JP2000162523A

JP2000162523A - 光学装置

Info

Publication number: JP2000162523A
Application number: JP10340022A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shiraishi; 貴志白石; Masao Yamaguchi; 雅夫山口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のビームを走査する露光装置において、高
速のカラープリンタ装置に利用可能な大型で画像形成部
の自由度の高い露光装置を提供する。【解決手段】この発明の露光装置１は、アッベ数νが６
０以上、２８以下および６５以下の３枚のガラス製の第
１ないし第３の結像レンズ２３，２５および２７からな
る結像系９を含み、それぞれのレンズを通過するレーザ
ビームＬ（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ）を偏向装置５の多面鏡
と第１の結像レンズとの間、多面鏡の回転軸方向に関し
て相互に交差させる光路としたことにより、加工コスト
が低く、画像形成部に要求される形状に対する光路の自
由度を高め、結像位置におけるレーザビームのビーム径
および結像位置を変動を低減可能である。

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】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露光
装置が利用されている。

【０００３】この種の露光装置は、色分解された色成分
毎の画像データに対応する所定数の光ビームを放射する
複数の半導体レーザ素子、各半導体レーザ素子を放射さ
れた各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群を記録
媒体が搬送される方向と直交する方向に連続的に反射す
ることで偏向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
レンズ群等を有している。

【０００４】上述した露光装置は、適用される画像形成
装置に合わせ、画像形成ユニットのそれぞれに対応した
複数の露光装置を用いる例と、複数の光ビームを１つの
露光装置で提供可能としたマルチビーム露光装置を用い
る例とに分類される。なお、今日、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
並列に露光することで、高速度に、画像形成が可能な高
速プリンタ装置も提案されている。

【０００５】例えば、特開平７−２５６９２６号公報に
は、色分解された色成分に対応する４組の画像形成部
と、それぞれの画像形成部に対して４色分の画像データ
を単一の露光装置により露光する例が開示されている。
また、特開平３−５３２１３号公報には、４組の光源
と、２方向に分離された２組の結像レンズ系とを含む露
光装置が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特開平３−
５３２１３号公報に開示されている露光装置は、露光装
置単体の大きさが大きく、結果として画像形成装置の大
きさを増大することが知られている。これに対して、特
開平７−２５６９２６号公報に開示されている露光装置
は、偏向装置と像面（感光体ドラム）との間に設けられ
る結像レンズ系が１組のみであり、露光装置および画像
形成装置がコンパクトに構成されている。

【０００７】しかしながら、今日、カラー画像形成装置
において、黒のみの画像の出力可能枚数を増大すること
が要求されている。このことは、例えば現像装置が収容
するトナー量を増大することにより容易に達成できる
が、露光装置の結像レンズ系に関して、黒画像用の結像
レンズ系と黒画像用の以外の結像レンズ系に要求される
光学特性の違いに起因して、露光装置の大きさが大きく
なる問題がある。

【０００８】この発明の目的は、高速のカラープリンタ
装置に利用可能な大型で画像形成部の自由度の高い露光
装置を提供することにある。

【０００９】

【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、光源と、前記光源から出
射された光をほぼ平行光に変換する第１のレンズと、前
記第１のレンズによりほぼ平行光に変換された光を第１
の方向に関してさらに収束させる光学部材と、を含む第
１の光学手段と、回転可能に形成された反射面を有し、
前記第１の光学手段で少なくとも前記第１の方向に収束
性が与えられた光を前記第１の方向および前記光が進行
する方向のそれぞれと直交する方向に偏向する偏向手段
と、前記偏向手段により偏向された前記光を所定の距離
の位置で等速となるように結像するとともに、前記偏向
手段の反射面の角度の偏差に起因する前記光の前記第１
の方向の位置のずれを補正する第２の光学手段と、を有
する光学装置において、前記第１のレンズの出射面側主
点から前記第１のレンズのみを用いた場合に前記光が収
束される位置までの距離が温度の上昇にともなって増大
されることを特徴とする光学装置を提供するものであ
る。

【００１０】また、この発明は、光源と、前記光源から
出射された光をほぼ平行光に変換する第１のレンズと、
前記第１のレンズによりほぼ平行光に変換された光を、
光が進行する方向と直交する面における第１の方向に関
してさらに収束させるために前記第１の方向にのみ正の
パワーが与えられた光学部材と、を含む第１の光学手段
と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第１の光
学手段で少なくとも前記第１の方向に収束性が与えられ
た光を前記第１の方向および前記光が進行する方向のそ
れぞれと直交する方向に偏向する偏向手段と、複数枚の
レンズを含み、前記偏向手段に最も近接して配置される
レンズの前記偏向手段側のレンズ面と前記偏向手段から
最も離れた位置に位置されるレンズの前記偏向手段から
遠い側のレンズは、それぞれ、回転対称軸が前記偏向手
段の回転中心である回転軸と平行な前記第１の方向に沿
って延出されたトーリック面であって、前記偏向手段の
前記反射面と前記回転軸とのなす角の偏差の影響を補正
するとともに、前記偏向手段により偏向された光を所定
の距離の位置で前記反射面の回転角と前記所定の距離の
位置で前記第１の方向と直交する第２の方向の距離を比
例させるレンズからなる第２の光学手段と、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。

【００１１】さらに、この発明は、光源と、前記光源か
ら出射された光をほぼ平行光に変換する第１のレンズ
と、前記第１のレンズによりほぼ平行光に変換された光
を第１の方向に関してさらに収束させる光学部材と、を
含む第１の光学手段と、回転可能に形成された反射面を
有し、前記第１の光学手段で少なくとも前記第１の方向
に収束性が与えられた光を前記第１の方向および前記光
が進行する方向のそれぞれと直交する方向に偏向する偏
向手段と、３枚のレンズを含み、前記偏向手段に最も近
接して配置されるレンズは、前記第１の方向に直交する
第２の方向に正のパワーを持ち、そのアッベ数がνｄ
１、前記偏向手段から最も離れた位置に配置されるレン
ズは、前記偏向手段側に面するレンズ面形状が、前記偏
向手段側に凸であって、主走査方向に正のパワーを持
ち、そのアッベ数がνｄ３、前記２つのレンズの間に配
置されるレンズは、主走査方向に負のパワーを持ち、そ
のアッベ数がνｄ２であるとき、６０＜νｄ１、νｄ
３＜６５およびνｄ２＜２８を満足する第２の光学手
段と、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。

【００１２】またさらに、この発明は、光源と、前記光
源から出射された光をほぼ平行光に変換する第１のレン
ズと、前記第１のレンズによりほぼ平行光に変換された
光を、光が進行する方向と直交する面における第１の方
向に関してさらに収束させるために前記第１の方向にの
み正のパワーが与えられた光学部材と、を含む第１の光
学手段と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第
１の光学手段で少なくとも前記第１の方向に収束性が与
えられた光を前記第１の方向および前記光が進行する方
向のそれぞれと直交する方向に偏向する偏向手段と、複
数枚のレンズを含み、前記偏向手段から最も離れた位置
に配置されるレンズの前記偏向手段側のレンズ面の主走
査方向の形状が前記偏向手段側に向かって凸で、前記偏
向手段から遠い側のレンズ面は、回転対称軸が前記偏向
手段の回転中心である回転軸と平行に規定されたトーリ
ック面に形成され、前記偏向手段の前記反射面と前記回
転軸とのなす角の偏差の影響を補正するとともに、前記
偏向手段により偏向された光を所定の距離の位置で前記
反射面の回転角と前記所定の距離の位置で前記第１の方
向と直交する第２の方向の距離を比例させるレンズから
なる第２の光学手段と、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。

【００１３】さらにまた、この発明は、Ｎ本（Ｎは１以
上の整数）×Ｍ群（Ｍは２以上の整数）で定義されるＮ
×Ｍ個の光源と、前記Ｎ×Ｍ個のそれぞれの光源から出
射された光を収束光または平行光に変換する複数の有限
焦点レンズもしくはコリメータレンズと、前記複数の有
限焦点レンズおよびコリメータレンズにより収束光また
は平行光に変換された光を、前記有限焦点レンズまたは
コリメータレンズにより収束光または平行光に変換され
た光を、光が進行する方向と直交する面における第１の
方向に関してさらに収束させるために前記第１の方向に
のみ正のパワーが与えられたＭ組の光学部材と、前記Ｍ
組の光学部材を通過したＭ群の光を前記第１の方向に関
して所定の間隔で整列させるＭ−１個の合成用反射装置
と、を含む第１の光学手段と、回転可能に形成された反
射面を有し、前記第１の光学手段で少なくとも前記第１
の方向に関して収束性が与えられ、もしくは平行光に変
換された光を前記第１の方向および前記光が進行する方
向のそれぞれと直交する方向に偏向する偏向手段と、こ
の偏向手段により偏向されたＮ×Ｍ本の光を前記偏向手
段により偏向された光を所定の距離の位置で前記反射面
の回転角と前記所定の距離の位置で前記第１の方向と直
交する第２の方向の距離を比例させるとともに、前記偏
向手段の前記反射面と前記回転軸とのなす角の偏差の影
響を補正しながら、前記所定の距離の位置に結像する機
能を持つレンズを含む第２の光学手段と、を有し、前記
Ｍ群の光のそれぞれが、前記偏向手段の前記反射面と前
記第２の光学手段のレンズのうち最も偏向手段側に位置
するレンズとの間で、互いに交差するよう構成されてい
ることを特徴とする光学装置を提供するものである。

【００１４】またさらに、この発明は、ΣＮｉ（Ｎ１＋
Ｎ２＋・・・＋ＮＭ、Ｍは２以上の整数、かつＮｉのそ
れぞれは１以上の整数）の光源と、前記ΣＮｉ個のそれ
ぞれの光源から出射された光を収束光または平行光に変
換する複数の有限焦点レンズもしくはコリメータレンズ
のいづれかと、前記複数の有限焦点レンズおよびコリメ
ータレンズのいづれかにより収束光または平行光に変換
された光を、光が進行する方向と直交する面における第
１の方向に関してさらに収束させるために前記第１の方
向にのみ正のパワーが与えられたＭ組の光学部材と、前
記Ｍ組の光学部材を通過したＭ群の光を前記第１の方向
に関して所定の間隔で整列させるＭ−１個の合成用反射
装置と、を含む第１の光学手段と、回転可能に形成され
た反射面を有し、前記第１の光学手段で少なくとも前記
第１の方向に収束性が与えられた光を前記第１の方向お
よび前記光が進行する方向のそれぞれと直交する方向に
偏向する偏向手段と、この偏向手段により偏向されたΣ
Ｎｉ本のビームを、前記偏向手段により偏向された光を
所定の距離の位置で前記反射面の回転角と前記所定の距
離の位置で前記第１の方向と直交する第２の方向の距離
を比例させるとともに、前記偏向手段の前記反射面と前
記回転軸とのなす角の偏差の影響を補正するように前記
所定の距離の位置に結像するレンズを含む第２の光学手
段と、を有し、前記Ｍ群の光の主光線は、前記第２の光
学手段から前記所定の距離の位置に向かう間に、前記第
１の方向の間隔が相互に近接されることを特徴とする光
学装置を提供するものである。

【００１５】さらにまた、この発明は、ΣＮｉ（Ｎ１＋
Ｎ２＋・・・＋ＮＭ、Ｍは１以上の整数、かつＮｉのそ
れぞれは１以上の整数）の光源と、前記ΣＮｉ個のそれ
ぞれの光源から出射された光を収束光または平行光に変
換する複数の有限焦点レンズもしくはコリメータレンズ
のいづれかと、前記複数の有限焦点レンズおよびコリメ
ータレンズのいづれかにより収束光または平行光に変換
された光を、光が進行する方向と直交する面における第
１の方向に関してさらに収束させるために前記第１の方
向にのみ正のパワーが与えられたＭ組の光学部材と、前
記Ｍ組の光学部材を通過したＭ群の光を前記第１の方向
に関して相互に接するような間隔に整列させるＭ−１個
の合成用反射装置と、を含む第１の光学手段と、回転可
能に形成された反射面を有し、前記第１の光学手段で少
なくとも前記第１の方向に収束性が与えられた光を前記
第１の方向および前記光が進行する方向のそれぞれと直
交する方向に偏向する偏向手段と、３枚のレンズで構成
され、前記偏向手段に最も近接して配置されるレンズ
が、回転対称軸を含まない面を含み、偏向手段により偏
向されたΣＮｉ本のビームを、前記偏向手段により偏向
された光を所定の距離の位置で前記反射面の回転角と前
記所定の距離の位置で前記第１の方向と直交する第２の
方向の距離を比例させるとともに、前記偏向手段の前記
反射面と前記回転軸とのなす角の偏差の影響を補正する
ように前記所定の距離の位置に結像するレンズを含む第
２の光学手段と、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。

【００１６】

【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。

【００１７】図１には、この発明の実施の形態である露
光装置が利用されるカラー画像形成装置が示されてい
る。なお、この種のカラー画像形成装置においては、減
法混色を用いてカラー画像を形成することから、通常、
Ｙすなわちイエロー（黄）、Ｍすなわちマゼンタ（深
紅）、Ｃすなわちシアン（青紫）、およびＢすなわちブ
ラック（黒、墨入れ用）の色成分に色分解された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、以下に説明する際に、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。

【００１８】図１に示されるように、画像形成装置１０
０は、周知の減法混色法に基づいて色分解された色成分
のそれぞれに対応する画像を形成する第１ないし第４の
画像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂを有し
ている。

【００１９】各画像形成部５０（Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ，
以下、第１ないし第４の全ての画像形成部およびそれぞ
れの画像形成部を構成する要素に対する共通な説明につ
いては、参照符号に「＊」を付加して、代表して説明す
る）は、図２および図５を用いて後段に説明する露光装
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，３
７Ｍおよび３７Ｃにより露光装置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Ｌ＊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。

【００２０】露光装置１の各ミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３
７Ｃ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３７
Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび３３Ｂに対応されるそれぞれ
の感光体ドラム５８＊の外周面の所定の位置に、各帯電
装置６０＊と各現像装置６２＊との間から照射される。

【００２１】各感光体ドラム５８＊に照射されたレーザ
ビームＬ＊すなわち色成分に色分解された画像情報は、
それぞれの感光体ドラム５８に組み合わせて配置された
現像装置６２＊からトナーが供給されることで可視化さ
れ、用紙カセット７０から給紙ローラ７２およびアライ
ニングローラ７４を通ってまたは詳述しない手差し部か
らアライニングローラ７４を通って、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お
よびテンションローラ５４に掛け渡された搬送ベルト５
２に、帯電ローラ７６により印加される電界により静電
吸着されて搬送ベルトとともに移動される被転写材であ
る記録用紙Ｐに、転写装置６４＊により、順に転写され
る。なお、各感光体ドラム５８＊に残存した転写残りト
ナーは、クリーナ６６＊により除去される。また、各感
光体ドラム５８＊上に残った残存電位は、除電装置６８
＊により、除去される。

【００２２】このようにして、各現像装置６４＊により
可視化され、搬送ベルト５２により搬送される用紙Ｐに
転写された４色（または黒一色）の画像は、定着装置８
０により、用紙Ｐに、熱定着される。

【００２３】なお、黒画像形成装置５０Ｂと組み合わせ
られる黒現像装置６２Ｂは、黒一色の非カラー画像が形
成される頻度を考慮して、他の現像装置よりも多くのト
ナーを収容可能に形成されている。

【００２４】次に、図１に示した画像形成装置に利用さ
れる露光装置を詳細に説明する。

【００２５】図２は、図１に示した画像形成装置１００
に組み込まれる露光装置１の光路を展開して平面方向
（以下に説明する偏向装置の回転軸と直交する方向）か
ら見た状態を、図３は、図２に示した平面方向と直交す
る方向（同偏向装置の回転軸と平行な方向）において、
偏向装置の反射点から結像位置（像面）までの間に配置
される光学部材を通過する光ビームに関し、偏向装置に
よる偏向角が０°の位置で見た状態を、それぞれ示して
いる。

【００２６】露光装置１は、図１に示した画像形成装置
１００の４組の画像形成部５０＊のそれぞれにより形成
される色分解された色成分毎の画像に対応する４色分の
画像データに対応するレーザビームを発生する２個×４
色＝８個のレーザ素子３Ｙａおよび３Ｙｂ，３Ｍａおよ
び３Ｍｂ，３Ｃａおよび３Ｃｂ，３Ｂａおよび３Ｂｂ
と、回転可能に形成された複数の反射面５ａを含み、個
々の反射面５ａを所定の速度で回転することにより、そ
れぞれのレーザ素子を出射されたレーザビームを所定の
位置に設けられた像面すなわち図１に示した４組の画像
形成部５０＊の４つの感光体ドラム５８＊に向けて所定
の線速度で偏向する偏向装置５、各レーザ素子３＊ａお
よび３＊ｂと偏向装置５との間に設けられ、各レーザビ
ームＬ＊ａおよびＬ＊ｂのそれぞれの断面ビームスポッ
ト形状を所定の形状に整えるとともに、各レーザビーム
を２本×４組のレーザビーム群として配列する偏向前光
学系７＊、および偏向装置５により偏向（反射）された
レーザビームを感光体ドラム５８＊に結像させる偏向後
光学系９を有している。なお、多くの場合、偏向装置５
によりそれぞれのレーザビームが偏向（連続的に、直線
状に反射）される方向が主走査方向（反射面５ａが回転
される方向に平行な方向）、この主走査方向に直交し、
偏向装置５の反射面５ａが回転される際の回転軸の軸方
向に平行な方向が副走査方向と呼ばれる。

【００２７】各レーザ素子から放射された８本のレーザ
ビームは、それぞれのレーザ素子に近接して設けられた
８個のコリメータレンズ１１Ｙａ，１１Ｙｂ，１１Ｍ
ａ，１１Ｍｂ，１１Ｃａ，１１Ｃｂ，１１Ｂａおよび１
１Ｂｂ（偏向前光学系７＊）によりコリメートされる。
なお、偏向後光学系９のレンズの適切な選択により全て
のコリメータレンズは、有限焦点レンズに置き換えられ
ることもある。また、表３および表４を用いて後段に説
明するように、各コリメータレンズは、有限焦点レンズ
に類似した特性を示す。

【００２８】各コリメータレンズによりコリメートされ
た８本のレーザビームは、それぞれ絞り１３Ｙａ，１３
Ｙｂ，１３Ｍａ，１３Ｍｂ，１３Ｃａ，１３Ｃｂ，１３
Ｂａおよび１３Ｂｂ（偏向前光学系７＊）により所定の
断面ビーム形状が与えられ、ハーフミラー１５Ｙ，１５
Ｍ，１５Ｃおよび１５Ｂ（偏向前光学系７＊）により互
いに対をなす２本のレーザビームＬＹａおよびＬＹｂ、
ＬＭａおよびＬＭｂ、ＬＣａおよびＬＣｂ、ＬＢａおよ
びＬＢｂ相互に、偏向装置５で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所定の間隔に整列され
る。

【００２９】ここで、レーザ素子の個数と色成分の数を
整理すると、色成分の数を「Ｍ」、各色成分毎のレーザ
素子の個数を「Ｎｉ（ｉは正の整数で最大値がＭ）」と
すると、Ｎ１（Ｙ）＝Ｎ２（Ｍ）＝Ｎ３（Ｃ）＝Ｎ４
（Ｂ）２×Ｍ組（Ｍは正の整数で，Ｍ＝４）と表すこと
ができる。すなわち、８本のレーザビームは、ハーフミ
ラー１５＊により整列されることにより、主走査方向か
ら見た状態で４組（各２本）のΣＮｉ本のレーザビーム
群として取り扱うことが可能となる。

【００３０】ハーフミラー１５Ｙにより副走査方向に所
定の間隔で整列された２本のレーザビームＬＹａ，ＬＹ
ｂは、シリンダレンズ１７Ｙ（偏向前光学系７Ｙ）によ
り少なくとも副走査方向側について収束性が与えられた
のちレーザ合成ミラー１９Ｙ（偏向前光学系７Ｙ）で反
射されて偏向装置５の反射面５ａに案内される。

【００３１】同様に、ハーフミラー１５Ｍにより副走査
方向に所定の間隔で整列された２本のレーザビームＬＭ
ａ，ＬＭｂは、シリンダレンズ１７Ｍ（偏向前光学系７
Ｍ）により少なくとも副走査方向側について収束性が与
えられたのちレーザ合成ミラー１９Ｍ（偏向前光学系７
Ｍ）で反射され、レーザ合成ミラー１９Ｙにより折り返
されるレーザビームＬＹａ，ＬＹｂに対して主走査方向
から見た状態で概ね重なるよう、かつ副走査方向からみ
た状態でレーザビームＬＹａ，ＬＹｂよりも内側（偏向
装置５の反射面５ａの副走査方向長さの中心寄り）を通
るよう位置合わせされ、ハーフミラー１９Ｙを通って偏
向装置５の反射面５ａに案内される。

【００３２】また、ハーフミラー１５Ｃにより副走査方
向に所定の間隔で整列された２本のレーザビームＬＣ
ａ，ＬＣｂは、シリンダレンズ１７Ｃ（偏向前光学系７
Ｃ）により少なくとも副走査方向側について収束性が与
えられたのちレーザ合成ミラー１９Ｃ（偏向前光学系７
Ｃ）で反射され、レーザ合成ミラー１９Ｍにより折り返
されるレーザビームＬＭａ，ＬＭｂに対して主走査方向
から見た状態で概ね重なるように位置合わせされ、レー
ザ合成ミラー１９Ｍおよび１９Ｙとは副走査方向にずれ
た光路を通って偏向装置５の反射面５ａに案内される。

【００３３】さらに、ハーフミラー１５Ｂにより副走査
方向に所定の間隔で整列された２本のレーザビームＬＢ
ａ，ＬＢｂは、シリンダレンズ１７Ｂ（偏向前光学系７
Ｂ）により少なくとも副走査方向側について収束性が与
えられたのち折り返しミラー１９Ｂ（偏向前光学系７
Ｂ）で反射され、レーザ合成ミラー１９Ｃにより折り返
されたレーザビームＬＣａ，ＬＣｂに対して主走査方向
から見た状態で概ね重なるよう、かつ副走査方向からみ
た状態でレーザビームＬＣａ，ＬＣｂよりも外側で偏向
装置５の反射面５ａの副走査方向長さの中心を対称軸と
してレーザビームＬＹａ，ＬＹｂのそれぞれと軸対称と
なるように位置合わせされ、レーザ合成ミラー１９Ｃ，
１９Ｍ，１９Ｙとは副走査方向にずれた空間を順に通っ
て偏向装置５の反射面５ａに案内される。

【００３４】なお、それぞれのレーザ素子３＊ａないし
３＊ｂと、コリメータレンズ１１＊ａないし１１＊ｂ
と、絞り１３＊ａないし１３＊は、図示しないレンズホ
ルダに一体に組み込まれ、例えばアルミニウム合金等に
より形成された保持部材２１上を光軸方向に沿って移動
可能に形成されている。また、各ハーフミラー１５＊
は、反射面角度調整機構つきの図示しないミラーホルダ
により、各シリンダレンズ１７＊は、焦点距離調整機構
つきの図示しないレンズマウントにより、各レーザ合成
ミラーミラー１９＊は、角度調整機構つき図示しないミ
ラーマウントにより、それぞれ独立に保持され、同保持
部材２１の所定の位置に一体的に配置される。

【００３５】偏向装置５の各反射面５ａの回転により順
次偏向された８本（４組）のレーザビームは、主走査方
向と平行な方向が円弧状に形成された第１ないし第３の
結像レンズ２３，２５および２７（偏向後光学系９）を
順に通過されることにより、それぞれのレンズで所定の
結像特性が与えられ、結像状態（光軸方向の焦点位置の
ずれ）および結像位置（主走査方向および副走査方向焦
点位置）、断面ビーム径およびその形状、収差状態等が
最適に設定されて、像面（感光体ドラム５８＊の外周
面）に案内される。なお、第３の結像レンズ２７の所定
の領域であって、各感光体ドラム５８＊の非画像領域に
対応する部分に到達可能な領域を通過したレーザビーム
の一部は、水平同期信号を得るために、水平同期ミラー
２９により水平同期検出器３１に向けて折り曲げられ
る。また、像面に案内される各レーザビーム（黒用のレ
ーザビームＬＢａ，ＬＢｂを除く）は、図１から明らか
なように、第１ないし第３のミラー３３Ｙ，３５Ｙおよ
び３７Ｙ，３３Ｍ，３５Ｍおよび３７Ｍ、３３Ｃ，３５
Ｃおよび３７Ｃ（偏向後光学系９）のそれぞれにより順
次折り曲げられ（黒用のレーザビームＬＢａ，ＬＢｂ
は、第１ミラー３３Ｂにのみ折り曲げられ）、防塵フィ
ルタ３９＊（偏向後光学系９）を通って像面に照射され
る。

【００３６】像面すなわち各画像形成部５０＊の感光体
ドラム５８＊に照射された色成分毎のレーザビームＬ＊
ａおよびＬ＊ｂは、先に説明したように、それぞれの感
光体ドラム５８に対応する帯電装置６０＊により予め帯
電されている（感光体ドラム５８＊の）表面電位を選択
的に変化させる。この表面電位の変化は、静電潜像とし
て、所定時間、維持され、対応する現像装置６２＊から
現像剤であるトナーが供給されることにより可視化され
る（現像される）。

【００３７】このように、４組（８本）のレーザビーム
を媒体として複写された画像データすなわちトナー像
は、カセット７０から給送され、搬送ベルト５２により
第１の画像形成部５０Ｙの側から第４の画像形成部５０
Ｂに向けて搬送される用紙Ｐに順に転写され、定着装置
８４によって、用紙Ｐに定着される。

【００３８】このとき、それぞれの画像形成部５０＊の
各現像装置６２により形成された４色のトナー像（トナ
ー）は、定着装置８４から供給される熱により溶融され
るので、トナーに固有の色とそれぞれのトナーが混じり
合うことにより生じる中間色および濃淡（黒）が最適に
再現され、カラー（黒）画像となる。

【００３９】以下、カラー（黒）画像が定着された用紙
Ｐは、画像形成装置１００の外部に順に排出され、スト
ックされる。

【００４０】次に、偏向前光学系７および偏向後光学系
９のそれぞれに含まれる光学要素のそれぞれの光学特性
について詳細に説明する。なお、それぞれのレンズある
いは光学要素の光学特性は、表１ないし表３を用いて後
段に示す通りである。

【００４１】コリメータレンズ１１Ｙａ，１１Ｙｂ，１
１Ｍａ，１１Ｍｂ，１１Ｃａ，１１Ｃｂ，１１Ｂａおよ
び１１Ｂｂのそれぞれは、ガラス製の非球面レンズであ
る。なお、それぞれのコリメータレンズの光学特性は、
単体では同一であり、焦点距離は、例えば５７．０６ｍ
ｍである。また、レンズの材料として、ガラス材料は、
好ましくは、ＦＫ５，ＳＦ６０，ＦＳＫ１等である。

【００４２】絞り１３Ｙａ，１３Ｙｂ，１３Ｍａ，１３
Ｍｂ，１３Ｃａ，１３Ｃｂ，１３Ｂａおよび１３Ｂｂの
それぞれは、厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼の薄板に、
所定の大きさおよび形状の開口部を設けたもので、各レ
ーザ素子に取付誤差が生じた場合であっても光量変動が
最小となるように、コリメータレンズの後ろ側焦点に配
置されている。

【００４３】ハーフミラー１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃおよ
び１５Ｂのそれぞれは、厚さが５ｍｍで透過率９７％の
ガラス製の平行平板の少なくとも一方の面に、透過率が
５１。５％となるよう、所定の厚さの金属薄膜が例えば
蒸着により堆積されたもので、レーザ素子３Ｙａ，３Ｍ
ａ，３Ｃａおよび３Ｂａのそれぞれから放射されたレー
ザビームを透過させ、レーザ素子３Ｙｂ，３Ｍｂ，３Ｃ
ｂおよび３Ｂｂのそれぞれから放射されたレーザビーム
を反射することにより、各色成分に対応する２本のレー
ザビームを、副走査方向に所定の間隔となるよう合成す
る。

【００４４】シリンダレンズ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃお
よび１７Ｂのそれぞれは、副走査方向（レーザビームが
進行する方向をＸ軸、レーザビームが進行する方向に直
交する平面のうち主走査方向をＹ軸、主走査方向に直交
する副走査方向をＺ軸として示すとき、Ｚ軸方向）にの
みパワー（曲率表示で０．０２３３８）が与えられたガ
ラス製のレンズである。なお、ガラス材料としては、好
ましくは、ＢＫ７等が利用される。

【００４５】レーザ合成ミラー１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ
および１９Ｂのそれぞれは、厚さが５ｍｍのガラス製の
平行平板の少なくとも一方の面に、反射率が８５％以上
となるよう、所定の厚さの金属薄膜が例えば蒸着により
堆積されたもので、ハーフミラー１５Ｙ，１５Ｍ，１５
Ｃおよび１５Ｂのそれぞれにより４組に合成され、シリ
ンダレンズ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃおよび１７Ｂを通っ
て所定の断面ビーム径が与えられたレーザビームＬＹ，
ＬＭ，ＬＣおよびＬＢのそれぞれを、実質的に１本のレ
ーザビームと見なすことができる状態で副走査方向に所
定の間隔（レーザビーム相互が互いに接しない間隔を所
定の場所、例えば合成ミラー１９、分離用ミラー３３＊
で確保できる程度の間隔）となるようさらに合成して偏
向装置５に向けて折り返すものである。

【００４６】偏向装置５は、回転可能に形成された多面
鏡の外周面に設けられた例えば８面の反射面を所定の速
度で主走査方向に沿って回転することで、レーザ合成ミ
ラー１９Ｙ，１９Ｍおよび１９Ｃのそれぞれにより一ま
とめに合成された各レーザビームを、以下に説明する偏
向後光学系９に、順に入射させる。

【００４７】第１ないし第３の結像レンズ２３，２５お
よび２７は、それぞれガラスにより形成され、副走査方
向に関しては、３枚のレンズにより与えられる収束性が
合成されることにより、像面すなわち各感光体ドラム５
８＊の外周面の所定の位置に、各レーザ素子からの４組
のレーザビームと色成分とを対応させて分離するととも
に所定の形状および断面ビーム径のレーザビームを提供
する。また、それぞれのレンズは、主走査方向に関して
は、３枚のレンズにより与えられる収束性が合成される
ことにより、各感光体ドラム５８＊の外周面の所定の位
置に、それぞれのレーザビームと各色成分とを対応させ
るとともに、各感光体ドラム５８＊の長手（軸）方向の
位置と偏向装置５の各反射面５ａの回転角とを比例させ
ながら所定の形状および断面ビーム径のレーザビームを
提供する。なお、いづれのレンズもガラスレンズであ
り、通常は、レンズ面は研磨により形成されるが、第１
の結像レンズ２３についてのみ、後段に詳述するよう
に、２面のレンズ面とも成形加工により形成される。

【００４８】第１ないし第３のミラー３３Ｙ，３３Ｍ，
３３Ｃ，３３Ｂ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３７Ｙ，３
７Ｍおよび３７Ｃのそれぞれは、通常のフロートガラス
の一方の面に、反射面を構成する金属層が、例えば蒸着
により所定厚さに形成されたものである。なお、それぞ
れのミラーは、詳述しないミラー保持部材により、主走
査方向、副走査方向およびレーザビームが進行する光軸
方向のそれぞれの方向に関して独立に位置および角度が
調整可能に形成されている。

【００４９】防塵フィルタ３９＊は、それぞれ、例えば
厚さ２ｍｍのフロートガラスであり、必要に応じて、任
意の色に着色されてもよい。なお、画像形成装置１００
内部を浮遊するトナーの自己融着をさけるために、樹脂
材料は、避けられる。

【００５０】ところで、既に説明したように、特開平７
−２５６９２６号公報に開示されているような露光装置
を用いると、例えば黒のみの画像の出力可能枚数を増大
することが要求された場合、黒画像用のトナーの容量を
増大することにより対応可能となるが、多くの量のトナ
ーを収容可能とするために、露光装置の大きさが増大さ
れることになる。なお、特開平７−２５６９２６号公報
に開示されている露光装置では、偏向装置５と像面の間
の距離が短いため、トナーの収容量を増大することは困
難である。

【００５１】以下、露光装置の大きさを増大することな
く現像装置のトナー収容量を増やすことのできる結像光
学系の構成について説明する。

【００５２】図４は、結像光学系９の第１ないし第３の
結像レンズ２３，２５および２７のそれぞれの条件の与
え方を最適化する例を説明する概略図である。

【００５３】結像光学系９の第１ないし第３の結像レン
ズ２３，２５および２７はそれぞれ入射面と出射面の２
面のレンズ面を有するから、偏向装置５に近い側から、
第１面ないし第６面と名称を与え、それぞれのレンズ面
の形状および加工時の加工軸（回転対称軸）の向きとレ
ンズの材質について詳細に説明する。

【００５４】第１の結像レンズ２３は、偏向装置５に面
する側すなわち入射面（第１面）がトーリック面に、出
射面（第２面）が特定の回転対称軸のみでは加工されな
い自由曲面に定義されたレンズである。また、曲率の方
向は、第１面および第２面のそれぞれにおいて、主走査
方向および副走査方向のいづれの方向に関しても、偏向
装置５側に凹である。なお、第１面における回転対称軸
（加工時の加工軸）の方向は、副走査方向に一致されて
いる。また、第１面の母線の円弧の中心は、偏向装置５
側に定義されている。なお、レンズの材質は、例えばア
ッベ数「νｄ」が、νｄ＝６４．２である光学ガラス
（ＢＫ７）である。

【００５５】第２の結像レンズ２５は、第１の結像レン
ズ２３（偏向装置５）に面する側すなわち入射面（第３
面）が回転対称軸が副走査方向に定義された円筒面で、
出射面（第４面）が平面に定義されたレンズである。な
お、レンズの材質は、例えばνｄ＝２５．４６である光
学ガラス（ＳＦ６０）である。

【００５６】第３の結像レンズ２７は、第２の結像レン
ズ２５（偏向装置５）に面する側すなわち入射面（第５
面）が円筒面に、出射面（第６面）がトーリック面に定
義されたレンズである。また、曲率の方向は、第５面が
偏向装置５側に凸で、第６面が偏向装置５側に凹であ
る。なお、第５面および第６面のそれぞれの回転対称軸
の方向は、いづれも副走査方向に定義されている。ま
た、レンズの材質は、νｄ＝６４．２の光学ガラス（Ｂ
Ｋ７）である。

【００５７】上述した各レンズ面の形状およびおよび加
工時の加工軸（回転対称軸）の向きとレンズの材質は、
図４に示されるように、さまざまな条件の組み合わせに
対し、以下に説明する評価関数が最小となる条件を選択
することにより求められたもので、加工コストおよび加
工に要求される時間等も考慮した結果から導き出された
条件の１つである。

【００５８】すなわち、主走査方向のデフォーカス量、
副走査方向のデフォーカス量、面倒れ（偏向装置の各反
射面の角度の誤差によるレーザビームの副走査方向の反
射角のずれ）補正量、各レーザビームの主走査方向の相
対位置ずれ、各レーザビームの副走査方向の相対位置ず
れ、ｆθ特性およびレーザ素子の発光波長の波長変動に
よる位置ずれ量のそれぞれに関し、目標値（基準値）か
らのずれを求め、そのずれの２乗和を評価関数として、
評価関数が最小となる条件を求めることにより第１ない
し第６のレンズ面（第１ないし第３の結像レンズの各レ
ンズ面）を最適化できる。なお、第１の結像レンズ２３
の入射面を第１のレンズ面とし、第３の結像レンズ２７
の出射面を第６のレンズ面とする。従って、第２のレン
ズ面は、第１の結像レンズ２３の出射面、第３のレンズ
面は、第２の結像レンズ２５の入射面、第４のレンズ面
は、第２の結像レンズ２５の出射面、第５のレンズ面
は、第３の結像レンズ２７の入射面に、それぞれ対応さ
れる。

【００５９】詳細には、第１ないし第６の各レンズ面
を、４：回転対称軸を持たない自由曲面ｃｖ：主走査、副走査方向断面形状が共に円弧の面によ
り入射面および出射面のそれぞれが定義されているレン
ズ（ｆは、レンズ面の最適化を示す識別子）のそれぞれに
分類し、図４（ａ）に示すように、第１ないし第６のレ
ンズ面の順に、４−４−ｃｖ−ｃｖ・・・（１１）ｃｖ−ｃｖ−４−４・・・（１２）ｃｖ−４−４−ｃｖ・・・（１３）ｃｖ−ｃｖ−ｃｖ・・・（１４）と条件を変化させながら、回転対称軸を持たない自由曲
面を配列すべきレンズ位置（レンズ面番号）を最適化す
ると、（１）で示される第１の結像レンズ２３の各レン
ズ面（第１のレンズ面および第２のレンズ面）のそれぞ
れを自由曲面とする例において、評価関数の数値の小さ
な条件が存在することが認められる。なお、図４（ａ）
に示されるように、自由曲面を配列すべきレンズ面が第
１レンズ面および第２レンズ面に定義されることは、サ
イズが小さく、研磨による加工が適さない第１の結像レ
ンズ２３の加工、すなわち成形加工に好都合であり、か
つ成形加工に要求されるサイクルタイムを短縮できる利
点が生じる。

【００６０】図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した条件か
ら求められる最適なレンズ面の配置において、第１の結
像レンズ２３の入射面と出射面を既に説明した自由曲面
とし、第２および第３の結像レンズ２５，２７のそれぞ
れの第３ないし第６のレンズ面の形状をより最適化する
例を示している。

【００６１】すなわち、第２の結像レンズ２５の入射面
である第３のレンズ面、第２の結像レンズ２５の出射面
である第４のレンズ面、第３の結像レンズ２７の入射面
である第５のレンズ面および第３の結像レンズ２７の出
射面である第６のレンズ面のそれぞれに関し、ｄ：回転対称軸が副走査方向に定義された円筒面ｃ：回転対称軸が主走査方向に定義された円筒面ｓ：球面ｕ：回転対称軸が副走査方向に定義されているトーリ
ック面で、母線形状は円弧のいづれかの条件に分類し、図４（ａ）に示したと同様
に、第１ないし第６のレンズ面の順に、４−４−ｄ−ｃ−ｄ−ｕ・・・（２１）４−４−ｄ−ｄ−ｄ−ｕ・・・（２２）４−４−ｄ−ｃ−ｓ−ｕ・・・（２３）４−４−ｄ−ｄ−ｓ−ｕ・・・（２４）４−４−ｄ−ｃ−ｃ−ｕ・・・（２５）４−４−ｄ−ｄ−ｃ−ｕ・・・（２６）と条件を変化させながら、第３のレンズ面ないし第６の
レンズ面のそれぞれの面の形状を最適化すると、（５）
および（６）もしくは（７）の例において、評価関数の
数値が小さくなる条件が存在することが認められる。な
お、評価関数の大きさは、図４（ａ）の例とは異なるの
で、評価関数の数値のみによる比較はできない。

【００６２】すなわち、図４（ｂ）に示されるように、
少なくとも第３のレンズ面（第２の結像レンズの入射
面）については、回転対称軸が副走査方向に定義された
円筒面が好ましく、第５のレンズ面（第３の結像レンズ
の入射面）については、母線の形状が円弧で回転対称軸
が副走査方向に定義されているトーリック面または球面
のいづれかが好ましいことが認められる。

【００６３】図４（ｃ）は、図４（ｂ）により求められ
た第３および第５のレンズ面の条件を生かしながら、す
でに求められた第１および第２のレンズ面の条件を、コ
ストおよび製造のしやすさの点で異なる条件に変更可能
か否かを考慮した結果を示し、第１または第２のレンズ
面のいづれか一方に関しｔ：回転対称軸が主走査方向に定義されているトーリ
ック面で、母線形状は円弧ｐ：平面の条件を新たに付与しながら、図４（ａ）に示したと同
様に、第１ないし第６のレンズ面の順に、ｕ−４−ｄ−ｃ−ｄ−ｕ・・・（３１）ｕ−４−ｄ−ｄ−ｄ−ｕ・・・（３２）ｕ−４−ｄ−ｐ−ｄ−ｕ・・・（３４）４−４−ｄ−ｃ−ｄ−ｕ・・・（３５）ｔ−４−ｄ−ｃ−ｓ−ｕ・・・（３６）ｕ−４−ｄ−ｃ−ｓ−ｕ・・・（３７）ｔ−４−ｄ−ｃ−ｄ−ｕ・・・（３８）ｄ−４−ｄ−ｃ−ｓ−ｕ・・・（３ａ）ｓ−４−ｄ−ｃ−ｓ−ｕ・・・（３ｂ）ｃ−４−ｄ−ｃ−ｓ−ｕ・・・（３ｃ）４−ｔ−ｄ−ｃ−ｄ−ｕ・・・（３ｄ）ｕ−４−ｄ−ｐ−ｃ−ｕ・・・（３ｅ）ｕ−４−ｄ−ｐ−ｓ−ｕ・・・（３ｆ）ｕ−４−ｄ−ｄ−ｐ−ｕ・・・（３ｇ）ｕ−４−ｄ−ｐ−ｐ−ｕ・・・（３ｈ）と条件を変化させながら、第３のレンズ面ないし第６の
レンズ面のそれぞれの面の形状を最適化すると、（３
１）ないし（３３）の例において、評価関数の数値が小
さくなる条件が存在することが認められる。なお、評価
関数の大きさは、図４（ａ）あるいは図４（ｂ）の例と
は異なるので、評価関数の数値のみによる比較はできな
い。

【００６４】ところで、評価関数の数値の大きさとして
は（３１）の例に比較して大きくなるが、第１または第
２のレンズ面に母線の形状が円弧で回転対称軸が主走査
方向に定義されているトーリック面を用いる例（３８）
あるいは（３ｄ）についても、例えば製造のしやすさの
点で、僅かではあるが有意性が認められる。すなわち、
第１の結像レンズ２３の入射面（第１のレンズ面）と、
第３の結像レンズ２７の出射面（第６のレンズ面）のそ
れぞれを、母線形状が球面で回転対称軸が副走査方向に
向けられているガラス製のトーリック面を使用すると、
評価関数の大きさは、小さくなる。なお、この条件にお
いて、第１のレンズ面を自由曲面とすることで、さらに
光学特性が向上できるが第１の結像レンズ２３を成形加
工するための金型コストが増大するため、第１のレンズ
面は、トーリック面とする。従って、第１の結像レンズ
２３の入射面（第１面）をトーリック面、出射面（第２
面）を自由曲面、第２の結像レンズ２５の入射面（第３
面）を、加工が容易な円筒面、出射面（第４面）を、平
面、第３の結像レンズ２７の入射面（第５面）を、円筒
面および出射面（第６面）を、トーリック面とすること
により、コストおよび製造の容易さを確保しながら、要
求される所定の光学特性を得ることができる。なお、第
３の結像レンズ２７に関し、入射面（第５面）の形状と
しては、副走査方向に関しては、偏向装置５に向けて凸
および凹もしくは平面のいづれの条件も設定可能である
が、主走査方向に関しては、偏向装置５に向けて凸であ
る必要が生じる。ここで、副走査方向の形状を偏向装置
５に向けて凹とするならば、評価関数は、５０％程度増
大（劣化）することが認められる。このため、第６面
（第３の結像レンズ２７の出射面）の形状を、回転対称
軸の方向が偏向装置５の反射面の回転軸の方向と平行な
副走査方向に向けられているトーリック面として第５面
（第３の結像レンズ２７の入射面）の副走査方向の形状
を、偏向装置５に向かって凸とすることにより、評価関
数の大きさを小さくできる。

【００６５】図４（ｄ）は、図４（ｃ）により求められ
た「平面」を含むレンズ面の構成において、レンズの材
質を変更することにより、さらに最適化した結果を示す
もので、レンズの材質を図４（ｃ）において利用した
「ＳＦ１０」を、と変化させたところ、「ＳＦ６０」または「ＳＦ６」を
用いることにより、より評価関数の数値が小さくなる条
件が存在することが認められる（表４参照）。

【００６６】より詳細には、各レンズに用いるガラス材
料のアッベ数「νｄ」を変化させて検討した結果、基本
とした「ＳＦ１０」におけるνｄがνｄ＝２８．８３で
あるに対して、νｄ＝２７．７６であるＳＦ１３、νｄ
＝２５．４６であるＳＦ６、νｄ＝２５．４６であるＳ
Ｆ６０、νｄ＝２５．７０であるＳＦ１２、νｄ＝２
６．５５であるＳＦ１４のそれぞれのガラス材料を用い
ることにより、各レーザ素子から放射されるレーザビー
ムの発光波長が、例えば最大で１５ｎｍ程度変動したと
しても、像面におけるレーザビームが到達する位置（ビ
ーム到達位置）の変動量を１０μｍ以下に抑えることが
できる。なお、上述したように「ＳＦ６」および「ＳＦ
６０」を用いると、より効果が顕著となることはいうま
でもない。

【００６７】これにより、実際に露光装置を組み立てる
際に、温度の変化により発生するレーザ素子の発光波長
の変動量の大きさを考慮する必要がなくなる。

【００６８】以上説明したように、偏向後光学系９の第
１ないし第３の結像レンズ２３，２５および２７のそれ
ぞれの入射面および出射面の形状を、第１面（第１の結像レンズ２３の入射面） → 主走査方向の母線の形状が偏向装置５に向けて凹で、回
転対称軸の向きが副走査方向で回転中心が偏向装置５寄
りのトーリック面、第２面（第１の結像レンズ２３の出射面） → 主走査方向の母線の形状が偏向装置５に向けて凹で、副
走査方向の断面形状が偏向装置５に向けて凹の自由曲
面、第３面（第２の結像レンズ２５の入射面） → 主走査方向の母線の形状が偏向装置５に向けて凹で、回
転対称軸の向きが副走査方向で回転中心が偏向装置５寄
りの円筒面、第４面（第２の結像レンズ２５の出射面） → 平面、第５面（第３の結像レンズ２７の入射面） → 主走査方向の母線の形状が偏向装置５に向けて凸で、回
転対称軸の向きが副走査方向で回転中心が像面寄りの円
筒面、第６面（第３の結像レンズ２７の出射面） → 主走査方向の母線の形状が偏向装置５に向けて凹で、回
転対称軸の向きが副走査方向で回転中心が偏向装置５寄
りのトーリック面、と定義することにより、偏向後光学
系９の全ての結像レンズをガラス製のレンズとして、現
像装置あるいはトナー収容部の大きさの増大を許容可能
な露光装置を提供できる。

【００６９】表１ないし表３は、以上説明した偏向前光
学系７＊および偏向後光学系９＊の第１の実施の形態に
おける各光学要素の光学的数値データを示す。なお、表
１は、偏向後光学系９の第１ないし第３の結像レンズ２
３，２５および２７のそれぞれのレンズ面の形状（Ｙ軸
方向およびＺ軸方向のそれぞれの曲率）、レンズ相互間
の距離、それぞれのレーザビームに対する位置、材質等
を示し、表２は、第１のレンズ２３の出射面（偏向装置
５から遠い側の面（自由曲面））の曲率を示している。
また、表３は、コリメータレンズまたは有限焦点レンズ
１３について、ガラスの材質を変化した場合について示
したものである。

【００７０】

【表１】

【００７１】

【表２】

【００７２】

【表３】

【００７３】

【表４】

【００７４】表３は、表１に記載された第１の実施の形
態においてコリメータレンズまたは有限焦点レンズのガ
ラスの材質を変化した結果を示し、それぞれのガラスの
材質に対して、２０°Ｃおよびこれに対して温度が４０
°Ｃ上下した場合の、ｓ１（物点−物点側主点間距離）、ｓ２（像面側主点−結像面間距離）、 φ（２０°Ｃにおけるレンズパワー）、ｎ（温度の変化による屈折率の変化、レーザ素子の波長
変動を含む）、ガラスの材質の線膨張係数、ｄ（レンズ厚）、ｃ１（入射面の近軸での曲率）、ｃ２（出射面の近軸での曲率）、 φ′（各温度におけるレンズパワー）、ｓ１ｈ（入射面−物点側主点間距離）、ｓ２ｈ′（出射面−像面側主点間距離）、およびシリンダレンズ入射面−像面間距離、のそれぞれと、以下に説明する（Ａ）式の値を示してい
る。

【００７５】なお、表３では、コリメータレンズまたは
有限焦点レンズを保持する部材に、最も一般的なアルミ
ダイキャスト材料であるＡＤＣ１２を想定しており、Ａ
ＤＣ１２の線膨張係数は、２．１×１０^-5である。

【００７６】また、表１に示したシリンダレンズ入射面
−像面位置の値が、表３の右から２番めの値（シリンダ
レンズ入射面−像面間距離の欄）の表記と一致すること
が好ましい。

【００７７】より詳細には、表３から明らかなように、
ガラスの材質がＦＫ５，ＳＦ６０，ＦＳＫ１である場合
には、偏向後光学系によるデフォーカスの傾向と反対の
方向へでデフォーカスを動かす（シフトする）ことにな
り、コリメータレンズまたは有限焦点レンズと偏向後光
学系を組み合わせることにより、光学性能が向上する。
しかし、一般に用いられているガラスの材質であるＢＫ
７では、温度が上昇した場合に、像面側主点−結像面間
距離が減少し、偏向後光学系によるデフォーカスの傾向
と一致してしまうため、全体としてのデフォーカスは、
大きい側に、加算されることになる。

【００７８】このことを、レンズの材質、特性の面から
検討すると、例えば特開平３−１７９４２０号公報に開
示されているように、単レンズを用いた場合に、温度が
上昇しても像面での近軸結像点距離が変化しない条件
は、Ｌo²／ｆo×［｛１／（１−ｎo）｝× ｛（∂ｎo／∂ｔ）＋（∂ｎo／∂λ）×（∂λ／∂ｔ）＋αo｝］ −α1×Ｌo＝０・・・（Ａ）ｔ；温度、Ｌ1；像面側主点−結像点間距離、Ｌo；物点−物点側主点間距離、ｆo；レンズの近軸焦点距離、ｎo；レンズの屈折率、 ∂ｎo／∂ｔ；レンズの材質の屈折率の温度上昇による
変化率、 ∂ｎo／∂λ；レンズの材質の屈折率の波長変化による
変化率、 ∂λ／∂ｔ；発光源の温度変化による波長変化率、 αo；レンズの材質の線膨張係数、 α1；保持部材の材質の線膨張係数、により表すことができる。

【００７９】この場合、偏向後光学系において、温度の
変化により結像点移動が生じた場合には、その移動を削
減することができない。

【００８０】また、図４を用いて上述したように、偏向
後光学系において、温度が上昇した時に、結像点を偏向
装置側へシフトさせる構成であることが判明した。従っ
て、これをキャンセルするためには、レンズ単体で、温
度が上昇した場合に、結像点が遠くへ移動する特性が必
要となる。

【００８１】このため、（Ａ）式の値を、表３および表
４に示したように計算し、望ましい値を比較すると、
（Ａ）式の左辺が以下に示すように、７．４×１０^-4 ＞Ｌo²／ｆo×［｛１／（１−ｎ
o）｝×｛（∂ｎo／∂ｔ）＋（∂ｎo／∂λ）×（∂λ
／∂ｔ）＋αo｝］−α1×Ｌo ＞８×１０^-5 の範囲内の値を満足する場合に、好ましい結果が得られ
ることが認められた。

【００８２】なお、図４を用いて上述した光学特性を有
する露光装置１すなわち周囲の温度が上昇した場合、す
なわち表３および表４を用いて説明したように、各レン
ズのガラスの材質を特定するとともに、各コリメータレ
ンズ１１＊の出射面側の主点から、各コリメータレンズ
のみを用いた場合に各レーザビームが収束される位置
（感光体ドラム）までの距離が温度の上昇に伴って増大
される構成を用いることにより、周知の露光装置におい
て、温度上昇時に、各半導体レーザ素子から放射される
レーザビームの波長の増大および各レンズの膨張に起因
して各レンズの屈折率が見かけじょう減少し、また各レ
ンズを保持するハウジングや支持部材の膨張により各レ
ンズ間距離が変化されることで、それぞれのレーザビー
ムＬ＊が結像される位置が感光体ドラム５８＊の外周面
よりも偏向装置５側に移動される現象に対し、温度上昇
の影響をキャンセルでき、感光体ドラム５８＊上での各
レーザビームＬ＊のビームスポット径の変動を抑えるこ
とができる。

【００８３】また、図４に示した設計手順に従って結像
レンズ（偏向後光学系９の３枚）のレンズ面の形状を最
適化することにより、副走査方向の広い範囲において、
光学特性を補正できる。これにより、各レーザ素子から
感光体ドラムに向かうレーザビームの光路の設計の自由
度が増大し、例えば使用頻度の高い黒用現像装置６４Ｂ
に供給するトナー量を増大するために黒用現像装置６４
Ｂの周囲の空間を増大することができる。さらに、黒現
像装置６４Ｂ向けにセットされるトナーの量を増大しな
がら、同一の露光装置を用いてカラー用の露光装置を提
供できる。

【００８４】またさらに、偏向後光学系９の第１ないし
第３の結像レンズ２３，２５および２７のアッベ数を、
第１の結像レンズから順に、νｄ１，νｄ２およびνｄ
３として、６０＜νｄ１，νｄ２＜２８およびνｄ３＜６５に定義することにより、任意の半導体レーザ素子相互間
で個体差により、波長が１５ｎｍ程度の範囲で変動した
場合であっても、それぞれのレーザビームが結像される
位置の変動量を１０μｍ程度に抑止することができる。

【００８５】さらにまた、図２，図３および表１および
表４に示した結像レンズ２３，２５および２７（偏向後
光学系９）によれば、それぞれの結像レンズを偏向装置
側へシフトすることができ、結果として、主走査方向の
光学特性の補正が広い範囲で可能となる。これにより、
例えば使用頻度の高い黒用現像装置６４Ｂに供給するト
ナー量を増大するために黒用現像装置６４Ｂの周囲の空
間を増大することができる。このことは、同時に、画角
の大きな高速度の露光が可能な大型の露光装置およびそ
の露光装置を用いる高速で大型のデジタル複写装置もし
くはプリンタ装置への適用を可能とする。

【００８６】なお、上述した結像レンズ２３，２５およ
び２７のレンズ面の組み合わせは、研磨による加工が他
のレンズに比較して困難であって、多くの場合、成型加
工により形成される偏向装置寄りのレンズ（第１の結像
レンズ２３）の加工に有益であり、このため、第１の結
像レンズ２３の成型時のサイクルタイムの低減とそれに
伴うコストの低減を可能とする。

【００８７】図５は、偏向装置５と像面との間を通過す
るレーザビームＬ＊の副走査方向の特性を示す概略図で
ある。なお、図５は、特性を明確にするために、副走査
方向の軸線に沿って拡大した模式図である。また、図５
において、横軸は、光路長を示し、Ｏ点は、偏向装置５
の多面鏡５ａ上の反射点を示し、ＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよ
びＬＢは、対応する感光体ドラム５８＊に向かうレーザ
ビームを、ＬＹｐ，ＬＭｐ，ＬＣｐおよびＬＢｐは、各
レーザビームの中心である主光線を表している。

【００８８】図５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２本×４組＝８本の
レーザビームＬ＊は、副走査方向断面に関し、任意の反
射面と第１の結像レンズ２３との間で相互に交差され
て、像面に案内される。

【００８９】詳細には、図５において、水平方向の軸線
を偏向前光学系から偏向装置による反射を伴って像面に
向かう露光装置１の系の光軸（各レーザビームＬ＊の副
走査方向の位置を定義するための基準）、紙面左側を偏
向前光学系、紙面右側を像面とし、垂直方向の軸線を偏
向装置５の任意の反射面とすると、例えば偏向装置５の
任意の反射面に、系の光軸の上方（垂直方向の軸線の
（＋）側）から入射したレーザビームは、反射面の近傍
で系の光軸と交差したのち第１の結像レンズ２３の副走
査方向の下端側に入射する。同様に、例えば偏向装置５
の任意の反射面に、系の光軸の下方（垂直方向の軸線の
（−）側）から入射したレーザビームは、反射面の近傍
で系の光軸と交差したのち第１の結像レンズ２３の副走
査方向の上端側に入射する。また、図５に示されるよう
に、偏向装置５の反射面に案内されるそれぞれのレーザ
ビームは、レーザ素子３＊ａ，＊ｂのそれぞれの発光点
の位置が最適に設定されることにより、副走査方向すな
わち垂直方向の軸線（＋）側から、例えば黒（ＬＢ）、
シアン（ＬＣ）、マゼンタ（ＬＭ）およびイエロー（Ｌ
Ｙ）の順に整列されるているので、それぞれのレーザビ
ームＬ＊が第１の結像レンズ２３に入射する順は、垂直
方向の軸線（＋）側から、イエロー（ＬＹ）、マゼンタ
（ＬＭ）、シアン（ＬＣ）および黒（ＬＢ）となる。

【００９０】なお、図５に示したように、各レーザビー
ムが系の光軸と交差する位置が第１の結像レンズ２３と
偏向装置５の反射面との間に定義されることにより、感
光体ドラム５８＊のそれぞれに向けられる各レーザビー
ムＬ＊は、各レーザビーム毎に収束されながら、感光体
ドラム５８＊の所定の位置に案内される。すなわち、各
感光体ドラム５８＊が同一面にあると想定した結像位置
（所定像面）における副走査方向のレーザビーム相互の
間隔を小さくすることができる。このことは、共役な関
係にある位置すなわち第１の結像レンズ２３と偏向装置
５の反射面との間でそれぞれのレーザビームＬ＊の副走
査方向の間隔が小さいことを示し、結果として、偏向装
置５の反射面の厚さ（副走査方向高さ）を低減できるこ
とを示している。

【００９１】これにより、偏向装置５の多面鏡５ａを形
成する際に、多面鏡５ａを回転軸の方向に複数枚積層し
た状態で同一工程で加工可能な多面鏡５ａの枚数が増大
でき、偏向装置のコストが低減される。また、多面鏡５
ａの厚さが薄くなることにより風損（回転時の空気抵抗
に起因する回転力のロス）が低減可能で、同一のパワー
のミラーモータを用いる場合には、消費電力および発熱
を抑止できる。その一方で、ミラーモータが小型化で
き、この場合には、モータ駆動回路のコストが低減でき
る。

【００９２】図６ないし図２２は、図５を用いて説明し
た第１の結像レンズ２３と偏向装置５との間で交差する
各レーザビームＬ＊を提供可能な露光装置１により得ら
れるさまざまな結像特性を示すグラフである。なお、図
６ないし図２２のそれぞれにおいて、曲線ａ（実線）
は、周囲温度が２０°Ｃ時の、曲線ｂ（破線）は、周囲
温度が７０°Ｃ時の、および曲線ｃ（一点鎖線）は、周
囲温度が−３０°Ｃ時のそれぞれの特性（表３および表
４を用いて説明した常温＝２０°Ｃ±４０°Ｃ）を示す
ものとする。また、それぞれの図において、横軸は、主
走査方向の距離を示す。

【００９３】図６ないし図８は、各レーザビームの主走
査方向結像位置の変動を示し、図６は、マゼンタ用レー
ザビーム、図７は、シアン用レーザビーム、および図８
は、イエロー用レーザビームおよび黒用レーザビームに
対応される。

【００９４】図６ないし図８から、全ての温度条件にお
いて、主走査方向のほとんどの位置（Ａ３サイズの用紙
の短辺方向に印字可能であるから、−１６０ｍｍないし
１６０ｍｍの範囲）において、主走査方向のデフォーカ
ス量の変動量が、２５０μｍから−３００μｍの範囲内
に抑えられることが認められる。

【００９５】図９ないし図１１は、各レーザビームの副
走査方向結像位置の変動を示し、図９は、マゼンタ用レ
ーザビーム、図１０は、シアン用レーザビーム、および
図１１は、イエロー用レーザビームおよび黒用レーザビ
ームに対応される。

【００９６】図９ないし図１１から、全ての温度条件に
おいて、主走査方向のほとんどの位置（Ａ３サイズの用
紙の短辺方向に印字可能であるから、−１６０ｍｍない
し１６０ｍｍの範囲）において、副走査方向のデフォー
カス量の変動量が、５００μｍから−４００μｍの範囲
内に抑えられることが認められる。

【００９７】図１２ないし図１４は、偏向装置５の多面
鏡５ａの各反射面の角度精度のばらつき（面倒れ）が１
分である場合に各レーザビームが結像される位置が補正
される程度を示し、図１２は、マゼンタ用レーザビー
ム、図１３は、シアン用レーザビーム、および図１４
は、イエロー用レーザビームおよび黒用レーザビームに
対応される。

【００９８】図１２ないし図１４に示されるように、全
ての温度条件において、主走査方向の全領域で、面倒れ
の影響が１μｍ以下に抑えられることが認められる。

【００９９】図１５ないし図１７は、シアン用レーザビ
ームが偏向装置５の多面鏡５ａにより各レーザビームが
反射される角度（多面鏡５ａの振り角）が０°である場
合に、常温（２０°Ｃ）時の副走査方向の各レーザビー
ムの相対位置を示し、図１５は、マゼンタ用レーザビー
ム、図１６は、シアン用レーザビーム、および図１７
は、イエロー用レーザビームおよび黒用レーザビームの
それぞれに対応される。

【０１００】図１５ないし図１７から、図２および図３
に示した露光装置１により、カラー画像を露光する際の
副走査方向の色ずれ量は、各色成分単独で、全温度条件
において、最大で１０μｍ以下に、各色成分相互間で、
最大で２４μｍ以下に、それぞれ補正されることが認め
られる。

【０１０１】図１８および図１９は、図１５ないし図１
７に示した条件における主走査方向の各レーザビームの
相対位置を示し、図１８は、マゼンタ用レーザビームお
よび図１９は、イエロー用レーザビームおよび黒用レー
ザビームのそれぞれに対応される。

【０１０２】図１８および図１９から明らかなように、
図２および図３に示した露光装置１により、カラー画像
を露光する際の主走査方向の色ずれ量は、各色成分単独
で、全温度条件において、最大で１μｍ以下に、各色成
分相互間で、最大で１０μｍ以下に、それぞれ補正され
ることが認められる。

【０１０３】図２０ないし図２２は、各レーザビームの
ｆθ特性の基準値からずれを示し、図２０は、マゼンタ
用レーザビーム、図２１は、シアン用レーザビーム、お
よび図２２は、イエロー用レーザビームおよび黒用レー
ザビームに対応される。

【０１０４】図２０ないし図２２に示されるように、全
ての温度条件において、主走査方向の全領域で、ｆθ特
性のずれの大きさが、±１５０μｍ以内に抑えられるこ
とが認められる。

【０１０５】表４、表５および表６は、以上説明した偏
向前光学系７＊および偏向後光学系９＊の第２の実施の
形態における各光学要素の光学的数値データを示す。な
お、表５は、偏向後光学系９の第１ないし第３の結像レ
ンズ２３，２５および２７のそれぞれのレンズ面の形状
（Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの曲率）、レンズ
相互間の距離、それぞれのレーザビームに対する位置等
を示し、表６は、第１のレンズ２３の出射面（偏向装置
５から遠い側の面（自由曲面））の曲率を示している。
また、表４は、表５に示した偏向後光学系に対し、最適
なコリメータレンズまたは有限焦点レンズを選択する際
に、ガラスの材質を変化させて検討した結果を示し、実
質的に、表３に示した第１の実施の形態と同様の結果が
得られている。

【０１０６】

【表５】

【０１０７】

【表６】

【０１０８】表５および表６に示した光学的数値データ
により特定される露光装置１の第２の実施の形態におい
ては、結像光学系（偏向後光学系）９＊の第１の結像レ
ンズ２３の特徴は、偏向装置５側に面する面が回転対称
軸の方向が副走査方向に向けられたトーリック面であ
り、像面（感光体ドラム）側に面する面は、回転対称軸
が存在しない自由曲面である。また、レンズ面の凹凸の
方向（母線を定義する円弧の中心が凸になる向き）は、
偏向装置５側の面については、偏向装置側、像面（感光
体ドラム）側に面する面については、主走査方向および
副走査方向のそれぞれの方向ともに、偏向装置側に対し
て凹である。なお、レンズの材質としては、アッベ数ν
ｄが６４．２であるＢＫ７を用いている。

【０１０９】また、第２の結像レンズ２５の特徴は、偏
向装置５側に面する面が回転対称軸が副走査方向に向け
られた円筒面であり、像面側に面する面は、回転対称軸
が主走査方向に向けられた円筒面である。なお、レンズ
面の凹凸の方向は、偏向装置５側の面については、偏向
装置側に凹、像面（感光体ドラム）側に面する面につい
ては、偏向装置側に関しては直線である。また、レンズ
の材質としては、アッベ数νｄが２５．４６であるＳＦ
６を用いている。

【０１１０】一方、第３の結像レンズ２７の特徴は、偏
向装置側に面する面が球面であり、像面側に面する面
は、回転対称軸が副走査方向に向けられたトーリック面
である。なお、偏向装置５側に面する面の主走査方向形
状（母線の凹凸の向き）は、偏向装置５に向かって凸
で、像面側に面する面の回転対称軸の向きは、偏向装置
側で、母線の円弧の中心も偏向手段側である。また、レ
ンズの材料としては、アッベ数νｄが６４．２であるＢ
Ｋ７である。

【０１１１】図２３は、表５および表６に示した第２の
実施の形態において、偏向装置５と像面との間を通過す
るレーザビームＬ＊の副走査方向の特性を示す概略図で
ある。なお、図２３は、特性を明確にするために、図５
と同様に、副走査方向の軸線に沿って拡大した模式図で
ある。また、図２３において、横軸は、光路長を示し、
Ｏ点は、偏向装置５の多面鏡５ａ上の反射点を示し、Ｌ
Ｙ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、対応する感光体ドラム５
８＊に向かうレーザビームを、ＬＹｐ，ＬＭｐ，ＬＣｐ
およびＬＢｐは、各レーザビームの中心である主光線を
表している。

【０１１２】図２３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２本×４組＝８本
のレーザビームＬ＊は、副走査方向断面に関し、任意の
反射面と第１の結像レンズ２３との間で相互に交差され
て、像面に案内される。

【０１１３】詳細には、図２３において、水平方向の軸
線を偏向前光学系から偏向装置による反射を伴って像面
に向かう露光装置１の系の光軸（各レーザビームＬ＊の
副走査方向の位置を定義するための基準）、紙面左側を
偏向前光学系、紙面右側を像面とし、垂直方向の軸線を
偏向装置５の任意の反射面とすると、例えば偏向装置５
の任意の反射面に、系の光軸の上方（垂直方向の軸線の
（＋）側）から入射したレーザビームは、反射面の近傍
で系の光軸と交差したのち第１の結像レンズ２３の副走
査方向の下端側に入射する。同様に、例えば偏向装置５
の任意の反射面に、系の光軸の下方（垂直方向の軸線の
（−）側）から入射したレーザビームは、反射面の近傍
で系の光軸と交差したのち第１の結像レンズ２３の副走
査方向の上端側に入射する。また、図２３に示されるよ
うに、偏向装置５の反射面に案内されるそれぞれのレー
ザビームは、レーザ素子３＊ａ，＊ｂのそれぞれの発光
点の位置が最適に設定されることにより、副走査方向す
なわち垂直方向の軸線（＋）側から、例えば黒（Ｌ
Ｂ）、シアン（ＬＣ）、マゼンタ（ＬＭ）およびイエロ
ー（ＬＹ）の順に整列されるているので、それぞれのレ
ーザビームＬ＊が第１の結像レンズ２３に入射する順
は、垂直方向の軸線（＋）側から、イエロー（ＬＹ）、
マゼンタ（ＬＭ）、シアン（ＬＣ）および黒（ＬＢ）と
なる。

【０１１４】なお、図２３に示したように、各レーザビ
ームが系の光軸と交差する位置が第１の結像レンズ２３
と偏向装置５の反射面との間に定義されることにより、
感光体ドラム５８＊のそれぞれに向けられる各レーザビ
ームＬ＊は、各レーザビーム毎に収束されながら、感光
体ドラム５８＊の所定の位置に案内される。すなわち、
各感光体ドラム５８＊が同一面にあると想定した結像位
置（所定像面）における副走査方向のレーザビーム相互
の間隔を小さくすることができる。このことは、共役な
関係にある位置すなわち第１の結像レンズ２３と偏向装
置５の反射面との間でそれぞれのレーザビームＬ＊の副
走査方向の間隔が小さいことを示し、結果として、偏向
装置５の反射面の厚さ（副走査方向高さ）を低減できる
ことを示している。

【０１１５】これにより、偏向装置５の多面鏡５ａを形
成する際に、多面鏡５ａを回転軸の方向に複数枚積層し
た状態で同一工程で加工可能な多面鏡５ａの枚数が増大
でき、偏向装置のコストが低減される。また、多面鏡５
ａの厚さが薄くなることにより風損（回転時の空気抵抗
に起因する回転力のロス）が低減可能で、同一のパワー
のミラーモータを用いる場合には、消費電力および発熱
を抑止できる。その一方で、ミラーモータが小型化で
き、この場合には、モータ駆動回路のコストが低減でき
る。

【０１１６】図２４ないし図４０は、図２３を用いて説
明した第１の結像レンズ２３と偏向装置５との間で交差
する各レーザビームＬ＊を提供可能な露光装置１により
得られるさまざまな結像特性を示すグラフである。な
お、図２４ないし図４０のそれぞれにおいて、曲線ａ
（実線）は、周囲温度が２０°Ｃ時の、曲線ｂ（破線）
は、周囲温度が７０°Ｃ時の、および曲線ｃ（一点鎖
線）は、周囲温度が−３０°Ｃ時のそれぞれの特性を示
すものとする。また、それぞれの図において、横軸は、
主走査方向の距離を示す。

【０１１７】図２４ないし図２６は、各レーザビームの
主走査方向結像位置の変動を示し、図２４は、マゼンタ
用レーザビーム、図２５は、シアン用レーザビーム、お
よび図２６は、イエロー用レーザビームおよび黒用レー
ザビームに対応される。

【０１１８】図２４ないし図２６から、全ての温度条件
において、主走査方向のほとんどの位置において、主走
査方向のデフォーカス量の変動量が、２５０μｍから−
３００μｍの範囲内に抑えられることが認められる。

【０１１９】図２７ないし図２９は、各レーザビームの
副走査方向結像位置の変動を示し、図２７は、マゼンタ
用レーザビーム、図２８は、シアン用レーザビーム、お
よび図２９は、イエロー用レーザビームおよび黒用レー
ザビームに対応される。

【０１２０】図２７ないし図２９から、全ての温度条件
において、主走査方向のほとんどの位置において、副走
査方向のデフォーカス量の変動量が、５００μｍから−
４００μｍの範囲内に抑えられることが認められる。

【０１２１】図３０ないし図３２は、偏向装置５の多面
鏡５ａの各反射面の角度精度のばらつき（面倒れ）が１
分である場合に各レーザビームが結像される位置が補正
される程度を示し、図３０は、マゼンタ用レーザビー
ム、図３１は、シアン用レーザビーム、および図３２
は、イエロー用レーザビームおよび黒用レーザビームに
対応される。

【０１２２】図３０ないし図３２に示されるように、全
ての温度条件において、主走査方向の全領域で、面倒れ
の影響が１μｍ以下に抑えられることが認められる。

【０１２３】図３３ないし図３５は、シアン用レーザビ
ームが偏向装置５の多面鏡５ａにより各レーザビームが
反射される角度（多面鏡５ａの振り角）が０°である場
合に、常温（２０°Ｃ）時の副走査方向の各レーザビー
ムの相対位置を示し、図３３は、マゼンタ用レーザビー
ム、図３４は、シアン用レーザビーム、および図３５
は、イエロー用レーザビームおよび黒用レーザビームの
それぞれに対応される。

【０１２４】図３３ないし図３５から、表５および表６
に示した光学特性が与えられた露光装置１により、カラ
ー画像を露光する際の副走査方向の色ずれ量は、各色成
分単独で、全温度条件において、最大で１２μｍ以下
に、各色成分相互間で、最大で２４μｍ以下に、それぞ
れ補正されることが認められる。

【０１２５】図３６および図３７は、図３３ないし図３
５に示した条件における主走査方向の各レーザビームの
相対位置を示し、図３６は、マゼンタ用レーザビームお
よび図３７は、イエロー用レーザビームおよび黒用レー
ザビームのそれぞれに対応される。

【０１２６】図３６および図３７から明らかなように、
上述した第２の実施の形態が適用された露光装置１によ
り、カラー画像を露光する際の主走査方向の色ずれ量
は、各色成分単独で、全温度条件において、最大で１μ
ｍ以下に、各色成分相互間で、最大で１０μｍ以下に、
それぞれ補正されることが認められる。

【０１２７】図３８ないし図４０は、各レーザビームの
ｆθ特性の基準値からずれを示し、図３８は、マゼンタ
用レーザビーム、図３９は、シアン用レーザビーム、お
よび図４０は、イエロー用レーザビームおよび黒用レー
ザビームに対応される。

【０１２８】図３８ないし図４０に示されるように、全
ての温度条件において、主走査方向の全領域で、ｆθ特
性のずれの大きさが、±１５０μｍ以内に抑えられるこ
とが認められる。

【０１２９】以上説明したように、この発明の露光装置
は、周囲温度が上昇することによりコリメータレンズよ
りも後段に配置される多くの光学要素によるレーザビー
ムの結像位置が変動する場合において、コリメータレン
ズよりも後段に配置される各光学要素により生じる結像
位置の変動量と、レーザ素子とコリメータレンズ単体に
より生じる結像位置の変動量をキャンセルすることがで
き、像面でのビーム径の変動を低減できる。

【０１３０】また、この発明の露光装置は、副走査方向
および主走査方向のそれぞれの方向の画角を広く確保で
き、また、光路を選択する際の自由度が向上されている
ので、例えば黒画像のために黒トナーの容量の増大を可
能とする。

【０１３１】さらに、この発明の露光装置は、偏向後光
学系の３枚の結像レンズのアッベ数を、偏向装置に近い
側から順に６０以上、２８以下および６５以下としたの
で、複数のレーザ素子から放射されるそれぞれのレーザ
ビームの波長に所定範囲内（１５ｎｍ程度）の個体差が
存在する場合でも、個々の各レーザビームが所定のビー
ム径に収束される位置の変動を１０μｍ以下に抑制でき
る。

【０１３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の露光装
置は、周囲温度が上昇に伴って生じるレーザビームの結
像位置の変動に関し、コリメータレンズよりも後段（像
面側）に配置される各光学要素により生じる結像位置の
変動量を、半導体レーザ素子とコリメータレンズ単体に
より生じる結像位置の変動量によりキャンセルすること
ができ、像面でのビーム径の変動を低減できる。

【０１３３】また、この発明の露光装置は、副走査方向
および主走査方向のそれぞれの方向の画角を広く確保で
き、また、光路を選択する際の自由度が向上されている
ので、例えば黒画像のために黒トナーの容量の増大を可
能とする。

【０１３４】さらに、この発明の露光装置は、偏向後光
学系の３枚の結像レンズのアッベ数を、偏向装置に近い
側から順に６０以上、２８以下および６５以下としたの
で、複数のレーザ素子から放射されるそれぞれのレーザ
ビームの波長に所定範囲内（１５ｎｍ程度）の個体差が
存在する場合でも、個々の各レーザビームが所定のビー
ム径に収束される位置の変動を１０μｍ以下に抑制でき
る。

【０１３５】またさらに、この発明の露光装置において
は、偏向後光学系（結像光学系）の３枚のレンズのうち
の最も偏向装置寄りのレンズは、入射面および出射面の
それぞれのレンズ面が成型加工に適した自由曲面で構成
されることから、レンズ単体の製造コストが低減され
る。

【０１３６】さらにまた、この発明の露光装置は、各レ
ーザビームを、偏向装置の多面鏡との結像光学系（偏向
後光学系）のうちの最も偏向装置寄りのレンズの偏向装
置側に面するレンズ面との間で、交差させる構成を有す
ることから、共役の関係にある結像位置の近傍における
レーザビーム相互の間隔を低減可能であるとともに、偏
向装置の多面鏡の厚さを低減できる。これにより、偏向
装置の多面鏡のコストが低減される。

【０１３７】従って、露光装置の製造コストおよび組立
コストが低減され、画像形成装置のコストも低減され
る。

【０１３８】また、レーザビームの光路の選択の自由度
が高いことから、画像形成装置側の要求に合わせて、特
定のレーザビームの光路を容易に変更できる。これによ
り、大型で高速の画像形成が可能なプリンタ装置やカラ
ーコピー装置に対する適用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態としての露光装置が組み
込まれる画像形成装置の一例を示す概略図。

【図２】図１に示した画像形成装置に組み込まれる露光
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に示した露光装置を、偏向装置の反射面の
反射点（偏向角が０°の位置）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に示した露光装置において、第
１ないし第３の結像レンズの各レンズ面の形状を最適化
するための要素を説明する概略図。

【図５】図２および図３に示した露光装置の偏向装置の
反射面の近傍における光ビームの状態を説明する概略
図。

【図６】図２および図３に示した露光装置において、図
５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および構
成を用いたときのマゼンタ用光ビームの主走査方向結像
位置を説明するグラフ。

【図７】図２および図３に示した露光装置において、図
５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および構
成を用いたときのシアン用光ビームの主走査方向結像位
置を説明するグラフ。

【図８】図２および図３に示した露光装置において、図
５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および構
成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光ビー
ムのそれぞれの主走査方向結像位置を説明するグラフ。

【図９】図２および図３に示した露光装置において、図
５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および構
成を用いたときのマゼンタ用光ビームの副走査方向結像
位置を説明するグラフ。

【図１０】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのシアン用光ビームの副走査方向結像
位置を説明するグラフ。

【図１１】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光ビ
ームのそれぞれの副走査方向結像位置を説明するグラ
フ。

【図１２】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのマゼンタ用光ビームのポリゴンミラ
ー面倒れ１分時の面倒れによるビーム位置の変動量を説
明するグラフ。

【図１３】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのシアン用光ビームのポリゴンミラー
面倒れ１分時の面倒れによるビーム位置の変動量を説明
するグラフ。

【図１４】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光ビ
ームのそれぞれのポリゴンミラー面倒れ１分時の面倒れ
によるビーム位置の変動量を説明するグラフ。

【図１５】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのマゼンタ用光ビームのシアン用光ビ
ームのポリゴン振り角０度、常温時の位置に対する副走
査方向相対位置の関係を説明するグラフ。

【図１６】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのシアン用光ビームのシアン用光ビー
ムのポリゴン振り角０度、常温時の位置に対する副走査
方向相対位置の関係を説明するグラフ。

【図１７】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光ビ
ームのそれぞれのシアン用光ビームのポリゴン振り角０
度、常温時の位置に対する副走査方向相対位置の関係を
説明するグラフ。

【図１８】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのマゼンタ用光ビームのシアン用光ビ
ームの同じ温度に対する主走査方向相対位置の関係を説
明するグラフ。

【図１９】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光ビ
ームのそれぞれのシアン用光ビームの同じ温度に対する
主走査方向相対位置の関係を説明するグラフ。

【図２０】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのマゼンタ用光ビームのｆθ特性から
のずれ量を説明するグラフ。

【図２１】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのシアン用光ビームのｆθ特性からの
ずれ量を説明するグラフ。

【図２２】図２および図３に示した露光装置において、
図５に示した特性を提供可能な各光学要素の配列および
構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光ビ
ームのそれぞれのｆθ特性からのずれ量の関係を説明す
るグラフ。

【図２３】図２および図３に示した露光装置の偏向装置
の反射面の近傍における光ビームの状態であって、図５
に示した例とは異なる特性を提供可能な各光学要素の配
列および構成の実施の形態を説明する概略図。

【図２４】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのマゼンタ用光ビームの主走査方向
結像位置を説明するグラフ。

【図２５】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのシアン用光ビームの主走査方向結
像位置を説明するグラフ。

【図２６】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光
ビームのそれぞれの主走査方向結像位置を説明するグラ
フ。

【図２７】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのマゼンタ用光ビームの副走査方向
結像位置を説明するグラフ。

【図２８】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのシアン用光ビームの副走査方向結
像位置を説明するグラフ。

【図２９】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光
ビームのそれぞれの副走査方向結像位置を説明するグラ
フ。

【図３０】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのマゼンタ用光ビームのポリゴンミ
ラー面倒れ１分時の面倒れによるビーム位置の変動量を
説明するグラフ。

【図３１】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのシアン用光ビームのポリゴンミラ
ー面倒れ１分時の面倒れによるビーム位置の変動量を説
明するグラフ。

【図３２】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光
ビームのそれぞれのポリゴンミラー面倒れ１分時の面倒
れによるビーム位置の変動量の関係を説明するグラフ。

【図３３】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのマゼンタ用光ビームのシアン用光
ビームのポリゴン振り角０度、常温時の位置に対する副
走査方向相対位置の関係を説明するグラフ。

【図３４】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのシアン用光ビームのシアン用光ビ
ームのポリゴン振り角０度、常温時の位置に対する副走
査方向相対位置の関係を説明するグラフ。

【図３５】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光
ビームのそれぞれのシアン用光ビームのポリゴン振り角
０度、常温時の位置に対する副走査方向相対位置の関係
を説明するグラフ。

【図３６】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのマゼンタ用光ビームのシアン用光
ビームの同じ温度に対する主走査方向相対位置の関係を
説明するグラフ。

【図３７】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光
ビームのそれぞれのシアン用光ビームの同じ温度に対す
る主走査方向相対位置を示すの関係を説明するグラフ。

【図３８】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのマゼンタ用光ビームのｆθ特性か
らのずれ量を説明するグラフ。

【図３９】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのシアン用光ビームのｆθ特性から
のずれ量を説明するグラフ。

【図４０】図２および図３に示した露光装置において、
図２３に示した特性を提供可能な各光学要素の配列およ
び構成を用いたときのイエロー用光ビームおよび黒用光
ビームのそれぞれのｆθ特性からのずれ量を説明するグ
ラフ。

【符号の説明】

１・・・露光装置、５・・・偏向装置、７・・・偏向前光学系、９・・・偏向後光学系、１１・・・コリメータレンズ、１３・・・絞り、１５・・・ハーフミラー、１７・・・シリンダレンズ、１９・・・合成ミラー、２１・・・保持部材、２３・・・第１結像レンズ、２５・・・第２結像レンズ、２７・・・第３結像レンズ、２９・・・水平同期ミラー、３１・・・水平同期検出器、３３・・・第１ミラー、３５・・・第２ミラー、３７・・・第３ミラー、３９・・・防塵フィルタ、１００・・・画像形成装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H030 AA01 AA06 AB02 BB02 BB23 2H045 AA01 BA12 BA23 BA24 CA15 CA34 CA55 CA65 DA04 DA31 DA41

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源から出射された光をほぼ
平行光に変換する第１のレンズと、前記第１のレンズに
よりほぼ平行光に変換された光を第１の方向に関してさ
らに収束させる光学部材と、を含む第１の光学手段と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第１の光学手
段で少なくとも前記第１の方向に収束性が与えられた光
を前記第１の方向および前記光が進行する方向のそれぞ
れと直交する方向に偏向する偏向手段と、前記偏向手段により偏向された前記光を所定の距離の位
置で等速となるように結像するとともに、前記偏向手段
の反射面の角度の偏差に起因する前記光の前記第１の方
向の位置のずれを補正する第２の光学手段と、を有する
光学装置において、前記第１のレンズの出射面側主点から前記第１のレンズ
のみを用いた場合に前記光が収束される位置までの距離
が温度の上昇にともなって増大されることを特徴とする
光学装置。
【請求項２】光源と、前記光源から出射された光をほぼ
平行光に変換する第１のレンズと、前記第１のレンズに
よりほぼ平行光に変換された光を、光が進行する方向と
直交する面における第１の方向に関してさらに収束させ
るために前記第１の方向にのみ正のパワーが与えられた
光学部材と、を含む第１の光学手段と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第１の光学手
段で少なくとも前記第１の方向に収束性が与えられた光
を前記第１の方向および前記光が進行する方向のそれぞ
れと直交する方向に偏向する偏向手段と、複数枚のレンズを含み、前記偏向手段に最も近接して配
置されるレンズの前記偏向手段側のレンズ面と前記偏向
手段から最も離れた位置に位置されるレンズの前記偏向
手段から遠い側のレンズは、それぞれ、回転対称軸が前
記偏向手段の回転中心である回転軸と平行な前記第１の
方向に沿って延出されたトーリック面であって、前記偏
向手段の前記反射面と前記回転軸とのなす角の偏差の影
響を補正するとともに、前記偏向手段により偏向された
光を所定の距離の位置で前記反射面の回転角と前記所定
の距離の位置で前記第１の方向と直交する第２の方向の
距離を比例させるレンズからなる第２の光学手段と、を
有することを特徴とする光学装置。
【請求項３】光源と、前記光源から出射された光をほぼ
平行光に変換する第１のレンズと、前記第１のレンズに
よりほぼ平行光に変換された光を第１の方向に関してさ
らに収束させる光学部材と、を含む第１の光学手段と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第１の光学手
段で少なくとも前記第１の方向に収束性が与えられた光
を前記第１の方向および前記光が進行する方向のそれぞ
れと直交する方向に偏向する偏向手段と、３枚のレンズを含み、前記偏向手段に最も近接して配置
されるレンズは、前記第１の方向に直交する第２の方向
に正のパワーを持ち、そのアッベ数がνｄ１、前記偏向
手段から最も離れた位置に配置されるレンズは、前記偏
向手段側に面するレンズ面形状が、前記偏向手段側に凸
であって、主走査方向に正のパワーを持ち、そのアッベ
数がνｄ３、前記２つのレンズの間に配置されるレンズ
は、主走査方向に負のパワーを持ち、そのアッベ数がν
ｄ２であるとき、６０＜νｄ１、νｄ３＜６５およびνｄ２＜２８を満足する第２の光学手段と、を有することを特徴とす
る光学装置。
【請求項４】光源と、前記光源から出射された光をほぼ
平行光に変換する第１のレンズと、前記第１のレンズに
よりほぼ平行光に変換された光を、光が進行する方向と
直交する面における第１の方向に関してさらに収束させ
るために前記第１の方向にのみ正のパワーが与えられた
光学部材と、を含む第１の光学手段と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第１の光学手
段で少なくとも前記第１の方向に収束性が与えられた光
を前記第１の方向および前記光が進行する方向のそれぞ
れと直交する方向に偏向する偏向手段と、複数枚のレンズを含み、前記偏向手段から最も離れた位
置に配置されるレンズの前記偏向手段側のレンズ面の主
走査方向の形状が前記偏向手段側に向かって凸で、前記
偏向手段から遠い側のレンズ面は、回転対称軸が前記偏
向手段の回転中心である回転軸と平行に規定されたトー
リック面に形成され、前記偏向手段の前記反射面と前記
回転軸とのなす角の偏差の影響を補正するとともに、前
記偏向手段により偏向された光を所定の距離の位置で前
記反射面の回転角と前記所定の距離の位置で前記第１の
方向と直交する第２の方向の距離を比例させるレンズか
らなる第２の光学手段と、を有することを特徴とする光
学装置。
【請求項５】Ｎ本（Ｎは１以上の整数）×Ｍ群（Ｍは２
以上の整数）で定義されるＮ×Ｍ個の光源と、前記Ｎ×
Ｍ個のそれぞれの光源から出射された光を収束光または
平行光に変換する複数の有限焦点レンズもしくはコリメ
ータレンズと、前記複数の有限焦点レンズおよびコリメ
ータレンズにより収束光または平行光に変換された光
を、前記有限焦点レンズまたはコリメータレンズにより
収束光または平行光に変換された光を、光が進行する方
向と直交する面における第１の方向に関してさらに収束
させるために前記第１の方向にのみ正のパワーが与えら
れたＭ組の光学部材と、前記Ｍ組の光学部材を通過した
Ｍ群の光を前記第１の方向に関して所定の間隔で整列さ
せるＭ−１個の合成用反射装置と、を含む第１の光学手
段と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第１の光学手
段で少なくとも前記第１の方向に関して収束性が与えら
れ、もしくは平行光に変換された光を前記第１の方向お
よび前記光が進行する方向のそれぞれと直交する方向に
偏向する偏向手段と、この偏向手段により偏向されたＮ×Ｍ本の光を前記偏向
手段により偏向された光を所定の距離の位置で前記反射
面の回転角と前記所定の距離の位置で前記第１の方向と
直交する第２の方向の距離を比例させるとともに、前記
偏向手段の前記反射面と前記回転軸とのなす角の偏差の
影響を補正しながら、前記所定の距離の位置に結像する
機能を持つレンズを含む第２の光学手段と、を有し、前記Ｍ群の光のそれぞれが、前記偏向手段の前記反射面
と前記第２の光学手段のレンズのうち最も偏向手段側に
位置するレンズとの間で、互いに交差するよう構成され
ていることを特徴とする光学装置。
【請求項６】ΣＮｉ（Ｎ１＋Ｎ２＋・・・＋ＮＭ、Ｍは
２以上の整数、かつＮｉのそれぞれは１以上の整数）の
光源と、前記ΣＮｉ個のそれぞれの光源から出射された
光を収束光または平行光に変換する複数の有限焦点レン
ズもしくはコリメータレンズのいづれかと、前記複数の
有限焦点レンズおよびコリメータレンズのいづれかによ
り収束光または平行光に変換された光を、光が進行する
方向と直交する面における第１の方向に関してさらに収
束させるために前記第１の方向にのみ正のパワーが与え
られたＭ組の光学部材と、前記Ｍ組の光学部材を通過し
たＭ群の光を前記第１の方向に関して所定の間隔で整列
させるＭ−１個の合成用反射装置と、を含む第１の光学
手段と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第１の光学手
段で少なくとも前記第１の方向に収束性が与えられた光
を前記第１の方向および前記光が進行する方向のそれぞ
れと直交する方向に偏向する偏向手段と、この偏向手段により偏向されたΣＮｉ本のビームを、前
記偏向手段により偏向された光を所定の距離の位置で前
記反射面の回転角と前記所定の距離の位置で前記第１の
方向と直交する第２の方向の距離を比例させるととも
に、前記偏向手段の前記反射面と前記回転軸とのなす角
の偏差の影響を補正するように前記所定の距離の位置に
結像するレンズを含む第２の光学手段と、を有し、前記Ｍ群の光の主光線は、前記第２の光学手段から前記
所定の距離の位置に向かう間に、前記第１の方向の間隔
が相互に近接されることを特徴とする光学装置。
【請求項７】ΣＮｉ（Ｎ１＋Ｎ２＋・・・＋ＮＭ、Ｍは
１以上の整数、かつＮｉのそれぞれは１以上の整数）の
光源と、前記ΣＮｉ個のそれぞれの光源から出射された
光を収束光または平行光に変換する複数の有限焦点レン
ズもしくはコリメータレンズのいづれかと、前記複数の
有限焦点レンズおよびコリメータレンズのいづれかによ
り収束光または平行光に変換された光を、光が進行する
方向と直交する面における第１の方向に関してさらに収
束させるために前記第１の方向にのみ正のパワーが与え
られたＭ組の光学部材と、前記Ｍ組の光学部材を通過し
たＭ群の光を前記第１の方向に関して相互に接するよう
な間隔に整列させるＭ−１個の合成用反射装置と、を含
む第１の光学手段と、回転可能に形成された反射面を有し、前記第１の光学手
段で少なくとも前記第１の方向に収束性が与えられた光
を前記第１の方向および前記光が進行する方向のそれぞ
れと直交する方向に偏向する偏向手段と、３枚のレンズで構成され、前記偏向手段に最も近接して
配置されるレンズが、回転対称軸を含まない面を含み、
偏向手段により偏向されたΣＮｉ本のビームを、前記偏
向手段により偏向された光を所定の距離の位置で前記反
射面の回転角と前記所定の距離の位置で前記第１の方向
と直交する第２の方向の距離を比例させるとともに、前
記偏向手段の前記反射面と前記回転軸とのなす角の偏差
の影響を補正するように前記所定の距離の位置に結像す
るレンズを含む第２の光学手段と、を有することを特徴
とする光学装置。