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JP3333832B2 - Multi-beam scanning optical system - Google Patents
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JP3333832B2 - Multi-beam scanning optical system - Google Patents

Multi-beam scanning optical system

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JP3333832B2
JP3333832B2 JP21400091A JP21400091A JP3333832B2 JP 3333832 B2 JP3333832 B2 JP 3333832B2 JP 21400091 A JP21400091 A JP 21400091A JP 21400091 A JP21400091 A JP 21400091A JP 3333832 B2 JP3333832 B2 JP 3333832B2
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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 data on a digital copying machine, a laser beam printer, an optical disk or the like by using a light beam. 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 for a writing device of a digital copying machine. FIG. 3A shows two lines on a photosensitive member at the same time by two laser beams. FIG. 3B is a plan view of a multi-beam scanning optical system for performing writing, and FIG. 3B is a side view of the same. The 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 a lower surface and an LD chip (laser diode chip) 0 mounted thereon.
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 a chip substrate 04. The interval between the laser diodes LD 1 and LD 2 (the interval between the oscillation regions 06 and 07) is r 1 .
Then, not shown LD drive circuit connected to the connection terminal Ta, electrodes from Tb 06a, when supplying a driving current through 07a, the respective laser diodes LD 1 and LD
2 forwards the first and second laser beams L 1 and L 2 forward,
The back beams L 1 ′ and L 2 ′ are emitted backward. Generally, the diameter of the laser beams L 1 and L 2 when emitted is 1 to 4 μm in a direction parallel to the heterointerface.
m, which is difficult to determine, the size of 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。
The laser array 01 includes a photodiode 08, which receives the back beams L 1 ′ and L 2 ′ and connects the light amount signal to a light amount control circuit (not shown). It is arranged 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, the optical paths of the laser beams L 1 and L 2 emitted from the oscillation regions 06 and 07 have a collimating lens 010 with a focal length f 1 and an optical power only in the sub-scanning direction. Having a focal length of f 2 , a mirror 013, a rotating polygon mirror 01
4, f-θ lens 015 and cylindrical lens 0
A multi-beam scanning optical system M comprising a photosensitive drum 018 is provided as a scanning surface rotatably provided around a central axis (that is, a photosensitive member surface).
18a is scanned. 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 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 is m 1. Magnification is m 2 . The photosensitive drum 01
8 is provided with an optical sensor 019, and a beam position detection signal SOS (Sta.
The output timing of an image signal to each of the laser diodes LD 1 and LD 2 is set by rt of scan (see FIG. 3A).

【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。
FIGS. 5 and 6 show the multi-beam scanning optical system M.
Surface 018a when writing scan is performed using
Upper laser beam L1, LTwoFIG.
Here, two adjacent laser beams L1, LTwoScan with
The interval r between each scan line ThreeThe scan line width (scan
) The natural number i divided by p is defined as “interlaced scanning cycle”.
Justify.

【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 first and second laser beams L 1 and L on the second photoreceptor surface 018a spots a, b diameter of both the sub-scanning direction are equal in d 3. In this specification, the diameter of the laser beam and its spot is set to the maximum intensity (1 / e) of the light intensity.
2 = 0.135 means the diameter of the portion. And
a 1 and b 1 are the positions of the spots a and b at the time of the first scan (in the figure, they are indicated as scan numbers (1)),
a 2 , b 2 are the positions at the time of the second scan,..., at, bt are the t-th (t =
1, 2, 3,...) Indicate the positions at the time of scanning.

【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, at the time of the first scanning, that is, at the scanning number (1), after the first and second scanning lines are simultaneously scanned by the first and second laser beams L 1 and L 2 , the scanning number is changed.
In (2), the scanning of the third and fourth scanning lines by the first and second 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。
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 the scanning line pitch), FIG. 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 ,
,... Scan lines are simultaneously scanned, and at the same time, the first laser beam L 1 scans the first, third, fifth,... Scan lines five 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 apparatus has been described with reference to FIGS.
In general, the interlaced scanning by the multi-beam is performed when the number n of the laser beams and the interlaced scanning period i are relatively prime, that is, a common positive integer in which the number of the laser beams and the interlaced scanning period are divisible by other than 1. And a multi-beam scanning device using three or more laser beams is also 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, i (i =
3) N (n = 4) spots sj (j = 1 to n) are arranged at twice the interval (that is, at the interlaced scanning period i), which is q (q = 4) times the scanning line interval p. Sub-scan interval q
It is assumed that scanning is performed with p and the number of scans t = to (to = 3) becomes one cycle, ie, the number of scans to in one cycle is three. 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 scanning of the first cycle is completed with the scanning number (number of times) t = 3, and the scanning of the second cycle is completed with the scanning of t = 4 to 6. The scanning lines in the first cycle 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. In order for interlaced scanning to be established, the following two conditions (a) and (b) are required. (B) All scanning lines are scanned. (B) The same scanning line must not be scanned 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 scan at t = 1 (ie, the first scan), four lines L 1 , 0 , L 1 , 3 , L 1 , 6 ,
L 1 and 9 are scanned. One cycle ends with the scanning at t = 1, 2, 3, and so, at t = 4, the first scanning in the next cycle starts. Therefore, at this time,
(B), in order to satisfy the condition of (b) is, want necessary position of the spot S 1 in the case of t = 4 th scanning is located at the position indicated by the spot S 5 shown by a dotted line in FIG. 8. That is, to
(= 3) times, that is, the movement distance to × qp of the spot when scanning is performed for the number of times of one cycle needs to be equal to the length n × ip of the spot train for one cycle. Therefore, toq = ni (...) (a) Each spot interval ip is to (= 3) during one cycle.
Since it is filled by the number of scans, ip = top
And i = to......... (B). From the above formulas (a) and (b), q = n.........

【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 in the second cycle, ie, at t = 4, is the spot at the first scan in the previous cycle, ie, t = 1. ni from the position of the S 1 (line)
It is a position where the line has advanced. The moving amount of one period of just not predetermined spot Sj spots S 1 has a common multiple in the interlaced scanning period i and the spot number 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 each spot does not scan the same scanning line during the same period. To this end, n and i are mutually prime. is necessary. Next, this 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 skip period i, L (t, k) = (n · t + 1) + i (k−1) ... (D) where t = −i + 1,... −1, 0, 1,..., I−1; an integer with a scan number k = 1, 2,. 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 necessary that the numbers of the scanning lines scanned by two arbitrarily selected spots do not coincide within the spot length ni. Are defined as t 1 and t 2, and arbitrary different spot numbers are defined as k 1 and k 2 , the following equation may be satisfied 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 relatively prime, the least common multiple is i · n. From (f), the right side i (−k 1 + k 2 ) <i · n of the equation (e) is satisfied. 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, equation (e) holds. Similarly,
The case where the sign is a negative integer also holds. On the other hand, when the signs are different, since n · i is a positive integer, equation (e) clearly holds.

【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 for one main scan is n
Must be p. (2) Assuming that a natural number obtained by dividing an interval r 3 between adjacent laser spots by p is a skip scanning period i, i must be a natural number relatively prime to n (the greatest common divisor is 1). FIG. 10 shows the jump period i and the number n of laser beams that satisfy the above two conditions. As shown in FIG. 10, when the number n of laser beams is determined, a skipping cycle i that can be taken 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。
In general, the factors that determine the image quality of a reproduced image are the spot diameter of a laser beam applied to the surface of a photoreceptor, the width of one scanning line on the surface of the photoreceptor (ie, the scanning pitch), and the laser beam. There is power etc. For example, if the diameter of the spot in the sub-scanning direction is too large, the portion to be colored in the highlight portion becomes small, and the image reproduced when the gradation display by the halftone dot is performed by the background exposure becomes small. Will not be reproduced,
In the shadow area, white 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 image 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 irradiated on the photosensitive member surface in the sub-scanning direction is d 3 , and the width of one scanning line on the photosensitive member surface (ie, the scanning pitch) ) Is p, K = (d 3 / p)
It is known that good gradation reproducibility can be obtained by setting the value in the range of 1.4 to 1.8 (Tanaka: Optical Fourth Society,
Proceedings of the 6th Color Optics Conference, P77, 198
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. Accordingly, the plurality of laser beams L 1, L spot a two photosensitive member surface 018A, the sub-scanning direction between r 3 and spot a between b, the sub-scanning direction of the diameter d 3 of b is a respective light source If the distance in the sub-scanning direction between the plurality of 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, the 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 determined by the laser diode L.
It is determined from the divergence angle θ 1 of the laser beams L 1 and L 2 emitted from D 1 and LD 2 . In addition, since the outer peripheral portion of the laser beam is removed by a component of the optical system such as a lens and a rotating polygon mirror while the laser beam passes through the scanning optical system (so-called vignetting of the laser beam occurs), a plurality of laser beams L 1, L 2 of the spot a, the set the interval r 3 of b in interlaced scanning period times the scanning pitch p and simultaneously K = the value of (d 3 / p) 1.
It was difficult to set it in the range of 4-1.8. Therefore, conventionally, it has not been easy to improve the tone 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 each laser diode of the semiconductor laser array that emits a multi-beam, the spread angle θ 1 and the wavelength λ of each laser beam emitted from each laser diode, and the components of the scanning optical system the values of the parameters of the focal length of, should the spot a, and a distance r 3 and the sub-scanning direction of the diameter d 3 of b determined. Therefore, if the relational expression between those parameters is obtained,
By determining the 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 be a jump period times the scanning pitch p and at the same time, The value of K = (d 3 / p) is 1.4
It is easy to set the value in the range of ~ 1.8. Then, the gradation reproducibility of the multi-beam scanning optical system can 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 shown in FIGS. 3A and 3B, a multi-beam scanning optical system in which an aperture is disposed at a position where the plurality of laser beams (L 1 , L 2 ) as the collimated light intersect with the optical axis of the scanning optical system. Succeeded in finding 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 , and i. The interlaced scanning cycle (the spots a and b of the laser beams L 1 and L 2 on the photosensitive member surface 018a (FIG. 5, 6) a natural number obtained by dividing the interval r 3 by the scanning pitch p, α: 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 in the sub-scanning direction of the collimated light or approximately collimated laser beams L 1 and L 2 incident on the aperture is D, and the reflection from the rotary polygon mirror (14). When the diameter of the laser beam (L 1 , L 2 ) converging on the surface in the sub-scanning direction is d 2 , a value satisfying d 2 = (4α / π) (λf 2 / D); 1, L 2 of the spot a on the photosensitive member surface 018A, the sub-scanning direction of the diameter d 3 of the width of the scanning line b divided by (scanning pitch) p, i.e. 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. FIGS. 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 FIGS. 3A and 3B. The aperture 011 is provided at a position where the laser beams L 1 and L 2 passing through the collimating lens 010 cross the optical axis. 7A and 7B, if the lateral magnification of the multi-beam scanning optical system M including the optical members denoted by reference numerals 010 to 016 is m, (2)
Expression is made elevational r 3 = mr 1 = m 1 m 2 r 1 .............................. (2) Further, if the interlaced scanning period and i, the following equation (3) holds. r 3 = ip = mr 1 (3) Assuming that the focal length of the collimating lens 010 is f 1 and the diameter of the laser beam emitted from the collimating lens 010 is D, (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)
After the laser beams L 1 and L 2 cross the optical axis at the position where the aperture is provided, an image is formed on the mirror surface of the rotary polygon mirror 014 by the cylindrical lens 012 having a focal length f 2. 014, the diameter d 2 of the spot of the laser beams L 1 and L 2 in the sub-scanning direction
Can be expressed by equation (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 above 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 an intensity half that of the highest intensity portion (beam center portion) of the collimated laser beam having the outer diameter D (hereinafter, referred to as such The diameter having the largest size is expressed as “1 / intensity diameter.” In the case of a beam having a Gaussian intensity distribution, the 1/2 intensity diameter is D / 1.70 = 0.
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 =
Diameter of the same size as the diameter of the part having the strength of 0.135)
Then, the value of α is α = 1.28. When the inside diameter of the aperture 011 is much larger than the diameter D of the collimated laser beam or when 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)
A collimating lens 0 having a focal length f 1
10 and a focal length f 2 of a cylindrical lens 012
, The lateral magnification m 1 of the first scanning optical system M 1 can be expressed by equation (6). m 1 = f 2 / f 1 ─────────── (6) From the above 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) second aperture scanning optical system M 2 between the rotary polygon mirror 014 and the surface of the photosensitive body 018a is by setting a very large with respect to the laser beam diameter, (8) holds. 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 described above, since K = d 3 / p,
From this and equation (9), equation (10) is obtained. Kp = (4α / π) λm / θ 1 (10) The following equation (11) is obtained from the above equations (3) and (10). K / i = (4α / π) λ / r 1 θ 1 (11) The equation (1) is obtained by modifying the equation (11). In the above equation (1), by appropriately setting the value of K in the range of 1.4 to 1.8, the values of other parameters can be easily determined.

【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。
The present invention has been made in view of the above circumstances and research results, and has as its object to improve the gradation reproducibility of halftone images and line image reproducibility in a multi-beam scanning optical system using a plurality of laser beams. I do.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
る本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施
例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符
号をカッコで囲んだものを付記する。なお、本発明を後
述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明
の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例
に限定するためではない。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(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(1
4)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(1
5)およびこのf-θレンズ(15)から出射したレー
ザビーム(L1,L2)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,L2)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n
≧3且つi≦nであり、前記各パラメータr1,λ,θ
1,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、i≧2、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f
2、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d
2としたときに、d2=(4α/π)×(λf2/D)を
満たす値であり、1.28≦α≦1.94である。
Means for Solving the Problems Next, the present invention for solving the above-mentioned problems will be described. Elements of the present invention are described in order to facilitate correspondence with the elements of the embodiments described later. The sign of parentheses is added in parentheses. The reason why the present invention is described in correspondence with the reference numerals of the following embodiments is to facilitate understanding of the present invention, and not to limit the scope of the present invention to the embodiments. In order to solve the above problems,
A multi-beam scanning optical system according to a first invention of the present application has the following configuration. That is, a laser array (1) having a plurality of laser diodes (LD1, LD2) each driven by an independently modulated LD drive signal and having an oscillation position arranged at a distance of r1.
And a collimating lens (1 / e 2 ) output from the plurality of laser diodes (LD1 and LD2) and having a (1 / e 2 ) intensity spread angle θ1 and a plurality of laser beams (L1 and L2) having a wavelength λ and collimated. 10) and the laser beam (L1, L2) converted into the collimated light is rotated by a polygon mirror (1).
4) a first scanning optical system (M1) comprising a first sub-scanning direction power optical member (12) having an optical power in the sub-scanning direction converged on the mirror surface, the rotating polygon mirror (14) and the surface of the photoreceptor (18a) and the f-θ lens (1
5) and a sub-scanning direction in which the laser beams (L1, L2) emitted from the f-θ lens (15) are converged at a position separated by a predetermined interlaced scanning period i in the sub-scanning direction Y of the photoconductor surface (18a). A second scanning optical system (M2) comprising a second sub-scanning direction power optical member (16) having an optical power in Y, and a plurality of lasers converted to the collimated light in the multi-beam scanning optical system. When an aperture (11) is arranged at a position where the beams (L1, L2) intersect with the optical axis of the first scanning optical system (M1), and the number of the plurality of laser beams (L1, L2) is n, The interlaced scanning cycle i and the number n of laser beams are relatively prime and n
≧ 3 and i ≦ n, and the above parameters r1, λ, θ
A multi-beam scanning optical system in which 1, and i are determined to satisfy the following equation: K = (4α / π) × (iλ / r1θ1). Here, i ≧ 2 and 1.4 ≦ K ≦ 1.8, and α is a value depending on the diameter of the aperture (11) in the sub-scanning direction, and α is a value of the power optical member (12) in the first sub-scanning direction. The focal length is f
2. (1/1) of the laser beam (L1, L2) converted into collimated light incident on the aperture (11) in the sub-scanning direction.
e 2 ) The intensity value diameter is D, and the diameter in the sub-scanning direction of the laser beam (L1, L2) converging on the mirror surface of the rotary polygon mirror (14) is d.
When 2, the value satisfies d2 = (4α / π) × (λf2 / D), and 1.28 ≦ α ≦ 1.94.

【0032】[0032]

【作用】前述の構成を備えた本発明によれば、(4α/
π)iλ/r1θ1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。
According to the present invention having the above structure, (4α /
π) iλ / r1 θ1 is determined by setting the values of the parameters α, i, λ, r1 and θ1 so that the value of the parameters α, i, λ, r1 and θ1 is an appropriate value between 1.4 and 1.8. The value K obtained by dividing the diameter of the beam spot in the sub-scanning direction by the width (scanning pitch) of the scanning line is set to an appropriate value between 1.4 and 1.8. The multi-beam scanning optical system in which K is set to such a value has good tone reproducibility and line image reproducibility.

【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 side view. In FIGS. 1A and 1B, components corresponding to the components in FIGS. 7A and 7B are denoted by the same reference numerals in FIGS. 7A and 7B except for the most significant digit of 0, and redundant detailed description is omitted. I do. In FIG. 1A,
1B is a power optical member in the second sub-scanning direction, and is the cylindrical lens 016 of FIGS. 7A and 7B.
Is replaced by a cylindrical mirror, but the other components employ the same components 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。
In FIGS. 1A and 1B, reference numerals 10 to 13
The first scanning optical system M1Is composed
And the lateral magnification in the sub-scanning direction is m1It is. FIG. 1B
, The focal length of the collimating lens 10 is f1,
Of the cylindrical lens (first sub-scanning direction optical member) 12
The focal length is fTwo, The focal length of the f-θ lens 15 is fThree,
Let f be the focal length of theFourAnd Soshi
Between the laser array 1 and the rotating polygon mirror 14.
Also, collimating lens 10, aperture 11, cylinder
A first lens unit composed of a lithographic lens 12 and a mirror 13
Scanning optical system M1Is the horizontal magnification in the sub-scanning direction Y1, And then times
F- is disposed between the polygon mirror 14 and the photoreceptor surface 18a.
Consists of a θ lens 15 and a cylindrical mirror 16
Second scanning optical system MTwoIs the horizontal magnification in the sub-scanning directionTwoWhen
And these lateral magnifications m 1, MTwoMaru which combined both optical systems
Let the lateral magnification of the chi-beam scanning optical system M be 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。
The laser diodes LD 1 and LD 2
The distance between the laser beam emission positions is r 1 , and the divergence angles of the laser beams L 1 and L 2 emitted from the laser diodes LD 1 and LD 2 in the sub-scanning direction are θ.
Set to 1 . Then, these laser beams L 1 and L 2
The lateral through the first scanning optical system M 1 magnification m 1, is configured to converge once rotary polygon mirror 14 to form a sub-scanning direction size d 2 in. The rotating polygon mirror laser beam L 1 reflected by 14, L 2 is the lateral magnification m 2 of diameter d 3 of the spot a sub-scanning direction Y to the second through the scanning optical system M 2 surface of the photosensitive member 18a, b is formed at a position separated by an interval 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 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 distance r 3 between the spots a and b are set 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, the multi-beam scanning optical system M shown in FIGS. 1A and 1B in which the parameters are set as described above is provided on the photosensitive member surface 18a as spots a and b of the laser beams L 1 and L 2 as shown in FIG. b is formed. In FIG. 2, the interlaced scanning cycle i = 3, and the spots a and b of the two laser beams L 1 and L 2 on the photosensitive member surface 18a.
Of the interval r 3 = ip = is 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
Perform the scanning of the fourth, sixth,.
The laser beam L1 scans the first , third, fifth,... Scanning lines three lines earlier. In such a scanning optical system having a scanning pitch p = 31.25 μm, 1 m
An image can be written on the photoreceptor surface 18a 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. , 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 in FIGS. 1A, 1B and 2 is 32 dots / mm, and the value of K (= d 3 / p) falls within the range of 1.4 to 1.8. A method for setting the 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
μm is used. The value of the distance r 1 between the laser diode LD 1 and LD 2 are 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 as follows: p = 1000/32 = 31.25 (μm) Further, as described above, K =
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, for example, m 2 = 0.5588 is adopted as the lateral magnification m 2 of the second scanning optical system M 2 disposed between the rotary polygon mirror 14 and the photosensitive member surface 18a. Then, the diameter d 2 of the laser beam L 1, L 2 in the sub-scanning direction Y of the spots formed on the rotary polygon mirror 14 becomes d 2 = d 3 / m 2 = 89μm. Note that the scanning optical system M 2 having the lateral magnification m 2 = 0.5588 has parameters of its components, for example,
It can be obtained by defining the following (a) to (e). That is, (a) the focal length f 3 of the f-θ lens 15 = 358.75 mm, and (b) the focal length f 4 of the cylindrical mirror 16 = 10.
(C) a distance of 133.01 mm from the surface of the rotary polygon mirror 14 to the principal point of the f-θ lens 15, (d) a distance of 147.79 mm from the principal point of the cylindrical mirror 16 to the photosensitive member surface 18 a, (E) The distance between the 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 the cylindrical lens 12 is adopted. The diameter in the sub-scanning direction of the collimated light in the sub-scanning direction Y
When an aperture having an inner diameter equal to the diameter of a portion having an intensity of 1 / e 2 of the peak intensity (an aperture where α = 1.28) is used, d 2 = (from the Fresnel-Kirchhoff diffraction integral equation 4 × 1.28 / π) × (λf 2 / D). Here, the oscillation wavelength λ of the laser diodes LD 1 and LD 2 is D = 5.9 mm because λ = 0.78 μm. In addition, since D = f 1 · θ 1 and θ 1 = 13.5 ° (= 0.235 radians) 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 , m 1 = f 2 / f 1 = 16.78. Therefore, the lateral magnification m of the entire multi-beam scanning optical system M is as follows: m = m 1 · m 2 = 16.78 · 0.5588 = 9.377 Incidentally, in the case shown in FIG. 2, since the interlaced scanning cycle 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, a laser scanning device with good image reproducibility can be obtained.

【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 following is a summary of how to determine the above parameters. That is, to obtain a scanning optical system having a resolution of 32 dots with good image reproducibility using a laser array of θ 1 = 13.5 °, first determine the value of d 3 , and then set an appropriate lateral magnification m 2 . The second scanning optical system is employed. Then, the value of d 2 is determined. Next, while appropriately selecting a cylindrical lens (power member in the first sub-scanning direction) 12 having an appropriate focal length f 2 , an appropriate value of α determined by Fresnel-Kirchhoff diffraction integration, for example, α = 1 If .28 is selected, the diameter D of the collimated light in the sub-scanning direction is determined from Expression (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 . If f 1 and f 2 are determined, m 1 is determined, and m is determined from m 1 and m 2 . And if m is determined, r
1 is determined. Thus, the laser array 1 to be used
Is 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 larger than a half 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. When α is determined in this manner, a very excellent scanning optical system can be obtained for the following reasons. 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 the collimated light.
As the intensity diameter becomes smaller, the light amount (vignetting light amount) blocked by the aperture 11 sharply increases. That is, the loss of the light amount increases, which is inconvenient.

【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 beam passing through the aperture 11 includes light directly passing through the inner diameter of the aperture 11 and light passing through the surface of the photoreceptor 18a. It is determined by the superposition of two lights, ie, the diffraction integral of Fresnel Kirchhoff. Therefore, when the inner diameter of the aperture 11 is made larger than 1 /, 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. 0.58 ≦ T ≦ 1, that is, 1.28
If the diameter of the aperture is determined in the range of ≦ α ≦ 1.94, the fluctuation of the spot diameter on the photosensitive material surface due to the fluctuation of the diameter of the beam incident on the aperture can be 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。
In the above, the spread angle θ 1 of the laser beams L 1 and L 2 emitted from the laser diodes LD 1 and LD 2 is 13.
5 ° and a wavelength λ = 0.78 μm are set in advance,
This is a method of obtaining a multi-beam scanning optical system having good image reproducibility by determining r 1 for setting K = d 3 / p to a desired value later. Distance r 1 = 1 between laser diodes LD 1 and LD 2
A case in which 0 μm and a wavelength λ = 0.78 μm are set in advance and θ 1 is determined later will be described.

【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。
As described above, when the resolution is 32 dots / mm,
The scanning pitch p is p = 1000/32 = 31.25 (μm). Further, as described above, K =
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
When the lateral magnification m 2 of the second scanning optical system M 2 disposed between the photoreceptor 4 and the photosensitive member surface 18 a is set to m 2 = 0.5588, d 2 becomes d 2 = d 3 / m 2 = 89 μm. Next, assuming that a lens of f 2 = 419.43 mm is adopted as the cylindrical lens 12, d 2 = (1.6λf 2 ) / D, as described 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. 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-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the present invention described in the appended 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 to be used can be an arbitrary number of 2 or more as described with reference to FIGS. Furthermore, a cylindrical mirror may be used as the first sub-scanning direction power optical member 12 instead of a cylindrical lens,
As the second optical power member 16 in the sub-scanning direction, a cylindrical lens, a hologram element, or the like can be used 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 1θ1Is 1.4
Each of the above parameters is set to an appropriate value between ~ 1.8.
Α, i, λ, r1, Θ1 to determine the
Scans the diameter of the laser beam spot on the body surface in the sub-scanning direction.
The value obtained by dividing by the width of the inspection line (scanning pitch) is 1.4 to 1.8.
Can be set to an appropriate value. 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 the 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 a photosensitive member surface and a scanning pitch in the 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 the conventional multi-beam scanning optical system.

【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 photosensitive member surface 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. 5 is a diagram showing the relationship between a laser beam (spot) on the surface of a photosensitive member and a scanning interval in another conventional example.

【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。
FIG. 7 is an explanatory view of an arrangement in which an aperture is provided in the conventional multi-beam scanning optical system shown in FIG. 3;

【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 a photosensitive member surface and a 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 conditions for establishing a jump cycle.

【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 the number n of laser beams satisfying the conditions of the interlaced scanning and the interlacing period i.

【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 the relationship between the 1 / e 2 intensity diameter D of the laser beam and α at the position where the aperture having the diameter da is disposed.

【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 a 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 the laser beam on the surface of the photoconductor, D: diameter of the collimated laser beam in the sub-scanning direction, d
2 ... diameter in the sub-scanning direction of the laser beam on the reflecting surface of the rotating polygon mirror, d 3 ... diameter in the sub-scanning direction of the laser beam on the surface of the photoreceptor, f 2 ... focal length of the power optical member in the first sub-scanning direction,
i ... interlaced scanning period, K ... value obtained by dividing the sub-scanning direction of the diameter d 3 of the laser beam on the photoreceptor surface by a 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 : interval between a plurality of laser diodes provided in the laser array, r 3 : spot of the laser beam on the photosensitive member surface a,
distance between b, α: a value depending on the diameter of the aperture, determined by Kirchhoff's diffraction integral, θ 1 : 1 / e 2 intensity spread angle of the laser beam emitted from the laser diode, λ: wavelength of the laser beam, 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-θ lens, 16: power optical member (cylindrical mirror) in the second sub-scanning direction, 18
a: Photoconductor surface,

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [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
(1/e2)強度広がり角θ1で波長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
査光学系の光軸と交わる位置にアパーチャを配設し、前記複数のレーザビームの個数を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n≧3且つi≦nであり、 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、 K= (4α/π)(iλ/r1θ1) 但し、i≧2、 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(1/e2)強度値径を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
り、1.28≦α≦1.94である。
1. A laser array having a plurality of laser diodes, each of which is driven by an independently modulated LD drive signal and whose oscillation position is arranged at a distance of r1, and a sub-scan output by the plurality of laser diodes Lens for converting a plurality of laser beams having a wavelength λ at a (1 / e 2 ) intensity spread angle θ1 in the direction into collimated light, and optics in a sub-scanning direction for converging the collimated laser beam to the mirror surface of a rotary polygon mirror Scanning optical system comprising a first sub-scanning-direction power optical member having specific power, and f-θ disposed between the rotary polygon mirror and the surface of the photoreceptor.
A second sub-scanning direction having optical power in the sub-scanning direction Y in which the laser beam emitted from the lens and the f-θ lens is converged at a position separated by a predetermined jump scanning period i in the sub-scanning direction Y on the photoreceptor surface A second scanning optical system comprising: a power optical member; and a multi-beam scanning optical system comprising: a plurality of laser beams converted into the collimated light, wherein an aperture is disposed at a position where the plurality of laser beams intersect with an optical axis of the first scanning optical system. When the number of the plurality of laser beams is n,
The skip scanning period i and the number of laser beams n are relatively prime.
Where n ≧ 3 and i ≦ n, and a multi-beam scanning optical system in which the respective parameters r1, λ, θ1, and i satisfy the following equation: K = (4α / π) (iλ / r1θ1 Here, i ≧ 2 and 1.4 ≦ K ≦ 1.8, and α is a value dependent on the diameter of the aperture in the sub-scanning direction Y, and the focal length of the first sub-scanning direction power optical member is f2. D is the (1 / e 2 ) intensity value diameter in the sub-scanning direction of the collimated laser beam incident on the aperture, and d2 is the diameter in the sub-scanning direction of the laser beam converging on the mirror surface of the rotary polygon mirror. Then, d2 = (4α / π) × (λf2 / D), and 1.28 ≦ α ≦ 1.94.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09185207A (en) * 1995-12-22 1997-07-15 Xerox Corp Color electrophotographic printer provided with many linear arrays for surface irradiation laser having identical wavelength
JP2000227564A (en) * 1999-02-05 2000-08-15 Minolta Co Ltd Multi-beam scanning optical device
JP4923685B2 (en) * 2006-04-06 2012-04-25 富士ゼロックス株式会社 Image forming apparatus and operation control method thereof
JP2025024855A (en) * 2023-08-08 2025-02-21 イーデーエム株式会社 Thermal Transfer Printer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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