JPH11218701A - Scanning optical device - Google Patents

Scanning optical device

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JPH11218701A
JPH11218701A JP1906898A JP1906898A JPH11218701A JP H11218701 A JPH11218701 A JP H11218701A JP 1906898 A JP1906898 A JP 1906898A JP 1906898 A JP1906898 A JP 1906898A JP H11218701 A JPH11218701 A JP H11218701A
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JP
Japan
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scanning
optical
light
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unit
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JP1906898A
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Japanese (ja)
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Kenichi Takanashi
健一 高梨
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning optical device using an LED array as a light source and having a high speed processing property, a wide optical scanning area and the high degree of freedom in optical arrangement. SOLUTION: A circuit board 2A loading an LED array 1A and its driving circuit, a coupling lens 3A for coupling beams emitted from respective LED emitting parts, a linear image forming optical system 4A for forming each outgoing beam from the lens 3A as a linear image oblong in a main scanning corresponding direction, a light deflecting means 5A having a deflecting reflection face 6A in the vicinity of each linear image and capable of simultaneously deflecting respective beams at an equal angular speed, and a scanning formed- image optical system 7A for converging respective deflected beams on a surface 8 to be scanned as mutually separated optical spots and arranging the position of the reflection face 6A of the means 5A and the position of the surface 8 as approximately conjugate relation in geometrical optics about a sub-scanning corresponding direction are united as an optical scanning unit, plural optical scanning units A, B are arranged in the main scanning corresponding direction of the common surface 8 to be scanned and the main scanning areas of respective units A, B are mutually continued.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は走査光学装置に関
する。
The present invention relates to a scanning optical device.

【0002】[0002]

【従来の技術】走査光学装置は、デジタルの複写装置や
光プリンタ等に関連して広く知られている。このような
光走査装置において、光走査による画像書込みの高速化
を目的として、一度に複数ラインを光走査するマルチビ
ーム式の走査光学装置の実現が意図されている。また、
光走査により画像書込みできる領域を拡大する方策とし
て、主走査方向に互いに分離した2系統の光束で、被走
査面を同時に光走査する「広域光走査装置」が知られて
いる(特開昭60−35712号公報)。ところで、従
来の走査光学装置においては、光源として発光強度の大
きい半導体レーザが用いられている。上記のマルチビー
ム式の走査光学装置における光源として半導体レーザア
レイを用いることも意図されているが、半導体レーザア
レイでアレイ化できる半導体レーザ発光部は高々数個に
過ぎず、同時に走査できるライン数も高々数ラインであ
る。また、上記広域光走査装置では、各光源からの光束
を偏向させるのに共通の回転多面鏡を用いており、この
ため、各光源や結像光学系のレイアウトに対する制約が
大きいという問題がある。一方、光書込装置として、従
来からLEDアレイ(発光ダイオードアレイ)を用いる
ものが知られている。LEDアレイは通常、数10〜数
100のLED発光部を有するので、このようなLED
アレイチップを発光部配列方向に密に配列し、セルフォ
ックレンズアレイのような「等倍結像系」を用い、各L
ED発光部の等倍像を被走査面上に結像させる。LED
アレイを用いる光書込装置の問題点は、多数のLEDア
レイのチップを直線上に密に配列しなければならないた
め、光源として多数のチップを必要とする点にある。例
えば、LEDアレイの代表的なものとして、1チップに
LED発光部を128個、400dpiの密度で有する
ものがあるが、このチップの長さは略8mmであるか
ら、例えば210mm幅の領域に書込みを行おうとすれ
ば、上記チップを26個配列する必要があり、チップ配
列における直線性も確保されねばならない。
2. Description of the Related Art Optical scanning devices are widely known in relation to digital copiers, optical printers and the like. In such an optical scanning device, a multi-beam type scanning optical device that optically scans a plurality of lines at a time is intended for the purpose of speeding up image writing by optical scanning. Also,
As a measure for enlarging an area in which an image can be written by optical scanning, a "wide-area optical scanning device" is known which optically scans a surface to be scanned simultaneously with two systems of light beams separated from each other in the main scanning direction (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60/1985). -35712). By the way, in a conventional scanning optical device, a semiconductor laser having a high emission intensity is used as a light source. Although it is intended to use a semiconductor laser array as a light source in the above-described multi-beam scanning optical device, the number of semiconductor laser light emitting units that can be arrayed by the semiconductor laser array is only a few at most, and the number of lines that can be simultaneously scanned is also limited. At most a few lines. Further, in the above-described wide area optical scanning device, a common rotary polygon mirror is used to deflect a light beam from each light source, and therefore, there is a problem that the layout of each light source and the imaging optical system is greatly restricted. On the other hand, as an optical writing device, a device using an LED array (light emitting diode array) is conventionally known. Since an LED array usually has several tens to several hundreds of LED light emitting units, such an LED
Array chips are densely arranged in the light emitting unit arrangement direction, and each L chip is used using a “1 × image forming system” such as a SELFOC lens array.
A 1: 1 image of the ED light emitting unit is formed on the surface to be scanned. LED
The problem with the optical writing device using an array is that a large number of LED array chips must be densely arranged in a straight line, and thus a large number of chips are required as light sources. For example, as a typical example of an LED array, one chip has 128 LED light emitting portions and a density of 400 dpi. Since the length of this chip is approximately 8 mm, for example, writing is performed in a region of 210 mm width. In order to perform the above, 26 chips must be arranged, and the linearity of the chip arrangement must be ensured.

【0003】上述した走査光学装置の場合、偏向光束に
よる被走査面の走査速度が大きいため光源として発光強
度の大きい半導体レーザを用いないと、被走査面の実体
をなす光導電性感光体を感光させて静電潜像を書き込む
ことが難しいという問題があり、このため、LEDを光
源とする走査光学装置は実用化されていなかった。しか
し近来、光導電性の感光体の感度が向上し、より少ない
光量での静電潜像形成が可能になってきている。
In the case of the above-described scanning optical device, the scanning speed of the surface to be scanned by the deflected light beam is high, so that unless a semiconductor laser having a high emission intensity is used as a light source, the photoconductive photoreceptor forming the substance of the surface to be scanned is exposed to light. Therefore, there is a problem that it is difficult to write an electrostatic latent image, and therefore, a scanning optical device using an LED as a light source has not been put to practical use. However, recently, the sensitivity of the photoconductive photoconductor has been improved, and it has become possible to form an electrostatic latent image with a smaller amount of light.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、LEDアレイを光源とし、高速で、光走査領
域が広く、光学系配置の自由度が高い走査光学装置の実
現を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a scanning optical device which uses an LED array as a light source, has a high speed, has a wide optical scanning area, and has a high degree of freedom in optical system arrangement. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明の走査光学装置
は複数の「光走査ユニット」を有する。光走査ユニット
の個々は、回路基板と、カップリングレンズと、線像結
像光学系と、光偏向手段と、走査結像光学系とを有す
る。「回路基板」は、LEDアレイと、その駆動回路を
搭載した基板である。「カップリングレンズ」は、LE
Dアレイの各LED発光部からの光束をカップリングす
る。このカップリングレンズは、光源となる上記各LE
D発光部に共通のレンズである。カップリングレンズの
作用は、各LED発光部からの光束を平行光束化する
「コリメート作用」でもよいし、上記各光束を弱い発散
性もしくは弱い集束性の光束とする作用でもよい。「線
像結像光学系」は、カップリングレンズからの各射出光
束を各々、主走査対応方向(各光走査ユニットにおい
て、光源から被走査面に至る光路上で主走査方向に対応
する方向をいう)に長い線像として結像させる光学系で
あり、上記各射出光束に共通である。線像結像光学系と
しては「副走査対応方向(各光走査ユニットにおいて、
光源から被走査面に至る光路上で副走査方向に対応する
方向をいう)にのみ正のパワーを持つシリンドリカルレ
ンズや凹シリンダミラー」を用いることができる。「光
偏向手段」は、線像結像光学系により結像した各線像の
近傍に偏向反射面を持ち、各光束を同時且つ等角速度的
に偏向させる。光偏向手段としては周知の回転多面鏡や
回転単面鏡、回転2面鏡を利用することができる。「走
査結像光学系」は、光偏向手段により等角速度的に偏向
された各光束に共通に配備され、各光束を被走査面上に
互いに分離した光スポットとして集光させる。走査結像
光学系は、光偏向手段の偏向反射面位置と被走査面位置
とを副走査対応方向に関して幾何光学的に略共役関係と
する。走査結像光学系は、レンズのみ、あるいは結像作
用を持つ凹面鏡により構成でき、さらには、結像機能を
持つ反射鏡とレンズとの混合系として構成することもで
きる。走査結像光学系は勿論、光スポットによる被走査
面の主走査を等速化する機能(fθ特性やリニアリテ
ィ)を有することが好ましい。
The scanning optical device of the present invention has a plurality of "optical scanning units". Each of the optical scanning units has a circuit board, a coupling lens, a line image forming optical system, a light deflecting unit, and a scanning image forming optical system. The “circuit board” is a board on which the LED array and its driving circuit are mounted. "Coupling lens" is LE
The luminous flux from each LED light emitting unit of the D array is coupled. This coupling lens is connected to each of the LEs serving as a light source.
This lens is common to the D light emitting unit. The action of the coupling lens may be a “collimating action” for converting the light flux from each LED light emitting section into a parallel light flux, or may be an action for converting each of the light fluxes into a weakly divergent or weakly converging light flux. The “line image forming optical system” converts each emitted light beam from the coupling lens into a main scanning corresponding direction (in each optical scanning unit, a direction corresponding to the main scanning direction on an optical path from a light source to a surface to be scanned). This is an optical system that forms an image as a long linear image, and is common to the above-mentioned respective emitted light beams. As the line image forming optical system, a “sub-scanning corresponding direction (in each optical scanning unit,
A cylindrical lens or a concave cylinder mirror having a positive power only in the direction corresponding to the sub-scanning direction on the optical path from the light source to the surface to be scanned). The “light deflecting unit” has a deflecting reflection surface near each line image formed by the line image forming optical system, and deflects each light beam simultaneously and at a constant angular velocity. As the light deflecting means, a well-known rotating polygon mirror, rotating single mirror, or rotating two-face mirror can be used. The “scanning optical system” is provided in common for each light beam deflected at a constant angular velocity by the light deflecting unit, and condenses each light beam as a light spot separated from each other on the surface to be scanned. The scanning imaging optical system makes the position of the deflecting reflection surface of the light deflecting means and the position of the surface to be scanned substantially geometrically conjugate with respect to the sub-scanning corresponding direction. The scanning image forming optical system can be constituted by only a lens or a concave mirror having an image forming function, and can also be constituted as a mixed system of a reflecting mirror having an image forming function and a lens. It is preferable to have a function (fθ characteristic or linearity) for making the main scanning of the scanned surface uniform by the light spot, as well as the scanning image forming optical system.

【0006】即ち、光走査ユニットは、LEDアレイの
個々のLED発光部からの光束をカップリングレンズで
以後の光学系にカップリングし、カップリングレンズか
ら射出した各光束を線像結像光学系により、主走査対応
方向に長い線像として結像する。そして光偏向手段によ
り等角速度的に偏向させ、各偏向光束を走査結像光学系
により被走査面上に互いに分離した光スポットとして集
光させ、被走査面の光走査を行う。複数の光走査ユニッ
トは、共通の被走査面に対して主走査対応方向へ配列さ
れ、各光走査ユニットによる主走査領域を互いに連続さ
せ得るようにされる。
That is, the optical scanning unit couples the light beams from the individual LED light emitting units of the LED array to the subsequent optical system by the coupling lens, and converts each light beam emitted from the coupling lens to a line image forming optical system. As a result, a long line image is formed in the main scanning corresponding direction. Then, the light is deflected at a constant angular velocity by the light deflecting means, and each deflected light beam is condensed as a light spot separated from each other on the surface to be scanned by the scanning image forming optical system, and the surface to be scanned is optically scanned. The plurality of optical scanning units are arranged in a direction corresponding to the main scanning with respect to a common surface to be scanned, so that the main scanning regions of the respective optical scanning units can be connected to each other.

【0007】即ち、例えば、各光走査ユニットにおいて
第1のLED発光部を発光させて光走査を行うと、同一
の被走査面上において、各光走査ユニットによる走査に
より書き込まれる線を一本の連続した線として書き込む
ことができる。即ち、この発明の走査光学装置は「広域
光走査が可能」である。
That is, for example, in each optical scanning unit, when the first LED light emitting portion emits light to perform optical scanning, a line written by scanning by each optical scanning unit on the same surface to be scanned is one line. Can be written as a continuous line. That is, the scanning optical device of the present invention is capable of “wide-area light scanning”.

【0008】光走査ユニットにおいて「光スポットが主
走査を行うときに移動する向き」を「主走査の向き」と
呼ぶと、光走査ユニットの主走査の向きは「全ての光走
査ユニットに対して同じ向き」に揃えることができる。
この場合、各光走査ユニットごとに書込み開始の同期光
を検出する同期光検出手段を設けて、各光ユニットにお
ける書込み開始位置を揃えるようにする(請求項2)。
各光走査ユニットの書込み長さ(光走査の開始位置と終
了位置の距離)は光走査ユニットごとに定まっているか
ら、任意の光走査ユニットにおける書込み開始位置が定
まれば該ユニットにおける光走査終了位置は一義的に定
まるので、隣接する光走査ユニットの一方における書込
み開始位置と他方における光走査終了位置が連続するよ
うにすることにより、上記の如く「各光走査ユニットに
よる主走査領域を互いに連続」させることができるので
ある。なお、各光走査ユニットによる書込み長さは、互
いに等しく設定しても良いし、互いに異なるように設定
することもできる。複数の光走査ユニットの、互いに隣
接する光走査ユニットのうちの少なくとも1対において
主走査の向きを逆向きとし、対をなす光走査ユニットの
中間部に、これら(対をなす)光走査ユニットに共通し
て、各書込み開始の同期光を検出する同期光検出手段を
設けてもよい(請求項3)。この場合には、同期光検出
手段により検出される同期光に応じて、隣接する光走査
ユニットの書込み開始位置が互いに連続するようにする
のである。
In the optical scanning unit, "the direction in which the light spot moves when performing the main scanning" is referred to as "main scanning direction". "Same direction".
In this case, synchronous light detecting means for detecting synchronous light at the start of writing is provided for each optical scanning unit so that the write start positions in the optical units are aligned.
Since the writing length of each optical scanning unit (the distance between the optical scanning start position and the optical scanning end position) is determined for each optical scanning unit, if the writing start position in an arbitrary optical scanning unit is determined, the optical scanning in that unit ends. Since the position is uniquely determined, by making the writing start position in one of the adjacent optical scanning units and the optical scanning end position in the other one continuous, as described above, the “main scanning areas of the respective optical scanning units are connected to each other. It can be done. The writing lengths of the respective optical scanning units may be set to be equal to each other, or may be set to be different from each other. In at least one pair of optical scanning units adjacent to each other of the plurality of optical scanning units, the direction of the main scanning is reversed, and the optical scanning units in the (paired) optical scanning units are disposed in the middle of the paired optical scanning units. In common, a synchronous light detecting means for detecting the synchronous light at the start of each write may be provided (claim 3). In this case, the write start positions of the adjacent optical scanning units are made continuous with each other in accordance with the synchronous light detected by the synchronous light detecting means.

【0009】光走査ユニットにおけるLEDアレイのL
ED発光部の配列方向は、全ての光走査ユニットにおい
て略同じ方向に向けられる。この場合、各光走査ユニッ
トにおけるLEDアレイのLEDアレイ発光部の配列方
向は「主走査対応方向に揃える」ようにしてもよいし、
「副走査対応方向に略平行となる」ようにしてもよい
(請求項4)。LEDアレイチップにおけるLED発光
部の配列ピッチは、例えば400dpiと言うように規
格化されて定まっているが、配列ピッチにはチップ固体
ごとの誤差による「バラツキ」がある。このような場
合、光走査ユニットごとにLED発光部の配列ピッチに
バラツキがあるとき、全ての光走査ユニットにおいて、
LEDアレイのLED発光部配列方向を副走査対応方向
に揃えてしまうと、LEDアレイチップごとの発光部配
列ピッチのバラツキにより、走査線ピッチが不揃いにな
る。このような場合には、LEDアレイにおけるLED
発光部配列方向を副走査対応方向に対して若干傾けるこ
とにより、被走査面上における光スポットの副走査方向
の間隔を調整できるので、このことを利用して走査線ピ
ッチの不揃いを補正できる。上において「LEDアレイ
発光部の配列方向を、副走査対応方向に略平行」となる
ようにするとは、上記配列方向を副走査対応方向に若干
傾けて、走査線ピッチの不揃いを補正する場合を含んで
いる。あるいはまた、上記配列方向の副走査対応方向に
対する角の切り換えにより走査線ピッチを切り換えるよ
うにすることができる。
L of LED array in optical scanning unit
The arrangement direction of the ED light emitting units is substantially the same in all the optical scanning units. In this case, the arrangement direction of the LED array light emitting units of the LED array in each optical scanning unit may be "aligned in the main scanning corresponding direction",
It may be "substantially parallel to the sub-scanning corresponding direction" (claim 4). The arrangement pitch of the LED light emitting units in the LED array chip is standardized and determined, for example, at 400 dpi, but the arrangement pitch has "variation" due to an error for each individual chip. In such a case, when there is variation in the arrangement pitch of the LED light emitting units for each optical scanning unit, in all the optical scanning units,
If the LED light emitting unit array direction of the LED array is aligned with the sub-scanning corresponding direction, the scanning line pitch becomes uneven due to the variation of the light emitting unit array pitch for each LED array chip. In such a case, the LEDs in the LED array
By slightly tilting the light emitting unit arrangement direction with respect to the sub-scanning corresponding direction, it is possible to adjust the interval of the light spot on the surface to be scanned in the sub-scanning direction. In the above description, "the arrangement direction of the LED array light emitting units is substantially parallel to the sub-scanning corresponding direction" means that the arrangement direction is slightly inclined to the sub-scanning corresponding direction to correct the irregularity of the scanning line pitch. Contains. Alternatively, the scanning line pitch can be switched by switching the angle of the arrangement direction with respect to the sub-scanning corresponding direction.

【0010】この発明の走査光学装置において、各光走
査ユニットは、カップリングレンズと線像結像光学系と
の間に「ビーム整形用のアパーチュア」を有することが
できる。請求項4記載の発明において、カップリングレ
ンズの作用を「実質的なコリメート作用」とする場合に
は、アパーチュアをカップリングレンズの焦点面近傍に
配備するのが良い(請求項5)。また、各光走査ユニッ
トにおけるLEDアレイは、そのLED発光部配列の中
央を、光走査ユニットにおけるカップリングレンズの光
軸近傍に位置設定するのが良い(請求項6)。請求項5
または6記載の発明の場合、ビーム整形用のアパーチュ
アの実質的な配備位置を線像結像光学系の物体側焦点面
位置とするとともに、カップリングレンズの焦点距離:
colと、線像結像光学系の副走査対応方向の焦点距
離:fcyとを互いに等しくすることができる(請求項
7)。
In the scanning optical device according to the present invention, each optical scanning unit can have an "beam shaping aperture" between the coupling lens and the line image forming optical system. In the invention described in claim 4, when the function of the coupling lens is a "substantial collimating function", it is preferable to dispose the aperture near the focal plane of the coupling lens (claim 5). In the LED array of each optical scanning unit, it is preferable that the center of the LED light emitting unit array is positioned near the optical axis of the coupling lens in the optical scanning unit. Claim 5
In the case of the invention described in (6), the substantial arrangement position of the beam shaping aperture is set as the object-side focal plane position of the line image forming optical system, and the focal length of the coupling lens is:
f col and the focal length f cy of the line image forming optical system in the sub-scanning corresponding direction can be made equal to each other (claim 7).

【0011】前述したように、被走査面の実体をなすの
は、光導電性の感光体の感光面である。この発明の走査
光学装置における光導電性の感光体としては「光源であ
るLED発光部からの光により静電潜像の形成できるよ
うな高感度のもの」が用いられるが、感光体の形態とし
ては、従来から知られた円筒形状のものや有端・無端の
ベルト状のものを適宜利用できる。ところで、この発明
の走査光学装置では各光走査ユニットに用いられる光源
がLEDアレイであって、LED発光部は64〜256
個もあるので、上記請求項4記載の発明の場合のよう
に、LED発光部の配列方向を副走査対応方向に向けた
場合、被走査面は一度に64〜256ラインが光走査さ
れることになる。簡単のために、被走査面における1m
m当りを10ラインで走査する場合を考えてみると、例
えばLED発光部が128個あれば、一度に光走査され
る幅は12.8mmとなる。光導電性の感光体が円筒形
状である場合、その直径が小さいと、同時に走査される
上記12.8mmの幅のなかで、光スポットの径が円筒
表面の曲率により一定にならなくなる場合が考えられ
る。このような問題を回避するには、各光走査ユニット
に共通の被走査面の実体をなす光導電性の感光体を無端
もしくは有端のベルト状とし、感光体が平面的に張られ
た部分において光走査を行うようにすればよい(請求項
8)。勿論、LED発光部の配列方向が主走査方向に向
いているときには、円筒状の感光体を用いても上記の問
題は生じない。しかし、LED発光部の配列方向を主走
査方向に向ける場合にも、感光体を無端もしくは有端の
ベルト状とし、感光体が平面的に張られた部分において
光走査を行うようにしてよいことは言うまでもない。光
走査ユニットの数は適宜であるが、ユニット数を2とす
る(請求項9)のは、装置のコンパクト化やコストの面
から見て実用的である。
As described above, the actual surface of the surface to be scanned is the photosensitive surface of the photoconductive photosensitive member. As the photoconductive photoreceptor in the scanning optical device of the present invention, a "photosensitive photoreceptor having a high sensitivity such that an electrostatic latent image can be formed by light from an LED light emitting unit as a light source" is used. A conventionally known cylindrical shape or an endless / endless belt shape can be appropriately used. By the way, in the scanning optical device of the present invention, the light source used for each optical scanning unit is an LED array, and the LED light emitting units are 64 to 256.
In the case where the arrangement direction of the LED light emitting units is oriented in the sub-scanning corresponding direction as in the case of the invention according to claim 4, the scanning surface is optically scanned 64 to 256 lines at a time. become. For simplicity, 1m on the scanned surface
Considering the case where scanning is performed with 10 lines per m, for example, if there are 128 LED light emitting units, the width of light scanning at a time is 12.8 mm. When the photoconductive photoreceptor has a cylindrical shape, if the diameter is small, the diameter of the light spot may not be constant due to the curvature of the cylindrical surface within the width of 12.8 mm scanned simultaneously. Can be In order to avoid such a problem, the photoconductive photoconductor, which is the substance of the surface to be scanned common to the respective optical scanning units, is formed in an endless or endless belt shape, and the photoconductor is stretched in a plane. In this case, optical scanning may be performed (claim 8). Of course, when the arrangement direction of the LED light emitting units is oriented in the main scanning direction, the above problem does not occur even if a cylindrical photoconductor is used. However, even when the arrangement direction of the LED light emitting units is oriented in the main scanning direction, the photoconductor may be in the form of an endless or endless belt, and optical scanning may be performed in a portion where the photoconductor is stretched in a plane. Needless to say. Although the number of optical scanning units is appropriate, setting the number of units to 2 (claim 9) is practical in terms of compactness and cost of the apparatus.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1において、符号A,Bは「光
走査ユニット」、符号8は「光走査ユニットA,Bの光
走査に共通の被走査面の実体をなす感光体」を示してい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In FIG. 1, reference numerals A and B denote an "optical scanning unit", and reference numeral 8 denotes a "photosensitive member which is a substance of a scanned surface common to the optical scanning of the optical scanning units A and B". ing.

【0013】光走査ユニットAはLEDアレイ1Aおよ
びその駆動回路を搭載した回路基板2Aと、カップリン
グレンズ3Aと、シリンドリカルレンズ4Aと、回転多
面鏡5Aと、走査結像光学系7Aと、同期光検出用のフ
ォトセンサ9Aを有する。
The optical scanning unit A includes a circuit board 2A on which the LED array 1A and its driving circuit are mounted, a coupling lens 3A, a cylindrical lens 4A, a rotary polygon mirror 5A, a scanning image forming optical system 7A, and a synchronous light. It has a photosensor 9A for detection.

【0014】光走査ユニットBはLEDアレイ1Bおよ
びその駆動回路を搭載した回路基板2Bと、カップリン
グレンズ3Bと、シリンドリカルレンズ4Bと、回転多
面鏡5Bと、走査結像光学系7Bと、同期光検出用のフ
ォトセンサ9Bを有する。
The optical scanning unit B includes a circuit board 2B on which the LED array 1B and its driving circuit are mounted, a coupling lens 3B, a cylindrical lens 4B, a rotary polygon mirror 5B, a scanning image forming optical system 7B, and a synchronous light. It has a photo sensor 9B for detection.

【0015】光走査ユニットA,Bの機能は同様のもの
であるので、これらを一緒に説明する。LEDアレイ1
A(1B)は、その駆動回路とともに回路基板2A(2
B)に搭載されている。LEDアレイは、LED発光部
を300dpi〜1200dpiの配列密度で64〜2
56個有するものが知られており、これら公知のものを
適宜利用することができる。この実施の形態において、
LEDアレイ1A(1B)のLED発光部の配列方向
は、副走査対応方向(図面に直交する方向)に設定され
ている。回路基板2A(2B)に、LEDアレイととも
に搭載された駆動回路は、LEDアレイにおける各LE
D発光部の発光出力を独立して制御できるとともに、光
走査時にパルス幅変調等の可能なものである。カップリ
ングレンズ3A(3B)はLEDアレイ1A(1B)に
おける各LED発光部に共通に設けられ、少なくとも1
枚のレンズにより構成され、LEDアレイ1A(1B)
の各LED発光部から放射される光束を、以後の光学系
にカップリングする。カップリングレンズ3A(3B)
の作用は、上記各LED発光部からの光束を「平行光
束」に変換する作用でもよいし、「弱い発散性もしくは
弱い集束性の光束」に変換する作用でもよい。ここでは
説明の具体性のため、カップリングレンズ3A(3B)
のカップリング作用が「コリメート作用」であり、各L
ED発光部からの光束はカップリングレンズ3A(3
B)により実質的な平行光束となるものとする。
Since the functions of the optical scanning units A and B are the same, they will be described together. LED array 1
A (1B) is a circuit board 2A (2
B). The LED array has an LED light emitting unit of 64 to 2 with an array density of 300 dpi to 1200 dpi.
Those having 56 are known, and these known ones can be appropriately used. In this embodiment,
The arrangement direction of the LED light emitting units of the LED array 1A (1B) is set in a sub-scanning corresponding direction (a direction orthogonal to the drawing). The drive circuit mounted on the circuit board 2A (2B) together with the LED array includes each LE in the LED array.
The light emission output of the D light emitting unit can be controlled independently, and pulse width modulation or the like can be performed during optical scanning. The coupling lens 3A (3B) is provided in common to each LED light emitting unit in the LED array 1A (1B), and at least one coupling lens 3A (3B) is provided.
LED array 1A (1B) composed of two lenses
The light flux emitted from each LED light emitting unit is coupled to an optical system thereafter. Coupling lens 3A (3B)
May be a function of converting the light beam from each of the LED light emitting units into a “parallel light beam” or a function of converting the light beam into a “weakly divergent or weakly converging light beam”. Here, for the specificity of the description, the coupling lens 3A (3B)
Is a collimating action, and each L
The luminous flux from the ED light emitting unit is coupled to the coupling lens 3A (3
By B), a substantially parallel light beam is assumed.

【0016】カップリングレンズ3A(3B)によりカ
ップリングされた複数の光束はビーム整形用のアパーチ
ュア10A(10B)を通過して、シリンドリカルレン
ズ4A(4B)により副走査対応方向に集光され、副走
査対応方向に互いに近接して分離した「主走査対応方向
に長い線像」に結像する。回転多面鏡5A(5B)は上
記線像の結像位置近傍に偏向反射面6A(6B)を有
し、それぞれ矢印方向(時計回り方向)に等速回転し、
偏向反射面により反射された複数光束を同時且つ等角速
度的に偏向させる。回転多面鏡5A(5B)により偏向
された複数の光束は、走査結像光学系7A(7B)の結
像作用により、被走査面の実体をなす感光体8の表面に
それぞれ光スポットとして集光する。これら複数の光ス
ポットは、カップリングレンズ3A(3B)、シリンド
リカルレンズ4A(4B)、走査結像光学系7A(7
B)による各LED発光部の像である。走査結像光学系
7A(7B)は、この実施の形態においては1枚のレン
ズで構成され、主走査対応方向と副走査対応方向とで正
のパワーの異なる「アナモフィックなfθレンズ」であ
り、副走査対応方向に関しては「偏向反射面6A(6
B)の位置と被走査面位置とを、幾何光学的に略共役な
関係」とする機能を有しており、この機能のため、回転
多面鏡5A(5B)における「面倒れ」を補正する機能
を持つ。フォトセンサ9A(9B)は「同期光検出手
段」であり、回転多面鏡5A(5B)による複数偏向光
束の少なくとも1光束を受光して光書込み開始のための
同期信号を発生させる。LEDアレイ1Aの各LED発
光部から放射された各光束は、書込み開始位置:eから
書込みを開始し、位置:fまでの領域:LAを光走査
し、LEDアレイ1Bの各LED発光部から放射された
各光束は、位置:fから書込みを開始し、書込み終了位
置:gまでの領域:LBを光走査する。従って、被走査
面上の書込み開始位置:eから書込み終了位置:fまで
を、位置:fで連続させて光走査することができる。
A plurality of light beams coupled by the coupling lens 3A (3B) pass through the beam shaping aperture 10A (10B), and are condensed by the cylindrical lens 4A (4B) in the sub-scanning corresponding direction. An image is formed as a “long line image in the main scanning corresponding direction” separated from each other in the scanning corresponding direction. The rotary polygon mirror 5A (5B) has a deflecting / reflecting surface 6A (6B) near the image forming position of the line image, and rotates at a constant speed in the direction of the arrow (clockwise), respectively.
A plurality of light beams reflected by the deflecting reflection surface are simultaneously and uniformly deflected. The plurality of light beams deflected by the rotary polygon mirror 5A (5B) are condensed as light spots on the surface of the photosensitive member 8 which is the actual surface to be scanned, by the imaging operation of the scanning imaging optical system 7A (7B). I do. These light spots are coupled to a coupling lens 3A (3B), a cylindrical lens 4A (4B), and a scanning image forming optical system 7A (7
6B is an image of each LED light emitting unit according to B). In this embodiment, the scanning image forming optical system 7A (7B) is composed of one lens, and is an “anamorphic fθ lens” having positive power different in the main scanning corresponding direction and the sub-scanning corresponding direction. Regarding the sub-scanning corresponding direction, refer to “Deflection / reflection surface 6A (6
The position B) and the position of the surface to be scanned have a function of making them substantially geometrically optically conjugate. For this function, the "surface tilt" in the rotary polygon mirror 5A (5B) is corrected. Has functions. The photo sensor 9A (9B) is a "synchronous light detecting means", and receives at least one of a plurality of deflected light beams by the rotating polygon mirror 5A (5B) to generate a synchronization signal for starting optical writing. Each light beam emitted from each LED light emitting unit of the LED array 1A starts writing from a write start position: e, optically scans an area LA up to the position: f, and emits light from each LED light emitting unit of the LED array 1B. Each of the light fluxes starts writing from a position: f, and optically scans an area: LB up to a writing end position: g. Therefore, optical scanning can be performed continuously from the writing start position: e to the writing end position: f on the scanned surface at the position: f.

【0017】図2は、LEDアレイ1A(1B)から被
走査面に至る光路を直線的に展開した状態において、光
学配置を説明図的に示している。図の上下方向が副走査
対応方向である。LEDアレイ1A(1B)の複数のL
ED発光部(LEDアレイ1A,1Bは同一タイプのも
のであり、LEDA発光部数および配列密度は同一であ
る)は、図の領域:a〜b間に副走査対応方向に等間隔
で配列している。実際のLED発光部は64〜256個
と多数であるが、図示の都合で発光部(×印)を5個示
してある。LEDアレイ1A(1B)は、そのLED発
光部配列面を、カップリングレンズ3A(3B)の物体
側焦点面と実質的に合致させて配備されている。このた
め、各LED発光部からの光束は、カップリングレンズ
3A(3B)を透過すると、各光束とも平行光束とな
る。図2において、距離:fcolはカップリングレンズ
3A(3B)の焦点距離である。カップリングレンズ3
A(3B)を透過した各光束(平行光束)は、アパーチ
ュア10A(10B)を通過することにより各々ビーム
整形されたのち、シリンドリカルレンズ4A(4B)を
透過して、回転多面鏡の偏向反射面6A(6B)の位置
に主走査対応方向(図面の直交する方向)に長い線像と
して結像する。このときの結像は、図示のように領域:
a’〜b’の間に行われる。アパーチュア10A(10
B)は、カップリングレンズ3A(3B)の像側焦点面
位置に実質的に合致して配備される。また、LEDアレ
イ1A(1B)におけるLED発光部配列の略中央が、
カップリングレンズ3A(3B)の光軸位置に位置させ
られている。アパーチュア10A(10B)はまた、シ
リンドリカルレンズ4A(4B)の物体側焦点面と略合
致して配備されている。図2に示す距離:fcyはシリン
ドリカルレンズ4A(4B)の焦点距離である。シリン
ドリカルレンズ4A(4B)により結像される各線像
は、このときシリンドリカルレンズ4A(4B)の像側
焦点面(偏向反射面6A(6B)と略合致している)に
結像することになる。偏向反射面6A(6B)による各
偏向光束は、被走査面8上の副走査方向の領域:a''〜
b''の間に光スポットとして集光する。LEDアレイ1
A(1B)におけるLED発光部数を仮に「128個」
とすれば、説明中の実施の形態においては、図1の書込
み開始位置:eと書込み終了位置:gの間の領域を位
置:fで連続させて、128ライン分を同時に光走査す
ることができる訳である。被走査面8上における複数の
光スポットの副走査方向の間隔は、カップリングレンズ
3A(3B)とシリンドリカルレンズ4A(4B)と走
査結像光学系7A(7B)との合成系による副走査対応
方向の結像倍率:mにより定まり、LED発光部の副走
査対応方向の配列間隔:ξに対し、mξである。図2に
示す、焦点距離:fcol,fcyを互いに等しく設定する
と、図2の領域:a〜bと領域:a’〜b’とが等しく
なるので、このようにすると、上記倍率:mは走査結像
光学系7A(7B)の副走査方向の倍率になる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an optical arrangement in a state where an optical path from the LED array 1A (1B) to the surface to be scanned is linearly developed. The vertical direction in the figure is the sub-scanning corresponding direction. Multiple L of LED array 1A (1B)
The ED light-emitting portions (the LED arrays 1A and 1B are of the same type, and the number of LEDA light-emitting portions and the array density are the same) are arranged at regular intervals in the sub-scanning corresponding direction between the regions a and b in the figure. I have. Although the actual number of LED light emitting portions is as large as 64 to 256, five light emitting portions (marked by x) are shown for convenience of illustration. The LED array 1A (1B) is provided with its LED light emitting unit array surface substantially coincident with the object-side focal plane of the coupling lens 3A (3B). For this reason, when the light flux from each LED light emitting unit passes through the coupling lens 3A (3B), each light flux becomes a parallel light flux. In FIG. 2, a distance: f col is a focal length of the coupling lens 3A (3B). Coupling lens 3
Each light beam (parallel light beam) transmitted through A (3B) passes through an aperture 10A (10B), is beam-shaped, and then passes through a cylindrical lens 4A (4B) to form a deflecting / reflecting surface of a rotary polygon mirror. A long line image is formed at the position 6A (6B) in the main scanning corresponding direction (the direction orthogonal to the drawing). The image formed at this time is shown in the area:
This is performed between a ′ and b ′. Aperture 10A (10
B) is provided substantially coincident with the image-side focal plane position of the coupling lens 3A (3B). Further, the approximate center of the LED light emitting unit array in the LED array 1A (1B)
It is located at the optical axis position of the coupling lens 3A (3B). The aperture 10A (10B) is also provided substantially coincident with the object-side focal plane of the cylindrical lens 4A (4B). The distance: f cy shown in FIG. 2 is the focal length of the cylindrical lens 4A (4B). At this time, each line image formed by the cylindrical lens 4A (4B) forms an image on the image-side focal plane of the cylindrical lens 4A (4B) (which substantially matches the deflecting / reflecting surface 6A (6B)). . Each deflecting light beam by the deflecting reflection surface 6A (6B) is divided into a region a ″-
The light is focused as a light spot during b ''. LED array 1
Suppose the number of LED light emitting units in A (1B) is “128”
In this embodiment, the area between the write start position: e and the write end position: g in FIG. I can do it. The distance between the plurality of light spots on the surface 8 to be scanned in the sub-scanning direction is determined by the combination of the coupling lens 3A (3B), the cylindrical lens 4A (4B), and the scanning imaging optical system 7A (7B). The image forming magnification in the direction is determined by m, and the arrangement interval of the LED light emitting units in the sub-scanning corresponding direction is ξ with respect to 間隔. If the focal lengths f col and f cy shown in FIG. 2 are set to be equal to each other, the area: ab and the area: a′-b ′ in FIG. 2 become equal. Is the magnification in the sub-scanning direction of the scanning imaging optical system 7A (7B).

【0018】すなわち、上に実施の形態を説明した走査
光学装置は「LEDアレイ1Aおよびその駆動回路を搭
載した回路基板2Aと、LEDアレイの各LED発光部
からの光束をカップリングする、各LED発光部に共通
のカップリングレンズ3Aと、カップリングレンズから
の各射出光束を各々、主走査対応方向に長い線像として
結像させる線像結像光学系4Aと、該線像結像光学系に
より結像した各線像の近傍に偏向反射面6Aを持ち、各
光束を同時且つ等角速度的に偏向させる光偏向手段5A
と、該光偏向手段により偏向された各光束に共通に配備
され、各光束を被走査面上に互いに分離した光スポット
として集光させ、光偏向手段の偏向反射面位置と被走査
面位置とを副走査対応方向に関して幾何光学的に略共役
関係とする走査結像光学系7Aとを光走査ユニットとし
てユニット化し、複数の光走査ユニットA,Bを、共通
の被走査面8に対して主走査対応方向へ配列し、各光走
査ユニットによる主走査領域:LA,LBを互いに連続
させ得るようにした走査光学装置(請求項1)である。
また、各光走査ユニットA,Bにおける「主走査の向
き」が同じ方向であり、各光走査ユニットごとに書込み
開始の同期光を検出する同期光検出手段9,9’を有す
る(請求項2)。
That is, the scanning optical device described in the above embodiment is composed of a circuit board 2A on which the LED array 1A and its driving circuit are mounted, and an LED for coupling a light beam from each LED light emitting portion of the LED array. A coupling lens 3A common to the light emitting unit, a line image forming optical system 4A for forming each of the emitted light beams from the coupling lens as a long line image in the main scanning corresponding direction, and the line image forming optical system Deflecting means 5A having a deflecting / reflecting surface 6A in the vicinity of each line image formed by the above and deflecting each light beam simultaneously and at a uniform angular velocity.
A light spot deflected by the light deflecting means, provided in common to each light flux, and condensed as light spots separated from each other on the surface to be scanned; And a scanning image forming optical system 7A having a substantially optically conjugate relationship with respect to the sub-scanning corresponding direction as an optical scanning unit, and a plurality of optical scanning units A and B A scanning optical device (Claim 1) is arranged in a scanning corresponding direction so that main scanning areas: LA and LB by respective optical scanning units can be made continuous with each other.
The "main scanning direction" in each of the optical scanning units A and B is the same direction, and each of the optical scanning units has synchronous light detecting means 9 and 9 'for detecting synchronous light at the start of writing. ).

【0019】また、各光走査ユニットA,BにおけるL
EDアレイ1A,1Bは、LED発光部の配列方向を副
走査対応方向に略平行にして配備されている(請求項
4)。各光走査ユニットA,Bは、カップリングレンズ
3A,3Bと線像結像光学系4A,4Bとの間に、ビー
ム整形用のアパーチュア10A,10Bを有する。カッ
プリングレンズ3A,3Bの作用は実質的な「コリメー
ト作用」であり、アパーチュア10A,10Bの実質的
な配備位置は、カップリングレンズ3A,3Bの像側焦
点面位置である(請求項5)。このように、カップリン
グレンズ3A,3Bの作用が実質的にコリメート作用で
あり、アパーチュア10A,10Bの位置が、対応する
カップリングレンズ3A,3Bの像側焦点面位置である
ので、LEDアレイ1A,1Bの各LED発光部からの
光束はカップリングレンズ3A,3Bを透過後、平行光
束となり、各光束の主光線がアパーチュア10A,10
Bの(副走査対応方向の)中央部を通るテレセントリッ
クな配置になり、アパーチュア10A,10Bのビーム
整形作用を各光束に均一化できる。さらに、各光走査ユ
ニットA,BにおけるLEDアレイ1A,1Bは、その
LED発光部配列の中央が、対応するカップリングレン
ズ3A,3Bの光軸近傍に位置設定される(請求項
6)。このため、LED発光部の配列に対し、カップリ
ングレンズ3A,3Bの有効径を効率良く利用すること
ができる。また、ビーム整形用のアパーチュア10A,
10Bの実質的な配備位置が、線像結像光学系であるシ
リンドリカルレンズ4A,4Bの物体側焦点面位置であ
るので、シリンドリカルレンズ4A,4Bを透過した各
光束の主光線は、回転多面鏡5A,5Bの回転軸に対し
て直交的となる。そして、カップリングレンズ3A,3
Bの焦点距離:fcolと、線像結像光学系であるシリン
ドリカルレンズ4A,4Bの副走査対応方向の焦点距
離:fcyとが互いに等しいので、回転多面鏡の偏向反射
面近傍に結像する線像の副走査対応方向の間隔が、LE
D発光部の間隔と実質的に等しくなる。市販のLEDア
レイは300,400,600,1200dpiという
ように、LED発光部の配列密度が規格化されているの
で、上記のようにすると、被走査面上における光スポッ
トの副走査方向の間隔を、走査結像光学系7A,7Bの
副走査対応方向の倍率とLED発光部の配列密度との関
係のみで容易に設定できる。例えば、1200dpiの
LEDアレイを用い、被走査面上で副走査方向の走査線
ピッチとして600dpiを実現するのであれば、走査
結像光学系における副走査対応方向の横倍率を2倍に設
定すれば良い。また、上に説明した実施の形態では、光
走査ユニットは光走査ユニットAとBの2ユニットであ
る(請求項9)。
In each of the optical scanning units A and B, L
The ED arrays 1A and 1B are arranged such that the arrangement direction of the LED light emitting units is substantially parallel to the sub-scanning corresponding direction (claim 4). Each of the optical scanning units A and B has apertures 10A and 10B for beam shaping between the coupling lenses 3A and 3B and the line image forming optical systems 4A and 4B. The action of the coupling lenses 3A, 3B is a substantial "collimating action", and the substantial arrangement position of the apertures 10A, 10B is the image-side focal plane position of the coupling lenses 3A, 3B. . As described above, the action of the coupling lenses 3A and 3B is substantially a collimating action, and the positions of the apertures 10A and 10B are the image-side focal plane positions of the corresponding coupling lenses 3A and 3B. , 1B pass through the coupling lenses 3A, 3B and become parallel luminous fluxes, and the principal rays of the luminous fluxes are transmitted through the apertures 10A, 10B.
B is a telecentric arrangement passing through the central portion (in the direction corresponding to the sub-scanning), and the beam shaping action of the apertures 10A and 10B can be made uniform for each light beam. Further, in the LED arrays 1A and 1B in each of the optical scanning units A and B, the center of the LED light emitting unit array is set near the optical axis of the corresponding coupling lens 3A or 3B (claim 6). For this reason, the effective diameter of the coupling lenses 3A and 3B can be efficiently used for the arrangement of the LED light emitting units. Also, an aperture 10A for beam shaping,
Since the substantial arrangement position of 10B is the object-side focal plane position of the cylindrical lenses 4A and 4B, which are linear image forming optical systems, the principal ray of each light beam transmitted through the cylindrical lenses 4A and 4B is a rotating polygon mirror. It becomes orthogonal to the rotation axes of 5A and 5B. Then, the coupling lenses 3A, 3
Since the focal length of B: f col and the focal length in the sub-scanning corresponding direction of the cylindrical lenses 4A and 4B, which are linear image forming optical systems, f cy are equal to each other, an image is formed in the vicinity of the deflecting and reflecting surface of the rotary polygon mirror. The distance in the sub-scanning corresponding direction of the line image
It becomes substantially equal to the interval between the D light emitting units. Since the array density of the LED light emitting units is standardized, such as 300, 400, 600, and 1200 dpi, in a commercially available LED array, the distance between the light spots on the surface to be scanned in the sub-scanning direction can be reduced. It can be easily set only by the relationship between the magnification of the scanning imaging optical systems 7A and 7B in the sub-scanning corresponding direction and the array density of the LED light emitting units. For example, if a 1200 dpi LED array is used to realize a scanning line pitch of 600 dpi in the sub-scanning direction on the surface to be scanned, the lateral magnification of the scanning imaging optical system in the sub-scanning corresponding direction is set to twice. good. Further, in the above-described embodiment, the optical scanning units are the two optical scanning units A and B (claim 9).

【0020】図1に示した実施の形態においては、被走
査面の実体をなす感光体8は円筒状であるが、勿論、感
光体としてベルト状のものを用い、感光体が平面的に張
られた部分においてマルチビームの光走査を行うように
できることは言うまでもない(請求項8)。ベルト状の
感光体を用いる場合には、ベルトを駆動する軸を、図1
において上下方向となる主走査対応方向と平行にし、感
光体表面が光走査される部分で図1の図面に直交する平
面となるようにすればよい。図3は、上に説明した実施
の形態における、感光体8の被走査状態を説明図的に示
している。符号DAで示された領域は、光走査ユニット
Aにより光走査された領域であり、符号DBで示す領域
は、光走査ユニットBにより光走査された領域である。
両者の境界部分は、前述したように、同期光検出手段で
あるフォトセンサ9A,9Bによる書込み開始位置の適
正な設定により連続性が保証される。上記実施の形態に
おいて、LEDアレイ1A,1BのLED発光部の配列
方向は副走査対応方向に揃っており、この要な場合は、
光書込み開始位置に対する同期信号を、LEDアレイに
おける全てのLED発光部に対して共通化し、各LED
アレイごとに単一の同期信号で、マルチビームに対する
書込み開始位置を揃えることができる。請求項4記載の
発明において、各光走査ユニットA,BにおけるLED
アレイ1A,1BのLED発光部の配列方向を副走査対
応方向に「略平行」とし、上記配列方向と副走査対応方
向とのなす角を調整して、書込み領域LA,LBによる
走査線ピッチを同一に調整するような場合には、LED
アレイを同一の同期信号で制御したのでは、LED発光
部の配列方向の副走査対応方向に対する傾きに応じて、
光スポットの書込み開始位置が光スポットごとにずれて
しまうので、この場合には、上記傾き角に応じて、光ス
ポットごとの書込み開始のタイミングを個別的に設定し
て駆動回路で実行するようにする。上記実施の形態で、
1つの光走査ユニットによるマルチビーム光走査におい
て、回転多面鏡の偏向反射面数を「N」、感光体の副走
査方向への移動速度をv(mm/sec)、LEDアレ
イにおけるLED発光部数を「n個」、発光部配列密度
を「ρ(dpi)」とすると、回転多面鏡における単位分
あたりの回転数:RM(rpm)は、「RM={60・ρ
・(v/n)}/(25.4N)」で与えられ、nが大
きくなれば、回転多面鏡の回転速度は小さくて良い。こ
の発明の走査光学装置におけるように、光源として、n
=54〜256というような「大きなn」をもつLED
アレイを用いることにより、回転多面鏡の回転数を有効
に小さくでき、回転数が比較的小さく、従って、安価な
モータで回転多面鏡の回転を行うことができる。また、
広域光走査を2つの光走査ユニットで行うため、光走査
ユニットごとの走査領域は従来のものと同程度のもので
よいから、1ラインの書込みに要する時間を従来の光走
査と同程度として従来の2倍の主走査領域を光走査で
き、大面積の記録画像を高速で書込むことができる。上
に説明した実施の形態では、書込み開始位置を決定する
ために、光走査ユニットA,Bごとに、同期光検出手段
としてフォトセンサ9A,9Bを設けた。しかし、以下
のようにすることにより、図1における同期光検出手段
9Aを省略することが可能である。すなわち、光走査ユ
ニットAとBで、回転多面鏡5A,5Bの回転方向を逆
にし、光走査領域LA,LBの書込み開始が共に位置:
fから開始するようにする。図1との関係で言えば、光
走査ユニットAは位置:fから位置:eに向かって光走
査を行うようにし、光走査ユニットBは位置:eから位
置:gに向かって光走査を行うようにする。このように
すれば、図1におけるフォトセンサ9Bの位置に、光走
査ユニットA,Bに「共通の同期光検出手段」を配備す
ることにより、各光走査ユニットにおける同期光を検出
するようにできる(請求項3)。但し、同期光検出手段
を2つの光走査ユニットに共通化した場合、検出した同
期光がどちらのユニットのものであるかを識別する必要
がある。 これには種々の方策が可能であるが、1例と
して以下のようなものが考えられる。すなわち、上に説
明した実施の形態では、各LEDアレイはLED発光部
を副走査対応方向に向けているので、図1のフォトセン
サ9Bの位置に配備される光走査ユニットA,Bに共通
の同期光検出手段として「図面に直交する方向に分離し
た2つの受光部を持つもの」を用いる。そして、同期光
の検出を行う際には、一方のLEDアレイでは、2つの
受光部のうちの一方の受光部にのみ入射できる光束を放
射するLED発光部のみを発光させ、他方のLEDアレ
イでは、他方の受光部にのみ入射できる光束を放射する
LED発光部のみを発光させる。このようにすれば、受
光信号が上記2つの受光部のどちらからのものかによ
り、検出した偏向光束がどちらの光走査ユニットのもの
であるかを識別できる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the photoreceptor 8 which is a substance of the surface to be scanned has a cylindrical shape. Of course, a belt-like photoreceptor is used, and the photoreceptor is stretched in a plane. Needless to say, it is possible to perform multi-beam optical scanning in the specified portion (claim 8). In the case of using a belt-shaped photoconductor, the shaft for driving the belt is shown in FIG.
In this case, the photoconductor surface may be parallel to the main scanning direction, which is the vertical direction, so that the surface of the photoconductor is optically scanned and becomes a plane orthogonal to the drawing of FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a scanned state of the photoconductor 8 in the above-described embodiment. The area indicated by the code DA is the area optically scanned by the optical scanning unit A, and the area indicated by the code DB is the area optically scanned by the optical scanning unit B.
As described above, the continuity of the boundary between the two is ensured by the proper setting of the write start position by the photosensors 9A and 9B as the synchronous light detecting means. In the above embodiment, the arrangement direction of the LED light emitting portions of the LED arrays 1A and 1B is aligned with the sub-scanning corresponding direction.
The synchronization signal for the light writing start position is shared by all the LED light emitting units in the LED array,
With a single synchronization signal for each array, the write start positions for multiple beams can be aligned. 5. The LED according to claim 4, wherein each of the light scanning units A and B has an LED.
The arrangement direction of the LED light emitting units of the arrays 1A and 1B is set to be "substantially parallel" to the sub-scanning corresponding direction, and the angle between the arrangement direction and the sub-scanning corresponding direction is adjusted so that the scanning line pitch by the writing areas LA and LB is adjusted. If you want to adjust the same, LED
When the array is controlled by the same synchronization signal, according to the inclination of the arrangement direction of the LED light emitting units with respect to the sub-scanning corresponding direction,
Since the write start position of the light spot is shifted for each light spot, in this case, the write start timing for each light spot is individually set according to the inclination angle and executed by the drive circuit. I do. In the above embodiment,
In the multi-beam optical scanning by one optical scanning unit, the number of deflecting and reflecting surfaces of the rotary polygon mirror is “N”, the moving speed of the photoconductor in the sub-scanning direction is v (mm / sec), and the number of LED light emitting units in the LED array is Assuming that “n” and the light emitting unit array density is “ρ (dpi)”, the number of rotations per unit minute in the rotary polygon mirror: R M (rpm) is “R M = {60 · ρ
(V / n)} / (25.4N) ”, and as n increases, the rotation speed of the rotating polygon mirror may be reduced. As in the scanning optical device of the present invention, n
= LED with "large n" such as 54-256
By using an array, the number of revolutions of the rotating polygon mirror can be effectively reduced, and the number of revolutions is relatively small. Therefore, the rotating polygon mirror can be rotated by an inexpensive motor. Also,
Since the wide area optical scanning is performed by two optical scanning units, the scanning area for each optical scanning unit may be the same as that of the conventional optical scanning. Therefore, the time required for writing one line is the same as that of the conventional optical scanning. Optical scanning of a main scanning area twice as large as that described above, and a large-area recorded image can be written at a high speed. In the above-described embodiment, the photo sensors 9A and 9B are provided as synchronous light detecting means for each of the optical scanning units A and B in order to determine the writing start position. However, it is possible to omit the synchronous light detecting means 9A in FIG. 1 by performing the following. That is, in the optical scanning units A and B, the rotation directions of the rotary polygon mirrors 5A and 5B are reversed, and the writing of the optical scanning areas LA and LB starts at the same position:
Start from f. In relation to FIG. 1, the optical scanning unit A performs optical scanning from the position: f to the position: e, and the optical scanning unit B performs optical scanning from the position: e to the position: g. To do. In this way, by disposing the “common synchronous light detecting means” for the optical scanning units A and B at the position of the photosensor 9B in FIG. 1, the synchronous light in each optical scanning unit can be detected. (Claim 3). However, when the synchronous light detecting means is shared by the two optical scanning units, it is necessary to identify which unit the detected synchronous light belongs to. Various measures are possible for this, but the following can be considered as an example. That is, in the above-described embodiment, since each LED array directs the LED light emitting unit in the sub-scanning corresponding direction, the LED scanning unit A, B provided at the position of the photo sensor 9B in FIG. As the synchronous light detecting means, a means having two light receiving sections separated in a direction orthogonal to the drawing is used. Then, when detecting the synchronization light, one LED array emits only the LED light emitting unit that emits a light beam that can be incident on only one of the two light receiving units, and the other LED array emits light. Only the LED light-emitting unit that emits a light beam that can enter only the other light-receiving unit emits light. With this configuration, it is possible to identify which of the optical scanning units the detected deflection light flux is based on which of the two light receiving units receives the light receiving signal.

【0021】なお、光走査ユニットA,Bに対して同期
光検出手段を共通化する場合にも、前述の実施の形態の
ようにフォトセンサ9A,9Bを用いる場合も、光走査
ユニットA,Bの各偏向光束が、互いに他のユニットの
走査領域に入射しないように、光走査ユニットA,B間
は適当な遮光手段で遮光し、同期光検出手段の部分での
み、偏向光束が同手段に入射できるようにする。
It should be noted that the optical scanning units A and B can be used in common with the synchronous light detecting means, or the photo sensors 9A and 9B can be used as in the above-described embodiment. The light scanning units A and B are shielded by an appropriate light-shielding means so that the respective deflected light beams do not enter the scanning areas of the other units. So that it can be incident.

【0022】上の実施の形態において、LEDアレイか
ら回転多面鏡における光路部分の光学配置を、光走査ユ
ニットAとBとで互いに逆にしたが、これらを共に、回
転多面鏡に関して同じ側に配してもよい。上には、各光
走査ユニットにおけるLEDアレイのLED発光部の配
列方向を副走査対応方向にする場合を説明したが、各光
走査ユニットのLEDアレイのLED発光部配列方向を
主走査方向に揃えることも可能である。この場合には、
マルチビーム走査ではなくなる。また、上には、光走査
ユニットを2ユニットとする場合を説明したが、3ユニ
ット以上の光走査ユニットを用いてもよく、その場合の
実施の形態がどのようなものになるかは自明であろう。
In the above embodiment, the optical arrangement of the optical path portion in the rotary polygon mirror from the LED array is reversed with respect to the optical scanning units A and B, but they are all arranged on the same side with respect to the rotary polygon mirror. May be. Although the case where the arrangement direction of the LED light emitting units of the LED array in each optical scanning unit is set to the sub-scanning corresponding direction has been described above, the arrangement direction of the LED light emitting units of the LED array of each optical scanning unit is aligned with the main scanning direction. It is also possible. In this case,
It is no longer multi-beam scanning. Further, the case where the number of optical scanning units is two has been described above. However, three or more optical scanning units may be used, and it is obvious what the embodiment in that case is. There will be.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な走査光学装置を実現することができる。この発
明の走査光学装置は、LEDアレイを光源とし、光走査
領域が広く、光束の光書込みが可能である。また、光走
査を行う光学系を光走査ユニットとしてユニット化し、
複数の光走査ユニットを用いるので光学配置の自由度が
高い。請求項3記載の発明では、光走査ユニット数に比
して、同期光検出手段の数を少なくできる。また請求項
4記載の発明によれば、LEDアレイにおけるLED発
光部の数に応じ64〜256ラインを一度にマルチビー
ム光走査で広域光走査することができる。
As described above, according to the present invention, a novel scanning optical device can be realized. The scanning optical device of the present invention uses an LED array as a light source, has a wide optical scanning area, and is capable of optical writing of a light beam. Also, the optical system for optical scanning is unitized as an optical scanning unit,
Since a plurality of optical scanning units are used, the degree of freedom in optical arrangement is high. According to the third aspect of the present invention, the number of synchronous light detecting means can be reduced as compared with the number of optical scanning units. According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to perform wide-area optical scanning by multi-beam optical scanning at a time on 64 to 256 lines according to the number of LED light emitting units in the LED array.

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

【図1】この発明の走査光学装置の実施の1形態を説明
するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of a scanning optical device of the present invention.

【図2】上記実施の形態における各光走査ユニットにお
ける副走査対応方向の結像を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for describing imaging in a sub-scanning corresponding direction in each optical scanning unit in the embodiment.

【図3】上記実施の形態における感光体の被走査状態を
説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a scanned state of a photoconductor in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A LEDアレイ 2A 回路基板 3A カップリングレンズ 4A シリンドリカルレンズ 5A 回転多面鏡 7A 走査結像光学系 8 感光体 9A 同期光検出手段 1A LED array 2A Circuit board 3A Coupling lens 4A Cylindrical lens 5A Rotating polygon mirror 7A Scanning imaging optical system 8 Photoreceptor 9A Synchronous light detecting means

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】LEDアレイおよびその駆動回路を搭載し
た回路基板と、 上記LEDアレイの各LED発光部からの光束をカップ
リングする、上記各LED発光部に共通のカップリング
レンズと、 該カップリングレンズからの各射出光束を各々、主走査
対応方向に長い線像として結像させる線像結像光学系
と、 該線像結像光学系により結像した各線像の近傍に偏向反
射面を持ち、各光束を同時且つ等角速度的に偏向させる
光偏向手段と、 該光偏向手段により偏向された各光束に共通に配備さ
れ、各光束を被走査面上に互いに分離した光スポットと
して集光させ、上記光偏向手段の偏向反射面位置と被走
査面位置とを副走査対応方向に関して幾何光学的に略共
役関係とする走査結像光学系とを光走査ユニットとして
ユニット化し、 複数の光走査ユニットを、共通の被走査面に対して主走
査対応方向へ配列し、 各光走査ユニットによる主走査領域を互いに連続させ得
るようにしたことを特徴とする走査光学装置。
A circuit board on which an LED array and a driving circuit for the LED array are mounted; a coupling lens common to the LED light emitting units for coupling a light beam from each LED light emitting unit of the LED array; It has a line image forming optical system for forming each light beam emitted from the lens as a long line image in the main scanning direction, and a deflecting reflecting surface near each line image formed by the line image forming optical system. A light deflecting means for simultaneously deflecting each light beam at an equal angular velocity; and a light deflecting means commonly provided for each light beam deflected by the light deflecting means, and condensing each light beam as a light spot separated from each other on the surface to be scanned. A scanning imaging optical system in which the position of the deflecting reflection surface of the light deflecting means and the position of the surface to be scanned are geometrically optically substantially conjugated with respect to the sub-scanning corresponding direction, as a unit as an optical scanning unit; Units, common arranged in the main scanning corresponding direction relative to the surface to be scanned, the scanning optical apparatus characterized by being adapted to be mutually made continuous in the main scanning region by the optical scanning unit.
【請求項2】請求項1記載の走査光学装置において、 各光走査ユニットにおける主走査の向きが同じ向きであ
り、各光走査ユニットごとに書込み開始の同期光を検出
する同期光検出手段を有することを特徴とする走査光学
装置。
2. The scanning optical device according to claim 1, wherein the main scanning direction in each optical scanning unit is the same, and each optical scanning unit has a synchronous light detecting means for detecting synchronous light at the start of writing. A scanning optical device, characterized in that:
【請求項3】請求項1記載の走査光学装置において、 互いに隣接する光走査ユニットのうちの少なくとも1対
において、主走査の向きが逆向きであり、対をなす光走
査ユニットの中間部に、これら光走査ユニットに共通し
て設けられて、各書込み開始の同期光を検出する同期光
検出手段を有することを特徴とする走査光学装置。
3. The scanning optical device according to claim 1, wherein at least one pair of optical scanning units adjacent to each other has a main scanning direction opposite to that of the optical scanning unit, and an intermediate portion between the paired optical scanning units. A scanning optical device, comprising: a synchronous light detecting unit that is provided in common to these optical scanning units and detects synchronous light at the start of each writing.
【請求項4】請求項1または2または3記載の走査光学
装置において、 各光走査ユニットにおけるLEDアレイは、LED発光
部の配列方向を副走査対応方向に略平行にして配備され
ることを特徴とする走査光学装置。
4. The scanning optical device according to claim 1, wherein the LED array in each optical scanning unit is provided with the arrangement direction of the LED light emitting units substantially parallel to the sub-scanning corresponding direction. Scanning optical device.
【請求項5】請求項4記載の走査光学装置において、 カップリングレンズの作用はコリメート作用であり、 各光走査ユニットは、カップリングレンズと線像結像光
学系との間にビーム整形用のアパーチュアを有し、 該アパーチュアの実質的な配備位置が、上記カップリン
グレンズの像側焦点面位置であることを特徴とする走査
光学装置。
5. The scanning optical device according to claim 4, wherein the action of the coupling lens is a collimating action, and each optical scanning unit is provided between the coupling lens and the line image forming optical system for beam shaping. A scanning optical device having an aperture, wherein a substantial arrangement position of the aperture is an image-side focal plane position of the coupling lens.
【請求項6】請求項5記載の走査光学装置において、 各光走査ユニットにおけるLEDアレイは、そのLED
発光部配列の中央が、上記光走査ユニットにおけるカッ
プリングレンズの光軸近傍の位置に設定されることを特
徴とする走査光学装置。
6. The scanning optical device according to claim 5, wherein the LED array in each optical scanning unit includes an LED array.
A scanning optical device, wherein a center of a light emitting unit array is set at a position near an optical axis of a coupling lens in the optical scanning unit.
【請求項7】請求項5または6記載の走査光学装置にお
いて、 ビーム整形用のアパーチュアの実質的な配備位置が、線
像結像光学系の物体側焦点面位置であり、カップリング
レンズの焦点距離:fcolと、線像結像光学系の副走査
対応方向の焦点距離:fcyとが互いに等しいことを特徴
とする走査光学装置。
7. The scanning optical apparatus according to claim 5, wherein the substantial arrangement position of the beam shaping aperture is the object-side focal plane position of the line image forming optical system, and the focal point of the coupling lens. A scanning optical device, wherein a distance: f col is equal to a focal length: f cy of a line image forming optical system in a sub-scanning corresponding direction.
【請求項8】請求項1〜7の任意の1に記載の走査光学
装置において、 各光走査ユニットに共通の被走査面の実体をなす光導電
性の感光体がベルト状であって、上記感光体が平面的に
張られた部分において光走査が行われることを特徴とす
る走査光学装置。
8. A scanning optical device according to claim 1, wherein the photoconductive photoconductor, which is the substance of the surface to be scanned common to each optical scanning unit, has a belt shape. A scanning optical device wherein optical scanning is performed in a portion where a photoconductor is stretched in a plane.
【請求項9】請求項1〜8の任意の1に記載の走査光学
装置において、 光走査ユニット数が2であることを特徴とする走査光学
装置。
9. The scanning optical device according to claim 1, wherein the number of optical scanning units is two.
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