JP3902933B2 - 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 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は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し，特に複数の光源手段を用いて被走査面上を高速で光走査するようにした、例えばレーザープリンターやデジタル複写機やマルチファンクションプリンター（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
光走査光学系はレーザビームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンター等の書き込み光学系として広く応用されており、近年この光走査光学系が普及するに伴ってさらなる高画質化、高速化の要求が高まっている。高速化を達成するためには光偏向器であるポリゴンミラーの面数の増加や回転数を例えば２倍、３倍、さらにはそれ以上に上げること等が考えられるが、これら単純な光学諸源の変更ではポリゴンモーターへの負荷が大きくなりすぎて、すぐに性能限界に達してしまう。
【０００３】
また高速化を達成するためのアプローチは種々と提案されており、例えば特開平１１−８４２８３号公報に提案されているようにｎ本の光ビームで並列ライン走査を行うマルチビーム走査方式を用いれば光偏向器の回転数を変えずにｎ倍の高速化が達成できる。
【０００４】
同公報ではｎ個の発光点を有するｍ個の光源を用い、該ｍ個の光源から出射した（ｎ×ｍ）本の光ビームをビーム合成手段としての合成プリズムにより略同一の方向に出射するように合成して（ｎ×ｍ）本の光束のマルチビーム化を達成する手段を開示している。また同公報におけるビーム合成手段によれば（ｎ×ｍ）本の光ビームはそれらが出射する平面において互いに所定の角度θＢを有し、さらに（ｎ×ｍ）本の並ぶ方向（平面）を主走査方向に対して所定の角度θＲだけ傾けることにより、それぞれの光ビームを走査線上に配置している。
【０００５】
このようにビーム合成手段を用いることにより、ｍ個の光源から出射する光ビームを入れ子に配置することができるので光ビームの広がりを抑えることができ、（ｎ×ｍ）個の発光点をもつ１つのアレイレーザに比べて主走査方向への光ビームの広がりが抑えられ、回転多面鏡や光学素子が大きくならないという利点がある。
【０００６】
また光源、コリメーターレンズ、そしてビーム合成手段を一体化した光源装置として扱い、これを光軸周りに回転調整することで高精度な走査線間隔の調整を実現している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ただ主走査方向に角度θＢをつけて合成ビームを入れ子にしただけではポリゴンミラー面上での光ビームの主走査方向の広がりをまだ十分抑えきれているとは言えない。マルチビーム光走査光学系においては主走査方向のピントずれによるジッターの発生を考慮しなければならない。この原理を図６を用いて説明する。
【０００８】
図６は従来のマルチビーム光走査光学系の主走査断面図である。今、簡単のために２個の発光点６１ａ，６１ｂを有する光源６１の例で説明する。
【０００９】
光源６１から出射した２本の光ビームが主走査方向に互いに角度θＢでポリゴンミラー（光偏向器）６５の偏向面（反射面）６５ａに入射しているとする。２本の光ビームの主光線はコリメータ−レンズ６２の直後の絞り６３の位置で交差するが、偏向面６５ａ上では互いに離間して主走査方向に異なる位置で反射される。被走査面６７上の同一像高に結像させるため、それぞれの光ビームを偏向する偏向角（ポリゴン角）は６５a′のようにθＢ／２だけ位相が異なって反射されるので同一像高に到達する光線の間には主走査方向に角度差が生じる。ここで何らかの理由で主走査方向のピントずれが生じた（図６では被走査面が位置６７から位置６７′にずれた）場合、図６に示すように被走査面６７′上に結像する位置に主走査方向にδＹのずれが生じてしまう。
【００１０】
ｎ個の発光点を有するｍ個の光源から出射した（ｎ×ｍ）本の光ビームを上記の如くビーム合成手段により合成した場合は、合成された後、（ｎ×ｍ）本の光ビームが主走査方向に成す最大の角度をθＢと考えれば、同様にジッターの発生を説明することができる。即ち、合成する光ビームの数に比例して角度θＢが大きくなり、この角度θＢに比例してずれ量δＹが大きくなる。
【００１１】
従来はこのような複数ビームの結像位置のずれが印字精度の低下やあ画質の劣化等を招いてしまうという問題点があった。
【００１２】
ところで主走査方向にピントがずれる要因はさまざまで、例えば光学部品の結像性能や部品間の配置精度等が主な要因であるが、それらを完全に無くすことは難しい。したがって、ピントずれによる複数ビームの結像位置のずれによる印字精度の低下や画質等の劣化を補正することは非常に困難であった。
【００１３】
本発明は１つ以上の発光点を有する複数の光源手段から出射された複数の光ビームの被走査面上における結像位置のずれを低減し、良好なる印字精度、高画質な画像を得ることができる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の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のマルチビーム光走査装置は、
少なくとも主走査方向に離間したｎ（ｎ≧２）個の発光点を有するｍ（ｍ≧２）個の光源手段と、（ｎ×ｍ）本の光ビームを合成するビーム合成手段と、該ビーム合成手段からの（ｎ×ｍ）本の光ビームを偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの（ｎ×ｍ）本の光ビームを被走査面上に結像させる結像光学系と、を有し、該偏向手段の偏向走査により該（ｎ×ｍ）本の光ビームで被走査面上を主走査方向に走査するマルチビーム光走査光学系において、
前記ｍ個の光源手段毎に前記ｎ個の発光点から出射した光ビームを前記ビーム合成手段に導光するカップリングレンズと、前記ビーム合成手段と前記偏向手段との間の光路中に設けられた絞りを備えており、
前記マルチビーム光走査光学系は、前記（ｎ×ｍ）本の光ビームの各主光線を主走査断面内において該絞りの位置で交差させ、該被走査面上において副走査方向に隣接する光ビームは互いに異なる光源手段から出射した光ビームとする光学系であり、
前記複数の発光点の主走査方向の間隔をＤ、該カップリングレンズの焦点距離をｆ col 、前記絞りから前記偏向手段の偏向面までの距離をＬ 1 、前記結像光学系の主走査方向の焦点距離を f _{f θ} 、前記被走査面上における主走査方向の記録密度をＤＰＩとするとき、
【数３】
を満足するように該絞りを光路中に配置していることを特徴としている。
【００１５】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記ビーム合成手段から出射した（ｎ×ｍ）本の光ビームを前記偏向手段の偏向面に主走査方向に長い線像とする光学手段を有していることを特徴としている。
【００１６】
請求項３の発明は請求項２の発明において、
前記絞りは前記光学手段と前記偏向手段との間の光路中に配置されており、該光学手段から該偏向手段の偏向面の光反射点までの光軸方向の距離をＬｈ、前記光学手段から該絞りまでの光軸方向の距離をＬｐとするとき、
Ｌｈ／２＜Ｌｐ
を満足することを特徴としている。
【００１７】
請求項４の発明のマルチビーム光走査装置は、
少なくとも主走査方向に離間した２個の発光点を有する第１の光源手段と、１個の発光点を有する第２の光源手段と、３本の光ビームを合成するビーム合成手段と、該ビーム合成手段からの３本の光ビームを偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの３本の光ビームを被走査面上に結像させる結像光学系と、を有し、該偏向手段の偏向走査により該３本の光ビームで被走査面上を主走査方向に走査するマルチビーム光走査光学系において、
前記第１の光源手段及び第２の光源手段毎に前記発光点から出射した光ビームを前記ビーム合成手段に導光するカップリングレンズと、前記ビーム合成手段と前記偏向手段との間の光路中に設けられた絞りを備えており、
前記マルチビーム光走査光学系は、前記３本の光ビームの各主光線を主走査断面内において該絞りの位置で交差させ、該被走査面上において副走査方向に隣接する光ビームは互いに異なる光源手段から出射した光ビームとする光学系であり、
前記複数の発光点の主走査方向の間隔をＤ、該カップリングレンズの焦点距離をｆ col 、前記絞りから前記偏向手段の偏向面までの距離をＬ 1 、前記結像光学系の主走査方向の焦点距離を f _{f θ} 、前記被走査面上における主走査方向の記録密度をＤＰＩとするとき、
【数４】
を満足するように該絞りを光路中に配置していることを特徴としている。
【００１８】
請求項５の発明は請求項４の発明において、
前記ビーム合成手段から出射した３本の光ビームを前記偏向手段の偏向面に主走査方向に長い線像とする光学手段を有していることを特徴としている。
【００１９】
請求項６の発明は請求項５の発明において、
前記絞りは前記光学手段と前記偏向手段との間の光路中に配置されており、該光学手段から該偏向手段の偏向面の光反射点までの光軸方向の距離をＬｈ、前記光学手段から該絞りまでの光軸方向の距離をＬｐとするとき、
Ｌｈ／２＜Ｌｐ
を満足することを特徴としている。
【００２０】
請求項７の発明のマルチビーム光走査装置は、
少なくとも主走査方向に離間したｎ（ｎ≧２）個の発光点を有するｍ（ｍ≧２）個の光源手段と、（ｎ×ｍ）本の光ビームを合成するビーム合成手段と、該ビーム合成手段からの（ｎ×ｍ）本の光ビームを偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの（ｎ×ｍ）本の光ビームを被走査面上に結像させる結像光学系と、を有し、該偏向手段の偏向走査により該（ｎ×ｍ）本の光ビームで被走査面上を主走査方向に走査するマルチビーム光走査光学系において、
前記マルチビーム光走査光学系は、該被走査面上において副走査方向に隣接する光ビームは互いに異なる光源手段から出射した光ビームとする光学系であり、
前記光源手段からの（ｎ×ｍ）本の光ビームの夫々は、該光ビームの主走査方向の幅が前記偏向手段の偏向面の主走査方向の幅より広い幅で該偏向面に入射していることを特徴としている。
【００２１】
請求項８の発明のマルチビーム光走査装置は、
少なくとも主走査方向に離間した２個の発光点を有する第１の光源手段と、１個の発光点を有する第２の光源手段と、３本の光ビームを合成するビーム合成手段と、該ビーム合成手段からの３本の光ビームを偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの３本の光ビームを被走査面上に結像させる結像光学系と、を有し、該偏向手段の偏向走査により該３本の光ビームで被走査面上を主走査方向に走査するマルチビーム光走査光学系において、
前記マルチビーム光走査光学系は、該被走査面上において副走査方向に隣接する光ビームは互いに異なる光源手段から出射した光ビームとする光学系であり、
前記光源手段からの３本の光ビームの夫々は、該光ビームの主走査方向の幅が前記偏向手段の偏向面の主走査方向の幅より広い幅で該偏向面に入射していることを特徴としている。
【００２２】
請求項９の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至８の何れか１項に記載のマルチビーム光走査光学系と、前記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光学系で走査された光束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、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を有することを特徴としている。
【００２３】
請求項１０の発明の画像形成装置は、
請求項１乃至８の何れか１項に記載のマルチビーム光走査光学系と、外部機器から入力し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光学系に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴としている。
【００３１】
【発明の実施の形態】
[実施形態１]
図１は本発明のマルチビーム走査光学系の実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００３２】
尚、本明細書においては結像光学系の光軸と光偏向器により偏向された光ビーム（光束）とが形成する面を主走査断面、結像光学系の光軸を含み主走査断面と直交する面を副走査断面と定義する。
【００３３】
同図において１１は光源装置であり、第１，第２の光源手段１，２を有し、第１の光源手段１は２個の発光点１ａ，１ｂを有し、第２の光源手段２は同様に２個の発光点２ａ，２ｂを有している。
【００３４】
３,４は各々カップリングレンズ（コリメーターレンズ）であり、第１，第２の光源手段１,２に対応して配されており、該第１、第２の光源手段１,２から各々出射した４本の光ビームを略平行光ビーム（もしくは略収束光ビームもしくは略発散光ビーム）に変換し、後述するビーム合成手段５に導光している。
【００３５】
尚、本実施形態では光源装置１１を第１、第２の光源手段１，２の２つから構成したが、３個以上の光源手段で構成しても良く、また第１、第２の光源手段を３個以上の発光点を有するように構成しても良い。
【００３６】
５はビーム合成手段であり、複数のプリズムを有する複合プリズムより成り、第１の光源手段１からの光ビームが入射する面に１／２波長板６を備え、接合面に偏光ビームスプリッタ面を備え、出射面に１／４波長板７を備えている。
【００３７】
１／２波長板６は第１の光源手段１から出射した光束の偏光方向を紙面内の直線偏光（Ｐ偏光）に変換している。偏光ビームスプリッタ面は紙面と垂直な直線偏光（Ｓ偏光）を反射し、紙面内の直線偏光(Ｐ偏光)を透過している。１／４波長板７はビーム合成手段５で合成された９０度偏光方向が異なる２つの偏光ビームをそれぞれ円偏光（右円偏光と左円偏光）に変換している。偏光方向が異なる２つの直線偏光を円偏光に変換することにより、偏光の違いによる光学部品の反射率差をなくすことができ、走査ビーム間の光量差を均一にできる。
【００３８】
本実施形態では第１の光源手段１から入射した２本の光ビームの偏光方向を９０度回転させ、偏光ビームスプリッタ面で該２本の光ビームを反射させて、第２の光源手段２から入射した２本の光ビームと合成している。
【００３９】
８は光学手段としてのシリンドリカルレンズであり、副走査方向のみに所定の屈折力を有しており、ビーム合成手段５から出射した４本の光ビームを偏向手段としての光偏向器１０の偏向面（反射面）１０ａ又はその近傍に主走査方向に長い線像として結像させている。
【００４０】
９は絞りであり、シリンドリカルレンズ８と光偏向器１０との間の光路内で、かつ後述する条件式（１）を満足するように該光偏向器１０の偏向面１０ａに近接させて配置している。この絞り９の配置位置により、光偏向器１０の偏向面上における４本の光ビームの主走査方向の広がりが抑えられ、偏向面を大きくならないようにしている。
【００４１】
本実施形態では第１，第２の２つの光源手段１，２から出射された４本の光ビームの各主光線が絞り９の位置で交差するように構成しており、被走査面１２上における副走査方向に隣接する光ビームが互いに異なる光源手段から出射した光ビームと成るようにしている。
【００４２】
１０は偏向手段としての光偏向器であり、例えば６面構成の回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、モータ等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００４３】
１１は集光機能とｆθ特性とを有する結像光学系（走査レンズ系）であり、プラスチック材料（透明樹脂材）より成る第１、第２の２枚の走査レンズ１１ａ，１１ｂより成り、光偏向器１０によって反射偏向された画像情報に基づく光ビームを被走査面としての感光ドラム面１２上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器１０の偏向面１０ａと感光ドラム面１２との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有している。
【００４４】
本実施形態において画像情報に応じて第１、第２の光源手段１，２から光変調され出射した４本の光ビームは各々対応するカップリングレンズ３，４により略平行光ビーム（もしくは略収束光ビームもしくは略発散光ビーム）に変換され、ビーム合成プリズム５により略同一の方向に出射するように合成される。ビーム合成プリズム５により合成され出射した４本の光ビーム（略平行光ビーム）はシリンドリカルレンズ８に入射する。シリンドリカルレンズ８に入射した光ビームのうち主走査断面内においてはそのままの状態で出射して絞り９を通過する（一部遮光される）。また副走査断面内においては収束して絞り９を通過し（一部遮光される）光偏向器１０の偏向面１０ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そして光偏向器１０の偏向面１０ａで反射偏向された４本の光ビームは各々結像光学系１１により感光ドラム面１２上にスポット状に結像され、該光偏向器１０を図中矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面１２上を矢印Ｂ方向（主走査方向）に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面１２上に４本の走査線を同時に形成し、画像記録を行っている
本実施形態においては第１の光源手段１から出射した２本の光ビームの主光線のなす角度の間に第２の光源手段２から出射した光ビームの主光線の１本が入るようにビーム合成プリズム５により合成しており、これにより絞り９位置では主走査断面内において、４本の光ビームが交互に入れ子状態で交差するようにしている。このように入れ子状態で交差するように光ビームを合成することにより、偏向面１０ａ上での４本の光ビームの主走査方向の広がりを十分に抑えることができ、主走査方向のピントずれによるジッターを低減させることができる。
【００４５】
図２は本実施形態における絞りの配置条件を説明するための説明図である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００４６】
本実施形態においてシリンドリカルレンズ８から光偏向器１０の偏向面１０ａの光反射点までの光軸方向の距離をＬｈ、該シリンドリカルレンズ８から絞り９までの光軸方向の距離をＬｐとするとき、
Ｌｈ／２＜Ｌｐ ‥‥（１）
を満足するように各パラメーターを設定している。これにより本実施形態では第１、第２の２つの光源手段１，２から出射した４本の光ビームの結像位置のずれを低減することができる。
【００４７】
また本実施形態においては走査面側から第１、第２の光源手段１，２を見たときの複数の発光点の主走査方向の間隔をＤ、カップリングレンズ３４の焦点距離をｆ_ｃｏｌ、絞り９から光偏向器１０の偏向面１０ａまでの距離をＬ_１、結像光学系１１の主走査方向の焦点距離をｆ_ｆθ、被走査面１２上における主走査方向の記録密度をＤＰＩとするとき、
【００４８】
【数５】
【００４９】
を満足するように各パラメータを設定している。これにより本実施形態では第１、第２の２つの光源手段１，２からの光ビームの結像位置のずれの発生を抑えている。
【００５０】
次に上記の条件式（２）の技術的意味について説明する。
【００５１】
図２で示す如くシリンドリカルレンズ８と光偏向器１０との間の位置に絞り９があるとき、偏向面１０ａ上での２つの光ビームの主光線の離間距離ｈ′はカップリングレンズ（３・４）を出射した後の２本の光ビームの成す角度と一定に保たれなければならないので、
【００５２】
【数４】
【００５３】
で表される。
【００５４】
結像光学系１１を出射した後の２本の光ビームの成す角度は、
【００５５】
【数５】
【００５６】
で表されることになるから、これは即ち、主走査方向にピントが１ｍｍずれたときの２本の光ビームが結像する位置のずれ量δＹである。
【００５７】
そこで本実施形態においては、上記条件式（２）を満足するように各要素を設定することにより、ずれ量ΔＹが許容範囲内である記録密度の１／４画素以下になるようにしている。これにより良好なる画像を得ている。
【００５８】
このように本実施形態においては上述の如く絞り９の位置を適切に配置すると共に第１、第２の光源手段１，２から出射された４本の光ビームを入れ子のライン間配置に成るように構成することにより、４本の光ビームが主走査方向に成す最大の角度θＢを減少させ、主走査方向のピントずれによるジッターを低減させている。
【００５９】
更に本実施形態では上記条件式（１）又は／及び（２）を満足するように各要素を設定することにより、複数ビームの結像位置のずれを低減させることができ、これにより良好なる印字精度、高画質な画像を得ている。
【００６０】
尚、カップリングレンズ３，４によるビーム変換を略収束光束、または略発散光束に変換すると偏向走査により主走査方向のジッターが発生するが、感光ドラム面に副走査方向に所定の角度で入射するときに発生するマルチビームジッターとキャンセルするように入射する方向を選べばマルチビームで発生するトータルのジッター量を低減させることができる。
【００６１】
また本実施形態では２個の発光点を有する２個の光源手段から出射される４本の光ビームを合成する場合を示したが、ｎ（ｎ≧２）個の発光点を有するｍ（ｍ≧２）個の光源手段の（ｎ×ｍ）本の光ビームを合成する場合と一般化して考えることができる。
【００６２】
[実施形態２]
図３は本発明のマルチビーム光走査光学系の実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６３】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は光源装置３１を１個の発光点２１ａを有する第１の光源手段２１と２個の発光点２２ａ，２２ｂを有する第２の光源手段２２とから構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり，これにより同様な効果を得ている。
【００６４】
即ち、同図において３１は光源装置であり、１個の発光点２１aを有する第１の光源手段２１と２個の発光点２２ａ，２２ｂを有する第２の光源手段２２とを有している。
【００６５】
本実施形態において第１の光源手段２１から出射した１本の光ビームの主光線を第２の光源手段２２から出射した２本の光ビームの主光線が成す角度の間に入るようにビーム合成手段で合成している。これにより本実施形態では光偏向器１０の偏向面１０ａ上での３本の光ビームの広がりを抑えることができ、ピントずれにより発生するジッターを低減できる。絞り９の配置位置による効果は前述の実施形態１と同様である。
【００６６】
尚、カップリングレンズ３，４によるビーム変換を略収束光ビームまたは略発散光ビームに変換する効果は、前述の実施形態１で説明したのと同じく感光ドラム面１２に異なって入射する光ビームの入射角で発生するジッターとキャンセルさせることで得られる。
【００６７】
[実施形態３]
図４は本発明のマルチビーム光走査光学系の実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６８】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点はマルチビーム光走査光学系をオーバーフィルド走査光学系より構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態１と略同様であり，これにより同様な効果を得ている。
【００６９】
即ち、同図において１２面構成よりなる光偏向器２０の偏向面２０ａに入射する４本の光ビームは、主走査断面内において複数の偏向面にまたがって入射しており（光ビームが偏向面２０ａの主走査方向の幅より広い幅で入射しており）、偏向面２０ａの主走査方向の幅が実効的な絞りとなっている。このような入射光束と偏向面の関係をもつ走査光学系はオーバーフィルド走査光学系と呼ばれる。
【００７０】
オーバーフィルド走査光学系では複数の光源手段から出射した複数の光ビームをビーム合成手段（複合プリズム）で合成して、主走査面内で互いに所定の角度差をつけて偏向面に入射させた場合、該複数の光ビームは必ず偏向面上で一点に交差する。偏向面上で一点に交差した各光ビームは所定の位相差で偏向走査されるが、反射点が同じであるため、結像光学系に向かう光ビームの主光線はすべて同じ光路をたどって被走査面上の像高に到達する。このため、主走査方向のピントずれによるジッターは原理的に発生しない。偏向面が理想的な絞り配置となっているのである。
【００７１】
このように本実施形態においては上述の如く第１、第２の光源手段２１，２２から出射した４本の光ビームが複数の偏向面にまたがって照射することにより、主走査方向のピントずれによるジッターの発生を原理的に発生させなくすることができる。
【００７２】
[実施形態４]
次に本発明のマルチビーム光走査光学系の実施形態４について説明する。
【００７３】
本実施形態において前述の実施形態２と異なる点はマルチビーム光走査光学系をオーバーフィルド走査光学系より構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態２及び実施形態３と略同様であり，これにより同様な効果を得ている。
【００７４】
［画像形成装置］
図５は、前述した実施形態１、２、３又は４のマルチビーム光走査光学系を用いた画像形成装置（電子写真プリンタ）の実施形態を示す副走査断面内における要部断面図である。図５において、符号１０４は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１１１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、各実施形態１、２、３、４で示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット（マルチビーム光走査光学系）１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム（光束）１０３が射出され、この光ビーム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。
【００７５】
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、前記光走査ユニット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。
【００７６】
先に説明したように、光ビーム１０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム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の回転断面内における下流側で感光ドラム１０１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。
【００７７】
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転写ローラ（転写器）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５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１１０が配設されており、用紙カセット１０９内の用紙１１２を搬送路へ送り込む。
【００７８】
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５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、転写部から撒送されてきた用紙１１２を定着ローラ１１３と加圧ローラ１１４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。
【００７９】
図５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、先に説明した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、光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く絞り位置を適切に配置すると共に複数の光源手段から出射された複数の光ビームの各主光線が絞りの位置で交差させ、被走査面上における副走査方向に隣接する光ビームが互いに異なる光源手段から出射した光ビームと成るように構成することにより、偏向面上の各主光線の間隔を減少させることができ、これにより主走査方向のピントずれによるジッターの発生を効果的に抑制することができる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達成することができる。
【００８１】
また本発明によれば前述の如く各条件式を満足するように各パラメータ−を適切に設定することにより、光ビームの結像位置のズレ量を解像度の１／４画素以下に抑えることができ、更にはビーム合成手段で合成した複数の光ビームをオーバーフィルド走査光学系に適用することにより、絞り位置を理想的な配置とすることができ、これにより主走査方向のピントずれによるジッタ−の発生を原理的に発生させなくすることができる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達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のマルチビーム光走査光学系の実施形態１の主走査断面図
【図２】 主走査方向のピントずれの条件式を説明する図
【図３】 本発明のマルチビーム光走査光学系の実施形態２の主走査断面図
【図４】 本発明のマルチビーム光走査光学系の実施形態３の主走査断面図
【図５】 本発明のマルチビーム走査光学系を用いた画像形成装置（電子写真プリンタ）の構成例を示す副走査断面図
【図６】 主走査方向のピントずれの原理を説明する図
【符号の説明】
１１、３１ 光源装置
１，２１ 第１の光源手段
２，２２ 第２の光源手段
１ａ，１ｂ，２１ａ 発光点
２ａ，２ｂ，２２ａ，２２ｂ 発光点
３，４ カップリングレンズ
５ ビーム合成手段
６ １／２波長板
７ １／４波長板
８ 光学手段（シリンドリカルレンズ）
９ 絞り
１０、２０ 偏向手段（ポリゴンミラー）
１１ 結像光学系
１２ 被走査面
１００ マルチビーム走査光学系
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ 光ビーム
１０４ 画像形成装置
１０７ 現像装置
１０８ 転写ローラ
１０９ 用紙カセット
１１０ 給紙ローラ
１１１ プリンタコントローラ
１１２ 転写材（用紙）
１１３ 定着ローラ
１１４ 加圧ローラ
１１５ モータ
１１６ 排紙ローラ
１１７ 外部機器

Claims (10)

1. 少なくとも主走査方向に離間したｎ（ｎ≧２）個の発光点を有するｍ（ｍ≧２）個の光源手段と、（ｎ×ｍ）本の光ビームを合成するビーム合成手段と、該ビーム合成手段からの（ｎ×ｍ）本の光ビームを偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの（ｎ×ｍ）本の光ビームを被走査面上に結像させる結像光学系と、を有し、該偏向手段の偏向走査により該（ｎ×ｍ）本の光ビームで被走査面上を主走査方向に走査するマルチビーム光走査光学系において、
   前記ｍ個の光源手段毎に前記ｎ個の発光点から出射した光ビームを前記ビーム合成手段に導光するカップリングレンズと、前記ビーム合成手段と前記偏向手段との間の光路中に設けられた絞りを備えており、
   前記マルチビーム光走査光学系は、前記（ｎ×ｍ）本の光ビームの各主光線を主走査断面内において該絞りの位置で交差させ、該被走査面上において副走査方向に隣接する光ビームは互いに異なる光源手段から出射した光ビームとする光学系であり、
   前記複数の発光点の主走査方向の間隔をＤ、該カップリングレンズの焦点距離をｆ col 、前記絞りから前記偏向手段の偏向面までの距離をＬ 1 、前記結像光学系の主走査方向の焦点距離を f _{f θ} 、前記被走査面上における主走査方向の記録密度をＤＰＩとするとき、
   を満足するように該絞りを光路中に配置していることを特徴とするマルチビーム光走査光学系。
2. 前記ビーム合成手段から出射した（ｎ×ｍ）本の光ビームを前記偏向手段の偏向面に主走査方向に長い線像とする光学手段を有し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。
3. 前記絞りは前記光学手段と前記偏向手段との間の光路中に配置されており、該光学手段から該偏向手段の偏向面の光反射点までの光軸方向の距離をＬｈ、前記光学手段から該絞りまでの光軸方向の距離をＬｐとするとき、
   Ｌｈ／２＜Ｌｐ
   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。
4. 少なくとも主走査方向に離間した２個の発光点を有する第１の光源手段と、１個の発光点を有する第２の光源手段と、３本の光ビームを合成するビーム合成手段と、該ビーム合成手段からの３本の光ビームを偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの３本の光ビームを被走査面上に結像させる結像光学系と、を有し、該偏向手段の偏向走査により該３本の光ビームで被走査面上を主走査方向に走査するマルチビーム光走査光学系において、
   前記第１の光源手段及び第２の光源手段毎に前記発光点から出射した光ビームを前記ビーム合成手段に導光するカップリングレンズと、前記ビーム合成手段と前記偏向手段との間の光路中に設けられた絞りを備えており、
   前記マルチビーム光走査光学系は、前記３本の光ビームの各主光線を主走査断面内において該絞りの位置で交差させ、該被走査面上において副走査方向に隣接する光ビームは互いに異なる光源手段から出射した光ビームとする光学系であり、
   前記複数の発光点の主走査方向の間隔をＤ、該カップリングレンズの焦点距離をｆ col 、前記絞りから前記偏向手段の偏向面までの距離をＬ 1 、前記結像光学系の主走査方向の焦点距離を f _{f θ} 、前記被走査面上における主走査方向の記録密度をＤＰＩとするとき、
   を満足するように該絞りを光路中に配置していることを特徴とするマルチビーム光走査光学系。
5. 前記ビーム合成手段から出射した３本の光ビームを前記偏向手段の偏向面に主走査方向に長い線像とする光学手段を有してい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。
6. 前記絞りは前記光学手段と前記偏向手段との間の光路中に配置されており、該光学手段から該偏向手段の偏向面の光反射点までの光軸方向の距離をＬｈ、前記光学手段から該絞りまでの光軸方向の距離をＬｐとするとき、
   Ｌｈ／２＜Ｌｐ
   を満足することを特徴とする請求項５記載のマルチビーム光走査光学系。
7. 少なくとも主走査方向に離間したｎ（ｎ≧２）個の発光点を有するｍ（ｍ≧２）個の光源手段と、（ｎ×ｍ）本の光ビームを合成するビーム合成手段と、該ビーム合成手段からの（ｎ×ｍ）本の光ビームを偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの（ｎ×ｍ）本の光ビームを被走査面上に結像させる結像光学系と、を有し、該偏向手段の偏向走査により該（ｎ×ｍ）本の光ビームで被走査面上を主走査方向に走査するマルチビーム光走査光学系において、
   前記マルチビーム光走査光学系は、該被走査面上において副走査方向に隣接する光ビームは互いに異なる光源手段から出射した光ビームとする光学系であり、
   前記光源手段からの（ｎ×ｍ）本の光ビームの夫々は、該光ビームの主走査方向の幅が前記偏向手段の偏向面の主走査方向の幅より広い幅で該偏向面に入射していることを特徴とするマルチビーム光走査光学系。
8. 少なくとも主走査方向に離間した２個の発光点を有する第１の光源手段と、１個の発光点を有する第２の光源手段と、３本の光ビームを合成するビーム合成手段と、該ビーム合成手段からの３本の光ビームを偏向させる偏向手段と、該偏向手段からの３本の光ビームを被走査面上に結像させる結像光学系と、を有し、該偏向手段の偏向走査により該３本の光ビームで被走査面上を主走査方向に走査するマルチビーム光走査光学系において、
   前記マルチビーム光走査光学系は、該被走査面上において副走査方向に隣接する光ビームは互いに異なる光源手段から出射した光ビームとする光学系であり、
   前記光源手段からの３本の光ビームの夫々は、該光ビームの主走査方向の幅が前記偏向手段の偏向面の主走査方向の幅より広い幅で該偏向面に入射していることを特徴とするマルチビーム光走査光学系。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載のマルチビーム光走査光学系と、前記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光学系で走査された光束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、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を有することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至８の何れか１項に記載のマルチビーム光走査光学系と、外部機器から入力し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光学系に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。