(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画像光について、ポリゴンミラー上で副走査方向について焦点を結ばせる第１の手段と、単一のポリゴンミラーによって主走査方向について等角速度に偏向した画像光を、副走査方向について互いに平行な光に変換する単一の変換手段と、主走査方向について等速度に偏向する単一の補正手段を介して複数の感光体の表面に結像させる第２の手段と、を備える画像形成装置において、
前記第１の手段は、複数の画像光について互いに同一の構成を備え、複数の画像光が、単一のポリゴンミラーの同一の反射面における副走査方向に近接する位置で、焦点を結ぶとともに、該複数の画像光のビームウェストが、副走査方向について一部又は全部において重複し、各画像光のビームウェストをωとする時に、各画像光のポリゴンミラーへの入射位置の副走査方向の差Ｗがωよりも小さくなるように設定されており、
前記第２の手段は、前記単一の補正手段の後に、複数の画像光について互いに同一の構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記補正手段と前記複数の感光体のそれぞれとの間に、複数の画像光を各感光体の表面における同一位置に照射する光路設定手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光路設定手段は、前記複数の画像光を各感光体の表面における同一位置に集光させるレンズを備えたことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記互いに平行な光に変換され主走査方向に偏向された複数の画像光において、副走査方向に互いに隣接する２つの画像光ａ及び画像光ｂに対し、画像光ａの副走査方向の幅をＢａ、画像光ｂの副走査方向の幅をＢｂ、画像光ａと画像光ｂとの副走査方向の間隔をＬ、ポリゴンミラーにおける焦点位置の副走査方向の誤差をＷ、ポリゴンミラーの面倒れによる副走査方向の最大誤差をＤとした時、
Ｌ−（Ｂａ／２）−（Ｂｂ／２）−Ｗ−Ｄ＞０
の関係を満たすように上記複数の光源及び変換手段が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の手段は、複数の画像光のそれぞれについて、単一のポリゴンミラーの同一の反射面における副走査方向に近接する位置で焦点を結ばせる第１の光学系を備え、
前記第２の手段は、前記補正手段の後に、複数の画像光のそれぞれについて互いに同一の構成の第２の光学系と、複数の画像光のそれぞれについて互いに同一の枚数の偏向ミラーと、を備え、
前記第２の光学系は、前記複数の画像光を副走査方向について平行光とし、
前記偏向ミラーは、前記第２の光学系からの光を複数の画像光毎に分離して感光体に向けて偏向する請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の画像データによって変調された画像光に基づく電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真方式の画像形成を用いて複数色の画像を形成するカラー画像形成装置として、静電潜像が形成された感光体を現像剤の色毎に１回転させるようにしたものがある。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の現像剤を用いてフルカラー画像を形成する場合には、感光体を４回転させる。
【０００３】
このような４回転方式の画像形成装置は、図１３に示すように、感光体ドラム１０７の周囲に、帯電ローラ１０２、レーザ書込ユニット１１５、現像ユニット１１８（１１８ａ〜１１８ｄ）、転写ドラム１２２及びクリーニングユニット１２３等を感光体ドラム１０７の回転方向にこの順に配置し、さらに、定着ユニット１０５、接触ローラ１０８及び給紙ローラ１１７等を所定の位置に配置して構成されている。
【０００４】
このように構成された４回転方式の画像形成装置では、図外の制御部によって上記各部が制御され、以下の画像形成プロセスが実行される。
【０００５】
(1) 用紙Ｐは、給紙ローラ１１７が回転すると、転写ドラム１２２に給紙される。給紙された用紙Ｐは、電源１２１に接続された接触ローラ１０８によって電荷が付与され、転写ドラム１２２に静電吸着する。この接触ローラ１０８は、転写ドラム１２２の表面に接離自在にされている。
【０００６】
(2) 感光体ドラム１０７の表面は、帯電ローラ１０２によって単一極性の電荷が均一に付与された後、レーザ書込ユニット１１５から第１の画像光の照射を受け、光導電作用によって、感光体ドラム１０７の表面には静電潜像が形成される。この第１の画像光では、現像ユニット１１８ａに収納されている現像剤の色に対応する画像データに応じた光照射がなされる。
【０００７】
(3) 静電潜像が形成された感光体ドラム１０７の表面に現像ユニット１１８ａから現像剤が供給され、感光体ドラム１０７の表面には静電潜像を顕像化した現像剤画像が担持される。
【０００８】
(4) 感光体ドラム１０７の表面に担持された現像剤画像は、転写ドラム１２２の表面に静電吸着した用紙Ｐに対向する。この時、感光体ドラム１０７と転写ドラム１２２との電位差により、現像剤画像が用紙Ｐの表面に静電転写される。
【０００９】
(5) 転写プロセスが終了した後感光体ドラム１０７の表面に残留している現像剤は、クリーニングユニット１２３により除去される。
【００１０】
(6) レーザ書込ユニット１１５から照射する画像光、及び、現像剤を供給する現像ユニット１１８ｂ〜１１８ｄを順に切り換えることにより、上記(2) 〜(5) のプロセスが繰り返し実行される。即ち、現像ユニット１１８ｂ〜１１８ｄのそれぞれに収納されている各現像剤の色に対応した第２〜第４の画像光に基づいて(2) 〜(5) のプロセスが繰り返され、用紙Ｐの表面に４色の現像剤画像が順に転写される。
【００１１】
(7) 用紙Ｐが、剥離爪１０９ａ及び剥離チャージャ１０９ｂによって転写ドラム１２２の表面から剥離され、定着ユニット１０５によって加熱及び加圧される。用紙Ｐに転写された４色の現像剤画像は、加熱を受けて溶融した後、加圧を受けて用紙Ｐの表面に堅牢に定着する。
【００１２】
以上のように、４回転方式のカラー画像形成装置では、単一の感光体が４回転する間に感光体の表面に４色分の各画像データに対応した静電潜像及び現像剤画像を順に形成するようにしているため、単一のレーザ書込ユニット（露光走査光学系）を備えればよく、露光走査光学系を構成する光学部品の誤差の調整、及び、露光走査のための動作タイミングの制御が容易である利点がある。しかし、４回転方式のカラー画像形成装置では、カラー画像の形成にあたって画像形成プロセスを４回繰り返して実行する必要があり、画像形成速度が遅くなる欠点がある。
【００１３】
これに対して、従来のカラー画像形成装置として、現像剤の色毎に個別のプロセス部を設け、複数の感光体に対し順に対向するように用紙を搬送して画像形成を行うことにより、画像形成時間を短縮するようにしたタンデム型のカラー画像形成装置がある。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の現像剤を用いてフルカラー画像を形成するものでは、４つのプロセス部を備えている。
【００１４】
このタンデム型のカラー画像形成装置は、図１４に示すように、用紙Ｐを収納した給紙トレイ１６０と定着ユニット１８０との間に、一対のローラ１７２，１７３によって張架された搬送ベルト１７１が構成する搬送路に沿って、４つのプロセス部１５０ａ〜１５０ｄを配置している。イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の現像剤画像を、プロセス部１５０ａ〜１５０ｄのそれぞれにおいて個別に形成し、搬送ベルト１７１によって搬送路内を搬送される用紙Ｐの表面に順に転写する。４色の現像剤画像が転写された用紙Ｐは、定着ユニット１８０において加熱及び加圧され、４色の現像剤画像が用紙Ｐの表面に堅牢に定着する。
【００１５】
プロセス部１５０ａ〜１５０ｄは、互いに同一の構成を備えている。一例として、イエローの現像剤画像を形成するプロセス部１５０ａは、感光体ドラム１５１の周囲に、帯電ローラ１５２、レーザ書込ユニット１５３、現像ユニット１５５、転写ローラ１５５及びクリーナ１５６を、感光体ドラム１５１の回転方向に沿ってこの順に配置して構成されている。レーザ書込ユニット１５３にはイエローの画像に応じた画像データが入力され、現像ユニット１５５はイエローの現像剤を収納している。転写ローラ１５５は、搬送ベルト１７１を挟んで感光体ドラム１５１に対向配置されている。なお、プロセス部１５０ｂ〜１５０ｄにおいては、レーザ書込ユニット１５３にマゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像に応じた画像データが入力され、現像ユニット１５５はマゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像剤を収納している。
【００１６】
このように構成されたタンデム型のカラー画像形成装置では、個別のプロセス部において４色の現像剤画像が略同時に形成されるため、１回分の画像形成プロセス時間に略一致する時間でカラー画像が形成され、画像形成時間を短時間化できる利点がある。しかし、タンデム型のカラー画像形成装置では、各色に個別のプロセス部を設ける必要があり、複数の露光走査光学系が必要になり、露光走査光学系を構成する光学部品の誤差の調整、及び、露光走査のための動作タイミングの制御が複雑化する欠点がある。
【００１７】
そこで、複数のプロセス部において露光走査光学系を構成する光学部品を共通化することにより、露光走査光学系を構成する光学部品の誤差の調整、及び、露光走査のための動作タイミングの制御を簡略化するようにしたタンデム型のカラー画像形成装置が提案されている。一例として、特開平５−１００５４０号公報には、露光走査光学系を構成する光学部品であるポリゴンミラーを同軸上に２段に配置するとともに、上下２段のポリゴンミラーを単一のモータによって駆動し、上下２段のポリゴンミラーの各２面を介して４つの画像光を照射するようにした構成及び制御方法が開示されている。
【００１８】
また、特開平５−２７００５１号公報には、互いに波長の異なる３つのレーザ光を１つのポリゴンミラーを介して、光学フィルタによって互いに分離して照射するようにした構成が開示されている。
【００１９】
さらに、特開平６−２８６２２６号公報には、レーザアレイから極めて近接して照射されたレーザ光を、単一のポリゴンミラーを介して主走査方向に偏向した後、単一のｆ−θ補正手段によって走査速度を均一化し、ビーム分離手段を介して４つの感光体のそれぞれの方向に分離して照射するようにした構成が開示されている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−８０６３１号公報に開示された構成では、各色の画像光毎に個別のｆ−θ補正手段が必要になり、ｆーθ補正手段の誤差調整が煩雑化する。また、上下２段のポリゴンミラー間における誤差調整が必要になる。さらに、上下２段のポリゴンミラーを介して２つの画像光が他の２つの画像光と逆方向に走査されるため、ポリゴンミラーの回転ムラが相反する方向の走査ムラを生じ、画像上大きな欠点となる。
【００２１】
また、特開平５−２７００５１号公報に開示された構成では、各レーザ光の光路を一致させる際や各レーザ光を分離偏向させる際に、光学フィルタによってレーザ光の光量が減少する。また、各色のレーザ光の波長が互いに近接する場合には、波長の近接する複数のレーザ光を分離偏向できる光学フィルタを用いる必要があるが、一般に高価であり、コストが高騰する。一方、各色のレーザ光の波長が互いに離間する場合には、比較的安価な光学フィルタを用いることができるが、特定の波長毎に設計値が異なるｆ−θ補正手段等の結像矯正手段の設計及び製造は困難であり、結像矯正手段が高価にならざるを得ず、いずれにしてもコストの上昇を回避できない。
【００２２】
さらに、特開平６−２８６２２６号公報に開示された構成では、レーザアレイ、ポリゴンミラーの反射面、ビーム分離手段及び感光体の表面の４つの位置が光学的に共役となっている必要があり、露光走査光学系を設計する上で大きな制約となる。また、ビーム分離手段は、非常に接近したレーザ光を分離する必要があり、部品の形状及び配置位置に高い精度が要求される。さらに、ｆ−θ補正手段に対してレーザ光が斜めに入射するため、ｆ−θ補正手段の形状が複雑化する。このように形状が複雑化したｆ−θ補正手段は、温度変化による変形を容易に特定することができず、高画質の画像を形成することが困難になる。
【００２３】
また、カラー画像形成装置において最も問題となるのは、各色に対する色ずれである。この色ずれは、複数のレーザ光による各色毎の像形成が、像形成における規定の位置からずれていること（レジスト不良）によって生じる。このレジスト不良は、レーザ光の主走査方向の位置ずれと副走査方向の位置ずれとによって生じる。
【００２４】
主走査方向の位置ずれは、ポリゴンミラーの反射面における各レーザ光の入射位置が所定の位置から主走査方向にずれることに起因し、走査平面内におけるレーザ光の走査範囲に誤差の原因となるが、図１５に示すように、単一のスタートセンサ１９３によって各レーザ光の走査開始位置を検出することにより、１／８ドット以下とされる一般的な位置ずれの許容精度を比較的容易に実現できる。
【００２５】
ところが、ポリゴンミラー１９１の反射面における各レーザ光の入射位置が所定の位置から副走査方向にずれることに起因する副走査方向の位置ずれは、スタートセンサ１９３によって検出することができないため、そのまま感光体１９５の表面上における誤差となって現れ、複数のレーザ光について１ドット以上の副走査方向の位置ずれを生じると、複数の色の現像剤画像を互いに重ね合わせることができなくなり、画像を忠実に再現することができなくなる。
【００２６】
このため、図１５に示す構成では、感光体１９５の表面に対するレーザ光の副走査方向の照射位置を偏向ミラー１９４の反射角度を変えて矯正するようにしたものがあるが、ポリゴンミラー１９１及びｆ−θ補正手段１９２の調整に加えて偏向ミラー１９４の調整を行う必要が生じ、制御形態が複雑化する。
【００２７】
この発明の目的は、複数の画像光によって画像を形成する際に、複数の画像光間でポリゴンミラーやｆ−θ補正手段等の光学部品を含む露光走査光学系を共有できるようにし、装置の小型化を実現するとともに、高精度の画像を形成するための画像光の位置ずれの調整を容易に行うことができるタンデム型の画像形成装置を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の課題を解決するための手段として、以下の構成を備えている。
【００２９】
複数の画像光について、ポリゴンミラー上で副走査方向について焦点を結ばせる第１の手段と、単一のポリゴンミラーによって主走査方向について等角速度に偏向した画像光を、副走査方向について互いに平行な光に変換する単一の変換手段と、主走査方向について等速度に偏向する単一の補正手段を介して複数の感光体の表面に結像させる第２の手段と、を備える画像形成装置において、
前記第１の手段は、複数の画像光について互いに同一の構成を備え、複数の画像光が、単一のポリゴンミラーの同一の反射面における副走査方向に近接する位置で、焦点を結ぶとともに、該複数の画像光のビームウェストが、副走査方向について一部又は全部において重複し、各画像光のビームウェストをωとする時に、各画像光のポリゴンミラーへの入射位置の副走査方向の差Ｗがωよりも小さくなるように設定されており、
前記第２の手段は、前記単一の補正手段の後に、複数の画像光について互いに同一の構成を備えていることを特徴とする。
【００３０】
この構成においては、複数の画像光が光源から単一のポリゴンミラーの反射面の互いに近接する位置で反射するとともに、光源からポリゴンミラーの反射面を経由して感光体の表面に至る各画像光の光路においてポリゴンミラーの反射位置と感光体の照射位置とが光学的共役関係となる。したがって、複数の画像光の間の感光体における照射位置のずれ（レジスト不良）が小さくなる。
【００３１】
また、単一のポリゴンミラーにおける反射位置の変位に対応して感光体における照射位置が複数の画像光について略同様に変位し、単一のポリゴンミラーにおける反射位置のみの調整によって複数の画像光についての感光体における照射位置が同時に調整される。したがって、レジスト不良を補正する際には、単一のポリゴンミラーの回転軸の傾斜角度の調整（ポリゴンミラーの面倒れ補正）のみを行えばよく、ポリゴンミラーと偏向ミラー等の他の部材との調整状態の組み合わせを考慮する必要がない。
【００３２】
さらに、複数の画像光について反射位置の歪み状態が略一致する。したがって、反射位置の状態の差によって複数の画像光の間に大きなレジスト不良を生じることがない。
【００３３】
加えて、画像光を主走査方向に偏向するポリゴンミラーは、複数の画像光に対して１個のみ備えられる。したがって、部品点数が削減されて装置の小型化、及び、コストダウンが実現される。
【００３５】
また、この構成においては、複数の画像光のポリゴンミラーにおける反射位置の副走査方向の誤差が、各画像光のビームウェストの範囲内にされる。したがって、複数の画像光の間におけるレジスト不良が１ドット以下の範囲に収まり、画像に著しいずれをを生じることがない。
【００３７】
また、複数の光源からポリゴンミラーの反射面の近接する位置に画像光を照射することにより、複数の画像光について主走査方向の光路範囲が略一致する。このため、画像を構成する複数の画像光によって、ポリゴンミラーの反射面の主走査方向の長さが最大限に活用される。
【００３８】
また、複数の光源は副走査方向について互いに異なる位置に配置される。したがって、各光源から照射された光は、ポリゴンミラーの反射面から副走査方向について互いに異なる位置に向かって出射される。このため、画像を構成する複数の画像光はポリゴンミラーにおいて反射された後に容易に分離される。
【００４０】
この構成においては、ポリゴンミラーにおいて反射された複数の画像光が、変換手段によって互いに平行な光にされた後、補正手段によって主走査方向について等速度に偏向される。したがって、複数の画像光は、ポリゴンミラーにおいて反射された後、確実に分離された状態で感光体に照射される。また、複数の画像光の補正手段に対する入射角度が同一になり、複数の画像光間に生ずるレジスト不良は同様となる。
【００４１】
さらに、複数の画像光について各１個の上記変換手段及び補正手段が備えられている。したがって、画像を構成する複数の画像光について変換手段における変換状態、及び、補正手段における補正状態が一定になるとともに、構成が簡略化される。
【００４２】
また、前記補正手段と感光体との間に、複数の画像光を感光体の表面における同一位置に照射する光路設定手段を設けることも可能である。
【００４３】
この構成においては、補正手段において主走査方向について等速度に偏向された複数の画像光が、光設定手段によって感光体の表面における同一位置に照射される。したがって、変換手段によって副走査方向について互いに平行な光にされた複数の画像光が、主走査方向について等速度に偏向された後に、互いに分離された状態で感光体の表面における同一位置に照射され、各画像光によって形成された静電潜像を各画像光に対応した現像剤によって顕像化することにより、複数の現像剤が重ね合わされて画像が形成される。
【００４４】
また、前記複数の画像光において、副走査方向に互いに隣接する２つの画像光ａ及び画像光ｂに対し、画像光ａの副走査方向の幅をＢａ、画像光ｂの副走査方向の幅をＢｂ、画像光ａと画像光ｂとの副走査方向の間隔をＬ、ポリゴンミラーにおける反射位置の副走査方向の誤差をＷ、ポリゴンミラーの面倒れによる副走査方向の最大誤差をＤとした時、
Ｌ−（Ｂａ／２）−（Ｂｂ／２）−Ｗ−Ｄ＞０
の関係を満たすように上記複数の光源及び変換手段が配置されていることを特徴とする。
【００４５】
この構成においては、副走査方向において互いに隣接する２つの画像光ａ及び画像光ｂについて、（副走査方向の間隔Ｌ）から（画像光ａの副走査方向の幅Ｂａの１／２の値）、（画像光ｂの副走査方向の幅Ｂｂの１／２の値）、（ポリゴンミラーにおける焦点位置の副走査方向の誤差Ｗ）、及び、（ポリゴンミラーの面倒れによる副走査方向の最大誤差Ｄ）を差し引いた値が正の値にされる。したがって、画像光ａ及び画像光ｂのポリゴンミラーにおける反射位置、又は、ポリゴンミラーの回転軸の傾きに誤差を生じた場合にも、画像光ａ及び画像光ｂの光路が副走査方向に重なることがなく、複数の画像光を確実に分離することができる。
なお、前記第１の手段は、複数の画像光のそれぞれについて、単一のポリゴンミラーの同一の反射面における副走査方向に近接する位置で焦点を結ばせる第１の光学系を備え、
前記第２の手段は、前記補正手段の後に、複数の画像光のそれぞれについて互いに同一の構成の第２の光学系と、複数の画像光のそれぞれについて互いに同一の枚数の偏向ミラーと、を備え、
前記第２の光学系は、前記複数の画像光を副走査方向について平行光とし、
前記偏向ミラーは、前記第２の光学系からの光を複数の画像光毎に分離して感光体に向けて偏向するものとしてもよい。
【００５０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。この実施形態に係る画像形成装置４０は、給紙部６０と定着ユニット８０との間に、一対のローラ７２，７３に張架された搬送ベルト７１を配置している。搬送ベルト７１は、上面において給紙部６０から供給された記録媒体、例えば用紙Ｐを定着ユニット８０に搬送する。搬送ベルト７１の上面に対向してイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂ）の各色の現像剤画像を形成するプロセス部５０ａ〜５０ｄが搬送ベルト７１の上面の移動方向である副走査方向に沿って配置されている。
【００５１】
プロセス部５０ａ〜５０ｄのそれぞれは、同一の構成にされている。一例として、イエローの現像剤画像を形成するプロセス部５０ａは、図中矢印で示す方向に一定速度で回転する円筒形状の感光体ドラム５１ａの周囲に、帯電ローラ５２ａ、現像ユニット５４ａ、転写ローラ５５ａ及びクリーナ５６ａ等を配置して構成されている。現像ユニット５４ａにはイエローの現像剤が収納されており、プロセス部５０ａでは以下のプロセスによってイエローの現像剤画像が形成される。
【００５２】
感光体ドラム５１ａの表面には、帯電ローラ５２ａから現像剤の帯電極性と逆極性の電荷が均一に付与された後、レーザ書込ユニット１０からイエローの画像に対応した画像光の照射を受け、光導電作用によって静電潜像が形成される。感光体ドラム５１ａの表面に形成された静電潜像は、現像ユニット５４ａから供給される現像剤により、イエローの現像剤画像に顕像化される。
【００５３】
感光体ドラム５１ａの回転に同期して、給紙部６０から給紙された用紙Ｐが、搬送ベルト７１によって感光体ドラム５１ａと転写ローラ５５ａとの間に搬送される。転写ローラ５５ａは、搬送ベルト７１の内側面に接触して配置されており、現像剤の帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加されている。これによって、感光体ドラム５１ａの表面に形成されたイエローの現像剤画像が、用紙Ｐの表面に転写される。転写ローラ５５ａと対向する位置を通過した感光体ドラム７１の表面に残留している現像剤は、クリーナ５６ａによって回収される。
【００５４】
上記のプロセスは、現像ユニット５４ｂ〜５４ｄのそれぞれにマゼンタ、シアン及びブラックの現像剤を収納したプロセス部５０ｂ〜５０ｄにおいても同様に実行される。また、感光体ドラム５１ｂ〜５１ｄのそれぞれは、レーザ書込ユニット１０からマゼンタ、シアン及びブラックの画像に対応した画像光の照射を受ける。これによって、感光体ドラム５１ｂ〜５１ｄのそれぞれの表面に、マゼンタ、シアン及びブラックの現像剤画像が形成される。したがって、給紙部６０から給紙された用紙Ｐは、搬送ベルト７１によってプロセス部５０ａ〜５０ｄに順に搬送されることにより、その表面にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの現像剤画像が順に転写される。
【００５５】
プロセス部５０ａ〜５０ｄを通過した用紙Ｐは、定着ユニット８０に導かれる。定着ユニット８０は上下一対のローラによって構成されており、用紙Ｐは定着ユニット８０を通過する間に加熱及び加圧を受ける。これによって、用紙Ｐの表面において、４色の現像剤が溶融して用紙Ｐの表面に堅牢に定着し、カラー画像が形成される。
【００５６】
図２及び図３は、上記画像形成装置４０に備えられるレーザ書込ユニット１０の構成を示す図である。図２は側面図であり、図３は平面図である。レーザ書込ユニット１０は、光源であるレーザダイオード１１ａ〜１１ｄ、レンズ１２ａ〜１２ｄ、ポリゴンミラー１３、変換手段である第１シリンドリカル（ｃylindorical:以下ＣＹと記す。）レンズ１４、補正手段であるｆ−θレンズ１５、光路設定手段である偏向ミラー１６ａ〜１６ｄ、及び、第２ＣＹレンズ１７ａ〜１７ｄを備え、レーザダイオード１１ａ〜１１ｄから照射された各画像光について感光体ドラム５１ａ〜５１ｄに至る光路を形成している。
【００５７】
なお、各画像光の光路においてｆ−θレンズ１５から感光体ドラム５１ａ〜５１ｄまで間の光路長は、図外のミラー等によって互いに等しくされている。
【００５８】
レーザダイオード１１ａ〜１１ｄは、画像データに応じてＹＭＣＢの各色に対応した画像光Ｌａ〜Ｌｄを照射する。レンズ１２ａ〜１２ｄは、レーザダイオード１１ａ〜１１ｄから照射された画像光Ｌａ〜Ｌｄを集光してポリゴンミラー１３の反射面に結像させる。したがって、画像光Ｌａ〜Ｌｄは、ポリゴンミラー１３の反射面において、ポリゴンミラー１３の回転方向（主走査方向）に直交する方向（副走査方向）について焦点を結ぶ。なお、レーザダイオード１１ａ〜１１ｄ及びレンズ１２ａ〜１２ｄは副走査方向に並設されており、画像光Ｌａ〜Ｌｄのポリゴンミラー１３の反射面に対する副走査方向の入射角は互いに異なる。
【００５９】
ポリゴンミラー１３は、図中矢印で示す主走査方向に回転する回転多面鏡であり、レンズ１２ａ〜１２ｄから入射した画像光Ｌａ〜Ｌｄを回転しながら反射する。これによって、画像光Ｌａ〜Ｌｄは、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄにおける主走査方向の所定範囲に等角速度に偏向して照射される。レーザダイオード１１ａ〜１１ｄ及びレンズ１２ａ〜１２ｄは、主走査方向について同位置に配置されている。したがって、画像光Ｌａ〜Ｌｄはポリゴンミラー１３の同一の反射面に照射され反射される。
【００６０】
第１ＣＹレンズ１４は、副走査方向にのみレンズ効果を有するものであり、ポリゴンミラー１３が反射した画像光Ｌａ〜Ｌｄを副走査方向について互いに平行な光に変換する。ｆ−θレンズ１５は、ポリゴンミラー１３によって等角速度に偏向された後、第１ＣＹレンズ１４によって互いに平行な光に変換された画像光Ｌａ〜Ｌｄを等速度に偏向する。したがって、画像光Ｌａ〜Ｌｄは、感光体ドラム５１ｓ〜５１ｄの表面を主走査方向の全域にわたって一定速度で走査する。
【００６１】
偏向ミラー１６ａ〜１６ｄは、ｆ−θレンズ１５によって等速度に偏向された画像光Ｌａ〜Ｌｄの光路を、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの方向に変化させる。第２ＣＹレンズ１７ａ〜１７ｄは、偏向ミラー１６ａ〜１６ｄにおいて反射された画像光Ｌａ〜Ｌｄを集光して感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面に結像させる。したがって、画像光Ｌａ〜Ｌｄは、主走査方向の全域にわたって感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面に焦点を結ぶ。
【００６２】
以上のようにして、レーザ書込ユニット１０においては、レーザダイオード１１ａ〜１１ｄから照射された画像光Ｌａ〜Ｌｄは、ポリゴンミラー１３の反射面で焦点を結び、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面で焦点を結ぶように構成されている。すなわち、ポリゴンミラー１３の反射面と感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面とは、副走査方向について光学的共役関係にある。
【００６３】
図４は、上記レーザ書込ユニット１０のポリゴンミラー１３と感光体５１ａ〜５１ｄとの関係を示す図である（同図では、一例として、画像光Ｌａの場合を示している。）。上述のように、ポリゴンミラー１３の反射面と感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面とは副走査方向について光学的共役関係にある。したがって、ポリゴンミラー１３の回転軸が図４（Ａ）に示す適正な状態から図４（Ｂ）に示すように傾き、ポリゴンミラー１３が所謂面倒れを生じた場合には、ポリゴンミラー１３の反射面における画像光Ｌａ〜Ｌｄの副走査方向の入射位置が変化するが、画像光Ｌａ〜Ｌｄの感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面における副走査方向の位置は適正な状態に維持される。
【００６４】
このように、ポリゴンミラー１３の面倒れによって、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面における画像光Ｌａ〜Ｌｄの副走査方向の入射位置が変化することはなく、レジスト不良を生じることがない。したがって、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面における画像光Ｌａ〜Ｌｄのレジスト不良を防止するためにポリゴンミラー１３の面倒れを補正する必要がない。
【００６５】
但し、画像光Ｌａ〜Ｌｄがポリゴンミラー１３の表面において主走査方向についても焦点を結んでいる場合には、ポリゴンミラー１３の面倒れによって画像光Ｌａ〜Ｌｄがポリゴンミラー１３の反射面における欠陥部分に入射された場合、画像光Ｌａ〜Ｌｄが欠陥部分において乱反射して感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面の所定の位置に照射されなくなり、画像欠落を生じる。そこで、この実施形態に係るカラー画像形成装置のレーザ書込ユニット１０では、画像光Ｌａ〜Ｌｄが、ポリゴンミラー１３の反射面において、主走査方向については焦点を結ばないようにしている。
【００６６】
図５は上記レーザ書込ユニット１０のポリゴンミラー１３における画像光の入射位置を説明する図であり、同図（Ａ）はポリゴンミラー１３の反射面近傍における副走査方向の断面図、同図（Ｂ）は同主走査方向の断面図である。図５では、理解を容易にするため、複数の画像光のうち、互いに隣接する２つの画像光Ｌａ，Ｌｂのみを示している。複数の画像光Ｌａ〜Ｌｄは、ポリゴンミラー１３の同一面における略同一の位置に入射する。
【００６７】
特に、ポリゴンミラー１３の反射面における画像光Ｌａ〜Ｌｄの入射位置の副走査方向の差Ｗは、各画像光Ｌａ〜Ｌｄのビームウェストωよりも小さくなるように設定されている。これによって、ポリゴンミラー１３の反射面において、複数の画像光Ｌａ〜Ｌｄにおいて隣接する２色の画像光のビームウェストωが少なくとも部分的に重複し、レジスト不良が抑制される。
【００６８】
ポリゴンミラー１３における画像光Ｌａ〜Ｌｄの反射位置の副走査方向における誤差は、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面における画像光Ｌａ〜Ｌｄの入射位置の誤差（レジスト不良）の原因となる。感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面において、いずれかの画像光の入射位置が他の画像光の入射位置に対して１ドット分以上の誤差を生じると、これらの画像光によって形成された現像剤画像による混色が生じないため、カラー画像において所定の色を再現することができない場合や色濁りを生じる場合があり、画像品位の低下を招く。したがって、カラー画像の形成状態を良好に維持するためには、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面における複数の画像光間の入射位置の誤差は１ドット分以下に抑える必要がある。
【００６９】
図６に示すように、例えば、感光体ドラム５１ａ，５１ｂにおける画像光Ｌａ，Ｌｂの入射位置の誤差Ｗ′は、ポリゴンミラー１３の反射面における誤差をＷ、ポリゴンミラー１３と感光体ドラム５１ａ，５１ｂとの間に位置する第１ＣＹレンズ１４、ｆ−θレンズ１５、偏向ミラー１６ａ，１６ｂ及び第２ＣＹレンズ１７ａ，１７ｂの光学倍率をｍとして、下記第１式によって求められる。
【００７０】
Ｗ′＝ｍ・Ｗ                                      ・・・第１式
また、感光体ドラム５１ａ，５１ｂの表面における１ドットの大きさは、ポリゴンミラー１３の反射面におけるビームウェストωに光学倍率ｍを掛け合わせた値となる。これらのことから、ポリゴンミラー１３の反射面における画像光Ｌａ，Ｌｂ間の副走査方向における反射位置の誤差がビームウェストω以下であれば、感光体ドラム５１ａ，５１ｂの表面における入射位置の誤差が１ドット内に抑えられ、カラー画像の形成状態を良好に維持することができる。
【００７１】
なお、図７に示すように、ビームウェストωは、画像光Ｌａ〜Ｌｄの焦点位置におけるビーム幅をいう。この実施形態に係るカラー画像形成装置４０に備えられるレーザ書込ユニット１０は、レーザダイオード１１ａ〜１１ｄから照射された画像光Ｌａ〜Ｌｄをレンズ１２ａ〜１２ｄによって集光してポリゴンミラー１３の反射面に入射する。レーザダイオード１１ａ〜１１ｄから照射されるレーザ光の強度は、一般にガウス分布を有している。このため、レーザ光である画像光Ｌａ〜Ｌｄのビームウェストωは、レーザ光の波長をλ、レンズ１２ａ〜１２ｄの絞り角度をＮＡとして、下記第２式により求められる。
【００７２】
π・ω・ＮＡ＝λ                            ・・・第２式
したがって、カラー画像形成装置４０ではポリゴンミラー１３における各画像光Ｌａ〜Ｌｄの副走査方向についての入射位置の差は、λ／（π・ＮＡ）よりも小さくなるように設定されている。
【００７３】
図８は、上記レーザ書込ユニット１０における第１ＣＹレンズ１４及びｆ−θレンズ１５近傍における画像光の状態を示す図である。この実施形態に係るカラー画像形成装置４０のレーザ書込ユニット１０では、４つの画像光が第１ＣＹレンズ１４に対して副走査方向について互いに重ならない位置に分離した状態で入射する。第１ＣＹレンズ１４は、画像光Ｌａ〜Ｌｄを互いに分離した状態を維持したままで互いに平行な光に変換する。したがって、画像光Ｌａ〜Ｌｄの分離状態は、ｆ−θレンズ１５を通過する際にも維持される。
【００７４】
例えば、第１ＣＹレンズ１４を出射後の互いに隣接する画像光Ｌａ及び画像光Ｌｂについては、画像光Ｌａと画像光Ｌｂとの副走査方向の間隔をＬ、画像光Ｌａ及び画像光Ｌｂの各々お副走査方向の幅をＢａ及びＢｂ、ポリゴンミラー１３における反射位置の副走査方向の誤差をＷ、ポリゴンミラーの面倒れによる副走査方向の最大誤差をＤとした場合、下記第３式の関係を満たすようにされている。
Ｌ−（Ｂａ／２）−（Ｂｂ／２）−Ｗ−Ｄ＞０        ・・・第３式
画像光Ｌａ及びＬｂの副走査方向の間隔Ｌは理想的な設計値である（図８（Ａ）参照）。この状態から、ポリゴンミラー１３の反射面における画像光Ｌｂの反射位置に誤差Ｗが生じると、ｆ−θレンズ１５を通過する際の画像光ＬｂはＬｂ′の位置に移動し、画像光Ｌａ及びＬｂの副走査方向の間隙は、
Ｌ−（Ｂａ／２）−（Ｂｂ／２）−Ｗ
になる（図８（Ｂ）参照）。
【００７５】
さらに、この状態から、ポリゴンミラー１３が面倒れを生じ、画像光Ｌａ及びＬｂがＬａ″及びＬｂ″の位置に移動した場合、画像光Ｌａ及びＬｂの移動量Ｄａ及びＤｂの差を最大誤差Ｄとして、画像光Ｌａ及びＬｂの副走査方向の間隙Ｈは、
Ｈ＝Ｌ−（Ｂａ／２）−（Ｂｂ／２）−Ｗ−Ｄ
になる（図８（Ｃ）参照）。
【００７６】
したがって、画像光の位置ずれ及びポリゴンミラー１３の面倒れを生じた状態でも、この状態における画像光Ｌａ及びＬｂの間隔Ｈの値が正であり、上記第３式の関係を満たすことにより、画像光Ｌａ〜Ｌｄの分離状態が維持される。この関係は、レーザダイオード１１ａ〜１１ｄ、レンズ１２ａ〜１２ｄ、ポリゴンミラー１３及び第１ＣＹレンズ１４の配置位置を適正にすることによって実現できる。
【００７７】
図９は、ポリゴンミラー１３の単一の反射面を用いて複数の画像光を感光体５１ａ〜５１ｄの表面に照射する方法について説明する。この実施形態を含むタンデム型のカラー画像形成装置４０では、図１に示したように、用紙Ｐは、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄ等の感光体と転写ローラ５５ａ〜５５ｄ等の転写手段とによって構成される画像光毎の転写位置を順に通過し、各転写位置において感光体の表面に形成されている現像剤画像が用紙Ｐの表面に順に転写される。
【００７８】
図９では、感光体の一例として感光体ベルトを使用し、隣接する２つの感光体ベルトｎ（感光体ａ）及びｎ′（感光体ｂ）の転写位置の間隔をＧ（ｍ）、感光体ベルトｎの表面における露光位Ｅと転写位置Ｆとの間の距離（Ｔａ）をＴ（ｍ）、感光体ベルトｎ′の表面における露光位置Ｅ′と転写位置Ｆ′との間の距離（Ｔｂ）をＴ′（ｍ）、用紙Ｐの搬送速度（プロセス速度）をｖ（ｍ／ｓ）、ポリゴンミラーの回転数をｑ（ｒｐｍ）としている。感光体ベルトｎ及びｎ′の表面に形成されている２色の現像剤画像Ｎ及びＮ′の重ね合わせによって用紙Ｐ上に高品位のカラー画像を形成するためには、用紙Ｐに対してそれぞれの位置が一致する状態で２色の現像剤画像Ｎ及びＮ′を転写する必要がある。
【００７９】
即ち、一定の搬送速度ｖ（ｍ／ｓ）で搬送されている用紙Ｐに感光体ベルトｎの転写位置Ｆにおいて感光体ベルトｎから現像剤画像Ｎが転写された後、転写位置Ｆ′では現像剤画像Ｎが転写された用紙Ｐ上の位置と同位置に感光体ベルトｎ′から現像剤画像Ｎ′が転写されなければならない。このとき、感光体ベルトｎの露光位置Ｅにおいて形成された静電潜像を顕像化した現像剤画像Ｎが用紙Ｐを介して感光体ベルトｎ′の転写位置Ｆ′に達するまでの時間は（Ｇ＋Ｔ）／ｖであり、感光体ベルトｎ′の露光位置Ｅ′において形成された静電潜像を顕像化した現像剤画像Ｎ′が感光体ベルトｎ′の転写位置Ｆ′に達するまでの時間はＴ′／ｖである。
【００８０】
したがって、感光体ベルトｎに対する露光開始タイミングから時間ｔ＝（Ｇ＋Ｔ−Ｔ′）／ｖだけ遅延したタイミングで感光体ドラムｎ′に対する露光を開始することにより、転写位置Ｆ′において用紙Ｐ上の現像剤画像Ｎが転写されている位置に感光体ドラムｎ′から現像剤画像Ｎ′が転写されることになる。ここで、時間ｔと、回転数ｑ（ｒｐｍ）で回転するポリゴンミラーの１回転に要する時間６０／ｑを任意の整数（ｋ）倍した値とが等しくなるように設定すること、即ち、下記第４式を満足させることにより、
（Ｇ＋Ｔ−Ｔ′）／ｖ＝ｋ・６０／ｑ
Ｇ＋Ｔ−Ｔ′＝ｋ・６０・ｖ／ｑ                  ・・・第４式
ポリゴンミラーの同一の反射面で反射した複数色の画像光により形成される画像、すなわち複数の現像剤画像における同一位置のドットが用紙Ｐ上の１ドットの範囲内に転写される。これによって、複数色の現像剤画像を、用紙Ｐの上の同一位置に転写して高品位のカラー画像を形成することができる。
【００８１】
図９は感光体ベルトを用いた例であるが、感光体ドラムを用いたこの実施形態に係るカラー画像形成装置４０についても同様である。即ち、図１０に示すように、間隔Ｇ（ｍ）で隣接する半径Ｒの感光体ドラム５１ａ及び５１ｂの露光位置をＥａ及びＥｂ、転写位置をＦａ及びＦｂ、露光位置と転写位置との間の回転角をＳａ（ｒａｄ）及びＳｂ（ｒａｄ）とした場合、感光体ドラム５１ａの露光位置Ｅａから転写位置Ｆａまでの間の周長Ｔａ（第４式のＴに相当する。）はＲ×Ｓａであり、感光体ドラム５１ｂの露光位置Ｅｂから転写位置Ｆｂまでの間の周長Ｔｂ（第４式のＴ′に相当する。）はＲ×Ｓｂである。これを上記第４式に代入すると、
Ｇ＋Ｒ・Ｓａ−Ｒ・Ｓｂ＝ｋ・６０・ｖ／ｑ        ・・・第５式
したがって、感光体ドラム５１ａ及び５１ｂの間隔Ｇ及び半径Ｒ、プロセス速度ｖ並びにポリゴンミラー１３の回転数ｑに応じて、隣接する感光体ドラム５１ａ及び５１ｂにおける露光位置と転写位置との間の回転角Ｓａ及びＳｂを、上記第５式を満足するように設定することにより、複数色の画像光をポリゴンミラー１３の同一面で反射させることができ、複数色の現像剤画像を用紙Ｐ上において正確に重ね合わせることができる。
【００８２】
ここで、上記レーザ書込ユニット１０の動作を説明する。レーザ書込ユニット１０の制御部は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像データが入力されると、先ず、感光体ドラム５１ａの表面にイエローの画像に対応した静電潜像を形成すべく、レーザダイオード１１ａにイエローの画像データに応じた駆動信号を出力し、レーザダイオード１１ａから画像光Ｌａを照射する。レーザダイオード１１ａから照射された画像光Ｌａは、レンズ１２ａ、ポリゴンミラー１３及びセンサミラー１９を介してスタートセンサ２０（図３参照）によって受光され、ポリゴンミラー１３の反射面の位置、及び、主走査方向の周期が検出され、主走査方向のスタート位置が決定される。このスタートセンサ２０は、例えば、受光面にスリットを配置したフォトダイオードを用いることができる。
【００８３】
レーザダイオード１１ａから照射された画像光Ｌａは、レンズ１２ａを経由してポリゴンミラー１３に照射され、ポリゴンミラー１３の反射面において反射した後に第１ＣＹレンズ１４、ｆ−θレンズ１５、偏向ミラー１６ａ及び第２ＣＹレンズ１７ａを介して、予め帯電ローラ５２ａによって均一に帯電した感光体ドラム５１ａの表面に入射する。これによって、感光体ドラム５１ａの表面にイエローの画像に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ユニット５４ａによってイエローの現像剤画像に顕像化され、転写ローラ５５ａを介して用紙Ｐの表面に転写される。
【００８４】
次に、制御部は、感光体ドラム５１ａに対する静電潜像の形成を開始した後の所定のタイミングで、レーザダイオード１１ｂに対してマゼンタの画像データに基づく駆動データを出力する。これによって、レーザダイオード１１ｂからマゼンタの画像データに応じた画像光Ｌｂが感光体ドラム５１ｂに照射され、感光体ドラム５１ｂの表面にマゼンタの画像に対応する静電潜像が形成される。このとき、レーザダイオード１１ｂの駆動を開始するタイミングは、上記第５式の関係を満足するように設定されている。したがって、マゼンタの画像データに対応した画像光Ｌｂはポリゴンミラー１３においてイエローの画像データに対応した画像光Ｌａを反射した反射面と同一の反射面において同一の状態で反射され、感光体ドラム５１ｂの転写位置でマゼンタの現像剤画像が、用紙Ｐ上に形成されているイエローの現像剤画像と同一の位置に転写される。また、図５に示したように、画像光Ｌａ及びＬｂはポリゴンミラー１３において互いに近接した位置に入射するようにされている。
【００８５】
制御部は、上記第５式の関係、及び、ポリゴンミラー１３における反射位置の関係を満たすように、シアンの画像データに基づいてレーザダイオード１１ｃからシアンの画像データに応じた画像光Ｌｃを照射するタイミング、及び、ブラックの画像データに基づいてレーザダイオード１１ｄからブラックの画像データに応じた画像光Ｌｄを照射するタイミングを決定する。
【００８６】
このようにして、制御部は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像データに基づく画像光Ｌａ〜Ｌｄをレーザダイオード１１ａ〜１１ｄから順に照射することにより、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄに形成された各色の現像剤画像は用紙Ｐにおいて、各位置が一致した状態で転写される。この結果、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。
【００８７】
以上のように、この実施形態に係るカラー画像形成装置４０では、４つの画像光について、ポリゴンミラー１３における反射位置と感光体ドラム５１ａ〜５１ｄにおける照射位置とが副走査方向において光学的共役関係になるように構成されている。したがって、ポリゴンミラー１３の面倒れに起因する副走査方向のレジスト不良を生じることがない。このように、副走査方向のレジスト不良を生じることがないため、感光体ドラム５１ａ〜５１ｄにおける画像光Ｌａ〜Ｌｄの照射位置を調整するための偏向ミラー等の光学的な調整部材を備える必要がなく、すなわちポリゴンミラー１３と他の調整部材との組み合わせを考慮して両者の相対的な位置関係を調整する必要がなく、画像形成装置の製造工程を簡略化して生産性を向上することができる。
【００８８】
また、画像光Ｌａ〜Ｌｄがポリゴンミラー１３における同一の反射面に入射するようにしているため、従来のように、複数の反射面を使用する際に生ずる、各反射面の歪みの差に起因するレジスト不良を生じることがない。さらに、画像光Ｌａ〜Ｌｄがポリゴンミラー１３の反射面において近接した位置に入射されるため、ポリゴンミラー１３の反射面内における歪みの差に起因するレジスト不良も抑制される。このため、高解像度の画像についてもレジスト不良の少ない高品位の画像を形成することができる。
【００８９】
また、４つの画像光Ｌａ〜Ｌｄに対して、ポリゴンミラー１３、第１ＣＹレンズ１４及びｆ−θレンズ１５は１個ずつ備える構成であるため、部品点数を削減して装置の小型化及びコストの低廉化を実現することができる。また、複数のｆ−θレンズ１５の誤差を調整する必要もなく、製造工程をより簡略化することができる。
【００９０】
さらに、４つの画像光Ｌａ〜Ｌｄを照射するレーザダイオード１１ａ〜１１ｄを副走査方向に沿って配置しているため、ポリゴンミラー１３において反射された画像光Ｌａ〜Ｌｄのそれぞれを容易に分離することができる。
【００９１】
また、レーザダイオード１１ａ〜１１ｄを主走査方向に沿って配置した場合に比較して、画像光Ｌａ〜Ｌｄについて共通する走査範囲を最大にすることができ、ポリゴンミラー１３の反射面の使用効率を最適化することができる。即ち、複数のレーザダイオードを主走査方向に沿って配置した場合には、ポリゴンミラーで反射された各画像光の走査範囲が主走査方向にずれた状態になり、複数の画像光の入射範囲の重複した部分しか画像形成に用いることができない。このため、ポリゴンミラーの反射面における主走査方向の両端部に使用できない部分が生じ、ポリゴンミラーに構成された反射面の面積を有効に活用できなくなる。
【００９２】
この点で、この実施形態に係るカラー画像形成装置４０では、レーザダイオード１１ａ〜１１ｄを副走査方向に沿って配置しているため、ポリゴンミラー１３の反射面における画像光Ｌａ〜Ｌｄの入射位置は全て一致するため、ポリゴンミラー１３の反射面における両端部に使用できない部分を生じることがなく、ポリゴンミラー１３に形成された反射面の全面を有効に活用して、ポリゴンミラー１３を小型化することができる。
【００９３】
さらに、この実施形態に係るカラー画像形成装置では、画像光Ｌａ〜Ｌｄは、第１ＣＹレンズ１４によって互いに平行な光にされ、互いに同一の入射角でｆ−θレンズ１５に入射される。このため、ｆ−θレンズ１５が熱膨張等によって変形した場合にも、ｆ−θレンズ１５を出射後の４つの画像光Ｌａ〜Ｌｄに同様の位置ずれが生じることになり、各画像光Ｌａ〜Ｌｄ間の位置ずれの差異を抑制することができる。また、ｆ−θレンズ１５の構成を簡略化することができる。
【００９４】
なお、この実施形態に係るカラー画像形成装置４０のレーザ書込ユニット１０では、４個のレーザダイオード１１ａ〜１１ｄから各画像光Ｌａ〜Ｌｄを照射する構成を示したが、画像光Ｌａ〜Ｌｄの光源の配置数は４個に限るものではない。例えば、図１１に示すように、各画像光毎に２個ずつのレーザダイオード１１ａ，１１ａ′，１１ｂ，１１ｂ′，１１ｃ，１１ｃ′，１１ｄ，１１ｄ′、及び、２個ずつのレンズ１２ａ，１２ａ′，１２ｂ，１２ｂ′，１２ｃ，１２ｃ′，１２ｄ，１２ｄ′を備えたマルチビームのレーザ書込ユニットにおいても、この発明を同様に実施することができる。
【００９５】
この場合に、同一の感光体ドラムに照射される画像光、例えば、画像光Ｌａ，Ｌａ′は、ポリゴンミラー１３の同一面におけるビームウェストの範囲内に入射され、ポリゴンミラー１３において反射された後、第１ＣＹレンズ１４、ｆ−θレンズ１５、偏向ミラー１６ａ及び第２ＣＹレンズ１７ａを介して１つにまとめられて感光体ドラム５１ａに照射される。他の画像光についても同様に、２個のレーザダイオードから照射された２つの画像光が１つにまとめられて感光体ドラムに照射される。
【００９６】
また、マルチビームのレーザ書込ユニットにおいては、図１２（Ａ）に示すように、同一の感光体ドラムに照射される２つの画像光を、他の感光体ドラムに照射される画像光から分離していることを条件として、副走査方向について互いに重なる状態で第１ＣＹレンズ１４に入射させることもできる。例えば、図１２（Ｂ）に示すように、Ｆ−θレンズ１５の近傍において、画像光Ｌｂ及び画像光Ｌｂ′の光路を、副走査方向において隣接する画像光Ｌａ′及び画像光Ｌｃの光路からは離間した状態で、互いに重なる位置に構成することができる。
【００９７】
また、この実施形態に係るカラー画像形成装置４０では、円筒形状の感光体ドラム５１ａ〜５１ｄを備えているが、無端ベルトによって構成した感光体ベルトを用いることもできる。この場合には、レーザ書込ユニット１０において、第４式を満足する構成及び制御を行うことにより、各感光体ベルトに形成された現像剤画像を用紙Ｐ上に位置ずれを生じることなく転写することができる。
【００９８】
さらに、この実施形態に係るカラー画像形成装置４０のレーザ書込ユニット１０では、４つの画像光を互いに平行な光に変換する第１ＣＹレンズ１４と、ｆ−θ補正を施すｆ−θレンズ１５とを別々に備えているが、４つの画像光を互いに平行な光に変換してｆ−θ補正を施す機能を備えた単一の変換補正手段を備えることもできる。
【００９９】
また、第２ＣＹレンズ１７ａ〜１７ｄにおける絞り角度（図２における角度α）が大きくなるにしたがって画像の解像度が向上する。したがって、第２ＣＹレンズ１７ａ〜１７の絞り角度をできるだけ大きくすることが望ましい。
【０１００】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【０１０１】
(1) 複数の画像光が光源から単一のポリゴンミラーの反射面の互いに近接する位置で反射するとともに、光源からポリゴンミラーの反射面を経由して感光体の表面に至る各画像光の光路においてポリゴンミラーの反射位置と感光体の照射位置とを光学的共役関係にすることにより、複数の画像光の間の感光体における照射位置のずれ（レジスト不良）を小さくすることができ、鮮明なカラー画像を形成することができる。
【０１０２】
また、単一のポリゴンミラーにおける反射位置の変位に対応して感光体における照射位置を複数の画像光について略同様に変位させることができ、単一のポリゴンミラーにおける反射位置のみの調整によって複数の画像光についての感光体における照射位置を同時に調整できる。したがって、レジスト不良を補正する際には、単一のポリゴンミラーの回転軸の傾斜角度の調整（ポリゴンミラーの面倒れ補正）のみを行えばよく、ポリゴンミラーと偏向ミラー等の他の部材との調整状態の組み合わせを考慮する必要がないことから、光学部品の組立作業を簡略化することができる。
【０１０３】
さらに、複数の画像光について反射位置の歪み状態を略一致させることができる。したがって、反射状態の変化による複数の画像光の間に大きなレジスト不良が生じることを防止できる。
【０１０４】
加えて、画像光を主走査方向に偏向するポリゴンミラーを、複数の画像光に対して１個のみ備えればよい。したがって、部品点数を削減して装置の小型化、及び、コストダウンを実現できる。
【０１０５】
(2) 複数の画像光のポリゴンミラーにおける反射位置の副走査方向の誤差を、各画像光のビームウェストの範囲内にすることができる。したがって、複数の画像光の間におけるレジスト不良が１ドット以下の範囲に収まり、画像に著しいずれを生じることがなく、鮮明な画像を形成することができる。
【０１０６】
(3) ポリゴンミラーに対して各画像光を照射する複数の光源を、主走査方向の略同一の位置に配置することにより、複数の画像光について主走査方向の走査範囲を略一致させ、画像を構成する複数の画像光によってポリゴンミラーの反射面の主走査方向の長さを最大限に活用することができる。
【０１０７】
また、複数の光源を副走査方向の互いに異なる位置に配置することにより、各光源から照射された光を、ポリゴンミラーの反射面から副走査方向の互いに異なる位置に向かって出射するようにしている。このため、画像を構成する複数の画像光をポリゴンミラーで反射された後に容易に分離することができる。
【０１０８】
(4) ポリゴンミラーにおいて反射された複数の画像光を、変換手段によって互いに平行な光にした後、補正手段によって主走査方向について等速度に偏向することにより、ポリゴンミラーで反射された後の複数の画像光を、確実に分離した状態で感光体に照射することができる。また、複数の画像光の補正手段に対する入射角度が同一であるので、複数の画像光間に生ずるレジスト不良は同一となり、光学部品の調整作業を簡略化できる。
【０１０９】
さらに、複数の画像光について各１個の変換手段及び補正手段を備えることにより、カラー画像を構成する複数の画像光について変換手段における変換状態、及び、補正手段における補正状態を一定にすることができるとともに、構成を簡略化できる。
【０１１０】
(5) 補正手段において主走査方向について等速度に偏向された複数の画像光を、光設定手段によって感光体表面の同一位置に照射することにより、変換手段によって副走査方向について互いに平行な光にされた複数の画像光を、主走査方向について等速度に偏向した後に、互いに分離した状態で感光体表面の同一位置に照射することができる。したがって、各画像光によって形成された静電潜像を各画像光に対応した現像剤によって顕像化して、複数の現像剤の重ね合わせによる画像を形成することができる。
【０１１１】
(6) 副走査方向において互いに隣接する２つの画像光ａ及び画像光ｂについて、（副走査方向の間隔Ｌ）から（画像光ａの副走査方向の幅Ｂａの１／２の値）、（画像光ｂの副走査方向の幅Ｂｂの１／２の値）、（ポリゴンミラーにおける焦点位置の副走査方向の誤差Ｗ）、及び、（ポリゴンミラーの面倒れによる副走査方向の最大誤差Ｄ）を差し引いた値を正の値にすることにより、画像光ａ及び画像光ｂのポリゴンミラーにおける反射位置、又は、ポリゴンミラーの回転軸の傾きに誤差を生じた場合にも、画像光ａ及び画像光ｂの光路を副走査方向において確実に分離することができる。
【０１１２】
(7) 互いに隣接する２つの感光体ａ及び感光体ｂについて、（感光体ａと感光体ｂとの転写位置の間隔Ｇ）と（感光体ａの露光位置と転写位置との距離Ｔａ）との和から（感光体ｂの露光位置と転写位置との距離Ｔｂ）を差し引いた値が、（プロセス速度ｖ）を（ポリゴンミラーの回転数ｑ）で除した値の整数倍にすることにより、ポリゴンミラーの同一面において反射された複数の画像光を各個別の感光体に形成される画像の同一ドットに対応した位置に正確に照射することができ、レジスト不良の発生を確実に防止して、ずれのない高画質の画像を形成することができる。
【０１１３】
(8) 互いに隣接する２つの感光体ａ及び感光体ｂについて、（感光体ａと感光体ｂとの転写位置の間隔Ｇ）と（感光体ａにおける半径Ｒ及び露光位置と転写位置との間の角度Ｓａの積）との和から（感光体ｂにおける半径Ｒ及び露光位置と転写位置との間の角度Ｓｂの積）を差し引いた値を、（プロセス速度ｖ）を（ポリゴンミラーの回転数ｑ）で除した値の整数倍にすることにより、各画像光に対応した色の現像剤画像を形成する複数の感光体として円柱形状の感光体を用いた場合に、ポリゴンミラーの同一面において反射した複数の画像光を各個別の感光体における画像の同一ドットに対応した位置に正確に照射することができ、レジスト不良の発生を確実に防止して、ずれのない高画質の画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】上記画像形成装置に備えられるレーザ書込ユニットの構成を示す側面図である。
【図３】上記画像形成装置に備えられるレーザ書込ユニットの構成を示す平面図である。
【図４】上記レーザ書込ユニットのポリゴンミラーと感光体との関係を示す図である。
【図５】上記レーザ書込ユニットのポリゴンミラーにおける画像光の入射位置を説明する図である。
【図６】感光体ドラムにおける画像光の入射位置の誤差とポリゴンミラーの反射面における誤差との関係を示す図である。
【図７】画像光のビームウェストを説明する図である。
【図８】上記レーザ書込ユニットにおける第１ＣＹレンズ及びｆ−θレンズ近傍における画像光の状態を示す図である。
【図９】ポリゴンミラーの単一の反射面を用いて複数の画像光を感光体ベルトの表面に照射する方法を説明する図である。
【図１０】ポリゴンミラーの単一の反射面を用いて複数の画像光を感光体ドラムの表面に照射する方法を説明する図である。
【図１１】マルチビームのレーザ書込ユニットにおけるレーザビームの光路を示す図である。
【図１２】マルチビームのレーザ書込ユニットにおけるレーザビームの光路を示す図である。
【図１３】従来の４回転方式のカラー画像形成装置の構成及び動作を説明する図である。
【図１４】従来のタンデム型のカラー画像形成装置の構成及び動作を示す図である。
【図１５】従来のカラー画像形成装置におけるレーザ書込ユニットの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０−レーザ書込ユニット
１１ａ〜１１ｄ−レーザダイオード（光源）
１２ａ〜１２ｄ−レンズ
１３−ポリゴンミラー
１４−第１ＣＹレンズ（変換手段）
１５−ｆ−θレンズ（補正手段）
１６ａ〜１６ｄ−偏向ミラー（光路設定手段）
１７ａ〜１７ｄ−第２ＣＹレンズ（光路設定手段）
４０−カラー画像形成装置
５１ａ〜５１ｄ−感光体ドラム
【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１１】
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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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