JP2002116396A - マルチビーム光走査光学系及びマルチビーム光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
マルチビーム光走査光学系及びマルチビーム光走査装置及び画像形成装置Info
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- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
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- Lenses (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数光源を使用したマルチビーム光走査光学
系において、複数光源から出射した光ビームの被走査面
上における、主走査方向の相対的な結像位置ずれを防止
することによって、高速・高画質な画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 複数光源１から出射したそれぞれの光ビ
ームを集光レンズ３で集光し、光偏向器５の偏向面上に
入射させる光ビーム入射光学系を有するマルチビーム光
走査光学系であって、光ビーム入射光学系は、複数光源
１と集光レンズ３の間にリレー光学系２を設け、リレー
光学系２による複数光源１のそれぞれの結像点Ｐよりも
光源側に、複数光源１から出射したそれぞれの光ビーム
のビーム幅を制限する開口絞り６を配置する構成とし
た。
系において、複数光源から出射した光ビームの被走査面
上における、主走査方向の相対的な結像位置ずれを防止
することによって、高速・高画質な画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 複数光源１から出射したそれぞれの光ビ
ームを集光レンズ３で集光し、光偏向器５の偏向面上に
入射させる光ビーム入射光学系を有するマルチビーム光
走査光学系であって、光ビーム入射光学系は、複数光源
１と集光レンズ３の間にリレー光学系２を設け、リレー
光学系２による複数光源１のそれぞれの結像点Ｐよりも
光源側に、複数光源１から出射したそれぞれの光ビーム
のビーム幅を制限する開口絞り６を配置する構成とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光走査光学系及び
それを用いた画像形成装置に関し、レーザービームプリ
ンタやデジタル複写機等に使用される光走査光学系及び
光走査装置に関するものであり、特に、高速・高記録密
度を達成する為に光源として複数光源を使用したマルチ
ビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置に関
するものである。
それを用いた画像形成装置に関し、レーザービームプリ
ンタやデジタル複写機等に使用される光走査光学系及び
光走査装置に関するものであり、特に、高速・高記録密
度を達成する為に光源として複数光源を使用したマルチ
ビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９に従来の複数光源を使用したマルチ
ビーム光走査光学系の主走査方向の断面を示す。２１は
複数の発光点から構成される半導体レーザー等から成る
複数光源であり、複数の光源から射出したそれぞれの光
ビームはコリメータレンズ２２で略平行光若しくは収束
光とされ、開口絞り２３でその光ビームの断面形状を整
形しシリンドリカルレンズ２４によって副走査方向にの
み収束されて、光偏向器であるポリゴンミラー２５の偏
向反射面２５ａ近傍において主走査方向に長く伸びた焦
線状に結像される。さらに図中矢印Ａ方向に一定角速度
で回転しているポリゴンミラー２５によって反射され偏
向走査されたそれぞれの光ビームは、ｆθレンズ２６に
よって感光ドラム等から成る被走査面２７上にスポット
状に集光され図中矢印Ｂ方向に一定速度で走査される。
２８は、書き出し位置検知の為のＢＤ光学系である。２
８ａは、ＢＤスリットで、２８ｂは、ＢＤレンズで、２
８ｃは、ＢＤセンサ（同期位置検出素子）である。
ビーム光走査光学系の主走査方向の断面を示す。２１は
複数の発光点から構成される半導体レーザー等から成る
複数光源であり、複数の光源から射出したそれぞれの光
ビームはコリメータレンズ２２で略平行光若しくは収束
光とされ、開口絞り２３でその光ビームの断面形状を整
形しシリンドリカルレンズ２４によって副走査方向にの
み収束されて、光偏向器であるポリゴンミラー２５の偏
向反射面２５ａ近傍において主走査方向に長く伸びた焦
線状に結像される。さらに図中矢印Ａ方向に一定角速度
で回転しているポリゴンミラー２５によって反射され偏
向走査されたそれぞれの光ビームは、ｆθレンズ２６に
よって感光ドラム等から成る被走査面２７上にスポット
状に集光され図中矢印Ｂ方向に一定速度で走査される。
２８は、書き出し位置検知の為のＢＤ光学系である。２
８ａは、ＢＤスリットで、２８ｂは、ＢＤレンズで、２
８ｃは、ＢＤセンサ（同期位置検出素子）である。
【０００３】この様なマルチビーム走査光学系において
は、図１０の様に複数の光源を副走査方向に縦に並べて
配置してしまうと、被走査面上における副走査方向のそ
れぞれの線の間隔が記録密度よりも大幅に間隔が開いて
しまう為、通常は図１１に示す様に複数の光源を斜めに
配置してその斜めの角度δを調整することにより、被走
査面上における副走査方向のそれぞれの線の間隔を記録
密度に合わせて正確に調整している。
は、図１０の様に複数の光源を副走査方向に縦に並べて
配置してしまうと、被走査面上における副走査方向のそ
れぞれの線の間隔が記録密度よりも大幅に間隔が開いて
しまう為、通常は図１１に示す様に複数の光源を斜めに
配置してその斜めの角度δを調整することにより、被走
査面上における副走査方向のそれぞれの線の間隔を記録
密度に合わせて正確に調整している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の様な構成の
光走査光学系においては、複数の光源を斜めに配置して
いる為に図１２に示す様に複数の光源から出射した光ビ
ームはポリゴンの反射面上で主走査方向に離れた位置に
到達し且つポリゴンから反射される光ビームの角度もそ
れぞれ異なる為、被走査面上においてお互いに主走査方
向に離れた位置にスポットが結像されることになる（光
線Ａと光線Ｂ）。
光走査光学系においては、複数の光源を斜めに配置して
いる為に図１２に示す様に複数の光源から出射した光ビ
ームはポリゴンの反射面上で主走査方向に離れた位置に
到達し且つポリゴンから反射される光ビームの角度もそ
れぞれ異なる為、被走査面上においてお互いに主走査方
向に離れた位置にスポットが結像されることになる（光
線Ａと光線Ｂ）。
【０００５】よって、この様な構成のマルチビーム光走
査光学系においては、ある１つの基準の光源が被走査面
上に結像する位置に他の光源からの光束の結像位置を合
わせる様に所定時間δΤだけタイミングをずらして画像
データを送っている。
査光学系においては、ある１つの基準の光源が被走査面
上に結像する位置に他の光源からの光束の結像位置を合
わせる様に所定時間δΤだけタイミングをずらして画像
データを送っている。
【０００６】δΤだけ時間がずれたときのポリゴン面は
同図の２５ａ′の角度に設定され、この時に反射される
光線はＢ′の方向、即ちＡと同じ方向に反射されること
によってお互いのスポットの結像位置が一致することに
なる。
同図の２５ａ′の角度に設定され、この時に反射される
光線はＢ′の方向、即ちＡと同じ方向に反射されること
によってお互いのスポットの結像位置が一致することに
なる。
【０００７】このとき、何らかの原因（例えば光学系を
保持する光学ユニットと被走査面との位置誤差、光学ユ
ニットに光学部品を組み付けるときの組つけ誤差、等）
で主走査方向のピントずれが発生した場合、ここでは被
走査面２７が２７′の位置にずれてしまったと仮定する
と、同図から明らかなようにそれぞれの光線の結像位置
が主走査方向にδＹだけずれてしまう。
保持する光学ユニットと被走査面との位置誤差、光学ユ
ニットに光学部品を組み付けるときの組つけ誤差、等）
で主走査方向のピントずれが発生した場合、ここでは被
走査面２７が２７′の位置にずれてしまったと仮定する
と、同図から明らかなようにそれぞれの光線の結像位置
が主走査方向にδＹだけずれてしまう。
【０００８】従来、この様に複数光源からの光ビームの
結像位置にずれが発生することによって、印字精度の低
下・画質の劣化を招いてしまうという問題が存在してい
た。
結像位置にずれが発生することによって、印字精度の低
下・画質の劣化を招いてしまうという問題が存在してい
た。
【０００９】主走査方向にピントがずれる要因はさまざ
まであり、それら全てをゼロにすることは不可能であ
る。それを仮に調整するにしても調整工程にコストがか
かってしまう。さらに、最近においてはコストの観点か
らｆθレンズにプラスチック材料を用いた光学系を使用
することが多い。プラスチックレンズは射出成形で製造
されるが、その面精度は光学ガラスを研磨することによ
って得られる精度に比べて劣っている。特にレンズのあ
る部分では設計値に対して凸に誤差が生じるが他の部分
では凹に誤差が生じるということが起こりやすい。この
様な面精度の誤差によるピントずれに対しては被走査面
全域に亙ってピントずれを補正することは不可能であ
る。
まであり、それら全てをゼロにすることは不可能であ
る。それを仮に調整するにしても調整工程にコストがか
かってしまう。さらに、最近においてはコストの観点か
らｆθレンズにプラスチック材料を用いた光学系を使用
することが多い。プラスチックレンズは射出成形で製造
されるが、その面精度は光学ガラスを研磨することによ
って得られる精度に比べて劣っている。特にレンズのあ
る部分では設計値に対して凸に誤差が生じるが他の部分
では凹に誤差が生じるということが起こりやすい。この
様な面精度の誤差によるピントずれに対しては被走査面
全域に亙ってピントずれを補正することは不可能であ
る。
【００１０】よって、複数光源からの光ビームの結像位
置ずれによる画質の劣化を補正することは非常に困難な
ことであった。
置ずれによる画質の劣化を補正することは非常に困難な
ことであった。
【００１１】ここでは、簡単の為、発光点の数を２とし
て図示し説明しているが、発光点の数が３、４、５、６
と増加すればするほど、両端の光源間において発生する
上記δＹの値が比例的に増大してくることが容易に理解
出来る。即ち、上記従来のマルチビーム光走査光学系に
おいては、高速化を達成する為に発光点の数を増加させ
ようとしても、前述の複数光源からの光ビームの結像位
置のずれが増大することにより印字精度の低下・画質の
劣化を招いてしまい、高速化が非常に難しいという問題
があった。
て図示し説明しているが、発光点の数が３、４、５、６
と増加すればするほど、両端の光源間において発生する
上記δＹの値が比例的に増大してくることが容易に理解
出来る。即ち、上記従来のマルチビーム光走査光学系に
おいては、高速化を達成する為に発光点の数を増加させ
ようとしても、前述の複数光源からの光ビームの結像位
置のずれが増大することにより印字精度の低下・画質の
劣化を招いてしまい、高速化が非常に難しいという問題
があった。
【００１２】本発明は、上記問題点を解決する為になさ
れたものであり、複数の光源と集光レンズとの間にリレ
ー光学系を配置することによって、複雑な調整を必要と
せず、効果的に複数光源からの光束の結像位置ずれを防
止することによって、高速でしかも高画質に最適なマル
チビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を
提供することを目的とする。
れたものであり、複数の光源と集光レンズとの間にリレ
ー光学系を配置することによって、複雑な調整を必要と
せず、効果的に複数光源からの光束の結像位置ずれを防
止することによって、高速でしかも高画質に最適なマル
チビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を
提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のマルチビーム光
走査光学系は、（１）複数の光源から出射したそれぞれ
の光ビームを集光レンズで集光し、光偏向器の偏向面上
に入射させる光ビーム入射光学系を有するマルチビーム
光走査光学系において、前記光ビーム入射光学系は、前
記複数の光源と前記集光レンズの間にリレー光学系を設
け、前記リレー光学系による前記複数光源のそれぞれの
結像点よりも光源側に、前記複数光源から出射したそれ
ぞれの光ビームのビーム幅を制限する開口絞りを配置し
たことを特徴としている。
走査光学系は、（１）複数の光源から出射したそれぞれ
の光ビームを集光レンズで集光し、光偏向器の偏向面上
に入射させる光ビーム入射光学系を有するマルチビーム
光走査光学系において、前記光ビーム入射光学系は、前
記複数の光源と前記集光レンズの間にリレー光学系を設
け、前記リレー光学系による前記複数光源のそれぞれの
結像点よりも光源側に、前記複数光源から出射したそれ
ぞれの光ビームのビーム幅を制限する開口絞りを配置し
たことを特徴としている。
【００１４】特に、（１−１）前記集光レンズは、前記
開口絞りと前記光偏向器の偏向面とを略共役な関係とす
るように配置されていることや、（１−２）前記リレー
光学系の焦点距離をｆ2 、前記リレー光学系の後側主点
から前記開口絞りまでの距離をｄ、としたとき、条件式
開口絞りと前記光偏向器の偏向面とを略共役な関係とす
るように配置されていることや、（１−２）前記リレー
光学系の焦点距離をｆ2 、前記リレー光学系の後側主点
から前記開口絞りまでの距離をｄ、としたとき、条件式
【外６】
【００１５】を満足することや、（１−３）前記複数の
光源は、少なくとも走査方向にずらして配置されている
ことや、（１−４）前記集光レンズの焦点距離をｆ1 、
前記リレー光学系の焦点距離をｆ2 、としたとき、条件
式
光源は、少なくとも走査方向にずらして配置されている
ことや、（１−４）前記集光レンズの焦点距離をｆ1 、
前記リレー光学系の焦点距離をｆ2 、としたとき、条件
式
【外７】
【００１６】を満足することや、（１−５）前記リレー
光学系は、前記複数の光源を等倍以下に結像すること
や、（１−６）前記リレー光学系の結像倍率をβ2 とし
たとき、条件式
光学系は、前記複数の光源を等倍以下に結像すること
や、（１−６）前記リレー光学系の結像倍率をβ2 とし
たとき、条件式
【外８】
【００１７】を満足することや、（１−７）前記リレー
光学系で発生する球面収差を、前記集光レンズで相殺す
ることや、（１−８）前記リレー光学系で発生する像面
湾曲収差を、前記集光レンズで相殺することや、（１−
９）前記リレー光学系は１群構成で構成されることや、
（１−１０）前記集光レンズは、光源側より順に凹レン
ズ、凸レンズの２枚で構成されていることや、（１−１
１）前記リレー光学系は、同一形状の凸レンズ２枚で構
成されていること、等を特徴としている。
光学系で発生する球面収差を、前記集光レンズで相殺す
ることや、（１−８）前記リレー光学系で発生する像面
湾曲収差を、前記集光レンズで相殺することや、（１−
９）前記リレー光学系は１群構成で構成されることや、
（１−１０）前記集光レンズは、光源側より順に凹レン
ズ、凸レンズの２枚で構成されていることや、（１−１
１）前記リレー光学系は、同一形状の凸レンズ２枚で構
成されていること、等を特徴としている。
【００１８】さらに、本発明のマルチビーム光走査光学
系は、（２）少なくとも走査方向にずらして配置された
複数の光源から出射したそれぞれの光ビームを集光レン
ズで集光し、光偏向器の偏向面上に入射させる光ビーム
入射光学系を有するマルチビーム光走査光学系におい
て、前記光ビーム入射光学系は、前記複数の光源と前記
集光レンズの間にリレー光学系を設け、前記リレー光学
系による前記複数光源のそれぞれの結像点よりも光源側
に、前記複数光源から出射したそれぞれの光ビームのビ
ーム幅を制限する開口絞りを配置し、前記開口絞りは前
記集光レンズにより前記光偏向器の偏向面と略共役な関
係とされており、前記リレー光学系は、前記複数の光源
を等倍以下に結像するように構成され、前記集光レンズ
の焦点距離をｆ1 、前記リレー光学系の焦点距離をｆ
2 、前記リレー光学系の結像倍率をβ 2 、前記リレー光
学系の後側主点から前記開口絞りまでの距離をｄ、とし
たとき、条件式
系は、（２）少なくとも走査方向にずらして配置された
複数の光源から出射したそれぞれの光ビームを集光レン
ズで集光し、光偏向器の偏向面上に入射させる光ビーム
入射光学系を有するマルチビーム光走査光学系におい
て、前記光ビーム入射光学系は、前記複数の光源と前記
集光レンズの間にリレー光学系を設け、前記リレー光学
系による前記複数光源のそれぞれの結像点よりも光源側
に、前記複数光源から出射したそれぞれの光ビームのビ
ーム幅を制限する開口絞りを配置し、前記開口絞りは前
記集光レンズにより前記光偏向器の偏向面と略共役な関
係とされており、前記リレー光学系は、前記複数の光源
を等倍以下に結像するように構成され、前記集光レンズ
の焦点距離をｆ1 、前記リレー光学系の焦点距離をｆ
2 、前記リレー光学系の結像倍率をβ 2 、前記リレー光
学系の後側主点から前記開口絞りまでの距離をｄ、とし
たとき、条件式
【外９】
【００１９】を満足することを特徴としている。
【００２０】特に、（２−１）前記リレー光学系で発生
する球面収差を、前記集光レンズで相殺することや、
（２−２）前記リレー光学系で発生する像面湾曲収差
を、前記集光レンズで相殺することや、（２−３）前記
リレー光学系は１群構成で構成されることや、（２−
４）前記集光レンズは、光源側より順に凹レンズ、凸レ
ンズの２枚で構成されていることや、（２−５）前記リ
レー光学系は、同一形状の凸レンズ２枚で構成されてい
ること、等を特徴としている。
する球面収差を、前記集光レンズで相殺することや、
（２−２）前記リレー光学系で発生する像面湾曲収差
を、前記集光レンズで相殺することや、（２−３）前記
リレー光学系は１群構成で構成されることや、（２−
４）前記集光レンズは、光源側より順に凹レンズ、凸レ
ンズの２枚で構成されていることや、（２−５）前記リ
レー光学系は、同一形状の凸レンズ２枚で構成されてい
ること、等を特徴としている。
【００２１】さらに、本発明のマルチビーム光走査光学
系は、（３）少なくとも走査方向にずらして配置された
複数の光源から出射したそれぞれの光ビームを集光レン
ズで集光し、光偏向器の偏向面上に入射させる光ビーム
入射光学系を有するマルチビーム光走査光学系におい
て、前記光ビーム入射光学系は、前記複数の光源と前記
集光レンズの間にリレー光学系を設け、前記リレー光学
系による前記複数光源のそれぞれの結像点よりも光源側
に、前記複数光源から出射したそれぞれの光ビームのビ
ーム幅を制限する開口絞りを配置し、前記開口絞りは前
記集光レンズにより前記光偏向器の偏向面と略共役な関
係とされており、前記リレー光学系は、前記複数の光源
を等倍以下に結像するように構成され、前記集光レンズ
の焦点距離をｆ1 、前記リレー光学系の焦点距離をｆ
2 、前記リレー光学系の結像倍率をβ 2 、としたとき、
条件式
系は、（３）少なくとも走査方向にずらして配置された
複数の光源から出射したそれぞれの光ビームを集光レン
ズで集光し、光偏向器の偏向面上に入射させる光ビーム
入射光学系を有するマルチビーム光走査光学系におい
て、前記光ビーム入射光学系は、前記複数の光源と前記
集光レンズの間にリレー光学系を設け、前記リレー光学
系による前記複数光源のそれぞれの結像点よりも光源側
に、前記複数光源から出射したそれぞれの光ビームのビ
ーム幅を制限する開口絞りを配置し、前記開口絞りは前
記集光レンズにより前記光偏向器の偏向面と略共役な関
係とされており、前記リレー光学系は、前記複数の光源
を等倍以下に結像するように構成され、前記集光レンズ
の焦点距離をｆ1 、前記リレー光学系の焦点距離をｆ
2 、前記リレー光学系の結像倍率をβ 2 、としたとき、
条件式
【外１０】
【００２２】を満足し、且つ、前記リレー光学系で発生
する球面収差と像面湾曲収差を前記集光レンズで相殺す
ることを特徴としている。
する球面収差と像面湾曲収差を前記集光レンズで相殺す
ることを特徴としている。
【００２３】特に、（３−１）前記リレー光学系は１群
構成で構成されることや、（３−２）前記集光レンズ
は、光源側より順に凹レンズ、凸レンズの２枚で構成さ
れていることや、（３−３）前記リレー光学系は、同一
形状の凸レンズ２枚で構成されていること、等を特徴と
している。
構成で構成されることや、（３−２）前記集光レンズ
は、光源側より順に凹レンズ、凸レンズの２枚で構成さ
れていることや、（３−３）前記リレー光学系は、同一
形状の凸レンズ２枚で構成されていること、等を特徴と
している。
【００２４】本発明のマルチビーム光走査装置は、
（４）前記、（１）、（１−１）〜（１−１０）、
（２）、（２−１）〜（２−５）、（３）、（３−１）
〜（３−３）に記載されたマルチビーム光走査光学系を
用いていることを特徴としている。
（４）前記、（１）、（１−１）〜（１−１０）、
（２）、（２−１）〜（２−５）、（３）、（３−１）
〜（３−３）に記載されたマルチビーム光走査光学系を
用いていることを特徴としている。
【００２５】本発明の画像形成装置は、（５）前記、
（４）に記載されたマルチビーム光走査装置と、被走査
面に配置された感光体と、前記マルチビーム光走査装置
で走査されたそれぞれの光ビームによって前記感光体上
に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器
と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写
器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着
器とから成ることを特徴としている。
（４）に記載されたマルチビーム光走査装置と、被走査
面に配置された感光体と、前記マルチビーム光走査装置
で走査されたそれぞれの光ビームによって前記感光体上
に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器
と、前記現像されたトナー像を被転写材に転写する転写
器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着
器とから成ることを特徴としている。
【００２６】（６）前記、（４）に記載されたマルチビ
ーム光走査装置と、外部機器から入力されたコードデー
タを画像信号に変換して前記マルチビーム光走査装置に
出力せしめるプリンタコントローラとから成ることを特
徴としている。
ーム光走査装置と、外部機器から入力されたコードデー
タを画像信号に変換して前記マルチビーム光走査装置に
出力せしめるプリンタコントローラとから成ることを特
徴としている。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態１のマ
ルチビーム光走査光学系をレーザービームプリンタやデ
ジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの主走査
方向要部断面図である。
ルチビーム光走査光学系をレーザービームプリンタやデ
ジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの主走査
方向要部断面図である。
【００２８】同図において、１は複数の発光点を有する
半導体レーザー等から成る光源であり、図１１に示す様
に複数の光源を斜めに配置してその斜めの角度δを調整
することにより、被走査面上における副走査方向のそれ
ぞれの線の間隔を記録密度に合わせて正確に調整してい
る。また、本実施形態１においては理解を簡単にする為
発光点の数を２としているが、発光点が増えても同様に
考えることが出来る。
半導体レーザー等から成る光源であり、図１１に示す様
に複数の光源を斜めに配置してその斜めの角度δを調整
することにより、被走査面上における副走査方向のそれ
ぞれの線の間隔を記録密度に合わせて正確に調整してい
る。また、本実施形態１においては理解を簡単にする為
発光点の数を２としているが、発光点が増えても同様に
考えることが出来る。
【００２９】それぞれの発光点から射出したそれぞれの
光ビームはリレー光学系であるリレーレンズ２によって
Ｐ点の位置に結像される。Ｐ点の位置に結像されたそれ
ぞれの光ビームは、集光レンズ３によって略平行光また
は収束光または発散光とされ、シリンドリカルレンズ４
によって副走査方向にのみ収束されて、光偏向器である
ポリゴンミラー５の偏向反射面５ａ近傍において主走査
方向に長く伸びた焦線状に結像される。シリンドリカル
レンズ４はガラス材料から成る凸のパワーの第１シリン
ドリカルレンズと、プラスチック材料から成る凹のパワ
ーの第２シリンドリカルレンズから構成されており、走
査光学系であるプラスチック材料から成るｆθレンズ７
の環境変動による副走査方向のピント移動を補正してい
る。
光ビームはリレー光学系であるリレーレンズ２によって
Ｐ点の位置に結像される。Ｐ点の位置に結像されたそれ
ぞれの光ビームは、集光レンズ３によって略平行光また
は収束光または発散光とされ、シリンドリカルレンズ４
によって副走査方向にのみ収束されて、光偏向器である
ポリゴンミラー５の偏向反射面５ａ近傍において主走査
方向に長く伸びた焦線状に結像される。シリンドリカル
レンズ４はガラス材料から成る凸のパワーの第１シリン
ドリカルレンズと、プラスチック材料から成る凹のパワ
ーの第２シリンドリカルレンズから構成されており、走
査光学系であるプラスチック材料から成るｆθレンズ７
の環境変動による副走査方向のピント移動を補正してい
る。
【００３０】また、６はリレーレンズ２を通過した後で
収束光とされたそれぞれの光ビームのビーム幅を制限す
る開口絞りである。
収束光とされたそれぞれの光ビームのビーム幅を制限す
る開口絞りである。
【００３１】開口絞り６は、リレーレンズ２による前記
複数の発光点の結像位置であるＰ点よりも、前記複数の
発光点を有する光源１側に配置されている。
複数の発光点の結像位置であるＰ点よりも、前記複数の
発光点を有する光源１側に配置されている。
【００３２】また、集光レンズ３は、前記開口絞り６と
前記偏向反射面５ａとを略共役な関係とするように配置
されている。上記、光源１、リレーレンズ２、集光レン
ズ３、シリンドリカルレンズ４、開口絞り６、により、
光ビーム入射光学系が構成されている。
前記偏向反射面５ａとを略共役な関係とするように配置
されている。上記、光源１、リレーレンズ２、集光レン
ズ３、シリンドリカルレンズ４、開口絞り６、により、
光ビーム入射光学系が構成されている。
【００３３】さらに図中矢印Ａ方向に一定角速度で回転
しているポリゴンミラー５によって反射され偏向走査さ
れたそれぞれの光ビームは、走査光学系であるｆθレン
ズ７によって感光ドラム等から成る被走査面８上にスポ
ット状に集光され図中矢印Ｂ方向に一定速度で走査され
る。
しているポリゴンミラー５によって反射され偏向走査さ
れたそれぞれの光ビームは、走査光学系であるｆθレン
ズ７によって感光ドラム等から成る被走査面８上にスポ
ット状に集光され図中矢印Ｂ方向に一定速度で走査され
る。
【００３４】以下図２に従って、マルチビーム光走査光
学系における光ビーム入射光学系を詳説する。
学系における光ビーム入射光学系を詳説する。
【００３５】図２（ａ）は、本発明の実施形態１の効果
を説明する為の、マルチビーム光走査光学系における光
ビーム入射光学系の主走査方向断面図、図２（ｂ）は、
同様副走査方向断面図を示している。但し、ここでは、
前記開口絞り６が存在しない場合を説明する為、開口絞
り６を配置していない構成となっている。
を説明する為の、マルチビーム光走査光学系における光
ビーム入射光学系の主走査方向断面図、図２（ｂ）は、
同様副走査方向断面図を示している。但し、ここでは、
前記開口絞り６が存在しない場合を説明する為、開口絞
り６を配置していない構成となっている。
【００３６】上述の如く、２つの発光点１Ａ・１Ｂを有
する半導体レーザーから成る光源１は、図１１に示す様
に複数の光源を斜めに配置してその斜めの角度δを調整
することにより、被走査面上における副走査方向のそれ
ぞれの線の間隔を記録密度に合わせて正確に調整してい
る。ここにおいて、発光点の数は２としているが本発明
はこれに限定されるものではなく、むしろ発光点の数が
３以上と数が増えたときに、より一層の効果を得ること
が出来る。また、光源として半導体レーザーを仮定して
以後の説明を進めるが本発明はこれに限定されるもので
はなく、他の光源、例えばＬＥＤ等を光源として用いる
ことも可能である。
する半導体レーザーから成る光源１は、図１１に示す様
に複数の光源を斜めに配置してその斜めの角度δを調整
することにより、被走査面上における副走査方向のそれ
ぞれの線の間隔を記録密度に合わせて正確に調整してい
る。ここにおいて、発光点の数は２としているが本発明
はこれに限定されるものではなく、むしろ発光点の数が
３以上と数が増えたときに、より一層の効果を得ること
が出来る。また、光源として半導体レーザーを仮定して
以後の説明を進めるが本発明はこれに限定されるもので
はなく、他の光源、例えばＬＥＤ等を光源として用いる
ことも可能である。
【００３７】上記２つの発光点１Ａ・１Ｂから出射した
それぞれの光ビームは、リレー光学系であるリレーレン
ズ２によってＰ点の位置にそれぞれ結像される。Ｐ点の
位置に結像されたそれぞれの光ビームは、集光レンズ３
によって略平行光または収束光または発散光とされ、シ
リンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束さ
れて、光偏向器であるポリゴンミラー５の偏向反射面５
ａ近傍において主走査方向に長く伸びた焦線状に結像さ
れる。
それぞれの光ビームは、リレー光学系であるリレーレン
ズ２によってＰ点の位置にそれぞれ結像される。Ｐ点の
位置に結像されたそれぞれの光ビームは、集光レンズ３
によって略平行光または収束光または発散光とされ、シ
リンドリカルレンズ４によって副走査方向にのみ収束さ
れて、光偏向器であるポリゴンミラー５の偏向反射面５
ａ近傍において主走査方向に長く伸びた焦線状に結像さ
れる。
【００３８】ここで、上記２つの発光点１Ａ・１Ｂから
出射したそれぞれの光ビームの主光線ＰＡ・ＰＢを考え
る。これら２本の主光線が共に光ビーム入射光学系の光
軸ＡＸに平行に出射した場合、前記２本のそれぞれの主
光線ＰＡ・ＰＢは、前記リレー光学系の後側焦点位置Ｑ
点において交差する。
出射したそれぞれの光ビームの主光線ＰＡ・ＰＢを考え
る。これら２本の主光線が共に光ビーム入射光学系の光
軸ＡＸに平行に出射した場合、前記２本のそれぞれの主
光線ＰＡ・ＰＢは、前記リレー光学系の後側焦点位置Ｑ
点において交差する。
【００３９】一方、前記集光レンズ３は、主走査方向に
おいて前記リレー光学系の後側焦点位置Ｑ点と前記偏向
反射面５ａとを略共役な関係とするように配置されてい
る。その様に集光レンズを配置した場合、Ｑ点において
交差したそれぞれの２本の主光線ＰＡ・ＰＢは、集光レ
ンズ３によって主走査方向において前記偏向反射面５ａ
上の点Ｒにおいて再度交差する。
おいて前記リレー光学系の後側焦点位置Ｑ点と前記偏向
反射面５ａとを略共役な関係とするように配置されてい
る。その様に集光レンズを配置した場合、Ｑ点において
交差したそれぞれの２本の主光線ＰＡ・ＰＢは、集光レ
ンズ３によって主走査方向において前記偏向反射面５ａ
上の点Ｒにおいて再度交差する。
【００４０】この様に光ビーム入射光学系を構成した場
合、図１２にて説明した従来の如き主走査方向のピント
ずれに起因する、それぞれの２つのビームの主走査方向
の結像位置ずれδＹの発生をゼロとすることが可能とな
る。この、主走査方向の結像位置ずれδＹは、図１２に
おける光線Ａと光線Ｂ′とがお互いに主走査方向に離れ
ていることが原因であることが容易に理解出来よう。
合、図１２にて説明した従来の如き主走査方向のピント
ずれに起因する、それぞれの２つのビームの主走査方向
の結像位置ずれδＹの発生をゼロとすることが可能とな
る。この、主走査方向の結像位置ずれδＹは、図１２に
おける光線Ａと光線Ｂ′とがお互いに主走査方向に離れ
ていることが原因であることが容易に理解出来よう。
【００４１】本発明の実施形態１においては、２本の主
光線ＰＡ・ＰＢは、主走査方向において偏向反斜面５ａ
上の同一の点Ｒに到達するように構成されている為、図
１２における光線Ａに相当する光線ＰＡと、図１２にお
ける光線Ｂに相当する光線ＰＢ′とが完全に同一経路を
たどることになり、その結果として、従来の如き主走査
方向のピントずれに起因する、それぞれの２つのビーム
の主走査方向の結像位置ずれδＹが原理的に発生しない
ことになる。
光線ＰＡ・ＰＢは、主走査方向において偏向反斜面５ａ
上の同一の点Ｒに到達するように構成されている為、図
１２における光線Ａに相当する光線ＰＡと、図１２にお
ける光線Ｂに相当する光線ＰＢ′とが完全に同一経路を
たどることになり、その結果として、従来の如き主走査
方向のピントずれに起因する、それぞれの２つのビーム
の主走査方向の結像位置ずれδＹが原理的に発生しない
ことになる。
【００４２】次に、前記２つの発光点１Ａ・１Ｂから出
射したそれぞれの光ビームの主光線ＰＡ・ＰＢが、光ビ
ーム入射光学系の光軸ＡＸに平行でない場合を考えてみ
る。半導体レーザーから出射される光ビームは理想的に
は光ビーム入射光学系の光軸ＡＸに平行であるが、通常
はある程度の角度誤差を有するのが普通である。この角
度誤差は、電界振動面に平行な方向と垂直な方向とで若
干の差はあるが、±２〜３の誤差は考慮する必要があ
る。
射したそれぞれの光ビームの主光線ＰＡ・ＰＢが、光ビ
ーム入射光学系の光軸ＡＸに平行でない場合を考えてみ
る。半導体レーザーから出射される光ビームは理想的に
は光ビーム入射光学系の光軸ＡＸに平行であるが、通常
はある程度の角度誤差を有するのが普通である。この角
度誤差は、電界振動面に平行な方向と垂直な方向とで若
干の差はあるが、±２〜３の誤差は考慮する必要があ
る。
【００４３】ここでは、前記２本の主光線ＰＡ・ＰＢの
うち、ＰＡのみが光ビーム入射光学系の光軸ＡＸに平行
でない場合を考える。図２（ｃ）は、前記２本の主光線
ＰＡ・ＰＢのうち、ＰＡのみが光ビーム入射光学系の光
軸ＡＸに平行でない場合のマルチビーム光走査光学系に
おける光ビーム入射光学系の主走査方向断面図である。
図２（ｃ）を参照すると、発光点１Ａから主走査方向に
角度αを成して出射した主光線ＰＡは、Ｑ点において光
ビーム入射光学系の光軸ＡＸとは交差せず、Δ１＝ｆ2
×ｔａｎαだけ主走査方向に離れた位置を通過すること
になる。さらに、偏向反射面５ａ上においては、集光レ
ンズ３により前記Δ１が集光レンズ３の結像倍率β1 倍
に拡大された量Δ２＝Δ１×β1 だけ光ビーム入射光学
系の光軸ＡＸから主走査方向に離れた位置に到達してし
まうことになる。この場合、２本の主光線ＰＡ・ＰＢ
は、偏向反射面５ａ上の同一の点Ｒに到達しない為、前
述した如く主走査方向のピントずれに起因する、それぞ
れの２つのビームの主走査方向の結像位置ずれδＹが発
生してしまうことになる。前述したとおり、この様な角
度誤差は必ず存在するものであり、即ち、本発明の実施
形態１の如くリレーレンズ２・集光レンズ３を構成した
としても、上記主走査方向の結像位置ずれδＹをゼロに
することは殆ど不可能となる。
うち、ＰＡのみが光ビーム入射光学系の光軸ＡＸに平行
でない場合を考える。図２（ｃ）は、前記２本の主光線
ＰＡ・ＰＢのうち、ＰＡのみが光ビーム入射光学系の光
軸ＡＸに平行でない場合のマルチビーム光走査光学系に
おける光ビーム入射光学系の主走査方向断面図である。
図２（ｃ）を参照すると、発光点１Ａから主走査方向に
角度αを成して出射した主光線ＰＡは、Ｑ点において光
ビーム入射光学系の光軸ＡＸとは交差せず、Δ１＝ｆ2
×ｔａｎαだけ主走査方向に離れた位置を通過すること
になる。さらに、偏向反射面５ａ上においては、集光レ
ンズ３により前記Δ１が集光レンズ３の結像倍率β1 倍
に拡大された量Δ２＝Δ１×β1 だけ光ビーム入射光学
系の光軸ＡＸから主走査方向に離れた位置に到達してし
まうことになる。この場合、２本の主光線ＰＡ・ＰＢ
は、偏向反射面５ａ上の同一の点Ｒに到達しない為、前
述した如く主走査方向のピントずれに起因する、それぞ
れの２つのビームの主走査方向の結像位置ずれδＹが発
生してしまうことになる。前述したとおり、この様な角
度誤差は必ず存在するものであり、即ち、本発明の実施
形態１の如くリレーレンズ２・集光レンズ３を構成した
としても、上記主走査方向の結像位置ずれδＹをゼロに
することは殆ど不可能となる。
【００４４】そこで、本発明の実施形態１においては、
前記リレー光学系による前記複数光源のそれぞれの結像
点Ｐの位置よりも光源側に、前記複数光源から出射した
それぞれの光ビームのビーム幅を制限する開口絞り６を
配置する構成をとる。
前記リレー光学系による前記複数光源のそれぞれの結像
点Ｐの位置よりも光源側に、前記複数光源から出射した
それぞれの光ビームのビーム幅を制限する開口絞り６を
配置する構成をとる。
【００４５】図３は、開口絞り６を前記光ビーム入射光
学系の光軸ＡＸ上の点Ｑの位置に配置した本発明の実施
形態１の光ビーム入射光学系の主走査方向断面図であ
る。図３においては、図２（ｃ）で説明したときと同じ
く、前記２本の主光線ＰＡ・ＰＢのうち、ＰＡのみが光
ビーム入射光学系の光軸ＡＸに平行でない場合の図であ
る。
学系の光軸ＡＸ上の点Ｑの位置に配置した本発明の実施
形態１の光ビーム入射光学系の主走査方向断面図であ
る。図３においては、図２（ｃ）で説明したときと同じ
く、前記２本の主光線ＰＡ・ＰＢのうち、ＰＡのみが光
ビーム入射光学系の光軸ＡＸに平行でない場合の図であ
る。
【００４６】図３を参照すると、発光点１Ａから主走査
方向に角度αを成して出射した主光線ＰＡは、開口絞り
６によってそのビーム幅を制限されることにより、発光
点１Ｂから出射した主光線ＰＢと同じくＱ点において光
ビーム入射光学系の光軸ＡＸと交差することになる。よ
って、Ｑ点において交差したそれぞれの２本の主光線Ｐ
Ａ・ＰＢは、集光レンズ３によって前記偏向反射面５ａ
上の点Ｒにおいて再度交差することになる。
方向に角度αを成して出射した主光線ＰＡは、開口絞り
６によってそのビーム幅を制限されることにより、発光
点１Ｂから出射した主光線ＰＢと同じくＱ点において光
ビーム入射光学系の光軸ＡＸと交差することになる。よ
って、Ｑ点において交差したそれぞれの２本の主光線Ｐ
Ａ・ＰＢは、集光レンズ３によって前記偏向反射面５ａ
上の点Ｒにおいて再度交差することになる。
【００４７】即ち、本発明の実施形態１においては、リ
レー光学系であるリレーレンズ２による前記複数光源の
それぞれの結像点Ｐの位置よりも光源側であるＱ点に、
前記複数光源から出射したそれぞれの光ビームのビーム
幅を制限する開口絞り６を配置する構成をとったことに
よって、前記２つの発光点１Ａ・１Ｂから出射したそれ
ぞれの光ビームの主光線ＰＡ・ＰＢが、光ビーム入射光
学系の光軸ＡＸに平行でない場合であっても、集光レン
ズ３によって前記偏向反射面５ａ上の点Ｒにおいて再度
交差することになる。従って、前述した如く主走査方向
のピントずれに起因する、それぞれの２つのビームの主
走査方向の結像位置ずれδＹの発生をゼロとすることが
可能となる訳である。
レー光学系であるリレーレンズ２による前記複数光源の
それぞれの結像点Ｐの位置よりも光源側であるＱ点に、
前記複数光源から出射したそれぞれの光ビームのビーム
幅を制限する開口絞り６を配置する構成をとったことに
よって、前記２つの発光点１Ａ・１Ｂから出射したそれ
ぞれの光ビームの主光線ＰＡ・ＰＢが、光ビーム入射光
学系の光軸ＡＸに平行でない場合であっても、集光レン
ズ３によって前記偏向反射面５ａ上の点Ｒにおいて再度
交差することになる。従って、前述した如く主走査方向
のピントずれに起因する、それぞれの２つのビームの主
走査方向の結像位置ずれδＹの発生をゼロとすることが
可能となる訳である。
【００４８】この様な構成をとることによって、各光源
から出射される光ビームの角度誤差が存在したとして
も、常に主走査方向の結像位置ずれδＹをゼロとするこ
とによって、効果的に印字精度の低下・画質の劣化を防
止することが可能となり、さらには、走査光学系である
ｆθレンズに安価なプラスチックレンズを使用したとし
ても、ｆθレンズに起因するピントずれによる主走査方
向の結像位置ずれδＹの発生をゼロとすることが可能と
なる為、低コストな構成でありながら印字精度の低下・
画質の劣化の無い、高画質な画像出力の可能なマルチビ
ーム光走査光学系、及び画像形成装置を達成することが
可能となる。
から出射される光ビームの角度誤差が存在したとして
も、常に主走査方向の結像位置ずれδＹをゼロとするこ
とによって、効果的に印字精度の低下・画質の劣化を防
止することが可能となり、さらには、走査光学系である
ｆθレンズに安価なプラスチックレンズを使用したとし
ても、ｆθレンズに起因するピントずれによる主走査方
向の結像位置ずれδＹの発生をゼロとすることが可能と
なる為、低コストな構成でありながら印字精度の低下・
画質の劣化の無い、高画質な画像出力の可能なマルチビ
ーム光走査光学系、及び画像形成装置を達成することが
可能となる。
【００４９】一方、本発明の実施形態１の様に、リレー
光学系であるリレーレンズ２・集光レンズ３・開口絞り
６とから光ビーム入射光学系を構成すると、前記従来構
成の入射光学系に比較して大型化してしまいがちであ
る。従って、本発明の実施形態１においては、前記リレ
ー光学系であるリレーレンズ２の焦点距離ｆ2 、リレー
レンズ２の結像倍率β2 、前記集光レンズ３の焦点距離
ｆ1 、前記リレー光学系の後側主点から前記開口絞りま
での距離ｄ、等を適切な関係に設定することにより、効
果的にコンパクトな構成とすることを可能としている。
光学系であるリレーレンズ２・集光レンズ３・開口絞り
６とから光ビーム入射光学系を構成すると、前記従来構
成の入射光学系に比較して大型化してしまいがちであ
る。従って、本発明の実施形態１においては、前記リレ
ー光学系であるリレーレンズ２の焦点距離ｆ2 、リレー
レンズ２の結像倍率β2 、前記集光レンズ３の焦点距離
ｆ1 、前記リレー光学系の後側主点から前記開口絞りま
での距離ｄ、等を適切な関係に設定することにより、効
果的にコンパクトな構成とすることを可能としている。
【００５０】以下、図４を用いて詳説する。図４は図３
同様、開口絞り６を前記光ビーム入射光学系の光軸ＡＸ
上の点Ｑの位置に配置した本発明の実施形態１の光ビー
ム入射光学系の主走査方向断面図である。１Ａ・１Ｂは
半導体レーザー等からなる複数光源の各発光点であり、
リレーレンズ２の焦点距離をｆ2 、リレーレンズ２の結
像倍率をβ2 、集光レンズ３の焦点距離をｆ1 、リレー
光学系であるリレーレンズ２の後側主点から開口絞り６
までの距離をｄ、集光レンズ３の後側主点から偏向反射
面５ａまでの距離をＳ1 、開口絞り６から集光レンズ３
の前側主点までの距離をＳk、開口絞り６からリレーレ
ンズ３による複数光源のそれぞれの結像点位置Ｐまでの
距離をΔ、開口絞り６の絞り径をφ1 、集光レンズ３か
ら出射する各光ビームのビーム系をφ0 、開口絞り６に
よって決定される各光ビームのリレーレンズ２による像
側ＦナンバーをＦｎ１、複数光源の各発光点１Ａ・１Ｂ
から偏向反射面５ａまでの距離をＬ、とし、集光レンズ
３から出射する各光ビームを略平行光とする場合を考え
る。
同様、開口絞り６を前記光ビーム入射光学系の光軸ＡＸ
上の点Ｑの位置に配置した本発明の実施形態１の光ビー
ム入射光学系の主走査方向断面図である。１Ａ・１Ｂは
半導体レーザー等からなる複数光源の各発光点であり、
リレーレンズ２の焦点距離をｆ2 、リレーレンズ２の結
像倍率をβ2 、集光レンズ３の焦点距離をｆ1 、リレー
光学系であるリレーレンズ２の後側主点から開口絞り６
までの距離をｄ、集光レンズ３の後側主点から偏向反射
面５ａまでの距離をＳ1 、開口絞り６から集光レンズ３
の前側主点までの距離をＳk、開口絞り６からリレーレ
ンズ３による複数光源のそれぞれの結像点位置Ｐまでの
距離をΔ、開口絞り６の絞り径をφ1 、集光レンズ３か
ら出射する各光ビームのビーム系をφ0 、開口絞り６に
よって決定される各光ビームのリレーレンズ２による像
側ＦナンバーをＦｎ１、複数光源の各発光点１Ａ・１Ｂ
から偏向反射面５ａまでの距離をＬ、とし、集光レンズ
３から出射する各光ビームを略平行光とする場合を考え
る。
【００５１】その場合、複数光源の各発光点１Ａ・１Ｂ
から偏向反射面５ａまでの距離をＬは、
から偏向反射面５ａまでの距離をＬは、
【外１１】
【００５２】であらわされる。ここにおいてＬの値を小
さく、即ち、入射光学系をコンパクトに構成する為に
は、ｆ2 ・ｆ1 の値をそれぞれ小さく、且つ、β2 の値
は１のときが一番Ｌの値を小さく出来ることが理解出来
る。前記リレーレンズの焦点距離ｆ2 と集光レンズの焦
点距離ｆ1 のＬに対する寄与率は、上記式からｆ2 ：ｆ
1は４：１であることが解る。即ち、
さく、即ち、入射光学系をコンパクトに構成する為に
は、ｆ2 ・ｆ1 の値をそれぞれ小さく、且つ、β2 の値
は１のときが一番Ｌの値を小さく出来ることが理解出来
る。前記リレーレンズの焦点距離ｆ2 と集光レンズの焦
点距離ｆ1 のＬに対する寄与率は、上記式からｆ2 ：ｆ
1は４：１であることが解る。即ち、
【外１２】
【００５３】以下に設定し且つβ2 ＝１とすればＬの値
を効果的に小さくすることが出来る。
を効果的に小さくすることが出来る。
【００５４】しかし、ｆ1 の値に比してｆ2 の値を余り
に小さく設定してしまうと、リレー光学系であるリレー
レンズ２によって発生する球面収差、及び像面湾曲収差
が大となってしまう。また、前記各収差を良好に補正す
る為には、ｆ1 の値に比してｆ2 の値を大きく設定すれ
ば良いが、ｆ2 の値を余り大きく設定してしまうと上記
Ｌの値を小さく設定することが出来ない為、入射光学系
をコンパクトに構成することが不可能となってしまう。
従って、本発明の実施形態１においては、上記ｆ2 ・ｆ
1 の値を以下の条件式
に小さく設定してしまうと、リレー光学系であるリレー
レンズ２によって発生する球面収差、及び像面湾曲収差
が大となってしまう。また、前記各収差を良好に補正す
る為には、ｆ1 の値に比してｆ2 の値を大きく設定すれ
ば良いが、ｆ2 の値を余り大きく設定してしまうと上記
Ｌの値を小さく設定することが出来ない為、入射光学系
をコンパクトに構成することが不可能となってしまう。
従って、本発明の実施形態１においては、上記ｆ2 ・ｆ
1 の値を以下の条件式
【外１３】
【００５５】を満足する様に設定している。
【００５６】また、開口絞り６の絞り径φ1 は、
【外１４】
【００５７】であらわされる。即ち、開口絞り６の絞り
径φ1 は、上記Δ・Ｆｎ１によって決定されることが解
るが、上記Δの値は、前記Ｓ1 ・Ｓk・ｆ1 の値によっ
て決定される。通常の位置に集光レンズを配置した場合
はΔの値は比較的小さな値をとることが普通である。そ
の場合、Ｆｎ１の値が大きいと、前記開口絞り６の絞り
径φ1 が小さくなってしまい、例えば、前記開口絞り６
の絞り径φ1 に内径公差が存在した場合、内径公差に起
因して被走査面におけるスポット径の変動が大きくなっ
てきてしまい、安定したスポット径を得ることが困難と
なってきてしまう。よって上記内径公差の影響を低減す
る為には、Ｆｎ１の値を小さく設定することが好まし
い。このことは、前記リレー光学系であるリレーレンズ
２によって前記複数の光源を等倍以下に結像させること
によって達成出来る。しかし、この結像倍率をあまり下
げてしまうと、リレーレンズ２による光源からの光ビー
ムのカップリング効率が劣化してしまうので好ましくな
い。よって、本発明の実施形態１においては、リレーレ
ンズ２の結像倍率β2 を以下の条件式
径φ1 は、上記Δ・Ｆｎ１によって決定されることが解
るが、上記Δの値は、前記Ｓ1 ・Ｓk・ｆ1 の値によっ
て決定される。通常の位置に集光レンズを配置した場合
はΔの値は比較的小さな値をとることが普通である。そ
の場合、Ｆｎ１の値が大きいと、前記開口絞り６の絞り
径φ1 が小さくなってしまい、例えば、前記開口絞り６
の絞り径φ1 に内径公差が存在した場合、内径公差に起
因して被走査面におけるスポット径の変動が大きくなっ
てきてしまい、安定したスポット径を得ることが困難と
なってきてしまう。よって上記内径公差の影響を低減す
る為には、Ｆｎ１の値を小さく設定することが好まし
い。このことは、前記リレー光学系であるリレーレンズ
２によって前記複数の光源を等倍以下に結像させること
によって達成出来る。しかし、この結像倍率をあまり下
げてしまうと、リレーレンズ２による光源からの光ビー
ムのカップリング効率が劣化してしまうので好ましくな
い。よって、本発明の実施形態１においては、リレーレ
ンズ２の結像倍率β2 を以下の条件式
【外１５】
【００５８】を満足する様に設定している。
【００５９】また、前記開口絞り６は理想的にはリレー
光学系であるリレーレンズ２の後側焦点位置に配置する
ことが好ましい。しかし、入射光学系の全体構成及びメ
カ的な配置上の制限等から、上記位置に配置出来ない場
合もある。その様な場合においては、前記それぞれのビ
ームの主走査方向の結像位置ずれδＹの発生量が許容出
来る範囲内において、前記開口絞り６の配置位置を適宜
変更しても構わない。よって、本発明の実施形態１にお
いては、前記リレー光学系の焦点距離をｆ2 、前記リレ
ー光学系の後側主点から前記開口絞りまでの距離をｄ、
としたとき、以下の条件式
光学系であるリレーレンズ２の後側焦点位置に配置する
ことが好ましい。しかし、入射光学系の全体構成及びメ
カ的な配置上の制限等から、上記位置に配置出来ない場
合もある。その様な場合においては、前記それぞれのビ
ームの主走査方向の結像位置ずれδＹの発生量が許容出
来る範囲内において、前記開口絞り６の配置位置を適宜
変更しても構わない。よって、本発明の実施形態１にお
いては、前記リレー光学系の焦点距離をｆ2 、前記リレ
ー光学系の後側主点から前記開口絞りまでの距離をｄ、
としたとき、以下の条件式
【外１６】
【００６０】を満足する様に設定している。上記（１）
式の下限を超えて開口絞り６を配置してしまうと、開口
絞り６が集光レンズ３側に近づいてしまうことにより、
絞り径φ1 を小さく設定しなければならず、前述した通
り、前記開口絞り６の絞り径φ 1 に内径公差が存在した
場合、被走査面におけるスポット径の変動が大きくなっ
てきてしまい、安定したスポット径を得ることが困難と
なってきてしまう。また上記（１）式の上限を超えて開
口絞り６を配置してしまうと、前記それぞれのビームの
主走査方向の結像位置ずれδＹの発生量が許容出来なく
なってくると共に、各光ビーム内部の光強度分布に非対
称性が生じることによる結像性能の劣化、および、各光
ビームの被走査面上における光量差が大きくなってしま
うので好ましくない。
式の下限を超えて開口絞り６を配置してしまうと、開口
絞り６が集光レンズ３側に近づいてしまうことにより、
絞り径φ1 を小さく設定しなければならず、前述した通
り、前記開口絞り６の絞り径φ 1 に内径公差が存在した
場合、被走査面におけるスポット径の変動が大きくなっ
てきてしまい、安定したスポット径を得ることが困難と
なってきてしまう。また上記（１）式の上限を超えて開
口絞り６を配置してしまうと、前記それぞれのビームの
主走査方向の結像位置ずれδＹの発生量が許容出来なく
なってくると共に、各光ビーム内部の光強度分布に非対
称性が生じることによる結像性能の劣化、および、各光
ビームの被走査面上における光量差が大きくなってしま
うので好ましくない。
【００６１】さらに、本発明の実施形態１においては、
入射光学系をコンパクトに構成する為、リレー光学系を
１群構成とし、前記リレー光学系によって発生する球面
収差、及び像面湾曲収差を集光レンズ３によって相殺す
ることを特徴としている。
入射光学系をコンパクトに構成する為、リレー光学系を
１群構成とし、前記リレー光学系によって発生する球面
収差、及び像面湾曲収差を集光レンズ３によって相殺す
ることを特徴としている。
【００６２】前記（２）・（３）式で説明した如く、リ
レー光学系であるリレーレンズの焦点距離ｆ2 はある程
度小さい必要があり、且つリレーレンズ２の結像倍率も
縮小側に設定するのが好ましい。また、リレーレンズ
２、集光レンズ３も成るべく構成枚数を少なく、且つ小
型に設計することが好ましい。しかし、特にリレーレン
ズ２において発生する球面収差と像面湾曲収差を補正す
ることが非常に困難であり、例えば、少ない構成枚数で
ある２枚構成などで設計することは事実上不可能であ
る。
レー光学系であるリレーレンズの焦点距離ｆ2 はある程
度小さい必要があり、且つリレーレンズ２の結像倍率も
縮小側に設定するのが好ましい。また、リレーレンズ
２、集光レンズ３も成るべく構成枚数を少なく、且つ小
型に設計することが好ましい。しかし、特にリレーレン
ズ２において発生する球面収差と像面湾曲収差を補正す
ることが非常に困難であり、例えば、少ない構成枚数で
ある２枚構成などで設計することは事実上不可能であ
る。
【００６３】そこで、本発明の実施形態１においては、
リレーレンズ２を２枚のレンズで構成し、且つ、前記２
枚のレンズは同一形状で構成することとし、それによっ
て発生する球面収差と像面湾曲収差を、前記集光レンズ
３で相殺する構成としている。
リレーレンズ２を２枚のレンズで構成し、且つ、前記２
枚のレンズは同一形状で構成することとし、それによっ
て発生する球面収差と像面湾曲収差を、前記集光レンズ
３で相殺する構成としている。
【００６４】前記リレーレンズ２によって発生する球面
収差及び像面湾曲収差は共にアンダーであり、このアン
ダーな球面収差と像面湾曲収差を集光レンズ３を最適な
レンズ構成をとることによって相殺している。具体的に
は、前記集光レンズ３は、光源側より順に凹レンズ・凸
レンズの２枚構成としている。この様なレンズ構成とす
ることにより、集光レンズ３としてオーバーな球面収差
と像面湾曲収差を発生させ、リレーレンズ２のアンダー
な球面収差と像面湾曲収差を相殺させている。
収差及び像面湾曲収差は共にアンダーであり、このアン
ダーな球面収差と像面湾曲収差を集光レンズ３を最適な
レンズ構成をとることによって相殺している。具体的に
は、前記集光レンズ３は、光源側より順に凹レンズ・凸
レンズの２枚構成としている。この様なレンズ構成とす
ることにより、集光レンズ３としてオーバーな球面収差
と像面湾曲収差を発生させ、リレーレンズ２のアンダー
な球面収差と像面湾曲収差を相殺させている。
【００６５】本発明の実施形態１においては、この様な
構成をとることによって、リレーレンズ２及び集光レン
ズ３を少ない構成枚数で構成することを可能とし、入射
光学系をコンパクトに構成することが出来ると共に、入
射系全体としての球面収差、及び像面湾曲収差を非常に
良好に補正することを可能としている。それによって、
被走査面におけるスポット形状を良好に補正し、且つ複
数光源に対応するそれぞれの結像スポット性能の相対的
な差も十分に小さく補正することが出来、その結果、低
コスト・コンパクトな構成でありながら印字精度の低下
・画質の劣化の無い、高画質な画像出力の可能なマルチ
ビーム光走査光学系、及び画像形成装置を達成すること
が可能となる。
構成をとることによって、リレーレンズ２及び集光レン
ズ３を少ない構成枚数で構成することを可能とし、入射
光学系をコンパクトに構成することが出来ると共に、入
射系全体としての球面収差、及び像面湾曲収差を非常に
良好に補正することを可能としている。それによって、
被走査面におけるスポット形状を良好に補正し、且つ複
数光源に対応するそれぞれの結像スポット性能の相対的
な差も十分に小さく補正することが出来、その結果、低
コスト・コンパクトな構成でありながら印字精度の低下
・画質の劣化の無い、高画質な画像出力の可能なマルチ
ビーム光走査光学系、及び画像形成装置を達成すること
が可能となる。
【００６６】なお、ここでは、複数の光源を図１１に示
すように配置した場合について述べたが、リレーレンズ
２と集光レンズ３の合成焦点距離を図９に示す従来の構
成のコリメーターレンズ２２の焦点距離よりも長く設定
してやれば、複数の光源を図１０に示すように配置した
場合の被走査面上に置ける各光ビームが走査する副走査
方向の線の間隔を小さくすることが可能となる。即ち、
複数の光源から出射した各光ビームを副走査断面内にお
いて、光走査光学系を構成する各光学系の光軸に近いと
ころを使用することが可能となる為、各光源に対応した
光ビームの結像性能の相対差を少なくすることができ、
高画質な画像出力を得ることが可能となる。
すように配置した場合について述べたが、リレーレンズ
２と集光レンズ３の合成焦点距離を図９に示す従来の構
成のコリメーターレンズ２２の焦点距離よりも長く設定
してやれば、複数の光源を図１０に示すように配置した
場合の被走査面上に置ける各光ビームが走査する副走査
方向の線の間隔を小さくすることが可能となる。即ち、
複数の光源から出射した各光ビームを副走査断面内にお
いて、光走査光学系を構成する各光学系の光軸に近いと
ころを使用することが可能となる為、各光源に対応した
光ビームの結像性能の相対差を少なくすることができ、
高画質な画像出力を得ることが可能となる。
【００６７】第１表に本発明の実施形態１のマルチビー
ム光走査光学系の諸特性を示す。
ム光走査光学系の諸特性を示す。
【００６８】走査レンズであるｆθレンズの主走査断面
の非球面形状は、各レンズ面と光軸との交点を原点と
し、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交
する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸
をＺ軸としたときに、
の非球面形状は、各レンズ面と光軸との交点を原点と
し、光軸方向をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交
する軸をＹ軸、副走査断面内において光軸と直交する軸
をＺ軸としたときに、
【外１７】
【００６９】なる式で表わされる。
【００７０】なお、Ｒは曲率半径、ｋ、Ｂ4〜Ｂ10は非
球面係数である。
球面係数である。
【００７１】ここで各係数がｙの値の正負によって異な
る場合は、ｙの値が正のときは係数として添字ｕのつい
たｋｕ、Ｂ4u〜Ｂ10uを、ｙの値が負のときは係数とし
て添字ｌのついたｋｌ、Ｂ4l〜Ｂ10lを使用する。
る場合は、ｙの値が正のときは係数として添字ｕのつい
たｋｕ、Ｂ4u〜Ｂ10uを、ｙの値が負のときは係数とし
て添字ｌのついたｋｌ、Ｂ4l〜Ｂ10lを使用する。
【００７２】一方副走査断面の形状は主走査方向のレン
ズ面座標がｙであるところの曲率半径ｒ′が、 ｒ′＝ｒ（１＋Ｄ2 ｙ2＋Ｄ4ｙ4＋Ｄ6ｙ6＋Ｄ8ｙ8＋Ｄ
10ｙ10） なる式で表わされる形状をしている。
ズ面座標がｙであるところの曲率半径ｒ′が、 ｒ′＝ｒ（１＋Ｄ2 ｙ2＋Ｄ4ｙ4＋Ｄ6ｙ6＋Ｄ8ｙ8＋Ｄ
10ｙ10） なる式で表わされる形状をしている。
【００７３】なお、ｒは光軸上における曲率半径、Ｄ2
〜Ｄ10は各係数である。
〜Ｄ10は各係数である。
【００７４】ここで各係数がｙの値の正負によって異な
る場合は、ｙの値が正のときは係数として添字ｕのつい
たＤ2u〜Ｄ10uを用いて計算された曲率半径ｒ′となっ
ており、ｙの値が負のときは係数として添字ｌのついた
Ｄ2l〜Ｄ10lを用いて計算された曲率半径ｒ′となって
いる。
る場合は、ｙの値が正のときは係数として添字ｕのつい
たＤ2u〜Ｄ10uを用いて計算された曲率半径ｒ′となっ
ており、ｙの値が負のときは係数として添字ｌのついた
Ｄ2l〜Ｄ10lを用いて計算された曲率半径ｒ′となって
いる。
【００７５】また第２表に、ｆ1 、ｆ2 、β2 、ｄの各
値と前記各条件式（１）〜（３）に対応する各特性値を
示す。各値とも前記各条件式を満足していることが解
る。
値と前記各条件式（１）〜（３）に対応する各特性値を
示す。各値とも前記各条件式を満足していることが解
る。
【００７６】
【表１】
【００７７】
【表２】
【００７８】
【表３】
【００７９】
【表４】
【００８０】また、図５にリレー光学系であるリレーレ
ンズ２で発生する球面収差と像面湾曲収差をそれぞれ示
し、図６に集光レンズ３によって発生する球面収差と像
面湾曲収差をそれぞれ示す。また、図７にリレーレンズ
２と集光レンズ３による入射光学系トータルの球面収差
と像面湾曲収差をそれぞれ示す。但し、ここにおける各
収差図は、偏向反射面５ａ側から光線を入射させた状態
で計算している。図から解る様に、リレーレンズ２で発
生する球面収差と像面湾曲収差とを集光レンズ３で発生
する球面収差と像面湾曲収差とで相殺している。ΔＭは
主走査断面内、ΔＳは副走査断面内での像面湾曲であ
る。
ンズ２で発生する球面収差と像面湾曲収差をそれぞれ示
し、図６に集光レンズ３によって発生する球面収差と像
面湾曲収差をそれぞれ示す。また、図７にリレーレンズ
２と集光レンズ３による入射光学系トータルの球面収差
と像面湾曲収差をそれぞれ示す。但し、ここにおける各
収差図は、偏向反射面５ａ側から光線を入射させた状態
で計算している。図から解る様に、リレーレンズ２で発
生する球面収差と像面湾曲収差とを集光レンズ３で発生
する球面収差と像面湾曲収差とで相殺している。ΔＭは
主走査断面内、ΔＳは副走査断面内での像面湾曲であ
る。
【００８１】次に、本発明の実施形態２について説明す
る。図８は本発明の実施形態２のマルチビーム光走査光
学系をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画
像形成装置に適用したときの主走査方向要部断面図であ
る。
る。図８は本発明の実施形態２のマルチビーム光走査光
学系をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画
像形成装置に適用したときの主走査方向要部断面図であ
る。
【００８２】本実施形態２においては、前記開口絞り６
をリレー光学系であるリレーレンズ２の後側焦点位置ｄ
ｆ2 よりも光源側に配置している。その他の諸特性値は
実施形態１と同様である。本実施形態２におけるｆ1 、
ｆ2 、β2 、ｄの各値と前記各条件式（１）〜（３）に
対応する各特性値を第３表に示す。
をリレー光学系であるリレーレンズ２の後側焦点位置ｄ
ｆ2 よりも光源側に配置している。その他の諸特性値は
実施形態１と同様である。本実施形態２におけるｆ1 、
ｆ2 、β2 、ｄの各値と前記各条件式（１）〜（３）に
対応する各特性値を第３表に示す。
【００８３】本実施形態２においては、前記開口絞り６
をリレー光学系であるリレーレンズ２の後側焦点位置ｄ
ｆ2 よりも光源側に配置している為、前記開口絞り６の
絞り径φ1 を実施形態１よりも大きく設定することが可
能となり、絞り径φ1 の内径公差に対する被走査面上で
のスポット径に与える影響を緩和している。それによっ
て、開口絞りの内径公差の許容度を実施形態１に比べて
２．０２倍にすることが出来、部品精度を緩和すること
を可能にしている。
をリレー光学系であるリレーレンズ２の後側焦点位置ｄ
ｆ2 よりも光源側に配置している為、前記開口絞り６の
絞り径φ1 を実施形態１よりも大きく設定することが可
能となり、絞り径φ1 の内径公差に対する被走査面上で
のスポット径に与える影響を緩和している。それによっ
て、開口絞りの内径公差の許容度を実施形態１に比べて
２．０２倍にすることが出来、部品精度を緩和すること
を可能にしている。
【００８４】一方、前記開口絞り６をリレー光学系であ
るリレーレンズ２の後側焦点位置からずらして配置して
いる為、前記主走査方向のピントずれに起因する、それ
ぞれの２つのビームの主走査方向の結像位置ずれδＹの
量はゼロとはなっていない。
るリレーレンズ２の後側焦点位置からずらして配置して
いる為、前記主走査方向のピントずれに起因する、それ
ぞれの２つのビームの主走査方向の結像位置ずれδＹの
量はゼロとはなっていない。
【００８５】本実施形態２においては、前記偏向反射面
５ａ上における各発光点から出射した光ビームの主光線
ＰＡ・ＰＢの離れ量Δ２は０．１６６ｍｍとなる。ここ
で、走査レンズであるｆθレンズの焦点距離は２１２ｍ
ｍであるから、例えば、主走査方向のピントずれが１ｍ
ｍ発生したときのそれぞれの２つのビームの主走査方向
の結像位置ずれΔＹは、
５ａ上における各発光点から出射した光ビームの主光線
ＰＡ・ＰＢの離れ量Δ２は０．１６６ｍｍとなる。ここ
で、走査レンズであるｆθレンズの焦点距離は２１２ｍ
ｍであるから、例えば、主走査方向のピントずれが１ｍ
ｍ発生したときのそれぞれの２つのビームの主走査方向
の結像位置ずれΔＹは、
【外１８】
【００８６】であらわされる。
【００８７】通常の走査光学系においては、主走査方向
のピントずれが２ｍｍを超えてくると主走査方向のスポ
ット径が肥大してしまう為、主走査方向のピントずれは
２ｍｍ以下になる様に組み立て調整が成されるのが普通
である。
のピントずれが２ｍｍを超えてくると主走査方向のスポ
ット径が肥大してしまう為、主走査方向のピントずれは
２ｍｍ以下になる様に組み立て調整が成されるのが普通
である。
【００８８】主走査方向のピントずれが２ｍｍであった
場合の前記それぞれの２つのビームの主走査方向の結像
位置ずれδＹは上式で計算された値の２倍の１．６μｍ
である。通常、この主走査方向の結像位置ずれ量は７μ
ｍを超えてくると画像として目立ち始めることが本発明
人らの実験によって確認されている。それに対して、本
実施形態２における２つのビームの主走査方向の結像位
置ずれ１．６μｍは十分に許容範囲内であることが解
る。
場合の前記それぞれの２つのビームの主走査方向の結像
位置ずれδＹは上式で計算された値の２倍の１．６μｍ
である。通常、この主走査方向の結像位置ずれ量は７μ
ｍを超えてくると画像として目立ち始めることが本発明
人らの実験によって確認されている。それに対して、本
実施形態２における２つのビームの主走査方向の結像位
置ずれ１．６μｍは十分に許容範囲内であることが解
る。
【００８９】本実施形態２においては、上記前記開口絞
り６をリレー光学系であるリレーレンズ２の後側焦点位
置よりも２．０２倍に設定し、部品精度を緩和すること
を可能とし、且つ、それぞれのビームの主走査方向の結
像位置ずれを十分許容範囲に収める設定とすることを可
能としている。
り６をリレー光学系であるリレーレンズ２の後側焦点位
置よりも２．０２倍に設定し、部品精度を緩和すること
を可能とし、且つ、それぞれのビームの主走査方向の結
像位置ずれを十分許容範囲に収める設定とすることを可
能としている。
【００９０】図１３は、本発明の画像形成装置の実施形
態を示す副走査方向の要部断面図である。図１３におい
て、符号１０４は本発明の画像形成装置を示す。この画
像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外
部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。このコ
ードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１
１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換さ
れる。この画像データＤｉは、実施形態１〜２に示した
構成を有するマルチビーム光走査光学系を使用したマル
チビーム光走査装置１００に入力される。そして、この
マルチビーム光走査装置１００からは、画像データＤｉ
に応じて変調された複数の光ビーム１０３が出射され、
この複数の光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の
感光面が主走査方向に走査される。
態を示す副走査方向の要部断面図である。図１３におい
て、符号１０４は本発明の画像形成装置を示す。この画
像形成装置１０４には、パーソナルコンピュータ等の外
部機器１１７からコードデータＤｃが入力する。このコ
ードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ１１
１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換さ
れる。この画像データＤｉは、実施形態１〜２に示した
構成を有するマルチビーム光走査光学系を使用したマル
チビーム光走査装置１００に入力される。そして、この
マルチビーム光走査装置１００からは、画像データＤｉ
に応じて変調された複数の光ビーム１０３が出射され、
この複数の光ビーム１０３によって感光ドラム１０１の
感光面が主走査方向に走査される。
【００９１】静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム
１０１は、モータ１１５によって時計廻り或いは反時計
周りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感
光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主
走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム
１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯
電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設
けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電
された感光ドラム１０１の表面に、前記マルチビーム光
走査装置１００によって走査される光ビーム１０３が照
射されるようになっている。
１０１は、モータ１１５によって時計廻り或いは反時計
周りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感
光ドラム１０１の感光面が光ビーム１０３に対して、主
走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム
１０１の上方には、感光ドラム１０１の表面を一様に帯
電せしめる帯電ローラ１０２が表面に当接するように設
けられている。そして、帯電ローラ１０２によって帯電
された感光ドラム１０１の表面に、前記マルチビーム光
走査装置１００によって走査される光ビーム１０３が照
射されるようになっている。
【００９２】先に説明したように、複数の光ビーム１０
３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この
複数の光ビーム１０３を照射することによって感光ドラ
ム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜
像は、上記複数の光ビーム１０３の照射位置よりもさら
に感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１
０１に当接するように配設された現像器１０７によって
トナー像として現像される。
３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この
複数の光ビーム１０３を照射することによって感光ドラ
ム１０１の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜
像は、上記複数の光ビーム１０３の照射位置よりもさら
に感光ドラム１０１の回転方向の下流側で感光ドラム１
０１に当接するように配設された現像器１０７によって
トナー像として現像される。
【００９３】現像器１０７によって現像されたトナー像
は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対
向するように配設された回転ローラ１０８によって被転
写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光
ドラム１０１の前方（図１３において右側）の用紙カセ
ット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可
能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１
１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１
１２を搬送路へ送り込む。
は、感光ドラム１０１の下方で、感光ドラム１０１に対
向するように配設された回転ローラ１０８によって被転
写材たる用紙１１２上に転写される。用紙１１２は感光
ドラム１０１の前方（図１３において右側）の用紙カセ
ット１０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可
能である。用紙カセット１０９端部には、給紙ローラ１
１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１
１２を搬送路へ送り込む。
【００９４】以上のようにして、未定着トナー像を転写
された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１
３において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内
部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３
とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加
圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送さ
れてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１
１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙
１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ロ
ーラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されてお
り、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せ
しめる。
された用紙１１２はさらに感光ドラム１０１後方（図１
３において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内
部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ１１３
とこの定着ローラ１１３に圧接するように配設された加
圧ローラ１１４とで構成されており、転写部から搬送さ
れてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１
１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙
１１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ロ
ーラ１１３の後方には排紙ローラ１１６が配設されてお
り、定着された用紙１１２を画像形成装置の外に排出せ
しめる。
【００９５】図１３においては図示していないが、プリ
ントコントローラ１１１は、先に説明データの変換だけ
でなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、
マルチビーム光走査装置内のポリゴンモータなどの制御
をも行う。
ントコントローラ１１１は、先に説明データの変換だけ
でなく、モータ１１５を始め画像形成装置内の各部や、
マルチビーム光走査装置内のポリゴンモータなどの制御
をも行う。
【００９６】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によるマルチ
ビーム光走査光学系においては、入射光学系をリレー光
学系と集光レンズとを最適な構成とすることによって、
複雑な調整を必要とせず、効果的に複数光源からの光束
の結像位置ずれを防止することによって、高速でしかも
高画質に最適なマルチビーム光走査光学系及びそれを用
いた画像形成装置を提供することが可能となった。
ビーム光走査光学系においては、入射光学系をリレー光
学系と集光レンズとを最適な構成とすることによって、
複雑な調整を必要とせず、効果的に複数光源からの光束
の結像位置ずれを防止することによって、高速でしかも
高画質に最適なマルチビーム光走査光学系及びそれを用
いた画像形成装置を提供することが可能となった。
【図１】本発明の実施形態１のマルチビーム光走査光学
系の主走査方向の要部断面図。
系の主走査方向の要部断面図。
【図２】本発明の実施形態１効果を説明する為のマルチ
ビーム光走査光学系における光ビーム入射光学系の図。
ビーム光走査光学系における光ビーム入射光学系の図。
【図３】本発明の実施形態１のマルチビーム光走査光学
系の主走査方向の断面図。
系の主走査方向の断面図。
【図４】本発明の実施形態１のマルチビーム光走査光学
系の主走査方向断面の構成を説明する図。
系の主走査方向断面の構成を説明する図。
【図５】リレーレンズ２で発生する球面収差と像面湾曲
収差を示す図。
収差を示す図。
【図６】集光レンズ３によって発生する球面収差と像面
湾曲収差を示す図。
湾曲収差を示す図。
【図７】リレーレンズ２と集光レンズ３による入射光学
系トータルの球面収差と像面湾曲収差を示す図。
系トータルの球面収差と像面湾曲収差を示す図。
【図８】本発明の実施形態２のマルチビーム光走査光学
系の主走査方向の要部断面図。
系の主走査方向の要部断面図。
【図９】従来のマルチビーム光走査光学系を説明する
図。
図。
【図１０】従来のマルチビーム光走査光学系の発光点の
配置のしかたを示す図。
配置のしかたを示す図。
【図１１】従来のマルチビーム光走査光学系の発光点の
配置のしかたを示す図。
配置のしかたを示す図。
【図１２】従来のマルチビーム光走査光学系においてピ
ントずれが発生した場合の説明図。
ントずれが発生した場合の説明図。
【図１３】本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走
査方向の要部断面図。
査方向の要部断面図。
１ 複数光源（半導体レーザー） ２ リレーレンズ ３ 集光レンズ ４ シリンドリカルレンズ ５ 光偏向手段（ポリゴンミラー） ６ 開口絞り ７ 走査レンズ（ｆθレンズ） ８ 被走査面（感光ドラム）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 13/18 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ Ｈ０４Ｎ 1/113 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４Ａ Ｆターム(参考） 2C362 AA11 AA14 AA34 BA58 BA82 BA84 BB14 DA03 2H045 AA01 BA22 BA33 CA04 CA34 CA55 CA68 CB15 CB24 2H087 KA19 LA22 LA27 LA28 NA08 PA02 PA04 PA08 PA17 PB02 PB04 PB08 QA03 QA06 QA12 QA21 QA26 QA32 QA41 RA07 RA08 UA01 5C072 AA03 BA15 DA15 HA02 HA06 HA13 RA12 XA05
Claims (25)
- 【請求項１】 複数の光源から出射したそれぞれの光ビ
ームを集光レンズで集光し、光偏向器の偏向面上に入射
させる光ビーム入射光学系を有するマルチビーム光走査
光学系において、 前記光ビーム入射光学系は、前記複数の光源と前記集光
レンズの間にリレー光学系を設け、前記リレー光学系に
よる前記複数光源のそれぞれの結像点よりも光源側に、
前記複数光源から出射したそれぞれの光ビームのビーム
幅を制限する開口絞りを配置したことを特徴とするマル
チビーム光走査光学系。 - 【請求項２】 前記集光レンズは、前記開口絞りと前記
光偏向器の偏向面とを略共役な関係とするように配置さ
れていることを特徴とする請求項１記載のマルチビーム
光走査光学系。 - 【請求項３】 前記リレー光学系の焦点距離をｆ2 、前
記リレー光学系の後側主点から前記開口絞りまでの距離
をｄ、としたとき、以下の条件式を満足することを特徴
とする請求項２記載のマルチビーム光走査光学系。 【外１】 - 【請求項４】 前記複数の光源は、少なくとも走査方向
にずらして配置されていることを特徴とする請求項３記
載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項５】 前記集光レンズの焦点距離をｆ1 、前記
リレー光学系の焦点距離をｆ2 、としたとき、以下の条
件式を満足することを特徴とする請求項４記載のマルチ
ビーム光走査光学系。 【外２】 - 【請求項６】 前記リレー光学系は、前記複数の光源を
等倍以下に結像することを特徴とする請求項４記載のマ
ルチビーム光走査光学系。 - 【請求項７】 前記リレー光学系の結像倍率をβ2 とし
たとき、以下の条件式を満足することを特徴とする請求
項６記載のマルチビーム光走査光学系。 【外３】 - 【請求項８】 前記リレー光学系で発生する球面収差
を、前記集光レンズで相殺することを特徴とする請求項
５又は請求項７記載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項９】 前記リレー光学系で発生する像面湾曲収
差を、前記集光レンズで相殺することを特徴とする請求
項５又は請求項７記載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項１０】 前記リレー光学系は１群構成で構成さ
れることを特徴とする請求項８又は請求項９記載のマル
チビーム光走査光学系。 - 【請求項１１】 前記集光レンズは、光源側より順に凹
レンズ、凸レンズの２枚で構成されていることを特徴と
する請求項１０記載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項１２】 前記リレー光学系は、同一形状の凸レ
ンズ２枚で構成されていることを特徴とする請求項１１
記載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項１３】 少なくとも走査方向にずらして配置さ
れた複数の光源から出射したそれぞれの光ビームを集光
レンズで集光し、光偏向器の偏向面上に入射させる光ビ
ーム入射光学系を有するマルチビーム光走査光学系にお
いて、前記光ビーム入射光学系は、前記複数の光源と前
記集光レンズの間にリレー光学系を設け、前記リレー光
学系による前記複数光源のそれぞれの結像点よりも光源
側に、前記複数光源から出射したそれぞれの光ビームの
ビーム幅を制限する開口絞りを配置し、前記開口絞りは
前記集光レンズにより前記光偏向器の偏向面と略共役な
関係とされており、前記リレー光学系は、前記複数の光
源を等倍以下に結像するように構成され、前記集光レン
ズの焦点距離をｆ1 、前記リレー光学系の焦点距離をｆ
2 、前記リレー光学系の結像倍率をβ2 、前記リレー光
学系の後側主点から前記開口絞りまでの距離をｄ、とし
たとき、以下の各条件式を満足することを特徴とするマ
ルチビーム光走査光学系。 【外４】 - 【請求項１４】 前記リレー光学系で発生する球面収差
を、前記集光レンズで相殺することを特徴とする請求項
１３記載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項１５】 前記リレー光学系で発生する像面湾曲
収差を、前記集光レンズで相殺することを特徴とする請
求項１３記載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項１６】 前記リレー光学系は１群構成で構成さ
れることを特徴とする請求項１４又は請求項１５記載の
マルチビーム光走査光学系。 - 【請求項１７】 前記集光レンズは、光源側より順に凹
レンズ、凸レンズの２枚で構成されていることを特徴と
する請求項１６記載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項１８】 前記リレー光学系は、同一形状の凸レ
ンズ２枚で構成されていることを特徴とする請求項１７
記載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項１９】 少なくとも走査方向にずらして配置さ
れた複数の光源から出射したそれぞれの光ビームを集光
レンズで集光し、光偏向器の偏向面上に入射させる光ビ
ーム入射光学系を有するマルチビーム光走査光学系にお
いて、前記光ビーム入射光学系は、前記複数の光源と前
記集光レンズの間にリレー光学系を設け、前記リレー光
学系による前記複数光源のそれぞれの結像点よりも光源
側に、前記複数光源から出射したそれぞれの光ビームの
ビーム幅を制限する開口絞りを配置し、前記開口絞りは
前記集光レンズにより前記光偏向器の偏向面と略共役な
関係とされており、前記リレー光学系は、前記複数の光
源を等倍以下に結像するように構成され、前記集光レン
ズの焦点距離をｆ1 、前記リレー光学系の焦点距離をｆ
2 、前記リレー光学系の結像倍率をβ2 、前記リレー光
学系の後側主点から前記開口絞りまでの距離をｄ、とし
たとき、以下の各条件式を満足し、且つ、前記リレー光
学系で発生する球面収差と像面湾曲収差を前記集光レン
ズで相殺することを特徴とするマルチビーム光走査光学
系。 【外５】 - 【請求項２０】 前記リレー光学系は１群構成で構成さ
れることを特徴とする請求項１９記載のマルチビーム光
走査光学系。 - 【請求項２１】 前記集光レンズは、光源側より順に凹
レンズ、凸レンズの２枚で構成されていることを特徴と
する請求項２０記載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項２２】 前記リレー光学系は、同一形状の凸レ
ンズ２枚で構成されていることを特徴とする請求項２１
記載のマルチビーム光走査光学系。 - 【請求項２３】 請求項１から請求項２２の何れか１項
記載のマルチビーム光走査光学系を用いたことを特徴と
するマルチビーム光走査装置。 - 【請求項２４】 請求項２３記載のマルチビーム光走査
装置と、被走査面に配置された感光体と、前記マルチビ
ーム光走査装置で走査されたそれぞれの光ビームによっ
て前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として
現像する現像器と、前記現像されたトナー像を被転写材
に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に
定着させる定着器とから成ることを特徴とする画像形成
装置。 - 【請求項２５】 請求項２３記載のマルチビーム光走査
装置と、外部機器から入力されたコードデータを画像信
号に変換して前記マルチビーム光走査装置に出力せしめ
るプリンタコントローラとから成ることを特徴とする画
像形成装置。
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