CN1149422C - 多波束曝光装置 - Google Patents

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Abstract

一种多光束曝光装置，使每光束之间的偏差降低、使图象正确重合，无色差或光束之间的间距不产生变化。包括：偏转前光学系统5，具有光源3和调节机构11，光源具有设置于三角形的每个顶点位置的发光点，调节机构一起对光源射出的光束L在像面上的副扫描方向光束间距进行调节；光偏转器7，具有可旋转形成的反射面，使光束朝向规定方向偏转；偏转后光学系统9，将m束光束连续地成像于像面上，使三激光的副扫描方向的间距基本相等。

Description

多波束曝光装置
技术领域
本发明涉及扫描多束光束的多波束曝光装置，其用于多鼓式的彩色打印机、多鼓式的彩色复印机、多色彩色打印机、多色彩色复印机、单色高速激光打印机、单色高速数字式复印机等设备中。
背景技术
比如，在采用包括多个感光鼓的图象成形机构的彩色打印机或彩色复印机等中的图象成形设备中，采用这样的曝光装置，该曝光装置提供与经过色分解的色成分相对应的多个图象数据，即至少与图象成形机构的数量相等的多束光束。
这种曝光装置包括：多个半导体激光器件，其射出与经过色分解的每个色成分的图象数据相对应的规定数量的光束；第1透镜组，其将每个半导体激光器件射出的光束的截面光束直径会聚成规定的尺寸和形状；光偏转器，其通过下述方式使通过第1透镜组会聚成规定的尺寸和形状的光束组偏转，该方式为：连续地沿这样的方向对上述光束组进行反射，该方向与保持通过光束形成的图象的记录媒体的传送方向垂直；第2透镜组等，该第2透镜组使通过光偏转器发生偏转的光束成像于记录媒体的规定位置。另外，在许多场合，通过光偏转器激光束发生偏转的方向为主扫描方向，并且记录媒体所传送的方向、即与主扫描方向垂直的方向为副扫描方向。
上述曝光装置分为采用与适合采用的图象成形装置相符合、分别与每个图象成形机构相对应的多个曝光装置的实例，以及通过1个曝光装置可提供多束光束的多波束曝光装置的实例。此外，当今为了提高图象成形速度和提高分辨率，人们还提出了一种高速打印机，其通过同时对同一颜色的图象数据进行曝光，可形成高分辨率的图象，并且可实现高速度的图象成形。
但是，在上述的曝光装置中，为了实现图象成形装置的高速化以及提高分辨率，必须在不增加光偏转器中的反射面的旋转速度的情况下，按照抵抗高速旋转的空气轴承等的方式采用高价的轴承。这样会产生下述问题，即马达的旋转速度具有上限，可高速旋转的马达的成本较高，另外用于使马达旋转的驱动电路也较贵，没有预料到与成本增加相对应的反射面的旋转速度的增加。另外，还会产生下述问题，即反射面的旋转速度增加会导致使反射面的涡流损失加速、摩擦风音增加。
与此相对，当反射面的数量增加时，可抑制马达的旋转速度的增加，但是由于图象频率增加，这样有可能会产生叠加于图象信号(图象数据)上的高噪音成分增加的问题。另外，增加图象频率会产生在控制电路的电路设计或实际安装中，造成各种制约的问题。
由此，人们已提出了多波束曝光的方式，其通过针对每种经过色分解的色成分，提供多束光束，使这些光束产生一次偏转(扫描)，可分别降低反射面的旋转速度和图象频率，但是即使在采用多波束曝光的情况下，仍会产生在下面将要说明的各种问题。
即，作为光源当考虑光源采用与经过色分解的色成分的数量相对应的U组光束，通过V束光束提供各个色成分时，则所需的半导体激光器件为U×V个。因此，光偏转器可偏转的光束的根数为U×V根，由于可一起使这些光束偏转，这样半导体激光器件与第1透镜组为U×V个，用于在使V束光束会聚成U束光束之后，再会聚成1束光束的半透明反射镜必须为(V×U-1)个，其结果是，部件数量增加，成本上升。
另外，为了用于彩色复印机等中，在专门采用与每种色成分的图象数据相对应的多个图象成形机构的场合，由于一般每个机构设置于比如W＝4所示的多个位置，这样上述数量的半导体激光器、第1透镜组和半透明反射镜分别必须设置W组。因此，上述装置的尺寸也增加。在此场合，还会产生必须确保可设置全部的部件的空间的问题。
另一方面，通过采用具有X个发光点的半导体激光器列阵，可降低半导体激光器与第1透镜组的个数，但是具有下述问题，即在与光束通过光偏转器发生偏转的方向垂直的方向，相邻的或下次偏转的光束之间的间距的控制较复杂。另外，通过使相邻的或下次偏转的光束之间的间距稍稍变化，则会产生下述问题，即由于在与光束发生偏转的方向垂直的方向，多束光束按照不完全重合的方式投影，这样会使分辨率降低的颤抖增加。
采用具有δ个发光点的半导体激光器列阵会产生下述问题，即由于相对通过将光束进一步变换为平行光或会聚光的透镜的部分光束通过透镜的中心以外的部分，这样不能按照相同方式对全部的光束的像差进行补偿。因此，在相同补偿时，对全部的光束的像差进行均匀化处理是困难的，可对上述相邻的或下次偏转的光束之间的间距进行控制的范围限制在某个范围的限度。
另外，上述的相邻的或下次偏转的光束之间的间距的不一致不仅会增加颤抖，而且还会产生图象的浓度不均匀。另外，该情况会造成彩色复印机中的颜色不均匀和色差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种曝光装置，在扫描多束光束的曝光装置中，每束光束之间的偏差降低，图象正确地重合，色差或光束之间的间距不发生变化。
本发明提供一种多波束曝光装置，包括：
偏转机构(7)，其通过使按照可旋转的方式形成的反射面以规定速度旋转，使光束朝向主扫描方向偏转；
光源，其具有2以上整数的n组，每组具有2以上整数的m个发光点的激光二极管矩阵，射出m×n束光束，由上述光源射出的m×n束光束之间的间距按照下述方式定义，即在与通过上述偏转机构使上述光束发生偏转的主扫描方向垂直的副扫描方向相关的情况下，在像面上成为n个光点；
第1光束间距调节机构，其设置有n组，该机构按每m束光束，一起对上述光源射出的m束光束在像面上的副扫描方向的光束之间的间距进行调节；
第2光束位置调节机构，其设置有n-1组，该机构对上述光源射出的m束光束在像面上的光束位置进行调节；
第1合成反射镜，其按照占光束中的光量中的规定比例使光束产生透射，按照规定比例对该光束进行反射，该机构设置有n-1个，其将m×n束光束会聚为基本通过同一光路的1束光束；
成像光学机构，其使通过上述偏转机构朝向主扫描方向发生偏转的m×n束光束连续地成像于像面上。
另外，本发明还提供一种多波束曝光装置，包括：
偏转机构，其通过使按照可旋转的方式形成的反射面以规定速度旋转，使光束朝向主扫描方向偏转；
光源，其具有设置于三角形的三个顶点处的发光点，该光源射出相互靠近的3束光束；
第1光束间距调节机构，其一起对沿下述副扫描方向的光束之间的间距进行调节，该副扫描方向与由上述光源射出的m束光束在像面上的主扫描方向相垂直；
成像光学机构，其使通过上述偏转机构发生偏转的光束连续地成像于像面上。
此外，本发明还提供一种多波束曝光装置，包括：
光源，其具有2以上整数的m个发光点，该光源设置有n1+n2+...nk组，提供m×(n1+n2+...nk)束光束；
第1光束间距调节机构，其分别设置于上述n组光源射出的光束所通过的光路上，该机构针对上述每组一起对上述光源射出的光束在像面上的光束间距进行调节；
合成反射镜，其设置有k-1个，它将上述m×(n1+n2+...nk)束的光束会聚成通过基本相同的光路的1束光束；
偏转机构，其使按照可旋转的方式形成的反射面以规定速度旋转，使会聚为1束光束的m×(n1+n2+...nk)束的光束朝向规定方向偏转；
成像光学机构，其使通过上述偏转机构发生偏转的上述m×(n1+n2+...nk)束光束连续地成像于规定像面上。
附图说明
图1为本发明实施例的多波束曝光装置的一个实例的平面示意图；
图2为从侧面观看图1所示的曝光装置的状态的示意图；
图3为图1和2所示的曝光装置中所采用的透镜固定架和光源结构的示意图；
图4为图3所示的透镜支架内部的光源与光圈的位置关系的说明示意图；
图5为在图1和2所示的曝光装置中，保持半透明反射镜、半固定反射镜和彩色合成反射镜的机构的说明示意图；
图6为表示图1和2所示的曝光装置中的有限焦点透镜和柱面透镜之间的间距与副扫描方向的像面上的横倍率之间的关系的曲线图；
图7为表示图1和2所示的曝光装置中的有限焦点透镜和柱面透镜之间的间距与处于和副扫描方向的焦点保持一致的状态的柱面透镜与光偏转器中的多面镜的反射点之间的距离的关系的曲线图；
图8为用作图1和2所示的曝光装置中的光源的半导体激光器件的3个发光点的布置的说明示意图；
图9为采用二组图8所示的半导体激光器件时的在像面上的激光束的射束光点的布置的说明示意图；
图10为表示图1和2所示的曝光装置中，可提供图9所示布置的射束光点的副扫描方向横倍率调节机构的另一实施例的示意图；
图11A、11B和11C为表示通过图10所示的副扫描方向横倍率调节机构提供的射束光点的布置的变化的示意图；
图12为图10所示的副扫描方向横倍率调节机构中的棱镜的入射角与棱镜的副扫描方向的光线宽度的放大比例的说明曲线图；
图13为表示图10所示的副扫描方向横倍率调节机构中的棱镜的副扫描方向的光线宽度的放大比例与在像面上的副扫描方向的横倍率之间的关系的曲线图；
图14为表示图10所示的副扫描方向横倍率调节机构的棱镜的副扫描方向的光线宽度的放大比例、与处于按照与其保持一致的方式，与副扫描方向的焦点保持一致的状态下的柱面透镜与光偏转装置中的每个反射面的反射点之间的距离之间的关系的曲线图；
图15为图10所示的副扫描方向横倍率调节机构的另一实例的说明示意图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明的实施例进行具体描述。
图1和2表示作为本发明实施例的多波束曝光装置的示意图，该曝光装置装配于图象成形设备中，该图象成形设备根据比如被色分解为4种色成分的图象信息形成彩色图象，图1为取下盖的状态平面的示意图，图2为表示从侧面观看图1所示装置的状态的示意图。另外，在采用上述的4种色成分的图象信息的彩色图象成形设备中，为了通过相减合成基色表示任意颜色，一般采用4组相应机构，该机构分别对应于4种图象信息以及Y、M、C和B针对每种色成分形成图象，该4种图象信息通过色分解而变为Y(黄色)、M(品红色)、C(青色)和B(黑色，但是当以单色置换黄色、品红色和青色中的每一种重合而呈黑色的图象区域而对其实现上墨动作时，采用“黑”，以便形成文字原稿等黑色单色图象中的每种色成分)，由此通过在每个标号上添加Y、M、C和B，识别每个色成分的图象信息和与其分别相对应的机构。另外，上述图象成形设备主体与其控制部(动作的控制)以及图象信息信号的处理等已在已授权的USP5715078号专利(授权日期为：1998.2.3)文献中公开，该专利为与本申请为同一发明人的早先申请，故本说明书中省略对其的具体描述。
多波束曝光装置1包括有光源3Y、3M、3C和3B和作为偏转机构的光偏转器7，该光源3Y、3M、3C和3B分别向图中未示出的图象成形设备主体中的4个图象成形部射出光束，上述光偏转器7按照规定线速度使每个光源3(Y、M、C和B)射出的光束朝向设置于规定位置的像面(即分别设置于图中未示出的图象成形设备主体中的4个图象成形部上的感光鼓)偏转(扫描)。另外，在光偏转器7和光源3之间设置有偏转前光学系统5在光偏转器7和图中未示出的像面之间设置有偏转后光学系统9。另外，通过光偏转器7激光束发生偏转(扫描)的方向为主扫描方向，下述方向为副扫描方向，该方向与主扫描方向和下述的各个轴线垂直，该轴线构成光偏转器施加给激光束的偏转动作的基准，该光偏转器使通过其扫描(偏转)的激光束为主扫描方向。因此，通过多波束曝光装置1发生偏转的激光束的副扫描方向为在图中未示出的图象成形设备主体中打印纸的传送方向，并且与图中未示出的感光鼓的旋转方向保持一致。另外，主扫描方向为与图中未示出的打印纸的传送方向相垂直的方向(图中未示出的感光鼓的轴线方向)。
光偏转器7包括多面镜主体7a和马达7b，该多面镜主体7a按照呈正多边形状的方式被设置成比如8面的平面反射面(平面反射镜)，该马达7b按照规定速度使多面镜主体7a旋转。此外，上述多面镜主体7a沿马达7b的旋转轴成整体形成。
多面镜主体7a比如由铝制成。另外，多面镜7a中的每个反射面是这样提供的，在沿副扫描方向切出后，对切断面通过蒸镀方式涂敷比如二氧化硅(SiO2)等材料的表面保护层。
为了对通过光偏转器7发生偏转的各个激光束L(Y、M、C和B)进行水平同步调整，偏转后光学系统9包括：对每束激光束进行探测的水平同步用光探测器23；水平同步用反射镜25，该反射镜25将每束激光束L朝向水平同步用探测器23反射；两组成像透镜21，即第1和第2成像透镜21a、21b，该透镜使通过多面镜7a发生偏转(扫描)的激光束L(Y、M、C和B)在像面上的形状和位置保持最佳；多个反射镜33Y(第1黄色)、35Y(第2黄色)、37Y(第3黄色)、33M(第1品红色)、35M(第2品红色)、37M(第3品红色)、33C(第1青色)、35C(第2青色)、37C(第3青色)、33B(第1黑色)、35B(第2黑色)、37B(第3黑色)、33B(黑色专用)，这些反射镜将从第2成像透镜21b射出的每束激光束L(Y、M、C和B)送向与各个激光束相对应的、图中未示出的感光鼓(像面)；防尘玻璃39(Y、M、C和B)，该防尘玻璃39对包括上述的多个光学元件的光扫描装置1进行防尘。
下面针对每个激光器对偏转前光学系统5进行具体描述，该偏转前光学系统5位于构成每个光源3(Y、M、C和B)的相应激光器3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca、3Cb、3Ba和3Bb与光偏转器7之间。
每个光源3Y、3M、3C和3B分别具有射出各个激光束LY的黄色第1激光器3Ya和黄色第2激光器3Yb、射出激光束LM的品红色第1激光器3Ma和品红色第2激光器3Mb、射出激光束LC的青色第1激光器3Ca和青色第2激光器3Cb、射出激光束LB的黑色第1激光束3Ba和黑色第2激光器3Bb。另外，各个激光器件为按照通过图8在后文中所描述的方式，在三角形(正三角形)的每个顶点设置有发光部的、可提供多波束的半导体激光器列阵。
偏转前光学系统5包括：有限焦点透镜13，该有限焦点透镜13对从各个激光器3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca、3Cb、3Ba和3Bb射出的激光束L提供规定的聚焦性；光圈14，该光圈14使通过上述有限焦点透镜13的激光束L具有任意的截面光束形状；柱面透镜17，该柱面透镜17按照与副扫描方向有关的方式，进一步对通过光圈14的激光束L提供规定的聚集性；半透明透镜15，该半透明透镜15位于柱面透镜17和光圈14之间，该偏转前光学系统5按照规定形状对从各个激光器3射出的激光束L的截面光束形状进行调整，将上述激光束L送向光偏转器7的反射面。此外，有限焦点透镜13采用下述的透镜，该透镜在下述面上贴合有比如UV(Ultra Violet＝紫外线)硬化型的、图中未示出的塑料透镜(或成整体形成有图中未示出的塑料透镜)，该面指比如非球面或球面玻璃透镜的激光器入射面和射出面中的至少一个面。另外，上述激光器3、有限焦点透镜13和光圈14通过透镜支架11成整体保持在一起，该透镜支架11将通过图13在下面进行描述。
按照上述方式，当表示被色分解的色成分的数量的k定义为“k＝4”时，分别从构成每个光源的激光器3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca、3Cb、3Cb、3Ba和3Bb射出的激光束LYa和LYb、LMa和LMb、LCa和LCb、LBa和LBb逐个对同一色成分，通过
n1+n2+n3+n4-k＝2+2+2+2-4＝4
个的合成反射镜组，即第1合成反射镜15Y、15M、15C和15B分别进行合成，此外，通过
k-1＝4-1＝3
个的第2合成反射镜19M、19C和19B进一步进行合成，并送向光偏转器7。另外，第1合成反射镜15Y、15M、15C和15B分别为对50％左右的所射入的激光束进行反射，使50％左右的该激光束产生透射的半透明反射镜。
还有，由于n1＝n2＝n3＝n4＝2，m(发光点数)＝3，这样从各个激光器3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca、3Cb、3Cb、3Ba和3Bb朝向光偏转器7射出的激光束L的总数为2+2+2+2＝8组×m，即8×3＝24束，即LYa-1、LYa-2、LYa-3、LYb-1、LYb-2、LYb-3、LMa-1、LMa-2、LMa-3、LMb-1、LMb-2、LMb-3、LCa-1、LCa-2、LCa-3、LCb-1、LCb-2、LCb-3、LBa-1、LBa-2、LBa-3、LBb-1、LBb-2、LBb-3。由此，在图面上不能区别与任意颜色相对应的激光束L，但是在任意一个半透明反射镜15(Y、M、C和B)的前侧(光源侧)有3束，而在半透明反射镜15(Y、M、C和B)的后侧(光偏转器一侧)汇集有6束按照合成为1束的方式会聚。
如图3所示(其按照作为代表的方式表示与任意的激光器3相对应的透镜支架11)，透镜支架11比如由铝压铸件制成，该铝压铸件具有较高的加工精度，另一方面其形状很少相对温度变化发生变化，该支架11按照下述方式设置于保持偏转前光学系统5的结构元件的基板10的凹部10a上，该方式为：其可沿在凹部10a上的箭头X方向，在凹部10a上移动。此外，上述基板10位于曝光装置1的中间基座1a上。
透镜支架11具有支架主体11a，该支架主体11a按照规定间距保持有固定于激光器支架12上的激光器3和有限焦点透镜13，该激光器支架12由铝压铸件形成，该铝压铸件由实质上与透镜支架11相同的材质的铝形成，上述有限焦点透镜13保持在从激光器3的发光点、即激光器支架12与支架主体11a相接触的位置所规定的距离处。因此，有限焦点透镜13为带有其法兰部分呈圆筒状的圆筒法兰的透镜，该透镜通过以可从透镜支架11中的支架主体11a的底部11b一侧，朝向支架主体11a的侧面和底面11c加压的方式设置的板簧16压靠于透镜支架的侧面和底面11c上，从而其固定于透镜支架11上。因此，有限焦点透镜13可沿从激光器3，通过有限焦点透镜13，朝向柱面透镜17的光轴o，在支架主体11a上移动，并按照其与固定于激光器支架12上的激光器3之间的间距为规定间距的方式，固定于透镜支架11上。另外，光圈14按照通过图14在下面将要进行描述的方式，以位于有限焦点透镜13的后路侧焦点位置的方式，固定于透镜支架11的规定位置，即光圈保持部11d上。另外，限定光轴o与下述方向基本保持平行，该方向为基板10中的凹部10a伸出的方向。
在这里，通过图6和7进行描述。通过下述方式，便可对像面上的副扫描方向光束间距进行调节，以便代替沿X方向对透镜支架11进行调节的方式，该方式为：作为第1光束间距调节机构，使保持激光器3的激光器支架12绕光轴旋转。
图4(以作为代表的方式表示任意的激光束L)为下述的示意图，在该图中，透镜支架11内的有限焦点透镜13和光圈14沿光轴o拔出。如图4所示，通过将光圈14设置于有限焦点透镜13的后路侧焦点位置处，便可使激光束L(Y、M、C和B中的任何一个)a与激光束L(Y、M、C和B中的任何一个)b两者的效率基本相等，上述激光束La和Lb是3个×2组的激光器3(Y、M、C和B中的任何一个)a和激光器3(Y、M、C和B中的任何一个)b分别射出的。
再次参照图1，在半透明反射镜15(Y、M、C和B)中，由于在比如其厚度t＝5mm的平行平板玻璃中的一个面上通过蒸镀方式涂敷金属膜，这样其透射率和反射率便控制在规定值，根据下述水平同步和光束位置信号，通过在下面将通过图5进行描述的反射镜保持机构20，设定主扫描方向和副扫描方向中的相应方向的反射角，该水平同步和光束位置信号是通过水平同步传感器23对每个激光器3(Y、M、C和B中的任何一个)a和激光器3(Y、M、C和B中的任何一个)b所射出的3根×2组＝6根的激光束中的一根激光束，比如通过图9在后文中将要具体描述的激光束a-1或b-1进行检测而得到的。
再有，各个激光束LYa、LMa、LCa和LBa按照上述方式，分别通过半透明反射镜15(Y、M、C和B)产生透射，激光器3Yb、3Mb、3Cb和3Bb所射出的各个激光束LYb、LMb、LCb和LBb通过半透明反射镜15(Y、M、C和B)产生反射。此时，由于每个光源3(Y、M、C和B)为Nk(k为正整数，在本实例中，按照已描述的方式，k所表示的颜色的数量为4)，N1、N2、N 3和N4中的相应光源组的数量i分别为2个，这样按照上述方式，对于每个光源，半透明反射镜15(Y、M、C和B)采用(N i-1)＝2-1＝1个。
此外，按照上述方式，每个激光束L(Ya、Yb、Ma、Mb、Ca、Cb、Ba和Bb)通过半透明反射镜15(Y、M、C和B)产生透射的次数为1或0次。具体来说，LBa、LMa、LCa和LYa通过半透明反射镜15(Y、M、C和B)产生透射1次，其它的激光束LBb、LMb、LCb和LYb通过半透明反射镜15(Y、M、C和B)产生反射。另外，各个半透明反射镜15(Y、M、C和B)沿下述方向倾斜相同的值(角度)，该方向指分别与通过每个半透明反射镜15(Y、M、C和B)产生透射的、朝向光偏转器7的激光束LBa、LMa、LCa和LYa中的每束相同的方向。在此场合，各个半透明反射镜15(Y、M、C和B)所倾斜的角度U分别按照45°设定。
在这里，由于各个半透明反射镜15(Y、M、C和B)的反射率与透射率之比为1∶1，这样实质上，可将每个光源3(Y、M、C和B)中的每个激光器件3Ya和3Yb、3Ma和3Mb、3Ca和3Cb、3Ba和3Bb的输出设定得相同。由此，可使在成像面上的输出相同，从而很容易使每束激光束L(Ya、Yb、Ma、Mb、Ca、Cb、Ba和Bb)的成像特性相同。
图5(以作为代表的方式表示任意的激光束)为下述反射镜保持机构20的说明示意图，该反射镜保持机构20可沿下述方向对3个×2组的激光器3(Y、M、C和B中的任何一个)a、以及与该激光器3(Y、M、C和B中的任何一个)a形成一对的激光器3(Y、M、C和B中的任何一个)b合成的半透明反射镜15(Y、M、C和B)的光入射面和光射出面(光反射面)的倾角进行调节，该方向指与主扫描方向和副扫描方向中的相应方向有关的方向。
如图5所示，半透明反射镜15通过下述凸状的反射镜保持部10b和板簧20a，按照相对光轴o形成任意的倾角的方式固定于基板10的规定位置处，该反射镜保持部10b与基板10成整体形成，该板簧20a按照朝向该反射镜保持部10b施加压力的方式设置。
具体来说，上述反射镜保持机构20包括靠近反射镜保持部10b的底部，即基板10一侧设置的第1调节弹簧20b、距基板10规定距离的第2和第3调节弹簧20c和20d，通过对各个弹簧20b、20c和20d的伸缩量分别设定，这样便可将通过板簧20a产生的推压力而推压的反射镜15的倾斜度设定为由3个弹簧20b、20c和20d的伸缩量设定的方向和角度。此外，上述板簧20a按照仅仅与反射镜15的外面的轮廓部相接触的方式，除了与基板10的固定部分以外，而分为两个带状区域，上述反射镜保持部10b是这样形成的，即除了设置弹簧20b、20c和20d的区域以外，其它的部分为开槽的结构，这样来自反射镜保持部10b一侧和板簧20a一侧的激光束可相对反射镜15实现射入或反射。
柱面透镜17是通过下述方式将塑料透镜17a和玻璃透镜17b成整体形成的组合(复合)透镜，该方式为：通过粘接，或从规定方向朝向图中未示出的定位部件推压，而上述塑料透镜17a由以比如聚甲基合成树脂(PMMA)等为代表的塑料形成，其呈副扫描方向截面形状为圆筒面的局部的形状，该透镜17a设置于激光器3的一侧，在其与空气相接触的透镜面上具有副扫描方向的放大倍数，上述玻璃透镜17b由比如LAH78等玻璃材料形成，其设置于光偏转器7一侧。因此，塑料透镜17a中的与玻璃透镜17b相接触的面、以及玻璃透镜17b中的与塑料透镜17a相接触的面的副扫描方向的曲率按照相等方式设定。此外，塑料柱面透镜17a也可成整体形成于玻璃柱面透镜17b上。
再有，按照后面将要描述的方式，柱面透镜17通过下述方式，固定于偏转前光学系统5内的最佳位置，该方式为：每个光源3所射出的3束×2组＝6束的激光束L分别按照下述距离和高度射入，该距离和高度指距非对称并且柱面透镜17的设计光轴，规定的距离和规定的高度。此外，上述最佳位置按照下述方式设定，该方式为：可消除由构成后文将要描述的偏转后光学系统9中的第1和第2成像透镜21a、21b附加于每束激光束L上的彗形像差。
下面针对每个激光器，对送向光偏转器7的反射面、之后通过该反射面偏转(扫描)的激光束LYa和LYb、LMa和LMb、LCa和LCb、LBa和LBb中的相应激光束以及位于光偏转器7和像面之间的偏转后光学系统9进行具体描述。
通过使光偏转器7的多面镜7a的每个反射面旋转，送向光偏转器7的激光束LYa(LYa-1、LYa-2和LYa-3)和LYb(LYb-1、LYb-2和LYb-3)基本呈直线状偏转以规定角度，射入偏向后光学系统9，即2个成像透镜21中的第1成像透镜21a的入射面。
接着，激光束LYa和LYb按照感光鼓58Y的表面上的射束光点的形状和大小为规定形状和大小的方式，通过第1成像透镜21a和第2成像透镜21b提供规定的会聚性和方向性，依次通过反射镜33Y和35Y反射，通过反射镜37Y按照规定角度反射，通过防尘玻璃39Y，射向图中未示出的感光鼓(像面)。
同样，激光束LMa和LMb、LCa和LCb分别通过第2成像透镜21b，依次通过反射镜33M、33C、35M和35C反射，通过反射镜37M和37C按照规定角度反射，通过防尘玻璃39M和39C，射向图中未示出的感光鼓。
激光束LBa(LBa-1、LBa-2和LBa-3)和LBb(LBb-1、LB2和LB3)与和上述其它的颜色相对应的激光束相同，通过第1成像透镜21a和第2成像透镜21b提供规定的会聚性和方向性，仅仅通过反射镜33B按照规定角度反射，通过防尘玻璃39M，射向图中未示出的感光鼓。
此外，按照与每束激光束L(Y、M、C)分别相对应的方式设置的第3反射镜37(Y、M、C)通过图中未示出的平行度调节机构，按照可沿任意方向对每束激光束(Y、M和C)进行反射的方式保持，并且按照像面的纵向的两个端部的射束光点直径的变化量设定为任意值的方式形成。
下面对柱面透镜和偏转后光学系统之间的光学特性进行具体描述。
由于偏转后光学系统9，即2组透镜21中的第1和第2成像透镜21a和21b由塑料比如PMMA形成，这样通过周边温度在比如0～50℃的范围内变化，可知折射率n在1.4876～1.4789的范围内变化。在此场合，实际上使通过第1和第2成像透镜21a和21b的激光束会聚的成像面，即副扫描方向的成像位置按照在±4mm的范围变化。
与此相对，在本申请的偏转前光学系统5和偏转后光学系统9中，通过按照保持最佳曲率的方式，将与偏转后光学系统9所采用的透镜的材质相同的材质的透镜装配于偏转前光学系统5中，从而可将随着因温度变化造成的折射率n的变化所产生的成像面的变化控制在±0.5mm的范围内。即，偏转前光学系统5为玻璃透镜，与偏转后光学系统9由塑料构成的这样的公知光学系统相比较，可对显示副扫描方向的色差进行补偿，该色差是偏转后光学系统21中的第1和第2透镜21a和21b的温度变化造成的折射率的变化引起的。
但是，由于可补偿的色差的补偿量是根据塑料柱面透镜17b的放大倍率，即塑料柱面透镜17b的入射面曲率与射出面曲率之间的差值确定的，这样当塑料柱面透镜17b的入射面为平面时，则特别规定塑料柱面透镜17a的曲率。
由此，当特别规定塑料柱面透镜17a所采用的材料时，便确定了柱面透镜17的焦距。因此，当特别规定偏转后光学系统21的光学特性时，副扫描方向的射束光点的最小直径可仅仅由柱面透镜17的焦距设定。但是，由于设计自由度较窄，这样上述情况还必须考虑获得作为目标的射束光点以及不同时确保消色差。另外，还有下述方法，即通过改变玻璃材料，改变折射率，通过调节玻璃柱面透镜17a的焦距，对柱面透镜17的焦距进行设定，但是玻璃的材质，未必在研磨性、保管或运送时是有益的，从而无法避免自由度的降低。
根据上述观点，还可具有下述方法，即通过使玻璃柱面透镜17a的入射面与射出面具有曲率，使塑料柱面透镜17b的放大倍率与柱面透镜17的放大倍率为独立的函数。
但是，借助使通过成形法形成的塑料柱面透镜17b的入射面和射出面这两个面具有曲率，使塑料柱面透镜17b的放大倍率与柱面透镜17的放大倍率为独立的函数的上述方法，可使成本降到最低。
此外，偏转前光学系统5和偏转后光学系统9中所采用的每个透镜，以及对每个激光束提供规定的特性的光学部件，即有限焦点透镜13(偏转前光学系统)、半透明反射镜15(偏转前光学系统)、玻璃柱面透镜17a(柱面透镜17)、塑料柱面透镜17b(柱面透镜17)、第1成像透镜21a(偏转后光学系统)、第2成像透镜21b(偏转后光学系统)和防尘玻璃39(偏转后光学系统)的光学特性如下面的表1～3所示。另外，在偏转前光学系统中，作为激光束LY所采用的元件和激光束LB所采用的元件沿副扫描方向，以光轴o为中心保持对称。另外，表2中的CUX和CUY表示第1和第2成像透镜21a和21b中的相应入射面和射出面中的透镜面形状由式(1)所表示的多项式定义时的计算结果。
X = CUY y 2 + CUZ z 2 1 + 1 - AYCUY 2 Y 2 - AZCUZ 2 Z 2 + Σ n = 0 Σ m = 0 A mn Y mz 2 n · · · ( 1 )
下面，对从上述的多波束曝光装置1送向图中未示出的感光鼓(像面)的激光束(Y、M、C和B)的特性进行具体描述。
黄色第1激光器3Ya所射出的激光束LYa(LYa-1、LYa-2和LYa-3)通过有限焦点透镜13Ya，按照分别与主方向和副扫描方向相关的方式变换为基本平行的状态，通过光圈14Ya获得规定的截面光束形状。
                      表1
    曲率     厚度     材质
    1     空气
    平面
    0.3     BK7
    平面
    12.479     空气
    -0.006725
    6.000     n＝1.7978
    -0.078554
    0.020     n＝1.5036
    -0.0812677
    空气
    平面
cc＝0.133716000000000ad＝8.377423603344442D-007ae＝1.592401449469098D-008af＝9.787118666580858D-010ag＝9.475692204982494D-013
                                       表2
    偏转后光学系统           绝对座标：y方向偏心-4.333
                 曲率     厚度 透镜面序号     材质
    CUY     CUZ
  -35.436     空气
    0.019021   -0.0147546     1
  -6.524     PMMA
    0.02040817   0.01793626     2
  -106.530     空气
    0.0029042340   -0.00634328     3
  -6.0077405     PMMA
    0.002112237   0.01552636     4
  -9.000     空气
    平面     平面
  -2.000     BK7
    平面     平面
  -164.000     空气
    平面     平面
                                                                                 表3
  n/m       0       1       2        3       4       5        6       7       8        9       10
  0  0.000E+00  -5.075E-02  0.000E+00  3.402E-05  -5.413E-08  -8.876E-09  -3.297E-10   3.380E-11  -6.406E-13  -1.116E-14  7.120E-16
  1  0.000E+00  -5.988E-08  1.407E-07  1.467E-07  1.155E-08  -6.891E-10   6.566E-12   -5.297E-13  1.169E-14  5.802E-16  -1.260E-17
  2  -8.896E-05  -3.944E-06  -4.335E-07   5.183E-08  -1.916E-09  4.488E-11  3.950E-12   -2.012E-13  -4.174E-17  -3.424E-16  1.399E-17
  3  1.008E-05  7.221E-08  2.189E-08  -1.459E-09  1.338E-10  -8.773E-12  -1.468E-13   1.488E-14  -1.448E-16  2.861E-17  -9.120E-19
  4  -2.309E-07  -1.553E-10  -5.827E-10  4.448E-11  -9.423E-13  0.000E+00  0.000E+00   0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00  0.0000E+00
   nm     0       1     2     3     4       5      6     7     8     9     10
    0  0.000E+00  -6.687E-02  0.000E+00  2.044E-05  -4.684E-06  7.391E-09  -9.888E-10  1.234E-11  -2.037E-13  -9.521E-17  2.607E-16
    1  0.000E+00  -1.127E-06  -2.689E-06  1.774E-07  -1.558E-09  -2.888E-10  2.046E-11  -7.927E-13  5.657E-15  -3.536E-16  1.618E-17
    2  2.387E-05  -4.140E-08  -3.284E-07  3.799E-08  2.284E-12  6.067E-12  -2.478E-12  -6.435E-14  3.196E-15  1.237E-16  -3.821E-18
    3  -8.930E-06  1.961E-07  1.861E-08  -2.529E-09  6.180E-11  2.810E-12  -2.949E-14  -6.090E-15  6.149E-17  4.849E-18  -6.623E-20
    4  2.522E-07  -3.095E-09  -5.120E-10  4.207E-11  -9.508E-13  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00
  nm     0     1     2     3     4     5     6     7     8     9     10
  0  0.000E+00  1.660E-02  0.000E+00  -3.927E-06  -2.133E-07  3.818E-10  1.505E-11  2.572E-14  -8.037E-16  1.475E-18  -1.904E-20
  1  0.000E+00  -2.644E-05  5.823E-07  -1.140E-10  8.057E-11  1.705E-13  -1.613E-14  7.102E-17  -8.131E-19  3.084E-21  1.349E-23
  2  -8.028E-06  -5.092E-08  1.020E-11  1.569E-11  -8.288E-15  -2.339E-16  1.893E-17  -6.265E-19  1.203E-21  3.247E-23  -1.577E-25
  3  -3.363E-09  1.290E-10  3.133E-12  5.319E-14  -8.741E-17  -2.001E-18  1.135E-19  -3.473E-22  6.745E-24  -4.288E-27  -5.142E-29
  4  2.025E-10  1.118E-12  -8.987E-15  -1.688E-16  -9.048E-18  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00
 nm     0     1     2     3     4     5     6     7     8     9     10
  0  0.000E+00  1.022E-02  0.000E+00  -4.091E-00  -4.387E-08  4.082E-10  1.591E-12  9.148E-16  2.739E-16  4.265E-18  -7.011E-20
  1  0.000E+00  -1.972E-05  3.253E-07  -1.081E-09  2.945E-11  2.841E-13  -9.708E-16  1.800E-17  -1.643E-18  1.058E-20  -3.151E-23
  2  -8.891E-06  -5.126E-08  2.922E-10  1.530E-11  -1.618E-15  -1.539E-15  -3.743E-18  -6.221E-20  2.589E-21  -1.455E-23  -9.009E-26
  3  -8.160E-09  4.185E-11  1.989E-12  4.893E-14  2.992E-16  2.713E-18  7.095E-20  -6.659E-22  -5.008E-24  -4.140E-26  1.814E-27
  4  1.656E-10  1.372E-12  -3.279E-15  -1.813E-16  -7.667E-18  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00  0.000E+00
通过光圈14Ya获得规定的截面光束形状的激光束LYa通过其反射面可沿任意方向设定的半固定反射镜18Y，沿规定方向弯曲，送向半透明反射镜15Y。此外，半固定反射镜18为下述的透镜，即通过与已通过图5描述过的反射镜保持机构20类似的固定装置或图中未示出的超声波马达，其反射面的角度可沿任意方向设定，并保持在可进行微小移动的状态。
其作为第2光束间距调节机构而工作，为了对各个激光器所射出的光束之间相对位置进行调节，其按照每Ni-1＝2-1＝1个设置。
送向半透明反射镜15Y的激光束LYa通过半透明反射镜15Y产生透射，与借助该半透明反射镜15Y、从下面将要描述的第2黄色激光器3Yb射出的激光束LYb重叠，作为激光束LY，送向柱面透镜17Y。送向柱面透镜17Y的激光束LY通过柱面透镜17Y，按照与副扫描方向相关的方式，进一步会聚，送向光偏转器7中的多面镜7a。此外，半透明反射镜15Y按照相对激光束LYa内的LYa-1、LYa-2和LYa-3中的任何一束、副扫描方向的反射角为规定角度的方式设置。此外，相对下述激光束的半透明反射镜15Y的副扫描方向的倾角根据通过在后文将要描述的偏转后光学系统9中的水平同步和副扫描光束位置传感器23获得的光束位置数据设定，该激光束指构成副扫描方向的反射角设定的基准的LYa-1、LYa-2和LYa-3中的任何一束激光束。
第2黄色激光器3Yb所射出的激光束LYb(LYb-1、LYb-2和LYb-3)通过有限焦点透镜13Yb，按照分别与主扫描方向和副扫描方向相关的方式，变换为平行的状态，通过光圈14Yb获得规定的截面光束形状。通过光圈14Yb而获得规定的截面光束形状的激光束LYb通过半透明反射镜15Y反射，与借助半透明反射镜15Y从上述的第1黄色激光器3Ya射出的激光束LYa相重叠，送向光偏转器7中的多面镜7a。
第1品红色激光器3Ma所射出的激光束LMa(LMa-1、LMa-2和LMa-3)通过有限焦点透镜13Ma，按照分别与主扫描方向和副扫描方向相关的方式，变换为基本平行的状态，通过光圈14Ma获得规定的截面光束形状。通过光圈14Ma而获得规定的截面射束形状的激光器LMa送向半透明反射镜15M。送向半透明反射镜15M的激光束LMa通过半透明反射镜15M产生透射，与借助该半透明反射镜15M、从下面将要描述的第2品红色激光器3Mb射出的激光束LMb重叠，作为激光束LM，送向柱面透镜17M。送向柱面透镜17M的激光束M通过柱面透镜17M，按照与副扫描方向相关的方式，进一步会聚，送向光偏转器7中的多面镜7a。此外，半透明反射镜15M按照相对激光束LMa内的LMa-1、LMa-2和LMa-3中的任何一束，副扫描方向的反射角为规定角度的方式设置。另外，相对下述激光束的半透明反射镜15M的副扫描方向的倾角根据通过在后文将要描述的偏转后光学系统9中的水平同步和副扫描光束位置传感器23获得的光束位置数据设定，该激光束指构成副扫描方向的反射角设定的基准的LMa-1、LMa-2和LMa-3中的任何一束激光束。
第2品红色激光器3Mb所射出的激光束LMb(LMb-1、LMb-2和LMb-3)通过有限焦点透镜13Mb，按照分别与主扫描方向和副扫描方向相关的方式，变换为基本平行的状态，通过光圈14Mb获得规定的截面光束形状。通过光圈14Mb获得规定的截面光束形状的激光束LMb。通过半透明反射镜15M反射，与通过半透明反射镜15、从上述的第1品红色激光器3Ma射出的激光束LMa重叠，送向光偏转器7中的多面镜7a。
第1青色激光器3Ca所射出的激光束LCa(LCa-1、LCa-2和LCa3)通过有限焦点透镜13Ca，按照分别与主扫描方向和副扫描方向相关的方式，变换为基本平行的状态，通过光圈14Ca获得规定的截面射束形状。通过光圈14Ca获得规定的截面光束形状的激光束LCa送向半透明反射镜15C。送向半透明反射镜15C的激光束LCa通过半透明反射镜15C产生透射，与通过半透明反射镜15C、从下面将要描述的第2青色激光器3Cb射出的激光束LCb重叠，作为激光束LC，送向柱面透镜17C。送向柱面透镜17C的激光束LC通过柱面透镜17C，按照与副扫描方向相关的方式，进一步会聚，送向光偏转器7中的多面镜7a。此外，半透明反射镜15C按照相对激光束LCa内的LCa-1、LCa-2和LCa-3中的任何一束、副扫描方向的反射角为规定角度的方式设置。再有，相对下述激光束的半透明反射镜15C的副扫描方向的倾角根据通过在后文将要描述的偏转后光学系统9中的水平同步和副扫描光束位置传感器23获得的光束位置数据设定，该激光束指构成副扫描方向的反射角设定的基准的LCa-1、LCa-2和LCa-3中的任何一束激光束。
第2青色激光器3Cb所射出的激光束LCb(LCb-1、LCb-2和LCb-3)通过有限焦点透镜，按照分别与主扫描方向和副扫描方向相关的方式，变换为基本平行的状态，通过光圈14Cb获得规定的截面光束形状。通过光圈14Cb获得规定的截面光束形状的的激光束LCb通过半透明反射镜15C反射，与通过半透明反射镜15C、从上述的第1青色激光器Ca射出的激光束LCa重叠，送向光偏转器7中的多面镜7a。
第1黑色激光器3Ba所射出的激光束LBa(LBa-1、LBa-2和LBa-3)通过有限焦点透镜13Ba，按照分别与主扫描方向和副扫描方向相关的方式，变换为基本平行的状态，通过光圈14Ba获得规定的截面光束形状。通过光圈14Ba获得规定的截面光束形状的激光束LBa通过反射面可沿任意方向设定的半固定反射镜18B，沿规定方向弯曲，送向半透明反射镜15B。
送向半透明反射镜15B的激光束LBa通过半透明反射镜15B产生透射，与通过半透明反射镜15B、从下面将要描述的第2黑色激光器3B射出的激光束LBb重叠，送向柱面透镜17B。送向柱面透镜17B的激光束LBb通过柱面透镜17B，按照与副扫描方向相关的方式，进一步会聚，送向光偏转器7中的多面镜7a。还有，半透明反射镜15B按照相对激光束LBa内的LBa-1、LBa-2和LB-3中的任何一束、副扫描方向的反射角为规定的角度的方式设置。另外，相对下述激光束的半透明反射镜15B的副扫描方向的倾角根据通过在后文将要描述的偏转后光学系统9中的水平同步和副扫描光束位置传感器23获得的光束位置数据设定，该激光束指构成副扫描方向的反射角设定的基准的LBa-1、LBa-2和LBa-3中的任何一束激光束。
第2黑色激光器3Bb所射出的激光束LBb(LBb-1、LBb-2和LBb-3)通过有限焦点透镜13Bb，按照分别与主扫描方向和副扫描方向相关的方式，变换为基本平行的状态，通过光圈14Bb获得规定的截面光束形状。通过光圈14Bb获得规定的截面光束形状的激光束LBb通过半透明反射镜15B反射，与通过半透明反射镜15B、从上述的黑色第1激光器3Ba射出的激光束LBa重叠，送向光偏转器7中的多面镜7a。
此外，位于黄色第1激光器3Ya所射出的激光束LYa和黑色第1激光器3Ba所射出的激光束LBa的光路上的半固定反射镜18Y和18B通过与用于保持比如图15所示的半透明反射镜15的反射镜保持机构20类似的反射镜保持机构，按照可沿主扫描方向和副扫描方向中的相应方向改变激光束的反射方向和角度的方式设置。
通过半透明反射镜15M、11C和11B会聚的3束×2组＝6束的激光束LM、LC和LB与各个激光束L(M、C和B)相对应，通过下述彩色合成反射镜(即，第2合成反射镜)19M、19C和19B沿规定方向反射，送向光偏转器7，与半透明反射镜15(Y、M、C和B)和半固定反射镜18Y和18B相同，该彩色合成反射镜通过与用于保持图5所示的半透明反射镜15的反射镜保持机构20类似的反射镜保持机构，按照可沿主扫描方向和副扫描方向中的相应方向、改变激光束的反射方向和角度方式设置。
此外，通过半透明反射镜15Y会聚的3束×2组＝6束的激光束LY不在中间反射，而是呈直线状送向光偏转器7。即，激光束LY通过下述空间，送向光偏转器7，该空间未由沿光偏转器中的多面镜7a的反射面的旋转轴方向设置一定距离的任何的反射镜挡住。
下面对通过透镜支架11对像面上的光束位置进行调节的情况进行描述。
图6和7表示上述的偏转前光学系统5中的有限焦点透镜13和柱面透镜17之间的间距与图中未示出的感光鼓的外缘面(像面)上的副扫描方向的横倍率之间的关系，以及此时与副扫描方向的焦点相一致的场合下的柱面透镜17与光偏转器7中的每个反射面的反射点之间的间距的曲线图，以便对第1光束间距调节机构的第1伸缩量进行描述。
如图6和7所示，由于通过采用通过图3对有限焦点透镜13进行描述的透镜支架11，可沿光轴o移动的方式，这样由每个激光器3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca、3Cb、3Ba和3Bb提供的3束×2组的激光束通过半透明反射镜15，按照规定间距会聚，并且会聚为1束4种色成分的激光束，从而可正确地导向光偏转器7中的多面镜7a的每个反射面。
但是，如图8所典型表示的那样，各个激光器3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca、3Cb、3Ba和3Bb为具有基本按照呈正三角形的形状设置的3个发光点的激光器列阵，从任意的激光器列阵所射出的激光束L按照图9所示的方式，作为由a-1、a-2和a-3，或b-1、b-2和b-3构成的3个点(与可记录的信息相对应的射束光点)，送向各个感光鼓。即，激光器列阵中的发光点的数量m等于3，n1对于3Ya与3Yb为2，n2对于3Ma与3Mb为2，n3对于3Ca与3Cb为2，n4因k＝4而变成nk，并对于3Ba与3Bb为2。
换言之，对于全部的、由激光器列阵所提供的发光点的个数，每m(m为3以上的整数)个有n1+n2+...nk(n1、n2...nk为1个以上的整数)组(即，m×n个)。
此外，当从各个发光点射出的每个激光束L中的a-1点与b-1点、a-2点与b-2点和a-3点与b-3点通过半透明反射镜15按照下述距离布置，该距离指在到达图中未示出的感光鼓的外缘面(像面)时，射束光点的外周(外缘)相互刚好重合或可连续地消除各个射束光点所对应的像面(感光鼓的外缘面)上的电荷。此时，每个激光束中的b-1点与a-2点和b-2点与a-3点分别通过半透明反射镜15按照下述距离布置，该距离为：射束光点的外周(外缘)相互刚好重合或可连续地消除各个射束光点所对应的像面上的电荷。
此时，b-1点与a-2点之间或b-2点与a-3之间的间距δ按照规定的值设定，其按照射束光点的外周(外缘)刚好重合或可连续地消除射束光点所对应的感光鼓(图中未示出)上的电荷的方式设定，通过借助光偏转器7中的多面镜的每个反射面1的1次偏转(扫描)，而发生偏转(扫描)的3束×2组＝6束的激光束，使因送向图中未示出的感光鼓(像面)的激光束L造成的扫描间距的不均匀性降低。
按照上述方式，每个激光器3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca、3Cb、3Ba和3Bb中的3个发光点按照图9所示的方式，可在图中未示出的感光鼓(像面)上提供n点的间距。
通过图9描述的3束×2组＝6束的激光束组之间的间距，即间距δ可通过下述方式调节，该方式为：通过前述的超声波马达，反射面的角度可沿任意方向设定的半固定反射镜18的角度朝向副扫描方向倾斜。
图10表示第1光束间距调节机构的第2实施例，其为副扫描方向横倍率调节机构的另一实施例。
如图10所示，副扫描方向横倍率调节机构111(任意的激光束L以作为代表的方式表示)在下述面内，包括：棱镜111a，其可以下述轴线为旋转中心旋转顶角α，该轴线的副扫描方向高度与光轴o保持一致；棱镜保持件111b，其以可旋转的方式保持上述棱镜111a；支架111c，其使棱镜保持件111b旋转规定量；止动螺钉111d，其与上述支架111c同时运动，使保持件111b相对光轴o按照任意角度固定；弹簧111e，其提供沿下述方向的回弹力，该方向与由止动螺钉111d向支架111c提供的旋转力的方向相反，上述面沿与下述光轴o正交的方向伸出，该光轴o与限定在每个激光器3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca、3Cb、3Ba和3Bb与光偏转器7之间的相应激光束L(Y、C、M和B)相对应，另外上述面指还和光轴o与光束间距调节机构111伸出的方向中的相应方向正交的方向，即包括光轴o和副扫描截面的面。
因此，通过使棱镜111a旋转的方式，改变激光束L相对棱镜111a的入射面的入射角γ，则可按照相等的倍数、最适合的间距设置每个激光器a(或b)中的3个发光点射出的、由激光束a-1(b-1)、a-2(b-2)和a-3(b-3)提供的激光束a-1、a-2、a-3之间的间距或b-1、b-2、b-3之间的间距。
还有，图10所示的副扫描方向横倍率调节机构111在从图1所示的平面方向观看的状态下，设置于半透明反射镜15(Y、M、C和B)，与保持激光器3(Y、M、C和B)a和激光器3(Y、M、C和B)b的透镜支架11(Y、M、C和B)a和透镜支架11(Y、M、C和B)b之间。
下面通过图10所示的副扫描方向横倍率调节机构111对可对3束激光束的、在图中未示出的感光鼓(像面)上的光束间距进行调节的原理进行描述，该3束激光束是包含图8所示的3个发光点的激光器件a，或b中的任何一个射出的。另外，不言而喻，虽然以1个激光器件射出的3束激光束为代表，但是对于任何一个激光器件来说是相同的。
当激光器件中的3个发光点射出的3束激光束的相应射束光点由*-1、*-2和*-3(*表示a或b)表示时，如图11A所示，如果射束光点*-1和*-3相对射束光点*-2，沿副扫描方向，具有δζ+ε1和δζ+ε2的间距，射束光点*-2相对射束光点*-1和*-3的连线，沿主扫描方向，具有 Δζ+ε3的间距，则在光源3Mb旋转，像面上的光束相对位置刚好旋转角度θ的场合，各个射束光点*-1和*-3与各个射束光点*-2之间的沿副扫描方向的间距按照图11B所示的方式，由下述公式之一表示，该公式为：
*-1＝{(2Δζ+ε1+ε2)/2)cosθ
*-3＝{(2Δζ+ε1+ε2)/2)cosθ
此时，在角度θ满足
θ＝tan-1{(2Δζ+ε1+ε2)/2(
Figure C9812037000281
Δζ+ε3)}
的场合，射束光点*-2与串-1之间的距离与射束光点*-2与*-3之间的间距相等。此外，Δζ＝O.0067064mm。
此后，通过使通过图3描述的副扫描方向的横倍率调节机构或其它的实施例中的棱镜111a旋转，对副扫描方向的横倍率进行调节，从而可使光束间距符合设计值。
在这里，通过在副扫描方向的横倍率β中的可调节范围，使β’按照下述定义，即
β’＝β/[1+{(ε1+ε2)/2Δζ}cosθ]，如图11C所示，则每个射束光点的副扫描方向的间距分别为βΔζ。
还有，在棱镜111a的顶角α＝π/6的场合，激光束相对沿副扫描方向的棱镜111a的入射角、与由棱镜提供的副扫描方向的光线宽度放大倍数之间的关系呈现图12所示的特性。
图13为表示图10所示的副扫描方向横倍率调节机构111中的棱镜111a的副扫描方向的光线宽度放大比例、与副扫描方向的像面上的横倍率之间的关系的曲线图。
从图13显然可知，通过使图10所示的副扫描方向横倍率调节机构111旋转规定量，可对副扫描方向的像面上的横倍率进行调节。此外，虽然必须进行使设置于后段的柱面透镜17沿光轴o移动的焦点调节，但是如图14所示，柱面透镜17与光偏转器7中的每个反射面的反射点之间的距离相对棱镜111a提供的横倍率，呈现1比1的关系，虽然该距离随着柱面透镜17的焦点调节而变化，但是可提供任意的横倍率。
图15为图10所示的第1光束间距调节机构的第3实施例的、横倍率调节机构的另一实例的说明示意图。
按照图15所示方式，横倍率调节机构121(任意的激光束L以作为代表的方式表示)包括：多夫氏棱镜12la，其沿与限制在每个激光器3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca、3Cb、3Ba和3Bb与光偏转器7之间的各个激光束L(Y、M、C和B)相对应的光轴o设置于相同的光路内；定位销121b，其用于将上述多夫氏棱镜121a固定于基板10上的规定位置；板簧121c，其将上述多夫氏棱镜121a压向定位销121b；第1和第2调节弹簧121d和121e，它们以朝向上述多夫氏棱镜121a伸缩量可设定的方式设置，并且从基板10伸出。
通过由第1和第2调节弹簧121d、121e提供的纵向的旋转(以光轴o作为旋转轴旋转)，上述多夫氏棱镜121a可使激光束按照旋转角的2倍的值倾斜。此时，由于上述旋转角的cos(余弦)使横倍率沿副扫描方向变化，这样也无需对设置于后段的柱面透镜17的焦距进行调节。
按照上述方式，由于本发明的多波束曝光装置包括第1光学机构、偏转机构和第2光学机构，该第1光学机构具有：光源，其为具有m(m为2个以上的整数)个发光点的n(n为2以上的整数)组，该光源可在像面上沿副扫描方向分别提供n点的间隔开的多个光束；n组第1调节机构，其针对每个上述的m束光束，一起对通过上述光源提供的m×n束光束的像面上的副扫描方向光束间距进行调节；第2调节机构，其对至少n-1组中的、上述m束中的每束光束在像面上的光束位置进行一起调节；第1合成用反射镜，其设置有n-1个，对上述m束×n组的光束按照占基本通过同一光路的1束光束中的规定比例进行反射，按照规定比例使其产生透射；偏转机构具有按照可旋转的方式形成的反射面，并通过以规定速度使上述反射面旋转而使从上述第1光学机构射出的光束朝向规定方向偏转；第2光学机构使通过该偏转机构而发生偏转的上述m×n束光束连续地成像于像面上，因此可通过1次曝光(偏转)，提供m×n个图象。
另外，由于本发明的多波束曝光装置包括第1光学机构、偏转机构和第2光学机构，该第1光学机构具有：光源，该光源具有设置于按照m＝3限定的、三角形的各顶点位置的发光点；调节机构，其一起对该光源射出的光束在像面上的副扫描方向光束间距进行调节；偏转机构具有按照可旋转的方式形成的反射面，并通过以规定速度使上述反射面旋转而使从上述第1光学机构射出的光束朝向规定方向偏转；第2光学机构使通过上述偏转机构发生偏转的上述m束光束连续地成像于像面上，从而可使3束光束的副扫描方向的间距基本相等。
此外，由于本发明的多波束曝光装置包括：
第1光学机构，其具有：光源，其设置有具有m(m为2以上的整数)个发光点的n1+n2+...nk(n1、n2、...nk和k为1以上的整数)组，提供m×(n1+n2+...nk)束的光束；调节机构，其分别设置于该光源的各组中，该机构一起对上述光源所射出的光束在上述每组中的像面上的副扫描方向光束间距进行调节；第2合成用反射镜，其设置有k-1个，它将上述m×(n1+n2+...nk)束的光束会聚成基本通过同一光路的1束光束；
偏转机构，其具有按照可旋转的方式形成的反射面，并通过以规定速度使上述反射面旋转而使上述第1光学机构射出的光束朝向规定方向偏转；
第2光学机构，其使通过上述偏转机构发生偏转的上述m×(n1+n2+...nk)束光束连续地成像于像面上，从而通过使n组的激光束会聚为1束光束，可使每束激光束的特性和相对位置保持一定。
还有，由于本发明的多波束曝光装置包括第1光学机构、偏转机构和第2光学机构，该第1光学机构具有：光源，该光源具有n组设置于按照m＝3限定的、三角形的各顶点位置的发光点，该光源沿在像面上可提供n组m束光束，该m束光束沿副扫描方向分别具有n点的间距；n组第1调节机构，其针对上述的m束光束中的每束，一起对该光源提供的的3n束光束在像面上的副扫描方向光束间距进行调节；第2调节机构，其一起对至少设有n-1组、并从上述光源射出的m束光束中的每束在像面上的光束位置进行调节；第1合成用反射镜，其设置有n-1个，对上述3n束光束按照占通过基本同一的光路的1束光束中的规定比例进行反射，按照规定比例使上述3n束光束产生透射；偏转机构具有按照可旋转的方式形成的反射面，并通过使上述反射面按照规定速度旋转而使上述第1光学机构射出的光束朝向规定方向偏转；第2光学机构对通过上述偏转机构发生偏转的上述3n束光束连续地成像于像面上，从而可通过仅仅1个光偏转器，一起使m×n根激光束偏转(扫描)。
再有，由于本发明的多波束曝光装置包括第1光学机构、偏转机构和第2光学机构，该第1光学机构具有：光源，该光源设置有具有m(m为2以上的整数)个发光点的n1+n2+...nk(n1、n2、...nk和k为1以上的整数)组，在像面上提供m×(n1+n2+...nk)组的光束，m个发光点中的每个的像沿副扫描方向形成有n1+n2+...nk点的间距；调节机构，其分别设置于该光源的各组中，该机构一起对上述光源所射出的光束在上述每组中的像面上的副扫描方向光束间距进行调节；调节机构，其一起对至少n1+n2+...nk-k组的上述m束光束在像面上的光束位置进行调节；第2合成用反射镜，其设置有k-1个，其将上述m×(n1+n2+...nk)束光束会聚成基本通过同一光路的1束光束；偏转机构具有按照可旋转的方式形成的反射面，并通过使上述反射面按照规定速度旋转而使上述第1光学机构射出的光束朝向规定方向偏转；第2光学机构将通过上述偏转机构发生偏转的上述m×(n1+n2+...nk)束的光束连续地成像于像面上，从而可针对每束激光束，设定m×(n1+n2+...nk)束光束中的各个副扫描方向的间距。
另外，由于本发明的多波束曝光装置包括第1光学机构、偏转机构和第2光学机构，该第1光学机构具有：光源，该光源具有设置于按照m＝3限定的三角形的各顶点位置的、n1+n2+...nk(n1、n2、...nk和k为1以上的整数)个发光点；调节机构，其针对m束光束中的每束一起对m×(n1+n2+...nk)束光束在像面上的副扫描方向光束间距进行调节；第2合成用反射镜，其设置有k-1个，它将上述m×(n1+n2+...nk)束的光束会聚成基本通过同一光路的1束光束；偏转机构具有按照可旋转的方式形成的反射面，并通过以规定速度使上述反射面旋转而使从上述第1光学机构射出的光束朝向规定方向偏转；第2光学机构，其使通过上述偏转机构发生偏转的上述m×(n1+n2+...nk)束光束连续地成像于像面上，从而可针对每束激光束，设定m×(n1+n2+...nk)束光束中的各个副扫描方向的间距。
此外，由于本发明的多波束曝光装置包括第1光学机构、偏转机构和第2光学机构，该第1光学机构具有：光源，该光源具有设置于按照m＝3限定的三角形的各顶点位置的、n1+n2+...nk(n1、n2、...和nk为2以上的整数，k为1以上的整数)个发光点；调节机构，其分别设置于上述光源的各组中，该机构针对m束光束中的每束一起对上述光源射出的光束在上述每组中的每个像面上的副扫描方向光束间距进行调节；第1合成反射镜，其对n1+n2+...nk-k束光束按照占入射光中的规定比例进行反射，按照规定的比例使该光束产生透射；第2合成用反射镜，其设置有k-1个，该机构将上述m×(n1+n2+...nk)束光束会聚为基本通过同一光路的1束光束；偏转机构按照可旋转的方式形成有反射面，并通过以规定速度使上述反射面旋转而使上述读光学机构射出的光束朝向规定方向偏转；第2光学机构将通过上述偏转机构发生偏转的上述m×(n1+n2+...nk)束光束连续地成像于像面上，从而可针对每束激光束，设定m×(n1+n2+...nk)束光束中的各个副扫描方向的间距。
还有，由于具有下述特征，即一起对本发明的多波束曝光装置中的光束的副扫描方向间距进行调节的机构为下述棱镜，其在沿连接光源和光偏转器的光轴的副扫描截面上，可以光轴与副扫描方向的像高的中心之间的交叉点为旋转中心旋转，这样可在不会受到每个光学部件的光轴的偏差影响的情况下，使每束激光束的副扫描方向的间距保持一定。
再有，由于具有下述特征，即本发明的多波束曝光装置中的光源所射出的m×n束光束在像面上的最大光束间距为n×m-1的扫描间距，这样可在基本不受颤抖的影响的情况下，降低在像面上的激光束的偏差。
因此，可提供进行高速图象成形的图象成形设备。
另外，可提供彩色图象成形设备，该设备可提供无色差的彩色图象。
此外，由于光偏转器仅仅为1个，这样便使上述装置的尺寸降低。

Claims (19)

1.一种多波束曝光装置，包括：
偏转机构(7)，其通过使按照可旋转的方式形成的反射面以规定速度旋转，使光束朝向主扫描方向偏转；
光源(3)，其具有2以上整数的n组，每组具有2以上整数的m个发光点的激光二极管矩阵，射出m×n束光束，由上述光源射出的m×n束光束之间的间距按照下述方式定义，即在与通过上述偏转机构使上述光束发生偏转的主扫描方向垂直的副扫描方向相关的情况下，在像面上成为n个光点；
第1光束间距调节机构(111、121)，其设置有n组，该机构按每m束光束，一起对上述光源射出的m束光束在像面上的副扫描方向的光束之间的间距进行调节；
第2光束位置调节机构(18)，其设置有n-1组，该机构对上述光源射出的m束光束在像面上的光束位置进行调节；
第1合成反射镜(17)，其按照占光束中的光量中的规定比例使光束产生透射，按照规定比例对该光束进行反射，该机构设置有n-1个，其将m×n束光束会聚为基本通过同一光路的1束光束；
成像光学机构(21、33、35、37)，其使通过上述偏转机构朝向主扫描方向发生偏转的m×n束光束连续地成像于像面上。
2.根据权利要求1所述的多波束曝光装置，其特征在于，支承上述第1合成反射镜的支承机构(20)按照与上述副扫描方向相关的方式、以使上述m×n个光束在像面上的间隔相同的角度，分别射出由上述第1合成反射镜反射的光束和透过上述第1合成反射镜的光束。
3.根据权利要求1所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述各个光源所包括的发光点为3个。
4.根据权利要求1所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述第1光束间距调节机构沿连接上述光源和上述偏转机构的轴线即光轴设置，其包括下述棱镜，该棱镜可相对上述副扫描方向，对从沿该轴线行进的光源射出的光束提供规定的角度。
5.根据权利要求4所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述棱镜包括多夫氏棱镜。
6.根据权利要求1所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述第1光束位置调节机构包括透镜机构，该透镜机构可沿光束在上述光源与上述偏转机构之间行进的方向移动。
7.一种多波束曝光装置，包括：
偏转机构，其通过使按照可旋转的方式形成的反射面以规定速度旋转，使光束朝向主扫描方向偏转；
光源，其具有设置于三角形的三个顶点处的发光点，该光源射出相互靠近的3束光束；
第1光束间距调节机构，其一起对沿下述副扫描方向的光束之间的间距进行调节，该副扫描方向与由上述光源射出的m束光束在像面上的主扫描方向相垂直；
成像光学机构，其使通过上述偏转机构发生偏转的光束连续地成像于像面上。
8.根据权利要求7所述的多波束曝光装置，其特征在于，还包括
第1合成反射镜(17)，其按照占上述光束的光量的规定比例使光束产生透射，按照规定比例对该光束进行反射，其设置有n-1个，将m×n束光束会聚为基本通过同一光路的1束光束；
合成反射镜(19)，其设置有k-1个，将m×(n1+n2+...nk)束光束会聚为通过基本相同的光路的1束光束。
9.根据权利要求8所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述合成反射镜位于从上述第1合成反射镜m×n束光束行进方向的后段一侧。
10.根据权利要求8所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述第1光束位置调节机构包括透镜机构，该透镜机构可沿光束在上述光源与上述偏转机构之间行进的方向移动。
11.根据权利要求7所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述各个光源所包括的发光点为3个。
12.根据权利要求11所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述各个光源所包括的发光点按照下述方式定义，该方式为：按照与和主扫描方向垂直的副扫描方向相关的方式，在像面上变为n个光点。
13.根据权利要求7所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述第1光束间距调节机构沿连接上述光源和上述偏转机构的轴线即光轴设置，其包括下述棱镜，该棱镜可相对上述副扫描方向，对从沿该轴线行进的光源射出的光束提供规定的角度。
14.根据权利要求13所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述棱镜包括多夫氏棱镜。
15.一种多波束曝光装置，包括：
光源，其具有2以上整数的m个发光点，该光源设置有n1+n2+...nk组，提供m×(n1+n2+...nk)束光束；
光束间距调节机构，其分别设置于上述n组光源射出的光束所通过的光路上，该机构针对上述每组一起对上述光源射出的光束在像面上的第1次曝光时与下次曝光时的光束间距进行调节；
合成反射镜(19)，其设置有k-1个，它将上述m×(nk+n2+...nk)束光束会聚成基本通过同一光路的1束光束；
偏转机构，其使按照可旋转的方式形成的反射面以规定速度旋转，使会聚为1束光束的m×(n1+n2+...nk)束的光束朝向规定方向偏转；
成像光学机构，其使通过上述偏转机构发生偏转的上述m×(n1+n2+...nk)束光束连续地成像于规定像面上。
16.根据权利要求15所述的多波束曝光装置，其特征在于，还包括以可倾斜的方式保持上述合成反射镜的保持机构，其按照与上述副扫描方向相关的方式，以使上述m×n个光束在像面上的间隔相同的角度，分别射出通过上述合成反射镜反射的光束和透过上述合成反射镜的光束。
17.根据权利要求15所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述第1光束间距调节机构沿连接上述光源和上述偏转机构的轴线即光轴设置，其包括下述棱镜，该棱镜可针对上述的每组按照下述方式提供规定的角度，该方式为：从沿上述轴线行进的上述光源射出的光束在像面上的第1曝光时和下次曝光时的光束间距相等。
18.根据权利要求17所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述棱镜包括多夫氏棱镜。
19.根据权利要求15所述的多波束曝光装置，其特征在于，上述第1光束位置调节机构包括透镜机构，该透镜机构可沿光束在上述光源与上述偏转机构之间行进的方向移动。
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