JPH0553068A - Optical system for multibeam scan - Google Patents

Optical system for multibeam scan

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JPH0553068A
JPH0553068A JP3214000A JP21400091A JPH0553068A JP H0553068 A JPH0553068 A JP H0553068A JP 3214000 A JP3214000 A JP 3214000A JP 21400091 A JP21400091 A JP 21400091A JP H0553068 A JPH0553068 A JP H0553068A
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scanning
optical system
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laser
scanning direction
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Masao Ito
昌夫 伊藤
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Abstract

PURPOSE:To improve image reproducibility in a multibeam scan optical system using plural laser beams. CONSTITUTION:This system is provided with a collimator lens 10 which converts the plural laser beams L1, L2 with wavelength lambda to collimate light at spread angle theta1 outputted from plural laser diodes LD1, LD2 whose oscillation positions are arranged being separated by distance r1 and a first scan optical system M1 which converges the laser beams converted to the collimate light on the mirror surface of a rotary polygonal mirror 14, and an f-theta lens 15 arranged between the rotary polygonal mirror 14 and a photosensitive material surface 18a and a second scan optical system M2 which converges the laser beams emitted from the f-theta lens 15 at a position separated by a prescribed jump scan cycle (i) in the subscan direction of the photosensitive material surface 18a, and an aperture 11 is arranged at a position where the plural laser beams converted to the collimate light cross with the optical axis of the first scan optical system M1, and it is defined so that those parameters r1, lambda, theta1, and (i) can satisfy equation I.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル複写機、レー
ザビームプリンタ、光ディスク等に光ビームで書込を行
うためのレーザビーム走査光学系に関し、特に、複数の
レーザビームによって同時に書込を行うマルチビーム走
査光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam scanning optical system for writing a light beam on a digital copying machine, a laser beam printer, an optical disk or the like, and more particularly to writing simultaneously by a plurality of laser beams. The present invention relates to a multi-beam scanning optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3A,3Bはデジタル複写機の書込装
置に使用される従来のレーザ走査装置の一例の説明図
で、図3Aは2本のレーザビームによって感光体上に同
時に2ラインの書込を行うマルチビーム走査光学系の平
面図、図3Bは同側面図を示している。このマルチビー
ム走査光学系は2本のレーザビームを同時に出射する半
導体レーザ光源としてのマルチビームダイオードレーザ
アレイ01(図3A,3B,4参照)を備えている。
2. Description of the Related Art FIGS. 3A and 3B are explanatory views of an example of a conventional laser scanning device used in a writing device of a digital copying machine, and FIG. 3A shows two lines of two laser beams simultaneously on a photosensitive member. FIG. 3B is a plan view of a multi-beam scanning optical system for writing, and FIG. 3B is a side view of the same. This multi-beam scanning optical system includes a multi-beam diode laser array 01 (see FIGS. 3A, 3B and 4) as a semiconductor laser light source that simultaneously emits two laser beams.

【0003】図4に示すように、前記マルチビームレー
ザダイオードアレイ01は下面に電極基板02とその上
に載置されたLDチップ(レーザダイオードチップ)0
3とを備え、前記LDチップ03はチップ基板04の上
部に絶縁層05で分離された2個の発振領域06および
07を有するレーザダイオードLD1 およびLD2 を備
えている。なお、レーザダイオードLD1,LD2間の間
隔(前記発振領域06,07間の間隔)はr1である。
そして、図示しないLD駆動回路に接続された接続端子
Ta,Tbから電極06a,07aを介して駆動電流を供
給したとき、前記各レーザダイオードLD1 およびLD
2 は第1,第2レーザビームL1,L2 を前方に、また、
バックビームL1′, L2′を後方に出射するようになっ
ている。なお一般に、前記レーザビームL1,L2はその
出射時の径がヘテロ界面に平行な方向において1〜4μ
mと小さく定めにくいのでその光源としての大きさは広
がり角θ1によって表される。
As shown in FIG. 4, the multi-beam laser diode array 01 has an electrode substrate 02 on the lower surface and an LD chip (laser diode chip) 0 mounted thereon.
3, the LD chip 03 includes laser diodes LD 1 and LD 2 having two oscillation regions 06 and 07 separated by an insulating layer 05 on the chip substrate 04. The distance between the laser diodes LD 1 and LD 2 (the distance between the oscillation regions 06 and 07) is r 1 .
When a drive current is supplied from the connection terminals Ta and Tb connected to an LD drive circuit (not shown) via the electrodes 06a and 07a, the laser diodes LD 1 and LD
2 forwards the first and second laser beams L 1 and L 2 , and
Back beams L 1 ', L 2' is adapted to emit backwards. In general, the laser beams L 1 and L 2 have a diameter at the time of emission of 1 to 4 μm in a direction parallel to the hetero interface.
Since it is difficult to determine as small as m, the size as the light source is represented by the spread angle θ 1 .

【0004】また、前記レーザアレイ01はフォトダイ
オード08を備えており、このフォトダイオード08は
前記バックビームL1', L2'を受光してその光量信号を
図示しない光量制御回路に接続された接続端子Tcに出
力するように配置されている。
Further, the laser array 01 is provided with a photodiode 08, and the photodiode 08 receives the back beams L 1 'and L 2 ' and its light amount signal is connected to a light amount control circuit (not shown). It is arranged so as to output to the connection terminal Tc.

【0005】図3A,3Bに示すように、前記発振領域
06,07から出射されたレーザビームL1,L2 の光路
には焦点距離f1のコリメートレンズ010、副走査方
向にのみ光学的パワーを有する焦点距離f2のシリンド
リカルレンズ012、ミラー013、回転多面鏡01
4、f-θレンズ015、及びシリンドリカルレンズ0
16より成るマルチビーム走査光学系Mが配設されてお
り、中心軸まわりに回転自在に設けられた走査面として
の感光ドラム018の表面(すなわち、感光体表面)0
18aを走査するようになっている。そして、前記コリ
メートレンズ010およびシリンドリカルレンズ012
から構成される第1走査光学系M1の副走査方向の横倍
率はm1であり、f-θレンズ015およびシリンドリカ
ルレンズ016から構成される第2走査光学系M2の副
走査方向の横倍率はm2である。なお、感光ドラム01
8の端部には光センサ019が設けられており、この光
センサ019の出力するビーム位置検出信号SOS(Sta
rt of scan、図3A参照)によって前記各レーザダイオ
ードLD1,LD2への画像信号の出力タイミングが設定
されるように構成されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, in the optical paths of the laser beams L 1 and L 2 emitted from the oscillation regions 06 and 07, a collimating lens 010 having a focal length f 1 and optical power only in the sub-scanning direction are provided. A cylindrical lens 012 having a focal length f 2 , a mirror 013, and a rotary polygon mirror 01.
4, f-θ lens 015, and cylindrical lens 0
A multi-beam scanning optical system M consisting of 16 is provided, and the surface of the photosensitive drum 018 (that is, the surface of the photoconductor) as a scanning surface rotatably provided around the central axis 0
18a is scanned. Then, the collimating lens 010 and the cylindrical lens 012
The horizontal magnification in the sub-scanning direction of the first scanning optical system M 1 is composed of m 1 , and the lateral magnification in the sub-scanning direction of the second scanning optical system M 2 composed of the f-θ lens 015 and the cylindrical lens 016. Magnification is m 2 . The photosensitive drum 01
An optical sensor 019 is provided at the end of 8 and the beam position detection signal SOS (Sta (Sta)
rt of scan (see FIG. 3A), the output timing of the image signal to each of the laser diodes LD 1 and LD 2 is set.

【0006】図5,6は前記マルチビーム走査光学系M
を用いて書き込み走査をする場合の感光体表面018a
上のレーザビームL1,L2のスポットを示す図である。
ここで、隣り合った2本のレーザビームL1,L2で走査
される各走査ラインの間隔r 3を走査ライン幅(走査ピ
ッチ)pで割った自然数iを「飛び越し走査周期」と定
義する。
5 and 6 show the multi-beam scanning optical system M.
Surface 018a of the photoconductor when writing scanning is performed using
Upper laser beam L1, L2It is a figure which shows the spot.
Here, two adjacent laser beams L1, L2Scan with
R between scanning lines 3Scan line width (scan
) The natural number i divided by p is defined as the "interlaced scanning period".
Mean

【0007】図5は、レーザビームの本数nが2で飛び
越し走査周期iが1の場合を示している。第1および第
2レーザビームL1およびL2の感光体表面018a上の
スポットa,bはいずれも副走査方向の径がd3で等し
くなっている。なお、この明細書でレーザビームおよび
そのスポットの径は、光の強度が最高強度の(1/e)
2=0.135の部分の径を意味している。そして、
1,b1は前記スポットa,bの第1回目の走査(図に
おいては、走査番号(1)のように表示する)時の位置、
2,b2は第2走査時の位置、…、at,btは第t(t=
1,2,3…)走査時の位置を示している。
FIG. 5 shows a case where the number n of laser beams is 2 and the interlaced scanning period i is 1. The spots a and b of the first and second laser beams L 1 and L 2 on the photosensitive member surface 018a are equal in the sub-scanning direction with a diameter d 3 . In this specification, the diameter of the laser beam and its spot is such that the light intensity is (1 / e)
2 means the diameter of the part of 0.135. And
a 1 and b 1 are positions at the time of the first scanning of the spots a and b (displayed as scanning number (1) in the figure),
a 2 , b 2 are positions at the time of the second scanning, ..., At, bt are the t-th (t =
(1,2,3 ...) Indicates the scanning position.

【0008】図5において、第1走査時すなわち走査番
号(1)において第1,2レーザビームL1,L2による第
1,2走査ラインの走査が同時に行われた後、走査番号
(2)において第1,2レーザビームL1,L2による第
3,4走査ラインの走査が同時に行われる。以下同様に
して走査番号(3),(4),(5),…の順に2ラインずつの
走査が繰り返されることになる。
In FIG. 5, after the first and second scanning lines are simultaneously scanned by the first and second laser beams L 1 and L 2 in the first scanning, that is, the scanning number (1), the scanning number
In (2), scanning of the 3rd and 4th scanning lines by the 1st and 2nd laser beams L 1 and L 2 is performed simultaneously. In the same manner, scanning of two lines is repeated in the order of scanning numbers (3), (4), (5), ....

【0009】また、図6に示すように、飛び越し走査周
期5の場合、すなわち、2本のレーザビームL1,L2
間隔r3を5p(pは走査線ピッチ)に設定すると、図
6の走査番号(1),(2)において第2レーザビームL2
第2走査ライン、第4走査ラインの走査を行った後、走
査番号(3)以降において第2レーザビームL2 が第6,
8,10,…走査ラインの走査を行うと同時に、第1レ
ーザビームL1 は第2レーザビームL2より5ライン前
の第1,3,5,…走査ラインの走査を同時に行うこと
になる。
Further, as shown in FIG. 6, when the interlaced scanning period is 5, that is, when the interval r 3 between the two laser beams L 1 and L 2 is set to 5p (p is a scanning line pitch), the scan number (1), the second laser beam L 2 is the second scanning line (2), after the scanning of the fourth scan line, the second laser beam L 2 in scan number (3) or later sixth ,
At the same time as scanning the scanning lines 8, 10, ..., the first laser beam L 1 simultaneously scans the scanning lines 1, 3, 5, ... scanning lines 5 lines before the second laser beam L 2. ..

【0010】以上、図5,6において2本ビームを例に
して従来のマルチビーム走査装置の概要を説明したが、
このようなマルチビームによる飛び越し走査は、一般に
前記レーザビームの本数nと飛び越し走査周期iとが互
いに素であれば、すなわち、レーザビームの本数と飛び
越し走査周期が1以外に割り切れる共通の正の整数を持
たなければ可能であり、3本以上のレーザビームを用い
たマルチビーム走査装置も従来公知である。
The outline of the conventional multi-beam scanning device has been described above with reference to FIGS.
In such interlaced scanning with multi-beams, generally, if the number n of the laser beams and the interlaced scanning period i are relatively prime, that is, the number of laser beams and the interlaced scanning period are divisible by a common positive integer other than 1. It is possible if there is not a laser beam, and a multi-beam scanning device using three or more laser beams is conventionally known.

【0011】次に、図8に示すレーザビームが4本の場
合を参照しながら飛び越し走査の成立条件を説明する。
図8に示すように、走査線(ライン)間隔pのi(i=
3)倍の間隔で(すなわち飛び越し走査周期iで)スポ
ットsj(j=1〜n)がn(n=4)個並んでおり、こ
れを前記走査線間隔pのq(q=4)倍の副走査間隔q
pで走査して、走査回数t=to(to=3)回で一周期
になった場合すなわち一周期の走査回数toが3の場合
を考える。この図8において、走査番号はtで示されて
おり、第1回目の走査はt=1、第2回目の走査はt=
2、第3回目の走査はt=3、第4…、で示されてい
る。そして、走査番号(回数)t=3で第1周期の走査
を完了し、t=4〜6の走査で第2周期の走査を完了し
ている。そして、第1周期の走査ラインはL1,0〜L1,
11で示され、第2周期の走査ラインはL2,0〜L2,11
示されている。
Next, the conditions for establishing interlaced scanning will be described with reference to the case of four laser beams shown in FIG.
As shown in FIG. 8, the scanning line (line) interval p is i (i =
3) n (n = 4) spots sj (j = 1 to n) are lined up at intervals (that is, at the interlaced scanning period i), which is q (q = 4) times the scanning line interval p. Sub-scanning interval q
Consider a case in which scanning is performed at p and one cycle is obtained by the number of scans t = to (to = 3), that is, the number of scans to in one cycle is 3. In FIG. 8, the scan number is indicated by t, the first scan is t = 1, and the second scan is t =.
The second and third scans are indicated by t = 3, fourth ... Then, the scan of the scan number (number of times) t = 3 completes the scan of the first cycle, and the scan of t = 4 to 6 completes the scan of the second cycle. The scan lines in the first period are L 1 , 0 to L 1 ,
Indicated by 11, the scanning lines of the second period is indicated by L 2, 0 ~L 2, 11.

【0012】前記スポットsj(j=1〜4)の位置は走
査線上にある必要から、i,qは自然数となる。飛び越
し走査が成り立つためには、次の(イ),(ロ)の2条件が
必要となる。 (イ) 全ての走査線が走査されること。 (ロ) 同一の走査線が重複して走査されないこと。
Since the position of the spot sj (j = 1 to 4) needs to be on the scanning line, i and q are natural numbers. The following two conditions (a) and (b) are necessary for interlaced scanning to be established. (B) All scanning lines must be scanned. (B) Do not scan the same scan line twice.

【0013】図8に示すように、t=1(すなわち1回
目)の走査では4本のラインL1,0、L1,3、L1,6
1,9が走査される。t=1,2,3の走査で1周期は
終了するから、t=4では次の周期の第1回目の走査が
開始されることになる。したがって、このとき、前記
(イ),(ロ)の条件を満たすためには、t=4回目の走
査のときのスポットS1の位置が図8の点線で示すスポ
ットS5で示す位置に来ている必要がる。すなわち、to
(=3)回すなわち一周期の回数だけ走査したときのス
ポットの移動距離to×qpと、一周期分のスポット列
の長さn×ipとが等しくなる必要がある。よって、 toq=ni…………………………………………(a) また、各スポット間隔ipは、一周期の間にto(=3)
回の走査によって埋められるのであるから、ip=top
であり、 i=to………………………………………………(b) となる。前記式(a),(b)より、 q=n………………………………………………(c)
As shown in FIG. 8, in the scanning of t = 1 (that is, the first time), four lines L 1 , 0 , L 1 , 3 , L 1 , 6 ,
L 1 , 9 are scanned. Since one cycle is completed by the scanning of t = 1, 2, 3, the first scanning of the next cycle is started at t = 4. Therefore, at this time,
In order to satisfy the conditions of (a) and (b), the position of the spot S 1 at the time of the t = 4th scanning needs to be at the position shown by the spot S 5 shown by the dotted line in FIG. That is, to
(= 3) times, that is, the moving distance to × qp of the spot when scanning is performed only once in one cycle and the length n × ip of the spot row for one cycle must be equal. Therefore, toq = ni …………………………………… (a) Moreover, each spot interval ip is to (= 3) during one cycle.
Since it is filled by scanning once, ip = top
And i = to ……………………………………………… (b). From the formulas (a) and (b), q = n ……………………………………………… (c)

【0014】図8から分かるように第2周期目の第1回
目の走査すなわちt=4におけるスポットS1の位置
(ライン)は、その前の周期の第1回目の走査すなわち
t=1におけるスポットS1の位置(ライン)からni
ライン進んだ位置となっている。 前記スポットS1
けでなく所定のスポットSjの一周期の移動量は、飛び
越し走査周期iとスポット数nの公倍数inとなってい
る。
As can be seen from FIG. 8, the position (line) of the spot S 1 at the first scan of the second cycle, that is, at t = 4 is the spot at the first scan of the previous cycle, that is, at t = 1. Ni from the position (line) of S 1
It is in a line advanced position. The movement amount of one cycle of the predetermined spot Sj as well as the spot S 1 is the common multiple in of the interlaced scanning cycle i and the number of spots n.

【0015】ところで、前記(ロ)の条件とは、同一の周
期中に各々のスポットが同一の走査線を走査しないこと
であるが、そのためには、前記nとiとが互いに素であ
ることが必要である。次にそれを図9により説明する。
図9を参考にして、走査線の番号をL(t,k)をビーム
数n,飛び越し周期iを用いてあらわすと、 L(t,k)=(n・t+1)+i(k−1)…………………(d) ここで、 t=−i+1,…−1,0,1,…,i−1;走査番号
で整数 k=1,2,…,n;スポット番号で自然数 なお、図9および前記式(d)では走査番号tのときに
スポットSk(k=1,2,…)が走査する走査線番号
をL(t,k)で表しており、t=0,k=1のときの走査
線番号L(t,k)=1である。
By the way, the condition (b) is that the respective spots do not scan the same scanning line in the same period. For that purpose, n and i are relatively prime. is necessary. Next, it will be described with reference to FIG.
Referring to FIG. 9, when the number of the scanning line is represented by L (t, k) using the number of beams n and the interlace period i, L (t, k) = (n · t + 1) + i (k−1) ………………… (d) where t = -i + 1, ...- 1, 0,1, ..., i-1; scan number is an integer k = 1, 2, ..., n; spot number is a natural number In FIG. 9 and the equation (d), the scanning line number scanned by the spot Sk (k = 1, 2, ...) At the scanning number t is represented by L (t, k), and t = 0, The scanning line number L (t, k) = 1 when k = 1.

【0016】同一の走査線を走査しないためには、任意
に選んだ2つのスポットが走査する走査線の番号がスポ
ット長さn・i内で一致しなければよいから、任意の相
異なる走査番号をt1,t2とし、任意の相異なるスポッ
ト番号をk1,k2とした場合、前記式(d)から次式が
成立すればよい。 L(t1,k1)=(n・t1+1)+i(k1−1) ≠(n・t2+1)+i(k2−1)=L(t2,k2) ∴ n・(t1−t2)≠i(−k1+k2)……………………………(e) ここで、(t1−t2),(−k1+k2)は任意の整数で特
に、 −n+1≦(−k1+k2)≦n−1 −k1+k2≠0…………………………………………………………(f)
In order not to scan the same scanning line, it is only necessary that the numbers of scanning lines scanned by two arbitrarily selected spots do not match within the spot length n · i. Where t 1 and t 2 are arbitrary spot numbers and k 1 and k 2 are different spot numbers, the following equation may be established from the equation (d). L (t 1 , k 1 ) = (n · t 1 +1) + i (k 1 −1) ≠ (n · t 2 +1) + i (k 2 −1) = L (t 2 , k 2 ) ∴n · (t 1 −t 2 ) ≠ i (−k 1 + k 2 ) ……………………………… (e) where (t 1 −t 2 ) and (−k 1 + k 2 ) are arbitrary. In particular, −n + 1 ≦ (−k 1 + k 2 ) ≦ n−1 −k 1 + k 2 ≠ 0 ………………………………………………………… (f )

【0017】前記(t1−t2),(−k1+k2)の符号が
同一で正の整数の場合、iとnとが互いに素であれば最
少公倍数はi・nであり、式(f)より、式(e)の右
辺i(−k1+k2)<i・nである。よって、nに任意
の整数(t1−t2)を乗じた数は、iとnの最少公倍数
i・nよりも小さい整数であるi(−k1+k2)とは等
しくならない。よって、式(e)は成立する。同様に、
符号が負の整数の場合も成り立つ。一方、符号が異なる
ときn・iは正の整数だから、明らかに式(e)は成立
する。
When the signs of (t 1 -t 2 ) and (-k 1 + k 2 ) are the same and are positive integers, if i and n are coprime, the least common multiple is in, From (f), i (−k 1 + k 2 ) <i · n on the right side of expression (e). Therefore, the number obtained by multiplying n by an arbitrary integer (t 1 −t 2 ) is not equal to i (−k 1 + k 2 ) which is an integer smaller than the least common multiple i · n of i and n. Therefore, the equation (e) is established. Similarly,
It also holds when the sign is a negative integer. On the other hand, when the signs are different, since n · i is a positive integer, the formula (e) is clearly established.

【0018】以上の説明から、飛び越し走査が成立する
ためには次の2条件を満たす必要がある。レーザビーム
数がn、走査線間隔がpの場合、 (1) 1回の主走査につき副走査方向の平行移動量はn
pでなくてはならない。 (2) 隣合うレーザスポットの間隔r3をpで除した自然
数を飛び越し走査周期iとすると、iはnと互いに素
(最大公約数が1となること)の自然数でなくてはなら
ない。 以上の2条件を満たす飛び越し周期iとレーザビーム数
nを図10に示す。図10に示すように、レーザビーム
数nが定まると採り得る飛び越し周期iが離散的に与え
られる。
From the above description, the following two conditions must be satisfied in order for interlaced scanning to be established. When the number of laser beams is n and the scanning line interval is p, (1) The amount of parallel movement in the sub-scanning direction is n for each main scanning.
must be p. (2) When a natural number obtained by dividing the interval r 3 between adjacent laser spots by p is interlaced scanning period i, i must be a natural number that is relatively prime to n (the greatest common divisor is 1). FIG. 10 shows the interlace period i and the number of laser beams n satisfying the above two conditions. As shown in FIG. 10, when the number n of laser beams is determined, a possible interlace period i is discretely given.

【0019】ところで一般に、再現画像の画質の決定要
因としては、感光体表面に照射されるレーザビームのス
ポット径、感光体表面上の走査ライン一本分の幅(すな
わち、走査ピッチ)、およびレーザパワー等がある。た
とえば、バックグラウンド露光により、網点による階調
表示を行う場合に再現される画像は、前記スポットの副
走査方向の径が大きすぎると、ハイライト部では着色さ
れる部分が小さくなって画像として再現されなくなり、
シャドー部では白抜けの部分のつぶれが発生する。ま
た、前記径が小さすぎると、ハイライト部では着色部分
が大きくなりすぎてしまう。すなわち、再現画像の画質
は、感光体表面上のレーザビームのスポット径に依存す
る。
Generally, the factors that determine the quality of a reproduced image are the spot diameter of the laser beam applied to the surface of the photoconductor, the width of one scanning line on the photoconductor surface (that is, the scanning pitch), and the laser. There is power etc. For example, an image reproduced when gradation display by halftone dots is performed by background exposure, and if the diameter of the spot in the sub-scanning direction is too large, the colored portion becomes small in the highlight portion and becomes an image. Will not be reproduced,
In the shadow area, whiteout areas are crushed. On the other hand, if the diameter is too small, the colored portion becomes too large in the highlight portion. That is, the quality of the reproduced image depends on the spot diameter of the laser beam on the surface of the photoconductor.

【0020】そして、前記図5,6において、感光体表
面に照射されるレーザビームのスポットの副走査方向の
径をd3、感光体表面上の走査ライン一本分の幅(すな
わち、走査ピッチ)をpとした場合、K=(d3/p)
の値を1.4〜1.8の範囲に設定すると良好な階調再現
性が得られることが知られている(田中:光学四学会、
第6回色彩光学コンファレンス論文集、P77、198
9年参照)。
5 and 6, the diameter of the spot of the laser beam applied to the surface of the photosensitive member in the sub-scanning direction is d 3 , and the width of one scanning line on the surface of the photosensitive member (that is, the scanning pitch). ) Is p, K = (d 3 / p)
It is known that good gradation reproducibility can be obtained when the value of is set in the range of 1.4 to 1.8 (Tanaka: The Optical Society of Japan,
The 6th Color Optics Conference Proceedings, P77, 198
See 9 years).

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】ところで、マルチビー
ムを用いたレーザビーム走査光学系においては、複数の
レーザビームL1,L2が同一の走査光学系を通過してい
る。したがって、前記複数のレーザビームL1,L2の感
光体表面018aのスポットa,b間の副走査方向の間
隔r3およびスポットa,bの副走査方向の径d3は、そ
れぞれ光源であるレーザアレイ1の複数のレーザダイオ
ードLD1,LD2間の副走査方向の間隔およびレーザダ
イオードの発振領域の副走査方向の径(出射時のビーム
径)を正確に求めることができるならば、前記複数のレ
ーザビームL1,L2のスポットa,bの間隔r3を前記
走査ピッチpの整数倍に設定し且つ同時に前記K=(d
3/p)の値を1.4〜1.8の範囲に設定することは容
易である。
By the way, in a laser beam scanning optical system using a multi-beam, a plurality of laser beams L 1 and L 2 pass through the same scanning optical system. Therefore, the distance r 3 in the sub-scanning direction between the spots a and b of the plurality of laser beams L 1 and L 2 on the photosensitive member surface 018a and the diameter d 3 of the spots a and b in the sub-scanning direction are light sources, respectively. If the distance in the sub-scanning direction between the laser diodes LD 1 and LD 2 of the laser array 1 and the diameter of the oscillation region of the laser diode in the sub-scanning direction (beam diameter at the time of emission) can be accurately determined, The interval r 3 between the spots a and b of the plurality of laser beams L 1 and L 2 is set to an integral multiple of the scanning pitch p, and at the same time, K = (d
It is easy to set the value of ( 3 / p) in the range of 1.4 to 1.8.

【0022】しかしながら、出射時のビーム径を正確に
求めることは径が小さいことから難しく、前記スポット
a,bの副走査方向の径d3は、レーザダイオードL
1,LD2から出射するレーザビームL1,L2の広がり
角θ1により求められる。また、レーザビームが走査光
学系を通過する途中で前記光学系のレンズ、回転多面鏡
等の構成部材によりレーザビームの外周部分が除去され
たりするため(いわゆるレーザビームのケラレが生じる
ため)、前記複数のレーザビームL1,L2のスポット
a,bの間隔r3を前記走査ピッチpの飛び越し走査周
期倍に設定し且つ同時に前記K=(d3/p)の値を1.
4〜1.8の範囲に設定することは困難であった。した
がって従来、マルチビーム走査光学系において階調再現
性および線画像の再現性を良好にすることは容易でなか
った。
However, it is difficult to accurately determine the beam diameter at the time of emission because the diameter is small, and the diameter d 3 of the spots a and b in the sub-scanning direction is the laser diode L.
It is obtained from the divergence angle θ 1 of the laser beams L 1 and L 2 emitted from D 1 and LD 2 . Further, while the laser beam passes through the scanning optical system, the outer peripheral portion of the laser beam may be removed by the components of the optical system, such as the rotating polygon mirror (so-called laser beam vignetting may occur). The interval r 3 between the spots a and b of the plurality of laser beams L 1 and L 2 is set to be an interlaced scanning period times the scanning pitch p, and at the same time, the value of K = (d 3 / p) is set to 1.
It was difficult to set in the range of 4 to 1.8. Therefore, conventionally, it has not been easy to improve gradation reproducibility and line image reproducibility in a multi-beam scanning optical system.

【0023】そこで、本発明者は次のように考察した。
すなわち、マルチビームを出射する半導体レーザアレイ
の各レーザダイオード間の間隔r1と、それらの各レー
ザダイオードから出射される各レーザビームの広がり角
θ1および波長λと、前記走査光学系の構成要素の焦点
距離等のパラメータの値により、前記スポットa,bの
間隔r3と副走査方向の径d3とが定まるはずである。し
たがって、それらのパラメータ間の関係式が求まれば、
その関係式を満足するように前記各パラメータを定める
ことにより、前記複数のレーザビームL1,L2のスポッ
トa,bの間隔r3を前記走査ピッチpの飛び越し周期
倍に設定し且つ同時に前記K=(d3/p)の値を1.4
〜1.8の範囲に設定することは容易となる。そうすれ
ば、マルチビーム走査光学系の階調再現性を容易に向上
させることができるはずである。
Therefore, the present inventor considered as follows.
That is, the interval r 1 between the laser diodes of the semiconductor laser array that emits multiple beams, the divergence angle θ 1 and the wavelength λ of each laser beam emitted from each of the laser diodes, and the components of the scanning optical system. The distance r 3 between the spots a and b and the diameter d 3 in the sub-scanning direction should be determined by the value of the parameter such as the focal length. Therefore, if the relational expression between those parameters is obtained,
By setting the above parameters so as to satisfy the relational expression, the interval r 3 between the spots a and b of the plurality of laser beams L 1 and L 2 is set to the interlacing period times the scanning pitch p, and at the same time The value of K = (d 3 / p) is 1.4
It becomes easy to set in the range of to 1.8. Then, the gradation reproducibility of the multi-beam scanning optical system should be easily improved.

【0024】前記考察のもとに検討した結果、前記図3
A,3Bに示すような装置において、前記コリメート光
とされた複数のレーザビーム(L1,L2)が走査光学系
の光軸と交わる位置にアパーチャを配設したマルチビー
ム走査光学系に対し、次の関係式(1)を求めることに成
功した。 但し、 π…円周率 r1…レーザダイオードLD1,LD2間の間隔、 θ1…レーザダイオードLD1,LD2から出力されるレ
ーザビームL1,L2の副走査方向の広がり角 λ…レーザダイオードLD1,LD2から出力されるレー
ザビームL1,L2 の波長、 i…飛び越し走査周期(感光体表面018a上のレーザ
ビームL1,L2のスポットa,b(図5,6参照)間の
間隔r3を走査ピッチpで割った自然数、 α…前記アパーチャの副走査方向の径に依存する値で、
前記シリンドリカルレンズ12の焦点距離をf2、前記
アパーチャに入射するコリメート光またはおよそコリメ
ート光とされたレーザビームL1,L2の副走査方向の径
をD、前記回転多面鏡(14)の反射面に収束するレー
ザビーム(L1,L2)の副走査方向の径をd2としたと
きに、d2=(4α/π)(λf2/D)を満たす値、 K…レーザビームL1,L2 の感光体表面018a上のス
ポットa,bの副走査方向の径d3を走査ラインの幅
(走査ピッチ)pで割った値、すなわちK=d3/p、
As a result of the examination based on the above consideration, FIG.
In the apparatus as shown in A and 3B, with respect to the multi-beam scanning optical system in which the plurality of laser beams (L 1 , L 2 ) which are the collimated light beams are provided with the apertures at the positions intersecting the optical axis of the scanning optical system. , Succeeded in obtaining the following relational expression (1). However, [pi ... pi r 1 ... laser diode LD 1, the spacing between the LD 2, θ 1 ... laser diode LD 1, the sub-scanning direction spread angle of the laser beam L 1, L 2 output from the LD 2 lambda The wavelengths of the laser beams L 1 and L 2 output from the laser diodes LD 1 and LD 2 , i ... The interlaced scanning period (the spots a and b of the laser beams L 1 and L 2 on the photosensitive member surface 018a (FIG. 5, 6)) is a natural number obtained by dividing the interval r 3 by the scanning pitch p, α is a value depending on the diameter of the aperture in the sub-scanning direction,
The focal length of the cylindrical lens 12 is f 2 , the diameter of the collimated light or the approximately collimated laser beams L 1 and L 2 incident on the aperture in the sub-scanning direction is D, and the reflection of the rotary polygon mirror (14) A value that satisfies d 2 = (4α / π) (λf 2 / D), where the diameter of the laser beam (L 1 , L 2 ) that converges on the surface in the sub-scanning direction is d 2 , K ... Laser beam L A value obtained by dividing the diameter d 3 of the spots a and b on the photoreceptor surface 018a of 1 and L 2 in the sub-scanning direction by the width (scanning pitch) p of the scanning line, that is, K = d 3 / p,

【0025】次に、前記式(1)の根拠について説明す
る。図7A,7Bは前記図3A,3Bと同様のマルチビ
ーム走査光学系Mにアパーチャ011を付加した走査光
学系を示す図である。前記アパーチャ011はコリメー
トレンズ010を通ったレーザビームL1,L2が光軸と
交差する位置に配設されている。図7A,7Bにおい
て、符号010〜016で示す光学部材から構成される
マルチビーム走査光学系Mの横倍率をmとすれば、(2)
式が成り立 r3=mr1 =m121 …………………………(2) また、飛び越し走査周期をiとすれば、次の(3)式が成
り立つ。 r3=ip=mr1 ……………………………… (3) コリメートレンズ010の焦点距離をf1とし、コリメ
ートレンズ010から出射するレーザビーム径をDとす
ると、(4)式が成り立つ。
Next, the basis of the above equation (1) will be described. 7A and 7B are views showing a scanning optical system in which an aperture 011 is added to the multi-beam scanning optical system M similar to those in FIGS. 3A and 3B. The aperture 011 is arranged at a position where the laser beams L 1 and L 2 that have passed through the collimator lens 010 intersect the optical axis. 7A and 7B, if the lateral magnification of the multi-beam scanning optical system M composed of the optical members denoted by reference numerals 010 to 016 is m, then (2)
Expression is established r 3 = mr 1 = m 1 m 2 r 1 …………………… (2) Further, if the interlaced scanning cycle is i, the following expression (3) is established. r 3 = ip = mr 1 (3) If the focal length of the collimator lens 010 is f 1 and the diameter of the laser beam emitted from the collimator lens 010 is D, then (4) The formula holds.

【数1】 [Equation 1]

【0026】このレーザビームL1,L2はアパーチャ配
設位置で光軸と交わった後、焦点距離f2のシリンドリ
カルレンズ012により前記回転多面鏡014の鏡面に
結像するので、その回転多面鏡014の鏡面に結像した
レーザビームL1,L2のスポットの副走査方向の径d2
はフレネルキルヒホッフの回折積分より(5)式で表せる 。 d2=(4α/π)(λf2/D)………………………………… (5)
Since the laser beams L 1 and L 2 intersect with the optical axis at the position where the apertures are arranged, they are focused on the mirror surface of the rotary polygon mirror 014 by the cylindrical lens 012 having the focal length f 2 , so that the rotary polygon mirror. The diameter d 2 of the spots of the laser beams L 1 and L 2 formed on the mirror surface of 014 in the sub-scanning direction
Can be expressed by Eq. (5) from the Fresnel Kirchhoff diffraction integral. d 2 = (4α / π) (λf 2 / D) …………………………………… (5)

【0027】なお、前記(5)式のαの値は、前記アパー
チャ011の副走査方向の径によって定まる定数であ
る。たとえば、アパーチャ011の径daが前記コリメ
ート化された外径Dのレーザビームの最高強度部分(ビ
ーム中心部分)の1/2の強度を有する部分の径と同じ
大きさの径(以下、このような大きさの径を「1/2強
度径」というように表現する。この1/2強度径はガウ
ス型の強度分布を有するビームの場合D/1.70=0.
59Dである。)であるならば、図11に示す通りαの
値は、 α=1.94 である。同様に、アパーチャ011の内径が1/e2強度
径(すなわち、レーザビームの最高強度部分の1/e2
0.135の強度を有する部分の径と同じ大きさの径)
ならば、αの値は、 α=1.28 である。また、アパーチャ011の内径が前記コリメー
トされたレーザビームの径Dよりも非常に大きいかまた
はアパーチャ011を用いない場合には、αの値は、 α=1 である。
The value of α in the equation (5) is a constant determined by the diameter of the aperture 011 in the sub-scanning direction. For example, the diameter da of the aperture 011 is the same as the diameter of a portion having a half intensity of the highest intensity portion (beam central portion) of the collimated laser beam having the outer diameter D (hereinafter, referred to as A diameter of a certain size is expressed as “1/2 intensity diameter.” This 1/2 intensity diameter is D / 1.70 = 0.0.0 for a beam having a Gaussian intensity distribution.
59D. ), The value of α is α = 1.94 as shown in FIG. Similarly, the inner diameter of the aperture 011 is 1 / e 2 intensity diameter (that is, 1 / e 2 of the highest intensity portion of the laser beam =
(The diameter is the same as the diameter of the part with 0.135 strength)
Then, the value of α is α = 1.28. If the inner diameter of the aperture 011 is much larger than the diameter D of the collimated laser beam or if the aperture 011 is not used, the value of α is α = 1.

【0028】また、焦点距離f1のコリメートレンズ0
10および焦点距離f2のシリンドリカルレンズ012
から構成される第1走査光学系M1の横倍率m1は(6)式
で表せる。 m1=f2/f1 ─────────── (6) 前記(4),(5),(6)式より次式(7)が得られる。 d2=(4α/π)(λf2/D)=(4α/π)(λf2/f1θ1) =(4α/π)(λm1/θ1)……………………… (7) 回転多面鏡014と感光体表面018aとの間の第2走
査光学系M2の絞りはレーザビーム径に対して非常に大
きく設定しておけば、(8)式が成り立つ。 d3=m22 ………………………………………… (8) (7),(8)式より、 d3=(4α/π)λm12/θ1=(4α/π)λm/θ1 ………(9)
Further, the collimating lens 0 having the focal length f 1
10 and a cylindrical lens 012 having a focal length f 2
The lateral magnification m 1 of the first scanning optical system M 1 composed of can be expressed by equation (6). m 1 = f 2 / f 1 ─────────── (6) From the equations (4), (5) and (6), the following equation (7) is obtained. d 2 = (4α / π) (λf 2 / D) = (4α / π) (λf 2 / f 1 θ 1 ) = (4α / π) (λm 1 / θ 1 ) …………………… (7) If the diaphragm of the second scanning optical system M 2 between the rotary polygon mirror 014 and the photosensitive member surface 018a is set to be very large with respect to the laser beam diameter, the formula (8) is established. d 3 = m 2 d 2 …………………………………… (8) From equations (7) and (8), d 3 = (4α / π) λm 1 m 2 / θ 1 = (4α / π) λm / θ 1 ……… (9)

【0029】前述のように、K=d3/pであるから、
これと(9)式より、(10)式が得られる。 Kp=(4α/π)λm/θ1 ……………………………(10) 前記(3),(10)式より次式(11)が得られる。 K/i=(4α/π)λ/r1θ1 ………………………(11) この(11)式を変形して前記(1)式が得られる。前記(1)式
において、Kの値を1.4〜1.8の範囲で適当に定める
ことにより、他のパラメータの値も容易に定めることが
可能になる。
As mentioned above, since K = d 3 / p,
From this and equation (9), equation (10) is obtained. Kp = (4α / π) λm / θ 1 (10) From the above equations (3) and (10), the following equation (11) is obtained. K / i = (4α / π) λ / r 1 θ 1 (11) The formula (1) is obtained by modifying the formula (11). In the equation (1), by appropriately setting the value of K within the range of 1.4 to 1.8, it becomes possible to easily set the values of other parameters.

【0030】本発明は、前述の事情および研究結果に鑑
み、複数のレーザビームを用いたマルチビーム走査光学
系において、中間調画像の階調再現性および線画像再現
性を向上させることを課題とする。
In view of the above circumstances and research results, it is an object of the present invention to improve the gradation reproducibility and the line image reproducibility of a halftone image in a multi-beam scanning optical system using a plurality of laser beams. To do.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本出願の第1発明のマルチビーム走査光学系は、次
の構成を備えたことを特徴とする。すなわち、各々独立
に変調されたLD駆動信号によりそれぞれ駆動されると
ともに発振位置が距離r1離れて配置された複数のレー
ザダイオードを有するレーザアレイと、 前記複数のレ
ーザダイオードの出力する副走査方向の広がり角θ1
波長λの複数のレーザビームをコリメート光にするコリ
メートレンズおよび前記コリメート光にされたレーザビ
ームを回転多面鏡の鏡面に収束させる副走査方向に光学
的パワーを有する第1副走査方向パワー光学部材から成
る第1走査光学系と、前記回転多面鏡と感光体表面との
間に配設されたf-θレンズおよびこのf-θレンズから
出射したレーザビームを感光体表面の副走査方向Yに所
定の飛び越し走査周期iだけ離れた位置で収束させる副
走査方向Yに光学的パワーを有する第2副走査方向パワ
ー光学部材とから成る第2走査光学系と、を備えたマル
チビーム走査光学系において、前記コリメート光にされ
た複数のレーザビームが第1走査光学系の光軸とおおむ
ね交わる位置にアパーチャを配設し、前記各パラメータ
1,λ,θ1,およびiが次式を満足するように定めら
れたマルチビーム走査光学系。 K= (4α/π)(iλ/r1θ1) 但し、1.4≦K≦1.8であり、αは、アパーチャの副
走査方向Yの径に依存する値で、前記第1副走査方向パ
ワー光学部材の焦点距離をf2、前記アパーチャに入射
するコリメート光とされたレーザビームの副走査方向の
径をD、前記回転多面鏡の鏡面に収束するレーザビーム
の副走査方向の径をd2としたときに、d2=(4α/
π)λf2/Dを満たす値である。また、本出願の第2
発明のマルチビーム走査光学系は、前記第1発明のマル
チビーム走査光学系において、1.28≦α≦1.94と
したことを特徴とする。また、本出願の第2発明のマル
チビーム走査光学系は、前記第1または第2発明のマル
チビーム走査光学系において、前記複数のレーザビーム
(L1,L2)の個数をnとした場合、前記飛び越し走査
周期iと前記レーザビーム数nとが互いに素であること
を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the multi-beam scanning optical system of the first invention of the present application is characterized by having the following constitution. That is, a laser array having a plurality of laser diodes each driven by an independently modulated LD drive signal and having oscillating positions separated by a distance r 1; and a laser array in the sub-scanning direction output by the plurality of laser diodes. A collimating lens for collimating a plurality of laser beams having a divergence angle θ 1 and a wavelength λ, and a first sub-scan having optical power in a sub-scanning direction for converging the laser beams converted into the collimated light on a mirror surface of a rotating polygon mirror. A first scanning optical system composed of a directional power optical member, an f-θ lens disposed between the rotary polygon mirror and the surface of the photoconductor, and a laser beam emitted from the f-θ lens on the subsurface of the photoconductor. Second sub-scanning direction power light having optical power in the sub-scanning direction Y that is converged at a position separated by a predetermined interlaced scanning period i in the scanning direction Y. A multi-beam scanning optical system including a second scanning optical system including a member, and an aperture is disposed at a position where the plurality of laser beams converted into the collimated light approximately intersect with the optical axis of the first scanning optical system. , A multi-beam scanning optical system in which the respective parameters r 1 , λ, θ 1 and i satisfy the following expressions. K = (4α / π) (iλ / r 1 θ 1 ) However, 1.4 ≦ K ≦ 1.8, and α is a value depending on the diameter of the aperture in the sub-scanning direction Y, and the first sub The focal length of the power optical member in the scanning direction is f 2 , the diameter of the collimated laser beam incident on the aperture in the sub-scanning direction is D, and the diameter of the laser beam converging on the mirror surface of the rotating polygon mirror in the sub-scanning direction. the when and d 2, d 2 = (4α /
π) λf 2 / D. In addition, the second of the present application
The multi-beam scanning optical system of the invention is characterized in that in the multi-beam scanning optical system of the first invention, 1.28 ≦ α ≦ 1.94. The multi-beam scanning optical system of the second invention of the present application is the multi-beam scanning optical system of the first or second invention, wherein the number of the plurality of laser beams (L 1 , L 2 ) is n. The interlaced scanning period i and the laser beam number n are relatively prime.

【0032】[0032]

【作用】前述の構成を備えた本出願の第1,第2発明に
よれば、(4α/π)iλ/r 1θ1の値が1.4〜1.8
の間の適当な値となるように、前記各パラメータα,
i,λ,r1,θ1の値を定めることにより、感光体表面
のレーザビームのスポットの副走査方向の径を走査ライ
ンの幅(走査ピッチ)で割った値Kが1.4〜1.8の間
の適当な値に設定されることになる。そしてKがこのよ
うな値に設定されたマルチビーム走査光学系は階調再現
性および線画像再現性が良好である。
In the first and second inventions of the present application having the above-described structure,
Therefore, (4α / π) iλ / r 1θ1Value of 1.4 to 1.8
So that each of the parameters α,
i, λ, r1, Θ1By setting the value of
Of the laser beam spot in the sub-scanning direction
The value K divided by the width of the scan (scan pitch) is between 1.4 and 1.8.
Will be set to an appropriate value. And K is this
Multi-beam scanning optical system set to such a value reproduces gradation
And line image reproducibility are good.

【0033】[0033]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。図1Aは同実施例の走査光学系の平面図の略図、
図1Bは同側面図の略図である。この図1A,1Bにお
いて、前記図7A,7Bの構成要素に対応する構成要素
には、図7A,7Bの符号の最上位桁の0を除いた符号
を付して重複する詳細な説明は省略する。この図1A,
1Bの構成要素16は第2副走査方向パワー光学部材で
あり、前記図7A,7Bのシリンドリカルレンズ016
の代わりにシリンドリカルミラーを採用しているが、他
の構成要素は図7A,7Bと同様の構成要素を採用して
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic plan view of the scanning optical system of the embodiment,
FIG. 1B is a schematic view of the same side view. In FIGS. 1A and 1B, the components corresponding to the components of FIGS. 7A and 7B are denoted by the reference numerals other than the most significant digit 0 of the reference numerals of FIGS. 7A and 7B, and the duplicated detailed description is omitted. To do. This Figure 1A,
The component 16 of 1B is the second sub-scanning direction power optical member, and is the cylindrical lens 016 of FIGS. 7A and 7B.
Although a cylindrical mirror is used instead of, the other constituent elements are the same as those in FIGS. 7A and 7B.

【0034】図1A,1Bにおいて、符号10〜13で
示された光学部材により第1走査光学系M1が構成され
ており、その副走査方向の横倍率はm1である。図1B
において、コリメートレンズ10の焦点距離をf1、シ
リンドリカルレンズ(第1副走査方向光学部材)12の
焦点距離をf2、f-θレンズ15の焦点距離をf3、シ
リンドリカルミラー16の焦点距離をf4とする。そし
て、レーザアレイ1と回転多面鏡14との間に配置され
た、コリメートレンズ10、アパーチャ11、シリンド
リカルレンズ12およびミラ−13から構成される第1
走査光学系M1の副走査方向Yの横倍率をm1、とし、回
転多面鏡14と感光体表面18aとの間に配置されたf-
θレンズ15およびシリンドリカルミラー16から構成
された第2走査光学系M2の副走査方向の横倍率をm2
し、これらの横倍率m 1,m2の両光学系を合成したマル
チビーム走査光学系Mの横倍率をmとする。
1A and 1B, reference numerals 10 to 13
The first scanning optical system M by the optical member shown1Is configured
The lateral magnification in the sub-scanning direction is m1Is. Figure 1B
, The focal length of the collimating lens 10 is f1, Shi
Of the cylindrical lens (first sub-scanning direction optical member) 12
Focal length f2, F-θ lens 15 focal length f3, Shi
The focal length of the cylindrical mirror 16 is fFourAnd That
Is arranged between the laser array 1 and the rotary polygon mirror 14.
Also, collimator lens 10, aperture 11, cylinder
First composed of rectal lens 12 and mirror-13
Scanning optical system M1Lateral magnification in the sub-scanning direction Y of m1, And then times
F- disposed between the polygonal mirror 14 and the surface 18a of the photoconductor
Consists of a θ lens 15 and a cylindrical mirror 16.
Second scanning optical system M2Lateral magnification in the sub-scanning direction of m2When
And these lateral magnification m 1, M2Mar, which is a combination of both optical systems
The lateral magnification of the beam scanning optical system M is m.

【0035】また、レーザダイオードLD1およびLD2
のそれぞれのレーザビーム出射位置の間隔をr1、レー
ザダイオードLD1およびLD2から出射するレーザビー
ムL1およびL2のそれぞれの副走査方向の広がり角をθ
1とする。そして、これらのレーザビームL1およびL2
は前記横倍率m1の第1走査光学系M1を通って、一旦回
転多面鏡14に副走査方向の径d2を形成して収束する
ように構成されている。そして、回転多面鏡14で反射
したレーザビームL1,L2は前記横倍率m2の第2走査
光学系M2を通って感光体表面18aに副走査方向Yの径
3のスポットa,bを、副走査方向Yに間隔r3だけ離
れた位置に形成するように構成されている。
Further, the laser diodes LD 1 and LD 2
Interval r 1 of the respective laser beam emitting position, the spread angle of each of the sub-scanning direction of the laser beams L 1 and L 2 emitted from the laser diode LD 1 and LD 2 theta of
Set to 1 . Then, these laser beams L 1 and L 2
Passes through the first scanning optical system M 1 having the lateral magnification m 1 and once forms a diameter d 2 in the sub-scanning direction on the rotary polygon mirror 14 to converge. Then, the laser beams L 1 and L 2 reflected by the rotary polygon mirror 14 pass through the second scanning optical system M 2 having the lateral magnification m 2 and are spotted a on the surface 18a of the photosensitive member with a diameter d 3 in the sub scanning direction Y, b is formed at a position separated by a distance r 3 in the sub-scanning direction Y.

【0036】この図1A,1Bに示されたマルチビーム
走査光学系の実施例の前記各パラメータは次のように設
定されている。 λ=0.78μm r1=10μm θ1=13.5゜=0.235(ラジアン) f1=25mm f2=419.43mm m1=f2/f1=16.78 α =1.28 m2=0.5588 m =m1・m2=9.377 p=31.25μm
The parameters of the embodiment of the multi-beam scanning optical system shown in FIGS. 1A and 1B are set as follows. λ = 0.78 μm r 1 = 10 μm θ 1 = 13.5 ° = 0.235 (radian) f 1 = 25 mm f 2 = 419.43 mm m 1 = f 2 / f 1 = 16.78 α = 1.28 m 2 = 0.5588 m = m 1 · m 2 = 9.377 p = 31.25 μm

【0037】前記各パラメータが前述のように設定され
ている場合、感光体表面18a上のスポットa,bの副
走査方向の径d3および各スポットa,b間の間隔r3
値を次に計算してみる。 r3=r1・m=93.77μm ∴i=r3/p=93.77/31.25=3 また、 D=f1・θ1=25×0.235=5.9(mm) ∴d2=(4α/π)λf2/D=90μm ∴d3=d2・m2=90×0.5588 =50μm ∴K=d3/p=50μm/31.25μm =1.6
When the above parameters are set as described above, the values of the diameter d 3 of the spots a and b on the photosensitive member surface 18a in the sub scanning direction and the value of the interval r 3 between the spots a and b are as follows. Try to calculate. r 3 = r 1 · m = 93.77 μm ∴i = r 3 /p=93.77/31.25=3 Also, D = f 1 · θ 1 = 25 × 0.235 = 5.9 (mm) ∴d 2 = (4α / π) λf 2 / D = 90 μm ∴d 3 = d 2 · m 2 = 90 × 0.5588 = 50 μm ∴K = d 3 / p = 50 μm / 31.25 μm = 1.6

【0038】したがって、前述のように各パラメータが
設定された図1A,1Bのマルチビーム走査光学系Mは
前記感光体表面18aに図2で示すようなレーザビーム
1,L2のスポットa,bを形成する。この図2におい
て、飛び越し走査周期i=3であり、2本のレーザビー
ムL1 ,L2 の感光体表面18a上でのスポットa,b
の間隔r3=ip=3pである。
Therefore, in the multi-beam scanning optical system M shown in FIGS. 1A and 1B in which the respective parameters are set as described above, the spots a of the laser beams L 1 and L 2 shown in FIG. b is formed. In FIG. 2, the interlaced scanning period i = 3, and the spots a and b of the two laser beams L 1 and L 2 on the surface 18a of the photoconductor are shown.
Is r 3 = ip = 3p.

【0039】この図2においては、走査番号(1)におい
て第2レーザビームL2 が第2走査ラインの走査を行っ
た後、走査番号(2)以降において第2レーザビームL2
が第4,6,…走査ラインの走査を行うと同時に、第1
レーザビームL1 は3ライン前の第1,3,5,…走査
ラインの走査を同時に行うことになる。このような走査
ピッチp=31.25μmの走査光学系においては、1m
m/31.25μm=32dot/mmの解像力で感光体表面
18aに画像を書き込むことができる。そして、前記パ
ラメータの値が前述のように設定された図1A,1Bに
示す走査光学系は、前記K(=d3/p=1.6)の値が
1.4〜1.8の範囲に入るので、良好な画像再現を得る
ことが可能である。
[0039] In this Figure 2, after the scan number (1) and the second laser beam L 2 was scanned in the second scan line, scan number (2) a second laser in the subsequent beam L 2
Scans the 4th, 6th, ...
The laser beam L 1 simultaneously scans the first , third, fifth, ... In a scanning optical system with such a scanning pitch p = 31.25 μm, 1 m
An image can be written on the surface 18a of the photoconductor with a resolution of m / 31.25 μm = 32 dots / mm. In the scanning optical system shown in FIGS. 1A and 1B in which the values of the parameters are set as described above, the value of K (= d 3 /p=1.6) is in the range of 1.4 to 1.8. Therefore, it is possible to obtain good image reproduction.

【0040】次に、前記図1A,1B,および図2で説
明した解像度が32dot/mmで、前記K(=d3/p)の
値が1.4〜1.8の範囲に入るようなマルチビーム走査
光学系のパラメータの設定方法について説明する。ここ
では、前記マルチビーム走査光学系のレーザアレイ1と
して、前記レーザダイオードLD1,LD2から出射する
レーザビームL1,L2の副走査方向(ヘテロ界面に平行
な方向)の広がり角θ1=13.5゜、波長λ=0.78
μmのものを用いるものとする。なお、レーザダイオー
ドLD1およびLD2間の距離r1の値は後で決定する。
Next, the resolution described with reference to FIGS. 1A, 1B and 2 is 32 dots / mm, and the value of K (= d 3 / p) is in the range of 1.4 to 1.8. A method of setting parameters of the multi-beam scanning optical system will be described. Here, the multi-beam as a laser array 1 of the scanning optical system, the laser diode LD 1, the spread angle theta 1 of the laser beam L 1 emitted from the LD 2, L 2 in the sub-scanning direction (heterointerface direction parallel to) = 13.5 °, wavelength λ = 0.78
The one with μm is used. The value of the distance r 1 between the laser diodes LD 1 and LD 2 will be determined later.

【0041】前記解像力32dot/mmの場合、走査ピッ
チpは、 p=1000/32=31.25(μm) となる。また、前述したように、画像再現に好適なK=
3/pの値は、 1.4≦K(=d3/p)≦1.8 である。そこで、 d3/p=1.6 とすると、 d3=50μm となる。
When the resolution is 32 dots / mm, the scanning pitch p is p = 1000/32 = 31.25 (μm). Further, as described above, K = which is suitable for image reproduction
The value of d 3 / p is 1.4 ≦ K (= d 3 /p)≦1.8. Therefore, if d 3 /p=1.6, then d 3 = 50 μm.

【0042】ここで、前記回転多面鏡14と感光体表面
18aとの間に配置する第2走査光学系M2の前記横倍率
2として適当な値、たとえば、 m2=0.5588 を採用すると、回転多面鏡14に形成されるレーザビー
ムL1,L2のスポットの副走査方向Yの径d2は、 d2=d3/m2=89μm となる。なお、前記横倍率m2=0.5588となる走査
光学系M2は、その構成要素のパラメータをたとえば、
次の(イ)〜(ホ)ように定めることにより得られる。すなわ
ち、 (イ) f-θレンズ15の焦点距離f3=358.75mm、 (ロ) シリンドリカルミラー16の焦点距離f4=10
9.88mm、 (ハ) 回転多面鏡14の面からf-θレンズ15の主点ま
での距離133.01mm 、(ニ) シリンドリカルミラー16の主点から感光体表
面18aまでの距離147.79mm、 (ホ) f-θレンズ15とシリンドリカルミラー16との
主点間距離210.96mm、
Here, an appropriate value is adopted as the lateral magnification m 2 of the second scanning optical system M 2 arranged between the rotary polygon mirror 14 and the photosensitive member surface 18a, for example, m 2 = 0.5588. Then, the diameter d 2 of the spots of the laser beams L 1 and L 2 formed on the rotary polygon mirror 14 in the sub-scanning direction Y is d 2 = d 3 / m 2 = 89 μm. In the scanning optical system M 2 with the lateral magnification m 2 = 0.5588, the parameters of its constituent elements are, for example,
It is obtained by defining the following (a) to (e). That is, (a) the focal length of the f-θ lens 15 f 3 = 358.75 mm, (b) the focal length of the cylindrical mirror 16 f 4 = 10.
9.88 mm, (c) distance from the surface of the rotary polygon mirror 14 to the principal point of the f-θ lens 15 133.01 mm, (d) distance from the principal point of the cylindrical mirror 16 to the photoconductor surface 18a 147.79 mm, (E) Distance between principal points of the f-θ lens 15 and the cylindrical mirror 16 is 210.96 mm,

【0043】次に、シリンドリカルレンズ12の焦点距
離f2として適当な値、たとえば、 f2=419.43mm を採用し、このシリンドリカルレンズ12に入射するコ
リメート光束のピーク強度の1/e2の強度を持つ部分の
副走査方向Yの径をコリメート光の副走査方向の直径D
とし、ピーク強度の1/e2の強度を持つ部分の径に等
しい内径を有するアパーチャ(α=1.28となるアパ
ーチャ)を用いた場合、フレネルキルヒホッフの回折積
分の式より、 d2=(4×1.28/π)×(λf2/D) である。ここで、レーザダイオードLD1,LD2の発振
波長λは、 λ=0.78μm であるから、 D=5.9mm となる。 また、 D=f1・θ1 であり、前述のようにθ1=13.5゜(=0.235ラ
ジアン)であるから、 f1=25mm となる。
Next, an appropriate value, for example, f 2 = 419.43 mm, is adopted as the focal length f 2 of the cylindrical lens 12, and the intensity of 1 / e 2 of the peak intensity of the collimated light beam incident on this cylindrical lens 12 is adopted. The diameter in the sub-scanning direction Y of the portion having
And an aperture having an inner diameter equal to the diameter of the portion having an intensity of 1 / e 2 of the peak intensity (aperture with α = 1.28) is used, d 2 = (from the Fresnelkirchhoff diffraction integral equation 4 × 1.28 / π) × (λf 2 / D). Here, since the oscillation wavelength λ of the laser diodes LD 1 and LD 2 is λ = 0.78 μm, D = 5.9 mm. Further, since D = f 1 · θ 1 and θ 1 = 13.5 ° (= 0.235 radian) as described above, f 1 = 25 mm.

【0044】前記f1,f2の値より、 m1=f2/f1=16.78 となる。したがって、マルチビーム走査光学系M全体の
横倍率mは、 m=m1・m2=16.78・0.5588 =9.377 となる。ところで、図2に示す場合、飛び越し走査周期
i=3、走査ピッチp=31.25μmであるから、 r3=i・p=93.75μm である。したがって、レーザアレイ1のレーザダイオー
ドLD1およびLD2間の距離r1は、 r1=r3/m=93.75/9.377 =10μm すなわち、マルチビーム走査光学系Mの各構成要素のパ
ラメータを前述のようにして設定することにより画像再
現性の良好なレーザ走査装置を得ることができる。
From the values of f 1 and f 2 described above, m1 = f 2 / f 1 = 16.78. Therefore, the lateral magnification m of the entire multi-beam scanning optical system M is m = m 1 · m 2 = 16.78 · 0.5588 = 9.377. By the way, in the case shown in FIG. 2, since the interlaced scanning period i = 3 and the scanning pitch p = 31.25 μm, r 3 = i · p = 93.75 μm. Therefore, the distance r 1 between the laser diodes LD 1 and LD 2 of the laser array 1 is r 1 = r 3 /m=93.75/9.377 = 10 μm, that is, each component of the multi-beam scanning optical system M. By setting the parameters as described above, it is possible to obtain a laser scanning device having good image reproducibility.

【0045】以上のパラメータの定め方をまとめると次
のようである。すなわち、θ1=13.5゜のレーザアレ
イを用いて、画像再現性の良好な解像力32dotの走査
光学系を得る場合、先ず、d3の値を定め、次に適当な
横倍率m2を有する第2走査光学系を採用する。そうす
ると、d2の値が定まる。次に、適当な焦点距離f2を有
するシリンドリカルレンズ(第1副走査方向パワー光学
部材)12を適当に選択するとともに、フレネルキルヒ
ホッフの回折積分により定まるαの値として適当な値た
とえば、α=1.28を選択すれば、式(5)からコリメー
ト光の副走査方向の径Dが定まる。そして、コリメート
光の径Dとθ1よりコリメートレンズの焦点距離f1を定
めることができる。f1およびf2が定まればm1が定ま
り、m1とm2からmが定まる。そして、mが定まればr
1が定まる。このようにして、使用するレーザアレイ1
の仕様が定まる。
The method of defining the above parameters is summarized as follows. That is, when a scanning optical system having a resolution of 32 dots with good image reproducibility is obtained by using a laser array with θ 1 = 13.5 °, first, the value of d 3 is determined, and then an appropriate lateral magnification m 2 is set. The 2nd scanning optical system which has is adopted. Then, the value of d 2 is determined. Next, a cylindrical lens (first optical power member in the sub-scanning direction) 12 having an appropriate focal length f 2 is appropriately selected, and an appropriate value of α determined by Fresnel Kirchhoff's diffraction integral, for example, α = 1 If .28 is selected, the diameter D of the collimated light in the sub-scanning direction is determined from equation (5). Then, the focal length f 1 of the collimating lens can be determined from the diameter D of the collimated light and θ 1 . When f 1 and f 2 are determined, m 1 is determined, and m is determined from m 1 and m 2 . Then, if m is determined, r
1 is set. In this way, the laser array 1 to be used
Specifications are determined.

【0046】ところで、前述のようにα=1.28≦α
≦1.94と定めることは、アパーチャ11の副走査方
向の内径をコリメート光の副走査方向の1/2強度径
(すなわち、D/1.70=0.59D)以上にし且つ1
/e2強度径(すなわちD)以下にするということである
が、αをこのように定めると、次の理由によりきわめて
すぐれた走査光学系を得ることができる。すなわち、一
般にレーザビームの光量分布はガウス分布をしているた
め、アパーチャ11の内径を前記コリメート光の1/2
強度径よりも小さくしていくと、アパーチャ11によっ
て遮断される光量(ケラレ光量)が急激に増加する。す
なわち、光量の損失が大きくなって都合が悪い。
By the way, as described above, α = 1.28 ≦ α
≦ 1.94 means that the inner diameter of the aperture 11 in the sub-scanning direction is equal to or greater than 1/2 intensity diameter of the collimated light in the sub-scanning direction (that is, D / 1.70 = 0.59D) and 1
/ E 2 Intensity diameter (that is, D) or less, but if α is determined in this way, an extremely excellent scanning optical system can be obtained for the following reason. That is, since the light quantity distribution of the laser beam generally has a Gaussian distribution, the inner diameter of the aperture 11 is set to 1/2 of that of the collimated light.
When the intensity is made smaller, the amount of light blocked by the aperture 11 (amount of vignetting light) sharply increases. That is, the loss of light amount becomes large, which is not convenient.

【0047】また、アパーチャ11を通過するレーザ光
にはアパーチャ11の内径を直接通過する光と回折して
通過する光とがあるが、感光体表面18aのレーザビー
ムのスポットの径は、前記2つの光の重ね合わせ、すな
わちフレネルキルヒホッフの回折積分によって定められ
る。したがって、アパーチャ11の内径を1/2より大
きくしていくと回折の影響が減少するため、レーザビー
ム径の変動に伴って、前記スポットの径が図12に示す
通り変動し易くなり、前記スポットの径の調節が難しく
なるのである。0.58≦T≦1の範囲すなわち1.28
≦α≦1.94の範囲にアパーチャの径を定めるとアパ
ーチャに入射するビーム径の変動による感材面上のスポ
ット径の変動が小さくてすみ、走査光学系の設計も容易
となる。
The laser light passing through the aperture 11 includes light that directly passes through the inner diameter of the aperture 11 and light that diffracts and passes therethrough. The diameter of the spot of the laser beam on the surface 18a of the photoconductor is 2 as described above. It is defined by the superposition of two lights, the Fresnel Kirchhoff diffraction integral. Therefore, if the inner diameter of the aperture 11 is made larger than ½, the influence of diffraction is reduced, so that the diameter of the spot easily changes as shown in FIG. It is difficult to adjust the diameter of the. Range of 0.58 ≦ T ≦ 1, ie 1.28
If the diameter of the aperture is set within the range of ≤α≤1.94, the variation of the spot diameter on the surface of the photosensitive material due to the variation of the diameter of the beam incident on the aperture is small, and the design of the scanning optical system becomes easy.

【0048】以上は、レーザダイオードLD1,LD2
ら出射するレーザビームL1,L2の広がり角θ1=13.
5゜と波長λ=0.78μmとを予め設定しておいて、
後で前記K=d3/pを所望の値に設定するためのr1
決めることにより、画像再現性の良好なマルチビーム走
査光学系を得る方法であるが、次に、使用するレーザア
レイのレーザダイオードLD1,LD2間の距離r1=1
0μmおよび波長λ=0.78μmを予め設定しておい
て、後でθ1を決める場合について説明する。
The above is the divergence angle θ 1 of the laser beams L 1 and L 2 emitted from the laser diodes LD 1 and LD 2 = 13.
Set 5 ° and wavelength λ = 0.78 μm in advance,
This is a method of obtaining a multi-beam scanning optical system with good image reproducibility by determining r 1 for setting K = d 3 / p to a desired value later. R 1 = 1 between the laser diodes LD 1 and LD 2 of
A case will be described in which 0 μm and wavelength λ = 0.78 μm are set in advance and θ 1 is determined later.

【0049】前述と同様に解像力32dot/mmの場合、
走査ピッチpは、 p=1000/32=31.25(μm) となる。また、前述したように、階調再現に好適なK=
d3/pの値は、 1.4≦K(=d3/p)≦1.8 である。そこで、 d3/p=1.6 とすると、 d3=50μm となる。そして、 r3=i・p=93.75μm となる。したがって、 m=r3/r1=93.75/10 =9.375 となる。
Similar to the above, when the resolution is 32 dots / mm,
The scanning pitch p is p = 1000/32 = 31.25 (μm). Further, as described above, K = which is suitable for gradation reproduction
The value of d3 / p is 1.4 ≦ K (= d 3 /p)≦1.8 . Therefore, if d 3 /p=1.6, then d 3 = 50 μm. Then, r 3 = i · p = 93.75 μm. Therefore, m = r 3 / r 1 = 93.75 / 10 = 9.375.

【0050】次に前述と同様にして、前記回転多面鏡1
4と感光体表面18aとの間に配置された第2走査光学
系M2の前記横倍率m2を、 m2=0.5588 に設定すると、d2は、 d2=d3/m2=89μm となる。次に、シリンドリカルレンズ12として、 f2=419.43mm のものを採用することにすると、前述と同様に、 d2=(1.6λf2)/D である。ここで、d2,λ,f2は既知であるから、 D=5.9mm となる。ところで、 m1=m/m2=f2/f1 であり、m,m2,f2は既知であるから、f1が定ま
る。また、 D=f1・θ1 であるから、θ1が定まる。
Next, in the same manner as described above, the rotary polygon mirror 1
4 and the lateral magnification m 2 of the second scanning optical system M 2 arranged between the photosensitive member surface 18a and m 2 = 0.5588, d 2 becomes d 2 = d 3 / m 2 = 89 μm. Next, if a f 2 = 419.43 mm lens is adopted as the cylindrical lens 12, then d 2 = (1.6λf 2 ) / D similarly to the above. Here, since d 2 , λ and f 2 are known, D = 5.9 mm. By the way, since m 1 = m / m 2 = f 2 / f 1 and m, m 2 and f 2 are known, f 1 is determined. Further, since D = f 1 · θ 1 , θ 1 is determined.

【0051】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載された本発明を逸脱することなく、種々の
小設計変更を行うことが可能である。たとえば、前述し
たパラメータの設定の仕方を利用することにより、各構
成要素のパラメータを種々異なる値に設定しながらK=
3/pの値は1.4〜1.8の範囲にあるマルチビーム
走査光学系を容易に得ることが可能である。また、用い
るレーザビームの本数は図7,8,9で説明したように
2以上の任意の数とすることが可能である。さらに、第
1副走査方向パワー光学部材12としてシリンドリカル
レンズの代わりにシリンドリカルミラーを使用したり、
第2副走査方向パワー光学部材16としてシリンドリカ
ルミラーの代わりにシリンドリカルレンズやホログラム
素子等を使用することが可能である。そして、ミラー1
3は省略することも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various small modifications can be made without departing from the present invention described in the claims. It is possible to make design changes. For example, by using the above-described parameter setting method, K =
It is possible to easily obtain a multi-beam scanning optical system in which the value of d 3 / p is in the range of 1.4 to 1.8. Further, the number of laser beams used can be an arbitrary number of 2 or more as described with reference to FIGS. Further, as the first sub-scanning direction power optical member 12, a cylindrical mirror may be used instead of the cylindrical lens,
As the second sub-scanning direction power optical member 16, it is possible to use a cylindrical lens, a hologram element, or the like instead of the cylindrical mirror. And mirror 1
3 can be omitted.

【0052】[0052]

【発明の効果】前述の本発明のマルチビーム走査光学系
によれば、前記(4α/π)iλ/r 1θ1の値が1.4
〜1.8の間の適当な値となるように、前記各パラメー
タα,i,λ,r1,θ1の値を定めることにより、感光
体表面のレーザビームのスポットの副走査方向の径を走
査ラインの幅(走査ピッチ)で割った値を1.4〜1.8
の間の適当な値に設定することができる。したがって、
本発明のマルチビーム走査光学系によれば、良好な画像
再現性を得ることができる。
The multi-beam scanning optical system of the present invention described above.
According to the above (4α / π) iλ / r 1θ1Value of 1.4
Each parameter should be set to an appropriate value between ~ 1.8.
Data α, i, λ, r1, By setting the value of θ1,
Traverse the spot of the laser beam on the body surface in the sub-scanning direction.
The value divided by the width of the inspection line (scanning pitch) is 1.4 to 1.8
Can be set to an appropriate value between. Therefore,
According to the multi-beam scanning optical system of the present invention, a good image can be obtained.
Reproducibility can be obtained.

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

【図1】 図1は本発明によるマルチビーム走査光学系
の一実施例の平面概略図および側面概略図である。
FIG. 1 is a schematic plan view and a schematic side view of an embodiment of a multi-beam scanning optical system according to the present invention.

【図2】 図2は同実施例の感光体表面上のレーザビー
ム径と走査ピッチとの関連を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a laser beam diameter on the surface of the photoconductor and a scanning pitch in the same embodiment.

【図3】 図3はマルチビーム走査光学系の従来例の平
面図および側面図である。
FIG. 3 is a plan view and a side view of a conventional example of a multi-beam scanning optical system.

【図4】 図4は同従来例のマルチビーム走査光学系の
レーザアレイ光源の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a laser array light source of a multi-beam scanning optical system of the conventional example.

【図5】 図5は従来例の感光体表面上のレーザビーム
(スポット)と走査間隔との関連を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a laser beam (spot) on a surface of a photoconductor and a scanning interval in a conventional example.

【図6】 図5は他の従来例の感光体表面上のレーザビ
ーム(スポット)と走査間隔との関連を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a laser beam (spot) on the surface of a photosensitive member of another conventional example and a scanning interval.

【図7】 図7は前記図3に示す従来例のマルチビーム
走査光学系にアパーチャを配設したものの説明図であ
る。
7 is an explanatory view of the conventional multi-beam scanning optical system shown in FIG. 3 in which an aperture is arranged.

【図8】 図8は従来例の感光体表面上のレーザビーム
(スポット)数と走査間隔との関連を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the number of laser beams (spots) on the surface of a photoconductor and the scanning interval in a conventional example.

【図9】 図9は飛び越し周期の成立条件の説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a condition for establishing an interlace period.

【図10】 図10は飛び越し走査の条件を満たすレー
ザビーム数nと飛び越し周期iの組合わせを示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a combination of a laser beam number n and an interlace period i satisfying an interlaced scanning condition.

【図11】 図11は直径daのアパーチャの配設位置
におけるレーザビームの1/e2強度径Dとαとの関連
を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a 1 / e 2 intensity diameter D of a laser beam and α at a position where an aperture having a diameter da is provided.

【図12】 図12は直径daのアパーチャの配設位置
におけるレーザビームの1/e2強度径Dの変化とレー
ザスポット径との関連を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a change in 1 / e 2 intensity diameter D of a laser beam and a laser spot diameter at a position where an aperture having a diameter da is provided.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a,b…感光体表面のレーザビームのスポット、D…コ
リメート光とされたレーザビームの副走査方向の径、d
2…回転多面鏡の反射面のレーザビームの副走査方向の
径、d3…感光体表面のレーザビームの副走査方向の
径、f2…第1副走査方向パワー光学部材の焦点距離、
i…飛び越し走査周期、K…感光体表面のレーザビーム
の副走査方向の径d3を走査ピッチpで割った値、L1
2…レーザビーム、LD1,LD2…レーザダイオー
ド、M1…第1走査光学系、M2…第2走査光学系、M…
マルチビーム走査光学系、p…走査ピッチ、r1…レー
ザアレイに設けられた複数のレーザダイオード間の間
隔、r3…感光体表面上のレーザビームのスポットa,
b間の間隔、α…アパーチャの径に依存する値でキルヒ
ホッフの回折積分により定まる値、θ1…レーザダイオ
ードから出射するレーザビームの1/e2強度の広がり
角、λ…レーザビームの波長、1…レーザアレイ、10
…コリメートレンズ、11…アパーチャ、12…第1副
走査方向パワー光学部材(シリンドリカルレンズ)、1
4…回転多面鏡、15…f-θレンズ、16…第2副走
査方向パワー光学部材(シリンドリカルミラー)、18
a…感光体表面、
a, b ... Spot of laser beam on surface of photoconductor, D ... Diameter of collimated laser beam in sub-scanning direction, d
2 ... Diameter of laser beam on sub-scanning direction of reflecting surface of rotating polygon mirror, d 3 ... Diameter of laser beam on photoconductor surface in sub-scanning direction, f 2 ... Focal length of first sub-scanning direction power optical member,
i ... Interlaced scanning period, K ... A value obtained by dividing the diameter d 3 of the laser beam on the surface of the photoconductor in the sub-scanning direction by the scanning pitch p, L 1 ,
L 2 ... Laser beam, LD 1 , LD 2 ... Laser diode, M 1 ... First scanning optical system, M 2 ... Second scanning optical system, M ...
Multi-beam scanning optical system, p ... Scanning pitch, r 1 ... Spacing between a plurality of laser diodes provided in the laser array, r 3 ... Laser beam spot a on the photosensitive member surface,
b distance, α ... A value that depends on the diameter of the aperture and is determined by Kirchhoff's diffraction integration, θ 1 ... 1 / e 2 intensity divergence angle of the laser beam emitted from the laser diode, λ ... Laser beam wavelength, 1 ... Laser array, 10
... Collimating lens, 11 ... Aperture, 12 ... First sub-scanning direction power optical member (cylindrical lens), 1
4 ... Rotating polygon mirror, 15 ... f-.theta. Lens, 16 ... Second sub-scanning direction power optical member (cylindrical mirror), 18
a: surface of photoconductor,

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各々独立に変調されたLD駆動信号によ
りそれぞれ駆動されるとともに発振位置が距離r1離れ
て配置された複数のレーザダイオード(LD1,LD2
を有するレーザアレイ(1)と、 前記複数のレーザダイオード(LD1,LD2 )の出力す
る副走査方向の(1/e2)強度広がり角θ1で波長λの
複数のレーザビーム(L1,L2 )をコリメート光にする
コリメートレンズ(10)および前記コリメート光にさ
れたレーザビーム(L1,L2)を回転多面鏡(14)の
鏡面に収束させる副走査方向に光学的パワーを有する第
1副走査方向パワー光学部材(12)から成る第1走査
光学系(M1)と、 前記回転多面鏡(14)と感光体表面(18a)との間
に配設されたf-θレンズ(15)およびこのf-θレン
ズ(15)から出射したレーザビーム(L1,L 2)を感
光体表面(18a)の副走査方向Yに所定の飛び越し走
査周期iだけ離れた位置で収束させる副走査方向Yに光
学的パワーを有する第2副走査方向パワー光学部材(
16)とから成る第2走査光学系(M2)と、 を備えたマルチビーム走査光学系において、 前記コリメート光にされた複数のレーザビーム(L1
2)が第1走査光学系(M1)の光軸と交わる位置にア
パーチャ(11)を配設し、 前記各パラメータr1,λ,θ1,およびiが次式を満足
するように定められたマルチビーム走査光学系。 但し、 1.4≦K≦1.8であり、αは、アパーチャ(11)の
副走査方向の径に依存する値で、前記第1副走査方向パ
ワー光学部材(12)の焦点距離をf2、前記アパーチ
ャ(11)に入射するコリメート光とされたレーザビー
ム(L1,L2)の副走査方向の(1/e2)強度値径を
D、前記回転多面鏡(14)の鏡面に収束するレーザビ
ーム(L1,L2)の副走査方向の径をd2としたとき
に、d2=(4α/π)×(λf2/D)を満たす値であ
る。
1. An LD drive signal that is independently modulated is used.
And the oscillation position is distance r1Away
Laser diodes (LD1, LD2 )
A laser array (1) having a plurality of laser diodes (LD1, LD2 ) Output
In the sub-scanning direction (1 / e2) Strength spread angle θ1At wavelength λ
Multiple laser beams (L1, L2 ) As collimated light
The collimating lens (10) and the collimated light are
Laser beam (L1, L2) Of the rotating polygon mirror (14)
The optical power in the sub-scanning direction that converges on the mirror surface
First scanning consisting of power optical member (12) in one sub-scanning direction
Optical system (M1) Between the rotary polygon mirror (14) and the surface of the photoconductor (18a)
F-θ lens (15) and the f-θ lens
Laser beam (L1, L 2) Feeling
Predetermined jumping in the sub-scanning direction Y on the surface of the optical body (18a)
Light in the sub-scanning direction Y is converged at a position separated by the inspection cycle i.
Second sub-scanning direction power optical member having optical power (
16) and a second scanning optical system (M2) And a multi-beam scanning optical system including a plurality of laser beams (L1
L2) Is the first scanning optical system (M1) At a position that intersects the optical axis of
A percha (11) is provided, and each of the parameters r1, Λ, θ1, And i satisfy the following equation
A multi-beam scanning optical system defined to do.However, 1.4 ≦ K ≦ 1.8, and α is the aperture (11).
The value depends on the diameter in the sub-scanning direction,
The focal length of the optical member (12) is f2, The apert
Laser beam that is collimated light incident on the projector (11)
Mu (L1, L2) In the sub-scanning direction (1 / e2) Strength value diameter
D, a laser beam that converges on the mirror surface of the rotating polygon mirror (14)
Room (L1, L2), The diameter in the sub-scanning direction is d2When
And d2= (4α / π) × (λf2/ D)
It
【請求項2】 1.28≦α≦1.94とした請求項1記
載のマルチビーム走査光学系。
2. The multi-beam scanning optical system according to claim 1, wherein 1.28 ≦ α ≦ 1.94.
【請求項3】 前記複数のレーザビーム(L1,L2)の
個数をnとした場合、前記飛び越し走査周期iと前記レ
ーザビーム数nとが互いに素であることを特徴とする請
求項1または2記載のマルチビーム走査光学系。
3. The interlaced scanning period i and the laser beam number n are relatively prime to each other, where n is the number of the plurality of laser beams (L 1 , L 2 ). Alternatively, the multi-beam scanning optical system described in 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0782928A1 (en) * 1995-12-22 1997-07-09 Xerox Corporation Color xerographic printer with multiple linear arrays of surface emitting lasers with the same wavelengths
US5748223A (en) * 1995-04-20 1998-05-05 Fuji Xerox Co., Ltd. Image writing apparatus having a multi-beam scanning optical system for improving the quality of reproduced images
JP2000227564A (en) * 1999-02-05 2000-08-15 Minolta Co Ltd Multi-beam scanning optical device
JP2007276266A (en) * 2006-04-06 2007-10-25 Fuji Xerox Co Ltd Image forming device, and its motion controlling method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5748223A (en) * 1995-04-20 1998-05-05 Fuji Xerox Co., Ltd. Image writing apparatus having a multi-beam scanning optical system for improving the quality of reproduced images
EP0782928A1 (en) * 1995-12-22 1997-07-09 Xerox Corporation Color xerographic printer with multiple linear arrays of surface emitting lasers with the same wavelengths
JP2000227564A (en) * 1999-02-05 2000-08-15 Minolta Co Ltd Multi-beam scanning optical device
JP2007276266A (en) * 2006-04-06 2007-10-25 Fuji Xerox Co Ltd Image forming device, and its motion controlling method

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