CN1154338C - 多光束曝光装置 - Google Patents

Abstract

本发明在于提供能以纸成本提供无颜色偏移的彩色图像的成像装置以及适用于此成像装置中的光扫描装置，为此本发明包括：给与来自多个光源以规定特性的有限焦点透镜与面透镜；使通过这两个透镜的一批激光束合成一束的合成反射镜；使合成一束的光偏转的装置；调节偏转的光在成像位置的像差特性的第一与第二成像透镜，以及将通过各成像透镜的光依预定位置出射的一或三块反射镜。

Description

多光束曝光装置

技术领域

本发明涉及适用于具有多个数的成像设备例如彩色打印设备、高速复印机与彩色复印机中的多光束激光曝光装置。

背景技术

在多鼓式彩色打印机或多数式彩色复印机的成像装置中，例如有用来形成对应于已分解的彩色成分的图像的一批成像部，以及相对于这种成像部，为各个彩色成分提供一批图像数据即一批激光束的激光曝光装置。作为激光曝光装置，已知有将多个激光装置配置在一起的例子和装配成能提供一批激光束的多光束激光曝光装置的例子。

多光束激光曝光装置包括：用作光源的半导体激光器件；将此激光器件出射的激光束的直径缩小到预定大小的第一透镜组；将由第一透镜组缩小了的激光束连续地反射到与记录媒质输送方向相正交的方向的光偏转器；以及使光偏转器偏转的激光束在记录媒质预定位置上成像的第二透镜组。另外，在许多情形下，称激光束被光偏转器偏转的方向为主扫描方向而称记录媒质旋转的方向亦即与三扫描方向正交的方向为副扫描方向。

作为这类光扫描装置，由于要与相应的成像装置配合，已知有分别对应于各个成像部而配置的多个光扫描装置的例子，以及形成为配提供一批激光束的多光束扫描装置。

但是相对于记录媒质而言，例如由N束激光束记录图像信息时，则旋镜的转动数与图像的频率数分别减少到1/N。

另外，当对应于包含N束激光的光源所分成的颜色成分数配置M组激光束时，就能提供面向可形成彩色图像的成像装置的紧致的光扫描装置。

为了能在把M组激光束实质上视作为一束激光的状态下导入光偏转器，需要在光源一侧而不是在光偏转器一侧合成此M组激光束。这时，为了能充分地保证光偏转器与光源间有一定的距离，应使入射到光偏转器反射面的激光束从与反射面旋转方向相正交的方向即副扫描方向分开一定距离入射。

为了确保光源与光偏转器之间的间隔，要是加大光偏转器与光源间的距离，就会产生使光扫描装置大型化的问题。另一方面，若是相对于入射到反射面的激光束使副扫描方向分开一定间隔，则会使成像性质恶化，或者由于M组激光束中的各个相对于扫描方向弯曲程度的不同，以及因M组激光束中的各个由于环境变化致透镜材料的折射率变化，而导致像面上光束剖面直径的变化加大等问题。

另外，为了减小光扫描装置的尺寸，若是去扩大最终透镜面与像面间的距离，则会出现使M组激光束的各束相对于扫描方向弯曲量的差加大。这时，通过加大光偏转器反射面与最终透镜面之间的距离固然可以减少这种弯曲量，但又会有使光扫描装置大型化的问题。而且，一旦加大反射面与最终透镜面间的距离，由于有效的振动角变窄，就势必要提高驱动各光源的激光器件的驱动频率即图像频率，这从需要解决噪声问题以及需要考虑到驱动装置频率特性等方面来看，就会有加大成本的问题。

另外，为了使相对副扫描方向分隔一定距离的M组激光束的各个都具有均匀的光学特性，在使各激光束通过光扫描装置中各透镜时的位置最优化的同时，在从光扫描装置系统的光轴通过离开副扫描方向的位置的激光束中，与其余的激光束相比，就会出现不同的彗形像差问题。

再有，在M组激光束的每一组分别包括N束激光的情形，由于要能从实质上将这N束激光看作是可合成为一束激光而利用了一批半透镜，故当各激光束通过半透镜的次数差很大时，就会在各激光束的相互之间产生光量差、球面像差或彗形星差等的不同，而出现光束直径差别等问题。

再有，当M组激光束的每一组包括有N束激光时，由于在各组激光束中的N束激光部分在副扫描方向中存在宽度，故有在一次扫描中从扫描的激光束的曝光开始位置到曝光结束位置之间，使主扫描方向的倾角加大到可以看见的水平的问题。

再有，由于M组的激光束各含有N束激光，在到达像面的所有激光束的光强组合到一起的时刻，由于各激光束相互间的相位差或波长的变化，就会出现像面上光能的变动问题。而在因相位差或波长变动引起的这种光能变动超过预定的大小时，当这样的光能进入到成像装置中，就会出现图像缺损或色粉向未曝光部分绕给不足等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供能形成颜色偏移少的彩色图像的光扫描装置。

本发明即是为了解决上述问题而提出的。

根据本发明，提供了下述的：

多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M(M为1以上的整数)所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率段的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：M个光束组入射到上述偏转装置的反射面上，使得相邻光束组的间隔单调地增加，而此光束组之间的间隔最小一端的光束组，则同上述偏转装置所偏转的光束相交叉地入射到该反射面上。

此外，根据本发明，提供了下述的：

多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M(M为1以上的整数)所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于M个载像体的各个表面上成像的成像装置，特征在于：设L₁为第二透镜装置系统的光轴与一端扫描线间的距离，LM为第二透镜装置系统的光轴与另一端扫描线间的距离，且设ΔLMAX为此两端扫描线间在上述系统光轴平行方向的距离，则最终透镜面与上述载像体表面间的距离L₀的范围为

(ΔLMAX+LM+L₁)/1.8＞L_o＞(ΔLMAX+LM+L₁)/2

另外，根据本发明，提供了下述的：

多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M(M为1以上的整数)所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：设L_t为上述偏转装置上的反射点与像面间的距离，并设W为包括有探测出水平同步信号的区域在内的有效图像区域宽度，则由上述偏转装置所偏转的光束有效视场角φ满足φ＞W/L_t。

再有，根据本发明，提出了下述的：

多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M(M为1以上的整数)所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转刻与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：朝向只对上述副扫描方向给与正的放大率的M组光学部件的光束入射角具有预定的倾角，而光束的位置则相对于光学部件的光轴偏心。

根据本发明，还提出了下述的：

多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M(M为1以上的整数)所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转刻与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：各个光束通过M-1个半透镜的次数为一次或零次。

根据本发明，还提供了下述的：

多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M(M为1以上的整数)所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率领的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转刻与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及使上述偏转装置所偏转的∑Mi条光束以相等速度扫描而在预定像面上成像，并具有能改善这种偏转装置烦琐作业功能的第三透镜装置，特征在于：设P为副扫描方向的扫描行距，k为旋转多面镜的镜面数，φ为偏转装置所偏转的光束有效视场角，以及W为包括有探测出水平同步信号的区域在内的有效图像区域宽度，则扫描线相对于载像体行进方向偏离垂直方向的倾角不超过

δ＝tan^-1(Ni×p×k×φ/(4×π×W))

根据本发明，还提出了下述的：

多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M(M为1以上的整数)所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转刻与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及使上述偏转装置所偏转的∑Mi条光束以相等速度扫描而在预定像面上成像，并具有能改善这种偏转装置烦琐作业功能的第三透镜装置，特征在于：设P为副扫描方向的扫描行距，β为光束主扫描方向的e^-2直径/P，α为光束副扫描方向的e^-2直径/P，为感光体的半减曝光量/平均曝光能量，而y为两相邻光束中心连线中点ξ处一光束的相对于峰值强度的相对强度时，则有下述关系式：

$\mathrm{\&eta;}<e^{-\frac{2}{{\mathrm{\&alpha;}}^2}}-\frac{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{8}\mathrm{\&alpha;\&zeta;}$

根据本发明，还提出了下述的：

多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M(M为1以上的整数)所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转刻与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：另对上述副扫描方向给与正的放大率的M组光学部件包括有玻璃材料制的单面柱面透镜，以及与偏转后光学系统透镜在材料与性质方向实质上等价的双面柱面透镜。

根据本发明，还提出了下述的：

多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M(M为1以上的整数)所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转刻与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；特征在于：此M个组中的各Ni个光源的发光量大致相等。

附图说明

下面简单地说明本发明的附图。

图1是采用本发明实施例多光束激光曝光装置的成像设备的示意性剖面图；

图2是概示装配到图1所示成像装置中光扫描装置的光学部件装置的平面图；

图3是将图2所示光扫描装置的偏转前光学系统沿此系统在第一光源与光偏转装置的光轴切取的部分剖面图；

图4示明光束有效视场角、有效图像区域宽度、反射点与像面之间距离同光学性能的关系。

图5是图2所示光扫描装置在副扫描方向上的部分剖面图，概示了朝向光偏转装置的第一至第四的激光束的状态。

图6是对图2所示光扫描装置在光偏转装置的偏转角为0°的位置切开的示意性剖面图；

图7A、7B是概示图2中光扫描装置的偏转前光学系统中各光学部件布置的平面图；

图8A、8B分别为示明图2所示光扫描装置中激光合成的反射镜器件；

图9A、9B概示在采用图2所示光扫描装置时，成像装置中能设置感光鼓的区域；

图10A、10B对于可用于图2所示光扫描装置中过程关系中的部件，概示了规定其能实际装配入的区域的方法。

图11以图解形式表明了φ＝1.4、L_Z＝175、λ＝0.00068与W_D＝0.025时，图10中所示区域S₁与S₂中小的一方。

图12以图解形式表明λ＝0.00063时(a-14)式中的值。

图13以图解形式表明能实际应用的λ＝0.0008时(a-14)式中的值。

图14A与14B概示采用图2所示光扫描装置时，像面中的一批激光束的位置关系。

图15以斜视图概示了图2所示光扫描装置中水平同步探测用的旋镜；

图16以斜视图概示图2所示光扫描装置中出射镜的调节装置；

图17A至17C概示由前述各图所示光扫描装置照射到感光鼓上各激光束的位置；

图18A与18B以图解形式示明照射到感光鼓上激光束的相位差与强度分布的关系；

图19A与19B是把图18A与18B分别所示的强度分布以平均曝光能量规一化的曲线图；

图20A与20B是在图18A与18B同一条件下示明的，由前述各图中光扫描装置照射到感光鼓上的激光束的相位差与强度分布的关系的曲线图；

图21A与21B是用图19A与19B中相同的方式将图20A与20B分别所示的强度分布以平均曝光能量规一化的曲线图；

图22以图解形式示明，在利用把两束以上激光会聚成一束激光的一组激光束中，于光扫描装置中对于能消除相邻激光束相位差影响的种种主要因素进行设定的例子；而

图23是图1所示成像装置控制部的框图。

具体实施方式

下面根据附图说明本发明的最佳实施例。

图1为四联鼓式彩色成像装置的正视剖面图，在多色激光打印机中，由于分解为Y(黄)、M(绛红)、C(深蓝)与B(黑)共四种颜色的图像数据，且用到了分别对应于Y、M、C与B各种颜色成分来形成各成分图像的四组装置，故分别于各标号后面添加Y、M、C与B，以区别和各颜色成分的图像数据分别对应的装置。

成像装置100包括有对分解出的各颜色成分即Y(黄)、M(绛红)、C(深蓝)与B(黑)来形成图像的第一至第四成像单元50Y、50M、50C与50B。

各成像单元50(Y、M、C与B)通过光扫描装置1的第三旋镜37Y、37M、37C与第一旋镜33B，对应于与各颜色成分图像相应的激光束L(Y、M、C与B)出射的位置，于光扫描装置1的下方按50Y、50M、50C与50B的秩序串联设置。

在各成像单元50(Y、M、C与B)的下方，设有输送由各成像单元50(Y、M、C与B)形成的图像的传送带52。

传送带52跨搭过由图中未示明的马达带动，按箭头示向旋转的传动带驱动辊56与张紧辊54上，传送带驱动辊56于旋转方向中依预定速度转动。

各成像单元50(Y、M、C与B)呈圆筒形的鼓状，能按箭头示向转动，分别具有能形成与图像相对应的静电潜像的感光鼓58Y、58M、58C与58B。

在各感光鼓58(Y、M、C与B)的周围，沿着它们各个的转动方向，顺次地设有：

带电装置60Y、60M、60C与60B，用来给感光体58(Y、M、C与B)提供预定的电位；

显像装置62Y、62M、62C与62B，用来使各感光鼓表面上形成的静电潜像能由给予对应颜色的色粉显像；

复制装置64Y、64M、64C与64B，用来在传送带52个于各感光鼓之间的状态下，对向感光鼓，在传送带52或通过传送带52传送的记录媒质上复制感光鼓上的色粉像；

清除器66Y、66M、66C与66B，用在复制装置64(Y、M、C与B)复制色粉像后，除去感光鼓上残存的色粉；以及

消电装置68Y、68M、68C与68B，用在复制装置64(Y、M、C与B)复制色粉像后，消除感光体残存的电位。

由光扫描装置1的各旋镜37Y、37M、37C与37B导引到感光体(鼓)58上的各激光束LY、LM、LC与LB，如后面据图2至6所述，在各感光体上于副扫描方向上分成Ni束，照射到各带电装置60(Y、M、C与B)与各显像装置62(Y、M、C与B)之间。在本例中，激光束LY、LM与LC各分成2束(N₁＝N₂＝N₃＝2)，而激光束LB分成4束(N₄＝4)。

在传送带52下方设有纸盒70，收容着用来复制各成像单元50(Y、M、C与B)形成的图像的记录媒质即纸P。

在纸盒70的一端，在靠近张紧辊54的一侧设有剖面呈半圆形的送纸辊72，用来将纸盒70中所收容的纸P从上部一张张地取出。

在送纸辊72与张紧辊54之间，设有用来使从纸盒70中取出的一张纸P的前端与各成像装置50(Y、M、C与B)的，特别是与感光鼓58B中所形成的色粉像的前端对整的对位辊74。

在对位辊74与成像装置50Y之间，于张紧辊54的附近，而实际上夹着传送带52在张紧辊54的外周上设有吸持辊76，给经由对位辊72按规定时刻输送的一张纸P提供预定的静电吸持力。吸持辊76的轴线与张紧辊54平行设置。

在传送带52的一端，于传送带驱动辊56的附近，实际上是夹着传送带52在驱动辊56的外周上，隔一定距离沿传送带驱动轴56的轴向设有对位传感器78与80(图1为正视剖面图，故只能看到在后面的传感器80)，用来探测形成于传送带52或由其所传送的片状复制材料T上的图像位置。

在与传送带驱动辊56的外周相对应的传送带52之上设有传送带清除器82，用来清除附着于传送带52上的色粉或纸P的纸屑。

沿通过传送带52所输送的纸P离开张紧辊56的方向还设有定影装置84，用来使复制到纸PH上的色粉在纸P上定影。

在图2中，概示了利用图1所示成像装置的多光束光扫描装置的平面图。

如图2所示，多光束光扫描装置1包括有光偏转装置5，将作为光源的激光器件出射的激光束依预定的线速度偏转向设置于所定位置的像面上，立即图1所示的第一至第四成像单元或成像部50(Y、M、C与B)的感光鼓(Y、M、C与B)上各预定位置上。此外，激光束为光偏转装置5各反射面所偏转的方向即表示扫描方向。

光偏转装置5包括多块例如八块按正多角形面置的平面镜组成的多角镜本体5a，以及使多角镜本体5a依规定速度沿主扫描方向旋转的马达(未在图中示出)。

多角镜本体5a例如由铝构成。

多角镜5a的各反射面，由包含有多角镜本体旋转方向的面也即与主扫描方向正交的面，实际沿副扫描方向剖切之后的切断面上，蒸镀上SiO₂等表面保护层而形成。

光偏转装置5与像面之间设有偏转后光学系统21，给予为光偏转装置各反射面偏转到预定方向的各激光束以规定的光学特性。

偏转后光学系统21包括第一与第二共两块透镜30a与30b，它们将光偏转装置与各反射面偏转到预定方向的各激光束导引到各感光鼓58(Y、M、C与B)上预定的位置。

在偏转后光学系统21的第二成像透镜30b的位置，具体地说，并非在第二成像透镜30b射向感光鼓58的各激光束L(Y、M、C与B)左感光鼓58上开始绘出图像的位置所对应的位置处，而是在对应于光转偏装置5的反射面在旋转方向中前一段预定的位置处，设置有水平同步探测器23。

偏转后光学系统21与水平同步探测器23之间设有水平同步用旋镜25，它使通过至少包括有一块透镜(30a、30b)的偏转后光学系统21的4×2束合成的激光束L(Y、M、C与B)的一部分，朝水平同步探测器23反射向主、副扫描方向都不相同的方向。

下面详细说明作为光源的激光器件与光偏转装置5之间的偏转前光学系统。

光扫描装置1具有：包括满足Ni(i为正整数)的第一与第二两种(N₁＝N₂＝N₃＝2)激光器件的黄、绛红与深蓝用光源3Y、3M与3C，以及包括满足Ni(i为正整数)的第一至第四共四个(N₄＝4)激光器件的第4光源3B。此外，光束组的光源数M(M为正整数)为4。

第一光源3Y具有出射对应于Y(黄)图像的激光束的黄色第一激光器3Ya与黄色第二激光器3Yb。各个激光器3Ya与3Yb配置成，能在光偏转装置5的多面镜5a的各个反射面上，给它们所出射的激光束Lya和Lyb于副扫描方向上提供预定的间隔。

第二光源3M具有出射对应于M(绛红)图像的激光束的绛红、第一激光器3Ma与绛红、第二激光器3Mb。同样，各激光器3Ha与5Mb也配置成，能在光偏转装置5的多面镜5a的各个反射面上，给它们所出射的激光束Lha5与Lmb于副扫描方向上提供预定的间隔。

第三光源3C具有出射对应于C(深蓝)图像的激光束的深蓝第一激光器3Ca与深蓝第二激光器3Cb。此光源4C也配置成，能在光偏转装置5的多面镜5a的各个反射面上，给它们所出射的激光束LCa与LCb于副扫描方向上提供预定的间隔。

第四光源3B具有出射对应于B(黑)图像的激光束的黑色第一激光器3Ba、黑色第二激光器3Bb、黑色第三激光器3Bc与黑色第四激光器3Bd。此光源3B所包含的四个激光器也仍然与上述第一至第三光源3Y、3H与3C相同，布置成能在光偏转装置5的多面镜5a的各个反射面上，给它们所出射的激光束LYa、LYb、LYc与LYd于副扫描方向上提供预定的间隔。

这样，在光偏转装置5的多面镜5a的各个反射面上，由各反射面出射有于副扫描方向上分隔开的Ni束而且是M(M＝4)组的激光束LYa、LYb、LMa、LMb、LCa、LCb、LBa、LBb、LBc与Lbd。

在各激光器3Ya与3Yb、3Ma与3Mb、3Ca与3Cb以及3Ba、3Bb、3Bc与3Bd这四组光源3Y、3M、3C与3B同光偏转装置5之间，设有四(M)组偏转前光学系统7(Y、M、C与B)，它们把从各光源出射的2束+2束+2束+4束合计10束激光束LYa、LYb、LMa、LMb、LCa、LCb、LBa、LBb、LBc与LBd的束点剖面形状调整成预定形状。

黄色第一激光器3Ya与黄色第二激光器3Yb中每一个与光偏转装置5之间，设置有可使各激光器3Ya与3Yb具有预定会聚性的有限焦点透镜9Ya和所对应的使通过此透镜的激光束剖面形状调整成所需形状的光圈10Ya，以及同类的透镜9Ya与光圈10Yb。此外，各透镜9Ya与9Yb应相对赋与用在后述的偏转后光学系统的成像透镜组的光学特性具有相辅的特性，例如，取决于成像透镜组的光学特性，也可利用将各激光束变换为平行光的准直透镜。

在通过各光圈10Ya、10Yb的激光束LYa、LYb相交的位置设有半透镜12Y，使得各激光束LYb与LYa从副扫描方向观察时，实质上能因重合而可看成一束激光LY。具体地说，在半透镜12Y的与激光束LYa入射面相反的面上，经布置成能相对激光束LYa于副扫描方向提供预定光束间隔的激光束LYb，是相对于激光束LYa于副扫描方向中依预定的光束间隔与角度入射。此外，半透镜12Y是按预定的角度装配成，。可使各激光束LYa、LYb从副扫描方向观察时，实质上能以视作为一束激光LY的重合状态入射到光偏转装置5的多面镜5a之上。

在半透镜12Y与光偏转装置5之间设有：将通过半透镜12Y重合的激光束LY只在副扫描方向进一步会聚的混合型柱面透镜11Y，以及如利用图8在后面所述的，将通过混合型柱面透镜11Y的激光束LY实质上合成一束光线导入光偏转装置5内的，具有许多反射面的激光合成用反射镜装置13。

激光合成反射镜装置13将以下所示的其它激光束实质上合成一束光线导入光偏转装置5内。在图2中还可以看到，从第一光源3Y出射的第一与第二黄激光束3Ya与3Yb，通过图8所示的激光合成反射镜装置13，导向光偏转装置5内。

此外，在绛红第一激光器3Ma与绛红第二激光器3Mb的各个与激光合成反射镜装置13之间，设置有同各激光器3Ma与3Mb相对应的有限焦点透镜9Ma与光圈10Ma以及9Mb与10Mb，半透镜12M与混合型柱面透镜11M。

同样，在深蓝第一激光器3Ca与深蓝第二激光器3Cb的各个与激光合成反射镜装置13之间，设置有同各激光器3Ca与3Cb相对应的有限焦点透镜9Ca与光圈10Ca以及9Cb与10Cb，半透镜12C与混合型柱面透镜11C。

在黑色第一激光器3Ba、黑色第二激光器3Bb、黑色第三激光器3Bc与黑色第四激光器3Bd的各个与激光合成反射镜装置13之间，则设置有能提供类似上述其它光源的光学特性的第一至第四有限焦点透镜9Ba、9Bb、9Bc与9Bd，第一至第四光圈10Ba、10Bb、10Bc与10Bd，半透镜12B₁、12B₂与12B₃，以及混合型柱面透镜11B。

各光源3(Y、M、C与B)，偏转前光学系统7(Y、M、C与B)以及激光合成反射镜装置13，例如可由铝合金形成的图中未示明的保持部件保持成聚体。

下面详细说明用于偏转前光学系统中各个透镜与半透镜的光学特性。

有限焦点透镜9(Y、M、C与B)a，9(Y、M、C与B)b、9Bc与9Bd，分别采用在非试面或球面玻璃透镜表面上能合上图中未示明的紫外线硬化型塑料非球面透镜的单透镜。

为使各光束组中的激光器件的输出取相同，即使是在表面上也具有同一光强，设定半透镜12(Y、M与C)与半透镜12B₁的反射率和透过率之比分别为1∶1。与此相反，半透镜12B₂与12B₃的反射率与透过率之比则分别设定为2∶1与3∶1。

具体地说，第一至第三光源3Y、3M与3C由于分别具有激光器的个数N为N₁＝N₂＝N₃＝2，故所要求的半透镜12(Y、M与C)的总数在受到Ni-1支配下的同时，需要将来自两个光源的激光束的光量各按50％合成。从而反射率与透过率之比设定为1∶1，而在通过半透镜12(Y、M与C)时，规定各激光器3Ya与3Yb，3Ma与3Mb，以及3Ca和3Cb所出射的激光束LYa、LYb、LMa、LMb、LCa和LCb的光强实质上相等。

另一方面，将黑色第一激光器3B的激光束LBa与黑色第二激光束3Bb加以组合成的半透镜12B₁，在也使来自这两个光源的激光束的光盘各按50％组合成时，则和半透镜12(Y、M与C)具有同一的反射率与透过率。与此相反，半透镜12B₂由于是相对已通过半透镜12B₁组合成的激光束LBa与LBb再组合起黑色第三激光器3Bc的激光束LBc，故通过使反射率与透过率之比为2∶1就能使激光束LBa、LBb与LBc的光强相等。同样，半透镜12B₃由于是相对已由半透镜12B₂组合成的激光束LBc与LBa以及LBb再来组合起黑色第四激光器3Bd的激光束LBd，因而将反射率与透过率之比设为3∶1，在通过半透镜12B₃时，从各激光器3Ba、3Bb、3Bc与3Bd出射的激光束LBa、LBb、LBc与LBd的光强实质上相等。

然而，入射到混合型柱面透镜11B中的各激光束LBa、LBb、LBc与LBb的光强，将它们同从各个激光器3Ba、3BL、3Bc与3Bd出射时刻的情形相比，大致减少到25％。

上此相反，通过半透镜12(Y、M与C)而入射到混合型柱面透镜11(Y、M与C)的各激光束LYa、LYb、LMa、LMb、LCa与LCb的光强，与从各个激光器3Ya、3Yb、3Ma、3Mb、3Ca与3Cb出射时的情形相比，大致保持为50％。

但是业已知道，与各显像装置62(Y、M、C与B)所用色粉特性的分散性和/或各成像部50(Y、M、C与B)所用感光鼓58(Y、M、C与B)的特性个体误差有关，激光束在像面上的最合适的光强会有变化的。有时，起因于相应于各颜色成分的色粉中着色剂的性质或是复制方式的变化，需要采用不同的光强与不同的光束直径。但是，对应于同一颜色或分中的成像部50中的光强与光束直径则需基本上均一。

具体地说，在各成像部50(Y、M、C与B)相互之间的激光束组LY、LM、LC与LB的光强虽不必是均一的，但是在各光束组中的Ni条光束相互像面上的光强与光束直径则要求它们是均一的。

例如，当黄色激光束LYa与LYb的光强相同而LYa的束径比LYb的束径小时，由黄色激光束LYa写入感光鼓58Y中的潜像宽度将比由激光束LYb写入感光鼓58Y中的潜像宽度窄。举例来说，当相隔两条激光束沿主扫描方向写入线道，线道的粗细会有波动，而将形成不均匀的图像。

于是，黄色激光束LYa与LYb，绛红激光LMa与LMb，深蓝激光束LCa与LCb以及黑色激光束LBa、LBb、LBc与LBd都应像面上具有同一光强和一致的束径。

根据以上要求，在本发明的实施形式中，用来将通过半透镜12Y汇集到主扫描方向的LYa与LYb出射的激光器件3Ya与3Yb的额定输出，使它们一致地为10MW。而把由半透镜12M汇集到主扫描方向的激光束LYa与LYb出射的激光器件3Ya与3Yb的额定输出，也都使之统一为10mW，同样，用来使由半透镜12C汇集到主扫描方向的激光束LCa与LCb出射的激光器件3Ca与3Cb的额定输出，也分别取为10mW。此外，使半透镜汇集的激光束12B₁、12B₂与12B₃出射的激光器件3Ba、3Bb、3Bc与3Bd的额定输出则统一为20mW。

由此，各个光束组，即LYa与LYb、LMa与LMb、LCa与LCb以及LBa、LBb、LBc和LBd，它们在像面上的束径即使是用同一的有限焦点透镜与光圈也容易使其均一化。

在此假定在图2所示的光学装置中，半透镜12B₁、12B₂与12B₃的透过率与反射率的比全为1∶1时，则为了使像面上的光强均一，必须将激光器件3Ba、3Bb、3Bc与3Bd的额定输出分别设定为40mW、40mW、20mW与10mW。此时，由于上述激光束的辐射角不同，像面上的束径会出现波动。

虽然容易构想出方法，利用同一的即40mW的激光器件来说定各激光器件3Ba、3Bb、3Bc与3Bd的额定输出，而把实际使用时的输出分别控制为40mW、40mW、20mW与10mW，但可知激光器件3Bc与3Bd将会超出技术要求而增大成本。

此外，相对于各激光束LY、LM、LC与LB所准备的半透镜12的个数，虽然是构成M组光源中各个的光束数N的Ni-1个(黄、绛红、深蓝为1，黑为3)，但不论是哪一种激光束，透过半透镜12的次数则限制为最多一次。

换言之，激光束LYb、LMa、LCb与LBa是只受到半透镜12反射的(透过次数为零)，其余的激光束也只通过半透镜12一次。

这样，各激光束透过半透镜12的次数与光束相互间通过的次数差便最小化，从而能使平行光以外的光通过平行平板时所产生的焦距变动或球面像差的影响减至最小。此外，让不通过半透镜12的激光束LYb、LMa、LCb与LBa分别通过折射率与半透镜12相等的平行平板，就可减少因光束相互间的通过次数差所引起的光学特性的变化。

下面以表1至表3示明偏转前光学系统7的有关数据。

                             表1偏转前光学系统透镜的数据(角度单位为rad、长度单位为mm)有效画角φ：1.01237光偏转装置的反射面内接口半径：33分离角：0.6981317光偏转装置的反射面旋转中心：(26.28.20.02)绛红色用

LMa入射到柱面透镜上主光线的偏心率-1.124

LMa入射到柱面透镜上主光线的倾角-0.0177

LMb入射到柱面透镜上主光线的偏心率-1.099

LMb入射到柱面透镜上主光线的倾角-0.0174

LM偏转前光学系统中系统的光轴在反射面上相对于偏转后荧光系统中系统的光轴的偏移0.294

LM偏转前光学系统中系统的光轴在反射面上相对于偏转后荧光系统中系统的光轴的偏移0.016

                           表2

LCa入射到柱面透镜的主光线的偏心率1.571

LCa入射到柱面透镜的主光线的倾角-0.0134

LCb入射到柱面透镜的主光线的偏心率1.509

LCb入射到柱面透镜的主光线的倾角-0.0136

LC偏转前光学系统中系统的光轴在反射面上相对于偏转后光学系统中系统的光轴的偏移1.793

LC偏转前光学系统中系统的光轴在反射面上相对于偏转后光学系统中系统的光轴的倾角0.014

                         表3黄色、黑色用

Lya入射到柱面透镜上主光线的偏心率-2.831

LYa入射到柱面透镜上主光线的倾角-1.695D-005

LYb入射到柱面透镜上主光线的偏心率-2.766

LYb入射到柱面透镜上主光线的倾角1.661D-004

LY偏转前光学系统中系统的光轴在反射布相对于偏转后光学系统中光轴的偏移-1.884

LY偏转前光学系统中系统的光轴在反射布相对于偏转后光学系统中光轴的倾角4.850D-004

LBa入射到柱面透镜上主光线的偏心率2.831

LBa入射到柱面透镜上主光线的倾角1.695D-005

LBb入射到柱面透镜上主光线的偏心率2.766

LBb入射到柱面透镜上主光线的倾角1.661D-004

LBc入射到柱面透镜上主光线的偏心率2.701

LBc入射到柱面透镜上主光线的倾角3.153D-004

LBd入射到柱面透镜上主光线的偏心率2.636

LBd入射到柱面透镜上主光线的倾角-4.644D-004

LB偏转前光学系统中系统的光轴在反射布相对于偏转后光学系统中光轴的偏移1.884

LB偏转前光学系统中系统的光轴在反射布相对于偏转后光学系统中光轴的倾角-4.850D-004

从表1与表3中可知，对应于各颜色成分的有限焦点透镜9与混合型柱面透镜11是单透镜，不论涉及到哪种颜色成分都采用同一透镜。此外，在复制用传带52的转动方向上，对应于位左转动方向最上游侧和最下游侧的Y(黄)成像部的偏转前光学系统7Y以及对应于B(黑)成像部的偏转前光学系统7B，实际上具有相同的透镜布置(相对于系统的光轴对称)。再有，对应于M(绛红)的偏转前光学系统7M和对应于C(深蓝)的偏转前光学系统7C，与偏转前光学系统7Y与7B相比，有限焦点透镜9和混合型柱面透镜11的间隔变宽了。

另一方面，混合型柱面透镜11与光偏转装置5的反射面之间的距离，规定的两端激光束即激光束LY-5激光束LB之间最大。这一事实可从图2中了解到，当由一批激光器来构成一批光源中的各个光源时，可以相对于各激光器3(Y、M、C与B)a以及3(Y、M、C与B)b，黑色第三激光器3Bc以及黑色第四激光器3Bd，减少分别与它们对应的有限焦点透镜9(Y、M、C与B)、9(Y、M、C与B)b、黑色第三激光器用有限焦点透镜9Bc以及黑色第四激光器用有限焦点透镜9Bd在布置方向的约束(安装方面)。

下面用图3说明作用于从各光源射向光偏转装置的激光束的偏转前光学系统的功能。

由于设置在各光源与光偏转装置之间的各个透镜与半透镜的作用实质上相同，故以从黄色第一激光器3Ya射向光偏转装置5的多面镜5a的激光束LYa为代表加以说明.

如图3所示，从黄色第一激光器3Ya出射的激光束LYa，在由有限焦点透镜9Ya给与其规定的聚束性后再通过光圈10Ya，将光束的剖面形状调整到预定形状。

经由半透镜12Y，与后述的来自黄色第二激光器3Yb的激光束LYb(图3中未示出)相对，于副扫描主向中分隔预定间隔区实质上汇合成一束激光的激光束LY(LYa+LYb)，在通过以后由图8说明的激光合成反射镜装置13的非反射区时，从副扫描方向观察时，同其它三组激光束LM、LC与LD实际上汇合成一束激光而导引到光偏转装置5内。

混合型柱面透镜11Y和空气相接的面即入射面实际上形成为圆柱面，而相对于副扫描方向绘出实际上等曲率的第一柱面透镜17Y与第二柱面透镜19Y，通过柱面透镜17Y的出射面与柱面透镜19Y的入射面之间的结合，再从预定方向朝图中未示明的定位部件推压而形成整体。第一柱面透镜17Y由塑料例如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)形成。第二柱面透镜19Y由玻璃例如TasF21形成。

此外，各柱面透镜17Y与19Y通过与保持部件形成一体的图中未示明的定位机构，同有限焦点透镜9Ya和9Yb的各个按正确的间隔固定。

但是为消除激光束LYa在通过第一与第二成像透镜30a与30b时所产生的彗形像差(在图3中，从17Ya所示的柱面透镜的入射面延伸出的点划线)，此激光束相对于混合型柱面透镜11Y的光轴偏心且倾斜地入射。

表4与表5中，示明了结合表1至表3中所示偏转前光学系统，所利用的偏转后光学系统中与光学性质有关的数据。

表4

偏转后光学系统

(角度单位为rad、长度单位为mm)

光线从+到-方向行进

曲率		厚度	材料	其他
					CUY	CUX
							-36.7780266	空气	y方向偏心-4.3641面2面3面4面倾角参考以下所述上述倾角前的一号LC用-170.061LY，LB用-170.336
		0.0189634	-0.0231677
-6.5294938	PMMA
				0.0207366	0.0119239
		-105.4906235	空气
0.0034197	-0.0045480
				-6.0077405	PMMA
		0.0021422	-0.0179737
-2.9985602	空气
				-	-
		-2.0000000	BK7
-	-
				-170.000	空气

LM入射到玻璃盖片上的倾角0.267636366395237

LC入射到玻璃盖片上的倾角-0.392835532361101

LY入射到玻璃盖片上的倾角0.727422457105662

LB入射到玻璃盖片上的倾角-0.727422457105662

【表5】

1面的多项式系数Amn
			0         1         2         3          4         5         6          7         8             9           10
01234	0.00      -0.03     0.00      2.75E-5    -5.41E-6  -7.18E-9  -3.97E-10  3.53E-11  -7.41E-13     -1.16E-14   7.48E-160.00      6.30E-5   -4.56E-7  2.51E-8    1.03E-9   -1.03E-10 7.45E-12   -2.59E-13  -3.18E-15    7.31E-18    5.10E-184.58E-4   -5.97E-6  6.10E-8   4.08E-8    -2.11E-9  1.67E-11  2.56E-12   -4.78E-14  5.85E-16     -2.45E-16   6.79E-18-6.17E-6  9.02E-7   -6.46E-8  -4.43E-9   2.38E-10  3.48E-12  -2.36E-13  -1.97E-15  4.73E-17     -1.23E-18   1.38E-19-8.19E-9  -1.88E-8  1.22E-9   7.25E-11   -2.77E-12 0.00      0.00       0.00       0.00         0.00        0.00
		2面的多项式系数Amn
	0         1         2         3          4         5         6          7          8             9          10
		0134	0.00      -0.059    0.00      1.47E-5    -4.75E-6  9.18E-9   -1.09E-9   1.24E-11   -2.55E-13     1.49E-15   2.39E-160.00      7.41E-5   -2.86E-6  7.25E-8    -4.40E-9  -4.55E-11 1.31E-11   -4.38E-13  -1.87E-15     -3.30E-17  7.03E-183.85E-4   -1.37E-6  -2.50E-7  -1.22E-8   -8.21E-11 9.38E-11  -1.70E-12  -5.24E-14  2.05E-15      3.82E-17   -2.77E-18-5.14E-5  2.42E-7   4.41E-8   -1.56E-9   -3.51E-11 7.16E-13  -9.04E-14  -5.47E-15  1.75E-16      -1.16E-18  5.47E-211.49E-6   -2.29E-8  2.95E-10  1.06E-10   -4.17E-12 0.00      0.00       0.00       0.00          0.00       0.00
3面的多项式系数Amn
			0         1         2         3          4         5         6          7           8            9          10
01234	0.00      0.016     0.00      -3.05E-6   -2.57E-7  4.42E-10  1.42E-11   2.66E-14    -7.79E-16   1.77E-18    -1.71E-200.00      -2.50E-5  5.27E-7   1.36E-9    7.55E-11  4.20E-13  -1.84E-14  8.66E-17-   1.05E-18    3.80E-21    9.74E-24-6.25E-6  -5.97E-8  -2.98E-10 1.65E-11   -6.53E-14 3.01E-17  1.21E-17   -5.55E-19   7.01E-22    3.37E-23    -1.54E-25-1.22E-8  1.26E-10  -2.71E-12 6.67E-14    6.18E-17 -6.16E-18 7.99E-20   -2.75E-22   -2.15E-25   9.22E-26    1.15E-271.10E-10  5.84E-13  7.42E-14  -5.44E-16  -8.17E-18 0.00      0.00       0.00        0.00        0.00        0.00
		4面的多项式系数Amn
	0         1         2         3          4         5         6            7           8          9          10
		01234	0.00      0.011     0.00      -3.12E-6   -6.22E-8  4.30E-10  -1.80E-13    6.10E-15    1.86E-16   4.47E-18   -6.12E-200.00      -1.81E-5  2.52E-7   6.63E-10   1.39E-11  4.05E-13  -1.85E-15    3.12E-17    -1.83E-18  1.35E-20   -5.53E-23-1.01E-5  -6.82E-8  1.61E-10  1.98E-11   -3.41E-14 -1.20E-15 -1.06E-17    -1.04E-19   1.52E-21   -1.36E-24  -9.05E-26-2.15E-8  8.10E-11  3.66E-12  2.91E-14   -6.60E-16 4.83E-18  2.27E-20     -7.17E-22   -3.48E-24  1.64E-26   2.08E-271.22E-10  1.52E-12  -7.17E-15 -6.57E-16  4.40E-18  0.00      0.00         0.00        0.00       0.00       0.00

当利用表4与表5所示的偏转后光学系统时，即令光偏转装置5的各反射面的倾斜角度最大值达到1分，也能把像面上光束位置的偏移控制到不超过4μm。

这就是说，在表4所示的偏转后光学系统中，光偏转装置5相对于各反射面的倾斜角度具有1/48倍的反射面倾斜角度的补偿功能。对于偏转后光学系统不具有反射面倾斜补偿功能的情形，要是想光偏转装置5的各反射面相互间倾斜程度减低到图像跳动不会为眼睛觉察出的程度，就必须把光偏转装置5各反射面的倾角减小到1秒左右，这样，多面镜本体5a的价格就会非常之高。

当由光偏转装置5偏转的光束的有效视场角φ为1.01237rad，则包含有水平同步信号探测区域的有效图像区域宽度W为320mm，光偏转装置5的各反射面的反射点与像面间的距离LT为329.79mm。这里，

1.01237＝φ＞w/LT＝0.97通过使光束的有效图像区域宽度W以及使反射点与像面间的距离LT最佳化，就能使多光束情形中所必要的成像特性与扫描线的弯曲图因环境变化而劣化的情形减小，同时还可降低驱动光源用激光器件的激光器驱动频率。这样还可减小光扫描装置的尺寸。此外，在偏转后光学系统中，即会采用塑料透镜，也能提供颜色相对于温度与湿度变化少的光学装置。

再者，φ＞W/LT是把有效视场角φ，W/LT(有效图像区域宽度/反射点和像面间的距离)作为最优化设计变数所得到的模拟结果。在φ＜W/LT的区域，已确知扫描曲线的弯曲与成像特性相对于温度与湿度变化会劣化。此外也已确知，制造公差变得更为严格。另外，在φ＞1.2W/LT的区域，已知扫描曲线相对于温度、温度的变化也加大。

于是，光束的有效视场角最好按1.2W/LT＞φ＞W/LT的范围选择。另外，在评价光束的有效视场角时，用到了图4所示的评价函数。

参看图4，当φ在1附近时，从总体上说，评价函数值小，但可以看到，即使在φ＝1.1W/LT的附近，评价函数值也很小。

图5中示明，相对于图3以及表1至表3所示的偏转光学系统7(Y、M、C与B)中的各个，从垂直于光偏转装置5的反射面的转动轴方向(即副扫描方向)的各激光合成反射镜的反射面BY、BM与BC，射向光偏转装置5的激光束LY、LM与LC(LY由LYa与LYb组成，LM由LMa与LMb组成，LC由LCa与LCb组成)。

从图5可以清楚看到，各激光束LY、LM、LC与LB沿着与光偏转装置5的反射面的转动轴相平行的方向，依相互不同的间隔，导向光偏转转装置5，激光束LM与LC不对称地夹持着与光偏转装置5的反射面的转动轴正交同时包含反射面的副扫描方向的中心的面，也即包含光扫描装置1的系统的光轴的面，而导向光偏转装置5的各反射面。此外，在光偏转装置的各反射面上的激光束LY、LM、LC与LB的相互间隔，在LY-LM之间为2.26mm，在LM-LC之间为1.71mm，而在LC-LB之间为1.45mm。

图6中示明在光扫描装置1的光偏转装置5于偏向角为零度的位置处，从副扫描方向看过去的从此光偏转装置到感光鼓58即像面之间所设置的光学部件。

如图6所示，在偏转后光学系统30的第二成像透镜30b与像面之间设置有，使通过透镜30b的α+α+α+4＝10束激光L(Y、M、C与B)弯折向像面的第一旋镜33(Y、M、C与B)，将由第一旋镜33Y、33B与33C弯折的激光束LY、LM与LC进一步变折的第二与第三旋镜35Y、35M与35C以及37Y、37M与37C。从图6中还可看到，对应于B(黑)图像的激光束LB，为第一旋镜33B变折回之后不经其它反射镜而导向到像面。

第一与第二成像透镜30a与30b，第一旋镜33(Y、M、C与B)以及第二旋镜35Y、35M与35C，可以分别用粘结等方式固定于光扫描装置1的中间底座1a之上，例如固定于整体成形的图中未示明的一批固定部件之上。

至于第三旋镜37Y、37M与37C，则通过后面据图16所述的固定用肋件与倾斜调整机构安装成所相对镜面与垂直方向中的至少一个方向移动。

在第三旋镜37Y、37M与37C以及第一旋镜33B同像面之间，在通过各反射镜33B、37Y、37M与37C所反射的2+2+2+4＝10束激光(Y、M、C与B)出射的位置处，还装配有给光扫描装置1的内部除去的防尘玻璃39(Y、M、C与B)。

下面详细说明混合型柱面透镜与偏转后光学系统之间的光学特性。

偏转后光学系统30由第一与第二两片成像透镜组成，它们由塑料例如由PMMA形成，于是当它们的外围温度例如在0℃至50℃之间变化时，可知其折射率在1.4876至1.4789之间变化。此时，通过第一与第二成像透镜30a与30b的激光束实际会聚到的成像面，即在副扫描方向中的成像位置有±4mm的变动。

与上述情形相反，在图3所示的偏转前光学系统中，当把与用在偏转后光学系统30中的透镜有同一材料的透镜按最佳曲率形式组装入后，因折射率温度变化造成的成像面波动可以控制到±0.5mm左右。这就是说，与偏转后光学系统30由塑料透镜组成的既有光学系统相比，玻璃透镜的偏转前光学系统7可以校正偏转后光学系统30的透镜因折射率温度变化而在副扫描方向中发生的色差。

但是，能够校正的色差补偿量则与塑料柱面透镜的放大率成正比。具体地说，能补偿的色差量是由塑料透镜的入射面曲率与出射面曲率的差决定，因此，当把塑料柱面透镜的入射面取作为平面时，玻璃柱面透镜的曲率便成为特定的。于是，当用于玻璃柱面透镜的材料经特别确定后，也就确定了混合型柱面透镜的焦距。

从以上所述可知，当偏转后光学系统的光学特性经特别确定后，沿副扫方向的光束的最小直径可以只通过混合型距面透镜的焦距设定。此时，由于不能确保设计的自由度，如难以兼顾既求得预定的光束直径又同时消色差。

此外，虽然也有通过改变玻璃材料来改变折射率进而调整玻璃柱面透镜的焦距，由此来设定混合型柱面透镜焦距的方法，但由于是玻璃材料，在研磨加工、保管和运送等方向则未必有益，而且不可免地会降低自由度。

此外，还存在有这样的方法，即让玻璃柱面透镜的入射面与出射面分别取一定曲率，让塑料柱面透镜的放大率与混合型柱面透镜的放大率为独立函数。

通过使压型工艺制成的塑料柱面透镜的两侧取一定曲率，让塑料柱面透镜的放大率与混合型柱面透镜的放大率成为独立函数的上述方法，可以最大限度地降低成本，还易确保加工精度与外形精度。

图7A与7B表明了通过图6所示的光偏转装置5与像面间的第一至第四合成的激光度L(Y、M、C与B)同光扫描装置1的副扫描方向系统中光轴的关系。

如图7A与7B中所示，由光偏转装置5的反射面所反射的第一至第四合成的激光束L(Y、M、C与B)，各在第一成像透镜30a与第二成像透镜30b之间，相对副扫描方向与系统的光轴相交，导引到像面之上。

图8A与8B示明了，用来将第一至第四合成的激光束L(Y、M、C与B)作为一束激光导向光偏转装置5的各反射面上的激光合射反射镜装置13。

激光合成反射镜装置13包括：按照比形成图像的颜色成分数(所分解的颜色数)还少“1”个的数设置了第一至第三反射镜13M、13C与13B；分别保持它们各个的第一至第三保持部13α、13β与13γ；以及这些保持部的支承底座13a。底座13a与及各保持部13α、13β与13γ例如由热膨胀系数小的铝合金等整体。

此时，来自光源3Y的即黄色第一激光器3Ya与黄色第二激光点36Yb的激光束LY，如前面所述，直接导引到光偏转装置的各反射面上。这时的激光束LY通过固定于比光扫描装置1系统的光轴更靠近底座13a的一侧即第一保持部13α上的反射镜13M与底座13a之间。

下面考察由图8所示的合成反射镜13的各反射镜13M、13C以及13B所反射而导引到光偏转装置5的各激光束LM、LC与LB的，以及直接导引入光偏转装置5的激光束LY的光强(光量)。

根据激光合成反射镜装置13，各激光束LM、LC与LB，在入射到光偏转装置5各反射面之前的各激光束LM、LC与LB于副扫描方向上相分离的区域中，为通常的反射镜(13M、13C与13M)弯折。因此，由各反射面(13M、13C与13B)反射之后射向多面镜本体5a的各激光束L(M、C与B)的光量，大体能保持到从各混合型柱面透镜11所发射的光量的90％以上。为了减少各激光器件的输出，同时不使发生倾斜的平行平板所发生的像差，可以对引进像面上的光的像差进行补偿。这样就能将各光束的束径缩小，结果可以高度精密地成像。此外，对应于Y(黄)的激光器件3Y可以与合成反射镜装置13中任一反射镜无关，直接把光导向光偏转装置5的各反射面，这样不仅可以减小激光器的输出本领，而且还能消除(有可能在因合成反射镜反射的其它激光束中所生成的)由反射镜(13M、13C与13B)反射向各反射面的入射角的误差。

下面参照图2与图6说明，由光偏转装置各反射面所反射的激光束L(Y、M、C与B)和通过偏转后光学系统30从光扫描装置1向外部出射的各激光束LY、LM、LC与LB的倾角同旋镜33B、37Y、37M与37C的关系。

如以前所述，为光偏转装5的多面镜5a所反射并通过第一至第二成像透镜30a与30b给予一定像差特性的各激光束LY、LM、LC与LB，分别通过第一旋镜33Y、33M、33C与33B弯折向预定方向。

此时，激光束LB经第一旋镜33B反射之后，原样地通过防尘玻璃39B，导引到感光数58b上。与此相反，其余的激光束LY、LM与LC则分别为第二旋镜35Y、35M与35C导向，借助第二旋镜35Y、35M与35C反射向第三旋镜37Y、37M与37C，在继续由第三旋镜37Y、37M与37C反射后，分别经由防尘玻璃39Y、39M与39C以大致相等的间隔在各自相应的感光鼓上成像。此时，与第一旋镜3B出射的激光束LB以及与激光束LB相邻的激光束LC也以大致相等的间隔于各感光鼓58B和58C上成像。

但是，激光束LB为多面镜5a的各反射面偏转后，只由旋镜33B反射并从光扫描装置1射向感光鼓58。

当光路中存在多个反射镜时，对于随着反射镜数加多而成倍增大的成像面上所发生的图像各种像差特性的变化与主扫描线的弯曲等，将上述激光束LB用作对其余的激光束L(Y、M与C)进行相对补偿时的基准光线是有益的。

另外，当光路中存在有多个反射镜时，最好让用于各激光束LY、LM、LC与LB的反射镜的个数一致地为奇数或偶数。也即如图5所示，与激光束LB有关的偏转后光学系统内的反射镜的个数除去光偏转装置5的多面镜5a后是1个(奇数)，而与激光束LC、LM与LY有关的偏转后光学系统内的反射镜的个数，则分别在除去多面镜5a后是3个(奇数)。这里，对任一激光束LC、LM与LY来说，假定省除第二反射镜35，则由于通过略去了第二反射镜35的光程(反射镜个数为偶数)的激光束因透镜等的倾斜之类因素所造成的主扫描线的弯曲方向，同其它激光束即反射镜的个数为奇数的因透镜等倾斜之类因素所造成的主扫描线的弯曲方向正相反，就会在重现预定颜色时产生颜色偏移的有害问题。

因此，当将2+2+2+4＝10束激光LY、LM、LC与LB重叠来重现预定颜色时，各激光束LY、LM、LC与LB在偏转后光学系统30的光程中所设置的反射镜的个数，实际上统一为奇数或统一为偶数。

图9中示明了偏转后光学系统中系统的光轴与一端扫描线间的距离L1、此光轴与另一端扫描线间的距离LM、以及在两端扫描线之间的平行于此光轴的方向的距离ΔLMAZ的关系。

上述各值(L₁、LM与ΔLMAX)和最终的透镜面与像面间的距离L₀，是由M＝4组所示的光束的相互间隔来设定其最大值。但若优先设定最终的透镜面与像面间的距离L₀，对光学系统的要求就会更严格，而会出现到达不能忽视由于成像特性、扫描线弯曲和环境变化等因素的水平。

为此，在许多的光扫描装置的设计中，为了能在需要反复安装光学部件的条件下来保持光扫描装置的光学性能，应确保感光鼓相互之间的间隔以及光扫描装置与各感光数之间的距离满足的一定的条件。具体地说，在上述各距离L₁、LM以及ΔLMAX与L₀之间，当满足下述条件

(ΔLMAX+LM+L₁)/1.8＞L₀＞(ΔLMAX+LM+L₁)/2时，就能保持光扫描装置的光学性能，并可以确保各感光鼓相互的间隔以及光扫描装置与各感光鼓之间的距离。

详细地说，通过最终透镜(第二成像透镜30b)的光束，可以忽视倾斜情形，如图10A与10B所示，近似于同连接偏转后光学系统30的两个透镜30a与30b的光轴的直线相平行地出射。

在第一透镜附近将所分离的光束为第一与第二反射镜的反射由一次反射近似，设此反射点为(x，y)＝(0，0)，视感光鼓为光轴的上侧(图面的上方)(因此，这里的坐标系与其它附图中的坐标系不同)。

再将第三反射镜的反射点设为(x₁，y₁)，像面的坐标设为(x₂，y₂)，只通过旋镜中一个的光束像面的坐标为(x₃，y₃)。

此时，为使过程关系中的部件可以实际安装的容积最大化，当y₁为正时，如图10A所示，可使由(x₃，y₃)、(x₂，y₂)、(x₁，y₁)与(x₃，y₁)所围的面积最大化即可。而在y₁为负时，可使(x₃，y₃)、(x₂，y₂)、(x₁，0)与(x₃，0)所围的面积S₂最大即可。

下面，为使面积S₁或面积S₂最大，分别将第二反射镜所反射的光束与偏转后光学系统的光轴的夹角设为φ，将第二反射镜的反射点与第三反射镜的反射点间的距离设为L₁，而Y₁与X₁则分别表示为

y₁＝L₁ ^*Sin[φ]      (a-1)

x₁＝L₁ ^*Cos[φ]      (a-2)

设从第二反射镜的反射点至像面的光程长为L₂，由第三反射镜反射后的光束近似地垂直于偏转后光学系统的光轴(此时S₁或S₂为最大)，设像面的坐标为(x₂，y₂)，则可以表示为

x₂＝x₁              (a-3)

y₂＝y₁+L₂-L₁      (a-4)

另一方面，设在最接近透镜一侧位置处所分离的光束与在最后由第一反射镜所反射的光束的距离为Y₄，使满足

x₃＝-(L₂-y₄-y₂)   (a-5)

y₃＝y₂              (a-6)

于是S₁与S₂分别表示为

S₁＝(y₂-y₁)(x₂-x₁)(a-7)

S₂＝y₂(x₂-x₃)      (a-8)

但由于将Y₄设定为，至少是在光束不重叠的位置处能分离成三束光的距离，故各光速等间隔地位于像面上时，从像面到各个分离点的光程长表示为L₂、(L₂-(x₂-x₃)/3/2)以及L(L₂-(x₂-x₃)/3/2)。

另一方面，设像面上光束的半径为ω₀，由于光束的束散角可表示为λ/πω，设在此为包含有受到偏转前光学系统光圈衍射影响在内的系数，则Y₄可以表示为

y₄＝ζ2λ/π/ω₀(L₂+(L₂-(x₂-x₃)/3/2)

        +2(L₂-(x₂-x₃)/3/2)    (a-9)

此外，由于ω₀是像面上光束的直径，一般规定ζ为1.4。再有，特别是在与第一反射镜(分离反射镜)有关时，为了消除相邻光束衍射的影响，则将ζ规定约为2.8。

相对于Y₄解(a-9)式，得到

y₄＝-((ξL₁λ-6ξL₂λ+ξL₁λCos[ψ]-ξL₁λS1n[ψ])

     /(-(ξλ)+πω₀))

                                            (a-10)

在此，将(a-10)式以及(a-1)式至(a-6)式代入(a-7)式与(a-8)式，将S₁与S₂中较小一方的值标绘于纵轴上，得到图11。另外，在图1中，于ζ＝1.4、L₂＝1.75、λ＝0.00068与ω＝0.025的条件下，横轴所表示的φ从-π到π，而以纵深方向的轴所表示的L₁则从0到175。

从图11中可以看到，S₁与S₂之中最小一方的值成为最大的条件是

φ＝0                   (a-11)

下面相对于L₁微分S₁，使其为零而求得

L₁＝-((6ξL₂λ+πL₂ω₀+πL₂ω₀Cos[ψ]

                                    (a-12)

-πL₂ω₀Sin[ψ])/(-2πω₀-2πω₀Cos[ψ]+2πω₀Sin[ψ]))

在此，对L₂加有最终透镜面与第一旋镜间的距离的数值是L₀，但当近似地取L₂＝L₀，则有以下变形：

(ΔL_max+L_M+L₁)/L₀≈((2y₂+x₁-x₃)/L₂)    (a-13)从而，当把(a-11)式代入(a-13)式，即导出

(ΔL_max+L_M+L₁)/L₀≈((ξλ-2πω₀)(3ξλ-πω₀))

/(πω₀(-(ξλ)+πω₀))

                                       (a-14)

现在相对能用于实际范围中的λ＝0.00063，在横轴上使ζ从1.4142到2.8，在纵深方向的轴上使ω₀从0.02到0.06，将(a-14)式的值示明于图13中

参照图12与13可知，当满足

(ΔLMAX+LM+L₁)/1.8＞L₀＞(ΔLMAX+LM+L₁)/2时，可以保持光扫描装置的光学性能，可以确保各感光鼓相互的间隔与光扫描装置和各感光鼓间的距离，也即能使实际组装过程关系的部件的容积相对于S₁达到最大。

在以上的说明中，是把各感光鼓的间隔视作为一定的，例如导引只作一次弯折的光束的感光鼓，当它的直径比其它感光鼓的直径大ΔD时，使LM减小ΔD而使ΔLMAX增大ΔD，可将复印位置维持到一定高度。

由上述可知，(ΔLMAX+LM+L₁)的值即使是感光鼓的直径不均一也能保持相同。因而(a-15)式对于感光鼓相互间隔以及感光鼓直径任何一方被设定为不均一的成像装置，也是有效的。

为了证实上述条件，当所述条件适用于图2至8以及9A、9B与图14至16所示的光扫描装置中的，由于

(ΔLMAX+LM+L₁)/1.8＝187.25mm

L₀＝175mm

(ΔLMAX+LM+L₁)/2＝168.527

故可以认为满足上述条件。

由以上事实可知，当把偏转后光学系统的整体与透镜的大小设定得恰当时，就能抑制因M个光束组的环境变化造成弯曲发生量的差别。同时还能控制光扫描装置的大小不使其作不符合希望的增大。此外，与大小基本上相等的光扫描装置相比，由于可以增大视场面，故可以设定较低的图像频率。

图14A与14B概示了导引到像面上的激光束的位置关系。

图14A示明了分别由两束激光合成的激光束LM与LC，图14B例示了由4束激光合成一束激光LB。在图14A与14B中，阴影部分对应于激光束光强达到1/e²以上的区域。此外作了如下设定：在光束的剖面形状中，主扫描方向中1/e²的直径为相邻光束相互间距的0.8～1.2倍，而副扫描方向的1/e²的直径为所述间距的1.2～1.6倍。对于相邻的各个光束，在设定其相互(对LB来说，分别有4束)于像面上扫描相邻的扫描线的同时，不使1/e²的直径重叠，而在扫描方向上错开1/e²直径以上。

这就是说，当采用由两束以上的激光合成的激光束来进行图像曝光时，当各激光束的光强在1/e²以上的1/e²直径于激光束相互之间有重叠时，就会因光束相互干涉而致光束形状产生问题，但如图14A与14B所示，通过使各个光束的间隔与扫描方向的位置稍作移动，就能防止因光束相互干涉而致光束形状发生变化。

图15中详细示明了水平同多用旋镜。

根据图15，水平同步用的旋镜25具有：将各合成的激光束LY、LM、LC与LB，于主扫描方向上在水平同步探测器中以不同的时刻反射的同时，在副扫描方向中于水平同步探测器上能提供基本上同一高度，并在主扫描方向与副扫描方向上同时形成不同角度的第一至第四旋镜25Y、25M、25C与25B以及使各旋镜25(Y、M、C与B)保持成一体的镜座25a。

镜座25a例如由掺有玻璃的PC(聚碳酸酯)等形成。各旋镜25(Y、M、C与B)依预定角度于成形的镜座25a的对应位置上由蒸镀铝等金属形成。

这样，由光偏转装置5偏转的各激光束LY、LM、LC与LB，不仅能入射到一台探测器25的同一探测位置上，还能够例如消除当设置有多个探测点时因成为问题的各探测点的灵敏度或位置偏移而引起的水平同光信号的偏移。此外，在水平同步探测器23中，由水平同步用旋镜25，对应于主扫描方向每一行上的激光束组LY、LM、LC与LB合计共四次的入射，对于每一束激光显然可以得到N三次(对于LY、LM与LC为两次，对于LB为四次)的水平同步信号。至于镜座25a，可以设计成通过对坯料进行切削加工形成模具镜面，而不必要进行凹割作业去费工夫从事脱模操作。

图16以斜视图概示了第三旋镜37Y、37M与37C的支承机构。

根据图16，第三旋镜37(Y、M与C)分别由与光扫描装置1的中间底座1a整体形成的固定部41(Y、M与C)以及与固定部41(Y、M与C)相对且夹持相应反射镜的相对的反射镜紧固板簧43(Y、M与C)，保持于中间底座1a的预定位置上。

上述固定部41(Y、M与C)是成对地形成在各反射镜37(Y、M与C)的两端上。

在一方的固定部41(Y、M与C)上，形成有用来在两个点上分别保持反射镜37(Y、M与C)的两个突起45(Y、M与C)。在另一方的固定部41(Y、M与C)上则设有止动螺钉47，用来使突起45(Y、M与C)所保持的反射镜沿垂直方向或光轴移动。

如图16所示，各反射镜37(Y、M与C)在由止动螺钉47(Y、M与C)沿所定方向移动时，由于是以突起45(Y、M与C)为支点在镜面上沿垂直方向或光轴方向移动，故可以对主扫描方向的倾斜即主扫描方向的弯曲进行补偿。

图17A至17C概示了对像面进行激光束曝光，即在感光鼓上形成潜像的状态。此外，在图17A至17C中是以黑色激光束即从光源3B出射的4束激光为例进行说明。

根据图17A至17C，双实线给出的区域是以光偏转装置5的多面镜5a的某个反射面制作图像(用于成像的激光束转向)的区域，中央部分的区域则对应于有效图像区域。其它部分作为无效区域是不用于成像的激光束转向的区域，此外，点划线部则表示由多面镜5a的下一反射面制作图像的区域。

图17A表明了，在光偏转装置5的多面镜5a的某个反射面所偏转的N＝4束激光于预定像面上等速度扫描成像的情形，以p表示副扫描方向的束间距离，以k表面多面镜5a的反射面数时，扫描线与感光鼓转动方向所成的角，也即扫描线相对于副扫描方向的倾角δ，可由下式求出：

δ＝tan^-1[(N×p×k×φ)/(4×π×W)]这里，N为激光束数，φ为有效视端角面ω为有效图像曲减宽度。上述倾角δ则相对于感光鼓的转动方向成为滞后(-)的。

图17B示明了对于据图17A求得的倾角进行补偿的例子，此时设定扫描线与感光鼓转动方向即副扫描方向之间的倾角δ，而扫描线与感光鼓的转动方向平行(指扫描线与感光鼓的轴线平行)。这里的倾角δ与图17A所示的角度一致。显然，此倾角δ相对于感光鼓的转动方向设定为超前(+)的。倾角δ可由光扫描装置1的器件的整体给定，或至少可由光偏转装置反射的激光束导向感光鼓过程中有关光学部件的全体来确定(当光扫描装置1设置于成像装置100中时，光偏转装置5与感光鼓58(Y、M、C与B)相连接的轴线即布置成相对于各感光鼓58的轴线倾斜一角度δ)。此外，为了相对于各光束组设定最佳的倾角，最好同旋镜35与37相对应在主扫描方向上倾斜一角度δi-δ。

图17示明了，用图17B所示的方法对于与感光鼓转动方向相平行进行补偿的四束激光所描绘出的位置。如图17所示，通过把四束激光的水平同步的基准位置相对于扫描线倾斜一角度δ，能够同感光鼓转动方向相正交地改善上述描绘出的位置。

设处理速度为V(mm/s)，光偏转装置5的旋转多面镜5a的转数为Np(rpm)，则感光鼓的表面相对于由旋转多面镜5a的一个反射面进行激光曝光的时间所移动的距离便成为的V/NpN＝Q(mm)。即Q为处理速度的函数，而扫描线的倾角δ是

δ＝tan^-1[(Ni×p×k×φ/(4×π×W)]

  ＝tan^-1(Ni×60Vφ/4πWNp)

  ＝tan^-1(15NiV(φ/πWNp))，

成为处理速度的函数。

如以上所述，对于M组激光束包含N束激光的情形，在和Ni束激光导向各感光鼓时产生的倾斜相反的方向上，光扫描装置的全体或是光偏转装置反射的激光束导向感光鼓其间所涉及的光学部件的整体，能够通过倾斜来补偿扫描线的倾斜。这样，即使每一组中的光束数增加，也能防止输出图像的水平线倾斜。

下面用图18A与18B至图22来说明Ni束激光各束间的相位差。这里以两束激光的情形为例说明，三束以上的情形与此相同。

图18A表明相邻光束的相位差为0°时的强度分布，图18B表明相邻光束的相位差为180°时的强度分布。下面以β_p表示沿光束主扫描方向的e^-2直径(p为束距)，α_p表示沿光束副扫描方向e^-2直径，ζ表示各感光鼓的半减曝光量/平均曝光能量，η表示在连接两相邻光束中心的线的中点处相对于一方光束峰值强度的另一方光束的相对强度。以下设α＝1.2，β＝.08，ζ＝0.25，η＝0.211而p＝0.042mm.另外，上述条件表明光束中心位置在副扫描方向有0.042mm的偏移，在主扫描方向有0.0096mm的偏移。

从图18A与18B中可知，通过从每组光束数为Ni的光源中Ni中激光元件同时射出Ni束激光时，到达各感光鼓上激光束的强度分布是可以作为受到相位差干涉的影响的结果而认识其变化的，具体地说，如图18A所示，当相位差为0°时，两光束间的强度分布会作为曝光量的相互加强而增加，而在相位差为180°时(图18B)，在两个光束之间会产生强度分布的谷。

图19A与19B分别表明了图18A与18B所示的感光鼓上的强度分布由平均曝光能量规一化的结果，也就是将相对于Y方向积分求得的结果即把一束激光情形中的强度分布相对于Y方向积分求得的结果除以p后标绘出的曲线。此外，与图18A和18B相同，图19A和19B分别对应于相位差为0°和180°的情形。

参看图19A上19B可知，即使在两束激光中间，也能确保有比半减曝光量(在此曲线图中，由于设平均曝光能量为1，就在半减曝光量＝(半减曝光量/平均曝光能量)×平均曝光能量＝ζ×平均曝光能量)所示大0.25的光强。

与此相反，在图19B中，在强度分布的谷处，可知不能求得满足半减曝光量的光强。

上述事实表明，两光束的相位差为180°时产生的强度分布的谷与各光束中心部的情形相反，在常规显像的情形，即使是未曝光的部分，也会作为潜像显像。而在复制显像的情形，即使是曝光部分也会发生不显像即图像缺损的现象。此外，从激光器件出射的激光束的波长如果不是完全相同，则两光束的相位差会随时间变化。

图20A与20B表明了，在图2至12所示本发明的实施形式组装到光扫描装置1内后相对于此装置的某组激光束(两束)求得的与图18A和18B所示相同的强度分布的结果。这里的α、β、ζ、η与p分别为α＝1.2，β＝20.8，ζ＝0.25，η＝0.135和p＝0.042mm。此外还表明，在上述条件下，光束中心位置分别在副扫描方向与主扫描方向有0.042mm与0.0187mm的偏移。相位差则为0°与180°。

从图20A与20B可知，两束激光到达各感光鼓上所产生的激光束强度分布，在相位差为0°(图20A)时两光束间的强度分布沿作为曝光量相互加强的方向增加；而在相位差为0°(图20B)时，则在两光束间产生强度分布的谷。

图21A与21B分别表明了，将图20A与20B所示感光鼓上的强度分布按图18A与18B相同的形式由平均曝光能量规一化的结果。另外，也与图18A和图18B相同，图21A与21B分别对应于相位差为0°与为180°的情形。

从图21A与21B可知，在组装有图2至9所示本发明实施形式的光扫描装置中，即使相邻光束的相位差为0°或为180°，也能确保有比规一化的半减曝光量大0.25的光强。

下面说明，即使两光束的相位差为180°，也能提供较感光鼓的半减曝光量大的光强的条件。

前面已经说明，设副扫描方向上光束间隔为p、光束之扫描方向的e^-2直径为β_p、副扫描方向上的e^-2直径为α_p、感光鼓的半减曝光量/平均曝光能量为ζ，而在两相邻光束中心连线中点处一个光束的相对于峰值强度的相对强度为η时，若以副扫描方向为Z而主扫描方向为y，则一个光束的坐标(y，z)＝(0，0)，而另一光束的坐标(y，z)＝(δ_y，p)。

此时，连接两相邻光束中心直线中点处的相对强度η可表示为

η＝exp(-2x)    (c-1)

式中的X表示为

$X=\frac{{\left(\frac{p}{2}\right)}^2}{r_z^2}+\frac{{\left(\frac{\mathrm{\&delta;y}}{2}\right)}^2}{r_y^2}--(c-2)$

与以上相对应，给出两相邻光条中心连线中点处的相对强度η的δ_y则可通过(c-1)式与(c-2)式解出：

$\mathrm{\&delta;y}=\mathrm{ry}\sqrt{4X-\frac{p^2}{r_z^2}}--(c-3)$

式中X＝-0.51ln(η)。

于是，在光束主扫描方向的e^-2直径为β_p与副扫描方向的e^-2直径为α_p的坐标(y，z)＝(0，0)和坐标(y，z)＝(δy，p)处，具有峰值强度的光束的电场分布分别表示为：

$e_1=\exp (-\frac{z^2}{r_z^2}-\frac{y^2}{r_y^2})--(c-4)$

$e_2=\exp (-\frac{{(z-p)}^2}{r_z^2}-\frac{{(y-\mathrm{\&delta;y})}^2}{r_y^2})--(c-5)$

此外，(c-4)式与(c-5)式中的γ_z与γ_y分别为

r_z＝α_p/2      (c-6)

r_y＝β_p/2      (c-7)

下面计算为使强度分布归一化而必需的平均强度。

首先沿主扫描方向即Y方向积分(c-5)式，求得

$i_3={\&Integral;}_{-\&infin;}^{+\&infin;}{e}_1{e_1}^{*}\mathrm{dy}=\frac{\sqrt{\mathrm{\&pi;}}\mathrm{\&beta;p}}{2\sqrt{2}\exp \left(\frac{{8z}^2}{{\mathrm{\&alpha;}}^2{p}^2}\right)}--(c-8)$

(c-8)式中的^*表示共轭复数。

再沿副扫描方向即Z方向积分(c-8)式，除以光束间隔(束距)p，得到

$i_{30}=\frac{{\&Integral;}_{-\&infin;}^{+\&infin;}{i}_3\mathrm{dz}}{p}=\frac{\mathrm{\&pi;\&alpha;\&beta;p}}{8}--(c-9)$

据此可以求出平均强度。

在此，当第一激光器与第二激光器两者发射激光时，由于光束是在主扫描方向扫描，故在某个地点所接收到的能量与相对于主扫描方向即相对于Y方向对强度积分的值成正比。

这时，在能量成为最小的特定地点，由于能够给与较感光鼓的半减曝光量大的能量，故即会是来自这两个激光器的激光束的相位差为180°，也能防止产生图像缺损或把色粉供给到未曝光部分上。此外，可以由两相邻光束中心连线中点在Z方向的坐标

Z＝p/2    (c-10)

求出能量成为最小时的位置。

这时，由(c-10)式求出的位置处的电场由e₁-e₂表示。沿Y方向(主扫描方向)对光强积分并以平均曝光能量规一化的值则表示为：

$i_2={\&Integral;}_{-\&infin;}^{+\&infin;}\frac{{(e_1-e_2)}^2}{i_{30}}\mathrm{dy}=\frac{8-8\exp \left(\frac{2}{{\mathrm{\&alpha;}}^2}\right)\mathrm{\&eta;}}{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}\mathrm{\&alpha;exp}\left(\frac{2}{{\mathrm{\&alpha;}}^2}\right)}--(c-11)$

此外，在(c-11)式中，e₁-e₂根据(c-4)式以及(c-5)式是实数((e₁-e₂)^*×(e₁-e₂)＝(e₁-e₂)²)，故可以取近似值。

(c-11)式中所示的数值成为比感光鼓的半减曝光量/平均曝光能量大的事实，由

i₂≥ζ                (c-12)表明。

在上面求得的(c-12)式中代入(c-11)式，即可得到

$\mathrm{\&eta;}<e^{-\frac{2}{{\mathrm{\&alpha;}}^2}}-\frac{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{8}\mathrm{\&alpha;\&zeta;}--(c-13)$

于是，当设定η使满足

$\mathrm{\&eta;}<e^{-\frac{2}{{\mathrm{\&alpha;}}^2}}-\frac{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{8}\mathrm{\&alpha;\&zeta;}--(c-14)$

在利用两束以上的激光合成的一组激光束时，可不必考虑相邻激光束的相位差。

另外，在组装有图2至12所示本发明实施形式的光扫描装置中，从(c-13)式可以推导出η＜0.155354。

在图20A、20B、21A与21B所示例z中，η＝0.135，而在图18A、18B、19A与19B所示例子中，η＝0.211。因此可以认为(c-13)式是有益的。

图22中的图像表明了，相对于一般所用的某个α与ζ时η的取值范围。具体地说，使η取图22中阴影区下方的范围时，在设定光扫描装置中的各主要部件时，可不必考虑相邻激光束的相位差。

以下参照图1与图23说明成像装置100的作业。

由图中未示明的操作板或主计算机供给成像作业开始信号，通过主控制装置101的控制，在各成像部50(Y、M、C与B)加热的同时，经由图像控制CPU111的控制，光扫描装置1中光偏转装置5的多面镜5a即按预定的转速转动。

随后，通过主控制装置101的控制，从外存储器或主计算机或是扫描点(图像读出装置)将需打印的图像数据输入RAM102中。输入于RAM102中图像数据的一部分(或全部)，与通过图像控制部110的图像控制CPU111的控制，存储于各图像存储器124(Y、M、C与B)中。

同时，通过主控制装置101的控制，按预定的时刻，例如以来自定时控制器的垂直同步信号等为基准，给送纸辊72通电，从纸盒70中取出一张纸P。取出的这张纸P，借助对位辊74，通过各成像部50(Y、M、C与B)的成像操作提供的Y、M、C与B各个色粉像定时地匹配，为吸持辊76吸持成密切配合于传送带52上，随传送带52一起转动，导引到各成像部50之上。

另一方面，与纸P的供给和输送作业相平行或即同时，根据定时装置(时钟电路)118输出的时钟信号，在给各激光器驱动部116(Y、M、C与B)通电的同时，通过各数据控制部115(Y、M、C与B)的控制，将存储于RAM102中的图像数据DAT供给于各光源3(Y、M、C与B)。由此，从主扫描方向的有效打印宽度的规定位置，按顺序将对应于一行的激光束照射到各个成像部50(Y、M、C与B)的各感光鼓58(Y、M、C与B)上。

这样，通过各数据控制部115(Y、M、C与B)的控制，相对于各激光器驱动部116(Y、M、C与B)，由于从各光源3出射的各激光束L(Y、M、C与B)的光强变化，使图像数据得以转送，在各成像部50(Y、M、C与B)的感光鼓58(Y、M、C与B)之上，于激光束的一次扫描之中，根据一定时钟长度的图像数据，形成无偏移的图像。

在第一至第四成像部50(Y、M、C与B)的各个感光鼓58(Y、M、C与B)上成像的第一至第四的各激光束L(Y、M、C与B)，使带电主预定电位的各感光鼓58(Y、M、C与B)的电位根据图像数据变化，而在各感光鼓58(Y、M、C与B)上形成与图像数据相对应的静电潜像。

上述静电潜像通过各显像装置62(Y、M、C与B)由具有对应颜色的色粉显像，变换为色粉像。

各色粉像随着各感光鼓58(Y、M、C与B)的转动，移向为传送带52所运送的纸P上，根据预先设定的定时，由复印装置64依预定时刻复印到传送带52中的纸P上。

于是在纸P上形成了相互正确重叠的四色色粉像。此外，在每次色粉像复印到纸P上时，用清除器66(Y、M、C与B)清除各感光鼓58(Y、M、C与B)上残余的色粉，并由消电灯68(Y、M、C与B)消除各感光鼓58上残留的电位，而将这样的感光鼓继续用于成像作业。

在静电作用下保持有四色色粉像的纸P，随着传送带52的转动而继续传送，通过传送带驱动辊56的曲率与纸P的直线行进性的不同，而自传送带52上分离开导向定影装置84。导引到定影装置84内的纸P由此定影装置溶融各色粉，在作为彩色图像的色粉像定影之后，排出到图中未示明的排纸盘中。

另一方面，在将纸供给于定影装置84后的传送带52则在继续转动的同时，由传送带清除器82除去表面上留剩的不希望有的色粉后，再次用于输送从纸盒70送来的纸P。

如上所述，根据本发明的光扫描装置，M个光束组相对于偏转装置的反射面，从一端按光束组间的间隔单调增加的方式入射，而这一光束组之间间隔最小一端的光束组则与偏转装置偏转的光束相交叉地入射。由此可以减小光束组在成像特性上的分散和光束组之间扫描线的弯曲。于是可以防止图像质量的下降。此外，可以减小光扫描装置的尺寸。

根据本发明的光扫描装置，设L₁为第二光学装置系统的光轴与一端扫描线间的距离，LM为第二光学装置系统的光轴与另一端扫描线间的距离、而ΔLMAZ为在两端扫描线之间的沿系统光轴平行方向的距离时，则最终透镜面与像面间的距离L₀设定在下述范围内：

(ΔLMAX+LM+L₁)/1.8＞L₀＞(ΔLMAX+LM+L₁)/2由此可以减小光束组间扫描线的弯曲程度。此外，可以防止透镜与光扫描装置两者的尺寸过大。

根据本发明的光扫描装置，设L_t为偏转装置上的反射点与像面间的距离，而ω为包括有探测出水平同步信号区域的有效图像区域宽度，则由偏转装置前偏转的光束的有效视场角φ设定成满足φ＞ω/L_t。由此可以防止扫描线弯曲、成像特性随环境变化而变劣以及扫描线弯曲程度的增加。从而能够将成本低的塑料透镜用于单透镜，降低光扫描装置的费用。

根据本发明的光扫描装置，由于射向限制在副扫描方向中才给出的放大率的M组光学部件的光束，它的入射角及位置是相对于相应光学部件的光轴非对称地设定，故能减少相对于系统的光轴的通过与副扫描方向分开的位置的激光束所产生的慧形像差的影响。由此就可以防止降低图像的折像度。

根据本发明的光扫描装置，由于各光束通过半透镜的次数是一次或零次，从而在会聚性的激光束入射到平行平板上时所产生各种各样像差的光束之间不易出现分散性，而能防止降低图像质量。

根据本发明的光扫描装置，设p为副扫描方向的扫描行距而k为旋转多面镜的镜面数时，由于扫描线相对于载像体的行进方向，只离垂直方向倾斜

δ＝tan^-1(N_i×p×k×φ/(4×π×W))故能防止扫描线相对感光鼓的轴线即副扫描方向倾斜。

根据本发明的光扫描装置，设p为副扫描方向的光束的束距。β为光束在主扫描方向的e^-2直径/p，α为光束在副扫描方向的e^-2直径/p，ζ为感光鼓的半减曝光量/平均曝光能量，而η为两相邻光束中心连线中点处一个光束的相对于峰值强度的相对强度时，可满足

$\mathrm{\&eta;}<e^{-\frac{2}{{\mathrm{\&alpha;}}^2}}-\frac{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{8}\mathrm{\&alpha;\&zeta;}$

由此可以防止当Ni束激光接近，照射到像面上时产生干涉的影响，以致图像欠缺或在未曝光部分上附着有色粉。此外，由于不需考虑Ni束激光中各激光束的相位差影响，就可降低装置的成本。

根据本发明的光扫描装置，由于只在副扫描方向中才给出正的放大率的M组光学部件，是由玻璃材料的单面柱面透镜以及与偏转后光学系统透镜在材质上实质上等价的双面柱面透镜组成，因而增大了可以用于玻璃透镜的材料的自由度。于是得以降低光扫描装置的成本。

根据本发明的光扫描装置，由于是采取M＝1至M＝j的M个配置形式，将通过位于光源附近的透镜的光合成M束的合成装置的个数以及将反射率最优化，就能使相对于各M的各个光源的输出大致相等。由此就可减少激光器件、激光驱动装置与合成装置的费用。

Claims (9)

1.一种多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M，M为1以上的整数，所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：M个光束组入射到上述偏转装置的反射面上，使得相邻光束组的间隔从一端单调地增加，而此光束组之间的间隔最小一端的光束组则同由上述偏转装置所偏转的光束相交叉地入射到该反射面上。

2.一种多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M，M为1以上的整数，所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁至N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：设L₁为第二透镜装置系统的光轴与一端扫描线间的距离，LM为第二透镜装置系统的光轴与另一端扫描线间的距离，且设ΔLMAZ为此两端的扫描线间在上述系统光轴平行方向的距离，则最终透镜面与上述载像体表面间的距离L₀的范围为：

(ΔLMAZ+LM+L₁)/1.8＞L₀＞(ΔLMAZ+LM+L₁)/2

3.一种多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M，M为1以上的整数，所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：设L_t为上述偏转装置上的反射点与像面间的距离，并设W为包括有探测出水平同步信号的区域在内的有效图像区域宽度，则由上述偏转装置所偏转的光束有效视场角φ满足φ＞W/L_t。

4.一种多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M，M为1以上的整数，所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：朝向只对上述副扫描方向给与正的放大率的M组光学部件的光束的入射角具有预定的倾角，而光束的位置则相对于光学部件的光轴偏心。

5.一种多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M，M为1以上的整数，所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁至N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：各个光束透过M-1个半透镜的次数为一次或零次。

6.一种多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M，M为1以上的整数，所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：设p为副扫描方向的扫描行距，k为旋转多面镜的镜面数，φ为偏转装置所偏转的光束有效视场角，以及W为包括有探测出水平同步信号的区域在内的有效图像区域宽度，

则扫描线相对于载像体行进方向偏离垂直方向的倾角不超过：

δ＝tan^-1(N_i×p×k×φ/(4×π×W))

7.一种多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M，M为1以上的整数，所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第三透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及使上述偏转装置所偏转的∑Mi条光束以相等速度扫描而在预定像面上成像，并具有能改善这种偏转装置环境作业功能的第三透镜装置，特征在于：设p为副扫描方向的扫描行距，β为光束主扫描方向的e^-2直径/p，α为光束副扫描方向的e^-2直径/p，ζ为感光体的半减曝光量/平均曝光能量，而η为两相邻光束中心连线中点处一光束的相对于峰值强度的相对强度时，则有下述关系式：

$\mathrm{\&eta;}<e^{-\frac{2}{{\mathrm{\&alpha;}}^2}}-\frac{\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}{8}\mathrm{\&alpha;\&zeta;}$

8.一种多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M，M为1以上的整数，所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：只对上述副扫描方向给与正的放大率的M组光学部件包括有玻璃材料制的单面柱面透镜，以及与偏转后光学系统透镜在材料与性质方向实质上等价的双面柱面透镜。

9.一种多光束曝光装置，此装置具有：按N₁至N_M，M为1以上的整数，所示个数配置的分别出射光的光源；包括有对应于从上述N₁到N_M总计个数的有限焦点透镜或准直透镜，将前述光源分别出射的光变换为会聚光或平行光的第一透镜装置；准备好M个组的用来将上述第一透镜装置分别出射的光限于会聚到第一方向之中，并能提供与此第一方向有关的透镜放大率的第二透镜装置；包含有能以与上述第一方向平行延伸的转动轴线为中心而旋转的反射面，可将从上述第二透镜装置出射的光偏转到与上述第一方向正交的第二方向上的偏转装置；以及包括有至少一个透镜且用来将由上述偏转装置以相等速度偏转的光分别于预定位置成像的成像装置，特征在于：此M个组中的各N个光源的发光量大致相等。

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