JP4401631B2 - 走査光学系及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走査光学系及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に複数の光源から出射した複数のレーザ光（光束）を光偏向器により反射偏向させ、走査光学素子により被走査面上を光走査して画像情報を高速に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、デジタル複写機、そしてファクシミリ等の装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機やレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）として、レーザを光源に用いた走査光学系が一般に知られているが、近年においては装置の更なる高速化が求められており、走査光学系もそれに対応した高速化が要求されている。
高速化を図る場合、例えば光偏向器の回転数を高速化し、走査速度を上げることが考えられる。
【０００３】
その際高速回転に対応した高価なモータを採用すると共に、より発生する熱対策などを盛り込む必要があり、更には光源の光量を増やすことも必要になるので、部品単価のアップ、構成の複雑化によるコストアップが問題となる。
【０００４】
そこで、近年では複数の発光点を持つレーザを光源として用いたり、複数のレーザを並べて配置し複数のレーザ光を副走査方向に並列走査することにより光偏向器の回転数を抑え高速化を達成している。
【０００５】
複数の光源を用いる場合、光源は例えば同一基板上で主走査方向と副走査方向とにある間隔をもって配置され、該複数の光源から出射された複数のレーザ光はプリズムなどの光学素子により、近接した複数のビームに合成され走査される。
【０００６】
図６はビーム合成のためのプリズムを用いた従来の走査光学系の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【０００７】
図６において２つの光源５０ａ・５０ｂから光変調され出射した２つのレーザ光Ａ・Ｂは対応するコリメーターレンズ５１ａ・５１ｂにより略平行光束（もしくは発散光束）に変換され、ビーム合成のためのプリズム５２により、主走査断面内において近接した複数のビームに合成された後、副走査方向にのみ所定の屈折力を有する共通のシリンドリカルレンズ５３に入射し、光偏向器５４の偏向面（反射面）５４ａに主走査方向に長手の線像として結像している。
【０００８】
そして光偏向器５４の偏向面５４ａで反射偏向された２つのレーザ光Ａ・Ｂはｆθ特性を有する走査光学レンズ５５を介して感光ドラム面５６上にスポット状に結像され、該光偏向器５４を矢印Ｃ方向に回転させることによって、感光ドラム面５６上を矢印Ｄ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５６上に画像記録を行なっている。
【０００９】
このとき感光ドラム面５６上を光走査する前に該感光ドラム面５６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５４で反射偏向された一部のレーザ光（ＢＤ光束）を同期検知用のＢＤレンズ５８によりＢＤセンサー５９に導光している。そしてＢＤセンサー５９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５６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。
【００１０】
図６においては２つの光源５０ａ・５０ｂから出射したレーザ光Ａ・Ｂが副走査方向に所定の間隔で結像させ複数の走査線を同時に形成することにより、単一のレーザ光で走査する場合に比べて複数の走査線の数だけ高速に走査することが可能となる。
【００１１】
また、近年では複数の光源から出射した複数のレーザ光の主光線を主走査断面内においてある開き角をもって偏向面に入射するように構成し、光偏向器の偏向面上で、略一致するよう構成すること（以後、放射配置と呼ぶ）によって、ビーム合成のためのプリズムを不要とする走査光学系が特開平１１−３５２４２６に提案されている。
【００１２】
特開平１１−３５２４２６では偏向面に入射する２つのビームは偏向面で走査される走査ビームの外側から入射させている。また偏向面の幅よりも狭い入射光束を偏向走査するＵＦＳ（Ｕｎｄｅｒ Ｆｉｌｌｅｄ Ｓｃａｎｎｅｒ）光学系を想定しているので、２ビームを偏向面の後ろで交差させることにより個々の入射ビームが反射面でけられる量を抑え共通に走査できる範囲を広げている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すように放射配置光学系では開き角Δθの位相差のために被走査面上において先行して走査するレーザ光ＡよりΔθ分だけ遅れて次のレーザ光Ｂの走査が始まる。
【００１４】
ここで、各レーザ光Ａ・Ｂの主走査方向の画像形成範囲を大きく設定すると、Ｂレーザが走査終了端に到達する前に、先行しているレーザ光Ａが次の偏向面５４ａでの走査を開始してしまう可能性がある。
【００１５】
これは感光ドラムが回転し次の副走査位置へ移る前にＡレーザが２回同じ場所を走査してしまうこととなり、直前に書かれた画像に２度打ちされて画質を劣化させる原因となる。
【００１６】
このように開き角Δθをもって複数の光源を配置することは高速化を図る上で有利ではあるが、この開き角Δθと画像形成範囲の関係を適切に設定しないと高速化が行なわれても高画質を維持することができないという第１の問題点がある。
また、特開平１１−３５２４２６ではＵＦＳにおいて入射ビームを走査ビームの外側から入射させているために例え偏向面の後で交差させても共通に走査できる範囲には限界がある。これは走査効率を大きく出来ない第２の問題点である。これはＵＦＳ固有の現象で以下の原理による。
【００１７】
例え偏向面の後で交差させても共通に走査できる範囲には限られてしまっている。
【００１８】
ＵＦＳ光学系は光ビームを偏向面よりも主走査方向の幅が狭い光束として入射させるため、偏向走査のために偏向面が回転していくと偏向反射面のエッジが入射光束に掛かり入射光束のケラレが生じる。光束のケラレは主走査スポット径の急激な増大と光量に低下となり画像劣化になるのでＵＦＳの走査角の上限、すなわち走査効率ρはこのケラレで決まる。通常ＵＦＳの走査効率ρはせいぜい０．７程度であり０．８にはならない。
【００１９】
入射光束のケラレを最も小さくなるのは偏向面になるべく垂直に入射するように走査範囲中心（たとえばｆθレンスの光軸上）から入射させた場合である。偏向面上に投影される入射光束の幅が最少となり最もケラレにくい構成とすることができる。
【００２０】
放射配置においてはさらに偏向面の後ろで交差させればさらに走査効率を稼ぐことができる。
【００２１】
特開平１１−３５２４２６では走査領域外から大きな角度をもって偏向面に入射させているためＵＦＳにおいて走査効率を十分に生かしているとは云えないのである。
【００２２】
さらに特開平１１−３５２４２６のようなＵＦＳ光学系では走査効率ρを０．８以上に設計できないという第３の問題点がある。
【００２３】
本発明は上記問題点に鑑み、高速でしかも高画質な画像を容易に得ることができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００２４】
さらに本発明はビーム合成やその制御のために新しく光学素子を設けることなく、簡易に構成することができる走査光学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【００２５】
本発明では放射配置光学系を採用し、第１の問題点に対してΔθと走査効率ρの条件式を設定することにより可決した。また第２の問題はＵＦＳ光学系において偏向面に垂直に入射光束を入射させることで解決した。さらに第３の問題についてＯＦＳ光学系に適用することで解決している。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記問題点を解決するために、複数の光源と、前記複数の光源から出射された複数の画像形成用のレーザ光を光偏向器に入射させる入射光学系と、前記光偏向器の偏向面で偏向走査された複数の画像形成用のレーザ光を被走査面上に結像させる結像光学系と、前記光源から出射され前記光偏向器の偏向面で偏向走査された画像形成用の光束の一部を検出する同期検出素子と、を有し、前記同期検出素子からの出力信号を用いて前記被走査面上への前記複数の画像形成用のレーザ光の走査開始位置のタイミングを決定する走査光学系において、
主走査断面内において、前記偏向面に入射する前記複数の画像形成用のレーザ光の夫々の光束幅は、前記偏向面の幅よりも広い幅に設定され、且つ、
前記複数の画像形成用のレーザ光の主光線の各々は、互いに主走査断面内において開き角を有して前記偏向面近傍で交差しており、
前記複数の画像形成用のレーザ光のうち開き角が最も大きくなる２つの画像形成用のレーザ光の主光線のなす主走査断面内における角度をΔθ、前記光偏向器の偏向面の面数をＮ、前記光偏向器の１つの偏向面で理論的に偏向可能な最大の走査幅に対する画像形成範囲の比率を前記偏向面の走査効率ρとしたとき、
Δθ＜（４π／Ｎ）×（１−ρ）
Δθ＝４度又は６度
なる条件を満足する構成をとる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
まず本発明の目的を達成する為の技術的手段（条件）について図３、図４を用いて説明する。
【００２８】
図３は本発明の走査光学系の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）、図４は図３の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。
【００２９】
尚、本明細書において光偏向器によってレーザ光が反射偏向（偏向走査）される方向を主走査方向、走査光学素子の光軸及び主走査方向と直交する方向を副走査方向と称す。また光偏向器の回転軸に垂直な平面に投影した走査光学系の断面を主走査断面、光偏向器の回転軸を通り主走査断面と直交する平面で切り取られた断面を副走査断面と称す。
【００３０】
図３、図４においては簡単のため２つの光源（ＡレーザとＢレーザ）３１ａ・３１ｂを用いた場合を示しているが、３つ以上の光源を用いた場合でも同様に設定することが可能である。
【００３１】
今、２つの光源３１ａ・３１ｂから光変調され出射された２つのレーザ光（レーザ光Ａとレーザ光Ｂと称す。）は対応するコリメーターレンズ３２ａ・３２ｂによってそれぞれ略平行光束に変換され、レーザ光Ａとレーザ光Ｂは夫々に設けられた絞り３７ａ、絞り３７ｂでビーム径を整形され、副走査方向にのみ所定の屈折力を有する共通のシリンドリカルレンズ３３によって光偏向器３４の偏向面（反射面）３４ａに副走査方向にのみ集光するように入射している。
【００３２】
これら２つのレーザ光Ａ・Ｂは、主走査断面内において走査光学レンズ３５で走査される光束の外側から光軸Ｌに対してφの角度で、互いの主光線の開き角Δθをもって偏向面３４ａ近傍で交差するように配置されている。
【００３３】
この２つのレーザ光Ａ・Ｂは共に主走査断面内においては偏向面３４ａ上では集光せず、略平行光束のままで走査光学レンズ３５に入射し、該走査光学レンズ３５の主走査方向の屈折力により被走査面３６上に集光する。
【００３４】
副走査断面内においては図４に示すように光偏向器３４の偏向面３４ａと被走査面３６とは走査光学レンズ３５により共役関係に設定しているため、偏向面近傍に一旦集光された光束は、走査光学レンズ３５により被走査面３６上にスポットを結ぶ。この共役関係の設定により、偏向面３４ａ′が傾いても被走査面３６上での副走査方向の結像位置は動かずピッチムラが生じない。いわゆる倒れ補正系を構成している。
【００３５】
図３においてΔθの開き角度で配置された光源３１ａ、３１ｂから出射されたレーザ光Ａ，Ｂの走査範囲について考えてみる。レーザ光Ａは偏向面３４ａで反射偏向後、走査光学素子３５によってＡ−Ａ’の範囲でスポットを結び、レーザ光ＢはＢ−Ｂ’の範囲でスポットを結ぶ。このＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’の範囲は、１つの偏向面３４ａによって理論的に偏向可能な最大の走査幅を示し、実際に画像を形成する範囲はＡ−Ａ’とＢ−Ｂ’の共通走査範囲の内側であるＰ−Ｐ’である。
【００３６】
Ｐ−Ｐ’をＡ−Ａ’とＢ−Ｂ’の共通走査範囲と一致させられないのは共通走査範囲内で走査開始タイミングの検知や光量調整等のために使用するからである。
【００３７】
ρ＝（Ｐ−Ｐ’）／（Ａ−Ａ’）
で示されるρを走査効率と定義する。
【００３８】
即ち、光偏向器の１つの偏向面で理論的に偏向可能な最大の走査幅に対する画像形成範囲の比率を偏向面の走査効率ρと定義する。
【００３９】
被走査面上を走査する際、光偏向器全周からその一面で理論的に偏向可能な走査範囲は、走査レンズの焦点距離をｆ、光偏向器の面数をＮとすると、４πｆ／Ｎである（上記Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’に相当）。画像形成範囲（Ｐ−Ｐ’）は、（４πｆ／Ｎ）×ρとなる。
【００４０】
また２つのレーザ間のズレ分はΔθであるので共通走査範囲としての最大画像形成幅は４πｆ／Ｎ−Δθ×ｆとなる。同一レーザが同じ走査線を２度書きしない条件は、
（４πｆ／Ｎ）×ρ＜４πｆ／Ｎ−Δθ×ｆ
すなわち
（４π／Ｎ）×ρ＜４π／Ｎ−Δθ
となる。
形を変えると
Δθ＜（４π／Ｎ）×（１−ρ）となる。
【００４１】
以上述べてきたように、これら条件を満足するように設定すれば、高画質な光学性能を保持しながら複数ビームによる高速走査が可能となる。
【００４２】
以下、上記のことを踏まえて本発明の各実施形態を図を参照しながら説明する。
【００４３】
［実施形態１］
図１は本発明の実施形態１の主走査断面図である。
【００４４】
また図２は本発明の実施形態１の副走査断面図である。
【００４５】
図１を用いて本発明の主走査断面の構成を説明する。
【００４６】
互いに独立（離間）して配置された２つの半導体レーザー１１ａ・１１ｂから光変調され出射した２つのレーザ光Ａ・Ｂは、コリメーターレンズ１２ａ・１２ｂにより略平行光束に変換され、各々に設けられた絞り２０ａ、絞り２０ｂの絞り中心を通過した主光線は折り返しミラー２７を介して走査レンズの光軸上から開き角Δθを有して偏向面１４ａ近傍で交差するように入射させている。
【００４７】
レーザ光Ａ・Ｂの偏向面に入射する主走査方向の光束幅は、光偏向器１４の偏向面１４ａの幅に対し十分広くなるように設定しており、所謂オーバーフィルド（ＯＦＳ）走査系となっている。
【００４８】
光偏向器１４は、１２面構成のポリゴンミラー（回転多面鏡）より成っており、モーター等の駆動手段（不図示）により図中矢印Ｃ方向に一定速度で回転する。
【００４９】
１５は集光機能とｆθ特性とを有する走査光学レンズ（ｆθレンズ系）であり、第１、第２の２枚の走査レンズ１５ａ，１５ｂを有しており、光偏向器１４によって反射偏向された画像情報に基づく２つのレーザ光Ａ・Ｂを被走査面としての感光ドラム面１６上に結像させている。この第１、第２の走査レンズ１５ａ，１５ｂは共に主走査方向と副走査方向とでそれぞれ独立したパワーを有しており、それぞれ良好に収差補正がなされている。また第１、第２の走査レンズ１５ａ，１５ｂは共に金型を使った射出成形法による光学樹脂により形成されており、そのため形状の自由度が高く、量産にも十分対応できるものと成っている。
【００５０】
１７は同期位置検知部（ＢＤ検知部）であり、同期検知用の結像レンズ１８と同期検出素子１９とを有している。同期検知用の結像レンズ（以下、「ＢＤレンズ」と記す。）１８は、光偏向器１４の偏向面１４ａで反射偏向された一部のレーザ光（ＢＤ光束）を同期検出素子１９面上に結像させている。同期検出素子（以下、「ＢＤセンサー」と記す。）１９は、該ＢＤセンサー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１６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。
【００５１】
光偏向器１４の偏向面１４ａで反射偏向された２つのレーザ光Ａ・Ｂは第１、第２の走査レンズ１５ａ，１５ｂを介して感光ドラム面１６上にスポット状に結像され、該光偏向器１４を矢印Ｃ方向に回転させることによって、該感光ドラム面１６上を矢印Ｄ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１６上に画像記録を行なっている。
【００５２】
次に図２を用いて副走査断面の構成を説明する。
【００５３】
コリメータレンズ１２ａ・１２ｂにより略平行光束に変換され、各々に設けられた絞り中心を通過した主光線はシリンドリカルレンズ１３に入射し、該偏向面１４ａ近傍に主走査方向に長手の線像として結像させている。またこのとき偏向面１４ａに入射する各レーザ光Ａ・Ｂは、副走査断面内において主走査断面に対し角度αで斜め入射させて偏向面で反射走査される光干渉しないように配置している。
【００５４】
走査レンズ１５は光偏向器１４の偏向面１４ａと感光ドラム面１６との間を共役関係とし、偏向面近傍で結像したビームを被走査面上に再結像することにより偏向面が傾いても被走査面上の結像位置がずれないように倒れ補正機能を有している。
【００５５】
２つの光源１１ａ・１１ｂから出射したレーザ光Ａ・Ｂが副走査方向に所定の間隔で結像し２つの走査線を同時に形成することにより倍速での高速走査が可能となる。
【００５６】
オーバーフィールド走査系は幅広い入射光束の中を偏向面が移動することにより、偏向面の主走査方向の幅で決まる光束径を偏向走査するのでＵＦＳのようなケラレの問題が生じない。したがって走査効率は理論的には１００％にすることができるのでＵＦＳに比べて有利である。ただしＯＦＳでは走査面上の光量分布を抑制する必要から走査レンズの光軸上から入射させることが望ましい。
【００５７】
またＯＦＳ系はＵＦＳ系に比べて偏向器を大型化せずに面数を増やせるので偏向面の増加による高速化の効果も得られる。
【００５８】
本実施形態においては上記の如く２つの光源１１ａ・１１ｂから出射した２つのレーザ光Ａ・Ｂの主光線が、主走査断面内において互いに非平行で光偏向器１４の偏向面１４ａに入射するようにしている。このとき前述の如く光偏向器１４の偏向面１４ａ上における２つのレーザ光Ａ・Ｂの主光線のなす開き角をΔθ、該光偏向器１４の偏向面の面数をＮ、偏向面の走査効率をρとしたとき
Δθ＜（４π／Ｎ）×（１−ρ） ・・・（１）
なる条件を満足するように各要素を設定している。これにより本実施形態では複数ビームによる高速走査を行なっても高画質な光学性能を保持することが可能となる。
【００５９】
具体的に示すと光偏向器１４の偏向面１４ａへ入射する２つのレーザ光Ａ・Ｂの主光線のなす開き角Δθが６度（＝０．１０４７ｒａｄ）、偏向面の面数は１２面である。このときの偏向面の走査効率ρはρ＝０．８でありＵＦＳ系では達成できない走査効率を実現している。
【００６０】
理論的な走査効率は条件式（１）が等号成立する場合で０．９０となるが、レーザＡ，Ｂが共通に走査できる範囲において現実にはＢＤ信号を検知したり光量検知するタイミングを必要となるため走査効率は０．８程度に抑えられる。
【００６１】
この設定による上記条件式（１）の値は
Δθ ＝０．１０４７
（４π／Ｎ）×（１−ρ）＝０．２０９４
であり、これは条件式（１）を満足している。
【００６２】
以上のように本実施形態においては上述の如く条件式（１）を満足するように各要素を設定して、走査の位相を合わせることにより、高速走査が可能な走査光学系を高性能で得ることができる。
【００６３】
ところで、走査効率ρはできる限り高く設定される方が望ましい。
【００６４】
２ビームにすることによりポリゴンモータの必要回転数を上昇させずに高速走査が可能になるが、より効率のいい走査をするためには一偏向面での実際に画像として利用される領域が、走査可能な全領域に占める割合に近づけることで画像を形成しない空白の時間を減らすことが必要である。
【００６５】
ｆθレンズの焦点距離を一定とした場合偏向面の数を増加させると理論的に走査できる角度範囲が狭くなるが、走査効率ρが面数増加の比率だけ大きくすることができればなれば同じ画像形成幅を走査させることができる。結果として走査効率の増加は面数の増加となって高速化が達成できることになる。
【００６６】
ただ本実施形態の場合、走査効率ρを０．９０以上に設定すると、有効走査領域に対する余裕がなくなり、画像の２度打ちの障害が出始めることとなるので、それ以下に抑える構成をとる。
【００６７】
［実施形態２］
前述の実施形態１とは異なる設定で構成した場合の例を以下に示すが、実施形態１同様に上記条件式（１）を満足するように各要素を設定している。
【００６８】
入射光学系の配置をメカ的に工夫して光偏向器１４の偏向面１４ａへ入射する２つのレーザ光Ａ・Ｂの主光線のなす開き角Δθを４度（＝０．０６９８ｒａｄ）と狭く設定した場合である。このときのΔθと走査効率偏向面の利用効率ρは実施形態１よりも効率よくレーザ光を利用することができる。
【００６９】
理論的な走査効率は条件式（１）が等号成立する場合で０．９３３となるが、レーザＡ，Ｂが共通に走査できる範囲において現実にはＢＤ信号を検知したり光量検知するタイミングを極力抑えることにより走査効率は０．９程度まで稼ぐことができる。
【００７０】
偏向面の面数は実施形態１同様に１２面である。
【００７１】
この設定による条件式（１）の値は
Δθ ＝０．０６９８
（４π／Ｎ）×（１−ρ）＝０．１０４７
であり、これは条件式（１）を満足している。
【００７２】
このように上述の如く各要素を設定し、かつ条件式（１）を満足するように各要素を設定して、走査の位相を合わせることにより、高速走査が可能な走査光学系を高性能で得ることができる。
【００７３】
尚、各実施形態１，２においては走査光学素子を２枚のレンズより構成したが、これに限らず、例えば１枚、もしくは３枚以上のレンズで構成しても良い。
【００７４】
また各実施形態においてはシリンドリカルレンズを複数の光源に対して共通に使用したが、各々独立に設けても良い。
【００７５】
本発明の走査光学素子は、走査光学レンズでも回折光学素子でも走査光学ミラーでも良い。
【００７６】
本発明の光偏向器は、ポリゴンモータのような回転多面鏡でもガルバノミラーのような１つの偏向面でも良い。
【００７７】
本発明の実施形態１、２では、２つの半導体レーザ１１ａ、１１ｂを放射状に配置している、本発明はそれに限定されない。３つ以上の半導体レーザを放射状に配置した形態にも適用できる。
【００７８】
例えば、４つの半導体レーザ１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを主走査方向に順に放射状に配置した場合、条件式（１）のΔθは、４つのレーザ光Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの主光線のうち開き角が最も大きくなるレーザ光Ａの主光線とレーザ光Ｄの主光線のなす角度となる。
【００７９】
本発明は、図１の２つの半導体レーザ１１ａ、１１ｂは、共に１つの発光点を有しているが、２つ以上の発光点を有する形態にも適用できる。
【００８０】
また、図１では、２つの半導体レーザ１１ａ、１１ｂは、互いに独立（離間）して配置された構成をとっているが、２つの半導体レーザ１１ａ、１１ｂが部材を介して一体形成されていても良い。
【００８１】
［画像形成装置］
図５は、前述した実施形態１又は２の走査光学系を用いた画像形成装置（電子写真プリンタ）の実施形態を示す副走査方向の要部断面図である。図５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、各実施形態１、２で示した構成を有する光走査ユニット１００に入力される。そして、この光走査ユニット（走査光学系）１００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム（レーザ光）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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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（転写器）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６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。
【００８５】
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５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。
【００８６】
図５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、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。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く複数の光源から出射した複数のレーザ光の主光線が、主走査断面内において互いに開き角Δθ（放射配置）で該光偏向器の偏向面に入射する際、条件式（１）を満足するように各要素を適切に設定することにより、高速でしかも高画質な画像を容易に得ることができる走査光学系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。
【００８８】
また本発明によれば複数のレーザ光の光軸を一致させる為のビーム合成のためのプリズムや、制御のために新しく光学素子を設ける必要がないので、簡単な構成で構築することができ、より低コストで高速な走査光学系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、２の主走査断面図
【図２】本発明の実施形態１、２の副走査断面図
【図３】本発明の構成を示す主走査断面図
【図４】本発明の構成を示す副走査断面図
【図５】本発明の画像形成装置の副走査方向の要部断面図
【図６】従来の走査光学系の主走査断面図
【図７】複数のレーザ光が偏向面で偏向される様子を示した要部断面図
【符号の説明】
１１ａ，１１ｂ 光源（半導体レーザー）
１２ａ，１２ｂ コリメーターレンズ
１３ シリンドリカルレンズ
１４ 光偏向器
１５ 走査光学素子
１６ 被走査面（感光ドラム面）
１７ 同期位置検知部
１８ ＢＤレンズ
１９ ＢＤセンサー
２０ａ、２０ｂ 絞り
３７ａ、３７ｂ 絞り
２７ 折り返しミラー
１００ 走査光学系
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
１１２ 転写材（用紙）
１１３ 定着ローラ
１１４ 加圧ローラ
１１６ 排紙ローラ

Claims (4)

1. 複数の光源と、前記複数の光源から出射された複数の画像形成用のレーザ光を光偏向器に入射させる入射光学系と、前記光偏向器の偏向面で偏向走査された複数の画像形成用のレーザ光を被走査面上に結像させる結像光学系と、前記光源から出射され前記光偏向器の偏向面で偏向走査された画像形成用の光束の一部を検出する同期検出素子と、を有し、前記同期検出素子からの出力信号を用いて前記被走査面上への前記複数の画像形成用のレーザ光の走査開始位置のタイミングを決定する走査光学系において、
   主走査断面内において、前記偏向面に入射する前記複数の画像形成用のレーザ光の夫々の光束幅は、前記偏向面の幅よりも広い幅に設定され、且つ、
   前記複数の画像形成用のレーザ光の主光線の各々は、互いに主走査断面内において開き角を有して前記偏向面近傍で交差しており、
   前記複数の画像形成用のレーザ光のうち開き角が最も大きくなる２つの画像形成用のレーザ光の主光線のなす主走査断面内における角度をΔθ、前記光偏向器の偏向面の面数をＮ、前記光偏向器の１つの偏向面で理論的に偏向可能な最大の走査幅に対する画像形成範囲の比率を前記偏向面の走査効率ρとしたとき、
   Δθ＜（４π／Ｎ）×（１−ρ）
   Δθ＝４度又は６度
   なる条件を満足することを特徴とする走査光学系。
2. 前記複数の光源は、互いに独立した半導体レーザから成ることを特徴とする請求項１に記載の走査光学系。
3. 請求項１又は２に記載の走査光学系と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学系で走査されたレーザ光によって前記感光体の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。
4. 請求項１又は２に記載の走査光学系と、外部機器から入力したコードデータを画像データに変換して前記走査光学系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。

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