JP2000019441A

JP2000019441A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000019441A
Application number: JP10188679A
Authority: JP
Inventors: Hideki Fukunaga; 秀樹福永
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体上に形成される光スポットの副走査方
向の密度を高めて画質向上を図った画像形成装置を提供
する。【解決手段】半導体レーザアレイ１の各レーザ素子１
ａから出射された複数のレーザビームは、結像レンズ系
２を介してアナモルフィック光学系３に入射し、副走査
方向Ｙにのみ負のパワーを有する第１シリンドリカルミ
ラー３０で反射し、さらに副走査方向Ｙにのみ正のパワ
ーを有する第２シリンドリカルミラー３１で反射して感
光体ドラム４上に投影し結像される。感光体ドラム４上
には、主走査方向Ｘに長い楕円状の複数の光スポットが
形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、独立に制御可能な
１次元あるいは２次元に配列された複数の発光素子を有
する光源を用いた複写機やプリンター等の画像形成装置
に関し、特に、感光体上に形成される光スポットの副走
査方向の密度を高めて画質向上を図るようにした画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の発光素子を有する光源を用いた画
像形成装置では、発光パターンを感光体上に投影するた
めの光学系として、ロッドレンズアレイ、マイクロレン
ズアレイ、拡大投影レンズ等が従来より提案されてい
る。

【０００３】ロッドレンズアレイは、主走査方向に一直
線上に配列された複数の発光素子から出射された各光を
感光体上に結像させる等倍の光学系である。そのため、
画像幅を広くするためには長尺の光源が必要になり、ま
た、開口数の大きさに制限があるため、感光体上でスポ
ット径を絞ることが困難であり、さらに、ロッドレンズ
アレイ自体も長尺であるため、光量の透過率等のばらつ
きも大きいという欠点がある。

【０００４】マイクロレンズアレイは、１次元状あるい
は２次元状に配列された複数の発光素子から出射された
各光を感光体上に結像させる光学系である。この光学系
によれば、光源とマイクロレンズアレイ間、および光源
と感光体間の距離をそれぞれ調整することにより、所望
の倍率を設定することができる。しかし、発光素子と同
じ間隔に隣り合ったレンズ間の距離を小さくしなければ
ならず、開口数を大きくするためには、光源に非常に近
接させる必要があり、かつ各発光素子の中心と各レンズ
の中心を高い位置精度で配置しなければならないという
実装上の困難さがある。

【０００５】一方、拡大投影レンズは、１次元状あるい
は２次元状に配列された複数の発光素子から出射された
光のパターンを感光体上に投影する光学系である。この
拡大投影レンズを用いた従来の画像形成装置としては、
例えば、特開平１０−１６２９７号公報に示されるもの
がある。この画像形成装置は、独立に制御可能な複数の
半導体レーザ素子を１次元状に配列してなる半導体レー
ザアレイ光源と、各半導体レーザ素子からのレーザ光を
各々感光体上に結像させる拡大投影レンズとを備えてい
る。この拡大投影レンズは、通常、球面系、あるいは光
軸を中心とした回転対称系から構成されており、感光体
上での副走査方向（感光体の移動方向）と主走査方向
（感光体の移動方向に垂直な方向）の倍率は等しくなる
ため、感光体上に円形の光スポットが形成される。ま
た、スポット径は、白スジが発生しないようにするた
め、スポット間隔より所定の比率で大きくし、光スポッ
ト同士が一部重なるようにしている。このように拡大投
影レンズを用いることにより、倍率に比較的自由度があ
り、光源との位置精度についてもマイクロレンズアレイ
よりも許容範囲が広いという利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、拡大投影レン
ズを用いた従来の画像形成装置によれば、発光素子の間
隔は、レーザアレイ作製上の観点より下限が決まってし
まい、主走査方向の解像度の向上に限界があり、一方、
副走査方向は感光体ドラムの回転速度を制御することに
よって光スポットの間隔を小さくできるが、光スポット
の重なりを大きくすると、却って解像度の低下を招くこ
とになる。この結果、感光体上に形成される光スポット
の密度に主走査方向，副走査方向ともに限界があり、画
質向上が図れないという問題がある。

【０００７】従って、本発明の目的は、感光体上に形成
される光スポットの副走査方向の密度を高めて画質向上
を図った画像形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、少なくとも主走査方向にアレイ状に配列さ
れた複数のレーザ素子を有し、画像信号に基づいて前記
複数のレーザ素子から複数のレーザ光を出射するレーザ
アレイと、前記レーザアレイと相対的に副走査方向に移
動し、前記複数のレーザ素子からの前記複数のレーザ光
によって潜像が形成される感光体と、前記複数のレーザ
素子からの前記複数のレーザ光を前記感光体上に投影し
結像させて前記主走査方向に長い楕円状の複数の光スポ
ットを前記感光体上に形成する投影光学系とを備えたこ
とを特徴とする画像形成装置を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１(a) ，(b) は、本発明の第１
の実施の形態に係る画像形成装置を示す。なお、同図に
おいてＸは主走査方向、Ｙは副走査方向、Ｚは光軸方向
を示す。この装置は、複数の面発光半導体レーザ素子１
ａが同一チップ内に主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙに
２次元状に配列された半導体レーザアレイ１と、ドラム
駆動回路５によって回転する感光体ドラム４と、半導体
レーザアレイ１の各レーザ素子１ａから平行に出射され
た複数のレーザビームを感光体ドラム４上に投影し結像
させる拡大光学系の結像レンズ系２と、結像レンズ系２
からの各レーザビームを主走査方向Ｘと副走査方向Ｙと
で異なる倍率で拡大して感光体ドラム４上に主走査方向
Ｘに長い楕円状の複数の光スポットを形成するアナモル
フィック光学系３と、感光体ドラム４を回転駆動すると
ともに、感光体ドラム４の回転に同期したタイミング信
号を出力するドラム駆動回路５と、画像信号を記憶した
画像メモリ６と、画像メモリ６から画像信号を読み出
し、その画像信号を処理して記録パターンに応じた記録
信号を出力する信号処理回路７と、信号処理回路７から
の記録信号を入力して半導体レーザアレイ１を駆動する
レーザ駆動回路８と、ドラム駆動回路５からのタイミン
グ信号に同期してレーザ駆動回路８に制御信号を出力し
てレーザ駆動回路８を制御する制御回路９とを有する。
なお、結像レンズ系２およびアナモルフィック光学系３
によって投影光学系を構成している。

【００１０】また、この装置は、図示は省略するが、感
光体ドラム４の周囲に帯電器，現像器，転写器等の画像
形成手段を設け、転写器の前段には、転写器に記録用紙
を供給する給紙部を設け、転写器の後段には、記録用紙
に転写されたトナー像を定着する定着器、およびトナー
像が定着された記録用紙を排紙する排紙部等を設けてい
る。

【００１１】アナモルフィック光学系３は、副走査方向
Ｙにのみ負のパワーを有する第１シリンドリカルミラー
３０と、副走査方向Ｙにのみ正のパワーを有する第２シ
リンドリカルミラー３１とから構成されている。結像レ
ンズ系２から第１シリンドリカルミラー３０までの距離
ｄ₁₆、第１シリンドリカルミラー３０の曲率半径、第１
シリンドリカルミラー３０へのレーザ光の入射角θ₁、
第１シリンドリカルミラー３０から第２シリンドリカル
ミラー３１までの距離ｄ₁₇、第２シリンドリカルミラー
３１の曲率半径、および第２シリンドリカルミラー３１
へのレーザ光の入射角θ₂は、感光体ドラム４上に主走
査方向Ｘに長い楕円状の複数の光スポットが形成される
ように各々設定されている。

【００１２】図２は、結像レンズ系２を示す。結像レン
ズ系２は、半導体レーザアレイ１（物体側）Ａに凹面を
向けた正のパワーを有する第１レンズ２０と、物体側Ａ
に凸面を向けた正のパワーを有する第２レンズ２１と、
物体側Ａに凸面を向けた正のパワーを有する第３レンズ
２２と、物体側Ａに凹面を向け、第３レンズ２２と貼り
合わされた負のパワーを有する第４レンズ２３と、物体
側Ａに凸面を向けた正のパワーを有する第５レンズ２４
と、物体側Ａに凹面を向けた負のパワーを有する第６レ
ンズ２５と、物体側Ａに凹面を向けた負のパワーを有す
る第７レンズ２６と、物体側Ａに凹面を向けた負のパワ
ーを有する第８レンズ２７と、第１乃至第８レンズ２０
乃至２７全体で構成される合成焦点位置２ａに配置され
た絞り２８とを備え、物体側Ａはテレセントリックな系
となっている。

【００１３】図３(a) は、半導体レーザアレイ１の発光
部のパターンを示し、図３(b) は、感光体ドラム４に形
成される光スポットのパターンを示す。

【００１４】面発光半導体レーザ素子１ａは、図３(a)
に示すように、主走査方向Ｘのサイズａと副走査方向Ｙ
のサイズｂが等しい直径４μｍの円形の発光部１ｂを有
しており、主走査方向ＸにピッチＰｘ＝４２μｍで１２
００個、副走査方向Ｙに対しθ＝５．２°方向に副走査
方向ＹのピッチＰｙ＝４２μｍで１２個、合計１４４０
０個の発光部１ｂが半導体レーザアレイ１上に配列され
ている。

【００１５】感光体ドラム４上に形成される複数の光ス
ポット４ａは、図３(b) に示すように、主走査方向Ｘの
ピッチをＰｘ’、副走査方向Ｙと所定の角度θ’をなす
方向の副走査方向ＹのピッチをＰｙ’、主走査方向Ｘの
スポットサイズをａ’、副走査方向Ｙのスポットサイズ
をｂ’とするとき、１．１＜ａ’／ｂ’＜１．５、５ａ’＜Ｐｘ’＜２０ａ’、５ｂ’＜Ｐｙ’＜２０ｂ’、２°＜θ＜１２°、の関係を全て満たすように感光体ドラム４上に形成され
る。より具体的には、主走査方向Ｘのサイズａ’を６０
μｍ以下、副走査方向Ｙのサイズｂ’を５０μｍ以下の
主走査方向Ｘに長い楕円状が望ましく、主走査方向Ｘの
ピッチＰｘ’は１２６〜１００８μｍ、副走査方向Ｙの
ピッチＰｙ’は８４〜１００８μｍが望ましい。

【００１６】本実施の形態では、光スポット４ａは、図
３(b) に示すように、主走査方向Ｘのサイズａ’＝２８
μｍ、副走査方向Ｙのサイズｂ’＝２３μｍの僅かに主
走査方向Ｘに長い楕円状を有し、主走査方向Ｘにピッチ
Ｐｘ’＝２５２μｍで１２００個、副走査方向Ｙに対し
θ＝６．２°方向に副走査方向ＹのピッチＰｙ’＝２１
２μｍで１２個、合計１４４００個の光スポット４ａが
感光体ドラム４上に形成されるようにした。この結果、
結像レンズ系２およびアナモルフィック光学系３は、主
走査方向Ｘに６倍、副走査方向Ｙに５．０５倍の拡大率
を有し、Ａ３サイズの短辺の画像幅（２９７ｍｍ）に１
インチ当たり１２００ドットの解像度で光スポット４ａ
が形成される。なお、感光体ドラム４上の光スポット４
ａの径が発光部１ｂの径に倍率を掛けた値より大きいの
は、光学系の有効径が有限でビネティング（けられ）に
よって回折し、光スポットが太るからである。

【００１７】次に、第１の実施の形態に係る装置の動作
を説明する。信号処理回路７は、画像メモリ６から画像
信号を読み出し、その画像信号を処理して記録パターン
に応じた記録信号をレーザ駆動回路８に出力する。ドラ
ム駆動回路５は、感光体ドラム４を一定の回転速度で回
転駆動するとともに、感光体ドラム４の回転に同期した
タイミング信号を制御回路９に出力する。制御回路９
は、ドラム駆動回路５からのタイミング信号に同期して
レーザ駆動回路８に制御信号を出力する。レーザ駆動回
路８は、制御回路９からの制御信号に基づき信号処理回
路７からの記録信号を入力して半導体レーザアレイ１を
駆動する。半導体レーザアレイ１は、各レーザ素子１ａ
から複数のレーザビームを光軸方向Ｚに平行に出射す
る。半導体レーザアレイ１から出射された複数のレーザ
ビームは、結像レンズ系２の横倍率だけ拡大されてアナ
モルフィック光学系３に入射する。アナモルフィック光
学系３に入射した各レーザビームは、アナモルフィック
光学系３の第１シリンドリカルミラー３０で反射し、さ
らに第２シリンドリカルミラー３１で反射して感光体ド
ラム４上に投影し結像される。

【００１８】ここで、アナモルフィック光学系３に入射
したレーザビームは、主走査方向Ｘと光軸方向Ｚを含む
タンジェンシャル面内では第１シリンドリカルミラー３
０および第２シリンドリカルミラー３１のパワーの影響
を受けず感光体ドラム４上に集光され、副走査方向Ｙと
光軸方向Ｚを含むサジタル面内では、第１シリンドリカ
ルミラー３０によってレーザビームは一旦収束角が狭く
なる。従って、第１シリンドリカルミラー３０がない場
合に比べて第２シリンドリカルミラー３１上での光束は
広がった状態となる。しかし、第２シリンドリカルミラ
ー３１から感光体ドラム４までの距離は第１シリンドリ
カルミラー３０がない場合と同じであるため、第２シリ
ンドリカルミラー３１によって感光体ドラム４上に結像
される際の収束角は、第１シリンドリカルミラー３０お
よび第２シリンドリカルミラー３１がない場合と比べ大
きくなり、副走査方向Ｙの拡大倍率は小さくなる。な
お、第１シリンドリカルミラー３０によって収束光が発
散光となった場合でも作用は同様である。

【００１９】そして、感光体ドラム４上には、主走査方
向Ｘに長い楕円状の複数の光スポット４ａが形成され、
画像信号に応じた静電潜像が形成される。その後、感光
体ドラム４上の静電潜像は、現像器によってトナー現像
され、そのトナー像は、給紙部から給紙された記録用紙
に転写器によって転写され、さらに定着器によって定着
され、排紙部に排紙される。このようにして記録用紙上
に高画質な画像が形成される。

【００２０】上述した第１の実施の形態に係る装置によ
れば、以下の効果が得られる。 (イ) 感光体ドラム４上に投影される光スポット４ａの形
状を主走査方向Ｘに長い楕円状としているので、副走査
方向Ｙの光スポット４ａのピッチＰｙ’を小さくでき
る。この結果、副走査方向Ｙの光スポット４ａの密度を
向上させることができ、画質向上が可能になる。 (ロ) シリンドリカルミラー３０，３１に入射する光はあ
る入射角をもって反射面に入るため、非対称性の影響に
よってコマ収差が発生するが、シリンドリカルミラー３
０，３１の反射面を向かい合わせているので、入射面へ
の入射角を小さくでき、コマ収差の発生量を抑えること
ができる。また、このようなシリンドリカルミラーの構
成の場合、第１シリンドリカルミラー３０と第２シリン
ドリカルミラー３１で発生する収差の方向が逆であるこ
とから、第１シリンドリカルミラー３０と第２シリンド
リカルミラー３１の角度を、互いに発生する収差を打ち
消すような配置とすることで、コマ収差を低減できる。 (ハ) シリンドリカルミラー３０，３１によって光路を折
り返しているので、半導体レーザアレイ１から感光体ド
ラム４までの距離を短くすることができ、小型化に有利
となる。 (ニ) 結像レンズ系２の物体側Ａがテレセントリックな光
学系となっているため、光源に半導体レーザアレイ１を
用いることができ、高解像度が得られる。 (ホ) 結像レンズ系２に１つの接合面を導入しているの
で、色収差を低減することができる。

【００２１】次に、本発明の第２の実施の形態に係る画
像形成装置を説明する。この第２の実施の形態は、アナ
モルフィック光学系３を第１シリンドリカルレンズと第
２シリンドリカルレンズの組合せから構成したものであ
り、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。こ
の第２の実施の形態のアナモルフィック光学系は、結像
レンズ系２からのレーザ光の光路上に設けられ、副走査
方向Ｙにのみ負のパワーを有する第１シリンドリカルレ
ンズ（図示せず）と、第１シリンドリカルレンズより像
面側に設けられ、副走査方向Ｙにのみ正のパワーを有す
る第２シリンドリカルレンズ（図示せず）とから構成さ
れている。結像レンズ系２から第１シリンドリカルレン
ズまでの距離、第１シリンドリカルレンズの曲率半径お
よび厚さ、第１シリンドリカルレンズから第２シリンド
リカルレンズまでの距離、および第２シリンドリカルレ
ンズの曲率半径および厚さは、感光体ドラム４上に主走
査方向Ｘに長い楕円状の複数の光スポット４ａが形成さ
れるように各々設定されている。このように構成された
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様
に、副走査方向Ｙの光スポット４ａの密度を向上させる
ことができ、画質向上が可能になる。

【００２２】次に、本発明の第３の実施の形態に係る画
像形成装置を説明する。この第３の実施の形態は、アナ
モルフィック光学系３を第１シリンドリカルレンズと第
２シリンドリカルミラーの組合せから構成したものであ
り、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。こ
の第３の実施の形態のアナモルフィック光学系は、結像
レンズ系２からのレーザ光の光路上に設けられ、副走査
方向Ｙにのみ負のパワーを有する第１シリンドリカルレ
ンズ（図示せず）と、第１シリンドリカルレンズより像
面側に設けられ、副走査方向Ｙにのみ正のパワーを有す
る第２シリンドリカルミラー（図示せず）とから構成さ
れている。結像レンズ系２から第１シリンドリカルレン
ズまでの距離、第１シリンドリカルレンズの曲率半径お
よび厚さ、第１シリンドリカルレンズから第２シリンド
リカルミラーまでの距離、第２シリンドリカルミラーの
曲率半径、および第２シリンドリカルミラーへの光線の
入射角は、感光体ドラム４上に主走査方向Ｘに長い楕円
状の複数の光スポット４ａが形成されるように各々設定
されている。このように構成された第３の実施の形態に
よれば、第１の実施の形態と同様に、副走査方向Ｙの光
スポット４ａの密度を向上させることができ、画質向上
が可能になる。

【００２３】

【実施例】＜実施例１＞表１は、第１の実施の形態に係
る結像レンズ系２の一実施例のレンズデータを示す。

【表１】表１において、ｒ_iは半導体レーザアレイ１側からｉ番
目のレンズ面の曲率半径を示し、ｄ_iは各レンズの面の
隣り合った面間隔、およびレンズ面と絞り２８の間隔を
示している。また、ｎ_jはｄ線における各レンズの屈折
率、ν_iはアッベ数を各々示している。

【００２４】上記レンズデータを有する結像レンズ系２
の有効焦点距離ｆ、像側倍率Ｍ₁、像高ＩＭＨ、物体側
開口数ＮＡ、物像間距離ＴＴ、およびレンズ全長ＯＡＬ
は以下の通りである。ｆ＝５０ｍｍ，Ｍ₁＝６，ＩＭＨ＝３０ｍｍ，ＮＡ＝
０．１６９ＴＴ＝３５０ｍｍ，ＯＡＬ＝７５ｍｍ

【００２５】第１の実施の形態に対応する実施例１のア
ナモルフィック光学系を説明する。結像レンズ系２の像
側最終面ｒ₁₅から第１シリンドリカルミラー３０までの
距離ｄ₁₆、第１シリンドリカルミラー３０から第２シリ
ンドリカルミラー３１までの距離ｄ₁₇、第１シリンドリ
カルミラー３０の焦点距離ｆ₁、第２シリンドリカルミ
ラー３１の焦点距離ｆ₂、結像レンズ系２からのレーザ
ビームの第１シリンドリカルミラー３０への入射角
θ₁、第１シリンドリカルミラー３０からのレーザビー
ムの第２シリンドリカルミラー３１への入射角θ₂の各
設定値と、そのときの像側副走査倍率Ｍ₂は以下に示す
通りである。ｄ₁₆＝１３０ｍｍ，ｄ₁₇＝−４０ｍｍ，ｆ₁＝−３５０
ｍｍ，ｆ₂＝１６６ｍｍ，θ₁＝−２０°，θ₂＝１
５．３２７°，Ｍ₂＝５．０５

【００２６】図４(a) ，(b) ，(c) は、上記のように構
成された投影光学系の像高３０ｍｍ，２０ｍｍ，０ｍｍ
の横収差図を各々示し、図５(a) ，(b) ，(c) は、上記
のように構成された投影光学系の像高３０ｍｍ，２０ｍ
ｍ，０ｍｍのスポットダイヤグラムを各々示す。なお、
光源として波長７８０ｎｍの半導体レーザを用いた。

【００２７】図５から明らかなように、アナモルフィッ
ク光学系３を導入することによって、副走査方向Ｙのス
ポット径が絞られている。また、像高０ｍｍの軸上にお
いても、副走査方向Ｙに非対称性は現れておらず、入射
角を適正化したことによってシリンドリカルミラーによ
るコマ収差の影響は十分抑えられていることが分かる。
また、図４から明らかなように、アナモルフィック光学
系３の影響を受ける副走査方向Ｙであるサジタルの収差
は、主走査方向Ｘであるタンジェンシャルの収差と同程
度に小さく、アナモルフィック光学系３によって新たに
発生する球面収差と非点収差も十分小さいと考えられ
る。

【００２８】＜実施例２＞第２の実施の形態に対応する
実施例２のアナモルフィック光学系を説明する。結像レ
ンズ系２の像側最終面ｒ₁₅から第１シリンドリカルレン
ズの物体側面ｓ₁₆までの距離ｄ₁₆、第１シリンドリカル
レンズの厚さｄ₁₇、第１シリンドリカルレンズの物体側
面ｓ₁₆の曲率半径ｒ₁₆、第１シリンドリカルレンズの像
側面ｓ₁₇の曲率半径ｒ₁₇、第１シリンドリカルレンズの
像側面ｓ₁₇から第２シリンドリカルレンズの物体側面ｓ
₁₈までの距離ｄ₁₈、第２シリンドリカルレンズの厚さｄ
₁₉、第２シリンドリカルレンズの物体側面ｓ₁₈の曲率半
径ｒ₁₈、第２シリンドリカルレンズの像側面ｓ₁₉の曲率
半径ｒ₁₉、第１シリンドリカルレンズと第２シリンドリ
カルレンズのｄ線における屈折率ｎ、アッベ数νの各設
定値と、そのときの像側副走査倍率Ｍ₂は以下に示す通
りである。ｄ₁₆＝１００ｍｍ，ｄ₁₇＝２ｍｍ，ｄ₁₈＝４０ｍｍ，ｄ
₁₉＝３ｍｍ，ｒ₁₆＝∞，ｒ₁₇＝１８０ｍｍ，ｒ₁₈＝∞，
ｒ₁₉＝−１０３．４３３ｍｍ，ｎ＝１．５１６８０，ν
＝６４．２，Ｍ₂＝５．１３

【００２９】＜実施例３＞第３の実施の形態に対応する
実施例３のアナモルフィック光学系を説明する。結像レ
ンズ系２の像側最終面ｒ₁₅から第１シリンドリカルレン
ズの物体側面ｓ₁₆までの距離ｄ₁₆、第１シリンドリカル
レンズの厚さｄ₁₇、第１シリンドリカルレンズの物体側
面ｓ₁₆の曲率半径ｒ₁₆、第１シリンドリカルレンズの像
側面ｓ₁₇の曲率半径ｒ₁₇、第１シリンドリカルレンズの
像側面ｓ₁₇から第２シリンドリカルミラーまでの距離ｄ
₁₈、第２シリンドリカルミラーの曲率半径ｒ₁₈、第１シ
リンドリカルレンズから第２シリンドリカルミラーへの
レーザ光の入射角θ₂、第１シリンドリカルレンズのｄ
線における屈折率ｎ、アッベ数νの各設定値と、そのと
きの像側副走査倍率Ｍ₂は以下に示す通りである。ｄ₁₆＝１００ｍｍ，ｄ₁₇＝２ｍｍ，ｄ₁₈＝４０ｍｍ，ｒ
₁₆＝∞，ｒ₁₇＝１８０ｍｍ，ｒ₁₈＝−４２２．８ｍｍ，
θ₂＝−１０°，ｎ＝１．５１６８０，ν＝６４．２，
Ｍ₂＝５．２１

【００３０】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、種々に変形実施が可能である。例えば、アナモル
フィック光学系を半導体レーザアレイと、結像レンズ系
との間に配置してもよい。また、感光体は、ベルト状で
あってもよい。また、複数のレーザ素子は、主走査方向
Ｘに１次元状に配列された複数の円形の発光部を備えた
ものでもよい。この場合、複数の光スポットは、主走査
方向Ｘのスポットサイズをａ’、副走査方向Ｙのスポッ
トサイズをｂ’とするとき、１．１＜ａ’／ｂ’＜１．５、の関係を満たし、かつ、主走査方向Ｘで互いに重なるよ
うに感光体４上に形成する。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、感光体上に主走査方向に長い楕円状の複
数の光スポットを形成するようにしたので、副走査方向
の光スポットの密度が高くなり、この結果、画質向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置
に関し、(a) はＹＺ面における概略構成図、(b) はＸＺ
面における概略構成図である。

【図２】第１の実施の形態に係る結像レンズ系の断面図
である。

【図３】第１の実施の形態に関し、(a) は半導体レーザ
アレイの発光部のパターンを示す図、(b) は感光体ドラ
ム上に形成される光スポットのパターンを示す図であ
る。

【図４】本発明の実施例１に関し、(a) は像高３０ｍｍ
の横収差図、(b) は像高２０ｍｍの横収差図、(c) は像
高０ｍｍの横収差図である。

【図５】本発明の実施例１に関し、(a) は像高３０ｍｍ
のスポットダイヤグラム、(b)は像高２０ｍｍのスポッ
トダイヤグラム、(c) は像高０ｍｍのスポットダイヤグ
ラムである。

【符号の説明】

１半導体レーザアレイ１ａ面発光半導体レーザ素子１ｂ発光部２結像レンズ系２ａ合成焦点位置３アナモルフィック光学系４感光体ドラム４ａ光スポット５ドラム駆動回路６画像メモリ７信号処理回路８レーザ駆動回路９制御回路２０第１レンズ２１第２レンズ２２第３レンズ２３第４レンズ２４第５レンズ２５第６レンズ２６第７レンズ２７第８レンズ２８絞り３０第１シリンドリカルミラー３１第２シリンドリカルミラーＸ主走査方向Ｙ副走査方向Ｚ光軸方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも主走査方向にアレイ状に配列さ
れた複数のレーザ素子を有し、画像信号に基づいて前記
複数のレーザ素子から複数のレーザ光を出射するレーザ
アレイと、前記レーザアレイと相対的に副走査方向に移動し、前記
複数のレーザ素子からの前記複数のレーザ光によって潜
像が形成される感光体と、前記複数のレーザ素子からの前記複数のレーザ光を前記
感光体上に投影し結像させて前記主走査方向に長い楕円
状の複数の光スポットを前記感光体上に形成する投影光
学系とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記投影光学系は、前記複数のレーザ素子
からの前記複数のレーザ光を拡大して前記感光体上に投
影し結像させる結像レンズ系と、前記主走査方向と前記副走査方向とで異なるパワーを有
するアナモルフィック光学系とを備えた構成の請求項１
記載の画像形成装置。
【請求項３】前記アナモルフィック光学系は、ミラーを
用いた構成の請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記アナモルフィック光学系は、レンズを
用いた構成の請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記アナモルフィック光学系は、ミラーと
レンズを用いた構成の請求項２記載の画像形成装置。
【請求項６】前記アナモルフィック光学系は、前記結像
レンズ系と前記レーザアレイとの間に配置された構成の
請求項２記載の画像形成装置。
【請求項７】前記アナモルフィック光学系は、前記結像
レンズ系と前記感光体との間に配置された構成の請求項
２記載の画像形成装置。
【請求項８】前記アナモルフィック光学系は、前記結像
レンズ系からのレーザ光の光路上に設けられ、前記副走
査方向にのみ負のパワーを有する第１シリンドリカルミ
ラーと、前記第１シリンドリカルミラーによって反射さ
れたレーザ光の光路上に設けられ、前記副走査方向にの
み正のパワーを有する第２シリンドリカルミラーとを備
え、前記結像レンズ系から前記第１シリンドリカルミラーま
での距離、前記第１シリンドリカルミラーの曲率半径、
前記第１シリンドリカルミラーへのレーザ光の入射角、
前記第１シリンドリカルミラーから前記第２シリンドリ
カルミラーまでの距離、前記第２シリンドリカルミラー
の曲率半径、および前記第２シリンドリカルミラーへの
レーザ光の入射角は、前記感光体上に前記所定のスポッ
ト形状の前記複数の光スポットが形成されるように各々
設定された構成の請求項２記載の画像形成装置。
【請求項９】前記アナモルフィック光学系は、前記結像
レンズ系からのレーザ光の光路上に設けられ、前記副走
査方向にのみ負のパワーを有する第１シリンドリカルレ
ンズと、前記第１シリンドリカルレンズより像面側に設
けられ、前記副走査方向にのみ正のパワーを有する第２
シリンドリカルレンズとを備え、前記結像レンズ系から前記第１シリンドリカルレンズま
での距離、前記第１シリンドリカルレンズの曲率半径お
よび厚さ、前記第１シリンドリカルレンズから前記第２
シリンドリカルレンズまでの距離、および前記第２シリ
ンドリカルレンズの曲率半径および厚さは、前記感光体
上に前記所定のスポット形状の前記複数の光スポットが
形成されるように各々設定された構成の請求項２記載の
画像形成装置。
【請求項１０】前記アナモルフィック光学系は、前記結
像レンズ系からのレーザ光の光路上に設けられ、前記副
走査方向にのみ負のパワーを有する第１シリンドリカル
レンズと、前記第１シリンドリカルレンズより像面側に
設けられ、前記副走査方向にのみ正のパワーを有する第
２シリンドリカルミラーとを備え、前記結像レンズ系から前記第１シリンドリカルレンズま
での距離、前記第１シリンドリカルレンズの曲率半径お
よび厚さ、前記第１シリンドリカルレンズから前記第２
シリンドリカルミラーまでの距離、前記第２シリンドリ
カルミラーの曲率半径、および前記第２シリンドリカル
ミラーへの光線の入射角は、前記感光体上に前記所定の
スポット形状の前記複数の光スポットが形成されるよう
に各々設定された構成の請求項２記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記複数のレーザ素子は、前記主走査方
向に１次元状に配列された前記複数のレーザ光を出射す
る複数の円形の発光部を備え、前記複数の光スポットは、前記主走査方向のスポットサ
イズをａ’、前記副走査方向のスポットサイズをｂ’と
するとき、１．１＜ａ’／ｂ’＜１．５、の関係を満たし、かつ、前記主走査方向で互いに重なる
ように前記感光体上に形成された構成の請求項１記載の
画像形成装置。
【請求項１２】前記複数のレーザ素子は、前記主走査方
向に所定のピッチで、前記副走査方向と所定の角度をな
す方向に所定のピッチで２次元状に配列された前記複数
のレーザ光を出射する複数の円形の発光部を備え、前記複数の光スポットは、前記主走査方向に沿う第１の
基線上のピッチをＰｘ’、前記副走査方向と所定の角度
θをなす方向の第２の基線上の前記副走査方向Ｙのピッ
チをＰｙ’、前記主走査方向のスポットサイズをａ’、
前記副走査方向のスポットサイズをｂ’とするとき、１．１＜ａ’／ｂ’＜１．５、５ａ’＜Ｐｘ’＜２０ａ’、５ｂ’＜Ｐｙ’＜２０ｂ’、２°＜θ＜１２°、の関係を全て満たすように前記感光体上に形成された請
求項１記載の画像形成装置。