JPH05294005A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

Info

Publication number
JPH05294005A
JPH05294005A JP4278936A JP27893692A JPH05294005A JP H05294005 A JPH05294005 A JP H05294005A JP 4278936 A JP4278936 A JP 4278936A JP 27893692 A JP27893692 A JP 27893692A JP H05294005 A JPH05294005 A JP H05294005A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
image forming
spots
image
laser beams
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4278936A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3227226B2 (en
Inventor
Nozomi Inoue
望 井上
Hajime Kurihara
一 栗原
Yoshiro Koga
欣郎 古賀
Kiyuu Takada
球 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26372092&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH05294005(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP27893692A priority Critical patent/JP3227226B2/en
Publication of JPH05294005A publication Critical patent/JPH05294005A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3227226B2 publication Critical patent/JP3227226B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a high speed optical scanner or an image forming device which is small in size and low in cost. CONSTITUTION:A plurality of laser beams injected from a semiconductor laser array 21 having a light emitting section arranged in a two-dimensional way are deflected by a rotary polygon mirror 3. On a surface to be scanned, an image-formation spot is arranged for scanning line in accordance with given regulation so as to scan a plurality of scanning lines simultaneously. Thus, an image forming device having simple structure of low cost, small in size, and having high reliability can be obtained.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は複数のレーザービームの
走査を行なうレーザービーム走査装置を用いて像担持体
上に潜像を形成する画像形成装置に関し、特に被走査面
上の走査線と結像スポットの配置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus for forming a latent image on an image bearing member by using a laser beam scanning device for scanning a plurality of laser beams, and particularly to a scanning line on a surface to be scanned. Regarding placement of image spots.

【0002】[0002]

【従来の技術】光走査装置、特に半導体レーザーを用い
たレーザー走査装置は、その構造の簡素さ、高速性、解
像度の高さから、画像表示装置や画像記録装置などの画
像形成装置に広く用いられてきた。なかでも電子写真プ
リンターの露光装置として最適なものであり、レーザー
ビームプリンターとして多くの製品が上市されている。
2. Description of the Related Art Optical scanning devices, particularly laser scanning devices using semiconductor lasers, are widely used in image forming devices such as image display devices and image recording devices because of their simple structure, high speed, and high resolution. Has been. Among them, it is most suitable as an exposure device for electrophotographic printers, and many products are marketed as laser beam printers.

【0003】ところが近年の画像形成装置の高速化や高
解像度化の要求が高まりつつあり、走査速度の向上が望
まれている。高速の走査を実現するためには速度の速い
偏向装置が必要になるが、たとえば偏向装置として回転
多面鏡を用いる場合、回転数の高速化には上限がある。
その解決策の1つとして、例えば特開昭51−1007
42に示すように、独立に変調可能な複数のレーザービ
ームを走査し、1回の走査で複数の走査線を同時に走査
するいわゆるマルチビーム走査装置を用いた画像形成装
置が提案されている。
However, in recent years, there has been an increasing demand for higher speeds and higher resolutions of image forming apparatuses, and it is desired to improve the scanning speed. A high-speed deflecting device is required to realize high-speed scanning, but for example, when a rotating polygon mirror is used as the deflecting device, there is an upper limit to the increase in the number of rotations.
As one of the solutions, for example, JP-A-51-1007
As shown in 42, there is proposed an image forming apparatus using a so-called multi-beam scanning device which scans a plurality of laser beams which can be independently modulated and simultaneously scans a plurality of scanning lines in one scanning.

【0004】このような複数のレーザービームを用いた
従来の光走査装置の例を図11に示す。複数のレーザー
ビームを射出する光源としては、以前はガスレーザーを
変調器で時分割したり、ビームスプリッターを用いる場
合や、複数の光源を用いる方法も考案されたが、現在で
は構造の簡易さと装置が小さくできるため、半導体レー
ザーアレイ1が多く用いられる。これは、単一(すなわ
ちモノリシック)の素子基板の上に複数のダイオードが
形成してあり、個々のダイオードに流す電流を個別に制
御することにより、ここの半導体レーザーの点灯を独立
に制御するものである。
FIG. 11 shows an example of a conventional optical scanning device using such a plurality of laser beams. As a light source that emits multiple laser beams, a gas laser was time-divided with a modulator, a beam splitter was used, and a method using multiple light sources was previously devised. Therefore, the semiconductor laser array 1 is often used. This is one in which multiple diodes are formed on a single (that is, monolithic) element substrate, and the lighting of the semiconductor laser is independently controlled by individually controlling the current flowing to each diode. Is.

【0005】ここで半導体レーザーアレイの構造につい
て詳しく説明する。従来実用に供されてきた半導体レー
ザーアレイの構造図を図12に示す。図12において接
合層51より放出される光は、素子基板の両端の反射面
52で反射され接合層51の中を往復しレーザー発振を
起こす。一方光が往復する方向と直交する方向には、屈
折率もしくは利得が異なるようになっており、光が反射
される事はなく発振しない。この両端の反射面52は一
般に高い反射率が必要であり、半導体基板のへき開によ
って作られる。両面の反射面52のうち一方は他方に比
べやや反射率が低く、レーザービーム53が射出され
る。このように半導体基板面とは直交する端面よりレー
ザービームが射出されるため、「端面発光レーザー」と
も呼ばれる。
Here, the structure of the semiconductor laser array will be described in detail. FIG. 12 shows a structural diagram of a semiconductor laser array that has been conventionally put to practical use. In FIG. 12, the light emitted from the bonding layer 51 is reflected by the reflecting surfaces 52 at both ends of the element substrate and reciprocates in the bonding layer 51 to cause laser oscillation. On the other hand, the refractive index or the gain is different in the direction orthogonal to the reciprocating direction of the light, and the light is not reflected and does not oscillate. The reflecting surfaces 52 at both ends generally need to have a high reflectance and are formed by cleaving the semiconductor substrate. One of the reflection surfaces 52 on both sides has a slightly lower reflectance than the other, and the laser beam 53 is emitted. Since the laser beam is emitted from the end surface orthogonal to the semiconductor substrate surface in this way, it is also called an "end surface emitting laser".

【0006】アレイ状の半導体レーザーではこの帯状の
接合層が複数並列に並べられており、その発光部も端面
上に1列に並んでおり、平行なレーザービームが射出さ
れる。 半導体レーザーアレイ1を射出された各レーザ
ービームはコリメータレンズ2によって平行なレーザー
ビームに整形される。これらのレーザービームは回転多
面鏡3によってその方向を周期的に繰り返し偏向され
る。偏向されたレーザービームは走査レンズ4によって
被走査面上に結像スポット6を結ぶ。
In the array-shaped semiconductor laser, a plurality of band-shaped bonding layers are arranged in parallel, and the light emitting portions thereof are also arranged in a line on the end face, and parallel laser beams are emitted. The laser beams emitted from the semiconductor laser array 1 are shaped into parallel laser beams by the collimator lens 2. The directions of these laser beams are periodically and repeatedly deflected by the rotating polygon mirror 3. The deflected laser beam forms an imaging spot 6 on the surface to be scanned by the scanning lens 4.

【0007】被走査面には像担持体5が置かれ、レーザ
ーが照射された部分の表面の電荷が消失し、その部分に
選択的に現像剤を静電的に付着させる事により現像され
る。さらにこの現像剤は転写材(多くの場合紙)にやは
り静電気的に転写され、最後にローラーなどで圧力を加
えながら溶融定着される。
The image bearing member 5 is placed on the surface to be scanned, the charge on the surface of the portion irradiated with the laser disappears, and the developer is selectively electrostatically attached to the portion for development. .. Further, this developer is also electrostatically transferred to a transfer material (paper in many cases), and finally melted and fixed while applying pressure with a roller or the like.

【0008】レーザービームプリンターでは、出力画像
はコンピュータの出力として画像を形成するので、多く
の場合デジタル的な2値画像であって、画像は縦横一定
の間隔に並んだ画素(ドット)によって表される。
In a laser beam printer, since an output image forms an image as an output of a computer, it is a digital binary image in most cases, and the image is represented by pixels (dots) arranged at regular vertical and horizontal intervals. It

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以下、従来の代表的な
画像形成装置における簡単な数値を例示しながら本発明
の解決しようとする課題を提示する。以降の画像形成方
法の説明の中で、被走査面は走査線とはほぼ直角に移動
することを前提とし、走査線の方向を「主走査方向」、
被走査面内で主走査方向とほぼ直交する方向、すなわち
被走査面の送り方向を「副走査方向」と呼ぶものとす
る。
The problems to be solved by the present invention will be presented below by exemplifying simple numerical values in a typical conventional image forming apparatus. In the following description of the image forming method, it is assumed that the surface to be scanned moves substantially at right angles to the scanning line, and the direction of the scanning line is the "main scanning direction",
A direction substantially orthogonal to the main scanning direction within the surface to be scanned, that is, the feeding direction of the surface to be scanned is referred to as a "sub-scanning direction".

【0010】各結像スポットが被走査面を上を走査する
走査線は互いにほぼ平行となる。また、光源の半導体レ
ーザーアレイの発光部は一直線上に一列に並んでいるの
で、被走査面上での結像スポットもほぼ一直線上に並
ぶ。
Scanning lines by which the respective imaging spots scan the surface to be scanned are substantially parallel to each other. Further, since the light emitting portions of the semiconductor laser array of the light source are arranged in a straight line, the imaging spots on the surface to be scanned are also arranged in a substantially straight line.

【0011】この被走査面上で一列に並んだ結像スポッ
トの隣接するものの間隔は、光源となる半導体レーザー
アレイ上における各結像スポットに対応する発光部の間
隔δに、各レーザービームが経由する光学系の結像倍率
Mを乗じた値になる。この結像倍率Mはほぼ前記の走査
レンズ4の焦点距離Fsをコリメータレンズ2の焦点距
離Fcで除した値に等しい。なお、図11においては、
後の述べる面倒れ補正光学系を含んでいるが、これを走
査レンズ、コリメータレンズに含んで焦点距離を考えれ
ば良い。
The distance between adjacent image-forming spots arranged in a line on the surface to be scanned is such that each laser beam passes through the distance δ between the light-emitting portions corresponding to each image-forming spot on the semiconductor laser array serving as a light source. It is a value obtained by multiplying the imaging magnification M of the optical system. The image forming magnification M is substantially equal to a value obtained by dividing the focal length Fs of the scanning lens 4 by the focal length Fc of the collimator lens 2. In addition, in FIG.
Although it includes a surface tilt correction optical system to be described later, it may be considered by including this in a scanning lens and a collimator lens to consider a focal length.

【0012】走査線の間隔pは、通常、副走査方向の画
素(ドット)ピッチに等しい。この画素ピッチはプリン
ターの解像度の逆数で表され、たとえば300dpi
(dot per inch:1インチ[25.4m
m]あたりのドット数)であれば84.7μmである。
一方、先に述べたコリメータレンズの焦点距離fc=1
0mm、走査レンズの焦点距離fs=160mmとする
と、光学系の結像倍率は16倍になる。また、半導体レ
ーザーアレイにおける素子基板端面での発光部の間隔δ
は小さくても100μm程度である。よって、被走査面
上での結像スポットの間隔Δは1.6mmになる。つま
り、結像スポットの間隔は走査線間隔よりははるかに大
きいため、被走査面全体を一定のピッチの走査線で埋め
て行くためには、以下に述べる2つの方法が考えられ
る。
The interval p between scanning lines is usually equal to the pixel (dot) pitch in the sub-scanning direction. This pixel pitch is expressed by the reciprocal of the resolution of the printer, for example, 300 dpi.
(Dot per inch: 1 inch [25.4m
The number of dots per m] is 84.7 μm.
On the other hand, the focal length fc = 1 of the collimator lens described above
When the focal length fs of the scanning lens is fs = 160 mm, the imaging magnification of the optical system becomes 16 times. In addition, the distance δ between the light emitting portions at the end surface of the element substrate in the semiconductor laser array
Is about 100 μm at the smallest. Therefore, the interval Δ between the image forming spots on the surface to be scanned is 1.6 mm. That is, since the interval between the image forming spots is much larger than the scanning line interval, the following two methods can be considered in order to fill the entire surface to be scanned with scanning lines having a constant pitch.

【0013】まず第1の方法は特開昭54−15825
1に示すように結像スポットを結んでできる直線を一定
角度傾けて、各走査線のタイミングを一定時間ずつずら
しながら走査する方法である。4本のレーザービームで
走査を行なう場合の被走査面上での結像スポットと走査
線の位置関係を図13に示す。各結像スポットS1〜S
4は互いに隣合う走査線を一定の時間の遅延を伴いなが
ら走査してゆく。この走査線と結像スポットS1〜S4
がなす直線の傾きγは、図でも明らかなように結像スポ
ットの間隔Δと走査線ピッチpより、sinγ=p/Δ
となる。先に示した数値例では、γは約3.0゜とな
る。
First, the first method is disclosed in JP-A-54-15825.
As shown in FIG. 1, a straight line formed by connecting the image forming spots is tilted at a constant angle, and scanning is performed while shifting the timing of each scanning line by a constant time. FIG. 13 shows the positional relationship between the imaging spot and the scanning line on the surface to be scanned when scanning is performed with four laser beams. Each imaging spot S1 to S
4 scans adjacent scanning lines with a fixed delay. This scanning line and the imaging spots S1 to S4
As can be seen from the figure, the inclination γ of the straight line formed by is defined by sin γ = p / Δ from the interval Δ of the imaging spot and the scanning line pitch p.
Becomes In the numerical example shown above, γ is about 3.0 °.

【0014】ところがレーザービームプリンターなどの
画像形成装置では、隣接する走査線のピッチ誤差をある
一定の値以下に抑えないとムラ等の形で表れて画像品質
をそこねてしまう。ここに説明した例の場合、走査線4
本ごとに画像の濃淡が生ずる事になり、非常に見苦しい
ものになってしまう。
However, in an image forming apparatus such as a laser beam printer, unless the pitch error between adjacent scanning lines is suppressed to a certain value or less, it appears in the form of unevenness and deteriorates the image quality. In the case of the example described here, the scan line 4
The light and shade of the image will occur for each book, which will be very unsightly.

【0015】そのため、例えば全ての走査線間隔の誤差
を10%以内にすることが求められる場合、この例では
4本の隣接する走査線を描くので、最大ピッチの3倍
(つまり3p)をpの1/10以下の誤差、3.3%以
下に抑えなければならない。前述の式より角度γの誤差
も当然3.3%以下、すなわち0.10゜以下に抑えね
ばならぬ事になる。ところがこのような小さな角度誤差
に半導体レーザーアレイの取付角度もしくは被走査面の
送り方向を調整するのは容易な事ではない。
Therefore, for example, when it is required that the error of all the scanning line intervals be within 10%, four adjacent scanning lines are drawn in this example, so three times the maximum pitch (that is, 3p) is p. Error of 1/10 or less must be suppressed to 3.3% or less. From the above equation, the error of the angle γ must be suppressed to 3.3% or less, that is, 0.10 ° or less. However, it is not easy to adjust the mounting angle of the semiconductor laser array or the feeding direction of the surface to be scanned to such a small angle error.

【0016】そこで実際には、上記のような調整を行っ
て走査線のピッチをある程度の値に調整した後に、一度
に走査する走査線の本数分だけ被走査面を送るよう送り
速度を微調整することが必須となる。しかし、この送り
速度を微調整可能にすると、画像形成プロセス全体のタ
イミングに影響を与えるため、装置の設計が難しくな
る。
Therefore, in practice, the above adjustment is performed to adjust the scanning line pitch to a certain value, and then the feed speed is finely adjusted so that the surface to be scanned is moved by the number of scanning lines to be scanned at one time. It becomes essential to do. However, if the feeding speed can be finely adjusted, the timing of the entire image forming process is affected, and the device design becomes difficult.

【0017】また、各結像スポットS1〜S4のそれぞ
れがが主走査方向のある一点(例えば図9に示すAのラ
イン)を通過する時間には差があるため、画像データに
よってレーザーを変調する場合、その結像スポットの間
隔に応じた遅延を正確に生じさせてデータを転送する必
要がある。よって、主走査方向に画素の位置を正確にそ
ろえるためには走査線毎の遅延量を正確に設定する必要
があるが、例えば図9においてS1〜S4の主走査方向
の間隔は3p/tanγであらわされ、先の例では約
1.598mmとなり、約18.8画素分に相当する。
先の例で説明したのと同じ理由で各ドットの主走査方向
のずれも一定の誤差以下に抑える必要がある。一般的に
は主走査方向への画素のずれの許容値は走査線のピッチ
誤差の許容値よりは緩くなるが、最低でも画素ピッチの
半分以下にするのが望ましい。この場合その値は約43
μmであるので遅延量の許容誤差は0.043/1.5
98で約2.7%以下でなければならない。現在の技術
では、このような正確な遅延量を電気的に設定する事は
可能であるが、必然的にレーザー駆動回路の構成は複雑
なものになってしまう。また、光学系のパラメータや機
構部の寸法のばらつきによる結像倍率のばらつきも勘案
すると、この値に収めるのは難しくなる。
Further, there is a difference in the time taken for each of the image forming spots S1 to S4 to pass through a certain point in the main scanning direction (for example, the line A shown in FIG. 9), so that the laser is modulated by the image data. In this case, it is necessary to accurately generate a delay according to the interval of the imaged spot and transfer the data. Therefore, in order to accurately align the positions of the pixels in the main scanning direction, it is necessary to accurately set the delay amount for each scanning line. For example, in FIG. 9, the interval in the main scanning direction of S1 to S4 is 3 p / tan γ. This is represented, and in the above example, it is about 1.598 mm, which corresponds to about 18.8 pixels.
For the same reason as explained in the previous example, the deviation of each dot in the main scanning direction also needs to be suppressed to a certain error or less. Generally, the allowable value of the pixel shift in the main scanning direction is less than the allowable value of the pitch error of the scanning line, but it is desirable to be at least half the pixel pitch or less. In this case, the value is about 43.
Since it is μm, the allowable error of the delay amount is 0.043 / 1.5
98 should be less than about 2.7%. With the current technology, it is possible to electrically set such an accurate delay amount, but inevitably the configuration of the laser drive circuit becomes complicated. Further, it is difficult to set this value in consideration of the variation of the imaging magnification due to the variation of the parameters of the optical system and the dimension of the mechanical portion.

【0018】第2の方法としては、特開昭56−110
960で開示されているように走査線とは直角に結像ス
ポットを並べて、一定数の走査線おきに走査してゆく方
法がある。図14にこの方法による走査線と結像スポッ
トの位置関係を示す。この方法によれば、副走査方向に
一列に結像スポットが並ぶので走査中での各画素間に遅
延は必要でなく同じタイミングでレーザーを変調してゆ
けば良い。前記の公報によれば、同時に描く走査線の数
mに整数kを乗じた値に1を加えた数の走査線分だけ結
像スポットの間隔をおいて走査する。以下、より詳しく
この方法における走査の順番について述べる。
The second method is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-110.
As disclosed in 960, there is a method of arranging image forming spots at right angles to the scanning lines and scanning every fixed number of scanning lines. FIG. 14 shows the positional relationship between the scanning line and the imaging spot by this method. According to this method, since the image forming spots are arranged in a line in the sub-scanning direction, no delay is required between the pixels during scanning, and the laser may be modulated at the same timing. According to the above publication, scanning is performed at intervals of the imaging spots by the number of scanning lines obtained by adding 1 to the value obtained by multiplying the number m of scanning lines drawn simultaneously by an integer k. The scanning order in this method will be described in more detail below.

【0019】図14においてk=2であるので、最初の
走査では4本あるレーザービームの結像スポットの内、
スポットS1によって走査線L1が走査される。つぎの
第2回走査では被走査面は走査線4本分だけ移動してい
るので、スポットS1によって走査線L5が描かれる。
さらに第3回の走査ではスポットS1によって走査線L
9を走査する。次の4回目の走査においてスポットS1
は走査線L13を走査するが、ここではじめてスポット
S2のレーザーが同時変調され走査線L4を走査する。
この各走査におけるスポットと走査線の対応を表にする
と下表のようになる。このように被走査面上で隣合う走
査線は異なる走査で描かれるので、画像データの送り出
しには特別の工夫が必要になる。
Since k = 2 in FIG. 14, of the four laser beam imaging spots in the first scan,
The scanning line L1 is scanned by the spot S1. In the next second scanning, the surface to be scanned has moved by four scanning lines, so the scanning line L5 is drawn by the spot S1.
Further, in the third scanning, the scanning line L is formed by the spot S1.
Scan 9. In the next fourth scanning, the spot S1
Scans the scanning line L13, but for the first time, the lasers of the spot S2 are simultaneously modulated and scan the scanning line L4.
The table below shows the correspondence between spots and scanning lines in each scan. In this way, adjacent scan lines on the surface to be scanned are drawn by different scans, and therefore a special device is required for sending out the image data.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】さらに、先に数値をあげた例を当てはめれ
ば、発光部の間隔δを100μm以上確保するために
は、kを5以上にしなければならない。図14の例に再
び戻ると、結像スポットS1とS4は被走査面上では
2.286mm離れているが、描かれた走査線は隣合う
事になる。このとき結像スポットS1〜S4がなす直線
が走査線と直角方向にわずかでも傾いていると、隣合う
走査線で画素の位置が主走査方向にずれる事になる。例
えば図14に示した例では、図15に示す如く傾いた場
合、走査線L1とL2において、スポットS1とS4の
ずれがhだけ生ずる。つまり第1の方法とまったく同様
に、半導体レーザーアレイの取付角度もしくは被走査面
の送り方向を精密に調整しなければならない。
Further, applying the above numerical examples, k must be 5 or more in order to secure the interval δ of the light emitting portions of 100 μm or more. Returning again to the example of FIG. 14, although the imaging spots S1 and S4 are separated by 2.286 mm on the surface to be scanned, the drawn scanning lines are adjacent to each other. At this time, if the straight line formed by the image forming spots S1 to S4 is slightly inclined in the direction perpendicular to the scanning line, the pixel positions on the adjacent scanning lines are displaced in the main scanning direction. For example, in the example shown in FIG. 14, when tilted as shown in FIG. 15, the deviations of the spots S1 and S4 occur on the scanning lines L1 and L2 by h. That is, the mounting angle of the semiconductor laser array or the feeding direction of the surface to be scanned must be precisely adjusted in the same manner as in the first method.

【0022】また、前記のkの値は整数しか取り得ない
ので、被走査面上での結像スポットの間隔Δは走査線ピ
ッチpのm×k+1倍(先の例では4本のビームで走査
したのでm=4)の値になるように走査装置を設計する
必要がある。ところが、光学系の結像倍率Mは、半導体
レーザーアレイから射出されるビームの拡がり角と被走
査面での結像スポットの大きさが決まればほぼ無条件に
決まってしまうため、半導体レーザーアレイ上の発光部
の間隔δはp×(m×k+1)/Mの値しか取り得ず、
設計的な自由度がなく、素子の構造上最適な発光部間隔
にすることができない。例えば、前述の例に基づいてδ
を100μm前後の値にするには、k=4のときδ=9
0.0μm、k=5のときδ=111.1μm、k=6
のときδ=132.3μmとなり、δ=100μmであ
るとか、δ=120μmにはできない。
Further, since the value of k can take only an integer, the interval Δ of the imaging spot on the surface to be scanned is m × k + 1 times the scanning line pitch p (in the above example, scanning with four beams is performed). Therefore, it is necessary to design the scanning device so that the value of m = 4). However, the imaging magnification M of the optical system is almost unconditionally determined if the divergence angle of the beam emitted from the semiconductor laser array and the size of the imaging spot on the surface to be scanned are determined. The interval δ of the light emitting portions of can take only the value of p × (m × k + 1) / M,
There is no degree of freedom in design, and it is not possible to set the optimal light emitting portion spacing in terms of the device structure. For example, based on the above example, δ
To make the value around 100 μm, when k = 4, δ = 9
When 0.0 μm and k = 5, δ = 111.1 μm, k = 6
In this case, δ = 132.3 μm, and δ = 100 μm or δ = 120 μm cannot be set.

【0023】さらに、先の第1の方法の場合と同様に、
この結像スポットの間隔Δの精度が低いと、走査線間隔
に周期的な誤差が生じ、画像の濃度ムラとなって表れて
しまう。ところが、このように副走査方向に結像スポッ
トを並べた場合、間隔Δを微調整する方法がないため、
第1の方法のところで述べたように、被走査面の送り速
度を調整する方法でしか走査線ピッチの微調整ができな
いため、装置の設計がより困難になる。
Further, as in the case of the above first method,
If the precision of the interval Δ of the imaged spots is low, a periodical error occurs in the scanning line interval, and the image density unevenness appears. However, when the image forming spots are arranged in the sub-scanning direction in this manner, there is no method for finely adjusting the interval Δ,
As described in the first method, the scanning line pitch can be finely adjusted only by adjusting the feed rate of the surface to be scanned, which makes the device design more difficult.

【0024】以上の第1の方法、第2の方法とも、4本
のレーザービームで同時に書き込む場合について説明し
たが、レーザービームの本数が増えるのに比例して上記
の問題もより困難なものになることは、容易に推察でき
る。例えば10本ものレーザービームを同時に走査する
のは、ここで述べた方法を用いる限り、現在の技術では
事実上不可能といってよい。
Both the first method and the second method have been described for the case of writing with four laser beams at the same time, but the above problem becomes more difficult as the number of laser beams increases. It can be easily inferred. Simultaneous scanning of, for example, as many as 10 laser beams is virtually impossible with the current technology as long as the method described here is used.

【0025】以上で述べたように上記の第1、第2どち
らかの方法を用いた場合、 1.走査線の間隔を微小に調整するのが、困難である
か、もしくは全く不可能であり、被走査面の送り速度の
微小な調整を余儀なくされる。
As described above, when either of the first and second methods described above is used, It is difficult or impossible to finely adjust the spacing between the scanning lines, and it is necessary to finely adjust the feed speed of the surface to be scanned.

【0026】2.結像スポット間隔(Δ)が主走査方向
に距離を持つ場合、各レーザーを変調させる画像データ
に時間的な遅延を正確に与える必要が生じ、レーザー駆
動回路の構成が複雑になる。
2. When the image forming spot interval (Δ) has a distance in the main scanning direction, it is necessary to accurately provide a time delay to the image data for modulating each laser, which complicates the configuration of the laser drive circuit.

【0027】3.結像スポットの間隔がきまり、光学系
の結像倍率が決まると、半導体レーザーアレイの発光部
の間隔の設計に自由度がなくなる。
3. When the distance between the image forming spots is determined and the image forming magnification of the optical system is determined, there is no freedom in designing the distance between the light emitting portions of the semiconductor laser array.

【0028】等の問題があった。また、上記の問題は同
時に走査するビームの数(すなわちm)が増加するにつ
れてより深刻になるのは明らかである。
There are problems such as It is also clear that the above problem becomes more serious as the number of simultaneously scanned beams (ie m) increases.

【0029】そこで本発明の目的は、微妙で精密な調整
を必要とすることなく、かつ簡素な構成のレーザー駆動
回路を用いて、半導体レーザーアレイを用いた複数のレ
ーザービームによって走査を行うための、走査線と結像
スポットの位置関係を明らかにし、高速な走査の可能な
画像形成装置を得る事にある。
Therefore, an object of the present invention is to perform scanning with a plurality of laser beams using a semiconductor laser array, without using delicate and precise adjustment and using a laser driving circuit having a simple structure. The purpose is to clarify the positional relationship between the scanning line and the image forming spot, and obtain an image forming apparatus capable of high-speed scanning.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、独立に変調可能な複数のレーザービームを2次元状
に配置された発光部より射出する光源と、前記の複数の
レーザービームの各々の方向を周期的に偏向するレーザ
ービーム偏向器と、前記の複数のレーザービームを被走
査面に結像させる走査光学系とを有する光走査装置を用
い、前記の偏向された複数のレーザービームによる走査
方向とは概ね直角方向にその表面が相対移動する像担持
体上に潜像を形成する画像形成装置において、前記の複
数のレーザービームの本数をnとし、前記像担持体上に
結んだ結像スポットの番号を走査方向とは直交方向に先
頭から順にS1乃至Snとし、結像スポットS1より、
各結像スポットS2乃至Snへの走査方向とは直角に計
った距離をL2乃至Lnとすると、L2乃至Lnの各々
を走査線ピッチpで除した値D2乃至Dnがほぼ整数で
あり、さらにこのD2乃至Dnをnで除した剰余M2乃
至Mnが互いに異なるn未満の自然数であるような光走
査装置を用いることにより、上記課題を達成するもので
ある。
An image forming apparatus according to the present invention includes a light source that emits a plurality of laser beams that can be independently modulated from a light emitting section that is two-dimensionally arranged, and each of the plurality of laser beams. By using an optical scanning device having a laser beam deflector that periodically deflects the plurality of laser beams and a scanning optical system that forms an image of the plurality of laser beams on a surface to be scanned. In an image forming apparatus that forms a latent image on an image carrier whose surface moves relative to a direction substantially perpendicular to the scanning direction, the number of the plurality of laser beams is n, and the number of laser beams connected to the image carrier is n. The image spot numbers are S1 to Sn in order from the beginning in the direction orthogonal to the scanning direction, and from the image formation spot S1,
Letting L2 to Ln be distances measured at right angles to the scanning directions to the respective imaging spots S2 to Sn, values D2 to Dn obtained by dividing each of L2 to Ln by the scanning line pitch p are substantially integers. The above problem is achieved by using an optical scanning device in which the remainders M2 to Mn obtained by dividing D2 to Dn by n are different natural numbers less than n.

【0031】さらに、前記光源は、その素子基板面に対
し略垂直な光軸を有するようなレーザービームを射出
し、前記各発光部は個別にその点灯及び光量を制御可能
である半導体レーザーアレイであること、また、前記結
像スポットS1乃至Snのうちの少なくとも2つ以上
が、前記像担持体の送り方向に平行な同一の直線上にあ
ること、あるいは、前記結像スポットS1乃至Snの走
査方向において占める位置が前記複数のレーザービーム
本数nより少ない数の箇所にあり、かつ走査方向に等間
隔であり、さらに走査方向に同じ位置を占める各々の結
像スポットの副走査方向の間隔も等しいこと、等によっ
ても上記課題は達成される。
Further, the light source emits a laser beam having an optical axis substantially vertical to the surface of the element substrate, and each of the light emitting portions is a semiconductor laser array capable of individually controlling its lighting and light amount. That at least two of the imaging spots S1 to Sn are on the same straight line parallel to the feed direction of the image carrier, or scanning of the imaging spots S1 to Sn. The number of positions in the scanning direction is smaller than the number n of the plurality of laser beams, the scanning spots are equally spaced, and the respective imaging spots occupying the same positions in the scanning direction have the same spacing in the sub-scanning direction. The above-mentioned problems can also be achieved by the following.

【0032】[0032]

【作用】本発明の画像形成装置によれば、半導体レーザ
ーアレイから放射された複数(n本)のレーザービーム
を偏向器で偏向し、走査レンズを介して、被走査面にス
ポットを結像させ高速の走査を行なう。1走査周期当た
りの被走査面の副走査方向への送り量は、必ず走査線ピ
ッチのn倍である。走査線に対して結像スポットを配置
する際に、その副走査方向の間隔を走査線ピッチで割っ
た値がほぼ整数となるように設定し、さらに前記の整数
をレーザービームの本数nで割った剰余が互いに異なる
ようにさえすれば、被走査面が副走査方向へ送られてい
っても、走査線は重なること無く、所定のピッチで書き
込まれてゆく。各結像スポットは一つの直線上に並ぶ必
要はないので、結像特性から要求される最適な光学結合
倍率により近い形で光源の配置を決定する事ができる。
また、結像スポット間の距離の最小値を大きく確保しな
がら、最大値を小さくなるような、光源の配置を自由に
選ぶ事ができる。
According to the image forming apparatus of the present invention, a plurality of (n) laser beams emitted from the semiconductor laser array are deflected by the deflector, and a spot is formed on the surface to be scanned through the scanning lens. Performs high-speed scanning. The feed amount of the surface to be scanned in the sub-scanning direction per scanning cycle is always n times the scanning line pitch. When arranging the imaging spot with respect to the scanning line, a value obtained by dividing the interval in the sub-scanning direction by the scanning line pitch is set to be an almost integer, and further dividing the integer by the number n of laser beams. As long as the residuals are different from each other, even if the surface to be scanned is sent in the sub-scanning direction, the scanning lines do not overlap but are written at a predetermined pitch. Since the respective image forming spots do not have to be arranged on one straight line, the arrangement of the light sources can be determined in a form closer to the optimum optical coupling magnification required from the image forming characteristics.
Further, it is possible to freely select the arrangement of the light sources so that the maximum value is reduced while the minimum value of the distance between the imaging spots is kept large.

【0033】[0033]

【実施例】本発明によるによる画像形成装置の一実施例
を以下に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described below.

【0034】図1は本発明の一実施例による画像形成装
置の特徴をもっともよく表す光走査装置部分の概観図を
示す。ここで半導体レーザーアレイ21の複数の発光部
から出射した複数のレーザービームは、コリメータレン
ズ2によって所定のビーム直径を持つレーザービームに
コリメート(平行化)される。このレーザービームは回
転多面鏡3に入射し、その回転に伴って、各々偏向され
る。走査レンズ4を通過したレーザービームは被走査面
に置かれた像担持体5上でスポット6に結像する。レー
ザービームを集束して結像状態にあるということは、ガ
ウスビームのビームウエスト位置にあることを意味し、
スポットは円または楕円状で中心を頂点とするガウス分
布状の光強度分布を持っている。なお、半導体レーザー
アレイ21の構造については後ほど詳しく説明する。
FIG. 1 is a schematic view of a portion of an optical scanning device which best shows the features of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. Here, the plurality of laser beams emitted from the plurality of light emitting portions of the semiconductor laser array 21 are collimated (collimated) by a collimator lens 2 into a laser beam having a predetermined beam diameter. This laser beam is incident on the rotary polygon mirror 3 and is deflected as it rotates. The laser beam that has passed through the scanning lens 4 forms an image on a spot 6 on an image carrier 5 placed on the surface to be scanned. Focusing the laser beam to form an image means that it is at the beam waist position of the Gaussian beam,
The spot has a circular or elliptical shape and a Gaussian distribution-like light intensity distribution with the center at the apex. The structure of the semiconductor laser array 21 will be described later in detail.

【0035】レーザービームの偏向範囲内でかつ被走査
面の走査には関与しない位置に反射ミラー11が設けら
れており、この反射ミラー11で反射されたレーザービ
ームは光検出器12に入射する。光検出器12でレーザ
ービームを検出するためには、走査期間中で光検出器1
2にレーザービームが偏向される直前にレーザーを点灯
させ、本来の走査に必要の走査範囲中手前で消灯させる
制御が行われる。この光検出器より出力される水平同期
信号により、画像データに応じたレーザーの変調開始が
制御される。
A reflection mirror 11 is provided at a position within the deflection range of the laser beam and which is not involved in scanning the surface to be scanned, and the laser beam reflected by the reflection mirror 11 is incident on the photodetector 12. In order to detect the laser beam with the photodetector 12, the photodetector 1 must be detected during the scanning period.
Control is performed so that the laser is turned on immediately before the laser beam is deflected to 2 and turned off before the scanning range necessary for the original scanning. The horizontal synchronization signal output from the photodetector controls the start of laser modulation in accordance with the image data.

【0036】走査レンズ4の機能は大きく分けて2つあ
る。1番目の機能はどの走査位置においても、レーザー
ビームを走査平面上に結像させる結像機能である。特に
解像度が高く結像するレーザーのスポットの大きさが小
さい場合は、焦点深度が浅くなるため、光学的な像面湾
曲(この場合、非点収差を含む)の補正機能が重要にな
る。2番目の機能は、いわゆる「fθ機能」であって、
回転鏡によって等角速度で偏向されるレーザービームを
像担持体上での等線速の走査に変換する働きを有する。
The function of the scanning lens 4 is roughly divided into two. The first function is an image forming function of forming an image of the laser beam on the scanning plane at any scanning position. In particular, when the resolution is high and the size of the spot of the laser to be imaged is small, the depth of focus becomes shallow, so the optical field curvature (in this case, including astigmatism) correction function becomes important. The second function is the so-called "fθ function",
It has a function of converting a laser beam deflected at a constant angular velocity by a rotating mirror into a constant linear velocity scanning on the image carrier.

【0037】一般に走査器に回転多面鏡を用いる場合、
回転軸に対する各鏡面の平行度誤差(いわゆる「面倒
れ」)により、反射されたレーザービームの結像点は副
走査方向に大きく変位してしまう。これを避けるため従
来から「倒れ補正光学系」と呼ばれる光学系により、副
走査方向に同一の位置に結像することができる。これ
は、光学的な共役点の一方から出た光線は他方の共役点
に必ず集束するという原理を用い、結像面(被走査面)
と偏向面を光学的な共役点とするための光学系を設ける
ことで実現している。ただし、この共役関係は走査面と
は垂直な面内でのみ成り立てばよいので、走査光学系と
してはアナモフィックなものになる。具体的に本実施例
では図1中のトロイダルレンズ8がこの機能を担ってい
る。
Generally, when a rotary polygon mirror is used for the scanner,
Due to the parallelism error of each mirror surface with respect to the rotation axis (so-called “face tilt”), the imaging point of the reflected laser beam is largely displaced in the sub-scanning direction. In order to avoid this, it is possible to form an image at the same position in the sub-scanning direction by an optical system conventionally called an "tilt correction optical system". This is based on the principle that light rays emitted from one of the optical conjugate points are always focused on the other conjugate point, and the image plane (scanned surface)
It is realized by providing an optical system for making the deflection surface as an optical conjugate point. However, since this conjugate relationship only needs to be established in a plane perpendicular to the scanning plane, it becomes an anamorphic scanning optical system. Specifically, in this embodiment, the toroidal lens 8 in FIG. 1 has this function.

【0038】このような共役型の倒れ補正光学系を持つ
場合、レーザービームは偏向面上に主走査方向に長い線
像として結像する。このため、コリメータレンズの後ろ
側に走査面と直角な面内でのみ光学的なパワーを持つシ
リンドリカルレンズ7を設けて線像を偏向面の上に結像
させる。
In the case of having such a conjugate type tilt correction optical system, the laser beam is formed as a long line image in the main scanning direction on the deflection surface. For this reason, a cylindrical lens 7 having optical power only in a plane perpendicular to the scanning plane is provided behind the collimator lens to form a line image on the deflection surface.

【0039】以上に述べたように走査光学系はアナモフ
ィックな光学系ではあるが、光源から結像面までを通し
てみると、結像倍率は走査面とその直交する方向でほぼ
等しい。従って以下の実施例の説明の中では、結像倍率
に関しては特に走査面内であるか否かを区別しない。
As described above, the scanning optical system is an anamorphic optical system, but when viewed from the light source to the image plane, the image forming magnifications are almost equal in the direction orthogonal to the scan plane. Therefore, in the following description of the embodiments, it is not particularly distinguished whether or not the imaging magnification is within the scanning plane.

【0040】次に画像形成のプロセスついて説明する。
図2は本発明の一実施例における画像形成装置の印刷プ
ロセスを示した図である。転写材101上に印刷結果を
得るプロセスはいわゆる電子写真プロセスによってい
る。像担持体5には、半導体レーザーを光源に用いた電
子写真プリンタでは長波長側に増感した有機感光体(O
PC)が多く用いられる。この像担持体5はまず、帯電
器102で一定の表面電位に帯電されたのち、レーザー
ビーム走査装置103によって光書込すなわち露光が行
なわれる。このレーザービーム走査装置103から画像
情報に従って光強度が各々独立に変調された複数のレー
ザービーム104が像担持体5を軸方向に走査し、露光
部のみに表面電位を打ち消す電荷を発生させ、その部分
の表面電位の絶対値は小さくなる。結果として像担持体
上には画像に応じた表面電位の分布、すなわち静電潜像
が形成される。静電潜像は現像器105によって表面電
位によって選択的に現像剤を付着させることによって現
像される。この現像剤は転写器106によって転写材1
01(通常は紙)に転写される。転写材101は、定着
器107によって熱圧力定着され排出される。
Next, the image forming process will be described.
FIG. 2 is a diagram showing a printing process of the image forming apparatus in the embodiment of the present invention. The process of obtaining a print result on the transfer material 101 is based on a so-called electrophotographic process. As the image carrier 5, in an electrophotographic printer using a semiconductor laser as a light source, an organic photoconductor (O
PC) is often used. The image carrier 5 is first charged by the charger 102 to a constant surface potential, and then the laser beam scanning device 103 performs optical writing, that is, exposure. The laser beam scanning device 103 axially scans the image carrier 5 with a plurality of laser beams 104 whose light intensities are independently modulated according to image information, and generates charges for canceling the surface potential only in the exposed portion. The absolute value of the surface potential of the part becomes small. As a result, a surface potential distribution corresponding to the image, that is, an electrostatic latent image is formed on the image carrier. The electrostatic latent image is developed by the developing device 105 by selectively attaching a developer according to the surface potential. This developer is transferred to the transfer material 1 by the transfer device 106.
01 (usually paper). The transfer material 101 is fixed by heat and pressure by the fixing device 107 and is discharged.

【0041】次に結像スポットと走査線の位置関係につ
いて説明する。
Next, the positional relationship between the imaging spot and the scanning line will be described.

【0042】図3に本発明の画像形成装置の一実施例に
用いる光走査装置における、被走査面における走査線と
結像スポットの関係を示す。この実施例では同時に4本
のレーザービームで走査する。走査線はピッチpで等間
隔に走査される。図中でレーザービームの結像スポット
S1〜S4は左より右へ周期的にほぼ一定の速度で移動
してゆく。被走査面は図中に示した方向に一定の速度で
移動してゆく。この2つの移動の組み合わせにより2次
元走査が実現される。走査するスポットの位置がどのよ
うな位置関係にあろうとも、被走査面の移動速度は1走
査周期当たり4走査線分である。
FIG. 3 shows the relationship between the scanning line and the image spot on the surface to be scanned in the optical scanning device used in the embodiment of the image forming apparatus of the present invention. In this embodiment, four laser beams are simultaneously scanned. The scanning lines are scanned at equal intervals with a pitch p. In the figure, the imaging spots S1 to S4 of the laser beam periodically move from left to right at a substantially constant speed. The surface to be scanned moves in the direction shown in the figure at a constant speed. Two-dimensional scanning is realized by the combination of these two movements. Regardless of the positional relationship of the spots to be scanned, the moving speed of the surface to be scanned is 4 scanning line segments per scanning cycle.

【0043】いま走査線を被走査面の移動方向先端から
L1、L2、L3、・・・と呼ぶことにする。まず最初
の走査では、スポットS1によって走査線L4、スポッ
トS2によって走査線L2が走査される。走査中は画像
データに応じてレーザーの点灯/非点灯もしくは画像濃
度に応じた強度変調が行われる。この変調もしくは点灯
制御の開始は、すでに述べた光検出器12より得られる
水平同期信号を基準として行われる。このときスポット
S3、S4は走査に寄与しないためレーザーは動作しな
い。
Now, the scanning lines are referred to as L1, L2, L3, ... From the front end in the moving direction of the surface to be scanned. In the first scan, the spot S1 scans the scanning line L4 and the spot S2 scans the scanning line L2. During scanning, the laser is turned on / off according to the image data or intensity modulation is performed according to the image density. The start of this modulation or lighting control is performed with reference to the horizontal synchronizing signal obtained from the photodetector 12 already described. At this time, since the spots S3 and S4 do not contribute to scanning, the laser does not operate.

【0044】次の走査ではスポットS1によって走査線
L8、スポットS2によって走査線L6が走査される。
しかし、スポットS3、S4はやはり走査に関与しな
い。さらに次の走査ではスポットS1によって走査線L
12、スポットS2によって走査線L10が走査され
る。このときなって初めてスポットS3によって走査線
L3、スポットS4によって走査線L1が走査され、4
つのレーザービームが同時に動作する。以後この動作を
繰り返してゆく事で被走査面全面がくまなくかつ、等間
隔の走査線で埋め尽くされていく。走査ごとの結像スポ
ットと走査線の対応関係を下表に示す。
In the next scanning, the scanning line L8 is scanned by the spot S1 and the scanning line L6 is scanned by the spot S2.
However, the spots S3 and S4 still do not participate in scanning. In the next scanning, the scanning line L is formed by the spot S1.
12, the scanning line L10 is scanned by the spot S2. Only at this time, the scanning line L3 is scanned by the spot S3 and the scanning line L1 is scanned by the spot S4.
Two laser beams work simultaneously. After that, by repeating this operation, the entire surface to be scanned is filled up with scanning lines at equal intervals. The following table shows the correspondence between the imaging spot and the scanning line for each scan.

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】ここでスポットS1と他の3つのスポット
S2、S3、S4との副走査方向に見た間隔は、走査線
ピッチpで表すと、それぞれ2p、9p、11pとな
る。これをスポットの数(すなわち同時に走査する走査
線の数)4で除した剰余は、それぞれ2、1、3であ
る。このようにある1つのスポットから他のスポットま
での副走査方向に計った距離を走査線ピッチで除し、さ
らに同時に走査する走査線の数で除した剰余が互いに異
なる自然数であれば、必ず重なること無く等間隔の走査
線で被走査面を埋める事ができる。
Here, the spacing between the spot S1 and the other three spots S2, S3, and S4 when viewed in the sub-scanning direction is 2p, 9p, and 11p, respectively, when expressed by the scanning line pitch p. The remainders obtained by dividing this by the number of spots (that is, the number of scanning lines simultaneously scanned) 4 are 2, 1 and 3, respectively. As described above, if the distances measured from one spot to another spot in the sub-scanning direction are divided by the scanning line pitch, and the remainders divided by the number of scanning lines simultaneously scanned are natural numbers different from each other, they will always overlap. It is possible to fill the surface to be scanned with evenly spaced scanning lines.

【0047】ここで副走査方向のスポットS1とS3、
S2とS4の間隔は9pである。また、スポットS1と
S2、S3とS4の主走査方向の間隔Eは任意に設定で
きる。スポットS1とS3、S2とS4は主走査方向に
は同じ位置に存在するので、それぞれ2つは同じタイミ
ングで画像データを転送し、スポットS1、S3に比べ
てS2、S4への画像データの転送の時間を遅延させれ
ばよい。
Here, spots S1 and S3 in the sub-scanning direction,
The interval between S2 and S4 is 9p. Further, the interval E in the main scanning direction between the spots S1 and S2 and S3 and S4 can be set arbitrarily. Since the spots S1 and S3 and S2 and S4 are present at the same position in the main scanning direction, the two respectively transfer image data at the same timing, and transfer the image data to S2 and S4 compared to the spots S1 and S3. You can delay the time.

【0048】図4に画像データの転送に関する回路ブロ
ック図を示す。画像メモリ61には走査によって書き込
むべき画像データが画素(ドット)毎に2値データとし
て収められている。図4においてレーザービームが光検
出器12を横切るとパルス状の水平同期信号Hsync
が発生し、そのパルスは2つの遅延回路51、52に入
力される。遅延回路51では一定時間の遅延された遅延
信号が選択回路53に出力される。読みだし開始信号が
選択回路に入力されている状態であれば、遅延信号を基
準に所定の走査線の画像データをレーザー駆動回路5
4、56に転送する。レーザー駆動回路54、55、5
6、57は半導体レーザーアレイ21の各発光部41、
42、43、44に接続されており、点灯時には所定の
光量になるようにそれぞれが独立してレーザーの駆動電
流の制御をおこなう。
FIG. 4 shows a circuit block diagram relating to the transfer of image data. Image data to be written by scanning is stored in the image memory 61 as binary data for each pixel (dot). In FIG. 4, when the laser beam crosses the photodetector 12, a pulse-shaped horizontal synchronizing signal Hsync is generated.
Is generated, and the pulse is input to the two delay circuits 51 and 52. The delay circuit 51 outputs the delayed signal delayed for a fixed time to the selection circuit 53. If the read start signal is input to the selection circuit, the laser drive circuit 5 outputs the image data of a predetermined scanning line based on the delay signal.
Transfer to 4, 56. Laser drive circuits 54, 55, 5
Reference numerals 6 and 57 denote light emitting portions 41 of the semiconductor laser array 21,
They are connected to 42, 43, and 44, and each independently controls the drive current of the laser so that a predetermined amount of light is emitted at the time of lighting.

【0049】発光部41、42、43、44から射出さ
れるレーザービームはそれぞれスポットS1、S2、S
3、S4に対応している。遅延回路51で生じる遅延時
間は、遅延回路52で生ずる遅延時間に対して、図3中
の距離Eを走査速度で割った時間分だけ短く設定されて
おり、スポットS1〜S4は被走査面上では主走査方向
に同じ位置に画素を形成できる。
The laser beams emitted from the light emitting portions 41, 42, 43 and 44 are spots S1, S2 and S, respectively.
It corresponds to 3 and S4. The delay time generated in the delay circuit 51 is set shorter than the delay time generated in the delay circuit 52 by the time obtained by dividing the distance E in FIG. 3 by the scanning speed, and the spots S1 to S4 are on the surface to be scanned. Then, pixels can be formed at the same position in the main scanning direction.

【0050】すでに従来の技術の説明のところで述べた
ように、半導体レーザーアレイの発光部の間隔δとスポ
ットの間隔Δは光学系の結像倍率Mによって、どちらか
一方から他方が一義的に決まってしまうので、発光部の
間隔を自由に選択できるようにするためには、このスポ
ットの間隔はなるべく多くの値がとれる事が望ましい。
そして、前記の要件に従えば、この実施例を考えると図
5に示す場合ではスポットS1とS2、S3、S4の間
隔は走査線ピッチpで表すと1p、10p、11pとな
り、図6に示す場合ではそれぞれ2p、7p、9pとな
る。従来技術の課題としてあげた例のように、発光部間
隔δを100μm前後に設定しようとした場合、スポッ
トS1とS3(S2とS4も同様)の間隔Δは18p、
19p、21pに設定可能で、このときの発光部の間隔
は95.3μm、100.5μm、111.1μmと相
当に細かく選択できることがわかる。
As already described in the description of the prior art, the distance δ between the light emitting portions of the semiconductor laser array and the distance Δ between the spots are uniquely determined from one to the other depending on the imaging magnification M of the optical system. Therefore, in order to be able to freely select the interval of the light emitting portions, it is desirable that the interval of the spots be as large as possible.
According to the above requirements, considering this embodiment, in the case shown in FIG. 5, the intervals between the spots S1 and S2, S3, S4 are 1p, 10p, 11p when expressed by the scanning line pitch p, and are shown in FIG. In this case, they are 2p, 7p, and 9p, respectively. As in the example given as the problem of the prior art, when it is attempted to set the light emitting portion distance δ to about 100 μm, the distance Δ between the spots S1 and S3 (same for S2 and S4) is 18 p,
It can be set to 19p and 21p, and it is understood that the intervals of the light emitting portions at this time can be selected to be 95.3 μm, 100.5 μm, and 111.1 μm, which are considerably fine.

【0051】このように副走査方向の結像スポットの間
隔、そして半導体レーザーアレイ上での発光部の間隔は
全く無制限ではないものの、実用上充分な範囲で値を選
択できる。一方、主走査方向の結像スポットの間隔は、
前記の2つの遅延回路の遅延時間の差の設定により任意
に設計できる。
As described above, the distance between the imaging spots in the sub-scanning direction and the distance between the light emitting portions on the semiconductor laser array are not limited at all, but the values can be selected within a practically sufficient range. On the other hand, the interval between the image forming spots in the main scanning direction is
It can be arbitrarily designed by setting the difference between the delay times of the two delay circuits.

【0052】本実施例のように結像スポットを平行四辺
形状に配置した場合、走査線の間隔の精度は光学系の結
像倍率、半導体レーザーアレイ上の発光部間隔、走査線
に対するスポットの作る平行四辺形の角度の3つの要因
できまる。このうち前の2つは従来の技術と同等である
のでここでは説明しない。
When the image forming spots are arranged in a parallelogram shape as in this embodiment, the accuracy of the scanning line spacing is determined by the imaging magnification of the optical system, the light emitting portion spacing on the semiconductor laser array, and the spot for the scanning line. There are three factors that contribute to the angle of the parallelogram. Of these, the former two are equivalent to the prior art and will not be described here.

【0053】3つ目の要因に上げた、結像スポットがな
す平行四辺形の角度について以下に説明する。すでに従
来技術の課題の1番目の方法のところで述べたのと同じ
く、走査線のピッチpの誤差を10%以内にするために
は、本発明のこの実施例では、図3においてE・tan
γをpの10%以内としなければいけない。いま発光部
の間隔を100μmとすればΔは1.6mmであるの
で、Eも1.6mm程度に設定するのが望ましい。よっ
て上記のγの誤差は0.30゜以内にすればよい。これ
は先の従来技術の課題のところで示した値の約1/3で
ある。つまり、結像スポットの間隔の3つ分を考慮しな
ければならないか、この実施例のように1つ分だけでよ
いかの相違によって、角度誤差の許容値が緩和される。
The angle of the parallelogram formed by the imaging spots, which is the third factor, will be described below. In order to keep the error of the scanning line pitch p within 10%, as described above in the first method of the problem of the prior art, in this embodiment of the present invention, E.tan in FIG.
γ must be within 10% of p. Since Δ is 1.6 mm when the distance between the light emitting portions is 100 μm, it is desirable to set E to about 1.6 mm. Therefore, the above error of γ may be set within 0.30 °. This is about 1/3 of the value shown in the above-mentioned prior art problem. In other words, the allowable value of the angular error is relaxed by the difference between the fact that three intervals of the imaging spots have to be taken into consideration or only one, as in this embodiment.

【0054】また、後で述べるような面発光型の半導体
レーザーアレイにおいては、発光部からのレーザービー
ムの拡がり角が小さくできるので光学系全体の結像倍率
を小さくすることができ、より角度誤差は許容される。
Further, in the surface emitting type semiconductor laser array as will be described later, since the divergence angle of the laser beam from the light emitting portion can be made small, the image forming magnification of the entire optical system can be made small, resulting in a more angular error. Is acceptable.

【0055】全く同様のことが結像スポットの主走査方
向での位置精度についても言え、S1とS3がなす直線
の走査線に対する垂直度は非常に緩和される。しかし、
すでに述べたように結像スポットの主走査方向への位置
精度は副走査方向に比較して要求精度が低いため、走査
線間隔(副走査方向)のみを管理すれば充分である。
The same applies to the positional accuracy of the image forming spot in the main scanning direction, and the perpendicularity of the straight line formed by S1 and S3 to the scanning line is greatly relaxed. But,
As described above, the positional accuracy of the imaging spot in the main scanning direction is lower than that required in the sub scanning direction, and therefore it is sufficient to manage only the scanning line interval (sub scanning direction).

【0056】また、このように4つのスポットが平行四
辺形状に並ぶため、光軸に垂直な断面を取ると4本のレ
ーザービームは相互に近接しているので、直線状に並ぶ
場合に比べて、コリメータレンズ、倒れ補正レンズ、走
査レンズ、偏向器の反射面など光学部品の有効径を小さ
くすることができる。同様に半導体レーザーアレイのチ
ップの大きさも小さくすることができる。
Since the four spots are arranged in a parallelogram as described above, the four laser beams are close to each other when the cross section perpendicular to the optical axis is taken. It is possible to reduce the effective diameter of the optical components such as the collimator lens, the tilt correction lens, the scanning lens, and the reflecting surface of the deflector. Similarly, the chip size of the semiconductor laser array can be reduced.

【0057】また、複数のレーザービームの光路が各レ
ンズにおいて相互に大きく隔たる場合には、レンズの各
収差がそれぞれのビームに作用し、例えば各走査線の被
走査面での湾曲の度合いがことなり、隣合う走査線が平
行にならなくなってしまうことがあるが、本発明では既
に述べたようにレーザービームが相互に隣接しているた
め、このようなことはない。
Further, when the optical paths of a plurality of laser beams are largely separated from each other in each lens, each aberration of the lens acts on each beam and, for example, the degree of curvature of each scanning line on the surface to be scanned becomes large. Incidentally, adjacent scanning lines may not be parallel, but this does not occur in the present invention because the laser beams are adjacent to each other as described above.

【0058】以上の実施例では4つの結像スポットを平
行四辺形状に配置したが、例えば図7に示すように9つ
の結像スポットを3つずつ並べてることも可能である。
この場合、被走査面は走査線9本分づつ副走査方向に送
られてゆく。上記のように4つの場合に比べて配列の精
度的な面で2倍厳しくなるが、従来技術の課題のところ
で述べたように、9つの結像スポットを1列に配置して
走査を行なうことは精度的に不可能といってよいのに比
べれば充分実用的であると言える。
In the above embodiment, four image forming spots are arranged in a parallelogram shape, but it is also possible to arrange three nine image forming spots, for example, as shown in FIG.
In this case, the surface to be scanned is sent in the sub-scanning direction by nine scanning lines. As described above, the accuracy of the array is twice as severe as in the case of four, but as described in the problem of the prior art, it is necessary to arrange nine imaging spots in one row for scanning. Can be said to be sufficiently practical as compared with the fact that it is impossible to be precise.

【0059】また、他の実施例として図8は結像スポッ
トが正方形をなすように配置した例で、4つのレーザー
へ画像データを転送する際の遅延量が4つ全て異なると
いう点では不利であるが、半導体レーザーアレイ上の発
光部の配置を正方形にできるため、レーザーアレイの素
子基板の方向性がなくなり製造が容易になるという利点
がある。
As another embodiment, FIG. 8 shows an example in which the image forming spots are arranged in a square shape, which is disadvantageous in that all four delay amounts when transferring image data to four lasers are different. However, since the arrangement of the light emitting portions on the semiconductor laser array can be made square, there is an advantage that the directionality of the element substrate of the laser array is eliminated and the manufacturing becomes easy.

【0060】さらに、別の実施例として3つのレーザー
ビームで走査を行なう場合、図9に示すように配置すれ
ば、スポットS2とS3は同じタイミングで画像データ
を書き込めばよく、また、3つのスポットを正三角形状
に配置できるので、半導体レーザーアレイ上の発光部の
間隔を相互に等しい位置に置くことができるため、素子
基板上で発光部相互の熱あるいは光学的な干渉がある場
合でも相互に均等にできる。
Furthermore, in the case of scanning with three laser beams as another embodiment, if the laser beams are arranged as shown in FIG. 9, the spots S2 and S3 may be written with image data at the same timing, and the three spots may be written. Since they can be arranged in an equilateral triangle shape, the intervals of the light emitting parts on the semiconductor laser array can be placed at the same positions, so that even if there is thermal or optical interference between the light emitting parts on the device substrate, Can be even.

【0061】以上に述べたような実施例を実現するため
には、2次元に状に発光部が配列された半導体レーザー
アレイが必須である。もちろん、従来の技術の説明のと
ころで触れたような端面発光型のレーザーアレイを2つ
並べても本発明の効果に変わりないが、1つの半導体チ
ップ上に2次元状に発光部が配列されたモノリシック構
造が望ましい。このような半導体レーザーアレイには、
いわゆる面発光半導体レーザーを用いるのがより好まし
い。この面発光半導体レーザーでは、レーザービームの
出射部の断面積が、従来の端面発光型の半導体レーザー
に比べて大きくとれるため、レーザービームの拡がり角
は小さくなる。
In order to realize the embodiment described above, a semiconductor laser array in which light emitting portions are two-dimensionally arranged is essential. Of course, arranging two edge emitting laser arrays as mentioned in the description of the prior art does not change the effect of the present invention, but a monolithic structure in which the light emitting portions are two-dimensionally arranged on one semiconductor chip. Structure is desirable. Such a semiconductor laser array has
It is more preferable to use a so-called surface emitting semiconductor laser. In this surface emitting semiconductor laser, the cross-sectional area of the emitting portion of the laser beam can be made larger than that of the conventional edge emitting semiconductor laser, so that the divergence angle of the laser beam becomes small.

【0062】この様な面発光半導体レーザーでは電流及
び光を効率的にレーザー共振器の中に閉じこめることが
出来るので、1つの発光部当りの発熱を減少させると同
時に、複数の発光部が隣りあった場合の相互の光学的、
電気的及び熱的干渉を少なくすることが出来る。よって
発光部の間隔も従来の半導体レーザーに比べ、小さくす
ることが出来る。
In such a surface emitting semiconductor laser, current and light can be efficiently confined in the laser resonator, so that heat generation per one light emitting portion can be reduced and at the same time, a plurality of light emitting portions are adjacent to each other. Mutual optical,
Electrical and thermal interference can be reduced. Therefore, the distance between the light emitting portions can be made smaller than that of the conventional semiconductor laser.

【0063】図10はこの面発光型半導体レーザーアレ
イの素子基板上に2次元的に配置された発光部のうちの
1つの断面図であって、GaAs基板22の上にまず組
成の違う2種のAlGaAs層を数10層積層した半導
体多層膜反射層23を形成し、その上にそれぞれAlG
aAsからなるクラッド層24、活性層25、クラッド
層26、コンタクト層27を積層し、最後にSiO2
電体多組膜反射層28が形成されている。またGaAs
基板22の裏面全体及び、表面の誘電体多層膜反射層の
まわりに窓状の電極29、30が形成されており全体が
光共振器を構成している。活性層で発生した光は基板面
と垂直方向に、上下の反射層27、23の間を往復し発
振するので、そのレーザービーム31の光軸は基板面に
対してほぼ垂直となる。
FIG. 10 is a cross-sectional view of one of the light emitting portions two-dimensionally arranged on the element substrate of this surface emitting type semiconductor laser array. Is formed by stacking several tens of AlGaAs layers of the semiconductor multi-layered reflective film 23, and AlG is formed on each of them.
A clad layer 24 made of aAs, an active layer 25, a clad layer 26, and a contact layer 27 are laminated, and finally a SiO 2 dielectric multi-layered reflective layer 28 is formed. Also GaAs
Window-shaped electrodes 29 and 30 are formed on the entire back surface of the substrate 22 and around the dielectric multilayer reflection layer on the front surface, and the whole constitutes an optical resonator. The light generated in the active layer reciprocates between the upper and lower reflection layers 27 and 23 in the direction perpendicular to the substrate surface and oscillates, so that the optical axis of the laser beam 31 is substantially perpendicular to the substrate surface.

【0064】光共振器の回りには埋め込み層32として
II−VI族の化合物半導体が埋め込まれている。II−VI族
の化合物半導体としては、II族元素としてZn、C
d、Hg、VI族元素としてO、S、Se、Teを2〜
4元素組み合わせ、また、その化合物の格子定数も前記
のクラッド層24、活性層25、クラッド層26からな
る半導体層の格子定数に合わせるのが望ましい。このII
−VI族の化合物半導体は電気抵抗が非常に大きいため、
電流を光共振器のなかに効率的に閉じこめると同時に、
光共振器を構成しているAlGaAs半導体層とは屈折
率に差があるため、光共振器の内部で素子の基板面に垂
直もしくはそれに近い角度で進む光はこの埋め込み層3
2との界面で全反射し効率的に閉じこめられる。このた
め、このような半導体レーザーを用いれば、従来の半導
体レーザーに比べて大変小さい電流でレーザー発振が始
まる。すなわち、しきい値電流が低く、素子基板での損
失熱量が少ない。GaAs基板22の上にダイオードが
形成されており、活性層25で発生した光は、反射層2
3と28の間を往復し発振し、2つの反射層の中で僅か
に反射率の小さい反射層28から、レーザービーム31
として素子の基板面に対して垂直に射出する。
A buried layer 32 is formed around the optical resonator.
Group II-VI compound semiconductors are embedded. Examples of II-VI group compound semiconductors include Zn and C as group II elements.
d, Hg, O as a group VI element, S, Se, and Te are 2 to
It is desirable that the combination of the four elements and the lattice constant of the compound be matched with the lattice constant of the semiconductor layer including the clad layer 24, the active layer 25, and the clad layer 26. This II
-VI group compound semiconductors have very high electrical resistance,
While efficiently confining the current in the optical resonator,
Since there is a difference in the refractive index from the AlGaAs semiconductor layer forming the optical resonator, light traveling inside the optical resonator at an angle perpendicular to or close to the substrate surface of the device is buried in the buried layer 3
It is totally reflected at the interface with 2 and can be efficiently trapped. Therefore, when such a semiconductor laser is used, laser oscillation starts with a much smaller current as compared with the conventional semiconductor laser. That is, the threshold current is low and the amount of heat loss in the element substrate is small. The diode is formed on the GaAs substrate 22, and the light generated in the active layer 25 is reflected by the reflective layer 2.
The laser beam 31 oscillates back and forth between 3 and 28, and the laser beam 31 is emitted from the reflecting layer 28 having a slightly lower reflectance among the two reflecting layers.
Is emitted perpendicularly to the substrate surface of the device.

【0065】以上に説明した実施例は、本発明の一実施
例に過ぎず、実施例中の構成要素を他のもの置き換えて
も全く同等の効果を有する。たとえば、偏向装置として
は回転多面鏡のほか、ガルバノミラーやホログラムディ
スクなど光の方向を周期的に偏向できるものであれば、
上記実施例と同等の効果を有する。また、光学系の構成
においてコリメータレンズ、走査レンズ、倒れ補正光学
系は必須のものではなく、その有無は本発明の効果に影
響を与えない。
The embodiment described above is only one embodiment of the present invention, and even if the constituent elements in the embodiment are replaced with other ones, the same effect is obtained. For example, as the deflecting device, in addition to a rotary polygon mirror, a device such as a galvano mirror or a hologram disk that can periodically deflect the direction of light,
It has the same effect as the above embodiment. Further, the collimator lens, the scanning lens, and the tilt correction optical system are not essential in the configuration of the optical system, and the presence or absence thereof does not affect the effects of the present invention.

【0066】既に示した実施例における走査線に対する
結像スポットの配置も、技術的な効果が最大となる例を
少数示しただけであり、本発明の請求の範囲に記載され
た条件を満たすものであれば、従来の技術に比べて充分
な効果をもつ。
The arrangement of the image forming spots with respect to the scanning line in the above-mentioned embodiment only shows a few examples in which the technical effect is the maximum, and satisfies the conditions described in the claims of the present invention. If so, it has a sufficient effect as compared with the conventional technology.

【0067】あるいは、先の実施例で示した面発光型レ
ーザーの素子の構造は、実現可能な1つの例示であっ
て、他の構造であっても全く同等の効果を発揮する。
Alternatively, the structure of the surface-emitting type laser device shown in the above embodiment is one exemplification that can be realized, and other structures exhibit the same effect.

【0068】さらに、本発明の画像形成装置の応用範囲
は、プリンタ、複写機等の印刷装置のみならず、ファク
シミリ、ディスプレイにおいても全く同様な効果を有す
ることは言うまでもない。
Further, it goes without saying that the image forming apparatus of the present invention can be applied to not only printing apparatuses such as printers and copying machines, but also facsimiles and displays with the same effect.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上に述べたように本発明の画像形成装
置においては、 1.複数のレーザービームを走査する場合、いくつかの
結像スポットを主走査方向に同じ位置に置くことによ
り、画像データを同じ遅延量で書き込むことができ回路
を簡素化できる。
As described above, in the image forming apparatus of the present invention: When scanning a plurality of laser beams, some image spots are placed at the same position in the main scanning direction, so that image data can be written with the same delay amount and the circuit can be simplified.

【0070】2.主走査方向、副走査方向の2次元的に
結像スポットを配置することにより、半導体レーザーア
レイもしくは被走査面の送り方向の取付の角度精度を緩
和でき、装置の製造が容易となる。また、許容できる誤
差が大きいということは製造後の変形、劣化、環境変動
に対する余裕も大きいということを意味し、装置の信頼
性を向上させる。
2. By arranging the image-forming spots in the main scanning direction and the sub-scanning direction two-dimensionally, the angular accuracy of attachment of the semiconductor laser array or the surface to be scanned in the feed direction can be relaxed, and the device can be easily manufactured. In addition, a large allowable error means that there is a large margin for deformation, deterioration, and environmental changes after manufacturing, which improves the reliability of the device.

【0071】3.光源(半導体レーザーアレイ)から被
走査面にいたる光路中での各レーザービーム相互の最大
の間隔が1直線上に結像スポットを配置する従来のもの
に比べて小さくなる、すなわち複数のビームの占める断
面積を小さくすることができ、偏向器の偏向面の大きさ
や、光路中の各レンズの大きさを小さくすることがで
き、装置の小型化、軽量化、低価格化に大きく寄与す
る。同様に、半導体レーザーアレイの大きさも必要最小
限とすることができる。
3. The maximum distance between the laser beams in the optical path from the light source (semiconductor laser array) to the surface to be scanned is smaller than that of the conventional one in which the imaging spots are arranged on a straight line, that is, a plurality of beams occupy The cross-sectional area can be reduced, the size of the deflecting surface of the deflector and the size of each lens in the optical path can be reduced, and this greatly contributes to downsizing, weight reduction, and cost reduction of the device. Similarly, the size of the semiconductor laser array can be minimized.

【0072】4.半導体レーザーアレイ上の発光部間隔
や発光部の配置に自由度があり、素子をモノリシックの
基板上に構成する上で最適な間隔と配置をとることがで
き、より性能・信頼性が高い半導体レーザアレイを用い
ることができる。
4. There is a degree of freedom in the spacing between the light emitting parts and the placement of the light emitting parts on the semiconductor laser array, and it is possible to set the optimal spacing and placement when constructing the elements on a monolithic substrate, and a semiconductor laser with higher performance and reliability. Arrays can be used.

【0073】本発明において、特に面発光型の半導体レ
ーザーアレイを光源として用いた場合、2次元状の結像
スポットの配置を容易に実現でき、かつ発光部の間隔も
従来に比べて小さくできるので上記の効果を最大限に発
揮できる。
In the present invention, particularly when a surface-emitting type semiconductor laser array is used as a light source, a two-dimensional image forming spot can be easily arranged and the interval between the light emitting portions can be made smaller than in the conventional case. The above effects can be maximized.

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

【図1】本発明の一実施例による画像形成装置に用いら
れる光走査装置の概観図である。
FIG. 1 is a schematic view of an optical scanning device used in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における画像形成装置の印刷
プロセスの概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a printing process of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例における結像スポットと走査
線の配置図である。
FIG. 3 is a layout diagram of image forming spots and scanning lines according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例のおける画像データの転送に
関する回路ブロック図である。
FIG. 4 is a circuit block diagram relating to transfer of image data according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例における結像スポットと走査
線の他の配置例を示す配置図である。
FIG. 5 is an arrangement diagram showing another arrangement example of the image forming spots and the scanning lines in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例における結像スポットと走査
線のさらに他の配置例を示す配置図である。
FIG. 6 is a layout view showing still another layout example of the imaging spots and scanning lines in the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例における結像スポットと走査
線の他の配置例を示す配置図である。
FIG. 7 is an arrangement diagram showing another arrangement example of the image forming spots and the scanning lines in the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例における結像スポットと走査
線の他の配置例を示す配置図である。
FIG. 8 is a layout view showing another layout example of the image forming spots and the scanning lines in the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例における結像スポットと走査
線の他の配置例を示す配置図である。
FIG. 9 is a layout diagram showing another layout example of the imaging spots and scanning lines in the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施例に用いた面発光半導体レー
ザーアレイの1つの発光部の断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of one light emitting portion of a surface emitting semiconductor laser array used in one embodiment of the present invention.

【図11】従来の画像形成装置に用いられる光走査装置
の概観図である。
FIG. 11 is a schematic view of an optical scanning device used in a conventional image forming apparatus.

【図12】従来の実施例における端面発光半導体レーザ
ーの概念図である。
FIG. 12 is a conceptual diagram of an edge emitting semiconductor laser in a conventional example.

【図13】従来の実施例における結像スポットと走査線
の配置図である。
FIG. 13 is an arrangement diagram of image forming spots and scanning lines in a conventional example.

【図14】従来の他の実施例における結像スポットと走
査線の配置図である。
FIG. 14 is an arrangement diagram of image forming spots and scanning lines in another conventional example.

【図15】従来の他の実施例における結像スポットと走
査線の傾きの説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of an image forming spot and a tilt of a scanning line in another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21 半導体レーザーアレイ 2 コリメータレンズ 3 回転多面鏡 4 走査レンズ 5 像担持体 6 結像スポット 7 シリンドリカルレンズ 8 トロイダルレンズ 9 走査線 11 反射ミラー 12 光検出器 41、42、43、44 発光部 51、52 遅延回路 53 選択回路 54、55、56、57 レーザー駆動回路 61 画像メモリ 1, 21 Semiconductor laser array 2 Collimator lens 3 Rotating polygonal mirror 4 Scanning lens 5 Image carrier 6 Imaging spot 7 Cylindrical lens 8 Toroidal lens 9 Scanning line 11 Reflecting mirror 12 Photodetector 41, 42, 43, 44 Light emitting part 51 , 52 Delay circuit 53 Selection circuit 54, 55, 56, 57 Laser drive circuit 61 Image memory

フロントページの続き (72)発明者 高田 球 長野県諏訪市大和3丁目3番5号セイコー エプソン株式会社内Front page continuation (72) Inventor Kata Takada 3-3-5 Yamato, Suwa City, Nagano Seiko Epson Corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】独立に変調可能な複数のレーザービームを
2次元状に配置された発光部より射出する光源と、前記
の複数のレーザービームの各々の方向を周期的に偏向す
るレーザービーム偏向器と、前記の複数のレーザービー
ムを被走査面に結像させる走査光学系とを有する光走査
装置を用い、前記の偏向された複数のレーザービームに
よる走査方向とは概ね直角方向にその表面が相対移動す
る像担持体上に潜像を形成する画像形成装置において、
前記の複数のレーザービームの本数をnとし、前記像担
持体上に結んだ結像スポットの番号を走査方向とは直交
方向に先頭から順にS1乃至Snとし、結像スポットS
1より、各結像スポットS2乃至Snへの走査方向とは
直角に計った距離をL2乃至Lnとすると、L2乃至L
nの各々を走査線ピッチpで除した値D2乃至Dnがほ
ぼ整数であり、さらにこのD2乃至Dnをnで除した剰
余M2乃至Mnが互いに異なるn未満の自然数であるよ
うな光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装
置。
1. A light source that emits a plurality of laser beams that can be independently modulated from a light emitting section that is two-dimensionally arranged, and a laser beam deflector that periodically deflects each of the plurality of laser beams. And a scanning optical system for forming an image of the plurality of laser beams on the surface to be scanned, the surface of the optical scanning device is substantially perpendicular to the scanning direction of the deflected laser beams. In an image forming apparatus that forms a latent image on a moving image carrier,
The number of the plurality of laser beams is n, and the numbers of the image forming spots formed on the image carrier are S1 to Sn in the direction orthogonal to the scanning direction from the beginning.
1, the distances L2 to Ln measured at right angles to the scanning directions to the respective imaging spots S2 to Sn are L2 to Ln.
An optical scanning device in which the values D2 to Dn obtained by dividing each n by the scanning line pitch p are substantially integers, and the remainders M2 to Mn obtained by dividing D2 to Dn by n are natural numbers less than n different from each other. An image forming apparatus characterized by being used.
【請求項2】前記光源は、その素子基板面に対し略垂直
な光軸を有するようなレーザービームを射出し、前記各
発光部は個別にその点灯及び光量を制御可能な半導体レ
ーザーアレイであることを特徴とする請求項1記載の画
像形成装置。
2. The semiconductor laser array, wherein the light source emits a laser beam having an optical axis substantially vertical to the surface of the element substrate, and each of the light emitting portions can individually control its lighting and light amount. The image forming apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記結像スポットS1乃至Snのうちの少
なくとも2つ以上が、前記像担持体の送り方向に平行な
同一の直線上にあることを特徴とする請求項1記載の画
像形成装置。
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein at least two of the image forming spots S1 to Sn are on the same straight line parallel to the feed direction of the image carrier. ..
【請求項4】前記結像スポットS1乃至Snの走査方向
において占める位置が前記複数のレーザービーム本数n
より少ない数の箇所にあり、かつ走査方向に等間隔であ
り、さらに走査方向に同じ位置を占める各々の結像スポ
ットの副走査方向の間隔も等しいことを特徴とする請求
項3記載の画像形成装置。
4. A position occupied by the imaging spots S1 to Sn in the scanning direction is the number n of the plurality of laser beams.
4. The image forming method according to claim 3, wherein the image forming spots are located at a smaller number of locations, are equally spaced in the scanning direction, and the respective imaging spots occupying the same position in the scanning direction are also equally spaced in the sub-scanning direction. apparatus.
JP27893692A 1992-02-20 1992-10-16 Image forming device Expired - Lifetime JP3227226B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27893692A JP3227226B2 (en) 1992-02-20 1992-10-16 Image forming device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4-33414 1992-02-20
JP3341492 1992-02-20
JP27893692A JP3227226B2 (en) 1992-02-20 1992-10-16 Image forming device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05294005A true JPH05294005A (en) 1993-11-09
JP3227226B2 JP3227226B2 (en) 2001-11-12

Family

ID=26372092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27893692A Expired - Lifetime JP3227226B2 (en) 1992-02-20 1992-10-16 Image forming device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3227226B2 (en)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5703860A (en) * 1995-12-28 1997-12-30 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical imaging recording system for performing image recording by focusing modulated light beams
JPH1148520A (en) * 1997-08-05 1999-02-23 Fuji Xerox Co Ltd Apparatus for forming multispot image
JPH1152262A (en) * 1997-08-07 1999-02-26 Hitachi Koki Co Ltd Optical scanning device
US6833939B1 (en) 2000-02-04 2004-12-21 Fuji Xerox Co., Ltd. Light scanning method and light scanning device
JP2006099099A (en) * 2004-09-06 2006-04-13 Fuji Xerox Co Ltd Electrophotographic photoreceptor, image forming apparatus and process cartridge
JP2006215270A (en) * 2005-02-03 2006-08-17 Ricoh Co Ltd Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2007108766A (en) * 2006-11-06 2007-04-26 Toshiba Corp Multi-beam exposure system
JP2007293016A (en) * 2006-04-25 2007-11-08 Ricoh Co Ltd Surface emitting laser array, image forming method, optical scanning apparatus, and image forming apparatus
US7358984B2 (en) 2003-03-19 2008-04-15 Fuji Xerox Co., Ltd. Image forming apparatus including multibeam exposure unit having surface emitting laser array
JP2008203760A (en) * 2007-02-22 2008-09-04 Ricoh Co Ltd Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008275711A (en) * 2007-04-26 2008-11-13 Ricoh Co Ltd Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008281664A (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Ricoh Co Ltd Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008310240A (en) * 2007-06-18 2008-12-25 Ricoh Co Ltd Optical scanning device and image forming apparatus
JP2009196215A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Canon Inc Image processor and processing method
US7670743B2 (en) 2005-03-04 2010-03-02 Ricoh Company, Ltd. Image forming method
US7746366B2 (en) 2004-11-17 2010-06-29 Canon Kabushiki Kaisha Multi-beam image output apparatus and method using a small number of pixel clock generation units
US8259146B2 (en) 2008-01-23 2012-09-04 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus, control method therefor, and program
DE102013202091A1 (en) 2012-02-10 2013-08-14 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus for repeatedly performing an exposure

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4530922B2 (en) 2005-06-20 2010-08-25 株式会社リコー Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP4847201B2 (en) 2006-04-27 2011-12-28 株式会社リコー Light source system, optical scanning device, image forming apparatus, light amount control method, optical scanning method, and image forming method
US7924487B2 (en) 2007-02-09 2011-04-12 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning device and image forming apparatus
US8115795B2 (en) * 2009-05-28 2012-02-14 Xerox Corporation Two-dimensional ROS emitter geometry with low banding sensitivity

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5703860A (en) * 1995-12-28 1997-12-30 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical imaging recording system for performing image recording by focusing modulated light beams
JPH1148520A (en) * 1997-08-05 1999-02-23 Fuji Xerox Co Ltd Apparatus for forming multispot image
JPH1152262A (en) * 1997-08-07 1999-02-26 Hitachi Koki Co Ltd Optical scanning device
US6833939B1 (en) 2000-02-04 2004-12-21 Fuji Xerox Co., Ltd. Light scanning method and light scanning device
US7358984B2 (en) 2003-03-19 2008-04-15 Fuji Xerox Co., Ltd. Image forming apparatus including multibeam exposure unit having surface emitting laser array
JP2006099099A (en) * 2004-09-06 2006-04-13 Fuji Xerox Co Ltd Electrophotographic photoreceptor, image forming apparatus and process cartridge
US7746366B2 (en) 2004-11-17 2010-06-29 Canon Kabushiki Kaisha Multi-beam image output apparatus and method using a small number of pixel clock generation units
JP2006215270A (en) * 2005-02-03 2006-08-17 Ricoh Co Ltd Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US7670743B2 (en) 2005-03-04 2010-03-02 Ricoh Company, Ltd. Image forming method
JP2007293016A (en) * 2006-04-25 2007-11-08 Ricoh Co Ltd Surface emitting laser array, image forming method, optical scanning apparatus, and image forming apparatus
JP2007108766A (en) * 2006-11-06 2007-04-26 Toshiba Corp Multi-beam exposure system
JP2008203760A (en) * 2007-02-22 2008-09-04 Ricoh Co Ltd Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008275711A (en) * 2007-04-26 2008-11-13 Ricoh Co Ltd Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008281664A (en) * 2007-05-09 2008-11-20 Ricoh Co Ltd Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2008310240A (en) * 2007-06-18 2008-12-25 Ricoh Co Ltd Optical scanning device and image forming apparatus
US8259146B2 (en) 2008-01-23 2012-09-04 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus, control method therefor, and program
JP2009196215A (en) * 2008-02-21 2009-09-03 Canon Inc Image processor and processing method
US8059307B2 (en) 2008-02-21 2011-11-15 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus and method dividing image data for multi-pass scans using mask based on beam deviations
DE102013202091A1 (en) 2012-02-10 2013-08-14 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus for repeatedly performing an exposure
CN103246184A (en) * 2012-02-10 2013-08-14 佳能株式会社 Image forming apparatus for performing exposure a plurality of times
US8854408B2 (en) 2012-02-10 2014-10-07 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus for performing exposure a plurality of times
US9091956B2 (en) 2012-02-10 2015-07-28 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus for performing exposure a plurality of times
CN103246184B (en) * 2012-02-10 2016-03-30 佳能株式会社 For the image processing system of multiple exercise exposure

Also Published As

Publication number Publication date
JP3227226B2 (en) 2001-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3227226B2 (en) Image forming device
US8179414B2 (en) Surface-emitting laser array, optical scanning device, and image forming device
JP4863840B2 (en) Pixel forming apparatus, optical scanning apparatus, optical scanning method, image forming apparatus, and color image forming apparatus
EP0544002B1 (en) Image-forming device
US20080218813A1 (en) Light scanning apparatus, light scanning method, image forming apparatus, and color image forming apparatus
US6144685A (en) Two-dimensional surface emitting laser array, two-dimensional surface emitting laser beam scanner, two-dimensional surface emitting laser beam recorder, and two-dimensional surface emitting laser beam recording method
CA2136671C (en) Multiple beam raster output scanner optical system having telecentric chief exit rays
JP4027293B2 (en) Scanning optical device
CN101193755A (en) Optical scanning device, optical scanning method, image forming device, color image forming device, and recording medium with program
US5703860A (en) Optical imaging recording system for performing image recording by focusing modulated light beams
JP3409772B2 (en) Image forming device
US5848087A (en) Two-dimensional surface emitting laser array, two-dimensional surface emitting laser beam scanner, two-dimensional surface emitting laser beam recorder, and two-dimensional surface emitting laser beam recording method
US6940535B2 (en) Multi-beam optical scanning device, and image forming apparatus and color image forming apparatus using the same
JPH0582905A (en) Light source unit
US5574491A (en) Apparatus spot position control in an output device employing a linear array of light sources
JPH10142539A (en) Scanning optical device
KR100739761B1 (en) Multi Beam Scanner
JPH07111509B2 (en) Optical scanning device
JP2006261494A (en) Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus
JP4313224B2 (en) Dot position correction method and image forming apparatus using the same
JP2004020607A (en) Optical scanning device and image forming apparatus using the same
JP2009023176A (en) Scanning optical apparatus and image forming apparatus
US6134255A (en) Laminate type multi-semiconductor laser device and laser beam scanning optical apparatus employing the semiconductor laser device
JP2939813B2 (en) Multi-beam laser scanner
KR100754216B1 (en) Multi-beam Scanning Device and Image Forming Device Employing The Same

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070831

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080831

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080831

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090831

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090831

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100831

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110831

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120831

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130831

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130831

Year of fee payment: 12