(57)【要約】【課題】結像特性を全く劣化させることなく、被走査面全域における複数のスポットの主走査方向の結像位置のずれをほぼ完全に相殺し補正することによって高速、高記録密度に適したマルチビーム光走査装置を得ること。【解決手段】複数の発光部を有する光源手段１と、回転多面鏡５と、複数の光束を収束光束又は発散光束に変換する第１の光学系２と、ドラム状の被走査面７上に導光させる第３の光学系６とを有し、第１の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ１、第２の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ２、第３の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ３とするとき、条件式（１）を満足すること。【選択図】    図１
2004302062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向及びそれと垂直な副走査方向の双方で異なる位置に配置された複数の発光部を有する光源手段と、該複数の発光部から各々出射した複数の光束を偏向する反射面を有する回転多面鏡と、該光源手段から該回転多面鏡に至る光路中に配置され、該複数の光束を収束光束又は発散光束に変換する第１の光学系と、該回転多面鏡で偏向された複数の光束を、主走査方向に沿った回転軸を有するドラム状の被走査面上に導光させる第３の光学系と、を有するマルチビーム光走査装置であって、
副走査断面内において、該被走査面に入射する各々の光束は、それらの主光線が該被走査面の法線に対してそれぞれ零でない角度を成すように入射しており、このことによって、該被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第１の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ１、主走査方向において収束光束又は発散光束が該第３の光学系に入射することによって、該被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第２の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ２、該複数の発光部から出射する光束は相対的な波長差を有し、その相対的な波長差によって被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第３の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ３とするとき、
｜δＹ１＋δＹ２＋δＹ３｜≦ＭＡＸ（｜δＹ１｜、｜δＹ２｜、｜δＹ３｜）
（但しＭＡＸ（｜δＹ１｜、｜δＹ２｜、｜δＹ３｜）はδＹ１、δＹ２、δＹ３のうちの絶対値の最も大きい値である。）
を満足することを特徴とするマルチビーム光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチビーム光走査装置に関し、特に、高速、高記録密度を達成する為に光源手段として複数の発光部（発光点）を有するマルチ半導体レーザー用いて画像形成を行うようにした、例えば例えば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、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。
【０００２】
【従来の技術】
図２７は複数の発光部を有する光源手段を用いた従来のマルチビーム光走査装置の主走査方向の要部断面図である。
【０００３】
同図において複数の発光部を有するマルチ半導体レーザー９１から出射した複数の光束（光ビーム）はコリメーターレンズ９２で略平行光束に変換され、副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ９４によって副走査方向にのみ収束され、開口絞り９３でその光束を整形して光偏向器である回転多面鏡（ポリゴンミラー）９５の反射面（ポリゴン面）９５ａ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。そして図中矢印９５ｂ方向に一定角速度で回転しているポリゴンミラー９５によって反射偏向された複数の光束は走査レンズ系９６としての２つのｆθレンズ系９６ａ，９６ｂによって被走査面としての感光ドラム面９７上にスポット状に各々集光され、図中矢印９７ｂ方向に一定速度で走査される。
【０００４】
このようなマルチビーム走査光学系においては図２８に示すように複数の発光部Ａ，Ｂを副走査方向に縦に並べて配置してしまうと感光ドラム面上での副走査方向の複数の走査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２９に示すように複数の発光部Ａ，Ｂを副走査方向に対応する方向に対して傾けて配置し、その傾け角度δを調整することにより、感光ドラム面上での副走査方向の複数の走査線の間隔を記録密度に合わせて正確に調整している。
【０００５】
また感光ドラム面に入射した複数の光束が該感光ドラム面の正反射によってマルチ半導体レーザーに再度戻ってしまうと、該マルチ半導体レーザーの発振が不安定になる為、またはその正反射光が光学系に戻った場合、該光学系の表面反射によって再度感光ドラム面に反射光が戻りゴーストが発生してしまう為に、従来では図３０に示すように感光ドラム面９７に入射する複数の光束と感光ドラム面９７の法線との成す副走査方向の角度が所定の角度（入射角）βを成すように設定している。これにより感光ドラム面９７での正反射光が再度マルチ半導体レーザー及び光学系に戻らないような構成をとっている。
【０００６】
マルチビーム光走査装置において、このような構成をとった場合、図３１に示すように感光ドラム面９７上における複数の走査ラインそれぞれの走査倍率が異なってしまうことにより、感光ドラム面９７上でのそれぞれのスポットの結像位置に主走査方向のずれが発生してしまい、これが原因となって高画質な画像が得られなくなってくるという問題点があった。
【０００７】
この問題点を解決するマルチビーム光走査装置が種々と提案されている（例えば特許文献１，２参照）。特許文献１においては副走査方向の複数光ビームと感光ドラム面の法線とのなす角を所定角度以下に設定することによって、前記主走査方向の結像位置ずれを軽減する構成としている。特許文献２においては主走査方向の結像位置ずれを結像光学系を偏心させて、その偏心量を調節することによって打ち消す構成としている。
【特許文献１】
特開平５−３３３２８１号公報
【特許文献２】
特開平９−１９７３０８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら特許文献で提案されているマルチビーム光走査装置においては、主走査方向の結像位置ずれと結像特性（スポット形状）の両方を同時に満足させることができなかった。
【０００９】
例えば特許文献１においては副走査方向の複数光ビームと感光ドラム面の法線とのなす角を所定角度以下に設定することによって主走査方向の結像位置ずれを軽減して目立たなくしようとしているだけであり、主走査方向の結像位置ずれに対する根本的な解決策については何ら開示されていない。
【００１０】
また特許文献２においては主走査方向の結像位置ずれを結像光学系を偏心させて、その偏心量を調節することによって打ち消す構成としているが、結像光学系を偏心させて使用すると感光ドラム面における結像スポット形状が劣化しやすいという問題点があり、このため高画質、高記録密度を達成することは難しい。
【００１１】
本発明は主走査方向の結像位置ずれと結像特性の両方を同時に満足させ、かつ高速でしかも高画質に最適なマルチビーム光走査装置の提供を目的とする。
【００１２】
【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装置は、
主走査方向及びそれと垂直な副走査方向の双方で異なる位置に配置された複数の発光部を有する光源手段と、該複数の発光部から各々出射した複数の光束を偏向する反射面を有する回転多面鏡と、該光源手段から該回転多面鏡に至る光路中に配置され、該複数の光束を収束光束又は発散光束に変換する第１の光学系と、該回転多面鏡で偏向された複数の光束を、主走査方向に沿った回転軸を有するドラム状の被走査面上に導光させる第３の光学系と、を有するマルチビーム光走査装置であって、
副走査断面内において、該被走査面に入射する各々の光束は、それらの主光線が該被走査面の法線に対してそれぞれ零でない角度を成すように入射しており、このことによって、該被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第１の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ１、主走査方向において収束光束又は発散光束が該第３の光学系に入射することによって、該被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第２の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ２、該複数の発光部から出射する光束は相対的な波長差を有し、その相対的な波長差によって被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第３の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ３とするとき、
｜δＹ１＋δＹ２＋δＹ３｜≦ＭＡＸ（｜δＹ１｜、｜δＹ２｜、｜δＹ３｜）‥‥（１）
（但しＭＡＸ（｜δＹ１｜、｜δＹ２｜、｜δＹ３｜）はδＹ１、δＹ２、δＹ３のうちの絶対値の最も大きい値である。）
を満足することを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２は図１の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００１４】
ここで、主走査方向とは回転多面鏡の回転軸及び走査レンズ系の光軸に垂直な方向（回転多面鏡で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは回転多面鏡の回転軸と平行な方向を示す。また主走査断面とは主走査方向に平行で走査レンズ系の光軸を含む平面を示す。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。
【００１５】
図１、図２において１は光源手段であり、例えば複数の発光部（発光点）Ａ，Ｂを副走査方向に対応する方向に対して任意の角度傾けて配置したマルチ半導体レーザーより成っている。
【００１６】
２は第１の光学系としての集光レンズ（コリメーターレンズ）であり、光源手段１から出射された複数の光束を収束光束（もしくは発散光束）に変換している。
【００１７】
４は第２の光学系としてのレンズ系（シリンドリカルレンズ）であり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、集光レンズ２を通過した複数の光束を副走査断面内で後述する回転多面鏡（ポリゴンミラー）５の反射面（ポリゴン面）５ａにほぼ線像として結像させている。
【００１８】
３は開口絞りであり、シリンドリカルレンズ４を通過した複数の光束の光束幅を制限している。
【００１９】
５は複数の発光部Ａ，Ｂから各々出射した複数の光束を偏向する反射面を有する回転多面鏡（ポリゴンミラー）であり、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印５ｂ方向に一定速度で回転している。
【００２０】
６は第３の光学系としてのｆθ特性を有するｆθレンズ系（走査レンズ系）であり、第１、第２の２枚のｆθレンズ（走査レンズ）６ａ，６ｂを有している。このｆθレンズ系６はポリゴンミラー５で偏向反射された複数の光束を被走査面７に結像させると共に副走査断面内においてポリゴンミラー５の反射面５ａと被走査面７との間を略共役関係にすることにより、該反射面５ａの倒れを補正している。
【００２１】
７は被走査面としての感光ドラム面（像担持体面）であり、主走査方向に沿った回転軸を有するドラム状より成っている。
【００２２】
本実施形態において画像情報に応じてマルチ半導体レーザー１から光変調され出射した２つの光束は集光レンズ２によって収束光束に変換され、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出射して開口絞り３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３を通過し（一部遮光される）ポリゴンミラー５の反射面５ａにほぼ線像（主走査方向に長手の線像）として結像する。そしてポリゴンミラー５の反射面５ａで反射偏向された２つの光束は各々ｆθレンズ系６を介して感光ドラム面７上に導光され、該ポリゴンミラー５を図中矢印５ｂ方向に回転させることによって、該感光ドラム面７上を図中矢印７ｂ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としての感光ドラム面７上に２本の走査線を形成し、画像記録を行っている。
【００２３】
本実施形態においては前述の如く感光ドラム面７からの正反射光が再度光学系に戻らないように、図２に示すように該感光ドラム面７に入射する２つの光束の主光線と感光ドラム面の法線との成す副走査方向の角度が所定の角度（入射角）βを成すように設定している。
【００２４】
このような感光ドラム面７に入射する２つの光束の主光線と該感光ドラム面７の法線との成す副走査方向の角度が所定の角度βを成すように設定した場合、それぞれのスポットの結像位置が主走査方向にずれるという問題点が発生する。
【００２５】
ここでそれぞれのスポットの結像位置が主走査方向にずれる原理を図２２を用いて説明する。尚、説明を簡単にする為に、ここでは発光部の数を２つと仮定して説明する。
【００２６】
図２２は感光ドラム面７上に２本の走査線が平行して走査される様子を表わした要部斜視図である。同図において主走査方向をＹ軸とし、副走査方向、即ち感光ドラムが移動する方向をＺ軸とし、感光ドラム面７の法線方向をＸ軸とする直交座標系を考える。
【００２７】
同図に示したように最大走査画角のときにおける感光ドラム面７に入射する光束の主光線とｆθレンズ系の光軸との成す角をθとし、ＸＹ平面と感光ドラム面７に入射する光束が形成する平面との成す角度をβとする。
【００２８】
このとき２本の走査線は光束の進行方向に光路長差δＬが発生し、その光路長差δＬは感光ドラム面７上を同時に走査される各走査線の副走査方向の間隔をＰとするとき
δＬ＝Ｐ×ｓｉｎβ
で表わすことができる。
【００２９】
さらに上記光束の進行方向の光路長差δＬが発生することにより、感光ドラム面７に入射する２つの光束の主光線は主走査方向（Ｙ方向）にも位置ずれが発生してしまい、その位置ずれ量δＹ１（最大値）は同図のＹ方向の端部において、
δＹ１＝δＬ×ｔａｎθ＝Ｐ×ｓｉｎβ×ｔａｎθ
で表わすことができる。
【００３０】
同図において、Ｚ方向のプラス側（上側）の走査線に対するＺ方向のマイナス側（下側）の走査線の位置ずれの方向がＹ方向のプラス側であるとき、δＹ１の符号を＋とする。
【００３１】
本実施形態は上記位置ずれ量δＹ１がプラスの場合、ｆθレンズ系６に入射させる光束を収束光束とすることによって生じる感光ドラム面７上におけるそれぞれの光束の結像点の主走査方向の位置ずれ量δＹ２がマイナスになり、さらに２つの発光部Ａ，Ｂから出射する光束の相対的な波長差によって発生する倍率色収差による感光ドラム面７上の各光束の結像点間の主走査方向の位置ずれ量δＹ３がマイナスになるようにし、上記位置ずれ量δＹ１と、位置ずれ量δＹ２と位置ずれ量δＹ３を加算した量が互いに相殺方向となるように、感光ドラム面７に入射するそれぞれの光束と該感光ドラム面７の法線との副走査方向の入射角、主走査断面内における最大走査画角のときにおける感光ドラムに入射する光束の主光線と感光ドラム面７の法線とのなす角度θ、ｆθレンズ系６に入射させる光束の収束度合い等を設定するものである。
【００３２】
また上記位置ずれ量δＹ１がマイナスの場合、上記位置ずれ量δＹ２をプラスとし、さらに上記位置ずれ量δＹ３がプラスになるようにし、上記位置ずれ量δＹ１と、位置ずれ量δＹ２と位置ずれ量δＹ３とを加算した量が互いに相殺方向となるように、感光ドラム面７に入射するそれぞれの光束と該感光ドラム面７の法線との副走査方向の入射角β、主走査断面内における最大走査画角のときにおける感光ドラム面７に入射する光束の主光線と該感光ドラム面７の法線とのなす角度θ、ｆθレンズ系６に入射させる光束の収束度合い等々を設定するものである。
【００３３】
以下、図を用いてｆθレンズ系６に入射させるそれぞれの光束を収束光束とした場合に、感光ドラム面７上におけるそれぞれの光束の結像点に主走査方向の位置ずれが発生する原理を説明する。尚、説明を簡単にする為に前述と同様、発光部の数を２つと仮定して説明する。
【００３４】
前述の如く図２９に示すように２つの発光部Ａ，Ｂを副走査方向に対応する方向に対して傾けて配置する構成のマルチビーム光走査装置においては、２つの光束がポリゴンミラー５で偏向反射された後の反射角がそれぞれ異なる為に感光ドラム面７上においては互いに主走査方向に離れた位置にスポットが結像されてしまう。よってこのような構成のマルチビーム光走査装置においては、ある１つの基準の発光部から出射した光束が感光ドラム面７上に結像する位置に、もう一方の発光部から出射した光束の結像位置を合わせるように所定時間δＴだけタイミングをずらして画像データを送っている。
【００３５】
この様子を示したのが図２３である。図２３は走査開始側における２つの光束の主光線がポリゴンミラー５の反射面（ポリゴン面）５ａで反射される様子を示した説明図である。
【００３６】
同図において最初に発光部Ａから出射された光束がポリゴンミラー５の反射面５ａで反射されて図中Ａ１の方向に反射され、ｆθレンズ系（不図示）６により感光ドラム面７上に結像される。
【００３７】
次に所定時間δＴだけ時間がずれたときの反射面５ａ´によって発光部Ｂから出射された光束が反射され、図中Ｂ１´の方向、即ち図中Ａ１と同じ方向に反射されることによって互いのスポットの結像位置が一致することになる。
【００３８】
但し、ポリゴンミラー５で反射された後の２つの光束の主光線はｆθレンズ系６に入射する角度は等しいものの、それぞれの光束の主光線の反射位置にずれが生じる為に主走査方向にδｙｓだけずれてｆθレンズ系６に入射することになる。
【００３９】
ｆθレンズ系６に入射する２つの光束が略平行光束の場合には、それぞれの光束の主光線に主走査方向にδｙｓだけずれが生じても感光ドラム面７上におけるスポットの結像位置は同じである。
【００４０】
しかしながらｆθレンズ系６に入射する２つの光束が収束光束の場合には、それぞれの光束の主光線に主走査方向にδｙｓだけずれが生じると感光ドラム面７上におけるスポットの主走査方向の結像位置にもずれが生じる。
【００４１】
図２５はこの現象を説明する為の光学系の要部概略図である。同図において６はｆθレンズ系であり、ｆθレンズ系６の光出射側主平面１１からｆθレンズ系６に入射する収束光束の自然収束点１４までの距離をＳｄ、ｆθレンズ系６の焦点距離をｆ、ｆθレンズ系６の光出射側主平面１１からｆθレンズ系６に入射した収束光束がｆθレンズ系６によって収束されて結像される位置（即ち、ここが感光ドラム面となる）１２までの距離をＳｋとする。
【００４２】
ここにおいて、
【００４３】
【数１】
2004302062.tif 000003
【００４４】
であるから、
【００４５】
【数２】
2004302062.tif 000004
【００４６】
で表わされる。
【００４７】
また各発光部Ａ、Ｂから出射した各々の光束の主光線の主走査方向のずれ量をδｙ、各発光部Ａ、Ｂから出射した各々の光束の感光ドラム面７上における主走査方向のスポットの結像位置のずれ量をδＹ２（最大値）とすれば、同図から明らかに、
【００４８】
【数３】
2004302062.tif 000005
【００４９】
だけ、ずれが発生することになる。
【００５０】
図２４は走査終了側における２つの光束の主光線がポリゴンミラー５の反射面で偏向反射される様子を示した説明図である。
【００５１】
同図において最初に発光部Ａから出射された光束がポリゴンミラー５の反射面５ａで反射されて図中Ａ１の方向に反射され、ｆθレンズ系（不図示）６により感光ドラム面７上に結像される。
【００５２】
次に所定時間δＴだけ時間がずれたときの反射面５ａ´によって発光部Ｂから出射された光束が反射され、図中Ｂ１´の方向、即ち図中Ａ１と同じ方向に反射され、このときそれぞれの光束の主光線は主走査方向にδｙｅだけずれてｆθレンズ系６に入射する。
【００５３】
図２３、図２４から分かるように走査開始側及び走査終了側ともに発光部Ａから出射した光束Ａ´よりも発光部Ｂから出射した光束Ｂ´の方がｆθレンズ系６の光軸側にずれている為、感光ドラム面７上では図２６に示すように光束Ａ´で走査したライン（走査線）よりも光束Ｂ´で走査したラインの方が短くなる。
【００５４】
即ち、ｆθレンズ系６に入射させる２つの光束を収束光束とした場合には、感光ドラム面７上におけるそれぞれの光束の結像点に主走査方向の位置ずれ量δＹ２が発生することになる。
【００５５】
一方、複数の発光部を有する半導体レーザーの個々の発光部から出射する光束に、相対的な波長差が存在する場合、よく知られているようにｆθレンズ系によって倍率色収差が発生する。その結果、相対的な波長差によって被走査面上のそれぞれの光束の結像点に主走査方向の位置ずれ量δＹ３が発生することになる。
【００５６】
本実施形態では副走査断面内において、感光ドラム面７に入射する各々の光束は、それらの主光線が該感光ドラム面７の法線に対してそれぞれ零でない角度を成すように入射しており、このことによって、該感光ドラム面７上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第１の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ１、主走査方向において収束光束又は発散光束がｆθレンズ系６に入射することによって、該感光ドラム面７上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第２の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ２、２つの発光部Ａ，Ｂから出射する光束は相対的な波長差を有し、その相対的な波長差によって感光ドラム面７上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第３の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ３とするとき、
｜δＹ１＋δＹ２＋δＹ３｜≦ＭＡＸ（｜δＹ１｜、｜δＹ２｜、｜δＹ３｜）‥‥（１）
（但しＭＡＸ（｜δＹ１｜、｜δＹ２｜、｜δＹ３｜）はδＹ１、δＹ２、δＹ３のうちの絶対値の最も大きい値である。）
を満足させている。
【００５７】
即ち、本実施形態においては上記の条件式（１）を満たすようにトータルの位置ずれ量が、位置ずれ量δＹ１、δＹ２、δＹ３のうちの絶対値の最も大きい値より小さい又は等しく成るように、さらに位置ずれ量δＹ１と、位置ずれ量δＹ２と位置ずれ量δＹ３とを加算した量が、互いに逆の方向にずれて相殺される方向になるように、上記入射角β、及びｆθレンズ系６の光出射側主平面からｆθレンズ系６に入射する収束光束の自然収束点までの距離Ｓｄ、ｆθレンズ系６の光出射側主平面からｆθレンズ系６に入射した収束光束がｆθレンズ系６によって収束されて結像される位置までの距離Ｓｋ等、を最適に選択に設定することにより、感光ドラム等からなる被走査面全域において複数のスポットの主走査方向の結像位置のずれを効果的に補正している。
【００５８】
ところで画像形成装置内部の構成によっては感光ドラム面７に入射する２つの光束と該感光ドラム面７の法線との副走査方向の所定の入射角βを任意に設定することができない場合も有り得る。そのような場合においては２つのスポットの主走査方向の結像位置のずれをほぼ完全に補正することは難しいので画像上許容出来る程度にまで補正してやれば良い。
【００５９】
一般に主走査方向の結像点の位置ずれは、１４μｍ（０．０１４ｍｍ）を超えたところから視認されやすくなり、画像に対する影響が無視できないものとなる。
【００６０】
従って位置ずれ量δＹ１、δＹ２、δＹ３を各々ｍｍ単位で表わしたとき、
｜δＹ１＋δＹ２＋δＹ３｜≦０．０１４（ｍｍ）    ‥‥（２）
を満足することが好ましい。
【００６１】
ここで上記ｆθレンズ系６に入射させる２つの光束を収束光束とした場合に生じるそれぞれのスポットの結像位置の主走査方向のずれ量δＹ２は、ｆθレンズ系６の光出射側主平面からｆθレンズ系６に入射する収束光束の自然収束点までの距離Ｓｄ、ｆθレンズ系６の光出射側主平面からｆθレンズ系６に入射した収束光がｆθレンズ系６によって収束されて結像される位置までの距離Ｓｋの比を非平行度Ｋ＝Ｓｋ／Ｓｄとすると、Ｋの値が大きければ大きい程、即ち、非平行度が強ければ強い程上記ずれ量δＹ２の値を大きくすることが出来、ずれ量δＹ１と相殺しやすくすることが可能となる。
【００６２】
しかしながら、非平行度Ｋをあまり強くし過ぎると、ポリゴンミラー５の回転中心と各ポリゴン面までの距離の誤差によって発生する、ポリゴン面数周期のジッターが増大してしまう為、本実施形態においては、感光ドラム面７に入射する２つの光束と該感光ドラム面７の法線とが副走査方向に所定の入射角βをなして配置した場合に生じるそれぞれのスポットの結像位置の主走査方向の位置ずれ量δＹ１を、ｆθレンズ系６に入射させる複数の光束を収束光束とした場合に生じるそれぞれのスポットの結像位置の主走査方向の位置ずれ量δＹ２のみで相殺するのではなく、上記位置ずれ量δＹ２と、２つの発光部から出射する光束の相対的な波長差によって発生する倍率色収差によって生じるそれぞれのスポットの結像位置の主走査方向の位置ずれ量δＹ３とを加算した量とで上記位置ずれ量δＹ１を相殺する構成としている。
【００６３】
そうすることによって、ポリゴンミラー５の回転中心と各反射面までの距離の誤差によって発生する、ポリゴン面数周期のジッター量を小さく設定している。
【００６４】
即ち、上記位置ずれ量δＹ１と、位置ずれ量δＹ２と位置ずれ量δＹ３は
δＹ１×（δＹ２＋δＹ３）＜０    ‥‥（３）
を満足させることが好ましい。
【００６５】
以上の説明は、理解を簡単にする為に発光部の数を２つと仮定して説明してきたが、本実施形態においては発光部の数を２つに限定するものではなく、むしろ発光部の数が多数の場合に、より一層の効果を得ることが出来ることは容易に想像がつくであろう。
【００６６】
表−１、表−２に本発明の実施形態１のマルチビーム光走査装置の諸特性を示す。
【００６７】
【表１】
2004302062.tif 000006
【００６８】
【表２】
2004302062.tif 000007
【００６９】
ここでｆθレンズ系６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、
【００７０】
【数４】
2004302062.tif 000008
【００７１】
なる非球面式で表わされる。
【００７２】
なお、Ｒは曲率半径、ｋ、Ｂ４〜Ｂ１０は非球面係数である。
【００７３】
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であるところの主走査面の法線方向の曲率半径ｒ′が、
【００７４】
【数５】
2004302062.tif 000009
【００７５】
なる式で表わされる形状をしている。
【００７６】
なお、ｒは光軸上における曲率半径、Ｄ２〜Ｄ１０は各係数である。
【００７７】
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。
【００７８】
本実施形態のマルチビーム光走査装置においては図１に示すように２つの発光部Ａ，Ｂを配置しており、２つの発光部Ａ，Ｂの間隔ｄは０．１ｍｍである。副走査断面内では、発光部Ａが上側、発光部Ｂが下側に配置されており、それぞれの発光部Ａ，Ｂから出射した光束は、集光レンズ２、シリンドリカルレンズ４を通って、ポリゴンミラー５の反射面５ａ上に主走査方向に細長い線状に結像される。
【００７９】
図２に示すようにポリゴンミラー５の反射面５ａ上では、発光部Ａから出射した光束は下側、発光部Ｂから出射した光束は上側に結像され、その後ポリゴンミラー５の反射面５ａで反射された光束はｆθレンズ系６により感光ドラム面７上にスポット状に結像される。感光ドラム面７上では、発光部Ａから出射した光束は上側、発光部Ｂから出射した光束は下側に結像されることとなる。
【００８０】
図２において、感光ドラム面７の法線と、各発光部Ａ、Ｂからの光束は、それぞれ副走査方向に角度βを成すように配置されている。ここで図２２を参照すれば２つの光束と感光ドラムが配置されている場合には同図の上側の光束で走査したラインの方が長くなることになる。
【００８１】
本実施形態においては、図２に示すように副走査方向の角度βを設定している為、図３に示すように各発光部Ａ，Ｂから出射した光束の感光ドラム面７上での結像位置ずれが発生することによって、発光部Ａからの光束で走査したラインが短く、発光部Ｂからの光束で走査したラインが長くなることは容易に理解できるであろう。
【００８２】
上記位置ずれを、以下、第１の位置ずれと称する。
【００８３】
一方、図２３、図２４で説明したように、発光部Ａ、Ｂが、本実施形態の図１の如く配置されている場合には、集光レンズ２から出射した光束を収束光束とした場合、図４に示すように発光部Ａからの光束で走査したラインが長く、発光部Ｂからの光束で走査したラインが短くなることになる。
【００８４】
上記位置ずれを、以下、第２の位置ずれと称する。
【００８５】
また２つの発光部Ａ、Ｂから出射した光束に相対的な波長差が存在する場合には、良く知られているように倍率色収差が発生する。一般の光学硝子及び光学用のプラスチック材料の屈折率の波長依存性は、波長が長くなれば屈折率が低くなる特性を有している。そこで本実施形態においては、発光部Ｂから出射する光束の波長を、基準波長である７８０ｎｍに設定し、発光部Ａから出射する光束の波長を、基準波長に対して２ｎｍ長い７８２ｎｍに設定してある。この場合、図５で示すように発光部Ａからの光束で走査したラインが長く、発光部Ｂからの光束で走査したラインが短くなることになる。
【００８６】
上記位置ずれを、以下、第３の位置ずれと称する。
【００８７】
本実施形態では上記の如く第１、第２、第３の位置ずれの量δＹ１、δＹ２、δＹ３が条件式（１）を満たすように設定されており、さらに第２、第３の位置ずれが該第１の位置ずれの方向に対して反対方向に設定されており、該第２の位置ずれと第３の位置ずれを加算した量が、ほぼ第１の位置ずれの量と等しくなって相殺される方向に設定されており、最終的に図６に示すように発光部Ａからの光束で走査したラインと発光部Ｂからの光束で走査したラインの長さを実質的に等しくすることを可能としている。
【００８８】
本実施形態における第１の位置ずれ量δＹ１を図７に示す。同図において横軸は像高であり、縦軸は位置ずれ量をｍｍ単位でプロットしてあり、発光部Ａから出射した光束の結像位置に対して、発光部Ｂから出射した光束の結像位置がどれだけ位置ずれしているかをプロットしたものである。
【００８９】
本実施形態において発光部Ａから出射した光束の結像位置に対して、発光部Ｂから出射した光束の結像位置が図２２における座標系でＹ方向にプラス方向にずれているときを縦軸のプラス方向にとっている。ここで本実施形態においては図２における副走査方向の角度βは２０度に設定されている。
【００９０】
図７における横軸を、主走査面内におけるｆθレンズ系６によって感光ドラム面７上を走査される光束と該感光ドラム面７の法線とのなす角度θにとってプロットしたものが図８である。本実施形態においては角度θの最大値θｍａｘは２９．３０６度に設定されている。
【００９１】
次に本実施形態における第２の位置ずれ量δＹ２を図９に示す。同図において横軸、縦軸の設定は図７と同様である。
【００９２】
本実施形態においてはｆθレンズ系６の光出射側主平面から１０３４．４５６４４ｍｍの位置に集光するような収束光束を該ｆθレンズ系６に入射させており、その光束を該ｆθレンズ系６によって、該ｆθレンズ系６の光出射側主平面から２０２．９２７４４ｍｍの位置に結像させており、非平行度Ｋは、Ｋ＝Ｓｋ／Ｓｄ＝０．１９６１７に設定されている。また集光レンズ２の焦点距離ｆは３０．５５２５４ｍｍであり、２つの発光部Ａ，Ｂの間隔ｄは０．１ｍｍであるので、集光レンズ２から出射した２つの光束の主光線の主走査断面内における相対角度差αは０．１８７５３度である。
【００９３】
また本実施形態における第３の位置ずれ量δＹ３を図１０に示す。同図において横軸、縦軸の設定は図７と同様である。
【００９４】
本実施形態においては発光部Ｂから出射する光束の波長を、基準波長である７８０ｎｍに設定し、発光部Ａから出射する光束の波長を、基準波長に対して２ｎｍ長い７８２ｎｍに設定してある。
【００９５】
上記第１、第２、第３のずれ量δＹ１，δＹ２，δＹ３を合計したものが実際に残存するずれ量のトータルとなり、その量を図１１に示す。図１１から分かるように感光ドラム面７に入射するそれぞれの光束と該感光ドラム面７の法線とが副走査方向に所定の入射角βをなして配置した場合に発生する第１の位置ずれ量δＹ１と、ｆθレンズ系６に収束光束を入射させることによって発生する第２の位置ずれ量δＹ２と、各光束の相対的な波長差によって発生する第３の位置ずれ量δＹ３とで効果的に補正できていることが理解できる
本実施形態においては最終的なトータルの位置ずれ量が、位置ずれ量δＹ１、δＹ２、δＹ３のうちの絶対値の最も大きい値より小さい又は等しく成るように抑えられており、前記条件式（１）を満足していることがわかる。また最終的なトータルの位置ずれ量が有効走査領域全域において、３μｍ（０．００３ｍｍ）以下という小さな量に抑えられており、前記条件式（２）を満足していることがわかる。また第１の位置ずれの方向と、第２、第３の位置ずれの方向は逆方向であるから、前記条件式（３）をも満足していることがわかる。
【００９６】
このように本実施形態においては上記の如く条件式（１）を満足するように、さらに条件式（２）又は／及び条件式（３）をも満足するように、集光レンズ２から出射した２つの光束の主光線の主走査断面内における相対角度差α、副走査方向における感光ドラムに入射する２つの光束の主光線が感光ドラム面７の法線に対して成す角の平均値β、主走査断面内におけるｆθレンズ系６によって感光ドラム面７上を走査される２つの光束の最大走査位置における感光ドラム面７の法線と２つの光束とのなす角度θ、２つの発光部Ａ，Ｂから出射した２つの光束の相対的な波長差δλ、集光レンズ２によって収束光束（又は発散光束）に変換された２つの光束の非平行度Ｋをそれぞれ最適に設定している。
【００９７】
それによって主走査方向の結像位置ずれを効果的に補正し、高速でしかも高画質に最適なマルチビーム光走査装置を実現することを可能としている。
【００９８】
［実施形態２］
次に本発明の実施形態２について説明する。
【００９９】
図１２は本発明の実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図１３は図１２の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図１２、図１３において図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１００】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、
（１）発光部の数Ｎを２つから４つ（発光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に変更した点、
（２）副走査断面内における複数の光束と感光ドラム面７の法線とのなす角度βを２０度から１４．１度に変更した点、
（３）発光部Ｄから出射する光束の波長を、基準波長である７８０ｎｍに設定し、発光部Ａから出射する光束の波長を、基準波長に対して５ｎｍ長い７８５ｎｍに設定した点、
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。
【０１０１】
即ち、本実施形態において発光部の数Ｎが増加するにしたがって、前述した第１のずれ量δＹ１が増大することは容易に理解できるであろう。本実施形態は発光部の数Ｎが増加すればする程より一層の効果を発揮するものである。
【０１０２】
ここで発光部Ａ，Ｂは光源ユニットＬＨ１を構成し、発光部Ｃ，Ｄは光源ユニットＬＨ２を構成している。２つの光源ユニットＬＨ１、ＬＨ１は光源手段の一部を構成している。
【０１０３】
図１４に本実施形態における第１の位置ずれ量δＹ１を示す。同図において横軸は像高であり、縦軸は位置ずれ量をｍｍ単位でプロットしてあり、発光部Ａから出射した光束の結像位置に対して、発光部Ｄから出射した光束の結像位置がどれだけ位置ずれしているかをプロットしたものである。
【０１０４】
本実施形態において発光部Ａから出射した光束の結像位置に対して、発光部Ｄから出射した光束の結像位置が図２２における座標系でＹ方向にプラス方向にずれているときを縦軸のプラス方向にとっている。図７と比較して明らかに位置ずれ量が増大していることが分かる。本実施形態においては図１３における副走査方向の角度βを１４．１度に設定している。
【０１０５】
図１４における横軸を、主走査面内におけるｆθレンズ系６によって感光ドラム面７上を走査される光束と該感光ドラム面７の法線とのなす角度θにとってプロットしたものが図１５である。本実施形態においても角度の最大値θｍａｘは実施形態１と同様２９．３０６度に設定されている。
【０１０６】
次に本実施形態における第２の位置ずれ量δＹ２を図１６に示す。同図において横軸、縦軸の設定は図１４と同様である。
【０１０７】
本実施形態においては実施形態１と同様、ｆθレンズ系６の光出射側主平面から１０３４．４５６４４ｍｍの位置に集光するような収束光束をｆθレンズ系６に入射させており、その光束を該ｆθレンズ系６によって、該ｆθレンズ系６の光出射側主平面から２０２．９２７４４ｍｍの位置に結像させており、非平行度Ｋは、Ｋ＝Ｓｋ／Ｓｄ＝０．１９６１７に設定されている。また集光レンズ２の焦点距離ｆｃｏｌは３０．５５２５４ｍｍであり、４つの発光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各間隔ｄは０．１ｍｍであるので、集光レンズ２から出射した４つの光束の主光線の主走査断面内における相対角度差の最大値αは０．５６２５９度である。
【０１０８】
また本実施形態における第３の位置ずれ量δＹ３を図１７に示す。同図において横軸、縦軸の設定は図１４と同様である。
【０１０９】
本実施形態においては発光部Ｄから出射する光束の波長を、基準波長である７８０ｎｍに設定し、発光部Ａから出射する光束の波長を、基準波長に対して５ｎｍ長い７８５ｎｍに設定してある。
【０１１０】
上記第１、第２、第３のずれ量δＹ１、δＹ２、δＹ３を合計したものが実際に残存するずれ量のトータルとなり、その量を図１８に示す。図１８から分かるように感光ドラム面７に入射するそれぞれの光束と該感光ドラム面７の法線とが副走査方向に所定の入射角βをなして配置した場合に発生する第１の位置ずれ量δＹ１と、ｆθレンズ系６に収束光束を入射させることによって発生する第２の位置ずれ量δＹ２と、各光束の相対的な波長差によって発生する第３の位置ずれ量δＹ３で効果的に補正できていることが理解できる。
【０１１１】
本実施形態においては最終的なトータルの位置ずれ量が、位置ずれ量δＹ１、δＹ２、δＹ３のうちの絶対値の最も大きい値より小さい又は等しく成るように抑えられており、前記条件式（１）を満足していることがわかる。また最終的なトータルの位置ずれ量が、有効走査領域全域において、約５μｍ（０．００５ｍｍ）以下という小さな量に抑えられており、前記条件式（２）を満足していることがわかる。また第１の位置ずれの方向と、前記第２、第３の位置ずれの方向は逆方向であるから、前記条件式（３）をも満足していることがわかる。
【０１１２】
また本実施形態においては、
・発光部の数Ｎは４、
・集光レンズ２から出射した４つの光束の主光線と、ｆθレンズ系６の光軸とのなす角度の平均値γは７０度、
・集光レンズ２の焦点距離ｆｃｏｌは３０．５５２５４ｍｍ、
・４つの発光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの間隔ｄは０．１ｍｍ、
・副走査断面内における、感光ドラム面７に入射する４つの光束の主光線が該感光ドラム面７の法線に対して成す角の平均値βは１４．１度、
・ポリゴンミラーの内接円半径ｒは１７．３２０５１ｍｍ、
・ポリゴンミラーによって偏向走査される４つの光束の最大走査角度ηは４１．７５０８４度、
・主走査断面内における、ｆθレンズ系６によって感光ドラム面７上を走査される４つの光束の最大走査位置における該感光ドラム面７の法線と４つの光束とのなす角度θｍａｘは２９．３０６度、
・４つの発光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから出射した４つの光束の相対的な波長差の最大値をδλは５ｎｍ、
・ｆθレンズ系６の光出射側主平面から集光レンズ２によって変換された収束光束又は発散光束の自然集束点までの距離Ｓｄは１０３４．４５６４４ｍｍ、
・ｆθレンズ系６の光出射側主平面から集光レンズ２によって変換された収束光束又は発散光束がｆθレンズ系６によって収束されて結像される位置までの距離Ｓｋは２０２．９２７４４ｍｍ
・ｆθレンズ系６のｆθ係数ｆは２１２．７１０５８ｍｍ
・解像度から決定される４つの光束の感光ドラム面７上における副走査方向の結像点の間隔Ｐは０．０４２３３３ｍｍ（６００ＤＰＩである）、
となるように、各パラメータを設定している。
【０１１３】
ここで感光ドラム面７に入射するそれぞれの光束と該感光ドラム面７の法線とが副走査方向に所定の入射角βをなして配置した場合に発生する、発光部Ａから出射した光束の結像位置と発光部Ｄから出射した光束の結像位置とのずれ量である第１のずれ量δＹ１は、
【０１１４】
【数６】
2004302062.tif 000010
【０１１５】
で表すことができる。
【０１１６】
一方、ｆθレンズ系６に収束光束を入射させることによって発生する第２の位置ずれ量δＹ２は、図２３と図２４を参照すれば、図２３におけるδｙｓよりも図２４におけるδｙｅの方が大きい為、第２の位置ずれ量δＹ２は反光源手段１側の最大走査位置において最大となる。
【０１１７】
ここで、上記第２の位置ずれ量δＹ２は、
【０１１８】
【数７】
2004302062.tif 000011
【０１１９】
と近似することが出来る。
【０１２０】
また４つの発光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから出射した光束に相対的な波長差が存在する場合の倍率色収差による第３の位置ずれ量δＹ３は、ｆθレンズ系６を構成する光学硝子、或いは光学用プラスチック材料の分散値に設定される。通常の光学硝子、光学用プラスチック材料の分散値の範囲においては、第３の位置ずれ量δＹ３は、
δＹ３＝９．５δλｆ
で近似することができる。
【０１２１】
ここにおいて、図１４又は図１５及び図１６、図１７から分かるように本実施形態においては、第１のずれ量δＹ１を、反対方向の第２、第３のずれ量δＹ２、δＹ３で補正する構成となっており、その補正残差δａｌｌは、近似的に第１、第２、第３のずれ量δＹ１、δＹ２、δＹ３を用いて、
【０１２２】
【数８】
2004302062.tif 000012
【０１２３】
と書き表すことが出来る。
【０１２４】
一般に、主走査方向の結像点の位置ずれは、１４μｍ（０．０１４ｍｍ）を超えたところから視認されやすくなり、画像に対する影響が無視出来ないものとなる為、
【０１２５】
【数９】
2004302062.tif 000013
【０１２６】
を満足することが望ましい。
【０１２７】
本実施形態における各数値を（４）式に代入すると、
δａｌｌ＝０．００２７７
となり、これは条件式（４）を満足している。
【０１２８】
このように本実施形態においては、上記条件式（４）を満足させるように、光学系の各諸元を設定することによって、主走査方向の結像位置ずれを効果的に補正し、高速でしかも高画質に最適なマルチビーム光走査装置を実現することを可能としている。
【０１２９】
［実施形態３］
次に本発明の実施形態３について説明する。
【０１３０】
図１９は本発明の実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図２０は図１９の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図１９、図２０において図１、図２に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【０１３１】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、
（１）１つの発光部Ａ・Ｂを有する光源１・１が２つであり、それぞれの光源１・１に対応した集光レンズ２・２も２つであることである。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。
【０１３２】
ここにおいて、ポリゴンミラー５に入射する２つの光束の主光線の主走査断面内における相対角度差の最大値αは４度に設定されている。またｆθレンズ系６の光出射側主平面から３３１６．８０９３３ｍｍの位置に集光するような収束光束をｆθレンズ系６に入射させており、その光束を該ｆθレンズ系６によって、該ｆθレンズ系６の光出射側主平面から２０１．０５４２７ｍｍの位置に結像させており、非平行度Ｋは、Ｋ＝Ｓｋ／Ｓｄ＝０．０６０６２に設定されている。また２つの発光部Ａ，Ｂから出射した光束の相対的な波長差はゼロとしており、その他の諸元は実施形態２と同様に設定されている。
【０１３３】
図２３及び図２４を参照すれば、発光部Ａからの光束と発光部Ｂからの光束との成す角が大きくなればなる程、δｙｓ及びδｙｅの量が大きくなることは容易に理解できる。即ち、ポリゴンミラー５に入射する２つの光束の主光線の主走査断面内における相対角度差の最大値αを大きくすればするほど、ｆθレンズ系６に収束光束を入射させることによって発生する第２の位置ずれ量δＹ２を大きくすることが分かる。
【０１３４】
この原理を利用すれば、感光ドラム面７に入射するそれぞれの光束と該感光ドラム面７の法線とが副走査方向に所定の入射角βをなして配置した場合に発生する、発光部Ａから出射した光束の結像位置と発光部Ｂから出射した光束の結像位置のずれ量である第１のずれ量δＹ１を、２つの発光部Ａ，Ｂの相対的波長差による第３のずれ量δＹ３を使用しないで、第２のずれ量δＹ２のみで補正することが可能となる。
【０１３５】
本実施形態においては、上記角度αを４度と大きく設定することにより、感光ドラム面７に入射するそれぞれの光束と該感光ドラム面７の法線とが副走査方向に所定の入射角βをなして配置した場合に発生する、発光部Ａから出射した光束の結像位置と発光部Ｄから出射した光束の結像位置とのずれ量である第１のずれ量δＹ１を、ｆθレンズ系６に収束光束を入射させることによって発生する第２の位置ずれ量δＹ２のみで補正を行っていることに特徴がある。
【０１３６】
ここにおいて、前記第１のずれ量δＹ１は、実施形態２で説明した式、
【０１３７】
【数１０】
2004302062.tif 000014
【０１３８】
で計算することができる。
【０１３９】
一方、前記第２のずれ量δＹ２は、
【０１４０】
【数１１】
2004302062.tif 000015
【０１４１】
と近似することができる。
【０１４２】
本実施形態においては、上記第１のずれ量δＹ１をずれ量δＹ２のみで補正を行っている為、その補正残差δａｌｌは、近似的に、上記第１、第２のずれ量δＹ１、δＹ２を用いて、
【０１４３】
【数１２】
2004302062.tif 000016
【０１４４】
と書き表すことが出来る。
【０１４５】
一般に主走査方向の結像点の位置ずれは、１４μｍ（０．０１４ｍｍ）を超えたところから視認されやすくなり、画像に対する影響が無視できないものとなる為、
【０１４６】
【数１３】
2004302062.tif 000017
【０１４７】
を満足することが望ましい。
【０１４８】
本実施形態における各数値を条件式（５）に代入すると、
δａｌｌ＝０．００４６４
となり、これは条件式（５）を満足している。
【０１４９】
本実施形態においては、上記条件式（５）を満足させるように、光学系の各諸元を設定することによって主走査方向の結像位置ずれを効果的に補正し、高速でしかも高画質に最適なマルチビーム光走査装置を実現することを可能としている。
【０１５０】
ここで本実施形態において感光ドラム面７に入射するそれぞれの光束と該感光ドラム面７の法線が副走査方向に所定の入射角βをなして配置した場合に発生する、発光部Ａから出射した光束の結像位置と発光部Ｂから出射した光束の結像位置のずれ量である第１のずれ量δＹ１を、２つの発光部Ａ，Ｂの相対的波長差による第３のずれ量δＹ３を使用しないで、第２のずれ量δＹ２のみで補正したが、もちろん、２つの発光部Ａ，Ｂの相対的波長差による第３のずれ量δＹ３を補正に使用しても本発明の趣旨を逸脱することにはならない。
【０１５１】
その場合、前記条件式（５）に代わり、
【０１５２】
【数１４】
2004302062.tif 000018
【０１５３】
を満足すれば良いことになる。
【０１５４】
このように本実施形態においては、上記条件式（５）又は条件式（６）を満足させるように、光学系の各諸元を設定することによって、主走査方向の結像位置ずれを効果的に補正し、高速でしかも高画質に最適なマルチビーム光走査装置を実現することを可能としている。
【０１５５】
尚、本発明の各実施形態においては、集光レンズ２から出射する光束を収束光束として説明してきたが、発散光束としても同様な補正が可能となることは言うまでもない。その場合、発光部Ａ、発光部Ｂ等の２つの発光部Ａ，Ｂの副走査方向の上下位置を反転することによって同様の補正が可能となることは容易に理解出来るであろう。
【０１５６】
［画像形成装置］
図２１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、実施形態１〜４に示した構成を有する光走査ユニット（マルチビーム光走査装置）１００に入力される。そして、この光走査ユニット１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム１０３が出射され、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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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の回転方向の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。
【０１５９】
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２１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。
【０１６０】
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２１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。
【０１６１】
図２１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、後述する光走査ユニット内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【０１６２】
［カラー画像形成装置］
図３２は本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施形態は、光走査装置を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３２において、２６０はカラー画像形成装置、２１１，２１２，２１３，２１４は各々実施形態１〜３に示したいずれかの構成を有する光走査装置（マルチビーム光走査装置）、２２１，２２２，２２３，２２４は各々像担持体としての感光ドラム、２３１，２３２，２３３，２３４は各々現像器、２５１は搬送ベルトである。
【０１６３】
図３２において、カラー画像形成装置２６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器２５２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２５３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、それぞれ光走査装置２１１，２１２，２１３，２１４に入力される。そして、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム（マルチビームレーザ−）２４１，２４２，２４３，２４４が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４の感光面が主走査方向に走査される。
【０１６４】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は光走査装置（２１１，２１２，２１３，２１４）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、各々平行して感光ドラム２２１，２２２，２２３，２２４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。
【０１６５】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの光走査装置２１１，２１２，２１３，２１４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２２１，２２２，２２３，２２４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。
【０１６６】
前記外部機器２５２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２６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【０１６７】
［本発明の実施態様］
本発明の様々な例と実施形態が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。
【０１６８】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【０１６９】
［実施態様１］
主走査方向及びそれと垂直な副走査方向の双方で異なる位置に配置された複数の発光部を有する光源手段と、該複数の発光部から各々出射した複数の光束を偏向する反射面を有する回転多面鏡と、該光源手段から該回転多面鏡に至る光路中に配置され、該複数の光束を収束光束又は発散光束に変換する第１の光学系と、該回転多面鏡で偏向された複数の光束を、主走査方向に沿った回転軸を有するドラム状の被走査面上に導光させる第３の光学系と、を有するマルチビーム光走査装置であって、
副走査断面内において、該被走査面に入射する各々の光束は、それらの主光線が該被走査面の法線に対してそれぞれ零でない角度を成すように入射しており、このことによって、該被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第１の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ１、主走査方向において収束光束又は発散光束が該第３の光学系に入射することによって、該被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第２の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ２、該複数の発光部から出射する光束は相対的な波長差を有し、その相対的な波長差によって被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第３の方向に生じる位置ずれ量の最大値をδＹ３とするとき、
｜δＹ１＋δＹ２＋δＹ３｜≦ＭＡＸ（｜δＹ１｜、｜δＹ２｜、｜δＹ３｜）
（但しＭＡＸ（｜δＹ１｜、｜δＹ２｜、｜δＹ３｜）はδＹ１、δＹ２、δＹ３のうちの絶対値の最も大きい値である。）
を満足することを特徴とするマルチビーム光走査装置。
【０１７０】
［実施態様２］
前記位置ずれ量δＹ１、δＹ２、δＹ３を各々ｍｍ単位で表わしたとき、
｜δＹ１＋δＹ２＋δＹ３｜≦０．０１４（ｍｍ）
を満足することを特徴とする実施態様１記載のマルチビーム光走査装置。
【０１７１】
［実施態様３］
δＹ１×（δＹ２＋δＹ３）＜０
を満足することを特徴とする実施態様１又は２記載のマルチビーム光走査装置。
【０１７２】
［実施態様４］
主走査方向及びそれと垂直な副走査方向の双方で異なる位置に配置された複数の発光部を有する光源手段と、該複数の発光部から各々出射した複数の光束を偏向する反射面を有する回転多面鏡と、該光源手段から該回転多面鏡に至る光路中に配置され、該複数の光束を収束光束又は発散光束に変換する第１の光学系と、該回転多面鏡で偏向された複数の光束を、主走査方向に沿った回転軸を有するドラム状の被走査面上に導光させる第３の光学系とを有するマルチビーム光走査装置であって、
副走査断面内において、該被走査面に入射する各々の光束は、それらの主光線が該被走査面の法線に対してそれぞれ零でない角度を成すように入射しており、このことによって被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第１の方向に位置ずれが生じ、さらに主走査方向において収束光束又は発散光束が第３の光学系に入射することによって、該被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行で、第２の方向に位置ずれが生じ、さらに該複数の発光部から出射する光束は相対的な波長差を有し、その相対的な波長差によって被走査面上の各光束の結像点間に相対的に主走査方向に平行な第３の方向に位置ずれが生じ、
該複数の発光部の数をＮ、
該第１の光学系から出射した複数の光束の主光線と、該第３の光学系の光軸とのなす角度の平均値をγ、
該第１の光学系の焦点距離をｆｃｏｌ、
該複数の発光部の間隔をｄ、
副走査断面内における、該被走査面に入射する複数の光束の主光線が該被走査面の法線に対して成す角度の平均値をβ、
該回転多面鏡の内接円半径をｒ、
該回転多面鏡によって偏向走査される複数の光束の最大走査角度をη、
主走査断面内における、該第３の光学系によって被走査面上を走査される複数の光束の最大走査位置における該被走査面の法線と複数の光束とのなす角度をθｍａｘ、
該複数の発光部から出射した複数の光束の相対的な波長差の最大値をδλ、
該第３の光学系の光出射側主平面から該第１の光学系によって変換された収束光束又は発散光束の自然集束点までの距離をＳｄ、
該第３の光学系の光出射側主平面から該第１の光学系によって変換された収束光束又は発散光束が該第３の光学系によって収束されて結像される位置までの距離をＳｋ、
該第３の光学系のｆθ係数をｆ、
解像度から決定される複数の光束の被走査面上における副走査方向の結像点の間隔をＰ、とするとき、
【０１７３】
【数１５】
2004302062.tif 000019
【０１７４】
なる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装置。
【０１７５】
［実施態様５］
前記第２の方向と第３の方向は、いずれも前記第１の方向に対して反対方向であることを特徴とする実施態様１乃至４の何れか１項に記載のマルチビーム光走査装置。
【０１７６】
［実施態様６］
前記第１の光学系を通過した複数の光束を前記回転多面鏡の反射面に主走査方向に延びる線状に結像させる第２の光学系を有することを特徴とする実施態様１乃至５の何れか１項に記載のマルチビーム光走査装置。
【０１７７】
［実施態様７］
実施態様１乃至６の何れか１項に記載のマルチビーム光走査装置と、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。
【０１７８】
［実施態様８］
実施態様１乃至６の何れか１項に記載のマルチビーム光走査装置と、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マルチビーム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。
【０１７９】
［実施態様９］
各々が実施態様１乃至６の何れか１項に記載のマルチビーム光走査装置の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【０１８０】
［実施態様１０］
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マルチビーム光走査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実施態様９記載のカラー画像形成装置。
【０１８１】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く各々の条件式を満足するように各要素を最適に設定することにより、結像特性を全く劣化させることなく、被走査面全域における複数のスポットの主走査方向の結像位置のずれをほぼ完全に相殺し補正することによって高速、高記録密度に適したマルチビーム光走査装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１のマルチビーム光走査装置の主走査断面図。
【図２】本発明の実施形態１のマルチビーム光走査装置の副走査断面図。
【図３】本発明の実施形態１における第１の位置ずれを説明する図。
【図４】本発明の実施形態１における第２の位置ずれを説明する図。
【図５】本発明の実施形態１における第３の位置ずれを説明する図。
【図６】本発明の実施形態１における、第１の位置ずれを第２・第３の位置ずれで補正したようすを説明する図。
【図７】本発明の実施形態１における第１の位置ずれ量を示す図。
【図８】本発明の実施形態１における第１の位置ずれ量を横軸を変えて示した図。
【図９】本発明の実施形態１における第２の位置ずれ量を示す図。
【図１０】本発明の実施形態１における第３の位置ずれ量を示す図。
【図１１】本発明の実施形態１における、第１の位置ずれを第２・第３の位置ずれで補正した後のトータルの位置ずれ量を示す図。
【図１２】本発明の実施形態２のマルチビーム光走査装置の主走査断面図。
【図１３】本発明の実施形態２のマルチビーム光走査装置の副走査断面図。
【図１４】本発明の実施形態２における第１の位置ずれ量を示す図。
【図１５】本発明の実施形態２における第１の位置ずれ量を横軸を変えて示した図。
【図１６】本発明の実施形態２における第２の位置ずれ量を示す図。
【図１７】本発明の実施形態２における第３の位置ずれ量を示す図。
【図１８】本発明の実施形態２における、第１の位置ずれを第２・第３の位置ずれで補正した後のトータルの位置ずれ量を示す図。
【図１９】本発明の実施形態３のマルチビーム光走査装置の主走査断面図。
【図２０】本発明の実施形態３のマルチビーム光走査装置の副走査断面図。
【図２１】本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査断面図。
【図２２】ドラム入射光線とドラム法線とが副走査方向に角度をもったときに発生する複数ビームの主走査方向位置ずれを説明する図。
【図２３】走査開始側における複数光束の主光線がポリゴンで反射される状態を説明する図。
【図２４】走査終了側における複数光束の主光線がポリゴンで反射される状態を説明する図。
【図２５】ｆθレンズに入射する複数の収束光が主走査方向に位置ずれがあったときに、ドラム面上でそれぞれのスポットが主走査方向に位置ずれを起こすことを説明する図。
【図２６】ｆθレンズに入射する複数の光束が収束光であった場合に、ドラム面上での複数光線が形成する走査ラインの様子を示す図。
【図２７】従来のマルチビーム光走査装置の主走査断面図。
【図２８】従来のマルチビーム光走査装置の発光点の配置のし方を示す図。
【図２９】従来のマルチビーム光走査装置の発光点の配置のし方を示す図。
【図３０】従来のマルチビーム光走査装置のドラムに入射する光束とドラム法線の副走査方向の配置を説明する図。
【図３１】ドラムに入射する光束とドラム法線とを副走査方向に所定角度をなして配置した場合に各走査線の走査線長さが異なってしまうことを説明する図。
【図３２】本発明の実施態様のカラー画像形成装置の要部概略図
【符号の説明】
１  光源手段（半導体レーザー）
２  第１の光学系
３  絞り
４  第２の光学系（シリンドリカルレンズ）
５  回転多面鏡（ポリゴンミラー）
６  第３の光学系（ｆθレンズ系）
７  被走査面（感光ドラム面）
１００  光走査装置
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
２１１、２１２、２１３、２１４  光走査装置
２２１、２２２、２２３、２２４  像担持体（感光ドラム）
２３１、２３２、２３３、２３４  現像器
２４１，２４２，２４３，２４４  光ビーム
２５１  搬送ベルト
２５２  外部機器
２５３  プリンタコントローラ
２６０  カラー画像形成装置
【図１】
2004302062.tif 000020
【図２】
2004302062.tif 000021
【図３】
2004302062.tif 000022
【図４】
2004302062.tif 000023
【図５】
2004302062.tif 000024
【図６】
2004302062.tif 000025
【図７】
2004302062.tif 000026
【図８】
2004302062.tif 000027
【図９】
2004302062.tif 000028
【図１０】
2004302062.tif 000029
【図１１】
2004302062.tif 000030
【図１２】
2004302062.tif 000031
【図１３】
2004302062.tif 000032
【図１４】
2004302062.tif 000033
【図１５】
2004302062.tif 000034
【図１６】
2004302062.tif 000035
【図１７】
2004302062.tif 000036
【図１８】
2004302062.tif 000037
【図１９】
2004302062.tif 000038
【図２０】
2004302062.tif 000039
【図２１】
2004302062.tif 000040
【図２２】
2004302062.tif 000041
【図２３】
2004302062.tif 000042
【図２４】
2004302062.tif 000043
【図２５】
2004302062.tif 000044
【図２６】
2004302062.tif 000045
【図２７】
2004302062.tif 000046
【図２８】
2004302062.tif 000047
【図２９】
2004302062.tif 000048
【図３０】
2004302062.tif 000049
【図３１】
2004302062.tif 000050
【図３２】
2004302062.tif 000051