[go: up one dir, main page]

JP2010071698A - Monitoring apparatus, light source apparatus, optical scanning apparatus, and image formation apparatus - Google Patents

Monitoring apparatus, light source apparatus, optical scanning apparatus, and image formation apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2010071698A
JP2010071698A JP2008237211A JP2008237211A JP2010071698A JP 2010071698 A JP2010071698 A JP 2010071698A JP 2008237211 A JP2008237211 A JP 2008237211A JP 2008237211 A JP2008237211 A JP 2008237211A JP 2010071698 A JP2010071698 A JP 2010071698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
light beam
image
optical scanning
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2008237211A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoru Ito
悟 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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 Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2008237211A priority Critical patent/JP2010071698A/en
Publication of JP2010071698A publication Critical patent/JP2010071698A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a monitoring apparatus which can detect a change in the light amount of a light beam emitted from a light source stably and with high precision, a light source apparatus, an optical scanning apparatus, and an image formation apparatus using it. <P>SOLUTION: The light amount of the light beam emitted from the light source is monitored. The monitoring apparatus includes a separation optical element including an opening in which the part having the largest light intensity of the light beam emitted from the light source passes through its central part and reflecting a light beam incident in the vicinity of the opening as a monitoring light beam, and a light receiving element for receiving the monitoring light beam reflected by the separation optical element and detecting the light amount distribution of the monitoring light beam. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、モニタ装置、光源装置、光走査装置および画像形成装置に係り、さらに詳しくは、光源から射出された光束の光量をモニタするモニタ装置、このモニタ装置を含む光源装置、この光源装置を有する光走査装置、およびこの光走査装置を備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to a monitor device, a light source device, an optical scanning device, and an image forming device, and more specifically, a monitor device that monitors the amount of light emitted from a light source, a light source device including the monitor device, and the light source device. And an image forming apparatus including the optical scanning device.

電子写真による画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。レーザを用いた画像形成装置は、レーザ光によって感光体表面を走査し潜像を形成する光走査装置を備えているのが一般的である。光走査装置は、レーザ光源と、このレーザ光源から射出された光束を偏向する偏向器、例えばポリゴンミラーと、偏向光束を感光体表面に結像させる走査結像光学系を備え、感光体の表面を上記光束で走査(この走査を「主走査」という)しながら、感光体を主走査方向に対して直角をなす方向に移動させる(この移動方向を「副走査方向」という)ことにより、感光体の表面に潜像を形成するようになっている。感光体は一般的にドラム状で、その中心軸線と平行な方向が主走査方向となっており、中心軸線の周りに回転駆動することにより副走査が行われるようになっている。   In image recording by electrophotography, an image forming apparatus using a laser is widely used. An image forming apparatus using a laser generally includes an optical scanning device that scans the surface of a photosensitive member with a laser beam to form a latent image. The optical scanning device includes a laser light source, a deflector that deflects a light beam emitted from the laser light source, such as a polygon mirror, and a scanning imaging optical system that forms an image of the deflected light beam on the surface of the photoconductor. By moving the photosensitive member in a direction perpendicular to the main scanning direction (scanning direction is called “sub-scanning direction”). A latent image is formed on the surface of the body. The photoreceptor is generally drum-shaped, and the direction parallel to the central axis is the main scanning direction, and sub-scanning is performed by rotationally driving around the central axis.

ところで、画像形成装置では、温度変化や経時変化に伴って走査用光束の光量が変化し、形成される画像に濃度むらが発生するおそれがある。そこで、これを抑制するため、通常、光走査装置では、光源から射出される光束の一部をモニタ用光束としてフォトダイオード等のディテクタで受光し、ディテクタによる検出結果に基づいて、光源の出力レベルを制御するAPC(Auto Power Contorol)を実施している。   By the way, in the image forming apparatus, the amount of light of the scanning light beam changes with temperature change or change with time, and there is a possibility that density unevenness occurs in the formed image. Therefore, in order to suppress this, normally, in an optical scanning device, a part of the light beam emitted from the light source is received as a monitor light beam by a detector such as a photodiode, and the output level of the light source is determined based on the detection result by the detector. APC (Auto Power Control) is implemented to control the above.

例えば、特許文献1には、光源と、光源から出射された光ビームを走査用光ビームとフィードバック用光ビームとに分離する分離部材と、分離部材で分離された走査用光ビームを偏向して被走査面上に走査する光偏向手段と、分離部材と光偏向手段の間に配置され、走査用光ビームの断面形状を整形する第2開口の形成された第2のアパーチャと、分離部材で分離されたフィードバック用光ビームを受光してフィードバック用光ビームの光量を検出する光センサと、光センサで検出された光量に基づいて光源から出射する光量を制御する制御手段と、光源と光センサの間に配置され、光ビームの断面形状を整形する、第2開口よりも大きな第1開口の形成された第1のアパーチャと、を備えた光走査装置が開示されている。   For example, in Patent Document 1, a light source, a separation member that separates a light beam emitted from the light source into a scanning light beam and a feedback light beam, and a scanning light beam separated by the separation member are deflected. A light deflector that scans the surface to be scanned; a second aperture that is disposed between the separating member and the light deflecting unit and has a second aperture that shapes the cross-sectional shape of the scanning light beam; and the separating member. An optical sensor that receives the separated feedback light beam and detects the light amount of the feedback light beam, a control unit that controls the amount of light emitted from the light source based on the light amount detected by the optical sensor, and the light source and the optical sensor And a first aperture having a first aperture larger than the second aperture, which is disposed between the first aperture and shapes the cross-sectional shape of the light beam.

また、特許文献2には、入射された光ビームの光量を検出する検出手段と、光源から出射された光ビームの一部を分離する光分離手段を備え、光分離手段によって分離した光ビームの一部を検出手段に入射させる光学系と、検出手段による検出光量が予め定められた所定光量となるように、光源の出力光量を制御する光量制御手段と、を有する光走査装置が開示されている。そして、この光走査装置では、光源から出力された光ビームの偏光方向が変化した場合に、被走査面上の光量の変動率と、検出手段に入射する光量の変動率とを略一致させるように、光学系の特性を定めている。   Further, Patent Document 2 includes a detection unit that detects the amount of light of an incident light beam and a light separation unit that separates a part of the light beam emitted from the light source, and the light beam separated by the light separation unit. An optical scanning device is disclosed that includes an optical system that partially enters a detection unit, and a light amount control unit that controls an output light amount of a light source so that a light amount detected by the detection unit is a predetermined light amount. Yes. In this optical scanning device, when the polarization direction of the light beam output from the light source changes, the variation rate of the light amount on the surface to be scanned and the variation rate of the light amount incident on the detection means are made to substantially coincide with each other. The characteristics of the optical system are defined.

また、特許文献3には、面発光レーザから射出され、アパーチャで整形されコリメータレンズでコリメートされたレーザビームを光偏向器で偏向して被走査面を走査露光すると共に、レーザビームの一部をビーム分離手段で反射し、この反射光を受光素子で受光して光量を検出する光走査装置において、受光素子を面発光レーザと同一回路基板上に設けたことを特徴とする光走査装置が開示されている。   In Patent Document 3, a laser beam emitted from a surface emitting laser, shaped by an aperture, and collimated by a collimator lens is deflected by an optical deflector to scan and expose a surface to be scanned, and a part of the laser beam is also obtained. An optical scanning device that reflects light by a beam separation means and receives the reflected light by a light receiving element to detect the amount of light, wherein the light receiving element is provided on the same circuit board as the surface emitting laser is disclosed. Has been.

特開2006−91157号公報JP 2006-91157 A 特開2005−156933号公報JP 2005-156933 A 特開2006−259098号公報JP 2006-259098 A

ところで、光源は、製造上のばらつきや、駆動時の温度上昇などによって、射出する光束の発散角が設計上の発散角と異なる場合がある。この場合に、被走査面すなわち感光体表面を走査する走査用光束の光量変化と、ディテクタで受光されるモニタ用光束の光量変化とは必ずしも同じではなく、特許文献1〜特許文献3に開示されている光走査装置では、APCの精度が低下するおそれがあった。   By the way, in the light source, the divergence angle of the emitted light beam may be different from the designed divergence angle due to manufacturing variations, temperature rise during driving, and the like. In this case, the change in the light amount of the scanning light beam that scans the surface to be scanned, that is, the surface of the photosensitive member, is not necessarily the same as the change in the light amount of the monitor light beam that is received by the detector. In the optical scanning device, the accuracy of APC may be lowered.

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、光源から射出される光束の光量変化を安定して精度良く検出することができるモニタ装置を提供することにある。   The present invention has been made under such circumstances, and a first object thereof is to provide a monitor device that can stably and accurately detect a change in the amount of light emitted from a light source.

本発明の第2の目的は、光量の安定した光束を出力することができる光源装置を提供することにある。 本発明の第3の目的は、被走査面上を精度良く安定して光走査することができる光走査装置を提供することにある。 本発明の第4の目的は、高品質の画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide a light source device capable of outputting a light beam having a stable light amount. A third object of the present invention is to provide an optical scanning device capable of performing optical scanning on a surface to be scanned with high accuracy and stability. A fourth object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of stably forming a high quality image.

本発明は、光源から射出された光束の光量をモニタするモニタ装置であって、前記光源から射出された光束の光強度の最も大きい部分が中央部を通る開口部を有するとともにこの開口部の周囲に入射した光束をモニタ用光束として反射する分離光学素子と、前記分離光学素子で反射されるモニタ用光束を受光し前記モニタ光束の光量分布を検出する受光素子と、を備えていることを最も主要な特徴とする。   The present invention is a monitor device for monitoring the light amount of a light beam emitted from a light source, wherein the portion having the highest light intensity of the light beam emitted from the light source has an opening passing through a central portion and the periphery of the opening. A separation optical element that reflects the light beam incident on the monitor as a monitoring light beam, and a light receiving element that receives the monitoring light beam reflected by the separation optical element and detects a light quantity distribution of the monitoring light beam. Main features.

本発明はまた、光源と、この光源から射出された光束の光量をモニタするモニタ装置と、を備えた光源装置であって、前記モニタ装置は前記本発明にかかるモニタ装置であり、前記モニタ装置の分離光学素子の開口部を通過した光束を出力することを特徴とする。   The present invention is also a light source device comprising a light source and a monitor device that monitors the amount of light emitted from the light source, wherein the monitor device is the monitor device according to the present invention, and the monitor device The light beam that has passed through the opening of the separation optical element is output.

本発明はまた、光束により被走査面を走査する光走査装置であって、前記本発明にかかる光源装置と、前記光源装置から出力される光束を偏向する偏向器と、前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と、を備えていることを特徴とする。   The present invention is also an optical scanning device that scans a surface to be scanned with a light beam, the light source device according to the present invention, a deflector that deflects the light beam output from the light source device, and the light deflected by the deflector. And a scanning optical system for condensing the luminous flux on the surface to be scanned.

本発明はまた、少なくとも1つの像担持体と、前記少なくとも1つの像担持体を画像情報が含まれる光束により走査する少なくとも1つの光走査装置と、を備える画像形成装置であって、前記光走査装置は前記本発明に係る光走査装置であることを特徴とする。   The present invention is also an image forming apparatus comprising at least one image carrier and at least one optical scanning device that scans the at least one image carrier with a light beam including image information, wherein the optical scanning is performed. The apparatus is the optical scanning apparatus according to the present invention.

本発明のモニタ装置によれば、光源から射出される光束の光量変化を安定して精度良く検出するのに適している。
本発明の光源装置によれば、安定した光束を出力するのに適している。
本発明の光走査装置によれば、被走査面上を精度良く安定して光走査するのに適している。
本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を安定して形成するのに適している。
The monitor device of the present invention is suitable for stably and accurately detecting a change in the amount of light emitted from a light source.
The light source device of the present invention is suitable for outputting a stable light beam.
The optical scanning device of the present invention is suitable for optically scanning the surface to be scanned accurately and stably.
The image forming apparatus of the present invention is suitable for stably forming a high quality image.

以下、本発明にかかるモニタ装置、光源装置、光走査装置および画像形成装置の実施例を、図面とともに説明する。
図1には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ1000の概略構成が示されている。このレーザプリンタ1000は、光走査装置1010、感光体ドラム1030、帯電チャージャ1031、現像ローラ1032、転写チャージャ1033、除電ユニット1034、クリーニングブレード1035、トナーカートリッジ1036、給紙コロ1037、給紙トレイ1038、レジストローラ対1039、定着ローラ1041、排紙ローラ1042、排紙トレイ1043、通信制御装置1050、および上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置1060などを備えている。なお、これら各部材は、プリンタ筐体1044の中の所定位置に収容されている。
Embodiments of a monitor device, a light source device, an optical scanning device, and an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser printer 1000 as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The laser printer 1000 includes an optical scanning device 1010, a photosensitive drum 1030, a charging charger 1031, a developing roller 1032, a transfer charger 1033, a charge removal unit 1034, a cleaning blade 1035, a toner cartridge 1036, a paper feeding roller 1037, a paper feeding tray 1038, A registration roller pair 1039, a fixing roller 1041, a paper discharge roller 1042, a paper discharge tray 1043, a communication control device 1050, and a printer control device 1060 that comprehensively controls each of the above units are provided. These members are housed in predetermined positions in the printer housing 1044.

通信制御装置1050は、ネットワークなどを介して上位装置である外部機器例えばパーソナルコンピュータ(パソコン)などとの双方向の通信を制御する。感光体ドラム1030は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム1030の表面が被走査面になっている。感光体ドラム1030は、中心軸線を回転の中心として図1における矢印方向に回転するようになっている。   The communication control device 1050 controls bi-directional communication with an external device such as a personal computer (personal computer) via a network or the like. The photosensitive drum 1030 is a cylindrical member, and a photosensitive layer is formed on the surface thereof. That is, the surface of the photosensitive drum 1030 is a surface to be scanned. The photosensitive drum 1030 rotates in the direction of the arrow in FIG. 1 with the central axis as the center of rotation.

帯電チャージャ1031、現像ローラ1032、転写チャージャ1033、除電ユニット1034及びクリーニングブレード1035は、それぞれ感光体ドラム1030の表面近傍に配置されている。具体的には、感光体ドラム1030の回転方向に沿って、帯電チャージャ1031→現像ローラ1032→転写チャージャ1033→除電ユニット1034→クリーニングブレード1035の順に配置されている。   The charging charger 1031, the developing roller 1032, the transfer charger 1033, the charge removal unit 1034, and the cleaning blade 1035 are each arranged in the vicinity of the surface of the photosensitive drum 1030. Specifically, the charging charger 1031 → the developing roller 1032 → the transfer charger 1033 → the charge eliminating unit 1034 → the cleaning blade 1035 are arranged in this order along the rotation direction of the photosensitive drum 1030.

帯電チャージャ1031は、感光体ドラム1030の表面を均一に帯電させる。光走査装置1010は、帯電チャージャ1031で帯電された感光体ドラム1030の表面に、上位装置(例えばパソコン)からの画像情報に基づいて変調された光束を照射し、かつ、この光束を感光体ドラム1030の中心軸線方向に走査する。この主走査とともに感光体ドラム1030が回転駆動されて副走査が行われることにより、感光体ドラム1030の表面に、画像情報に対応した潜像が形成される。こうして形成された潜像は、感光体ドラム1030の回転に伴って現像ローラ1032の方向に移動する。なお、光走査装置1010の構成については後述する。   The charging charger 1031 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1030. The optical scanning device 1010 irradiates the surface of the photosensitive drum 1030 charged by the charging charger 1031 with a light beam modulated based on image information from a host device (for example, a personal computer), and the light beam is irradiated to the photosensitive drum. Scan in the direction of the central axis 1030. Along with this main scanning, the photosensitive drum 1030 is rotationally driven to perform sub-scanning, whereby a latent image corresponding to image information is formed on the surface of the photosensitive drum 1030. The latent image formed in this way moves in the direction of the developing roller 1032 as the photosensitive drum 1030 rotates. The configuration of the optical scanning device 1010 will be described later.

トナーカートリッジ1036にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ1032に供給される。現像ローラ1032は、感光体ドラム1030の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ1036から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。トナーが付着した潜像(以下では、便宜上「トナー像」ともいう)は、感光体ドラム1030の回転に伴って転写チャージャ1033の方向に移動する。   The toner cartridge 1036 stores toner, and the toner is supplied to the developing roller 1032. The developing roller 1032 causes the toner supplied from the toner cartridge 1036 to adhere to the latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1030 to visualize the image information. The latent image to which the toner is attached (hereinafter also referred to as “toner image” for the sake of convenience) moves in the direction of the transfer charger 1033 as the photosensitive drum 1030 rotates.

給紙トレイ1038には記録紙1040が格納されている。この給紙トレイ1038の近傍には給紙コロ1037が配置されており、給紙コロ1037は、記録紙1040を給紙トレイ1038から1枚ずつ取り出し、レジストローラ対1039の位置まで搬送する。レジストローラ対1039は、給紙コロ1037によって取り出された記録紙1040を一旦保持するとともに、上記記録紙1040を感光体ドラム1030の回転に合わせて感光体ドラム1030と転写チャージャ1033との間隙に向けて送り出す。転写チャージャ1033には、感光体ドラム1030の表面上のトナーを電気的に記録紙1040に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム1030の表面のトナー像が記録紙1040に転写される。転写された記録紙1040は、定着ローラ1041に送られる。   Recording paper 1040 is stored in the paper feed tray 1038. A paper feed roller 1037 is arranged in the vicinity of the paper feed tray 1038. The paper feed roller 1037 takes out the recording paper 1040 one by one from the paper feed tray 1038 and conveys it to the position of the registration roller pair 1039. The registration roller pair 1039 temporarily holds the recording paper 1040 taken out by the paper supply roller 1037 and directs the recording paper 1040 toward the gap between the photosensitive drum 1030 and the transfer charger 1033 in accordance with the rotation of the photosensitive drum 1030. And send it out. A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer charger 1033 in order to electrically attract the toner on the surface of the photosensitive drum 1030 to the recording paper 1040. With this voltage, the toner image on the surface of the photosensitive drum 1030 is transferred to the recording paper 1040. The transferred recording paper 1040 is sent to the fixing roller 1041.

定着ローラ1041では、熱と圧力とが記録紙1040に加えられ、これによってトナー像が記録紙1040上に定着される。トナー像が定着された記録紙1040は、排紙ローラ1042を介して排紙トレイ1043に送られ、排紙トレイ1043上に順次スタックされる。除電ユニット1034は、感光体ドラム1030の表面を除電する。クリーニングブレード1035は、感光体ドラム1030の表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム1030の表面は、再度帯電チャージャ1031の位置に戻って均一に帯電される。   In the fixing roller 1041, heat and pressure are applied to the recording paper 1040, whereby the toner image is fixed on the recording paper 1040. The recording paper 1040 on which the toner image is fixed is sent to the paper discharge tray 1043 via the paper discharge roller 1042 and is sequentially stacked on the paper discharge tray 1043. The neutralization unit 1034 neutralizes the surface of the photosensitive drum 1030. The cleaning blade 1035 removes toner (residual toner) remaining on the surface of the photosensitive drum 1030. The removed residual toner is used again. The surface of the photosensitive drum 1030 from which the residual toner has been removed returns to the position of the charging charger 1031 again and is uniformly charged.

次に、前記光走査装置1010の構成について説明する。光走査装置1010は、一例として図2に示されるように、光源14、カップリングレンズ15、分離光学素子としての開口板23、シリンドリカルレンズ17、反射ミラー18、ポリゴンミラー13、偏向器側走査レンズ11a、像面側走査レンズ11b、同期検知センサ19a、同期検知ミラー19b、受光素子25および走査制御装置20(図2では図示省略、図15参照)などを備えている。これらの部材は、ハウジング30の中の所定位置に組み付けられている。走査レンズ11a,11bは、走査結像レンズを構成している。なお、本明細書では、XYZ3次元直交座標系において、感光体ドラム1030の長手方向に沿った方向をY軸方向、各走査レンズ(11a、11b)の光軸に沿った方向をX軸方向として説明する。   Next, the configuration of the optical scanning device 1010 will be described. As shown in FIG. 2 as an example, the optical scanning device 1010 includes a light source 14, a coupling lens 15, an aperture plate 23 as a separation optical element, a cylindrical lens 17, a reflection mirror 18, a polygon mirror 13, and a deflector side scanning lens. 11a, an image plane side scanning lens 11b, a synchronization detection sensor 19a, a synchronization detection mirror 19b, a light receiving element 25, a scanning control device 20 (not shown in FIG. 2, refer to FIG. 15), and the like. These members are assembled at predetermined positions in the housing 30. The scanning lenses 11a and 11b constitute a scanning imaging lens. In this specification, in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction along the longitudinal direction of the photosensitive drum 1030 is defined as the Y-axis direction, and the direction along the optical axis of each scanning lens (11a, 11b) is defined as the X-axis direction. explain.

光源14は、一例として図3に示されるように、40個の発光部が1つの基板上に形成された2次元発光素子アレイ100で構成されている。図3におけるM方向は主走査方向に対応する方向(ここでは、Y軸方向と同じ)であり、S方向は副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向と同じ)である。また、T方向はM方向からS方向に向かって傾斜角α(0°<α<90°)をなす方向である。この2次元発光素子アレイ100は、T方向に沿って10個の発光部が等間隔に配置された発光部列を4列有している。そして、これら4列の発光部列は、S方向に等間隔に配置されている。すなわち、40個の発光部は、T方向とS方向とにそれぞれ沿って2次元的に配列されている。ここでは、便宜上、各発光部列は、図3における紙面の上から下に向かって、第1発光部列、第2発光部列、第3発光部列、第4発光部列という。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは2つの発光部の中心間距離をいう。   As shown in FIG. 3 as an example, the light source 14 includes a two-dimensional light emitting element array 100 in which 40 light emitting units are formed on one substrate. The M direction in FIG. 3 is a direction corresponding to the main scanning direction (here, the same as the Y axis direction), and the S direction is a direction corresponding to the sub scanning direction (here, the same as the Z axis direction). The T direction is a direction that forms an inclination angle α (0 ° <α <90 °) from the M direction toward the S direction. This two-dimensional light emitting element array 100 has four light emitting part rows in which ten light emitting parts are arranged at equal intervals along the T direction. These four light emitting unit rows are arranged at equal intervals in the S direction. That is, the 40 light emitting units are two-dimensionally arranged along the T direction and the S direction, respectively. Here, for the sake of convenience, each light emitting unit row is referred to as a first light emitting unit row, a second light emitting unit row, a third light emitting unit row, and a fourth light emitting unit row from top to bottom in FIG. In this specification, the “light emitting portion interval” refers to the distance between the centers of two light emitting portions.

また、各発光部を特定するために、便宜上、図3における紙面左上から右下に向かって、第1発光部列を構成する10個の発光部をv1〜v10、第2発光部列を構成する10個の発光部をv11〜v20、第3発光部列を構成する10個の発光部をv21〜v30、第4発光部列を構成する10個の発光部をv31〜v40とする。   Further, in order to specify each light emitting unit, for the sake of convenience, the ten light emitting units constituting the first light emitting unit row are configured as v1 to v10 and the second light emitting unit row is configured from the upper left to the lower right in FIG. The ten light emitting units that constitute the third light emitting unit row are denoted by v11 to v30, and the ten light emitting units that constitute the fourth light emitting unit row are denoted by v31 to v40.

上記各発光部は、780nm帯の垂直共振器型の面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:VCSEL)である。すなわち、2次元発光素子アレイ100は、40個の発光部を有する面発光レーザアレイである。ここでは、2次元発光素子アレイ100のM方向(長手方向)のサイズは、0.3mmである。   Each of the light emitting units is a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) of a 780 nm band. That is, the two-dimensional light emitting element array 100 is a surface emitting laser array having 40 light emitting units. Here, the size in the M direction (longitudinal direction) of the two-dimensional light emitting element array 100 is 0.3 mm.

図2に戻り、カップリングレンズ15は、光源14から射出される光束を略平行光とする。この実施例では、カップリングレンズ15の焦点距離は27mmに設定されている。開口板23は、一例として図4(A)に示されるように、長方形の窓孔状の開口部を有し、カップリングレンズ15を介した光束のビーム径を規定する。この開口板23は、光束の最も光強度の大きい部分が開口部のほぼ中央を通るように配置されている。また、開口板23の開口部の周囲は、反射部材でできている。   Returning to FIG. 2, the coupling lens 15 converts the light beam emitted from the light source 14 into substantially parallel light. In this embodiment, the focal length of the coupling lens 15 is set to 27 mm. As shown in FIG. 4A as an example, the aperture plate 23 has a rectangular window hole-shaped aperture, and defines the beam diameter of the light beam through the coupling lens 15. The aperture plate 23 is arranged so that the portion with the highest light intensity of the light beam passes through the approximate center of the aperture. The periphery of the opening of the opening plate 23 is made of a reflective member.

開口板23は、開口部の周囲の反射部材で反射された光束をモニタ用光束として利用するため、カップリングレンズ15を介した光束の進行方向に垂直な仮想面に対して傾斜して配置されている。すなわち、開口板23は、光源14から射出された光束のうち、光強度の大きい中央部分を通過させ、光強度の小さい外周部分をモニタ用光束として反射(分離)する。以下では、便宜上、開口板23で反射されたモニタ用光束の進行方向を「Q方向」とする。   The aperture plate 23 is disposed so as to be inclined with respect to a virtual plane perpendicular to the traveling direction of the light beam via the coupling lens 15 in order to use the light beam reflected by the reflecting member around the opening as a monitor light beam. ing. In other words, the aperture plate 23 passes through the central portion with high light intensity among the light beams emitted from the light source 14, and reflects (separates) the outer peripheral portion with low light intensity as the monitoring light beam. Hereinafter, for the sake of convenience, the traveling direction of the monitoring light beam reflected by the aperture plate 23 is referred to as “Q direction”.

この実施例では、開口板23の開口部は、図4(A)及び図4(B)に示されるように、副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)に関する長さD2は1.28mmであり、主走査方向に対応する方向(ここでは、Y軸方向)に関する長さD1は5.8mmである。すなわち、D1>D2である。図4(B)は、開口部の中心を通るXY断面図である。   In this embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, the opening D of the aperture plate 23 has a length D2 in the direction corresponding to the sub-scanning direction (here, the Z-axis direction). It is 1.28 mm, and the length D1 in the direction corresponding to the main scanning direction (here, the Y-axis direction) is 5.8 mm. That is, D1> D2. FIG. 4B is an XY cross-sectional view passing through the center of the opening.

図2に戻り、シリンドリカルレンズ17は、開口板23の開口部を通過した光束を、副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)にのみ収束させ、反射ミラー18を介してポリゴンミラー13の偏向反射面近傍に主走査方向の線像を結像する。光源14とポリゴンミラー13との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ15と開口板23とシリンドリカルレンズ17と反射ミラー18とから構成されている。   Returning to FIG. 2, the cylindrical lens 17 converges the light beam that has passed through the opening of the aperture plate 23 only in the direction corresponding to the sub-scanning direction (here, the Z-axis direction), and passes through the reflection mirror 18 to form a polygon mirror. A line image in the main scanning direction is formed in the vicinity of 13 deflecting reflecting surfaces. The optical system arranged on the optical path between the light source 14 and the polygon mirror 13 is also called a pre-deflector optical system. In the present embodiment, the pre-deflector optical system includes a coupling lens 15, an aperture plate 23, a cylindrical lens 17, and a reflection mirror 18.

反射ミラー18とポリゴンミラー13との間、およびポリゴンミラー13と偏向器側走査レンズ11aとの間にまたがって、防音ガラス21が配置されている。ポリゴンミラー13は、一例として内接円の半径が7mmの4面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー13は、副走査方向に対応する方向(ここでは、Z軸方向)に平行な軸の周りを等速回転しながら、反射ミラー18からの光束を偏向する。   A soundproof glass 21 is disposed between the reflection mirror 18 and the polygon mirror 13 and between the polygon mirror 13 and the deflector-side scanning lens 11a. For example, the polygon mirror 13 includes a four-sided mirror having an inscribed circle with a radius of 7 mm, and each mirror serves as a deflecting reflection surface. The polygon mirror 13 deflects the light beam from the reflection mirror 18 while rotating at a constant speed around an axis parallel to the direction corresponding to the sub-scanning direction (here, the Z-axis direction).

偏向器側走査レンズ11aは、ポリゴンミラー13で偏向された光束の光路上に配置されている。像面側走査レンズ11bは、偏向器側走査レンズ11aを介した光束の光路上に配置されている。ポリゴンミラー13と感光体ドラム1030との間の光路上に配置されている光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ11aと像面側走査レンズ11bとから構成されている。   The deflector-side scanning lens 11 a is disposed on the optical path of the light beam deflected by the polygon mirror 13. The image plane side scanning lens 11b is disposed on the optical path of the light beam via the deflector side scanning lens 11a. The optical system disposed on the optical path between the polygon mirror 13 and the photosensitive drum 1030 is also called a scanning optical system. In the present embodiment, the scanning optical system includes a deflector side scanning lens 11a and an image plane side scanning lens 11b.

ポリゴンミラー13で偏向された光束は、走査光学系によって感光体ドラム1030の表面上に集光される。感光体ドラム1030の表面上の光スポットは、ポリゴンミラー13の回転に伴って、Y軸方向に移動する。なお、ポリゴンミラー13で偏向され、走査光学系を介した光束のうち、画像形成に関与しない光束の一部は、同期検知用光束として、同期検知用ミラー19bを介して同期検知センサ19aに入射する。同期検知センサ19aは、受光量に応じた信号(光電変換信号)を出力する。像面側走査レンズ11bと感光体ドラム1030との間には、防塵ガラス22(図2参照)が配置されている。   The light beam deflected by the polygon mirror 13 is condensed on the surface of the photosensitive drum 1030 by the scanning optical system. The light spot on the surface of the photosensitive drum 1030 moves in the Y-axis direction as the polygon mirror 13 rotates. Of the light beams deflected by the polygon mirror 13 and passed through the scanning optical system, a part of the light beams not involved in image formation is incident on the synchronization detection sensor 19a through the synchronization detection mirror 19b as a synchronization detection light beam. To do. The synchronization detection sensor 19a outputs a signal (photoelectric conversion signal) corresponding to the amount of received light. A dust-proof glass 22 (see FIG. 2) is disposed between the image-side scanning lens 11b and the photosensitive drum 1030.

受光素子25は、開口板23で反射されたモニタ用光束の光路上に配置され、一例として図11に示されるように、2次元に配列された微小面積のCMOSセンサアレイで構成されている。例えば、図5(A)に示されるように、発散角がA1の光束F0が光源14から出力されると、図5(B)に示されるように、光束F0のうちの領域Fsの光束が第1開口板23の開口部を通過し、領域Fmの光束が受光素子25の受光部で受光される。 The light receiving element 25 is arranged on the optical path of the monitoring light beam reflected by the aperture plate 23, and as shown in FIG. 11, as an example, is constituted by a CMOS sensor array having a very small area arranged two-dimensionally. For example, Figure 5 as (A), when the divergence angle of light flux F0 1 of A1 is outputted from the light source 14, as shown in FIG. 5 (B), the area Fs 1 of the light flux F0 1 Passes through the opening of the first aperture plate 23, and the light flux in the region Fm 1 is received by the light receiving portion of the light receiving element 25.

また、例えば、図6(A)に示されるように、光束F0に比べて中心に強いピークを持つ光強度分布を有し、発散角がA2(<A1)の光束F0が光源14から出力されると、図6(B)に示されるように、光束F0のうちの領域Fsの光束が第1開口板23の開口部を通過し、領域Fmの光束が受光素子25の受光部で受光される。 Further, for example, as shown in FIG. 6 (A), it has a light intensity distribution having a strong peak at the center than the light flux F0 1, from the light beam F0 2 is a light source 14 of the divergence angle A2 (<A1) When output, as shown in FIG. 6B, the light beam in the region Fs 2 of the light beam F 0 2 passes through the opening of the first aperture plate 23, and the light beam in the region Fm 2 passes through the light receiving element 25. Light is received by the light receiving unit.

また、図7(A)に示されるように、光束F0に比べて中心から緩やかに広がる光強度分布を有し、発散角がA3(>A1)の光束F0が光源から出力されると、図7(B)に示されるように、光束F0のうちの領域Fsの光束が第1開口板23の開口部を通過し、領域Fmの光束が受光素子25の受光部で受光される。 ところで、光源14から出力される光束(光束F0とする)の発散角が大きくなると、一例として図8に示されるように、第1開口板23の開口部を通過する光束(光束Fsとする)の光量は減少する。なお、ここでは、光束F0の光量は、発散角が変化しても一定であると仮定している。 Further, as shown in FIG. 7 (A), has a light intensity distribution spread gently from the center than the light flux F0 1, the divergence angle of the light beam F0 3 of A3 (> A1) is outputted from the light source 7B, the light beam in the region Fs 3 of the light beam F0 3 passes through the opening of the first aperture plate 23, and the light beam in the region Fm 3 is received by the light receiving unit of the light receiving element 25. Is done. By the way, when the divergence angle of the light beam output from the light source 14 (referred to as light beam F0) increases, as shown in FIG. 8 as an example, the light beam passing through the opening of the first aperture plate 23 (referred to as light beam Fs). The amount of light decreases. Here, it is assumed that the light amount of the light beam F0 is constant even if the divergence angle changes.

そこで、光束Fsの光量を一定とするには、一例として図9に示すグラフからわかるように、光束F0の発散角が設計値(ここでは、A1とする)よりも大きいときは、光束F0の光量を大きくし、光束F0の発散角が設計値よりも小さいときは、光束F0の光量を小さくする必要がある。   Therefore, in order to make the light amount of the light beam Fs constant, as can be seen from the graph shown in FIG. 9 as an example, when the divergence angle of the light beam F0 is larger than the design value (here, A1), When the light amount is increased and the divergence angle of the light beam F0 is smaller than the design value, it is necessary to reduce the light amount of the light beam F0.

開口板23の開口部周辺で反射される光束(光束(F0−Fs)とする)の光量は、一例として図10に示されるように、光束F0の発散角が大きくなるにつれて増加する。仮に、光束(F0−Fs)が、すべて単一の受光素子(例えばフォトダイオード)で受光されるとする。この場合に、従来と同様にして、APCを行うと、例えば、光束F0の発散角がA3のときには、光束F0の光量をさらに少なくするように制御され、例えば、光束F0の発散角がA2のときには、光束F0の光量をさらに多くするように制御される。これにより、光束Fsの光量は上記一定値からずれることとなる。すなわち、APCの精度が低下することとなる。   As shown in FIG. 10 as an example, the amount of light reflected from the periphery of the aperture of the aperture plate 23 increases as the divergence angle of the light flux F0 increases. Assume that all the light beams (F0-Fs) are received by a single light receiving element (for example, a photodiode). In this case, when APC is performed in the same manner as in the prior art, for example, when the divergence angle of the light beam F0 is A3, the light amount of the light beam F0 is controlled to be further reduced. In some cases, the amount of light of the light beam F0 is controlled to be further increased. As a result, the light quantity of the light flux Fs deviates from the fixed value. That is, the accuracy of APC is reduced.

本実施形態では、受光素子25として2次元の受光素子を使う。図11は受光素子としてCMOSセンサを使った実施例を示している。モニタ用光束の全体を受光し、検知した光量分布から開口板23を通過した光量を算出する。検知した光量の分布の一例を図12示す。図12に示すようにガウス関数に近い場合は、ガウス曲線を表す(1)式から最適なa,k,mを求め、(1)式をy、zで積分して開口板23を通過した光束Fsの光量を求める。 F(y,z)=a×exp(−(k×y+m×z) ・・・(1) なお、検知した光量分布をガウス関数に限定する必要はない。例えば2次関数や4次関数等の多項式関数によるフィッテイングを行って、その関数に基づいて開口板23を通過した光束の積分光量を算出すればよい。 In the present embodiment, a two-dimensional light receiving element is used as the light receiving element 25. FIG. 11 shows an embodiment using a CMOS sensor as a light receiving element. The entire monitor light beam is received, and the amount of light passing through the aperture plate 23 is calculated from the detected light amount distribution. An example of the distribution of the detected light quantity is shown in FIG. As shown in FIG. 12, when it is close to a Gaussian function, the optimum a, k, m is obtained from the equation (1) representing the Gaussian curve, and the equation (1) is integrated with y and z and passed through the aperture plate 23. The amount of light Fs is obtained. F (y, z) = a × exp (− (k × y 2 + m × z 2 ) (1) Note that the detected light quantity distribution need not be limited to a Gaussian function, for example, a quadratic function or 4 Fitting with a polynomial function such as a quadratic function is performed, and the integrated light quantity of the light beam that has passed through the aperture plate 23 may be calculated based on the function.

図16はCMOSセンサの制御を行う回路の一例である。1024行1280列のCMOSセンサアレイ(図16には示されていない)は、センサリセット信号により露光がリセットされ次の露光が開始される。転送開始信号により、露光を終了し、受光データのセンサ外への転送が開始される。行アドレスで指定された行の受光データは、列毎にサンプルホールドされ、ADC(アナログ・デジタル・コンバータ)で10ビットのデジタルデータに変換され、一旦、ADCレジスタ(SRAM)に格納される。格納されたADCデータはSRAM読出し制御回路のShift信号によって出力レジスタに移され、列デコーダの信号により出力される。2次元の受光素子はCMOSセンサに限るものではなく、たとえば、CCD(電荷結合素子)センサ、PD(フォトダイオード)アレイなどでも良い。   FIG. 16 shows an example of a circuit for controlling the CMOS sensor. In the CMOS sensor array of 1024 rows and 1280 columns (not shown in FIG. 16), the exposure is reset by the sensor reset signal and the next exposure is started. The exposure is terminated by the transfer start signal, and the transfer of the received light data outside the sensor is started. The light reception data in the row designated by the row address is sampled and held for each column, converted into 10-bit digital data by an ADC (analog / digital converter), and temporarily stored in an ADC register (SRAM). The stored ADC data is transferred to the output register by the Shift signal of the SRAM read control circuit, and is output by the signal of the column decoder. The two-dimensional light receiving element is not limited to a CMOS sensor, and may be a CCD (charge coupled device) sensor, a PD (photodiode) array, or the like.

さらに、受光素子25の受光面に垂直にモニタ用光束が入射すると、受光面からの反射光が入射光と逆の光路を通り、光源14へ戻ってしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、一例として図13に示されるように、モニタ用光束の受光位置での受光面の法線方向が、入射光の入射方向の全てに対して傾斜するように受光素子25の姿勢を設定し、受光面からの反射光が光源14に戻らないようにしている。具体的には、入射角を10°としている。   Furthermore, when the monitoring light beam enters the light receiving surface of the light receiving element 25 perpendicularly, the reflected light from the light receiving surface may return to the light source 14 through an optical path opposite to the incident light. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 13 as an example, the light receiving element 25 is such that the normal direction of the light receiving surface at the light receiving position of the monitor light beam is inclined with respect to all incident directions of incident light. The reflected light from the light receiving surface is prevented from returning to the light source 14. Specifically, the incident angle is 10 °.

また、本実施形態では、一例として図13に示されるように、光源14とフォトダイオード25は、同一の基板28上に実装されている。受光素子25は、温度によって検知感度が異なるため、熱源から離して配置することが望ましい。図14には、光源14の中心位置からの距離とその位置での光源の発光による上昇温度との関係が示されている。これによると、光源14の中心位置では約50℃の温度上昇がみられるが、光源14から1mm離れると、ほぼ影響が無くなり、2mm以上離れると、光源14の発熱の影響を全く受けないことが分かる。なお、本実施形態では、光学系のレイアウトとの関係から、光源14とCMOSセンサ25の中心間距離(図13における符号W)は、7mmとした。   In this embodiment, as shown in FIG. 13 as an example, the light source 14 and the photodiode 25 are mounted on the same substrate 28. Since the light receiving element 25 has different detection sensitivity depending on the temperature, it is desirable to dispose the light receiving element 25 away from the heat source. FIG. 14 shows the relationship between the distance from the center position of the light source 14 and the temperature rise due to light emission of the light source at that position. According to this, a temperature increase of about 50 ° C. is observed at the center position of the light source 14, but when the distance from the light source 14 is 1 mm, there is almost no effect, and when the distance is 2 mm or more, the light source 14 is not affected at all. I understand. In the present embodiment, the distance between the centers of the light source 14 and the CMOS sensor 25 (symbol W in FIG. 13) is 7 mm because of the relationship with the layout of the optical system.

図15は走査制御装置20の例を示す。図15において、走査制御装置20は主制御部20Aと駆動制御部20Bを有している。主制御部20Aは、CPU210、フラッシュメモリ211、RAM212、及びIF(インターフェース)214などを有している。駆動制御部20Bは、画素クロック生成回路215、画像処理回路216、フレームメモリ217、ラインバッファ218〜21840、及び書込制御回路219などを有している。そして、この駆動制御部20Bは、光源14及び受光素子25が実装されている基板28上に設けられている。なお、図15における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。 FIG. 15 shows an example of the scanning control device 20. In FIG. 15, the scanning control device 20 includes a main control unit 20A and a drive control unit 20B. The main control unit 20A includes a CPU 210, a flash memory 211, a RAM 212, an IF (interface) 214, and the like. The drive control unit 20B includes a pixel clock generation circuit 215, an image processing circuit 216, a frame memory 217, line buffers 218 1 to 218 40 , a write control circuit 219, and the like. The drive controller 20B is provided on a substrate 28 on which the light source 14 and the light receiving element 25 are mounted. Note that the arrows in FIG. 15 indicate the flow of typical signals and information, and do not represent the entire connection relationship of each block.

画素クロック生成回路215は、画素クロック信号を生成する。フレームメモリ217は、CPU210によってラスター展開された画像データ(以下、便宜上「ラスターデータ」と略述する)を一時的に格納する。   The pixel clock generation circuit 215 generates a pixel clock signal. The frame memory 217 temporarily stores image data rasterized by the CPU 210 (hereinafter abbreviated as “raster data” for convenience).

画像処理回路216は、フレームメモリ217に格納されているラスターデータを読み出し、所定の中間調処理などを行った後、発光部毎のドットデータを作成し、発光部それぞれに対応したラインバッファ218〜21840へ出力する。 The image processing circuit 216 reads raster data stored in the frame memory 217, performs predetermined halftone processing, etc., and then creates dot data for each light emitting unit, and a line buffer 218 1 corresponding to each light emitting unit. To 218 40 .

書込制御回路219は、同期検知センサ19aの出力信号に基づいて、走査開始のタイミングを求める。そして、走査開始のタイミングに合わせて、ラインバッファ218〜21840から各発光部のドットデータを読み出し、画素クロック生成回路215からの画素クロック信号に重畳させるとともに、発光部毎にそれぞれ独立した変調データを生成する。また、書込制御回路219は、所定のタイミングで、受光素子(CMOSセンサ)25の出力信号に基づいて、開口板23の開口部を通過する光束の光量を算出し、その光量が一定となるように、各発光部の駆動電流を補正する。すなわち、APC(Auto Power Control)を行う。 The writing control circuit 219 obtains the scanning start timing based on the output signal of the synchronization detection sensor 19a. Then, in accordance with the scanning start timing, the dot data of each light emitting unit is read from the line buffers 218 1 to 218 40 and superimposed on the pixel clock signal from the pixel clock generation circuit 215, and independent modulation is performed for each light emitting unit. Generate data. The write control circuit 219 calculates the light amount of the light beam passing through the opening of the aperture plate 23 based on the output signal of the light receiving element (CMOS sensor) 25 at a predetermined timing, and the light amount becomes constant. As described above, the drive current of each light emitting unit is corrected. That is, APC (Auto Power Control) is performed.

光源駆動回路221は、書込制御回路219からの変調データに応じて2次元アレイ100の各発光部を駆動する。   The light source driving circuit 221 drives each light emitting unit of the two-dimensional array 100 according to the modulation data from the writing control circuit 219.

フラッシュメモリ211には、CPU210にて解読可能なコードで記述された各種プログラム及びプログラムで用いられる各種データが格納されている。RAM212は、作業用のメモリである。CPU210は、フラッシュメモリ211に格納されているプログラムに従って動作し、光走査装置1010の全体を制御する。IF(インターフェース)214は、プリンタ制御装置1060との双方向の通信を制御する通信インターフェースである。上位装置からの画像データは、IF(インターフェース)214を介して供給される。   The flash memory 211 stores various programs written in codes readable by the CPU 210 and various data used in the programs. The RAM 212 is a working memory. The CPU 210 operates according to a program stored in the flash memory 211 and controls the entire optical scanning device 1010. An IF (interface) 214 is a communication interface that controls bidirectional communication with the printer control apparatus 1060. Image data from the host device is supplied via an IF (interface) 214.

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置1010では、開口板23と受光素子(CMOSセンサ)25とによってモニタ装置が構成されている。また、光源14とカップリングレンズ15と上記モニタ装置とによって光源装置が構成されている。そして、開口板23の開口部を通過した光束Fsが、光源装置から出力される光束である。また、プログラムに従ったCPU210による信号処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしてもよいし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしてもよい。   As is clear from the above description, in the optical scanning device 1010 according to the present embodiment, a monitor device is configured by the aperture plate 23 and the light receiving element (CMOS sensor) 25. The light source 14, the coupling lens 15, and the monitor device constitute a light source device. The light flux Fs that has passed through the opening of the aperture plate 23 is a light flux output from the light source device. Further, at least a part of signal processing by the CPU 210 according to the program may be configured by hardware, or all may be configured by hardware.

以上説明したように、本実施形態に係るモニタ装置によると、2次元アレイ100から射出された光束の光路上に配置され、上記光束の最も光強度の大きい部分がそのほぼ中央を通る開口部を有し、この開口部の周囲に入射した光束をモニタ用光束として反射する開口板23(分離光学素子)と、この開口板23で反射されたモニタ用光束の光路上に配置され、モニタ用光束を受光する受光素子25とを有している。そして、受光素子25の光量分布から開口板23を通過した光束Fsの光量を推定する。これにより、いずれの発散角においても、光束Fsの光量を精度よく検出することができる。   As described above, according to the monitor device according to the present embodiment, an opening is arranged on the optical path of the light beam emitted from the two-dimensional array 100, and the portion with the highest light intensity of the light beam passes through the substantially center. An aperture plate 23 (separation optical element) that reflects the light beam incident on the periphery of the aperture as a monitor beam; and is disposed on the optical path of the monitor beam reflected by the aperture plate 23; And a light receiving element 25 for receiving light. Then, the light amount of the light beam Fs that has passed through the aperture plate 23 is estimated from the light amount distribution of the light receiving element 25. Thereby, the light quantity of the light flux Fs can be accurately detected at any divergence angle.

従って、2次元アレイ100から射出される光束の光量変化を安定して精度良く検出することが可能となる。また、本実施形態に係る光源装置によると、2次元アレイ100から射出される光束の光量変化を安定して精度良く検出することができるモニタ装置を有しているため、安定した光束を出力することが可能となる。   Therefore, it is possible to stably and accurately detect a change in the amount of light emitted from the two-dimensional array 100. In addition, the light source device according to the present embodiment has a monitor device that can stably and accurately detect a change in the amount of light emitted from the two-dimensional array 100, and thus outputs a stable light beam. It becomes possible.

また、本実施形態に係る光走査装置1010によると、安定した光束を出力することができる光源装置を有しているため、感光体ドラム1030の表面上を精度良く安定して光走査することが可能となる。   Further, according to the optical scanning device 1010 according to the present embodiment, since the light source device that can output a stable light beam is provided, the surface of the photosensitive drum 1030 can be optically scanned with high accuracy and stability. It becomes possible.

また、本実施形態に係るレーザプリンタ1000によると、感光体ドラム1030の表面上を精度良く安定して光走査することができる光走査装置1010を備えているため、結果として、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。   In addition, the laser printer 1000 according to the present embodiment includes the optical scanning device 1010 that can accurately and stably optically scan the surface of the photosensitive drum 1030. As a result, a high-quality image can be obtained. It becomes possible to form stably.

上記実施形態では、光源14が40個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。上記実施形態において、前記2次元アレイ100に代えて、複数の発光部が1次元配列された1次元アレイを用いてもよい。   In the above embodiment, the case where the light source 14 has 40 light emitting units has been described, but the present invention is not limited to this. In the above embodiment, instead of the two-dimensional array 100, a one-dimensional array in which a plurality of light emitting units are arranged one-dimensionally may be used.

なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ1000の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置1010を備えた画像形成装置であれば、結果として、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。例えば、レーザ光によって発色する媒体(例えば、用紙)に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であってもよい。   In the above embodiment, the case of the laser printer 1000 as the image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this. In short, if the image forming apparatus includes the optical scanning device 1010, a high-quality image can be stably formed as a result. For example, an image forming apparatus that directly irradiates laser light onto a medium (for example, paper) that develops color with laser light may be used.

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であってもよい。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、CTスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。   Further, an image forming apparatus using a silver salt film as an image carrier may be used. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by optical scanning, and this latent image can be visualized by a process equivalent to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to photographic paper by a process equivalent to a printing process in a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.

また、多色のカラー画像を形成する画像形成装置であっても、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高品質のカラー画像を高速で形成することが可能となる。例えば、図17に示されるように、カラー画像に対応し、複数の感光体ドラムを備えるタンデムカラー機1500であってもよい。   Even in an image forming apparatus that forms a multicolor image, a high-quality color image can be formed at high speed by using an optical scanning device corresponding to the color image. For example, as shown in FIG. 17, a tandem color machine 1500 corresponding to a color image and including a plurality of photosensitive drums may be used.

上記タンデムカラー機1500は、ブラック(K)用の感光体ドラムK1、帯電器K2、現像器K4、クリーニング手段K5、および転写用帯電手段K6と、シアン(C)用の感光体ドラムC1、帯電器C2、現像器C4、クリーニング手段C5、および転写用帯電手段C6と、マゼンタ(M)用の感光体ドラムM1、帯電器M2、現像器M4、クリーニング手段M5、および転写用帯電手段M6と、イエロー(Y)用の感光体ドラムY1、帯電器Y2、現像器Y4、クリーニング手段Y5、および転写用帯電手段Y6と、光走査装置1010Aと、転写ベルト1580と、定着手段1530などを備えている。   The tandem color machine 1500 includes a black (K) photosensitive drum K1, a charger K2, a developing device K4, a cleaning unit K5, a transfer charging unit K6, a cyan (C) photosensitive drum C1, and a charging unit. A developing unit C2, a developing unit C4, a cleaning unit C5, a transfer charging unit C6, a magenta (M) photosensitive drum M1, a charging unit M2, a developing unit M4, a cleaning unit M5, and a transfer charging unit M6; It includes a yellow (Y) photosensitive drum Y1, a charger Y2, a developing device Y4, a cleaning unit Y5, a transfer charging unit Y6, an optical scanning device 1010A, a transfer belt 1580, a fixing unit 1530, and the like. .

各感光体ドラムは、図17中の矢印の方向に回転し、回転方向にそれぞれ帯電器、現像器、転写用帯電手段、クリーニング手段が配置されている。各帯電器は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電器によって帯電された感光体ドラム表面に、光走査装置1010Aにより対応した光色成分の画像信号で変調された光束が照射され、感光体ドラムに静電潜像が形成される。そして、対応する現像器により感光体ドラム表面に対応した色のトナー像が形成される。さらに、対応する転写用帯電手段により、記録紙に各色のトナー像が重ねて転写され、最終的に定着手段1530により記録紙に画像が定着される。   Each photosensitive drum rotates in the direction of the arrow in FIG. 17, and a charger, a developing device, a transfer charging unit, and a cleaning unit are arranged in the rotation direction. Each charger uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum charged by the charger is irradiated with a light beam modulated by the image signal of the corresponding light color component by the optical scanning device 1010A, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum. Then, a toner image of a color corresponding to the surface of the photosensitive drum is formed by the corresponding developing device. Further, the toner images of the respective colors are transferred onto the recording paper by the corresponding transfer charging means, and finally the image is fixed on the recording paper by the fixing means 1530.

光走査装置1010Aは、ブラック用の光源装置、シリンドリカルレンズ、走査光学系および同期検知センサ、シアン用の光源装置、シリンドリカルレンズ、走査光学系および同期検知センサ、マゼンタ用の光源装置、シリンドリカルレンズ、走査光学系および同期検知センサ、イエロー用の光源装置、シリンドリカルレンズ、走査光学系および同期検知センサ、並びにポリゴンミラーなどを有している。   The optical scanning device 1010A includes a light source device for black, a cylindrical lens, a scanning optical system and a synchronization detection sensor, a light source device for cyan, a cylindrical lens, a scanning optical system and a synchronization detection sensor, a light source device for magenta, a cylindrical lens, and scanning. It has an optical system and a synchronization detection sensor, a light source device for yellow, a cylindrical lens, a scanning optical system and a synchronization detection sensor, a polygon mirror, and the like.

各光源装置は、いずれも上記実施形態における光源装置と同等の光源装置であり、上記モニタ装置と同等のモニタ装置を有している。そして、各光源装置から出力される光束は、対応するシリンドリカルレンズを介してポリゴンミラーで偏向された後、対応する走査光学系を介して対応する感光体ドラム表面で集光される。また、ポリゴンミラー13で偏向され、対応する走査光学系を介した光束のうち、画像形成に関与しない光束の一部は、対応する同期検知センサに入射する。   Each light source device is a light source device equivalent to the light source device in the above embodiment, and has a monitor device equivalent to the monitor device. The light beam output from each light source device is deflected by a polygon mirror via a corresponding cylindrical lens, and then condensed on the surface of the corresponding photosensitive drum via a corresponding scanning optical system. Further, a part of the light beam that is deflected by the polygon mirror 13 and does not participate in image formation out of the light beam that passes through the corresponding scanning optical system enters the corresponding synchronization detection sensor.

各光源装置は、上記実施形態における光源装置と同等の光源装置であるため、各光源装置は、いずれも安定した光束を出力することができる。その結果、光走査装置1010Aは、各感光体ドラムの表面上を精度良く安定して光走査することができる。そして、タンデムカラー機1500では、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。なお、タンデムカラー機では、機械精度等で各色の色ずれが発生する場合があるが、点灯させる発光部を選択することで各色の色ずれの補正精度を高めることができる。なお、このタンデムカラー機1500において、光走査装置1010Aに代えて、ブラック用の光走査装置とシアン用の光走査装置とマゼンタ用の光走査装置とイエロー用の光走査装置を用いても良い。要するに、各光走査装置が、上記実施形態における光源装置と同等の光源装置を有していればよい。   Since each light source device is a light source device equivalent to the light source device in the above embodiment, each light source device can output a stable light beam. As a result, the optical scanning device 1010A can stably and stably perform optical scanning on the surface of each photosensitive drum. The tandem color machine 1500 can stably form a high-quality image. In a tandem color machine, color misregistration of each color may occur due to machine accuracy or the like, but the correction accuracy of color misregistration of each color can be increased by selecting a light emitting unit to be lit. In this tandem color machine 1500, instead of the optical scanning device 1010A, a black optical scanning device, a cyan optical scanning device, a magenta optical scanning device, and a yellow optical scanning device may be used. In short, each optical scanning device only needs to have a light source device equivalent to the light source device in the above embodiment.

以上説明したように、本発明のモニタ装置によれば、光源から射出される光束の光量変化を安定して精度良く検出するのに適している。また、本発明の光源装置によれば、安定した光束を出力するのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、被走査面上を精度良く安定して光走査するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を安定して形成するのに適している。   As described above, the monitor device according to the present invention is suitable for stably and accurately detecting a change in the amount of light emitted from the light source. The light source device of the present invention is suitable for outputting a stable light beam. Further, the optical scanning device of the present invention is suitable for optically scanning the surface to be scanned with high accuracy and stability. The image forming apparatus of the present invention is suitable for stably forming a high quality image.

本発明に係る画像形成装置の例をモデル的に示す正面図である。1 is a front view schematically showing an example of an image forming apparatus according to the present invention. 上記画像形成装置に用いることができる本発明に係る光走査装置の実施例を示す平面図である。It is a top view which shows the Example of the optical scanning device based on this invention which can be used for the said image forming apparatus. 上記光走査装置に用いることができる本発明に係る光源装置の実施例をモデル的に示す拡大正面図である。It is an enlarged front view which shows typically the Example of the light source device which concerns on this invention which can be used for the said optical scanning device. 上記光走査装置中の分離光学素子の例を示す(a)は斜視図、(b)は縦断面図である。(A) which shows the example of the separation optical element in the said optical scanning device is a perspective view, (b) is a longitudinal cross-sectional view. 光源から出力される光束の横断面における光量分布の一例と、上記分離光学素子の開口部を透過する光束および上記開口部の周辺で反射される光束の分布例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of light quantity distribution in the cross section of the light beam output from a light source, and the example of distribution of the light beam which permeate | transmits the opening part of the said separation optical element, and the light beam reflected in the periphery of the said opening part. 光源から出力される光束の横断面における光量分布の別の例と、上記分離光学素子の開口部を透過する光束および上記開口部の周辺で反射される光束の分布例を示すグラフである。It is a graph which shows another example of light quantity distribution in the cross section of the light beam output from a light source, and the example of distribution of the light beam which permeate | transmits the opening part of the said separation optical element, and the light beam reflected in the periphery of the said opening part. 光源から出力される光束の横断面における光量分布のさらに別の例と、上記分離光学素子の開口部を透過する光束および上記開口部の周辺で反射される光束の分布例を示すグラフである。It is a graph which shows another example of light quantity distribution in the cross section of the light beam output from a light source, and the example of distribution of the light beam which permeate | transmits the opening part of the said separation optical element, and the light beam reflected in the periphery of the said opening part. 光源から射出される光束の発散角と分離光学素子を透過する光量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the divergence angle of the light beam inject | emitted from a light source, and the light quantity which permeate | transmits a separation optical element. 分離光学素子を透過する光量を一定にするために必要な光束の発散角に対する光源の光量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship with the light quantity of the light source with respect to the divergence angle of a light beam required in order to make constant the light quantity which permeate | transmits a separation optical element. 光束の発散角と分離光学素子で反射される光束の光量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the divergence angle of a light beam, and the light quantity of the light beam reflected by a separation optical element. 本発明に適用可能な2次元に配列された微小面積のCMOSセンサアレイで構成されている受光素子の例と分離光学素子で反射された光束を受光している様子を示す正面図である。It is a front view which shows a mode that the light beam reflected by the example of the light receiving element comprised by the CMOS sensor array of the micro area arranged in two dimensions applicable to this invention and the isolation | separation optical element is received. 分離光学素子を透過した光束の光量分布の一例を示す3次元グラフである。It is a three-dimensional graph which shows an example of light quantity distribution of the light beam which permeate | transmitted the separation optical element. 上記分離光学素子への入射光路と反射光路および反射光路上の受光素子との関係を示す光学配置図である。It is an optical arrangement | positioning figure which shows the relationship between the incident optical path to the said isolation | separation optical element, a reflected light path, and the light receiving element on a reflected light path. 光源の中心位置からの距離とその位置での光源の発光による上昇温度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the center position of a light source, and the temperature rise by light emission of the light source in the position. 本発明の光走査装置に適用可能な走査制御装置の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the scanning control apparatus applicable to the optical scanning device of this invention. 本発明に適用可能なCMOSセンサ制御回路の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the CMOS sensor control circuit applicable to this invention. 本発明に係る画像形成装置の実施例をモデル的に示す正面図である。1 is a front view schematically showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

13 ポリゴンミラー
14 光源
15 カップリングレンズ
23 分離光学素子
25 受光素子
100 2次元発光素子アレイ
1000 レーザプリンタ
1030 感光体ドラム
13 Polygon mirror 14 Light source 15 Coupling lens 23 Separation optical element 25 Light receiving element 100 Two-dimensional light emitting element array 1000 Laser printer 1030 Photosensitive drum

Claims (12)

光源から射出された光束の光量をモニタするモニタ装置であって、 前記光源から射出された光束の光強度の最も大きい部分が中央部を通る開口部を有するとともにこの開口部の周囲に入射した光束をモニタ用光束として反射する分離光学素子と、 前記分離光学素子から反射したモニタ用光束を受光し前記モニタ光束の光量分布を検出する受光素子と、を備えていることを特徴とするモニタ装置。 A monitor device for monitoring the light quantity of a light beam emitted from a light source, wherein a portion having the highest light intensity of the light beam emitted from the light source has an opening passing through a central portion and enters the periphery of the opening. And a light receiving element that receives the monitoring light beam reflected from the separation optical element and detects a light amount distribution of the monitoring light beam. 前記受光素子で検知した光束の光量分布から前記分離光学素子の開口部を通過した光量を算出することを特徴とする請求項1に記載のモニタ装置。 The monitor device according to claim 1, wherein the amount of light that has passed through the opening of the separation optical element is calculated from a light amount distribution of a light beam detected by the light receiving element. 前記受光素子は、モニタ用光束の受光位置での受光面の法線方向が、入射光の入射方向の全てに対して傾斜していることを特徴とする請求項1または2記載のモニタ装置。 The monitor device according to claim 1, wherein the light receiving element has a normal direction of a light receiving surface at a light receiving position of the monitor light beam inclined with respect to all incident directions of incident light. 光源と、この光源から射出された光束の光量をモニタするモニタ装置と、を備えた光源装置であって、 前記モニタ装置は請求項1〜3のいずれかに記載のモニタ装置であり、前記モニタ装置の分離光学素子の開口部を通過した光束を出力することを特徴とする光源装置。 A light source device comprising: a light source; and a monitor device that monitors the amount of light emitted from the light source, wherein the monitor device is the monitor device according to any one of claims 1 to 3. A light source device that outputs a light beam that has passed through an opening of a separation optical element of the device. 前記光源と前記モニタ装置の間にカップリングレンズをさらに備え、 前記モニタ装置の分離光学素子は、光学的に前記カップリングレンズの焦点位置近傍に配置されていることを特徴とする請求項4記載の光源装置。 5. A coupling lens is further provided between the light source and the monitor device, and the separation optical element of the monitor device is optically disposed in the vicinity of a focal position of the coupling lens. Light source device. 前記光源は、複数の発光部を有することを特徴とする請求項4または5記載の光源装置。 The light source device according to claim 4, wherein the light source includes a plurality of light emitting units. 前記光源は、垂直共振器型の面発光レーザを含むことを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の光源装置。 The light source device according to claim 4, wherein the light source includes a vertical cavity surface emitting laser. 光束により被走査面を走査する光走査装置であって、 請求項4〜7のいずれかに記載の光源装置と、 前記光源装置から出力される光束を偏向する偏向器と、 前記偏向器で偏向された光束を前記被走査面上に集光する走査光学系と、を備えていることを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device that scans a surface to be scanned with a light beam, wherein the light source device according to any one of claims 4 to 7, a deflector that deflects the light beam output from the light source device, and deflection by the deflector And a scanning optical system for condensing the emitted light beam on the surface to be scanned. 少なくとも1つの像担持体と、 前記少なくとも1つの像担持体を画像情報が含まれる光束により走査する少なくとも1つの光走査装置と、を備える画像形成装置であって、 前記光走査装置は請求項8記載の光走査装置である画像形成装置。 An image forming apparatus comprising: at least one image carrier; and at least one optical scanning device that scans the at least one image carrier with a light beam including image information. An image forming apparatus which is the optical scanning apparatus described. 前記画像情報は、多色の画像情報であることを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9, wherein the image information is multicolor image information. 多色の画像情報に対応して色の数だけ像担持体が配置され、光走査装置は、各像担持体をそれぞれの像担持体が分担する色の画像情報で変調された光束で走査する請求項9記載の画像形成装置。   Image carriers are arranged corresponding to the number of colors corresponding to multicolor image information, and the optical scanning device scans each image carrier with a light beam modulated by the image information of the color shared by each image carrier. The image forming apparatus according to claim 9. 多色の画像情報に対応して色の数だけ配置された像担持体と、 各像担持体に対応して電子写真プロセスを実行するために配置された電子写真プロセスユニットと、を備え、 前記電子写真プロセスユニットのうち露光ユニットは請求項8記載の光走査装置であり、 前記光走査装置は、各像担持体をそれぞれの像担持体が分担する色の画像情報で変調された光束で走査するように構成し、 各像担持体に形成された潜像を各像担持体に対応した色のトナーで現像し、各トナー像を重ねて転写するように構成したカラー対応の画像形成装置。 An image carrier arranged in the number corresponding to the number of colors corresponding to multicolor image information, and an electrophotographic process unit arranged to execute an electrophotographic process corresponding to each image carrier, The exposure unit of the electrophotographic process unit is an optical scanning device according to claim 8, wherein the optical scanning device scans each image carrier with a light beam modulated by image information of a color shared by each image carrier. A color-compatible image forming apparatus configured to develop a latent image formed on each image carrier with toner of a color corresponding to each image carrier, and to transfer the toner images in a superimposed manner.
JP2008237211A 2008-09-16 2008-09-16 Monitoring apparatus, light source apparatus, optical scanning apparatus, and image formation apparatus Pending JP2010071698A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008237211A JP2010071698A (en) 2008-09-16 2008-09-16 Monitoring apparatus, light source apparatus, optical scanning apparatus, and image formation apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008237211A JP2010071698A (en) 2008-09-16 2008-09-16 Monitoring apparatus, light source apparatus, optical scanning apparatus, and image formation apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010071698A true JP2010071698A (en) 2010-04-02

Family

ID=42203651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008237211A Pending JP2010071698A (en) 2008-09-16 2008-09-16 Monitoring apparatus, light source apparatus, optical scanning apparatus, and image formation apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010071698A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116313900A (en) * 2023-02-10 2023-06-23 上海至纯洁净系统科技股份有限公司 Wafer detection system and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116313900A (en) * 2023-02-10 2023-06-23 上海至纯洁净系统科技股份有限公司 Wafer detection system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5163021B2 (en) MONITOR DEVICE, LIGHT SOURCE DEVICE, OPTICAL SCANNING DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE
JP5006810B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US7936367B2 (en) Image forming apparatus controlling the output level of the light source
JP4836267B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP5403248B2 (en) Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus
JP5573493B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP5084025B2 (en) Image forming apparatus
JP2010085965A (en) Optical scanning device and image forming apparatus
JP2008242196A (en) Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus
US20100124434A1 (en) Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus
JP2009020203A (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP5321915B2 (en) Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus
JP5187528B2 (en) Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus
JP5505617B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP5333283B2 (en) Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus
JP2012018992A (en) Surface emission laser module, optical scanner and image forming device
JP5392447B2 (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP5505618B2 (en) Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus
JP2009069270A (en) Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2009216511A (en) Monitoring device, light source device, optical scanning device, and image forming device
JP2010071698A (en) Monitoring apparatus, light source apparatus, optical scanning apparatus, and image formation apparatus
JP5321903B2 (en) Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus
JP5879829B2 (en) Surface emitting laser unit, optical scanning device, and image forming apparatus
JP2012048080A (en) Light source device, optical scanner and image forming device
JP5163923B2 (en) Image forming method