism 15 which receives the light reflected by the half mirror 17, a grating lens 18 which serves as a light collecting means is integrally formed. Therefore,
Each reflected light reflected from the half mirror 17 toward the grating lens 18 is
It will be emitted to the outside so that it will be condensed by
In this process, each laser beam is separated and focused on the photodetector 11 having each light receiving element. That is, the grating lens 18 ensures the function of separating each laser beam for detection.

【0026】本実施例による場合も、基本的に、前記実
施例と同様な効果が得られる。
Also in the case of this embodiment, basically the same effect as that of the above embodiment can be obtained.

【0027】さらに、本発明の第三の実施例を図4によ
り説明する。本実施例では、まず、コリメータレンズ2
に代えてマイクロレンズ19がコリメータレンズとして
設けられ、半導体レーザ1用のパッケージ20内に配設
され、平行光束化して出射するように構成されている。
前記パッケージ20は支持体21内の凹部に収納支持さ
れて設けられているとともに、その半導体レーザ1は駆
動回路等を含む回路基板22上に接続固定されている。
また、前記マイクロレンズ19からの平行光束が入射さ
れるプリズム23を主体としたビーム整形手段24が前
記支持体21上に接着等により固定されて設けられてい
る。前記プリズム23は各レーザ光に対して主走査方向
にビーム拡大機能が作用するように斜めに形成された入
射面23aを有し、かつ、シリンダレンズ5等に向けて
本来の書込み用のレーザ光として出射させる光軸直交の
出射面23bとを有するが、これらの入射面23a・出
射面23b間にはハーフミラー25が光軸に対して傾斜
させて形成され、レーザ光の一部をこのハーフミラー2
5で反射し得るように構成されている。即ち、ハーフミ
ラー25によって、各レーザ光を本来の走査光と検出用
の反射光とに分割する機能が確保されている。
Further, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, first, the collimator lens 2
Instead of the above, a microlens 19 is provided as a collimator lens, is arranged in the package 20 for the semiconductor laser 1, and is configured to make a parallel light flux and emit it.
The package 20 is provided so as to be housed and supported in a recess in a support body 21, and the semiconductor laser 1 thereof is connected and fixed onto a circuit board 22 including a drive circuit and the like.
Further, a beam shaping means 24 mainly composed of a prism 23 on which a parallel light flux from the microlens 19 is incident is provided on the support 21 by being fixed thereto by adhesion or the like. The prism 23 has an incident surface 23a formed obliquely so that a beam expanding function acts on each laser light in the main scanning direction, and the original laser light for writing is directed toward the cylinder lens 5 or the like. Has a light emitting surface 23b orthogonal to the optical axis, and a half mirror 25 is formed between the light incident surface 23a and the light emitting surface 23b so as to be inclined with respect to the optical axis. Mirror 2
It is configured to be able to reflect at 5. That is, the half mirror 25 ensures the function of dividing each laser light into the original scanning light and the reflected light for detection.

【0028】このハーフミラー25による反射光を受け
るプリズム23の端面23c側内部には集光手段となる
レンズ26が形成されている。即ち、このレンズ26は
端面23cの一部表面よりプリズム23内部へ屈折率分
布を持たせて形成したもので、端面23c表面には金属
被膜等が施されて反射面27が形成されている。よっ
て、ハーフミラー25からレンズ26に向けて反射され
た各反射光はこのレンズ26及び反射面27によって集
光するように反射され、さらに、プリズム23の端面2
3dで反射され、光軸直交の端面23cの他部から外部
に出射することになるが、この過程で、各レーザ光毎に
分離されて集光されることになる。即ち、レンズ26に
よって、検出用の各レーザ光の分離機能が確保されてい
る。
A lens 26 is formed inside the end face 23c of the prism 23 that receives the light reflected by the half mirror 25 as a light condensing means. That is, the lens 26 is formed by providing a refractive index distribution from the partial surface of the end face 23c to the inside of the prism 23, and a metal coating or the like is applied to the surface of the end face 23c to form a reflecting surface 27. Therefore, each reflected light reflected from the half mirror 25 toward the lens 26 is reflected by the lens 26 and the reflecting surface 27 so as to be condensed, and further, the end surface 2 of the prism 23.
The light is reflected by 3d and emitted from the other part of the end face 23c orthogonal to the optical axis to the outside, but in this process, each laser beam is separated and condensed. That is, the lens 26 ensures the function of separating each laser beam for detection.

【0029】このように分離・集光される各レーザ光を
個別に受光検出する位置に受光素子をアレイ状に配列し
てなる光検出器11が設けられている。より詳細には、
端面23eからの検出光の出射位置に対応させて前記支
持体21には開口及び凹部が形成され、この凹部を利用
して前記光検出器11が支持体21に位置決め固定され
ている。また、この光検出器11は回路基板22上に接
続固定されている。この回路基板22にあっては、光検
出器11中の各受光素子により検出された光量に応じた
検出信号を発生する検出信号回路とこの検出信号に基づ
いて半導体レーザ1の各発光源に対する駆動電流を制御
する出力制御回路とが一体化実装されている。
A photodetector 11 in which light receiving elements are arranged in an array is provided at a position for individually receiving and detecting each of the laser beams separated and condensed in this way. More specifically,
An opening and a recess are formed in the support 21 in correspondence with the emission position of the detection light from the end face 23e, and the photodetector 11 is positioned and fixed to the support 21 by using this recess. The photodetector 11 is connected and fixed on the circuit board 22. In this circuit board 22, a detection signal circuit that generates a detection signal according to the amount of light detected by each light receiving element in the photodetector 11 and a drive for each light emitting source of the semiconductor laser 1 based on this detection signal. An output control circuit for controlling current is integrally mounted.

【0030】本実施例による場合も、基本的には、前述
した実施例と同様の効果が得られるが、特に、集光手段
をプリズム23内に屈折率分布を持たせて形成したレン
ズ26としているので、凹面ミラー10やグレーティン
グレンズ18等による場合に比して、ビーム整形手段2
4が平板状で小型に形成できるものとなり、取付け・位
置決め等の点で取扱性のよいものとなる。また、半導体
レーザ1、ビーム整形手段24及び光検出器11なる光
源部と検出系光学部とを同一の支持体21に位置決め固
定して設けているので、相互間の位置合わせ及び位置関
係の維持が容易となり、組立て等に関する作業性がよく
てメンテナンス性にも優れたものとなる。さらに、回路
基板22において検出信号回路と出力制御回路とが一体
化実装されているので、ノイズに強く、高精度な出力制
御が可能となる。
In the case of this embodiment as well, basically the same effect as that of the above-mentioned embodiment can be obtained, but in particular, as the lens 26 formed by condensing means having a refractive index distribution in the prism 23. Therefore, as compared with the case where the concave mirror 10 and the grating lens 18 are used, the beam shaping means 2
Since 4 is a flat plate and can be formed in a small size, it is easy to handle in terms of mounting and positioning. In addition, since the semiconductor laser 1, the beam shaping means 24, and the light source section including the photodetector 11 and the detection system optical section are positioned and fixed on the same support body 21, the mutual alignment and the positional relationship are maintained. Is easy, and the workability in assembling is good and the maintainability is excellent. Further, since the detection signal circuit and the output control circuit are integrally mounted on the circuit board 22, noise-resistant and highly accurate output control is possible.

【0031】[0031]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、複数の発
光源を有する半導体レーザから出射されたレーザ光をコ
リメータレンズにより平行光束とした後、ビーム整形手
段を介して偏向手段に導光し、この偏向手段で偏向され
たレーザ光を結像手段により被走査面上に結像させて光
走査させるようにした光走査装置において、前記ビーム
整形手段を、各レーザ光のビーム径を主走査方向と副走
査方向との少なくとも一方向に拡大又は縮小させるプリ
ズムと、このプリズムの出射光路上に形成したハーフミ
ラーと、前記プリズムと一体化されてこのハーフミラー
による反射光に対して集光作用を示して出射させる集光
手段とにより形成し、この集光手段により分離されて出
射される各レーザ光対応の反射光を個別に検出する複数
の受光素子を設けることで、ビーム整形手段に各レーザ
光に対する分割及び分離機能を確保しているので、各レ
ーザ光毎の光出力検出のために要する部品点数を削減で
き、組立て等の作業効率のよいものとなり、小型化も確
保できる。
According to the first aspect of the invention, the laser light emitted from the semiconductor laser having a plurality of light emitting sources is collimated by the collimator lens and then is guided to the deflecting means through the beam shaping means. Then, in the optical scanning device in which the laser light deflected by the deflecting means is imaged on the surface to be scanned by the image forming means to perform optical scanning, the beam shaping means is used to control the beam diameter of each laser light. A prism for enlarging or reducing in at least one of the scanning direction and the sub-scanning direction, a half mirror formed on the exit optical path of this prism, and a prism integrated with the prism to collect light reflected by the half mirror. And a plurality of light receiving elements for individually detecting the reflected light corresponding to each laser beam emitted by being separated by this condensing means. Thus, since the beam shaping means secures the division and separation functions for each laser beam, the number of parts required for detecting the optical output of each laser beam can be reduced, and the work efficiency of assembly and the like can be improved, Miniaturization can be secured.

【0032】この際、請求項2記載の発明では、分割及
び分離機能が付加されたビーム整形手段が複数の受光素
子とともに同一の支持体に位置決め固定させたので、光
出力のための検出光学系としての相対的な位置関係を経
時に渡って維持することができ、環境変化等に強い安定
した光出力制御を行うことができる。
In this case, according to the second aspect of the invention, the beam shaping means to which the dividing and separating functions are added is positioned and fixed together with the plurality of light receiving elements on the same support, so that the detection optical system for light output is provided. It is possible to maintain the relative positional relationship as described above over time, and to perform stable light output control that is resistant to environmental changes and the like.

【0033】また、請求項3記載の発明では、半導体レ
ーザとビーム整形手段と複数の受光素子とを同一の支持
体に位置決め固定したので、組立て作業性がよいととも
に、相互間の位置関係を経時に渡って維持でき、メンテ
ナンス性も向上させることができる。
According to the third aspect of the present invention, the semiconductor laser, the beam shaping means, and the plurality of light receiving elements are positioned and fixed on the same support, so that the assembling workability is good and the positional relationship between them is aged. It can be maintained for a long time, and the maintainability can be improved.

【0034】さらに、請求項4記載の発明では、受光素
子により検出された光量に応じた検出信号を発生する検
出信号回路とこの検出信号に基づいて半導体レーザの各
発光源に対する駆動電流を制御する出力制御回路との内
の少なくとも一部を一体化形成した回路基板上に複数の
受光素子を接続固定したので、アナログ信号として得ら
れる検出信号をこの検出信号回路において半導体レーザ
の駆動電流量を制御するデジタル信号なるレベル信号に
変換した上で出力制御回路に伝送することができるの
で、ノイズに強く、高精度な出力制御を行うことができ
る。
Further, in the invention described in claim 4, a detection signal circuit for generating a detection signal according to the amount of light detected by the light receiving element and a drive current for each light emitting source of the semiconductor laser are controlled based on the detection signal circuit. Since a plurality of light receiving elements are connected and fixed on a circuit board integrally formed with at least a part of the output control circuit, the detection signal obtained as an analog signal controls the drive current amount of the semiconductor laser in this detection signal circuit. Since it can be transmitted to the output control circuit after being converted into a level signal that is a digital signal to be output, it is possible to perform highly accurate output control that is resistant to noise.

【0035】また、請求項5記載の発明では、集光手段
を、プリズム中に屈折率分布を持たせて形成したレンズ
としたので、ビーム整形手段全体を平板状で小型なもの
として形成でき、取扱性を向上させることができる。
Further, in the invention according to claim 5, since the condensing means is a lens formed by providing a refractive index distribution in the prism, the beam shaping means can be formed as a flat plate and small in size, The handleability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の実施例の要部を示す一部切欠い
た平面図である。
FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing an essential part of a first embodiment of the present invention.

【図2】全体的構成を示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing the overall configuration.

【図3】本発明の第二の実施例を示し、(a)は平面
図、(b)は側面図である。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, (a) is a plan view and (b) is a side view.

【図4】本発明の第三の実施例を示す水平断面図であ
る。
FIG. 4 is a horizontal sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザ 2 コリメータレンズ 3 プリズム 4 ビーム整形手段 6 偏向手段 7 結像手段 8 被走査面 9 ハーフミラー 10 集光手段 12 支持体 13 回路基板 15 プリズム 16 ビーム整形手段 17 ハーフミラー 18 集光手段 19 コリメータレンズ 21 支持体 22 回路基板 23 プリズム 24 ビーム整形手段 25 ハーフミラー 26 集光手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 semiconductor laser 2 collimator lens 3 prism 4 beam shaping means 6 deflecting means 7 image forming means 8 scanned surface 9 half mirror 10 light collecting means 12 support 13 circuit board 15 prism 16 beam shaping means 17 half mirror 18 light collecting means 19 Collimator lens 21 Support 22 Circuit board 23 Prism 24 Beam shaping means 25 Half mirror 26 Condensing means

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の発光源を有する半導体レーザから
出射されたレーザ光をコリメータレンズにより平行光束
とした後、ビーム整形手段を介して偏向手段に導光し、
この偏向手段で偏向されたレーザ光を結像手段により被
走査面上に結像させて光走査させるようにした光走査装
置において、前記ビーム整形手段を、各レーザ光のビー
ム径を主走査方向と副走査方向との少なくとも一方向に
拡大又は縮小させるプリズムと、このプリズムの出射光
路上に形成したハーフミラーと、前記プリズムと一体化
されてこのハーフミラーによる反射光に対して集光作用
を示して出射させる集光手段とにより形成し、この集光
手段により分離されて出射される各レーザ光対応の反射
光を個別に検出する複数の受光素子を設けたことを特徴
とする光走査装置。
1. A laser beam emitted from a semiconductor laser having a plurality of light emission sources is collimated by a collimator lens into a parallel light flux, and then guided to a deflecting means via a beam shaping means,
In the optical scanning device in which the laser beam deflected by the deflecting unit is imaged on the surface to be scanned by the image forming unit to perform optical scanning, the beam shaping unit controls the beam diameter of each laser beam in the main scanning direction. And a prism that expands or contracts in at least one of the sub-scanning direction, a half mirror formed on the outgoing optical path of this prism, and a prism that is integrated with the prism and has a condensing effect on the reflected light by this half mirror. The optical scanning device is provided with a plurality of light receiving elements which are formed by a condensing means for indicating and emit, and individually detect reflected light corresponding to each laser beam emitted by being separated by the condensing means. .
【請求項2】 ビーム整形手段と複数の受光素子とを同
一の支持体に位置決め固定したことを特徴とする請求項
1記載の光走査装置。
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the beam shaping means and the plurality of light receiving elements are positioned and fixed on the same support.
【請求項3】 半導体レーザとビーム整形手段と複数の
受光素子とを同一の支持体に位置決め固定したことを特
徴とする請求項1記載の光走査装置。
3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the semiconductor laser, the beam shaping means, and the plurality of light receiving elements are positioned and fixed on the same support.
【請求項4】 受光素子により検出された光量に応じた
検出信号を発生する検出信号回路とこの検出信号に基づ
いて半導体レーザの各発光源に対する駆動電流を制御す
る出力制御回路との内の少なくとも一部を一体化形成し
た回路基板上に複数の受光素子を接続固定したことを特
徴とする請求項1,2又は3記載の光走査装置。
4. At least one of a detection signal circuit for generating a detection signal according to the amount of light detected by the light receiving element and an output control circuit for controlling a drive current for each light emitting source of the semiconductor laser based on the detection signal. 4. The optical scanning device according to claim 1, wherein a plurality of light receiving elements are connected and fixed on a circuit board which is partially formed integrally.
【請求項5】 集光手段を、プリズム中に屈折率分布を
持たせて形成したレンズとしたことを特徴とする請求項
1,2,3又は4記載の光走査装置。
5. The optical scanning device according to claim 1, wherein the condensing means is a lens formed by providing a refractive index distribution in a prism.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009086573A (en) * 2007-10-03 2009-04-23 Fuji Xerox Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
JP2013228587A (en) * 2012-04-26 2013-11-07 Canon Inc Optical scanner and image forming apparatus including the optical scanner

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