JP3522538B2 - Multi-beam writing optical system - Google Patents
Multi-beam writing optical systemInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明はマルチビーム書込
光学系に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-beam writing optical system.
【0002】[0002]
【従来の技術】デジタル複写装置やレーザプリンタ等の
書込系に用いられる光走査方式の書込光学系において、
独立に光変調可能な複数の発光部からの光ビームを被走
査面、例えば感光体面上に、副走査方向に分離したビー
ムスポットとして集光させ、被走査面上の複数走査線を
同時走査するようにしたマルチビーム書込光学系の実用
化が意図されている。マルチビーム走査装置において
は、同時走査される複数走査線相互のピッチ(副走査方
向の走査線間隔。以下「走査線ピッチ」と称する)が不
安定であると形成された画像の質が低下するので、走査
線ピッチを安定に保つための技術が種々提案されてい
る。例えば、特開平7−209596号公報記載のマル
チビーム書込光学系では、複数光源として、発光部を副
走査方向に25μm隔てて配列した2つのレーザダイオ
ードを用い、これらから射出した2光ビームを、ビーム
整形用のアパーチュアとシリンドリカルレンズを介して
偏向器であるポリゴンミラーの同一面で同時に反射さ
せ、偏向ビームを被走査面上に集光させる走査結像光学
系を「副走査方向にテレセントリック」とすることによ
り、走査結像光学系以後の各光ビームの主光線が、副走
査方向において装置光軸とほぼ平行になるようにして走
査線ピッチの安定化を図っている。また、特開平6−1
8802号公報記載のマルチビーム書込光学系では、副
走査方向に複数の発光部を有する光源から放射された複
数の光ビームを、アパーチュアの開口部を介して、副走
査方向にパワーを有するアナモルフィック光学系で偏向
器の偏向反射面位置に結像させ、偏向された光ビームを
走査結像光学系により被走査面上に各々ビームスポット
として集光させ、複数走査線を同時走査するが、上記ア
ナモルフィック光学系により「上記開口部と結像光学系
を共役関係」にし、開口部側を等倍もしくは縮小側とす
ることで、複数光ビームのうちで、軸外を通る光ビーム
が結像光学系の光軸から「大きく離れずに射出する」よ
うにして、走査線ピッチの安定化を図っている。2. Description of the Related Art In a writing optical system of an optical scanning system used in a writing system of a digital copying apparatus, a laser printer, etc.,
Light beams from a plurality of light emitting portions that can be independently light-modulated are focused on a surface to be scanned, for example, a photoconductor surface, as beam spots separated in the sub-scanning direction, and a plurality of scanning lines on the surface to be scanned are simultaneously scanned. It is intended to put such a multi-beam writing optical system into practical use. In a multi-beam scanning device, if the pitch between scanning lines that are simultaneously scanned (scanning line spacing in the sub-scanning direction; hereinafter referred to as "scanning line pitch") is unstable, the quality of the formed image deteriorates. Therefore, various techniques for keeping the scanning line pitch stable have been proposed. For example, in the multi-beam writing optical system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-209596, two laser diodes in which light emitting portions are arranged at intervals of 25 μm in the sub scanning direction are used as a plurality of light sources, and two light beams emitted from these laser diodes are emitted. , "Telecentric in the sub-scanning direction" is a scanning imaging optical system that simultaneously reflects the deflected beam on the surface to be scanned by simultaneously reflecting it on the same surface of a polygon mirror that is a deflector through an aperture for beam shaping and a cylindrical lens. By doing so, the chief ray of each light beam after the scanning and imaging optical system is made substantially parallel to the optical axis of the device in the sub-scanning direction to stabilize the scanning line pitch. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 6-1
In the multi-beam writing optical system described in Japanese Patent No. 8802, a plurality of light beams emitted from a light source having a plurality of light emitting portions in the sub-scanning direction are passed through an aperture portion of an aperture, and have an optical power in the sub-scanning direction. The morphic optical system forms an image on the deflecting / reflecting surface of the deflector, and the deflected light beam is converged as a beam spot on the surface to be scanned by the scanning image forming optical system to simultaneously scan a plurality of scanning lines. , The anamorphic optical system makes "the above-mentioned aperture and the imaging optical system in a conjugate relationship", and the aperture side is made the same magnification or reduction side, so that the light beam that passes off-axis among the multiple light beams Is emitted from the optical axis of the image forming optical system without being significantly separated from the optical axis, thereby stabilizing the scanning line pitch.
【0003】特開平7−209596号公報記載のマル
チビーム書込光学系は、上述の如く「副走査方向にテレ
セントリック」という特別な光学配置をとっているた
め、光学系が大型化してしまうという問題がある。すな
わち、射出側でテレセントリックにするために、走査結
像光学系の物体側(光源側)焦点位置で2つの光ビーム
を交叉させるが、このためには、ビーム整形用のアパー
チュアの開口部と上記焦点位置とを、シリンドリカルレ
ンズにより互いに共役とする必要があり、このためシリ
ンドリカルレンズと開口部の間の距離を拡げなければな
らず、マルチビーム書込光学系の光源側の部分が大型化
してしまう。シリンドリカルレンズのパワーを強くし
て、シリンドリカルレンズと開口部の距離をできるだけ
縮めることも考えられるが、収差を悪化させずにパワー
を強めるには限界があり、マルチビーム書込光学系の小
型化は難しい。特開平6−18802号公報記載のマル
チビーム書込光学系では、開口部と走査結像光学系とを
共役にしているので、開口部と射出位置が異なる場合な
どには効果が無く、適用できる光学系は限られたものに
なる。Since the multi-beam writing optical system described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-209596 has a special optical arrangement called "telecentric in the sub-scanning direction" as described above, the optical system becomes large. There is. That is, in order to make it telecentric on the exit side, two light beams are crossed at the object side (light source side) focal position of the scanning imaging optical system. For this purpose, the aperture of the beam shaping aperture and the above It is necessary to make the focal position and the conjugate with each other by the cylindrical lens, and therefore the distance between the cylindrical lens and the opening must be increased, and the part on the light source side of the multi-beam writing optical system becomes large. . It is possible to increase the power of the cylindrical lens to shorten the distance between the cylindrical lens and the aperture as much as possible, but there is a limit to increasing the power without deteriorating the aberration, and miniaturization of the multi-beam writing optical system is not possible. difficult. In the multi-beam writing optical system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-18802, since the aperture and the scanning imaging optical system are conjugated, there is no effect when the aperture and the emission position are different, and it can be applied. The optics will be limited.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この発明は、光学系を
大型化させることなく、実用上、被走査面上での複数光
ビームの走査線曲がりやピッチ偏差を画像形成の忠実性
が保てる範囲に低減させることができるマルチビーム書
込光学系を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the range in which the fidelity of image formation can be maintained in practice for the scanning line bending and pitch deviation of a plurality of light beams on the surface to be scanned without enlarging the optical system. It is an object of the present invention to provide a multi-beam writing optical system that can be reduced to
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明のマルチビーム
書込光学系は「被走査面上で副走査方向に分離した複数
の光ビームにより、複数走査線を主走査方向に同時に走
査するマルチビーム書込光学系」であって、複数の発光
部と、複数のカップリング光学系と、第1結像系と、光
偏向器と、第2結像系とを有する(請求項1、2)。
「複数の発光部」は、個別的に変調可能であり、各発光
部からの光ビームが被走査面上にビームスポットとして
集光され、被走査面の1走査線を走査する。発光部とし
ては後述する半導体レーザの他、LEDを好適に用いる
ことができる。「複数のカップリング光学系」は、その
個々が発光部の個々と対応して設けられる。即ち、発光
部とカップリング光学系は同数個用いられる。各カップ
リング光学系は、対応する発光部から射出する光ビーム
を取り込んで、以下の光学系にカップリングする。カッ
プリング光学系としては、カップリングレンズや、同様
の機能を有する反射面形態によるもの、例えば凹面鏡等
を用いることができる。「第1結像系」は、複数のカッ
プリング光学系によりカップリングされた複数の光ビー
ムを副走査方向に結像させる光学系であり、凸のシリン
ドリカルレンズや凹のシリンドリカルミラー、あるいは
これらの組合せを用いることができる。「偏向器」は、
第1光学系による光ビーム結像位置の近傍に偏向反射面
を有し、複数の光ビームを偏向させるものであり、ポリ
ゴンミラーを初め、回転2面鏡や回転単面鏡を用いるこ
とができる。 「第2結像系」は、偏向器により偏向さ
れた複数の光ビームを被走査面(実体的には光導電性の
感光体の感光面である)上に結像する光学系であり、1
枚以上のレンズや、1枚以上の結像ミラー、あるいはレ
ンズと結像ミラーの組合せとして構成することが可能で
ある。 第2結像系を構成する光学素子(レンズや結像
ミラー)のうち「副走査方向の正パワーが最も大きい光
学素子」の副走査方向の焦点距離をfとするとき、複数
の光ビームが、副走査方向の正パワーの最も大きい光学
素子から±f/2の範囲内において、副走査方向に交差
する。A multi-beam writing optical system according to the present invention is a "multi-beam which simultaneously scans a plurality of scanning lines in a main scanning direction by a plurality of light beams separated in a sub-scanning direction on a surface to be scanned. And a plurality of light emitting portions, a plurality of coupling optical systems, a first image forming system, an optical deflector, and a second image forming system ( claims 1 and 2 ). .
The "plurality of light emitting portions" can be individually modulated, and the light beam from each light emitting portion is focused as a beam spot on the surface to be scanned, and scans one scanning line on the surface to be scanned. As the light emitting portion, an LED can be preferably used in addition to the semiconductor laser described later. Each of the "plurality of coupling optical systems" is provided corresponding to each of the light emitting units. That is, the same number of light emitting units and coupling optical systems are used. Each coupling optical system takes in the light beam emitted from the corresponding light emitting portion and couples it to the following optical system. As the coupling optical system, a coupling lens or a reflecting surface having a similar function, such as a concave mirror, can be used. The “first imaging system” is an optical system that forms an image of a plurality of light beams coupled by a plurality of coupling optical systems in the sub-scanning direction, and includes a convex cylindrical lens, a concave cylindrical mirror, or these. Combinations can be used. The "deflector" is
The first optical system has a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the image forming position of the light beam to deflect a plurality of light beams, and a polygon mirror, a rotating two-sided mirror or a rotating single-sided mirror can be used. . The “second image forming system” is an optical system that forms an image of a plurality of light beams deflected by the deflector on a surface to be scanned (actually, the photosensitive surface of a photoconductive photoconductor). 1
It can be configured as one or more lenses, one or more imaging mirrors, or a combination of lenses and imaging mirrors. When the focal length in the sub-scanning direction of the "optical element having the largest positive power in the sub-scanning direction" among the optical elements (lenses and image-forming mirrors) forming the second imaging system is f, a plurality of light beams , Within the range of ± f / 2 from the optical element having the largest positive power in the sub-scanning direction, they intersect in the sub-scanning direction.
【0006】請求項1または2記載のマルチビーム書込
光学系において、複数の発光部より射出した複数光ビー
ムの各主光線が、第1結像系に対し、副走査方向に発散
気味に入射するようにできる(請求項3)。即ち、この
場合、複数の光ビームの主光線は副走査方向に互いに遠
ざかりつつ第1結像系に入射する。 請求項1記載のマ
ルチビーム書込光学系において、複数の光ビームを合成
して射出させる光源部は、以下の如き第1および第2の
光源部とビーム合成手段とを有するように構成される。
「第1の光源部」は、奇数(≧1)個の半導体レーザ
と、該半導体レーザの個々と対で設けられて光ビームを
取り込む奇数個のカップリング光学系と、主走査方向中
央に位置する半導体レーザを「第1の射出軸」上に配置
してこれらを一体的に支持する支持部材とを有する。
「第2の光源部」は、偶数個の半導体レーザと、これ
ら半導体レーザの個々と対で設けられて光ビームを取り
込む偶数個のカップリング光学系と、これらを主走査方
向に「第2の射出軸」に対称的に配列して一体的に支持
する支持部材とを有する。 「ビーム合成手段」は、
第1、第2の光源部からの光ビームを互いに副走査方向
に近接させて射出する手段である。 上記第1の射出軸
は第1の光源部に固有の射出軸であり、第2の射出軸は
第2の光源部に固有の射出軸である。従って、第1、第
2の光源部のどちらの射出軸であるかが明らかである場
合や、第1、第2の光源部を特に区別する必要が内場合
には単に射出軸という。なお「射出軸」は光ビーム射出
方向の基準となるものであり、実際に射出する光ビーム
と合致する必要はない。 第1、第2の光源部のそれ
ぞれにおいて、射出軸に対して対称な位置にある半導体
レーザから射出した光ビームは、(その主光線が)第1
結像系に対し、副走査方向に発散気味に入射するように
構成される。[0006] In claim 1 or 2 multibeam write optical system according, each principal rays of a plurality light beams emitted from the plurality of light emitting units with respect to the first imaging system, enters the diverging slightly in the sub-scanning direction ( Claim 3 ). That is, in this case, the chief rays of the plurality of light beams enter the first imaging system while being separated from each other in the sub-scanning direction. In the multi-beam writing optical system according to claim 1 , the light source section that synthesizes and emits a plurality of light beams has the following first and second configurations.
It is configured to have a light source section and a beam combining means.
The "first light source unit" includes an odd number (≧ 1) of semiconductor lasers, an odd number of coupling optical systems provided in pairs with each of the semiconductor lasers to capture a light beam, and positioned at the center in the main scanning direction. And a supporting member for integrally supporting the semiconductor lasers arranged on the “first emission axis”.
The “second light source unit” includes an even number of semiconductor lasers, an even number of coupling optical systems that are provided in pairs with each of the semiconductor lasers, and take in a light beam, and these in the main scanning direction with “second And a supporting member that is symmetrically arranged on the injection axis and integrally supports the same. "Beam combining means"
It is a means for emitting the light beams from the first and second light source units while making them close to each other in the sub-scanning direction. The first emission axis is an emission axis specific to the first light source section, and the second emission axis is an emission axis specific to the second light source section. Therefore, when it is clear which of the first and second light source sections is the emission axis, or when it is necessary to particularly distinguish between the first and second light source sections, it is simply referred to as the emission axis. It should be noted that the “emission axis” is a reference for the emission direction of the light beam and does not have to coincide with the actually emitted light beam. In each of the first and second light source units, the light beam emitted from the semiconductor laser located at a position symmetrical with respect to the emission axis is
It is configured to divergently enter the imaging system in the sub-scanning direction.
【0007】上記請求項2記載のマルチビーム書込光学
系は、複数の光ビームを合成して射出させる光源部が、
第1および第2の光源部とビーム合成手段とを有するよ
うに構成される。第1および第2の光源部は共に「偶数
個の半導体レーザと、これら半導体レーザの個々と対で
設けられ光ビームを取り込む複数のカップリング光学系
と、これらを主走査方向に射出軸に対称に配列し一体的
に支持する支持部材とを有する」ように構成され、これ
ら第1、第2の光源部からの光ビームを、ビーム合成手
段により、互いに副走査方向に近接させて射出させるよ
うにされ、第1、第2の光源部のそれぞれにおいて、射
出軸に対して対称な位置にある半導体レーザから射出し
た光ビーム(の主光線)が、第1結像系に対し、副走査
方向に発散気味に入射するように構成される。上記請求
項1または2または3記載のマルチビーム書込光学系に
おいて、各カップリング光学系を「カップリングレン
ズ」とし、第1及び第2の光源部の半導体レーザの発光
点位置を、カップリングレンズの光軸が第1或いは第2
の射出軸よりも副走査方向で上にある側については、該
カップリングレンズの光軸よりも副走査方向で下側に設
定し、カップリングレンズの光軸が第1或いは第2の射
出軸よりも副走査方向で下にある側については、該カッ
プリングレンズの光軸よりも副走査方向で上側に設定す
ることができる(請求項4)。 上記請求項1〜4の
任意の1に記載のマルチビーム書込光学系において、カ
ップリング光学系の作用を「半導体レーザから射出した
光ビームを平行光束にするコリメート作用」とすること
ができる(請求項5)。 上記請求項1〜5の任意の
1に記載のマルチビーム書込光学系において、光源部に
「第1、第2の光源部とビーム合成手段とを実質一体的
にモジュール化して保持するベース部材」を設け、第1
結像系以後の光学系の基準光軸に合致させられる回転基
準の回りに回転可能に支持するとともに、第1および第
2の光源部を「ベース部材に対して各々の射出軸を回転
中心として独立に回動可能」とすることができる(請求
項6)。 The multi-beam writing optical system according to claim 2
The system has a light source part that combines and emits multiple light beams.
It has first and second light source sections and beam combining means.
Configured as Each of the first and second light source units includes "an even number of semiconductor lasers, a plurality of coupling optical systems that are provided in pairs with each of the semiconductor lasers, and take in a light beam, and these are symmetrical about the emission axis in the main scanning direction. sequence and is configured to "and a support member for supporting integrally, these first, a light beam from the second light source unit, the beam combining means, so as to emit in close proximity to the sub-scanning directions been, first, in each of the second light source section, the light beam emitted from the semiconductor laser at the symmetrical positions with respect to the exit axis (principal ray) is, with respect to the first imaging system, the sub-scanning direction Is configured to divergently enter. Request above
In the multi-beam writing optical system according to Item 1, 2 or 3 , each coupling optical system is a “coupling lens”, and the emission point positions of the semiconductor lasers of the first and second light source units are set to the coupling lens. Optical axis is first or second
The side above the emission axis of the coupling lens in the sub-scanning direction is set lower than the optical axis of the coupling lens in the sub-scanning direction, and the optical axis of the coupling lens is the first or second emission axis. The side below in the sub-scanning direction can be set above the optical axis of the coupling lens in the sub-scanning direction ( claim 4 ). Claims 1 to 4 above
In the multi-beam writing optical system described in Arbitrary 1, the action of the coupling optical system may be a "collimating action for converting a light beam emitted from a semiconductor laser into a parallel light beam" ( claim 5 ). Any of claims 1 to 5 above
In the multi-beam writing optical system according to item 1, the light source unit is provided with a "base member that substantially modularizes and holds the first and second light source units and the beam combining means".
The first and second light source units are rotatably supported around a rotation reference that is aligned with the reference optical axis of the optical system after the imaging system, and “each emission axis is the rotation center with respect to the base member. may be rotatable "independently (according
Item 6 ).
【0008】上記請求項1〜6の任意の1に記載のマル
チビーム書込光学系においては「第1の光源部の射出軸
と第2の光源部の射出軸とが、主走査方向に所定角度を
なすか、または所定距離隔たる」ように、第1および第
2の光源部を配備することができる(請求項7)。
上記請求項1〜7の任意の1に記載のマルチビーム書込
光学系において「第1の光源部の射出軸と第2の光源部
の射出軸とが、第1結像系以後の光学系の基準光軸に対
して主走査方向に対称となる」ように、第1および第2
の光源部を配備することができる(請求項8)。 上
記請求項1〜8の任意の1に記載のマルチビーム書込光
学系において「第1の光源部に支持された複数の半導体
レーザから射出された各々の光ビームの主光線が、偏向
器の偏向反射面近傍で主走査方向において交差」し、
「第2の光源部に支持された複数の半導体レーザから射
出された各々の光ビームの主光線が、偏向反射面近傍で
主走査方向において交差する」ように、複数の半導体レ
ーザの各々を設定することができる(請求項9)。 こ
の請求項9記載のマルチビーム書込光学系において「複
数の半導体レーザを、カップリング光学系の光軸から主
走査方向にずらして設定する」ことができる(請求項1
0)。In the multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 6, "the emission axis of the first light source section and the emission axis of the second light source section are predetermined in the main scanning direction. The first and second light source units may be arranged so as to be “angled or separated by a predetermined distance” ( claim 7 ).
In the multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 7 , "the optical system in which the emission axis of the first light source unit and the emission axis of the second light source unit are after the first imaging system" The first and the second so as to be symmetrical with respect to the reference optical axis in the main scanning direction.
It is possible to provide the light source part ( claim 8 ). In the multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 8 , "a principal ray of each light beam emitted from a plurality of semiconductor lasers supported by a first light source unit is a deflector Crossing in the main scanning direction near the deflecting and reflecting surface,
Each of the plurality of semiconductor lasers is set so that the chief ray of each light beam emitted from the plurality of semiconductor lasers supported by the second light source unit intersects in the main scanning direction in the vicinity of the deflective reflection surface. It is possible ( claim 9 ). The multi-beam optical writing system of claim 9, wherein "a plurality of semiconductor lasers is set shifted in the main scanning direction from the optical axis of the coupling optical system" can (claim 1
0 ).
【0009】上記請求項1〜10の任意の1に記載のマ
ルチビーム書込光学系において「第1の射出軸と第2の
射出軸が、光偏向器の偏向反射面近傍で主走査方向で光
学的に交差する」ように、第1の光源部の射出軸と第2
の光源部の射出軸とが主走査方向に所定角度をなすか、
もしくは主走査方向に所定距離隔たるように、第1およ
び第2の光源部を配備することができる(請求項1
1)。第1および第2の射出軸、即ち、第1および第2
の光源部の射出軸が「光学的に交叉する」とは、射出軸
を仮想的に光線としてとらえ、第1結像系等の光学作用
を受けた場合に、交叉することを意味する。 上記請求
項1〜11の任意の1に記載のマルチビーム書込光学系
において、第1および第2の光源部の各射出軸に対して
対称な位置にある半導体レーザとカップリング光学系の
対において「半導体レーザのカップリング光学系光軸か
らのシフト量を同量とする」ことができる(請求項1
2)。 また、上記請求項1〜12の任意の1に記載の
マルチビーム光源装置において「第1の光源部の射出軸
と第2の光源部の射出軸を、ビーム合成手段以降におい
て副走査方向で略一致させる」ようにすることができる
(請求項13)。請求項14記載のデジタル複写装置
は、上記請求項1〜13の任意の1に記載のマルチビー
ム書込光学系を用いて、光導電性の感光体に書込を行
う。また、請求項15記載のレーザプリンタは、請求項
1〜13の任意の1に記載のマルチビーム書込光学系に
より、光導電性の感光体を走査して書込を行う。 In the multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 10 , "the first exit axis and the second exit axis are in the main scanning direction near the deflection reflection surface of the optical deflector. The optical axis intersects the emission axis of the first light source unit and the second
The emission axis of the light source part of, makes a predetermined angle in the main scanning direction,
Alternatively, the first and second light source units can be arranged so as to be separated by a predetermined distance in the main scanning direction ( claim 1).
1 ). First and second injection axes, namely first and second
The term "optically intersects" the emission axis of the light source section means that the emission axis is virtually regarded as a light beam and is crossed when the first image forming system or the like receives an optical action. Request above
In the multi-beam writing optical system according to any one of items 1 to 11, in a pair of a semiconductor laser and a coupling optical system that are symmetric with respect to each emission axis of the first and second light source units, The amount of shift from the optical axis of the coupling optical system of the semiconductor laser can be made equal ”( claim 1
2 ). Further, in the multi-beam light source device according to any one of claims 1 to 12 , "the emission axis of the first light source section and the emission axis of the second light source section are substantially in the sub-scanning direction after the beam combining means. "Match" ( claim 13 ). The digital copying apparatus according to claim 14.
Is the multibee according to any one of claims 1 to 13 above.
Write to the photoconductive photoconductor using the writing system.
U Further, the laser printer according to claim 15 is
1 to 13 in the multi-beam writing optical system
Thus, the photoconductive photoconductor is scanned to perform writing.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】図1は、この発明のマルチビーム
書込光学系の実施の1形態として、マルチビーム書込光
学系を用いたマルチビーム走査装置を示している。
この実施の形態において、光源部301は、発光部とし
ての半導体レーザを4個用いたものであり、4本の光ビ
ームを射出させる。(図の繁雑を避けるため、図中の光
ビーム数は単純化して描いている。 光源部301か
ら放射された4本の光ビームは、個別的に変調可能な4
つの半導体レーザから放射され、各々カップリング光学
系でカップリングされたものであり、「第1結像系」と
してのシリンドリカルレンズ302に入射し、同レンズ
302により副走査方向に集束され、互いに副走査方向
に分離した「主走査方向に長い線像」として結像する。
「偏向器」としてのポリゴンミラー303は、上記線像
の結像位置の近傍に偏向反射面を有し、等速回転して4
本の光ビームを同時且つ等角速度的に偏向させる。偏向
された4本の光ビームは、「第2結像系」をなすレンズ
304,308の作用により、「被走査面」の実体をな
す光導電性感光体309の感光面309a上に「互いに
副走査方向に分離した4つのビームスポット」として集
光し、感光面309aを4走査線同時に走査して書込を
行う。なお、偏向光ビームの光路は折り返しミラー30
7により屈曲される。また、走査領域に向かう偏向光ビ
ームは、ミラー305により検出器306に向けて反射
され、検出器306は光ビームを検出すると同期検知信
号を発し、この同期検知信号に基づき書込開始のタイミ
ングがとられる。一方において、検出器306の出力は
ピッチ演算部311に送られる。ピッチ演算部311は
4本の光ビームの副走査方向の間隔を演算し、これに基
づき走査線ピッチを補正するためのピッチ補正量を算出
し、モータ制御部312に送る。モータ制御部312は
ピッチ補正料に応じて、モータ310を制御して、光源
部301に設けられた当接部203−2を押圧して光源
部301を回転させ、被走査面上に所望の走査線ピッチ
が得られるように光源部301の態位を調整する。FIG. 1 shows a multi-beam scanning device using a multi-beam writing optical system as one embodiment of the multi-beam writing optical system of the present invention.
In this embodiment, the light source section 301 uses four semiconductor lasers as a light emitting section and emits four light beams. (In order to avoid complication of the figure, the number of light beams in the figure is simplified and shown. The four light beams emitted from the light source unit 301 can be individually modulated.
The laser beams are emitted from two semiconductor lasers and are respectively coupled by a coupling optical system, and are incident on a cylindrical lens 302 as a “first image forming system”, focused by the lens 302 in the sub scanning direction, and sub-scanned by each other. The image is formed as a "long line image in the main scanning direction" separated in the scanning direction.
The polygon mirror 303 as a "deflector" has a deflecting / reflecting surface in the vicinity of the image forming position of the above-mentioned line image, and rotates at a constant speed to 4
The light beams of the book are deflected simultaneously and at a constant angular velocity. The four deflected light beams are “mutually mutually” on the photosensitive surface 309a of the photoconductive photosensitive member 309 which is the substance of the “scanned surface” by the action of the lenses 304 and 308 which form the “second imaging system”. The light is condensed as four beam spots separated in the sub-scanning direction, and the photosensitive surface 309a is simultaneously scanned with four scanning lines to perform writing. The optical path of the deflected light beam is reflected by the folding mirror 30.
Bent by 7. The deflected light beam traveling toward the scanning region is reflected by the mirror 305 toward the detector 306. When the detector 306 detects the light beam, it emits a synchronization detection signal, and the write start timing is based on this synchronization detection signal. Be taken. On the other hand, the output of the detector 306 is sent to the pitch calculator 311. The pitch calculator 311 calculates the interval between the four light beams in the sub-scanning direction, calculates the pitch correction amount for correcting the scanning line pitch based on this, and sends it to the motor controller 312. The motor control unit 312 controls the motor 310 according to the pitch correction charge, presses the contact portion 203-2 provided on the light source unit 301 to rotate the light source unit 301, and causes a desired surface to be scanned on the surface to be scanned. The position of the light source unit 301 is adjusted so that the scanning line pitch can be obtained.
【0011】図2は、図1に示した実施の形態における
光源部301を説明するための分解斜視図である。図2
において、半導体レーザ101、102は、アルミダイ
キャスト製の支持部材103の裏側に、主走査方向に8
mm間隔で並列して形成された(図示されない)勘合穴
に各々圧入支持される。カップリング光学系としてのカ
ップリングレンズ104、105は「コリメートレン
ズ」であり、それぞれ半導体レーザ101,102に対
応して設けられる。即ち、カップリングレンズ104,
105は、対応する半導体レーザからの発散光束が平行
光束となるように光軸方向のX位置を、またコリメート
された平行光ビームの射出方向が所定のビーム射出方向
となるようにY、Z位置を調整され、U字状の支持部1
03−1、103−2にUV硬化接着剤により固定され
る。このように、支持部材103に半導体レーザ10
1,102とカップリングレンズ104,105を組付
けたものが「第1の光源部」である。同様に、半導体レ
ーザ111、112は、アルミダイキャスト製の支持部
材113の裏側に、主走査方向に8mm間隔で並列して
形成された勘合穴に各々圧入支持される。カップリング
光学系としてのカップリングレンズ114、115はコ
リメートレンズであり、それぞれ半導体レーザ111,
112に対応して設けられる。即ち、カップリングレン
ズ114,115は、対応する半導体レーザからの発散
光束が平行光束となるように光軸方向のX位置を、また
射出光ビームの射出方向が所定のビーム射出方向となる
ようにY、Z位置を調整され、U字状の支持部113−
1、113−2にUV硬化接着剤により固定される。こ
のように、支持部材113に半導体レーザ111,11
2とカップリングレンズ114,115を組付けたもの
が「第2の光源部」である。FIG. 2 is an exploded perspective view for explaining the light source unit 301 in the embodiment shown in FIG. Figure 2
In the figure, the semiconductor lasers 101 and 102 are arranged on the back side of the aluminum die-cast support member 103 in the main scanning direction.
They are press-fitted and supported in fitting holes (not shown) formed in parallel at mm intervals. Coupling lenses 104 and 105 as a coupling optical system are “collimating lenses”, which are provided corresponding to the semiconductor lasers 101 and 102, respectively. That is, the coupling lens 104,
Reference numeral 105 denotes the X position in the optical axis direction so that the divergent light beam from the corresponding semiconductor laser becomes a parallel light beam, and the Y, Z positions so that the collimated parallel light beam has a predetermined beam emission direction. Adjusted, U-shaped support 1
It is fixed to 03-1 and 103-2 with a UV curing adhesive. In this way, the semiconductor laser 10 is attached to the support member 103.
The assembly of the first and second coupling lenses 104 and 105 is the "first light source section". Similarly, the semiconductor lasers 111 and 112 are press-fitted and supported in fitting holes formed in parallel with each other in the main scanning direction at intervals of 8 mm on the back side of the support member 113 made of aluminum die cast. Coupling lenses 114 and 115 as a coupling optical system are collimating lenses, and semiconductor lasers 111 and 115, respectively.
It is provided corresponding to 112. That is, the coupling lenses 114 and 115 set the X position in the optical axis direction so that the divergent light beam from the corresponding semiconductor laser becomes a parallel light beam, and the emission direction of the emitted light beam becomes a predetermined beam emission direction. The Y and Z positions are adjusted, and the U-shaped support portion 113-
1 and 113-2 are fixed with a UV curing adhesive. In this way, the semiconductor lasers 111 and 11 are attached to the support member 113.
The assembly of 2 and the coupling lenses 114 and 115 is the "second light source section".
【0012】上記第1および第2の光源部は、ベース部
材201の勘合穴201−1、201−2に、支持部材
103,113の円筒部103−3、113−3をそれ
ぞれ勘合し、ベース部材201の前面よりネジを貫通し
て裏側に固定される。「ビーム合成手段」としてのプリ
ズム202は、1/2波長板202−1と偏光分離膜2
02−3とを有し、ベース部材201の前面に接着固定
される。第1の光源部に設けられた半導体レーザ10
1,102は、これらから放射される光ビームの偏光状
態が、偏光分離膜202−3に対して略P偏光となるよ
うに定められている。このため、半導体レーザ101,
102からの光ビームは、カップリングレンズ104,
105でコリメートされたのち、プリズム202の偏光
分離膜202−3を透過する。第2の光源部に設けられ
た半導体レーザ111,112は、これらから放射され
る光ビームの偏光状態が偏光分離膜202−3に対して
略P偏光となるように定められている。半導体レーザ1
11,112からの光ビームはカップリングレンズ11
4,115でコリメートされたのち、1/2波長板20
2−1を透過すると偏光面を90度旋回されて偏光分離
膜202−3に対してS偏光となり、プリズム202の
反射面202−2で反射され、次いで偏光分離膜202
−3で反射されてプリズム202から射出する。このよ
うにして、半導体レーザ101,102,111,11
2から放射され、対応するカップリングレンズ104,
105,114,115でコリメートされた4本の光ビ
ームは、互いに副走査方向に近接されてプリズム202
から射出する。第1および第2の光源部とプリズム20
2とを装備されたベース部材201はホルダ203に組
付け固定される。プリズム202から射出する4本の光
ビームは、ホルダ203の射出部203−1から射出す
る。射出部203−1の中心を通る仮想的な軸Cは「回
転基準」である。即ち、図1に示すモータ310を制御
して、光源部301に設けられた当接部203−2を押
圧して光源部301を回転させるとき、「光源部」は回
転基準Cを軸として回転する。回転基準Cは「第1結像
系以後の光学系の基準光軸」に合致させられる。In the first and second light source portions, the cylindrical portions 103-3 and 113-3 of the supporting members 103 and 113 are fitted into the fitting holes 201-1 and 201-2 of the base member 201, respectively, and the base is formed. The member 201 is fixed to the back side through the screw from the front side. The prism 202 as the “beam combining means” includes the half-wave plate 202-1 and the polarization separation film 2.
02-3, and are bonded and fixed to the front surface of the base member 201. Semiconductor laser 10 provided in the first light source section
1, 102 are set so that the polarization state of the light beams emitted from them is approximately P-polarized with respect to the polarization separation film 202-3. Therefore, the semiconductor laser 101,
The light beam from 102 is coupled to the coupling lens 104,
After being collimated by 105, the light is transmitted through the polarization separation film 202-3 of the prism 202. The semiconductor lasers 111 and 112 provided in the second light source unit are set so that the polarization state of the light beam emitted from them is substantially P-polarized with respect to the polarization separation film 202-3. Semiconductor laser 1
The light beams from 11, 112 are coupling lenses 11
After being collimated by 4,115, the half-wave plate 20
After passing through 2-1, the polarization plane is rotated by 90 degrees to become S-polarized light with respect to the polarization separation film 202-3, reflected by the reflection surface 202-2 of the prism 202, and then the polarization separation film 202.
It is reflected at -3 and is emitted from the prism 202. In this way, the semiconductor lasers 101, 102, 111, 11
2 is emitted from the corresponding coupling lens 104,
The four light beams collimated by 105, 114, and 115 are brought close to each other in the sub-scanning direction, and the prism 202
Shoot out from. First and second light source units and prism 20
The base member 201 equipped with 2 and 3 is assembled and fixed to the holder 203. The four light beams emitted from the prism 202 are emitted from the emission unit 203-1 of the holder 203. An imaginary axis C passing through the center of the injection unit 203-1 is the "rotation reference". That is, when the motor 310 shown in FIG. 1 is controlled to press the contact portion 203-2 provided in the light source unit 301 to rotate the light source unit 301, the “light source unit” rotates about the rotation reference C as an axis. To do. The rotation reference C is matched with the "reference optical axis of the optical system after the first imaging system".
【0013】即ち、図2に示す光源部(以下、「光源ユ
ニット」と呼ぶ)は、偶数個の半導体レーザ101,1
02と、これら半導体レーザの個々と対で設けられ光ビ
ームを取り込む複数のカップリング光学系104,10
5と、これらを一体的に支持する支持部材103とを有
する第1の光源部と、第1の光源部と同様の第2の光源
部と、第1、第2の光源部からの光ビームを互いに副走
査方向に近接させて射出させるビーム合成手段202と
を有する。図3には、光源部の別の実施の形態(別の
「光源ユニット」)を示す。この光源ユニットは、複数
の発光部として、3個の半導体レーザを用いたものであ
る。繁雑を避けるため、図2におけると同様のもので、
混同の虞れがないと思われるものに就いては、図2にお
けると同一の符号を付し、これらについての説明は省略
する。図3の光源ユニットが、図2の光源ユニットと異
なる点は、第1の光源部である。即ち、図3において、
第1の光源部は、1個の半導体レーザ121と支持部材
123と、カップリングレンズ122とを有する。半導
体レーザ121は、アルミダイキャスト製の支持部材1
23の裏側の支持部材中央部に形成された(図示されな
い)勘合穴に圧入支持される。カップリングレンズ12
2はコリメートレンズで、半導体レーザ121に対応し
て設けられる。即ち、カップリングレンズ122は、対
応する半導体レーザ121からの発散光束が平行光束と
なるように光軸方向のX位置を、またビーム射出方向が
カップリングレンズ122の光軸と一致するようにY、
Z位置を調整され、U字状の支持部にUV硬化接着剤に
より固定される。第1および第2の光源部は、図2の光
源ユニットにおけると同様に、ベース部材201に設け
られ、1/2波長板202−1と偏光分離膜202−3
とを有するプリズム202はベース部材201の前面に
接着固定される。第1の光源部に設けられた半導体レー
ザ122は、これらから放射される光ビームの偏光状態
が偏光分離膜202−3に対して略P偏光となるように
定められ、半導体レーザ121からの光ビームはカップ
リングレンズ122でコリメートされたのち、プリズム
202の偏光分離膜202−3を透過する。第2の光源
部に設けられた半導体レーザ111,112からの光ビ
ームはカップリングレンズ114,115でコリメート
されたのち、1/2波長板202−1を透過すると偏光
面を90度旋回されて、偏光分離膜202−3に対して
S偏光となり、プリズム202の反射面202−2で反
射され、偏光分離膜202−3で反射されてプリズム2
02から射出する。このようにして、半導体レーザ12
1,111,112から放射され、対応するカップリン
グレンズ122,114,115でコリメートされた3
本の光ビームは、互いに副走査方向に近接されてプリズ
ム202から射出する。第1および第2の光源部とプリ
ズム202とを装備されたベース部材201はホルダ2
03に組付け固定される。プリズム202から射出する
3本の光ビームは、ホルダ203の射出部203−1か
ら射出する。射出部203−1の中心を通る仮想的な軸
は回転基準Cである。即ち、図3に示す光源部は、奇数
個の半導体レーザ121と、半導体レーザ121と対で
設けられて光ビームを取り込む奇数個のカップリング光
学系122と、半導体レーザ121を第1の射出軸上に
配置してこれらを一体的に支持する支持部材123とを
有する第1の光源部と、偶数個の半導体レーザ111,
112と、これら半導体レーザの個々と対で設けられて
光ビームを取り込む偶数個のカップリング光学系11
4,115と、これらを主走査方向に第2の射出軸に対
称的に配列して一体的に支持する支持部材113とを有
する第2の光源部と、第1、第2の光源部からの光ビー
ムを互いに副走査方向に近接させて射出させるビーム合
成手段202とを有する。That is, the light source section (hereinafter referred to as "light source unit") shown in FIG. 2 has an even number of semiconductor lasers 101,1.
02, and a plurality of coupling optical systems 104 and 10 provided in pairs with each of these semiconductor lasers to capture a light beam.
5, a first light source section having a supporting member 103 integrally supporting them, a second light source section similar to the first light source section, and light beams from the first and second light source sections Beam synthesizing means 202 for irradiating each of them with each other in the sub-scanning direction. FIG. 3 shows another embodiment of the light source unit (another “light source unit”). This light source unit uses three semiconductor lasers as a plurality of light emitting units. To avoid complications, the same as in Figure 2,
Items that are not likely to be confused are given the same reference numerals as in FIG. 2, and description thereof will be omitted. The light source unit of FIG. 3 is different from the light source unit of FIG. 2 in the first light source unit. That is, in FIG.
The first light source unit has one semiconductor laser 121, a support member 123, and a coupling lens 122. The semiconductor laser 121 is a support member 1 made of aluminum die cast.
It is press-fitted and supported in a fitting hole (not shown) formed in the central portion of the support member on the back side of 23. Coupling lens 12
A collimator lens 2 is provided corresponding to the semiconductor laser 121. That is, the coupling lens 122 sets the X position in the optical axis direction so that the divergent light beam from the corresponding semiconductor laser 121 becomes a parallel light beam, and the Y direction so that the beam emission direction coincides with the optical axis of the coupling lens 122. ,
The Z position is adjusted, and it is fixed to the U-shaped support portion with a UV curing adhesive. The first and second light source units are provided on the base member 201, as in the light source unit of FIG. 2, and are provided with a half-wave plate 202-1 and a polarization separation film 202-3.
The prism 202 including and is bonded and fixed to the front surface of the base member 201. The semiconductor laser 122 provided in the first light source unit is set so that the polarization state of the light beam emitted from them is substantially P-polarized with respect to the polarization separation film 202-3, and the light from the semiconductor laser 121 is emitted. The beam is collimated by the coupling lens 122 and then passes through the polarization separation film 202-3 of the prism 202. The light beams from the semiconductor lasers 111 and 112 provided in the second light source unit are collimated by the coupling lenses 114 and 115, and then transmitted through the ½ wavelength plate 202-1 so that the polarization plane is rotated by 90 degrees. , Becomes S-polarized with respect to the polarization separation film 202-3, is reflected by the reflection surface 202-2 of the prism 202, is reflected by the polarization separation film 202-3, and is reflected by the prism 2
Eject from 02. In this way, the semiconductor laser 12
3 radiated from 1, 111, 112 and collimated by the corresponding coupling lenses 122, 114, 115
The light beams of the book are made close to each other in the sub-scanning direction and emitted from the prism 202. The base member 201 equipped with the first and second light source units and the prism 202 is the holder 2
It is assembled and fixed to 03. The three light beams emitted from the prism 202 are emitted from the emission unit 203-1 of the holder 203. A virtual axis passing through the center of the injection unit 203-1 is the rotation reference C. That is, the light source unit shown in FIG. 3 has an odd number of semiconductor lasers 121, an odd number of coupling optical systems 122 that are provided in pairs with the semiconductor lasers 121 and take in a light beam, and the semiconductor lasers 121 with a first emission axis. A first light source unit having a support member 123 arranged above and integrally supporting them, and an even number of semiconductor lasers 111,
112, and an even number of coupling optical systems 11 that are provided as a pair with each of these semiconductor lasers and take in a light beam.
4, 115 and a second light source unit having support members 113 that are arranged symmetrically with respect to the second emission axis in the main scanning direction and integrally support the first and second light source units. Beam synthesizing means 202 for emitting the light beams of (1) and (2) approaching each other in the sub-scanning direction.
【0014】図4(a)は、図2に示した光源ユニット
のXY断面の様子を示している。Y方向は主走査方向で
あり、X方向は、第1結像系の光軸方向で、回転基準C
と平行である。 図4(a)において、符号a1は第1
の光源部の「射出軸」を示し、符号a2は第2の光源部
の「射出軸」を示している。射出軸a1は、図2に示し
た支持部材103の円筒部103−3の中心軸であり、
射出軸a2は、図2に示した支持部材113の円筒部1
13−3の中心軸である。 半導体レーザ101と1
02、カップリングレンズ104と105は、それぞれ
射出軸a1に対して対称に配置される。図4(a)に図
示されていないが、半導体レーザ111と112、カッ
プリングレンズ114と115は、それぞれ射出軸a2
に対して対称に配置される。 説明中の実施の形態で
は、各カップリングレンズのX位置を、半導体レーザか
ら射出した光ビームが平行光束となるように設定してい
るが、勿論、カップリング光学系の位置はこれに限定さ
れるものではない。各カップリングレンズの作用を、こ
の実施の形態におけるようにコリメート作用とすれば
(請求項5)、カップリングされて第1結像素子として
のシリンドリカルレンズ(図1の302)に入射する光
ビームは平行光束となり、カップリングレンズからシリ
ンドリカルレンズまでの距離を自由に設定できるので、
光学系レイアウトの自由度が高い。FIG. 4A shows an XY section of the light source unit shown in FIG. The Y direction is the main scanning direction, the X direction is the optical axis direction of the first imaging system, and the rotation reference C
Parallel to. In FIG. 4A, reference numeral a1 is the first
Shows the "emission axis" of the light source section, and reference numeral a2 shows the "emission axis" of the second light source section. The injection axis a1 is the central axis of the cylindrical portion 103-3 of the support member 103 shown in FIG.
The injection axis a2 is the cylindrical portion 1 of the support member 113 shown in FIG.
13-3 is the central axis. Semiconductor lasers 101 and 1
02 and the coupling lenses 104 and 105 are arranged symmetrically with respect to the emission axis a1. Although not shown in FIG. 4A, the semiconductor lasers 111 and 112 and the coupling lenses 114 and 115 respectively have an emission axis a2.
They are arranged symmetrically with respect to. In the embodiment described, the X position of each coupling lens is set so that the light beam emitted from the semiconductor laser becomes a parallel light beam, but of course, the position of the coupling optical system is not limited to this. Not something. If the action of each coupling lens is a collimating action as in this embodiment ( Claim 5 ), the light beam coupled to enter the cylindrical lens (302 in FIG. 1) as the first imaging element. Is a parallel light flux, and the distance from the coupling lens to the cylindrical lens can be set freely,
High degree of freedom in optical system layout.
【0015】図4(b)は、第1および第2の光源部に
おける半導体レーザの配置を回転基準Cの方向から見た
状態を示している。図に示すように、射出軸a1、a2
は、主走査方向(図の上下方向)に一致せず、主走査方
向に所定の距離m(例えば1mm、ただし走査光学系に
よりこの間隔は異なる)隔たるように配列され「回転基
準Cを含み副走査方向に平行な面」に対し、射出軸a
1,a2が対称になるように設定されている(請求項
8)。 また、図4(a)に示すように、射出軸a
1、a2(のXY面への射影)は、互いに平行でなく、
回転基準Cに各々交差する方向に「互いに所定の角β」
をなしている(請求項7)。角βは、射出軸a1,a2
の交差位置が「ポリゴンミラー(図1の303)の偏向
反射面近傍」となるように設定されている(請求項1
1)。射出軸a1,a2を、上記のように主走査方向に
おいて互いに交叉させるため、この実施の形態では、第
1および第2の光源部のそれぞれの取付基準面となるベ
ース部材201の支持面を、回転基準Cに対して各々、
各β/2ずつ傾けている(β1=β2=β/2)。FIG. 4B shows the arrangement of the semiconductor lasers in the first and second light source sections as viewed from the direction of the rotation reference C. As shown in the figure, the injection axes a1 and a2
Are arranged so as not to coincide with the main scanning direction (vertical direction in the drawing) and separated by a predetermined distance m (for example, 1 mm, but this interval differs depending on the scanning optical system) in the main scanning direction. The plane parallel to the sub-scanning direction "
1 and a2 are set to be symmetrical ( claim
8 ). Further, as shown in FIG.
1, a2 (projection of the a2 onto the XY plane) are not parallel to each other,
“Predetermined angle β with each other” in the direction intersecting with the rotation reference C
( Claim 7 ). The angle β is the injection axis a1, a2
Intersections are set to be "deflecting reflection surface near the polygon mirror (303 in FIG. 1)" (Claim 1
1 ). Since the emission axes a1 and a2 cross each other in the main scanning direction as described above, in this embodiment, the support surface of the base member 201 serving as the mounting reference surface of each of the first and second light source units is Each with respect to the rotation reference C,
Each β / 2 is inclined (β1 = β2 = β / 2).
【0016】即ち、図5(a)において、符号110−
3は、ベース部材(図2の符号201)の「第1の光源
部に対する取付基準面」を示している。射出軸a1は取
付基準面110−3に直交しており、取付基準面110
−3が回転基準Cに直交する方向に対して角β1を有す
ることにより、射出軸a1は回転基準Cに対して角β1
(=β/2)だけ傾くことになる。図5(b)におい
て、符号C’は、回転基準Cを、プリズム202の偏光
分離膜と反射面とで反射させた直線である。第2の光源
部に対する取付基準面110−4は、この軸C’に対し
て傾いており、その傾き角により射出軸a2が軸C’に
対して角β2(=β/2)だけ傾くようになっている。
従って、射出軸a2をプリズム202の反射面と偏光分
離膜とで光学的に反射させた場合には、射出軸a2は回
転基準Cに対して角β2だけ傾く。射出軸a1,a2の
回転基準Cに対する傾きは互いに逆向きで、射出軸a
1,a2は互いに角βをなす。 被走査面上における
走査線ピッチ(副走査方向に隣接するビームスポットの
副走査方向の間隔)の調整は、第1および第2の光源部
をベース部材に固定する際に、前記勘合穴を基準として
半導体レーザ相互の主走査方向に対する傾き角θ1、θ
2(図4(b)参照)を調整することで行う(請求項
6)。 更に、射出軸a1、a2の副走査方向の距離R
(図4(b)参照)は、プリズム202の副走査方向の
ピッチ(プリズム202における反射面202−2と偏
光分離膜202−3との副走査方向の間隔)と同じにな
るように設定され、このため、第1の光源部の射出軸a
1と第2の光源部の射出軸a2とは、ビーム合成手段で
あるプリズム202からの射出後は副走査方向で略一致
する(図4(a)におけるXY面に平行な同一面内に位
置する)ことになる(請求項13)。That is, in FIG. 5A, reference numeral 110-
Reference numeral 3 indicates a "reference surface for attachment to the first light source portion" of the base member (reference numeral 201 in FIG. 2). The injection axis a1 is orthogonal to the mounting reference plane 110-3,
Since -3 has an angle β1 with respect to the direction orthogonal to the rotation reference C, the injection axis a1 has an angle β1 with respect to the rotation reference C.
It will be inclined by (= β / 2). In FIG. 5B, reference numeral C ′ is a straight line obtained by causing the rotation reference C to be reflected by the polarization splitting film and the reflecting surface of the prism 202. The mounting reference surface 110-4 for the second light source unit is inclined with respect to the axis C ′, and the inclination angle causes the emission axis a2 to be inclined with respect to the axis C ′ by an angle β2 (= β / 2). It has become.
Therefore, when the emission axis a2 is optically reflected by the reflection surface of the prism 202 and the polarization separation film, the emission axis a2 is inclined by the angle β2 with respect to the rotation reference C. The inclinations of the injection axes a1 and a2 with respect to the rotation reference C are opposite to each other.
1 and a2 form an angle β with each other. The adjustment of the scanning line pitch (distance between adjacent beam spots in the sub-scanning direction in the sub-scanning direction) on the surface to be scanned is based on the fitting hole when fixing the first and second light source parts to the base member. Are tilt angles θ1 and θ of the semiconductor lasers with respect to the main scanning direction.
2 performed by adjusting the (see FIG. 4 (b)) (claim
6 ). Furthermore, the distance R in the sub-scanning direction between the ejection axes a1 and a2
(See FIG. 4B) is set to be the same as the pitch of the prism 202 in the sub-scanning direction (the distance between the reflecting surface 202-2 of the prism 202 and the polarization separation film 202-3 in the sub-scanning direction). Therefore, the emission axis a of the first light source unit
The emission axis a2 of the first light source unit and the emission axis a2 of the second light source unit substantially coincide with each other in the sub-scanning direction after emission from the prism 202 which is the beam combining means (positioned in the same plane parallel to the XY plane in FIG. 4A). ( Claim 13 ).
【0017】以下、具体的なピッチ調整方法を説明す
る。 図6は、図2に即して説明した光源ユニットにお
ける半導体レーザとカップリングレンズ光軸との位置関
係を回転基準Cの方向から見た状態を示している。カッ
プリングレンズ104,105の主走査方向(図の左右
方向)に関するY位置は、半導体レーザ101、102
から射出した主光線が、ポリゴンミラー(図1の30
3)の偏向反射面近傍で主走査方向に交わるように、図
の距離ζ101とζ102を決定する(請求項10)。
距離ζ101は、半導体レーザ101の発光部とカップ
リングレンズ104の光軸とのY方向のずれ量であり、
距離ζ102は、半導体レーザ101の発光部とカップ
リングレンズ105の光軸とのY方向のずれ量である。
このとき、図5(a)に示すように、射出軸a1と、カ
ップリングレンズ104,105でカップリングされた
光ビームの各主光線とのなす角α1,α2は等しくな
る。 カップリングレンズのY位置をこのように設定す
るのは、ポリゴンミラー303の内径を小さくするため
である。本実施例では半導体レーザ101と102はY
方向に8mmの間隔を持っているので、コリメータレン
ズ104,105のY位置(上記ζ101とζ102)
を適切に設定しないと、2つの光ビームはポリゴンミラ
ーの偏向反射面位置で主走査方向に大きく離れ、所望の
走査幅を走査させるために偏向反射面を大きくしなけれ
ばならず、そのためにはポリゴンミラーの内径を大きく
しなければならない。これはコストの増大を招くばかり
でなく、光走査装置コンパクト化への弊害になり、騒音
・振動の問題も誘発する。A specific pitch adjusting method will be described below. FIG. 6 shows a state in which the positional relationship between the semiconductor laser and the optical axis of the coupling lens in the light source unit described with reference to FIG. 2 is viewed from the direction of the rotation reference C. The Y positions of the coupling lenses 104 and 105 with respect to the main scanning direction (horizontal direction in the drawing) are the semiconductor lasers 101 and 102.
The chief ray emitted from the polygon mirror (30 in FIG.
The distances ζ101 and ζ102 in the figure are determined so as to intersect in the main scanning direction in the vicinity of the deflecting reflection surface of 3) ( claim 10 ).
The distance ζ 101 is the amount of deviation in the Y direction between the light emitting portion of the semiconductor laser 101 and the optical axis of the coupling lens 104,
The distance ζ 102 is the amount of deviation in the Y direction between the light emitting portion of the semiconductor laser 101 and the optical axis of the coupling lens 105.
At this time, as shown in FIG. 5A, the angles α1 and α2 formed by the emission axis a1 and the principal rays of the light beams coupled by the coupling lenses 104 and 105 are equal. The reason why the Y position of the coupling lens is set in this way is to reduce the inner diameter of the polygon mirror 303. In this embodiment, the semiconductor lasers 101 and 102 are Y
Since there is an interval of 8 mm in the direction, the Y positions of the collimator lenses 104 and 105 (the above ζ101 and ζ102)
If is not set appropriately, the two light beams are largely separated in the main scanning direction at the position of the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror, and the deflecting / reflecting surface must be increased in order to scan a desired scanning width. The inner diameter of the polygon mirror must be increased. This not only causes an increase in cost, but also causes an adverse effect on downsizing of the optical scanning device, and causes a problem of noise and vibration.
【0018】次に、カップリングレンズのZ位置(副走
査方向の位置)については、図6に示すように、半導体
レーザ101,102の各発光部の、コリメータレンズ
104,105の光軸に対するシフト量δ101とδ1
02が同量となるように設定される(請求項12)。
このようにすると、Y位置についてζ101=ζ102
の関係があるので、Z位置についてもε101=ε10
2の関係が成立することになる。Z位置をこのように設
定するのは、被走査面(図1の309a)における走査
線ピッチが非対称にならないようにするためである。Next, as for the Z position (position in the sub-scanning direction) of the coupling lens, as shown in FIG. 6, the light emitting portions of the semiconductor lasers 101 and 102 are shifted with respect to the optical axes of the collimator lenses 104 and 105. The quantities δ101 and δ1
02 is set to be the same amount ( claim 12 ).
In this way, ζ101 = ζ102 for the Y position
Therefore, ε101 = ε10 for the Z position as well.
The relationship of 2 will be established. The Z position is set in this way so that the scanning line pitch on the surface to be scanned (309a in FIG. 1) is not asymmetric.
【0019】上記「X、Y、Z位置合わせ」は、第2の
光源部についても同様で、カップリングレンズ114,
115のX位置は、各々の半導体レーザ111,112
の発散光束が平行光束となるように、Y位置は、半導体
レーザ111、112からの光ビームの主光線が「ポリ
ゴンミラーの偏向反射面近傍で主走査方向に交わる」よ
うに、Z位置は、半導体レーザ111,112の発光部
の、カップリングレンズ114と115の光軸に対する
シフト量δ111とδ112が同量となるように設定さ
れる。図7は、被走査面上での「任意の瞬間」における
4つのビームスポットの位置関係を表したものである。
半導体レーザ101,102,111,112のそれぞ
れから射出した光ビームを被走査面上に集光させたビー
ムスポットをそれぞれLD1−L,LD1−R,LD2
−L,LD2−Rとする。被走査面上での副走査ピッチ
P1、P2、P3は、上記のように、カップリングレン
ズのX、Y、Z位置を調整してUV硬化接着剤を充填し
固定させた後、第1,第2の光源部をベース部材に固定
する際に、勘合穴を基準として半導体レーザ相互の主走
査方向からの傾きθ1、θ2(図4(b))を調整する
ことにより、図7に示すように、ビームスポットLD1
−RとLD1−LとでピッチP2を形成し、ビームスポ
ットLD2−RとLD2−LでピッチP1+P2+P3
を形成する。このとき、δ101≠δ102でδ111
≠δ112であると、ε101≠ε102、ε111≠
ε112となり、ピッチP1とP3とは所望のピッチと
ならない。なぜなら、図8に示すように、光源側でのシ
フト量が異なれば、回転角θ1,θ2によって生じる見
かけの副走査方向成分が異なり、図7(a)に示すよう
に、ビームスポットLD1−RとLD1−Lの中心O、
及びビームスポットLD2−RとLD2−Lの中心O’
が副走査方向に互いにずれてしまう。このずれ量を0に
すれば、図7(b)に示すようにP1=P2=P3とな
るが、光源側の第1,第2の光源部の回転調整だけで、
上記ずれ量を0とすることはできず、ピッチP1とP3
が非対称(大きさが異なる)になる。上に説明した「被
走査面におけるピッチの非対称性」は、光源側でのシフ
ト量が、δ101≠δ102,δ111≠δ112のよ
うに互いに異なっていることによるものであるから、δ
101=δ102及びδ111=δ112のように、各
半導体レーザの、これに対応するカップリングレンズ光
軸に対するシフト量を同じにすることで改善できる。The above-mentioned "X, Y, Z alignment" is the same for the second light source unit, and the coupling lens 114,
The X position of 115 corresponds to each of the semiconductor lasers 111 and 112.
So that the divergent light flux of is a parallel light flux, the Z position is set so that the chief ray of the light beams from the semiconductor lasers 111 and 112 "crosses in the main scanning direction in the vicinity of the deflecting reflection surface of the polygon mirror". The shift amounts δ111 and δ112 of the light emitting portions of the semiconductor lasers 111 and 112 with respect to the optical axes of the coupling lenses 114 and 115 are set to be the same. FIG. 7 shows the positional relationship of four beam spots at an "arbitrary moment" on the surface to be scanned.
LD1-L, LD1-R, and LD2 are beam spots obtained by focusing light beams emitted from the semiconductor lasers 101, 102, 111, and 112 on the surface to be scanned, respectively.
-L, LD2-R. As described above, the sub-scanning pitches P1, P2, P3 on the surface to be scanned are adjusted by adjusting the X, Y, Z positions of the coupling lens and filling and fixing the UV curable adhesive. When fixing the second light source unit to the base member, by adjusting the inclinations θ1 and θ2 (FIG. 4B) of the semiconductor lasers from the main scanning direction with reference to the fitting hole, as shown in FIG. The beam spot LD1
The pitch P2 is formed by -R and LD1-L, and the pitch P1 + P2 + P3 is formed by the beam spots LD2-R and LD2-L.
To form. At this time, when δ101 ≠ δ102, δ111
When ≠ δ112, ε101 ≠ ε102, ε111 ≠
ε112, and the pitches P1 and P3 are not the desired pitches. This is because, as shown in FIG. 8, if the shift amount on the light source side is different, the apparent sub-scanning direction component generated by the rotation angles θ1 and θ2 is different, and as shown in FIG. And the center O of LD1-L,
And the center O'of the beam spots LD2-R and LD2-L
Are displaced from each other in the sub-scanning direction. If this shift amount is set to 0, P1 = P2 = P3 as shown in FIG. 7B, but only by adjusting the rotation of the first and second light source units on the light source side,
The amount of deviation cannot be set to 0, and pitches P1 and P3
Becomes asymmetrical (different in size). The "pitch asymmetry on the surface to be scanned" described above is because the shift amounts on the light source side are different from each other as δ101 ≠ δ102 and δ111 ≠ δ112.
This can be improved by setting the same shift amount for each semiconductor laser with respect to the corresponding coupling lens optical axis, such as 101 = δ102 and δ111 = δ112.
【0020】前述したように、説明中の実施の形態にお
いては、射出軸a1、a2は互いに平行でなく、主走査
方向についてホルダー203の回転基準Cに各々交差す
る方向に所定の角βを有している。図9の(a)は、射
出軸a1、a2を互いに平行にした場合の、被走査面上
での4つのビームスポットLD1−L,LD1−R,L
D2−L,LD2−Rの位置関係を示し、(b)は射出
軸a1、a2が所定の角βで、主走査方向に交差するよ
うにした場合の被走査面上での上記4つのビームスポッ
トの位置関係を示している。(a)では、射出軸a1、
a2の、被走査面上の到達点O、O’が一致している。
各カップリングレンズのY位置は、第1の光源部の各半
導体レーザから射出した光ビームの主光線が、ポリゴン
ミラーの反射面近傍で主走査方向に交わるように(ζ1
01=ζ102)、かつ、第2の光源部の各半導体レー
ザから射出した光ビームの主光線が、ポリゴンミラーの
反射面近傍で主走査方向に交わるように(ζ111=ζ
112)設定している。ζ101とζ111の関係(或
いはζ102とζ112の関係)では、厳密にはζ10
1≠ζ111(或いはζ102≠ζ112)であるが、
この差は、プリズム202の副走査方向ピッチR分だ
け、第2の光源部の半導体レーザから射出される光ビー
ムの光路が長くなることに起因するものであって極めて
小さい。従って、4つの光ビームが被走査面に到達した
ときも、ビームスポットLD1−RとLD2−R、ビー
ムスポットLD1−LとLD2−Lは、(a)に示した
ように、主走査方向においてはそれぞれ略同じ位置にな
る。このように2つのビームスポットが対になって、そ
れぞれ主走査方向で略同じ位置にあると、各々の光ビー
ムの同期信号(ビームスポットの結像位置近傍で検出さ
れる)を独立に検出することができない。各光ビームを
独立して検出できるためには、各ビームスポットが「あ
る程度主走査方向に分離され」ている必要がある。図9
(a)のように、ビームスポットLD1−LとLD2−
Lが主走査方向に殆ど重なり、ビームスポットLD1−
RとLD2−Rとが主走査方向に殆ど重なる原因は、光
源側で射出軸a1、a2を互いに平行になるように設定
したことによるものである。説明中の実施の形態では上
述のように、射出軸a1、a2を、所定の角度βで主走
査方向に各々交差するようにしている。このように、射
出軸a1,a2を主走査方向に交叉させたことに伴い、
図9(b)のように、ビームスポットLD1−LとLD
2−L、ビームスポットLD1−RとLD2−Rは、互
いに主走査方向に分離し、独立に検出可能である。射出
軸a1とa2とが主走査方向に於いてなす角βは、射出
軸a1、a2の交差位置が、ポリゴンミラーの偏向反射
面近傍となるように設定されている。このようにするこ
とで、半導体レーザ101と102からの光ビームの主
光線、半導体レーザ111と112からの光ビームの主
光線は、4本とも偏向反射面近傍で重なる。従って、ポ
リゴンミラーの偏向反射面を小型化でき、ポリゴンミラ
ーの内径を最小に抑えることができる。また、4本の主
光線の、ポリゴンミラーによる反射点をほぼ一致させる
ことで、被走査面上の同じ像高(主走査方向においてビ
ームスポットの位置が同じになる位置)に到達する4本
の主光線は、主走査方向について第2結像系の各光学素
子(図1の304、307、308)の同じ位置を通過
することになり、従って、4本の光ビームに対する第2
結像系のパワーが同一になるので、像面湾曲の振る舞い
が各光ビームごとに揃う。もし、主光線が2本ずつしか
重ならない(射出軸a1,a2を平行にした場合)と、
第1の光源部にある半導体レーザ101、102からの
光ビームに対する像面湾曲の振る舞いは同じになるが
(第2の光源部にある半導体レーザ111、112から
の光ビームに対する像面湾曲の振る舞いも同じにな
る)、例えば、半導体レーザ101と111からの光ビ
ームに対する像面湾曲の振る舞いは、ポリゴンミラー反
射点の主走査方向のずれに起因して、互いに異なること
になる。このような観点からも、説明中の実施の形態の
ように、射出軸a1、a2の交差位置がポリゴンミラー
の反射面近傍となるように角βを設定することが望まし
い。As described above, in the embodiment being described, the emission axes a1 and a2 are not parallel to each other, and have a predetermined angle β in the direction intersecting the rotation reference C of the holder 203 in the main scanning direction. is doing. FIG. 9A shows four beam spots LD1-L, LD1-R, L on the surface to be scanned when the emission axes a1 and a2 are parallel to each other.
The positional relationship between D2-L and LD2-R is shown. (B) shows the above four beams on the surface to be scanned when the emission axes a1 and a2 are at a predetermined angle β and intersect in the main scanning direction. The positional relationship of the spots is shown. In (a), the injection axis a1,
The arrival points O and O'of a2 on the surface to be scanned coincide with each other.
The Y position of each coupling lens is set so that the principal ray of the light beam emitted from each semiconductor laser of the first light source unit intersects in the main scanning direction near the reflecting surface of the polygon mirror (ζ1
01 = ζ 102), and the chief ray of the light beam emitted from each semiconductor laser of the second light source unit intersects in the main scanning direction near the reflecting surface of the polygon mirror (ζ 111 = ζ).
112) It is set. Strictly speaking, the relationship between ζ 101 and ζ 111 (or the relationship between ζ 102 and ζ 112) is ζ 10
1 ≠ ζ111 (or ζ102 ≠ ζ112),
This difference is due to the fact that the optical path of the light beam emitted from the semiconductor laser of the second light source section is lengthened by the pitch R of the prism 202 in the sub-scanning direction and is extremely small. Therefore, even when the four light beams reach the surface to be scanned, the beam spots LD1-R and LD2-R and the beam spots LD1-L and LD2-L are in the main scanning direction as shown in (a). Are approximately the same position. In this way, when the two beam spots form a pair and are located at substantially the same position in the main scanning direction, the synchronization signal of each light beam (detected in the vicinity of the image formation position of the beam spot) is independently detected. I can't. In order to be able to detect each light beam independently, each beam spot needs to be “separated to some extent in the main scanning direction”. Figure 9
As in (a), the beam spots LD1-L and LD2-
L almost overlaps in the main scanning direction, and the beam spot LD1-
The reason why R and LD2-R almost overlap in the main scanning direction is that the emission axes a1 and a2 are set to be parallel to each other on the light source side. In the embodiment described, as described above, the emission axes a1 and a2 intersect each other at the predetermined angle β in the main scanning direction. In this way, as the emission axes a1 and a2 are crossed in the main scanning direction,
As shown in FIG. 9B, the beam spots LD1-L and LD
2-L, beam spots LD1-R and LD2-R are separated from each other in the main scanning direction and can be detected independently. The angle β formed by the emission axes a1 and a2 in the main scanning direction is set such that the intersection position of the emission axes a1 and a2 is in the vicinity of the deflective reflection surface of the polygon mirror. By doing so, the principal rays of the light beams from the semiconductor lasers 101 and 102 and the principal rays of the light beams from the semiconductor lasers 111 and 112 all overlap in the vicinity of the deflective reflection surface. Therefore, the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror can be downsized, and the inner diameter of the polygon mirror can be minimized. Further, by making the reflection points of the four principal rays by the polygon mirrors substantially coincide with each other, the four principal rays reaching the same image height on the surface to be scanned (the position where the beam spots are the same in the main scanning direction) are reached. The chief ray will pass through the same position of each optical element (304, 307, 308 in FIG. 1) of the second imaging system in the main scanning direction, and thus the second ray for the four light beams will be transmitted.
Since the power of the image forming system is the same, the behavior of the field curvature is uniform for each light beam. If only two principal rays overlap each other (when the emission axes a1 and a2 are parallel),
Although the field curvature behavior with respect to the light beams from the semiconductor lasers 101 and 102 in the first light source section is the same, the field curvature behavior with respect to the light beams from the semiconductor lasers 111 and 112 in the second light source section is the same. The same)), for example, the behavior of the field curvature with respect to the light beams from the semiconductor lasers 101 and 111 is different from each other due to the deviation of the polygon mirror reflection points in the main scanning direction. From this point of view, it is desirable to set the angle β so that the intersection of the emission axes a1 and a2 is near the reflection surface of the polygon mirror as in the embodiment described above.
【0021】前述の如く、この実施の形態では、射出軸
a1、a2の副走査方向の距離Rがプリズム202の副
走査方向のピッチと同じになるように設定されている。
図10(a)は、射出軸a1、a2の副走査方向の距離
Rが、プリズム202の副走査方向のピッチ(図中の
「プリズムピッチ」)よりも短い場合を模式的に示した
図で、図11(a)は、Rがプリズムの副走査方向のピ
ッチと一致している場合を模式的に示した図である。As described above, in this embodiment, the distance R of the emission axes a1 and a2 in the sub-scanning direction is set to be the same as the pitch of the prism 202 in the sub-scanning direction.
FIG. 10A is a diagram schematically showing a case where the distance R of the emission axes a1 and a2 in the sub-scanning direction is shorter than the pitch of the prism 202 in the sub-scanning direction (“prism pitch” in the figure). 11A is a diagram schematically showing a case where R matches the pitch of the prism in the sub-scanning direction.
【0022】図10(a)の場合、第2の光源部の半導
体レーザ111,112から射出した光ビームの各主光
線が、プリズム202以降において、各光学素子の副走
査方向(図の上下方向)の通過高さを示したものが図1
0(b)である(射出軸a1はポリゴン以降の各光学素
子の光軸と一致するように設定され、従って、第1の光
源部の半導体レーザ101と102から射出した光ビー
ムの主光線は、各光学素子の光軸に対して対称な高さを
通過する。図の煩雑さを回避するために、半導体レーザ
101,102からの光ビームの主光線は図示しな
い)。In the case of FIG. 10A, the principal rays of the light beams emitted from the semiconductor lasers 111 and 112 of the second light source section are, after the prism 202, in the sub-scanning direction of each optical element (vertical direction in the figure). Fig. 1 shows the passing height of).
0 (b) (the emission axis a1 is set to coincide with the optical axis of each optical element after the polygon, and therefore the principal ray of the light beam emitted from the semiconductor lasers 101 and 102 of the first light source unit is , Through the heights symmetrical with respect to the optical axis of each optical element (the principal rays of the light beams from the semiconductor lasers 101 and 102 are not shown in order to avoid complexity of the drawing).
【0023】図10(b)に示されたように、距離Rが
プリズム202の副走査方向のピッチと一致していない
場合、プリズム202を通過後の2本の光ビームは、ポ
リゴンミラー以降の各光学素子に対して「副走査方向に
非対称な高さ」を通過することになる。従って、これら
2本の光ビームに対する各光学素子の屈折力が異なり、
被走査面上での走査線の曲がり量が非対称となる。この
ため、走査線のピッチ偏差が非対称となり、記録画像再
現性に悪影響を与える。ピッチ偏差は、被走査面上の2
つの隣接する走査線の間隔hの最大値をh1、最小値を
h2としたとき、これらの差として定義される。上で述
べた「ピッチ偏差が非対称になる」とは、半導体レーザ
101、102、111、112から射出した光ビーム
による光スポットで走査される走査線の各ピッチ偏差Δ
h1(101と102による走査線のピッチ偏差)、Δ
h2(102と111による走査線のピッチ偏差)、Δ
h3(111と112による走査線のピッチ偏差)がす
べて異なることを意味する。ピッチ偏差の非対称性は、
上記とは逆に、射出軸a2をポリゴンミラー以降の各光
学素子の光軸に一致させ、半導体レーザ111及び11
2の光ビームの副走査方向の光学素子通過高さを対称に
なるようにしても解決しない。このときは、半導体レー
ザ101と102からの光ビームの光学素子通過高さが
副走査方向に非対称となり、やはり走査線のピッチ偏差
の非対称性が生じるからである。上記走査線ピッチの非
対称性は、光源側で射出軸a1、a2が、プリズム20
2以降において副走査方向にずれていることにより生じ
ている。説明中の実施の形態では、図11(a)に示す
ように、射出軸a1、a2の副走査方向の距離Rを、プ
リズムの副走査方向のピッチと一致させることで、射出
軸a1とa2をプリズム202以降、副走査方向に一致
させている。このとき、半導体レーザ111及び112
から射出した光ビームの主光線の副走査方向における光
学素子通過高さは、図11(b)に示す如く、光軸に対
して対称となる。また、半導体レーザ101,102か
らの光ビームの主光線も、副走査方向の光学素子通過高
さが光軸対称となるので、走査線の各ピッチ偏差Δh1
=Δh2=Δh3とすることができる。As shown in FIG. 10B, when the distance R does not match the pitch of the prism 202 in the sub-scanning direction, the two light beams that have passed through the prism 202 are the ones after the polygon mirror. For each optical element, the light passes through “a height that is asymmetric in the sub-scanning direction”. Therefore, the refractive power of each optical element for these two light beams is different,
The bending amount of the scanning line on the surface to be scanned becomes asymmetric. For this reason, the pitch deviation of the scanning lines becomes asymmetric, which adversely affects the reproducibility of recorded images. Pitch deviation is 2 on the scanned surface
When the maximum value of the interval h between two adjacent scanning lines is h1 and the minimum value thereof is h2, it is defined as the difference between them. The above-mentioned "pitch deviation becomes asymmetric" means that each pitch deviation Δ of the scanning line scanned by the light spot by the light beam emitted from the semiconductor laser 101, 102, 111, 112.
h1 (pitch deviation of scanning line due to 101 and 102), Δ
h2 (pitch deviation of scanning line due to 102 and 111), Δ
This means that h3 (scan line pitch deviation due to 111 and 112) are all different. The asymmetry of pitch deviation is
Contrary to the above, the emission axis a2 is made to coincide with the optical axis of each optical element after the polygon mirror, and the semiconductor lasers 111 and 11 are
Even if the heights of the two light beams passing through the optical element in the sub-scanning direction are made symmetrical, this does not solve the problem. At this time, the heights of the light beams from the semiconductor lasers 101 and 102 passing through the optical element are asymmetric in the sub-scanning direction, and the pitch deviation of the scanning lines is also asymmetrical. The asymmetry of the scanning line pitch is that the emission axes a1 and a2 on the light source side are
It is caused by the misalignment in the sub-scanning direction from 2 onward. In the embodiment in the description, as shown in FIG. 11A, by making the distance R of the emission axes a1 and a2 in the sub-scanning direction coincide with the pitch of the prisms in the sub-scanning direction, the emission axes a1 and a2. Is aligned with the sub-scanning direction after the prism 202. At this time, the semiconductor lasers 111 and 112
As shown in FIG. 11B, the height at which the principal ray of the light beam emitted from the optical element passes in the sub-scanning direction is symmetrical with respect to the optical axis. Further, the principal rays of the light beams from the semiconductor lasers 101 and 102 also have optical element passing heights in the sub-scanning direction that are symmetrical with respect to the optical axis.
= Δh2 = Δh3.
【0024】更に、この実施の形態では、光源部の光学
系を副走査方向から見たときに、半導体レーザの発光点
位置と、それと対になるカップリングレンズの光軸との
関係が、カップリングレンズの光軸が第1或いは第2の
射出軸よりも副走査方向で上にある側については、該カ
ップリングレンズの光軸よりも副走査方向で下側に、カ
ップリングレンズの光軸が第1或いは第2の射出軸より
も副走査方向で下にある側については、該カップリング
レンズの光軸よりも副走査方向で上側に設定されている
(請求項4)。 即ち、図8を参照すると、半導体レ
ーザ101(図は発光部を示す)と対になるカップリン
グレンズ104の光軸AX1は、射出軸a1よりも上側
にある。このとき、半導体レーザ101(の発光部)
は、光軸AX1よりも下側にあるように設定する。一
方、カップリングレンズ105の光軸AX2は、射出軸
a1よりも下側にある。このとき、半導体レーザ102
(の発光部)は、光軸AX2よりも上側にあるように設
定する。この状態での見かけの副走査シフト量はそれぞ
れ、被走査面上でのピッチP2、光学系全系の横倍率を
ωとすると、P2/(2ω)である。 第2の光源部に
ついても同様である。即ち、半導体レーザ111と対に
なるカップリングレンズ114の光軸は射出軸a2より
も上側にあるので、半導体レーザ111(の発光部)は
カップリングレンズ114の光軸よりも下側にあるよう
に設定する。また、カップリングレンズ115の光軸
は、射出軸a2よりも下側にあるので、半導体レーザ1
12(の発光部)はその光軸よりも上側にあるように設
定する。第2の光源部の場合、この状態での見かけの副
走査シフト量はそれぞれ、(P1+P2+P3)/(2
ω)である。 上記半導体レーザとカップリングレン
ズとの位置関係は、上記と左右、上下が逆であっても、
上記関係(請求項4で述べたような関係)となるように
設定すれば同様の効果が得られる。Furthermore, in this embodiment, when the optical system of the light source section is viewed from the sub-scanning direction, the relationship between the emission point position of the semiconductor laser and the optical axis of the coupling lens which forms a pair with the emission point position of the semiconductor laser is Regarding the side where the optical axis of the ring lens is above the first or second emission axis in the sub scanning direction, the optical axis of the coupling lens is below the optical axis of the coupling lens in the sub scanning direction. On the side below the first or second emission axis in the sub-scanning direction, is set above the optical axis of the coupling lens in the sub-scanning direction ( claim 4 ). That is, referring to FIG. 8, the optical axis AX1 of the coupling lens 104 which is paired with the semiconductor laser 101 (the drawing shows a light emitting portion) is above the emission axis a1. At this time, (the light emitting portion of) the semiconductor laser 101
Is set to be below the optical axis AX1. On the other hand, the optical axis AX2 of the coupling lens 105 is below the emission axis a1. At this time, the semiconductor laser 102
The (light emitting portion of) is set to be above the optical axis AX2. The apparent sub-scan shift amount in this state is P2 / (2ω), where ω is the pitch P2 on the surface to be scanned and ω is the lateral magnification of the entire optical system. The same applies to the second light source unit. That is, since the optical axis of the coupling lens 114 paired with the semiconductor laser 111 is above the emission axis a2, the semiconductor laser 111 (the light emitting portion thereof) is below the optical axis of the coupling lens 114. Set to. Further, since the optical axis of the coupling lens 115 is below the emission axis a2, the semiconductor laser 1
12 (the light emitting portion thereof) is set to be above the optical axis. In the case of the second light source unit, the apparent sub-scan shift amount in this state is (P1 + P2 + P3) / (2
ω). The positional relationship between the semiconductor laser and the coupling lens is left / right, upside down and above,
The same effect can be obtained by setting the above relationship (the relationship described in claim 4 ).
【0025】この構成の場合、図4(b)に示す、各光
源部の主走査方向(Y方向)に対する傾き角θ1、θ2
を調整することで上記関係を達成するには、次のように
カップリングレンズのZ位置を決定すればよい。すなわ
ち、図6において、予めカップリングレンズの光軸と半
導体レーザのシフト量ε101〜ε114について、半
導体レーザ101及び102については、
ε101=ε102≧P2/(2ω)
となるように、また、半導体レーザ111及び112に
ついては、
ε111=ε112≧(P1+P2+P3)/(2ω)
となるように設定する。このように設定すると、その
後、光源部それぞれの回転θ1、θ2により、図8に示
すように、見かけの副走査シフト量が、上記の関係(請
求項5記載の関係)を保ったまま、半導体レーザ101
と102についてはP2/(2ω)となるように、半導
体レーザ111と112については(P1+P2+P
3)/(2ω)となるように調整できる。 このよう
に調整することにより、シリンドリカルレンズ(図1の
302)に入射する主光線を、半導体レーザ101と1
02について発散気味に、半導体レーザ111と112
について発散気味にすることができる(請求項1、
3)。In the case of this configuration, the tilt angles θ1 and θ2 of each light source section with respect to the main scanning direction (Y direction) shown in FIG. 4B.
The Z position of the coupling lens may be determined as follows in order to achieve the above relationship by adjusting the. That is, in FIG. 6, for the shift amounts ε101 to ε114 of the optical axis of the coupling lens and the semiconductor laser, for the semiconductor lasers 101 and 102, ε101 = ε102 ≧ P2 / (2ω), and The values 111 and 112 are set so that ε111 = ε112 ≧ (P1 + P2 + P3) / (2ω). With such a setting, thereafter, the rotations θ1 and θ2 of the light source units respectively cause the semiconductor sub-scan shift amount to keep the above relationship (the relationship according to claim 5) as shown in FIG. Laser 101
And 102 are P2 / (2ω), and the semiconductor lasers 111 and 112 are (P1 + P2 + P).
3) / (2ω) can be adjusted. By adjusting in this manner, the chief ray incident on the cylindrical lens (302 in FIG. 1) is emitted from the semiconductor lasers 101 and 1
About 02, semiconductor lasers 111 and 112
Can be divergent ( claim 1,
3 ).
【0026】比較のため、図12(a)のように、予め
カップリングレンズの光軸と半導体レーザのシフト量ε
につき、半導体レーザ101及び102については、ε
101=ε102<P2/(2ω)となるように、半導
体レーザ111及び112については、ε111=ε1
12<(P1+P2+P3)/(2ω)となるように設
定し(図12(a)ではε101=ε102=ε111
=ε112=0)、その後、第1および第2の光源部の
回転角θ1、θ2により、図12(b)のように見かけ
の副走査シフト量が、半導体レーザ101と102につ
いてはP2/(2ω)となるように、半導体レーザ11
1と112については(P1+P2+P3)/(2ω)
となるように調整したとする。このとき、光源部の光学
系を副走査方向から見たときに、半導体レーザとそれと
対になるカップリングレンズの光軸との関係は、カップ
リングレンズの光軸が第1或いは第2の射出軸よりも副
走査方向で上にある側については、半導体レーザは該カ
ップリングレンズの光軸よりも副走査方向で上側に、カ
ップリングレンズの光軸が第1或いは第2の射出軸より
も副走査方向で下にある側については、半導体レーザは
該カップリングレンズの光軸よりも副走査方向で下側に
設定される。すると、各半導体レーザから射出した主光
線は、副走査方向において、シリンドリカルレンズ30
2に対して集束気味に入射することになる。図11
(b)からもわかるように、各主光線がシリンドリカル
レンズに対し、副走査方向において集束気味に入射する
と、ポリゴンミラー303以降を通過する各光ビーム
は、副走査方向において、各光学素子の高さの高いとこ
ろを通過することになる。すると被走査面上を走査する
走査線の曲がりが大きくなり、ピッチ偏差の増大をもた
らす。このピッチ偏差の増大は、ポリゴンミラーの「あ
る偏向反射面」で同時に走査される走査線間のピッチ偏
差よりも、ポリゴンミラーの「ある偏向反射面で同時走
査される走査線」と「これに続く偏向反射面で同時に走
査される走査線」の繋ぎ目のピッチ偏差で最も顕著であ
る。For comparison, as shown in FIG. 12A, the optical axis of the coupling lens and the shift amount ε of the semiconductor laser are preset.
For the semiconductor lasers 101 and 102,
For the semiconductor lasers 111 and 112, ε111 = ε1 so that 101 = ε102 <P2 / (2ω).
12 <(P1 + P2 + P3) / (2ω) is set (ε101 = ε102 = ε111 in FIG. 12A).
= Ε112 = 0), and thereafter, the apparent sub-scan shift amount as shown in FIG. 12B is P2 / (for the semiconductor lasers 101 and 102) due to the rotation angles θ1 and θ2 of the first and second light source units. 2ω) so that the semiconductor laser 11
For 1 and 112, (P1 + P2 + P3) / (2ω)
It is assumed that the adjustment is made so that At this time, when the optical system of the light source unit is viewed from the sub-scanning direction, the relationship between the semiconductor laser and the optical axis of the coupling lens paired with the semiconductor laser is that the optical axis of the coupling lens is the first or second emission. Regarding the side above the axis in the sub-scanning direction, the semiconductor laser is above the optical axis of the coupling lens in the sub-scanning direction, and the optical axis of the coupling lens is above the first or second emission axis. On the side below in the sub-scanning direction, the semiconductor laser is set below the optical axis of the coupling lens in the sub-scanning direction. Then, the principal ray emitted from each semiconductor laser is in the sub-scanning direction, the cylindrical lens 30.
It will be incident on 2 with a focus. Figure 11
As can be seen from (b), when each principal ray is focused on the cylindrical lens in the sub-scanning direction, each light beam passing through the polygon mirror 303 and beyond is higher than each optical element in the sub-scanning direction. You will pass through a high place. Then, the bending of the scanning line for scanning the surface to be scanned becomes large, resulting in an increase in pitch deviation. This increase in pitch deviation is caused by the difference between the pitch deviation between the scanning lines simultaneously scanned by "a certain deflection reflection surface" of the polygon mirror and "the scanning line simultaneously scanned by a certain deflection reflection surface" of the polygon mirror. It is most noticeable in the pitch deviation of the joint of the scanning lines simultaneously scanned by the deflecting / reflecting surface.
【0027】このピッチ偏差量を小さくするためには、
第2結像系を構成する光学素子のうち、特に副走査方向
に最も強い正のパワーを持つ光学素子の近傍で、4本の
光ビームが副走査方向に交差するようにすればよい。具
体的には、その光学素子の副走査方向の焦点距離をfと
したとき、4本の光ビームの交差する位置がその光学素
子を中心に±f/2の範囲に収まるようにするのが良い
(請求項1、2)。説明中の実施の形態では、図1に示
すレンズ308(被走査面に最も近いレンズ)がその光
学素子である。 図11では、(b)に示されたよう
に、4本の光ビーム(図では2本であるが光ビームの交
差する位置は同じである)の副走査方向の交叉位置は、
レンズ308の焦点距離(f=62.21mm)から大
きく外れてしまっている。これを±f/2の範囲内に収
めるためには、ポリゴンミラーより光源側における4本
の光ビームの交差する位置を光源側へ移せばよい。即
ち、図13に示すように、シリンドリカルレンズ302
に対して主光線が「副走査方向に発散気味」に入射する
ように設定する(請求項3)ことで、見かけ上、4本の
主光線の交差位置を光源側へ移すことができる。 図1
3のように、シリンドリカルレンズ302に対して、主
光線を発散気味に入射させるには、図8のような構成と
なるように、半導体レーザ及びカップリングレンズの位
置関係を設定すればよい。このように設定すると、図1
3に示すように、ポリゴンミラー303以降を通過する
各光ビームは、副走査方向において各光学素子の高さの
低いところを通過することになるので、被走査面上を走
査する走査線の曲がりを小さく抑えることができ、ピッ
チ偏差を減少できる。In order to reduce the pitch deviation amount,
Of the optical elements forming the second imaging system, four light beams may intersect in the sub-scanning direction, particularly in the vicinity of the optical element having the strongest positive power in the sub-scanning direction. Specifically, assuming that the focal length of the optical element in the sub-scanning direction is f, the position where the four light beams intersect is set within a range of ± f / 2 centering on the optical element. Good ( Claims 1 and 2 ). In the embodiment described, the lens 308 (lens closest to the surface to be scanned) shown in FIG. 1 is the optical element. In FIG. 11, as shown in FIG. 11B, four light beams (two light beams in the figure, but the positions where the light beams intersect are the same) have crossing positions in the sub-scanning direction,
The focal length of the lens 308 (f = 62.21 mm) is largely deviated. In order to keep this within the range of ± f / 2, the position where the four light beams intersect on the light source side of the polygon mirror may be moved to the light source side. That is, as shown in FIG. 13, the cylindrical lens 302
On the other hand, by setting so that the principal ray is incident “divergingly in the sub-scanning direction” ( claim 3 ), it is possible to apparently move the crossing position of the four principal rays to the light source side. Figure 1
In order to make the chief ray divergently enter the cylindrical lens 302 as shown in FIG. 3, the positional relationship between the semiconductor laser and the coupling lens may be set so as to have the configuration shown in FIG. With this setting,
As shown in FIG. 3, since each light beam passing through the polygon mirror 303 and thereafter passes through a portion where the height of each optical element is low in the sub-scanning direction, the bending of the scanning line scanning the surface to be scanned. Can be kept small, and pitch deviation can be reduced.
【0028】上に説明した実施の形態においては、カッ
プリングレンズのY位置を適切に設定することにより、
同じ光源部からの2つの光ビームが、ポリゴンミラーの
反射面近傍で主走査方向に交わるようにしている。しか
し、同一の光源部に含まれる半導体レーザ数が増える
と、射出軸から離れた位置にあるカップリングレンズの
シフト量ζは大きくなり、ひいてはカップリングレンズ
の光軸と半導体レーザの全体的なシフト量δも大きくな
り波面収差が問題となる。波面収差の劣化は、半導体レ
ーザの位置がカップリングレンズの光軸から離れるとと
もに顕著になる。波面収差が劣化すると「光スポット径
の太り」という現象を招くため、高密度、高画質書込と
いう点から好ましくない。In the embodiment described above, by properly setting the Y position of the coupling lens,
Two light beams from the same light source unit are made to intersect in the main scanning direction near the reflection surface of the polygon mirror. However, when the number of semiconductor lasers included in the same light source unit increases, the shift amount ζ of the coupling lens located at a position away from the emission axis increases, and as a result, the optical axis of the coupling lens and the overall shift of the semiconductor laser shift. The amount δ also becomes large, and wavefront aberration becomes a problem. The deterioration of the wavefront aberration becomes remarkable as the position of the semiconductor laser moves away from the optical axis of the coupling lens. Deterioration of the wavefront aberration causes a phenomenon of “thickening of the light spot diameter”, which is not preferable in terms of high density and high image quality writing.
【0029】図14は、シフト量δを大きくすることな
く、複数の光ビームをポリゴンミラーの反射面近傍で主
走査方向に交わるようにする別の形態を示している。こ
の形態においては、支持部材103(113)の勘合穴
を、主走査方向に所定角度に傾け、半導体レーザを各々
圧入したものである。このようにすると、半導体レーザ
の発光部を、対応するカップリングレンズの光軸上に位
置させても、半導体レーザも、カップリングレンズ光軸
も所定角度傾いているので、各光ビームの主光線をポリ
ゴンミラーの偏向反射面近傍で交差するようにできる。
従って、シフト量δを小さくすることができ、波面収差
の劣化を回避しつつポリゴンミラーの内径を小さく抑え
ることができる。3ビームの光源ユニットは、図3に示
されているように、4ビームの光源ユニットとの違いは
第1の光源部のみである。第1の光源部では射出軸上に
半導体レーザ121、カップリングレンズ122が配置
され、これらは支持部材123に支持される。図15
は、図3に示す3ビームの光源ユニットを用いる場合に
おける、被走査面上の各光スポットLD1,LD2−
L,LD2−Rの配列を示す。副走査ピッチの調整は、
光スポットLD2−RとLD2−Lのピッチが2Pとな
るように支持部材123の傾きをあわせてベース部材2
01に固定すればよく、第1の光源部を固定する際の調
整が不要である。ピッチ調整の具体的方法については前
述の実施の形態と同様である。FIG. 14 shows another mode in which a plurality of light beams intersect in the main scanning direction in the vicinity of the reflecting surface of the polygon mirror without increasing the shift amount δ. In this embodiment, the fitting hole of the support member 103 (113) is tilted at a predetermined angle in the main scanning direction, and the semiconductor lasers are press-fitted therein. With this arrangement, even if the light emitting portion of the semiconductor laser is positioned on the optical axis of the corresponding coupling lens, both the semiconductor laser and the optical axis of the coupling lens are tilted by a predetermined angle, so that the principal ray of each light beam Can be made to intersect in the vicinity of the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror.
Therefore, the shift amount δ can be reduced, and the inner diameter of the polygon mirror can be reduced while avoiding the deterioration of the wavefront aberration. The three-beam light source unit differs from the four-beam light source unit only in the first light source unit, as shown in FIG. In the first light source unit, the semiconductor laser 121 and the coupling lens 122 are arranged on the emission axis, and these are supported by the support member 123. Figure 15
Are light spots LD1, LD2- on the surface to be scanned when the three-beam light source unit shown in FIG. 3 is used.
The sequences of L and LD2-R are shown. To adjust the sub-scanning pitch,
The support member 123 is tilted so that the pitch between the light spots LD2-R and LD2-L is 2P, and the base member 2 is formed.
It is sufficient to fix the first light source unit to 01, and no adjustment is required when fixing the first light source unit. The specific method of pitch adjustment is the same as in the above-described embodiment.
【0030】上には、第1および第2の光源部に保持す
る半導体レーザが、1個の場合および2個の場合を説明
したが、各光源部に3つ以上の半導体レーザ及びカップ
リングレンズを配列して保持する場合、その数が奇数で
あれば上記3ビームの光源ユニットにおける第1の光源
部と同様に射出軸に半導体レーザを配置し、残りの偶数
個の半導体レーザを射出軸に対して対称的に配置すれば
よいし、半導体レーザおよびカップリングレンズの数が
偶数である場合には、これらを前記第2の光源部と同様
に射出軸に対称に配置にすればよく、ピッチ調整の具体
的方法も図1〜図13に即して説明した実施の形態に於
けると同様に行えばよい。上に説明した実施の形態で
は、第2結像系として3枚のレンズを用いたが、これに
限定されるものではなく、第2結像系を、例えば1枚の
レンズで構成することもできるし、光学素子としてレン
ズ以外のミラー等を用いることもできる。また、上の実
施の形態では、半導体レーザを固定してカップリングレ
ンズを変位調整して相互の位置決めを行ったが、もちろ
んカップリングレンズを固定し、半導体レーザを変位さ
せて位置決めを行ってもよく、この場合も、上述したよ
うに位置決めを行えば同様の効果が得られる。Although the case where the number of semiconductor lasers held in the first and second light source sections is one and two has been described above, three or more semiconductor lasers and coupling lenses are provided in each light source section. When arrayed and held, if the number is odd, the semiconductor laser is arranged on the emission axis similarly to the first light source unit in the light source unit of the above three beams, and the remaining even number of semiconductor lasers are used on the emission axis. The number of the semiconductor lasers and the number of coupling lenses may be even, and if the number of the semiconductor lasers and the number of coupling lenses are even, they may be arranged symmetrically with respect to the emission axis similarly to the second light source section. The specific method of adjustment may be the same as in the embodiment described with reference to FIGS. In the embodiment described above, three lenses are used as the second image forming system, but the present invention is not limited to this, and the second image forming system may be formed of, for example, one lens. Alternatively, a mirror or the like other than the lens can be used as the optical element. Further, in the above embodiment, the semiconductor laser is fixed and the coupling lens is displacement-adjusted to perform mutual positioning, but of course the coupling lens may be fixed and the semiconductor laser may be displaced to perform positioning. Of course, also in this case, the same effect can be obtained if the positioning is performed as described above.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規なマルチビーム書込光学系を実現できる。 この
発明のマルチビーム書込光学系は、被走査面上の走査線
の副走査ピッチ偏差量を小さく抑えることができる(請
求項1〜4)。また、請求項6記載の発明によれば、カ
ップリングレンズから第1結像系までの距離を任意に設
定できるので光学系レイアウトの自由度が大きい。請求
項6、8に記載の発明では、光源ユニットを組み付けた
後に光走査装置の光学ユニットに組み付けても、所定の
ビームピッチに補正できるので組立効率が向上し、光源
ユニットのみでの交換が可能となり、修理コストを低減
できる。請求項7記載の発明によれば、被走査面を同時
走査する複数の光スポットに対し同期信号を個別に検出
できる。 また、請求項9、10記載の発明によれば偏
向器の偏向反射面を小さくでき、偏向器を小型化でき、
請求項11記載の発明では同像高に到達する複数の光ビ
ームの主光線が、主走査方向について第2結像系の各光
学素子の同じ位置を通過するので、像面湾曲の振る舞い
を各光ビームで揃えることができる。請求項12,13
記載の発明によれば、被走査面上の走査線の副走査ピッ
チの非対称性を低減できる。As described above, according to the present invention, a novel multi-beam writing optical system can be realized. The multi-beam writing optical system of the present invention can suppress the sub-scanning pitch deviation amount of the scanning lines on the surface to be scanned to a small amount ( contract).
Requirements 1-4 ). Further, according to the invention described in claim 6, since the distance from the coupling lens to the first image forming system can be arbitrarily set, the degree of freedom of the optical system layout is large. Claim
According to the inventions of the items 6 and 8 , even if the light source unit is assembled and then assembled to the optical unit of the optical scanning device, the beam pitch can be corrected to a predetermined value, so that the assembling efficiency is improved and the replacement of only the light source unit becomes possible. The repair cost can be reduced. According to the seventh aspect of the invention , the synchronization signal can be individually detected for a plurality of light spots that simultaneously scan the surface to be scanned. Further, according to the inventions of claims 9 and 10 , the deflecting / reflecting surface of the deflector can be made small, and the deflector can be miniaturized.
In the invention according to claim 11, since the chief rays of the plurality of light beams reaching the same image height pass through the same position of each optical element of the second imaging system in the main scanning direction, the behavior of the field curvature is reduced. It can be aligned with a light beam. Claims 12 and 13
According to the described invention, the asymmetry of the sub-scanning pitch of the scanning lines on the surface to be scanned can be reduced.
【図1】この発明のマルチビーム書込光学系の実施の1
形態を示す図である。FIG. 1 is a first embodiment of a multi-beam writing optical system according to the present invention.
It is a figure which shows a form.
【図2】この発明のマルチビーム書込光学系に用いられ
る光源ユニットの実施の1形態を説明するための図であ
る。FIG. 2 is a diagram for explaining one embodiment of a light source unit used in the multi-beam writing optical system of the present invention.
【図3】この発明のマルチビーム書込光学系に用いられ
る光源ユニットの実施の別形態を説明するための図であ
る。FIG. 3 is a diagram for explaining another embodiment of the light source unit used in the multi-beam writing optical system of the present invention.
【図4】図2に示す光源ユニットを説明するための図で
ある。FIG. 4 is a diagram for explaining the light source unit shown in FIG.
【図5】図2に示す光源ユニットにおける各光源部の射
出軸の傾きを説明するための図である。5 is a diagram for explaining the inclination of the emission axis of each light source unit in the light source unit shown in FIG.
【図6】図2に示す光源ユニットにおける各半導体レー
ザと対応するカップリングレンズの位置関係を説明する
ための図である。6A and 6B are views for explaining the positional relationship of the coupling lens corresponding to each semiconductor laser in the light source unit shown in FIG.
【図7】図1に示す実施の形態における被走査面上にお
ける走査線ピッチの調整を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the adjustment of the scanning line pitch on the surface to be scanned in the embodiment shown in FIG.
【図8】請求項5記載の発明を説明するための図であ
る。FIG. 8 is a diagram for explaining the invention described in claim 5;
【図9】請求項8記載の発明を説明するための図であ
る。FIG. 9 is a diagram for explaining the invention described in claim 8;
【図10】各光源部の射出軸が、合成後に副走査方向に
ずれる場合の問題点を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a problem when the emission axis of each light source unit shifts in the sub-scanning direction after combination.
【図11】請求項14記載の発明を説明するための図で
ある。FIG. 11 is a diagram for explaining the invention according to claim 14;
【図12】請求項2,3記載の発明に対する比較例を説
明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a comparative example with respect to the inventions of claims 2 and 3.
【図13】請求項1記載の発明を説明するための図であ
る。FIG. 13 is a diagram for explaining the invention described in claim 1;
【図14】光源部の別形態を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining another form of the light source unit.
【図15】3ビーム走査の場合の被走査面上における3
光スポットの状態を説明するための図である。FIG. 15 shows 3 on the surface to be scanned in the case of 3-beam scanning.
It is a figure for explaining the state of a light spot.
302 第1結像系 303 偏向器 304,308 第2結像系 309 被走査面の実体をなす感光体 302 First imaging system 303 Deflector 304,308 Second imaging system 309 Photoreceptor that is the substance of the surface to be scanned
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−274152(JP,A) 特開 平10−115789(JP,A) 特開 平11−212006(JP,A) 特開 平10−3047(JP,A) 特開 平9−218363(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/10 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (56) References JP-A-9-274152 (JP, A) JP-A-10-115789 (JP, A) JP-A-11-212006 (JP, A) JP-A-10- 3047 (JP, A) JP-A-9-218363 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 26/10
Claims (15)
光ビームにより、複数走査線を主走査方向に同時に走査
するマルチビーム書込光学系であって、 個別的に変調可能な複数の発光部と、 各発光部に対応して設けられ、対応する発光部から射出
する光ビームを取り込む複数のカップリング光学系と、 これらカップリング光学系によりカップリングされた複
数の光ビームを副走査方向に結像させる第1結像系と、 該第1光学系による光ビーム結像位置の近傍に偏向反射
面を有し、複数の光ビームを偏向させる偏向器と、 偏向された複数の光ビームを被走査面上に結像する第2
結像系とを有し、 上記第2結像系を構成する光学素子のうち、副走査方向
の正パワーが最も大きい光学素子の副走査方向の焦点距
離をfとするとき、上記複数の光ビームが、上記副走査
方向の正パワーの最も大きい光学素子から±f/2の範
囲内において、副走査方向に交差し、 上記複数の光ビームを合成して射出させる光源部が、 奇数個の半導体レーザと、該半導体レーザの個々と対で
設けられて光ビームを取り込む奇数個のカップリング光
学系と、主走査方向中央に位置する半導体レーザを第1
の射出軸上に配置してこれらを一体的に支持する支持部
材とを有する第1の光源部と、 偶数個の半導体レーザと、これら半導体レーザの個々と
対で設けられて光ビームを取り込む偶数個のカップリン
グ光学系と、これらを主走査方向に第2の射出軸に対称
的に配列して一体的に支持する支持部材とを有する第2
の光源部と、 上記第1、第2の光源部からの光ビームを互いに副走査
方向に近接させて射出させるビーム合成手段とを有し、 上記第1、第2の光源部の、各射出軸に対して対称な位
置にある半導体レーザから射出した光ビームが、第1結
像系に対し、副走査方向に発散気味に入射するように構
成された ことを特徴とするマルチビーム書込光学系。1. A multi-beam writing optical system for simultaneously scanning a plurality of scanning lines in a main scanning direction by a plurality of light beams separated in a sub-scanning direction on a surface to be scanned, the plurality of which can be individually modulated. Light emitting parts, a plurality of coupling optical systems provided corresponding to the respective light emitting parts, for taking in the light beams emitted from the corresponding light emitting parts, and a plurality of light beams coupled by these coupling optical systems as sub-devices. A first image forming system for forming an image in the scanning direction; a deflector for deflecting a plurality of light beams having a deflecting / reflecting surface in the vicinity of a light beam image forming position by the first optical system; Second for focusing the light beam on the surface to be scanned
Among the optical elements that form the second image forming system and that have the largest positive power in the sub scanning direction, the focal length in the sub scanning direction is f. beam, within the scope of ± f / 2 from the largest optical element of the sub-scanning direction with a positive power, intersects the sub-scanning direction, the light source unit to emit by combining the plurality of light beams, an odd number Paired with a semiconductor laser and each of the semiconductor lasers
An odd number of coupling lights provided to capture the light beam
First, the academic system and the semiconductor laser located in the center of the main scanning direction
Support unit that is placed on the injection axis of and supports them integrally
A first light source section having a material, an even number of semiconductor lasers, and each of these semiconductor lasers.
An even number of couplings provided in pairs to capture the light beam
Optics and these are symmetrical about the second emission axis in the main scanning direction
Having a support member that is arranged in a uniform manner and integrally supports the second member
Sub-scans the light beams from the light source unit and the first and second light source units.
Beam synthesizing means for emitting light in close proximity to each other in a direction, and the positions of the first and second light source units are symmetrical with respect to respective emission axes.
The light beam emitted from the semiconductor laser in the
It is designed to divergely enter the image system in the sub-scanning direction.
Multibeam write optical system, characterized in that made the.
光ビームにより、複数走査線を主走査方向に同時に走査
するマルチビーム書込光学系であって、 個別的に変調可能な複数の発光部と、 各発光部に対応して設けられ、対応する発光部から射出
する光ビームを取り込む複数のカップリング光学系と、 これらカップリング光学系によりカップリングされた複
数の光ビームを副走査方向に結像させる第1結像系と、 該第1光学系による光ビーム結像位置の近傍に偏向反射
面を有し、複数の光ビームを偏向させる偏向器と、 偏向された複数の光ビームを被走査面上に結像する第2
結像系とを有し、 上記第2結像系を構成する光学素子のうち、副走査方向
の正パワーが最も大きい光学素子の副走査方向の焦点距
離をfとするとき、上記複数の光ビームが、上記副走査
方向の正パワーの最も大きい光学素子から±f/2の範
囲内において、副走査方向に交差し、 上記複数の光ビームを合成して射出させる光源部が、 偶数個の半導体レーザと、これら半導体レーザの個々と
対で設けられ光ビームを取り込む複数のカップリング光
学系と、これらを主走査方向に第1の射出軸に対称に配
列し一体的に支持する支持部材とを有する第1の光源部
と、 該第1の光源部と同様の第2の光源部と、 上記第1、第2の光源部からの光ビームを互いに副走査
方向に近接させて射出させるビーム合成手段とを有し、 上記第1、第2の光源部の各射出軸に対して対称な位置
にある半導体レーザから射出した光ビームが、第1結像
系に対し、副走査方向に発散気味に入射するように構成
されたことを特徴とするマルチビーム書込光学系。2. A plurality of devices separated in the sub-scanning direction on the surface to be scanned.
Simultaneous scanning of multiple scan lines in the main scan direction by the light beam
In the multi-beam writing optical system, a plurality of light emitting parts that can be individually modulated and provided corresponding to each light emitting part are emitted from the corresponding light emitting parts.
Multiple coupling optics that capture the light beam to be emitted and the multiple coupling optics that are coupled by these coupling optics.
A first imaging system for imaging a number of light beams in the sub-scanning direction, and deflection reflection in the vicinity of the light beam imaging position by the first optical system
A deflector having a surface for deflecting a plurality of light beams and a second deflector for imaging the deflected light beams on a surface to be scanned.
An image forming system, and among the optical elements forming the second image forming system, the sub-scanning direction
Focal length of the optical element with the largest positive power in the sub-scanning direction
When the separation is f, the plurality of light beams are
Direction is ± f / 2 from the optical element with the largest positive power.
Inside the enclosure, a light source section that intersects in the sub-scanning direction and combines and emits the plurality of light beams is provided with an even number of semiconductor lasers and each of these semiconductor lasers.
Multiple coupling lights that are provided in pairs to capture light beams
The academic system and these are arranged symmetrically with respect to the first ejection axis in the main scanning direction.
A first light source unit having a support member that is lined up and integrally supported
And a second light source part similar to the first light source part, and sub-scans with the light beams from the first and second light source parts.
A light beam emitted from a semiconductor laser at a position symmetrical with respect to each emission axis of the first and second light source sections, the first image forming system having a beam combining means for emitting light in close proximity to each other. On the other hand, a multi-beam writing optical system characterized in that the multi-beam writing optical system is configured to divergely enter in the sub-scanning direction.
光学系において、 複数の発光部より射出した複数光ビームの各主光線が、
第1結像系に対し、副走査方向に発散気味に入射するこ
とを特徴とするマルチビーム書込光学系。3. The multi-beam writing optical system according to claim 1 or 2 , wherein each chief ray of a plurality of light beams emitted from a plurality of light emitting units is
A multi-beam writing optical system, which divergently enters the first imaging system in the sub-scanning direction.
ーム書込光学系において、 各カップリング光学系がカップリングレンズであり、 上記第1及び第2の光源部の半導体レーザの発光点位置
は、 カップリングレンズの光軸が、第1或いは第2の射出軸
よりも副走査方向で上にある側については、該カップリ
ングレンズの光軸よりも副走査方向で下側に設定され、
カップリングレンズの光軸が、第1或いは第2の射出軸
よりも副走査方向で下にある側については、該カップリ
ングレンズの光軸よりも副走査方向で上側に設定されて
いることを特徴とするマルチビーム書込光学系。4. The multi-beam writing optical system according to claim 1, 2 or 3 , wherein each coupling optical system is a coupling lens, and the light emitting point positions of the semiconductor lasers of the first and second light source sections. Is set to be lower in the sub-scanning direction than the optical axis of the coupling lens with respect to the side where the optical axis of the coupling lens is above the first or second emission axis in the sub-scanning direction.
Regarding the side where the optical axis of the coupling lens is below the first or second emission axis in the sub-scanning direction, it should be set above the optical axis of the coupling lens in the sub-scanning direction. Characteristic multi-beam writing optical system.
ーム書込光学系において、 各カップリング光学系の作用が、半導体レーザから射出
した光ビームを平行光束にするコリメート作用であるこ
とを特徴とするマルチビーム書込光学系。5. The multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the action of each coupling optical system is a collimating action for making a light beam emitted from a semiconductor laser a parallel light beam. A multi-beam writing optical system characterized by the above.
ーム書込光学系において、 第1、第2の光源部とビーム合成手段とを実質一体的に
モジュール化して保持するベース部材を設け、第1結像
系以後の光学系の基準光軸に合致される回転基準の回り
に回転可能に支持するとともに、第1および第2の光源
部を、上記ベース部材に対して各々の射出軸を回転中心
として独立に回動可能としたことを特徴とするマルチビ
ーム書込光学系。6. The multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein the first and second light source sections and the beam combining means are substantially integrally modularized and held. Is provided to support the first and second light source units rotatably around a rotation reference matched with the reference optical axis of the optical system after the first imaging system, and to support the first and second light source units with respect to the base member. A multi-beam writing optical system characterized by being independently rotatable around an emission axis as a rotation center.
ーム書込光学系において、 第1の光源部の射出軸と第2の光源部の射出軸とが、主
走査方向に所定角度をなすか、または所定距離隔たるよ
うに、上記第1および第2の光源部を配備したことを特
徴とするマルチビーム書込光学系。 7. The multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 6, wherein the emission axis of the first light source section and the emission axis of the second light source section are predetermined in the main scanning direction. A multi-beam writing optical system, wherein the first and second light source sections are arranged so as to form an angle or be separated by a predetermined distance.
ーム書込光学系において、 第1の光源部の射出軸と第2の光源部の射出軸とが、第
1結像系以後の光学系の基準光軸に対して主走査方向に
対称となるように、第1および第2の光源部を配備した
ことを特徴とするマルチビーム書込光学系。8. The multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 7, wherein the exit axis of the first light source section and the exit axis of the second light source section are the first imaging system. A multi-beam writing optical system, wherein the first and second light source units are arranged so as to be symmetrical in the main scanning direction with respect to a reference optical axis of the subsequent optical system.
ーム書込光学系において、 第1の光源部が複数の半導体レーザを有し、 第1の光源部に支持された複数の半導体レーザから射出
された各々の光ビームの主光線が、偏向器の偏向反射面
近傍で主走査方向において交差し、 第2の光源部に支持された複数の半導体レーザから射出
された各々の光ビームの主光線が、上記偏向反射面近傍
で主走査方向において交差するように、 第1および第2の光源部において、複数の半導体レーザ
の各々が設定されていることを特徴とするマルチビーム
書込み光学系。9. A multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 8, the first light source unit having a plurality of semiconductor lasers, a plurality of which are supported by the first light source The principal rays of the respective light beams emitted from the semiconductor laser intersect in the main scanning direction in the vicinity of the deflection reflection surface of the deflector, and the respective rays emitted from the plurality of semiconductor lasers supported by the second light source unit. Multi-beam writing, wherein each of the plurality of semiconductor lasers is set in the first and second light source units so that the chief ray of the beam intersects in the main scanning direction in the vicinity of the deflecting reflection surface. Optical system.
において、 光源部の射出軸上にない半導体レーザが、対応するカッ
プリング光学系の光軸から主走査方向にずれて設定され
たことを特徴とするマルチビーム書込光学系。10. The multi-beam writing optical system according to claim 9 , wherein the semiconductor laser which is not on the emission axis of the light source section is set to be displaced from the optical axis of the corresponding coupling optical system in the main scanning direction. Is a multi-beam writing optical system.
チビーム書込光学系において、 第1の射出軸と第2の射出軸が、光偏向器の偏向反射面
近傍で主走査方向で光学的に交差するように、上記第1
の光源部の射出軸と第2の光源部の射出軸とが主走査方
向に所定角度をなすか、もしくは主走査方向に所定距離
隔たるように、第1および第2の光源部を配備したこと
を特徴とするマルチビーム書込光学系。11. The multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 10, wherein the first emission axis and the second emission axis are in the main scanning direction in the vicinity of the deflection reflection surface of the optical deflector. The above first so as to intersect optically at
The first and second light source units are arranged such that the emission axis of the light source unit and the emission axis of the second light source unit form a predetermined angle in the main scanning direction or are separated by a predetermined distance in the main scanning direction. A multi-beam writing optical system characterized by the above.
チビーム書込光学系において、 第1および第2の光源部における、各射出軸に対して対
称な位置にある半導体レーザとカップリング光学系の対
において、半導体レーザのカップリング光学系光軸から
のシフト量が同量であることを特徴とするマルチビーム
書込光学系。12. The multi-beam writing optical system according to any one of claims 1 to 11 , wherein the first and second light source sections are provided with a semiconductor laser and a cup which are symmetrical with respect to respective emission axes. A multi-beam writing optical system, characterized in that, in a pair of ring optical systems, the amount of shift from the optical axis of the coupling optical system of the semiconductor laser is the same.
チビーム光源装置において、 第1の光源部の射出軸と第2の光源部の射出軸が、ビー
ム合成手段以降において副走査方向で略一致しているこ
とを特徴とするマルチビーム書込光学系。13. The multi-beam light source apparatus according to any one of claims 1 to 12, an injection axis of the injection axis and the second light source section of the first light source unit, the sub-scanning direction in the following beam combining means A multi-beam writing optical system characterized in that
チビーム書込光学系により、光導電性の感光体を走査し
て書込を行うことを特徴とするデジタル複写装置。 14. A circle according to any one of claims 1 to 13.
The CHIBEAM writing optics scans the photoconductive photoreceptor.
A digital copying apparatus characterized by performing writing by writing.
チビーム書込光学系により、光導電性の感光体を走査し
て書込を行うことを特徴とするレーザプリンタ。 15. A circle according to any one of claims 1 to 13.
The CHIBEAM writing optics scans the photoconductive photoreceptor.
A laser printer characterized by writing by writing.
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