JP2011227279A - Laser scanning optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ走査光学装置、特に、電子写真方式による複写機、プリンタなどの画像形成装置に画像書込み手段として搭載されるレーザ走査光学装置に関する。 The present invention relates to a laser scanning optical device, and more particularly to a laser scanning optical device mounted as an image writing unit in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or printer.
近年、画像形成の高精細化に伴って複数の発光点を有するマルチビーム光源を用いて、感光体上を複数のビームで同時に走査するレーザ走査光学装置が種々開発されている。この種のレーザ走査光学装置では、同時に走査される複数のビームの相対位置(特に、副走査方向のビーム間隔)の制御が必要となる。 2. Description of the Related Art In recent years, various types of laser scanning optical devices have been developed that simultaneously scan a photosensitive member with a plurality of beams using a multi-beam light source having a plurality of light emitting points as image formation becomes more precise. In this type of laser scanning optical apparatus, it is necessary to control the relative positions (in particular, the beam interval in the sub-scanning direction) of a plurality of beams scanned simultaneously.
特許文献1では、全ての走査光学素子(レンズ)を透過したビームを有効露光領域外の始端側と終端側に配置したずれ量検出手段で検出し、主走査方向の走査タイミング及び副走査方向の走査位置を補正することが開示されている。特許文献2では、全ての走査光学素子(レンズ)を透過したビームを有効露光領域外の始端側と終端側に配置したビーム検出手段で検出し、主走査方向の走査タイミングを決めるとともに、主走査方向の倍率を補正することが開示されている。特許文献3では、全ての走査光学素子(レンズ)を透過したビームを有効露光領域外の始端側と終端側に配置した受光器で検出するとともに、光源から放射されてカップリングレンズを通過したビームのうち、反射光学素子で反射した一部のビームをいま一つの受光器で検出し、二つの受光器によって、光源の出力レベルを高精度に制御することが開示されている。
In
しかしながら、前記特許文献1,2,3に記載のレーザ走査光学装置では、いずれも、有効露光領域外を透過したビームを検出しているため、走査光学素子の両端部を有効露光領域外まで延長させる必要があった。これでは走査光学素子が長尺化し、ひいてはコストアップ及び走査光学装置の大型化につながるという問題点を有していた。
However, in each of the laser scanning optical devices described in
そこで、本発明の目的は、光学性能を補正するためのビームの検出性を損なうことなく走査光学素子の長尺化を回避できるレーザ走査光学装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser scanning optical device capable of avoiding an increase in the length of a scanning optical element without impairing beam detectability for correcting optical performance.
本発明の一形態であるレーザ走査光学装置は、
複数の発光点を有するマルチビーム光源と、
前記光源から放射された複数のビームを主走査方向に偏向する偏向器と、
前記偏向器で偏向されたビームを感光体上に結像させる走査光学素子と、
第1のビーム検出手段と、
前記走査光学素子と前記感光体との間に配置され、感光体上の有効露光領域の始端側と終端側の少なくとも一方に位置するノビ領域に向かうビームを分離するビーム分離手段と、
を備え、
前記ビーム分離手段で分離された一方のビームは前記ノビ領域に向かい、
前記ビーム分離手段で分離された他方のビームは前記第1のビーム検出手段に向かうこと、
を特徴とする。
A laser scanning optical device according to an aspect of the present invention is
A multi-beam light source having a plurality of emission points;
A deflector for deflecting a plurality of beams emitted from the light source in a main scanning direction;
A scanning optical element that forms an image of the beam deflected by the deflector on the photosensitive member;
First beam detection means;
A beam separating unit that is disposed between the scanning optical element and the photosensitive member and separates a beam toward a nobi region located on at least one of a starting end side and a terminal end side of an effective exposure region on the photosensitive member;
With
One beam separated by the beam separating means is directed to the nobi region,
The other beam separated by the beam separating means is directed to the first beam detecting means;
It is characterized by.
感光体上の有効露光領域は、有効画像形成領域とその始端側及び/又は終端側に位置するノビ領域とで構成されている。ノビ領域とは、トンボなどの画像を形成し、用紙に対する画像の傾きなどを検出して画像形成にフィードバックをかけるための領域である。本レーザ走査光学装置においては、このノビ領域を露光するビームを分離して、分離された一方のビームはノビ領域に向かい、ノビ領域に所定の画像を形成する。そして、分離された他方のビームを第1のビーム検出手段で検出して光学性能を補正するためのビームとして利用する。従って、走査光学素子を有効露光領域外にまで長尺化する必要はない。なお、光学性能の補正とは、例えば、複数のビームの副走査方向の間隔補正、主走査方向の倍率補正である。 The effective exposure area on the photoconductor is composed of an effective image forming area and a nobi area located on the start side and / or the end side thereof. The nobi region is an area for forming an image such as a register mark and detecting the inclination of the image with respect to the paper and applying feedback to the image formation. In this laser scanning optical device, the beam for exposing the nobi region is separated, and one of the separated beams is directed to the nobi region to form a predetermined image in the nobi region. Then, the other separated beam is detected by the first beam detecting means and used as a beam for correcting the optical performance. Therefore, it is not necessary to lengthen the scanning optical element beyond the effective exposure area. The optical performance correction is, for example, correction of a plurality of beams in the sub-scanning direction and magnification correction in the main scanning direction.
本発明によれば、光学性能を補正するためのビームの検出性を損なうことなく走査光学素子の長尺化を回避でき、ひいては、レーザ走査光学装置のコストダウン、小型化を達成できる。 According to the present invention, it is possible to avoid an increase in the length of the scanning optical element without impairing the detectability of the beam for correcting the optical performance. As a result, the laser scanning optical device can be reduced in cost and size.
以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部品、部分は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of a laser scanning optical apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In each figure, common parts and portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(第1実施例、図1参照)
本発明の第1実施例であるレーザ走査光学装置は、図1に示すように、概略、光源1、コリメータレンズ2、シリンダレンズ3、ポリゴンミラー4、走査レンズ11,12,13、防塵ガラス14などで構成されている。なお、光路を折り曲げるための図示しないミラーも適宜配置されている。感光体30上に画像(静電潜像)を形成するためのこれらの光学系の基本的な構成は周知である。
(See the first embodiment, FIG. 1)
As shown in FIG. 1, the laser scanning optical apparatus according to the first embodiment of the present invention is schematically shown as a
光源1は、複数の発光点を有するマルチビーム光源(レーザダイオードアレイ)であり、複数の発光点の中心軸を回転させることにより、副走査方向Zに関するビーム間隔を補正することができる。光源1から放射されたビームは、ポリゴンミラー4によって主走査方向Yに等角速度で偏向され、ビームの成形機能、fθ機能、結像機能などの少なくともいずれかを有する走査レンズ11,12,13によって主走査方向Yの収差を補正され、感光体30上で結像した状態で走査/露光する。
The
レーザ走査光学装置は、画像書出し位置を制御するためのビーム検出手段(光電変換素子)15を備えている。ポリゴンミラー4によってビームは主走査方向Yに走査される。ビーム検出手段15は、この主走査方向Yの始端側であって有効露光領域Aの外側を透過し、かつ、ミラー16で反射されたビームを検出する。ビーム検出手段15からの検出信号は図示しない制御回路に入力され、同期信号(SOS信号とも称する)が生成される。ビーム検出手段15に入力されるビームは走査レンズ11,12を透過したものであり、走査レンズ13を透過することはない。
The laser scanning optical device includes beam detection means (photoelectric conversion element) 15 for controlling the image writing position. The beam is scanned in the main scanning direction Y by the polygon mirror 4. The beam detection means 15 detects the beam that is transmitted through the outside of the effective exposure area A on the start end side in the main scanning direction Y and reflected by the
レーザ走査光学装置は、さらに、主走査方向Yの両端側に配置したビーム検出手段(光電変換素子)21A,21Bと、主走査方向Yの両端側であって走査レンズ13と感光体30との間に配置されたビーム分離手段(具体的にはハーフミラー22A,22B)を備えている。ハーフミラー22A,22Bは有効露光領域Aの始端側及び終端側に位置するノビ領域Cに向かうビームを分離する。分離された一方のビームはノビ領域Cに向かい、他方のビームはビーム検出手段21A,21Bに向かう。
The laser scanning optical device further includes beam detection means (photoelectric conversion elements) 21A and 21B arranged on both ends in the main scanning direction Y, and both the
ところで、感光体30上の有効露光領域Aは、有効画像形成領域Bとその始端側及び終端側に位置するノビ領域Cとで構成されている。ノビ領域Cとは、トンボなどの画像を形成し、用紙に対する画像の傾きなどを検出して画像形成にフィードバックをかけるための領域である。本レーザ走査光学装置においては、このノビ領域Cを露光するビームを分離する。分離された一方のビームはノビ領域Cに向かい、ノビ領域Cに所定の画像を形成する。分離された他方のビームはビーム検出手段21A,21Bで検出され、その検出信号は図示しない制御回路に入力されて光学性能が補正される。光学性能の補正とは、例えば、複数のビームの副走査方向の間隔補正、主走査方向の倍率補正である。
By the way, the effective exposure area A on the
従来のレーザ走査光学装置にあっては、有効露光領域Aの外側を通過するビームを利用して光学性能を補正していた。これに対して、本第1実施例においては、有効露光領域Aの内側(ノビ領域C)を露光するビームの一部を利用して光学性能を補正している。従って、走査レンズ13を有効露光領域Aの外側にまで長尺化する必要はなく、ひいては、レーザ走査光学装置のコストダウン、小型化を達成できる。
In the conventional laser scanning optical apparatus, the optical performance is corrected using the beam passing outside the effective exposure area A. On the other hand, in the first embodiment, the optical performance is corrected by using a part of the beam that exposes the inside of the effective exposure area A (novi area C). Therefore, it is not necessary to lengthen the
即ち、全ての走査レンズ11,12,13を透過したビームを用いて光学性能を補正することで、ビームの相対的な位置変化を検出でき、温度変化によって走査レンズ11,12,13などが変形してビームの相対位置が変化した場合であっても、ビーム検出手段21A,21Bでの検出結果をフィードバックすることにより安定した品質の画像を得ることができる。
That is, by correcting the optical performance using the beams transmitted through all the
前記ハーフミラー22A,22Bは簡単な構成でビーム分離手段として機能する。このハーフミラー22A,22Bはその透過反射比が透過/反射>1であることが好ましい。このような透過反射比とすることで、ノビ領域Cに画像を形成するための光量を確保することができる。
The
また、ビーム検出手段21A,21Bはいずれか一方に配置するだけでもよいが、有効露光領域Aの始端側及び終端側に一対設けることで、主走査方向Yの倍率を高精度に検出することができる。
Further, the
(第2実施例、図2参照)
本発明の第2実施例であるレーザ走査光学装置は、図2に示すように、二つの光源(レーザダイオード)1A,1Bを配置したものである。光源1A,1Bは互いに直交する方向に偏光方向の異なるビームを放射し、該ビームはコリメータレンズ2A,2Bを透過した後に偏光ビームスプリッタ6にて同じ方向に進行するように合成される。さらに、1/4波長板7が偏光ビームスプリッタ6とポリゴンミラー4との間にシリンドリカルレンズ3を介して配置されている。
(See the second embodiment, FIG. 2)
The laser scanning optical apparatus according to the second embodiment of the present invention is one in which two light sources (laser diodes) 1A and 1B are arranged as shown in FIG. The light sources 1A and 1B emit beams having different polarization directions in directions orthogonal to each other, and the beams are combined so as to travel in the same direction by the
また、走査レンズ13からノビ領域Cに向かうビームを分離するために、前記偏光ビームスプリッタ6で合成されたビームを分離する偏光ビームスプリッタ23A,23Bを設けるとともに、走査レンズ13と偏光ビームスプリッタ23A,23Bとの間に1/4波長板24A,24Bを設けている。
Further, in order to separate the beam from the
1/4波長板7,24A,24Bは、周知のように、直線偏光と円偏光を相互に変換するもので、前段に位置する1/4波長板7は光源1A,1Bから放射されたビームを直線偏光から円偏光に変換する。また、後段に位置する1/4波長板24A,24Bはノビ領域Cに向かうビームを円偏光から直線偏光に変換する。
As is well known, the quarter-
本レーザ走査光学装置の他の構成は前記第1実施例と同様である。従って、偏光ビームスプリッタ6で合成された2本のビームは、1/4波長板7で円偏光に変換された後、ポリゴンミラー4で主走査方向Yに偏向され、走査レンズ11,12,13を透過し、感光体30上で結像する。そして、ノビ領域Cに向かう2本のビームは、1/4波長板24A,24Bで直線偏光に変換され、分離/変換された一方のビームはノビ領域Cに向かい、他方のビームはビーム検出手段21A,21Bに向かう。
Other configurations of the laser scanning optical apparatus are the same as those in the first embodiment. Accordingly, the two beams synthesized by the
ビーム検出手段21A,21Bでの検出信号に基づいて光学性能が補正されること、及び、ノビ領域Cに向かうビームを利用することによる作用効果は前記第1実施例で説明したのと同様である。特に、本第2実施例では、円偏光に変換されたビームで感光体30上を露光するため、円偏光は光量ムラが小さいので画像の濃度ムラが小さくなる。
The optical performance is corrected based on the detection signals from the
なお、第2実施例において、光源1A,1Bとしてレーザダイオードアレイを用いてもよい。例えば、光源1A,1Bからそれぞれ2ビームずつ放射し、計4ビームで感光体30を走査するようにしてもよい。
In the second embodiment, a laser diode array may be used as the light sources 1A and 1B. For example, two light beams may be emitted from the light sources 1A and 1B, and the
(他の実施例)
なお、本発明に係るレーザ走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
(Other examples)
The laser scanning optical apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
特に、光源光学系、走査光学系の構成、配置などは任意である。また、同時に走査されるビームの本数も任意である。 In particular, the configuration and arrangement of the light source optical system and the scanning optical system are arbitrary. Also, the number of beams scanned simultaneously is arbitrary.
以上のように、本発明は、レーザ走査光学装置に有用であり、特に、光学性能を補正するためのビームの検出性を損なうことなく走査光学素子の長尺化を回避できる点で優れている。 As described above, the present invention is useful for a laser scanning optical apparatus, and is particularly excellent in that it is possible to avoid an increase in the length of a scanning optical element without impairing beam detectability for correcting optical performance. .
1,1A,1B…光源
4…ポリゴンミラー
6…偏光ビームスプリッタ
7…1/4波長板
11,12,13…走査レンズ
15…SOS用ビーム検出手段
21A,21B…補正用ビーム検出手段
22A,22B…ハーフミラー
23A,23B…偏光ビームスプリッタ
24A,24B…1/4波長板
30…感光体
Y…主走査方向
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記光源から放射された複数のビームを主走査方向に偏向する偏向器と、
前記偏向器で偏向されたビームを感光体上に結像させる走査光学素子と、
第1のビーム検出手段と、
前記走査光学素子と前記感光体との間に配置され、感光体上の有効露光領域の始端側と終端側の少なくとも一方に位置するノビ領域に向かうビームを分離するビーム分離手段と、
を備え、
前記ビーム分離手段で分離された一方のビームは前記ノビ領域に向かい、
前記ビーム分離手段で分離された他方のビームは前記第1のビーム検出手段に向かうこと、
を特徴とするレーザ走査光学装置。 A multi-beam light source having a plurality of emission points;
A deflector for deflecting a plurality of beams emitted from the light source in a main scanning direction;
A scanning optical element that forms an image of the beam deflected by the deflector on the photosensitive member;
First beam detection means;
A beam separating unit that is disposed between the scanning optical element and the photosensitive member and separates a beam toward a nobi region located on at least one of a starting end side and a terminal end side of an effective exposure region on the photosensitive member;
With
One beam separated by the beam separating means is directed to the nobi region,
The other beam separated by the beam separating means is directed to the first beam detecting means;
A laser scanning optical device.
前記ビーム分離手段は第1の偏光ビームスプリッタで合成された2本のビームを分離する第2の偏光ビームスプリッタであること、
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のレーザ走査光学装置。 A first polarization beam splitter for combining two beams having different polarization directions is disposed between the multi-beam light source and the deflector;
The beam separating means is a second polarizing beam splitter that separates the two beams synthesized by the first polarizing beam splitter;
The laser scanning optical apparatus according to claim 1, wherein
前記走査光学素子と前記第2の偏光ビームスプリッタとの間に第2の1/4波長板を配置したこと、
を特徴とする請求項6に記載のレーザ走査光学装置。 A first quarter wave plate is disposed between the first polarizing beam splitter and the deflector;
A second quarter-wave plate is disposed between the scanning optical element and the second polarizing beam splitter;
The laser scanning optical apparatus according to claim 6.
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2010
- 2010-04-20 JP JP2010096762A patent/JP2011227279A/en active Pending
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