JP2000028941A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数のビームを走査する光学装置において、像
面上での各ビームの断面ビーム径の変動を抑え、色ずれ
または線画のぼけあるいはにじみの生じない光学装置を
提供する。 【解決手段】この発明の光学装置１は、光源からの光ビ
ームに所定の光学特性を与える有限焦点レンズとシリン
ダレンズと絞り１０からなる偏向前光学系を含み、絞り
は、中心が光偏向装置により光ビームが偏向される方向
の任意の位置を基準として光ビームが偏向される方向と
直交する方向に所定量オフセットされている開口部を有
し、結像レンズを通るレーザビームの副走査方向の高さ
に応じて、レーザ素子からのレーザビームの断面ビーム
径および形状を最適に設定することで、感光体ドラムに
案内されるレーザビームの断面ビーム径および断面形状
の不所望な変動を防止できる。

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、複数ドラム方式
のカラープリンタ装置あるいはカラー複写装置、多色カ
ラープリンタ装置あるいはカラー複写装置、および複数
露光ビームによる単色の高速レーザプリンタあるいは高
速デジタル複写装置等に使用され、複数の光ビームを一
括して露光走査する光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ビームを用いて静電潜像を形成し、そ
の静電潜像を現像して可視（現像剤）像を得る静電複写
方式の画像形成装置であるレーザプリンタ装置およびデ
ジタル複写装置等においては、画像データに対応して光
強度を変化した光ビームを概ね直線状に連続して出力す
る光学装置が用いられる。

【０００３】この種の光学装置は、画像データに対応す
る光ビームを放射する半導体レーザ素子、半導体レーザ
素子から放射された光ビームの断面ビーム径を所定の大
きさおよび形状に絞り込む第１のレンズ群、第１のレン
ズ群により所定の大きさおよび形状に絞り込まれた光ビ
ームを可視像を保持する記録媒体が移動される方向と直
交する方向に連続的に反射して偏向走査する偏向装置、
および偏向装置により偏向された光ビームを記録媒体の
所定位置に結像させる第２のレンズ群等を含み、記録媒
体が移動される方向と直交する方向に延出されたライン
状の像を記録媒体に形成する。

【０００４】画像形成装置は、光学装置によりライン状
の像が形成された記録媒体を所定の速度で移動すること
により、ライン状の画像をライン状の画像と直交する方
向に積層したような画像を形成する。

【０００５】今日、上述した光学装置において、光ビー
ムを複数とし、それぞれの光ビームを、色成分に色分解
されたカラー画像用の画像データに対応させてカラー画
像を形成したり、複数の光ビームを同一色の（複数の）
画像データに対応させることで、画像形成（露光）速度
を高速化する例がある。

【０００６】例えば、複数の感光体ドラムを含む画像形
成ユニットを用いたカラープリンタ装置またはカラー複
写装置などの画像形成装置では、色分解された色成分に
対応する複数の画像データすなわち少なくとも画像形成
ユニットの数に等しい複数の光ビームを提供する光学装
置が利用されている。なお、カラー画像形成用の光学装
置としては、適用される画像形成装置の画像形成ユニッ
ト毎に設けられた複数の光学装置を用いる方法と、全て
の光ビームを１つの光学装置で提供可能としたマルチビ
ーム型の光学装置を用いる方法とが提案されている。ま
た、画像形成速度の高速化および解像度の向上のために
同一色の画像データを並列に露光する場合には、主とし
てマルチビーム型の光学装置が利用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した光
学装置においては、複数の光ビームを用いることから、
各光ビームが各画像形成ユニット内（高速度画像形成装
置においては通常１つ）の感光体ドラムに照射される際
の各光ビームの断面ビーム径を均一にする必要がある。

【０００８】しかしながら、光学装置が配置される環境
の温度および湿度が変動することにより、光学装置内に
複数個用いられるレンズの屈折率が変動したり、それぞ
れのレンズを保持する保持部材相互の間隔が変動する等
の理由により、各光ビームの断面ビーム径が不所望に変
動することが知られいる。このため、例えば第１のレン
ズ群と第２のレンズ群のそれぞれに同一の材料により形
成されたレンズを組み込む方法が提案されている。

【０００９】この方法によれば、第１のレンズ群に用い
られる全てのレンズの材質がガラスで第２のレンズ群に
用いられる全てのレンズの材質がプラスチック、例えば
ＰＭＭＡである場合に、温度が０°Ｃから５０°Ｃの間
で変化すると、屈折率ｎが、１．４８７６から１．４７
８９まで変化することにより第２のレンズ群を通過され
た光ビームが実際に集光される結像位置が±１２ｍｍ程
度変動する光学装置に比較して、温度の変化による屈折
率ｎの変動に伴って発生する結像位置の変動を、±０．
５ｍｍ程度に抑えることができる。

【００１０】ところで、カラー画像形成用のマルチビー
ム光学装置において、光偏向装置と感光体ドラムの間に
設けられる結像光学系が１組である場合、各光ビームを
画像形成ユニットの数に合わせて分離しなければなら
ず、結像光学系のレンズを通る光ビームの位置は、光偏
向装置により光ビームが偏向される方向と直交する方向
である副走査方向に関して、相互に所定距離だけ離れる
ことになる。このため、結像光学系を構成するレンズに
は、副走査方向の広い領域において、均一な光学特性が
要求される。

【００１１】しかしながら、多くの場合、結像光学系を
構成するレンズの副走査方向の両端部において、形状誤
差が顕著になる。従って、結像光学系の各レンズを通過
する光ビームのうちの副走査方向の中心から離れた位置
を通過する光ビーム（両端部で少なくとも２本）には、
目標値と異なる収差成分が付与される問題がある。な
お、形状誤差がレンズ面の全域において均一となること
は、実質的にあり得ないので、各光ビームの断面ビーム
径および形状は、レンズからのビームの出射位置毎に異
なる問題がある。

【００１２】また、同副走査方向において、レンズ面の
全域に対して所定レベル以上の加工精度が要求されるこ
とから、レンズを通過したそれぞれの光ビームに与えら
れる光学特性が均一にならない問題がある。

【００１３】この発明の目的は、複数のビームを露光す
るマルチビーム光学装置において、光ビーム相互の断面
ビーム径の偏差、各レーザ素子から放射される光ビーム
の光強度および波長の変動の影響を受けにくく、色ずれ
あるいは解像度の低下および細線の間隔が不均一となる
等の現象を生じない光学装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、光源から出射された光ビ
ームに対して所定の光学特性を与える第１の光学部材
と、この第１の光学部材によって所定の光学特性が与え
られた光ビームをそれぞれ第１の方向に集束させる第２
の光学部材と、回転可能に形成された反射面を有し、こ
の反射面を回転させることで光ビームを走査する走査手
段と、この走査手段で走査された光ビームを通過させて
走査対象物に結像させる結像手段と、を有する光学装置
において、前記第１の光学部材は、前記走査手段により
光ビームが走査される方向と直交する方向が非対称に形
成された開口部を有する光量設定部材を有することを特
徴とする光学装置を提供するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を詳細に説明する。図１には、この発明の実
施の形態である光学装置が利用される画像形成装置とし
てのカラープリンタ装置が示されている。なお、この種
のカラープリンタ装置においては、通常、Ｙすなわちイ
エロー、Ｍすなわちマゼンタ、Ｃすなわちシアン、およ
びＢすなわちブラック（黒）の各色成分ごとに色分解さ
れた（黒は、墨入れ用）４種類の画像データと、Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢのそれぞれに対応して各色成分ごとに画
像を形成するさまざまな装置が４組ずつ利用されること
から、各参照符号に、Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢを付加するこ
とで、色成分ごとの画像データとそれぞれに対応する装
置を識別することとする。

【００１６】図１に示されるように、プリンタ装置１０
０は、色分解された色成分すなわちＹ＝イエロー、Ｍ＝
マゼンタ、Ｃ＝シアンおよびＢ＝ブラック（黒）ごとに
画像を形成する第１ないし第４の画像形成部５０Ｙ，５
０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂと図２ないし図８，図１６お
よび図１７を用いて後段に詳述する画像情報露光装置と
しての光学装置１を有している。

【００１７】各画像形成部５０（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ，
以下、第１ないし第４の全てに共通な説明については、
参照符号に「＊」を付加して、代表して説明する）は、
図３および図５を用いて後段に説明する光学装置１のう
ちの黒（ブラック）画像の露光に利用される第１ミラー
３３Ｂ、イエロー、マゼンタおよびシアンのそれぞれの
画像の露光に利用される第３ミラー３７Ｙ，３７Ｍおよ
び３７Ｃにより光学装置１から外部に出射された画像光
としての４組のレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬ
Ｂ（以下、第１ないし第４の全てに共通な説明について
は、参照符号に「＊」を付加して、代表して説明する）
のそれぞれに対応する位置に、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ
および５０Ｂの順で直列に配置されている。

【００１８】各画像形成部５０＊の下方には、それぞれ
の画像形成部５０＊により形成された画像が転写される
転写材としての被転写体例えば記録用紙を搬送する搬送
ベルト５２が配置されている。

【００１９】搬送ベルト５２は、図示しないモータによ
り、矢印の方向に回転されるベルト駆動ローラ５６なら
びにテンションローラ５４に掛け渡され、ベルト駆動ロ
ーラ５６が回転される方向に所定の速度で回転される。

【００２０】各画像形成部５０＊は、矢印方向に回転可
能な円筒状に形成され、光学装置１により露光された画
像に対応する静電潜像が形成される像担持体としての感
光体ドラム５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂ（以
下、第１ないし第４の全てに共通な説明については、参
照符号に「＊」を付加して、代表して説明する）を有し
ている。

【００２１】各感光体ドラム５８＊の周囲には、それぞ
れの感光体ドラム５８＊の表面に所定の電位を提供する
帯電装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃおよび６０Ｂ（以下、
第１ないし第４の全てに共通な説明については、参照符
号に「＊」を付加して、代表して説明する）、各感光体
ドラム５８＊の表面に形成された静電潜像に対応する色
が与えられているトナーを供給することで現像する現像
装置６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃおよび６２Ｂ（以下、第１
ないし第４の全てに共通な説明については、参照符号に
「＊」を付加して、代表して説明する）、各感光体ドラ
ム５８＊との間に搬送ベルト５２を介在させた状態で搬
送ベルト５２の背面から各感光体ドラム５８＊に対向さ
れ、搬送ベルト５２により搬送される記録媒体すなわち
記録用紙Ｐに、各感光体ドラム５８＊のトナー像を転写
する転写装置６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃおよび６４Ｂ（以
下、第１ないし第４の全てに共通な説明については、参
照符号に「＊」を付加して、代表して説明する）、各転
写装置６４＊による用紙Ｐへのトナー像の転写の際に転
写されなかった感光体ドラム５８＊上の残存トナーを除
去するクリーナ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃおよび６６Ｂ
（以下、第１ないし第４の全てに共通な説明について
は、参照符号に「＊」を付加して、代表して説明する）
および各転写装置６４＊によるトナー像の転写のあとに
感光体ドラム５８＊上に残った残存電位を除去する除電
装置６８Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃおよび６８Ｂ（以下、第１
ないし第４の全てに共通な説明については、参照符号に
「＊」を付加して、代表して説明する）が、各感光体ド
ラム５８＊が回転される方向に沿って、順に、配置され
ている。

【００２２】なお、光学装置１の各ミラー３７Ｙ，３７
Ｍ，３７Ｃおよび３３Ｂにより、各感光体ドラム５８＊
に案内されるレーザビームＬ＊は、図２を用いて後段に
詳述する８個の半導体レーザ素子から出射され、各ミラ
ー３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび３３Ｂに対応されるそ
れぞれの感光体ドラム５８＊上で、副走査方向にＮ
_i本、この例では、各レーザビームＬ＊のそれぞれとも
に２本（Ｎ₁ ＝Ｎ₂ ＝Ｎ₃＝Ｎ₄ ＝２）に分離され、各
帯電装置６０＊と各現像装置６２＊との間に照射され
る。

【００２３】搬送ベルト５２の下方には、各画像形成部
５０＊により形成された画像が転写される記録用紙Ｐを
収容している用紙カセット７０が配置されている。用紙
カセット７０の一端であって、テンションローラ５４に
近接する側には、おおむね半月状に形成され、用紙カセ
ット７０に収容されている用紙Ｐを最上部から１枚ずつ
取り出す送り出しローラ７２が配置されている。

【００２４】送り出しローラ７２とテンションローラ５
４の間には、カセット７０から取り出された１枚の用紙
Ｐの先端と黒画像形成部５０Ｂの感光体ドラム５８Ｂに
形成されたトナー像の先端を整合させるためのアライニ
ングローラ７４が配置されている。

【００２５】アライニングローラ７４と第１の画像形成
部５０Ｙの間のテンションローラ５４の近傍であって、
テンションローラ５４と搬送ベルト５２が接する位置に
対応する搬送ベルト５２の外周上に対向される位置に
は、アライニングローラ７２により所定のタイミングで
搬送される１枚の用紙Ｐに所定の静電吸着力を提供する
吸着ローラ７６が配置されている。

【００２６】搬送ベルト５２の一端かつベルト駆動ロー
ラ５６の近傍であって、実質的に、ベルト駆動ローラ５
６と接した搬送ベルト５２の外周上には、搬送ベルト５
２に形成された画像または用紙Ｐに転写された画像の位
置を検知するためのレジストセンサ７８および８０が、
ベルト駆動ローラ５６の軸方向に所定の距離をおいて配
置されている（図１は、正面断面図であるから、図１で
紙面前方に位置される第１のセンサ７８は見えない）。

【００２７】ベルト駆動ローラ５６と接した搬送ベルト
５２の外周上であって、搬送ベルト５２により搬送され
る用紙Ｐと接することのない位置には、搬送ベルト５２
上に付着したトナーあるいは用紙Ｐの紙かすなどを除去
する搬送ベルトクリーナ８２が配置されている。

【００２８】搬送ベルト５２により搬送された用紙Ｐが
テンションローラ５６（搬送ベルト５２）から離脱され
てさらに搬送される方向には、用紙Ｐに転写されたトナ
ー像を用紙Ｐに定着する定着装置８４が配置されてい
る。

【００２９】次に、図１に示したプリンタ装置に利用さ
れる光学装置を詳細に説明する。図２は、図１に示した
光学装置の光路を展開して平面方向から見た概略を示
し、図３は、光学装置１の偏向装置５から各感光体ドラ
ム５８＊すなわち像面までの間に配置される光学部材に
関し、偏向装置５の偏向角が０°の位置で、副走査方向
と平行な方向から見た状態を示している。

【００３０】光学装置１は、既に説明したように、Ｎ_i
（ｉは正の整数）を満たし、所定の波長のレーザビーム
を放射する第１，第２の２つ（Ｎ₁ ＝Ｎ₂ ＝Ｎ₃ ＝Ｎ₄
＝２，イエロー用、マゼンタ用、シアン用および黒用）
のレーザ素子を含み、色成分に色分解された画像データ
に対応するレーザビームを発生するＭ組（Ｍは正の整数
で，Ｍ＝４）すなわち第１ないし第４の光源３＊、それ
ぞれの光源の各レーザ素子から出射された２×４＝８本
のレーザビームを、所定位置に設けられた像面すなわち
図１に示した第１ないし第４の画像形成部５０＊のそれ
ぞれの感光体ドラム５８＊の所定位置に向けて所定の線
速度で偏向する偏向手段としてのただ１つの偏向装置５
を有している。なお、以下、偏向装置５により各レーザ
ビームが偏向される方向を主走査方向と示す。また、主
走査方向と直交する方向であって、偏向装置５の後段に
説明する多面鏡５ａの回転中心を通る軸線に平行な方向
を副走査方向と示す。

【００３１】第１ないし第４の光源３＊は、それぞれ、
Ｙすなわちイエロー画像に対応するレーザビームを出射
するイエロー第１レーザ３Ｙａおよびイエロー第２レー
ザ３Ｙｂ、Ｍすなわちマゼンタ画像に対するレーザビー
ムを出射するマゼンタ第１レーザ３Ｍａおよびマゼンタ
第２レーザ３Ｍｂ、Ｃすなわちシアン画像に対するレー
ザビームを出射するシアン第１レーザ３Ｃａおよびシア
ン第２レーザ３Ｃｂ、並びにＢすなわちブラック（黒）
画像（墨入れ用）に対応するレーザビームを出射する黒
第１レーザ３Ｂａおよび黒第２レーザ３Ｂｂを有してい
る。なお、それぞれのレーザ素子からは、互いに対をな
す２つのレーザビームＬＹａおよびＬＹｂと、ＬＭａお
よびＬＭｂと、ＬＣａおよびＬＣｂと、ＬＢａおよびＬ
Ｂｂとが出射される。

【００３２】それぞれのレーザ素子３Ｙａ，３Ｍａ，３
Ｃａおよび３Ｂａと３Ｙｂ，３Ｍｂ，３Ｃｂおよび３Ｂ
ｂと偏向装置５との間には、それぞれのレーザ素子３Ｙ
ａ，３Ｍａ，３Ｃａ並びに３ＢａからのレーザビームＬ
Ｙａ，ＬＭａ，ＬＣａ並びにＬＢａおよびレーザビーム
ＬＹｂ，ＬＭｂ，ＬＣｂおよびＬＢｂの断面ビームスポ
ット形状を所定の形状に整える偏向前光学系７＊が配置
されている。なお、各半導体レーザ素子３＊ａ，３＊ｂ
および偏向前光学系７＊（以下に、説明する有限焦点レ
ンズ９＊ａおよび９＊ｂ、絞り１０＊ａおよび１０＊
ｂ、ハーフミラー１１＊、シリンダレンズ１２＊および
レーザ合成ミラー１３を含む）は、偏向前光学系保持基
板１５上に、配置されている。

【００３３】以下、偏向前光学系７Ｂを代表例とし、黒
第１レーザ３Ｂａから偏向装置５に案内されるレーザビ
ームＬＢａと黒第２レーザ３Ｂｂから偏向装置５に案内
されるレーザビームＬＢｂのそれぞれのレーザビーム
と、シリンダレンズ１２Ｂおよびハーフミラー１１Ｂの
関係について説明する。

【００３４】黒第１レーザ３Ｂａから出射された発散性
のレーザビームＬＢａは、レーザビームＬＢａの断面ビ
ーム径すなわちビームスポットの大きさを所定の大きさ
に整える有限焦点レンズ９Ｂａにより、主走査方向およ
び副走査方向のそれぞれの方向に、所定の収束性が与え
られる。

【００３５】有限焦点レンズ９Ｂａにより、主走査方向
および副走査方向のそれぞれの方向に収束性が与えられ
たレーザビームＬＢａは、図８を用いて以下に説明する
形状の開口部が形成され、レーザビームＬＢａの断面ビ
ームに所定の断面ビーム形状を与える絞り１０Ｂａによ
り、断面ビーム形状が所定の形状に整形されて、ハーフ
ミラー１１Ｂに案内される。

【００３６】ハーフミラー１１Ｂに案内されたレーザビ
ームＬＢａは、ハーフミラー１１Ｂを透過し、以下に説
明する偏向装置５により偏向走査される方向すなわち主
走査方向および主走査方向と直交する副走査方向のそれ
ぞれに関して所定の断面ビーム径に収束するシリンダレ
ンズ１２Ｂに入射される。

【００３７】シリンダレンズ１２Ｂに入射されたレーザ
ビームＬＢａは、シリンダレンズにより少なくとも副走
査方向側のみさらに収束され、レーザ合成ミラー１３を
経由して、偏向装置５に案内される。すなわち、シリン
ダレンズ１２Ｂには、少なくとも副走査方向に関して正
の曲率（正のパワー）が与えられている。

【００３８】同様に、黒第２レーザ３Ｂｂから出射され
た発散性のレーザビームＬＢｂは、レーザビームＬＢｂ
の断面ビーム径すなわちビームスポットの大きさを所定
の大きさに整える有限焦点レンズ９Ｂｂにより所定の収
束性が与えられ、図８を用いて以下に説明する形状の開
口部が形成された絞り１０Ｂｂにより断面ビーム形状が
所定形状に整形されて、ハーフミラー１１Ｂに向けて案
内される。

【００３９】レーザビームＬＢｂは、ハーフミラー１１
Ｂにおける黒第１レーザ３ＢａからのレーザビームＬＢ
ａが入射される面と反対の面に、黒第１レーザ３Ｂａか
らのレーザビームＬＢａに対して副走査方向に所定のビ
ーム間隔となるよう入射され、ハーフミラー１１Ｂによ
りさらに反射されて、シリンダレンズ１２Ｂに入射され
る。

【００４０】シリンダレンズ１２Ｂに入射されたレーザ
ビームＬＢｂは、レーザビームＬＢａと同様にレンズ１
２Ｂにより副走査方向側のみさらに収束されて、偏向装
置５に案内される。

【００４１】有限焦点レンズ９Ｂａおよび９Ｂｂは、図
４に示すように非球面ガラスレンズまたは球面ガラスレ
ンズに、図示しないプラスチック非球面レンズを貼り合
わせた単レンズが利用される。なお、プラスチック非球
面レンズとしては、好ましくは、紫外線が照射されるこ
とにより硬化されるＵＶ硬化プラスチックシリンダレン
ズが利用される。また、有限焦点レンズ９Ｂａおよび９
Ｂｂのそれぞれには、表１を用いて後段に説明するよう
に、実質的に同一の特性が与えられている。

【００４２】絞り１０Ｙａおよび１０Ｙｂ，１０Ｍａお
よび１０Ｍｂ，１０Ｃａおよび１０Ｃｂ，１０Ｂａおよ
び１０Ｂｂは、それぞれ、図８を用いて以下に説明する
ように、対応するレーザ素子を出射されたレーザビーム
が後段に詳述する偏向後光学系２１の第１および第２の
結像レンズ３０ａおよび３０ｂを通過する際の副走査方
向の位置（系の光軸から副走査方向に離れた距離）に基
づいて、開口部の中心がオフセットされるとともに、開
口部の形状が特定されている。

【００４３】ハーフミラー１１Ｂは、厚さおよび材質が
同一の平行平板ガラスの一方の面に金属膜が蒸着される
ことで、透過率および反射率が所定の比率に制御された
もので、厚さｔｍは５ｍｍに形成される。

【００４４】シリンダレンズ１２Ｂは、例えばＰＭＭＡ
（ポリメチルメタクリレート）製であって、空気と接す
る面（光源側面）が副走査方向にパワーを持つよう、副
走査方向断面が円筒面の一部に形成されたプラスチック
シリンダレンズ１７Ｂと、例えばＦＤ６０（高屈折率光
学ガラス）により形成されるガラスシリンダレンズ１９
Ｂが、一体的に形成されたハイブリッドレンズである。
このため、プラスチックシリンダレンズ１７Ｂとガラス
シリンダレンズ１９Ｂが接する面の副走査方向の曲率
は、等しく設定される。

【００４５】シリンダレンズ１２Ｂに入射されるレーザ
ビームＬＢａおよびＬＢｂは、それぞれ、シリンダレン
ズ１２Ｂの光軸に対して副走査方向に偏心および傾きが
与えられてシリンダレンズ１２Ｂに入射される。換言す
ると、シリンダレンズ１２Ｂは、ハーフミラー１１Ｂか
ら偏向装置５に向かうレーザビームＬＢａ，ＬＢｂが、
偏向後光学系２１の２枚組結像レンズ３０の第１，第２
の結像レンズ３０ａ，３０ｂを通る際に生じるコマ収差
成分を打ち消すことができるよう配置される。なお、レ
ーザビームＬＢｂは、シリンダレンズの光軸に対し、レ
ーザビームＬＢａに対して非対称に入射される。

【００４６】ハーフミラー１１Ｂにより副走査方向に所
定のビーム間隔が与えられて実質的に１本のレーザビー
ムにまとめられたそれぞれのレーザビームＬＢａおよび
ＬＢｂは、レーザ合成ミラー１３の偏向装置５に最も近
接した反射面１３Ｂにより反射されて偏向装置５に案内
される。

【００４７】なお、各レーザビームのうちのイエローレ
ーザビームＬＹａおよびＬＹｂは、図７を用いて後段に
説明する合成ミラー１３の非反射領域１３Ｙを通過さ
れ、偏向装置５に、直接案内される。また、各レーザビ
ームのうちのマゼンタレーザビームＬＭａおよびＬＭｂ
は、図７を用いて後段に説明する合成ミラー１３の偏向
装置５から最も離れた位置に設けられた反射面１３Ｍに
より反射されて偏向装置５に案内される。一方、シアン
レーザビームＬＣａおよびＬＣｂは、同反射面１３Ｍと
反射面１３Ｂとの間に設けられた反射面１３Ｃ反射され
て偏向装置５に案内される。以下、表１ないし表３に、
各偏向前光学系７＊の光学的数値データを示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】

【表３】

【００５１】表１ないし表３から明らかなように、それ
ぞれの色成分に対応される有限焦点レンズ９＊ａ，９＊
ｂおよびシリンダレンズ１２＊は、単体では、どの色成
分に関しても同一のレンズが利用される。

【００５２】偏向装置５は、複数、たとえば、８面の平
面反射鏡（面）が正多角形状に配置された多面鏡本体５
ａと、多面鏡本体５ａを、主走査方向に所定の速度で回
転させるモータ５ｂとを有している。多面鏡本体５ａ
は、たとえば、アルミニウムにより形成される。また、
多面鏡５ａの各反射面は、多面鏡本体５ａが回転される
方向を含む面すなわち主走査方向と直交する面、すなわ
ち、副走査方向に沿って切り出されたのち、切断面に、
例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）等の表面保護層が蒸着
されることで提供される。

【００５３】偏向装置５と像面との間には、偏向装置５
の各反射面により所定の方向に偏向されたレーザビーム
Ｌ＊に、所定の光学特性を与える偏向後光学系２１が配
置されている。

【００５４】偏向後光学系２１は、偏向装置５により偏
向されたそれぞれのレーザビームＬ＊の水平同期を整合
させるために、各レーザビームＬ＊を検知する水平同期
用光検出器２３、水平同期用光検出器２３に向けて、各
レーザビームＬ＊を折り返す水平同期用ミラー２５、第
１，第２の結像レンズ３０ａ，３０ｂからなり多面鏡５
ａの各反射面により偏向されたレーザビームＬ＊の像面
（図１における感光体ドラム５８＊）上での形状および
位置を最適化する２枚組み結像レンズ３０を有してい
る。なお、２枚組み結像レンズ３０の第１，第２の結像
レンズ３０ａ，３０ｂは、相互に作用し合うことで、偏
向装置５の多面鏡５ａの各反射面で反射されて各感光体
ドラム５８＊に向けて偏向走査された各レーザビームＬ
＊が進む方向と偏向装置５の（現在レーザビームを反射
している）反射面と各感光体ドラム５８＊との間の距離
が最小となる区間として定義される系の光軸とのなす角
θが、多面鏡５ａが回転される方向すなわち主走査方向
に関して連続的に変化されながら各感光体ドラム５８＊
の外周面の所定位置において各感光体ドラム５８＊の長
手（軸線）方向の一端から他の一端に照射されるレーザ
ビームＬ＊を、対応する感光体ドラム５８＊上のどの位
置においても所定のビームスポットサイズとなり、且
つ、感光体ドラム５８上で、ビームが等速度で走査され
るような、ｆθレンズとして機能する合成レンズであ
る。

【００５５】また、図３に示すように、２枚組み結像レ
ンズ３０の第２の結像レンズ３０ｂと、各感光体ドラム
５８＊との間には、結像レンズ３０ｂを出射されたレー
ザビームＬ＊をそれぞれのレーザビームＬ＊と対応され
る感光体ドラム５８＊に案内する複数のミラー３３Ｙ
（イエロー第１）、３５Ｙ（イエロー第２）、３７Ｙ
（イエロー第３）、３３Ｍ（マゼンタ第１）、３５Ｍ
（マゼンタ第２）、３７Ｍ（マゼンタ第３）、３３Ｃ
（シアン第１）、３５Ｃ（シアン第２）、３７Ｃ（シア
ン第３）、３３Ｂ（黒用）並びに上述した多くの光学要
素を含む光学装置１を防塵する防塵ガラス３９＊が設け
られている。

【００５６】より詳細には、偏向後光学系２１の第２の
結像レンズ３０ｂと像面との間には、レンズ３０ｂを通
過された２＋２＋２＋２＝８本のレーザビームＬ＊を像
面に向かって折り曲げる第１のミラー３３＊、第１のミ
ラー３３Ｙ，３３Ｍおよび３３Ｃにより折り曲げられた
レーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣを、さらに折り返す
第２および第３のミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃ並
びに３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃが配置されている。な
お、黒（ブラック）画像Ｂに対応するレーザビームＬＢ
は、第１のミラー３３Ｂにより折り返されたのち、他の
ミラーを経由せずに、像面に案内される。

【００５７】第１および第２の結像レンズ３０ａおよび
３０ｂ、第１のミラー３３＊、第２のミラー３５Ｙ，３
５Ｍおよび３５Ｃは、それぞれ、光学装置１の中間ベー
ス１ａに、たとえば、一体成形により形成された図示し
ない複数の固定部材に、接着などにより固定される。ま
た、第３のミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃは、図１
７を用いて後段に説明する固定用リブと傾き調整機構に
より、ミラー面と垂直な方向に関連した少なくとも１方
向に関し、移動可能に配置される。

【００５８】図５は、偏向前光学系７＊を通った４組８
本のレーザビームＬ＊（Ｌ＊ａ，Ｌ＊ｂ）が、偏向装置
５の各反射面で反射される際の副走査方向の位置関係を
説明する概略図である。

【００５９】図５から明らかなように、それぞれのレー
ザビームＬ＊（Ｌ＊ａ，Ｌ＊ｂ）は、偏向装置５の反射
面の回転軸と平行な方向に、相互に異なる間隔で、偏向
装置５に案内される。なお、偏向装置５の各反射面上で
のレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢ相互の間隔
は、ＬＹ−ＬＭ間で３．２０ｍｍ、ＬＭ−ＬＣ間で２．
７０ｍｍおよびＬＣ−ＬＢ間で２．３０ｍｍである。こ
のことは、表１ないし表３に示した結果とも一致してい
る。

【００６０】偏向装置５に案内された４組８本のレーザ
ビームＬ＊ａおよびＬ＊ｂ（Ｌ＊）は、偏向装置５の多
面鏡５ａの各反射面の回転により、概ね直線状に偏向さ
れて、偏向後光学系２１の２枚組結像レンズ３０の第１
の結像レンズ３０ａの入射面に、所定の角度で入射され
る。

【００６１】以下、レーザビームＬＢａおよびＬＢｂ
は、感光体ドラム５８Ｂの表面上でのビームスポットの
形状および大きさが所定の形状および大きさになるよ
う、第２の結像レンズ３０ｂにより所定の収束性並びに
方向性が与えられ、ミラー３３Ｂにより所定の角度で反
射され、防塵ガラス３９Ｂを通って、感光体ドラム５８
Ｂに照射される。

【００６２】一方、レーザビームＬＹａおよびＬＹｂ
は、感光体ドラム５８Ｙの表面上でのビームスポットの
形状および大きさが所定の形状および大きさになるよ
う、第２の結像レンズ３０ｂにより所定の収束性と方向
性が与えられ、ミラー３３Ｙ，３５Ｙおよび３７Ｙによ
り順に反射され、防塵ガラス３９Ｙを通って感光体ドラ
ム５８Ｙに照射される。同様に、レーザビームＬＭａお
よびＬＭｂ（ＬＣａおよびＬＣｂ）は、感光体ドラム５
８Ｍ（Ｃ）の表面上でのビームスポットの形状および大
きさが所定の形状および大きさになるよう、第２の結像
レンズ３０ｂにより所定の収束性と方向性が与えられ、
ミラー３３Ｍ（Ｃ），３５Ｍ（Ｃ）および３７Ｍ（Ｃ）
により順に反射され、防塵ガラス３９Ｍ（Ｃ）を通って
感光体ドラム５８Ｍ（Ｃ）に照射される。

【００６３】次に、シリンダレンズと偏向後光学系との
間の光学特性について、詳細に説明する。偏向後光学系
２１すなわち２枚組みレンズ３０の第１，第２の結像レ
ンズ３０ａ，３０ｂは、プラスチック、例えばＰＭＭＡ
により形成されている。このため、図４を用いて説明し
た偏向前光学系７＊に含まれるレンズのうちの少なくと
も１つのレンズの材質を、偏向後光学系２１に利用され
るレンズの材質と同一の材質とし、さらに曲率を最適化
した状態で組み込むことで、温度および湿度の変化によ
る屈折率ｎの変動に伴って発生する結像面の変動を、±
０．５ｍｍ程度に抑えている。すなわち、偏向前光学系
７＊の全てのレンズがガラスレンズである従来の光学系
に比較して、偏向後光学系２１のレンズの温度および湿
度の変化による屈折率の変化に起因して発生する副走査
方向の色収差を補正できる。

【００６４】しかしながら、補正可能な色収差の補正量
は、プラスチックシリンダレンズ１７＊の副走査方向の
パワー（曲率）に比例する。すなわち、補正可能な色収
差の量は、プラスチックシリンダレンズ１７＊の入射面
の曲率と出射面の曲率との差に応じて決まることから、
プラスチックシリンダレンズ１７＊の入射面を平面とす
ることで、ガラスシリンダレンズ１９＊の曲率が特定さ
れる。従って、ガラスシリンダレンズ１９＊に利用され
る材料が特定されるとシリンダレンズ１２＊の焦点距離
が決定される。

【００６５】図６には、偏向装置５と像面との間を通過
する第１ないし第４の合成された４組８本のレーザビー
ムＬ＊と光学装置１の副走査方向の系の光軸との関係が
示されている。

【００６６】図６に示されるように、偏向装置５の多面
鏡５ａの任意の反射面で反射された第１ないし第４の合
成されたレーザビームＬ＊は、それぞれ、第１の結像レ
ンズ３０ａと第２の結像レンズ３０ｂとの間で、副走査
方向に関し、系の光軸と交差して、像面に案内される。

【００６７】図７には、第１ないし第４の合成された８
本４組のレーザビームＬ＊を、１つの束のレーザビーム
として、偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面に案内すレ
ーザ合成ミラー１３が示されている。

【００６８】レーザ合成ミラー１３は、画像形成可能な
色成分の数（色分解された色の数）よりも「１」だけ少
ない数だけ配置される第１ないし第３のミラー１３Ｍ，
１３Ｃおよび１３Ｂと、それぞれのミラー１３Ｍ，１３
Ｃおよび１３Ｂを保持する第１ないし第３のミラー保持
部１３α，１３βおよび１３γおよびそれぞれの保持部
１３α，１３βおよび１３γを支持するベース１３ａに
より構成される。なお、ベース１３ａ並びにそれぞれの
保持部１３α，１３βおよび１３γは、熱膨脹率が小さ
い、たとえば、アルミニウム合金などにより一体的に形
成されている。

【００６９】このとき、光源３Ｙすなわちイエロー第１
レーザ３Ｙａおよびイエロー第２レーザ３Ｙｂからのレ
ーザビームＬＹは、既に説明したように、偏向装置５の
各反射面に直接案内される。この場合、レーザビームＬ
Ｙは、光学装置１の系の光軸よりもベース１３ａ側すな
わち第１の保持部１３αに固定されるミラー１３Ｍとベ
ース１３ａとの間の通過領域１３Ｙを通過される。

【００７０】次に、合成ミラー１３のそれぞれのミラー
１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂにより反射されて偏向装置
５に案内される各レーザビームＬ（Ｍ，ＣおよびＢ）お
よび偏向装置５に直接案内されるレーザビームＬＹの光
強度（光量）について考察する。

【００７１】合成ミラー１３によれば、それぞれのレー
ザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、偏向装置５の各反射
面に入射する前段の各レーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬ
Ｂが副走査方向に分離している領域で、通常のミラー１
３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂによって折り返される。従っ
て、各反射面１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂで反射され、
多面鏡５ａに向けて供給される３組６本のレーザビーム
ＬＭ，ＣおよびＢの光量は、各シリンダレンズ１２から
の出射光量のおおむね９０％以上に維持できる。各レー
ザ素子の出力を低減できるばかりでなく、傾いた平行平
板による収差が発生しないため、像面に到達される光の
収差を均一に補正できる。これにより、それぞれのレー
ザビームのビーム径を小さく絞ることが可能となり、結
果として、高精細化への対応を可能とする。なお、Ｙ
（イエロー）に対応するレーザ素子３Ｙは、合成ミラー
１３のいづれのミラーにも関与されることなく、直接、
偏向装置５の各反射面に案内されることから、レーザの
出力容量が低減できるばかりでなく、（合成ミラーによ
り反射される他のレーザビームに生じる虞れのある）ミ
ラー（１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂ）で反射されること
による各反射面への入射角の誤差が除去される。

【００７２】次に、偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面
で反射された各レーザビームＬ＊と偏向後光学系２１を
通って光学装置１から外部へ出射される各レーザビーム
Ｌ＊の傾きと第１ミラー３３Ｂ（黒出射用），第３ミラ
ー３７Ｙ（Ｙ出射用），第３ミラー３７Ｍ（Ｍ出射用）
および第３ミラー３７Ｃ（Ｃ出射用）のそれぞれとの関
係について説明する。

【００７３】既に説明したように、偏向装置５の多面鏡
５ａの各反射面で反射され、第１，第２の結像レンズ３
０ａおよび３０ｂにより所定の収差特性が与えられたレ
ーザビームＬ＊は、それぞれ、第１のミラー３３Ｙ，３
３Ｍ，３３Ｃおよび３３Ｂにより所定の方向に折り返さ
れる。

【００７４】このとき、レーザビームＬＢは、第１のミ
ラー３３Ｂで反射されたのち、そのまま防塵ガラス３９
Ｂを通って感光体ドラム５８Ｂに案内される。これに対
し、残りのレーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣは、それ
ぞれ、第２のミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃに案内
され、第２のミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃによっ
て、第３のミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃに向かっ
て反射され、さらに、第３のミラー３７Ｙ，３７Ｍおよ
び３７Ｃで反射されたのち、それぞれ、防塵ガラス３９
Ｙ，３９Ｍおよび３９Ｃにより、おおむね等間隔でそれ
ぞれの感光体ドラムに結像される。この場合、第１のミ
ラー３３Ｂで出射されたレーザビームＬＢとレーザビー
ムＬＢに隣り合うレーザビームＬＣも、おおむね等間隔
で感光体ドラム５８Ｂおよび５８Ｃのそれぞれに結像さ
れる。

【００７５】ところで、レーザビームＬＢは、多面鏡５
ａの各反射面で偏向された後は、ミラー３３Ｂで反射さ
れるのみで、光学装置１から感光体ドラム５８に向かっ
て出射される。

【００７６】このレーザビームＬＢは、光路中に複数の
ミラーが存在する場合に、ミラーの数に従って増大（逓
倍）される結像面での像のさまざまな収差特性の変動お
よび主走査線曲がりなどに関し、残りのレーザビームＬ
Ｙ，ＬＭおよびＬＣを相対的に補正する際の基準光線と
して有益である。

【００７７】なお、光路中に複数のミラーが存在する場
合には、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢの
それぞれの光路中に利用されるミラーの枚数を奇数また
は偶数に揃えることが好ましい。すなわち、図３から明
らかなように、レーザビームＬＢに関与する偏向後光学
系２１のミラーの枚数は、第１ミラー３３Ｂのみの１枚
（奇数）で、レーザビームＬＣ，ＬＭおよびＬＹに関与
する偏向後光学系２１のミラーの枚数は、それぞれ、３
枚（奇数）である。ここで、例えば第２のミラー３５
（Ｘ）がいづれかのレーザビームの光路において省略さ
れたと仮定すれば、第２のミラー３５（Ｘ）が省略され
た光路（ミラーの枚数は偶数）を通るレーザビームに作
用するレンズの傾き等に影響される主走査線曲がりの方
向は、残りのレーザビームすなわちミラーの枚数が奇数
の光路を通ったレーザビームに与えられる主走査線曲が
りの方向と逆向きとなり、所定の色を再現する際に有害
な問題である色ズレを引き起こす。

【００７８】従って、２＋２＋２＋２＝８本で４組のレ
ーザビームを用いて所定の色を再現する際には、各レー
ザビームＬ＊が通る偏光後光学系２１の光路中に配置さ
れるミラーの枚数は、実質的に、奇数または偶数に統一
される。

【００７９】次に、偏向前光学系７＊の絞りと偏向後光
学系２１の第１および第２の結像レンズとの関係を説明
する。図８は、偏向前光学系７＊において、２×４＝８
個設けらているレーザ素子を放射されたレーザビームＬ
＊の断面ビーム形状を整形する絞り１０Ｙａおよび１０
Ｙｂ，１０Ｍａおよび１０Ｍｂ，１０Ｃａおよび１０Ｃ
ｂ，１０Ｂａおよび１０Ｂｂのそれぞれの開口部の形状
および系の光軸と主走査方向の中心線とが交わる位置と
に対するオフセットの状態を説明する概略図である。

【００８０】図８（ａ）は、絞り１０Ｙａおよび１０Ｙ
ｂのオフセットの状態を、図８（ｂ）は、絞り１０Ｍａ
および１０Ｍｂのオフセットの状態を、図８（ｃ）は、
絞り１０Ｃａおよび１０Ｃｂのオフセットの状態を、図
８（ｄ）は、絞り１０Ｂａおよび１０Ｂｂのオフセット
の状態および開口部の形状を、それぞれ示している。

【００８１】このように、色成分毎のレーザビームＬ＊
のそれぞれに対して絞り１０＊の開口部の中心がオフセ
ットされ、色成分毎に特定の形状が与えられることは、
図９を用いて以下に説明するように、偏向後光学系２１
の各結像レンズ３０ａ，３０ｂを通過するレーザビーム
Ｌ＊の副走査方向の位置に対するレンズ面の形状誤差の
偏差の影響を取り除くために有益である。

【００８２】レンズは、副走査方向に幅を持つため、成
形収縮により形状誤差が発生し、特に、上下端になるほ
ど一般に形状誤差が大きくなる。図９は、偏向後レンズ
３０ｂの副走査方向におけるビームのレンズ通過位置と
成形収縮によるレンズ面形状誤差を示す。各光線（ビー
ム）位置での形状は、上下非対称になり、収差が発生す
る。これは、特に端を通るビーム（光線）の収差を大き
くする。

【００８３】すなわち、有限焦点レンズ９＊を通過した
レーザビームＬ＊は、レーザビームＬ＊の中心に対して
副走査方向の中心がオフセットされている絞り１０＊を
通ってシリンダレンズ１２＊に入射される。

【００８４】ところで、図３および図５に示されるよう
に、全てのレーザビームＬ＊を１組の結像レンズ３０
（第１および第２の結像レンズ３０ａ，３０ｂ）によ
り、所定の像面（感光体ドラム５８＊の表面）に案内す
ることから、第１および第２の結像レンズ３０ａ，３０
ｂを通る各レーザビームＬ＊は、副走査方向に所定の間
隔で分離される必要がある。

【００８５】このため、偏向装置５よりも光源側寄りに
設けられるシリンダレンズ１２＊を通過する各レーザビ
ームＬ＊は、図５を用いて既に説明したように、副走査
方向から見た状態で、異なる位置を通ることになる。す
なわち、レーザビームＬＹ（ＬＹａ，ＬＹｂ）がシリン
ダレンズ１２Ｙを通過する際の副走査方向位置（高
さ）、レーザビームＬＭ（ＬＭａ，ＬＭｂ）がシリンダ
レンズ１２Ｍを通過する際の副走査方向位置（高さ）、
レーザビームＬＣ（ＬＣａ，ＬＣｂ）がシリンダレンズ
１２Ｃを通過する際の副走査方向位置（高さ）、および
レーザビームＬＢ（ＬＢａ，ＬＢｂ）がシリンダレンズ
１２Ｂを通過する際の副走査方向位置（高さ）は、それ
ぞれ異なる位置（高さ）となる。

【００８６】このことは、同一に形成されたシリンダレ
ンズ１２＊を４セット用いた場合であっても、各レーザ
ビームＬ＊がその光路に位置されたシリンダレンズ１２
＊により与えられる結像特性、特に像面における断面ビ
ーム径がシリンダレンズ１２＊および偏向後の結像レン
ズ３０ａ，３０ｂに固有の収差特性およびレンズ面の形
状誤差の影響により、レーザビーム毎に異なるものにな
ることを示している。

【００８７】以上のことから、図９に示したように、結
像レンズ３０ａ，３０ｂを通過するレーザビームＬ＊の
副走査位置に応じて、絞り１０＊の開口部のオフセット
量と形状が最適に設定される必要が生じる。なお、図８
（ａ）ないし図８（ｄ）から明らかなように、絞り１０
＊の開口部のオフセットおよび形状の特徴は、感光体ド
ラム５８＊にレーザビームＬ＊が結像される際に要求さ
れるビーム断面形状を提供可能な、所定の形状であっ
て、主走査方向の軸に対して非対称な長方形に設定され
る。

【００８８】図１０は、図８および図９を用いて説明し
た絞り１０＊の開口部の形状および副走査方向のオフセ
ットを、色成分に対応するレーザビームＬ＊毎に設定し
た結果得られた任意のレーザビームの光強度の変動を説
明するグラフである。

【００８９】図１０から明らかなように、比較のため絞
り１０＊の開口部にオフセットを付与しない場合（図１
３に示す）の任意のレーザビームの光強度の変動に比較
して、各ビーム径のばらつきが低減され、しかも副走査
方向のサイドローブ強度６．５％から３．４％へ減少さ
れ、良好な光学特性になっていることが認められる。こ
れにより、良好な画像が得られる。

【００９０】図１１および図１２は、図８および図９を
用いて説明した絞り１０＊の開口部の形状および副走査
方向のオフセットを、色成分に対応するレーザビームＬ
＊毎に設定した結果得られた任意のレーザビームの断面
ビーム径（ビームスポット）の変動を説明するグラフで
ある。図１１および図１２に示されるように、比較のた
め絞り１０＊の開口部にオフセットを付与しない場合
（図１４および図１５に示す）の各レーザビームのビー
ム径のばらつきに比較して、各ビーム径のばらつきが低
減され、良好な光学特性になっていることが認められ
る。

【００９１】図１６には、水平同期用ミラーが詳細に示
されている。図１６によれば、水平同期用ミラー２５
は、それぞれの合成されたレーザビームＬＹ，ＬＭ，Ｌ
ＣおよびＬＢを、主走査方向には水平同期検出器２３に
異なるタイミングで反射させるとともに、副走査方向に
は水平同期検出器２３上で実質的に同一の高さを提供で
きるよう、主走査方向および副走査方向ともに異なる角
度に形成された第１ないし第４のミラー面２５Ｙ，２５
Ｍ，２５Ｃおよび２５Ｂ、およびそれぞれのミラー２５
＊を一体に保持するミラーブロック２５ａを有してい
る。

【００９２】ミラーブロック２５ａは、たとえば、ガラ
ス入りＰＣ（ポリカーボネイト）などにより成形され
る。また、各ミラー２５＊は、所定の角度で成形された
ブロック２５ａの対応する位置に、例えばアルミニウム
等の反射率の高い金属が蒸着されて形成される。

【００９３】このようにして、偏向装置５で偏向された
各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、１つの
検出器２３の同一の検出位置に入射させることが可能と
なるばかりでなく、たとえば、検出器が複数個配置され
る際に問題となる各検出器の感度あるいは位置ずれに起
因する水平同期信号のずれが除去できる。なお、水平同
期検出器２３には、水平同期用ミラー２５により主走査
方向１ラインあたりレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣお
よびＬＢが合計４回入射され、１つのビームにつきＮｉ
回づつ（各２回）の水平同期信号が得られることはいう
までもない。また、ミラーブロック２５ａは、型のミラ
ー面が１つにブロックから切削加工により作成可能に設
計され、アンダーカットを必要とせずに、型から抜ける
よう工夫されている。

【００９４】図１７は、第３のミラー３７Ｙ，３７Ｍお
よび３７Ｃを支持機構を示す概略斜視図である。図１７
によれば、第３のミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃ
は、それぞれ、光学装置１の中間ベース１ａの所定の位
置に、中間ベース１ａと一体的に形成された固定部４１
Ｙ，４１Ｍおよび４１Ｃ、および固定部４１Ｙ，４１Ｍ
および４１Ｃに対し、対応するミラーを挟んで対向され
るミラー押さえ板ばね４３Ｙ，４３Ｍおよび４３Ｃによ
り保持される。

【００９５】固定部４１Ｙ，４１Ｍおよび４１Ｃは、各
ミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃの両端部（主走査方
向）に一対形成されている。一方の固定部４１Ｙ，４１
Ｍおよび４１Ｃには、それぞれ、ミラー３７Ｙ，３７Ｍ
および３７Ｃを２点で保持するための２つの突起４５
Ｙ，４５Ｍおよび４５Ｃが形成されている。また、他の
一方の固定部４１Ｙ，４１Ｍおよび４１Ｃには、突起４
５Ｙ，４５Ｍおよび４５Ｃで保持されているミラーを垂
直方向または光軸に沿って移動可能に支持する止めねじ
４７Ｙ，４７Ｍおよび４７Ｃが配置されている。

【００９６】図１７に示されるように、それぞれのミラ
ー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃは、止めねじ４７Ｙ，４
７Ｍおよび４７Ｃが所定の方向に移動されることで、突
起４５Ｙ，４５Ｍおよび４５Ｃを支点として、ミラー面
に垂直方向または光軸方向に移動されるので、主走査方
向の傾きすなわち主走査線の曲りが補正される。

【００９７】以上説明したように、複数のレーザビーム
を一括して偏向走査してカラー画像または単色画像を高
速度で露光する場合に、副走査方向に形状誤差を伴うこ
との多い結像光学系の結像レンズを通るレーザビームの
副走査方向の高さに応じて、レーザ素子からのレーザビ
ームの断面ビーム径および形状を最適に設定すること
で、感光体ドラムに案内されるレーザビームの断面ビー
ム径および断面形状の不所望な変動を防止できる。

【００９８】これにより、カラー画像を露光する場合に
は、色ずれおよび色にじみ等が低減され、単色画像を高
速度で露光する場合には、ジッタおよびそれに伴う濃度
差や輪郭のぼけ等が生じにくくなる。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の光学装置
は、複数のレーザビームを一括して偏向走査してカラー
画像または単色画像を高速度で露光する場合に、副走査
方向に形状誤差を伴うことの多い結像光学系の結像レン
ズを通るレーザビームの副走査方向の高さに応じて、レ
ーザ素子からのレーザビームの断面ビーム径および形状
を最適に設定することで、感光体ドラムに案内されるレ
ーザビームの断面ビーム径および断面形状の不所望な変
動を防止できる。

【０１００】これにより、カラー画像を露光する場合に
は、色ずれおよび色にじみ等が低減され、単色画像を高
速度で露光する場合には、ジッタおよびそれに伴う濃度
差や輪郭のぼけ等が生じにくくなる。従って、色ずれの
ないカラー画像を提供可能なカラープリンタ装置および
線画の輪郭のぼけあるいはにじみのない高速度のプリン
タ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態としての光学装置が組み
込まれるプリンタ装置の一例を示す概略図。

【図２】図１に示したプリンタ装置に組み込まれる光学
装置の光路を平面方向から見た状態を示す概略図。

【図３】図２に示した光学装置を、偏向装置の反射点を
含む副走査断面で切断した概略断面図。

【図４】図２および図３に示した光学装置の偏向前光学
系の要部を説明する概略図。

【図５】図２および図３に示した光学装置において、偏
向装置に入射する光ビームの副走査方向の間隔を示す概
略図。

【図６】図２および図３に示した光学装置における偏向
後光学系の副走査方向のレーザビームの関係を説明する
概略図。

【図７】図２および図３に示した光学装置の合成ミラー
の一例を説明する概略図。

【図８】図２および図３に示した光学装置の偏向前光学
系に用いられる絞りの開口部の形状および副走査方向の
オフセットを示す概略図。

【図９】図２および図３に示した光学装置の偏向後光学
系に用いられる結像レンズの副走査方向のレーザビーム
の通過位置とレンズの入射面および出射面の形状誤差と
関連を説明する概略図。

【図１０】図８に示した最適化された絞りを用いること
により得られる感光体ドラム上でのレーザビームの主走
査方向および副走査方向の光強度の変動の程度を示すグ
ラフ。

【図１１】図８に示した最適化された絞りを用いること
により得られる感光体ドラム上でのレーザビームの主走
査方向の断面ビーム径の変動の程度を示すグラフ。

【図１２】図８に示した最適化された絞りを用いること
により得られる感光体ドラム上でのレーザビームの副走
査方向の断面ビーム径の変動の程度を示すグラフ。

【図１３】最適化されていない絞りを用いた従来の装置
により提供される感光体ドラム上でのレーザビームの断
面ビーム径および光強度の変動の程度を示すグラフ。

【図１４】最適化されていない絞りを用いた従来の装置
により提供される感光体ドラム上でのレーザビームの主
走査方向の断面ビーム径の変動の程度を示すグラフ。

【図１５】最適化されていない絞りを用いた従来の装置
により提供される感光体ドラム上でのレーザビームの副
走査方向の断面ビーム径の変動の程度を示すグラフ。

【図１６】図２および図３に示した光学装置の水平同期
検出器用の反射ミラーを説明する概略図。

【図１７】図２および図３に示した光学装置において、
ミラーを保持する機構を説明する概略図。

【符号の説明】

１ ・・・光学装置、 ３ ・・・光源、 ５ ・・・偏向装置、 ７ ・・・偏向前光学系、 ９ ・・・有限焦点レンズ、 １０ ・・・絞り、 １１ ・・・ハーフミラー、 １２ ・・・シリンダレンズ、 １３ ・・・合成ミラー、 １７ ・・・プラスチックシリンダレンズ、 １９ ・・・ガラスシリンダレンズ、 ２１ ・・・偏向後光学系、 ２３ ・・・水平同期用光検出器、 ２５ ・・・水平同期検出用ミラー、 ３０ ・・・結像レンズ、 ３０ａ・・・第１の結像レンズ、 ３０ｂ・・・第２の結像レンズ、 ３３ ・・・第１ミラー、 ３５ ・・・第２ミラー、 ３７ ・・・第３ミラー、 ３９ ・・・防塵ガラス、 ４０ ・・・平行度調整機構 ９１ ・・・支持部材、 ９３ ・・・押さえ部材、 １００ ・・・プリンタ装置。

フロントページの続き (72)発明者 福留 康行 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 Ｆターム(参考） 2C362 AA24 AA29 AA34 AA40 BA57 BA61 BA67 BA82 BA85 2H045 AA01 BA22 BA33 BA34 BA41 CB22 CB24

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から出射された光ビームに対して所定
   の光学特性を与える第１の光学部材と、 この第１の光学部材によって所定の光学特性が与えられ
   た光ビームをそれぞれ第１の方向に集束させる第２の光
   学部材と、 回転可能に形成された反射面を有し、この反射面を回転
   させることで光ビームを走査する走査手段と、 この走査手段で走査された光ビームを通過させて走査対
   象物に結像させる結像手段と、を有する光学装置におい
   て、 前記第１の光学部材は、前記走査手段により光ビームが
   走査される方向と直交する方向が非対称に形成された開
   口部を有する光量設定部材を有することを特徴とする光
   学装置。
2. 【請求項２】発散性の光ビームを出射する複数のレーザ
   光源と、 それぞれのレーザ光源からの発散性の光ビームをそれぞ
   れ平行光または収束光に変換する複数のレンズと、 この複数のレンズのそれぞれを通過した光ビームが進行
   する方向と直交する第一の方向および光ビームが進行す
   る方向と第一の方向のそれぞれに直交する第２で異なる
   パワーが与えられた第２のレンズと、 前記レンズおよび第２のレンズを通過されて出射される
   光ビームの断面ビーム径および断面形状を所定の形状お
   よびビーム径に整えるビーム整形部材と、を含む偏向前
   光学系と、 この偏向前光学系を通過したそれぞれの光ビームを、走
   査対象物に向けて偏向することで走査対象物を光ビーム
   により走査する偏向手段と、 この偏向手段により走査されたそれぞれの光ビームを、
   走査対象物の所定位置に、所定の結像特性で結像させる
   結像光学系と、を有する光学装置において、 前記ビーム整形部材は、開口部を有し、開口部の中心が
   前記偏向手段により光ビームが走査される方向の任意の
   位置を基準として光ビームが走査される方向と直交する
   方向に所定量オフセットされることを特徴とする光学装
   置。
3. 【請求項３】複数の光源と、 この複数の光源からの光に所定の特性を与える偏向前光
   学手段と、 この偏向前光学手段からの光を第１の方向へ偏向する偏
   向手段と、 この偏向手段によって偏向された光を所定の像面に等速
   度で結像させるレンズと、を有する光学装置において、 前記偏向前光学手段は、前記それぞれの光源からの光ビ
   ームをそれぞれ平行光または収束光に変換する複数のレ
   ンズと、 この複数のレンズのそれぞれを通過した光ビームが進行
   する方向と直交する第一の方向および光ビームが進行す
   る方向と第一の方向のそれぞれに直交する第２で異なる
   パワーが与えられた第２のレンズと、 前記レンズおよび第２のレンズを通過されて出射される
   光ビームの断面ビーム径および断面形状を所定の形状お
   よびビーム径に整えるもので、開口部を有し、開口部の
   中心が前記偏向手段により光ビームが走査される方向の
   任意の位置を基準として光ビームが走査される方向と直
   交する方向に所定量オフセットされているビーム整形部
   材と、を含むことを特徴とする光学装置。