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JP3283179B2 - Light intensity control device and light intensity control method - Google Patents

Light intensity control device and light intensity control method

Info

Publication number
JP3283179B2
JP3283179B2 JP07518296A JP7518296A JP3283179B2 JP 3283179 B2 JP3283179 B2 JP 3283179B2 JP 07518296 A JP07518296 A JP 07518296A JP 7518296 A JP7518296 A JP 7518296A JP 3283179 B2 JP3283179 B2 JP 3283179B2
Authority
JP
Japan
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light
intensity
light beam
monitor
incident
Prior art date
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Application number
JP07518296A
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Japanese (ja)
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JPH09243949A (en
Inventor
政博 大野
直志 水口
光規 飯間
浩 金沢
Original Assignee
旭光学工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 旭光学工業株式会社 filed Critical 旭光学工業株式会社
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Priority to IL11845896A priority patent/IL118458A/en
Priority to IL12637796A priority patent/IL126377A/en
Priority to US08/654,824 priority patent/US5892219A/en
Priority to GB9611297A priority patent/GB2301701B/en
Priority to GB9906748A priority patent/GB2332561B/en
Priority to FR9606663A priority patent/FR2734902B1/en
Priority to DE19621802A priority patent/DE19621802B4/en
Priority to GB9906744A priority patent/GB2332560B/en
Publication of JPH09243949A publication Critical patent/JPH09243949A/en
Priority to US09/106,770 priority patent/US6011250A/en
Priority to IL12637798A priority patent/IL126377A0/en
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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光源から発する
光束をモニター光束と主光束とに分割し、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 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]

【従来の技術】この種の光強度制御装置は、例えば光デ
ィスク装置の分野において従来から利用されている。半
導体レーザー等の光源から発する光束はハーフミラー等
の光分割素子により分割され、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。光強度制御装置では、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 Powe
r Control)動作を行っている。
2. Description of the Related Art This type of light intensity control device has been conventionally used, for example, in the field of optical disk devices. A light beam emitted from a light source such as a semiconductor laser is split by a light splitting element such as a half mirror, one of which is used for light intensity detection as a monitor light beam, and the other is guided to an optical disk located on an image plane as a main light beam to read and write information. Used for The light intensity control device controls the light emission intensity of a light source so as to obtain a predetermined light intensity on an optical disk based on the light intensity of a monitor light beam, so-called APC (Automatic Powe
r Control) operation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光強度制御装置においては、例えば複数の光源を用いた
装置で複数の光源からの光束の偏光状態が互いに異なる
場合、あるいは少なくとも1つの光源を用いた装置で環
境の変化によって光分割素子に入射する光束の偏光状態
が変化した場合等には、APC動作により像面上の強度
を所定の値に保つことができなくなる虞がある。
However, in a conventional light intensity control apparatus, for example, when a plurality of light sources are used and the polarization states of light beams from the plurality of light sources are different from each other, or at least one light source is used. When the polarization state of the light beam incident on the light splitting element changes due to a change in the environment in the device, the intensity on the image plane may not be maintained at a predetermined value by the APC operation.

【0004】一般に、ハーフミラー等の光分割素子、並
びに主光束を像面上に導く光学素子の透過率、あるいは
反射率は偏光依存性を有しており、入射光束の偏光状態
によって透過光、あるいは反射光の光エネルギー (光
量)が変化する。特に、光分割素子により分割するモニ
ター光束の光量は、主光束側の光利用効率を確保するた
めに主光束の光量に対して著しく小さく設定されるた
め、モニター光束の光強度は入射光の偏光状態に応じて
大きく変化する。
In general, the transmittance or reflectance of a light splitting element such as a half mirror and an optical element for guiding a main light beam onto an image plane has polarization dependence. Or the light energy (light amount) of the reflected light changes. In particular, the light intensity of the monitor light beam split by the light splitting element is set to be significantly smaller than the light intensity of the main light beam in order to secure the light use efficiency on the main light beam side. It changes greatly depending on the state.

【0005】このため、像面上に導かれた主光束の光強
度と、光分割素子で分割されたモニター光の光強度との
バランスが入射光束の偏光状態によって変化することと
なり、これらのバランスが崩れた場合にはモニター光束
の光強度に基づいてAPCを作動させて光源の発光量を
制御しても、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。
Therefore, the balance between the light intensity of the main light beam guided on the image plane and the light intensity of the monitor light split by the light splitting element changes depending on the polarization state of the incident light beam. If the light intensity is broken, the light intensity of the main light beam on the image plane cannot be maintained at a predetermined level even if the amount of light emitted from the light source is controlled by operating the APC based on the light intensity of the monitor light beam.

【0006】上記の問題は、光ファイバーを利用した光
学系においてより顕著に現れる。これは、一般の光ファ
イバーが偏波面を保存せずに光伝搬させる性質を持ち
(入射する直線偏光の偏光方向と射出する直線偏光の偏
光方向とが直交する場合もある)、かつ、このような偏
光方向を変化させる作用の度合いが、光ファイバーのね
じれや湾曲といった設置状態の変化によって容易に変化
するためである。例えば、複数の光源から発する光束を
各光源に対応した光ファイバーにより導いて点光源を形
成するマルチビーム光学系で、光ファイバーから射出さ
れる光束をハーフミラーで分割してモニター光束を得る
場合には、たとえ光源から光ファイバーへ入射する光の
偏光状態が一定であるとしても、光ファイバーを射出し
てハーフミラーに入射する各光束の偏光状態は一定とな
らない。したがって、検出されるモニター光束の光強度
に基づいてAPCを作動させたとしても、正常に機能せ
ず、像面上の光強度を一定に保つことはできない。
[0006] The above-mentioned problem appears more conspicuously in an optical system using an optical fiber. This has the property that ordinary optical fibers propagate light without preserving the plane of polarization.
(In some cases, the direction of polarization of the incident linearly polarized light and the direction of polarization of the emitted linearly polarized light are orthogonal to each other.) It is because it changes easily by the following. For example, in a multi-beam optical system in which light beams emitted from a plurality of light sources are guided by optical fibers corresponding to each light source to form a point light source, when a light beam emitted from the optical fiber is divided by a half mirror to obtain a monitor light beam, Even if the polarization state of the light incident on the optical fiber from the light source is constant, the polarization state of each light beam emitted from the optical fiber and incident on the half mirror is not constant. Therefore, even if the APC is activated based on the detected light intensity of the monitor light beam, it does not function properly and the light intensity on the image plane cannot be kept constant.

【0007】この発明は、複数の光源を用いた装置で複
数の光源からの光束の偏光状態が互いに異なる場合、あ
るいは少なくとも1つの光源を用いた装置で環境の変化
によって光分割素子に入射する光束の偏光状態が変化し
た場合にも、モニター光束の強度に基づいて主光束の光
量を一定に制御することができる光強度制御装置、およ
び方法を提供することを目的とする。
The present invention is directed to a device using a plurality of light sources, in which the polarization states of the light beams from the plurality of light sources are different from each other, or a light beam incident on the light splitting element due to a change in the environment in the device using at least one light source. It is an object of the present invention to provide a light intensity control device and method capable of controlling the amount of the main light beam to be constant based on the intensity of the monitor light beam even when the polarization state of the light beam changes.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる光強度
制御装置は、独立して発光制御される複数の光源を備え
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、各光源から発したモニター光束の
光強度をそれぞれ別のタイミングで検出する光検出手段
と、光分割素子への入射光の偏光状態に拘わらず、モニ
ター光束の光強度と光分割素子の後段に設けられた結像
光学系により対象面上に導かれた主光束の光強度とが一
定の相関をもつよう光検出手段の出力を補正する補正手
段と、補正手段により補正された光検出手段の出力信号
に基づいて光源の発光強度を制御する制御手段とを有し
ており、補正手段および制御手段は、光検出手段により
検出された各光源から発したモニター光束の光強度に基
づいて対応する各光源の発光強度を制御することを特徴
とする。
A light intensity control device according to the present invention is a light splitting element for splitting a light beam emitted from a light source unit having a plurality of light sources whose light emission is independently controlled into a monitor light beam and a main light beam. And light detecting means for detecting the light intensity of the monitor light flux emitted from each light source at different timings, and the light intensity of the monitor light flux and the subsequent stage of the light splitting element regardless of the polarization state of the light incident on the light splitting element. Correction means for correcting the output of the light detection means so that the light intensity of the main light beam guided onto the target surface by the imaging optical system provided in the light detection means, and the light detection means corrected by the correction means Control means for controlling the light emission intensity of the light source based on the output signal of the light source, and the correction means and the control means respond based on the light intensity of the monitor light flux emitted from each light source detected by the light detection means. Do each And controlling the emission intensity of the source.

【0009】上記の構成によれば、光分割素子に入射す
る光束の偏光状態によらずに、モニター光束側の補正手
段の出力と主光束の強度とに一定の相関を持たせること
ができ、これにより光分割素子の偏光依存性のみでな
く、主光束を導く光学系の偏光依存性をも含めた形でこ
れらの影響を抑えることができる。これにより、APC
動作を正常に機能させることができる。
According to the above arrangement, it is possible to provide a constant correlation between the output of the correcting means on the monitor light beam side and the intensity of the main light beam irrespective of the polarization state of the light beam entering the light splitting element. Accordingly, these effects can be suppressed in a form including not only the polarization dependence of the light splitting element but also the polarization dependence of the optical system for guiding the main light beam. With this, APC
The operation can function normally.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる光強度制
御装置の実施形態を説明する。実施形態として示される
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、
走査光学装置全体の斜視図である図1、その光学系の配
置を示す図2、断面図である図3、そして平面図である
図4に基づき、この装置の概略構成を説明する。なお、
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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the light intensity control device according to the present invention will be described below. The light intensity control device shown as an embodiment 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,
The schematic configuration of the scanning optical device will be described with reference to FIG. 1 which is a perspective view of the entire scanning optical device, FIG. 2 which shows the arrangement of the optical system, FIG. 3 which is a cross-sectional view, and FIG. In addition,
In the following description, the “main scanning direction” is a direction corresponding to the light beam scanning direction in a plane perpendicular to the optical axis, and the “sub scanning direction”.
Means a direction perpendicular to the main scanning direction in a plane perpendicular to the optical axis.

【0011】走査光学装置は、図1に示されるように、
ほぼ直方体状の偏平なケーシング1内に走査光学系を配
して構成されている。ケーシング1の上部開口は、使用
時には上部蓋体2により閉成される。
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.

【0012】走査光学系の光源部100は、図1および
図2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つづつ取り付けられ
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. 1 and 2, the light source unit 100 of the scanning optical system includes eight laser blocks 310a to 310h mounted on a support substrate 300, respectively.
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 FIG. ), And a fiber alignment block 130 that forms eight point light sources arranged in a straight line by holding the ends of the optical fibers on the emitting side in a straight line. The ends of the optical fibers 121 to 128 on the incident side are held by fiber supports 319a to 319h fixed to the laser blocks 310a to 310h.

【0013】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、S偏光とP偏光との
平均として一般に5〜10%である。
A 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 S-polarized light and the P-polarized light.

【0014】ハーフミラー144を透過したモニター光
束は、この発明の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(オートパワーコントロール)
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151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ー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101〜108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 flux transmitted through the half mirror 144 is used as an APC (auto power control) which constitutes a light detecting means and a correcting means of the light intensity control device of the present invention.
The signal enters the signal detection unit 150. APC signal detector 150
Is a condensing lens 151 for converging a transmitted light beam, a polarization beam splitter 153 as a polarization separation element for separating the light beam into two orthogonal polarization components, and a first APC for detecting the light energy of each polarization component. It comprises a light receiving element 155 and an APC second light receiving element 157, and its output signal is used for feedback controlling the output of the semiconductor lasers 101 to 108.

【0015】一方、ハーフミラー144で反射された主
光束は、像面上での副走査方向のスポット位置を制御す
るよう光軸に直交する軸回りに回転可能に配置されたダ
イナミックプリズム160を経て、副走査方向にのみ正
のパワーを持つシリンドリカルレンズ170によりポリ
ゴンミラー180のミラー面の近傍で線状に結像され
る。ダイナミックプリズム160は、後述の感光体ドラ
ムの回転ムラ等に起因する走査対象面上でのスポットの
副走査方向の位置ズレを補正するために利用される。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2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、173から構成され
る。
On the other hand, the main luminous flux reflected by the half mirror 144 passes through a dynamic prism 160 rotatably arranged about an axis perpendicular to the optical axis so as to control a spot position in the sub-scanning direction on the image plane. A linear image is formed near the mirror surface of the polygon mirror 180 by the cylindrical lens 170 having a positive power only in the sub-scanning direction. The dynamic prism 160 is used to correct the positional deviation of the spot on the surface to be scanned in the sub-scanning direction due to rotation unevenness of the photosensitive drum, which will be described later. The cylindrical lens 170 is held by a cylindrical cylindrical lens holder 361, and is composed of two lenses 171 and 173 having positive and negative powers in the sub-scanning direction, as shown in FIG.

【0016】ポリゴンミラー180は、図3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4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1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 shielded from outside air by a cup-shaped polygon cover 373 as shown in FIG. 1 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.

【0017】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.

【0018】ポリゴンミラー180の反射面には加工に
より例えば主走査方向の面形状の誤差が生じる。そし
て、一般に各反射面の加工誤差量にはバラツキが生じ
る。そこで、各面の誤差量を予め測定して記憶させてお
き、使用時にセンサの出力に応じていずれの反射面が走
査に使用されているかを識別することにより、反射面毎
の固有の誤差量に応じてビーム位置やビーム強度等を補
正することができる。
On the reflection surface of the polygon mirror 180, for example, an error occurs in the surface shape in the main scanning direction due to processing. In general, the processing error amount of each reflection surface varies. Therefore, the amount of error of each surface is measured and stored in advance, and which reflective surface is used for scanning according to the output of the sensor at the time of use, the unique amount of error for each reflective surface is determined. , The beam position, the beam intensity, and the like can be corrected.

【0019】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3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. 3, the light is reflected by the folding mirror 200 and reaches the photosensitive drum 210 to form 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.

【0020】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 rotated 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.

【0021】fθレンズ190は、ポリゴンミラー18
0側から折り返しミラー200側に向けて順に、主走査
方向、副走査方向の両方向に関してそれぞれ負、正、
正、負のパワーを有する第1、第2、第3、第4レンズ
191,193,195,197が配列して構成され、副
走査方向においてポリゴンミラー180のミラー面近傍
で線状に結像された光束を感光体ドラム210上に楕円
形状に再結像させるパワーを有する。
Lens 190 is a polygon mirror 18
From the 0 side to the folding mirror 200 side, in the order of the main scanning direction and the sub scanning direction, negative, positive,
First, second, third, and fourth lenses 191, 193, 195, and 197 having positive and negative powers are arranged and formed, and form a linear image near the mirror surface of the polygon mirror 180 in the sub-scanning direction. It has the power to re-image the light beam on the photosensitive drum 210 in an elliptical shape.

【0022】fθレンズ190の第1レンズ191は、
ポリゴンミラー180側が負のパワーを持つ球面、折り
返しミラー200側が副走査方向にのみ負のパワーを持
つシリンダー面である負レンズであり、主走査方向に比
較的弱い負のパワーを有すると共に、副走査方向に比較
的強い負のパワーを有する。
The first lens 191 of the fθ lens 190 is
The polygon mirror 180 is a negative lens having a spherical surface having negative power, and the return mirror 200 is a negative lens having a cylinder surface having negative power only in the sub-scanning direction. It has relatively strong negative power in the direction.

【0023】第2レンズ193は、ポリゴンミラー18
0側が凸の球面、折り返しミラー200側が正のトーリ
ック面であるメニスカス形状のトーリックレンズであ
り、主走査方向に比較的弱い正のパワーを有すると共
に、副走査方向に比較的強い正のパワーを有する。第3
レンズ195は、両面が球面であるメニスカス正レンズ
である。第4レンズ197は、両面が球面であり、ポリ
ゴンミラー180側の面が強い負のパワーを有し、折り
返しミラー200側の面が弱い正のパワー持つ負メニス
カスレンズである。fθレンズ190の4枚のレンズ
は、図3および図4に示されるように単一のレンズ台3
80上に固定されている。
The second lens 193 is a polygon mirror 18
A meniscus toric lens having a convex spherical surface on the 0 side and a positive toric surface on the return mirror 200 side has a relatively weak positive power in the main scanning direction and a relatively strong positive power in the sub-scanning direction. . Third
The lens 195 is a meniscus positive lens having two spherical surfaces. The fourth lens 197 is a negative meniscus lens having a spherical surface on both sides, a surface on the polygon mirror 180 side having a strong negative power, and a surface on the return mirror 200 side having a weak positive power. The four lenses of the fθ lens 190 are a single lens mount 3 as shown in FIGS.
80.

【0024】図1〜図4中のx軸は、fθレンズ190
の光軸と平行な軸、y軸およびz軸は、x軸に垂直な面
内で互いに直行する軸である。y軸は主走査方向に一致
し、z軸はポリゴンミラー180と折り返しミラー20
0との間の光路中では副走査方向に一致する。
The x-axis in FIG. 1 to FIG.
Are parallel to the optical axis, and the y-axis and the z-axis are axes orthogonal to each other in a plane perpendicular to the x-axis. The y-axis corresponds to the main scanning direction, and the z-axis corresponds to the polygon mirror 180 and the folding mirror 20.
In the optical path between zero and zero, they coincide with the sub-scanning direction.

【0025】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の第4レンズ197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223,225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
画像データが転送され、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 luminous flux 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 fourth lens 197 of the fθ lens 190 and the return mirror 200, and reflects a light beam before the drawing range, and the first mirror 221. The second mirror 223 and the second mirror 225 sequentially reflect the light beam reflected by the mirror 221 and the light receiving element 230 that receives 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
With the scanning, the light enters the light receiving elements 230 one by one in order,
Eight pulses are output from the light receiving element 230 for each scan. 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.

【0026】また、ケーシング1には、折り返しミラー
200で反射された光束を透過させる描画用開口11が
形成されると共に、折り返しミラー200の背後に検査
用開口12が形成されている。描画用開口11には、カ
バーガラス201が装着されている。検査用開口12
は、折り返しミラー200を除く光学素子を組み付けた
後に、これらの光学素子を調整する際に使用され、描画
のための使用時には図3に示されるように蓋板13によ
り閉成される。
The casing 1 has a drawing opening 11 for transmitting the light beam reflected by the return mirror 200 and an inspection opening 12 behind the return mirror 200. A cover glass 201 is attached to the drawing opening 11. Inspection opening 12
Is used for adjusting these optical elements after assembling the optical elements except for the return mirror 200, and is closed by the cover plate 13 as shown in FIG. 3 when used for drawing.

【0027】続いて、図5〜12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5は、
レーザーブロック310aの具体的な構成を示す断面
図、図6は図5をVI-VI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、半導体レーザー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313a
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。半導体レーザー保持部材311aとカップリングレ
ンズ保持部材313aとは、図6に示されるように円柱
状であり、ファイバー固定部材315aは、直交する2
つの壁面から成る台座面が形成されるよう円柱のほぼ1
/4に相当する部分をその軸線方向に沿って切り欠いた
形状に形成されている。
Next, details of each component of the above-described scanning optical system will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the laser block 310a, and FIG. 6 is a front view of FIG. 5 as seen from the direction of the line VI-VI. Note that the laser blocks 310a to 310h
Since all have the same structure, 310a will be described as a representative. As shown in these figures, the laser block 310a includes a semiconductor laser holding member 311a holding the semiconductor laser 101 and a coupling lens holding member 313a holding the coupling lens 111.
And a fiber fixing member 315a to which the fiber support 319a is fixed. The semiconductor laser holding member 311a and the coupling lens holding member 313a have a columnar shape as shown in FIG.
Almost one of the cylinders so that a pedestal surface consisting of two wall surfaces is formed
The portion corresponding to / 4 is cut out along the axial direction thereof.

【0028】半導体レーザー保持部材311aとファイ
バー固定部材315aとは、カップリングレンズ保持部
材313aを光の進行方向に沿って両側から挟み込むよ
うにボルトで固定されており、半導体レーザー保持部材
311aを支持基板300にネジ止めすることにより3
つの部材が一体のブロックとして支持基板300に固定
される。また、ファイバー支持体319aは、固定用金
具317aによりファイバー固定部材315aの2つの
壁面に当てつけられた状態で固定されている。
The semiconductor laser holding member 311a and the fiber fixing member 315a are fixed by bolts so as to sandwich the coupling lens holding member 313a from both sides along the light traveling direction. 3 by screwing to 300
One member is fixed to the support substrate 300 as an integrated block. Further, the fiber support 319a is fixed to the two wall surfaces of the fiber fixing member 315a by fixing metal fittings 317a.

【0029】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
イバー支持体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.

【0030】図5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イバー支持体319aも全
体的に傾けて配置されている。
In the example of FIG. 5, the incident end face of the optical fiber 121 is set so as not to be orthogonal to the incident optical axis. Further, the fiber support 319a is also disposed so as to be totally inclined such 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.

【0031】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5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幅が広がるため、
像面上で所定のスポット径が得られなくなり、描画精度
か劣化する。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 broadens,
A predetermined spot diameter cannot be obtained on the image plane, and the drawing accuracy is degraded. By preventing return light, such a problem can be avoided.

【0032】ここで、図7に示すように、カップリング
レンズ111の光軸L1と光ファイバー121の入射端
面121aの法線L2とのなす角度をθ1、カップリング
レンズ111の光軸L1と光ファイバー121の中心軸
L3とのなす角度をθ2、光ファイバー121の中心軸L
3と入射端面121aの法線L2とのなす角度をθ3と
し、光ファイバー121のコアの屈折率をnとすると、
以下の関係が成立する。すなわち、角度θ1が決まれ
ば、他の角度θ2、θ3は一義的に定められる。
Here, as shown in FIG. 7, the angle between the optical axis L1 of the coupling lens 111 and the normal L2 of the incident end face 121a of the optical fiber 121 is θ1, the optical axis L1 of the coupling lens 111 and the optical fiber 121 are different. Is the angle between the center axis L3 of the optical fiber 121 and the center axis L of the optical fiber 121.
Assuming that the angle between 3 and the normal L2 of the incident end face 121a is θ3 and the refractive index of the core of the optical fiber 121 is n,
The following relationship is established. That is, once the angle θ1 is determined, the other angles θ2 and θ3 are uniquely determined.

【0033】θ3=sin-1((sinθ1)/n) θ2=θ1−θ3Θ3 = sin −1 ((sin θ1) / n) θ2 = θ1−θ3

【0034】なお、この例では、光ファイバー121を
ファイバー支持体319aに取り付けられた状態で一体
に研磨することにより、ファイバーの入射端面とファイ
バー支持体319の入射側の端面とを面一とし、かつ、
これらの面の法線が共にファイバーの中心軸に対して角
度θ3をなすよう加工されている。
In this example, the optical fiber 121 is integrally polished while being attached to the fiber support 319a, so that the incident end face of the fiber and the incident side end face of the fiber support 319 are flush with each other, and ,
The normals of these surfaces are both processed so as to form an angle θ3 with the center axis of the fiber.

【0035】また、この例では、光ファイバー121の
射出端面121bを光ファイバーの中心軸に直交する平
面に対して角度θ4だけ傾斜するよう斜めにカットして
いる。この構成によれば、たとえ光束の一部が光ファイ
バーの射出端面で反射したとしても、戻り光は半導体レ
ーザー側からの伝搬経路とは異なる経路で戻り、したが
って半導体レーザーへの戻り光は発生しない。
In this example, the exit end face 121b of the optical fiber 121 is cut obliquely so as to be inclined by an angle θ4 with respect to a plane orthogonal to the central axis of the optical fiber. According to this configuration, even if a part of the light beam is reflected at the exit end face of the optical fiber, the return light returns along a different path from the propagation path from the semiconductor laser side, and therefore, no return light to the semiconductor laser is generated.

【0036】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位置決めされ
る。直方体状のファイバーアライメントブロック130
は、分解斜視図である図9に示されるように、光ファイ
バー121〜128の射出端を位置決めするためのアラ
イメント部133が形成された本体130と、本体13
0に位置決めされた光ファイバーを押さえる押さえ板1
39とから構成されている。なお、本体131のアライ
メント部133より光入射側には、押さえ板から離れる
方向に段差をもって導入部135が形成されている。
The exit ends of the optical fibers 121 to 128 are combined by a fiber alignment block 130 as shown in FIG. 8, and the exit ends are positioned so that the central axes of the optical fibers are aligned. . Rectangular fiber alignment block 130
As shown in FIG. 9 which is an exploded perspective view, a main body 130 on which an alignment portion 133 for positioning the emission ends of the optical fibers 121 to 128 is formed;
Holding plate 1 for holding the optical fiber positioned at 0
39. An introduction portion 135 is formed on the light incident side of the alignment portion 133 of the main body 131 with a step in a direction away from the holding plate.

【0037】アライメント部133には、図9、および
ファイバーアライメントブロック130の拡大正面図で
ある図10に示されるように、それぞれの光ファイバー
に対応して互いに平行な8本のV字溝137,137,…
が形成されている。組み付け時には、光ファイバー12
1〜128をV字溝137,137,…にセットした後、
押さえ板139で強く押さえ、本体と押さえ板との間に
接着剤を流し込んで光ファイバー121〜128とファ
イバーアライメントブロック130とを一体に固定す
る。
As shown in FIG. 9 and FIG. 10 which is an enlarged front view of the fiber alignment block 130, the alignment portion 133 has eight V-shaped grooves 137, 137 parallel to each other corresponding to the respective optical fibers. ,…
Are formed. At the time of assembly, the optical fiber 12
After setting 1-128 in V-shaped grooves 137,137, ...
The optical fibers 121 to 128 and the fiber alignment block 130 are integrally fixed by pressing strongly with the pressing plate 139 and pouring an adhesive between the main body and the pressing plate.

【0038】ファイバーアライメントブロック130に
保持された光ファイバーの射出端面は、図11に示され
るように、中心軸が一直線上に揃って配列する。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。
As shown in FIG. 11, the exit end faces of the optical fibers held by the fiber alignment block 130 are arranged with their central axes aligned on a straight line. The fiber alignment block 130 is held by a holder (not shown), and a straight line connecting the central axes of the fibers is formed so that the beam spot on the photosensitive drum 210 is formed at a predetermined interval in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. It is set obliquely so as to form a predetermined angle with respect to the main scanning direction.

【0039】図12は、感光体ドラム上のビームスポッ
トの配列を示す。物点となる光ファイバーの端面を図1
1のよう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. 12 shows an arrangement of beam spots on the photosensitive drum. Figure 1 shows the end of the optical fiber that is the object point
By arranging as in 1, the beam spots are also formed such that their centers are on a straight line. 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.

【0040】次に、上記の走査光学装置に含まれるこの
発明の光強度制御装置の主要部を構成するAPC信号検
出部150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、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。また、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。
Next, the operation of the APC signal detecting section 150 constituting the main part of the light intensity control device of the present invention included in the above-described scanning optical device 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 the 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 polarization state of the light beams emitted from the optical fibers is changed. Are different from each other. The polarization state also changes due to a change in the attitude of the fiber or a change in the environment.

【0041】図13は、光ファイバーを伝搬する光の偏
光状態の変化を測定するための光学系を示す。半導体レ
ーザー101からの光束をカップリングレンズ111に
より収束させて光ファイバー121に入射させる。光フ
ァイバー121からの射出光は、コリメートレンズ40
2により平行光とされ、偏光子400を介してセンサ4
03に入射する。ここで偏光子400を回転させながら
センサ403の出力を測定することにより、射出光の偏
光状態を知ることができる。ここでは、半導体レーザー
101を含む系を代表として示しているが、他の系につ
いても同様に調べることができる。
FIG. 13 shows an optical system for measuring a change in the polarization state of light propagating through an optical fiber. The light beam from the semiconductor laser 101 is converged by the coupling lens 111 and is incident on the optical fiber 121. The light emitted from the optical fiber 121 is transmitted to the collimator lens 40.
2 is converted into parallel light by the sensor 4 via the polarizer 400.
03. Here, by measuring the output of the sensor 403 while rotating the polarizer 400, the polarization state of the emitted light can be known. Here, a system including the semiconductor laser 101 is shown as a representative, but other systems can be similarly examined.

【0042】図14は、偏光状態の変化の一例を示し、
8本中4本の光ファイバー121〜126に偏光方向が
同一の直線偏光を入射させた際の各光ファイバーからの
射出光の偏光状態を図13の系により測定した結果を示
すグラフである。図中の横軸は偏光子400の回転角
(単位:deg.)、縦軸はパワーメータ410により検
出された光強度(単位:mW)を示す。出力の変動幅が小
さいものは射出光が円偏光に近いこと、変動幅が大きい
ものは射出光が直線偏光に近いことを意味する。図14
から、光ファイバーにより伝達される間に偏波面が回転
していること、すなわち光ファイバーの旋光性が観測さ
れている。中には位相が反転している組み合わせ、すな
わち偏光方向が直交している組み合わせも存在する。
FIG. 14 shows an example of a change in the polarization state.
14 is a graph showing the results of measuring the polarization state of light emitted from each optical fiber when the linearly polarized light having the same polarization direction is incident on four of the eight optical fibers 121 to 126 using the system of FIG. 13. The horizontal axis in the figure is the rotation angle of the polarizer 400
(Unit: deg.), And the vertical axis indicates the light intensity (unit: mW) detected by the power meter 410. A small output fluctuation width means that the emitted light is close to circularly polarized light, and a large fluctuation width means that the emitted light is close to linearly polarized light. FIG.
From this, it has been observed that the plane of polarization rotates during transmission by the optical fiber, that is, the optical rotation of the optical fiber. Some combinations have inverted phases, that is, combinations having orthogonal polarization directions.

【0043】次に、同一の光ファイバーが姿勢の変化に
よってどのように偏光状態を変化させるかを実測データ
に基づいて説明する。ここでは、図13のカップリング
レンズ111と光ファイバー121との間に図中波線で
示した偏光ビームスプリッター312aとλ/4板31
6aとを挿入して光ファイバー121に円偏光を入射さ
せ、上記の例と同様に偏光子400を回転させてセンサ
403の出力を測定する。
Next, how the same optical fiber changes the polarization state due to a change in posture will be described based on actually measured data. Here, between the coupling lens 111 and the optical fiber 121 in FIG. 13, the polarization beam splitter 312a and the λ / 4 plate 31
6a is inserted, circularly polarized light is made incident on the optical fiber 121, and the output of the sensor 403 is measured by rotating the polarizer 400 as in the above example.

【0044】図15および図16は、1本の光ファイバ
ーに着目し、この光ファイバーの姿勢を故意に変化させ
た場合のセンサ出力の変化を示すグラフである。図15
は、光ファイバー121の湾曲状態の変化が偏光状態に
与える影響を調べるために、光ファイバー121の中間
部を「コ」字状に湾曲させた例、図13に示すように光
ファイバー121を1回ループさせた例、同様に2回、
3回ループさせた例について測定した結果を示してい
る。また、図16は、光ファイバー121のねじれによ
る変化が偏光状態に与える影響を測定するために、図1
3に示すように1回ループさせた光ファイバー121の
ループ部分を、ループ部分の入射側、射出側の直線部分
を通る軸を中心に回転させた際の各回転角度(0゜、4
5゜、90゜、135゜、180゜)において測定した
結果を示している。
FIGS. 15 and 16 are graphs showing changes in sensor output when one optical fiber is focused on and the posture of the optical fiber is intentionally changed. FIG.
FIG. 13 shows an example in which the middle portion of the optical fiber 121 is bent in a “U” shape in order to investigate the influence of the change in the bending state of the optical fiber 121 on the polarization state. As shown in FIG. Example, twice likewise,
The result of measurement is shown for an example in which three loops were performed. FIG. 16 is a graph for measuring the influence of the change due to the twist of the optical fiber 121 on the polarization state.
As shown in FIG. 3, each rotation angle (0 °, 4 °) when the loop portion of the optical fiber 121 looped once is rotated about an axis passing through the straight portion on the incident side and the exit side of the loop portion.
5 °, 90 °, 135 °, and 180 °).

【0045】これらの結果から、それぞれの出力波形の
振幅、位相が共に大きく変化していること、すなわち、
光ファイバーの取付条件、姿勢によって射出光の偏光状
態が変化することが解る。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。
From these results, it can be seen that both the amplitude and the phase of each output waveform change greatly, that is,
It can be seen that the polarization state of the emitted light changes depending on the mounting condition and the posture of the optical fiber. At the time of assembling the actual device, a change in the condition that changes the polarization state can easily occur.

【0046】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性を有してい
る。特にハーフミラー144は大きな偏光依存性を持
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 of the optical elements constituting the scanning optical system have polarization dependence on the reflectance or the transmittance. In particular, the half mirror 144 has a large polarization dependency. When the transmittance of the half mirror is, for example, 7.5% of the total light amount as the monitor light flux, the typical coat characteristics are 10% for P-polarized light and 5% for S-polarized light.
%.

【0047】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.

【0048】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。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. Although the APC originally controls the light amount of the beam spot on the photosensitive drum surface to be equal, the difference in the light amount is enlarged by controlling in the conventional method.

【0049】ビームスポットの光量の違いは、印刷され
るパターンの濃度の違いとして現れるため、複数のビー
ム間で光量に違いがあると、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。なお、このような不具
合は、ハーフミラーの偏光依存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、この場合に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 difference in the light quantity of the beam spot appears as a difference in the density of the pattern to be printed, if there is a difference in the light quantity between a plurality of beams, a desired density balance cannot be obtained. There is a problem that the density becomes non-uniform in a portion to be obtained. Note that such a disadvantage can be avoided by eliminating the polarization dependence 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, a thin film forming technique is used. In addition, it is actually difficult to make a plane having small polarization dependence. If the difference between the reflectance and the transmittance is reduced, a half mirror with small polarization dependence can be created, but in this case, the efficiency of use as the main light beam used for drawing is reduced, and the output of the light source is reduced. 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.

【0050】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
ことにより上記問題点を解決している。 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 light by the APC second light receiving element 157, the output signals Ss and Sp of each light receiving element are weighted by the following formula to obtain an APC signal S. Based on the signal S, the APC signal S is obtained. The above problem is solved by feedback control of the output. S = K (Sp + k ・ Ss)

【0051】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。 k=k1×k2 ただし、k1 = Mp/Ms,k2 =Ps/Ppである。 M
p,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、P
s,Ppは、その際の反射光(主光束)の像面上での光強度
である。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
めておき、上記の補正信号Sに基づいて半導体レーザー
のパワーを制御することにより、感光体ドラム上でのビ
ームスポットの光量を正確に制御することができる。
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, and is calculated from optical design data once the optical system of the apparatus 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. k = k1 × k2 where k1 = Mp / Ms and k2 = Ps / Pp. M
p and Ms are the light intensities of the transmitted light (monitor light flux) when two linearly polarized lights whose electric field vector oscillation directions are orthogonal to each other are incident on the half mirror 144, respectively.
s and Pp are the light intensity on the image plane of the reflected light (main light flux) at that time. Typically, the measurement can be performed 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, and by controlling the power of the semiconductor laser based on the correction signal S, the light amount of the beam spot on the photosensitive drum is accurately controlled. can do.

【0052】なお、偏光ビームスプリッター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15
5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 polarization beam splitter 153 has perfect separation characteristics, the half mirror 144
Incident on the first light receiving element 15
5 and the component incident as S-polarized light is detected only by the second light receiving element 157.

【0053】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1
0%とし、ハーフミラー144より感光体ドラム210
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144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={(1−Hs)・Ds}/{(1−Hp)・Dp}
≒1.16 k=k1・k2=2.32
Subsequently, 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 5% and the transmittance Hp of P-polarized light is 1
0%, and the photosensitive drum 210
Side optical element, that is, the cylindrical lens 17
0, the polarization characteristics of the polygon mirror 180, the fθ lens 190, and the folding mirror 200 are synthesized, and the loss due to these elements is 10% for P-polarized light and 1 for S-polarized light.
%. Accordingly, the ratio Dp of the amount of light reaching the photosensitive drum 210 among the P-polarized light reflected by the half mirror 144 is 90%, and similarly, the ratio Ds of the amount of light of the S-polarized light is 99%. In this case, the values of the coefficients k1 and k2 are as follows. k1 = Mp / Ms = Hp / Hs = 2 k2 = Ps / Pp = {(1-Hs) .Ds} / {(1-Hp) .Dp}
≒ 1.16 k = k1 · k2 = 2.32

【0054】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, an example in which the APC control amount is obtained by substituting the intensities Sp and Ss of the respective polarization components of the monitor light beam detected by the formula S = K (Sp + k · Ss). Here, an example is shown in which APC control is performed so that the intensity of the other P-polarized light and the circularly-polarized light matches the intensity of the S-polarized light based on the intensity of the S-polarized light. 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.

【0055】[0055]

【表1】 モニター APC ドラム上強度 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 0.583 Table 1 Monitor APC Drum intensity 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 0.050 0.941 0.941 0.941 Circularly polarized light 0.075 0.075 0.874 0.583

【0056】[0056]

【表2】 モニター光束強度 APC ドラム上強度 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 Drum intensity Sp Ss Control amount (S) Without APC APC operation P-polarized light 0.100 0.000 0.050 0.810 0.940 S-polarized light 0.000 0.050 0.058 0.941 0.941 Circularly polarized light 0.050 0.025 0.054 0.874 0.939

【0057】表1の従来例では、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(=0.941/0.40
5)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 conventional example shown in Table 1, when P-polarized light and S-polarized light are incident on the half mirror, the APC is operated to allow a maximum of about 2.3 (= 0.941 / 0.40) on the photosensitive drum surface.
5) A two-fold difference in intensity occurs, and the density of the latent image formed on the photoreceptor 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.

【0058】図17および図18は、それぞれ従来の手
法、発明の手法でAPCをかけた場合の感光体ドラム面
上の光強度のバラツキを実測した結果を示すグラフであ
る。図17は、感光体ドラム面上の光強度(横軸、単位
:mW)と表1に示される従来例の手法で検出したモニ
ター光束受光用センサ電流の出力(縦軸、単位:μA)と
の関係を示す。一方、図18は、図17と同一の装置に
ついて、感光体ドラム面上の光強度(横軸、単位 :m
W)と表2に示される実施例の手法で検出、演算された
APC制御値S(縦軸、単位:mV)との関係を示す。各
光ファイバーの射出光の偏光状態のバラツキにより、図
17の例では同一のモニター信号に対して像面上の光強
度(b/a)が±33.5%も変化していたのに対し、図
18の例ではこれが±3.5%に抑えられており、感光
体ドラム面上での光強度の均一化について大幅な改善が
見られた。
FIGS. 17 and 18 are graphs showing the results of actually measuring the variation in the light intensity on the photosensitive drum surface when APC is applied by the conventional method and the method of the present invention, respectively. FIG. 17 shows the light intensity (horizontal axis, unit: mW) on the surface of the photosensitive drum and the output (vertical axis, unit: μA) of the sensor current for monitoring light flux detected by the conventional method shown in Table 1. Shows the relationship. On the other hand, FIG. 18 shows the light intensity (horizontal axis, unit: m) on the surface of the photosensitive drum for the same apparatus as in FIG.
7 shows the relationship between W) and the APC control value S (vertical axis, unit: mV) detected and calculated by the method of the embodiment shown in Table 2. In the example of FIG. 17, the light intensity (b / a) on the image plane changed by ± 33.5% with respect to the same monitor signal due to the variation in the polarization state of the light emitted from each optical fiber. In the example of FIG. 18, this was suppressed to ± 3.5%, and a significant improvement in the uniformity of the light intensity on the photosensitive drum surface was observed.

【0059】なお、上記の例は、ハーフミラー144の
偏光特性と、これより感光体ドラム210側の光学素子
の偏光特性との両者を考慮して感光体ドラム210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ー144の透過率のみを考
慮として制御することも可能である。この場合、APC
信号Sは、下記の式で求められる。式中の符号は前述の
式と同一である。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してもよい。
In the above example, the change in the amount of light on the photosensitive drum 210 is suppressed in consideration of both the polarization characteristics of the half mirror 144 and the polarization characteristics of the optical element on the photosensitive drum 210 side. Although control is performed as described above, it is also possible to perform control by considering only the transmittance of the half mirror 144 having the most significant polarization dependency. In this case, APC
The signal S is obtained by the following equation. The symbols in the formula are the same as those in the above formula. S = K (Sp + k1 · Ss) When 5 to 10% of the total light amount is divided and used as the monitor light as described above, the intensity ratio of the monitor light is, for example, S polarized light (5%) and P depending on the polarization direction. The polarization ratio (10%) is about twice as large, while the intensity ratio of the main light beam after the monitor light is split is
In the above example, the ratio between the S-polarized light (95%) and the P-polarized light (90%) is about 1.06 times, and the ratio of the intensity change depending on the polarized light is small as compared with the monitor light having a low light amount ratio. Therefore, the correction may be performed only for the polarization dependence of the transmittance of the half mirror 144.

【0060】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 the same data as 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.

【表3】 モニター光束強度 APC ドラム上強度 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 0.874 Table 3 Monitor light flux intensity APC Drum intensity Sp Ss Control amount (S) Without APC APC operation P-polarized light 0.100 0.000 0.050 0.810 0.810 S-polarized light 0.000 0.050 0.050 0.941 0.941 Circularly polarized light 0.050 0.025 0.050 0.874 0.874

【0061】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.

【0062】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19に基づいて説明する。図19
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
ザー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15
5、157の出力に基づいてAPC信号を生成するAP
C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, which is dot data for each pixel, and outputs it; laser driving circuits 451 to 458 that drive the semiconductor lasers 101 to 108 on / off based on the drawing signals; Second light receiving element 15
5, an AP that generates an APC signal based on the outputs of 157
The C signal generation circuit 430 includes a switching circuit 440 that distributes the detected APC signal to each of the laser driving circuits 451 to 458.

【0063】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.

【0064】前述したように、ポリゴンミラーの面倒れ
や、感光体ドラムの回転ムラによる影響は感光体ドラム
上での各スポットの副走査方向へのシフトとして現れる
ため、この影響を補正するようダイナミックプリズム1
60の角度を変化させる。中央制御回路400には、ポ
リゴンミラー180の各面の面倒れによる感光体ドラム
上でのスポットのシフト量が予め測定されて入力されて
おり、ポリゴンセンサ374の出力から次回の走査に使
用される反射面が特定されると、その反射面によるスポ
ットのシフトを相殺できるダイナミックプリズム160
の角度を求め、これに基づいてプリズム駆動部161を
制御してダイナミックプリズム160の角度を設定す
る。ダイナミックプリズム160の設定角度は、プリズ
ムセンサ163により検出され、プリズム駆動部161
は、このセンサ出力に基づいてダイナミックプリズムを
クローズドループで制御する。面倒れによるスポットの
シフトは反射面毎に一定の値となるため、上記の設定角
度が当該反射面におけるダイナミックプリズム160の
基準角度となる。
As described above, the influence of the surface tilt of the polygon mirror or the uneven rotation of the photosensitive drum appears as a shift of each spot on the photosensitive drum in the sub-scanning direction. Prism 1
The angle of 60 is changed. The shift amount of the spot on the photosensitive drum due to the surface tilt of each surface of the polygon mirror 180 is measured and input to the central control circuit 400 in advance. The output from the polygon sensor 374 is used for the next scan. When the reflection surface is specified, the dynamic prism 160 that can cancel the shift of the spot due to the reflection surface
The angle of the dynamic prism 160 is set by controlling the prism driving unit 161 based on the angle. The set angle of the dynamic prism 160 is detected by the prism sensor 163, and the prism driving unit 161
Controls the dynamic prism in a closed loop based on the sensor output. Since the spot shift due to the surface inclination has a constant value for each reflection surface, the above-mentioned set angle becomes the reference angle of the dynamic prism 160 on the reflection surface.

【0065】一方、感光体ドラムの回転ムラは、面倒れ
のように既知の誤差ではなくランダムに発生する誤差で
あるため、中央制御回路400は、ドラムセンサ213
の出力から回転ムラの発生が検知された際に、検出され
た回転ムラによるスポットのシフトを相殺するようプリ
ズム駆動部161を制御する。ダイナミックプリズム1
60の調整角度とそれによる偏角の変動量との関係は非
線形であるため、面倒れによるシフトを補正するための
調整角度と回転ムラによるシフトを補正するための調整
角度とを独立して演算することはできない。このため、
中央制御回路400は、当該反射面における面倒れによ
るシフト量と回転ムラによるシフト量とを加算して総合
的なシフト量を求め、この総合的なシフト量を相殺する
ためのダイナミックプリズム160の調整角度を求めて
プリズム駆動部161を制御する。上記の制御により、
シリンドリカルレンズとfθレンズとの組み合わせによ
っては補正しきれないポリゴンミラー180の面倒れ、
および感光体ドラム210の回転ムラによるスポットの
副走査方向へのシフトを補正し、走査線の副走査方向の
位置を正確に制御することができる。
On the other hand, since the rotation unevenness of the photosensitive drum is not a known error such as a surface tilt but an error that occurs randomly, the central control circuit 400 determines the drum sensor 213
When the occurrence of rotation unevenness is detected from the output of (1), the prism driving unit 161 is controlled so as to cancel the shift of the spot due to the detected rotation unevenness. Dynamic prism 1
Since the relationship between the adjustment angle of 60 and the variation amount of the declination due to it is non-linear, the adjustment angle for correcting the shift due to surface tilt and the adjustment angle for correcting the shift due to uneven rotation are calculated independently. I can't. For this reason,
The central control circuit 400 calculates the total shift amount by adding the shift amount due to the surface inclination and the shift amount due to the rotation unevenness on the reflection surface, and adjusts the dynamic prism 160 to cancel the total shift amount. The prism driving unit 161 is controlled by obtaining the angle. With the above control,
The surface tilt of the polygon mirror 180, which cannot be completely corrected by the combination of the cylindrical lens and the fθ lens,
In addition, the shift of the spot in the sub-scanning direction due to the uneven rotation of the photosensitive drum 210 can be corrected, and the position of the scanning line in the sub-scanning direction can be accurately controlled.

【0066】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.

【0067】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、これに
基づいて各半導体レーザー毎の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S
W1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 separately emit light sequentially to obtain an APC signal, and is output to each of the laser driving 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 outputs an APC signal for each semiconductor laser based on this. .
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, for a certain period of time during which the first semiconductor laser 101 emits light, the switch S
W1 is made conductive, 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.

【0068】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
グで達する。
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 driving 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 light beams from .about.108 arrive at different timings.

【0069】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 generating 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.

【0070】APC信号生成回路430は、図20に示
されるとおり、ハーフミラー144を透過して偏光ビー
ムスプリッター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とから構成されいてる。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、装置の組立調整時に1台毎に設定してもよ
い。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)すると以下の式の通りとなる。 S=K(Sp + kSs)
As shown in FIG. 20, the APC signal generating circuit 430 receives the first linearly 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 polarized light component for APC. 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 during assembly adjustment of the apparatus. The APC signal S is, as described above, the light receiving element 155,
When the output voltage of 157 is Sp and Ss, respectively, and is appropriately amplified (K times), the following equation is obtained. S = K (Sp + kSs)

【0071】また、レーザー駆動回路451の構成は、
図21に示す通りである。サンプルホールド回路451
a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45
1b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 configuration of the laser driving circuit 451 is as follows.
This is as shown in FIG. Sample hold circuit 451
a captures and holds the APC signal output from the APC signal generation circuit 430 in synchronization with the turning on of the switch SW1 when the timing signal is input from the timing signal generation circuit 410. On the other hand, the reference voltage generation circuit 45
1b 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
動電圧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45
1c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 drive voltage at this time can be adjusted by the gain set by the differential amplifier. . With the above configuration, the laser driving circuit 45
1c 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22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44
0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同一の
時間軸上で表示している。
FIG. 22 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 state of the semiconductor lasers 101 to 108, the switching circuit 44
The ON / OFF state of each of the switches SW1 to SW8 of 0 and the output timing of the horizontal synchronization signal HS are displayed on the same time axis indicated by the horizontal 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 synchronizing 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 t3, and the semiconductor laser 102 emits light between t2 and t3. During these periods, the switches SW1 and SW2 are turned on. 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ター
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t10〜t14の間、それぞれ半導体レーザー102、1
03、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. 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 predetermined time has elapsed 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. 1
03 and 108 are formed. Since the beam spots formed by the light beams from the respective semiconductor lasers are separated by a predetermined amount in the main scanning direction, the writing by the next beam spot is started when the scanning by the predetermined amount is started after the writing by the preceding beam spot is started. By doing so, the positions of the scanning lines on the photosensitive drum 210 in the main scanning direction can be aligned.

【0078】なお、APC信号発生回路は、図20に示
したように電気的にゲインを設定する構成に限られず、
例えば図23に示す回路430aように、受光素子15
5,157に入射する光束の少なくとも一方の光量を調
整する調光手段を設けてもよい。この例では、一方の受
光素子155と偏光ビームスプリッター153との間に
調光手段としてフィルター158を挿入することによ
り、受光量そのもののバランスを光学的な手段により調
整する構成としている。フィルター158の透過率は、
ハーフミラー144への入射光束の偏光状態に拘わら
ず、APC信号のレベルと感光体ドラム210上の光強
度とが一定の相関を持つよう定められる。
The APC signal generation circuit is not limited to the configuration for electrically setting the gain as shown in FIG.
For example, as in a circuit 430a shown in FIG.
Light adjusting means for adjusting the light amount of at least one of the light beams incident on the light source 5, 157 may be provided. In this example, a filter 158 is inserted between one of the light receiving elements 155 and the polarization beam splitter 153 as a light control means, so that the balance of the received light amount itself is adjusted by optical means. The transmittance of the filter 158 is
Irrespective of the polarization state of the light beam incident on the half mirror 144, the level of the APC signal and the light intensity on the photosensitive drum 210 are determined to have a certain correlation.

【0079】フィルター158としては、NDフィルタ
ー、偏光子等を用いることができる。NDフィルターを
用いる場合には、調整時には透過率が異なる複数のフィ
ルターを用意しておき、装置毎の特性に合わせて適当な
透過率のフィルターを選択して装着すればよい。また、
偏光子を利用する場合には、これを光軸回りに回転させ
ることにより透過光量を調節し、適切な光量が得られる
位置で固定すればよい。
As the filter 158, an ND filter, a polarizer or the like can be used. When an ND filter is used, a plurality of filters having different transmittances are prepared at the time of adjustment, and a filter having an appropriate transmittance may be selected and mounted according to the characteristics of each device. Also,
When a polarizer is used, the amount of transmitted light may be adjusted by rotating the polarizer around the optical axis and fixed at a position where an appropriate amount of light can be obtained.

【0080】図24は、さらに他のAPC信号生成回路
430bを示す。この例では、単一の受光素子155を
用い、ハーフミラー144と受光素子155との間に偏
光子159を配置して構成されている。この例では、偏
光子159は、ハーフミラー144への入射光束の偏光
状態に拘わらず、半導体レーザーの一定の発光量に対し
てAPC信号と像面上の光強度との関係が一定となるよ
う透過軸の角度が設定されている。すなわち、ハーフミ
ラー144の偏光依存性に基づく影響と、主光束側の光
学系の偏光特性による影響とを排除するよう設定されて
いる。
FIG. 24 shows still another APC signal generation circuit 430b. In this example, a single light receiving element 155 is used, and a polarizer 159 is arranged between the half mirror 144 and the light receiving element 155. In this example, the polarizer 159 makes the relationship between the APC signal and the light intensity on the image plane constant with respect to a constant light emission amount of the semiconductor laser regardless of the polarization state of the light beam incident on the half mirror 144. The angle of the transmission axis is set. That is, it is set so as to eliminate the influence based on the polarization dependence of the half mirror 144 and the influence based on the polarization characteristics of the optical system on the main light beam side.

【0081】説明を簡略化するために主光束側の光学系
での透過、反射率に偏光依存性がないものと仮定する
と、図25に示すように、偏光板の透過軸が光束の進行
方向に垂直な面内でハーフミラーの入射面の方向(P偏
光の軸方向)に対してなす角度θを、P偏光を入射させ
た場合の強度をSp、S偏光を入射させた場合の強度を
Ssとして、θ=tan-1(Sp/Ss)で求められる値に
設定すればよい。偏光板159を透過する各偏光成分の
強度は、各編構成分の透過軸への投影となるため、偏光
板159の角度を上記のように設定することにより、受
光素子に達するP偏光の光振幅はハーフミラー透過した
際の強度のcosθ倍、S偏光の光振幅はsinθ倍と
なる。これにより、透過軸上に投影した両偏光の振幅強
度は等しくなり、ハーフミラー144の偏光依存性に影
響されずにハーフミラーに入射する光束の光量を検知す
ることができる。
Assuming that the transmission and reflectance of the optical system on the main light beam side do not have polarization dependence for the sake of simplicity, as shown in FIG. The angle θ between the direction of the plane of incidence of the half mirror (axial direction of the P-polarized light) in a plane perpendicular to the plane is defined as Sp when the P-polarized light is incident, and Sp when the S-polarized light is incident. Ss may be set to a value determined by θ = tan -1 (Sp / Ss). Since the intensity of each polarized light component transmitted through the polarizing plate 159 is projected onto the transmission axis of each knitted structure, setting the angle of the polarizing plate 159 as described above allows the P-polarized light to reach the light receiving element. The amplitude is cos θ times the intensity when transmitted through the half mirror, and the light amplitude of the S-polarized light is sin θ times. Accordingly, the amplitude intensities of the two polarized lights projected on the transmission axis become equal, and the light amount of the light beam incident on the half mirror 144 can be detected without being affected by the polarization dependence of the half mirror 144.

【0082】なお、図24の構成においても、ハーフミ
ラー144と感光体ドラム210との間の光学素子の偏
光依存性を含めて補正することもできる。この場合に
は、以下の条件を満たすように偏光子159の透過軸の
角度θが設定される。 θ=tan-1√k ただし、kは、ハーフミラー144にP偏光を入射させ
た場合のモニター光束の光強度をMp、その際の主光束
の感光体ドラム210上での光強度をPp、S偏光を入
射させた場合のモニター光束の光強度をMs、その際の
主光束の感光体ドラム210上での光強度をPsとし
て、k=(Mp/Ms)・(Ps/Pp)により定められる。
In the configuration shown in FIG. 24, the correction can be made including the polarization dependency of the optical element between the half mirror 144 and the photosensitive drum 210. In this case, the angle θ of the transmission axis of the polarizer 159 is set so as to satisfy the following condition. θ = tan −1 √k where k is Mp, the light intensity of the monitor light beam when P-polarized light is incident on the half mirror 144, and Pp is the light intensity of the main light beam on the photosensitive drum 210 at that time. Assuming that the light intensity of the monitor light beam when S-polarized light is incident is Ms and the light intensity of the main light beam on the photosensitive drum 210 at that time is Ps, k = (Mp / Ms) · (Ps / Pp). Can be

【0083】[0083]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、少なくともモニター光束と主光束とを分割する光分
割素子の偏光依存性を考慮してAPC信号を生成するこ
とにより、光分割素子に入射する光束の偏光状態に拘わ
りなく主光束の光量を正確に制御することができる。ま
た、光分割素子より後段の光学素子の偏光依存性をも考
慮してAPC信号を生成すれば、さらに高い精度で主光
束の光量を一定に制御することができる。
As described above, according to the present invention, an APC signal is generated in consideration of at least the polarization dependence of a light splitting element for splitting a monitor light beam and a main light beam, thereby providing a light splitting element. The amount of the main light beam can be accurately controlled regardless of the polarization state of the incident light beam. In addition, if the APC signal is generated in consideration of the polarization dependence of the optical element downstream of the light splitting element, the amount of the main light beam can be controlled to be constant with higher accuracy.

【0084】したがって、例えば複数の光源からの光束
を光ファイバーを用いて偏向器側に導くマルチビーム用
の走査光学系等に利用すれば、光ファイバーの姿勢の変
化や経時変化により光分割素子に入射する光束の偏光状
態が変化したとしても、このような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
制御することができる。
Therefore, for example, if a light beam from a plurality of light sources is used in a scanning optical system for a multi-beam, which guides the light beam to a deflector side using an optical fiber, the light beam enters the light splitting element due to a change in the attitude of the optical fiber or a change with time. Even if the polarization state of the light beam changes, the intensity of the spot on the surface to be scanned can be controlled based on the monitor light beam without depending on such a change.

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

【図1】 この発明にかかる光強度制御装置が適用され
る走査光学装置の実施形態を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a scanning optical device to which a light intensity control device according to the present invention is applied.

【図2】 図1の装置の副走査方向の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction of the apparatus of FIG.

【図3】 図1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. 1 in the main scanning direction.

【図4】 図1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. 4 is an explanatory view in the main scanning direction showing only the optical system of the apparatus in FIG. 1;

【図5】 図1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. 5 is a sectional view showing details of a laser block portion of the apparatus of FIG. 1;

【図6】 図5をVI-VI線方向から見た正面図である。FIG. 6 is a front view of FIG. 5 as viewed from the line VI-VI.

【図7】 レーザーブロック内における光束の入射方向
と光ファイバーの入射端面の角度との関係を示す説明図
である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between an incident direction of a light beam in a laser block and an angle of an incident end face of an optical fiber.

【図8】 図1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. 1;

【図9】 ファイバーアライメントブロック部分の分解
斜視図である。
FIG. 9 is an exploded perspective view of a fiber alignment block.

【図10】 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. 10 is an enlarged front view of a fiber alignment block.

【図11】 ファイバーの配列を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an arrangement of fibers.

【図12】 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. 12 is an explanatory diagram showing an arrangement of beam spots on a photosensitive drum.

【図13】 光ファイバーからの射出光の偏光状態を測
定するための光学系を示す説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an optical system for measuring a polarization state of light emitted from an optical fiber.

【図14】 8本中6本の光ファイバーに振動面の方向
が同一の直線偏光を入射させた際の各光ファイバーから
の射出光の偏光状態を測定した結果を示すグラフであ
る。
FIG. 14 is a graph showing the results of measuring the polarization state of light emitted from each optical fiber when linearly polarized light having the same direction of the vibrating surface is incident on six of the eight optical fibers.

【図15】 光ファイバーの湾曲、ループによる偏光の
変化を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing a change in polarization due to bending and a loop of an optical fiber.

【図16】 光ファイバーのループを回転させた場合の
偏光の変化を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing a change in polarization when a loop of an optical fiber is rotated.

【図17】 従来の手法でAPCをかけた場合の感光体
ドラム面上の光強度のバラツキを実測した結果を示すグ
ラフである。
FIG. 17 is a graph showing a result of actually measuring a variation in light intensity on a photosensitive drum surface when APC is performed by a conventional method.

【図18】 本発明の手法でAPCをかけた場合の感光
体ドラム面上の光強度のバラツキを実測した結果を示す
グラフである。
FIG. 18 is a graph showing a result of actually measuring a variation in light intensity on a photosensitive drum surface when APC is applied by the method of the present invention.

【図19】 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. 19 is a block diagram illustrating a control system of the scanning optical device according to the embodiment.

【図20】 図13中のAPC信号生成回路の詳細を示
すブロック図である。
20 is a block diagram illustrating details of an APC signal generation circuit in FIG.

【図21】 図13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. 21 is a block diagram showing details of a laser drive circuit in FIG. 13;

【図22】 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である。
FIG. 22 is a timing chart illustrating the operation of the scanning optical device according to the embodiment.

【図23】 図13中のAPC信号生成回路の他の例を
示すブロック図である。
23 is a block diagram showing another example of the APC signal generation circuit in FIG.

【図24】 図13中のAPC信号生成回路のさらに他
の例を示すブロック図である。
24 is a block diagram showing still another example of the APC signal generation circuit in FIG.

【図25】 図18に用いられる偏光子の作用を示すグ
ラフである。
FIG. 25 is a graph showing the operation of the polarizer used in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 光源部 101〜108 半導体レーザー 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 158 フィルター 159 偏光子 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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Light source part 101-108 Semiconductor laser 121-128 Optical fiber 130 Fiber alignment block 140 Collimating lens 144 Half mirror 150 APC signal detection part 153 Polarization beam splitter 155 APC first light receiving element 157 APC second light receiving element 158 Filter 159 Polarizer 180 polygon mirror 190 fθ lens 210 photoconductor drum 430 APC signal generation circuit 433 gain adjustment circuit 451-458 laser drive circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金沢 浩 東京都板橋区前野町2丁目36番9号 旭 光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−65400(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/10 B41J 2/44 G11B 7/125 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Kanazawa 2-36-9 Maeno-cho, Itabashi-ku, Tokyo Asahi Optical Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-7-65400 (JP, A) (58) ) Surveyed field (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 26/10 B41J 2/44 G11B 7/125

Claims (31)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 独立して発光制御される複数の光源を備
え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、 前記各光源から発したモニター光束の光強度をそれぞれ
別タイミングで検出する光検出手段と、 前記光分割素子への入射光の偏光状態に拘わらず、前記
モニター光束の光強度と前記光分割素子より後段の光学
系により対象面上に導かれた前記主光束の光強度とが一
定の相関をもつよう前記光検出手段の出力を補正する補
正手段と、 前記補正手段により補正された前記光検出手段の出力信
号に基づいて前記複数の光源の発光強度を制御する制御
手段とを有し、 前記補正手段および前記制御手段は、前記光検出手段に
より検出された各光源から発したモニター光束の光強度
に基づいて対応する各光源の発光強度を制御することを
特徴とする光強度制御装置。
1. A light splitting element for splitting a light beam emitted from a light source unit having a plurality of light sources independently controlled in light emission into a monitor light beam and a main light beam, and a light intensity of the monitor light beam emitted from each of the light sources. Light detecting means for detecting at different timings, and regardless of the polarization state of the incident light on the light splitting element, the light intensity of the monitor light flux and the optical system guided to the target surface by an optical system downstream of the light splitting element. Correction means for correcting the output of the light detection means so that the light intensity of the main light beam has a constant correlation; and light emission of the plurality of light sources based on the output signals of the light detection means corrected by the correction means Control means for controlling the intensity, wherein the correction means and the control means are configured to control the light emission intensity of the corresponding light source based on the light intensity of the monitor light flux emitted from each light source detected by the light detection means. Light intensity control apparatus and controls the.
【請求項2】 前記補正手段は、前記光分割素子および
前記後段の光学系の少なくとも何れか一方の偏光特性に
起因するモニター光束の光強度と前記主光束の対象面上
での光強度との対応関係のズレを補正することを特徴と
する請求項1に記載の光強度制御装置。
2. The method according to claim 1, wherein the correcting unit is configured to determine a light intensity of a monitor light beam caused by a polarization characteristic of at least one of the light splitting element and the subsequent optical system and a light intensity of the main light beam on a target surface. 2. The light intensity control device according to claim 1, wherein a deviation of the correspondence is corrected.
【請求項3】 前記光源部は、前記各光源から発する光
束をそれぞれ前記光分割素子側に伝達する複数の光ファ
イバーを備えることを特徴とする請求項1または2に記
載の光強度制御装置。
3. The light intensity control device according to claim 1, wherein the light source unit includes a plurality of optical fibers for transmitting light beams emitted from the respective light sources to the light splitting element side.
【請求項4】 前記光検出手段は、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
偏光に分離する偏光分離素子と、分離された前記第1、
第2の直線偏光をそれぞれ受光する第1、第2の受光素
子とを備え、該受光素子の出力に基づいて前記偏光分離
素子により分離された光束の光強度に所定の重み付けを
した信号を出力することを特徴とする請求項1〜3のい
ずれかに記載の光強度制御装置。
4. The polarized light separating element for separating a monitor light flux into first and second linearly polarized light beams whose vibration directions of an electric field vector are orthogonal to each other, wherein the first and second separated light beams are separated from each other.
First and second light receiving elements for receiving the second linearly polarized light, respectively, and outputting a signal in which the light intensity of the light beam separated by the polarization separation element is weighted based on the output of the light receiving element. The light intensity control device according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記補正手段は、前記第1、第2の受光
素子の出力に電気的に所定の重み付けをするゲイン設定
手段を備えることを特徴とする請求項4に記載の光強度
制御装置。
5. The light intensity control device according to claim 4, wherein said correction means includes a gain setting means for electrically weighting outputs of said first and second light receiving elements with a predetermined weight. .
【請求項6】 前記補正手段は、前記光分割素子に前記
第1の直線偏光を入射させた場合のモニター光束の光強
度をMp、その際の主光束の前記対象面上での光強度を
Pp、前記第2の直線偏光を入射させた場合のモニター
光束の光強度をMs、その際の主光束の前記対象面上で
の光強度をPs、前記偏光分離素子により分離された第
1の直線偏光を受光する前記第1の受光素子の出力をS
p、前記偏光分離素子により分離された第2の直線偏光
を受光する前記第2の受光素子の出力をSsとして、以
下の式、 S=K(Sp+k・Ss) ただし、K:定数、k=(Mp/Ms)・(Ps/Pp) により出力信号Sを得ることを特徴とする請求項4また
は5に記載の光強度制御装置。
6. The correction means sets the light intensity of the monitor light beam when the first linearly polarized light is incident on the light splitting element to Mp, and the light intensity of the main light beam on the target surface at that time. Pp, Ms is the light intensity of the monitor light beam when the second linearly polarized light is incident, Ps is the light intensity of the main light beam on the target surface at that time, and the first light beam separated by the polarization separation element. The output of the first light receiving element for receiving linearly polarized light is represented by S
p, the output of the second light receiving element that receives the second linearly polarized light separated by the polarization splitting element is Ss, and the following expression: S = K (Sp + k · Ss) where K: constant, k = 6. The light intensity control device according to claim 4, wherein an output signal S is obtained by (Mp / Ms). (Ps / Pp).
【請求項7】 前記補正手段は、前記第1、第2の受光
素子に入射する光束の少なくとも一方の光量を調整する
調光手段から構成されることを特徴とする請求項4に記
載の光強度制御装置。
7. The light according to claim 4, wherein said correction means comprises light control means for adjusting the light amount of at least one of the light beams incident on said first and second light receiving elements. Strength control device.
【請求項8】 前記調光手段は、NDフィルターである
ことを特徴とする請求項7に記載の光強度制御装置。
8. The light intensity control device according to claim 7, wherein said light control means is an ND filter.
【請求項9】 前記調光手段は、偏光子であることを特
徴とする請求項7に記載の光強度制御装置。
9. The light intensity control device according to claim 7, wherein said light control means is a polarizer.
【請求項10】 前記光検出手段は、単一の受光素子か
ら成り、前記補正手段は、前記光分割素子と前記受光素
子との間に配置された偏光子であることを特徴とする請
求項1〜3のいずれかに記載の光強度制御装置。
10. The light detecting means comprises a single light receiving element, and the correcting means is a polarizer disposed between the light splitting element and the light receiving element. The light intensity control device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項11】 前記光源は、半導体レーザーであるこ
とを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の光強
度制御装置。
11. The light intensity control device according to claim 1, wherein the light source is a semiconductor laser.
【請求項12】 独立して発光制御される複数の光源か
ら発した光束をそれぞれモニター光束と主光束とに分割
する光分割素子と、 前記各光源から発して分割されたモニター光束の強度を
それぞれ別タイミングで検出する光検出手段と、 前記光分割素子への入射光束の偏光状態に依存する前記
光検出手段の出力のバラツキを補正する補正手段と、 前記補正手段により補正された前記光検出手段の出力信
号に基づいて前記各光源の発光強度を制御する制御手段
とを有することを特徴とする光強度制御装置。
12. A light splitting element for splitting a light beam emitted from a plurality of light sources independently controlled in light emission into a monitor light beam and a main light beam, respectively; Light detecting means for detecting at a different timing; correcting means for correcting variations in the output of the light detecting means depending on the polarization state of the light beam incident on the light splitting element; and the light detecting means corrected by the correcting means Control means for controlling the light emission intensity of each light source based on the output signal of the light source.
【請求項13】 前記補正手段は、前記光分割素子への
入射光束の偏光状態に拘わらず、前記補正手段の出力と
前記光分割素子より後段の光学系により対象面上に導か
れた前記主光束の光強度とが一定の相関を持つよう設定
されていることを特徴とする請求項12に記載の光強度
制御装置。
13. The correction means, irrespective of the polarization state of the light beam incident on the light splitting element, the output of the correction means and the main light guided onto the target surface by an optical system downstream of the light splitting element. The light intensity control device according to claim 12, wherein the light intensity of the light beam is set to have a certain correlation.
【請求項14】 前記補正手段は、前記光分割素子への
入射光束の偏光状態に拘わらず、前記光源の一定の発光
量に対して前記補正手段の出力が一定となるよう設定さ
れていることを特徴とする請求項12に記載の光強度制
御装置。
14. The correction means is set such that an output of the correction means is constant with respect to a constant light emission amount of the light source regardless of a polarization state of a light beam incident on the light splitting element. The light intensity control device according to claim 12, wherein:
【請求項15】 前記光検出手段は、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
線偏光に分離する偏光分離素子と、分離された前記第
1、第2の直線偏光をそれぞれ受光する第1、第2の受
光素子とを備えることを特徴とする請求項12〜14の
いずれかに記載の光強度制御装置。
15. The polarized light separating element for separating a monitor light beam into first and second linearly polarized light beams whose electric field vectors vibrate at right angles to each other, and the separated first and second linear light beams. The light intensity control device according to claim 12, further comprising first and second light receiving elements that receive polarized light, respectively.
【請求項16】 前記補正手段は、前記第1、第2の受
光素子の出力に電気的に所定の重み付けをするゲイン設
定手段を備えることを特徴とする請求項15に記載の光
強度制御装置。
16. The light intensity control device according to claim 15, wherein said correction means includes gain setting means for electrically weighting outputs of said first and second light receiving elements with a predetermined weight. .
【請求項17】 前記補正手段は、前記光分割素子に前
記第1の直線偏光を入射させた場合のモニター光束の強
度をMp、前記第2の直線偏光を入射させた場合のモニ
ター光束の強度をMs、前記偏光分離素子により分離さ
れた前記第1の直線偏光を受光する前記第1の受光素子
の出力をSp、前記偏光分離素子で分離された前記第2
の直線偏光を受光する前記第2の受光素子の出力をSs
として、以下の式、 S=K(Sp+k1・Ss) ただし、K:定数、k1=Mp/Ms により出力信号Sを得ることを特徴とする請求項15に
記載の光強度制御装置。
17. The method according to claim 1, wherein the correcting unit sets the intensity of the monitor light flux when the first linearly polarized light is incident on the light splitting element as Mp, and the intensity of the monitor light flux when the second linearly polarized light is incident on the light splitting element. Ms, the output of the first light receiving element that receives the first linearly polarized light separated by the polarization separation element is Sp, and the output of the second light separation element separated by the polarization separation element is Sp.
The output of the second light receiving element that receives the linearly polarized light of
16. The light intensity control device according to claim 15, wherein the output signal S is obtained by the following equation: S = K (Sp + k1.Ss) where K is a constant and k1 = Mp / Ms.
【請求項18】 前記補正手段は、前記第1、第2の受
光素子に入射する光束の少なくとも一方の光量を調整す
る調光手段から構成されることを特徴とする請求項15
に記載の光強度制御装置。
18. The light control device according to claim 15, wherein the correction unit includes a light control unit that adjusts a light amount of at least one of the light beams incident on the first and second light receiving elements.
3. The light intensity control device according to claim 1.
【請求項19】 前記光検出手段は、単一の受光素子か
ら成り、前記補正手段は、前記光分割素子と前記受光素
子との間に配置された偏光子であることを特徴とする請
求項12〜14のいずれかに記載の光強度制御装置。
19. The apparatus according to claim 19, wherein said light detecting means comprises a single light receiving element, and said correcting means is a polarizer disposed between said light dividing element and said light receiving element. 15. The light intensity control device according to any one of 12 to 14.
【請求項20】 独立して発光制御される複数の光源か
ら発した光束のそれぞれを光分割素子によりモニター光
束と主光束とに分割し、前記各光源から発したモニター
光束を光検出手段により検出すると共に補正手段により
補正し、前記補正手段の出力信号に基づいて前記各光源
の発光強度を制御する光強度制御方法において、 設定段階として、 前記光分割素子に第1の直線偏光を入射させた際の前記
モニター光束の光強度と前記光分割素子より後段の光学
系により対象面上に導かれた前記主光束の強度とを測定
する第1のステップと、 前記光分割素子に前記第1の直線偏光とは電界ベクトル
の振動方向が直交する第2の直線偏光を入射させた際の
前記モニター光束の強度と前記主光束の前記対象面上の
強度とを測定する第2のステップと、 前記第1、第2のステップで測定された結果に基づき、
前記光分割素子への入射光束の偏光状態に拘わらず、前
記主光束の対象面上の強度と一定の相関を持つ補正信号
が得られるよう前記補正手段の設定を調整する第3のス
テップとを含み、 実使用段階として、 前記光検出手段により検出された信号を前記補正手段に
より補正する第4のステップと、 前記補正手段の出力信号に基づいて前記各光源の発光強
度を制御する第5のステップとを含むことを特徴とする
光強度制御方法。
20. Each of the light beams emitted from a plurality of light sources whose light emission is controlled independently is split into a monitor light beam and a main light beam by a light splitting element, and the monitor light beams emitted from each of the light sources are detected by a light detecting means. And a light intensity control method for controlling light emission intensity of each light source based on an output signal of the correction means, wherein a first linearly polarized light is made incident on the light splitting element as a setting step. A first step of measuring the light intensity of the monitor light beam and the intensity of the main light beam guided onto the target surface by an optical system downstream of the light splitting element. The second step of measuring the intensity of the monitor light beam and the intensity of the main light beam on the target surface when linearly polarized light is incident on a second linearly polarized light having an orthogonal vibration direction of an electric field vector, Based on the results measured in the first and second steps,
A third step of adjusting the setting of the correction means so that a correction signal having a constant correlation with the intensity of the main light beam on the target surface is obtained regardless of the polarization state of the light beam incident on the light splitting element. A fourth step of correcting the signal detected by the light detection unit by the correction unit; and a fifth step of controlling the light emission intensity of each of the light sources based on an output signal of the correction unit. And a light intensity control method.
【請求項21】 独立して発光制御される複数の光源か
ら発した光束のそれぞれを光分割素子によりモニター光
束と主光束とに分割し、前記各光源から発したモニター
光束を偏光分離素子により2つの偏光成分に分離し、分
離されたそれぞれの光束を第1、第2の受光素子により
受光し、前記第1、第2の受光素子の出力に所定の重み
付けをして得られた補正信号に基づいて前記各光源の発
光強度を制御する光強度制御方法において、 設定段階として、前記光分割素子に第1の直線偏光を入
射させた際の前記モニター光束の光強度と前記光分割素
子より後段の光学系により対象面上に導かれた前記主光
束の光強度とを測定する第1のステップと、 前記光分割素子に前記第1の直線偏光とは電界ベクトル
の振動方向が直交する第2の直線偏光を入射させ、前記
モニター光束の光強度と前記主光束の対象面上での光強
度とを測定する第2のステップと、 前記第1、第2のステップで測定された結果に基づき、
前記光分割素子への入射光束の偏光状態に拘わらず、前
記主光束の対象面上での強度と一定の相関を持つ補正信
号が得られるよう前記第1、第2の受光素子の出力に所
定の重み付けをする第3のステップとを含み、 実使用段階として、 前記第1、第2の受光素子の出力を演算して補正信号を
生成する第4のステップと、前記補正信号に基づいて前
記各光源の発光強度を制御する第5のステップとを含む
ことを特徴とする光強度制御方法。
21. Each of the light beams emitted from a plurality of light sources whose light emission is independently controlled is split into a monitor light beam and a main light beam by a light splitting element, and the monitor light beam emitted from each light source is split by a polarization splitting element. The first and second light receiving elements receive the separated light fluxes into two polarization components, and the correction signals obtained by weighting the outputs of the first and second light receiving elements with a predetermined weight are obtained. In the light intensity control method for controlling the light emission intensity of each of the light sources based on the light intensity of the monitor light beam when the first linearly polarized light is incident on the light splitting element, and the light intensity control step after the light splitting element, A first step of measuring the light intensity of the main light beam guided onto the target surface by the optical system, and a second step in which the direction of vibration of the electric field vector is orthogonal to the first linearly polarized light in the light splitting element. Linearly polarized light Isa was, on the basis of a second step of measuring the light intensity on the target surface of the main light beam and the light intensity of the monitor light beam, the first, the results measured at the second step,
The outputs of the first and second light receiving elements are determined so that a correction signal having a constant correlation with the intensity of the main light beam on the target surface is obtained regardless of the polarization state of the light beam incident on the light splitting element. A third step of calculating outputs of the first and second light receiving elements to generate a correction signal, and a step of: A fifth step of controlling the light emission intensity of each light source.
【請求項22】 複数の半導体レーザーから発する光束
をそれぞれ偏向器に入射させ、偏向器により偏向された
複数の光束を走査レンズにより収束させて走査対象面に
スポットを形成する走査光学系の光強度調整装置におい
て、 前記半導体レーザーと前記偏向器との間に設けられ、前
記半導体レーザーから射出される複数の光束をそれぞれ
モニター光と主光束とに分割する光分割素子と、 前記各光源から発して分割されたモニター光束の強度を
検出する光検出手段と、 前記光分割素子への入射光束の偏光状態に拘わらず、前
記モニター光束の光強度と前記主光束の走査対象面上で
の光強度とが一定の相関をもつよう前記光検出手段の出
力を補正する補正手段と、 前記補正手段により補正された前記光検出手段の出力信
号に基づいて前記各光源の発光強度を制御する制御手段
とを有することを特徴とする走査光学系の光強度制御装
置。
22. A light intensity of a scanning optical system that forms a spot on a scanning target surface by causing light beams emitted from a plurality of semiconductor lasers to be incident on a deflector, and converging a plurality of light beams deflected by the deflector by a scanning lens. In the adjustment device, provided between the semiconductor laser and the deflector, a light splitting element that splits a plurality of light beams emitted from the semiconductor laser into monitor light and a main light beam, respectively, and emitted from each of the light sources. Light detection means for detecting the intensity of the divided monitor light beam, and irrespective of the polarization state of the light beam incident on the light splitting element, the light intensity of the monitor light beam and the light intensity of the main light beam on the surface to be scanned; Correction means for correcting the output of the light detection means so that the light has a constant correlation; and each of the lights based on the output signal of the light detection means corrected by the correction means Light intensity control device of the scanning optical system, characterized in that a control means for controlling the light emission intensity.
【請求項23】 前記半導体レーザーと前記光分割素子
との間に、前記各半導体レーザーから発する光束がそれ
ぞれ入射する複数の光ファイバーを設け、前記光分割素
子は、前記光ファイバーからの射出光を分割することを
特徴とする請求項22に記載の走査光学系の光強度制御
装置。
23. A plurality of optical fibers, each of which receives a light beam emitted from each of the semiconductor lasers, between the semiconductor laser and the light splitting element, wherein the light splitting element splits light emitted from the optical fiber. 23. The light intensity control device for a scanning optical system according to claim 22, wherein:
【請求項24】 前記光検出手段は、モニター光束を2
つの偏光成分に分離する偏光分離素子と、分離されたそ
れぞれの光束を受光する第1、第2の受光素子と、前記
第1、第2の受光素子の出力に所定の重み付けをするゲ
イン設定手段とを備えることを特徴とする請求項22ま
たは23のいずれかに記載の光強度制御装置。
24. The light detection means, wherein the monitor light flux is 2
Polarization splitting element for splitting the light into two polarized light components, first and second light receiving elements for receiving the separated light beams, and gain setting means for weighting the outputs of the first and second light receiving elements with a predetermined weight The light intensity control device according to any one of claims 22 and 23, comprising:
【請求項25】 独立して発光制御される複数の光源か
ら発した光束をそれぞれモニター光束と主光束とに分割
し、前記モニター光束を光検出手段により検出すると共
に、検出された信号に基づいて前記各光源の発光強度を
制御する光強度制御方法において、前記複数の光源を順
に1つずつ発光させ、前記各光源から発したモニター光
束をそれぞれ偏光方向が互いに直交する2つの偏光成分
に分離し、分離された各偏光成分を第1、第2の受光素
子により受光し、前記第1、第2の受光素子の出力に所
定の重み付けをして加算し、加算結果に基づいて発光状
態にある光源の発光強度を制御することを特徴とする光
強度制御方法。
25. A luminous flux emitted from a plurality of light sources independently controlled in light emission is divided into a monitor luminous flux and a main luminous flux, and the monitor luminous flux is detected by a light detecting means, and based on the detected signal. In the light intensity control method for controlling the light emission intensity of each light source, the plurality of light sources are sequentially emitted one by one, and a monitor light beam emitted from each light source is separated into two polarization components whose polarization directions are orthogonal to each other. Each of the separated polarized light components is received by the first and second light receiving elements, the outputs of the first and second light receiving elements are added with a predetermined weight, and a light emission state is obtained based on the addition result. A light intensity control method comprising controlling the light emission intensity of a light source.
【請求項26】 前記第1、第2の受光素子の出力は、
前記加算結果が前記光分割素子への入射光束の偏光状態
に拘わらず、前記モニター光束の光強度と前記主光束の
走査対象面上での光強度とが一定の相関をもつよう重み
付けされることを特徴とする請求項25に記載の光強度
制御方法。
26. An output of the first and second light receiving elements,
The addition result is weighted so that the light intensity of the monitor light beam and the light intensity of the main light beam on the surface to be scanned have a constant correlation regardless of the polarization state of the light beam incident on the light splitting element. The light intensity control method according to claim 25, wherein:
【請求項27】 独立して発光制御される複数の光源か
ら発した光束を複数の光学素子を含む光学系を介して対
象面上に導くマルチビーム光学装置の光強度制御装置に
おいて、前記光学系の少なくとも1つの光学素子の偏光
特性に依存する前記対象面上での前記光束の強度の前記
各光源毎のバラツキを補正するように、前記各光源の発
光強度を制御することを特徴とする光強度制御装置。
27. A light intensity control device for a multi-beam optical device, wherein light beams emitted from a plurality of light sources independently controlled in light emission are guided onto a target surface through an optical system including a plurality of optical elements. Controlling the light emission intensity of each light source so as to correct the variation of the intensity of the light beam on the target surface for each of the light sources depending on the polarization characteristics of at least one optical element. Strength control device.
【請求項28】 光源から発して偏向器により偏向され
た光束を走査レンズにより走査対象面上に収束させる走
査光学系の光強度制御手段において、前記走査光学系の
少なくとも1つの光学素子の偏光特性に依存する前記走
査対象面上での前記光束の強度の変化を補正するよう
に、前記各光源の発光強度を制御することを特徴とする
光強度制御装置。
28. A light intensity control means of a scanning optical system for causing a light beam emitted from a light source and deflected by a deflector to converge on a surface to be scanned by a scanning lens, wherein a polarization characteristic of at least one optical element of the scanning optical system is provided. A light intensity control device for controlling the light emission intensity of each light source so as to correct a change in the intensity of the light beam on the scanning target surface, which depends on the light intensity.
【請求項29】 前記偏光子は、前記光分割素子に第1
の直線偏光を入射させた場合と、前記第1の直線偏光と
は電界ベクトルの振動方向が直交する第2の直線偏光を
入射させた場合とで、前記光分割素子への入射光量と前
記偏光子を透過する光量との関係が等しくなるよう設定
されていることを特徴とする請求項10に記載の光強度
制御装置。
29. The light splitter according to claim 29, wherein:
And the case where the first linearly polarized light is incident and the case where the second linearly polarized light whose vibration direction of the electric field vector is orthogonal is incident. The light intensity control device according to claim 10, wherein a relationship between the light intensity and the amount of light transmitted through the element is set to be equal.
【請求項30】 前記光分割素子に前記第1の直線偏光
を入射させた場合の前記モニター光束の光強度をMp、
その際の主光束の対象面上での光強度をPp、前記第2
の直線偏光を入射させた場合の前記モニター光束の光強
度をMs、その際の主光束の対象面上での光強度をPsと
して、前記偏光子は、光束の入射方向に垂直な面内で前
記第1の直線偏光の電界ベクトルの振動方向と前記偏光
子の透過軸とのなす角度θが以下の式、 θ=tan-1√k ただし、k=(Mp/Ms)・(Ps/Pp) で定められるよう配置されていることを特徴とする請求
項29に記載の光強度制御装置。
30. The light intensity of the monitor light flux when the first linearly polarized light is incident on the light splitting element is Mp,
The light intensity of the main light beam on the target surface at that time is Pp,
The light intensity of the monitor light beam when the linearly polarized light is incident is Ms, and the light intensity of the main light beam on the target surface at that time is Ps, and the polarizer is in a plane perpendicular to the incident direction of the light beam. The angle θ between the oscillation direction of the electric field vector of the first linearly polarized light and the transmission axis of the polarizer is represented by the following equation: θ = tan −1 √k where k = (Mp / Ms) · (Ps / Pp 30. The light intensity control device according to claim 29, wherein the light intensity control device is arranged to be determined by:
【請求項31】 独立して発光制御される複数の光源か
ら発した光束のそれぞれを光分割素子によりモニター光
束と主光束とに分割し、前記複数の光源から発したモニ
ター光束を光検出手段により検出すると共に補正手段に
より補正し、前記補正手段の出力信号に基づいて前記複
数の光源の発光強度を制御する光強度制御方法におい
て、 設定段階として、 前記光分割素子に第1の直線偏光を入射させた際の前記
モニター光束の光強度と前記光分割素子より後段の光学
系により対象面上に導かれた前記主光束の強度とを設計
値に基づき計算により求める第1のステップと、 前記光分割素子に前記第1の直線偏光とは電界ベクトル
の振動方向が直交する第2の直線偏光を入射させ、前記
モニター光束の強度と前記主光束の対象面上の強度とを
設計値に基づき計算により求める第2のステップと、 前記第1、第2のステップで計算により求められた結果
に基づき、前記光分割素子への入射光束の偏光状態に拘
わらず、前記主光束の対象面上の強度と一定の相関を持
つ出力信号が得られるよう前記補正手段の設定を調整す
る第3のステップとを含み、 実使用段階として、 前記光検出手段により検出された信号を前記補正手段に
より補正する第4のステップと、 前記補正手段の出力信号に基づいて前記複数の光源の発
光強度を制御する第5のステップとを含むことを特徴と
する光強度制御方法。
31. Each of light beams emitted from a plurality of light sources whose emission is independently controlled is split into a monitor light beam and a main light beam by a light splitting element, and the monitor light beams emitted from the plurality of light sources are detected by a light detecting means. In a light intensity control method for detecting and correcting by a correction unit and controlling the emission intensity of the plurality of light sources based on an output signal of the correction unit, as a setting step, a first linearly polarized light is incident on the light splitting element. A first step of calculating the light intensity of the monitor light beam and the intensity of the main light beam guided onto the target surface by an optical system downstream of the light splitting element based on a design value, and The second linearly polarized light whose electric field vector vibrates orthogonally to the first linearly polarized light is incident on the splitting element, and the intensity of the monitor light flux and the intensity of the main light flux on the target surface are designed. A second step of calculating based on the value, and a target of the main light beam regardless of the polarization state of the light beam incident on the light splitting element, based on the result obtained by the calculation in the first and second steps. A third step of adjusting the setting of the correction means so that an output signal having a constant correlation with the intensity on the surface can be obtained. And a fifth step of controlling the light emission intensity of the plurality of light sources based on an output signal of the correction unit.
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