JP2004070312A

JP2004070312A - マルチビーム走査装置

Info

Publication number: JP2004070312A
Application number: JP2003168690A
Authority: JP
Inventors: Mitsunori Iima; 飯間　光規; Toshimitsu Saito; 斉藤　利光; Naoshi Mizuguchi; 水口　直志; Shoji Iwasaki; 岩崎　庄司
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】
副偏向器の動作に伴って各レーザービームのビームウエストが光軸方向へ移動する要因がある場合であっても副偏向器を使用したときの走査対象面上の各スポット光の大きさができるだけ揃うように調整可能なマルチビーム走査装置を提供する。
【解決手段】
モノシリックレーザーアレイ１０からの複数のレーザービームを平行光に変換するコリメータレンズ群１１が光軸方向にのみ平行移動自在となるように、マルチビーム走査装置を構成する。また、コリメータレンズ群１５及びアナモルフィックプリズム１２からのレーザービームをリレーする第１及び第２リレーレンズ群１５，１７の一方が光軸方向へ平行移動自在となるように、マルチビーム走査装置を構成する。また、第１及び第２リレーレンズ群１５，１７からのレーザービームの一部をポリゴンミラー２１へ反射するハーフミラー１８が副走査方向へ傾倒自在となるように、マルチビーム走査装置を構成する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザープリンターやレーザーフォトプロッター等に組み込まれるマルチビーム走査装置に、関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、走査装置に内蔵される走査光学系は、回転多面鏡（反射型主偏向器）を等角速度で回転させることにより、レーザービームを動的に偏向する。動的に偏向されたレーザービームは、走査光学系中のｆθ光学系に透過又は反射されることにより、走査対象面（感光ドラムやプリント基板の感光面）近傍で収束され、然も、走査対象面を主走査方向に沿って等速度で走査する。その走査対象面は、主走査方向に直交する副走査方向へ等速度で移動されるので、走査対象面には、複数の走査線が等間隔に形成される。そして、回転多面鏡に入射するレーザービームが画像情報に従ってオンオフ変調されていると、走査対象面には二次元状の画像が形成される。
【０００３】
通常、回転多面鏡の有するいわゆる面倒れ誤差を補正するために、ｆθ光学系には、回転多面鏡の反射面と走査対象面とを副走査方向において光学的に共役にする収束パワーが、設定されている。また、これに対応して、走査光学系におけるレーザー光源から回転多面鏡までの間には、回転多面鏡の反射面でレーザービームを副走査方向において一旦収束させるシリンドリカルレンズ群が、備えられている。
【０００４】
このような走査装置の中には、走査対象面の移動速度の僅かな増減に同期させてレーザービームを副走査方向へ平行移動させる副偏向器が備えられているものがある。この副偏向器によると、走査対象面の副走査方向への移動むらによって各走査線の間隔が僅かに不等となる誤差が、補正される。
【０００５】
なお、面倒れ誤差補正機能を有する走査装置では、ｆθ光学系の副走査断面の焦点距離が比較的短いために、副走査断面の像面湾曲が無視できない程度に発生する。このため、上記副偏向器によるレーザービームの副走査方向の移動範囲は、ｆθ光学系の光軸に近い僅かな範囲のみに、制限されている。これにより、レーザービームのビームウエストが走査対象面から光軸方向へ大幅にずれて走査対象面上でのスポット光の大きさが許容範囲を超えてしまうことが、抑制されている。
【０００６】
ところで、走査装置を製造する際に、走査光学系により集束されるレーザービームの主走査方向の収束位置と副走査方向の収束位置とが光軸方向において一致しないという誤差が生じてしまうことがある。従来、このような誤差を取り除くための調整手段があった。その調整手段とは、具体的には、以下の通りである。
【０００７】
すなわち、作業者は、まず、光源から発散光として発せられるレーザービームを平行光に変換するために用意された回転対称形状のコリメータレンズ群を光軸方向へ平行移動させることにより、レーザービームの主走査方向の収束位置を光軸方向に移動させる。次に、作業者は、面倒れ誤差補正用として用意されたシリンドリカルレンズ群を光軸方向へ平行移動させることにより、レーザービームの副走査方向の収束位置を光軸方向へ移動させる。このような調整手段により、作業者は、主走査方向の収束位置と副走査方向の収束位置とを個々に調整できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような面倒れ誤差補正機能を備えた走査装置において、走査光学系を構成するレンズの何れかに、副走査方向への偏心や倒れ等の加工誤差や組付誤差が生じていると、副走査断面に湾曲している像面が近軸において走査対象面から傾いてしまうので、光軸を副走査方向において挟む両側のうちの一方側の像面が走査対象面に接近し、他方側の像面が走査対象面から離間してしまう。このような状態で上記副偏向器を使用すると、副偏向器によって上記他方側へ平行移動されたレーザービームの副走査方向のビームウエストは、走査対象面から光軸方向へずれてしまうことがある。但し、シングルビームの場合は、使用する範囲が近軸に限られるために、上記副偏向器を使用しても大きな偏向量をとらない限り、ビームウエストのずれ量は少ない。
【０００９】
ところが、走査装置が、複数のレーザービームを回転多面鏡で同時に偏向して走査対象面に複数の走査線を一度に形成するマルチビーム走査装置である場合、上記副偏向器により上記他方側において光軸からより遠くへシフトされたレーザービームの副走査方向のビームウエストは、走査対象面から光軸方向へ大幅にずれることとなり、このレーザービームは、一方側及び近軸を通るレーザービームのスポット光の大きさよりも許容範囲を大幅に超えた大きいスポット光を、走査対象面に形成する。つまり、何れかのレンズに副走査方向への偏心や倒れが生じているマルチビーム走査装置において上記副偏向器を使用すると、各レーザービームによる走査対象面上のスポット光の大きさが許容範囲を大きく超えて揃わなくなることがあり、描画品質が著しく低下するという問題があった。
【００１０】
なお、走査光学系の各レンズを再加工したり各レンズの組み付け位置を調整することにより加工誤差や組付誤差を取り除くこともできなくはないが、そのような作業は、多くの手間を必要とするため、マルチビーム走査装置を大量生産する際の作業効率を著しく低下させる原因ともなる。
【００１１】
一方、コリメータレンズ群とシリンドリカルレンズ群との間に上記副偏向器が配置されている場合に、上述したような調整手段によってコリメータレンズ群を光軸方向へ移動させると、上記副偏向器に入射する光束が副走査方向において平行光ではなくなり発散光や収束光となってしまう。そして、この状態で上記副偏向器を機能させると、像面位置が光軸方向へ移動してしまう。この移動量は、上記副偏向器の作用量に比例して大きくなるために、上記副偏向器の作用量が増えると、許容範囲を大幅に超えた大きいスポット光が、走査対象面に形成されるようになる。このため、上述したような調整が行われたマルチビーム走査装置において、上記副偏向器を使用すると、副偏向器を動作させた前後での各レーザービームのスポット光の大きさが揃わなくなり、画像品質が著しく低下するという問題が生じる。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、各レーザービームの副走査方向のビームウエストが上記副偏向器の動作に伴って光軸方向へ移動する要因がある場合においてその副偏向器を使用したときでも走査対象面上の各スポット光の大きさができるだけ揃うように調整可能なマルチビーム走査装置を、提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様のマルチビーム走査装置は、以下のような構成を採用した。
【００１４】
すなわち、本発明の第１の態様のマルチビーム走査装置は、アレイ状に並んだ光源から発せられる複数のレーザービームを、反射型主偏向器によって主走査方向に偏向させ、前記反射型主偏向器の反射面と前記主走査方向に直交する副走査方向に移動する走査対象面とを前記副走査方向において共役にする結像光学系を介して、前記各レーザービームを前記走査対象面上で走査させるマルチビーム走査装置であって、前記副走査方向においてのみ前記光源からの前記各レーザービームを前記反射型主偏向器の反射面又はその近傍に収束させるシリンドリカルレンズ群と、前記光源と前記シリンドリカルレンズ群との間において前記各レーザービームの光路を前記副走査方向へ偏向する偏向素子と、前記偏向素子による前記各レーザービームに対する前記副走査方向への偏向量を調整する調整機構と、前記走査対象面の前記副走査方向への移動速度の変化に同期させて前記偏向素子からの前記各レーザービームを前記副走査方向へ平行移動させる副偏向器とを備えることを、特徴としている。
【００１５】
このように構成されているので、各光学素子の加工誤差や組付誤差によって光学系の一部が副走査方向に偏心して像面が走査対象面から倒れている場合でも、作業者は、調整機構を操作して、各レーザービームの光路を、偏向素子によって像面の倒れ量に応じた量だけ傾ければ、像面の倒れをできるだけ相殺することができる。つまり、副偏向器の動作に伴って各レーザービームの副走査方向のビームウエストが光軸方向へ移動する要因があるにも拘わらず、偏向素子を傾けるだけで、副偏向器を使用した時の各スポット光の大きさの差を小さくでき、その結果、各スポット光の大きさを揃えることができる。
【００１６】
本発明の第１の態様のマルチビーム走査装置では、偏向素子は、レーザービームを全反射する全反射ミラーであっても良いし、一部を透過するハーフミラーであっても良いし、バリアングルプリズムであっても良い。
【００１７】
また、上記の課題を解決するために、本発明の第２の態様のマルチビーム走査装置は、以下のような構成を採用した。
【００１８】
すなわち、本発明の第２の態様のマルチビーム走査装置は、アレイ状に並んだ光源から発せられる複数のレーザービームを、反射型主偏向器によって主走査方向に偏向させ、前記反射型主偏向器の反射面と前記主走査方向に直交する副走査方向に移動する走査対象面とを前記副走査方向において共役にする結像光学系を介して、前記各レーザービームを前記走査対象面上で走査させるマルチビーム走査装置であって、前記光源と前記反射型主偏向器との間に配置され、前記走査対象面の前記副走査方向への移動速度の変化に同期させて前記各レーザービームを前記副走査方向へ平行移動させる副偏向器と、前記光源と前記副偏向器との間に配置され、少なくとも２つのレンズを有するとともに、一方のレンズを光軸方向へ平行移動させたときにおける前記主走査方向の像面位置の移動量と前記副走査方向の像面位置の移動量との比が、他方のレンズを光軸方向へ平行移動させたときの比とは異なる光学系とを備えることを、特徴としている。
【００１９】
このように構成されているので、一方のレンズが平行移動されたときと、他方のレンズが平行移動されたときとで、主走査方向の倍率に対する副走査方向の倍率の変化率が異なる。このため、レーザービームの主走査方向の収束位置と副走査方向の収束位置とに誤差があった場合には、副走査方向の光束の状態を変えないで主走査方向の収束位置のみ変えるように、１対のレンズをそれぞれ平行移動させれば、副偏向器に入射するレーザービームが副走査方向において収束光となったり発散光となったりすることがない。つまり、副偏向器の動作に伴って各レーザービームの副走査方向のビームウエストが光軸方向へ移動する要因があるにも拘わらず、他方のレンズを一方のレンズの移動量に応じて平行移動させるだけで、副偏向器を使用した時の各スポット光の大きさの差を小さくでき、その結果、各スポット光の大きさを揃えることができる。なお、副偏向器へ入射するレーザービームが副走査方向において平行であったとしても、副走査方向の収束位置の光軸方向への調整が必要な場合には、従来と同様に、面倒れ誤差補正用として用意されているシリンドリカルレンズ群を光軸方向へ適宜量移動させることにより、その調整を行うことができる。
【００２０】
なお、本発明の第２の態様のマルチビーム走査装置では、光源と副偏向器との間の光学系は、副走査方向にのみ各レーザービームのビーム形状を偏向させるアナモルフィック光学素子，及び、そのアナモルフィック光学素子の前後に回転対称な一対のレンズから、構成されていても良い。この場合、アナモルフィック光学素子の前のレンズを光軸方向へ平行移動させたときと、後ろのレンズを光軸方向へ平行移動させたときとで、主走査方向の像面位置の移動量と副走査方向の像面位置の移動量との比が異なる。従って、副偏向器へ入射する光束の副走査方向の状態を変えないで主走査方向の収束位置のみ変えるように、他方のレンズを一方のレンズの移動量に応じて平行移動させることができる。また、この場合、アナモルフィック光学素子の前側にあるレンズを、光源からの各レーザービームを平行光に変換するコリメートレンズとすることができ、アナモルフィック光学素子の後側にあるレンズを、リレー光学系を構成するレンズのうちの１つとすることができる。ここで、光軸方向にのみ平行移動可能に保持されるレンズは、リレー光学系を構成する１対のレンズのうち、前側にあるレンズであっても良いし、後側にあるレンズであっても良い。アナモルフィック光学素子は、アナモルフィックプリズムとすることができる。
【００２１】
また、本発明の第２の態様のマルチビーム装置では、光学系は、アナモルフィック光学素子と回転対称な一対のレンズとから構成されるのではなく、以下の２例のように構成されていても良い。
【００２２】
例えば、光源と副偏向器との間の光学系は、主走査方向と副走査方向とにおいて倍率の異なるトーリックなコリメートレンズ，副走査方向にのみ収束パワーを有するシリンドリカルレンズ，及び、一対のリレーレンズを、この順に備えていても良い。この場合には、コリメートレンズ，シリンドリカルレンズ及びリレーレンズのうちの任意の２つを光軸方向へ平行移動させれば、副偏向器へ入射する光束の副走査方向の状態を変えないで、主走査方向の収束位置のみを変えることができる。
【００２３】
また、例えば、光源と副偏向器との間の光学系は、回転対称なコリメートレンズ，副走査方向にのみ収束パワーを有するとともに焦点距離の異なる一対のシリンドリカルレンズ，及び、回転対称な一対のリレーレンズを、この順に備えていても良い。この場合には、リレーレンズのうちの一方又はコリメートレンズを平行移動させるとともに、その移動量に応じて一対のシリンドリカルレンズの間隔を調整すれば、副偏向器へ入射する光束の副走査方向の状態を変えないで、主走査方向の収束位置のみを変えることができる。
【００２４】
また、本発明の第２の態様のマルチビーム走査装置では、アナモルフィック光学素子の前にある第１のレンズの調整量をＸ［ｍｍ］とし、当該光学素子の後にある第２のレンズの調整量をＹ［ｍｍ］とし、作業者の意図する主走査方向の焦点距離の変位量をα［ｍｍ］としたときに、以下の条件式（１）
【数２】

を満たすように、調整量Ｘ及びＹが決定されても良い。但し、この条件式（１）において、Ａ及びＢは、第１のレンズの光軸方向への移動量に対するレーザービームの主走査方向及び副走査方向の収束位置の変化量の比率であり、Ｃ及びＤは、第２のレンズの光軸方向への移動量に対するレーザービームの主走査方向及び副走査方向の収束位置の変位量の比率である。
【００２５】
ところで、本発明の第１及び第２の態様のマルチビーム走査装置において、副偏向器は、楔状のプリズムを利用するものであっても良いし、回折素子を利用するものであっても良い。後者の場合には、マルチビーム走査装置を軽量化することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。ここで説明する本発明の実施の形態は、本発明によるマルチビーム走査装置を、レーザープリンター，レーザーコピー，レーザーファクシミリ，レーザーフォトプロッター，及び、ダイレクトイメージャー等のレーザー描画装置に使用可能なレーザースキャニングユニット（ＬＳＵ）として実施した例である。
【００２７】
〔マルチビーム走査装置の全体構成〕
最初に、本実施形態に係るレーザースキャニングユニットの全体構成を図１及び図２に基づいて説明する。なお、図１は、このレーザースキャニングユニットから上蓋（図示略）を外した状態での光学構成の概略を示す平面図であり、図２は、図１に示すＸ−Ｘ線に沿った断面を示す断面図である。
【００２８】
これら各図に示されるように、このレーザースキャニングユニットは、全体として扁平な略直方体形状を有している。そして、このレーザースキャニングユニットの外観をなす筐体は、上面が開放した扁平な有底箱型のケーシング１と、このケーシング１の開放上面を閉じる上蓋（図示略）とから、構成されている。
【００２９】
ケーシング１は、アルミニウムのダイキャスト成型品であり、底壁１ａと、この底壁１ａの周囲に立設された側壁１ｂとを、有している。そして、このケーシング１の内部には、レーザービームを走査させるための光学系（後述する）が内蔵されている。
【００３０】
なお、ケーシング１の底壁１ａの上面（底面）は略平坦面であるが、後述するポリゴンミラー２１を設置する部位（ポリゴンミラーユニット装着部１ｃ）のみが略円柱状に突出し、その内部が開口している。また、この底壁１ａには、走査されたレーザービームを図示せぬレーザー描画装置の走査対象（感光ドラムの外周面やプリント基板の感光剤塗布面など）へ向けて通過させるための描画用スリット１ｄが、図１の右側の側壁１ｂの近傍においてこれと平行に穿たれており、この描画用スリット１ｄには、防塵用のカバーガラス板２が嵌め込まれている。さらに、描画用スリット１ｄの近傍の側壁１ｂには、この描画用スリット１ｄと平行に、光学調整用スリット１ｅが穿たれている。この光学調整用スリット１ｅは、レーザースキャンニングユニットが製品として出荷される前において、ケーシング１内に組み込まれた光学系の調整をするのに用いられるものである。このため、この調整が完了した後においては、光学調整用スリット１ｅは、蓋板（図示略）によって閉じられる。
【００３１】
このケーシング１内に内蔵される光学系は、レーザービームの進行方向に沿って順番に並ぶモノシリックレーザーアレイ（ＭＬＡ）１０，コリメータレンズ群１１，アナモルフィックプリズム１２，ポラライゼーションビームスプリッター（ＰＢＳ）１３，直角プリズム１４，第１リレーレンズ群１５，平面ミラー１６，第２リレーレンズ群１７，ハーフミラー１８，ダイナミックプリズム１９，シリンドリカルレンズ群２０，ポリゴンミラー（反射型主偏向器）２１，ｆθレンズ群２２，及び、折り返しミラー２３と、ハーフミラー１８を透過した光を受光するオートパワーコントロール（ＡＰＣ）信号検出ユニット２４と、ｆθレンズ群２２の像側の片隅においてレーザービームを分岐させる直角反射ミラー群２５と、直角反射ミラー群２５により分岐されたレーザービームを受光するスタートオブスキャン（ＳＯＳ）ユニット２６とから、構成されている。
【００３２】
これらのうち、ポリゴンミラー２１は、扁平な正六角柱状に形成されており、その各側面が反射面として構成されている。また、このポリゴンミラー２１は、円形の基板３上の中心に固着されたモータ４の駆動軸に取り付けられており、基板３がポリゴンミラーユニット装着部１ｃに嵌め合わされることにより、その中心軸がケーシング１の底壁１ａの上面（この面を、以下、「ケーシング１の底面」と略記する）に対して直立する状態で、その底面の中央よりもやや描画用スリット１ｄから離れた位置に設置される。なお、基板３上には、それとの間でポリゴンミラー２１とモータ４とを封ずる略筒状のカバー５が取り付けられている。このカバー５の側壁には、ポリゴンミラー２１の各反射面へレーザービームを入射させるとともに各反射面により反射されたレーザービームを通過させるための光路孔（図示略）が穿たれており、この光路孔には、防塵用のカバーガラス板６が填め込まれている。
【００３３】
なお、以下の説明においては、上記の光路孔を通ってポリゴンミラー２１の各反射面に入射した光がこれら各反射面によって偏向される方向（折り返しミラー２３よりもＭＬＡ１０側においては図１の紙面と平行でｆθレンズ群２２の光軸に直交する方向）を「主走査方向」と言い、この主走査方向とｆθレンズ群２２の光軸方向とに各々直交する方向（折返しミラー２３よりもＭＬＡ１０側においては図１の紙面に直交する方向）を「副走査方向」と言うことにする。
【００３４】
ＭＬＡ１０は、同一面内にビーム軸を揃えた状態で１２本のレーザービームを１００μｍ程度のピッチで射出させる光源であり、複数のレーザーダイオードを一体化したチップを内蔵している。このＭＬＡ１０は、ポリゴンミラー２１を挟んで描画用スリット１ｄと反対側において、この描画用スリット１ｄと平行な方向へ各レーザービームを射出する状態で、ケーシング１の底面上に設置されている。
【００３５】
コリメータレンズ群１１は、ＭＬＡ１０から射出された各レーザービームを夫々平行光にするとともに、各レーザービームのビーム軸をその射出側瞳面にて交差させる。このコリメータレンズ群１１は、色収差や温度変化が小さく、且つ、高い像高まで解像度がある様に、設計されている。このようなコリメータレンズ群１１から射出された状態において、各レーザービームのビーム形状は、楕円形となる。なお、このコリメータレンズ群１１は、後述するレンズホルダー（図３参照）によって光軸方向にのみ平行移動可能に保持されており、このレンズホルダーがケーシング１の底面上に固定されることにより、この底面に対して光軸が平行となる状態でケーシング１内に設置される。
【００３６】
アナモルフィックプリズム１２は、一対の楔プリズム１２ａ，１２ｂからなるビーム整形光学系である。これらの楔プリズム１２ａ，１２ｂが組み合わされることによって、各レーザービームのビーム形状は、副走査方向において半分に絞られる。
【００３７】
ＰＢＳ１３は、一対のプリズム１３ａ，１３ｂからなる偏光ビームスプリッターである。
【００３８】
直角プリズム１４は、ＰＢＳ１３を透過した各レーザービームをケーシング１の底面と平行な面内において１８０度折り返すためのものである。この直角プリズム１４は、互いに９０度の角度で向き合う一組の矩形反射面がケーシング１の底面に対して垂直となる状態で、ケーシング１内に設置されている。
【００３９】
第１リレーレンズ群１５は、第２リレーレンズ群１７とともにアフォーカル光学系を構成する。この第１リレーレンズ群１５は、コリメータレンズ群１１の射出側瞳から射出された各レーザービームを結像位置Ｆに夫々収束させるとともに、これら各レーザービームのビーム軸を相互に平行に、且つ、光軸に対して平行にする。
【００４０】
平面ミラー１６は、第１リレーレンズ群１５から射出された各レーザービームを、ポリゴンミラー２１及びｆθレンズ群２２を回避させつつ、ケーシング１の底面と平行な面内において描画用スリット１ｄ側に向けて９０度折り曲げるためのミラーである。この平面ミラー１６は、ケーシング１の底面に対して垂直となる状態でケーシング１内に設置されている。
【００４１】
第２リレーレンズ群１７は、上述したように、第１リレーレンズ群１５とともにアフォーカル光学系を構成する。この第２リレーレンズ群１７は、第１リレーレンズ群１５から射出されて一旦結像位置Ｆにて収束した後に拡散する各レーザービームを平行光にするとともに、これら各レーザービームのビーム軸をポリゴンミラー２１の各反射面上又はその近傍にて交差させる。すなわち、第２リレーレンズ群１７は、第１リレーレンズ群１５とともに、コリメータレンズ群１１の射出側瞳とポリゴンミラー２１の各反射面とを光学的に共役にする。なお、この第２リレーレンズ群１７は、後述するレンズホルダー（図４参照）によって光軸方向にのみ平行移動可能に保持されており、このレンズホルダーがケーシング１の底面上に固定されることにより、この底面に対して光軸が平行となる状態でケーシング１内に設置される。
【００４２】
ハーフミラー１８は、第２リレーレンズ群１７から射出された各レーザービームを９０〜９５％の割合でポリゴンミラー２１に向けて反射するとともに、残りを透過させる。このハーフミラー１８は、後述するミラーホルダー（図５参照）に取り付けられており、このミラーホルダーがケーシング１の底面上にネジ止め固定されることにより、この底面に対して起立する状態でケーシング１内に設置されている。
【００４３】
ＡＰＣ信号検出ユニット２４は、ハーフミラー１８を透過した１２本のレーザービームを収束させるコンデンサーレンズ群２４ａと、そのコンデンサーレンズ群２４ａにより収束されたレーザービームが入射される受光素子２４ｂとを、内蔵している。受光素子２４ｂは、レーザービームを光電変換し、その出力電流を図示せぬＡＰＣ回路に入力する。なお、図示せぬＡＰＣ回路は、ＭＬＡ１０から射出される各レーザービームの出力値を自動調整するために用いられる。
【００４４】
ダイナミックプリズム１９は、ケーシング１の底面と平行な軸回りに回転可能に設けられた楔状のプリズムであり、露光位置での走査対象面の移動速度の僅かな増減に同期して副走査方向から適宜傾動されることにより、ハーフミラー１８により反射された１２本のレーザービームに対する偏向作用を変化させ、各レーザービームを副走査方向へ平行移動させる。なお、このダイナミックプリズム１９を動作させる機構全体が、副偏向器に相当する。
【００４５】
シリンドリカルレンズ群２０は、副走査方向にのみ正のパワーを有するレンズである。このシリンドリカルレンズ群２０は、ダイナミックプリズム１９から射出された各レーザービームを、ポリゴンミラー２１の各反射面上又はその近傍において、ケーシング１の底面と平行な線状に収束させる。なお、このシリンドリカルレンズ群２０は、後述するレンズホルダー（図５参照）によって光軸方向にのみ平行移動可能に保持されており、このレンズホルダーがケーシング１の底面上に固定されることにより、この底面に対して光軸が平行となる状態でケーシング１内に設置される。
【００４６】
ｆθレンズ群２２は、等角速度で回転するポリゴンミラー２１によって偏向された各レーザービームの走査対象面上での走査速度が等速度となるように補正する走査速度補正レンズ群である。このｆθレンズ群２２は、ポリゴンミラー２１側から折り返しミラー２３側に向かって順番に、主走査方向及び副走査方向の両方向に関して夫々負，正，正，負のパワーを有する第１乃至第４レンズ２２ａ〜２２ｄを配列することによって、構成されている。
【００４７】
これら第１乃至第４レンズ２２ａ〜２２ｄは、個々のレンズ枠内に収納されており、各レンズ枠がケーシング１の底面上にネジ止め固定されることによって、ケーシング１内に設置される。そして、副走査方向に沿って一列に並ぶ１２本のレーザービームは、ｆθレンズ群２２の光軸と副走査方向とに直交する方向に視線を向けて見たときに、ダイナミックプリズム１９が作動していない場合には、端から６本目のレーザービームと７本目のレーザービームとの中間にｆθレンズ群２２の光軸が存在するようにして、ｆθレンズ群２２に入射している。なお、図１には、各レンズ枠の輪郭のみが示されているとともに、第１乃至第４レンズ２２ａ〜２２ｄを透視した状態が、示されている。また、図２では、各レンズ枠の図示が省略されており、第１乃至第４レンズ２２ａ〜２２ｄは、各レンズ枠により設置されるべき位置に浮いているように、示されている。
【００４８】
なお、ｆθレンズ群２２は、主走査方向においては、平行光として入射した各レーザービームを走査対象面上にビームスポットとして収束させるために、全体として比較的弱い正のパワーを有している。また、副走査方向においては、ポリゴンミラー２１の各反射面上又はその近傍にて一旦収束した後に発散する各レーザービームを走査対象面上にビームスポットとして収束させるために、全体として比較的強い正のパワーを有している。このようにして、副走査方向においてポリゴンミラー２１の反射面と走査対象面とがｆθレンズ群２２を介して共役となることにより、ポリゴンミラー２１の各反射面の面倒れ誤差に起因する走査対象面上でのビームスポットの副走査方向への位置ずれが防止される。また、このｆθレンズ群２２には、走査対象面における走査速度がポリゴンミラー２１の回転速度に対して正比例するように、主走査方向における歪曲収差が与えられている。
【００４９】
折り返しミラー２３は、描画用スリット１ｄと平行に配置された短冊状の平面鏡である。この折り返しミラー２３の両端が、描画用スリット１ｄと平行に設定された回転軸を介して保持部材によって保持されており、この回転軸を中心として当該ミラー２３が傾倒自在となっている。そして、ｆθレンズ群２２（の第４レンズ２２ｄ）から射出されたレーザービームを、描画用スリット１ｄを介して図示せぬ走査対象面（感光ドラムやプリント基板など）における所定露光位置に向けて反射するように、折り返しミラー２３の傾斜角が調整されている。なお、この折り返しミラー２３により反射された１２本のレーザービームは、例えば３５０μｍ間隔（約８００ｄｐｉ相当）で副走査方向に沿って一直線上に並ぶ１２個のビームスポットを、走査対象面上に形成する。これら１２個のビームスポットは、ポリゴンミラー２１の回転に伴って走査対象面上において主走査方向に移動し、走査対象面上に線状の軌跡（走査線）を形成する。
【００５０】
なお、ポリゴンミラー２１の或る一つの反射面によって各レーザービームが偏向される期間内において、この反射面で反射した光が折り返しミラー２３にて反射されて描画用スリット１ｄを通過する期間は、その一部でしかない。この描画用スリット１ｄを通過する期間の直前において、ｆθレンズ群２２から射出された各レーザービームが入射する位置に、上記の直角反射ミラー群２５が配置されている。この直角反射ミラー群２５は、互いに９０度の角度で向き合う２枚一組の反射鏡から構成されており、入射した各レーザービームを一旦副走査方向に向けて反射するとともに、ケーシング１の底面に平行で描画用スリット１ｄと直交する方向に更に反射することにより、各レーザービームを略１８０度折り返す。
【００５１】
この直角反射ミラー群２５によって折り返された各レーザービームの光路上には、ＳＯＳセンサーユニット２６が配置されている。このＳＯＳセンサーユニット２６の出力電流は、図示せぬ変調回路に入力され、ＭＬＡ１０から射出された各レーザービームをオンオフ変調させ始めるタイミング（水平同期）を取るのに用いられる。
【００５２】
〔コリメータレンズ群のレンズホルダーの構成〕
次に、コリメータレンズ群１１を保持するレンズホルダーについて、図３に基づいて説明する。なお、図３（ａ）は、レンズホルダー３０の一部断面側面図であり、図３（ｂ）は、レンズホルダー３０の平面図である。
【００５３】
図３に示されるように、レンズホルダー３０は、ケーシング１の底面に固定される円筒状部材３１と、その円筒状部材３１に挿入されるとともにコリメータレンズ群１１を内部に保持する鏡筒３２と、円筒状部材３１に取り付けられる２個のビス３３，３３と、円柱状の摘み部材３４（図３（ｂ）では図示略）とを、有する。
【００５４】
円筒状部材３１には、２個のネジ穴が軸方向において所定の間隔を空けて穿たれており、それらネジ穴には、鏡筒３２の側面を押圧するためのビス３３，３３が捻じ込まれている。また、２つのネジ穴の間の中央には、摘み部材３４の外径と略等しい内径を有する円形の貫通孔３１ａが、穿たれており、この貫通孔３１ａには、摘み部材３４の先端が填め込まれている。この摘み部材３４の先端面における偏心位置からは、ピン３４ａが突出形成されており、このピン３４ａは、鏡筒３２の側面に環状に刻まれた溝３２ａに挿入されている。
【００５５】
以上のように構成されるレンズホルダー３０において、ビス３３，３３が緩められた状態で摘み部材３４が回転されると、ピン３４ａが鏡筒３２の溝３２ａを軸方向へ押しやり、鏡筒３２が軸方向へ移動される。この結果、コリメータレンズ群１１が光軸方向に平行移動する。従って、作業者は、２つのビス３３を緩め、摘み部材３４を適宜量回転させ、２つのビス３３を締めるだけで、コリメータレンズ群１１の光軸方向の位置を調整することができる。但し、その調整可能な範囲は、摘み部材３４の中心に対するピン３４ａ中心の偏心量の２倍の長さに限られる。
【００５６】
〔第２リレーレンズ群のレンズホルダーの構成〕
次に、第２リレーレンズ群１７を保持するレンズホルダーについて、図４に基づいて説明する。なお、図４（ａ）は、レンズホルダー４０の平面図であり、図４（ｂ）は、光軸方向に視線を向けて見たときのレンズホルダー４０の正面図であり、図４（ｃ）は、レンズホルダー４０の側面図である。
【００５７】
図４に示されるように、レンズホルダー４０は、第２リレーレンズ群１７を内部に保持する鏡筒４１と、ケーシング１の底面に固定されるＬ字金具４２と、Ｌ字金具４２に鏡筒４１を押さえ付けるためのＬ字板４３と、Ｌ字金具４２にＬ字板４３を固定するための４つのネジ４４とを、有する。
【００５８】
Ｌ字金具４２は、ケーシング１の底面と平行な状態でこの底面に当接されて固定される矩形平板状の底部４２ａと、この底部４２ａの側面（上面）から垂直に起立する肉厚な矩形平板状の壁部４２ｂとが一体形成されることによって、構成されている。なお、壁部４２ｂが、底部４２ａの一側縁に沿って底部４２ａと接しているために、底部４２ａと壁部４２ｂとの接線に直交する断面での全体形状が、Ｌ字状となっている。また、底部４２ａ上面からの壁部４２ｂの高さは、鏡筒４１の直径とほぼ等しい長さとなっており、壁部４２ｂ側面からの底部４２ａの長さは、鏡筒４１の直径よりも大きい長さとなっている。そして、底部４２ａにおける壁部４２ｂがある側とは反対側の側縁の近傍には、２個のネジ穴が穿たれており、壁部４２ｂにおける底部４２ａがある側とは反対側の側縁（上面）にも、２個のネジ穴が穿たれている。
【００５９】
Ｌ字板４３は、短冊状の薄板がその長手方向における中央付近の折り曲げ線に沿って折り曲げられることによって全体としてＬ字状に形成されたものである。また、折り曲げ線と平行な一対の側縁の近傍には、それぞれ、２個の貫通孔が穿たれており、更に、一方の側縁近傍は、２個の貫通孔を含む状態で外側に９０度折り返されている。そして、このＬ字板４３は、外側に折り返された方の側縁近傍がＬ字金具４２の底部４２ａ上面に当て付けられるとともに、折り返されていない方の側縁近傍がＬ字金具４２の壁部４２ｂ上面に当て付けられることによって、Ｌ字金具４２との間に略角柱状の空間を形成している。この略角柱状の空間内には、鏡筒４１が挿入されており、Ｌ字板４３は、各貫通孔に挿入された４つのネジ４４が底部４２ａ及び壁部４２ｂのネジ穴にそれぞれ捻じ込まれることによって、鏡筒４１をＬ字金具４２に向けて押し付けている。なお、鏡筒４１とＬ字金具４２との間、及び、鏡筒４１とＬ字板４３との間に或る程度の摩擦力が生じるように、それぞれの材質及びそれぞれの表面形状が選択されている。
【００６０】
以上のように構成されるレンズホルダー４０において、４つのネジ４４が緩められた状態でＬ字金具４２及びＬ字板４３に対して鏡筒４１がその軸方向へずらされると、第２リレーレンズ群１７が光軸方向へ平行移動する。従って、作業者は、４つのネジ４４を緩め、鏡筒４１を適宜量移動させ、４つのネジ４４を締めるだけで、第２リレーレンズ群１７の光軸方向の位置を調整することができる。
【００６１】
〔ハーフミラーのミラーホルダーの構成〕
次に、ハーフミラー１８を保持するミラーホルダーについて、図５に基づいて説明する。なお、図５（ａ）は、ミラーホルダー５０の斜視図であり、図５（ｂ）は、ハーフミラー１８に直交する方向に視線を向けて見たときのミラーホルダー５０の正面図である。
【００６２】
図５に示されるように、ミラーホルダー５０は、矩形平板状のハーフミラー１８を保持するミラー枠５１と、このミラー枠５１にハーフミラー１８を付勢する板バネ５２と、ケーシング１の底面に固定されるとともにミラー枠５１を回転自在に支持する支持部材５３と、この支持部材５３にミラー枠５１を固定するための２つのネジ５４とを、有する。
【００６３】
ミラー枠５１は、略四角形（正確には、四角形の一辺（図５（ｂ）における上側の辺）のみを外側に湾曲させて突出させた形状）の厚手な平板状に、形成されており、その中央には、略四角形状の開口部５１ａが穿たれている。この開口部５１ａは、矩形平板状のハーフミラー１８の縦横の長さより若干大きい縦横の内幅を有している。また、ミラー枠５１の４つの側縁のうち、外側に湾曲突出している側縁に対して隣接する側縁（図５における左側の側縁）の中央からは、軸５１ｂが突出形成されており、更に、この軸５１ｂの取り付け位置の上下側には、開口部５１ａに貫通しないネジ穴（図示略）が穿たれている。
【００６４】
板バネ５２は、略へ字状に折れ曲がった形状の板バネであり、上記開口部５１ａに挿入されたハーフミラー１８と開口部５１ａの一内縁（図５における上側の内縁）との隙間に挿入されることによって、開口部５１ａの一内縁（図５における下側の内縁）に向けてハーフミラー１８を押し付ける。なお、開口部５１ａの内縁とハーフミラー１８との間に或る程度の摩擦力が生じるように、その内縁の表面形状やミラー枠５１の材質が選択されている。
【００６５】
支持部材５３は、短冊板がその長手方向における中央付近の折り曲げ線に沿って折り曲げられることによって全体としてＬ字状に形成された部材である。この支持部材５３において互いに垂直に接する２つの片５３ａ，５３ｂのうち、一方の第１片５３ａには、３個の貫通孔５３ｃが穿たれている。そして、これら貫通孔５３ｃに挿入されたネジ（図示略）がケーシング１の底面に捻じ込まれることによって、支持部材５３がケーシング１に固定され、第２片５３ｂがケーシング１の底面から垂直に起立する。なお、図５に示す第１片５３ａは、安定性を向上させるために、第２片よりも短手方向において若干幅広に、形成されている。
【００６６】
第２片５３ｂには、ミラー枠５１の側縁の中央から突出形成された軸５１ｂが貫通しており、この軸５１ｂが第２片５３ｂに対して回転自在となっていることにより、ミラー枠５１に保持されたハーフミラー１８が、ケーシング１の底面に直交する方向に対して傾倒自在となっている。
【００６７】
さらに、この第２片５３ｂにおける軸５１ｂの取り付け位置の上下側には、当該片５３ｂの短手方向にその長軸を向けた長穴状の貫通孔５３ｄ，５３ｄが、穿たれている。そして、これら長穴５３ｄ，５３ｄに挿入されたネジ５４，５４が、ミラー枠５１の側縁のネジ穴（図示略）にそれぞれ捻じ込まれることによって、ミラー枠５１が第２片５３ｂに押さえ付けられている。なお、ミラー枠５１は、外側に湾曲突出した側縁が上方に向けられた状態で、第２片５３ｂに取り付けられる。
【００６８】
以上のように構成されるミラーホルダー５０において、ネジ５４，５４が緩められた状態でミラー枠５１が軸５１ｂ周りに回転されると、その回転に伴ってハーフミラー１８が傾倒される。その結果、ハーフミラー１８によって折り返された光学系の光軸が、ケーシング１の底面と平行な方向から、その底面に直交する方向（すなわち副走査方向）へ傾けられる。従って、作業者は、２つのネジ５４を緩め、ミラー枠５１の上側の側縁近傍を摘んでミラー枠５１を適宜量傾け、２つのネジ５４を締めるだけで、光学系の光軸の傾き角度を調整することができる。但し、その調整可能な範囲は、ミラー枠５１の回転に伴って長穴な貫通孔５３ｄをネジ５４が移動できる距離に限られる。
【００６９】
〔シリンドリカルレンズ群のレンズホルダーの構成〕
次に、シリンドリカルレンズ群２０を保持するレンズホルダー６０について、図６に基づいて説明する。なお、図６（ａ）は、光軸方向に視線を向けて見たときのレンズホルダー６０の正面図であり、図６（ｂ）は、レンズホルダー６０の平面図である。
【００７０】
図６に示されるように、レンズホルダー６０は、図４に示したレンズホルダー４０とほぼ同様に、鏡筒６１をＬ字金具６２に対してＬ字板６３によって押さえ付ける構成を、採っている。但し、レンズホルダー６０は、以下に述べる二点において図４のレンズホルダー４０と相違する。
【００７１】
第１に、鏡筒６１は、その内部にシリンドリカルレンズ群２０を保持するのではなく、筒の先端にフランジ６１ａを備え、そのフランジ６１ａにシリンドリカルレンズ群２０が嵌め込まれることによって、シリンドリカルレンズ群２０を保持している。つまり、フランジ６１ａには、シリンドリカルレンズ群２０の平面側が填め込み可能な矩形の溝が刻まれており、シリンドリカルレンズ群２０は、この溝に填め込まれた状態でフランジ６１ａに接着されている。
【００７２】
第２に、Ｌ字金具６２の壁部６２ｂに直交する方向（すなわち主走査方向）において、底部６２ａの両側は、所定幅だけそれぞれ拡張されている。そして、ケーシング１の底面には、壁部６２ｂに直交する方向における底部６２ａの幅とほぼ同じ幅（正確には若干大きい幅）及び底部６２ａの厚みとほぼ同じ深さ（正確には若干浅い深さ）を有する溝１ｆが、形成されており、この溝１ｆ内に、Ｌ字金具６２の底部６２ａが、挿入されている。なお、溝１ｆは、光学系の光軸と平行に形成されており、Ｌ字金具６２の底部６２ａは、その溝１ｆの一方の内縁（図６では左側の内縁）に当接している。また、ケーシング１の底面における溝１ｆを挟む両側には、それぞれ、ワッシャー７ａに挿入された２つのネジ７が捻じ込まれており、溝１ｆの上部に突出する各ワッシャー７ａの一部が、底部６２ａの拡張部分を押さえ付けている。
【００７３】
以上のように構成されるレンズホルダー６０において、４つのネジ７が緩められた状態で、Ｌ字金具６２が溝１ｆ内の一方の内縁（図６では左側の内縁）に当接したまま移動されると、Ｌ字金具６２が溝１ｆに沿って移動され、鏡筒６１が軸方向へ移動される。この結果、シリンドリカルレンズ群２０が光軸方向に平行移動する。従って、作業者は、４つのネジ７を緩め、Ｌ字金具６２を含むレンズホルダー６０全体を適宜量移動させ、４つのネジ７を締めるだけで、シリンドリカルレンズ群２０の光軸方向の位置を調整することができる。
【００７４】
〔本実施形態の機能について〕
上述したように、本実施形態のマルチビーム走査装置には、面倒れ誤差補正機能が備えられているために、副走査断面の焦点距離が短くて、副走査断面の像面湾曲が無視できない程に生じている。このため、光軸から離れた位置を通るレーザービームほど、そのビームウエストが走査対象面から光軸方向へずれるので、光軸に近い位置を通るレーザービームのスポット光の大きさと、光軸から遠い位置を通るレーザービームのスポット光の大きさとに、差が生じている。
【００７５】
然も、本実施形態のマルチビーム走査装置は、ダイナミックプリズム１９により、走査対象の副走査方向への移動速度の僅かな増減に同期してレーザービームを副走査方向へ平行移動させているために、ダイナミックプリズム１９を用いていないマルチビーム走査装置に較べると、光軸からのレーザービームのシフト量がより大きくなり得るので、そのようなレーザービームのスポット光の大きさがより大きくなり得る。このため、マルチビーム走査装置の設計者は、通常、スポット光の大きさの差の最大値が許容範囲内に収まるように、ダイナミックプリズムの最大作用量を設定している。これにより、各光学素子が設計通りに加工されて設計通りにケーシング１に組み付けられていれば、ダイナミックプリズム１９を使用した時のスポット光の大きさの差はそれほど大きくならないので、この差が描画品質に与える影響は小さい。
【００７６】
このように設計されるマルチビーム走査装置を実際に製造すると、各光学素子の加工誤差や組付誤差によって、光学系の一部が副走査方向へ偏心する場合がある。このような偏心があると、副走査断面において湾曲している像面が近軸において走査対象面から倒れてしまうので、光軸を副走査方向において挟む両側のうちの一方側の像面が走査対象面に接近し、他方側の像面が走査対象面から離間する。このため、その他方側において光軸からより遠くへシフトしたレーザービームのスポット光の大きさと、一方側及び近軸を通るレーザービームのスポット光の大きさとの差が、設計時に予想していたものよりも大幅に大きくなる。つまり、ダイナミックプリズム１９を使用することによって描画品質が著しく低下する。
【００７７】
しかしながら、本実施形態のマルチビーム走査装置は、上述したように、ハーフミラー１８が傾倒自在であるように構成されている。このため、加工誤差や組付誤差により光学系の一部が副走査方向へ偏心して副走査断面像面が倒れてしまった場合でも、当該装置の製造過程において、作業者が、その像面の倒れ量に応じてハーフミラー１８を傾倒させれば、各光学素子を点検して交換したりそれらの組み付け位置を調整したりしなくても、その像面の倒れができるだけなくなるように修正することができる。そして、その結果、ダイナミックプリズム１０を使用することによる描画品質の低下を抑制することができる。なお、ハーフミラー１８を利用した具体的な調整例については後述する（第１の実施例）。
【００７８】
また、上述したように設計されるマルチビーム走査装置を実際に製造すると、各光学素子の加工誤差によって、光学系によって収束されるレーザービームの主走査方向の収束位置と副走査方向の収束位置との間に誤差が生じることがある。従来、このような誤差を取り除くために、コリメータレンズ群１１をその光軸方向へ平行移動させて主走査方向の収束位置を光軸方向へ移動調整し、その後にシリンドリカルレンズ群２０をその光軸方向へ平行移動させて副走査方向の収束位置を光軸方向へ移動調整していた。
【００７９】
このような従来の調整手段によると、コリメータレンズ群１１が回転対称形状であるために、コリメートレンズ群１１を平行移動させると、副走査方向へも作用を及ぼし、ダイナミックプリズム１９に入射するレーザービームを、副走査方向において、平行光から収束光又は発散光へと変化させてしまう。すると、ダイナミックプリズム１９によってレーザービームが副走査方向へ平行移動されたときに、その平行移動に同期して副走査像面位置が光軸方向へ移動し、ダイナミックプリズム１９の作用量に応じて副走査像面位置の移動量が増加する。その結果、ダイナミックプリズム１９を動作させた前後での各レーザービームのスポット光の大きさが揃わなくなり、描画品質が著しく低下する。
【００８０】
しかしながら、本実施形態のマルチビーム走査装置は、上述したように、第２リレーレンズ群１７も光軸方向に平行移動自在であるように、構成されており、然も、コリメータレンズ群１１と第２リレーレンズ群１７との間には、アナモルフィックプリズム１２が配置されている。これにより、コリメータレンズ群１１を移動させたときと第２リレーレンズ群１７を平行移動させたときとで、主走査方向の倍率に対する副走査方向の倍率の変化率が異なるので、当該装置の製造を担当する作業者が、その製造工程において、副走査方向の倍率を変えないで主走査方向の倍率だけを変化させるように、コリメータレンズ群１１と第２リレーレンズ群１７とを移動させれば、ダイナミックプリズム１９に入射するレーザービームを副走査方向において平行光のままにすることができる。従って、ダイナミックプリズム１９の使用による描画品質の低下を生じさせることなく、主走査方向と副走査方向の焦点距離の誤差を補正することができる。なお、コリメータレンズ群１１と第２リレーレンズ群１７を利用した具体的な調整例については後述する（第２の実施例）。
【００８１】
〔調整例〕
以下、ハーフミラー１８を利用した具体的な調整例と、コリメータレンズ群１１と第２リレーレンズ群１７を利用した具体的な調整例とを、第１及び第２の実施例において順に説明する。
【００８２】
【実施例１】
表１に、第１の実施例のコリメータレンズ群１１，第２リレーレンズ群１７及びｆθレンズ群２２の焦点距離を示す。また、表２に、第１の実施例による光学系の近軸での具体的な数値構成を示す。なお、上述したように、アナモフィックプリズム１２は、レーザービームに対し、そのビーム形状を副走査方向において半分に絞るように、作用する。
【００８３】
【表１】

【００８４】
【表２】

【００８５】
上記表２において、記号ＮＯは、ポリゴンミラー２１の反射面を第１面としてこの第１面より走査対象側に向かって順に各レンズ面に付された面番号である。記号Ｒｙは、レンズ面の主走査方向の曲率半径（単位は［ｍｍ］）であり、記号Ｒｚは、レンズ面の副走査方向の曲率半径（回転対称面の場合には省略、単位は［ｍｍ］）であり、記号ｄは、次のレンズ面までの光軸上での距離（単位は［ｍｍ］）であり、記号ｎは、設計波長７８０ｎｍでの各レンズの屈折率である。
【００８６】
第１の実施例の光学系において、各光学素子が設計通りに加工されて設計通りにケーシング１に組み付けられた状態での副走査方向のビームウエストの走査対象面からの光軸方向へのずれ量（単位は［ｍｍ］）を、表３に示す。なお、１２本のレーザービーム相互の像面上での間隔は３５０μｍである。
【００８７】
【表３】

【００８８】
表３において、「上部」及び「下部」は、ケーシング１の底面から最も遠い位置を通るレーザービームから近い位置を通るレーザービームに向かって１，２，３，…と順番を付けたときにおける１番目及び１２番目のレーザービームを指し、「中部」は、その順番でいうところの６番目と７番目の中間に仮想的に存在させたレーザービームを指す。また、「上０．３ｍｍ」及び「下０．３ｍｍ」は、ダイナミックプリズム１９がレーザービームを上方（副走査方向においてケーシング１から遠離る方）及び下方へ０．３ｍｍ平行移動させるように作用している状態を示し、「なし」は、ダイナミックプリズム１９がレーザービームに作用していない状態を示す。なお、「上０．３ｍｍ」及び「下０．３ｍｍ」はダイナミックプリズム１９の最大作用量を示している。また、「上下差」は、「上０．３ｍｍ」と「下０．３ｍｍ」との間の差を示し、「最大差」は、「上０．３ｍｍ」と「なし」と「下０．３ｍｍ」とから２つを選択して作る３つの組み合わせの差のうちで最も大きいものを示している。
【００８９】
マルチビーム走査装置が設計通りに製造されていると、表３の「上下差」に示されるように、上部ビームの上下差と下部ビーム上下差との差が大きくなく、上下のバランスがほぼ取れている。つまり、像面が副走査方向からあまり傾いていない。また、表３の「最大差」に示されるように、ダイナミックプリズム１９を動作させた場合でのビームウエストの光軸方向への変位量が、上部ビーム及び下部ビームとも、０．２５ｍｍ以内に収まっているので、走査対象面上のスポット光の大きさは、ダイナミックプリズム１９を使用した時にあまり変化しない。つまり、ダイナミックプリズム１９を使用しても描画品質は低下しない。なお、この設計状態での各スポット光の様子を、図７（ａ）に概略的に示している。この図７（ａ）に示されるように、ダイナミックプリズム１９が作用していても、上中下部ビームのスポット光の大きさはあまり変わらず、各走査線の太さも殆ど同じである。
【００９０】
＜加工誤差＞
次に、加工誤差によってｆθレンズ群２２の第２レンズ２２ｂの後面（面番号５）だけが上方へ０．２ｍｍ偏心してしまった状態でのビームウエストの走査対象面からの光軸方向へのずれ量（単位は［ｍｍ］）を、表４に示す。
【００９１】
【表４】

【００９２】
上記加工誤差によって光学系の一部が副走査方向へ偏心していると、像面が副走査方向から傾いてしまうために、表４に示されるように、上部ビームの上下差と下部ビーム上下差との差が、表３の設計状態よりも大きくなっている。また、ダイナミックプリズム１９を動作させた場合でのビームウエストの光軸方向への変位量が、上部ビームになるほど大きくなり、然も、上部ビームの変化量は０．４５ｍｍ以上となっている。つまり、上部ビームに近いビームほど、走査対象面上のスポット光の大きさは、ダイナミックプリズム１９を使用した時に大きく変化する。従って、ダイナミックプリズム１９を使用すると描画品質が低下する。なお、光学系の一部が副走査方向へ偏心している状態での各スポット光の様子を、図７（ｂ）に概略的に示している。この図７（ｂ）に示されるように、上部ビームに近いほど、ダイナミックプリズム１９の作用に伴ってスポット光の大きさが大きく変化し、走査線の太さが太くなる。
【００９３】
この表４に示す状態において、ハーフミラー１８で折り曲げられた光軸がケーシング１の底面と平行な方向から上方へ４．０分傾くようにハーフミラー１８の傾きを調整した状態でのビームウエストの走査対象面からの光軸方向へのずれ量（単位は［ｍｍ］）を、表５に示す。
【００９４】
【表５】

【００９５】
ハーフミラー１８を傾けることによって、副走査断面像面の副走査方向からの傾きがなくなるように修正されているために、表５に示されるように、上部ビームの上下差と下部ビーム上下差との差が、表３の設計状態とほぼ同程度になっている。また、ハーフミラー１８を傾けた後では、ダイナミックプリズム１９を動作させた場合でのビームウエスト位置の光軸方向への変位量が、上部ビーム及び下部ビームとも、０．２５ｍｍ以内に収まるように修正されている。従って、第２レンズ２２ｂの後面のみが偏心加工されていても、ハーフミラー１８を適宜量傾けることによって、像面の傾きが修正され、結果的に、ダイナミックプリズム１９を使用することによる描画品質の低下が抑制される。
【００９６】
＜組付誤差＞
次に、組付誤差によってシリンドリカルレンズ群２０だけが上方へ０．２ｍｍ偏心してしまった状態でのビームウエストの走査対象面からの光軸方向へのずれ量（単位は［ｍｍ］）を、表６に示す。
【００９７】
【表６】

【００９８】
上記組付誤差によって光学系の一部が副走査方向へ偏心していると、像面が副走査方向から傾いてしまうために、表６に示されるように、上部ビームの上下差と下部ビームの上下差との差が、表３の設計状態よりも大きくなっている。また、ダイナミックプリズム１９を動作させた場合でのピント位置の光軸方向への変位量が、下部ビームになるほど大きくなり、然も、下部ビームの変化量は０．４５ｍｍ以上となっている。つまり、下部ビームに近いビームほど、走査対象面上のスポット光の大きさは、ダイナミックプリズム１９を使用した時に大きく変化する。従って、ダイナミックプリズム１９を使用すると描画品質が低下する。
【００９９】
この表６に示す状態において、ハーフミラー１８で折り曲げられた光軸が水平方向から下方へ４．０分傾くようにハーフミラー１８の傾きを調整した状態でのビームウエストの走査対象面からの光軸方向へのずれ量（単位は［ｍｍ］）を、表７に示す。
【０１００】
【表７】

【０１０１】
ハーフミラー１８を傾けることによって、像面の副走査方向からの傾きがなくなるように修正されているために、表７に示されるように、上部ビームの上下差と下部ビーム上下差との差は、表３の設計状態とほぼ同程度になっている。また、ハーフミラー１８を傾けた後では、ダイナミックプリズム１９を動作させた場合でのビームウエストの光軸方向への変位量が、上部ビーム及び下部ビームとも、０．２５ｍｍ以内に収まるように修正されている。従って、第２レンズ２２ｂのみが偏心配置されても、ハーフミラー１８を適宜傾けることによって、像面の傾きが修正され、結果的に、ダイナミックプリズム１９を使用することによる描画品質の低下が抑制される。
【０１０２】
なお、マルチビーム走査装置の製造を担当する作業者が、ハーフミラー１８を用いた調整を実際に行う際には、例えば、表３に示した設計状態からハーフミラー１８を上方へ６．０分傾けると表８に示すような状態になるというように、予め、ハーフミラー１８の傾倒量と「上下差」及び「最大差」との相関関係を割り出しておく。そして、作業者は、製造工程において、各ビームのビームウエストを従来の測定手段を用いて測定し、組み上げた装置にどのような誤差が生じているか否かに拘わらず、その測定結果に基づいてハーフミラー１８の傾倒量を決定し、その傾倒量に従ってハーフミラー１８を傾倒すれば良い。これにより、加工誤差と組付誤差が同時に生じている場合であってもそうでない場合でも、簡単に調整を行うことができる。
【０１０３】
【表８】

【０１０４】
また、ハーフミラー１８を実際に傾倒する際には、例えば、図８に示されるような調整量検出装置７０をレーザースキャンニングユニットに取り付けて、行えば良い。
【０１０５】
図８に示す調整量検出装置７０は、第２レンズ２２ｂをそのレンズ枠ごと取り外した後に設置されるスケールスクリーン７１及びミラー７２と、撮影カメラ７３と、モニター７４とから、構成されている。
【０１０６】
スケールスクリーン７１は、磨りガラスであり、その表面には、目盛りが刻まれた１本のラインＬが描かれている。このスケールスクリーン７１は、ｆθレンズ群２２の光軸Ａｘと直交する状態で、且つ、上記のラインＬを副走査方向に向けた状態で、ケーシング１の底面上に設置される。ミラー７２は、その反射面がスケールスクリーン７１に対して４５°傾いた状態で、ケーシング１の底面上に設置される。このミラー７２は、第１レンズ２２ａ及びスケールスクリーン７１を透過した光をケーシング１の底面が向く方向に向けて反射する。撮影カメラ７３は、ミラー７２の反射面上に映り込むスケールスクリーン４１上の像を撮影するためのカメラであり、撮影した像をモニター７４に出力する。
【０１０７】
この調整量検出装置７０では、ポリゴンミラー２１の回転に伴ってレーザービームによる線状の軌跡（走査線）がスケールスクリーン７１上に描かれるので、モニター７４には、目盛りが記されたラインＬとこのラインＬに交差する走査線Ｓとが、映し出される。この走査線Ｓは、ミラーホルダー５０を操作してハーフミラー１８を傾けることによって、モニター７４の画面内で上下に移動する。作業者は、このモニター７４に映し出された走査線Ｓを利用して、ハーフミラー１８の傾倒量を簡単に確認することができる。
【０１０８】
【実施例２】
第２の実施例による光学系の近軸での具体的な数値構成は、表１及び表２に示したのと同じであり、各光学素子が設計通りに加工されて設計通りに組み付けられた状態でのビームウエストの走査対象面からの光軸方向へのずれ量は、表３に示したのと同じである。
【０１０９】
この光学系において、仮に第２レンズ２２ｂに加工誤差が生じてその後面のＲｙが、２１１．６ｍｍから２００．９ｍｍに変更されていたとすると、ｆθレンズ群２２の主走査方向の焦点距離が、３２９．６ｍｍから３２５．２ｍｍに変更されることとなる。すると、この光学系により収束されるレーザービームの副走査方向の収束位置は不変であるにも拘わらず、主走査方向の収束位置だけが光軸方向へ変位する。そして、このようにレーザービームの主走査方向の収束位置と副走査方向の収束位置とに誤差が生じてしまった状態においては、レーザービームの主走査方向の収束位置を、ｆθレンズ群２２の副走査方向の焦点距離３２９．６ｍｍの地点へと戻さねばならない。
【０１１０】
従来のマルチビーム走査装置では、上記の誤差を取り除くために、コリメータレンズ群１１をＭＬＡ１０側へ０．２５ｍｍ平行移動する必要がある。また、コリメータレンズ群１１を動かしたことによってレーザービームの副走査方向の収束位置が移動してしまったのを元に戻すために、シリンドリカルレンズ群２０をポリゴンミラー２１側へ２．４７ｍｍ平行移動する必要がある。このような従来の調整手段による調整後のビームウエストの走査対象面からの光軸方向へのずれ量（単位は［ｍｍ］）を、表９に示す。
【０１１１】
【表９】

【０１１２】
このように従来の調整手段により調整されると、ダイナミックプリズム１９に入射するレーザービームが、副走査方向において収束光又は発散光となるために、ダイナミックプリズム１９の動作に伴って像面位置が光軸方向へ移動してしまう。特に、表９の「上０．３ｍｍ」と「下０．３ｍｍ」とを比較して分かるように、レーザービームを下方へと平行移動させるようにダイナミックプリズム２０を動作させるほど像面位置が光軸方向へ移動する。このため、下部ビームに近いビームほど、走査対象面上のスポット光の大きさは、ダイナミックプリズム１９を大きく作用させるほど大きく変化する。従って、ダイナミックプリズム１９を使用すると描画品質が著しく低下する。
【０１１３】
これに対し、本実施形態のマルチビーム走査装置では、上記の誤差を取り除くために、コリメータレンズ群１１をアナモルフィックプリズム１２側へ０．０８４ｍｍ平行移動し、第２リレーレンズ群１７をポリゴンミラー２１側へ２．３３ｍｍ平行移動し、シリンドリカルレンズ群２０の平行移動量を０．００ｍｍにする。このような調整後のビームウエストの走査対象面からの光軸方向へのずれ量（単位は［ｍｍ］）を、表１０に示す
【０１１４】
【表１０】

【０１１５】
このように調整されると、ダイナミックプリズム１９に入射するレーザービームは副走査方向において平行光のままとなるために、ダイナミックプリズム１９を動作させても像面位置は光軸方向へ大幅に移動することがない。表９と表１０の「上０．３ｍｍ」及び「下０．３ｍｍ」を比較して分かるように、本実施形態のようにコリメータレンズ群１１と第２リレーレンズ群１７とを用いて調整すると、マルチビーム走査装置が表３の設計状態に近い状態になっていることが分かる。
【０１１６】
なお、本発明の調整手段を実際に適用する際には、予め、以下の条件式（１）のＡ〜Ｄを求めておくとよい。そして、マルチビーム走査装置を製造する際に、レーザービームの主走査方向及び副走査方向の収束位置を従来の測定手段を用いて測定し、その測定結果に基づいて、主走査方向の収束位置の移動量α［ｍｍ］を決定し、その移動量α［ｍｍ］と条件式（１）とに基づいてコリメータレンズ群１１と第２リレーレンズ群１７の移動量Ｘ［ｍｍ］及びＹ［ｍｍ］を算出し、その移動量Ｘ［ｍｍ］及びＹ［ｍｍ］に従ってコリメータレンズ群１１と第２リレーレンズ群１７とを移動させると良い。
【０１１７】
上述した条件式（１）は、以下の通りである。
【数３】

【０１１８】
この条件式（１）において、Ａ及びＢは、コリメータレンズ群１１の光軸方向への移動量［ｍｍ］に対する主走査方向及び副走査方向の収束位置の移動量［ｍｍ］の比率である。また、Ｃ及びＤは、第２リレーレンズ群１７の光軸方向への移動量［ｍｍ］に対する主走査方向及び副走査方向の収束位置の移動量［ｍｍ］の比率である。
【０１１９】
なお、本実施形態では、第２リレーレンズ群１７が光軸方向に平行移動可能に保持されているとしたが、第１リレーレンズ群１５が光軸方向に平行移動可能に保持されていても良いし、第１及び第２リレーレンズ１５，１７の両方が個々に光軸方向に平行移動可能に保持されていても良い。何れの場合でも、本発明の効果を十分に発揮することができる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、走査対象面の副走査方向への移動速度の僅かな増減に同期してレーザービームを平行移動させる副偏向器の動作に伴って、各レーザービームの副走査方向のビームウエストが光軸方向へ移動する要因がある場合であっても、副偏向器を使用したときの走査対象面上の各スポット光の大きさができるだけ揃うように調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態であるレーザースキャンニングユニットから上蓋を外した状態を示す平面図
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図３】コリメータレンズ群を光軸方向にのみ平行移動可能に保持するレンズホルダーの（ａ）一部断面側面図と（ｂ）平面図
【図４】第１リレーレンズ群を光軸方向にのみ平行移動可能に保持するレンズホルダーの（ａ）平面図と（ｂ）正面図と（ｃ）側面図
【図５】ハーフミラーを副走査方向にのみ傾倒可能に保持するミラーホルダーの（ａ）斜視図と（ｂ）正面図
【図６】シリンドリカルレンズ群を光軸方向にのみ平行移動可能に保持するレンズホルダーの（ａ）正面図と（ｂ）平面図
【図７】各レーザービームが走査対象面上を走査する様子を示す概略図
【図８】ハーフミラーの傾き量を測定する測定装置を使用している状態を示す概略図
【符号の説明】
１　　ケーシング
１ｆ　溝
７　　ネジ
７ａ　ワッシャー
１０　　モノシリックレーザーアレイ（ＭＬＡ）
１１　　コリメートレンズ群
１２　　アナモルフィックプリズム
１５　　第１リレーレンズ群
１７　　第２リレーレンズ群
１８　　ハーフミラー
１９　　ダイナミックプリズム
２０　　シリンドリカルレンズ群
２１　　ポリゴンミラー
２２　　ｆθレンズ群
２２ａ　第１レンズ
２２ｂ　第２レンズ
２２ｃ　第３レンズ
２２ｄ　第４レンズ
３０　　レンズホルダー
３１　　円筒状部材
３２　　鏡筒
３３　　ビス
３４　　摘み部材
４０　　レンズホルダー
４１　　鏡筒
４２　　Ｌ字金具
４３　　Ｌ字板
４４　　ネジ
５０　　ミラーホルダー
５１　　ミラー枠
５１ａ　開口部
５１ｂ　軸
５２　　板バネ
５３　　支持部材
５３ｄ　貫通孔
５４　　ネジ
６０　　レンズホルダー
６１　　鏡筒
６２　　Ｌ字金具
６３　　Ｌ字板
６４　　ネジ

Claims

アレイ状に並んだ光源から発せられる複数のレーザービームを、反射型主偏向器によって主走査方向に偏向させ、前記反射型主偏向器の反射面と前記主走査方向に直交する副走査方向に移動する走査対象面とを前記副走査方向において共役にする結像光学系を介して、前記各レーザービームを前記走査対象面上で走査させるマルチビーム走査装置であって、
前記副走査方向においてのみ前記光源からの前記各レーザービームを前記反射型主偏向器の反射面又はその近傍に収束させるシリンドリカルレンズ群と、
前記光源と前記シリンドリカルレンズ群との間において前記各レーザービームの光路を前記副走査方向へ偏向する偏向素子と、
前記偏向素子による前記各レーザービームに対する前記副走査方向への偏向量を調整する調整機構と、
前記走査対象面の前記副走査方向への移動速度の変化に同期させて前記偏向素子からの前記各レーザービームを前記副走査方向へ平行移動させる副偏向器とを備えることを特徴とするマルチビーム走査装置。
前記偏向素子は、ミラーである
ことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム走査装置。
前記ミラーは、前記各レーザービームの一部を透過させるとともにその残りを反射させるハーフミラーである
ことを特徴とする請求項２記載のマルチビーム走査装置。
前記反射型主偏向器は、回転多面鏡である
ことを特徴とする請求項１，２又は３記載のマルチビーム走査装置。
アレイ状に並んだ光源から発せられる複数のレーザービームを、反射型主偏向器によって主走査方向に偏向させ、前記反射型主偏向器の反射面と前記主走査方向に直交する副走査方向に移動する走査対象面とを前記副走査方向において共役にする結像光学系を介して、前記各レーザービームを前記走査対象面上で走査させるマルチビーム走査装置であって、
前記光源と前記反射型主偏向器との間に配置され、前記走査対象面の前記副走査方向への移動速度の変化に同期させて前記各レーザービームを前記副走査方向へ平行移動させる副偏向器と、
前記光源と前記副偏向器との間に配置され、少なくとも２つのレンズを有するとともに、一方のレンズを光軸方向へ移動させたときにおける前記主走査方向の像面位置の移動量と前記副走査方向の像面位置の移動量との比が、他方のレンズを光軸方向へ移動させたときの比とは異なる光学系と
を備えることを特徴とするマルチビーム走査装置。
前記光学系は、
前記光源と前記反射型主偏向器との間に配置され、前記副走査方向においてのみ前記光源からの前記各レーザービームのビーム形状を変更させるアナモルフィック光学素子と、
前記アナモルフィック光学素子の前後において前記各レーザービームが透過される位置に配置されるとともに、光軸方向にのみ平行移動可能に保持される回転対称な一対のレンズと
を備えることを特徴とする請求項５記載のマルチビーム走査装置。
前記一対のレンズのうち、前記アナモルフィック光学素子の前側にあるレンズは、前記光源からの前記各レーザービームを平行光に変換するコリメートレンズであり、前記アナモルフィック光学素子の後側にあるレンズは、リレー光学系を構成するレンズのうちの１つである
ことを特徴とする請求項６記載のマルチビーム走査装置。
前記アナモルフィック光学素子は、アナモルフィックプリズムである
ことを特徴とする請求項６又は７記載のマルチビーム走査装置。
前記一対のレンズのうち、前記アナモルフィック光学素子の前側にある第１のレンズの光軸方向への移動量に対するレーザービームの主走査方向及び副走査方向の収束位置の変化量の比率をＡ及びＢとし、前記アナモルフィック光学素子の後側にある第２のレンズの光軸方向への移動量に対するレーザービームの主走査方向及び副走査方向の収束位置の変位量の比率をＣ及びＤとし、前記第１及び第２のレンズの移動量をＸ［ｍｍ］及びＹ［ｍｍ］とし、前記第１及び第２のレンズの移動前後でのレーザービームの主走査方向の収束位置の変位量をα［ｍｍ］としたときに、以下の条件（１）

を満たすように、前記第１及び第２レンズが初期位置からそれぞれＸ［ｍｍ］及びＹ［ｍｍ］だけ移動される
ことを特徴とする請求項６，７又は８記載のマルチビーム走査装置。