JP4728584B2 - Optical scanning apparatus, image forming apparatus, and color image forming apparatus - Google Patents

Optical scanning apparatus, image forming apparatus, and color image forming apparatus Download PDF

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Description

本発明は、光書き込み光学系を構成する光走査装置、画像形成装置及びカラー画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device, an image forming apparatus, and a color image forming apparatus that constitute an optical writing optical system.

従来、レーザプリンタ等の画像形成装置の出力速度向上のため、一度に複数の光束により被走査媒体(感光体等の像形成体)上を光走査し画像を形成するマルチビーム光走査装置が開発されてきている。光源としては半導体レーザ(LD)を複数個組み合わせたり、複数の発光点を有する半導体レーザアレイ(LDA)が用いられたりしている。また、二次元的に配設された複数の発光レーザを有する垂直キャビティ面発光レーザアレイ(VCSEL)を単独で使用する方式も開発されている。   Conventionally, in order to improve the output speed of an image forming apparatus such as a laser printer, a multi-beam optical scanning apparatus has been developed that forms an image by optically scanning a scanned medium (an image forming body such as a photoreceptor) at once with a plurality of light beams. Has been. As a light source, a plurality of semiconductor lasers (LD) are combined, or a semiconductor laser array (LDA) having a plurality of light emitting points is used. In addition, a method of independently using a vertical cavity surface emitting laser array (VCSEL) having a plurality of light emitting lasers arranged two-dimensionally has been developed.

従来技術例として、まず、複数光源の組合せに関して、半導体レーザとカップリングレンズの対を主走査方向に並べ、それを支持部材により一体的に支持し(光源部)、その支持部材を副走査方向に並べ、各光源から射出される光束を近接させて射出するビーム合成手段とからなり、主走査方向に投影した場合に各光源部から射出する光束は偏向反射面(ポリゴン反射面)近傍で交差するように構成されることを特徴とした「マルチビーム光源装置」及び「マルチビーム走査装置」がある(例えば、特許文献1,2参照)。   As an example of the prior art, first, regarding a combination of a plurality of light sources, a pair of a semiconductor laser and a coupling lens is arranged in the main scanning direction, and is integrally supported by a support member (light source unit). And beam combining means for emitting the light beams emitted from the respective light sources close to each other. When projected in the main scanning direction, the light beams emitted from the respective light source portions intersect in the vicinity of the deflection reflection surface (polygon reflection surface). There are a “multi-beam light source device” and a “multi-beam scanning device” characterized by being configured to do so (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

一方、二次元的に発光点を配設した光源に関して、書き込み速度を確保しつつ、記録画像の濃度むらを有効に軽減する「マルチビーム走査装置」や走査速度を確保しながら記録画像の濃度むらを有効に低減でき、また、熱ストロークの問題を回避し、かつ記録画像の高密度化を実現する「マルチビーム走査装置」がある(例えば、特許文献3,4参照)。また、上記特許文献3及び4と基本構成が同じものとして、「多重光線レーザースキャナの面発光レーザーパターン」や「マルチビーム光源、光走査装置、並びに画像形成方法および装置」がある(例えば、特許文献5,6参照)。
特開平11−23988号公報 特開平9−236763号公報 特開平10−301044号公報 特開2001−350111号公報 特開平9−36497号公報 特開2003−255247号公報
On the other hand, with respect to a light source in which light emitting points are arranged two-dimensionally, a “multi-beam scanning device” that effectively reduces the density unevenness of the recorded image while ensuring the writing speed or the density unevenness of the recorded image while ensuring the scanning speed. There is a “multi-beam scanning device” that can effectively reduce the above-mentioned problem, avoids the problem of thermal stroke, and realizes high density recording images (see, for example, Patent Documents 3 and 4). Further, as the same basic structure as Patent Documents 3 and 4, there are "surface emitting laser pattern of multi-beam laser scanner" and "multi-beam light source, optical scanning device, and image forming method and apparatus" (for example, Patent References 5 and 6).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-23988 Japanese Patent Laid-Open No. 9-236763 Japanese Patent Laid-Open No. 10-301044 JP 2001-350111 A JP-A-9-36497 JP 2003-255247 A

しかしながら、上記特許文献1及び2記載の発明は、ビーム合成手段は半導体レーザの偏光を利用しており、光利用効率を考慮すると各半導体レーザのビームの発散方向(活性層の方向)はそろえておく必要があるため、光路の途中に1/2波長板を必要とする。よってビーム合成手段はコストアップしてしまう。   However, in the inventions described in Patent Documents 1 and 2, the beam combining means uses the polarization of the semiconductor laser, and considering the light utilization efficiency, the beam divergence direction (direction of the active layer) of each semiconductor laser is aligned. Therefore, a half-wave plate is required in the middle of the optical path. Thus, the cost of the beam combining means increases.

上記特許文献3及び4記載の発明は、複数の発光源を二次元的に配列した光源を用いて光走査装置を構成しているが、光源は1個から成り、光源を複数個組み合わせる場合の方法に関しては述べられていない。   In the inventions described in Patent Documents 3 and 4 above, an optical scanning device is configured using a light source in which a plurality of light emitting sources are two-dimensionally arranged. No method is stated.

上記特許文献5及び6記載の発明は、光源として、二次元的に配設された複数の発光レーザを有する垂直キャビティ面発光レーザアレイ(VCSEL)が開示されているが、それを複数組み合わせる場合に関しては述べられていない。   In the inventions described in Patent Documents 5 and 6, a vertical cavity surface emitting laser array (VCSEL) having a plurality of light emitting lasers arranged two-dimensionally as a light source is disclosed. Is not mentioned.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、上記面発光レーザアレイを複数組み合わせて光源装置を構成し、更なる高速化を図る光走査装置、画像形成装置及びカラー画像形成装置を提供することを目的とする。本発明の具体的な目的は以下の通りである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical scanning device, an image forming apparatus, and a color image forming apparatus that constitute a light source device by combining a plurality of the surface emitting laser arrays to further increase the speed. For the purpose. Specific objects of the present invention are as follows.

本発明は、光源として、二次元的に配設された複数の発光レーザを有する垂直キャビティ面発光レーザアレイを用い、それとカップリングレンズとの組み(光源部)を、複数組み組み合わせることにより、被走査媒体上を光走査する光束の本数を増やし、画像形成装置の出力速度の向上を図ることを目的とする。   The present invention uses a vertical cavity surface emitting laser array having a plurality of light emitting lasers arranged two-dimensionally as a light source, and combines a plurality of sets (light source portions) of the same with a coupling lens. An object of the present invention is to increase the number of light beams for optical scanning on a scanning medium and improve the output speed of the image forming apparatus.

また、本発明は、各光源から射出する光束が主走査方向において交差するように構成することにより、偏向反射面上における各光束の分離を小さくし、偏向反射面を小さくすることを可能とし、それにより偏向器を小さくすることを可能にすることを目的とする。   Further, the present invention is configured such that the light beams emitted from the respective light sources intersect in the main scanning direction, thereby making it possible to reduce the separation of each light beam on the deflection reflection surface and to reduce the deflection reflection surface, The object is to make it possible to reduce the size of the deflector.

また、本発明は、被走査面上の走査光束の結像像面の倒れを低減でき、各光スポットの結像性能(像面湾曲、倍率誤差、等)の劣化を防ぐことを目的とする。   Another object of the present invention is to reduce the tilt of the imaging image plane of the scanning light beam on the surface to be scanned, and to prevent the deterioration of the imaging performance (field curvature, magnification error, etc.) of each light spot. .

また、本発明は、各光源部を近接して保持することにより、温度変動等による環境変動の影響が略等しくし、光学特性(走査ピッチや結像位置変動)に対する影響を小さくすることを目的とする。   Another object of the present invention is to hold each light source unit close to each other so that the influences of environmental fluctuations due to temperature fluctuations are substantially equal, and the influence on optical characteristics (scanning pitch and imaging position fluctuations) is reduced. And

また、本発明は、面発光レーザは動作電流が小さいため発熱量も小さく、配列された隣接発光点間の熱干渉の影響も小さい事を利用してマルチビーム光源ユニットを構成することを目的とする。   Another object of the present invention is to construct a multi-beam light source unit by utilizing the fact that a surface emitting laser has a small operating current and therefore generates a small amount of heat and has little influence of thermal interference between adjacent light emitting points arranged. To do.

また、本発明は、ビーム合成プリズムにより合成される光束の偏光方向を90°異ならせる事により、1/2波長板が不要な構成とすることを目的とする。   Another object of the present invention is to eliminate the need for a half-wave plate by changing the polarization direction of light beams synthesized by a beam synthesis prism by 90 °.

かかる目的を達成するために、本発明の光走査装置は、光源からの光束を偏向器に導き、偏向器により偏向された光束は走査光学系により被走査媒体上に光スポットを形成し偏向走査する光走査装置において、光源は独立して変調可能な複数の発光点を二次元的に配設した垂直キャビティ面発光レーザアレイであり、光源と、光源から射出した発散光束をカップリングするカップリングレンズとからなる組みを複数組合せて光源装置を構成し、光源とカップリングレンズとからなる複数の組みから射出された光束は、光束を規制する開口絞りを介して光束を合成する光束合成手段により合成されるように構成されており、複数の光源の発光点の配列は同一であり、複数の光源の偏光方向のうち少なくとも1つの光源は、他の光源と偏光方向が90度異なり、光源から射出される光束の光強度分布は円形であることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the optical scanning device of the present invention guides a light beam from a light source to a deflector, and the light beam deflected by the deflector forms a light spot on a scanned medium by a scanning optical system to perform deflection scanning. In the optical scanning device, the light source is a vertical cavity surface emitting laser array in which a plurality of independently-modulated light emitting points are two-dimensionally arranged, and the light source is coupled with a divergent light beam emitted from the light source. A light source device is configured by combining a plurality of sets of lenses, and light beams emitted from the plurality of sets of light sources and coupling lenses are combined by a light beam combining unit that combines the light beams through an aperture stop that regulates the light beams. is configured to be synthesized, the arrangement of light emitting points of the plurality of light sources are the same, at least one light source of the polarization direction of the plurality of light sources, the polarization direction and the other light source Unlike 0 degrees, the light intensity distribution of the light beam emitted from the light source is characterized by a circular.

また、本発明の光走査装置において、複数の組みは、支持部材を介して一体的に支持され、偏向器の回転軸に直交する平面である主走査平面に投影して見た場合に、射出する複数の光束が交差するように構成されていることを特徴とする。 Further, in the optical scanning device of the present invention , the plurality of groups are integrally supported via the support member, and are projected when viewed on the main scanning plane which is a plane orthogonal to the rotation axis of the deflector. The plurality of luminous fluxes are configured to intersect each other.

本発明の画像形成装置は、本発明の光走査装置を搭載したことを特徴とする。 An image forming apparatus according to the present invention includes the optical scanning device according to the present invention .

本発明のカラー画像形成装置は、本発明の光走査装置を搭載したことを特徴とする。 The color image forming apparatus of the present invention is equipped with the optical scanning apparatus of the present invention .

本発明によれば、1つの発光点からの光束により被走査媒体上を光走査する場合に比べ、偏向器の回転速度を下げる事ができることにより、偏向器による消費電力を低減でき、発熱量も下げることができる。また、偏向器を構成するモータを小さくすることができ、材料消費の削減が図れる。   According to the present invention, the rotational speed of the deflector can be reduced compared with the case where the scanned medium is optically scanned by the light flux from one light emitting point, so that the power consumption by the deflector can be reduced and the amount of heat generated can be reduced. Can be lowered. In addition, the motor constituting the deflector can be reduced, and material consumption can be reduced.

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の光源装置を含むマルチビーム光走査装置の全体構成の一例を主走査方向から見た状態を模式的に示す図である。なお、各光学素子の保持部品は省略している。
二次元的に配設された複数の発光点を有する垂直キャビティ面発光レーザアレイ(VCSEL)からなる光源1Aと、光源1Aからの発散光束を集光するカップリングレンズ2A(第1結像光学系)とからなる組みと、光源1Bからの発散光束を集光するカップリングレンズ2Bとからなる組みは一体的に支持部材(図示せず)により支持され、光源部12を構成する。
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the overall configuration of a multi-beam optical scanning device including a light source device of the present invention as viewed from the main scanning direction. Note that the holding parts of each optical element are omitted.
A light source 1A composed of a vertical cavity surface emitting laser array (VCSEL) having a plurality of light emitting points arranged two-dimensionally, and a coupling lens 2A (first imaging optical system) that condenses the divergent light beam from the light source 1A ) And a combination of the coupling lens 2B that collects the divergent light beam from the light source 1B are integrally supported by a support member (not shown) to form the light source unit 12.

光源部12およびその周辺部の構造の詳細を説明する。光源部12は、光源1Aおよび光源1Bをアルミダイキャスト製のホルダ101A、101B(図示せず)に各々固定され、各ホルダは裏側よりネジをとおして共通の支持部材102(図示せず)に固定される。ホルダ101A、101Bは板状部材を裏側よりネジをとおして間に光源1A、1Bを挟み込み保持する構成としても良いし、かん合穴に各々圧入する構成としても良い。   Details of the structure of the light source unit 12 and its peripheral part will be described. In the light source unit 12, the light source 1A and the light source 1B are fixed to aluminum die-cast holders 101A and 101B (not shown), and each holder is screwed from the back side to a common support member 102 (not shown). Fixed. The holders 101 </ b> A and 101 </ b> B may be configured to sandwich and hold the light sources 1 </ b> A and 1 </ b> B between the plate members through screws from the back side, or may be configured to press-fit each into the mating holes.

カップリングレンズ2A、2Bは、対応する光源1A、1Bの発散光束をカップリングし、平行光束、収束光束、発散光束の任意の状態となるようにレンズ光軸方向の位置を合わせて、光源と対に支持部材102上に形成したV溝形状またはU溝形状の支持部103A、103B(図示せず)との隙間(又はレンズと支持部接触面の周りの隙間)にUV硬化接着剤を塗布し固定される。ここで、上記ホルダ101A、101Bと支持部材102は、1つの部品として一体的に形成しても良い。   The coupling lenses 2A and 2B couple the divergent light beams of the corresponding light sources 1A and 1B, align the positions in the lens optical axis direction so as to be in any state of the parallel light beam, the convergent light beam, and the divergent light beam. UV curing adhesive is applied to the gap between the V-groove or U-groove support portions 103A and 103B (not shown) formed on the support member 102 (or the clearance around the lens and support portion contact surface). And fixed. Here, the holders 101A and 101B and the support member 102 may be integrally formed as one component.

光源部12は、支持部材上に形成された円筒部104(図示せず)を保持部材105(図示せず)の裏側よりかん合穴106に上記円筒部を係合させ、各支持部材上に形成した位置決め部を基準に当接し、保持部材105の表側よりネジをとおして固定する。ここで、支持部材102は円筒部104の中心を回転中心として回転可能とし、任意の位置にて固定する構造とする。これにより支持部材から射出する光束の配列を傾けることができる。   The light source unit 12 engages the cylindrical portion 104 (not shown) formed on the support member with the mating hole 106 from the back side of the holding member 105 (not shown), and puts the cylindrical portion on each support member. The formed positioning portion is brought into contact with the reference, and is fixed from the front side of the holding member 105 through a screw. Here, the support member 102 is configured to be rotatable at the center of the cylindrical portion 104 and fixed at an arbitrary position. Thereby, the arrangement of the light beams emitted from the support member can be tilted.

上記のように構成した保持部材105は、走査光学手段を収納する光学ハウジング108(図示せず)に組み付けられ走査光学手段に複数のビームを入射せしめる。保持部材105は、直接光学ハウジングに組み付けても良いし、ブラケットを介して組み付けても良い。
一方、光源である面発光レーザアレイの駆動回路が形成される基板109(図示せず)が支柱110(図示せず)に固定され、半導体レーザのリードをハンダづけして回路接続がなされる。
以上が光源装置の説明である。
The holding member 105 configured as described above is assembled to an optical housing 108 (not shown) that houses the scanning optical means, and allows a plurality of beams to enter the scanning optical means. The holding member 105 may be assembled directly to the optical housing or may be assembled via a bracket.
On the other hand, a substrate 109 (not shown) on which a driving circuit of a surface emitting laser array as a light source is formed is fixed to a support 110 (not shown), and a semiconductor laser lead is soldered to make a circuit connection.
The above is the description of the light source device.

光源部12において、光源1Aから射出した複数の光束は、開口絞り3Aにより光束幅を規制され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ5(第2結像光学系)により偏向器6(ポリゴンスキャナ)の偏向反射面6A近傍に主走査方向に長い線状に集光される。   In the light source unit 12, a plurality of light beams emitted from the light source 1 </ b> A have their light beam widths restricted by the aperture stop 3 </ b> A and are deflected by a cylindrical lens 5 (second image forming optical system) that is a line image forming optical system (polygon). In the vicinity of the deflecting / reflecting surface 6A of the scanner), the light is condensed into a long line in the main scanning direction.

偏向器6は回転軸6Bを軸として等角速度で回転しており、入射光束を等角速度的に偏向する。偏向器6と被走査媒体9との間に、第3結像光学系7(走査光学系:図中では2枚レンズ構成であるが、枚数は問わず、また反射光学系で構成しても、組み合わせて構成しても良い)を配置し、偏向反射面6Aにより偏向された光束8Aは被走査媒体9上に光スポット10Aを形成する。実際には、光源1Aは面発光レーザアレイから構成されるため、複数本の光束が同時に偏向反射面6Aにより偏向され、複数個の光スポットを被走査媒体上に形成するが、ここでは代表して1つの光束および光スポットでそれを示している。光スポット10Aは偏向器6の回転(図中矢印方向)によって被走査媒体9上を、図中矢印方向へ光走査する。   The deflector 6 rotates at a constant angular velocity about the rotation shaft 6B, and deflects the incident light beam at a constant angular velocity. Between the deflector 6 and the scanned medium 9, a third imaging optical system 7 (scanning optical system: a two-lens configuration in the figure, but the number is not limited, and a reflection optical system may be used). The light beam 8A deflected by the deflecting / reflecting surface 6A forms a light spot 10A on the scanned medium 9. Actually, since the light source 1A is composed of a surface emitting laser array, a plurality of light beams are simultaneously deflected by the deflecting / reflecting surface 6A to form a plurality of light spots on the scanned medium. This is shown by one light beam and a light spot. The light spot 10A optically scans the scanned medium 9 in the direction of the arrow in the figure by the rotation of the deflector 6 (in the direction of the arrow in the figure).

同様に、光源1Bからの射出した複数の光束は、開口絞り3Bにより光束幅を規制され、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ5(第2結像光学系)により偏向器6(ポリゴンスキャナ)の偏向反射面6A近傍に主走査方向に長い線状に集光される。ここで、開口絞り3Aと3Bは別体であっても良いし、一体に形成しても良い。   Similarly, the width of light beams emitted from the light source 1B is restricted by the aperture stop 3B, and the deflector 6 (polygon scanner) is formed by the cylindrical lens 5 (second image forming optical system) which is a line image forming optical system. ) In the vicinity of the deflecting reflection surface 6A. Here, the aperture stops 3A and 3B may be separate bodies or may be formed integrally.

偏向反射面6Aにより偏向された光束8Bは被走査媒体9上に光スポット10Bを形成する。ここでも、光源1Bは面発光レーザアレイから構成されるため、複数本の光束が光走査されるが、上記と同様に代表して1つの光束および光スポットでそれを示している。光スポット10Bは偏向器6の回転(図中矢印方向)によって被走査媒体9上を、図中矢印方向へ光走査する。   The light beam 8B deflected by the deflecting and reflecting surface 6A forms a light spot 10B on the scanned medium 9. Also here, since the light source 1B is composed of a surface-emitting laser array, a plurality of light beams are optically scanned, but this is represented by a single light beam and a light spot as representative. The light spot 10B optically scans the scanned medium 9 in the direction of the arrow in the figure by the rotation of the deflector 6 (in the direction of the arrow in the figure).

光源1Aから射出した光束と、光源1Bから射出した光束は、偏向反射面6A近傍で交差するように構成する。光源1Aから射出した光束に対し、光源1Bから射出した光束は、光源1A、1Bそれぞれの射出光束の成す角φの半分の角度(φ/2)偏向器6をずらした状態で偏向走査するように構成する。そのように構成することにより、偏向反射面6Aにより反射した光源1A、1Bそれぞれから射出した光束8A、8Bは、走査光学系である第3結像光学系における光路を略同じくすることができ、それにより、被走査面上の走査光束の結像像面の倒れを低減でき、各光スポットの結像性能(像面湾曲、倍率誤差、等)の劣化を防ぐことができる。つまり、主走査平面上に投影したときに、光源部12の各光源からの複数の射出光束の中心線が偏向器の偏向反射面6A近傍で交差するように配置構成する事である。   The light beam emitted from the light source 1A and the light beam emitted from the light source 1B are configured to intersect in the vicinity of the deflecting / reflecting surface 6A. The light beam emitted from the light source 1B is deflected and scanned with the deflector 6 being half the angle φ (φ / 2) formed by the light beams emitted from the light sources 1A and 1B with respect to the light beam emitted from the light source 1A. Configure. With this configuration, the light beams 8A and 8B emitted from the light sources 1A and 1B reflected by the deflecting and reflecting surface 6A can have substantially the same optical path in the third imaging optical system that is a scanning optical system, Thereby, the tilting of the imaging image plane of the scanning light beam on the surface to be scanned can be reduced, and the deterioration of the imaging performance (field curvature, magnification error, etc.) of each light spot can be prevented. In other words, when projected onto the main scanning plane, the center lines of a plurality of emitted light beams from the respective light sources of the light source unit 12 are arranged and configured so as to intersect in the vicinity of the deflection reflection surface 6A of the deflector.

光源部12は、光源1A、1Bそれぞれからの複数の射出光束の中心線(射出軸)の交差点近傍を通る、各射出軸の空間的な中心線14(又は14と略平行な軸)を回転軸として回転可能な構成とする。これにより各光源部から射出する光束の配列を傾けることができる。   The light source unit 12 rotates a spatial center line 14 (or an axis substantially parallel to 14) of each exit axis passing through the vicinity of the intersection of the center lines (exit axes) of a plurality of exit light beams from the light sources 1A and 1B. The shaft is rotatable. Thereby, the arrangement of the light beams emitted from the respective light source units can be tilted.

同期検知光学系11は、偏向器6により偏向された光束を、ミラー11−3と同期検知用結像素子11−2を経た後、フォトダイオード等により構成される同期検知センサー11−1に偏向光束を導く。そして光束が同期検知センサー11−1上を通過する際に同期信号を発し、同期回路(図示せず)により演算処理され、書き込み開始信号をあるタイミングの後発信する。ここで言うあるタイミングとは、同期検知センサー11−1の検知位置から書き込み開始位置に光束が至るまでの時間である(但しこの間光源は発光していない)。   The synchronization detection optical system 11 deflects the light beam deflected by the deflector 6 to the synchronization detection sensor 11-1 including a photodiode after passing through the mirror 11-3 and the synchronization detection imaging element 11-2. Guide the luminous flux. Then, when the light beam passes over the synchronization detection sensor 11-1, a synchronization signal is generated, is processed by a synchronization circuit (not shown), and a writing start signal is transmitted after a certain timing. The certain timing here is the time from the detection position of the synchronization detection sensor 11-1 to the writing start position (however, the light source does not emit light during this period).

同期検知用結像素子11−2は、副走査方向にのみパワー(屈折力)を持つレンズ、主走査方向にのみパワーを持つレンズ、主副両方向にパワーを持つレンズのいずれでも良い。また、同期検知用結像素子11−2として、レンズの代わりに、パワーを持つ曲面ミラー等を用いても良い。また、同期検知用結像素子11−2を用いず、ミラー11−3に上述のようなパワーを持たせて同期検知センサー11−1に直接導くようにして、同期検知光学系11を構成しても良い。以上が光走査装置の説明である。   The synchronization detection imaging element 11-2 may be a lens having power (refractive power) only in the sub-scanning direction, a lens having power only in the main scanning direction, or a lens having power in both main and sub directions. Further, as the synchronization detection imaging element 11-2, a curved mirror having power may be used instead of the lens. In addition, the synchronization detection optical system 11 is configured by using the mirror 11-3 with the above-described power and guiding it directly to the synchronization detection sensor 11-1 without using the synchronization detection imaging element 11-2. May be. The above is the description of the optical scanning device.

図2は図1で示した光源部12を2個、光束合成手段を用いて合成し、被走査面9上を走査する光束の本数をさらに増加させた構成例である。   FIG. 2 shows a configuration example in which two light source sections 12 shown in FIG. 1 are combined using light beam combining means, and the number of light beams scanned on the scanned surface 9 is further increased.

第1の光源部12において、光源1A−1から射出した複数の光束は、開口絞り3A−1により光束幅を規制され、光束合成手段であるビーム合成プリズム4を介し(透過)、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ5(第2結像光学系)により偏向器6(ポリゴンスキャナ)の偏向反射面6A近傍に主走査方向に長い線状に集光される。   In the first light source unit 12, a plurality of light beams emitted from the light source 1A-1 have their light beam widths restricted by the aperture stop 3A-1, and are transmitted (transmitted) through the beam combining prism 4 which is a light beam combining unit. A cylindrical lens 5 (second imaging optical system) that is an image optical system collects light in the vicinity of the deflecting reflection surface 6A of the deflector 6 (polygon scanner) in the form of a long line in the main scanning direction.

光源1B−1からの射出した光束も同様で、ビーム合成プリズム4を介し(透過)、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ5(第2結像光学系)により偏向器6(ポリゴンスキャナ)の偏向反射面6A近傍に主走査方向に長い線状に集光される。   The same applies to the light beam emitted from the light source 1B-1 (through the beam combining prism 4 (transmission)), and the deflector 6 (polygon scanner) by the cylindrical lens 5 (second imaging optical system) which is a line image imaging optical system. Near the deflecting / reflecting surface 6A is condensed in a line shape long in the main scanning direction.

光源1A−1から射出した複数の射出光束の中心線と、光源1B−1から射出した複数の射出光束の中心線は、被走査面上における各光スポットの結像性能の劣化を防ぐため、偏向反射面6A近傍で交差するように構成する。   The center lines of the plurality of emitted light beams emitted from the light source 1A-1 and the center lines of the plurality of emitted light beams emitted from the light source 1B-1 prevent deterioration of the imaging performance of each light spot on the scanned surface. It is configured to intersect in the vicinity of the deflecting and reflecting surface 6A.

同様に、第2の光源部13においても、光源1A−2からの射出した光束は、開口絞り3A−2により光束幅を規制され、ビーム合成プリズム4を介し(反射)、線像結像光学系であるシリンドリカルレンズ5(第2結像光学系)により偏向器6(ポリゴンスキャナ)の偏向反射面6A近傍に主走査方向に長い線状に集光される。光源1B−2からの射出した光束も同様である。   Similarly, in the second light source unit 13, the luminous flux emitted from the light source 1 </ b> A- 2 is regulated by the aperture stop 3 </ b> A- 2, and is reflected (reflected) via the beam synthesis prism 4. A cylindrical lens 5 (second imaging optical system) that is a system condenses in the vicinity of the deflecting reflection surface 6A of the deflector 6 (polygon scanner) in a linear shape that is long in the main scanning direction. The same applies to the light beam emitted from the light source 1B-2.

また、光源部12と同様に、被走査面上における各光スポットの結像性能の劣化を防ぐため、光源1A−2から射出した複数の射出光束の中心線と、光源1B−2から射出した複数の射出光束の中心線は、偏向反射面6A近傍で交差するように構成する。   Similarly to the light source unit 12, in order to prevent deterioration of the imaging performance of each light spot on the scanned surface, the center lines of a plurality of emitted light beams emitted from the light source 1A-2 and the light source 1B-2 are emitted. The center lines of the plurality of emitted light beams are configured to intersect in the vicinity of the deflecting / reflecting surface 6A.

光源部12は、光源1A−1、1B−1それぞれからの複数の射出光束の中心線(射出軸)の交差点近傍を通る、各射出軸の空間的な中心線14(又は14と略平行な軸)を回転軸として回転可能な構成とする。   The light source unit 12 passes through the vicinity of the intersection of the center lines (exit axes) of the plurality of emitted light beams from the light sources 1A-1 and 1B-1, and is substantially parallel to the spatial center line 14 (or 14) of each exit axis. The shaft is configured to be rotatable about the rotation axis.

同様に、光源部13も、光源それぞれからの複数の射出光束の中心線(射出軸)の交差点近傍を通る、各射出軸の空間的な中心線15(又は15と略平行な軸)を回転軸として回転可能な構成とする。これにより各光源部から射出する光束の配列を傾けることができる。   Similarly, the light source unit 13 also rotates a spatial center line 15 of each exit axis (or an axis substantially parallel to 15) that passes near the intersection of the center lines (exit axes) of a plurality of emitted light beams from the respective light sources. The shaft is rotatable. Thereby, the arrangement of the light beams emitted from the respective light source units can be tilted.

偏向反射面6Aにより偏向された各光束は被走査媒体9上に光スポットを形成し、光スポットは偏向器6の回転(図中矢印方向)によって被走査媒体9上を、図中矢印方向へ光走査する。   Each light beam deflected by the deflecting / reflecting surface 6A forms a light spot on the scanned medium 9, and the light spot moves on the scanned medium 9 in the direction of the arrow in the figure by the rotation of the deflector 6 (the direction of the arrow in the figure). Light scan.

光束合成手段であるビーム合成プリズム4は、偏光分離膜4Aを有し、光源部12からの射出光束は偏光分離膜4Aを透過し、光源部13からの射出光束は、偏光分離膜4Aで反射されてビーム合成プリズム4から射出する様に構成する。   The beam combining prism 4 which is a light beam combining means has a polarization separation film 4A, the emitted light beam from the light source unit 12 is transmitted through the polarization separation film 4A, and the emitted light beam from the light source unit 13 is reflected by the polarization separation film 4A. Then, it is configured to emit from the beam combining prism 4.

特開平9−236763号公報(特許文献2)や特開平11−23988号公報(特許文献1)で開示されているように、従来は光源部13からの光束がビーム合成プリズム4に入射する手前に1/2波長板を配設し、各光源部からの光束の偏光分離膜4Aにおける偏光方向を90゜異ならせ、透過もしくは反射させることにより光束を合成していた。この理由は、従来光源として利用していた端面発光型の半導体レーザ(LD)は、LDの活性層に水平な方向と垂直な方向で光束の発散角が異なるため、光源であるLDの偏光方向を各光源部で90゜回転させる事ができなかったためで、以下にその説明を記す。   As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-236763 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-23988 (Patent Document 1), the light flux from the light source unit 13 is conventionally just before entering the beam combining prism 4. A half-wave plate is disposed on the polarizing plate, and the light flux from each light source unit is synthesized by changing the polarization direction in the polarization separation film 4A by 90 ° and transmitting or reflecting the light. This is because the edge-emitting semiconductor laser (LD) that has been used as a conventional light source has different light beam divergence angles in the direction perpendicular to the active layer of the LD, and therefore the polarization direction of the light source LD. Is not able to be rotated by 90 ° in each light source section, and will be described below.

図3(a)は半導体レーザ(LD)から射出する光束の発散状態を説明する図で、半導体レーザ16内部で電子が共振しエネルギーレベルが有るレベルに達すると、活性層17aの発光点17bよりレーザ光が放射される。このレーザ光は、発光点17bにおける回折により、活性層と垂直な方向と水平な方向で放射角が異なり、強度分布は楕円状にレーザ光は放射される。   FIG. 3A is a diagram for explaining the divergence state of the light beam emitted from the semiconductor laser (LD). When the electrons resonate inside the semiconductor laser 16 and reach an energy level, the light emission point 17b of the active layer 17a Laser light is emitted. Due to diffraction at the light emitting point 17b, the laser beam has a radiation angle different between a direction perpendicular to the active layer and a horizontal direction, and the laser beam is emitted in an elliptical intensity distribution.

このため、光源であるLDを90゜回転させると、図4(a)に示すように、開口絞り23の開口径に対し、開口絞り23を照射する各光束は光束24、25の様に強度分布の楕円の方向が90゜回転してしまう。これにより、開口絞り23に対する光束24、25の関係が異なることにより、各光束の被走査面上における光スポットの光量およびビームスポット径に違いが生じ、画像品質の劣化の要因となってしまう。   Therefore, when the LD, which is the light source, is rotated by 90 °, each light beam that irradiates the aperture stop 23 has an intensity similar to that of the light beams 24 and 25 with respect to the aperture diameter of the aperture stop 23, as shown in FIG. The direction of the distribution ellipse is rotated 90 °. As a result, the relationship between the light beams 24 and 25 with respect to the aperture stop 23 is different, resulting in a difference in the light amount and beam spot diameter of the light spot on the scanned surface of each light beam, which causes deterioration in image quality.

これに対し、二次元的に配設された複数の発光点を有する垂直キャビティ面発光レーザアレイ(VCSEL)は、図3(b)に示すように、面発光レーザアレイ20の基板面上に配設された発光点(21a〜21d)から、強度分布は略円形状にレーザ光は放射される。これにより、図4(b)に示すように、開口絞り23の開口径に対し、開口絞り23を照射する光束26の強度分布は略円形になるため、レーザの偏光方向により強度分布は影響を受けない。但し、発光点の位置が異なるため、図5に示すようにカップリングレンズ2から射出した各光束の主光線の方向が異なってしまう。このため、開口絞り3の配置位置によっては、各光束の開口絞りに対する照射状態に差が出てしまい、上述の各光束の被走査面上における光スポットの光量およびビームスポット径の違いが生じてしまい、画像品質の劣化の要因となる。   In contrast, a vertical cavity surface emitting laser array (VCSEL) having a plurality of light emitting points arranged two-dimensionally is arranged on the substrate surface of the surface emitting laser array 20 as shown in FIG. From the light emitting points (21a to 21d) provided, the laser light is emitted in a substantially circular intensity distribution. As a result, as shown in FIG. 4B, the intensity distribution of the light beam 26 that irradiates the aperture stop 23 becomes substantially circular with respect to the aperture diameter of the aperture stop 23, and therefore the intensity distribution is influenced by the polarization direction of the laser. I do not receive it. However, since the positions of the light emitting points are different, the directions of the principal rays of the light beams emitted from the coupling lens 2 are different as shown in FIG. For this reason, depending on the arrangement position of the aperture stop 3, a difference occurs in the irradiation state of each light beam to the aperture stop, and the difference in the amount of light spot and the beam spot diameter on the scanned surface of each light beam described above occurs. As a result, the image quality deteriorates.

そこで、開口絞り3をカップリングレンズの焦点位置Sに配置することにより、各光束の開口絞り3の照射状態が等しくなり、上記課題を解決することができる。   Therefore, by arranging the aperture stop 3 at the focal position S of the coupling lens, the irradiation state of the aperture stop 3 for each light beam becomes equal, and the above-described problem can be solved.

二次元的に配設された複数の発光点を有する垂直キャビティ面発光レーザアレイ(VCSEL)は、偏光方向のそろったものを用いる。そうすることにより、ビーム合成プリズム4によりビームを合成することが可能になる。そして、ビーム合成プリズム4に入射する光束の偏光方向を、光束を透過させる側と反射させる側で90゜異ならせる事により、従来ビーム合成を行う場合に必要であった1/2波長板が不要になり、ビーム合成プリズムの構成を簡単にすることにより、部品のコストダウンが可能になる。   A vertical cavity surface emitting laser array (VCSEL) having a plurality of light emitting points arranged two-dimensionally has a uniform polarization direction. By doing so, the beam can be synthesized by the beam synthesis prism 4. Further, by changing the polarization direction of the light beam incident on the beam combining prism 4 by 90 ° between the light transmitting side and the light reflecting side, a half-wave plate that is conventionally required for beam combining is unnecessary. Thus, by simplifying the configuration of the beam combining prism, the cost of the parts can be reduced.

光源部12からの射出光束と光源部13からの射出光束は、偏光方向を90度ずらしているため、ビーム合成プリズム4以降の各光学素子への入射角(または反射角)に対する透過または反射特性が異なるため、被走査面上の各走査位置において照射光量に差が生じ、それにより光量むらが発生する。この光量むらは、特にカラー画像出力機においては、出力画像の濃度むらとして現れ、画像品質の劣化要因となってしまう。この光量むらを低減する方法としては、ビーム合成プリズム4の直後に1/4波長板を配置し、光束の偏光方向を45度旋回することにより低減可能である。   Since the emitted light beam from the light source unit 12 and the emitted light beam from the light source unit 13 are shifted in polarization direction by 90 degrees, transmission or reflection characteristics with respect to an incident angle (or reflection angle) to each optical element after the beam combining prism 4 Therefore, there is a difference in the amount of irradiated light at each scanning position on the surface to be scanned, thereby causing unevenness in the amount of light. This unevenness in the amount of light appears as an unevenness in the density of the output image, particularly in a color image output machine, and causes deterioration in image quality. As a method for reducing the unevenness in the amount of light, a quarter wavelength plate is disposed immediately after the beam combining prism 4 and the polarization direction of the light beam is rotated by 45 degrees.

図6に光束合成手段であるビーム合成プリズムを用いた別の構成の光源装置の例を示す。光源部112、113は保持部材111に保持され、光源部112から光束112A、112Bが、光源部113から光束113A、113Bが射出される。光源は面発光レーザアレイから構成されるため、複数本の光束が同時に射出されるが、前記と同様にここでは代表して1つの光束で表現している。   FIG. 6 shows an example of a light source device having another configuration using a beam combining prism which is a light beam combining means. The light source units 112 and 113 are held by the holding member 111, and light beams 112 </ b> A and 112 </ b> B are emitted from the light source unit 112, and light beams 113 </ b> A and 113 </ b> B are emitted from the light source unit 113. Since the light source is composed of a surface emitting laser array, a plurality of light beams are emitted at the same time.

ビーム合成プリズム27は偏光分離膜27Bを有し、光源部112からの射出光束は偏光分離膜27Bを透過する。光源部113の面発光レーザアレイの偏光方向は、光源部112の面発光レーザアレイの偏光方向に対し90度回転した状態で組み付けられ、光源部113からの射出光束はプリズム面27Aと偏光分離膜27Bで順次反射されて、ビーム合成プリズム27から射出する様に構成する。   The beam combining prism 27 has a polarization separation film 27B, and the light beam emitted from the light source unit 112 is transmitted through the polarization separation film 27B. The polarization direction of the surface emitting laser array of the light source unit 113 is assembled in a state of being rotated by 90 degrees with respect to the polarization direction of the surface emitting laser array of the light source unit 112, and the emitted light beam from the light source unit 113 is combined with the prism surface 27A and the polarization separation film. The beam is sequentially reflected by 27B and emitted from the beam combining prism 27.

このような構成にする事により、光源部112と113は同一の平面上に配置することができるため、光源である面発光レーザアレイを駆動させるための駆動ボードを1枚構成にすることができ、構成を簡素化することが可能になる。なお、図6に示す構成は、主走査方向から見た構成としても良いし、副走査方向から見た構成としても良い。   With this configuration, the light source units 112 and 113 can be arranged on the same plane, so that a single drive board for driving the surface emitting laser array as the light source can be configured. The configuration can be simplified. Note that the configuration shown in FIG. 6 may be a configuration viewed from the main scanning direction or a configuration viewed from the sub-scanning direction.

また、このような構成にすることにより、各光源部は近接して共通の保持部材105に保持することになり、温度変動等による環境変動の影響が略等しくなり、光学特性(走査ピッチや結像位置変動)に対する影響を小さくすることができる。さらに、光源部を構成しているホルダと支持部材、光源部を共通に保持する保持部材の線膨張係数が近い材質、もしくは同一の材質を用いることにより、温度変動による各部材の伸縮の比率を略等しくし、温度変動が生じたときに歪みによる変形や、ネジ締結部で発生する応力による歪みによる変形を低減し、各光源からの射出光束の被走査面上における相対的な位置関係を維持できるようになる。   In addition, with such a configuration, each light source unit is held close to the common holding member 105, and the influence of environmental fluctuations due to temperature fluctuations and the like becomes substantially equal, and the optical characteristics (scanning pitch and connection). The influence on the image position fluctuation) can be reduced. Furthermore, by using a material having a linear expansion coefficient close to the holder and the supporting member constituting the light source unit, or a holding member that holds the light source unit in common, or the same material, the ratio of expansion and contraction of each member due to temperature fluctuations can be set. It is approximately the same, reducing deformation caused by distortion when temperature fluctuations occur and distortion caused by stress generated at the screw fastening part, and maintaining the relative positional relationship of the light flux emitted from each light source on the scanned surface. become able to.

被走査面上における、各光源から射出した光束の照射位置の構成例を図7により説明する。
図7は、光源である面発光レーザアレイからの射出光束の被走査面上における照射位置を模式的に示した図である。図7(a)は、光源1A’と1B’それぞれによる光スポットが、走査線としては交互に(千鳥に)並ぶように構成した例である。1つの光源からの射出光束の各光束の間を、別の光源からの射出光束で補完する様にした構成である。
A configuration example of the irradiation position of the light beam emitted from each light source on the surface to be scanned will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram schematically showing the irradiation position on the surface to be scanned of the luminous flux emitted from the surface emitting laser array as a light source. FIG. 7A shows an example in which the light spots by the light sources 1A ′ and 1B ′ are arranged alternately (staggered) as scanning lines. In this configuration, the light fluxes emitted from one light source are complemented by the light fluxes emitted from another light source.

このような構成は、発光点同士の間隔がドループの問題やクロストークの問題により狭くすることができない場合に、上記のように光源を複数組み合わせることにより被走査面上の走査ピッチをより狭く(狭ピッチ)する事ができ、より高密度な光書き込みが可能になる。
図7(b)は、1つの光源から射出した光束に続いて、次の光源から射出した光束により被走査面上を光走査する場合の例である。
In such a configuration, when the interval between the light emitting points cannot be reduced due to a droop problem or a crosstalk problem, the scanning pitch on the surface to be scanned is made narrower by combining a plurality of light sources as described above ( (Narrow pitch) and higher density optical writing becomes possible.
FIG. 7B shows an example in which the surface to be scanned is optically scanned with the light beam emitted from the next light source following the light beam emitted from one light source.

このほかの構成例としては、飛び越し走査方式(インターレース走査方式)と呼ばれる方式がある。これは特許第2508871号公報や特許第2939813号公報に開示されているように、光束の間を複数回の走査により埋めていく方式であり、図7(a)の方式よりさらに高密度な書き込みが可能になるが、ラインデータをため込んでおくためのメモリを大量に必要とする課題も有する。   As another configuration example, there is a method called an interlaced scanning method (interlace scanning method). As disclosed in Japanese Patent No. 2508871 and Japanese Patent No. 2939813, this is a method of filling a space between light beams by a plurality of scans, and writing with higher density than the method of FIG. Although it becomes possible, there is a problem that a large amount of memory is required for storing line data.

図7の例は、光源である面発光レーザアレイを2個組み合わせた場合の例であるが、もっと多くを組み合わせる場合も上記と同様である。   The example of FIG. 7 is an example in which two surface emitting laser arrays as light sources are combined, but the same applies to the case where more are combined.

副走査方向において、光源である面発光レーザアレイの各発光点どおしの位置関係と、被走査媒体上の各光スポットの相対的な位置関係は、光源と被走査媒体との間にある結像系(図1の例ではカップリングレンズ、シリンドリカルレンズ5、第3結像光学系7)の副走査方向の合成倍率:βに応じて決定され、被走査媒体上における各走査線の走査間隔(走査ピッチ)が所望の値になるように設定される。   In the sub-scanning direction, the positional relationship between each light emitting point of the surface emitting laser array as a light source and the relative positional relationship between each light spot on the scanned medium are between the light source and the scanned medium. The scanning magnification of the imaging system (coupling lens, cylindrical lens 5 and third imaging optical system 7 in the example of FIG. 1) in the sub-scanning direction is determined according to β, and scanning of each scanning line on the scanned medium The interval (scanning pitch) is set to a desired value.

上記の実施例は、1つの光源部に光源である面発光レーザアレイとカップリングレンズ(第1結像光学系)からなる組みを2個組み合わせた場合の例であるが、さらに多くを組み合わせても良い。例えば、図6において光源部112と113のどちらか一方又は両方を3個の光源として構成しても良い。   The above embodiment is an example in the case where two sets of a surface emitting laser array as a light source and a coupling lens (first imaging optical system) are combined in one light source unit. Also good. For example, in FIG. 6, one or both of the light source units 112 and 113 may be configured as three light sources.

同様に上記の実施例は、光源装置として2つの光源部を組み合わせた場合の例であるが、さらに多くの光源部を組み合わせて光源装置を構成しても良い。また逆に、ビーム合成手段であるビーム合成プリズムにより合成される光源部の片方を、1つの光源からの光束としその他の光源部からの光束を複数の光源からの光束としても良い。   Similarly, the above embodiment is an example in which two light source units are combined as a light source device, but a light source device may be configured by combining more light source units. Conversely, one of the light source units combined by the beam combining prism as the beam combining unit may be a light beam from one light source, and a light beam from the other light source unit may be a light beam from a plurality of light sources.

このように複数の光源を用い光源部を構成し、さらに光源部を複数個組み合わせることにより、被走査媒体9上を走査する光束の数を増やすことができる。これより、本書き込み光学系を搭載する画像形成装置の出力速度の向上を図ることができる。また、逆に出力速度を変えなくて良い場合は、偏向器の回転速度の低減を図ることができ、消費電力の低減、発熱量の低減、等環境に対し配慮した書き込み光学系を構成することが可能になる。   In this way, by configuring a light source unit using a plurality of light sources and further combining a plurality of light source units, the number of light beams scanned on the scanned medium 9 can be increased. As a result, the output speed of the image forming apparatus equipped with the writing optical system can be improved. Conversely, if it is not necessary to change the output speed, the rotation speed of the deflector can be reduced, and a writing optical system that takes into consideration the environment, such as power consumption and heat generation, should be constructed. Is possible.

図8は本発明の走査光学系が搭載される画像形成装置30を説明する図である。原稿31はコンタクトガラス32上に置かれ、ランプ33で照らされ、照射された原稿による画像はミラーでスキャナレンズブロック34へ導かれ、CCDにより画像データとして処理され、画像データ35は本発明のマルチビーム光走査装置36にデータ転送され、画像信号に基づきLDはON/OFFを繰り返し、感光体ドラム46上を光スポットが走査する。帯電器40により帯電された感光体上を光走査し静電潜像を形成し、現像器37によりトナー像として現像され、給紙トレイ38から紙が給紙ローラー39により感光体へ導かれ、転写ローラー45により転写され、定着器41により定着され、排紙ローラー44により排紙トレイ42に排出される。感光体46は除電・クリーナー43により除電およびクリーニングがなされ、再び帯電からの工程を繰り返す。   FIG. 8 is a view for explaining an image forming apparatus 30 on which the scanning optical system of the present invention is mounted. An original 31 is placed on a contact glass 32, illuminated by a lamp 33, and an image of the irradiated original is guided to a scanner lens block 34 by a mirror and processed as image data by a CCD. Data is transferred to the light beam scanning device 36, and the LD is repeatedly turned on and off based on the image signal, and the light spot scans on the photosensitive drum 46. The photosensitive member charged by the charger 40 is optically scanned to form an electrostatic latent image, developed as a toner image by the developing unit 37, and the paper is guided from the paper supply tray 38 to the photosensitive member by the paper supply roller 39, The image is transferred by the transfer roller 45, fixed by the fixing device 41, and discharged to the paper discharge tray 42 by the paper discharge roller 44. The photoreceptor 46 is subjected to charge removal and cleaning by the charge removal / cleaner 43, and the process from charging is repeated again.

上記画像形成装置に、本発明の光源ユニット、または光走査装置を組み込むことにより、光利用効率に無駄のないマルチビーム書き込みが可能な画像形成装置を形成することができる。   By incorporating the light source unit or the optical scanning device of the present invention into the image forming apparatus, it is possible to form an image forming apparatus capable of multi-beam writing without wasteful light utilization efficiency.

また、本発明の光源ユニット、または光走査装置を、感光体ドラムを複数本並べ、カラートナーによる像を重ね合わせカラー画像を形成するカラー画像形成装置に組み込むことにより、高速出力が可能なカラー画像形成装置を形成することができる。   A color image capable of high-speed output can be obtained by incorporating the light source unit or the optical scanning device of the present invention into a color image forming apparatus in which a plurality of photosensitive drums are arranged and color toner images are superimposed to form a color image. A forming device can be formed.

さらに本発明の画像形成装置と電子演算装置(コンピュータ等)、画像情報通信システム(ファクシミリ等)等とをネットワークを介し接続することにより、1台の画像形成装置で複数の機器からの出力を処理することができる情報処理システムを形成することができる。また、ネットワーク上に複数の画像形成装置を接続すれば、各出力要求から各画像形成装置の状態(ジョブの混み具合、電源が入っているかどうか、故障しているかどうか等)を知ることができ、一番状態の良い(使用者の希望に一番適した)画像出力装置を選択し、出力を行うことができるようになる。   Furthermore, by connecting the image forming apparatus of the present invention to an electronic arithmetic device (computer, etc.), an image information communication system (facsimile etc.), etc. via a network, a single image forming apparatus processes the output from a plurality of devices. An information processing system that can do this can be formed. In addition, if multiple image forming devices are connected to the network, the status of each image forming device (the degree of job congestion, whether the power is on, whether it is broken, etc.) can be known from each output request. Thus, it is possible to select and output an image output device that is in the best condition (best suited to the user's wishes).

以上説明したように、本発明の各実施例によれば、複数の光束により被走査媒体上を光走査するマルチビーム書き込み光学系に関することから、1つの発光点からの光束により被走査媒体上を光走査する場合に比べ、偏向器の回転速度を下げる事ができる。これにより、偏向器による消費電力を低減でき、発熱量も下げることができる。また、偏向器を構成するモータを小さくすることができ、材料消費の削減が図れる。   As described above, according to each embodiment of the present invention, since the present invention relates to a multi-beam writing optical system that optically scans a scanned medium with a plurality of light beams, the light beams from one light emitting point are scanned on the scanned medium. The rotational speed of the deflector can be reduced compared to the case of optical scanning. Thereby, the power consumption by a deflector can be reduced and the emitted-heat amount can also be reduced. In addition, the motor constituting the deflector can be reduced, and material consumption can be reduced.

また、本発明の実施例によれば、被走査媒体上を光走査する光束の本数を増やし、画像形成装置の出力速度を上げることができる。   Further, according to the embodiment of the present invention, the number of light beams for optical scanning on the scanned medium can be increased, and the output speed of the image forming apparatus can be increased.

また、本発明の実施例によれば、偏向反射面上における各光束の分離を小さくし、偏向反射面を小さくすることを可能とし、それにより偏向器を小さくすることができる。被走査面上の走査光束の結像像面の倒れを低減でき、各光スポットの結像性能(像面湾曲、倍率誤差、等)の劣化を防ぐことができる。   In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the separation of each light beam on the deflection reflection surface and to reduce the deflection reflection surface, thereby reducing the deflector. The tilt of the imaging image plane of the scanning light beam on the surface to be scanned can be reduced, and the deterioration of the imaging performance (field curvature, magnification error, etc.) of each light spot can be prevented.

また、本発明の実施例によれば、温度変動等による環境変動の影響が略等しくし、光学特性(走査ピッチや結像位置変動)に対する影響を小さくすることができる。   Further, according to the embodiment of the present invention, the influence of environmental fluctuations due to temperature fluctuations can be made substantially equal, and the influence on optical characteristics (scanning pitch and imaging position fluctuations) can be reduced.

また、本発明の実施例によれば、面発光レーザの利点を利用したマルチビーム光源ユニットを構成することができる。   Further, according to the embodiment of the present invention, a multi-beam light source unit utilizing the advantages of the surface emitting laser can be configured.

また、本発明の実施例によれば、1/2波長板が不要となる。   Further, according to the embodiment of the present invention, the half-wave plate is not necessary.

また、本発明の実施例によれば、マルチビーム書き込みが可能な光走査装置、画像形成装置、及びカラー画像形成装置を形成することができる。   Further, according to the embodiment of the present invention, an optical scanning device, an image forming device, and a color image forming device capable of multi-beam writing can be formed.

以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。   As mentioned above, although the Example of this invention was described, it is not limited to the said Example, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary.

本発明は、光書き込み光学系を搭載したレーザプリンタ、レーザ複写機、レーザファックス、印刷機等に適用できる。   The present invention can be applied to a laser printer, a laser copying machine, a laser fax machine, a printing machine and the like equipped with an optical writing optical system.

本発明の実施例1に係るマルチビーム光走査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the multi-beam optical scanning apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るマルチビーム光走査装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the multi-beam optical scanning apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る光束の発散状態を示す図である。It is a figure which shows the divergence state of the light beam which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る光束の強度分布状態を示す図である。It is a figure which shows the intensity distribution state of the light beam which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例2に係る光束の射出方向を示す図である。It is a figure which shows the emission direction of the light beam which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る光源装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light source device which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る光束の照射位置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the irradiation position of the light beam which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例5に係る画像形成装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image forming apparatus which concerns on Example 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1A,1B 光源
2A,2B カップリングレンズ
3A,3B,23 開口絞り
4,27 ビーム合成プリズム
4A,27B 偏光分離膜
5 シリンドリカルレンズ(第2結像光学系)
6 偏向器
6A 偏向反射面
6B 回転軸
7 第3結像光学系
8A,8B,24,25 光束
9 被走査媒体
10A,10B 光スポット
11 同期検知光学系
11−1 同期検知センサー
11−2 同期検知用結像素子
11−3 ミラー
12,13 光源部
14,15 中心線
17a 活性層
17b,21a,21b,21c,21d 発光点
20 面発光レーザアレイ
27A プリズム面
30 画像形成装置
31 原稿
32 コンタクトガラス
33 ランプ
34 スキャナレンズブロック
35 画像データ
36 マルチビーム光走査装置
37 現像器
38 給紙トレイ
39 給紙ローラー
40 帯電器
41 定着器
42 排紙トレイ
43 除電・クリーナー
44 排紙ローラー
45 転写ローラー
46 感光体ドラム
111 保持部材
112,113 光源部
112A,112B,113A,113B 光束
1A, 1B Light source 2A, 2B Coupling lens 3A, 3B, 23 Aperture stop 4, 27 Beam combining prism 4A, 27B Polarization separation film 5 Cylindrical lens (second imaging optical system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 Deflector 6A Deflection reflective surface 6B Rotating shaft 7 3rd imaging optical system 8A, 8B, 24, 25 Light beam 9 Scanning medium 10A, 10B Light spot 11 Synchronization detection optical system 11-1 Synchronization detection sensor 11-2 Synchronization detection Imaging element 11-3 Mirror 12, 13 Light source section 14, 15 Center line 17a Active layer 17b, 21a, 21b, 21c, 21d Light emitting point 20 Surface emitting laser array 27A Prism surface 30 Image forming apparatus 31 Document 32 Contact glass 33 Lamp 34 Scanner lens block 35 Image data 36 Multi-beam optical scanning device 37 Developer 38 Paper feed tray 39 Paper feed roller 40 Charger 41 Fixing device 42 Paper discharge tray 43 Static elimination / cleaner 44 Paper discharge roller 45 Transfer roller 46 Photosensitive drum 111 Holding member 112, 113 Light source 11 A, 112B, 113A, 113B light beam

Claims (4)

光源からの光束を偏向器に導き、前記偏向器により偏向された光束は走査光学系により被走査媒体上に光スポットを形成し偏向走査する光走査装置において、
前記光源は独立して変調可能な複数の発光点を二次元的に配設した垂直キャビティ面発光レーザアレイであり、
前記光源と、前記光源から射出した発散光束をカップリングするカップリングレンズとからなる組みを複数組合せて光源装置を構成し、
前記光源と前記カップリングレンズとからなる複数の組みから射出された光束は、前記光束を規制する開口絞りを介して合成する光束合成手段により合成されるように構成されており、
前記複数の光源の発光点の配列は同一であり、前記複数の光源の偏光方向のうち少なくとも1つの光源は、他の光源と偏光方向が90度異なり、
前記光源から射出される光束の光強度分布は円形であることを特徴とする光走査装置。
In an optical scanning device that guides a light beam from a light source to a deflector, the light beam deflected by the deflector forms a light spot on a scanned medium by a scanning optical system, and performs deflection scanning.
The light source is a vertical cavity surface emitting laser array in which a plurality of light emitting points that can be independently modulated are two-dimensionally arranged,
A light source device is configured by combining a plurality of combinations of the light source and a coupling lens for coupling a divergent light beam emitted from the light source,
The light beams emitted from a plurality of sets including the light source and the coupling lens are configured to be combined by a light beam combining unit that combines the light beams through an aperture stop that regulates the light beams,
The arrangement of the light emitting points of the plurality of light sources is the same, and at least one of the polarization directions of the plurality of light sources is 90 degrees different in polarization direction from the other light sources ,
An optical scanning device characterized in that a light intensity distribution of a light beam emitted from the light source is circular .
前記複数の組みは、支持部材を介して一体的に支持され、
偏向器の回転軸に直交する平面である主走査平面に投影して見た場合に、射出する複数の光束が交差するように構成されていることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
The plurality of sets are integrally supported via a support member,
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein when projected onto a main scanning plane which is a plane orthogonal to the rotation axis of the deflector, a plurality of emitted light beams intersect with each other. .
請求項1又は2に記載の光走査装置を搭載した画像形成装置。 Image forming apparatus including the optical scanning device according to claim 1 or 2. 請求項1又は2に記載の光走査装置を搭載したカラー画像形成装置。 Color image forming apparatus including the optical scanning device according to claim 1 or 2.
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