(57)【要約】【課題】複数光源を用いた光走査装置において、安価な偏向器を用いて被走査面上における主走査方向の印字位置ずれを低減でき、高精細な画像が形成できる簡易な構成の光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供すること。【解決手段】最も副走査方向に離間した光束の偏向面上における間隔が０．１ｍｍ以上であり、かつ、Ｎ個の発光点を有する光源手段と、該光源手段からの光束を偏向面近傍に焦線を結像させる第一光学手段と、偏向手段と、被走査面にスポットを形成する第二の光学手段と、書き出し位置検知手段と、を有する光走査光学系であって、該光源手段の発光点を、副走査位置に応じてＭ組（Ｍ≧２、Ｍ＜Ｎ）の発光点群にグループ分けし、各グループの書き出し位置はグループ内の少なくとも１つのビームにより決定されていることを特徴とする構成とした。【選択図】  図１
2014041193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個の発光点を有する光源手段と、該光源手段からの複数の光束を偏向手段の偏向面近傍に副走査方向に集光させる第一の光学手段と、偏向手段で偏向された複数の光束を被走査面上にスポット状に集光させる第二の光学手段と、書き出し位置検知手段と、を有する光走査装置であって、
該偏向面上における最も副走査方向に離間した光束の間隔が０．１ｍｍ以上であり、該光源手段の発光点を、副走査位置に応じてＭ組（Ｍ≧２、Ｍ＜Ｎ）の発光点群にグループ分けし、各グループの複数光束の書き出し位置は、グループ内の少なくとも１つの光束により決定されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記Ｍ組のグループは、以下を満足することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【数１】
2014041193.tif 000016
【請求項３】
上記各グループの書き出し位置決定用ビームは主走査方向に離間していることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記偏向手段の反射面は、副走査方向に０．１ｍｍ離間した位置における主走査方向の傾き差が０．０５分以上あり、傾き差に応じてグループ数Ｍを設定していることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の光走査装置と、前記被走査面に配置された感光体と、前記光走査装置で走査された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、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。
【請求項６】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の光走査装置と、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光走査装置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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及びそれを用いた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）の光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の発光部（発光点）を有する光源手段（多ビーム光源）からの複数の光束を被走査面としての感光ドラム（感光体）面上にスポット形成する光走査装置が提案されている。これら光走査装置における被走査面上の主走査方向の書き出し位置を検知（同期検知）する方法は、大別すると以下の２つの方法で行なわれていた。
（ａ）各光束（ビーム）毎に同期検知信号を生成するタイプ（特許文献１参照）
（ｂ）複数光源を用いて一つの同期検知を行うタイプ（特許文献２参照）
例えば、特許文献１ではマルチビームのビーム毎に同期信号を生成する技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２では主走査方向の走査位置が等しい複数ビームで一つの同期信号を生成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２３５１５４号公報
【特許文献２】特許第４０８１９７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、同期検知が行えなくなる課題や、高価な偏向器を使用しなければならないという課題が生じる。
【０００６】
上記タイプ（ａ）の方法では、ビーム数が多くなれば、全ビームの同期検知を行なうために要する時間が長くなり、一走査中に全発光部のビームの同期検知を行うことが困難になるという課題が発生する。またタイプ（ｂ）の方法では、同期検知を行うビームが偏向面上で副走査方向に離間しているため、高精度な反射面を有するポリゴンミラーを用いる必要があり、従来の安価な偏向器を用いることができないという問題が発生する。なぜなら、副走査方向に離間した複数発光点を有する光走査装置では、従来の偏向器を使用すると、副走査のビーム位置に応じて、画像の書き出し位置が主走査方向にずれてしまい、画像を劣化させるという問題が生じるからである。
【０００７】
以上のように、多ビーム光源を用いた光走査装置において、従来の偏向器を用いると、被走査面上において主走査方向の印字位置ずれが発生し、モアレやジッタ−の画像不良が生じる。また異なる複数の画像を重ね合わせて画像形成を行うカラー画像形成装置においては、色ごとに印字位置ずれが生じる、所謂色ずれが発生する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、複数光源を用いた光走査装置において、安価な偏向器を用いて被走査面上における主走査方向の印字位置ずれを低減でき、高精細な画像が形成できる簡易な構成の光走査装置及びそれを用いた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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、最も副走査方向に離れた光束の偏向面上の間隔が０．１ｍｍ以上離れたＮ個の発光点を有する光源手段と、該光源手段からの光束を偏向面近傍に焦線を結像させる第一光学手段と、偏向手段と被走査面にスポットを形成する第二の光学手段と、書き出し位置検知手段とを有する光走査光学系において、該光源手段は、副走査位置に応じてＭ組（Ｍ≧２、Ｍ＜Ｎ）の発光素子群にグループ分かれており、各グループの書き出し位置はグループ内の少なくとも１つのビームにより決定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、安価な偏向器を用いても被走査面上における主走査方向の印字位置ずれを低減でき、高精細な画像が形成できる簡易な構成の光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の主走査断面図
【図２】本発明における実施例１の偏向面近傍の主走査断面拡大図
【図３】本発明の実施例１の偏向反射面上におけるマルチビームの副走査間隔を示す模式図
【図４】本発明の実施例１の書き出し位置決定のタイミングチャート
【図５】本発明の実施例１の書き出し位置測定方法を示す模式図
【図６】本発明の実施例１の偏向反射面の傾きを示す図
【図７】本発明の実施例１の被走査面におけるビーム書き出し位置を示す図
【図８】本発明の実施例２の偏向反射面上におけるマルチビームの副走査間隔を示す模式図
【図９】本発明の実施例２の書き出し位置決定のタイミングチャート
【図１０】本発明の実施例３の偏向反射面上におけるマルチビームの副走査間隔を示す模式図
【図１１】本発明の実施例３の書き出し位置決定のタイミングチャート
【図１２】本発明の実施例３のＢＤ検知ビームを示す図
【図１３】本発明の実施例のカラー画像形成装置の要部概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例による、光走査装置について説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態１の主走査方向要部断面図（主走査断面図）である。
【００１５】
図２は図１に偏向反射面近傍を拡大した断面図であり、ＢＤ光学系へ向かう光束と偏向反射面の関係を示す主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００１６】
本実施例の光源部は、１次元配列された１６個の発光点を有する半導体レーザーで構成されており、図２に示す光束は、実線及び２点鎖線が発光点１からの光束を、１点鎖線がコリメーターレンズ及びｆθレンズの光軸を、破線は発光点２からの光束を示している。
【００１７】
尚、本明細書においては走査レンズの光軸と光偏向器により偏向された光束とが形成する面を主走査断面、走査レンズ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。
【００１８】
図中、１は光源手段であり、１６個の発光点を有する半導体レーザーより成っている。２は矩形形状の開口絞りであり、光源手段１から射出した光束を副走査方向のみ光束幅を規制している。３はコリメータレンズであり、開口絞り２を通過した光束を主走査、副走査ともに略平行光束に変換している。４は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いる。５は主走査方向に光束幅を規制する矩形形状の開口絞りであり、副走査方向はビーム幅より広い開口幅になっている。尚、開口絞り２及び５、コリメータレンズ３、そしてシリンドリカルレンズ４等の各要素は入射光学手段の一要素を構成している。
【００１９】
６は偏向素子としての光偏向器であり、例えばポリゴンミラー（回転多面鏡）より成り、モーター等の駆動手段（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。
【００２０】
１１ａ、１１ｂはｆθ特性を有する走査レンズ（ｆθレンズ）であり、副走査断面内において光偏向器５の偏向面５ａ又はその近傍と被走査面としての感光ドラム面１２又はその近傍との間を略共役関係にすることにより光偏向器の面倒れ補正機能を有している。
【００２１】
７は反射ミラー（以下、「ＢＤミラー」と記す。）であり、同期検知を行うための光束（ＢＤ光束）を後述する同期検出素子１０側へ反射させている。このＢＤミラー８は後述する同期位置検出手段へ導かれた光束を折り返すためのものであり、装置全体の小型化を図るために配置されている。
【００２２】
８は結像レンズ（以下、「ＢＤレンズ」と記す。）であり、感光ドラム面１２上の走査開始位置のタイミングを決定するための同期信号検知用の光束（ＢＤ光束）を主走査断面内及び副走査断面内において共に同期検出素子９のセンサー面上に結像させている。即ち、ＢＤレンズ６は主走査断面内においては同期検出素子９のセンサー面上に結像させ、副走査断面内においては光偏向器５の偏向面５ａと同期検出素子９のセンサー面とを光学的に略共役にし倒れ補正機能（面倒れ補正系）を有している。これにより、光偏向器の反射面が副走査方向に傾いても同期検出素子９のセンサー面から光束が外れ難くしている。
【００２３】
９は同期検出素子としての光センサー（以下、「ＢＤセンサー」と記す。）であり、本実施形態ではＢＤセンサー９からの出力信号を検知して得られた同期信号（ＢＤ信号）を用いて感光ドラム面１２上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
【００２４】
尚、ＢＤミラー７、ＢＤレンズ８、そしてＢＤセンサー９等の各要素は同期位置検出手段（ＢＤ光学系）の一要素を構成している。
【００２５】
本実施形態において画像情報に応じて光源手段１より光変調され射出した光束は開口絞り２及び５によってその光束断面の大きさが制限され、コリメータレンズ３により略平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ４に入射する。シリンドリカルレンズ４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射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器６の偏向面６ａ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６の偏向面６ａで反射偏向された光束は走査レンズ１１ａ、１１ｂ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５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上に画像記録を行っている。
【００２６】
このとき感光ドラム面１２上を光走査する前に該感光ドラム面１２上の走査開始位置のタイミングを決定する。その為に、光偏向器５で反射偏向された光束をＢＤミラー７を介してＢＤレンズ８によりＢＤセンサー９に導光している。そしてＢＤセンサー９からの出力信号を検知して得られた同期信号（ＢＤ信号）を用いて発光点１から１６の感光ドラム面１２上への画像記録の走査開始位置タイミングを決定している。
【００２７】
図２において、５は主走査方向の光束幅を規制する絞りであり、光源からの１６個の光束の幅を規制している。
【００２８】
２０１は、コリメータレンズの光軸を、２０２は発光点１からの光束の主光線（絞り５の中心を通る光線）を示している。また、２０３は発光点１６からの光束を示している。
【００２９】
２０４は、コリメータレンズの光軸２０１とｆθレンズ１１ａ，１１ｂの光軸の交点であり、以下軸上偏向点と記す。
【００３０】
２０５はｆθレンズの光軸であり、画像中心へ向かう光束の光軸と平行な直線である。
【００３１】
２１０は、画像中心へ向かう光束を偏向する際の偏向面の状態を、２１１はＢＤスリットの中心に向かう光束を偏向する場合の偏向面の状態を示す。また、本実施例では、発光部１及び１６とコリメータレンズの光軸２０１のなす角度が１ｄｅｇになっている。これは、発光点の主走査方向の幅Ｗｍと、コリメータレンズ３の焦点距離ｆｃｏｌにより
【００３２】
【数１】
2014041193.tif 000003
で計算できる。
【００３３】
図３に偏向面６ａ上の各ビームの位置を示す。
【００３４】
同図において、横軸が反射面の主走査方向、縦軸が副走査方向を示す。また、光源１の発光部１から１６は、主走査方向に長い潜像として偏向反射面近傍に結像している。図３では、各光束の主光線の到達位置を丸で示しており、主走査方向副走査方向ともに等間隔で配置されている。本実施例では、偏向反射面６ａにおいて、発光部１６からの光束の主光線は、発光部１からの光束に対して、副走査方向０．２６９ｍｍ上方で反射されている。また、ビーム１６とビーム１では入射角（コリメータの光軸２０１とｆθレンズの光軸２０５のなす角）が異なる。従って、被走査面１２上では、ビーム１が走査下流側つまり走査先方、ビーム１６が走査上流側（走査後方）のビームとなる。また、図３に示すようにビーム１から１６は、副走査方向の位置に応じて６つのグループに分けられており、各グループ内の少なくとも一つのビームの同期位置検出信号により書きだしタイミングが決定されている。
【００３５】
ＢＤミラー７に向かう光束２００は、偏向器６の偏向面６ａが矢印の方向に回転して２１１の状態の時に、走査角（走査レンズの光軸２０５となす角）が５４ｄｅｇ．でＢＤスリットの中心に光束が向かうように構成されている。尚、本実施例の絞り５は軸上偏向点２０４（コリメータレンズの光軸２０１とｆθレンズの光軸２０５の交点）から２２．５ｍｍの位置に配置されている。
【００３６】
表１は本実施形態における光走査装置の設計値である。
【００３７】
（コリメータレンズ）
本実施例のコリメータレンズの出射面は以下の数式で表される回転対称非球面形状で構成されている。
【００３８】
【数２】
2014041193.tif 000004
出射面を非球面形状とすることにより、マルチビーム間の被走査面における焦点位置差を低減させ、スポット径差の発生を抑制している。
【００３９】
（シリンドリカルレンズ）
本実施例では、シリンドリカルレンズの入射面に回折面を設け、環境変動によるスポット径変動を抑制している。
【００４０】
位相関数は、
【００４１】
【数３】
2014041193.tif 000005
但し、ｍは回折次数、Ｅ１からＥ１０、Ｆ０からＦ１０は位相係数である。ここで、Ｆ０からＦ１０が副走査方向のパワーを表す項となっている。
【００４２】
（走査光学系）
第１、第２の結像レンズ６ａ，６ｂの形状は、以下の数式により表される。
【００４３】
それぞれ結像レンズと光軸との交点を原点とし、図１に示すように光軸に対して走査開始側と走査終了側で、光軸をＸ軸、主走査面内において光軸と直交する方向をＹ軸、副走査面内で光軸と直交する方向をＺ軸とし、以下の関数で表せる。
【００４４】
【数４】
2014041193.tif 000006
【００４５】
【数５】
2014041193.tif 000007
但し、Ｒは曲率半径、Ｋ、Ｂ４、Ｂ６、Ｂ８、Ｂ１０は非球面係数である。
【００４６】
本実施例では主走査方向の形状を光軸に対し、対称に構成している、つまり走査開始側と走査終了側の非球面係数を一致させている。
【００４７】
また副走査方向は光軸に対して走査開始側と走査終了側で第２結像レンズ６ｂの１面の副走査面（光軸を含み主走査面と直交する面）内の曲率をレンズの有効部内において連続的に変化させており、主走査、副走査方向の形状を光軸に対して対称に構成している。
【００４８】
副走査方向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、主走査面内において光軸と直交する方向をＹ軸、副走査面内で光軸と直交する方向をＺ軸とし、以下の連続関数で表せる。
ｒ１、ｒ２、ｒ４面の副走査方向関数
【００４９】
【数６】
2014041193.tif 000008
【００５０】
【数７】
2014041193.tif 000009
（ｒ’は副走査方向曲率半径、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ８、Ｄ１０は係数）
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。
【００５１】
副走査方向の曲率半径とは主走査方向の形状（母線）に直交する断面内における曲率半径である。
【００５２】
【数８】
2014041193.tif 000010
【００５３】
【数９】
2014041193.tif 000011
（ｒ’は副走査方向曲率半径、Ｄ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ８、Ｄ１０は係数）
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。
【００５４】
副走査方向の曲率半径とは主走査方向の形状（母線）に直交する断面内における曲率半径である。
【００５５】
本実施例の結像光学系６は、結像光学素子（結像レンズ）６ａ、６ｂを光透過性のパワーを有するプラスティックレンズで構成し、該結像光学素子の軽量化を達成するとともに、非球面を用いることにより設計上の自由度を向上させることも可能としている。
【００５６】
尚、結像光学素子はガラス製であってもよく、更に回折のパワーを有する光学素子であってもよい。ガラス材料や回折面で構成した場合は、環境特性に優れた光走査装置を提供することが可能となる。
【００５７】
また本実施例では結像光学系を２枚の結像光学素子で構成しているが、これに限らず、１枚もしくは３枚以上で構成しても上記の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
表２に本発明の実施例１における光走査装置の各数値を示す。ここで「Ｅ−ｘ」は「１０−ｘ」を示している。
【００５９】
Ｒ１面は結像光学素子６ａの光偏向器１０側の面、Ｒ２面は結像光学素子６ａの被走査面７側の面、Ｒ３面は結像光学素子６ｂの光偏向器１０側の面、Ｒ４面は結像光学素子６ｂの被走査面７側の面である。
【００６０】
【表１】
2014041193.tif 000012
図４にＢＤ信号と走査開始タイミングの関係を示す。同図において、（ａ）はグループ６のタイミング、（ｂ）はグループ２の走査開始タイミングを示す。
【００６１】
本実施例では、前述したように、ポリゴン偏向面６ａで反射される光束の主光線の副走査位置に応じて、ＢＤ検知を行うビームを選択し、書き出しタイミング（書き出し位置）を決定している。図中「ＢＤ信号」は、ＢＤセンサーにビームが入射したときに発生する信号（ＢＤ信号）を示す。同図において、グループ６においては、発光点１６からの光束がＢＤスリットを主走査方向に横切り、ＢＤ信号がＬｏ状態に変化してからＴ１秒後にビーム１４は画像信号がＯＮになり、画像を書き始める。同様にビーム１５の画像信号はＴ２秒後にＯＮになり、画像を書き出す。また、ビーム１６はｔ３秒後に画像を書きだす。以下、同様に各グループの画像書き出しタイミングは、グループ１はビーム１、グループ２はビーム４、グループ３はビーム７、グループ４はビーム１０、グループ５はビーム１３のＢＤ信号により書き出しタイミングが決定されている。
【００６２】
次に、Ｔ１〜Ｔ１６の決定方法について説明する。
【００６３】
本実施形態では、各ビームの画像信号がｏｎになるまでの時間Ｔ１〜Ｔ１６を工場出荷時に予め測定し、決定している。
【００６４】
図５に測定系の主走査方向の模式図を示す。被走査面相当位置の走査光学系光軸近傍に、ナイフエッジからなるスリットとフォトディテクター（ＰＤ）で構成される検知系を配置し、ビーム１、４、７、１０、１３、１６のＢＤ信号に対してビーム１〜１６が検知系を通過する時間差Ｔ１〜Ｔ１６を測定する。次に、Ｔ１〜Ｔ１６の値を不図示のメモリーに書き込み、画像中心位置における全ビームの書き出し位置が一致するようにする。本実施例では、センサーを走査レンズの光軸と一致させているため、走査光学系の倍率色収差の影響を画像書き出し側と書き終わり側で振り分けにすることが出来、ビームの波長差による印字位置ズレを低減できる構成にしている。
【００６５】
走査速度とビーム間隔で算出される理論上のＴ１〜Ｔ１６は、発光点の位置誤差や、光源の波長差及び偏向面の面精度等の部品製造誤差と、光学装置に部品を取り付ける際の組み立て誤差によってずれが生じるためである。このようにＴ１〜Ｔ１６の値を出荷時に予め測定することにより、上記誤差はキャンセルされ、より高精度な印字位置精度を確保することができる。
【００６６】
次に発光点をグループ分けする理由を図６および図７を用いて説明する。
【００６７】
図６（ａ）は偏向反射面の模式図である。同図において、ビーム１の主光線は副走査方向の高さがＡ−Ａを結ぶ直線上にあり、ビーム１６はＢ−Ｂを結ぶ直線上にあることを示している。図３に示すようにビーム１と１６の副走査方向の距離は０．２６９ｍｍである。
【００６８】
図６（ｂ）は、Ａ−Ａ断面、およびＢ−Ｂ断面における反射面の高さ（面精度）を示す。同図において、ビーム１の主光線が反射される点６０２とビーム１６が反射される点６０１では、主走査方向の傾きが異なっている。高精度に加工されたポリゴンミラーでは副走査方向に０．１ｍｍ離れた位置における傾き差は０．０５分以下のため無視できるが、本実施形態のポリゴンミラーでは、副走査方向に０．１ｍｍ以上離間すると傾き量が０．０５分を超えており、０．０８分あるので、傾き誤差の影響が無視できなくなる。この傾き誤差は、偏向反射面の加工時に発生する。本発明のポリゴンミラーは、バイトの先端を用いて、反射面の短手方向（副走査方向）に複数回に分けて加工している。その加工ピッチは１０〜２０μｍとしている。誤差を低減させようとすると加工時間が長くなったり、高精度な加工機が必要になるため、安価なポリゴンミラーを提供できなくなる。また一般的に誤差量は部品ごとに異なっているだけでなく、偏向反射面ごとにも異なっている。したがって、従来のように主走査方向の位置が等しい複数ビームのグループでＢＤ検知を行っている場合、グループ内の複数ビームの副走査離間量に応じて偏向角が異なるため、被走査面上での書き出し位置ずれが生じて画像が劣化するという問題が発生する。例えば、主走査方向の位置が異なる２つのグループでＢＤ検知を行い、書き出し位置を決定した場合、反射面の副走査位置に応じて傾きが異なる面で反射された光束は、被走査面上で図７（ａ）のようになる。
【００６９】
一方、図７（ｂ）に示す本実施例のように、ビームの副走査間隔が０．１ｍｍ以下になるようにビームをグループ分けし、各グループの少なくとも一つのＢＤ信号を用いて書き出しタイミングを検知した場合は、前述した傾き誤差の影響が画像上無視できる。通常、被走査面において副走査方向に０．５ｍｍ以上の周期的な書き出し位置誤差が発生すると画像劣化が顕在化するため、本実施例では後述するように各グループの副走査方向最大間隔を０．０５４ｍｍとし、被走査面の書き出し位置誤差による画像劣化を目立ち難くしている。尚、本実施例の副走査方向の周期的な書き出し位置誤差の最大値（偏向面のグループ内副走査間隔×偏向面面数×走査光学系の副走査倍率絶対値）は０．０５４×５×１．１８＝０．３１９ｍｍである。また、主走査方向の書き出し位置誤差の最大値（偏向面のグループ内副走査間隔×単位長さあたりの偏向面の主走査方向傾き差×ｆθ係数）は、０．０５４（ｍｍ）×０．０８／０．１（分／ｍｍ）×２００（ｍｍ／ｒａｄ）×２＝０．００５ｍｍである。
【００７０】
以上のように本実施形態の走査光学系は、光源手段としてＮ＝１６個の発光点を有するモノリシックマルチビームレーザーを用い高速化を達成している。また、高精細化を達成するために条件式
【００７１】
【数１０】
2014041193.tif 000013
を満足するよう偏向反射面の副走査位置に応じてＭ＝６組の発光素子群にグループ分けし、各グループの副走査両端ビームの間隔を０．０３６ｍｍとしている。ここで、Ｗは光源の副走査両端ビーム間距離であり、Ｗ＝０．１２１ｍｍ、βは入射光学系の副走査横倍率であり、本実施例ではβ＝−２．２２倍である。
【００７２】
この条件式を満たさない場合は、高精度な反射面を有する偏向器を使用するか、もしくは印字位置精度不良が発生し、安価で高精細な光走査を提供できなくなる。
【００７３】
本実施例のようにＢＤレンズは個別に設けてもよいが、ｆθレンズの一部を用いてもよい。又、本実施例では、組み立て工程においてビームごとに書き出し位置調整値を算出したが、被走査にパッチを形成し、画像形成装置内で主走査方向の書き出し位置を補正しても同様の効果を得る事ができる。
【００７４】
以上のように、複数光源の偏向面上副走査位置に応じてビームをグループ分けし、偏向反射面の面精度誤差による画質劣化を低減できる、低価格で高精細な光走査装置を提供できる。また、カラー画像形成装置に用いる場合は、色ずれのない、高精細なカラー画像装置を提供できる。
【実施例２】
【００７５】
本実施例において、実施例１と異なる点は、光源としてより多ビーム化が可能な２次元配列のモノリシックマルチビームレーザー（ＶＣＳＥＬ）を用いた点とグループ数を５とした点である。その他の構成は実施例１と同様である。
【００７６】
以下、図８を参照して、本発明の第２の実施例による、偏向反射面上のビームについて説明する。同図において、横軸が反射面の主走査方向、縦軸が副走査方向を示す。また、光源１の発光部１から１６は、主走査方向に長い潜像として偏向反射面近傍に結像している。図８では、各光束の主光線の到達位置を丸で示しており、副走査方向に等間隔で２次元に配置されている。本実施例では、実施例１同様、偏向反射面６ａにおいて、発光部１からの光束の主光線は、発光部１６からの光束に対して、副走査方向０．２６９ｍｍ上方で反射されている。また、図８に示すようにビーム１から１６は、副走査方向の位置に応じて５つのグループに分けられており、各グループ内の少なくとも一つのビームの同期位置検出信号により書きだしタイミングが決定されている。本実施例では、ＡＰＣ（オートパワーコントロール）を行う時間を長くするために、グループ数を４とし、ＢＤ検知を行うビームを減らしている。
【００７７】
図９にグループ１のＢＤ信号と走査開始タイミングの関係を示す。
【００７８】
本実施例では、前述したように、ポリゴン偏向面６ａで反射される光束の主光線の副走査位置に応じて、ＢＤ検知を行うビームを選択し、書き出しタイミング（書き出し位置）を決定している。図中「ＢＤ信号」は、ＢＤセンサーにビームが入射したときに発生する信号（ＢＤ信号）を示す。同図において、グループ１においては、発光点１４からの光束がＢＤスリットを主走査方向に横切り、ＢＤ信号がＬｏ状態に変化してからＴ１秒後にビーム１６は画像信号がＯＮになり、画像を書き始める。同様にビーム１５の画像信号はＴ２秒後にＯＮになり、画像を書き出す。また、ビーム１６はｔ３秒後に画像を書きだす。以下同様に各グループの画像書き出しタイミングは、ＢＤセンサーに同時に光が入射しないように、主走査方向の位置が異なるビームでＢＤ信号検知を行っている。グループ２はビーム１０、グループ３はビーム７、グループ４はビーム１のＢＤ信号により書き出しタイミングが決定されている。
【００７９】
本実施形態の走査光学系は、光源手段としてＮ＝１６個の発光点を有する２次元配列のモノリシックマルチビームレーザー（ＶＣＳＥＬ）を用い、高速化を達成している。また、高精細化を達成するために条件式
【００８０】
【数１１】
2014041193.tif 000014
を満足するよう偏向反射面の副走査位置に応じてＭ＝４組の発光素子群にグループ分けし、グループの副走査両端ビーム間隔の最大値を０．０５４ｍｍとしている。ここで、Ｗは光源の副走査両端ビーム間距離であり、Ｗ＝０．１２１ｍｍ、βは入射光学系の副走査横倍率であり、本実施例ではβ＝−２．２２倍である。
この条件式を満たさない場合は、高精度な反射面を有する偏向器を使用するか、もしくは印字位置精度不良が発生し、安価で高精細な光走査を提供できなくなる。
【００８１】
以上のように、２次元配列された光源を用いても、偏向面上副走査位置に応じてビームをグループ分けすることにより、偏向反射面の面精度誤差による画質劣化を低減できる、低価格で高精細な光走査装置を提供できる。また、カラー画像形成装置に用いる場合は、色ずれのない、高精細なカラー画像装置を提供できる。
【００８２】
また、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【実施例３】
【００８３】
本実施例において、実施例１と異なる点は、光源を２次元配列のモノリシック３６ビームレーザー（ＶＣＳＥＬ）を用いた点と、偏向面の面精度に応じてグループ数を１２とした点である。その他の構成は実施例２と同様である。尚、本実施例のポリゴンミラーの面精度は副走査方向に０．１ｍｍ離間した位置の主走査方向の傾き差が０．０５分である。
【００８４】
以下、図１０を参照して、本発明の第２の実施例による、偏向反射面上のビームについて説明する。同図において、横軸が反射面の主走査方向、縦軸が副走査方向を示す。また、光源１の発光部１から３６は、主走査方向に長い潜像として偏向反射面近傍に結像している。図１０では、各光束の主光線の到達位置を丸で示しており、副走査方向に等間隔で２次元に配置されている。本実施例では、実施例１同様、偏向反射面６ａにおいて、発光部１からの光束の主光線は、発光部１６からの光束に対して、副走査方向０．６２８ｍｍ上方で反射されている。また、図１０に示すようにビーム１から３６は、副走査方向の位置に応じて１２のグループに分けられており、各グループ内の少なくとも一つのビームの同期位置検出信号により書きだしタイミングが決定されている。本実施例では、ビームの副走査間隔が０．１ｍｍ以下になるようにビームをグループ分けするとともに、解像度切り替えが容易に行えるように副走査ビームのグループを決定している。
【００８５】
図１１にグループ１２のＢＤ信号と走査開始タイミングの関係を示す。
【００８６】
本実施例では、前述したように、ポリゴン偏向面６ａで反射される光束の主光線の副走査位置に応じて、ＢＤ検知を行うビームを選択し、書き出しタイミング（書き出し位置）を決定している。図中「ＢＤ信号」は、ＢＤセンサーにビームが入射したときに発生する信号（ＢＤ信号）を示す。同図において、グループ１２においては、発光点３４からの光束がＢＤスリットを主走査方向に横切り、ＢＤ信号がＬｏ状態に変化してからＴ３２秒後にビーム３６は画像信号がＯＮになり、画像を書き始める。同様にビーム３４の画像信号はＴ３４秒後にＯＮになり、画像を書き出す。また、ビーム３２はｔ３６秒後に画像を書きだす。
【００８７】
図１２の各グループのＢＤ検知を行うビームを示す。同図に示すように各グループの画像書き出しタイミングは、ＢＤセンサーに同時に光が入射しないように、主走査方向の位置が異なるビームでＢＤ信号検知を行っている。
【００８８】
本実施例では１２００ｄｐｉと６００ｄｐｉの解像度切り替えが容易行えるように発光点のグループが決定されている。具体的には、１２００ｄｐｉのときは、グループ１〜グループ１２（Ｇｒ１〜Ｇｒ１２）のビームを用いて潜像を形成し、６００ｄｐｉの時には奇数グループ（Ｇｒ１、Ｇｒ３、Ｇｒ５、Ｇｒ７、Ｇｒ９、Ｇｒ１１）のビームのみを使用して潜像を形成している。実施例１や２の構成でも使用ビームを間引いて解像度を切り替えられるが、潜像形成を行わないビームでＢＤ検知を行う必要があり、電気回路が複雑になりコストアップになるのでよくない。
【００８９】
本実施形態の走査光学系は、光源手段としてＮ＝３６個の発光点を有する２次元配列のモノリシックマルチビームレーザー（ＶＣＳＥＬ）を用い、高速化を達成している。また、高精細化を達成するために条件式
【００９０】
【数１２】
2014041193.tif 000015
を満足するよう偏向反射面の副走査位置に応じてＭ＝１２組の発光素子群にグループ分けし、各グループの副走査両端ビーム間隔の最大値を０．０８４ｍｍとしている。ここで、Ｗは光源の副走査両端ビーム間距離であり、Ｗ＝０．２８３ｍｍ、βは入射光学系の副走査横倍率であり、本実施例ではβ＝−２．２２倍である。本実施例における、主走査方向の書き出し位置誤差の最大値（偏向面のグループ内副走査間隔×単位長さあたりの偏向面の主走査方向傾き差×ｆθ係数）は、０．０８４（ｍｍ）×０．０５／０．１（分／ｍｍ）×２００（ｍｍ／ｒａｄ）×２＝０．００４９ｍｍである。
【００９１】
この条件式を満たさない場合は、高精度な反射面を有する偏向器を使用するか、もしくは印字位置精度不良が発生し、安価で高精細な光走査を提供できなくなる。
【００９２】
以上のように、偏向面上副走査位置に応じてビームをグループ分けすることにより、偏向反射面の面精度誤差による画質劣化を低減でき、かつ、安価な電気回路を用いて解像度切り替えが可能な光走査装置を提供できる。また、カラー画像形成装置に用いる場合は、色ずれのない、高精細なカラー画像装置を提供できる。
【００９３】
また、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００９４】
［画像形成装置］
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、６０はカラー画像形成装置、１１は各々実施形態１〜３に示したいずれかの構成を有する走査光学装置、２１，２２，２３，２４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。
【００９５】
図において、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１１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が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２１，２２，２３，２４の感光面が主走査方向に走査される。
【００９６】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は１つの走査光学装置（１１）から、各Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応した光線を射出し、感光ドラム２１，２２，２３，２４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。
【００９７】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く１つの走査光学装置１１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２１，２２，２３，２４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。
【００９８】
前記外部機器５２としては、例えばＣＣＤセンサー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。
【符号の説明】
【００９９】
１  光源手段
２  開口絞り
３  集光レンズ（コリメータレンズ）
４  シリンドリカルレンズ
５  開口絞り
ＬＡ  第１光学手段（入射光学系）
６  偏向手段
ＬＢ  結像光学系
１１ａ，１１ｂ  結像レンズ
７  同期検出用ミラー
８  同期検出用レンズ
９  同期信号検出手段
１２  被走査面（感光ドラム面）
ＬＣ  第２光学手段（同期検出用光学系）
【図１】
2014041193.tif 000017
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014041193.tif 000021
【図６】
2014041193.tif 000022
【図７】
2014041193.tif 000023
【図８】
2014041193.tif 000024
【図９】
2014041193.tif 000025
【図１０】
2014041193.tif 000026
【図１１】
2014041193.tif 000027
【図１２】
2014041193.tif 000028
【図１３】
2014041193.tif 000029