(57)【要約】【課題】結像面からの反射光が光源へ入射することを防止すると共に、主走査方向のビーム半径の肥大化を防止し、高品質の画像を形成する。【解決手段】光源１０１への戻り光１０８の影響を避けるために、結像面へ入射するビームの最大角θｍａｘをθ（＝λ／（π×ω０））以上とする。また、結像面における主走査方向のビーム半径ω１／ｃｏｓθｍａｉｎを、副走査方向のビーム半径ω２以下とする。【選択図】図１
2007030497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から出射されたビームを所定媒体上に結像させる集光レンズを備え、該集光レンズを透過したビーム断面の光強度分布が略ガウス分布であり、かつ、ビームウエスト断面の副走査方向の半径が主走査方向の半径よりも大きい形状のビームを、所定媒体に照射する光源ユニットにおいて、
前記光源の波長をλ、ビームウエストのビーム半径をω０としたとき、前記所定媒体の結像面へ入射するビームの最大角θｍａｘを、前記結像面からの戻り光の発散角θ０（＝λ／（π×ω０））以上とし（πは円周率）、
前記結像面の法線に対する主走査方向のビーム入射角をθｍａｉｎとしたとき、前記結像面における主走査方向のビーム半径ω１／ｃｏｓθｍａｉｎを、副走査方向のビーム半径ω２以下
にすることを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記ビームの入射角が結像面の法線に対して主走査方向にのみ傾いている場合、θｍａｘとθｍａｉｎは等しいことを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記集光レンズと前記結像面との間に光偏向手段を設け、該光偏向手段は前記集光レンズを透過したビームの方向を変えて前記結像面へ入射し、前記結像面へ入射する入射角θ１は、
θ１＝λ／（π×ω０）
であることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記光偏向手段は、ミラーまたはプリズムであることを特徴とする請求項３記載の光源ユニット。
【請求項５】
結像位置に対して上方から照射する複数の光源からなる第１の光源列と、前記結像位置に対して下方から照射する複数の光源からなる第２の光源列を有し、前記第１の光源列の第１の光源から出射されたビームが前記所定媒体に照射され、結像面で反射した戻り光が、前記第１の光源に隣接する前記第２の光源列中の第２、第３の光源に入射しないように、前記第１の光源列の光源と第２の光源列の光源が相互に所定の間隔で千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記光源から結像面までのビーム入射が副走査方向に対して垂直であり、ビームウエストの副走査方向のビーム半径をω２、光源の波長をλとしたとき、副走査方向の戻り光の発散角θ２がθ２＝λ／（π×ω２）であり、
前記光源から結像面までの光軸上の距離をＬ１としたとき、
副走査方向における前記所定の間隔Ｄ１は、
Ｄ１≧Ｌ１×ｔａｎθ２
であることを特徴とする請求項５記載の光源ユニット。
【請求項７】
結像位置に対して上方から照射する複数の光源と焦点レンズからなる第１の光源列と、前記結像位置に対して下方から照射する複数の光源と焦点レンズからなる第２の光源列を有し、前記第１の光源列の第１の光源から出射され第１の焦点レンズを透過したビームが前記所定媒体に照射され、結像面で反射した戻り光が、前記第１の焦点レンズに隣接する前記第２の光源列中の第２、第３の焦点レンズに入射しないように、前記第１の光源列の焦点レンズと第２の光源列の焦点レンズが相互に所定の間隔で千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記焦点レンズから結像面までのビーム入射が副走査方向に対して垂直であり、ビームウエストの副走査方向のビーム半径をω２、光源の波長をλとしたとき、副走査方向の戻り光の発散角θ２がθ２＝λ／（π×ω２）であり、
前記焦点レンズから結像面までの光軸上の距離をＬ２としたとき、
副走査方向における前記所定の間隔Ｄ２は、
Ｄ２≧Ｌ２×ｔａｎθ２
であることを特徴とする請求項７記載の光源ユニット。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光源ユニットを搭載し、前記光源ユニットによる照射光によって所定の記録媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記記録媒体を保持して回転する記録媒体保持手段と、該記録媒体保持手段の回転と同期して回転方向と直交する方向に前記光源ユニットを相対移動する光源ユニット移動手段を備えたことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１記載の光源ユニットが記録媒体保持手段の周方向に複数配置され、かつ、前記各光源ユニットは前記記録媒体保持手段の周方向に対して異なる位置にビームを照射するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項９または１０記載の画像形成装置により製造された記録媒体の画像領域に色材を付与する手段と、記録用紙を搬送する手段と、前記記録媒体の画像領域に付与された色材を前記記録用紙に転写する手段を備えたことを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレーザ光源を略等間隔に離散して配置された光源ユニット、該光源ユニットを搭載した画像形成装置、および該画像形成装置を搭載した印刷装置に関し、ＣＴＰなどの各種刷版、版下用フィルムやマスクフィルム、プリント基板作成用のイメージセッタやプロッタ装置、銀塩フィルムを媒体とする画像形成装置、ＤＩ機、モノクロやカラーの電子写真方式、感熱記録方式のプリンタや複写機、マルチファンクションプリンタなどに好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は、従来の光源ユニットと画像形成装置を示す。（ａ）は、その上面図（上から見た図）、（ｂ）はその側面図（副走査方向から見た図）である。図１２において、１００は複数の光源と集光レンズを搭載した光源ユニット、１０１は光源（レーザ光源）、１０２は集光レンズ、１０３は光源から射出されるビーム、１０４は画像形成装置の記録媒体である。
【０００３】
（ａ）、（ｂ）に示すように、光源１０１から射出されるビーム１０３は、集光レンズ１０２を透過して直接、記録媒体１０４に照射される。
【０００４】
図１２（ｃ）は、光源、集光レンズ、結像面の配置関係を示す。（ｃ）において、光軸１０６と集光レンズ面１０２との交点から結像面１０５までの距離をＬ２（ｍｍ）、結像面１０５から光源１０１までの距離をＬ１（ｍｍ）、ビーム１０３の発散角をθ（＝λ／（π×ω０）ラジアン）とすると、結像面１０５で所望のビーム半径ω０（μｍ）を得るためには、レンズの有効径ＤＬは、
２Ｌ２  ｔａｎθ≦ＤＬ    式（１）
を満たす必要があり、式（１）を満たさなければ所望の径のビームに絞ることができない。ここで、λは光源の波長（μｍ）、πは円周率である。
【０００５】
集光レンズ１０２で絞られるビーム１０３は、集光レンズ１０２への入射ビーム径が大きい程、結像面１０５では小さくなるため、光源１０１から集光レンズ１０２に入射する光の径は、結像面１０５に照射する所望のビーム径によって規定される。なお、光軸１０６は結像面の法線（光源１０１の発光中心とドラムの回転中心とを結ぶ直線）と一致している。
【０００６】
従って、光源１０１から集光レンズ１０２までの距離“Ｌ１−Ｌ２”は、光源１０１から集光レンズ１０２に入射する光の径と各光源が固有に持つレーザ光の放射角θＬによって、ほぼ一意に決まる。
【０００７】
図１２（ａ）に示す装置は以下のようにして画像を形成する。記録媒体を保持するドラムが主走査方向（ドラムの回転方向）に１回転すると、光を射出した光源数のラインが記録媒体に形成される。ドラムの１回転が終了すると、光源は１ドット分、副走査方向（光源ユニットの移動方向）に移動し、各光源に対して２本目のラインが形成される。このようにして、全ての各光源によって形成される画像が、その隣接光源の形成する画像とつながった時点で画像形成が完了する。他の方法としては、ドラムの回転に同期して光源ユニットを絶えず副走査方向に移動させ、らせん状に画像を形成する方法があり、この方法も全ての各光源が形成する画像とその隣接光源の形成する画像がつながった時点で画像形成動作が完了する。上記した画像形成方法は、一般にドラム走査方式という。
【０００８】
上記した従来の画像形成装置においては、記録媒体面に照射された光が、記録媒体面あるいはドラム面で反射し、反射した戻り光が再び光源に入射することによって、光源の動作（発振動作）が不安定になるという問題がある。
【０００９】
特に、光源ユニットの応用例の一つである感熱タイプの印刷版への画像形成では、数ｍｍ〜１００ｍｍという短い光路長にもかかわらず、単位ｃｍ２あたり数十ｍＪ〜１０００ｍＪの高出力ビームを照射するため、その戻り光の影響は無視できない。
【００１０】
通常、ガウス分布のレーザビームを用いた画像形成では、記録媒体の感光面とビームウエスト近傍が一致する構成を採る。図１３（ａ）は、ガウス分布のビームを示し、（ｂ）は（ａ）の拡大図である。
【００１１】
ガウス分布のビームは、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、光軸に対して発散角θ＝λ／（π×ω０）の広がりを持って進行する。この発散角θ（ラジアン）は、光源の波長λとビームウエストのビーム半径ω０によって決まる。ここで、ビーム半径ω０は、図１３（ｂ）に示すビームウエスト位置におけるビーム半径であり、かつ、図１３（ｃ）に示すように、ビーム断面の光強度分布がガウス分布であるレーザビームの最大光強度に対して、１／ｅ２の光強度レベルにおけるビーム半径である。
【００１２】
そして、図１３（ａ）に示すように、ビームウエスト位置近傍におけるビーム径の変化が最も少ない。そこで、上記したように、記録媒体の感光面とビームウエスト位置近傍を一致させることにより、焦点方向への結像面の位置変動が発生しても、ビーム径の変動とビーム内のエネルギー分布の変動を最小限に抑えることができる。
【００１３】
特に、熱で画像を形成するプロセス（例えば、レーザ光の熱で版を穿孔し、所望の画像に対応する製版用の画像を版上に形成）においては、エネルギー密度の高いビームウエスト近傍で画像を形成しなければ所望の画像が形成されない。
【００１４】
ところが、エネルギー密度の高い、結像面からの戻り光も光軸に対して角度θの広がりを持って進行し、前述したように、再び光源に入射し、光源の動作を不安定にする。
【００１５】
このようなドラムからの反射光の影響を回避する装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１の装置では、レーザ光の光軸が、レーザダイオードの発光中心と版ドラムの回転中心とを結ぶ直線に対して好ましくは２度〜３度だけ傾斜するように構成している。
【００１６】
【特許文献１】特開２００３−０８０６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、実際の結像面のビーム径や照射光の波長等により、反射光の影響を受ける条件が異なることから、上記した２〜３度の傾斜角は最適値とはいえず、上記した条件によっては光源が反射光の影響を受ける可能性が大きい。
【００１８】
また、上記したドラム走査方式においては、主走査方向のビーム半径が副走査方向のビーム半径よりも小さいビームで高密度の画像を形成しているが、ビーム径が小さい主走査方向における反射光の発散角がより大きくなり、このため隣接する光源に与える反射光の影響も大きい。さらに、反射光の影響を避けるために、結像面への入射角を主走査方向に大きくした場合には、媒体に照射される主走査方向のビーム半径が、副走査方向のビーム半径よりも実質的に大きくなり、画質を著しく劣化させてしまう。
【００１９】
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、結像面からの反射光が光源へ入射することを防止すると共に、主走査方向のビーム半径の肥大化を防止し高品質の画像を形成する光源ユニット、画像形成装置および印刷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、光源と、該光源から出射されたビームを所定媒体上に結像させる集光レンズを備え、該集光レンズを透過したビーム断面の光強度分布が略ガウス分布であり、かつ、ビームウエスト断面の副走査方向の半径が主走査方向の半径よりも大きい形状のビームを、所定媒体に照射する光源ユニットにおいて、
前記光源の波長をλ、ビームウエストのビーム半径をω０としたとき、前記所定媒体の結像面へ入射するビームの最大角θｍａｘを、前記結像面からの戻り光の発散角θ０（＝λ／（π×ω０））以上とし（πは円周率）、
前記結像面の法線に対する主走査方向のビーム入射角をθｍａｉｎとしたとき、前記結像面における主走査方向のビーム半径ω１／ｃｏｓθｍａｉｎを、副走査方向のビーム半径ω２以下にすることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、光源の波長、ビームウエストでのビーム半径の値に関わらず、結像面からの戻り光の影響を受けることなく、光源の安定性が増すと共に、主走査方向のビーム半径の肥大化が防止され、高品質の画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。
【００２３】
実施例１：
図１は、本発明の実施例１の構成を示す。図において、１０１は光源（レーザ光源）、１０２は集光レンズ、１０３は光源から射出されるビーム、１０４は画像形成装置の記録媒体、１０６光軸、１０７は結像面の法線であり、これらは従来技術で説明したものと同一である。１０８は結像面からの戻り光（反射光）である。また、（ａ）は横方向からビームを照射する例（結像位置の法線に対して主走査方向に角度θmaxを有する構成を副走査方向から見た例）、（ｂ）は下方向からビームを照射する例（結像位置の法線に対して副走査方向に角度θmaxを有する構成を上方向から見た例）を示す。
【００２４】
結像面へのビーム入射角が、前述した発散角θより小さい場合には戻り光１０８が光源１０１に入射する。そこで、実施例１では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、光源１０１への戻り光１０８の影響を避けるために、結像面へ入射するビームの最大角θｍａｘをθ（＝λ／（π×ω０））以上、つまり、
θｍａｘ≧θ    式（２）
とする。
【００２５】
上記したビーム入射の最大角θｍａｘは、結像面の法線１０７に対する最も大きな角度であり、従って、この角度は主走査方向や副走査方向に限定されず、全ての方向に対する角度である。なお、戻り光の影響を避けるために設定する結像面への入射角は、結像面でのビーム半径や波長が異なる装置に応じてその値が異なる。
【００２６】
上記したように、θｍａｘ（ラジアン）を大きな角度に設定することにより、戻り光の影響を除去できるが、結像面におけるビーム形状が変化してしまう。本実施例では、結像面の法線１０７に対する主走査方向の入射角（以下、θｍａｉｎ）を制限する。以下、その理由を図２、図３の例を用いて説明する。
【００２７】
図２は、主走査方向にθｍａｉｎの入射角を持つビームの例を示す。図２（ｂ）は（ａ）の拡大図である。図２（ａ）のＡ−Ａ’は、結像面の位置を示し、Ｂ−Ｂ’はビームウエスト位置の光軸１０６に直交する面を示し、図２（ｂ）のＣ−Ｃ’はビームウエスト位置のビーム半径を示し、Ｃ−Ｃ’’は結像面Ａ−Ａ’上でのビーム半径を表わす。
【００２８】
図３は、ビームウエスト位置におけるビーム形状の例を示す。ここで、主走査方向のビーム半径をω１（μｍ）、副走査方向のビーム半径をω２（μｍ）とすると、図２（ｂ）においては、結像面Ａ−Ａ’での主走査方向ビーム半径Ｃ−Ｃ’’は、
ω１／ｃｏｓθｍａｉｎ    式（３）
となる。従って、上記式（３）より、入射角θｍａｉｎを大きく設定すると、結像面Ａ−Ａ’での主走査方向ビーム半径Ｃ−Ｃ’’が大きくなることが分かる。
【００２９】
前述したドラム走査型の画像形成装置では、結像面における主走査方向のビーム半径ω１よりも副走査方向のビーム半径ω２が大きくなければ画質が低下し、しかも、主走査方向のビーム径ω１が副走査方向のビーム半径ω２を超えると、画質がより顕著に劣化することが明らかになった。
【００３０】
従って、結像面における主走査方向のビーム半径ω１／ｃｏｓθｍａｉｎと副走査方向のビーム半径ω２とは、
ω１／ｃｏｓθｍａｉｎ≦ω２    式（４）
の関係を満たす必要がある。
【００３１】
特に、媒体の主走査方向の移動速度が遅い場合には、ビーム形状に比較的近い形状のドット画像が媒体に形成されるが、媒体が高速に移動する場合、ビーム照射中に主走査方向にドットが伸びるため、主走査方向のビーム半径が大きくならないように抑制する必要がある。すなわち、光源の射出光の出力を安定に保ちつつ、画質を良好にするためには、上記した式（２）と式（４）を共に満たす必要がある。
【００３２】
図４は、本発明の光源ユニットの構成例を示す。図４の例では、各光源１０１から結像面１０５へのビーム入射角が、媒体保持手段の回転軸に対する垂線１０７ａに対して、副走査方向（左側）に角度θｍａｘを持って傾いている構成である。この構成により、光源１０１からの戻り光１０８が自身の光源１０１には入射しない。
【００３３】
図４に示す構成は一例であり、ビーム入射角を図４とは逆に、副走査方向（右側）に角度θｍａｘを持つ構成でもよい。また、ビーム入射角は、図１（ａ）のように結像面に対して主走査方向（上方向）に角度θｍａｘを持つ構成、あるいは主走査方向（下方向）に角度θｍａｘを持つ構成でもよい。すなわち、式（２）で示される“結像面へのビームの入射角θｍａｘ”は、結像点を通る媒体保持手段への法線に対して何れの方向でも良い。
【００３４】
なお、ビームの入射角が結像面の法線に対して主走査方向にのみ傾いている場合は、θｍａｘとθｍａｉｎは同一のものとなる。
【００３５】
図４の例のように、各光源から結像面へのビーム入射角が媒体保持手段の回転軸に対する垂線に対して副走査方向にθｍａｘ以上の角度があり、主走査方向に対してビーム入射角が小さい場合には、主走査方向のビーム半径が大きくなることがないため、媒体に形成されるドット形状が良好である。しかし、光源間の間隔が狭い場合には、隣接光源からの戻り光の影響があるので、後述するように、これを防止する構成を採る必要がある。なお、結像面へのビーム入射角が図２（ａ）のように大きくなるほど焦点深度が浅くなり、装置の安定性と信頼性から望ましくない。
【００３６】
本実施例によると、図１（ａ）の構成において、外形φ９ｍｍで波長８３０ｎｍ、ＣＷ出力が１００ｍＷ、及び１５０ｍＷの半導体レーザ光源を用いたヘッドを用い、千鳥配列の光源の間隔が画素ピッチの整数倍となるように、５．５８８ｍｍの略等間隔に配置したものと、一列配列の光源の間隔が画素ピッチの整数倍となるように、１１．１７６ｍｍの略等間隔に配置したものを用意し、ビームの入射角度が結像面の法線に対して主走査方向に約５．５度として、サーマルＣＴＰやロイコ染料と顕色剤を用いた感熱発色フィルム上に２４００ｄｐｉの画像を形成したところ、高品質な画像を形成することができた。
【００３７】
実施例２：
図５は、本発明の実施例２の構成を示す。実施例２の光源は千鳥状に配列され、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。１０１（ａ〜ｆ．．．）は光源、１０２（ａ〜ｆ．．．）は焦点レンズ、１０４はドラム上の記録媒体であり、これらは実施例１のものと同様である。本実施例では、焦点レンズ１０２と記録媒体１０４間には、複数個の光源に対応して光偏向手段を設けている。なお、光偏向手段は各光源に対応して設けてもよい。（ａ）、（ｂ）では、光偏向手段として、光反射率が高い光反射部材１０９を用いる。
【００３８】
（ａ）、（ｂ）の例では、離散的に略等間隔に配された光源１０１からのビームが光反射部材１０９で反射され、結像面へ入射する。実施例２では、光反射部材１０９で反射して結像面へ入射する入射角θｍａｘが式（５）を満たすように、結像面へビームを導く。
θｍａｘ＝λ／（π×ω０）  式（５）
【００３９】
このように、本実施例では、戻り光の影響を防止することができ、また、結像面への入射角度θｍａｘを最小にすることが可能となる。従って、本実施例によればビームの主走査方向の半径の肥大化を最小限に抑えることができ、高品質の画像を形成することが可能となる。
【００４０】
上記した光反射部材としては、材質の経時変化が少なく耐熱性のある材料、例えばアルミニウムなどの金属をコーティング処理した金属ミラーやガラスが良いが、コストや環境面などから樹脂性のミラーを採用することも可能である。また、光反射部材の形状は板状でも良いし、上下の光反射部材を一体化した“くの字”形状や三角形状でも良い。
【００４１】
図５（ｃ）、（ｄ）は、実施例２の他の構成例を示し、光偏向部材１０９ａとしてプリズムを用いた例を示す。他の構成要素は（ａ）、（ｂ）と同様である。また、（ａ）、（ｂ）と同様に、光偏向部材１０９ａで偏向して結像面へ入射する入射角θｍａｘは式（５）を満たすように、結像面へビームを導く。なお、光偏向部材（プリズム）１０９ａは、図のように複数個の光源に対応して、あるいは各光源に対応して設けてもよい。
【００４２】
上記したプリズムは、レーザビームの向きを変えることができればどのようなものでも良いが、光透過率が高く、経時変化が少なく、耐熱性のある材料、例えばガラスが良い。しかし、コストや環境面などから樹脂性を採用することも可能である。また、プリズムの形状は四角形で対角に偏向面があるものでも良いし、上下のプリズムを一体化しても良い。この他に、光回折格子や偏向角度を調整できる液晶材料等、種々の光偏向部材を利用することができる。
【００４３】
なお、上記した例では、光源が真下、または真上からビームを射出し、光偏向手段によって偏向させて結像面にビームを導いているが、本発明はこれに限定されず、ビームの入射方向は式（５）の条件を満たせばどのような方向でもよい。また、結像面と逆向きに配置された光偏向手段にビームを射出し、式（５）を満たすようにしても良い。この方法によれば、特にビームを千鳥配置とする際に、光源ユニットの設計に余裕を持たせることができる。
【００４４】
実施例３：
実施例３は、戻り光を防止した光源、レンズの配置に関わる実施例である。図６は、実施例３の光源ユニットの構成を示し、図６（ａ）、（ｂ）はその平面図（上から見た図）、（ｃ）はその側面図（副走査方向から見た）である。
【００４５】
実施例３の光源ユニットは、光源が結像位置に対して上方から照射する光源列３０１と、下方から照射する光源列４０１が千鳥状に配列されている。（ｃ）に示すように、副走査方向に対して略垂直で、結像面に対して上方と下方の両方向から光を照射する。
【００４６】
図７（ａ）は、図６（ａ）のＡ位置から結像面の方向を見た図であり、光源と戻り光の位置関係を示す。Ａ位置は、光源のビーム射出口を含む鉛直面である。上記したように、実施例３の光学ユニットの光源は千鳥状に配置され、上方に位置する光学系３０１のみ斜線で表わす。また、図６の影で示す領域は、上方光源３０１から射出されたビームの戻り光を表わし、上方光源３０１の下側を通る。
【００４７】
千鳥状に光源を配置した光源ユニットは、結像位置に対して上方から射出されるビームと下方から射出されるビームが存在し、各ビームは結像面で反射して戻り光となる。従って、光源の配置によっては、上方の光源３０１より射出されたビームの戻り光が下側に配置する隣接光源４０１へ侵入する可能性があり、また、逆に下方の光源４０１より射出されたビームの戻り光が上側に配置する隣接光源３０１へ侵入する可能性がある。そこで、戻り光の影響を受けない位置に光源を配置しなければならない。
【００４８】
戻り光の影響する範囲は、副走査方向の戻り光の発散角と、光源射出口位置から結像面までの距離で決まる。副走査方向の戻り光の発散角θ２は、ビームウエストの副走査方向のビーム半径ω２と光源の波長λで求められ、θ２＝λ／（π×ω２）となる。
【００４９】
また、図６（ｃ）に示すように、光源３０１、４０１の射出口位置から結像面までの光軸上の距離をＬ１とすると、図６（ａ）のＡ位置における、戻り光の副走査方向の半径は、Ｌ１×ｔａｎ（λ／（π×ω２））となる（図６（ａ）、７（ａ）を参照）。
【００５０】
図７（ａ）において、光源３０１ａと隣接する下方の光源４０１ａとの副走査方向の距離をＤ１とすると、光源３０１ａからの戻り光が隣接する光源４０１ａに入射させないためには、
Ｄ１がＬ１×ｔａｎ（λ／（π×ω２））よりも大きくしなければならない。ただし、ここでは各光源の大きさを無視する。
【００５１】
Ｄ１≧Ｌ１×ｔａｎ（λ／（π×ω２））  式（６）
図７（ａ）に示すように、式（６）を満足するように光源を配列することにより、隣接光源からの戻り光の影響を防止することができる。
【００５２】
図６（ｂ）は、実施例３の光源ユニットを上方から見た図である。また、図７（ｂ）は、図６（ｂ）のＢ位置から結像面の方向を見た図であり、レンズと戻り光の位置関係を示す。３０２は上方に位置するレンズ、４０２は下方に位置するレンズである。なお、Ｂ位置は、レンズの後側主点の位置を含む鉛直面を表すが、非球面レンズの場合は結像面側のレンズ面と光軸との交点を含む鉛直面とする。
【００５３】
図７（ｂ）において、レンズ３０２ａを透過したビームの結像面からの戻り光が下側のレンズ近傍に入射する様子を点線の丸で示す。そして、戻り光がレンズを通って光源に入射する可能性があるので、これを防止しなければならない。
【００５４】
そこで、隣接光源に戻り光を導くレンズの位置に、戻り光を入射させないようにする。戻り光の影響する範囲は、前述したように、副走査方向の戻り光の発散角と、結像面からレンズの後側主点までの距離、または結像面から結像面側のレンズ面と光軸との交点までの距離（非球面レンズの場合）で決まる。
【００５５】
副走査方向の戻り光の発散角θ２は、ビームウエストの副走査方向のビーム半径ω２と光源の波長λで求められ、図６（ｂ）に示すように、θ２＝λ／（π×ω２）となる。
【００５６】
図６（ｃ）に示すように、結像面からレンズの後側主点までの距離、または結像面から結像面側のレンズ面と光軸との交点までの距離（非球面レンズの場合）をＬ２とすると、図６（ｂ）のＢ位置における戻り光の副走査方向の半径は、Ｌ２×ｔａｎ（λ／（π×ω２））となる。
【００５７】
図７（ｂ）において、レンズ３０２ａと隣接するレンズ４０２ａとの副走査方向の距離をＤ２とすると、戻り光が隣接するレンズ４０２ａに入射させないためには、Ｄ２がＬ２×ｔａｎ（λ／（π×ω２））よりも大きくしなければならない。
【００５８】
Ｄ２≧Ｌ２×ｔａｎ（λ／（π×ω２））  式（７）
このように、式（７）を満足するようにレンズを配置することにより戻り光の影響を防止することができる。なお、実際の光学系では、光源とレンズは光軸に合わせるため、Ｄ１とＤ２を同一にする。
【００５９】
図８は、照射ビームが媒体の副走査方向（図８（ａ））と主走査方向（図８（ｂ））に対して両方向にある角度を持つ場合の実施例３の変形例を示す。図８（ａ）、（ｂ）の場合、式（６）、（７）の条件を満たしても、（ｃ）、（ｅ）に示すように、隣接光源により射出されたビームの戻り光の影響を受ける場合がある。この場合は、光源の間隔（ｄ）、レンズの間隔（ｆ）をさらに広げて配置する必要がある。
【００６０】
図９は、実施例３の光源ユニットの構成例を示す。図９（ａ）は、一次元に光源１０１が配置されたユニット２０１ａ、２０１ｂを、各光源が千鳥状の配列となるように並べた光源ユニットの例である。また、図９（ｂ）は、各光源１０１が千鳥状に配列されたユニット２０１ｃを、複数個並べた光源ユニットの例である。
【００６１】
実施例４：
図１０は、本発明の光源ユニット（光源と焦点レンズ）を搭載した画像形成装置の第１、第２、第３の例を示す。図１０（ａ）は、ドラム面が媒体１０４の例であり、（ｂ）はドラム（記録媒体保持手段）１１０面に記録媒体１０４を保持して画像形成を行う例を示す。光源ユニットとしては上記した実施例１乃至３を使用し、ビームを記録媒体に照射して画像を形成する。
【００６２】
図１０（ｃ）は、複数の光源を搭載した光源ユニットにより、ドラム面に固定された媒体に光を照射し、媒体表面に画像を形成する装置例である。（ｃ）に示す画像形成装置は、ドラム５０１面に２次元画像を形成するために、光源ユニット（書込手段）５００を副走査方向に１画素ピッチ未満のステップで移動させるｘステージ５０２と、光源ユニット５００を焦点方向に位置調整するためのｚステージ５０２を有し、ドラム５０１の回転に同期してｘステージ５０２を駆動すると共に、ドラム５０１の回転位置に同期して光源ユニット５００への画像情報の転送制御を行う機能を有する。なお、本発明はこのようなドラム走査型の画像形成装置に限定されず、離散的に配置された複数光源により１つの画像を形成するものでも良い。
【００６３】
実施例５：
図１１は、実施例４の画像形成装置を搭載した印刷装置の例を示す。図１１（ａ）は、実施例４の画像形成装置を搭載した単色機の印刷装置（ＤＩ（Direct  Imaging）機）の例を示し、（ｂ）は、実施例４の画像形成装置を搭載した４色機の印刷装置（ＤＩ機）であり、１つの圧胴を持つ装置例を示す。（ｃ）は、実施例４の画像形成装置を搭載した４色機の印刷装置（ＤＩ機）であり、個々に圧胴を持つ４連タンデムＤＩ機の例である。
【００６４】
なお、ＤＩ機とは、印刷版へコンピュータ上の画像を露光して刷版を作製する機能と、記録紙への印刷を行う機能とを併せ持つ印刷装置を言う。
【００６５】
図１１（ａ）に示す印刷装置は、印刷版等の記録媒体６０１に対して、本発明の光源ユニット６００が画像情報に応じた露光を行い、記録媒体６０１の表面にインクの付着する領域（親インク領域）とインクが付着しない領域（撥インク領域）を形成する。次に、記録媒体６０１がドラム６０２にセットされた後、ドラム６０２、中間転写体６０４、インキングローラ６０３群、加圧ローラ６０５が同期回転し、インキングローラ６０３から記録媒体６０１の表面の親インク領域にインクが供給されてインク画像が形成され、そのインク画像がブランケット等のゴム部材を表面に持つ中間転写体６０４に転写され、中間転写体６０４上のインク画像が記録紙６０６に転写された後、印刷物搬送手段６０７により搬送され、印刷物６０９が作成される。なお、使用済みの記録媒体６０１は容器６０８に収納される。
【００６６】
図１１（ｂ）に示す印刷装置は、一つの加圧ドラム７０５の周辺に４色分（ＣＭＹＫ）のユニットが配置され、各ユニットは各色のインキングローラ７０３群、記録媒体保持ドラム７０２、光源ユニット７００、中間転写体７０４を主要素として構成される。各色分のユニット動作は、（ａ）とほぼ同様であるが、この例ではドラム７０２に記録媒体７０１をセットした後、光源ユニット７００によって記録媒体７０１に露光が行われる。印刷時は、各色ユニットの構成要素と加圧ドラム７０５が同期回転し、記録紙７０６に１色分の画像が順次、転写されることにより、フルカラーの画像が印刷される。
【００６７】
図１１（ｃ）に示す印刷装置は、各色のユニットがタンデムに配置され、各ユニットは、各色のインキングローラ８０３群、記録媒体（印刷版）８０１、記録媒体保持ドラム８０２、光源ユニット８００、中間転写体（ブランケット）８０４、加圧ドラム８０５を主要素として構成され、印刷は（ｂ）の印刷装置とほぼ同様に行う。なお、（ｂ）と（ｃ）は、各色でユニットの配置角度が異なっているが、（ａ）〜（ｃ）の光源ユニットにおける、結像面に対するビームの入射角は、何れのユニットについても、上記した式（２）、（４）を満たすように配置する。
【００６８】
実施例６：
図１４は、本発明の実施例６の構成を示す。実施例６では、実施例１の構成からなる光源ユニット１００１、１００２を、記録媒体保持手段１００３の周方向に複数設ける。これにより、一度に、多くの画像を描くことが可能となる。また、図１４に示すように、記録媒体保持手段１００３の中心を通る直線１００４に対して、上下対称となるような位置に配された２つの光源ユニット１００１、１００２から射出されるビームは、各々式（２）と式（４）の条件を同時に満足する状態にあり、かつ、各光軸が略平行である。図１５は、光源ユニット側からみた実施例６の構成を示す。図１５に示すように、光源ユニットが搭載する光源の並び方向に対して、２つの光源ユニット１００１、１００２を光源間隔Ｐの半分の距離Ｐ／２だけずらした千鳥配置とする。これにより、１つの光源ユニットで画像を形成する場合に比べて１／２の時間で画像を形成することが可能となる。更に、ビームを水平にすることにより、図１０の構成に比べて光源ユニットの位置精度を向上することができ、両光源ユニットの相対的な位置誤差を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１の構成を示す。
【図２】主走査方向にθｍａｉｎの入射角を持つビームの例を示す。
【図３】ビームウエスト位置におけるビーム形状の例を示す。
【図４】本発明の光源ユニットの構成例を示す。
【図５】本発明の実施例２の構成を示す。
【図６】本発明の実施例３の構成を示す。
【図７】戻り光を防止した光源、レンズの配置を説明する図である。
【図８】実施例３の変形例を示す。
【図９】実施例３の光源ユニットの構成例を示す。
【図１０】本発明の光源ユニットを搭載した画像形成装置の構成例を示す。
【図１１ａ】本発明の画像形成装置を搭載した印刷装置の構成例を示す。
【図１１ｂ】本発明の画像形成装置を搭載した印刷装置の構成例を示す。
【図１１ｃ】本発明の画像形成装置を搭載した印刷装置の構成例を示す。
【図１２】従来の光源ユニットと画像形成装置を示す。
【図１３】ガウス分布のビームを示す。
【図１４】本発明の実施例６の構成を示す。
【図１５】光源ユニット側からみた実施例６の構成を示す。
【符号の説明】
【００７０】
１０１  光源
１０２  集光レンズ
１０３  ビーム
１０４  記録媒体
１０５  結像面
１０６  光軸
１０７  結像面の法線
１０８  戻り光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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