JP2001324689A - Multibeam scanning optical system, multibeam scanning device, multibeam scanning method and image forming device - Google Patents

Multibeam scanning optical system, multibeam scanning device, multibeam scanning method and image forming device

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JP2001324689A
JP2001324689A JP2000098015A JP2000098015A JP2001324689A JP 2001324689 A JP2001324689 A JP 2001324689A JP 2000098015 A JP2000098015 A JP 2000098015A JP 2000098015 A JP2000098015 A JP 2000098015A JP 2001324689 A JP2001324689 A JP 2001324689A
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JP
Japan
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optical system
scanning
optical
scanning direction
image
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JP2000098015A
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Japanese (ja)
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Seizo Suzuki
清三 鈴木
Hiromichi Atsumi
広道 厚海
Koji Sakai
浩司 酒井
Masakane Aoki
真金 青木
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an excellent small-diameter light spot, the high degree of freedom in the layout of optical arrangement and excellent light utilization efficiency required for high speed scanning in multibeam scanning. SOLUTION: This multibeam scanning optical system is provided with a 1st optical system 2 coupling plural beams from a light source side to succeeding optical systems, a 2nd optical system 4 forming the respective beams coupled by the 1st optical system into a line image long in a main scanning direction and separate from each other in a subscanning direction, a light deflector 5 having a deflecting reflection surface near a position where the line image is formed and deflecting the respective beams, and 3rd optical systems 6 and 7 condensing the respective beams deflected by the light deflector 5 onto a surface to be scanned 8 and forming the light spot separated from each other in the subscanning direction on the surface 8. When a pitch in the subscanning direction of a light emitting source in a light source 1 is defined as P1, the pitch of a pixel on the surface 8 is defined as P2 and a skip order is defined as m(>=1), they satisfy a condition: (1) 0.1<P1/(m.P2)<1.0.

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、マルチビーム走
査光学系・マルチビーム走査装置・マルチビーム走査方
法および画像形成装置に関する。
The present invention relates to a multi-beam scanning optical system, a multi-beam scanning device, a multi-beam scanning method, and an image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】光走査装置は、デジタル複写装置や光プ
リンタ等の画像形成装置に関連して広く知られている。
光走査装置による走査を高速化できる方法として、被走
査面の複数走査線を同時走査する「マルチビーム方式」
が実現されつつある。例えば、光源として半導体レーザ
アレイを用い、各発光源からのビームを共通のカップリ
ングレンズにより平行ビーム化し、各平行ビームをシリ
ンドリカルレンズにより、副走査方向に収束させて、副
走査方向に互いに分離し、主走査方向に長い線像として
結像させ、線像の結像位置に偏向反射面を有する光偏向
器により偏向させ、各偏向ビームをfθレンズにより被
走査面に向けて集光し、被走査面上に副走査方向に分離
した複数の光スポットを形成するものを考えてみると、
副走査方向に関して、複数の発光源のピッチをP、偏向
ビームがfθレンズにより結像する像面上の光スポット
のピッチをQとすると、これらは、カップリングレンズ
の焦点距離:f1、シリンドリカルレンズの副走査方向
の焦点距離:f2、fθレンズの副走査方向の横倍率:
βと、以下の関係を満足する。 (4) Q=P(f2/f1)|β| 被走査面上における画素ピッチ(隣接走査線間隔)をP
2、マルチビーム走査における飛び越し次数をmとする
と、Q=m・Pを満足する必要がある。所望のQを実現
するには、P、f2、f1、|β|を、(4)式が満たさ
れるように設定すれば良く、このような条件を満足する
パラメータ:P、f2、f1、|β|の組み合わせは種々
存在するが、上記パラメータは全く自由と言う訳ではな
く、各パラメータはそれぞれ規制を受ける。
2. Description of the Related Art Optical scanning apparatuses are widely known in connection with image forming apparatuses such as digital copying apparatuses and optical printers.
As a method that can speed up the scanning by the optical scanning device, a “multi-beam method” that simultaneously scans a plurality of scanning lines on the surface to be scanned.
Is being realized. For example, using a semiconductor laser array as a light source, beams from each light source are converted into parallel beams by a common coupling lens, and each parallel beam is converged in a sub-scanning direction by a cylindrical lens, and separated from each other in the sub-scanning direction. The image is formed as a long line image in the main scanning direction, deflected by an optical deflector having a deflecting reflection surface at the image forming position of the line image, and each deflected beam is condensed toward a surface to be scanned by an fθ lens. Consider what forms a plurality of light spots separated in the sub-scanning direction on the scanning surface.
Assuming that the pitch of the plurality of light emitting sources is P and the pitch of the light spot on the image plane where the deflected beam forms an image by the fθ lens in the sub-scanning direction is Q, these are the focal length of the coupling lens: f 1 , the cylindrical Focal length of lens in sub-scanning direction: f 2 , lateral magnification of fθ lens in sub-scanning direction:
β and the following relationship is satisfied. (4) Q = P (f 2 / f 1 ) | β | The pixel pitch on the surface to be scanned (the interval between adjacent scanning lines) is P
2. Assuming that the interlace order in the multi-beam scanning is m, it is necessary to satisfy Q = mP. In order to realize a desired Q, P, f 2 , f 1 , and | β | may be set so as to satisfy the expression (4). Parameters satisfying such conditions: P, f 2 , Although there are various combinations of f 1 and | β |, the above parameters are not completely free, and each parameter is regulated.

【0003】焦点距離:f1は、短すぎるとカップリン
グレンズの開口数が大きくなり、カップリングレンズの
波面収差を良好に確保することができなくなるし、長す
ぎるとカップリングレンズで「ケラれる」光束が大きく
なり、光走査に必要な光量を確保するのが難しくなる。
また、焦点距離:f2が短すぎると、シリンドリカルレ
ンズが光偏向器に近づきすぎてレイアウトが難しくな
り、また、ビーム整形用のアパーチュアの開口が小さく
なり、被走査面側へ伝送される光量が少なくなる。焦点
距離:f2が長すぎると、カップリングレンズの光軸ず
れや、シリンドリカルレンズの取付け公差の影響を受け
易く、走査線の曲がり等が発生しやすい。横倍率:βが
小さすぎると、fθレンズの曲率半径が小さくなるため
特に周辺像高で、波面収差(特にタンジェンシャルコマ
収差)を発生しやすくなり、スポット径を小径に絞るこ
とが難しくなる。また、fθレンズと被走査面との間隔
が短くなり、光学配置のレイアウトに対する制約が大き
くなる。横倍率:βが大きすぎると、温度変動や取付け
精度による「被走査面上での焦点ずれ(デフォーカ
ス)」が発生しやすくなる。また一般に、fθレンズが
光偏向器の側に近づくため、入射ビームのビーム径が大
きくなるので波面収差の影響を受け易くなり、スポット
径を小さく絞ることが難しくなる。このように、マルチ
ビーム走査において、被走査面上に光スポットの「所望
のピッチ」を実現し、スポット径等の光学性能や光学系
レイアウト条件を良好にするには、各光学系のパラメー
タを最適化する必要がある。
If the focal length f 1 is too short, the numerical aperture of the coupling lens becomes large, and it becomes impossible to sufficiently secure the wavefront aberration of the coupling lens. "The luminous flux becomes large, and it becomes difficult to secure the amount of light required for optical scanning.
Further, the focal length: When f 2 is too short, the layout is difficult cylindrical lens is too close to the optical deflector, and the opening of the aperture of the beam-shaping becomes small, the amount of light is transmitted to the scanned surface side Less. Focal length: When f 2 is too long, and the optical axis deviation of the coupling lens, susceptible to mounting tolerances of the cylindrical lens, and the like bending of the scanning line is likely to occur. If the lateral magnification: β is too small, the radius of curvature of the fθ lens becomes small, so that wavefront aberration (particularly, tangential coma aberration) tends to occur particularly at the peripheral image height, and it becomes difficult to narrow the spot diameter to a small diameter. In addition, the distance between the fθ lens and the surface to be scanned is reduced, and the restriction on the layout of the optical arrangement is increased. If the lateral magnification: β is too large, “defocusing on the surface to be scanned (defocus)” due to temperature fluctuation and mounting accuracy is likely to occur. In general, since the fθ lens approaches the optical deflector, the beam diameter of the incident beam becomes large, so that it becomes susceptible to wavefront aberration, and it is difficult to reduce the spot diameter to a small value. As described above, in the multi-beam scanning, in order to realize the “desired pitch” of the light spot on the surface to be scanned and to improve the optical performance such as the spot diameter and the layout conditions of the optical system, the parameters of each optical system must be set. Need to optimize.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、マルチビ
ーム走査において、小径で良好な光スポット、光学配置
のレイアウトの大きな自由度、高速走査に必要とされる
良好な光利用効率の実現を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to realize a small-diameter and good light spot, a large degree of freedom in layout of an optical arrangement, and a good light use efficiency required for high-speed scanning in multi-beam scanning. And

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明のマルチビーム
走査光学系は、第1光学系と、第2光学系と、光偏向器
と、第3光学系とを有する。「第1光学系」は、光源側
からの複数ビームを以後の光学系にカップリングする光
学系である。「第2光学系」は、第1光学系によりカッ
プリングされた各ビームを、主走査方向に長く、副走査
方向に互いに分離した線像に結像させる光学系である。
「光偏向器」は、線像の結像位置近傍に偏向反射面を有
し、各ビームを偏向させる。「第3光学系」は、光偏向
器により偏向される各ビームを被走査面に向けて集光
し、被走査面上に、副走査方向に互いに分離した光スポ
ットを形成する光学系である。光源における発光源の副
走査方向のピッチ(発光源の副走査方向における配置間
隔)をP1、被走査面上における画素ピッチ(隣接する
走査線間の設計上の間隔)をP2、飛び越し次数をm
(≧1)とするとき、これらは条件: (1) 0.1<P1/(m・P2)<1.0 を満足する(請求項1)。第1光学系は「カップリング
レンズ」として、第2光学系は「凸のシリンドリカルレ
ンズもしくは凹のシリンドリカルミラー」として構成す
ることができる。第3光学系は「1枚以上のレンズ」も
しくは「1面以上の結像機能を持つ結像ミラー」あるい
は「1枚以上のレンズと1面以上の結像ミラーとの組合
せ」として構成することができる。画素ピッチは、例え
ば、走査密度を1200dpiとすると21.2μmと
なる。「P1/(m・P2)」が(1)式の上限値:1.
0以上になると、光源と被走査面との間にある全光学系
の「副走査方向の横倍率」を小さくする必要があり、そ
のために副走査方向の正のパワーを大きくしなければな
らず、その結果、波面収差の劣化を招来しやすくなる。
また、(1)式の下限の0.1以下になると、光源にお
ける発光源の副走査方向のピッチを小さくしなければな
らない。例えば、半導体レーザアレイにおいて、発光源
のピッチがある程度(例えば10μm)よりも小さくな
ると、隣接発光源間の熱クロストークや電気的クロスト
ークの影響を受け易くなる。また、ビーム合成を行う光
源装置の場合には、発光源相互の位置調整が難しくな
る。
A multi-beam scanning optical system according to the present invention has a first optical system, a second optical system, an optical deflector, and a third optical system. The “first optical system” is an optical system that couples a plurality of beams from the light source to the subsequent optical system. The "second optical system" is an optical system that forms each beam coupled by the first optical system into a line image that is long in the main scanning direction and separated from each other in the sub-scanning direction.
The "optical deflector" has a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image, and deflects each beam. The “third optical system” is an optical system that condenses each beam deflected by the optical deflector toward the surface to be scanned and forms light spots separated from each other in the sub-scanning direction on the surface to be scanned. . The pitch of the light emitting source in the light source in the sub-scanning direction (interval of the arrangement of the light emitting source in the sub-scanning direction) is P 1 , the pixel pitch on the surface to be scanned (designed interval between adjacent scanning lines) is P 2 , the jump order M
When (≧ 1), these satisfy the following condition: (1) 0.1 <P 1 / (m · P 2 ) <1.0 (claim 1). The first optical system can be configured as a “coupling lens”, and the second optical system can be configured as a “convex cylindrical lens or a concave cylindrical mirror”. The third optical system should be configured as “one or more lenses”, “imaging mirror having one or more imaging functions”, or “combination of one or more lenses and one or more imaging mirrors”. Can be. For example, the pixel pitch is 21.2 μm when the scanning density is 1200 dpi. “P 1 / (m · P 2 )” is the upper limit of the equation (1):
If the value is 0 or more, it is necessary to reduce the “lateral magnification in the sub-scanning direction” of the entire optical system between the light source and the surface to be scanned, and therefore, the positive power in the sub-scanning direction must be increased. As a result, deterioration of wavefront aberration is likely to occur.
If the lower limit of the expression (1) is 0.1 or less, the pitch of the light source in the sub-scanning direction in the light source must be reduced. For example, in a semiconductor laser array, when the pitch of the light emitting sources is smaller than a certain level (for example, 10 μm), the light emitting sources are easily affected by thermal crosstalk and electrical crosstalk between adjacent light emitting sources. In the case of a light source device that performs beam combining, it is difficult to adjust the positions of the light emitting sources.

【0006】上記請求項1記載のマルチビーム走査光学
系において、第3光学系の「中央像高での副走査方向の
横倍率:βは、条件: (2) 0.5<|β|<1.5 を満足することが好ましい(請求項2)。「β」が
(2)式の上限値:1.5以上になると、温度変動や取
付け精度により、被走査面に対する光スポットのデフォ
ーカスが発生しやすい。また、一般に第3光学系が光偏
向器に近づくため第3光学系に入射する偏向ビームの光
束径が大きくなり、波面収差の影響を受け易くなり、ス
ポット径を小径に絞ることが難しくなる。「β」が
(2)式の下限値:0.5以下になると、第3光学系の
曲率半径が小さくなるため、特に周辺像高で波面収差
(特にタンジェンシャルコマ収差)を発生しやすくな
り、スポット径を小径に絞ることが難しくなる。また、
一般に第3光学系と被走査面との間隔が短くなり、光学
配置のレイアウトに対する大きな制約になる。
In the multi-beam scanning optical system according to the first aspect, "the lateral magnification in the sub-scanning direction at the center image height: β" of the third optical system is as follows: (2) 0.5 <| β | < It is preferable to satisfy 1.5 (claim 2) .When "β" is equal to or more than the upper limit of the expression (2): 1.5 or more, the defocus of the light spot on the surface to be scanned due to temperature fluctuation and mounting accuracy. Is easy to occur. In addition, since the third optical system generally approaches the optical deflector, the beam diameter of the deflecting beam incident on the third optical system becomes large, the influence of the wavefront aberration becomes easy, and it becomes difficult to reduce the spot diameter to a small diameter. When “β” is equal to or less than the lower limit of the expression (2): 0.5 or less, the radius of curvature of the third optical system becomes small, so that wavefront aberration (particularly, tangential coma aberration) tends to occur particularly at the peripheral image height. It becomes difficult to narrow the spot diameter to a small diameter. Also,
In general, the distance between the third optical system and the surface to be scanned becomes short, which is a great constraint on the layout of the optical arrangement.

【0007】上記請求項1または2記載のマルチビーム
走査光学系において、第1光学系の焦点距離:f1、第
2光学系の副走査方向の焦点距離:f2は、条件: (3) 1.5<f2/f1<5.0 を満足することが好ましい(請求項3)。(3)式の上限
値:5.0以上になると、第1光学系の光軸ずれや、第
2光学系の取付け公差の影響を受け易く、走査線の曲が
り等が発生しやすくなる。(3)式の下限値:1.5以
下になると、第2光学系の配置が光偏向器の干渉を受け
易く、光学系のレイアウトが難しくなる。また、ビーム
整形用のアパーチュアの開口が小さくなり、被走査面側
へ伝送される光量が少なくなる。請求項1〜3の任意の
1に記載のマルチビーム走査光学系において、飛び越し
次数:mを1とすることができる(請求項4)。この場
合、マルチビーム走査は所謂「隣接走査」である。隣接
走査では、各ビームが第3光学系を走査する位置が副走
査方向に互いに近接し、光軸に近くなるので、各像高間
における走査線間のピッチ偏差が小さく、温度変動等の
環境変動に起因する走査線ピッチの変動も小さい。上記
請求項1〜4の任意の1に記載のマルチビーム走査光学
系において、第1光学系のカップリング作用を「光源側
からの複数ビームを各々、平行ビーム化するコリメート
作用」とすることができる(請求項5)。第1光学系の
カップリング作用は、コリメート作用に限らず、光源側
からの各ビームを「弱い発散性のビーム」とする作用で
もよいし「弱い収束性のビーム」とする作用でもよい。
しかし、請求項5記載の場合のように、第1光学系のカ
ップリング作用をコリメート作用とすると、以後の光学
系のレイアウトの制約が緩やかになる。
In the multi-beam scanning optical system according to claim 1 or 2, the focal length of the first optical system: f 1 and the focal length of the second optical system in the sub-scanning direction: f 2 are as follows: 1.5 <it is preferable to satisfy f 2 / f 1 <5.0 (claim 3). When the upper limit value of the expression (3) is 5.0 or more, the optical axis shift of the first optical system and the mounting tolerance of the second optical system are easily affected, and the scanning line is easily bent. When the lower limit of the expression (3) is 1.5 or less, the arrangement of the second optical system is easily affected by the interference of the optical deflector, and the layout of the optical system becomes difficult. In addition, the aperture of the aperture for beam shaping is reduced, and the amount of light transmitted to the surface to be scanned is reduced. In the multi-beam scanning optical system according to any one of claims 1 to 3, the jump order: m can be set to 1 (claim 4). In this case, the multi-beam scanning is so-called “adjacent scanning”. In the adjacent scanning, the position at which each beam scans the third optical system is close to each other in the sub-scanning direction and close to the optical axis, so that the pitch deviation between scanning lines between image heights is small, and environmental fluctuations such as temperature fluctuations occur. The fluctuation of the scanning line pitch due to the fluctuation is small. In the multi-beam scanning optical system according to any one of claims 1 to 4, the coupling action of the first optical system may be "a collimating action for converting each of the plurality of beams from the light source into a parallel beam." (Claim 5). The coupling action of the first optical system is not limited to the collimation action, and may be an action of making each beam from the light source side a “weak divergent beam” or an action of making a “weak convergence beam”.
However, if the coupling action of the first optical system is a collimating action as in the case of the fifth aspect, restrictions on the layout of the optical system thereafter are relaxed.

【0008】この発明のマルチビーム走査装置は「光源
装置からの複数ビームを、第1光学系により以後の光学
系にカップリングし、カップリングされた各ビームを第
2光学系により、主走査方向に長く、副走査方向に互い
に分離した線像に結像させ、線像の結像位置近傍に偏向
反射面を有する光偏向器により各ビームを偏向させ、各
偏向ビームを第3光学系により被走査面に向けて集光
し、被走査面上に、副走査方向に互いに分離した光スポ
ットを形成し、飛び越し次数:m(≧1)でマルチビー
ム走査を行うマルチビーム走査装置」であって、光源装
置からの複数ビームを、被走査面上に導光して複数の光
スポットを形成するマルチビーム走査光学系として、請
求項1〜5の任意の1に記載のマルチビーム走査光学系
を用いることを特徴とする(請求項6)。この請求項6
記載のマルチビーム走査装置では、光源装置を「半導体
レーザアレイ」とし、第1光学系を「半導体レーザアレ
イからの複数ビームに対して共通化する」ことができる
(請求項7)。この場合、第1光学系のカップリング作
用を「コリメート作用」とすることができる(請求項
8)。上記請求項6または7または8記載のマルチビー
ム走査装置において、第2光学系を「シリンドリカルレ
ンズ」とすることができる(請求項9)。
The multi-beam scanning apparatus according to the present invention is arranged such that "a plurality of beams from a light source device are coupled to a subsequent optical system by a first optical system, and each coupled beam is subjected to a main scanning direction by a second optical system. , Each beam is deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the imaging position of the line image, and each deflected beam is covered by a third optical system. A multi-beam scanning device that collects light toward a scanning surface, forms light spots separated from each other in the sub-scanning direction on the surface to be scanned, and performs multi-beam scanning with a jump order: m (≧ 1) ” A multi-beam scanning optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein the multi-beam scanning optical system guides a plurality of beams from the light source device onto a surface to be scanned to form a plurality of light spots. Features to use To (claim 6). Claim 6
In the described multi-beam scanning device, the light source device can be a “semiconductor laser array”, and the first optical system can be “shared for a plurality of beams from the semiconductor laser array”. In this case, the coupling action of the first optical system can be a “collimating action” (claim 8). In the multi-beam scanning device according to claim 6, 7, or 8, the second optical system may be a "cylindrical lens" (claim 9).

【0009】この発明のマルチビーム走査方法は「光源
装置からの複数ビームを、第1光学系により以後の光学
系にカップリングし、カップリングされた各ビームを第
2光学系により、主走査方向に長く、副走査方向に互い
に分離した線像に結像させ、線像の結像位置近傍に偏向
反射面を有する光偏向器により各ビームを偏向させ、各
偏向ビームを第3光学系により被走査面に向けて集光
し、被走査面上に、副走査方向に互いに分離した光スポ
ットを形成し、飛び越し次数:m(≧1)でマルチビー
ム走査を行うマルチビーム走査方法」であって、請求項
6〜9の任意の1に記載のマルチビーム走査装置を用い
て行うことを特徴とする(請求項10)。この発明の画
像形成装置は「感光媒体の感光面に光走査装置による光
走査を行って潜像を形成し、潜像を可視化して画像を得
る画像形成装置」であって、感光媒体の感光面の光走査
を行う光走査装置として、請求項6〜9の任意の1に記
載のマルチビーム走査装置を用いたことを特徴とする
(請求項11)。この請求項11記載の画像形成装置に
おいて、感光媒体を光導電性の感光体とし、感光面の均
一帯電と光走査装置の光走査とにより形成される静電潜
像を「トナー画像」として可視化するように構成できる
(請求項12)。トナー画像は、シート状の記録媒体(転
写紙や「OHPシート(オーバヘッドプロジェクタ用の
プラスチックシート」等)に定着される。請求項11記
載の画像形成装置において、感光媒体として例えば「銀
塩写真フィルム」を用いることもできる。この場合、光
走査装置による光走査により形成された潜像は通常の銀
塩写真プロセスの現像手法で可視化できる。このような
画像形成装置は例えば「光製版装置」あるいは「光描画
装置」として実施できる。また請求項12記載の画像形
成装置は、具体的にはレーザプリンタやレーザプロッ
タ、デジタル複写装置、ファクシミリ装置等として実施
できる。
The multi-beam scanning method according to the present invention provides a method of “coupling a plurality of beams from a light source device to a subsequent optical system by a first optical system, and coupling each of the coupled beams by a second optical system in a main scanning direction. , Each beam is deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the imaging position of the line image, and each deflected beam is covered by a third optical system. A multi-beam scanning method for converging light toward a scanning surface, forming light spots separated from each other in the sub-scanning direction on the surface to be scanned, and performing multi-beam scanning with a jump order: m (≧ 1) ”. The method is performed using the multi-beam scanning device according to any one of claims 6 to 9 (claim 10). The image forming apparatus of the present invention is an “image forming apparatus that forms a latent image by performing optical scanning on a photosensitive surface of a photosensitive medium by an optical scanning device and visualizes the latent image to obtain an image”. A multi-beam scanning device according to any one of claims 6 to 9 is used as an optical scanning device for optically scanning a surface (claim 11). 12. The image forming apparatus according to claim 11, wherein the photosensitive medium is a photoconductive photoreceptor, and an electrostatic latent image formed by uniform charging of a photosensitive surface and optical scanning by an optical scanning device is visualized as a "toner image". Can be configured to
(Claim 12). 12. The image forming apparatus according to claim 11, wherein the toner image is fixed on a sheet-shaped recording medium (transfer paper or "OHP sheet (plastic sheet for overhead projector)"). In this case, the latent image formed by the optical scanning by the optical scanning device can be visualized by a developing method of a normal silver halide photographic process. Such an image forming device is, for example, an “optical plate making device” or The image forming apparatus according to the twelfth aspect can be embodied as a laser printer, a laser plotter, a digital copying apparatus, a facsimile machine, or the like.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1に、この発明のマルチビーム
走査装置の実施の1形態を示す。光源1は半導体レーザ
アレイであって、4つの発光源を等間隔で1列に配列し
たものである。この実施の形態では4つの発光源は、副
走査方向(図面に直交する方向)に配列しているが、半
導体レーザアレイ1を傾け、発光源の配列方向が主走査
方向に対して傾くようにしてもよい。4つの発光源から
放射された4ビーム(発光源が互いに図面に直交する方
向に配列されているので、4ビームは互いに重なりあっ
ている)は、楕円形のファーフィールドパタンの長軸方
向が主走査方向に向いた発散性の光束であるが、4ビー
ムに共通の「第1光学系」であるカップリングレンズ2
により、以後の光学系にカップリングされる。カップリ
ングされた各ビームの形態は、以後の光学系の光学特性
に応じ、弱い発散性の光束や弱い集束性の光束となるこ
とも、平行光束となることもできる。カップリングレン
ズ2を透過した4ビームは、アパーチャ3により「ビー
ム整形」され、「第2光学系」であるシリンドリカルレ
ンズ4の作用により、それぞれ副走査方向に集束され、
「光偏向器」であるポリゴンミラー5の偏向反射面近傍
に、それぞれが主走査方向に長い線像として、互いに副
走査方向に分離して結像する。偏向反射面により等角速
度的に偏向された4ビームは「第3光学系」をなす2枚
のレンズ6、7を透過し、被走査面8(実体的には感光
媒体の感光面)上に、副走査方向に分離した4つの光ス
ポットとして集光し、被走査面8の4走査線を同時に走
査する。ビームの1つは、光走査に先立って「図示され
ない検出器」により検出され、検出結果に基づき、4ビ
ームの書込開始タイミングが決定される。「第3光学
系」は、光偏向器5により同時に偏向される4ビーム
を、被走査面8上に4つの光スポットとして集光させる
光学系であって、2枚のレンズ6、7により構成され
る。
FIG. 1 shows an embodiment of a multi-beam scanning apparatus according to the present invention. The light source 1 is a semiconductor laser array in which four light emitting sources are arranged in a line at equal intervals. In this embodiment, the four light emitting sources are arranged in the sub-scanning direction (a direction orthogonal to the drawing). However, the semiconductor laser array 1 is inclined so that the arrangement direction of the light emitting sources is inclined with respect to the main scanning direction. You may. The four beams emitted from the four light sources (the light sources are arranged in a direction perpendicular to the drawing, so that the four beams overlap each other) are mainly in the major axis direction of the elliptical far-field pattern. Coupling lens 2 which is a divergent light beam directed in the scanning direction, but is a "first optical system" common to four beams.
Is coupled to the subsequent optical system. The form of each coupled beam can be a weakly divergent light beam, a weakly convergent light beam, or a parallel light beam, depending on the optical characteristics of the optical system thereafter. The four beams transmitted through the coupling lens 2 are “beam-shaped” by the aperture 3, and are respectively focused in the sub-scanning direction by the operation of the cylindrical lens 4 as the “second optical system”.
In the vicinity of the deflecting and reflecting surface of the polygon mirror 5, which is an "optical deflector", each image is separated from each other in the sub-scanning direction as linear images in the main scanning direction. The four beams deflected at a constant angular velocity by the deflecting reflection surface pass through the two lenses 6 and 7 forming the “third optical system” and are placed on the surface 8 to be scanned (substantially, the photosensitive surface of the photosensitive medium). Are focused as four light spots separated in the sub-scanning direction, and four scanning lines on the surface 8 to be scanned are simultaneously scanned. One of the beams is detected by a "not shown detector" prior to optical scanning, and the writing start timing of the four beams is determined based on the detection result. The “third optical system” is an optical system that condenses four beams simultaneously deflected by the optical deflector 5 as four light spots on the surface 8 to be scanned, and includes two lenses 6 and 7. Is done.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図1に示した光学配置に関する具体的
な実施例を2例挙げる。以下に挙げる各実施例における
「第3光学系のレンズ面形状を特定するための表現式」
を説明する。ただし、この発明の内容は以下の表現式に
限定されるものではない。レンズ面を表現するにあた
り、レンズ面近傍における主走査方向の座標をY、副走
査方向の座標をZとし、これらの原点を通るX方向を光
軸に取る。レンズ面の一般式を、 f(Y,Z)=fm(Y)+fs(Y,Z) (5) とする。ここに、右辺第1項のfm(Y)は「主走査断面
(XY面)内の形状」を表し、第2項のfs(Y,Z)は、主
走査方向における座標:Yの位置における「副走査断面
(XZ面に平行な面)内における形状」を表す。以下で
は、上記主走査断面内の形状:fm(Y)として、周知の非
円弧形状の式、即ち、光軸における主走査断面内の近軸
曲率半径:Rm、光軸からの主走査方向の距離:Y、円錐
常数:Km、高次の係数:Am1,Am2,Am3,Am4,Am
5,Am6,・・を用い、光軸方向のデプス:Xを次の多
項式で表す。 fm(Y)=(Y2/Rm)/[1+√{1-(1+K)(Y/Rm)2}]+ +Am1・Y+Am2・Y2+Am3・Y3+Am4・Y4+Am5・Y5+Am6・Y6+ (6) (6)式で、奇数次の係数:Am1,Am3,Am5・・の何れ
かが0でないとき、非円弧形状は「主走査方向に非対称
形状」となる。実施例1,2では偶数次のみを用いてお
り、主走査方向に対称である。また、上記fs(Y,Z)は、以
下のように表す。 fs(Y,Z)=(Y2・Cs)/[1+√{1-(1+Ks)(Y・Cs)2}+ +(F0+F1・Y+F2・Y2+F3・Y3+F4・Y4+・・)・Z +(G0+G1・Y+G2・Y2+G3・Y3+G4・Y4+・・)・Z2 +(H0+H1・Y+H2・Y2+H3・Y3+H4・Y4+・・)・Z3 +(I0+I1・Y+I2・Y2+I3・Y3+I4・Y4+・・)・Z4 +(J0+J1・Y+J2・Y2+J3・Y3+J4・Y4+・・)・Z5+・・・(7) ここに、 Cs=(1/Rs0)+B1・Y+B2・Y2+B3・Y3+B4・Y4+B5・Y5+・・(8) Ks=Ks0+C1・Y+C2・Y2+C3・Y3+C4・Y4+C5・Y5+・・・・(9) であり、「Rs0」は、光軸を含む副走査断面内における
近軸曲率半径である。Yの奇数乗係数:B1,B3,B5
・・の何れかが0以外のとき、副走査断面内の曲率が主
走査方向に非対称となる。同様に、係数:C1,C3,C
5,・・・,F1,F3,F5・・,G1,G3,G5・・等、
非円弧量を表す「Yの奇数乗係数」の何れかが0以外で
あるとき、副走査方向の非円弧量が主走査方向に非対称
となる。 実施例1 光源1は半導体レーザアレイで発光波長:780nm、
発光源数:4、発光源のピッチ:P1=15μmであ
る。カップリングレンズ2は焦点距離:29.233m
mで、カップリング作用:コリメート作用であり、カッ
プリングレンズから射出する各ビームは平行ビームとな
る。アパーチュア3の開口幅は、主走査方向:9.0m
m、副走査方向:1.6mmである。シリンドリカルレ
ンズ4は焦点距離:58.687mmのものである。回
転多面鏡5は、偏向反射面数:5、内接円半径:20m
mのもので、回転中心と偏向起点(偏向光束の主光線
が、レンズ6,7の光軸と平行になるときの、上記主光
線と偏向反射面との交点位置)とは、上記光軸方向に距
離:J=18.475mm離れ、主走査方向には距離:
h=8.0mm離れて配備される。「偏向光束の主光線
がレンズ6,7の光軸と平行になる状態」において、主
光線と「光源側から偏向反射面に入射する光束の主光
線」とがなす角(「回転多面鏡への入射角」と呼ぶ)は
60度である。画角は、−38度〜+38度である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Two specific embodiments of the optical arrangement shown in FIG. 1 will be described below. "Expression formula for specifying lens surface shape of third optical system" in each of the following embodiments.
Will be described. However, the contents of the present invention are not limited to the following expressions. In expressing the lens surface, the coordinates in the main scanning direction near the lens surface are Y, the coordinates in the sub-scanning direction are Z, and the X direction passing through the origin is taken as the optical axis. The general formula of the lens surface is f (Y, Z) = fm (Y) + fs (Y, Z) (5). Here, fm (Y) of the first term on the right side represents “the shape in the main scanning cross section (XY plane)”, and fs (Y, Z) of the second term represents the position at the position of the coordinate: Y in the main scanning direction. "Shape in sub-scan section (plane parallel to XZ plane)" is shown. In the following, as the shape in the main scanning section: fm (Y), a well-known non-arc-shaped equation, that is, the paraxial radius of curvature in the main scanning section in the optical axis: Rm, the main scanning direction from the optical axis in the main scanning direction Distance: Y, cone constant: Km, higher order coefficients: Am1, Am2, Am3, Am4, Am
5, Am6,..., And the depth in the optical axis direction: X is expressed by the following polynomial. fm (Y) = (Y 2 / Rm) / [1 + √ {1- (1 + K) (Y / Rm) 2}] + + Am1 · Y + Am2 · Y 2 + Am3 · Y 3 + Am4 · Y 4 + Am 5 · Y 5 + Am 6 · Y 6 + (6) In the equation (6), when any of the odd-order coefficients: Am 1, Am 3, Am 5... Is not 0, the non-arc shape is “main scanning direction”. Asymmetrical shape ". In the first and second embodiments, only the even-numbered orders are used, and are symmetric in the main scanning direction. The fs (Y, Z) is represented as follows. fs (Y, Z) = ( Y 2 · Cs) / [1 + √ {1- (1 + Ks) (Y · Cs) 2} + + (F0 + F1 · Y + F2 · Y 2 + F3 · Y 3 + F4 · Y 4 + ·· ) · Z + (G0 + G1 · Y + G2 · Y 2 + G3 · Y 3 + G4 · Y 4 + ··) · Z 2 + (H0 + H1 · Y + H2 · Y 2 + H3 · Y 3 + H4 · Y 4 + ··) · Z 3 + (I0 + I1 · Y + I2 · Y 2 + I3 · Y 3 + I4 · Y 4 + ··) · Z 4 + (J0 + J1 · Y + J2 · Y 2 + J3 · Y 3 + J4 · Y 4 + ··) · Z 5 + ··· (7) here, Cs = (1 / Rs0) + B1 · Y + B2 · Y 2 + B3 · Y 3 + B4 · Y 4 + B5 · Y 5 + ·· (8) Ks = Ks0 + C1 · Y + C2 · Y 2 + C3 · Y 3 + C4 · Y 4 + C5 · Y 5 + · · · · a (9), "Rs0" is a paraxial radius of curvature in the sub-scanning cross-section including the optical axis. Odd coefficient of Y: B1, B3, B5
When either of them is other than 0, the curvature in the sub-scan section becomes asymmetric in the main scanning direction. Similarly, coefficients: C1, C3, C
5, ..., F1, F3, F5 ..., G1, G3, G5 ...
When any of the "odd power coefficients of Y" representing the non-arc amount is other than 0, the non-arc amount in the sub-scanning direction becomes asymmetric in the main scanning direction. Example 1 A light source 1 is a semiconductor laser array and has an emission wavelength of 780 nm.
The number of light emitting sources: 4, and the pitch of the light emitting sources: P 1 = 15 μm. Coupling lens 2 has a focal length of 29.233 m
m indicates a coupling action: a collimating action, and each beam emitted from the coupling lens becomes a parallel beam. The opening width of the aperture 3 is 9.0 m in the main scanning direction.
m, sub-scanning direction: 1.6 mm. The cylindrical lens 4 has a focal length of 58.687 mm. The rotating polygon mirror 5 has 5 deflection reflection surfaces and an inscribed circle radius of 20 m.
m, the rotation center and the deflection starting point (the position of the intersection between the principal ray and the deflecting reflection surface when the principal ray of the deflected light beam is parallel to the optical axes of the lenses 6 and 7) are: Distance in the direction: J = 18.475 mm, distance in the main scanning direction:
h = 8.0 mm apart. In the "state in which the principal ray of the deflected light beam is parallel to the optical axis of the lenses 6 and 7", the angle between the principal ray and the "principal ray of the light beam incident on the deflective reflection surface from the light source side"("to the rotating polygon mirror"). Angle of incidence) is 60 degrees. The angle of view is -38 degrees to +38 degrees.

【0012】マルチビーム走査の飛び越し次数:m=1
で「隣接走査」である。 画素ピッチ:P2=21.2μm 第3光学系の副走査方向の横倍率:β=−0.704 第3光学系に関する上記近軸曲率半径:Rm、Rs0、光軸
上の面間隔:x、レンズ材質の屈折率:nに対するデー
タを以下に挙げる。 面番号 Rm Rs0 x n 偏向反射面 0 ∞ ∞ 72.560 1 レンズL1 1 1616.426 -50.145 35.0 1.52398 2 -146.513 -199.813 61.933 1 レンズL2 3 400.875 -72.026 14.0 1.52398 4 824.882 -27.588 160.556 1 1面は「副走査断面内の曲率が主走査方向に非対称な特
殊トロイダル面」であり、2面および3面は「特殊トロ
イダル面」、4面は「副走査断面内の形状が非円弧形状
で、この非円弧形状が主走査方向に非対称に変化する特
殊トロイダル面」である。「特殊トロイダル面」は、副
走査断面内の曲率が、主走査方向において変化するトロ
イダル面である。
The jump order of multi-beam scanning: m = 1
Is "adjacent scan". Pixel pitch: P 2 = 21.2 μm Lateral magnification of the third optical system in the sub-scanning direction: β = −0.704 Paraxial radius of curvature of the third optical system: Rm, Rs0, surface interval on the optical axis: x The data for the refractive index n of the lens material are shown below. Surface number Rm Rs0 xn Deflection reflective surface 0 ∞ ∞ 72.560 1 Lens L1 1 1616.426 -50.145 35.0 1.52398 2 -146.513 -199.813 61.933 1 Lens L2 3 400.875 -72.026 14.0 1.52398 4 824.882 -27.588 160.556 1 Is a special toroidal surface whose curvature is asymmetric in the main scanning direction, and the second and third surfaces are "special toroidal surfaces", and the fourth surface has a non-arc shape in the sub-scanning cross section. A special toroidal surface that changes asymmetrically in the main scanning direction. The “special toroidal surface” is a toroidal surface in which the curvature in the sub-scan section changes in the main scanning direction.

【0013】上記1面〜4面に対するレンズ面形状を特
定するための上記各係数の値を以下に示す。なお、以下
の表記において、例えば「E+2」は「10の2乗」を、
例えば「E-13」は「10の−13乗」を表す。 1面(偏向器側レンズの入射面) Rm=1616.426,K=1.9758E+2,Am4=1.2807E-8,Am6=-6.3739E
-13,Am8=-9.4279E-17,Am10=5.9653E-21 Rso=-50.145,B1=-1.1619E-5,B2=2.2760E-6,B3=2.7143E-
9,B4=-1.5441E-10,B5=-4.2654E-13,B6=6.4174E-15,B7=
9.1795E-19,B8=-1.2300E-19,B9=1.4532E-20,B10=-1.881
4E-22,B11=-1.4681E-24,B12=-2.6702E-26 2面(偏向器側レンズの射出面) Rm=-146.513,K=-1.8570E-1,Am4=1.7743E-8,Am6=1.3838E
-13,Am8=-4.3545E-17,Am10=7.1684E-21 Rso=-199.813,B2=-2.1247E-6,B4=1.8045E-11,B6=2.7156
E-14,B8=6.9237E-19,B10=-2.6853E-22,B12=-5.7783E-26 3面(被走査面側レンズの入射面) Rm=400.875,K=-1.2603E+1,Am4=-7.3492E-9,Am6=-2.1056
E-13,Am8=8.1727E-18,Am10=5.4093E-22,Am12=-1.0819E-
26,Am14=-2.0391E-32 Rso=-72.026,B2=-1.9618E-7,B4=2.2296E-11,B6=-1.0216
E-15,B8=1.0811E-20,B10=6.3632E-25,B12=-3.6449E-29 4面(被走査面側レンズの射出面) Rm=824.882,K=-7.107E+1,Am4=-1.3238E-8,Am6=9.6624E-
14,Am8=1.8875E-17,Am10=-3.1016E-22,Am12=7.2979E-2
7,Am14=2.3052E-32 Rso=-27.588,B1=-8.5460E-7,B2=4.1615E-7,B3=-2.5226E
-11,B4=-2.9599E-11,B5=2.1135E-16,B6=1.1604E-15,B7=
4.3715E-22,B8=-1.0981E-21,B9=5.5597E-24,B10=-7.784
6E-25,B11=-1.6169E-29,B12=3.2622E-30 Ks0=-3.9399E-1,C1=1.7960E-4,C2=2.4246E-6,C3=4.4377
E-8,C4=4.5838E-10,C5=-2.4380E-12,C6=-3.3957E-14,C7
=4.1317E-17,C8=6.8052E-19 I0=2.8688E-6,I1=4.0115E-11,I2=1.6903E-11,I3=3.5723
E-14,I4=-8.7422E-15,I5=1.9643E-18,I6=8.6034E-19,I7
=6.1604E-23,I8=-3.3469E-23,I9=-3.6931E-28,I10=4.53
55E-28 K0=-1.5263E-9,K1=-3.1009E-11,K2=-8.9028E-12,K3=5.0
172E-14,K4=3.2408E-15,K5=-7.7026E-18,K6=-4.1043E-1
9,K7=5.1175E-22,K8=2.3678E-23,K9=-1.5500E-26,K10=-
6.3709E-28,K11=1.7480E-31,K12=6.5028E-33
The values of the above-mentioned coefficients for specifying the lens surface shape for the above-mentioned first to fourth surfaces are shown below. In the following notation, for example, "E + 2" means "10 squared",
For example, “E-13” represents “10 to the −13 power”. 1 surface (incident surface of the deflector side lens) Rm = 1616.426, K = 1.9758E + 2, Am4 = 1.2807E-8, Am6 = -6.3739E
-13, Am8 = -9.4279E-17, Am10 = 5.9653E-21 Rso = -50.145, B1 = -1.1619E-5, B2 = 2.2760E-6, B3 = 2.7143E-
9, B4 = -1.5441E-10, B5 = -4.2654E-13, B6 = 6.4174E-15, B7 =
9.1795E-19, B8 = -1.2300E-19, B9 = 1.4532E-20, B10 = -1.881
4E-22, B11 = -1.4681E-24, B12 = -2.6702E-26 2 surfaces (exit surface of deflector side lens) Rm = -146.513, K = -1.8570E-1, Am4 = 1.7743E-8, Am6 = 1.3838E
-13, Am8 = -4.3545E-17, Am10 = 7.1684E-21 Rso = -199.813, B2 = -2.1247E-6, B4 = 1.8045E-11, B6 = 2.7156
E-14, B8 = 6.9237E-19, B10 = -2.6853E-22, B12 = -5.7783E-26 3 surfaces (incident surface of the lens to be scanned) Rm = 400.875, K = -1.2603E + 1, Am4 = -7.3492E-9, Am6 = -2.1056
E-13, Am8 = 8.1727E-18, Am10 = 5.4093E-22, Am12 = -1.0819E-
26, Am14 = -2.0391E-32 Rso = -72.026, B2 = -1.9618E-7, B4 = 2.2296E-11, B6 = -1.0216
E-15, B8 = 1.0811E-20, B10 = 6.3632E-25, B12 = -3.6449E-29 4 surfaces (exit surface of lens to be scanned) Rm = 824.882, K = -7.107E + 1, Am4 = -1.3238E-8, Am6 = 9.6624E-
14, Am8 = 1.8875E-17, Am10 = -3.1016E-22, Am12 = 7.2979E-2
7, Am14 = 2.3052E-32 Rso = -27.588, B1 = -8.5460E-7, B2 = 4.1615E-7, B3 = -2.5226E
-11, B4 = -2.9599E-11, B5 = 2.1135E-16, B6 = 1.1604E-15, B7 =
4.3715E-22, B8 = -1.0981E-21, B9 = 5.5597E-24, B10 = -7.784
6E-25, B11 = -1.6169E-29, B12 = 3.2622E-30 Ks0 = -3.9399E-1, C1 = 1.7960E-4, C2 = 2.4246E-6, C3 = 4.4377
E-8, C4 = 4.5838E-10, C5 = -2.4380E-12, C6 = -3.3957E-14, C7
= 4.1317E-17, C8 = 6.8052E-19 I0 = 2.8688E-6, I1 = 4.0115E-11, I2 = 1.6903E-11, I3 = 3.5723
E-14, I4 = -8.7422E-15, I5 = 1.9643E-18, I6 = 8.6034E-19, I7
= 6.1604E-23, I8 = -3.3469E-23, I9 = -3.6931E-28, I10 = 4.53
55E-28 K0 = -1.5263E-9, K1 = -3.1009E-11, K2 = -8.9028E-12, K3 = 5.0
172E-14, K4 = 3.2408E-15, K5 = -7.7026E-18, K6 = -4.1043E-1
9, K7 = 5.1175E-22, K8 = 2.3678E-23, K9 = -1.5500E-26, K10 =-
6.3709E-28, K11 = 1.7480E-31, K12 = 6.5028E-33
.

【0014】 条件(1)のパラメータ:P1/(m・P2)の値: P1/(m・P2)=15/(21.2×1)=0.71 条件(2)の倍率:|β|=0.704 条件(3)のパラメータ:f2/f1の値: f2/f1=58.687/29.233=2.0 図2に、実施例1に関する像面湾曲(実線は副走査方
向、破線は主走査方向)および等速度性(実線はリニア
リティ、破線はfθ特性)を示す。図から明らかなよう
に、実施例1は像面湾曲・等速度性とも極めて良好であ
る。図4に、実施例1において、半導体レーザアレイ
の、カップリングレンズ光軸から22.5μm離れた
(外側の)発光源からのビームに対する深度余裕を、主
走査方向(a)、副走査方向(b)につき示す。図の横
軸は、光スポットの被走査面に対するデフォーカス量
(ビームウエスト位置と被走査面との差)、縦軸はスポ
ット径を表している。主・副走査方向とも十分に大きな
深度余裕を有している。
[0014] Condition (1) Parameters: P 1 / (m · P 2) of the values: P 1 / a (m · P 2) = 15 / (21.2 × 1) = 0.71 Condition (2) magnification: | β | = 0.704 parameter condition (3): f 2 / f 1 values: the f 2 / f 1 = 58.687 / 29.233 = 2.0 Figure 2, the image for example 1 Surface curvature (solid line is the sub-scanning direction, broken line is the main scanning direction) and uniform velocity (solid line is linearity, broken line is fθ characteristic). As is clear from the figure, the first embodiment has extremely good curvature of field and uniform speed. FIG. 4 shows that in the first embodiment, the depth margin of the semiconductor laser array with respect to the beam from the light emitting source 22.5 μm (outside) from the optical axis of the coupling lens is determined in the main scanning direction (a) and the sub-scanning direction ( b). The horizontal axis in the figure represents the defocus amount of the light spot with respect to the scanned surface (the difference between the beam waist position and the scanned surface), and the vertical axis represents the spot diameter. Both the main and sub scanning directions have a sufficiently large depth margin.

【0015】実施例2 光源1は半導体レーザアレイで、発光波長:655n
m、発光源数:4でこれら4個の発光源は副走査方向に
配列されている。発光源のピッチ:P1=30μmであ
る。カップリングレンズ2は、焦点距離:27.000
mmで、カップリング作用:コリメート作用であり、カ
ップリングレンズから射出する光束は平行光束となる。
アパーチュア3の開口幅は、主走査方向:7.84m
m、副走査方向:2.76mmである。シリンドリカル
レンズ4は焦点距離:85.400mmのものである。
回転多面用5は、偏向反射面数:5、内接円半径:18
mmのものであり、回転中心と偏向起点とは、光軸方向
に距離:J=16.628mm離れ、主走査方向に距
離:h=7.2mm離れて配備される。また、回転多面
鏡への入射角:60度、画角:−38度〜+38度であ
る。 マルチビーム走査の飛び越し次数:m=5で「5次飛び
越し走査」である。 画素ピッチ:P2=21.2μm 第3光学系の副走査方向の横倍率:β=−1.117 第3光学系に関する近軸曲率半径:Rm、Rs0、光軸上の
面間隔:x、レンズ材質の屈折率:nに対するデータを
以下に挙げる。 面番号 Rm Rs0 x n 偏向反射面 0 ∞ ∞ 72.492 1 レンズL1 1 1617.537 -259.916 35.0 1.52718 2 -146.526 -80.074 62.911 1 レンズL2 3 413.676 -59.597 13.940 1.52718 4 824.882 -30.107 159.706 1 1面、2面及び3面は「副走査断面内の曲率が主走査方
向に非対称に変化する特殊トロイダル面」であり、第4
面は「副走査断面内の形状が非円弧形状で、この非円弧
形状が主走査方向に非対称に変化する特殊トロイダル
面」である。上記1面〜4面に対するレンズ面形状を特
定するための上記各係数の値を以下に示す。 1面(偏向器側レンズの入射面) Rm=1617.537,K=1.8499E+2,Am4=1.2841E-8,Am6=-6.0170E
-13,Am8=-8.0398E-17,Am10=5.1378E-21 Rso=-295.916,B1=0,B2=7.4192E-7,B3=0,B4=-9.0134E-1
1,B5=0,B6=7.4572E-15,B7=0,B8=5.0851E-19,B9=0,B10=
4.3322E-22,B11=0,B12=-4.6324E-26 2面(偏向器側レンズの射出面) Rm=-146.526,K=-1.9337E-1,Am4=1.7905E-8,Am6=2.8474E
-13,Am8=-3.7228E-17,Am10=5.9304E-21 Rso=-80.074,B1=3.8163E-6,B2=-8.9442E-7,B3=-7.1778E
-10,B4=1.0620E-10,B5=8.0561E-14,B6=-9.5854E-15,B7=
-1.2058E-17,B8=-2.9218E-19,B9=8.5505E-22,B10=3.400
8E-22,B11=2.2597E-26,B12=1.0818E-27 3面(被走査面側レンズの入射面) Rm=413.676,K=-1.3947E+1,Am4=-6.7899E-9,Am6=-2.0465
E-13,Am8=7.4657E-18,Am10=5.2824E-22,Am12=-8.1428E-
27,Am14=-3.7707E-33 Rso=-59.597,B1=2.8847E-6,B2=-1.1609E-7,B3=-1.9647E
-10,B4=1.4403E-11,B5=1.1509E-14,B6=-8.9639E-16,B7=
-4.6935E-19,B8=1.1227E-20,B9=1.3265E-23,B10=1.3121
E-24,B11=-2.2260E-28,B12=-7.3153E-29 4面(被走査面側レンズの射出面) Rm=824.882,K=-6.9066E+1,Am4=-1.3483E-8,Am6=8.9530E
-14,Am8=1.9362E-17,Am10=-2.8403E-22,Am12=6.0443E-2
7,Am14=1.0767E-31 Rso=-30.107,B1=2.5964E-7,B3=-2.2608E-11,B5=1.0492E
-15,B7=-9.2108E-22,B9=-1.4922E-24,B11=2.0387E-29 Ks0=-3.7766E-1,C1=5.1394E-6,C2=-4.7466E-5,C3=-5.54
10E-8,C4=3.5948E-8,C5=4.3084E-11,C6=-6.0684E-12,C7
=-5.7729E-15,C8=2.3739E-16,C9=1.6716E-19,C10=1.778
0E-20,C11=3.3715E-24,C12=-1.0989E-24 I0=2.1618E-6,I1=3.6416E-10,I2=9.3075E-10,I3=-3.167
2E-13,I4=-4.6925E-13,I5=3.6532E-17,I6=1.0567E-16,I
7=3.2030E-21,I8=-1.1714E-20,I9=-6.3093E-25,I10=6.3
027E-25,I11=2.3556E-29,I12=-1.3187E-29 K0=9.1006E-9,K1=-1.3347E-11,K2=-4.8215E-11,K3=3.55
35E-15,K4=2.5809E-14,K5=6.1734E-18,K6=-5.5228E-18,
K7=-1.2408E-21,K8=5.4705E-22,K9=6.8910E-26,K10=-2.
4762E-26,K11=-9.0920E-31,K12=4.0593E-31
Embodiment 2 The light source 1 is a semiconductor laser array having an emission wavelength of 655 n.
m, the number of light-emitting sources: 4, and these four light-emitting sources are arranged in the sub-scanning direction. Light emitting source pitch: P 1 = 30 μm. The coupling lens 2 has a focal length of 27.000.
In mm, the coupling action is a collimating action, and the light beam emitted from the coupling lens becomes a parallel light beam.
The aperture width of the aperture 3 is 7.84 m in the main scanning direction.
m, sub-scanning direction: 2.76 mm. The cylindrical lens 4 has a focal length of 85.400 mm.
For the rotating multi-surface 5, the number of deflecting / reflecting surfaces: 5, the inscribed circle radius: 18
mm, and the rotation center and the deflection starting point are arranged at a distance of J = 16.628 mm in the optical axis direction and at a distance of h = 7.2 mm in the main scanning direction. The angle of incidence on the rotating polygon mirror is 60 degrees, and the angle of view is -38 degrees to +38 degrees. "5th-order interlaced scanning" with the interlaced order of multi-beam scanning: m = 5. Pixel pitch: P 2 = 21.2 μm Lateral magnification in the sub-scanning direction of the third optical system: β = −1.117 Paraxial radius of curvature relating to the third optical system: Rm, Rs0, surface interval on the optical axis: x, The data for the refractive index of the lens material: n are listed below. Surface number Rm Rs0 xn Deflection reflection surface 0 ∞ ∞ 72.492 1 Lens L1 1 1617.537 -259.916 35.0 1.52718 2 -146.526 -80.074 62.911 1 Lens L2 3 413.676 -59.597 13.940 1.52718 4 824.882 -30.107 159.706 1 1 and 2 The surface is a “special toroidal surface in which the curvature in the sub-scanning section changes asymmetrically in the main scanning direction”.
The surface is a “special toroidal surface in which the shape in the sub-scanning cross section is a non-arc shape, and the non-arc shape changes asymmetrically in the main scanning direction”. The values of the above-described coefficients for specifying the lens surface shapes for the above-described first to fourth surfaces are shown below. One surface (incident surface of the deflector side lens) Rm = 1617.537, K = 1.8499E + 2, Am4 = 1.2841E-8, Am6 = -6.0170E
-13, Am8 = -8.0398E-17, Am10 = 5.1378E-21 Rso = -295.916, B1 = 0, B2 = 7.4192E-7, B3 = 0, B4 = -9.0134E-1
1, B5 = 0, B6 = 7.4572E-15, B7 = 0, B8 = 5.0851E-19, B9 = 0, B10 =
4.3322E-22, B11 = 0, B12 = -4.6324E-26 2 surfaces (exit surface of deflector side lens) Rm = -146.526, K = -1.9337E-1, Am4 = 1.7905E-8, Am6 = 2.8474 E
-13, Am8 = -3.7228E-17, Am10 = 5.9304E-21 Rso = -80.074, B1 = 3.8163E-6, B2 = -8.9442E-7, B3 = -7.1778E
-10, B4 = 1.0620E-10, B5 = 8.0561E-14, B6 = -9.5854E-15, B7 =
-1.2058E-17, B8 = -2.9218E-19, B9 = 8.5505E-22, B10 = 3.400
8E-22, B11 = 2.2597E-26, B12 = 1.0818E-27 3 surfaces (incident surface of lens to be scanned) Rm = 413.676, K = -1.3947E + 1, Am4 = -6.7899E-9, Am6 = -2.0465
E-13, Am8 = 7.4657E-18, Am10 = 5.2824E-22, Am12 = -8.1428E-
27, Am14 = -3.7707E-33 Rso = -59.597, B1 = 2.8847E-6, B2 = -1.1609E-7, B3 = -1.9647E
-10, B4 = 1.4403E-11, B5 = 1.1509E-14, B6 = -8.9639E-16, B7 =
-4.6935E-19, B8 = 1.1227E-20, B9 = 1.3265E-23, B10 = 1.3121
E-24, B11 = -2.2260E-28, B12 = -7.3153E-29 4 surfaces (exit surface of the lens to be scanned) Rm = 824.882, K = -6.9066E + 1, Am4 = -1.3483E-8 , Am6 = 8.9530E
-14, Am8 = 1.9362E-17, Am10 = -2.8403E-22, Am12 = 6.0443E-2
7, Am14 = 1.0767E-31 Rso = -30.107, B1 = 2.5964E-7, B3 = -2.2608E-11, B5 = 1.0492E
-15, B7 = -9.2108E-22, B9 = -1.4922E-24, B11 = 2.0387E-29 Ks0 = -3.7766E-1, C1 = 5.1394E-6, C2 = -4.7466E-5, C3 = -5.54
10E-8, C4 = 3.5948E-8, C5 = 4.3084E-11, C6 = -6.0684E-12, C7
= -5.7729E-15, C8 = 2.3739E-16, C9 = 1.6716E-19, C10 = 1.778
0E-20, C11 = 3.3715E-24, C12 = -1.0989E-24 I0 = 2.1618E-6, I1 = 3.6416E-10, I2 = 9.3075E-10, I3 = -3.167
2E-13, I4 = -4.6925E-13, I5 = 3.6532E-17, I6 = 1.0567E-16, I
7 = 3.2030E-21, I8 = -1.1714E-20, I9 = -6.3093E-25, I10 = 6.3
027E-25, I11 = 2.3556E-29, I12 = -1.3187E-29 K0 = 9.1006E-9, K1 = -1.3347E-11, K2 = -4.8215E-11, K3 = 3.55
35E-15, K4 = 2.5809E-14, K5 = 6.1734E-18, K6 = -5.5228E-18,
K7 = -1.2408E-21, K8 = 5.4705E-22, K9 = 6.8910E-26, K10 = -2.
4762E-26, K11 = -9.0920E-31, K12 = 4.0593E-31
.

【0016】 条件(1)のパラメータ:P1/(m・P2)の値: P1/(m・P2)=30/(21.2×5)=0.28
3 条件(2)の倍率:|β|=1.117 条件(3)のパラメータ:f2/f1の値: f2/f1=85.4/27.00=3.16 図3に、実施例2に関する像面湾曲および等速度性を図
2に倣って示す。図3から明らかなように、実施例2は
像面湾曲・等速度性とも極めて良好である。図5に、実
施例2において、半導体レーザアレイの、カップリング
レンズ光軸から45μm離れた(外側の)発光源からの
ビームに対する深度余裕を、主走査方向(a)、副走査
方向(b)につき図4に倣って示す。実施例2において
も深度余裕は十分に大きい。また、図6には実施例1の
隣接走査の様子を示し、図7には実施例2にの「5次飛
び越し走査」の様子を示す。B1〜B4は光スポットを
示す。図7において、破線は光走査されない走査線を示
す。最後に、画像形成装置の実施の1形態を図8に示
す。この画像形成装置は「レーザプリンタ」である。レ
ーザプリンタ100は、感光媒体111として「円筒状
に形成された光導電性の感光体」を有している。感光媒
体111の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ11
2、現像装置113、転写ローラ114、クリーニング
装置115が配備されている。帯電手段としては周知の
「コロナチャージャ」を用いることもできる。また、レ
ーザ光束LBによるマルチビーム走査装置117が設け
られ、帯電ローラ112と現像装置113との間で「マ
ルチビーム走査による露光」を行うようになっている。
図8において、符号116は定着装置、符号118はカ
セット、符号119はレジストローラ対、符号120は
給紙コロ、符号121は搬送路、符号122は排紙ロー
ラ対、符号123はトレイ、符号Pは記録媒体としての
転写紙を示している。画像形成を行うときは、光導電性
の感光体である感光媒体111が時計回りに等速回転さ
れ、その表面が帯電ローラ112により均一帯電され、
マルチビーム走査装置117のマルチビームLBの走査
による書き込み露光を受けて静電潜像が形成される。形
成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が
露光されている。この静電潜像は、現像装置113によ
り反転現像され、像担持体111上にトナー画像が形成
される。転写紙Pを収納したカセット118は、画像形
成装置100本体に着脱可能であり、図のごとく装着さ
れた状態において、収納された転写紙Pの最上位の1枚
が給紙コロ120により給紙される。給紙された転写紙
Pは先端部をレジストローラ対119に銜えられる。レ
ジストローラ対119は、像担持体111上のトナー画
像が転写位置へ移動するのにタイミングを合せて、転写
紙Pを転写部へ送りこむ。送りこまれた転写紙Pは、転
写部においてトナー画像と重ね合わせられ、転写ローラ
114の作用によりトナー画像を静電転写される。トナ
ー画像を転写された転写紙Pは定着装置116へ送ら
れ、定着装置116においてトナー画像を定着され、搬
送路121を通り、排紙ローラ対122によりトレイ1
23上に排出される。トナー画像が転写された後の像担
持体111の表面は、クリーニング装置115によりク
リーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。な
お、転写紙に代えて前述のOHPシート等を用いること
もでき、トナー画像の転写は、中間転写ベルト等の「中
間転写媒体」を介して行うようにすることもできる。光
走査装置117として、実施例のマルチビーム走査装置
を用いることにより、良好な画像形成を実行することが
できる。
[0016] Condition (1) Parameters: P 1 / (m · P 2) of the values: P 1 / (m · P 2) = 30 / (21.2 × 5) = 0.28
Magnification of three conditions (2): | β | = 1.117 parameter condition (3): f 2 / f 1 values: the f 2 / f 1 = 85.4 / 27.00 = 3.16 Figure 3 FIG. 2 shows the curvature of field and the constant velocity in Example 2. As is clear from FIG. 3, the second embodiment has extremely good field curvature and constant speed. In FIG. 5, in the second embodiment, the depth margin of the semiconductor laser array with respect to the beam from the light emitting source 45 μm away (outside) from the optical axis of the coupling lens is determined by the main scanning direction (a) and the sub-scanning direction (b). Is shown in FIG. Also in the second embodiment, the depth margin is sufficiently large. FIG. 6 shows a state of adjacent scanning in the first embodiment, and FIG. 7 shows a state of “fifth interlaced scanning” in the second embodiment. B1 to B4 indicate light spots. In FIG. 7, broken lines indicate scanning lines that are not optically scanned. Finally, FIG. 8 shows an embodiment of the image forming apparatus. This image forming apparatus is a “laser printer”. The laser printer 100 has a “photoconductive photosensitive member formed in a cylindrical shape” as the photosensitive medium 111. Around the photosensitive medium 111, a charging roller 11 as a charging unit is provided.
2. A developing device 113, a transfer roller 114, and a cleaning device 115 are provided. A well-known "corona charger" can be used as the charging means. Further, a multi-beam scanning device 117 using a laser beam LB is provided, and “exposure by multi-beam scanning” is performed between the charging roller 112 and the developing device 113.
8, reference numeral 116 denotes a fixing device, reference numeral 118 denotes a cassette, reference numeral 119 denotes a pair of registration rollers, reference numeral 120 denotes a paper feed roller, reference numeral 121 denotes a conveyance path, reference numeral 122 denotes a pair of paper discharge rollers, reference numeral 123 denotes a tray, and reference numeral P Denotes transfer paper as a recording medium. When performing image formation, the photosensitive medium 111, which is a photoconductive photoconductor, is rotated clockwise at a constant speed, and the surface thereof is uniformly charged by the charging roller 112.
An electrostatic latent image is formed by receiving writing exposure by scanning of the multi-beam LB of the multi-beam scanning device 117. The formed electrostatic latent image is a so-called “negative latent image”, and the image portion is exposed. This electrostatic latent image is reversely developed by the developing device 113, and a toner image is formed on the image carrier 111. The cassette 118 storing the transfer paper P is detachable from the main body of the image forming apparatus 100. When the cassette 118 is mounted as shown in FIG. Is done. The fed transfer paper P has its leading end held by a pair of registration rollers 119. The registration roller pair 119 sends the transfer paper P to the transfer section in time with the movement of the toner image on the image carrier 111 to the transfer position. The transferred transfer paper P is superimposed on the toner image at the transfer section, and the toner image is electrostatically transferred by the operation of the transfer roller 114. The transfer paper P to which the toner image has been transferred is sent to the fixing device 116, where the toner image is fixed.
23. The surface of the image carrier 111 after the transfer of the toner image is cleaned by the cleaning device 115 to remove residual toner, paper dust, and the like. The above-described OHP sheet or the like can be used instead of the transfer paper, and the transfer of the toner image can be performed via an “intermediate transfer medium” such as an intermediate transfer belt. By using the multi-beam scanning device of the embodiment as the optical scanning device 117, good image formation can be performed.

【0017】図1に実施の形態を示したマルチビーム走
査光学系および、その具体例としての実施例1,2は、
マルチビーム走査光学系としては、光源側からの複数ビ
ームを以後の光学系にカップリングする第1光学系2
と、この第1光学系によりカップリングされた各ビーム
を、主走査方向に長く、副走査方向に互いに分離した線
像に結像させる第2光学系4と、線像の結像位置近傍に
偏向反射面を有し、各ビームを偏向させる光偏向器5
と、この光偏向器により偏向される各ビームを被走査面
8に向けて集光し、被走査面上に、副走査方向に互いに
分離した光スポットを形成する第3光学系6,7とを有
し、光源1における発光源の副走査方向のピッチを
1、被走査面上における画素ピッチをP2、飛び越し次
数をm(≧1)とするとき、これらが条件: (1) 0.1<P1/(m・P2)<1.0 を満足する(請求項1)。また、第3光学系6,7の、
中央像高での副走査方向の横倍率:βが、条件: (2) 0.5<|β|<1.5 を満足し(請求項2)、第1光学系2の焦点距離:
1、第2光学系の副走査方向の焦点距離:f2が、条
件: (3) 1.5<f2/f1<5.0 を満足する(請求項3)。また実施例1のマルチビーム
走査装置は、飛び越し次数:mが1であり(請求項
4)、実施例1,2のマルチビーム走査装置とも、第1
光学系2のカップリング作用が、光源側からの複数ビー
ムを各々、平行ビーム化するコリメート作用である(請
求項5)。
The multi-beam scanning optical system according to the embodiment shown in FIG.
As a multi-beam scanning optical system, a first optical system 2 for coupling a plurality of beams from a light source side to an optical system thereafter.
And a second optical system 4 for forming each beam coupled by the first optical system into a line image that is long in the main scanning direction and separated from each other in the sub-scanning direction. Optical deflector 5 having a deflecting / reflecting surface and deflecting each beam
And third optical systems 6 and 7 for condensing each beam deflected by the optical deflector toward the surface 8 to be scanned and forming light spots separated from each other in the sub-scanning direction on the surface to be scanned. When the pitch of the light emitting source in the light source 1 in the sub-scanning direction is P 1 , the pixel pitch on the surface to be scanned is P 2 , and the jump order is m (≧ 1), these conditions are: (1) 0 .1 <P 1 / (m · P 2 ) <1.0 (claim 1). In addition, the third optical systems 6 and 7
The lateral magnification in the sub-scanning direction at the center image height: β satisfies the condition: (2) 0.5 <| β | <1.5 (claim 2), and the focal length of the first optical system 2:
f 1 , the focal length of the second optical system in the sub-scanning direction: f 2 satisfies the condition: (3) 1.5 <f 2 / f 1 <5.0 (claim 3). In the multi-beam scanning device of the first embodiment, the jump order: m is 1 (Claim 4).
The coupling action of the optical system 2 is a collimation action for converting a plurality of beams from the light source side into parallel beams (claim 5).

【0018】また、上記実施の形態は、マルチビーム走
査装置としては、光源装置1からの複数ビームを、第1
光学系2により以後の光学系にカップリングし、カップ
リングされた各ビームを第2光学系4により、主走査方
向に長く、副走査方向に互いに分離した線像に結像さ
せ、線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器
5により各ビームを偏向させ、各偏向ビームを第3光学
系6,7により、被走査面8に向けて集光し、被走査面
上に、副走査方向に互いに分離した光スポットを形成
し、飛び越し次数:m(≧1)でマルチビーム走査を行
うマルチビーム走査装置であって、光源装置1からの複
数ビームを、被走査面8上に導光して複数の光スポット
を形成するマルチビーム走査光学系として、請求項1〜
5の任意の1に記載のマルチビーム走査光学系を用いる
ことを特徴とするものである(請求項6)。また、光源
装置1が半導体レーザアレイであり、第1光学系2が、
半導体レーザアレイ1からの複数ビームに共通であり
(請求項7)、第1光学系2のカップリング作用がコリ
メート作用であり(請求項8)、第2光学系4がシリン
ドリカルレンズである(請求項9)。そして、上記実施
の形態により、光源装置1からの複数ビームを、第1光
学系2により以後の光学系にカップリングし、カップリ
ングされた各ビームを第2光学系4により、主走査方向
に長く、副走査方向に互いに分離した線像に結像させ、
線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器5に
より各ビームを偏向させ、各偏向ビームを第3光学系
6,7により、被走査面8に向けて集光し、被走査面上
に、副走査方向に互いに分離した光スポットを形成し、
飛び越し次数:m(≧1)でマルチビーム走査を行うマ
ルチビーム走査方法が、請求項6〜9の任意の1に記載
のマルチビーム走査装置を用いて行われる(請求項1
0)。
In the above-described embodiment, the multi-beam scanning device uses a plurality of beams from the light source device 1 as the first beam.
The optical system 2 couples the beams to the subsequent optical systems. The second optical system 4 forms the coupled beams into line images that are long in the main scanning direction and separated from each other in the sub-scanning direction. Each beam is deflected by an optical deflector 5 having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the image forming position, and each of the deflected beams is condensed by a third optical system 6 and 7 toward a surface 8 to be scanned. A multi-beam scanning apparatus that forms light spots separated from each other in the sub-scanning direction and performs multi-beam scanning with a jump order: m (≧ 1), wherein a plurality of beams from the light source device 1 are scanned on the surface 8 to be scanned. As a multi-beam scanning optical system for guiding light to form a plurality of light spots.
A multi-beam scanning optical system according to any one of the fifth to fifth aspects is used (claim 6). The light source device 1 is a semiconductor laser array, and the first optical system 2 is
Common to a plurality of beams from the semiconductor laser array 1 (Claim 7), the coupling action of the first optical system 2 is a collimating action (Claim 8), and the second optical system 4 is a cylindrical lens (Claim 8). Item 9). According to the above embodiment, the plurality of beams from the light source device 1 are coupled to the subsequent optical systems by the first optical system 2, and the coupled beams are transmitted by the second optical system 4 in the main scanning direction. Long, form a line image separated from each other in the sub-scanning direction,
Each beam is deflected by an optical deflector 5 having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the image forming position of the line image, and the respective deflected beams are condensed by a third optical system 6 and 7 toward a surface 8 to be scanned. Form light spots separated from each other in the sub-scanning direction on the surface,
A multi-beam scanning method for performing multi-beam scanning with a jump order: m (≧ 1) is performed using the multi-beam scanning device according to any one of claims 6 to 9 (claim 1).
0).

【0019】また、図8に実施の形態を示す画像形成装
置100は、感光媒体111の感光面に光走査装置によ
る光走査を行って潜像を形成し、潜像を可視化して画像
を得る画像形成装置であって、感光媒体111の感光面
の光走査を行う光走査装置として、請求項6〜9の任意
の1に記載のマルチビーム走査装置117を用いたもの
であり(請求項11)、感光媒体111が光導電性の感
光体で、感光面の均一帯電と光走査装置の光走査とによ
り形成される静電潜像が、トナー画像として可視化され
る(請求項12)。
The image forming apparatus 100 of the embodiment shown in FIG. 8 forms a latent image by performing optical scanning on a photosensitive surface of a photosensitive medium 111 by an optical scanning device, and visualizes the latent image to obtain an image. An image forming apparatus using the multi-beam scanning device according to any one of claims 6 to 9 as an optical scanning device for optically scanning a photosensitive surface of a photosensitive medium 111 (claim 11). ), The photosensitive medium 111 is a photoconductive photosensitive member, and an electrostatic latent image formed by uniform charging of the photosensitive surface and optical scanning by the optical scanning device is visualized as a toner image.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規なマルチビーム走査光学系・マルチビーム走査装
置・マルチビーム走査方法および画像形成装置を実現で
きる。この発明のマルチビーム走査光学系・マルチビー
ム走査装置・マルチビーム走査方法によれば、小径で良
好な光スポット、光学配置のレイアウトの大きな自由
度、高速走査に必要とされる良好な光利用効率の実現が
可能である。またこの発明の画像形成装置は、上記マル
チビーム走査装置を用いることにより、良好な画像形成
が可能である。
As described above, according to the present invention, a novel multi-beam scanning optical system, a multi-beam scanning apparatus, a multi-beam scanning method, and an image forming apparatus can be realized. According to the multi-beam scanning optical system, the multi-beam scanning device, and the multi-beam scanning method of the present invention, a small-diameter and good light spot, a large degree of freedom in layout of an optical arrangement, and a good light use efficiency required for high-speed scanning. Can be realized. The image forming apparatus of the present invention can form a good image by using the multi-beam scanning device.

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

【図1】この発明のマルチビーム走査装置の実施の1形
態を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a multi-beam scanning device according to the present invention.

【図2】実施例1に関する像面湾曲と等速特性を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram illustrating field curvature and constant velocity characteristics according to a first embodiment.

【図3】実施例2に関する像面湾曲と等速特性を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating field curvature and constant velocity characteristics according to a second embodiment.

【図4】実施例1に関する深度余裕を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a depth margin relating to the first embodiment.

【図5】実施例2に関する深度余裕を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a depth margin according to a second embodiment.

【図6】実施例1の隣接走査による書き込み状態を説明
図的に示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a writing state by adjacent scanning according to the first embodiment.

【図7】実施例2の5次飛び越し走査による書き込み状
態を説明図的に示す図である。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a writing state by fifth-order interlaced scanning according to the second embodiment.

【図8】画像形成装置の実施の1形態を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源(半導体レーザアレイ) 2 第1光学系(カップリングレンズ) 3 アパーチュア 4 第2光学系(シリンドリカルレンズ) 5 光偏向器(回転多面鏡) 6,7 第3光学系 8 被走査面 Reference Signs List 1 light source (semiconductor laser array) 2 first optical system (coupling lens) 3 aperture 4 second optical system (cylindrical lens) 5 optical deflector (rotating polygon mirror) 6, 7 third optical system 8 surface to be scanned

フロントページの続き (72)発明者 酒井 浩司 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株式 会社リコー内 (72)発明者 青木 真金 東京都大田区中馬込1丁目3番6号・株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2C362 AA13 AA36 AA40 BA58 BA60 BA61 BA86 2H045 AA01 BA22 BA33 CA04 CA68 2H087 KA08 LA22 PA02 PB02 QA03 QA06 QA12 QA21 QA33 QA41 RA07 RA13 Continued on the front page (72) Inventor Koji Sakai 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Shinkane 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Equity F-term in Ricoh Company (reference) 2C362 AA13 AA36 AA40 BA58 BA60 BA61 BA86 2H045 AA01 BA22 BA33 CA04 CA68 2H087 KA08 LA22 PA02 PB02 QA03 QA06 QA12 QA21 QA33 QA41 RA07 RA13

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源側からの複数ビームを以後の光学系に
カップリングする第1光学系と、 この第1光学系によりカップリングされた各ビームを、
主走査方向に長く、副走査方向に互いに分離した線像に
結像させる第2光学系と、 上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有し、各ビーム
を偏向させる光偏向器と、 この光偏向器により偏向される各ビームを被走査面に向
けて集光し、上記被走査面上に、副走査方向に互いに分
離した光スポットを形成する第3光学系とを有し、 光源における発光源の副走査方向のピッチをP1、被走
査面上における画素ピッチをP2、飛び越し次数をm
(≧1)とするとき、これらが条件: (1) 0.1<P1/(m・P2)<1.0 を満足することを特徴とするマルチビーム走査光学系。
1. A first optical system for coupling a plurality of beams from a light source side to an optical system thereafter, and each beam coupled by the first optical system is
A second optical system that is long in the main scanning direction and forms a line image separated from each other in the sub-scanning direction; and an optical deflector that has a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image and deflects each beam. A third optical system that condenses each beam deflected by the optical deflector toward the surface to be scanned and forms, on the surface to be scanned, light spots separated from each other in the sub-scanning direction; P 1 in the sub-scanning direction pitch of the light-emitting sources in the light source, P 2 a pixel pitch on the surface to be scanned, the jump order m
When (≧ 1), these conditions satisfy the following condition: (1) 0.1 <P 1 / (m · P 2 ) <1.0.
【請求項2】請求項1記載のマルチビーム走査光学系に
おいて、 第3光学系の、中央像高での副走査方向の横倍率:β
が、条件: (2) 0.5<|β|<1.5 を満足することを特徴とするマルチビーム走査光学系。
2. The multi-beam scanning optical system according to claim 1, wherein the lateral magnification of the third optical system in the sub-scanning direction at the center image height is β.
Satisfies the following condition: (2) 0.5 <| β | <1.5.
【請求項3】請求項1または2記載のマルチビーム走査
光学系において、 第1光学系の焦点距離:f1、第2光学系の副走査方向
の焦点距離:f2が、条件: (3) 1.5<f2/f1<5.0 を満足することを特徴とするマルチビーム走査光学系。
3. The multi-beam scanning optical system according to claim 1, wherein the focal length of the first optical system: f 1 and the focal length of the second optical system in the sub-scanning direction: f 2 are: A multi-beam scanning optical system, wherein 1.5 <f 2 / f 1 <5.0 is satisfied.
【請求項4】請求項1〜3の任意の1に記載のマルチビ
ーム走査光学系において、 飛び越し次数:mが1であることを特徴とするマルチビ
ーム走査光学系。
4. The multi-beam scanning optical system according to claim 1, wherein the jump order: m is 1.
【請求項5】請求項1〜4の任意の1に記載のマルチビ
ーム走査光学系において、 第1光学系のカップリング作用が、光源側からの複数ビ
ームを各々、平行ビーム化するコリメート作用であるこ
とを特徴とするマルチビーム走査光学系。
5. The multi-beam scanning optical system according to claim 1, wherein the coupling action of the first optical system is a collimating action for converting a plurality of beams from the light source side into parallel beams. A multi-beam scanning optical system, comprising:
【請求項6】光源装置からの複数ビームを、第1光学系
により以後の光学系にカップリングし、カップリングさ
れた各ビームを第2光学系により、主走査方向に長く、
副走査方向に互いに分離した線像に結像させ、上記線像
の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器により各
ビームを偏向させ、各偏向ビームを第3光学系により、
被走査面に向けて集光し、上記被走査面上に、副走査方
向に互いに分離した光スポットを形成し、飛び越し次
数:m(≧1)でマルチビーム走査を行うマルチビーム
走査装置であって、 光源装置からの複数ビームを、被走査面上に導光して複
数の光スポットを形成するマルチビーム走査光学系とし
て、請求項1〜5の任意の1に記載のマルチビーム走査
光学系を用いることを特徴とするマルチビーム走査装
置。
6. A plurality of beams from a light source device are coupled to a subsequent optical system by a first optical system, and each coupled beam is elongated in a main scanning direction by a second optical system.
An image is formed on line images separated from each other in the sub-scanning direction, and each beam is deflected by an optical deflector having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the image forming position of the line image.
A multi-beam scanning apparatus that condenses light toward a surface to be scanned, forms light spots separated from each other in the sub-scanning direction on the surface to be scanned, and performs multi-beam scanning with a jump order: m (≧ 1). The multi-beam scanning optical system according to any one of claims 1 to 5, as a multi-beam scanning optical system that guides a plurality of beams from a light source device onto a surface to be scanned to form a plurality of light spots. A multi-beam scanning device characterized by using:
【請求項7】請求項6記載のマルチビーム走査装置にお
いて、 光源装置が半導体レーザアレイであり、第1光学系が、
上記半導体レーザアレイからの複数ビームに共通である
ことを特徴とするマルチビーム走査装置。
7. The multi-beam scanning device according to claim 6, wherein the light source device is a semiconductor laser array, and the first optical system is:
A multi-beam scanning device, which is common to a plurality of beams from the semiconductor laser array.
【請求項8】請求項7記載のマルチビーム走査装置にお
いて、 第1光学系のカップリング作用がコリメート作用である
ことを特徴とするマルチビーム走査装置。
8. The multi-beam scanning device according to claim 7, wherein the coupling action of the first optical system is a collimation action.
【請求項9】請求項6または7または8記載のマルチビ
ーム走査装置において、 第2光学系がシリンドリカルレンズであることを特徴と
するマルチビーム走査装置。
9. The multi-beam scanning device according to claim 6, wherein the second optical system is a cylindrical lens.
【請求項10】光源装置からの複数ビームを、第1光学
系により以後の光学系にカップリングし、カップリング
された各ビームを第2光学系により、主走査方向に長
く、副走査方向に互いに分離した線像に結像させ、上記
線像の結像位置近傍に偏向反射面を有する光偏向器によ
り各ビームを偏向させ、各偏向ビームを第3光学系によ
り、被走査面に向けて集光し、上記被走査面上に、副走
査方向に互いに分離した光スポットを形成し、飛び越し
次数:m(≧1)でマルチビーム走査を行うマルチビー
ム走査方法であって、 請求項6〜9の任意の1に記載のマルチビーム走査装置
を用いて行うことを特徴とするマルチビーム走査方法。
10. A plurality of beams from a light source device are coupled to a subsequent optical system by a first optical system, and each coupled beam is elongated by a second optical system in a main scanning direction and is extended in a sub-scanning direction. An image is formed on a line image separated from each other, each beam is deflected by an optical deflector having a deflecting / reflection surface near the image forming position of the line image, and each deflected beam is directed toward a surface to be scanned by a third optical system. A multi-beam scanning method for converging light, forming light spots separated from each other in the sub-scanning direction on the surface to be scanned, and performing multi-beam scanning with a jump order: m (≧ 1), wherein: 9. A multi-beam scanning method, wherein the method is performed using the multi-beam scanning device according to any one of 9 above.
【請求項11】感光媒体の感光面に光走査装置による光
走査を行って潜像を形成し、上記潜像を可視化して画像
を得る画像形成装置であって、 感光媒体の感光面の光走査を行う光走査装置として、請
求項6〜9の任意の1に記載のマルチビーム走査装置を
用いたことを特徴とする画像形成装置。
11. An image forming apparatus for forming a latent image by performing optical scanning on a photosensitive surface of a photosensitive medium by an optical scanning device and visualizing the latent image to obtain an image, wherein the light on the photosensitive surface of the photosensitive medium is provided. An image forming apparatus using the multi-beam scanning device according to any one of claims 6 to 9 as an optical scanning device that performs scanning.
【請求項12】請求項11記載の画像形成装置におい
て、 感光媒体が光導電性の感光体であり、感光面の均一帯電
と光走査装置の光走査とにより形成される静電潜像が、
トナー画像として可視化されることを特徴とする画像形
成装置。
12. The image forming apparatus according to claim 11, wherein the photosensitive medium is a photoconductive photoreceptor, and an electrostatic latent image formed by uniform charging of a photosensitive surface and optical scanning by an optical scanning device is:
An image forming apparatus which is visualized as a toner image.
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