(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に間隔をあけて配置された複数の発光部を有する光源手段と、前記複数の発光部から出射された複数の光束を主走査方向に偏向する光偏向器と、前記光偏向器の偏向面にて偏向された複数の光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、前記光偏向器の偏向面にて偏向された複数の光束を検出して、前記被走査面上での複数の光束の各々の画像記録の走査開始位置のタイミングを決める同期信号を発生する同期検出素子と、前記光偏向器の偏向面にて偏向された複数の光束を前記同期検出素子に導光する同期検出用光学素子と、を有するマルチビーム走査光学装置であって、
前記同期検出素子に導光される複数の光束は、前記結像光学系を通過することなく前記同期検出用光学素子に入射しており、
前記光源手段の隣接する発光部間隔の主走査方向の距離をＬ、前記結像光学系の主走査断面内の焦点距離をｆＳＣ、前記同期検出用光学素子の主走査断面内の焦点距離をｆＢＤ、主走査方向の横倍率をｍとしたとき、
０．２（ｍｍ）＜（ｍ・Ｌ）・（ｆＢＤ／ｆＳＣ）
ｍ≦１０
（ｆＢＤ／ｆＳＣ）＜１．０
なる条件を満足することを特徴とするマルチビーム走査光学装置。
【請求項２】
前記複数の発光部から出射された複数の光束の各々の波長をλ、前記複数の発光部から出射された複数の光束の各々の主走査断面内の射出ＦナンバーをＦｍｉとしたとき、
Ｆｍｉ＜Ｌ／（６．６５６×λ）×（ｆＢＤ／ｆＳＣ）
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム走査光学装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマルチビーム走査光学装置と、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走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとから成ることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に複数の発光点（発光部）を有する光源手段から出射した複数の光束を偏向素子で偏向させ、ｆθ特性を有する走査光学素子を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録するようにした、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ーやデジタル複写機等の画像形成装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりレーザービームプリンター（ＬＢＰ）やデジタル複写機等の走査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から光変調された複数の光束を、例えばポリゴンミラーから成る光偏向器により周期的に偏向させ、ｆθ特性を有する走査光学素子（結像光学系）によって感光性の記録媒体面上にスポット状に集束させ、光走査して画像記録を行っている。
【０００３】
近年、これらの走査光学装置はＬＢＰ本体の高速化、高解像化の流れから、複数の光束を同時に記録媒体面上に走査するマルチビーム走査光学装置が主流となっている。
【０００４】
図６は従来のマルチビーム走査光学装置の要部概略図である。同図において画像情報に応じてマルチ半導体レーザー８１から光変調され出射した２本の発散光束は開口絞り８２によってその光束断面の大きさが制限され、コリメーターレンズ８３により略平行光束もしくは収束光束に変換され、シリンドリカルレンズ８４に入射する。シリンドリカルレンズ８４に入射した複数の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８５の偏向面８５ａ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８５の偏向面８５ａで反射偏向された２本の光束は走査光学素子８６により感光ドラム面８７上にスポット状に結像され、該光偏向器８５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８７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８７上に画像記録を行なっている。
【０００５】
このとき感光ドラム面８７上を光走査する前に該感光ドラム面８７上の走査開始位置のタイミングを調整する為に、光偏向器８５で反射偏向された２本の光束の一部を走査光学素子８６を介してＢＤミラー９５で反射させてＢＤスリット９１面上に集光した後にＢＤセンサー９２に導光している。そしてＢＤセンサー９２からの出力信号を検知して得られたＢＤ信号を用いて感光ドラム面８７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。尚、ＢＤミラー９５、ＢＤスリット９１、そしてＢＤセンサー９２等の各要素は同期検出手段（ＢＤ光学系）の一要素を構成している。また同図においては２本の光束のうちの１本の光束のみ図示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、これらの走査光学装置はＬＢＰ本体の小型化の流れに伴い、コンパクトに配置可能なものが求められる。とりわけ２本の光束を同時に走査するマルチビーム走査光学装置においては主走査方向の走査開始位置の書き出しタイミングの検知を行うためのＢＤ光学系が偏向素子や走査光学素子を固定する筐体（光学箱）の中だけで完結していることが望ましいため、より一層コンパクトな光学系が要求される。
【０００７】
例えばＢＤ光学系を小型化した例としては折返しミラーを多数使用し、ＢＤ光路を取り回す方法や、ＢＤ光学系の主走査方向の焦点距離を短くし、同期検出位置を被走査面より極端に手前の位置に配置する方法が考えられる。
【０００８】
しかしながら前者の例は折返しミラーを多数使用しておりＢＤセンサーに光束を導光するためにミラーの副走査方向のあおり調整を必要としコスト高になるという問題点がある。一方、後者の方法は光源と同期検出位置にあるＢＤスリットとの主走査方向の結像倍率が低下するため、例えば図７に示すように２本の光束によるスポットの主走査方向の空間的離間が難しくなる。さらに結像倍率の低下によりスポット径自体が小さくなり深度が狭くなるため、製造誤差等によりスポット径が肥大しやすくスポットの空間的離間が一層難しくなるという傾向がある。
【０００９】
また同期検出位置（ＢＤスリット位置）において２本の光束のスポットが重複した場合、本来検出すべきスポットのプロファイルの他に他の光束のスポットプロファイルが加算されるため、主走査方向の同期検出精度が低下し、画像にジッターを生じるという問題点がある。
【００１０】
本発明は走査光学素子と同期検出用光学素子との各々の主走査方向の焦点距離の比を適当な値に設定することにより、ＢＤ光学系のコンパクト化、複数スポットの空間的重複防止による同期検出の高精度化を容易な方法で実現することができるマルチビーム走査光学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。
【００１１】
さらに本発明は同期検出用光学素子の主走査方向の焦点距離を走査光学素子の焦点距離より短くしたまま、光源手段から射出する複数の光束のＦNO（Ｆナンバー）を適当な値に設定することにより、同期検出位置における隣接スポットの第３暗輪同士を空間的に分離し、ＢＤ光学系のコンパクト性を維持したまま一層の同期検出精度の向上を実現することができるマルチビーム走査光学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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のマルチビーム走査光学装置は、主走査方向に間隔をあけて配置された複数の発光部を有する光源手段と、前記複数の発光部から出射された複数の光束を主走査方向に偏向する光偏向器と、前記光偏向器の偏向面にて偏向された複数の光束を被走査面上に結像させる結像光学系と、前記光偏向器の偏向面にて偏向された複数の光束を検出して、前記被走査面上での複数の光束の各々の画像記録の走査開始位置のタイミングを決める同期信号を発生する同期検出素子と、前記光偏向器の偏向面にて偏向された複数の光束を前記同期検出素子に導光する同期検出用光学素子と、を有するマルチビーム走査光学装置であって、
前記同期検出素子に導光される複数の光束は、前記結像光学系を通過することなく前記同期検出用光学素子に入射しており、
前記光源手段の隣接する発光部間隔の主走査方向の距離をＬ、前記結像光学系の主走査断面内の焦点距離をｆＳＣ、前記同期検出用光学素子の主走査断面内の焦点距離をｆＢＤ、主走査方向の横倍率をｍとしたとき、
０．２（ｍｍ）＜（ｍ・Ｌ）・（ｆＢＤ／ｆＳＣ）
ｍ≦１０
（ｆＢＤ／ｆＳＣ）＜１．０
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明は請求項１の発明において、前記複数の発光部から出射された複数の光束の各々の波長をλ、前記複数の発光部から出射された複数の光束の各々の主走査断面内の射出ＦナンバーをＦｍｉとしたとき、
Ｆｍｉ＜Ｌ／（６．６５６×λ）×（ｆＢＤ／ｆＳＣ）
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明の画像形成装置は、請求項１又は２に記載のマルチビーム走査光学装置と、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走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとから成ることを特徴としている。
【００３４】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図１は本発明のマルチビーム走査光学装置をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態１の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【００３５】
同図において１は主走査方向に間隔をあけて配置された２本の発光点（発光部）を有する光源手段であり、例えばマルチビーム半導体レーザーより成っている。２は第１の光学素子としてのコリメーターレンズであり、マルチビーム半導体レーザー１から出射した複数の光束を略平行光束としている。４は第２の光学素子としてのシリンドリカルレンズであり、副走査断面内に関して所定の屈折力を有している。３は開口絞りであり、通過光束径を整えている。尚、コリメーターレンズ２、シリンドリカルレンズ４、開口絞り３等の各要素は第１の光学系１２の一要素を構成している。
【００３６】
５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）より成っており、ポリゴンモーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ａ方向に均一速度で回転している。
【００３７】
６はｆθ特性と結像性能を有する走査光学素子（結像光学系）であり、屈折光学素子６１と長尺の回折光学素子６２とを有している。屈折光学素子６１は主走査方向と副走査方向とで互いに異なるパワーを有する単一のプラスチック製のトーリックレンズより成っている。本実施形態ではポリゴンミラー５の回転軸と被走査面８の中点よりポリゴンミラー５側にトーリックレンズ６１、被走査面８側に長尺の回折光学素子６２を配している。長尺の回折光学素子６２は射出成形により製作されたプラスチック製であるが、ガラス基盤の上にレプリカで回折格子を製作しても同等の効果が得られる。これらの光学素子６１，６２は共に主走査方向と副走査方向とに異なるパワーを有しており、ポリゴンミラー５からの偏向光束を被走査面８上にスポット状に結像させるとともに偏向面（ポリゴン面）５ａの倒れを補正している。
【００３８】
８は被走査面としての感光ドラム面（記録媒体面）である。
【００３９】
７は同期検出用光学素子（以下、「ＢＤレンズ」と記す。）であり、プラスチック製のアナモフィックレンズより成っており、後述するスリット面上に同期信号検知用の複数の光束（ＢＤ光束）７３をスポット状に結像させている。７５は同期検出用の折り返しミラー（以下、「ＢＤミラー」と記す。）であり、感光ドラム面７上の走査開始位置のタイミングを調整する為の複数のＢＤ光束７３を後述する同期検出素子側へ反射させている。７１は同期検出用のスリット（以下、「ＢＤスリット」と記す。）であり、画像の書き出し位置を決めている。７２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、本実施形態では該ＢＤセンサー７２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８上への画像記録の走査開始位置のタイミングを複数のＢＤ光束７３毎に調整している。
【００４０】
尚、ＢＤレンズ７、ＢＤミラー７５、ＢＤスリット７１、そしてＢＤセンサー７２等の各要素は同期検出手段（以下、「ＢＤ光学系」と記す。）１３の一要素を構成している。またＢＤ光学系１３はポリゴンミラー５による反射偏向（偏向走査）面内に構成されている。
【００４１】
本実施形態において画像情報に応じてマルチビーム半導体レーザー１から光変調され出射した２本の発散光束（図中には１光束のみ図示、以下の図も同様）はコリメーターレンズ２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し、開口絞り３によってその光束断面の大きさが制限される。また副走査断面内においては収束して開口絞り３によってその光束断面の大きさが制限され、ポリゴンミラー５の偏向面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の偏向面５ａで反射偏向された複数の光束は走査光学素子６により感光ドラム面８上にスポット状に結像され、該ポリゴンミラー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８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８上に画像記録を行なっている。
【００４２】
このとき感光ドラム面８上を光走査する前に該感光ドラム面８上の走査開始位置のタイミングを調整する為に、ポリゴンミラー５で反射偏向された２つの光束の一部をＢＤレンズ７によりＢＤミラー７５を介してＢＤスリット７１面上にスポット状に集光させた後、ＢＤセンサー７２に導光している。そしてＢＤセンサー７２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８上への画像記録の走査開始位置のタイミングを各ＢＤ光束７３毎に調整している。
【００４３】
ここでＢＤ光学系１３のコンパクト化と複数スポットの空間的重複防止による同期検出の高精度化の条件について考察する。
【００４４】
マルチビーム半導体レーザー１の隣接する発光点間隔の主走査方向の距離（隣接する発光点間隔の線分を主走査断面に投射したときの距離）をＬ（mm）、該マルチビーム半導体レーザー１と感光ドラム面８間の主走査方向の横倍率をｍ、走査光学素子６とＢＤレンズ７の主走査方向(主走査断面内)の焦点距離を各々ｆＳＣ（mm）、ｆＢＤ（mm）としたとき、
感光ドラム面８上での主走査方向の隣接する２本の光束のスポット間隔Ｓ１（mm)は、
Ｓ１＝ｍ・Ｌ
同期検出位置（ＢＤスリット位置）での主走査方向の隣接スポット間隔Ｓ２（mm)は、
Ｓ２＝ｍ・Ｌ×（ｆＢＤ／ｆＳＣ）
となる。
【００４５】
同期検出位置における隣接スポットの空間的重複を防止するためにはスポット間隔として少なくとも０．２ｍｍ以上離間する必要がある。そのため、
０．２（ｍｍ）＜ （ｍ・Ｌ）・（ｆＢＤ／ｆＳＣ）    ‥‥‥（４）
なる条件を満たすことが必要となる。
【００４６】
また一般的なマルチビーム走査光学装置の主走査方向の横倍率ｍの取りうる範囲を考えると、ｍ≦１０となる。
【００４７】
次にＢＤ光学系１３のコンパクト化について考察する。
【００４８】
従来例のように走査光学素子を介して同期検出用光学素子によりＢＤ光束を結像している場合、両者の主走査方向の焦点距離は等しくなり、同期検出位置を被走査面と光学的に同等な位置にする必要がある。
【００４９】
ここではＢＤレンズ７の主走査方向の焦点距離ｆBDを走査光学素子６の焦点距離ｆSCに対して小さくすることによって、即ち下記の条件式（１）を満たすことによってＢＤ光学系１３のコンパクト化を図る。
【００５０】
ｆBD／ｆSC＜１．０ ‥‥‥‥（１）
以上よりＢＤ光学系１３をコンパクト化と複数スポットの空間的重複防止による同期検出の高精度化を両立させる配置として、両者の焦点距離ｆBD，ｆSCの比を、（１）、（４）式より
０．２(ｍｍ)／（ｍ・Ｌ）＜ ｆBD／ｆSC ＜ １．０ ‥‥‥（２）
となる条件を満足するように設定すれば良いことがわかる。
【００５１】
表−１に本実施形態におけるＢＤ光学系１３の光学配置の設定値を示す。
【００５２】
【表１】
0004078023.tif 000002
【００５３】
本実施形態ではプラスチック材料で単独成形したＢＤレンズ７を同期検出光束（ＢＤ光束）７３中に配置している。そのＢＤレンズ７の主走査方向の焦点距離ｆBDは、
ｆBD＝１２８．７５ｍｍ
である。
【００５４】
一方、走査光学素子６を構成するトーリックレンズ６１と長尺の回折光学素子６２との主走査方向の合成焦点距離ｆSCは、ｆSC＝１８９．０８ｍｍであり、上記のＢＤレンズ７の焦点距離ｆBDとの比は、ｆBD／ｆSC＝０．６８１である。
又、（ｍ・Ｌ）＝０．３３３である。これよりＳ２＝（ｍ・Ｌ）・（ｆＢＤ／ｆＳＣ）＝０．２２７（ｍｍ）である。これは上記条件式（１）及び（２）を満足させている。
【００５５】
この光学配置により同期検出位置（ＢＤスリット位置）における２本のスポットは主走査方向に０．２２７ｍｍ離間し、空間的に重複することはない。またＢＤ光学系１３はＢＤレンズ７から同期検出位置までの距離をほぼ焦点距離分（約５９ｍｍ）短縮することが可能となった。
【００５６】
また本実施形態ではＢＤ光学系１３をポリゴンミラー５の反射偏向面内で構成したことにより、ＢＤスリット７１を傾ける等の複雑なメカ構成にすることなく、更にマルチビーム走査光学装置における複数の光束間の主走査方向におけるジッターの発生を無くすことができる。
【００５７】
このように本実施形態では上述の如くマルチビーム走査光学装置のＢＤレンズ７と走査光学素子６の主走査方向の焦点距離ｆBD，ｆSCの比を適当な値に設定することにより、即ち、条件式（２）を満足させつつＢＤスリット７１面上における隣接する光束間の主走査方向のスポット間隔Ｓ２を感光ドラム面８上における隣接する光束間の主走査方向のスポット間隔Ｓ１よりも小さくなるように設定することにより、マルチビームの高精度な同期検出とＢＤ光学系１３のコンパクト化を両立させている。
【００５８】
尚、本実施形態では走査光学素子６を屈折光学素子６１と回折光学素子６２とから構成しているが、これに限らず、屈折光学素子のみから構成されたものにおいても同等の効果を有することができる。また本実施形態では光源手段の発光点の数を２としているが、３以上のマルチビーム半導体レーザに適用しても同等の効果を得られるものである。
【００５９】
本実施形態では２本の発光点が主走査方向に間隔を空けて配置されているが、副走査方向に関しては２本の発光点が間隔を空けて配置されていても、間隔なく配置されていても良い。
【００６０】
［画像形成装置］
次に本発明に適用される画像形成装置の説明を行う。
【００６１】
図８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８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、光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット（マルチビーム走査光学装置）１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム（光束）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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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８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。
【００６５】
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８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、転写部から撒送されてきた用紙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。
【００６６】
図８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、光走査ユニット１００内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【００６７】
［実施形態２］
図２は本発明のマルチビーム走査光学装置をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態２の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００６８】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、走査光学素子６の一要素を構成するトーリックレンズ６１とＢＤレンズ（同期検出用光学素子）７４とをプラスチック材料により一体成形したことと、ＢＤレンズ７４の主走査方向の焦点距離をさらに短くし、ＢＤ光学系１３のさらなるコンパクト化を実現したことである。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。
【００６９】
即ち、本実施形態においてはＢＤレンズ７４と走査光学素子６の一要素を構成するトーリックレンズ６１とをプラスチック材料により一体成形し、装置全体の簡素化を図っている。
【００７０】
表−２に本実施形態におけるＢＤ光学系１３の光学配置の設定値を示す。
【００７１】
【表２】
0004078023.tif 000003
【００７２】
本実施形態においてＢＤ光学系１３のＢＤレンズ７４の主走査方向の焦点距離ｆBDは、
ｆBD＝７３．１５９ｍｍ
である。
【００７３】
一方、走査光学素子６を構成するトーリックレンズ６１と長尺の回折光学素子６２との主走査方向の合成焦点距離ｆSCは、
ｆSC＝１８９．０８ｍｍ
であり、上記ＢＤレンズ７４の焦点距離ｆBDとの比は、
ｆBD／ｆSC＝０．３８７
である。これは前記条件式（１）及び（２）を満足させている。
【００７４】
本実施形態においても実施形態１と同様に、同期検出位置（スリット位置）における２本のスポットは主走査方向に０．２３２ｍｍ離間し、空間的に重複することはない。また実施形態１と比較してＢＤレンズ７４の焦点距離を短くしているため、ＢＤ光学系１３の更なるコンパクト化を実現している。
【００７５】
このように本実施形態においては上述の如くＢＤレンズ７４と走査光学素子６との主走査方向の焦点距離ｆBD，ｆSCの比を適当な値に設定することにより、マルチビームの高精度な同期検出と、より一層のＢＤ光学系１３のコンパクト化を両立させている。
【００７６】
［実施形態３］
図３は本発明のマルチビーム走査光学装置をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態３の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。同図において図１に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【００７７】
本実施形態において前述の実施形態１と異なる点は、マルチビーム半導体レーザー１の発光点間隔の距離Ｌを更に接近させたことと、マルチビーム半導体レーザー１から射出する光束の主走査方向のＦNOを明るくし、走査光学装置の主走査方向の横倍率を大きくしたことである。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。
【００７８】
即ち、本実施形態のようにマルチビーム半導体レーザー１の発光点間隔の距離Ｌを実施形態１に比して更に接近させた場合、複数スポットの空間的重複防止を行うためにはマルチビーム半導体レーザー１の射出ＦNOを明るくし、走査光学装置の主走査方向の横倍率を大きくする必要がある。このとき必要とされる射出ＦNOをスポットプロファイルから算出する。
【００７９】
一般に走査光学装置のスポットプロファイルは入射光学系の開口絞り３のフラウンフォーファー回折像であることが知られている。図４に開口（絞り）が円形である場合の回折像の強度分布を示す。同図に示すように強度分布は中央部のメインロブの他、それを取り巻くようにサイドロブがあり、その間には強度が０となる点が存在（エアリーディスクの暗輪）することが分かる。この暗輪と明輪の位置及び強度は解析的に以下に示す表−３のようになる。
【００８０】
【表３】
0004078023.tif 000004
【００８１】
λ：発振波長、Ｆme：被走査面への入射ＦNO
表−３から第３明輪以降は強度として０．２％以下であるため無視し、隣接スポットにおいて共に第３暗輪が重なり合わないことを複数スポットの空間的重複防止の条件とする。
【００８２】
この条件より、
ｍ・Ｌ・（ｆＢＤ／ｆＳＣ）＞  ２×３．３２８・λ・Ｆｍｅ
（Ｆｍｅ／Ｆｍｉ）×Ｌ×（ｆＢＤ／ｆＳＣ）＞  ６．６５６・λ・Ｆｍｅ
Ｆｍｉ＜  Ｌ／（６．６５６・λ）×（ｆＢＤ／ｆＳＣ）‥（３）
但し、
Ｆｍｉ：マルチビーム半導体レーザーから出射する複数の光束の走査方向（主走査断面内）の射出ＦＮＯ
となるマルチビーム半導体レーザー１の射出ＦＮＯを選択することが必要となる。またＢＤ光学系１３のコンパクト化を図るためには同時に、
ｆＢＤ／ｆＳＣ＜１．０
も満足する必要がある。
【００８３】
表−４に本実施形態におけるＢＤ光学系１３の光学配置の設定値を示す。
【００８４】
【表４】
0004078023.tif 000005
【００８５】
本実施形態ではマルチビーム半導体レーザー１の主走査方向の発光点間隔Ｌは３０μｍ、マルチビーム半導体レーザー１の発振波長は７８０ｎｍである。上式より同期検出位置（ＢＤスリット位置）における複数スポットの空間的重複防止のためには、
Ｆmi＜Ｌ／（６．６５６・λ）×（ｆBD／ｆSC）
Ｆmi＜４．５４
であり、マルチビーム半導体レーザー１から出射する複数の光束の射出ＦNOを４．５４より明るくする必要がある。
【００８６】
本実施形態ではマルチビーム半導体レーザー１から出射する複数の光束の主走査方向の射出ＦNOを４．５と設定することによって、同期検出位置における２本のスポットは主走査方向に０．２１０ｍｍ離間し、これにより複数スポットの空間的分離を可能としている。図５に同期検出位置におけるスポットの離間の様子を示す。同図よりスポットプロファイルの第３暗輪まで考慮しても空間的に重複していないことがわかる。またＢＤレンズ７と走査光学素子６の主走査方向の焦点距離ｆBD，ｆSCの比を、
ｆBD／ｆSC＝０．７８６
とすることにより、ＢＤ光学系１３のコンパクト化も同時に実現している。
【００８７】
このように本実施形態では特にマルチビーム半導体レーザー１の主走査方向の隣接する発光点間隔が小さい場合においても、ＢＤレンズ７と走査光学素子６との主走査方向の焦点距離ｆBD，ｆSCの比、かつマルチビーム半導体レーザー１から出射する複数の光束の射出ＦNOを適当な値に設定することにより、マルチビームの高精度な同期検出と、より一層のＢＤ光学系１３のコンパクト化を両立することができる。
【００８８】
尚、各実施形態においてはＢＤ光学系１３を走査光学素子６の光軸に対して第１の光学系１２と反対側の領域に配置したが、同じ側の領域に配置しても良い。このときＢＤレンズ（同期検出用光学素子）と第２の光学素子としてのシリンドリカルレンズとをプラスチック射出成形により一体成形して構成しても良い。
【００８９】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く走査光学素子と同期検出用光学素子との各々の主走査方向の焦点距離の比を適当な値に設定することにより、同期検出用光学系のコンパクト化、複数スポットの空間的重複防止による同期検出の高精度化を実現することができるマルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【００９０】
また本発明によれば前述の如く同期検出用光学素子の主走査方向の焦点距離を走査光学素子の焦点距離より短くしたまま、マルチビーム半導体レーザーから射出する複数の光束のＦNOを適当な値に設定することにより、同期検出位置における隣接スポットの第３暗輪同士を空間的に分離し、ＢＤ光学系のコンパクト性を維持したまま一層の同期検出精度の向上を実現することができ、またこれらにより容易な方法で、かつジッターの少ない高精度の印字が可能なマルチビーム走査光学装置及びそれを用いた画像形成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の主走査断面図
【図２】  本発明の実施形態２の主走査断面図
【図３】  本発明の実施形態３の主走査断面図
【図４】  円形開口のフラウンフォーファー回折像の強度分布を示す図
【図５】  本発明の実施形態３における同期検出位置での複数スポットの離間を示す図
【図６】  従来の走査光学装置の光学系の主走査断面図
【図７】  同期検出位置での複数スポットの離間を示す図
【図８】  本発明の画像形成装置の要部概略図
【符号の説明】
１    光源手段（マルチビーム半導体レーザー）
２    第１の光学素子（コリメーターレンズ）
３    開口絞り
４    第２の光学素子（シリンドリカルレンズ）
５    偏向素子（ポリゴンミラー）
６    走査光学素子
６１  トーリックレンズ
６２  回折光学素子
７，７４    同期検出用光学素子（ＢＤレンズ）
７１  同期検出用スリット（ＢＤスリット）
７２  同期検出素子（ＢＤセンサー）
７３  同期検出光束（ＢＤ光束）
７５  同期検出用折返しミラー（ＢＤミラー）
８    被走査面（感光ドラム面）
１００  マルチビーム走査光学装置
１０１  感光ドラム
１０２  帯電ローラ
１０３  光ビーム
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
【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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