JP2000347116A

JP2000347116A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000347116A
Application number: JP11162155A
Authority: JP
Inventors: Koichi Fujita; 浩一藤田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-12-15
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Abstract

(57)【要約】【課題】画像を形成する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する。【解決手段】画像を構成する４つの画像光Ｌａ〜Ｌｄを
ポリゴンミラー１３の同一面の互いに近接する位置に入
射させるとともに、このポリゴンミラー１３における入
射位置と感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの表面における照
射位置とを光学的共役関係とした。ポリゴンミラー１３
における入射位置の変位が感光体ドラム５１ａ〜５１ｄ
の照射位置の変位に一致するため、ポリゴンミラー１３
における入射位置を調整することにより、４つの画像光
について感光体ドラム５１ａ〜５１ｄの照射位置を一括
して調整できる。

Description

【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１０
７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１
０７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１１８
ｂ〜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１６
０と定着ユニット１８０との間に、一対のローラ１７
２，１７３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〜１５
０ｄ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１
５５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】(1) 複数の画像光を、ポリゴンミラー上で
副走査方向について焦点を結び、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後、補正手段
を介して主走査方向について等速度に偏向して感光体の
表面に結像させる画像形成装置において、複数の画像光
が、単一のポリゴンミラーの反射面における近接する位
置で焦点を結ぶことを特徴とする。

【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。

【００３４】(2) 前記複数の画像光のビームウェスト
が、少なくとも副走査方向について一部又は全部におい
て重複することを特徴とする。

【００３５】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。

【００３６】(3) 前記複数の画像光を照射する複数の光
源を備え、複数の光源を主走査方向について略同一の位
置で、かつ、副走査方向について互いに異なる位置に配
置したことを特徴とする。

【００３７】この構成においては、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が、主走査方向の略
同一の位置に配置される。したがって、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。

【００３９】(4) 前記ポリゴンミラーにおいて反射した
複数の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、変換手段を通過した複数の画
像光を主走査方向について等速度に偏向する単一の補正
手段と、を備えたことを特徴とする。

【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】(5) 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
路設定手段を設けたことを特徴とする。

【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】(6) 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Ｂ
ｂ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。

【００４６】(7) 前記複数の画像光毎に個別の感光体を
備え、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をＧ
（ｍ）、感光体ａの露光位置と転写位置との距離をＴａ
（ｍ）、感光体ｂの露光位置と転写位置との距離をＴｂ
（ｍ）、プロセス速度をｖ（ｍ／ｓ）、ポリゴンミラー
の回転数をｑ（ｒｐｍ）、任意の整数をｋとして、Ｇ＋Ｔａ−Ｔｂ＝ｋ・６０・ｖ／ｑの関係を有することを特徴とする。

【００４７】この構成においては、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
の整数倍にされる。したがって、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が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さ
れ、レジスト不良の発生が確実に防止され、ずれのない
高画質の画像が形成される。

【００４８】(8) 前記複数の画像光毎に円柱形状を呈す
る感光体を個別に備え、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及び感光体ｂの半径を
Ｒ（ｍ）、感光体ａと感光体ｂとの転写位置の間隔をＧ
（ｍ）、感光体ａの露光位置と転写位置との間の角度を
Ｓａ（ｒａｄ）、感光体ｂの露光位置と転写位置との間
の角度をＳｂ（ｒａｄ）、プロセス速度をｖ（ｍ／
ｓ）、ポリゴンミラーの回転数をｑ（ｒｐｍ）、任意の
整数をｋとして、Ｇ＋Ｒ・Ｓａ−Ｒ・Ｓｂ＝ｋ・６０・ｖ／ｑの関係を有することを特徴とする。

【００４９】この構成においては、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
整数倍にされる。したがって、各画像光に対応した現像
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
した複数の画像光が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され、レジスト不良
の発生が確実に防止され、ずれのない高画質の画像が形
成される。

【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７
１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５１
ａ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５０
ａ〜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１１
ａ〜１１ｄ、レンズ１２ａ〜１２ｄ、ポリゴンミラー１
３、変換手段である第１シリンドリカル（ｃylindorica
l: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Ｌ
ａ〜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１６
ａ〜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１
０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１
３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５
１ａ〜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Ｌ
ａ，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，５１
ｂ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１
７ａ，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〜Ｌ
ｄ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１
３が面倒れを生じ、画像光Ｌａ及びＬｂがＬａ″及びＬ
ｂ″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／ｑＧ＋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Ｆ
ｂ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５
１ｂ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２
０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１
３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１
１ｃ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Ｌ
ａ〜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１１
ａ，１１ａ′，１１ｂ，１１ｂ′，１１ｃ，１１ｃ′，
１１ｄ，１１ｄ′、及び、２個ずつのレンズ１２ａ，１
２ａ′，１２ｂ，１２ｂ′，１２ｃ，１２ｃ′，１２
ｄ，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１
６ａ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２Ｃ
Ｙ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Ｔ
ａ）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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C362 AA11 AA14 AA48 BA54 BA58 BA83 BA85 BA90 BB03 CA22 CA39 DA03 DA09 2H030 AA01 AA05 AB02 BB02 BB16 BB56 2H045 AA01 BA02 BA22 BA34 CA03 CA63

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画像光を、ポリゴンミラー上で副走
査方向について焦点を結び、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光した後、補正手段を介
して主走査方向について等速度に偏向して感光体の表面
に結像させる画像形成装置において、複数の画像光が、単一のポリゴンミラーの同一の反射面
における近接する位置で、焦点を結ぶことを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記複数の画像光のビームウェストが、少
なくとも副走査方向について一部又は全部において重複
す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３】前記複数の画像光を照射する複数の光源を
備え、複数の光源を主走査方向について略同一の位置
で、かつ、副走査方向については互いに異なる位置に配
置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形
成装置。
【請求項４】前記ポリゴンミラーにおいて反射した複数
の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、変換手段を通過した複数の画像光
を主走査方向について等速度に偏向する単一の補正手段
と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載の画像形成装置。
【請求項５】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
定手段を設けたことを特徴とする請求項４に記載の画像
形成装置。
【請求項６】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７】前記複数の画像光毎に個別の感光体を備
え、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をＧ
（ｍ）、感光体ａの露光位置と転写位置との距離をＴａ
（ｍ）、感光体ｂの露光位置と転写位置との距離をＴｂ
（ｍ）、プロセス速度をｖ（ｍ／ｓ）、ポリゴンミラー
の回転数をｑ（ｒｐｍ）、任意の整数をｋとして、Ｇ＋Ｔａ−Ｔｂ＝ｋ・６０・ｖ／ｑの関係を有することを特徴とする請求項１に記載した画
像形成装置。
【請求項８】前記複数の画像光毎に円柱形状を呈する感
光体を個別に備え、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及び感光体ｂの半径をＲ
（ｍ）、感光体ａと感光体ｂとの転写位置の間隔をＧ
（ｍ）、感光体ａの露光位置と転写位置との間の角度を
Ｓａ（ｒａｄ）、感光体ｂの露光位置と転写位置との間
の角度をＳｂ（ｒａｄ）、プロセス速度をｖ（ｍ／
ｓ）、ポリゴンミラーの回転数をｑ（ｒｐｍ）、任意の
整数をｋとして、Ｇ＋Ｒ・Ｓａ−Ｒ・Ｓｂ＝ｋ・６０・ｖ／ｑの関係を有することを特徴とする請求項１に記載した画
像形成装置。