(57)【要約】    【課題】  各走査光学装置間での書き出し位置ずれの少ない高品位なカラー画像を得ることができるカラー画像形成装置を得ること。    【解決手段】  光源手段から射出した光束を偏向手段に導光する入射光学手段と、偏向手段により偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、偏向手段により偏向走査された光束の一部を用いて被走査面上における画像開始タイミングを調整する同期検出用光学系を有する走査光学装置を複数個、有し、黒色画像及び黒色画像以外の色光の画像を得るための走査光学装置における主走査断面内での同期検出用光学系の焦点距離と結像光学系の焦点距離の比を適切に設定していること。【選択図】    図１
2010097106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源手段と、前記光源手段から射出した光束の集光状態を変換する入射光学手段と、
前記入射光学手段からの光束を偏向走査する偏向手段と、
前記偏向手段の偏向面により偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、
前記偏向手段の偏向面により偏向走査された光束の一部を検出する同期検出素子と、
前記偏向手段の偏向面で偏向走査された光束の一部を前記同期検出素子に導光する同期検出用光学素子と、を有する走査光学装置を複数用いてカラー画像を得るためのカラー画像形成装置において、
前記複数の走査光学装置のうち、黒色画像を得るための走査光学装置は、
主走査断面内での前記偏向手段から前記同期検出素子までの同期検出用光学系の焦点距離をｆｇＢＫ、主走査断面内における前記結像光学系の焦点距離をｆＢＫ、
黒色画像以外の色光の画像を得るための走査光学装置は、
主走査断面内での前記偏向手段から前記同期検出素子までの同期検出用光学系の焦点距離をｆｇｓ、主走査断面内における前記結像光学系の焦点距離をｆｓとするとき、
ｆＢＫ／ｆｇＢＫ＜ｆｓ／ｆｇｓ
なる条件を満足することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記黒色画像を形成する走査光学装置と、黒色画像以外の色光の画像を形成する走査光学装置は、
１．０＜（ｆｓ／ｆｇｓ）／（ｆＢＫ／ｆｇＢＫ）＜６．０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記黒色画像を形成する走査光学装置と、黒色画像以外の色光の画像を形成する走査光学装置は、
１＜ｆｓ／ｆｇｓ＜１０
１＜ｆＢＫ／ｆｇＢＫ＜１０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の走査光学装置における同期検出用光学素子は、同一であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
副走査断面内において、前記複数の走査光学装置は一方向に配置されており、前記黒色画像を形成する走査光学装置は、前記複数の走査光学装置の中で端部に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
前記複数の走査光学装置の光源手段は、マルチビーム光源であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】
前記複数の走査光学装置の被走査面には、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体が配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項のカラー画像形成装置。
【請求項８】
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項７に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー画像形成装置に関し、電子写真プロセスを有するレーザー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（多機能プリンタ）等の画像形成装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）等の走査光学装置(走査ユニット）においては画像信号に応じて光源手段から光変調され出射した光束(ビーム）を、回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成る偏向手段により周期的に偏向させている。そして偏向された光束をｆθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体（感光ドラム）面上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像記録を行っている。
【０００３】
上記の走査光学装置においては感光ドラム面上を光スポットで走査する前に前記感光ドラム面上における画像形成を開始するタイミングを調整するために、光検出器として同期検出素子（ＢＤセンサー）が設けられている。
【０００４】
このＢＤセンサーは偏向手段で偏向走査された光束の一部である同期検出用光束（ＢＤ光束）を受光する。そしてこのＢＤセンサーの出力信号から同期検出用信号（ＢＤ信号）を検出し、このＢＤ信号に基づいて感光ドラム面における画像記録の開始タイミングを調整している。
【０００５】
このような画像形成装置の１種として、「タンデム式のカラー画像形成装置」が従来より種々と提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
図１２は特許文献１の図１に開示されているタンデム式のカラー画像形成装置の要部概略図である。
【０００７】
タンデム式のカラー画像形成装置は、図１２に示すように感光ドラム４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ上に光走査により静電潜像を形成する手段、形成された静電潜像を現像する現像手段を１ユニットとして１方向に「タンデム式」に配置している。そして、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（黒）の各色成分画像に対応する静電潜像を４つの感光ドラム４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙに別個に形成している。そして、これら静電潜像を対応する色のトナーで現像して感光ドラム４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ毎に異なる色のトナー画像を得、これら４色のトナー画像を同一の転写紙上に転写、定着してカラー画像を得ている。
【特許文献１】特開２００２−２５０８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電子写真プロセスを有する画像形成装置（印字装置）に要求される画像品質も年々高度なものとなってきており、特にカラー画像形成装置では色ずれが画像品質上、重要な問題となる。
【０００９】
この色ずれの原因の一つに、感光ドラム上での各色の書き出し位置ずれがある。これは装置内での部品取り付け誤差、或いは部品取り付け先である筐体自体の形状誤差等に起因したものであり、結果として各色の書き出しタイミングが相対的にずれてしまうため、各色の書き出し位置もずれる。
【００１０】
この書き出し位置のずれ量を小さくするには、同期検出用光学系の焦点距離を長くして、同期検出誤差が結像光学系に及ぼす影響（敏感度）を小さくする方法が有用である。
【００１１】
しかしながら、この方法をとると、上記従来例のように、構成が同じである走査光学装置が複数個搭載されているカラー画像形成装置の場合、以下のような問題点が生じてくる。
【００１２】
モノクロ画像を出力する場合は、黒色用の走査光学装置内のみ稼動させる。このため、一般的に、カラー画像を形成する４色の中で使用頻度が最も高い走査光学装置は黒色用走査光学装置である。この使用頻度の違いは、使用中における昇温あるいは振動等の外乱発生量の差として考えることができる。このため、結果として黒色用の走査光学装置における同期検出誤差が黒色以外の走査光学装置に比べて最も大きくなる。
【００１３】
また一方では、近年、走査光学装置の小型化への要求に応えるためには、同期検出光学系の焦点距離を小さくしたいという要望も存在する。そうすると同期検出誤差の影響が大きくなり、書き出し位置のズレ量が増大してくる。
【００１４】
本発明は昇温あるいは振動等の外乱発生が生じても各走査光学装置間での書き出し位置ずれの少ない高品位なカラー画像を得ることができるカラー画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明のカラー画像形成装置は、
光源手段と、前記光源手段から射出した光束の集光状態を変換する入射光学手段と、
前記入射光学手段からの光束を偏向走査する偏向手段と、
前記偏向手段の偏向面により偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系と、
前記偏向手段の偏向面により偏向走査された光束の一部を検出する同期検出素子と、
前記偏向手段の偏向面で偏向走査された光束の一部を前記同期検出素子に導光する同期検出用光学素子と、を有する走査光学装置を複数用いてカラー画像を得るためのカラー画像形成装置において、
前記複数の走査光学装置のうち、黒色画像を得るための走査光学装置は、
主走査断面内での前記偏向手段から前記同期検出素子までの同期検出用光学系の焦点距離をｆｇＢＫ、主走査断面内における前記結像光学系の焦点距離をｆＢＫ、
黒色画像以外の色光の画像を得るための走査光学装置は、
主走査断面内での前記偏向手段から前記同期検出素子までの同期検出用光学系の焦点距離をｆｇｓ、主走査断面内における前記結像光学系の焦点距離をｆｓとするとき、
ｆＢＫ／ｆｇＢＫ＜ｆｓ／ｆｇｓ
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１６】
請求項２の発明は請求項１の発明において、
前記黒色画像を形成する走査光学装置と、黒色画像以外の色光の画像を形成する走査光学装置は、
１．０＜（ｆｓ／ｆｇｓ）／（ｆＢＫ／ｆｇＢＫ）＜６．０
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１７】
請求項３の発明は請求項１又は２の発明において、
前記黒色画像を形成する走査光学装置と、黒色画像以外の色光の画像を形成する走査光学装置は、
１＜ｆｓ／ｆｇｓ＜１０
１＜ｆＢＫ／ｆｇＢＫ＜１０
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１８】
請求項４の発明は請求項１、２又は３の発明において、
前記複数の走査光学装置における同期検出用光学素子は、同一であることを特徴としている。
【００１９】
請求項５の発明は請求項１乃至４のいずれか１項の発明において、
副走査断面内において、前記複数の走査光学装置は一方向に配置されており、前記黒色画像を形成する走査光学装置は、前記複数の走査光学装置の中で端部に配置されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項６の発明は請求項１乃至５のいずれか１項の発明において、
前記複数の走査光学装置の光源手段は、マルチビーム光源であることを特徴としている。
【００２１】
請求項７の発明は請求項１乃至６のいずれか１項の発明において、
前記複数の走査光学装置の被走査面には、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体が配置されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項８の発明は請求項７の発明において、
外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して各々の走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば昇温あるいは振動等の外乱発生が生じても各走査光学装置間での書き出し位置ずれの少ない高品位なカラー画像を得ることができるカラー画像形成装置を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明のカラー画像形成装置は、光源手段から射出した光束を偏向手段に導光する入射光学手段と、偏向手段により偏向走査された光束を被走査面の上に結像させる結像光学系とを有している。さらに、偏向手段により偏向走査された光束の一部を用いて被走査面上における画像開始タイミングを調整する同期検出用光学系を有する走査光学装置(走査ユニット)を複数用いている。
【００２５】
そして、黒色画像及び黒色画像以外の色光の画像を得るための走査光学装置における主走査断面内での同期検出用光学系の焦点距離と結像光学系の焦点距離の比を適切に設定している。
【００２６】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は本発明の実施例１における黒色（ブラック）画像を得るための黒色用走査光学装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００２８】
尚、以下の説明において、副走査方向（Ｚ方向）とは、偏向手段の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向（偏向手段の回転軸と平行な方向）を法線とする断面である。主走査方向（Ｙ方向）とは、偏向手段で偏向走査される光束を主走査断面に投射した方向である。副走査断面とは、主走査方向を法線とする断面である。
【００２９】
本実施例では、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色に対応させるため、走査光学装置を４個並列させたタンデム式を用いている。以下、４つの走査光学装置をそれぞれ「走査光学装置ＳＢＫ，ＳＹ，ＳＭ，ＳＣ」と記す。
【００３０】
図１では煩雑を避けるため、４つの走査光学装置の一つである、黒色用走査光学装置ＳＢＫのみを示している。さらに、光学性能上影響を及ぼさない、折り返しミラーとしての反射ミラー（１６ＢＫ，１７ＢＫ，１８ＢＫ）も同図では省略している。
【００３１】
図２は本発明の実施例１における４つの走査光学装置ＳＢＫ，ＳＹ，ＳＭ，ＳＣにおける副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００３２】
同図においては、紙面左から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）に対応する走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫが一方向に配列されている。本実施例では、この走査光学装置を複数個、用いてカラー画像を形成している。
【００３３】
以下、走査光学装置の概要は図１で用いた黒色用走査光学装置ＳＢＫを中心に説明していく。
【００３４】
図１における走査光学装置ＳＢＫは光源手段１ＢＫ、第１の光学素子３ＢＫ、第２の光学素子４ＢＫと、開口絞り２ＢＫ、偏向手段としての光偏向器５ＢＫとを有している。さらに、光偏向器５ＢＫからの光束を被走査面８ＢＫにスポットを形成する結像光学系（結像レンズ系）１５ＢＫを有している。
【００３５】
また、光源手段１ＢＫは光走査用の光束を放射するものであり、半導体レーザや発光ダイオード等を光源とするものを好適に用いることができる。
【００３６】
第１の光学素子３ＢＫは、光源手段１ＢＫからの光束の集光状態をカップリングして光源手段１ＢＫから放射された光束を平行光束もしくは弱い収束性の光束もしくは弱い発散性の光束に変換する光学素子である。以下、第１の光学素子３ＢＫを「コリメータレンズ」とも記す。
【００３７】
第２の光学素子４ＢＫは、第１の光学素子３ＢＫによりカップリングされた光束を、副走査方向のみに屈折させる屈折力（パワー）を有する光学素子である。以下、第２の光学素子４ＢＫを「シリンドリカルレンズ」とも記す。
【００３８】
尚、コリメータレンズ３ＢＫ、シリンドリカルレンズ４ＢＫ、開口絞り２ＢＫ等の各要素は入射光学系（入射光学手段）ＬＢＫの一要素を構成している。
【００３９】
光偏向器５ＢＫは、例えば５面より成る回転多面鏡（ポリゴンミラー）であり、その外接円の半径が３６ｍｍの光偏向器を用いており、モータ等の駆動手段（不図示）により、図中、矢印Ａ方向へ一定速度で回転している。
【００４０】
結像光学系１５ＢＫは、２枚の結像光学素子としての結像レンズ６ＢＫ，７ＢＫより成り、光偏向器５ＢＫにより偏向走査された光束を被走査面８ＢＫ上にスポット状に結像させている。また結像光学系１５ＢＫは副走査断面内において光偏向器５の偏向面と被走査面８ＢＫ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。結像レンズ６ＢＫ，７ＢＫは、それぞれ設計自由度の高い非球面プラスチックレンズで構成されている。
【００４１】
同期検出用光学系（以下、「ＢＤ光学系」と記す。）１４ＢＫは、少なくとも結像レンズ６ＢＫと、同期検出用光学素子（以下、「ＢＤレンズ」と記す。）９ＢＫとより構成されている。さらに、同期信号(ＢＤ信号）を得るための同期検出素子（以下、「ＢＤセンサー」と記す。）１０ＢＫと、スリット（以下、「ＢＤスリット」と記す。）１１ＢＫとより構成されている。さらにＢＤ光学系１４ＢＫは、結像レンズ６ＢＫを通過した後で、被走査面８ＢＫ上の有効画像領域外に向かう光束を偏向することによってＢＤセンサー１０ＢＫに導光する第２の偏向手段（以下、「ＢＤミラー」と記す。）１３ＢＫにより構成されている。そして、ＢＤ光学系１４ＢＫは、偏向手段５ＢＫにより偏向走査された光束の一部を用い、走査光学装置ＳＢＫの被走査面８ＢＫへの書き出しタイミングを決定している。
【００４２】
ＢＤ光学系１４ＢＫの構成は、偏向面５ＢＫａで偏向走査された同期検出用の光束（ＢＤ光束）をＢＤスリット１１ＢＫ面上に結像させる。そして、主走査断面内ではＢＤスリット１１ＢＫ上を走査し、副走査断面上では偏向面５ＢＫａとＢＤスリット１１ＢＫとが共役であるため、偏向面の面倒れ補正系となっている。
【００４３】
ＢＤスリット１１ＢＫは端部がナイフエッジ状になっており、ＢＤセンサー１０ＢＫ上に入射するタイミングを計ることで画像の書き出し位置を決定している。またＢＤ光束は主走査方向、副走査方向共にＢＤスリット１１ＢＫ面上に結像しているため、ＢＤセンサー１０ＢＫ面上でのスポット径は、該ＢＤスリット１１ＢＫ面上の径より大きくなるようにしている。これにより、ＢＤセンサー１０ＢＫの製造誤差による感度ムラやごみ等の付着物による感度ムラを拾いにくい構成としている。
【００４４】
本実施例では、１つの光源手段１ＢＫから放射された光束の主光線は結像光学系１５ＢＫの光軸ＬＢＫに対して、主走査断面上で、７０°の角度を持って光偏向器５ＢＫに入射している。尚、実施例１では１つの光源手段１ＢＫを用いた場合を示したが、２以上の光源手段であっても良い。
【００４５】
尚、光束の主光線とは、開口絞り２ＢＫの中心を通過する光線をいう。
【００４６】
本実施例においては、画像情報に応じて光源手段１ＢＫから光変調され出射した光束が第一の光学素子３ＢＫにより平行光束もしくは弱い収束性の光束もしくは弱い発散性の光束に変換され、第２の光学素子４ＢＫに入射する。第２の光学素子４ＢＫに入射した光束のうち、主走査断面内においてはそのままの状態で出射して開口絞り２ＢＫ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開口絞り２ＢＫを通過し（一部遮光される）光偏向器５ＢＫの偏向面５ＢＫａに線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。
【００４７】
そして、光偏向器５ＢＫの偏向面５ＢＫａで偏向走査された光束は結像光学系１５ＢＫにより感光ドラム面８ＢＫ上にスポット状に結像される。そして、光偏向器５ＢＫを矢印Ａ方向に回転させることによって、該感光ドラム面８ＢＫ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８ＢＫ上に画像記録を行っている。
【００４８】
このとき感光ドラム面８ＢＫ上を光走査する前に該感光ドラム面８ＢＫ上の走査開始位置のタイミングを調整する。そのために、光偏向器５ＢＫの偏向面５ＢＫａで偏向走査される光束の一部（ＢＤ光束）をＢＤミラー１３ＢＫで折り返し、ＢＤレンズ９ＢＫによりＢＤセンサー１０ＢＫに導光している。ＢＤ光束は被走査面８ＢＫ上で結像されたスポットが走査される方向Ｂに対して「上流側」、つまり画像書き始め側における、画像形成用の光束から外れた部分をＢＤ光束として用いている。
【００４９】
本実施例の黒色走査光学装置ＳＢＫにおいては、光偏向器５ＢＫにより偏向走査された後のＢＤ光束の主光線と、結像光学系１５ＢＫの光軸ＬＢＫとの主走査断面上で為す角度を５３°としている。また、光偏向器５ＢＫにより偏向走査された後の光束のうち、有効画像領域の最端部に向かう光束の主光線と、結像光学系１５ＢＫの光軸ＬＢＫとの主走査断面上で為す角度（走査角）は４８°としている。
【００５０】
また、図２の副走査断面図で示すように走査光学装置ＳＢＫにおいては、光偏向器５ＢＫで偏向走査された後の光束は、３枚の反射ミラー（１６ＢＫ，１７ＢＫ，１８ＢＫ）により光路を折り曲げられた後、感光ドラム面８ＢＫ上にスポット状に結像されている。
【００５１】
副走査断面上での、反射ミラー１６ＢＫにおける、ミラー面の法線方向と入射光線の為す角（入射角）は４６．５°、反射ミラー１７ＢＫにおける入射角は４３．５°、反射ミラー１８ＢＫにおける入射角は３３．５°としている。
【００５２】
一方、図２で走査光学装置ＳＢＫに隣接した走査光学装置ＳＹ，ＳＭ，ＳＣでは、光偏向器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃで偏向走査された後の光束が、各々１枚の反射ミラー１６（１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ）により光路を折り曲げられる。その後、各々対応する感光ドラム面８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ）上にスポット状に結像されている。副走査断面上での、反射ミラー１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃにおける、ミラー面の法線方向と入射光線の為す角（入射角）は４６．５°としている。
【００５３】
副走査断面上で、走査光学装置ＳＢＫと走査光学装置ＳＹ，ＳＭ，ＳＣで、反射ミラーの枚数が異なるのは、感光ドラムの大きさが異なることによる光路長の差異を生じさせないように考慮したものである。本実施例においては、ブラック（黒色）用感光ドラム（８ＢＫ）の直径は８４ｍｍ、一方、イエロー、マゼンタ、シアン用感光ドラム（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ）の直径は３０ｍｍで構成している。
【００５４】
ここで、上記のようなタンデム式の画像形成装置における、色ずれの原因である書き出しタイミングずれについて、主走査断面の概要図である図３を用いながら考察する。
【００５５】
書き出しタイミングのズレとは、ＢＤスリットを過ぎることで得られる設計称呼の書き出しタイミングＴ０と、実際の走査光学装置のＢＤ光束がＢＤスリットを過ぎることで得られる書き出しタイミングＴ’との差で得られる。ここで書き出しタイミングのズレ量をΔＴｓとすると、
ΔＴｓ（＝Ｔ’−Ｔ０）
で表わされる。この設計称呼に対しての書き出しタイミングのずれ量ΔＴｓは、装置内での部品取り付け誤差、或いは部品取り付け先である筐体自体の熱変形等による形状誤差が要因の一つとなる。
【００５６】
図３は、部品取り付け誤差の一例として、走査光学装置ＳＢＫのＢＤ光学系のうち、ＢＤレンズ９ＢＫが、主走査断面に垂直な方向を回転軸とした回転方向の誤差を生じている場合を示した説明図である。設計称呼でのＢＤ光束は図３の（ａ）で示した破線、部品取り付け誤差分を含んだＢＤ光束を図３の（ｂ）で示した実線で表現している。
【００５７】
同図のような走査方向であるとき、称呼位置での書き出しタイミングに対して、実際のＢＤ光束により得られる書き出しタイミングはずれ量ΔＴｓだけ遅れる。これは、静電潜像を行う感光ドラム面上における書き出しタイミングのずれとして影響を与える。
【００５８】
主走査断面における、感光ドラム面上における書き出し位置ずれ量Ｙｄは、ＢＤスリット上での書き出し位置ずれ量Ｙｓ、結像光学系の主走査断面内の焦点距離ｆ、及びＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇの３つを用いて以下のように表現できる。
【００５９】
Ｙｄ＝（ｆ／ｆｇ）×Ｙｓ
つまり、（ｆ／ｆｇ）の値を小さくすればするほど、感光ドラム面上での書き出し位置ずれ量Ｙｄの絶対値も小さくすることができる。従って、タンデム式の画像形成装置での各色の書き出し位置ずれによる色ずれ量を小さくするためには、各色Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫに対応する走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫの（ｆ／ｆｇ）の値を小さくすることが望ましい。
【００６０】
上記関係式の（ｆ／ｆｇ）の値を小さくするためには、結像光学系の主走査断面内の焦点距離ｆを小さくする、或いは、ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇの値を大きくする、の２通りの方法が考えられる。
【００６１】
前者で示した、結像光学系の主走査断面内の焦点距離ｆを小さくする手法を用いた場合、同じ有効画像領域まで印字するためには、走査角をより大きく取る必要が生じ、他部材との干渉が生じやすくなる難点が存在する。
【００６２】
一方、後者であるＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇの値を大きくする手法を用いた場合も、ＢＤ光学系の構成が大きくなりやすく、装置全体のコンパクト化を目指す上では不利な方法である。
【００６３】
ここで、本実施例のタンデム式の画像形成装置における部品取り付け誤差、及び筐体の形状誤差を引き起こす要因の一つに振動や昇温等の外乱要因が存在する。つまり、走査光学装置の組み立て時においては、書き出し位置ずれ量は、ほぼゼロになるよう製造、或いは調整されていたとしても、使用する度に発生する外乱要因により、部品取り付け誤差、及び筐体の形状誤差を引き起こしてしまう。振動や昇温等の外乱要因により発生する書き出し位置ずれ量は、使用頻度により左右される。
【００６４】
一般的に、カラー画像を形成する時のみ使用するイエロー、マゼンタ、シアン用の走査光学装置に対して、白黒画像を形成する時にも使用する黒色用走査光学装置の方が使用頻度は高い。この事から黒色用走査光学装置ＳＢＫのＢＤスリット上での書き出し位置ずれ量Ｙｓ（ＢＫ）と黒色以外の色光のカラー用走査光学装置ＳＹ，ＳＭ，ＳＣのＢＤスリット上での書き出し位置ずれ量Ｙｓ（Ｙ），Ｙｓ（Ｍ），Ｙｓ（Ｃ）の関係は以下のようにいえる。
【００６５】
Ｙｓ（ＢＫ）＞Ｙｓ（Ｙ）
Ｙｓ（ＢＫ）＞Ｙｓ（Ｍ）
Ｙｓ（ＢＫ）＞Ｙｓ（Ｃ）
さらに、各走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫにおける（ｆ／ｆｇ）の値が一定の値を取る従来例では、以下の関係が導かれる。
【００６６】
Ｙｄ（ＢＫ）＞Ｙｄ（Ｙ）
Ｙｄ（ＢＫ）＞Ｙｄ（Ｍ）
Ｙｄ（ＢＫ）＞Ｙｄ（Ｃ）
尚、Ｙｄ（ＢＫ）、Ｙｄ（Ｙ）、Ｙｄ（Ｍ）、Ｙｄ（Ｃ）は各々順に各走査光学装置ＳＢＫ、ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの感光ドラム面上での書き出しタイミング位置ずれ量である。
【００６７】
上記で示された通り、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの４色のトナー画像から構成されるタンデム式カラー画像形成装置においては、黒色用走査光学装置ＳＢＫの感光ドラム面上での書き出しタイミング位置ずれ量Ｙｄ（ＢＫ）が最も大きくなってしまう。よって、結果的には、４色のトナー画像を重ね合わせたときの色ずれ量も大きなものとなってしまう。
【００６８】
そこで、本実施例では、黒色用走査光学装置ＳＢＫの感光ドラム面上での書き出し位置ずれ量Ｙｄ（ＢＫ）を他のカラー用走査光学装置ＳＹ，ＳＭ，ＳＣの書き出し位置ずれ量より小さくするために、以下の条件式(1)を満足するようにしている。
【００６９】
つまり、複数の走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫのうち、黒色画像を得るための走査光学装置ＳＢＫは、主走査断面内において、光偏向器からＢＤセンサーまでのＢＤ光学系の焦点距離をｆｇＢＫとする。また、主走査断面内における結像光学系の焦点距離をｆＢＫとする。また黒色画像以外の色光の画像を得るための走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣにおいて、主走査断面内において、光偏向器からＢＤセンサーまでのＢＤ光学系の焦点距離をｆｇｓとする。また、主走査断面内における結像光学系の焦点距離をｆｓとする。そのとき、
ｆＢＫ／ｆｇＢＫ＜ｆｓ／ｆｇｓ    ・・・・(1)
なる条件を満足させている。
【００７０】
本実施例では、上記条件式(1)を満足させることにより、書き出し位置ずれに最も影響を及ぼす黒色用走査光学装置ＳＢＫでのずれ量の絶対値を他のカラー用走査光学装置ＳＹ，ＳＭ，ＳＣの書き出し位置ずれ量より小さくしている。これにより４色を重ね合わせた際の４色間の相対ずれ量を小さくすることができ、色ずれ量を小さく抑えている。
【００７１】
さらに、本実施例では、黒色用走査光学装置ＳＢＫのみＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇＢｋの値を他のカラー用走査光学装置ＳＹ，ＳＭ，ＳＣの焦点距離ｆｇｓの値より大きくしている。これにより、４色全てでＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇの値を大きくした場合に比べて、装置全体の小型化を図っている。
【００７２】
この色ずれ量の小ささと装置全体の小型化の両立を図るために、本実施例では、以下に示す２つの条件を満たしている。
【００７３】
まず、一つ目の条件としては、以下に示す条件式(2)を満たしている。
【００７４】
つまり、黒色画像を形成する走査光学装置ＳＢＫの主走査断面内での結像光学系の焦点距離ｆＢＫとＢＤ光学系の焦点距離ｆｇＢＫとの比を（ｆＢＫ／ｆｇＢＫ）とする。また黒色画像以外の色光の画像を形成する走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの主走査断面内での結像光学系の焦点距離ｆｓとＢＤ光学系の焦点距離ｆｇｓとの比を（ｆｓ／ｆｇｓ）とする。そのとき、
１．０＜（ｆｓ／ｆｇｓ）／（ｆＢＫ／ｆｇＢＫ）＜６．０・・・・(2)
なる条件を満たしている。
【００７５】
条件式(2)の下限値を越えるとＢＤ光学系が大型化になってくるので良くない。また条件式(2)の上限値を越えると感光ドラム面上での書き出し位置ずれ量が大きくなってくるので良くない。
【００７６】
さらに望ましくは上記条件式(2)を次の如く設定するのが良い。
【００７７】
１．０＜（ｆｓ／ｆｇｓ）／（ｆＢＫ／ｆｇＢＫ）＜５．０・・・(2a)
二つ目の条件としては、以下に示す各々の条件式(3),(4)を満たしている。
【００７８】
つまり、黒色画像以外の色光の画像を形成する走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣの主走査断面内での結像光学系の焦点距離ｆｓとＢＤ光学系の焦点距離ｆｇｓとの比を（ｆｓ／ｆｇｓ）とする。また、黒色画像を形成する走査光学装置ＳＢＫの主走査断面内での結像光学系の焦点距離ｆＢＫとＢＤ光学系の焦点距離ｆｇＢＫとの比を（ｆＢＫ／ｆｇＢＫ）とする。そのとき、
１＜ｆｓ／ｆｇｓ＜１０        ・・・・(3)
１＜ｆＢＫ／ｆｇＢＫ＜１０    ・・・・(4)
なる条件を満たしている。
【００７９】
条件式(3)，(4)のうち、少なくとも一方の下限値を越えるとＢＤ光学系が大型化になってくるので良くない。また条件式(3)，(4)のうち、少なくとも一方の上限値を越えると感光ドラム面上での書き出し位置ずれ量が大きくなってくるので良くない。
【００８０】
さらに望ましくは上記条件式(3)，(4)を次の如く設定するのが良い。
【００８１】
１＜ｆｓ／ｆｇｓ＜８        ・・・・(3a)
１＜ｆＢＫ／ｆｇＢＫ＜８    ・・・・(4a)
以下、各色の走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫについて説明する。走査光学装置ＳＹ，ＳＭ，ＳＣのＢＤ光学系は全く同じ構成としているため、以下に代表してイエロー用走査光学装置ＳＹ、及び黒色用走査光学装置ＳＢＫについて説明する。
【００８２】
図４は本発明の実施例１のイエロー用走査光学装置ＳＹの主走査断面図である。図５は本発明の実施例１の黒色用走査光学装置ＳＢＫとイエロー用走査光学装置ＳＹのＢＤ光学系の主走査断面図である。図６は本発明の実施例１の黒色用走査光学装置ＳＢＫとイエロー用走査光学装置ＳＹのＢＤ光学系の副走査断面図である。
【００８３】
本実施例において、光偏向器側に位置する結像レンズ６（６ＢＫ、６Ｙ），７（７ＢＫ、７Ｙ）及びＢＤレンズ９（９ＢＫ、９Ｙ）は、次式の関数で表される。
【００８４】
例えば、光偏向器側に位置する結像レンズ６（６ＢＫ、６Ｙ），７（７ＢＫ、７Ｙ）及びＢＤレンズ９（９ＢＫ、９Ｙ）と光軸に対して走査開始側と走査終了側での主走査断面内において光軸と直交する方向をＹ軸とする。また副走査断面内で光軸と直交する方向をＺ軸とする。そのとき、
走査開始側の面形状は、
【００８５】
【数１】
2010097106.tif 000003
【００８６】
走査終了側の面形状は、
【００８７】
【数２】
2010097106.tif 000004
【００８８】
で表される。
【００８９】
但し、Ｒは曲率半径、Ｋ，Ｂ４，Ｂ６，Ｂ８，Ｂ１０は非球面係数、係数のサフィックスｓは走査開始側、ｅは走査終了側を表している。
【００９０】
また、副走査断面内は、結像レンズ７（７ＢＫ、７Ｙ）の入射面と出射面の両面で曲率を、該結像レンズ７（７ＢＫ、７Ｙ）の有効部内において、連続的に変化させている。
【００９１】
結像レンズ７（７ＢＫ、７Ｙ）の出射面（Ｒ４面）は、結像光学系を構成するレンズ面の中で、最も屈折力（パワー：焦点距離の逆数）が大きくなるように構成されている。
【００９２】
結像レンズ６（６ＢＫ、６Ｙ）及びＢＤレンズ９（９ＢＫ、９Ｙ）の副走査断面内の形状は、光軸に対して走査開始側と走査終了側で、光軸をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する方向をＹ軸、副走査断面内で光軸と直交する方向をＺ軸とする。そのとき、以下の連続関数で表せる。
【００９３】
走査開始側の面形状は、
【００９４】
【数３】
2010097106.tif 000005
【００９５】
走査終了側の面形状は、
【００９６】
【数４】
2010097106.tif 000006
【００９７】
で表される。
【００９８】
但し、ｒ’は副走査方向の曲率半径、Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６，Ｄ８，Ｄ１０は非球面係数を表している。
【００９９】
尚、副走査方向の曲率半径とは主走査方向の形状（母線）に直交する断面における曲率半径のことである。
【０１００】
結像レンズ７（７ＢＫ、７Ｙ）の副走査断面内の形状は、光軸に対して走査開始側と走査終了側で、光軸をＸ軸、主走査断面内において光軸と直交する方向をＹ軸する。また、副走査断面内で光軸と直交する方向をＺ軸とする。そのとき、以下の連続関数で表せる。
【０１０１】
走査開始側の面形状は、
【０１０２】
【数５】
2010097106.tif 000007
【０１０３】
走査終了側の面形状は、
【０１０４】
【数６】
2010097106.tif 000008
【０１０５】
で表される。
【０１０６】
但し、ｒ’は副走査方向の曲率半径、Ｅ２，Ｅ４，Ｅ６，Ｅ８，Ｅ１０は非球面係数を表している。
【０１０７】
以下に、黒色用走査光学装置ＳＢＫとイエロー用走査光学装置ＳＹにおける光学パラメータを表１、表２、表３に示す。
【０１０８】
【表１】
2010097106.tif 000009
【０１０９】
【表２】
2010097106.tif 000010
【０１１０】
【表３】
2010097106.tif 000011
【０１１１】
また、ここで、ＢＤ光学系の主走査断面内（主走査方向）の焦点距離ｆｇの求め方について図７ａ〜図７ｄを用いて以下に示す。
【０１１２】
光偏向器５から偏向走査されたＢＤ光束が結像レンズ６を通過して、ＢＤミラー１３でＢＤセンサー(不図示）に向かって反射される要部概略図を図７ａで示す。
【０１１３】
ここで、点ＣはＢＤスリット１１のナイフエッジ部とＢＤレンズ９の中心を結ぶ直線Ｌ１（ＢＤミラーで反射後のＢＤ光束の主光線）とＢＤミラー１３面との交点とする。さらに、直線Ｌ１をＢＤミラー１３面で反射させて作られる直線をＬ２とする。そのとき、直線Ｌ２上での任意の点のうち、結像レンズ６の第１面に対しての結像レンズ６の光軸方向の距離（Ｄ１）と第２面に対しての結像レンズ６の光軸方向の距離（Ｄ２）の関係が以下の関係を満たす点をＤとする。
【０１１４】
Ｄ１＝Ｄ２
さらに図７ｂに示す通り、点Ｄと軸上偏向点Ｏを結ぶ線分と結像レンズ６の第１面との交点を点Ｅ、点Ｄと点Ｃと結ぶ線分と結像レンズ６の第２面との交点を点Ｆとおく。
【０１１５】
本実施例における合成焦点距離の求める上では、ＢＤ光束の主光線は便宜上、軸上偏向点である点Ｏから点Ｅ、点Ｄ、点Ｆ、点Ｃの順にＢＤミラー１３に導光されるものとする。
【０１１６】
また、ＢＤ光束の主光線と結像レンズ６の第１面との交点である点Ｅ上での、主走査方向の曲率半径の求め方を以下に示す。
【０１１７】
図７ｃはＢＤ光学系の主走査方向の焦点距離ｆｇの求め方を示す要部概略図である。
【０１１８】
同図において、点Ｅを中心として、結像レンズ６の長手方向（Ｙ軸方向）に０．５ｍｍ刻みでプラス方向とマイナス方向に各々５点ずつ、レンズ面に沿わせる形で点をプロットする。この計１１点からなる点列を点列Ｇとおく。
【０１１９】
そこで、点列Ｇを以下の２次関数により多項式近似する（図７ｄ参照）。
【０１２０】
Ｘ＝αＹ２＋βＹ＋γ
上記のように、点列Ｇを多項式近似できれば、点Ｅの主走査断面における局所的な曲率半径ｒ１は以下の式により求まる。
【０１２１】
【数７】
2010097106.tif 000012
【０１２２】
また上述と同様に、結像レンズ６の第２面上の主光線通過点である点Ｆ周りの点列もプロットし、多項式近似を導入することで点Ｆの主走査断面における局所的な曲率半径ｒ２も求まる。
【０１２３】
このとき、ＢＤ光束が通過する領域での結像レンズ６の主走査断面内の焦点距離ｆｃは近軸理論より以下のように求められる。尚、ここで、結像レンズ６の材質の屈折率をＮ、点Ｅと点Ｆが結ぶ線分の距離を｜ＥＦ｜とした。
【０１２４】
【数８】
2010097106.tif 000013
【０１２５】
さらに、ＢＤミラー１３で反射後のＢＤ光束の主光線Ｌ１とＢＤレンズ９の第１面との交点を点Ｈとおくと、本実施例における結像レンズ６とＢＤレンズ９の合成焦点距離ｆｇは以下の式で求められる。
【０１２６】
【数９】
2010097106.tif 000014
【０１２７】
ここで合成焦点距離ｆｇは光偏向器５から同期検出素子（ＢＤセンサー）１０ＢＫまでのＢＤ光学系の焦点距離に相当している。またｆｂは同期検出用光学素子（ＢＤレンズ）９ＢＫ単独の焦点距離である。
【０１２８】
本実施例における光学パラメータから算出される数値は以下の通りである。
＜黒色（ＢＫ）用＞
ｒ１＝２５５（ｍｍ）
ｒ２＝−６０００（ｍｍ）
Ｎ＝１．５２７，
｜ＥＦ｜＝４．５（ｍｍ）
｜ＦＣ｜＝６５．２（ｍｍ）
｜ＣＨ｜＝１１０（ｍｍ）
ｆｂ＝１５８．６４９（ｍｍ）
以上より、
ｆｇＢＫ＝１６４．５（ｍｍ）
と計算される。
【０１２９】
ここで黒色用の結像光学系１５ＢＫの焦点距離はｆＢＫ＝２００（ｍｍ）(表１では走査レンズｆｐ）、ＢＤ光学系の焦点距離はｆｇＢＫ＝１６４．５（ｍｍ）である。
＜その他の色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）用＞
ｒ１＝２５５（ｍｍ）
ｒ２＝−６０００（ｍｍ）
Ｎ＝１．５２７
｜ＥＦ｜＝４．５（ｍｍ）
｜ＦＣ｜＝６５．２（ｍｍ）
｜ＣＨ｜＝１１０（ｍｍ）
ｆｂ＝３２．７５３（ｍｍ）
以上より、
ｆｇｓ＝４７．３（ｍｍ）
と計算される。
【０１３０】
ここでＹ，Ｍ，Ｃ用の結像光学系の焦点距離はｆｓ＝２００（ｍｍ）(表１では走査レンズｆｐ）、ＢＤ光学系の焦点距離はｆｇｓ＝ｆｇ＝４７．３（ｍｍ）である。
【０１３１】
これより、結像光学系の焦点距離とＢＤ光学系の焦点距離との比を算出すると、黒色（ＢＫ）側の走査光学装置ＳＢＫで、
（ｆＢＫ／ｆｇＢＫ）＝１．２２
イエロー（Ｙ）側の走査光学装置ＳＹで、
（ｆｓ／ｆｇｓ）＝４．２３
と算出される。これは前述した条件式(1)及び条件式(2)を満足している。さらにそれぞれの走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫにおいても、前述した条件式(3)及び条件式(4)を満足している。
【０１３２】
これにより、本実施例では、装置全体の大型化を防ぎながら色ずれ量を小さく抑えた構成としている。
【０１３３】
本実施例の黒色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離は、上述した如く、
ｆｇＢｋ（ＢＫ）＝１６４．５（ｍｍ）
また、その他の色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離は、上述した如く、
ｆｇｓ（Ｙ）＝４７．３（ｍｍ）
ｆｇｓ（Ｍ）＝４７．３（ｍｍ）
ｆｇｓ（Ｃ）＝４７．３（ｍｍ）
である。よって、黒色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇＢｋと、その他の色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇｓとの比は、以下のように求められる。
【０１３４】
ｆｇＢｋ（ＢＫ）／ｆｇｓ（Ｙ）＝３．５
ｆｇＢｋ（ＢＫ）／ｆｇｓ（Ｍ）＝３．５
ｆｇＢｋ（ＢＫ）／ｆｇｓ（Ｃ）＝３．５
本実施例では、黒色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇＢｋと、その他の色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇｓとの比を、
１＜ｆｇＢｋ／ｆｇｓ＜６．０    ・・・・(5)
さらに好ましくは、
１＜ｆｇＢｋ／ｆｇｓ＜５．０    ・・・・(5ａ)
なる条件を満足するようにしている。
【０１３５】
したがって、前述した如く、結像光学系の主走査断面内の焦点距離ｆ（200(mm)）は複数の走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫ間で一定であるので、前述した条件式(2)も満たしていることが分かる。
【０１３６】
これにより本実施例においては、走査光学装置全体の大型化を防ぎながら色ずれ量を小さく抑えることができる。
【０１３７】
本実施例においては、図２で示したように、黒色用走査光学装置ＳＢＫを複数の走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫの中で、端部に配置している。尚、本実施例では黒色用走査光学装置ＳＢＫを図面上、最も右側に配置したが、その逆（図面上、最も左側）に配置しても良い。
【０１３８】
これにより、一つの走査光学装置が大型化してしまった場合でも、４つの感光体ドラムの配置を等間隔に配置しやすく、結果的に走査光学装置全体の小型化を図ることができる。
【０１３９】
以上の結果から、本実施例の効果として、黒色（ＢＫ）側の走査光学装置ＳＢＫにおける感光ドラム面上での書き出し位置ずれが小さくなり、これにより色ずれ量の小ささと小型化の両立を実現した画像形成装置を構成することができる。
【０１４０】
本実施例においては４色のトナー画像を重ね合わせることでカラー画像形成装置を構成したが、これに限らず、４色以外の多色の重ね合わせにおいても適用できる。
【０１４１】
また、コリメータレンズ３とシリンドリカルレンズ４等を用いずに、光源手段１からの光束を直接開口絞り２を介して光偏向器５に導光しても良い。
【０１４２】
また、本実施例では結像光学系を２枚のレンズより構成したが、１枚或いは３枚以上のレンズより構成しても良い。
【０１４３】
また、本実施例においてはポリゴンミラーの偏向面数が５面の場合について説明したが、これに限らず、偏向面数が３面以上の場合（例えば４面、６面、７面等）であっても同様の効果を得ることができる。
【０１４４】
尚、本実施例における偏向手段５は回転多面鏡を用いたが、主走査断面に垂直な軸を回動軸として偏向面５ａが往復運動することにより、光束を被走査面８へ向け偏向走査（偏向走査）する、片面或いは両面に鏡面部を有した往復型の偏向素子を用いても良い。
【０１４５】
また、本実施例においては、光偏向器５は時計回りで回転させているが、これに限らず、反時計回りでも同様の効果を得ることができる。但し、その際もＢＤ光束は被走査面８上で結像されたスポットが走査される方向Ｂに対して「上流側」、つまり画像書き始め側における、画像形成用の光束から外れた部分をＢＤ光束として用いる必要がある。
【０１４６】
また、本実施例においては、ＢＤ光学系に結像光学系の一部（結像レンズ６）を含めているが、これに限らず結像光学系を透過させなくてもよい。
【実施例２】
【０１４７】
図８は本発明の実施例２の黒色用走査光学装置ＳＢＫとイエロー用走査光学装置ＳＹのＢＤ光学系の主走査断面図である。図９は本発明の実施例２の黒色用走査光学装置ＳＢＫとイエロー用走査光学装置ＳＹのＢＤ光学系の副走査断面図である。図８、図９において図５、図６に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１４８】
本実施例において、前述の実施例１と異なる点は、黒色用走査光学装置ＳＢＫとイエロー用走査光学装置ＳＹのＢＤ光学系において、共に同一形状のＢＤレンズ９（９ＢＫ，９Ｙ）を用いたことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１４９】
本実施例においては、ＢＤスリット１１（１１ＢＫ，１１Ｙ）が被走査面８（８ＢＫ，８Ｙ）と光学的に等価な位置に配置されている。
【０１５０】
以下に、黒色用走査光学装置ＳＢＫとイエロー用走査光学装置ＳＹにおける光学パラメータを表４、表５、表６に示す。
【０１５１】
【表４】
2010097106.tif 000015
【０１５２】
【表５】
2010097106.tif 000016
【０１５３】
【表６】
2010097106.tif 000017
【０１５４】
本実施例における光学パラメータから算出される数値は以下の通りである。
＜黒色（ＢＫ）用＞
ｒ１＝２５５（ｍｍ）
ｒ２＝−６０００（ｍｍ）
Ｎ＝１．５２７，
｜ＥＦ｜＝４．５（ｍｍ）
｜ＦＣ｜＝６５．２（ｍｍ）
｜ＣＨ｜＝８７．４（ｍｍ）
ｆｂ＝３５．６８１（ｍｍ）
以上より、
ｆｇＢＫ＝４７．７（ｍｍ）
と計算される。
【０１５５】
ここで黒色用の結像光学系１５ＢＫの焦点距離はｆＢＫ＝２００（ｍｍ）(表４では走査レンズｆｐ）、ＢＤ光学系の焦点距離はｆｇＢＫ＝４７．７（ｍｍ）である。
＜その他の色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）用＞
ｒ１＝２５５（ｍｍ）
ｒ２＝−６０００（ｍｍ）
Ｎ＝１．５２７
｜ＥＦ｜＝４．５（ｍｍ）
｜ＦＣ｜＝６５．２（ｍｍ）
｜ＣＨ｜＝５１．８（ｍｍ）
ｆｂ＝３５．６８１（ｍｍ）
以上より、
ｆｇｓ＝４３．３（ｍｍ）
と計算される。
【０１５６】
ここでＹ，Ｍ，Ｃ用の結像光学系の焦点距離はｆｓ＝２００（ｍｍ）(表４では走査レンズｆｐ）、ＢＤ光学系の焦点距離はｆｇｓ＝ｆｇ＝４３．３（ｍｍ）である。
【０１５７】
これより、結像光学系の焦点距離とＢＤ光学系の焦点距離との比を算出すると、黒色（ＢＫ）側の走査光学装置ＳＢＫで、
（ｆＢＫ／ｆｇＢＫ）＝４．１９
イエロー（Ｙ）側の走査光学装置ＳＹで、
（ｆｓ／ｆｇｓ）＝４．６２
と算出される。これは前述した条件式(1)及び条件式(2)を満足している。さらにそれぞれの走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫにおいても、前述した条件式(3)及び条件式(4)を満足している。
【０１５８】
これにより、本実施例では、装置全体の大型化を防ぎながら色ずれ量を小さく抑えた構成としている。
【０１５９】
本実施例の黒色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離は、上述した如く、
ｆｇＢｋ（ＢＫ）＝４７．７（ｍｍ）
また、その他の色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離は、上述した如く、
ｆｇｓ（Ｙ）＝４３．３（ｍｍ）
ｆｇｓ（Ｍ）＝４３．３（ｍｍ）
ｆｇｓ（Ｃ）＝４３．３（ｍｍ）
である。よって、黒色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇＢｋと、その他の色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇｓとの比は、以下のように求められる。
【０１６０】
ｆｇＢｋ（ＢＫ）／ｆｇｓ（Ｙ）＝１．１
ｆｇＢｋ（ＢＫ）／ｆｇｓ（Ｍ）＝１．１
ｆｇＢｋ（ＢＫ）／ｆｇｓ（Ｃ）＝１．１
これは前述した条件式(5)を満たしている。
【０１６１】
したがって、前述した如く、結像光学系の主走査断面内の焦点距離ｆ（200(mm)）は複数の走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫ間で一定であるので、前述した条件式(2)も満たしていることが分かる。
【０１６２】
これにより本実施例においては、走査光学装置全体の大型化を防ぎながら色ずれ量を小さく抑えることができる。
【０１６３】
以上の結果から、本実施例の効果として、黒色（ＢＫ）側の走査光学装置ＳＢＫにおける感光ドラム面上での書き出し位置ずれを小さくなり、色ずれ量の小ささと小型化の両立を実現したカラー画像形成装置を構成できる。
【０１６４】
このように、本実施例の特有の利点として、黒色用走査光学装置ＳＢＫとイエロー用走査光学装置ＳＹのＢＤ光学系において、共に同一形状のＢＤレンズ９（９ＢＫ，９Ｙ）を用いたことにより、部品調達を容易にすることができる。
【０１６５】
また、走査光学装置によって異なるＢＤレンズで構成される場合に比べ、組み立て時における誤組み付けの恐れがないため、歩留まり率の低減を図ることができる。
【実施例３】
【０１６６】
次に本発明の実施例３について説明する。
【０１６７】
図１０は本発明の実施例３における同期検出素子の受光面の要部断面図である。
【０１６８】
本実施例において前述の実施例１，２と異なる点は、同期検出素子に２つの受光面から成るＢＤセンサー１０ａ（１０ｂ）を用いたこと、それに伴い同期検出用スリット（ＢＤスリット）を削減したことである。その他の構成及び光学的作用は実施例１，２と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【０１６９】
つまり本実施例では図１０に示すようにＢＤセンサー１０ａ（１０ｂ）を２つの受光面Ｊ１，Ｊ２から構成しており、前記２つの受光面Ｊ１，Ｊ２はＢＤセンサー１０ａ（１０ｂ）上で同期検出用光束（ＢＤ光束）が走査される向きに並んでいる。
【０１７０】
ここで本実施例のＢＤセンサー１０ａ（１０ｂ）における、同期検出タイミング（ＢＤタイミング）を検出する方法を以下に示す。
【０１７１】
本実施例において、例えばＢＤ光束が図１０中で示す向きで走査された場合、ＢＤ光束は初めに受光面Ｊ１に到達し、その後、受光面Ｊ２に到達する。従って、時系列で両者が取り込んだ光量を考えた時、受光面Ｊ１及び受光面Ｊ２で取り込み光量が等しくなるタイミングが必ず１点存在する。このタイミングを本実施例ではＢＤタイミングとしている。
【０１７２】
以下に、黒色用走査光学装置ＳＢＫとイエロー用走査光学装置ＳＹにおける光学パラメータを表７、表８、表９に示す。
【０１７３】
【表７】
2010097106.tif 000018
【０１７４】
【表８】
2010097106.tif 000019
【０１７５】
【表９】
2010097106.tif 000020
【０１７６】
本実施例における光学パラメータから算出される数値は以下の通りである。
＜黒色（ＢＫ）用＞
ｒ１＝２５５（ｍｍ）
ｒ２＝−６０００（ｍｍ）
Ｎ＝１．５２７，
｜ＥＦ｜＝４．５（ｍｍ）
｜ＦＣ｜＝６５．２（ｍｍ）
｜ＣＨ｜＝８７．４（ｍｍ）
ｆｂ＝３５．６８１（ｍｍ）
以上より、
ｆｇＢＫ＝４７．７（ｍｍ）
と計算される。
【０１７７】
ここで黒色用の結像光学系１５ＢＫの焦点距離はｆＢＫ＝２００（ｍｍ）(表７では走査レンズｆｐ）、ＢＤ光学系の焦点距離はｆｇＢＫ＝４７．７（ｍｍ）である。
＜その他の色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）用＞
ｒ１＝２５５（ｍｍ）
ｒ２＝−６０００（ｍｍ）
Ｎ＝１．５２７，
｜ＥＦ｜＝４．５（ｍｍ）
｜ＦＣ｜＝６５．２（ｍｍ）
｜ＣＨ｜＝５１．８（ｍｍ）
ｆｂ＝３５．６８１（ｍｍ）
以上より、
ｆｇｓ＝４３．３（ｍｍ）
と計算される。
【０１７８】
ここでＹ，Ｍ，Ｃ用の結像光学系の焦点距離はｆｓ＝２００（ｍｍ）(表７では走査レンズｆｐ）、ＢＤ光学系の焦点距離はｆｇｓ＝ｆｇ＝４３．３（ｍｍ）である。
【０１７９】
これより、結像光学系の焦点距離とＢＤ光学系の焦点距離との比を算出すると、黒色（ＢＫ）側の走査光学装置ＳＢＫで、
（ｆＢＫ／ｆｇＢＫ）＝４．１９
イエロー（Ｙ）側の走査光学装置ＳＹで、
（ｆｓ／ｆｇｓ）＝４．６２
と算出される。これは前述した条件式(1)及び条件式(2)を満足している。さらにそれぞれの走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫにおいても、前述した条件式(3)及び条件式(4)を満足している。
【０１８０】
これにより、本実施例では、装置全体の大型化を防ぎながら色ずれ量を小さく抑えた構成としている。
【０１８１】
本実施例の黒色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離は、上述した如く、
ｆｇＢｋ（ＢＫ）＝４７．７（ｍｍ）
また、その他の色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離は、上述した如く、
ｆｇｓ（Ｙ）＝４３．３（ｍｍ）
ｆｇｓ（Ｍ）＝４３．３（ｍｍ）
ｆｇｓ（Ｃ）＝４３．３（ｍｍ）
である。よって、黒色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇＢｋと、その他の色用ＢＤ光学系の主走査断面内の焦点距離ｆｇｓとの比は、以下のように求められる。
【０１８２】
ｆｇＢｋ（ＢＫ）／ｆｇｓ（Ｙ）＝１．１
ｆｇＢｋ（ＢＫ）／ｆｇｓ（Ｍ）＝１．１
ｆｇＢｋ（ＢＫ）／ｆｇｓ（Ｃ）＝１．１
これは前述した条件式(5)を満たしている。
【０１８３】
したがって、前述した如く、結像光学系の主走査断面内の焦点距離ｆ（200(mm)）は複数の走査光学装置ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＢＫ間で一定であるので、前述した条件式(2)も満たしていることが分かる。
【０１８４】
これにより本実施例においては、走査光学装置全体の大型化を防ぎながら色ずれ量を小さく抑えることができる。
【０１８５】
以上の結果から、本実施例の効果として、黒色（ＢＫ）側の走査光学装置ＳＢＫにおける感光ドラム面上での書き出し位置ずれを小さくなり、色ずれ量の小ささと小型化の両立を実現したカラー画像形成装置を構成できる。
【０１８６】
また、本実施例特有の利点は、ＢＤスリットを削減できることから、装置全体の小型化及び簡素化を図ることができる点である。また、ＢＤスリットを用いて同期検出する場合と比較すると、ＢＤタイミングはＢＤ光束の走査速度に依存せず決定できるため、より高精度に同期検出ができることも利点である。
【０１８７】
尚、以上実施例１〜３においては光源手段を単一の発光部より構成したが、これに限らず、複数の発光部を有するマルチビーム半導体レーザー（マルチビーム光源）より構成しても、本発明は前述の実施例１〜３と同様に適用することができる。マルチビーム光源を用いることの利点の１つには、騒音や振動の原因となる光偏向器を高速化することなく、印字の高速・高精細化に対応できることが挙げられる。
【０１８８】
また、以上実施例１〜３においては、単一の光偏向器の中では単一の偏向面のみに光線を入射させる構成としたが、これに限らず、異なる複数の偏向面に入射させた構成にしても、本発明は前述の実施例１〜３と同様に適用することができる。異なる複数の偏向面に入射させる構成を用いることの利点の１つには、光偏向器の個数を削減することができ、装置全体の簡素化を見込めることが挙げられる。
【０１８９】
［カラー画像形成装置］
図１１は本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施例は、走査光学装置（光走査光学系）を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図１１において、６０はカラー画像形成装置、６１、６２、６３、６４は各々実施例１〜３に示したいずれかの構成を有する走査光学装置、７１、７２、７３、７４は各々像担持体としての感光ドラム、３１，３２，３３，３４は各々現像器、５１は搬送ベルトである。尚、図１１においては現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器（不図示）と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器（不図示）とを有している。
【０１９０】
図１１において、カラー画像形成装置６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器５２からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５３によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ走査光学装置６１、６２、６３、６４に入力される。そして、これらの走査光学装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム４１，４２，４３，４４が射出され、これらの光ビームによって感光ドラム７１、７２、７３、７４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１９１】
本実施例におけるカラー画像形成装置は走査光学装置（６１、６２、６３、６４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応している。そして各々平行して感光ドラム７１、７２、７３、７４面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０１９２】
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの走査光学装置６１、６２、６３、６４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム７１、７２、７３、７４面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【０１９３】
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本発明の実施例１の主走査断面図（ＢＫ）
【図２】本発明の実施例１の副走査断面図
【図３】ＢＤレンズの置き位置誤差による書き出し位置ずれを説明する図
【図４】本発明の実施例１の主走査断面図（Ｙ）
【図５】本発明の実施例１のＢＤ光学系の主走査断面図
【図６】本発明の実施例１のＢＤ光学系の副走査断面図
【図７ａ】本発明の実施例１における合成焦点距離の求め方を説明する図
【図７ｂ】本発明の実施例１における合成焦点距離の求め方を説明する図
【図７ｃ】本発明の実施例１における合成焦点距離の求め方を説明する図
【図７ｄ】本発明の実施例１における合成焦点距離の求め方を説明する図
【図８】本発明の実施例２のＢＤ光学系の主走査断面図
【図９】本発明の実施例２のＢＤ光学系の副走査断面図
【図１０】本発明の実施例３のＢＤセンサー受光面を示す図
【図１１】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【図１２】従来の走査光学装置の走査断面図
【符号の説明】
【０１９５】
１ＢＫ，１Ｙ・・・光源手段
２ＢＫ，２Ｙ・・・開口絞り
３ＢＫ，３Ｙ・・・第１の光学素子（コリメータレンズ）
４ＢＫ，４Ｙ・・・第２の光学素子（シリンドリカルレンズ）
５ＢＫ，５Ｙ・・・偏向手段（ポリゴンミラー）
５ＢＫａ，５Ｙａ・・・偏向面
６ＢＫ，６Ｙ，７ＢＫ，７Ｙ・・・結像レンズ
８ＢＫ，８Ｙ・・・被走査面（感光ドラム面）
９ＢＫ，９Ｙ・・・同期検出用光学素子（ＢＤレンズ）
１０ＢＫ，１０Ｙ・・・同期検出素子（ＢＤセンサー）
１１ＢＫ，１１Ｙ・・・スリット
１２ＢＫ，１２Ｙ・・・レーザ基板
１３ＢＫ，１３Ｙ・・・光路変更素子（ＢＤミラー）
１４ＢＫ，１４Ｙ・・・同期検出用光学系（ＢＤ光学系）
１５ＢＫ，１５Ｙ・・・結像光学系
ＳＢＫ，ＳＹ・・・走査光学装置
６１、６２、６３、６４    走査光学装置
７１、７２、７３、７４    像担持体（感光ドラム）
３１、３２、３３、３４    現像器
４１、４２、４３、４４    光ビーム
５１    搬送ベルト
５２    外部機器
５３    プリンタコントローラ
６０    カラー画像形成装置
【図１】
2010097106.tif 000021
【図２】
2010097106.tif 000022
【図３】
2010097106.tif 000023
【図４】
2010097106.tif 000024
【図５】
2010097106.tif 000025
【図６】
2010097106.tif 000026
【図７ａ】
2010097106.tif 000027
【図７ｂ】
2010097106.tif 000028
【図７ｃ】
2010097106.tif 000029
【図７ｄ】
2010097106.tif 000030
【図８】
2010097106.tif 000031
【図９】
2010097106.tif 000032
【図１０】
2010097106.tif 000033
【図１１】
2010097106.tif 000034
【図１２】
2010097106.tif 000035