JP3238649B2 - Light intensity control device and light intensity control method - Google Patents
Light intensity control device and light intensity control methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【技術分野】本発明は、光源から発する光束をモニター
光束と主光束に分割し、モニター光束の光強度に基づい
て光源の発光量を制御する光強度制御装置および光強度
制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light intensity control device and a light intensity control method for dividing a light beam emitted from a light source into a monitor light beam and a main light beam, and controlling the light emission amount of the light source based on the light intensity of the monitor light beam.
【0002】[0002]
【従来技術およびその問題点】光走査装置等では、光源
から発する光束をモニター光束と主光束に分割し、モニ
ター光束の光強度を検出して、これを基に主光束の光強
度を調節すべく光源の発光量を調整する光強度制御装置
が用いられる。光ディスク装置を例にとると、半導体レ
ーザー等の光源から発するレーザー光束はハーフミラー
等の光分割素子により分割され、分割光束の一方はモニ
ター光束として光強度検出に用いられ、他方は主光束と
して像面に位置する光ディスクに導かれて情報の読み書
きに利用される。光強度制御装置は、上記モニター光束
の光強度に基づいて光ディスク上で所定の光強度が得ら
れるよう光源の発光強度を制御する、いわゆるAPC
(Automatic Power Control )動作を行う。このAPC
動作を行うには、モニター光束を検出する検出手段の出
力信号強度と主光束の光強度が一定の相関をもつ必要が
ある。しかし、光分割素子やその後段の光学素子の反射
透過特性は偏光依存特性(偏光依存性)を有するため、
光分割素子への入射光束の偏光状態が変化するとモニタ
ー光の出力信号強度と主光束の光強度のバランスが崩
れ、APC動作を有効に行わせることができなくなる。2. Description of the Related Art In an optical scanning device or the like, a light beam emitted from a light source is divided into a monitor light beam and a main light beam, the light intensity of the monitor light beam is detected, and the light intensity of the main light beam is adjusted based on the detected light intensity. For this purpose, a light intensity control device for adjusting the light emission amount of the light source is used. Taking an optical disc device as an example, a laser beam emitted from a light source such as a semiconductor laser is split by a light splitting element such as a half mirror, and one of the split beams is used as a monitor beam for light intensity detection, and the other is an image as a main beam. It is guided to an optical disk located on the surface and used for reading and writing information. The light intensity control device controls the light emission intensity of the light source so as to obtain a predetermined light intensity on the optical disk based on the light intensity of the monitor light beam, so-called APC.
(Automatic Power Control) operation. This APC
In order to perform the operation, it is necessary that the output signal intensity of the detecting means for detecting the monitor light beam and the light intensity of the main light beam have a certain correlation. However, since the reflection and transmission characteristics of the light splitting element and the subsequent optical element have polarization-dependent characteristics (polarization dependence),
When the polarization state of the light beam incident on the light splitting element changes, the balance between the output signal intensity of the monitor light and the light intensity of the main light beam is broken, and the APC operation cannot be effectively performed.
【0003】例えば、複数の光源を用いた装置では、複
数の光束間において互いの偏光状態にばらつきが生じや
すい。また一つの光源から発せられる光束であっても、
環境や光学部材の配置によって、光分割素子に入射する
までに偏光状態は様々に変化し得る。このように入射光
束の偏光状態が変化される条件下では、光分割素子をは
じめとする光学部材が偏光依存特性を有するために正確
なモニター光の出力信号が得られず、APCを作動させ
て光源の発光量を調節しようとしても、像面上の主光束
の光強度を所定のレベルに保つことはできない。場合に
よっては、APC動作を行うことによりかえって像面上
での光強度の誤差が大きくなってしまう。For example, in an apparatus using a plurality of light sources, the polarization states of a plurality of light beams tend to vary. Also, even if it is a light beam emitted from one light source,
Depending on the environment and the arrangement of the optical members, the polarization state can be variously changed before the light enters the light splitting element. Under the condition that the polarization state of the incident light beam is changed in this way, an accurate output signal of the monitor light cannot be obtained because the optical members including the light splitting element have polarization dependent characteristics, and the APC is operated. Even if the light emission amount of the light source is adjusted, the light intensity of the main light beam on the image plane cannot be maintained at a predetermined level. In some cases, the error of the light intensity on the image plane is rather increased by performing the APC operation.
【0004】上記の問題を解決するため、本出願人は特
願平8−75182号において、ビームスプリッタを用
いてモニター光束を電界ベクトルの振動方向が互いに直
交する第1、第2の直線偏光成分(S偏光とP偏光)に
分離し、それぞれの偏光成分を必要な加算比で演算、再
合成することによってモニター光の出力を補正し、ハー
フミラー等への入射光の偏光状態の変化を起因とするモ
ニター光の出力信号強度と主光束の光強度のバランスの
崩れを補正する光強度制御装置および制御方法を提案し
た。この装置および方法によれば、光分割素子への入射
光の偏光状態に拘わらず、モニター光検出手段の出力信
号強度と主光束の対象面上での光強度とが一定の相関を
もつようにモニター光束の検出手段の出力が補正される
ので、APC動作により像面上の主光束の光強度を所定
のレベルに保つことが可能となる。In order to solve the above-mentioned problem, the applicant of the present invention disclosed in Japanese Patent Application No. 8-75182 using a beam splitter to convert a monitor light beam into first and second linearly polarized light components in which the vibration directions of electric field vectors are orthogonal to each other. (S-polarized light and P-polarized light), and the output of the monitor light is corrected by calculating and recombining the respective polarized components at the required addition ratio, resulting in a change in the polarization state of the light incident on the half mirror and the like. A light intensity controller and a control method for correcting the imbalance between the output signal intensity of the monitor light and the light intensity of the main light beam are proposed. According to the apparatus and the method, the output signal intensity of the monitor light detection unit and the light intensity of the main light beam on the target surface have a constant correlation regardless of the polarization state of the light incident on the light splitting element. Since the output of the monitor light beam detecting means is corrected, the light intensity of the main light beam on the image plane can be maintained at a predetermined level by the APC operation.
【0005】上記の光強度制御装置および制御方法で
は、光分割素子への入射光に関する偏光状態の影響を排
除できるが、さらに光分割素子の偏光依存特性(反射光
または透過光の偏光成分比)は湿度の変化によって変化
する(湿度依存特性を有する)という問題がある。例え
ば、誘電体コートで形成されたハーフミラーのコート面
は外気に露出しているため、周囲の湿度変化により、ハ
ーフミラーを透過するモニター光の偏光成分比が変化さ
れやすい。すると、入射光の偏光状態に対する補正手段
を備えた光強度制御装置であっても、上記のAPC動作
を正確に実行することができなくなる。よって、このタ
イプの光強度制御装置では、湿度変化による影響も含め
て制御する必要がある。In the above-described light intensity control device and control method, the influence of the polarization state on the light incident on the light splitting element can be eliminated, but the polarization dependence of the light splitting element (the polarization component ratio of reflected light or transmitted light) is further improved. Has a problem that it changes due to a change in humidity (has a humidity-dependent characteristic). For example, since the coating surface of a half mirror formed of a dielectric coating is exposed to the outside air, the polarization component ratio of monitor light transmitted through the half mirror is likely to change due to changes in ambient humidity. Then, even with a light intensity control device provided with a means for correcting the polarization state of the incident light, the above-described APC operation cannot be executed accurately. Therefore, in this type of light intensity control device, it is necessary to perform control including the effect of a change in humidity.
【0006】[0006]
【発明の目的】本発明は上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、光分割素子で主光束とモニター光束を分割
し、モニター光束を用いて主光束の対象面上での光強度
を制御する光強度制御装置および光強度制御方法におい
て、湿度に依存する光分割素子の偏光依存特性の変化に
拘わりなく主光束の光量を正確に制御することが可能な
光強度制御装置および光強度制御方法を得ることを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and divides a main light beam and a monitor light beam by a light splitting element, and controls the light intensity of the main light beam on a target surface using the monitor light beam. Light intensity control device and light intensity control method capable of accurately controlling the light amount of a main light beam regardless of a change in polarization-dependent characteristics of a light splitting element depending on humidity The purpose is to obtain.
【0007】[0007]
【発明の概要】本発明は、少なくとも1つの光源を有す
る光源部から発した光束をモニター光束と主光束とに分
割する光分割素子と、上記モニター光束の光強度を検出
するモニター光検出手段と、上記光分割素子への入射光
の偏光状態に拘わらず、上記モニター光検出手段の出力
信号強度と主光束の対象面上での光強度とが一定の相関
をもつよう上記モニター光検出手段の出力を補正する偏
光補正手段と、上記偏光補正手段により補正された上記
モニター光検出手段の出力信号に基づいて上記光源部の
発光強度を制御する制御手段とを有する光強度制御装置
において、偏光特性が一定の基準光を、上記光源部から
発せられる光束と同方向かつ同入射角で上記光分割素子
に入射させる、上記光源部とは独立して設けられる基準
光供給手段と、上記光分割素子に入射して分割される基
準光のうち、上記モニター光束と同方向の光束の光強度
を検出する基準光検出手段と、湿度に依存する上記光分
割素子の偏光依存特性が変化されたとき、上記基準光検
出手段の出力信号の変化から光分割素子の偏光依存特性
の変化量を検知する偏光依存特性変化検知手段と、検知
された光分割素子の偏光依存特性の変化量を、上記偏光
補正手段にフィードバックさせるフィードバック手段と
を備え、上記偏光補正手段は、上記フィードバック手段
から入力された光分割素子の偏光依存特性の変化量に基
づいて、湿度変化に拘わらず上記モニター光検出手段の
出力信号強度と主光束の対象面上での光強度とが一定の
相関をもつように上記モニター光検出手段の出力を補正
することを特徴としている。モニター光検出手段と基準
光検出手段は、それぞれ独立して設けられた受光素子と
することができるし、あるいは同一の受光素子が兼ねて
もよい。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a light splitting element for splitting a light beam emitted from a light source unit having at least one light source into a monitor light beam and a main light beam, and monitor light detecting means for detecting the light intensity of the monitor light beam. Irrespective of the polarization state of the light incident on the light splitting element, the monitor light detecting means is configured such that the output signal intensity of the monitor light detecting means and the light intensity of the main light beam on the target surface have a constant correlation. A light intensity control device comprising: a polarization correction unit that corrects an output; and a control unit that controls light emission intensity of the light source unit based on an output signal of the monitor light detection unit corrected by the polarization correction unit. A reference light supply means provided independently of the light source unit, wherein a constant reference light is incident on the light splitting element in the same direction and at the same angle of incidence as the light beam emitted from the light source unit. The reference light detecting means for detecting the light intensity of the light beam in the same direction as the monitor light beam among the reference light beams incident on the light splitting device and the polarization dependent characteristics of the light splitting device depending on humidity are changed. When, the polarization-dependent characteristic change detecting means for detecting the amount of change in the polarization-dependent characteristic of the light splitting element from the change in the output signal of the reference light detecting means, the detected amount of change in the polarization-dependent characteristic of the light splitting element, Feedback means for feeding back to the polarization correction means, wherein the polarization correction means is based on the amount of change in the polarization-dependent characteristic of the light splitting element input from the feedback means, and the monitor light detection means irrespective of a change in humidity. The output of the monitor light detecting means is corrected so that the output signal intensity of the main light beam and the light intensity of the main light beam on the target surface have a constant correlation. The monitor light detecting means and the reference light detecting means may be light receiving elements provided independently of each other, or may be the same light receiving element.
【0008】本発明はまた、少なくとも1つの光源から
発した光束を光分割素子によりモニター光束と主光束と
に分割し、上記光源から発したモニター光束をモニター
光検出手段により検出し、上記光分割素子への入射光の
偏光状態に拘わらず、上記モニター光検出手段の出力信
号強度と主光束の対象面上での光強度とが一定の相関を
もつようにモニター光検出手段の出力信号を偏光補正手
段で補正し、この出力信号に基づいて上記光源の発光強
度を制御する光強度制御方法において、上記光分割素子
に入射する光源部の光束と同方向かつ同入射角で、偏光
特性が一定な基準光を光分割素子に入射させるステップ
と、光分割素子に入射して分割される基準光のうち、上
記モニター光束と同方向の光束の光強度を検出するステ
ップと、検出される透過基準光の出力変化に基づき、湿
度に依存する光分割素子の偏光依存特性の変化量を特定
するステップと、この偏光依存特性の変化量を上記偏光
補正手段にフィードバックさせるステップと、上記偏光
補正手段が、入力された光分割素子の偏光依存特性の変
化量に基づき、湿度変化に拘わらず上記モニター光検出
手段の出力信号強度と主光束の対象面上での光強度とが
一定の相関をもつように上記モニター光検出手段の出力
を補正するステップとを有することを特徴としている。According to the present invention, a light beam emitted from at least one light source is split into a monitor light beam and a main light beam by a light splitting element, and the monitor light beam emitted from the light source is detected by monitor light detecting means. The output signal of the monitor light detection means is polarized so that the output signal intensity of the monitor light detection means and the light intensity of the main light beam on the target surface have a constant correlation irrespective of the polarization state of the light incident on the element. In the light intensity control method of correcting the light emission intensity of the light source based on the output signal, the polarization characteristics are constant in the same direction and the same incident angle as the light flux of the light source unit incident on the light splitting element. Making the reference light incident on the light splitting element, and detecting the light intensity of the light flux in the same direction as the monitor light flux among the reference lights split into the light splitting element. Specifying the amount of change in the polarization dependent characteristic of the light splitting element depending on the humidity based on the output change of the transmitted reference light; feeding back the amount of change in the polarization dependent characteristic to the polarization correction means; The means has a constant correlation between the output signal intensity of the monitor light detection means and the light intensity of the main light beam on the target surface regardless of the humidity change, based on the input change amount of the polarization dependent characteristic of the light splitting element. Correcting the output of the monitor light detecting means.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】図1を参照して本発明の要旨を説
明する。同図に概略を示す光強度制御装置を備えたビー
ム走査装置は、複数の半導体レーザー発振器とそれに対
応する複数の光ファイバーを有するマルチビーム光源1
0を備える。複数の光ファイバーは、それぞれの射出部
が一直線上に並んで固定されていて、この光ファイバー
から射出された複数の光束は略平行な状態で光分割素子
であるハーフミラー11に達し、それぞれの光束は一部
がハーフミラー11を透過し、他部分がハーフミラー1
1のコート面により反射される。ハーフミラー11を透
過した光束はモニター光束としてビームスプリッタ12
に入る。ビームスプリッタ12は、各モニター光束を、
電界ベクトルの振動方向が互いに直交する偏光成分に分
離させ、この互いに直交する2つの偏光成分は、それぞ
れ光量検出センサ13、14に検出される。図1の形態
では、モニター光束はビームスプリッタ12によりP偏
光とS偏光に分離され、前者は光量検出センサ13で検
出され、後者は光量検出センサ14で検出される。一
方、ハーフミラー11で反射された主光束は、回転可能
に設けられた走査用ポリゴンミラー15の反射面により
反射され、ポリゴンミラー15と対象面(像面17)の
間に設けられたfθレンズ16を通って像面17上に結
像される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The gist of the present invention will be described with reference to FIG. A beam scanning device having a light intensity control device schematically shown in FIG. 1 is a multi-beam light source 1 having a plurality of semiconductor laser oscillators and a plurality of optical fibers corresponding thereto.
0 is provided. The plurality of optical fibers have their emission sections fixed in a straight line, and the plurality of light beams emitted from the optical fibers reach the half mirror 11, which is a light splitting element, in a substantially parallel state. One part is transmitted through the half mirror 11 and the other part is the half mirror 1
1 is reflected by the coated surface. The light beam transmitted through the half mirror 11 is used as a monitor light beam as a beam splitter 12.
to go into. The beam splitter 12 converts each monitor beam into
The vibration direction of the electric field vector is separated into polarization components orthogonal to each other, and the two polarization components orthogonal to each other are detected by the light amount detection sensors 13 and 14, respectively. In the embodiment of FIG. 1, the monitor light beam is separated into P-polarized light and S-polarized light by the beam splitter 12, and the former is detected by the light amount detection sensor 13 and the latter is detected by the light amount detection sensor 14. On the other hand, the main light beam reflected by the half mirror 11 is reflected by the reflecting surface of the rotatable scanning polygon mirror 15, and the fθ lens provided between the polygon mirror 15 and the target surface (image surface 17). The light is imaged on the image plane 17 through 16.
【0010】主光束は、ポリゴンミラー15の回転によ
って像面17上を一定範囲で走査され、走査位置に応じ
て像面17上に所定の光強度が与えられるように、光源
パワー制御回路18が半導体レーザー発振器のパワー制
御(ON/OFF制御を含む)を行う。図1の符号19
は、レーザーの所定の基準出力に対応する基準電圧を発
生する、基準電圧発生回路である。The main light beam is scanned over the image plane 17 within a certain range by the rotation of the polygon mirror 15, and a light source power control circuit 18 is provided so that a predetermined light intensity is given to the image plane 17 according to the scanning position. Power control (including ON / OFF control) of the semiconductor laser oscillator is performed. Reference numeral 19 in FIG.
Is a reference voltage generation circuit for generating a reference voltage corresponding to a predetermined reference output of the laser.
【0011】上記光量検出センサ13、14に検出され
る上記2つの偏光成分の出力信号は、それぞれが第1増
幅器20と第2増幅器21において増幅され、加算回路
22で再合成される。加算回路22で再合成された出力
は増幅器23で増幅されてAPC信号として出力され
る。ハーフミラー11の反射透過特性は偏光依存特性を
有しており、光源において同じ光強度のレーザー光を発
生させたとしても、ハーフミラー11に入射する光束の
偏光状態によって光量検出センサ13と光量検出センサ
14とで検出されるそれぞれの偏光成分の比率が変化し
てしまう。そこで、モニター光束の2つの偏光成分の出
力を、設計値あるいは測定値から得たハーフミラー11
の偏光依存特性を反映させた所定の加算比(増幅率)で
増幅することにより、ハーフミラー11への入射光束の
偏光状態の変化に依存する光量検出センサ13、14の
出力の変化を補正することができる。また、ハーフミラ
ー11から像面17までの光学素子(ポリゴンミラー1
5やfθレンズ16)も、ハーフミラー11よりは影響
が少ないものの偏光依存性を有しているので、ハーフミ
ラー11より後段の光学素子の偏光依存特性を含めて上
記加算比を設定すれば、より高精度な補正を行うことが
できる。The output signals of the two polarization components detected by the light quantity detection sensors 13 and 14 are respectively amplified by a first amplifier 20 and a second amplifier 21 and recombined by an addition circuit 22. The output recombined by the adding circuit 22 is amplified by the amplifier 23 and output as an APC signal. The reflection and transmission characteristics of the half mirror 11 have polarization-dependent characteristics. Even if the light source generates a laser beam of the same light intensity, the light amount detection sensor 13 and the light amount detection sensor 13 depend on the polarization state of the light beam incident on the half mirror 11. The ratio of each polarization component detected by the sensor 14 changes. Therefore, the output of the two polarization components of the monitor light beam is obtained by a half mirror 11 obtained from a design value or a measured value.
Amplification at a predetermined addition ratio (amplification rate) reflecting the polarization dependent characteristic of the light from the light amount detection sensors 13 and 14 depending on the change in the polarization state of the light beam incident on the half mirror 11 is corrected. be able to. Further, an optical element (the polygon mirror 1) from the half mirror 11 to the image plane 17 is provided.
Lens 5) and the fθ lens 16) also have less polarization than the half mirror 11, but also have polarization dependence. Therefore, if the above-mentioned addition ratio is set including the polarization dependence of the optical element downstream of the half mirror 11, Higher accuracy correction can be performed.
【0012】以上の補正を経て生成されたAPC信号
は、光源パワー制御回路18に入力される。光源パワー
制御回路18は、後述するタイミングで、順次、それぞ
れの半導体レーザーのAPC信号を基準電圧発生回路1
9による基準電圧と比較演算し、像面17上でのビーム
スポットの強度が基準電圧で設定された強度レベルにな
るように光源の駆動電流を制御する。そして、後述する
区間、それぞれのビームスポットの強度レベルを基準レ
ベルに保持するよう光源パワー制御回路18は、補正を
経て生成されたそれぞれの半導体レーザーのAPC信号
を独立にホールドする。The APC signal generated through the above correction is input to the light source power control circuit 18. The light source power control circuit 18 sequentially outputs the APC signals of the respective semiconductor lasers to the reference voltage generation circuit 1 at a timing described later.
Then, the driving current of the light source is controlled so that the intensity of the beam spot on the image plane 17 becomes the intensity level set by the reference voltage. Then, in a section to be described later, the light source power control circuit 18 independently holds the APC signals of the respective semiconductor lasers generated through the correction so as to hold the intensity level of each beam spot at the reference level.
【0013】このように、モニター光束を互いに直交す
る偏光成分に分離し、それぞれを必要な加算比で演算し
てから再合成することで、ハーフミラー11に入射する
各光束の偏光状態に拘わらず、モニター光検出手段の出
力信号強度と主光束の対象面上での光強度が一定の相関
をもつようにモニター光のセンサ出力を調整できる。こ
れにより正確なAPC動作を行わせることができる。つ
まり、図1の枠Aが、モニター光束の出力に関して分割
光学系(および走査用光学系)の偏光依存性による影響
を補正する回路系を構成している。この偏光依存性に関
する補正回路系Aとその補正手法については、前述の特
願平8−75182号および後述の実施形態に詳述され
ているため、ここでは具体的な説明を省略する。As described above, the monitor light beam is separated into polarization components orthogonal to each other, and each is calculated by a required addition ratio and then recombined, so that the monitor light beam is independent of the polarization state of each light beam incident on the half mirror 11. The sensor output of the monitor light can be adjusted so that the output signal intensity of the monitor light detection means and the light intensity of the main light beam on the target surface have a certain correlation. Thus, an accurate APC operation can be performed. That is, the frame A in FIG. 1 constitutes a circuit system for correcting the influence of the polarization dependence of the split optical system (and the scanning optical system) on the output of the monitor light beam. The correction circuit system A relating to the polarization dependency and the correction method thereof are described in detail in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 8-75182 and the embodiments described later, and thus a specific description thereof will be omitted here.
【0014】ハーフミラー11の偏光依存特性は、湿度
環境の変化に影響される。そのためビーム走査装置で
は、マルチビーム光源10とは別に基準光源24が設け
られている。基準光源24は、マルチビーム光源10か
らの光束と同じ方向かつ同じ入射角でハーフミラー11
に基準光を入射させるように設置されている。基準光源
24が生成する基準光は、環境変化によっては偏光特性
が変化されない性質を持つ。さらに、基準光源24から
ハーフミラー11までは、基準光の偏光状態が変化しな
いように、取り回しや設置状況によって偏光状態が容易
に変化してしまう光ファイバー等を用いずに光路が確保
されている。The polarization dependence of the half mirror 11 is affected by changes in the humidity environment. Therefore, in the beam scanning device, a reference light source 24 is provided separately from the multi-beam light source 10. The reference light source 24 is the same as the light beam from the multi-beam light source 10 in the same direction and the same incident angle as the half mirror 11.
It is installed so that reference light may be incident on the. The reference light generated by the reference light source 24 has a property that the polarization characteristics are not changed by an environmental change. Further, an optical path is secured from the reference light source 24 to the half mirror 11 without using an optical fiber or the like whose polarization state changes easily depending on the layout and installation conditions so that the polarization state of the reference light does not change.
【0015】基準光は、マルチビーム光源10からの光
束と同様に、ハーフミラー11により反射光と透過光に
分けられる。このうち図示しない反射基準光は、ポリゴ
ンミラー15による走査に影響しないように、ハーフミ
ラー11の近傍で遮断される。一方、透過基準光は、ハ
ーフミラー11の後方に設けた基準光検出センサ25を
用いて光量が検出される。この基準光検出センサ25で
検出された透過基準光の光量の出力信号は、増幅器26
で電気増幅された後、上記補正回路系Aに接続するフィ
ードバック回路27に入力される。基準光はハーフミラ
ー11に入射するまでの間に偏光特性の変化を受けない
ようになっているので、基準光検出センサ25で検出さ
れる透過基準光の光量変化は、ハーフミラー11の偏光
依存特性の変化として検知される。前述のようにハーフ
ミラー11の偏光依存特性の変化は湿度環境の変化に依
存するものであるから、結果的にフィードバック回路2
7は湿度変化の影響を検知していることになる。The reference light is split into reflected light and transmitted light by the half mirror 11, similarly to the light beam from the multi-beam light source 10. Among them, the reflection reference light (not shown) is blocked near the half mirror 11 so as not to affect the scanning by the polygon mirror 15. On the other hand, the amount of transmitted reference light is detected using a reference light detection sensor 25 provided behind the half mirror 11. An output signal of the light amount of the transmitted reference light detected by the reference light detection sensor 25 is output from an amplifier 26.
After that, it is input to a feedback circuit 27 connected to the correction circuit system A. Since the reference light is not changed in the polarization characteristic until it enters the half mirror 11, the change in the amount of transmitted reference light detected by the reference light detection sensor 25 depends on the polarization of the half mirror 11. It is detected as a change in characteristics. As described above, the change in the polarization-dependent characteristics of the half mirror 11 depends on the change in the humidity environment.
7 means that the influence of the humidity change is detected.
【0016】フィードバック回路27は、上記補正回路
系Aにハーフミラー11の偏光依存特性の変化量をフィ
ードバックさせる。これを受けて補正回路系Aは、入力
されたハーフミラー11の偏光依存特性の変化量に基づ
いて、モニター光束の互いに直交する2つの偏光成分
(P偏光とS偏光)に対する上記の加算比を再設定し、
湿度の変化に拘わらずモニター光束の出力信号強度と主
光束の像面17上での光強度とが一定のバランスに保た
れるように制御してAPC信号を生成する。図1の例で
は、湿度依存性の補正に係る増幅率の調整は光量検出セ
ンサ14で検出される偏光成分(S偏光)の出力に対し
て行われる。The feedback circuit 27 feeds back the amount of change in the polarization dependent characteristic of the half mirror 11 to the correction circuit system A. In response to this, the correction circuit system A calculates the above-mentioned addition ratio for the two orthogonal polarization components (P-polarized light and S-polarized light) of the monitor light beam based on the input change amount of the polarization dependence characteristic of the half mirror 11. Reset it,
An APC signal is generated by controlling the output signal intensity of the monitor light beam and the light intensity of the main light beam on the image plane 17 so as to maintain a constant balance regardless of the change in humidity. In the example of FIG. 1, the adjustment of the amplification factor for the correction of the humidity dependency is performed on the output of the polarization component (S-polarized light) detected by the light amount detection sensor 14.
【0017】つまり、図1の枠Bがハーフミラー11の
湿度依存性の影響を補正する補正回路系を構成してい
る。この湿度依存性に関する補正回路系Bを上記の偏光
依存性に関する補正回路系Aと連動させることで、ハー
フミラー11への入射光束の偏光状態の変化に加え、湿
度変化によるハーフミラー11の偏光依存特性の変化が
生じた場合にも、像面17上での主光束の光強度とモニ
ター光検出手段の出力信号強度が一定の相関をもつよう
に光量検出センサ13、14の出力が補正される。した
がって、高い精度での主光束の光量制御が可能となる。
なお、図1では基準光検出センサ25を、モニター光検
出用の光量検出センサ13、14とは別に設けている
が、光量検出センサ13、14を用いて透過基準光を検
出することも可能である。That is, the frame B in FIG. 1 constitutes a correction circuit system for correcting the influence of the humidity dependence of the half mirror 11. By linking the correction circuit system B for humidity dependency with the correction circuit system A for polarization dependency described above, in addition to the change of the polarization state of the light beam incident on the half mirror 11, the polarization dependency of the half mirror 11 due to the change in humidity is obtained. Even when the characteristics change, the outputs of the light amount detection sensors 13 and 14 are corrected so that the light intensity of the main light beam on the image plane 17 and the output signal intensity of the monitor light detection means have a constant correlation. . Therefore, it is possible to control the light amount of the main light beam with high accuracy.
In FIG. 1, the reference light detection sensor 25 is provided separately from the light amount detection sensors 13 and 14 for monitor light detection. However, it is also possible to detect the transmitted reference light using the light amount detection sensors 13 and 14. is there.
【0018】次に、光強度制御装置とその制御方法の具
体的な実施形態を図2から図14を参照して説明する。
この光強度制御装置は、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に適用されている。ま
ず、図2から図5に基づいて走査光学装置の概略構成を
説明する。以下の説明において「主走査方向」は、光軸
に垂直な面内で光束の走査方向に相当する方向、「副走
査方向」は、光軸に垂直な面内で主走査方向に直交する
方向をいうものとする。Next, a specific embodiment of the light intensity control device and its control method will be described with reference to FIGS.
This light intensity control device is applied to 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 scanning optical device will be described with reference to FIGS. In the following description, “main scanning direction” is a direction corresponding to the scanning direction of the light beam in a plane perpendicular to the optical axis, and “sub-scanning direction” is a direction perpendicular to the main scanning direction in a plane perpendicular to the optical axis. Shall be referred to.
【0019】走査光学装置は、図2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。The scanning optical device is, as shown in FIG.
A scanning optical system is arranged in a flat casing 1 having a substantially rectangular parallelepiped shape. The upper opening of the casing 1 is closed by the upper lid 2 during use.
【0020】走査光学系の光源部100は、図2および
図5に示されるように、それぞれ支持基板300に取り
付けられた8つのレーザーブロック310a〜310h
と、これらのレーザーブロックに1つずつ取り付けられ
た半導体レーザー101〜108と、8本の石英ガラス
製の光ファイバー121〜128と、半導体レーザーか
ら発する光束を光ファイバーにそれぞれ入射させるカッ
プリングレンズ(図示せず)と、これらの光ファイバー
の射出側の端部を直線上に並べて保持することにより直
線上に配列する8つの点光源を形成するファイバーアラ
イメントブロック130とから構成されている。なお、
光ファイバー121〜128の入射側の端部は、レーザ
ーブロック310a〜310hに固定されたファイバー
支持体319a〜319hにより保持されている。As shown in FIGS. 2 and 5, the light source unit 100 of the scanning optical system includes eight laser blocks 310a to 310h mounted on a support substrate 300, respectively.
And semiconductor lasers 101 to 108 attached to these laser blocks one by one, eight quartz glass optical fibers 121 to 128, and a coupling lens (shown in the drawing) for emitting a light beam emitted from the semiconductor laser to the optical fiber. ), And a fiber alignment block 130 which forms eight point light sources arranged in a straight line by holding the ends of the optical fibers on the emission side in a straight line. In addition,
The incident-side ends of the optical fibers 121 to 128 are held by fiber supports 319a to 319h fixed to the laser blocks 310a to 310h.
【0021】光源部100のファイバーアライメントブ
ロック130から射出される発散光束は、円筒状のコリ
メートレンズホルダー340により保持されたコリメー
トレンズ140により平行光束とされ、スリット142
を透過して光分割素子であるハーフミラー144に入射
する。ハーフミラー144は、入射する光束の一部をモ
ニター光束として透過させ、残部を主光束として反射さ
せることにより分割する光分割素子として機能する。こ
のハーフミラー144の透過率は、ハーフミラーの光分
割面の入射面内で振動するP偏光と、入射面に直交する
面内で振動するS偏光との平均として一般に5〜10%
である。The divergent light beam emitted from the fiber alignment block 130 of the light source unit 100 is converted into a parallel light beam by a collimating lens 140 held by a cylindrical collimating lens holder 340, and a slit 142
And enters the half mirror 144 which is a light splitting element. The half mirror 144 functions as a light splitting element that splits by transmitting a part of the incident light flux as a monitor light flux and reflecting the remaining light as a main light flux. The transmittance of the half mirror 144 is generally 5 to 10% as an average of the P-polarized light oscillating in the incident surface of the light splitting surface of the half mirror and the S-polarized light oscillating in the surface perpendicular to the incident surface.
It is.
【0022】ハーフミラー144を透過したモニター光
束は、光強度制御装置の光検出手段、および補正手段を
構成するAPC信号検出部150に入射する。APC信
号検出部150は、透過光束を収束させる集光レンズ1
51と、この光束を直交する2つの偏光成分に分離する
偏光分離素子としての偏光ビームスプリッタ153と、
それぞれの偏光成分の光エネルギーを検出するAPC用
第1受光素子155、APC用第2受光素子157とか
ら構成されており、その出力信号は半導体レーザー10
1〜108の出力をフィードバック制御するために利用
される。The monitor light beam transmitted through the half mirror 144 is incident on an APC signal detecting section 150 which constitutes a light detecting means and a correcting means of the light intensity control device. The APC signal detection unit 150 is a condenser lens 1 that converges a transmitted light beam.
51, a polarization beam splitter 153 as a polarization separation element that separates this light beam into two orthogonal polarization components,
It comprises an APC first light receiving element 155 and an APC second light receiving element 157 for detecting the light energy of each polarized light component, and the output signal is a semiconductor laser 10
It is used to feedback-control the outputs 1 to 108.
【0023】ハーフミラー144で反射された主光束の
光路上には、シリンドリカルレンズ170が設置されて
いる。シリンドリカルレンズ170は、円筒状のシリン
ドリカルレンズホルダー361により保持されており、
図3および図5に示されるように、副走査方向において
それぞれ正・負のパワーを持つ2枚のレンズ171、1
73から構成される。On the optical path of the main light beam reflected by the half mirror 144, a cylindrical lens 170 is provided. The cylindrical lens 170 is held by a cylindrical cylindrical lens holder 361,
As shown in FIGS. 3 and 5, two lenses 171 and 1 having positive and negative powers in the sub-scanning direction, respectively.
73.
【0024】ポリゴンミラー180は、図4に示される
ようにケーシング1に固定されたポリゴンモータ371
により駆動され、図3中の矢印で示したように時計回り
方向に回転する。また、ポリゴンミラー180は、回転
による風切り音の発生や、空気中の塵埃との衝突による
ミラー面の損傷を避けるため、図2に示されるようにカ
ップ状のポリゴンカバー373により外気から遮断され
て配置されている。The polygon mirror 180 has a polygon motor 371 fixed to the casing 1 as shown in FIG.
, And rotates clockwise as indicated by the arrow in FIG. The polygon mirror 180 is cut off from the outside air by a cup-shaped polygon cover 373 as shown in FIG. 2 in order to avoid generation of wind noise due to rotation and damage to the mirror surface due to collision with dust in the air. Are located.
【0025】ポリゴンカバー373には、その側面に光
路孔373eが形成されており、この光路孔373eに
はカバーガラス375がはめ込まれている。シリンドリ
カルレンズ170を透過した光束は、カバーガラス37
5を通してカバー内に入射し、ポリゴンミラー180に
より反射、偏向されて再びカバーガラス375を通して
外部に射出される。なお、ポリゴンカバー373の上面
には、ポリゴンミラー180の上面に付されたマークM
を検出するためのポリゴンセンサ(図示せず)を含むセ
ンサブロック376が設けられている。An optical path hole 373e is formed on the side surface of the polygon cover 373, and a cover glass 375 is fitted in the optical path hole 373e. The luminous flux transmitted through the cylindrical lens 170 is applied to the cover glass 37.
5, the light enters the cover, is reflected and deflected by the polygon mirror 180, and is emitted again through the cover glass 375 to the outside. The mark M attached to the upper surface of the polygon mirror 180 is provided on the upper surface of the polygon cover 373.
Is provided with a sensor block 376 including a polygon sensor (not shown) for detecting.
【0026】ポリゴンミラー180で反射された光束
は、結像光学系であるfθレンズ190を透過した後、
図4に示されるように折り返しミラー200により反射
されて感光体ドラム210上に達し、8つのビームスポ
ットを形成する。これらのビームスポットは、ポリゴン
ミラー180の回転に伴って同時に走査され、感光体ド
ラム210上には一回の走査で8本の走査線が形成され
る。The light beam reflected by the polygon mirror 180 passes through an fθ lens 190 which is an image forming optical system,
As shown in FIG. 4, the light is reflected by the folding mirror 200, reaches the photosensitive drum 210, and forms eight beam spots. These beam spots are scanned simultaneously with the rotation of the polygon mirror 180, and eight scanning lines are formed on the photosensitive drum 210 by one scan.
【0027】感光体ドラム210は、ビームスポットの
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上に静電潜像が形成される。この潜
像は、公知の電子写真プロセスにより、図示せぬ用紙に
転写される。The photosensitive drum 210 is driven to rotate in the direction of arrow R in synchronization with the scanning of the beam spot, whereby an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 210. This latent image is transferred to a sheet (not shown) by a known electrophotographic process.
【0028】なお、fθレンズ190を透過した光束
は、各走査毎に、すなわちポリゴンミラーの1つの反射
面による走査毎に、描画範囲に入る前に同期信号検出用
光学系220により検出される。同期信号検出用光学系
220は、fθレンズ190と折り返しミラー200と
の間の光路中に配置されて描画範囲の手前で光束を反射
させる第1ミラー221と、この第1ミラー221で反
射された光束を順に反射させる第2、第3ミラー22
3、225と、これらのミラーにより導かれた光束を受
光する受光素子230とから構成されている。受光素子
230は、感光体ドラム210と光学的に等価な位置に
配置されている。8本のビームは、走査に伴って1本づ
つ順番に受光素子230に入射し、受光素子230から
は1走査毎に8つのパルスが出力される。パルスが検出
されると、そのパルスに対応する半導体レーザーを駆動
するレーザー駆動部に1ライン分の画像デ一夕が転送さ
れ、パルスの検出から一定時間経過後に書き込みが開始
される。The light beam transmitted through the fθ lens 190 is detected by the synchronizing signal detecting optical system 220 before entering the drawing range for each scan, that is, for each scan by one reflection surface of the polygon mirror. The synchronization signal detecting optical system 220 is disposed in an optical path between the fθ lens 190 and the return mirror 200, and reflects a light beam in front of the drawing range, and is reflected by the first mirror 221. Second and third mirrors 22 for sequentially reflecting light beams
3, 225 and a light receiving element 230 for receiving the light beam guided by these mirrors. The light receiving element 230 is arranged at a position optically equivalent to the photosensitive drum 210. The eight beams are sequentially incident on the light receiving element 230 one by one in accordance with the scanning, and the light receiving element 230 outputs eight pulses for each scanning. When a pulse is detected, one line of image data is transferred to a laser driving unit that drives a semiconductor laser corresponding to the pulse, and writing is started after a certain period of time has elapsed from the detection of the pulse.
【0029】さらにハーフミラー144の近傍には、湿
度依存性補正部110(図11、図12)を構成する基
準光源111が設置されている。基準光源111は、半
導体レーザー101〜108とは別に基準光を生成し、
この基準光を上記ファイバーアライメントブロック13
0と同方向からハーフミラー144に向けて射出する。
基準光源111は、常に一定の偏光特性で基準光を生成
し、かつ基準光源111からハーフミラー144の間
は、基準光の偏光特性を変化させるおそれのある光学部
材、例えば光ファイバーを用いずに光路が確保されてい
る。つまり、基準光は一定な偏光特性で、上記コリメー
トレンズ140により平行とされた8本のレーザー光束
と同方向かつ同入射角でハーフミラー144に入射され
る。そして、ハーフミラー144により、基準光は反射
基準光と透過基準光に分割される。このうち反射基準光
(図示せず)は、上記主光束を用いた走査に対して有害
となる可能性があるため、図示しない遮光部材によって
遮光される。一方、モニター光束と同方向へ向かう透過
基準光の光強度は、基準光検出用受光素子112で検出
される。この透過基準光に関する出力信号は、APC信
号の生成過程で取り入れられて上記レーザー出力のフィ
ードバック制御に利用される。この制御過程については
後に説明する。Further, near the half mirror 144, a reference light source 111 constituting the humidity dependency correction unit 110 (FIGS. 11 and 12) is provided. The reference light source 111 generates reference light separately from the semiconductor lasers 101 to 108,
This reference light is transmitted to the fiber alignment block 13
The light is emitted toward the half mirror 144 from the same direction as 0.
The reference light source 111 always generates reference light with constant polarization characteristics, and an optical path between the reference light source 111 and the half mirror 144 without using an optical member that may change the polarization characteristics of the reference light, such as an optical fiber. Is secured. In other words, the reference light is incident on the half mirror 144 in the same direction and at the same incident angle as the eight laser light beams collimated by the collimating lens 140 with a constant polarization characteristic. Then, the reference light is split into the reflection reference light and the transmission reference light by the half mirror 144. Among them, the reflection reference light (not shown) may be harmful to scanning using the main light beam, and is shielded by a light shielding member (not shown). On the other hand, the light intensity of the transmitted reference light traveling in the same direction as the monitor light beam is detected by the reference light detection light receiving element 112. The output signal related to the transmitted reference light is taken in the process of generating the APC signal and used for feedback control of the laser output. This control process will be described later.
【0030】続いて、図6〜図10に基づいて上記の走
査光学系の各構成要素の詳細について説明する。図6
は、レーザーブロック310aの具体的な構成を示す断
面図、図7は図6を VII−VII 線の方向から見た正面図
である。なお、レーザーブロック310a〜310h
は、全て同一の構造を有しているため、310aを代表
として説明する。これらの図に示されるように、レーザ
ーブロック310aは、半導体レーザ一101を保持す
る半導体レーザー保持部材311aと、カップリングレ
ンズ111を保持するカップリングレンズ保持部材31
3aと、ファイバー支持体319aが固定されるファイ
バー固定部材315aとの3つのブロックから構成され
ている。Next, the details of each component of the above-described scanning optical system will be described with reference to FIGS. FIG.
Is a cross-sectional view showing a specific configuration of the laser block 310a, and FIG. 7 is a front view of FIG. 6 as viewed from the direction of the line VII-VII. In addition, the laser blocks 310a to 310h
All have the same structure, and therefore 310a will be described as a representative. As shown in these figures, the laser block 310a includes a semiconductor laser holding member 311a for holding the semiconductor laser 101 and a coupling lens holding member 31 for holding the coupling lens 111.
3a and a fiber fixing member 315a to which the fiber support 319a is fixed.
【0031】半導体レーザー101から発する発散光束
は、カップリングレンズ111により収束されて光ファ
イバー121に入射する。光ファイバー121は、ファ
イバ一支持体319aの中心軸に沿って形成された貫通
孔に挿入されて接着剤により支持体319aに固定され
ている。The divergent light beam emitted from the semiconductor laser 101 is converged by the coupling lens 111 and enters the optical fiber 121. The optical fiber 121 is inserted into a through-hole formed along the central axis of the fiber support 319a, and is fixed to the support 319a by an adhesive.
【0032】図6の例では、光ファイバー121の入射
端面が、入射光軸に直交しないよう傾けて設定されてい
る。さらに、入射端面を傾けた際にも入射端面で屈折し
た光軸上の光線が光ファイバー121の中心軸と平行に
ファイバー内を進むようファィバー支持体319aも全
体的に傾けて配置されている。In the example of FIG. 6, the incident end face of the optical fiber 121 is set to be inclined so as not to be orthogonal to the incident optical axis. Further, the fiber support 319a is also arranged so as to be inclined as a whole so that even when the incident end face is tilted, the light rays on the optical axis refracted at the incident end face travel in the fiber in parallel with the central axis of the optical fiber 121.
【0033】上記のように光ファイバー121の入射端
面を光軸に直交しないよう傾けることにより、この入射
端面での反射光は図6に示されるように入射方向とは異
なる方向に向かい、半導体レーザーに戻ることがない。
反射光が半導体レーザーに戻ると、半導体レーザーの発
振が不安定になったり、発振モードが単一モードから多
モードに変化し、あるいは発振波長の福が広がるため、
像面上で所定のスポット径が得られなくなり、描画精度
が劣化する。戻り光を防ぐことにより、このような問題
の発生を回避することができる。By tilting the incident end face of the optical fiber 121 so as not to be orthogonal to the optical axis as described above, the reflected light at this incident end face is directed in a direction different from the incident direction as shown in FIG. Never return.
When the reflected light returns to the semiconductor laser, the oscillation of the semiconductor laser becomes unstable, the oscillation mode changes from a single mode to multiple modes, or the oscillation wavelength spreads,
A predetermined spot diameter cannot be obtained on the image plane, and the drawing accuracy deteriorates. By preventing return light, such a problem can be avoided.
【0034】光ファイバー121〜128の射出側の端
部は、図8に示されるようにファイバーアライメントブ
ロック130によりまとめられ、射出側の端部では各光
ファイバーの中心軸が一直線上に並ぶよう図9のように
位置決めされるThe exit ends of the optical fibers 121 to 128 are combined by a fiber alignment block 130 as shown in FIG. 8, and at the exit end, the center axes of the optical fibers are aligned in a straight line in FIG. Is positioned as
【0035】ファイバーアライメントブロック130
は、図示せぬホルダーに保持され、感光体ドラム210
上でのビームスポットが主走査、副走査両方向にそれぞ
れ所定間隔離れて形成されるように、ファイバーの中心
軸を結ぶ直線が主走査方向に対して所定の角度をなすよ
う斜めに設定される。Fiber alignment block 130
Is held by a holder (not shown), and the photosensitive drum 210
The straight line connecting the central axes of the fibers is set obliquely so as to form a predetermined angle with respect to the main scanning direction so that the above beam spots are formed at predetermined intervals in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.
【0036】図10は、感光体ドラム上のビームスポッ
トの配列を示す。物点となる複数の光ファイバーの端面
を主走査方向に対して斜めの直線上に配列することによ
り、ビームスポットもそれぞれの中心が一直線上にのる
よう形成される。この中心を結ぶ直線は、主走査方向に
対して所定の角度をなす。これにより隣接するビームス
ポットの中心は主走査方向、副走査方向においてそれぞ
れ所定の間隔をもって形成される。FIG. 10 shows an arrangement of beam spots on the photosensitive drum. By arranging the end faces of the plurality of optical fibers serving as object points on a straight line oblique to the main scanning direction, the beam spot is also formed such that the centers of the beam spots are aligned. The straight line connecting the centers makes a predetermined angle with respect to the main scanning direction. Thus, the centers of adjacent beam spots are formed at predetermined intervals in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
【0037】次に、上記の走査光学装置に含まれる光強
度制御装置の主要部を構成するAPC信号検出部150
と湿度依存性補正部110の作用について説明する。前
述のように、一般に光ファイバーは入射光の偏光状態を
変化させる性質を有しており、かつ、偏光状態の変化に
与える影響が光ファイバーの保持の状態、取り回し等に
よって微妙に異なる。したがって、実施態様の装置のよ
うに複数の半導体レーザーからの光束をそれぞれ光ファ
イバーを用いて導く場合、入射側で半導体レーザーの偏
光方向を同一方向に揃えたとしても、それぞれの光ファ
イバーから射出する光束の偏光状態は互いに異なる。加
えて、この偏光状態はファイバーの姿勢の変化や環境の
変化によっても変化するもので、実際の装置の組み付け
時には、偏光状態を変化させる程度の条件の変化は容易
に生じ得る。Next, an APC signal detecting section 150 constituting a main part of the light intensity control device included in the above-described scanning optical device.
The operation of the humidity dependency correction unit 110 will be described. As described above, in general, an optical fiber has a property of changing the polarization state of incident light, and the influence on the change in the polarization state is slightly different depending on the holding state, routing, and the like of the optical fiber. Therefore, when light beams from a plurality of semiconductor lasers are guided using optical fibers, respectively, as in the apparatus of the embodiment, even if the polarization directions of the semiconductor lasers are aligned in the same direction on the incident side, the light beams emitted from the respective optical fibers are The polarization states are different from each other. In addition, the polarization state also changes due to a change in the attitude of the fiber or a change in the environment. When an actual device is assembled, a change in the condition that changes the polarization state can easily occur.
【0038】一方、走査光学系を構成する殆どの光学素
子は、反射率、あるいは透過率に偏光依存特性を有して
いるが、特にハーフミラー144は大きな偏光依存特性
を持つ。ハーフミラーの透過率は、例えばモニター光束
として全体光量の7. 5%を利用する場合、代表的なコ
ート特性ではP偏光については10%、S偏光について
は5%程度となる。On the other hand, most optical elements constituting the scanning optical system have polarization-dependent characteristics in reflectance or transmittance, and in particular, the half mirror 144 has large polarization-dependent characteristics. For example, when 7.5% of the total light amount is used as the monitor light flux, the transmittance of the half mirror is about 10% for P-polarized light and about 5% for S-polarized light in typical coating characteristics.
【0039】したがって、例えば第1の半導体レーザー
から発して光ファイバーから射出する光束がハーフミラ
ーの光分割面に対してP偏光として入射し、第2の半導
体レーザーから発して光ファイバーから射出する光束が
S偏光として入射する場合には、第1、第2の半導体レ
ーザーの光量が同一であるとしても、ハーフミラー14
4を透過した光束の光量の比は2:1となる。Therefore, for example, the light beam emitted from the first semiconductor laser and emitted from the optical fiber enters the light splitting surface of the half mirror as P-polarized light, and the light beam emitted from the second semiconductor laser and emitted from the optical fiber is S light. When the light is incident as polarized light, even if the first and second semiconductor lasers have the same light amount, the half mirror 14
The ratio of the light amounts of the light beams transmitted through 4 is 2: 1.
【0040】このモニター光束の光量に基づき、従来の
APCの手法によりハーフミラー144を透過した光束
の光量が同一となるよう半導体レーザーの発光量をフィ
ードバック制御すると、第1の半導体レーザーの発光量
は第2の半導体レーザーの発光量の1/2となる。ここ
でハーフミラーから感光体ドラム210までの光学素子
の偏光依存性を無視して考えると、APC動作を行うこ
とにより感光体ドラム上のビームスポットの光量に最大
で2倍の開きが生じることとなる。つまりAPCは、本
来感光体ドラム面上でのビームスポットの光量が等しく
なるよう制御するものであるにも拘わらず、従来の手法
では制御することによりかえって光量差が拡大される。When the light emission amount of the semiconductor laser is feedback-controlled based on the light amount of the monitor light beam by the conventional APC method so that the light amount of the light beam transmitted through the half mirror 144 becomes the same, the light emission amount of the first semiconductor laser becomes It is の of the light emission amount of the second semiconductor laser. Here, when the polarization dependence of the optical element from the half mirror to the photosensitive drum 210 is neglected, the maximum amount of the beam spot on the photosensitive drum can be doubled by performing the APC operation. Become. That is, although the APC originally controls the light amounts of the beam spots on the surface of the photosensitive drum to be equal, the difference in the light amount is rather increased by performing the control in the conventional method.
【0041】ビームスポットの光量は、印刷されるパタ
ーンの濃度に関係するため、複数のビーム間で光量に相
対的な差違があると、所望の濃度バランスが得られず、
例えば、均一な濃度を得たい部分で濃度が不均一になる
といった不具合が生じる。このような不具合は、ハーフ
ミラーの偏光依存特性をなくすことによっても回避でき
るが、実施態様で示したような反射率と透過率との差が
大きいハーフミラーを作成する場合、薄膜作成技術上、
偏光依存特性が小さい面を作ることが現実には困難であ
る。反射率と透過率との差を小さくすれば、偏光依存特
性の小さいハーフミラーを作成することはできるが、こ
の場合は描画用に用いられる主光束としての利用効率が
小さくなり、光源の出力が比較的小さい場合には描画用
に十分な光量が得られず、十分な光量を得るためにより
出力が大きい光源を使用すれば、装置のコストアップに
つながる。Since the light quantity of the beam spot is related to the density of the pattern to be printed, if there is a relative difference in the light quantity among a plurality of beams, a desired density balance cannot be obtained.
For example, there is a problem that the density becomes non-uniform in a portion where a uniform density is desired. Such a disadvantage can be avoided by eliminating the polarization dependent characteristic of the half mirror. However, when a half mirror having a large difference between the reflectance and the transmittance as described in the embodiment is formed, in view of the thin film forming technology,
In practice, it is difficult to create a surface having a small polarization dependence. If the difference between the reflectance and the transmittance is reduced, a half mirror having a small polarization-dependent characteristic can be created, but in this case, the efficiency of use as a main light beam used for drawing is reduced, and the output of the light source is reduced. When the light source is relatively small, a sufficient amount of light for drawing cannot be obtained. If a light source having a larger output is used to obtain a sufficient amount of light, the cost of the apparatus is increased.
【0042】そこで、実施態様の装置では、ハーフミラ
ー144を透過した光束を直交する2つの偏光成分に分
離し、それぞれの偏光成分をAPC用第1受光素子15
5、APC用第2受光素子157により受光すると共
に、各受光素子の出力信号Ss、Spに以下の式[1]
で所定の重み付けをしてAPC信号Sを求め、この信号
Sに基づいて各半導体レーザーの出力をフィードバック
制御することにより上記の偏光依存性に関する問題点を
解決している。 [1]S=K(Sp+k・Ss)Therefore, in the apparatus of the embodiment, the light beam transmitted through the half mirror 144 is separated into two orthogonal polarization components, and each of the polarization components is separated by the first APC light receiving element 15.
5. While receiving the light by the second APC light receiving element 157, the output signals Ss and Sp of each light receiving element are expressed by the following equation [1].
The APC signal S is obtained by applying a predetermined weight to the APC signal, and the output of each semiconductor laser is feedback-controlled based on the signal S, thereby solving the above-mentioned problem relating to the polarization dependence. [1] S = K (Sp + k · Ss)
【0043】式中の符号Kは定数であり、例えばこの例
では0. 5である。また、符号kは、以下の式[2]に
より求められる係数であり、装置の光学系が決まれば光
学設計データから算出される。また、装置のサンプルを
抽出し、抽出された装置の光学系を利用して実験的に求
めてもよいし、装置毎に調整し、設定してもよい。 [2]k=k1×k2 ただし、k1=Mp/Ms、k2=Ps/Ppである。
Mp、Msは、それぞれハーフミラー144に対して電
界ベクトルの振動方向が互いに直交する2つの直線偏光
を入射させた際の透過光(モニター光束)の光強度であ
り、Ps、Ppは、その際の反射光(主光束)の像面上
での光強度である。これらは代表的には、ハーフミラー
の光分割面の入射面内で振動するP偏光と、入射面に直
交する面内で振動するS偏光とを用いて測定することが
できる。これらの比率を設計値として計算し、あるいは
測定データとして求めておく。The symbol K in the equation is a constant, for example, 0.5 in this example. The symbol k is a coefficient obtained by the following equation [2], and is calculated from optical design data once the optical system of the device is determined. Alternatively, a sample of the device may be extracted and obtained experimentally using the optical system of the extracted device, or may be adjusted and set for each device. [2] k = k1 × k2 where k1 = Mp / Ms and k2 = Ps / Pp.
Mp and Ms are the light intensities of the transmitted light (monitor light flux) when two linearly polarized light beams whose vibration directions of the electric field vector are orthogonal to each other are incident on the half mirror 144, and Ps and Pp are the values at that time. Is the light intensity of the reflected light (main light flux) on the image plane. Typically, these can be measured using P-polarized light that oscillates in the plane of incidence of the light splitting surface of the half mirror and S-polarized light that oscillates in a plane perpendicular to the plane of incidence. These ratios are calculated as design values or obtained as measurement data.
【0044】なお、偏光ビームスプリッタ153の分離
特性が完全であると仮定すると、ハーフミラー144に
対してP偏光として入射した成分は第1受光素子155
のみにより検出され、S偏光として入射した成分は第2
受光素子157のみにより検出される。Assuming that the splitting characteristics of the polarization beam splitter 153 are perfect, the component incident on the half mirror 144 as P-polarized light is the first light receiving element 155.
And the component incident as S-polarized light
It is detected only by the light receiving element 157.
【0045】続いて、上記の式により求められるAPC
信号Sを用いて半導体レーザーの出力を制御した場合の
感光体ドラム面上での光強度と、モニター光束の強度を
直接利用して制御した場合の感光体ドラム面上での光強
度とを比較して説明する。ここでは、ハーフミラー14
4のS偏光の透過率Hsを5%、P偏光の透過率Hpを
10%とし、ハーフミラー144より感光体ドラム21
0側の光学素子、すなわち、シリンドリカルレンズ17
0、ポリゴンミラー180、fθレンズ190、折り返
しミラー200の偏光依存特性を合成し、これらの素子
による損失をP偏光については10%、S偏光について
は1%と仮定している。これにより、ハーフミラー14
4で反射されたP偏光のうち感光体ドラム210に達す
る光量の割合Dpは90%、同様にS偏光の光量の割合
Dsは99%となる。この場合、上記の係数k1、k2
の値は以下の通りとなる。 k1=Mp/Ms=Hp/Hs=2 k2=Ps/Pp={(l一Hs)・Ds}/{(1一
Hp)・Dp}≒1. 16 k=k1・k2=2. 32Subsequently, the APC calculated by the above equation
The light intensity on the photosensitive drum surface when the output of the semiconductor laser is controlled using the signal S is compared with the light intensity on the photosensitive drum surface when the output is controlled by directly using the intensity of the monitor light flux. I will explain. Here, the half mirror 14
4, the transmittance Hs of S-polarized light is set to 5%, and the transmittance Hp of P-polarized light is set to 10%.
The optical element on the 0 side, that is, the cylindrical lens 17
0, the polygon mirror 180, the fθ lens 190, and the polarization mirror 200 are combined, and the loss due to these elements is assumed to be 10% for P-polarized light and 1% for S-polarized light. Thereby, the half mirror 14
The ratio Dp of the amount of light reaching the photosensitive drum 210 out of the P-polarized light reflected at 4 is 90%, and similarly, the ratio Ds of the amount of light of the S-polarized light is 99%. In this case, the above coefficients k1 and k2
Is as follows. k1 = Mp / Ms = Hp / Hs = 2 k2 = Ps / Pp = {(l-Hs) .Ds} / {(1Hp) .Dp} 1.16 k = k1.k2 = 2.32
【0046】以下の表1は、単一の受光素子により検出
されたモニター光束の強度を直接APC制御量として利
用した従来例、表2は実施形態の2つの受光素子15
5、157により検出されたモニター光束の各偏光成分
の強度Sp、Ssを上記の式S=K(Sp+k・Ss)
に代入してAPC制御量を求めた例をそれぞれ示す。な
お、ここでは、S偏光の強度を基準として他のP偏光と
円偏光との強度をS偏光の強度に一致させるようAPC
制御した例を示す。入射光としては、透過率の差が最も
大きいP偏光、S偏光と、これらの中間的な性質を持つ
円偏光とを例示している。また、各光強度を示す数値
は、ハーフミラーに入射する全光量を1とした際の割合
で示されている。Table 1 below shows a conventional example in which the intensity of a monitor light beam detected by a single light receiving element is directly used as an APC control amount, and Table 2 shows two light receiving elements 15 of the embodiment.
5 and 157, the intensities Sp and Ss of the respective polarization components of the monitor light flux are calculated by the above equation S = K (Sp + k · Ss).
Are respectively shown by substituting into APC control amounts. Here, APC is performed so that the intensity of the other P-polarized light and the circularly-polarized light is made to match the intensity of the S-polarized light with reference to the intensity of the S-polarized light.
An example of control is shown. As the incident light, P-polarized light and S-polarized light having the largest difference in transmittance and circularly polarized light having an intermediate property between them are illustrated. Further, the numerical values indicating the respective light intensities are shown as percentages when the total amount of light incident on the half mirror is 1.
【0047】[0047]
【表1】 モニター APC ドラム上光強度 光束強度 制御量 APCなし APC 作動 P偏光 0. 100 0. 100 0. 810 0. 405 S偏光 0. 050 0. 050 0. 941 0. 941 円偏光 0. 075 0. 075 0. 874 0. 583Table 1 Monitor APC Light intensity on drum Light flux intensity Control amount No APC APC operation P-polarized light 0.100 0.100 0.810 0.405 S-polarized light 0.050 0.0050 0.941 0.941 0.941 circularly-polarized light 075 0.075 0.874 0.583
【0048】[0048]
【表2】 モニター光束強度 APC ドラム上光強度 Sp Ss 制御量(S) APC なし APC 作動 P偏光 0. 100 0. 000 0. 050 0. 810 0. 940 S偏光 0. 000 0. 050 0. 058 0. 941 0. 941 円偏光 0. 050 0. 025 0. 054 0. 874 0. 939[Table 2] Monitor light flux intensity APC Light intensity on drum Sp Ss Control amount (S) No APC APC activated P-polarized 0.100 0.000 0.0050 0.810 0.940 S-polarized 0.000 0.050. 058 0.941 0.941 Circularly polarized light 0.050 0.025 0.054 0.874 0.939
【0049】表1の例では、ハーフミラーにP偏光とS
偏光とが入射した場合、APCを作動させることによ
り、感光体ドラム面上で最大約2. 3(=0. 941/
0. 405)倍の強度差が発生し、このままでは感光体
ドラム上に形成される潜像の濃度を所望の値に制御する
ことができず、実用には耐えない。一方、表2の例で
は、偏光状態の変化にも拘わらず、APCを作動させた
場合のドラム面上での強度は一定となり、従来例におけ
るような不具合はなく、潜像の濃度を正確に制御するこ
とができる。In the example shown in Table 1, P-polarized light and S-
When polarized light is incident, the APC is operated to allow a maximum of about 2.3 (= 0.941 /) on the photosensitive drum surface.
0.4405) times the intensity difference occurs, and the density of the latent image formed on the photosensitive drum cannot be controlled to a desired value without any change, which is not practical. On the other hand, in the example shown in Table 2, the intensity on the drum surface when the APC was activated was constant irrespective of the change in the polarization state, and there was no problem as in the conventional example. Can be controlled.
【0050】なお、上記の例は、ハーフミラー144の
偏光依存特性と、これより感光体ドラム210側の光学
素子の偏光依存特性との両者を考慮して感光体ドラム2
10上での光量の変化を抑えるよう制御しているが、最
も顕著な偏光依存性を持つハーフミラ一144の偏光依
存特性のみを考慮して制御することも可能である。この
場合、APC信号Sは、下記の式[3]で求められる。
式中の符号は前述の式と同一である。 [3]S=K(Sp+k1・Ss) 上記のようにモニター光として全光量の5〜10%を分
割して利用する場合には、モニター光の強度比が偏光方
向によって例えばS偏光(5%)とP偏光(10%)と
で2倍程度となる一方、モニター光が分割された後の主
光束の強度比は、上記の例ではS偏光(95%)とP偏
光(90%)とで約1. 06倍となり、光量比が低いモ
ニター光と比較すればその偏光に依存する強度変化の割
合は僅かである。したがって、ハーフミラー144の透
過率の偏光依存性のみを対象として補正することも有効
である。In the above example, both the polarization dependence of the half mirror 144 and the polarization dependence of the optical element on the photosensitive drum 210 side are taken into consideration.
Although the control is performed so as to suppress the change in the amount of light on the surface 10, it is also possible to perform the control in consideration of only the polarization dependence characteristic of the half mirror 144 having the most remarkable polarization dependence. In this case, the APC signal S is obtained by the following equation [3].
The symbols in the formula are the same as those in the above formula. [3] S = K (Sp + k1 · Ss) As described above, when 5 to 10% of the total light amount is divided and used as the monitor light, the intensity ratio of the monitor light is, for example, S-polarized (5%) depending on the polarization direction. ) And P-polarized light (10%) are about twice as large, while the intensity ratio of the main luminous flux after splitting the monitor light is S-polarized light (95%) and P-polarized light (90%) in the above example. Is about 1.06 times, and the ratio of the intensity change depending on the polarization is small as compared with the monitor light having a low light intensity ratio. Therefore, it is effective to correct only the polarization dependence of the transmittance of the half mirror 144.
【0051】以下の表3は、ハーフミラー144の偏光
依存性のみを考慮してAPCを作動させた場合の表2と
同様のデータを示している。この例では、APC制御が
ない場合とある場合とで各偏光成分の割合が同一の値を
とる。この表で値が一致するのは、ハーフミラー144
に入射する光束の全光量を一定と仮定しているためであ
る。全光量が変化した場合には、APCがない場合には
変化後の強度がそのまま保たれるが、APCを作動させ
れば下記のレベルまで一致させることができる。Table 3 below shows data similar to Table 2 when the APC is operated in consideration of only the polarization dependence of the half mirror 144. In this example, the ratio of each polarization component has the same value when there is no APC control and when there is no APC control. The values that match in this table are the values of the half mirror 144
This is because it is assumed that the total light amount of the light beam incident on the light source is constant. When the total light amount changes, the intensity after the change is maintained as it is when there is no APC. However, by operating the APC, it is possible to match the following levels.
【0052】[0052]
【表3】 モニター光束強度 APC ドラム上光強度 Sp Ss 制御量(S) APC なし APC 作動 P偏光 0. 100 0. 000 0. 050 0. 810 0. 810 S偏光 0. 000 0. 050 0. 050 0. 941 0. 941 円偏光 0. 050 0. 025 0. 050 0. 874 0. 874Table 3 Monitor light flux intensity APC Light intensity on drum Sp Ss Control amount (S) No APC APC activated P-polarized 0.100 0.000 0.0050 0.810 0.810 S-polarized 0.000 0.050. 050 0.941 0.941 Circularly polarized light 0.050 0.025 0.050 0.874 0.874
【0053】このようにハーフミラー144の偏光依存
性のみを考慮して半導体レーザーの出力を制御した場合
にも、ドラム面上での強度差は約1. 16倍となり、表
1に示した従来例と対比すると性能の顕著な改善が見ら
れる。Even when the output of the semiconductor laser is controlled in consideration of only the polarization dependence of the half mirror 144 as described above, the intensity difference on the drum surface is about 1.16 times. There is a marked improvement in performance compared to the example.
【0054】このように、モニター光束を複数方向の偏
光成分に分離し、その偏光成分の比率から検出されるビ
ームごとの偏光状態の違いを考慮に入れてレーザーのパ
ワーを制御することによって、ハーフミラーへの入射光
の偏光状態に拘わらずモニター光検出手段の出力信号強
度と主光束の対象面上での光強度とが常に一定の相関を
もつように制御することができ、正確なAPC動作が可
能となる。As described above, the monitor light beam is separated into polarized light components in a plurality of directions, and the laser power is controlled in consideration of the difference in the polarization state of each beam detected from the ratio of the polarized light components. It is possible to control so that the output signal intensity of the monitor light detection means and the light intensity of the main light beam on the target surface always have a constant correlation irrespective of the polarization state of the light incident on the mirror. Becomes possible.
【0055】しかし、前述したようにハーフミラー14
4の偏光依存特性は湿度依存性を有している。例えば、
上記のようにモニター光束をP偏光とS偏光に分離する
場合、入射光の偏光状態および光量が一定であっても、
第1受光素子155と第2受光素子157が検出する光
強度が湿度の変化によって変わってしまう。したがっ
て、湿度が変化する条件下では、ハーフミラー144の
偏光依存特性を一定の設定値とする補正手法では対応で
きない。However, as described above, the half mirror 14
The polarization dependent characteristic of No. 4 has humidity dependency. For example,
When the monitor light beam is separated into P-polarized light and S-polarized light as described above, even if the polarization state and the amount of incident light are constant,
The light intensity detected by the first light receiving element 155 and the second light receiving element 157 changes due to a change in humidity. Therefore, under the condition where the humidity changes, it is not possible to cope with the correction method in which the polarization dependent characteristic of the half mirror 144 is set to a fixed value.
【0056】例えば、上記のようにP偏光については1
0%、S偏光については5%程度の透過率を設定値とす
るハーフミラー144を用いているとき、湿度変化を受
けてハーフミラー144が、P偏光については12%、
S偏光については3%程度の透過率に変化したとする
(モニター光束として全体光量の7. 5%が透過され
る)。この場合に、上記の係数kを用い、上記式[1]
の手法に基づいて、光源では同パワーのP偏光、S偏光
および円偏光の各入射光に対して求めたAPC制御量
と、像面上での光強度の調整結果を、以下の表4に示
す。但し、ハーフミラーの偏光依存特性以外の条件は表
2と同じとする。For example, as described above, for P-polarized light, 1
When the half mirror 144 having a transmittance of about 5% for the S-polarized light is used as the set value, the half mirror 144 receives 12% for the P-polarized light due to the humidity change.
It is assumed that the transmittance of S-polarized light has changed to about 3% (7.5% of the total light amount is transmitted as a monitor light flux). In this case, the above equation [1] is used by using the above coefficient k.
Table 4 below shows the APC control amounts obtained for the P-polarized light, S-polarized light, and circularly polarized light having the same power, and the results of the adjustment of the light intensity on the image plane, based on the above method. Show. However, conditions other than the polarization dependence characteristics of the half mirror are the same as those in Table 2.
【0057】[0057]
【表4】 モニター光束強度 APC ドラム上光強度 Sp Ss 制御量(S) APC なし APC 作動 P偏光 0. 120 0. 000 0. 060 0. 792 0. 462 S偏光 0. 000 0. 030 0. 035 0. 960 0. 960 円偏光 0. 060 0. 015 0. 047 0. 876 0. 653Table 4 Monitor light flux intensity APC Light intensity on drum Sp Ss Control amount (S) No APC APC operation P-polarized 0.120 0.000 0.0060 0.792 0.462 S-polarized 0.000 0.0030 0.0 035 0.960 0.960 Circularly polarized light 0.060 0.015 0.047 0.876 0.653
【0058】このように、ハーフミラー144の偏光依
存特性が変化された状態で当初の光学設定値に基づいて
APCを作動させると、P偏光とS偏光とが入射した場
合では、感光体ドラム面上で最大で2倍以上の光強度差
が発生し、実用に耐えなくなってしまう。これは、ハー
フミラー144の各偏光成分ごとの透過率(Hp、H
s)や、感光体ドラム210に達する各偏光成分の割合
(Dp、Ds)、すなわち係数kが、湿度によるハーフ
ミラー144の偏光依存特性の変化を考慮に入れずに上
記の設定値のままで演算されるためである。As described above, when the APC is operated based on the initial optical setting value with the polarization dependent characteristic of the half mirror 144 changed, when the P-polarized light and the S-polarized light enter, the photosensitive drum surface In this case, a light intensity difference of up to twice or more is generated, which is not practical. This is because the transmittance (Hp, Hp) of each polarization component of the half mirror 144 is
s) and the ratio (Dp, Ds) of each polarized light component reaching the photosensitive drum 210, that is, the coefficient k, is kept at the above set value without taking into account the change in the polarization dependent characteristic of the half mirror 144 due to humidity. This is because the operation is performed.
【0059】この問題を解決するため実施態様の装置で
は、湿度依存性補正部110を設けて、湿度変化による
ハーフミラー144の偏光依存特性の変化を上記APC
信号Sの生成にフィードバックさせている。In order to solve this problem, the apparatus according to the embodiment is provided with a humidity dependency correction unit 110 to detect the change in the polarization dependency of the half mirror 144 due to the humidity change.
This is fed back to the generation of the signal S.
【0060】前述した通り、ハーフミラー144には基
準光源111から偏光特性が一定の基準光が入射され、
その一部がハーフミラー144を透過して基準光検出用
受光素子112に光強度が検出される。基準光は偏光特
性が一定であるため、基準光検出用受光素子112に検
出される光強度の変化をモニターすれば、湿度によるハ
ーフミラー144の偏光依存特性の変化を知ることがで
きる。本実施態様では、P偏光については10%の透過
率、S偏光については5%の透過率をハーフミラー14
4の当初の設定値としており、基準光検出用受光素子1
12の出力信号をモニターすることによって、ハーフミ
ラー144の該設定値からの偏光依存特性の変化量(P
偏光およびS偏光の透過率の変化)が特定される。そし
て、この偏光依存特性の変化量が上記APC信号Sを求
める回路部分にフィードバックされる。上記の式[1]
で言えば、特定されたハーフミラー144の新たな偏光
依存特性に基づいて係数kの値を再設定し、これに基づ
いてAPC信号(S)を演算すればよい。本実施形態の
ように、S偏光の透過率Hsが5%から3%に変化し、
P偏光の透過率Hpが10%から12%に変化したとし
て、この変化量は基準光検出用受光素子112に検出さ
れる透過基準光の光強度を通じて検知することができる
から、この値を新たな透過率Hs、Hpとして上記式
[2]に代入する。また、感光体ドラム210に達する
P偏光の光量の割合Dpと、S偏光の光量の割合Ds
は、上記ハーフミラー144の透過率Hs、Hpの変化
と、ハーフミラー144より感光体ドラム210側の光
学素子による各偏光成分の損失率(設定値)から求める
ことができる。したがって、ハーフミラー144に入射
する基準光の透過光をモニターすることで新たな係数k
を求めることができ、この場合、係数kの値はk≒4.
85になる。以下の表5に、表4と同じ条件で、ハーフ
ミラー144の偏光依存特性の変化を反映させた係数k
を上記式[1]に用いて求めたAPC制御量と、像面上
での光強度の調整結果を示す。As described above, reference light having a constant polarization characteristic is incident on the half mirror 144 from the reference light source 111.
Part of the light passes through the half mirror 144 and the light intensity is detected by the reference light detecting light receiving element 112. Since the reference light has a constant polarization characteristic, by monitoring the change in the light intensity detected by the reference light detecting light receiving element 112, it is possible to know the change in the polarization dependent characteristic of the half mirror 144 due to humidity. In this embodiment, the half mirror 14 has a transmittance of 10% for P-polarized light and a transmittance of 5% for S-polarized light.
4 is the initial set value, and the light-receiving element 1
By monitoring the output signal of the half mirror 144, the change amount (P
Change in the transmittance of polarized light and S-polarized light). Then, the amount of change in the polarization dependent characteristic is fed back to the circuit for obtaining the APC signal S. The above equation [1]
In other words, the value of the coefficient k may be reset based on the new polarization dependence characteristic of the specified half mirror 144, and the APC signal (S) may be calculated based on the value. As in the present embodiment, the transmittance Hs of S-polarized light changes from 5% to 3%,
Assuming that the transmittance Hp of the P-polarized light has changed from 10% to 12%, the amount of change can be detected through the light intensity of the transmitted reference light detected by the light receiving element 112 for reference light detection. Are substituted into the above equation [2] as the proper transmittances Hs and Hp. The ratio Dp of the amount of P-polarized light reaching the photosensitive drum 210 and the ratio Ds of the amount of S-polarized light Ds
Can be obtained from the changes in the transmittances Hs and Hp of the half mirror 144 and the loss rate (set value) of each polarization component by the optical element on the photosensitive drum 210 side from the half mirror 144. Therefore, by monitoring the transmitted light of the reference light incident on the half mirror 144, a new coefficient k is obtained.
In this case, the value of the coefficient k is k ≒ 4.
85. In Table 5 below, under the same conditions as in Table 4, the coefficient k reflecting the change in the polarization dependent characteristic of the half mirror 144 is shown.
Shows the APC control amount obtained by using the above equation [1] and the result of adjusting the light intensity on the image plane.
【0061】[0061]
【表5】 モニター光束強度 APC ドラム上光強度 Sp Ss 制御量(S) APC なし APC 作動 P偏光 0. 120 0. 000 0. 060 0. 792 0. 964 S偏光 0. 000 0. 030 0. 073 0. 960 0. 960 円偏光 0. 060 0. 015 0. 067 0. 876 0. 955[Table 5] Monitor light flux intensity APC Drum light intensity Sp Ss Control amount (S) No APC APC operation P-polarized 0.120 0.000 0.0060 0.792 0.964 S-polarized 0.000 0.0030 0.0 073 0.960 0.960 Circularly polarized light 0.060 0.015 0.067 0.876 0.955
【0062】このように、ハーフミラー144の偏光依
存特性の変化量を検知する手段を設け、このハーフミラ
ー144の偏光依存特性に依存する受光素子155、1
57の出力の加算比を偏光依存特性の変化量に応じて再
設定することにより、APCをかけたときにドラム面上
におけるビームパワーを上記表2の結果と同程度に補正
することが可能になる。なお、表4および表5では式
[1]を用いてAPC信号(S)を求める例で説明した
が、式[3]のようにハーフミラー144の偏光依存性
のみを考慮した手法でも、湿度依存性補正部110で得
たハーフミラー144の偏光依存特性の変化量(透過率
Hp、Hs)をフィードバックさせることで有効なAP
C動作を行わせることができる。As described above, the means for detecting the amount of change in the polarization dependent characteristic of the half mirror 144 is provided, and the light receiving elements 155 and 1 depending on the polarization dependent characteristic of the half mirror 144 are provided.
By resetting the addition ratio of the outputs of 57 in accordance with the amount of change in the polarization dependent characteristic, the beam power on the drum surface when APC is applied can be corrected to the same level as the results in Table 2 above. Become. Note that, in Tables 4 and 5, an example in which the APC signal (S) is obtained using Expression [1] has been described. However, even in a method in which only the polarization dependence of the half mirror 144 is taken into consideration as in Expression [3], the humidity may be reduced. An effective AP is obtained by feeding back the amount of change (transmittance Hp, Hs) of the polarization dependence characteristic of the half mirror 144 obtained by the dependence correction unit 110.
C operation can be performed.
【0063】次に、上記の走査光学装置の制御系の構成
およびその作用を図11に基づいて説明する。図11
は、実施形態の走査光学装置の制御系の概略を示すブロ
ック図である。制御系は、装置全体を制御する中央制御
装置400を中心として、一走査毎に設定用、および描
画用の各タイミング信号を発生するタイミング信号発生
回路410、外部から入力される描画データを走査線毎
のドットデータである描画信号に変換して出力する描画
信号生成回路420、各描画信号に基づいて半導体レー
ザ一101〜108をON/OFF駆動するレーザー駆
動回路451〜458、APC用の第1、第2受光素子
155、157の出力に基づいてAPC信号を生成する
APC信号生成回路430、検出されたAPC信号を各
レーザー駆動回路451〜458に振り分けるスイッチ
ング回路440を備えて構成されている。Next, the configuration and operation of the control system of the scanning optical device will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a control system of the scanning optical device according to the embodiment. The control system includes a central control device 400 that controls the entire apparatus, a timing signal generation circuit 410 that generates timing signals for setting and drawing for each scan, and a drawing line that inputs drawing data input from the outside. A drawing signal generation circuit 420 that converts the image data into a drawing signal that is dot data for each pixel and outputs the converted signal; laser driving circuits 451 to 458 that drive the semiconductor lasers 101 to 108 on / off based on the drawing signals; , An APC signal generation circuit 430 that generates an APC signal based on the outputs of the second light receiving elements 155 and 157, and a switching circuit 440 that distributes the detected APC signal to each of the laser driving circuits 451 to 458.
【0064】中央制御回路400は、ポリゴンモータ3
71を駆動してポリゴンミラー180を回転させると共
に、感光体ドラム210が一定速で回転するようドラム
モータ211を駆動する。また、中央制御回路400
は、ポリゴンミラー180の周方向の特定の位置に付さ
れたマークMを検出するポリゴンセンサ374の検出信
号に基づいて現在、あるいは次回の走査がポリゴンミラ
ーの何れの面によるものかを判断すると共に、感光体ド
ラム210の回転速度を検知するドラムセンサ213の
検出信号に基づいて感光体ドラムの回転ムラを検出す
る。The central control circuit 400 includes the polygon motor 3
71 is driven to rotate the polygon mirror 180, and the drum motor 211 is driven so that the photosensitive drum 210 rotates at a constant speed. Also, the central control circuit 400
Is used to determine which surface of the polygon mirror the current or next scan is based on the detection signal of the polygon sensor 374 that detects a mark M attached to a specific position in the circumferential direction of the polygon mirror 180, The rotation unevenness of the photosensitive drum is detected based on the detection signal of the drum sensor 213 that detects the rotation speed of the photosensitive drum 210.
【0065】タイミング信号発生回路410は、前回の
走査が終了して走査に利用されるポリゴンミラーの反射
面が次の反射面に切り替わった後、第1、第2、第3の
タイミング信号を生成する。The timing signal generation circuit 410 generates the first, second, and third timing signals after the previous scanning is completed and the reflection surface of the polygon mirror used for scanning is switched to the next reflection surface. I do.
【0066】第1のタイミング信号は、APC信号を得
るために各半導体レーザー101〜108をそれぞれ別
個に順次発光させるための信号であり、各レーザー駆動
回路451〜458、およびスイッチング回路440へ
出力される。APC信号生成回路430は、順次切り換
えられて発光する各半導体レーザーの出力をAPC用の
第1、第2受光素子155、157から検出し、さらに
湿度依存性補正部110からハーフミラー144の偏光
依存特性の変化量を表すデータを取り入れ、これらに基
づいてそれぞれの半導体レーザーのAPC信号を出力す
る。スイッチング回路440は、上記の第1のタイミン
グ信号にしたがってAPC信号生成回路430から出力
されるAPC信号を、対応するレーザー駆動回路に入力
させるよう出力先を選択する。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、スイッ
チSW1を導通させ、その際に出力されているAPC信
号を第1のレーザー駆動回路451に入力させる。各レ
ーザー駆動回路451〜458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。The first timing signal is a signal for causing each of the semiconductor lasers 101 to 108 to individually emit light sequentially in order to obtain an APC signal, and is output to each of the laser drive circuits 451 to 458 and the switching circuit 440. You. The APC signal generation circuit 430 detects the output of each semiconductor laser that is sequentially switched and emits light from the first and second light receiving elements 155 and 157 for APC, and further outputs the polarization dependence of the half mirror 144 from the humidity dependence correction unit 110. Data representing the amount of change in characteristics is taken in, and an APC signal of each semiconductor laser is output based on the data. The switching circuit 440 selects an output destination such that the APC signal output from the APC signal generation circuit 430 is input to the corresponding laser drive circuit according to the first timing signal. For example, the switch SW1 is turned on for a certain period of time during which the first semiconductor laser 101 emits light, and the APC signal output at that time is input to the first laser drive circuit 451. Each of the laser driving circuits 451 to 458 sets a gain based on the input APC signal so that the output of the semiconductor laser becomes a reference level.
【0067】第2のタイミング信号は、水平同期信号を
得るために全ての半導体レーザーを同時に発光させるた
めの信号であり、各レーザー駆動回路451〜458に
出力される。同期信号検出用受光素子230に入射する
半導体レーザー101〜108からの光束は、主走査方
向において互いに分離されているため、同時に点灯させ
ても同期信号検出用受光素子230にはそれぞれの半導
体レーザー101〜108からの光束が異なるタイミン
グで違する。The second timing signal is a signal for causing all the semiconductor lasers to emit light simultaneously to obtain a horizontal synchronizing signal, and is output to each of the laser drive circuits 451 to 458. The luminous fluxes from the semiconductor lasers 101 to 108 incident on the synchronization signal detecting light receiving element 230 are separated from each other in the main scanning direction. The luminous flux from 108 differs at different timings.
【0068】第3のタイミング信号は、同期信号検出用
受光素子230から出力される信号を検出して生成され
る各走査線毎の水平同期パルスであり、このパルスは描
画信号生成回路420に出力される。描画信号生成回路
420は、各水平同期パルスが入力されてから一定時間
経過後、それぞれのレーザー駆動回路451〜458に
描画信号を供給して描画を開始させる。The third timing signal is a horizontal synchronizing pulse for each scanning line generated by detecting a signal output from the synchronizing signal detecting light receiving element 230, and this pulse is output to the drawing signal generation circuit 420. Is done. The drawing signal generation circuit 420 supplies a drawing signal to each of the laser driving circuits 451 to 458 to start drawing after a lapse of a predetermined time from the input of each horizontal synchronization pulse.
【0069】APC信号生成回路430は、図12に示
されるとおり、ハーフミラー144を透過して偏光ビー
ムスプリッタ153により分離された2つの直線偏光成
分のうちのP偏光成分を受光するAPC用第1受光素子
155の出力を増幅率αで増幅する第1アンプ431
と、S偏光成分を受光するAPC用第2受光素子157
の出力を増幅率kαで増幅する第2アンプ432と、増
幅率の係数kを調整することにより第2アンプ432の
ゲインを調整するゲイン調整回路433と、第1、第2
アンプ431、432の出力を加算してAPC信号を出
力する加算回路434とから構成されている。ゲイン調
整回路433による係数kは、予め設計値として定めて
もよいし、装量の組立調整時に1台毎に設定してもよ
い。S偏光成分に関するAPC信号Sは、前述したよう
に受光素子155、157の出力電圧をそれぞれSp、
Ssとして、適当に増幅(K倍)すると上記式[1]で
求めることができる。As shown in FIG. 12, the APC signal generation circuit 430 receives the P-polarized light component of the two linearly-polarized light components transmitted through the half mirror 144 and separated by the polarizing beam splitter 153, and receives the first APC signal. A first amplifier 431 that amplifies the output of the light receiving element 155 with an amplification factor α
APC second light receiving element 157 for receiving the S-polarized component
A second amplifier 432 that amplifies the output of the second amplifier 432 with the amplification factor kα, a gain adjustment circuit 433 that adjusts the gain of the second amplifier 432 by adjusting the coefficient k of the amplification factor,
An addition circuit 434 adds the outputs of the amplifiers 431 and 432 and outputs an APC signal. The coefficient k by the gain adjustment circuit 433 may be determined in advance as a design value, or may be set for each unit at the time of adjusting the assembling amount. As described above, the APC signal S relating to the S-polarized light component outputs the output voltages of the light receiving elements 155 and 157 as Sp,
When Ss is appropriately amplified (K times), it can be obtained by the above equation [1].
【0070】図11および図12にはさらに湿度依存性
補正部110が示されている。湿度依存性補正部110
は、上記透過基準光の光強度を検出する基準光検出用受
光素子112の出力信号を増幅する基準光用アンプ11
3と、基準光用アンプ113の出力を基にハーフミラー
144の偏光依存特性の変化量を特定して、この変化量
を上記ゲイン調整回路433にフィードバックさせるフ
ィードバック回路114とを備えている。ゲイン調整回
路433は、入力された偏光依存特性の変化量に応じ
て、P偏光成分とS偏光成分の加算比(係数k)を再設
定する。前述した通り、この湿度依存性補正部110を
上記APC信号生成回路430と連動させることによ
り、ハーフミラー144への入射光束の偏光状態の変化
に加え、湿度変化によるハーフミラー11の偏光依存特
性の変化に対しても、感光体ドラム210上の主光束の
光強度とモニター光検出手段の出力信号強度が一定の相
関を有するように受光素子155、157の出力を補正
し、APCを正確に作動させることができる。FIGS. 11 and 12 further show a humidity dependency correction unit 110. FIG. Humidity dependency correction unit 110
Is a reference light amplifier 11 for amplifying an output signal of the reference light detection light receiving element 112 for detecting the light intensity of the transmitted reference light.
3 and a feedback circuit 114 for specifying the amount of change in the polarization dependency of the half mirror 144 based on the output of the reference light amplifier 113 and feeding back the amount of change to the gain adjustment circuit 433. The gain adjustment circuit 433 resets the addition ratio (coefficient k) of the P-polarized component and the S-polarized component according to the input change amount of the polarization dependent characteristic. As described above, by linking the humidity dependency correction unit 110 with the APC signal generation circuit 430, in addition to the change in the polarization state of the light beam incident on the half mirror 144, the change in the polarization dependency of the half mirror 11 due to the humidity change. The output of the light receiving elements 155 and 157 is corrected so that the light intensity of the main light beam on the photosensitive drum 210 and the output signal intensity of the monitor light detecting means have a constant correlation even with the change, and the APC is operated accurately. Can be done.
【0071】レーザー駆動回路451の構成は、図13
に示す通りである。サンプルホールド回路451aは、
タイミング信号発生回路410からタイミング信号が入
力された際に、スイッチSW1のオンと同期してAPC
信号生成回路430から出力されるAPC信号を取り込
んでホールドする。一方、基準電圧発生回路451b
は、半導体レーザーの所定の基準出力に対応する基準電
圧を発生する。The structure of the laser drive circuit 451 is shown in FIG.
It is as shown in FIG. The sample hold circuit 451a
When a timing signal is input from the timing signal generation circuit 410, the APC is synchronized with the turning on of the switch SW1.
The APC signal output from the signal generation circuit 430 is captured and held. On the other hand, reference voltage generation circuit 451b
Generates a reference voltage corresponding to a predetermined reference output of the semiconductor laser.
【0072】差動アンプ451cは、これらのホールド
された信号と基準電圧との差を演算し、この結果得られ
た差動信号によりレーザードライブ回路451dのゲイ
ンを設定する。レーザードライブ回路451dは、描画
信号生成回路420から入力される描画信号に基づいて
半導体レーザー101をON/OFF制御するが、この
際の駆動電流は差動アンプにより設定されたゲインによ
り調整可能である。上記の構成により、レーザー駆動回
路451cは、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の出力
を制御することができる。The differential amplifier 451c calculates the difference between these held signals and the reference voltage, and sets the gain of the laser drive circuit 451d according to the resulting differential signal. The laser drive circuit 451d controls ON / OFF of the semiconductor laser 101 based on the drawing signal input from the drawing signal generation circuit 420, and the driving current at this time can be adjusted by the gain set by the differential amplifier. . With the above configuration, the laser drive circuit 451c can control the output of the semiconductor laser so that the intensity of the beam spot on the surface of the photosensitive drum becomes the reference level.
【0073】なお、他のレーザー駆動回路452〜45
8も上記のレーザー駆動回路451と同一の構成であ
り、それぞれ対応する半導体レーザーの出力をAPC信
号生成回路430の出力に応じて調整しつつ、描画信号
に応じて半導体レーザー102〜108を駆動する。The other laser driving circuits 452 to 45
8 also has the same configuration as that of the laser driving circuit 451 described above, and drives the semiconductor lasers 102 to 108 according to the drawing signal while adjusting the output of the corresponding semiconductor laser according to the output of the APC signal generation circuit 430. .
【0074】図14は、上記のように構成された制御系
の一走査内での作動を示すタイミングチャートである。
このタイミングチャートでは、それぞれ、半導体レーザ
ー101〜108のON/OFF状態、スイッチング回
路440の各スイッチSW1〜SW8のON/OFF状
態、そして水平同期信号HSの出力タイミングを横軸で
示される間の時間軸上で表示している。FIG. 14 is a timing chart showing the operation within one scan of the control system configured as described above.
In this timing chart, the ON / OFF states of the semiconductor lasers 101 to 108, the ON / OFF states of the switches SW1 to SW8 of the switching circuit 440, and the output timing of the horizontal synchronizing signal HS are shown on the horizontal axis. It is displayed on the axis.
【0075】一走査の時間は、各半導体レーザーの出力
を調整する第1の期間P1と、水平同期信号を検出する
第2の期間P2と、実際に感光体ドラム210上にパタ
ーンを描画する第3の期間P3とに分けることができ
る。One scanning period includes a first period P1 for adjusting the output of each semiconductor laser, a second period P2 for detecting a horizontal synchronization signal, and a first period P2 for actually drawing a pattern on the photosensitive drum 210. 3 period P3.
【0076】第1の期間P1では、半導体レーザー10
1〜108を時系列的に切り換えて発光させ、それぞれ
の半導体レーザーの発光時間内にスイッチング回路44
0内の対応するスイッチをオンさせ、APC信号生成回
路430から出力されるAPC信号を対応するレーザー
駆動回路に入力させる。例えば、チャート中の時刻t1
とt2の間は半導体レーザー101、t2とt3との間
は半導体レーザー102がそれぞれ発光しており、これ
らの期間内にスイッチSW1、SW2がそれぞれオンし
ている。レーザー駆動回路は、この信号に基づいて感光
体ドラム面上での光量が基準レベルとなるよう駆動電圧
の制御レベルを調整する。In the first period P1, the semiconductor laser 10
1 to 108 are chronologically switched to emit light, and the switching circuit 44 is turned on within the emission time of each semiconductor laser.
The corresponding switch in 0 is turned on, and the APC signal output from the APC signal generation circuit 430 is input to the corresponding laser drive circuit. For example, time t1 in the chart
The semiconductor laser 101 emits light between t2 and t2, and the semiconductor laser 102 emits light between t2 and t3, and the switches SW1 and SW2 are turned on during these periods. The laser drive circuit adjusts the control level of the drive voltage based on this signal so that the amount of light on the photosensitive drum surface becomes the reference level.
【0077】第2の期間P2では、時刻t5からt6の
間8つの半導体レーザー101〜108を同時に発光さ
せ、水平同期信号検出用受光素子230の立ち上がりを
検知して各走査線毎の8つの水平同期パルスが生成され
る。第3の期間P3では、各水平同期パルスから所定時
間経過した所定のタイミングで描画信号に基づいて半導
体レーザーがON/OFF制御され、感光体ドラム上に
パ夕一ンが形成される。同時に形成される8本の走査線
のうち、第1番目の走査線は、時刻t7〜t11の間半
導体レーザー101を制御することにより形成される。
同様に、第2番目の走査線は時刻t8〜t12の間、第
3番目の走査線は時刻t9〜t13の間、第8番目の走
査線は時刻tl0〜t14の間、それぞれ半導体レーザ
ー102、103、108を制御することにより形成さ
れる。各半導体レーザーからの光束によって形成される
ビームスポットは主走査方向に所定量離れているため、
先行するビームスポットによる書き込みが開始されてか
ら所定量走査された時点で次のビームスポットによる書
き込みを開始させることにより、感光体ドラム210上
での走査線の主走査方向の位置を揃えることができる。In the second period P2, the eight semiconductor lasers 101 to 108 are caused to emit light at the same time from the time t5 to the time t6, and the rising of the horizontal synchronizing signal detecting light-receiving element 230 is detected to detect the eight horizontal lines for each scanning line. A synchronization pulse is generated. In the third period P3, the semiconductor laser is turned on / off based on the drawing signal at a predetermined timing after a lapse of a predetermined time from each horizontal synchronization pulse, and a pattern is formed on the photosensitive drum. Of the eight scanning lines formed at the same time, the first scanning line is formed by controlling the semiconductor laser 101 between times t7 and t11.
Similarly, the second scanning line is between times t8 and t12, the third scanning line is between times t9 and t13, and the eighth scanning line is between times t10 and t14. It is formed by controlling 103 and 108. Since the beam spots formed by the luminous flux from each semiconductor laser are separated by a predetermined amount in the main scanning direction,
By starting writing by the next beam spot at the time when scanning is performed by a predetermined amount after writing by the preceding beam spot is started, the positions of the scanning lines on the photosensitive drum 210 in the main scanning direction can be aligned. .
【0078】なお、上記実施態様では、走査光強度のモ
ニターとして用いられるAPC用第1受光素子155お
よびAPC用第2受光素子157と、基準光の光強度を
検出する基準光検出用受光素子112とは別々に設けた
が、走査光学系の光源部100と基準光源111の発光
タイミング等を制御すれば、走査光量モニター用の受光
素子で基準光を検出することも可能である。In the above embodiment, the first light receiving element 155 for APC and the second light receiving element 157 for APC used as a monitor of the scanning light intensity, and the light receiving element 112 for the reference light detection for detecting the light intensity of the reference light. However, if the light emission timing and the like of the light source unit 100 and the reference light source 111 of the scanning optical system are controlled, the reference light can be detected by the light receiving element for monitoring the scanning light amount.
【0079】以上では、ハーフミラー144への入射光
束の偏光状態の補正に際してS偏光の出力信号強度(A
PC信号S)を基準として調整する関係上、湿度変化に
応じて、S偏光の出力信号強度に関わる係数kのみを再
設定する手法を採っているが、湿度依存性の補正手法は
上記形態に限定されるものではない。In the above, when correcting the polarization state of the light beam incident on the half mirror 144, the output signal intensity (A
Due to the adjustment based on the PC signal S), a method of resetting only the coefficient k relating to the output signal intensity of the S-polarized light in accordance with a change in humidity is adopted. It is not limited.
【0080】例えば、湿度変化に応じて、分離されたモ
ニター光束のうちP偏光の出力信号強度を変化させても
よい。この場合、湿度依存性補正部は図15に示すよう
に構成される。同図は、図1の走査光学装置10とほぼ
同構成の走査光学装置を表しており、図1と同様の部材
または回路は同符号で表している。モニター光束は、ビ
ームスプリッタ12によって互いに直交するP偏光成分
とS偏光成分とに分離され、前者の光量は光量検出セン
サ13で検出され、後者は光量検出センサ14で検出さ
れる。湿度依存性に関する補正回路系B1では、基準光
検出センサ25で検出され増幅器26で電気増幅された
基準光の光強度が、フィードバック回路40に入力され
る。フィードバック回路40は、偏光依存性に関する補
正回路系A1のうち、P偏光に関する光量検出センサ1
3の出力調整を行う第1増幅器20に接続している。こ
の形態では、基準光を用いて湿度変化を起因とするハー
フミラー11の偏光依存特性の変化量を検出し、この変
化量に応じて、加算回路22で再合成されるAPC信号
の出力信号強度と像面17上での主光束の光強度とが一
定の相関をもつように、第1増幅器20においてモニタ
ー光のP偏光の出力信号強度が調整される。For example, the output signal intensity of the P-polarized light of the separated monitor light beam may be changed according to the change in humidity. In this case, the humidity dependency correction unit is configured as shown in FIG. FIG. 2 shows a scanning optical device having substantially the same configuration as the scanning optical device 10 of FIG. 1, and the same members or circuits as those of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The monitor light beam is separated into a P-polarized light component and an S-polarized light component that are orthogonal to each other by a beam splitter 12, and the light amount of the former is detected by a light amount detection sensor 13, and the latter is detected by a light amount detection sensor 14. In the correction circuit system B1 relating to the humidity dependency, the light intensity of the reference light detected by the reference light detection sensor 25 and electrically amplified by the amplifier 26 is input to the feedback circuit 40. The feedback circuit 40 is a light amount detection sensor 1 for P-polarized light in the correction circuit system A1 for polarization dependence.
3 is connected to the first amplifier 20 for adjusting the output. In this embodiment, the amount of change in the polarization-dependent characteristic of the half mirror 11 due to a change in humidity is detected using the reference light, and the output signal intensity of the APC signal recombined by the adder circuit 22 in accordance with the amount of change. In the first amplifier 20, the output signal intensity of the P-polarized light of the monitor light is adjusted so that the light intensity of the main light beam on the image plane 17 has a certain correlation.
【0081】図16も異なる形態を示しており、図1と
同様の部材または回路は同符号で示している。同図の走
査光学装置における湿度依存性補正部B2は、基準光検
出センサ25の出力を電気増幅する2系統の増幅器5
1、52を備え、各増幅器51、52の出力はフィード
バック回路53、54に入力される。フィードバック回
路53は、偏光依存性に関する補正回路系A2のうちS
偏光用の第2増幅器21に接続し、フィードバック回路
54はP偏光用の第1増幅器20に接続している。この
形態では、基準光を用いて湿度変化を起因とするハーフ
ミラー11の偏光依存特性の変化量を検出し、この変化
量に応じてモニター光のP偏光とS偏光のそれぞれの出
力信号強度を同時に調整することで、湿度依存性を補正
することができる。FIG. 16 also shows a different form, and the same members or circuits as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The humidity dependency correction unit B2 in the scanning optical device shown in FIG. 3 includes two amplifiers 5 that electrically amplify the output of the reference light detection sensor 25.
1 and 52, and the outputs of the amplifiers 51 and 52 are input to feedback circuits 53 and 54. The feedback circuit 53 is configured to control the S
The feedback circuit 54 is connected to the first amplifier 20 for P-polarization, and is connected to the second amplifier 21 for polarization. In this embodiment, the amount of change in the polarization-dependent characteristic of the half mirror 11 due to a change in humidity is detected using the reference light, and the output signal intensities of the P-polarized light and the S-polarized light of the monitor light are detected in accordance with the amount of change. The adjustment at the same time can correct the humidity dependency.
【0082】図17に、さらに異なる形態を示す。同図
においても図1と同様の部材または回路は同符号で示し
ている。この走査光学装置における湿度依存性補正部B
3は、ビームスプリッタ12と同じく基準光をP偏光と
S偏光に分離するビームスプリッタ60を備えている。
基準透過光のうちP偏光の光強度は、基準光検出用第1
センサ61で検出され、その出力信号強度が増幅器63
で増幅されて、フィードバック回路65に入力される。
同様に、S偏光の光強度は、基準光検出用第2センサ6
2で検出され、その出力信号強度が増幅器64で増幅さ
れて、フィードバック回路66に入力される。この形態
では、ハーフミラー11の偏光依存特性に関して、ビー
ムスプリッタ60で分離された基準透過光の各偏光成分
(P偏光とS偏光)の変化を個別に検出することができ
る。よって基準透過光における各偏光成分の変化量を、
偏光依存性に関する補正回路系A3のうちP偏光に関す
る第1増幅器20およびS偏光に関する第2増幅器21
にそれぞれフィードバックさせ、モニター光のP偏光と
S偏光の出力信号強度を個別に調整して、湿度依存性を
補正することが可能となる。FIG. 17 shows still another embodiment. In this figure, the same members or circuits as those in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals. Humidity-dependent correction unit B in this scanning optical device
The beam splitter 3 includes a beam splitter 60 that separates the reference light into P-polarized light and S-polarized light, similarly to the beam splitter 12.
The P-polarized light intensity of the reference transmitted light is equal to the first light for the reference light detection.
The output signal strength detected by the sensor 61 is
And input to the feedback circuit 65.
Similarly, the light intensity of the S-polarized light is determined by the second sensor 6 for reference light detection.
2, the output signal strength is amplified by the amplifier 64 and input to the feedback circuit 66. In this embodiment, with respect to the polarization-dependent characteristics of the half mirror 11, it is possible to individually detect changes in the polarization components (P-polarized light and S-polarized light) of the reference transmitted light separated by the beam splitter 60. Therefore, the amount of change of each polarization component in the reference transmitted light is
The first amplifier 20 for P-polarized light and the second amplifier 21 for S-polarized light in the correction circuit system A3 for polarization dependency
And the output signal intensities of the P-polarized light and the S-polarized light of the monitor light can be individually adjusted to correct the humidity dependency.
【0083】以上から明らかなように、基準光検出手
段、偏光依存特性の変化を検知する手段およびフィード
バック手段は、詳述した図2から図14の形態に限定さ
れるものではない。要は、モニター光束について、分離
された各偏光成分の出力信号強度を再合成して得られた
APC信号が、湿度変化を反映して調整されたものとな
ればよいのである。As is apparent from the above description, the reference light detecting means, the means for detecting a change in the polarization dependent characteristic, and the feedback means are not limited to those shown in FIGS. In short, it is only necessary that the APC signal obtained by recombining the output signal intensities of the separated polarized light components with respect to the monitor light beam is adjusted to reflect the humidity change.
【0084】なお、本発明の光強度制御装置は、上記の
ような走査光学装置に用いると特に有効であるが、用途
は走査光学装置に限定されるものではなく、他の光学機
器に用いてもよい。The light intensity control device of the present invention is particularly effective when used in the above-described scanning optical device. However, the application is not limited to the scanning optical device, but can be applied to other optical devices. Is also good.
【0085】[0085]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏光状態が一定の基準光を用いてモニター光束と主光束
とを分割する光分割素子の偏光依存特性の変化量を特定
し、この変化量をフィードバックさせてAPC信号を生
成するので、光分割素子の周囲における湿度環境の変化
に拘わりなく主光束の光量を正確に制御することができ
る。したがって、例えば複数の光源を備えたマルチビー
ム用の走査光学系等に本発明の光強度制御装置および制
御方法を利用すれば、光分割素子に入射する光束の偏光
状態、および湿度依存性を持つ光分割素子の反射透過特
性の偏光依存特性が変化したとしても、これらの変化に
依存せずにモニター光束に基づいて走査対象面上のスポ
ットの強度を正確に制御することができる。As described above, according to the present invention,
Since the amount of change in the polarization-dependent characteristic of the light splitting element that splits the monitor light beam and the main light beam using the reference light having a constant polarization state is specified, and this change amount is fed back to generate the APC signal, the light splitting element is used. Irrespective of changes in the humidity environment around the light source, it is possible to accurately control the amount of the main light beam. Therefore, for example, if the light intensity control device and the control method of the present invention are used in a multi-beam scanning optical system including a plurality of light sources, the light beam incident on the light splitting element has polarization state and humidity dependency. Even if the polarization dependence of the reflection / transmission characteristics of the light splitting element changes, the intensity of the spot on the scanning target surface can be accurately controlled based on the monitor light beam without depending on these changes.
【図1】光強度制御装置を有する光走査装置の概略を示
す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an optical scanning device having a light intensity control device.
【図2】光強度制御装置を有する走査光学装置の具体的
な実施形態を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a specific embodiment of a scanning optical device having a light intensity control device.
【図3】図2の装置の主走査方向の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the apparatus of FIG. 2 in the main scanning direction.
【図4】図2の装置の副走査方向の断面図である。FIG. 4 is a sectional view in the sub-scanning direction of the apparatus of FIG. 2;
【図5】図2の装置の光学系のみを取り出して示す主走
査方向の説明図である。FIG. 5 is an explanatory view in the main scanning direction showing only the optical system of the apparatus shown in FIG. 2;
【図6】図2の装置のレーザーブロック部分の詳細を示
す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing details of a laser block portion of the apparatus shown in FIG. 2;
【図7】図6を VII−VII 線方向から見た正面図であ
る。FIG. 7 is a front view of FIG. 6 as viewed from the direction of line VII-VII.
【図8】図5の装置のファイバー支持体からファイバー
アライメントブロックまでの構成を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a configuration from a fiber support to a fiber alignment block of the apparatus of FIG. 5;
【図9】ファイバーアライメントブロックの拡大正面図
である。FIG. 9 is an enlarged front view of the fiber alignment block.
【図10】感光体ドラム上でのビームスポットの配列を
示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an arrangement of beam spots on a photosensitive drum.
【図11】実施形態の走査光学装置の制御系を示すブロ
ック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a control system of the scanning optical device according to the embodiment.
【図12】図11中のAPC信号生成回路および湿度依
存性補正回路の詳細を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing details of an APC signal generation circuit and a humidity dependency correction circuit in FIG. 11;
【図13】図11中のレーザー駆動回路の詳細を示すブ
ロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing details of a laser drive circuit in FIG. 11;
【図14】実施形態の走査光学装置の作動を説明するタ
イミングチャート図である。FIG. 14 is a timing chart illustrating the operation of the scanning optical device according to the embodiment.
【図15】光強度制御装置を有する走査光学装置の異な
る実施形態を表す概略図である。FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a different embodiment of a scanning optical device having a light intensity control device.
【図16】光強度制御装置を有する走査光学装置の、図
15とは異なる実施形態を表す概略図である。FIG. 16 is a schematic diagram showing an embodiment different from FIG. 15 of the scanning optical device having the light intensity control device.
【図17】光強度制御装置を有する走査光学装置のさら
に異なる実施形態を表す概略図である。FIG. 17 is a schematic view illustrating still another embodiment of a scanning optical device having a light intensity control device.
10 マルチビーム光源 11 ハーフミラー 12 ビームスプリッタ 13 14 光量検出センサ 15 ポリゴンミラー 16 fθレンズ 18 光源パワー制御回路 19 基準電圧発生回路 22 加算回路 24 基準光源 25 基準光検出センサ 27 フィードバック回路 100 光源部 101〜108 半導体レーザー 110 湿度依存性補正部 111 基準光源 112 基準光検出用受光素子 113 基準光用アンプ 114 フィードバック回路 121〜128 光ファイバー 130 ファイバーアライメントブロック 140 コリメートレンズ 144 ハーフミラー 150 APC信号検出部 153 偏光ビームスプリッター 155 APC用第1受光素子 157 APC用第2受光素子 180 ポリゴンミラー 190 fθレンズ 210 感光体ドラム 430 APC信号生成回路 433 ゲイン調整回路 451〜458 レーザー駆動回路 Reference Signs List 10 multi-beam light source 11 half mirror 12 beam splitter 13 14 light quantity detection sensor 15 polygon mirror 16 fθ lens 18 light source power control circuit 19 reference voltage generation circuit 22 addition circuit 24 reference light source 25 reference light detection sensor 27 feedback circuit 100 light source units 101 to 101 Reference Signs List 108 semiconductor laser 110 humidity dependency correction unit 111 reference light source 112 reference light detection light receiving element 113 reference light amplifier 114 feedback circuit 121 to 128 optical fiber 130 fiber alignment block 140 collimating lens 144 half mirror 150 APC signal detection unit 153 polarization beam splitter 155 APC first light receiving element 157 APC second light receiving element 180 Polygon mirror 190 fθ lens 210 Photoconductor drum 43 APC signal generating circuit 433 gain adjustment circuit 451 to 458 laser drive circuit
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/10 G11B 7/125 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 26/10 G11B 7/125
Claims (4)
ら発した光束をモニター光束と主光束とに分割する光分
割素子と;上記モニター光束の光強度を検出するモニタ
ー光検出手段と;上記光分割素子への入射光の偏光状態
に拘わらず、上記モニター光検出手段の出力信号強度と
主光束の対象面上での光強度とが一定の相関をもつよう
上記モニター光検出手段の出力を補正する偏光補正手段
と;上記偏光補正手段により補正された上記モニター光
検出手段の出力信号に基づいて上記光源部の発光強度を
制御する制御手段と;を有する光強度制御装置におい
て、 偏光特性が一定の基準光を、上記光源部から発せられる
光束と同方向かつ同入射角で上記光分割素子に入射させ
る、上記光源部とは独立して設けられる基準光供給手段
と;上記光分割素子に入射して分割される基準光のう
ち、上記モニター光束と同方向の光束の光強度を検出す
る基準光検出手段と;湿度に依存する上記光分割素子の
偏光依存特性が変化されたとき、上記基準光検出手段の
出力信号の変化から光分割素子の偏光依存特性の変化量
を検知する偏光依存特性変化検知手段と;検知された光
分割素子の偏光依存特性の変化量を、上記偏光補正手段
にフィードバックさせるフィードバック手段と;を備
え、上記偏光補正手段は、上記フィードバック手段から
入力された光分割素子の偏光依存特性の変化量に基づい
て、湿度変化に拘わらず上記モニター光検出手段の出力
信号強度と主光束の対象面上での光強度とが一定の相関
をもつように上記モニター光検出手段の出力を補正する
ことを特徴とする光強度制御装置。A light splitting element for splitting a light beam emitted from a light source unit having at least one light source into a monitor light beam and a main light beam; monitor light detecting means for detecting the light intensity of the monitor light beam; The output of the monitor light detection means is corrected so that the output signal intensity of the monitor light detection means and the light intensity of the main light beam on the target surface have a fixed correlation regardless of the polarization state of the light incident on the element. A light intensity control device comprising: a polarization correction unit; and a control unit that controls the emission intensity of the light source unit based on the output signal of the monitor light detection unit corrected by the polarization correction unit. A reference light supply unit provided independently of the light source unit, for causing the reference light to enter the light splitting element in the same direction and at the same angle of incidence as the light beam emitted from the light source unit; Reference light detecting means for detecting the light intensity of the light beam in the same direction as the monitor light beam among the reference light beams incident on the element and splitting; when the polarization dependent characteristic of the light splitting element depending on humidity is changed Polarization-dependent characteristic change detecting means for detecting a change in the polarization-dependent characteristic of the light splitting element from a change in the output signal of the reference light detecting means; Feedback means for feeding back to the correction means, wherein the polarization correction means detects the monitor light detection means irrespective of humidity change based on the amount of change in the polarization dependent characteristic of the light splitting element input from the feedback means. A light intensity control device for correcting the output of the monitor light detecting means so that the output signal intensity and the light intensity of the main light beam on the target surface have a fixed correlation.
て、上記モニター光検出手段と上記基準光検出手段は、
それぞれ独立して設けられた受光素子である光強度検出
装置。2. The light intensity control device according to claim 1, wherein said monitor light detecting means and said reference light detecting means comprise:
A light intensity detection device which is a light receiving element provided independently.
て、上記モニター光検出手段と上記基準光検出手段は、
同一の受光素子が兼ねている光強度検出装置。3. The light intensity control device according to claim 1, wherein the monitor light detection means and the reference light detection means
A light intensity detector that is also used by the same light receiving element.
光分割素子によりモニター光束と主光束とに分割し、上
記光源から発したモニター光束をモニター光検出手段に
より検出し、上記光分割素子への入射光の偏光状態に拘
わらず、上記モニター光検出手段の出力信号強度と主光
束の対象面上での光強度とが一定の相関をもつようにモ
ニター光検出手段の出力信号を偏光補正手段で補正し、
この出力信号に基づいて上記光源の発光強度を制御する
光強度制御方法において、 上記光分割素子に入射する光源部の光束と同方向かつ同
入射角で、偏光特性が一定な基準光を光分割素子に入射
させるステップと;光分割素子に入射して分割される基
準光のうち、上記モニター光束と同方向の光束の光強度
を検出するステップと;検出される透過基準光の出力変
化に基づき、湿度に依存する光分割素子の偏光依存特性
の変化量を特定するステップと;この偏光依存特性の変
化量を上記偏光補正手段にフィードバックさせるステッ
プと;上記偏光補正手段が、入力された光分割素子の偏
光依存特性の変化量に基づき、湿度変化に拘わらず上記
モニター光検出手段の出力信号強度と主光束の対象面上
での光強度とが一定の相関をもつように上記モニター光
検出手段の出力を補正するステップと;を有することを
特徴とする光強度制御方法。4. A light beam emitted from at least one light source is split into a monitor light beam and a main light beam by a light splitting element, the monitor light beam emitted from the light source is detected by monitor light detecting means, and the light beam is transmitted to the light splitting element. Irrespective of the polarization state of the incident light, the output signal of the monitor light detection unit is polarized by the polarization correction unit so that the output signal intensity of the monitor light detection unit and the light intensity of the main light beam on the target surface have a constant correlation. Amend,
In the light intensity control method of controlling the light emission intensity of the light source based on the output signal, the reference light having the same polarization characteristic and the same direction as the light beam of the light source unit incident on the light splitting element is split. Making the light incident on the element; detecting the light intensity of the light beam in the same direction as the monitor light beam among the reference light beams incident on the light splitting element and splitting; Specifying the amount of change in the polarization dependent characteristic of the light splitting element depending on humidity; the step of feeding back the amount of change in the polarization dependent characteristic to the polarization correction means; Based on the amount of change in the polarization-dependent characteristics of the element, the above-mentioned monitor is set so that the output signal intensity of the monitor light detection means and the light intensity of the main light beam on the target surface have a constant correlation regardless of the humidity change. Correcting the output of the monitor light detecting means.
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