JP3222052B2

JP3222052B2 - 光走査装置

Info

Publication number: JP3222052B2
Application number: JP00298896A
Authority: JP
Inventors: 貴志白石; 雅夫山口; 康行福留
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 2001-10-22
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: EP1318427A2; JPH09189872A; US6055084A; US6061162A; DE69736021T2; US6337757B1; US6452709B1; US6084699A; EP1318427B1; US6201625B1; DE69736021D1; CN1154338C; CN1162771A; DE69725479D1; US6219167B1; EP0784221A1; EP0784221B1; US6104519A; EP1318427A3; US5751462A

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、高速レーザプリ
ンタ装置、複数ドラム方式カラー複写機あるいはデジタ
ルカラー複写機などの画像形成装置に利用されるマルチ
ビーム光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、複数ドラム方式カラープリン
タあるいは複数ドラム方式カラー複写機などの画像形成
装置では、色分解された色成分に対応する複数の画像形
成部、及び、この画像形成部に、色成分に対応する画像
データすなわち複数のレーザビームを提供するレーザ露
光装置すなわち光走査装置が利用されている。

【０００３】光走査装置は、半導体レーザ素子から出射
されたレーザビームの断面ビーム径を所定の大きさに絞
り込む第１のレンズ群、第１のレンズ群により絞り込ま
れたレーザビーム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光偏向装置、光偏向装置によ
り偏向されたレーザビームを記録媒体の所定の位置に結
像させる第２のレンズ群などを有している。なお、多く
の場合、光偏向装置によりレーザビームが偏向される方
向が主走査方向ならびに記録媒体が搬送される方向すな
わち主走査方向と直交する方向が副走査方向と示され
る。

【０００４】この種の光走査装置としては、適用される
画像形成装置に合わせて、各画像形成部のそれぞれに対
応して複数の光走査装置が配置される例と、複数のレー
ザビームを提供可能に形成されたマルチビーム光走査装
置が配置される例とが知られている。

【０００５】ところで、記録媒体に対して、たとえば、
Ｎ本のレーザビームにより画像情報を記録できるなら
ば、回転ミラーの回転数および画像周波数は、それぞ
れ、１／Ｎに低減される。

【０００６】また、Ｎ本のレーザビームを含む光源を色
分解された色成分の数に対応させてＭ群配置すること
で、カラー画像を形成可能な画像形成装置向けのコンパ
クトな光走査装置が提供される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｍ群の
レーザビームを実質的に１本のレーザビームとみなすこ
とのできる状態で光偏向装置に案内するためには、光偏
向装置よりも光源側でＭ群のレーザビームを合成する必
要が生じる。この場合、光偏向装置と光源の間の距離を
十分に確保するか、光偏向装置の反射面に入射するレー
ザビームを反射面が回転される方向と直交する方向すな
わち副走査方向に距離を置いて入射させる必要がある。

【０００８】光源と光偏向装置との間の距離を確保する
ためには、光偏向装置と光源の間の距離を増大させるこ
とから、光走査装置が大型化される問題がある。一方、
反射面に入射するレーザビームに対して副走査方向の間
隔を与えることは、結像特性を劣化させたり、Ｍ群のレ
ーザビームごとの走査方向に対する曲り量の差および同
Ｍ群のレーザビームごとの環境変化に起因するレンズ材
質の屈折率変化に伴なう像面での断面ビーム径の変動等
が増大する問題がある。

【０００９】また、光走査装置の大きさを低減する目的
で、最終のレンズ面と像面との間の距離が拡大される
と、Ｍ群のレーザビームごとの走査方向に対する曲り量
の差が大きくなる問題がある。この場合、光偏向装置の
反射面と最終のレンズ面との間の距離を増大すること
で、曲り量は低減可能であるが、光走査装置が大型化す
る問題がある。また、反射面と最終のレンズ面との間の
距離が増大されると、有効振り角が狭くなることから、
各光源のレーザ素子を駆動する駆動周波数すなわち画像
周波数を高くしなければならず、ノイズ対策および駆動
装置の周波数特性の点でコストが増大される問題があ
る。

【００１０】さらに、副走査方向に距離を置いたＭ群の
レーザビームのそれぞれに対して与えられる光学特性を
均一化するために各レーザビームが光走査装置の各レン
ズを通過する位置を最適化する際に、光走査装置の系の
光軸から副走査方向に離れた位置を通過されるレーザビ
ームには、残りのレーザビームに比較して異なるコマ収
差が生じる問題がある。

【００１１】また、Ｍ群のレーザビームのそれぞれがＮ
本のレーザビームを含む場合、Ｎ本のレーザビームを実
質的に１本のレーザビームとみなすことができるよう合
成するために複数の半透明鏡であるハーフミラーが利用
されるが、各レーザビームがハーフミラーを通過される
回数の差が大きな場合、レーザビーム相互間の光量の
差、球面収差あるいはコマ収差などに差を生じ、ビーム
径に差が生じる問題がある。

【００１２】さらにまた、Ｍ群のレーザビームがＮ本の
レーザビームを含む場合には、各群のレーザビームにＮ
本のビーム分の副走査方向の幅が与えられることから、
１回の走査により走査されるレーザビームの露光開始位
置と露光終了位置との間の主走査方向の傾きが目視可能
なレベルまで増大される問題がある。

【００１３】またさらに、Ｍ群のレーザビームがＮ本の
レーザビームを含むことにより、像面に到達されたレー
ザビームの全ての光強度が合成された時点で、レーザビ
ーム相互の位相の差あるいは波長の変動に起因して、像
面の光エネルギーが変動する問題がある。なお、位相差
あるいは波長の変動による光エネルギーの変動が所定の
大きさを越えた場合には、画像形成装置に組み込まれた
際に、画像欠損または未露光部へのトナーの供給の欠損
が生じる問題がある。

【００１４】この発明の目的は、色ずれの少ないカラー
画像を形成可能な光走査装置を提供することにある。

【００１５】

【問題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、複数の光源と、回転可能に形
成された反射面を有し、前記複数の光源から出射された
光を所定の方向に偏向する偏向手段と、前記複数の光源
と前記偏向手段の間であって前記偏向手段に最も近い側
に配置され、前記光源から出射された光を前記偏向手段
に向けて反射する第１のミラーと、前記複数の光源と前
記偏向手段の間であって、前記偏向手段に対し前記第１
のミラーよりも遠い位置に配置され、前記光源から出射
された光を前記偏向手段に向けて反射する第２のミラー
と、前記複数の光源と前記偏向手段の間であって、前記
偏向手段に対し前記第２のミラーよりも遠い位置に配置
され、前記光源から出射された光を前記偏向手段に向け
て反射する第３のミラーとを具備してなり、前記第１な
いし第３のミラーは、前記第１のミラーにより反射され
前記偏向手段に向かう光の光軸と記第２のミラーにより
反射された前記偏向手段に向かう光の光軸との前記反射
面上での距離よりも、前記第２のミラーにより反射され
前記偏向手段に向かう光の光軸と前記第３のミラーによ
り反射され前記偏向手段に向かう光の光軸との前記反射
面上での距離のほうが大きくなるように配置され、前記
第１のミラーへ入射する光は、前記偏向手段により偏向
された光と交差するように入射されることを特徴とする
光走査装置を提供するものである。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。

【００２５】図１は、この発明の実施の形態としてが適
用されたマルチカラー光走査装置が組み込まれる４連ド
ラム式カラー画像形成装置の正面断面図である。

【００２６】図１に示されるように、画像形成装置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＝ブラックごとに画像を
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。

【００２７】各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
は、光走査装置１の第３の折返しミラー３７Ｙ，３７
Ｍ，３７Ｃおよび第１の折返しミラー３３Ｂを介して各
色成分画像に対応するレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) が出射される位置に対応して、光走査装置１の下
方に、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂの順で直列
に配置されている。

【００２８】それぞれの画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) の下方には、各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) により形成された画像を搬送する搬送ベルト５
２が配置されている。

【００２９】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および
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。

【００３０】各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
は、それぞれ、円筒ドラム状で、矢印の方向に回転可能
に形成され、印字すべき画像情報に対応する静電潜像が
形成される感光体ドラム５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃおよび
５８Ｂを有している。

【００３１】それぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，Ｃ
およびＢ) の周囲の所定位置には、各感光体ドラム５８
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の表面に所定の表面電位を提供
する帯電装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃおよび６０Ｂ、各
感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の表面に形成
された静電潜像を対応する色が与えられているトナーで
現像する現像装置６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃおよび６２
Ｂ、搬送ベルト５２を感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) との間に介在させた状態で感光体ドラム５８
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対向され、搬送ベルト５２ま
たは搬送ベルト５２を介して搬送される記録用紙Ｐに、
各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)上のトナー
像を転写する転写装置６４Ｙ，６４Ｍ，６４Ｃおよび６
４Ｂ、転写装置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を介してト
ナー像が転写されたあとに感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，
ＣおよびＢ) 表面に残った残存トナーを除去するクリー
ナ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃおよび６６Ｂ、及び、転写装
置６４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)を介してトナー像が転写
されたあとにそれぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，Ｃ
およびＢ) 上に残った残存電位を除去する除電装置６８
Ｙ，６８Ｍ，６８Ｃおよび６８Ｂが、各感光体ドラム５
８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の回転方向に沿って順に配置
されている。

【００３２】なお、光走査装置１の各ミラー３７Ｙ，３
７Ｍ，３７Ｃおよび３３Ｂにより、感光体ドラム５８に
案内される各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢ
は、図２および図６を用いて後述するよう、それぞれの
感光体上で副走査方向にＮ_ｉ本に分離され、各帯電装置
６０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と各現像装置６２ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) との間に照射される。また、この例で
は、レーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣは２本 (Ｎ_１＝
Ｎ_２＝Ｎ_３＝２) に、また、レーザビームＬＢは４本
(Ｎ_４＝４) に、それぞれ、分離される。

【００３３】搬送ベルト５２の下方には、各画像形成部
５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により形成された画像が転
写されるための記録媒体すなわち用紙Ｐを収容する用紙
カセット７０が配置されている。

【００３４】用紙カセット７０の一端部であって、テン
ションローラ５４の近傍には、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枚ずつ取り出す半
月ローラ (送り出しローラ) ７２が配置されている。送
り出しローラ７２とテンションローラ５４との間には、
カセット７０から取り出された１枚の用紙Ｐの先端と各
画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、特に、５０Ｂ
によりそれぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) 、特に、５８Ｂに形成されたトナー像の先端とを整
合させるためのレジストローラ７４が配置されている。

【００３５】レジストローラ７４と第１の画像形成部５
０Ｙとの間であって、テンションローラ５４の近傍、実
質的に、搬送ベルト５２を挟んでテンションローラ５４
の外周上には、レジストローラ７２を介して所定のタイ
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。なお、吸
着ローラ７６の軸線とテンションローラ５４は、平行に
配置される。

【００３６】搬送ベルト５２の一端であって、ベルト駆
動ローラ５６の近傍、実質的に、搬送ベルト５２を挟ん
でベルト駆動ローラ５６の外周上には、搬送ベルト５２
あるいは搬送ベルトにより搬送される用紙Ｐ上に形成さ
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、後方のセンサ８０のみが示されている) 。

【００３７】ベルト駆動ローラ５６の外周に対応する搬
送ベルト５２上には、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。

【００３８】搬送ベルト５２を介して搬送された用紙Ｐ
がテンションローラ５６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。

【００３９】図２には、図１に示したカラー画像形成装
置に利用されるマルチビーム光走査装置が示されてい
る。なお、図１に示したカラー画像形成装置では、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組利用されることから、同様
に、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。

【００４０】図２に示されるように、マルチビーム光走
査装置１は、光源としてのレーザ素子から出射されたレ
ーザビームを、所定の位置に配置さ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５０Ｙ，５０
Ｍ，５０Ｃおよび５０Ｂの感光体ドラム５８Ｙ，５８
Ｍ，５８Ｃおよび５８Ｂのそれぞれの所定の位置に向か
って所定の線速度で偏向する偏向手段としてのただ１つ
の光偏向装置５を有している。なお、以下、光偏向装置
５により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、光偏
向装置５の多面鏡５ａの各反射面に平行な方向を副走査
方向と示す。

【００４１】光偏向装置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
５ａと、多面鏡本体５ａを、主走査方向に所定の速度で
回転させる図示しないモータとを有している。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、たとえば、二酸化ケイ素などの表面保護層が蒸着
されることで提供される。

【００４２】光偏向装置５と像面との間には、光偏向装
置５の反射面により所定の方向に偏向されたレーザビー
ムに所定の光学特性を与える第１および第２の結像レン
ズ３０ａおよび３０ｂからなる２枚組みの偏向後光学系
３０、偏向後光学系３０の第２の結像レンズ３０ｂから
出射されたそれぞれの合成されたレーザビームＬ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) の個々のビームが、画像が書き込まれ
る領域より前の所定の位置に到達したことを検知するた
めのただ１つの水平同期検出器２３、及び、偏向後光学
系２１と水平同期検出器２３との間に配置され、偏向後
光学系２１の後述する少なくとも一枚のレンズを通過さ
れた２＋２＋２＋４本の合成されたレーザビームＬ
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の一部を、水平同期検出器２３
に向かって、主走査方向ならびに副走査方向のそれぞれ
共に異なる方向へ反射させるただ１組の水平同期用折り
返しミラー２５などが配置されている。

【００４３】次に、光源としてのレーザ素子と光偏向装
置５との間の偏向前光学系について詳細に説明する。

【００４４】光走査装置１は、Ｎ_ｉ (ｉは正の整数) を
満たす第１および第２の２つ (Ｎ_１＝Ｎ_２＝Ｎ_３＝２)
のレーザ素子を含むイエロー，マゼンタおよびシアン用
光源３Ｙ，３Ｍおよび３Ｃと、Ｎ_ｉ (ｉは正の整数) を
満たす第１ないし第４の４つ(Ｎ_４＝４) のレーザ素子
を含む第４の光源３Ｂを有している。なお、ビーム群光
源の数Ｍ (Ｍは正の整数) は、４で示される。

【００４５】第１の光源３Ｙは、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を有してい
る。それぞれのレーザ３Ｙａおよび３Ｙｂは、光偏向装
置５の多面鏡５ａの各反射面上で、それぞれから出射さ
れたレーザビームＬＹａおよびＬＹｂに、副走査方向に
所定の距離を提供可能に配置されている。

【００４６】第２の光源３Ｍは、Ｍすなわちマゼンタ画
像に対応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を有してい
る。なお、それぞれのレーザ３Ｍａおよび３Ｍｂも、光
偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面上で、それぞれから
出射されたレーザビームＬＭａおよびＬＭｂに、副走査
方向に所定の距離を提供可能に配置されている。

【００４７】第３の光源３Ｃは、Ｃすなわちシアン画像
に対応するレーザビームを出射するシアン第１レーザ３
Ｃａおよびシアン第２レーザ３Ｃｂを有している。この
光源３Ｃも、光偏向装置５の多面鏡５ａの各反射面上
で、それぞれから出射されたレーザビームＬＣａおよび
ＬＣｂに、副走査方向に所定の距離を提供可能に配置さ
れている。

【００４８】第４の光源３Ｂは、Ｂすなわちブラック
(黒) 画像に対応するレーザビームを出射する黒第１レ
ーザ３Ｂａ、黒第２レーザ３Ｂｂ、黒第３レーザ３Ｂｃ
および黒第４レーザ３Ｂｄを有している。なお、光源３
Ｂは、４つのレーザを含むものの、上述した第１ないし
第３の光源３Ｙ，３Ｍおよび３Ｃと同様に、光偏向装置
５の多面鏡５ａの各反射面上で、それぞれから出射され
たレーザビームＬＢａ，ＬＹｂ，ＬＹｃおよびＬＹｄ
に、副走査方向に所定の距離を提供可能に配置されてい
る。

【００４９】これにより、光偏向装置５の多面鏡５ａの
各反射面には、各反射面上で副走査方向に距離をおいた
Ｎ_ｉ本かつＭ組 (Ｍ＝４) のレーザビームＬＹａ，ＬＹ
ｂ，ＬＭａ，ＬＭｂ，ＬＣａ，ＬＣｂ，ＬＢａ，ＬＢ
ｂ，ＬＢｃおよびＬＢｄが出射される。それぞれのレー
ザ素子３Ｙａおよび３Ｙｂ、３Ｍａおよび３Ｍｂ、３Ｃ
ａおよび３Ｃｂ、ならびに、３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃお
よび３Ｂｄすなわち４群の光源３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび
３Ｂと光偏向装置５との間には、それぞれの光源から出
射された２本＋２本＋２本＋４本の合計１０本のレーザ
ビームＬＹａ，ＬＹｂ，ＬＭａ，ＬＭｂ，ＬＣａ，ＬＣ
ｂ，ＬＢａ，ＬＢｂ，ＬＢｃおよびＬＢｄの断面ビーム
スポット形状を所定の形状に整える４ (Ｍ) 組みの偏向
前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が配置されている。

【００５０】イエロー第１レーザ３Ｙａおよびイエロー
第２レーザ３Ｙｂのそれぞれと、光偏向装置５の間に
は、各レーザ３Ｙａおよび３Ｙｂに所定の収束性を与え
る有限焦点レンズ９Ｙａおよび対応する有限レンズを通
過されたレーザビームのビーム断面形状を所定の形状に
整える絞り１０Ｙａ、ならびに、同レンズ９Ｙｂおよび
同１０Ｙｂが配置されている。なお、各有限レンズ９Ｙ
ａおよび９Ｙｂは、後述する偏向後光学系に利用される
結像レンズ群に与えられる光学特性に対して相補的な光
学特性を有することが必要であり、結像レンズ群の光学
特性に依存して、たとえば、それぞれのレーザビームを
平行光に変換するコリメートレンズが利用されてもよ
い。

【００５１】それぞれの絞り１０Ｙａ，１０Ｙｂを通過
されたレーザビームＬＹａ，ＬＹｂが交差する位置に
は、それぞれのレーザビームＬＹｂとＬＹａとを、副走
査方向から見た状態で実質的に１本のレーザビームＬＹ
とみなすことのできるよう重ね合わせる半透明鏡である
ハーフミラー１２Ｙが配置されている。すなわち、ハー
フミラー１２ＹのレーザビームＬＹａが入射される面と
反対の面には、レーザビームＬＹａに対して副走査方向
に所定のビーム間隔を提供可能に配置されたレーザビー
ムＬＹｂがレーザビームＬＹａに対して副走査方向に所
定のビーム間隔で入射される。なお、ハーフミラー１２
Ｙは、それぞれのレーザビームＬＹａ，ＬＹｂを、副走
査方向から見た状態で実質的に１本のレーザビームＬＹ
とみなすことのできるよう重ね合わせた状態で光偏向装
置５の多面鏡５ａに入射させることのできる所定の角度
で配置される。

【００５２】ハーフミラー１２Ｙと光偏向装置５との間
には、ハーフミラー１２Ｙにより重ね合わせられたレー
ザビームＬＹを、副走査方向にのみ、さらに収束させる
ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙ、及び、図８を用い
て後述するようにハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙを
通過されたレーザビームＬＹを、実質的に１まとまりの
光線束として光偏向装置５に案内するための複数の反射
面を有するレーザ合成ミラーユニット１３が配置されて
いる。

【００５３】レーザ合成ミラーユニット１３は、以下に
示す他のレーザビームを、実質的に１まとまりの光線束
として光偏向装置５に案内する。なお、図２から明らか
なように、第１の光源３Ｙにより出射された第１および
第２のイエローレーザビーム３Ｙａおよび３Ｙｂは、図
８に示すレーザ合成ミラーユニット１３を通過されて光
偏向装置５に案内される。

【００５４】また、マゼンタ第１レーザ３Ｍａおよびマ
ゼンタ第２レーザ３Ｍｂのそれぞれとレーザ合成ミラー
ユニット１３との間には、それぞれのレーザ３Ｍａおよ
び３Ｍｂに対応された有限焦点レンズ９Ｍａおよび絞り
１０Ｍａならびに９Ｍｂおよび１０Ｍｂ、ハーフミラー
１２Ｍ、及び、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｍが配
置されている。

【００５５】以下、同様に、シアン第１レーザ３Ｃａお
よびシアン第２レーザ３Ｃｂのそれぞれとレーザ合成ミ
ラーユニット１３との間には、それぞれのレーザ３Ｃａ
および３Ｃｂに対応された有限焦点レンズ９Ｃａおよび
絞り１０Ｃａならびに９Ｃｂおよび１０Ｃｂ、ハーフミ
ラー１２Ｃ、及び、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｃ
が配置されている。

【００５６】さらに、黒第１レーザ３Ｂａ、黒第２レー
ザ３Ｂｂ、黒第３レーザ３Ｂｃおよび黒第４レーザ３Ｂ
ｄのそれぞれとレーザ合成ミラーユニット１３との間に
は、上述した他の光源に類似した光学特性を提供可能
な、第１ないし第４の有限焦点レンズ９Ｂａ，９Ｂｂ，
９Ｂｃおよび９Ｂｄ、第１ないし第４の絞り１０Ｂａ，
１０Ｂｂ，１０Ｂｃおよび１０Ｂｄ、ハーフミラー１２
Ｂ_１，１２Ｂ_２ならびに１２Ｂ_３、及び、ハイブリッド
シリンダレンズ１１Ｂが配置されている。

【００５７】なお、それぞれの光源３ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) 、偏向前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、及
び、レーザ合成ミラーユニット１３は、例えば、アルミ
ニウム合金によって形成される図示しない保持部材によ
り一体的に保持されている。

【００５８】次に、偏向前光学系に利用される各レンズ
およびハーフミラーの光学特性について詳細に説明す
る。

【００５９】有限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
ａ，９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ｂ，９Ｂｃおよび９Ｂｄ
には、それぞれ、非球面または球面ガラスレンズの表面
に、図示しない紫外線硬化型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。

【００６０】各ビーム群中のレーザ素子の出力を全て同
一の値とし、面上でも同一の光強度とするために、ハー
フミラー１２ (Ｙ，ＭおよびＣ) とハーフミラー１２Ｂ
_１の反射率と透過率の比は、それぞれ、１：１に設定さ
れる。これに対して、ハーフミラー１２Ｂ_２および１２
Ｂ_３の反射率と透過率の比は、それぞれ、２：１および
３：１に設定される。

【００６１】詳細には、第１ないし第３の光源３Ｙ，３
Ｍおよび３Ｃのそれぞれは、レーザの個数ＮがΝ_１＝Ν
_２＝Ν_３＝２であることから、要求されるハーフミラー
１２(Ｙ，ＭおよびＣ) の総数は、Ｎ_ｉ−１により管理
されるとともに、実質的に、２つの光源からのレーザビ
ームの光量を５０％ずつ合成することが必要となる。従
って、反射率と透過率との比は、１：１に設定され、ハ
ーフミラー１２ (Ｙ，ＭおよびＣ) を通過された時点
で、それぞれのレーザ３Ｙａおよび３Ｙｂ、３Ｍａおよ
び３Ｍｂ、ならびに、３Ｃａおよび３Ｃｂから出射され
たレーザビームＬＹａ，ＬＹｂ，ＬＭａ，ＬＭｂ，ＬＣ
ａおよびＬＣｂの光強度は、実質的に等しく規定され
る。

【００６２】一方、黒第１レーザ３Ｂａからのレーザビ
ームＬＢａと黒第２レーザ３ＢｂからのレーザビームＬ
Ｂｂを合成するハーフミラー１２Ｂ_１も２つの光源から
のレーザビームの光量を５０％ずつ合成する点で、ハー
フミラー１２ (Ｙ，ＭおよびＣ) と同一の反射率と透過
率とを有する。これに対して、ハーフミラー１２Ｂ
_２は、ハーフミラー１２Ｂ_１により既に合成されたレー
ザビームＬＢａとレーザビームＬＢｂに対して黒第３レ
ーザ３ＢｃからのレーザビームＬＢｃを合成するもので
あるから、反射率と透過率との比を２：１とすることに
より、レーザビームＬＢａ，ＬＢｂおよびＬＢｃの光強
度を等しくすることができる。同様に、ハーフミラー１
２Ｂ_３は、ハーフミラー１２Ｂ_２により既に合成された
レーザビームＬＢｃとレーザビームＬＢａおよびレーザ
ビームＬＢｂとに対して黒第４レーザ３Ｂｄからのレー
ザビームＬＢｄを合成するものであるから、反射率と透
過率との比を３：１とすることにより、ハーフミラー１
２Ｂ_３を通過された時点で、それぞれのレーザ３Ｂａ，
３Ｂｂ，３Ｂｃおよび３Ｂｄから出射されたレーザビー
ムＬＢａ，ＬＢｂ，ＬＢｃおよびＬＢｄの光強度を、実
質的に等しくできる。

【００６３】ところで、ハイブリッドレンズ１１Ｂに入
射される各レーザビームＬＢａ，ＬＢｂ，ＬＢｃおよび
ＬＢｂの光強度は、それぞれのレーザ３Ｂａ，３Ｂｂ，
３Ｂｃおよびａ３Ｂｄを出射された時点に比較して、お
おむね、２５％に減少されることになる。

【００６４】これに対して、ハーフミラー１２ (Ｙ，Ｍ
およびＣ) を通過されてハイブリッドレンズ１１ (Ｙ，
ＭおよびＣ) に入射される各レーザビームＬＹａ，ＬＹ
ｂ，ＬＭａ，ＬＭｂ，ＬＣａおよりＬＣｂの光強度は、
それぞれのレーザ３Ｙａ，３Ｙｂ，３Ｍａ，３Ｍｂ，３
Ｃａおよび３Ｃｂを出射された時点に比較して、おおむ
ね、５０％に保持される。

【００６５】このことから、図２に示した例では、各レ
ーザ３Ｙａ，３Ｙｂ，３Ｍａ，３Ｍｂ，３Ｃａおよび３
Ｃｂの定格出力を１０ミリワット (以下、ｍＷと示す)
に、３Ｂａ，３Ｂｂ，３Ｂｃおよび３Ｂｄの定格出力２
０ｍＷに、それぞれ設定することにより、異なるビーム
数かつ異なる色用のレーザビームを、結像位置におい
て、実質的に等しい光強度に設定できる。

【００６６】ところで、各現像装置６２ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) に使用されるトナーの特性の個体誤差および各
画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に利用される感
光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の特性の個体誤
差に関連して、像面におけるレーザビームの最適光強度
が変動することが知られている。また、各色成分に対応
するトナーには、着色剤等の特性あるいは転写方式等に
起因して異なる光強度およびビーム径が要求されること
もある。しかしながら、同一の色成分に対応される画像
形成部５０における光強度およびビーム径は、実質的に
均一であることが必要である。

【００６７】すなわち、画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) 相互間でのレーザビーム群ＬＹ，ＬＭ，ＬＣお
よびＬＢの光強度は、均一である必要はないが、各ビー
ム群におけるＮ_ｉ本のビーム相互の像面での光強度およ
びビーム径は、それぞれ、均一であることが要求され
る。

【００６８】例えば、イエローレーザビームＬＹａおよ
びＬＹｂの光強度が同一で、ＬＹａのビーム径がＬＹｂ
より小さい場合、イエローレーザビームＬＹａにより感
光体ドラム５８Ｙに書き込まれる潜像の幅はレーザビー
ムＬＹｂにより感光体ドラム５８Ｙに書き込まれる潜像
の幅に対して狭くなる。一例として、２本おきに、主走
査方向に線を書き込む場合には、線の太さにばらつきが
生じ、むらのある画像となってしまう。

【００６９】従って、イエローレーザビームＬＹａおよ
びＬＹｂ、マゼンタレーザビームＬＭａおよびＬＭｂ、
シアンレーザビームＬＣａおよびＬＣｂ、ならびに、ブ
ラック (黒) レーザビームＬＢａ，ＬＢｂ，ＬＢｃおよ
びＬＢｄは、それぞれ、像面での光強度が同一でビーム
径も均一であることが要求される。

【００７０】ところで、一般に、出力の高いすなわち高
出力用レーザ素子ほど、そのビーム放射角度が小さくな
ることから、同一の有限レンズと絞りを使用した場合に
は、像面でのビーム径が大きくなってしまう。よって、
ハーフミラー１２Ｙにより主走査方向にまとめられるそ
れぞれのレーザビーム用のレーザ素子の定格出力は、互
いに等しいことが必要となる。

【００７１】このことから、この発明の実施の形態で
は、ハーフミラー１２Ｙにより主走査方向にまとめられ
るＬＹａおよびＬＹｂを出射するレーザ素子３Ｙａおよ
び３Ｙｂの定格出力は、それぞれ１０ｍＷに揃えられて
いる。また、ハーフミラー１２Ｍにより主走査方向にま
とめられるＬＭａおよびＬＭｂを出射するレーザ素子３
Ｍａおよび３Ｍｂの定格出力は、それぞれ１０ｍＷ、同
様に、ハーフミラー１２Ｃにより主走査方向にまとめら
れるＬＣａおよびＬＣｂを出射するレーザ素子３Ｃａお
よび３Ｃｂの定格出力は、それぞれ１０ｍＷである。な
お、ハーフミラー１２Ｂ_１，１２Ｂ_２および１２Ｂ_３に
よりまとめられるレーザビームＬＢａ，ＬＢｂ，ＬＢｃ
およびＬＢｄを出射するレーザ素子３Ｂａ，３Ｂｂ，３
Ｂｃおよび３Ｂｄの定格出力は、それぞれ２０ｍＷに揃
えられている。

【００７２】これにより、それぞれのビーム群、すなわ
ち、ＬＹａおよびＬＹｂ、ＬＭａおよびＬＭｂ、ＬＣａ
およびＬＣｂならびにＬＢａ，ＬＢｂ，ＬＢｃおよびＬ
Ｂｄの各ビーム群の中での像面のビーム径は、同一の有
限レンズおよび絞りによっても、容易に均一とすること
ができる。

【００７３】ここで、仮に、図２に示した光学装置にお
いて、ハーフミラー１２Ｂ_１，１２Ｂ_２および１２Ｂ_３
の透過率と反射率の比を、全て、１：１とすると、像面
での光強度を均一とするためには、レーザ素子３Ｂａ，
３Ｂｂ，３Ｂｃおよび３Ｂｄの定格出力は、それぞれ、
４０ｍＷ，４０ｍＷ，２０ｍＷおよび１０ｍＷに設定さ
れなければならない。この場合、上述したレーザビーム
の放射角の差によって像面でのビーム径にばらつきが生
じることとなる。

【００７４】ここで、各レーザ素子３Ｂａ，３Ｂｂ，３
Ｂｃおよび３Ｂｄとして定格出力が同一すなわち４０ｍ
Ｗのレーザ素子を利用し、実際に使用する際の出力を、
それぞれ、４０ｍＷ，４０ｍＷ，２０ｍＷおよび１０ｍ
Ｗに制御する方法は容易に着想可能であるが、レーザ素
子３Ｂｃおよび３Ｂｄは、オーバースペックとなること
は明らかであり、コストが増大される。

【００７５】また、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣお
よびＬＢに対して用意されるハーフミラー１２の個数
は、Ｍ組の光源のそれぞれを構成するビーム数ＮのΝｉ
−１個（イエロー、マゼンタ、シアンは１、黒は３）で
あるが、いづれのレーザビームに関しても、ハーフミラ
ー１２を透過される回数は、最大で１回に制限される。
換言すると、レーザビームＬＹｂ，ＬＭａ，ＬＣｂおよ
びＬＢａは、ハーフミラー１２により反射されるのみ
(透過回数＝０) であり、残りのレーザビームもハーフ
ミラー１２を１回だけ通過する。

【００７６】このように、それぞれのレーザビームがハ
ーフミラー１２を透過する回数およびビーム相互間の通
過回数の差を最小とすることにより、平行光以外の光が
平行平板を通過する場合に生じる問題である焦点距離の
変動あるいは球面収差の影響を低減できる。なお、ハー
フミラー１２を通過されないレーザビームＬＹｂ，ＬＭ
ａ，ＬＣｂおよびＬＢａのそれぞれを、ハーフミラー１
２と等しい屈折率が与えられている平行平板を通過させ
ることにより、ビーム相互間の通過回数の差に起因する
光学特性の変動を低減できる。

【００７７】以下、表１ないし表３に、偏向前光学系７
の光学的数値データを示す。

【００７８】

【表１】

【００７９】

【表２】

【００８０】

【表３】

【００８１】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およびハイ
ブリッドシリンダレンズ１１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。なお、転写ベ
ルトである搬送ベルト５２が回転される方向に関し、最
も回転方向上流側と最も回転方向下流側に位置するＹ
(イエロー) 画像形成部５８Ｙに対応される偏向前光学
系７ＹおよびＢ (ブラック) 画像形成部５８Ｂに対応さ
れる偏向前光学系７Ｂは、実質的に、同一のレンズ配置
を有する (系の光軸に対して対称となっている) 。ま
た、Ｍ (マゼンタ)に対応される偏向前光学系７Ｍおよ
びＣ (シアン) に対応される偏向前光学系７Ｃは、偏向
前光学系７Ｙおよび７Ｂに比較して、有限焦点レンズ９
とハイブリッドシリンダレンズ１１との間隔が広げられ
ている。

【００８２】一方、ハイブリッドシリンダレンズ１１と
光偏向装置５の反射面との間の距離は、両端のレーザビ
ーム、すなわち、レーザビームＬＹおよびレーザビーム
ＬＢに関して最大に規定される。このことは、図２から
明らかなように、複数の光源のそれぞれを複数のレーザ
により構成する際に、各レーザ３ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) ａ，３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ｂ，黒第３レーザ３
Ｂｃおよび黒第４レーザ３Ｂｄと、それぞれに対応する
有限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ａ、９(Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) ｂ，黒第３レーザ用有限焦点レンズ９
Ｂｃおよび黒第４レーザ用有限焦点レンズ９Ｂｄの配列
に関する制約 (実装面) を低減できる。

【００８３】次に、図３を用いて、各光源から光偏向装
置に向かうレーザビームに作用する偏向前光学系の機能
について説明する。なお、各光源と光偏向装置との間に
配置される各レンズおよびハーフミラーの作用は実質的
に同一であるから、イエロー第１レーザ３Ｙａから光偏
向装置５の多面鏡５ａに向かうレーザビームＬＹａを代
表させて説明する。

【００８４】図３に示されるように、イエロー第１レー
ザ３Ｙａを出射されたレーザビームＬＹａは、有限焦点
レンズ９Ｙａにより所定の収束性が与えられたのち絞り
１０Ｙａを通過されて、断面ビーム形状が所定の形状に
整えられる。

【００８５】ハーフミラー１２Ｙにより、後述するイエ
ロー第２レーザ３ＹｂからのレーザビームＬＹｂ (図３
では示されていない) に対して、副走査方向に所定の距
離を置いた実質的に１本のレーザビームにまとめられた
レーザビームＬＹ (ＬＹａ＋ＬＹｂ) は、図８を用いて
後述するレーザ合成ミラーユニット１３の非反射領域を
通過されて、副走査方向から見た状態で他の３群のレー
ザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢと実質的に１まとまりに
まとめられて光偏向装置５に案内される。

【００８６】ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙは、空
気と接する面すなわち入射面が実質的に円筒面に形成さ
れ、副走査方向に対して実質的に等しい曲率が与えられ
た第１のシリンダレンズ１７Ｙと第２のシリンダレンズ
１９Ｙとが、シリンダレンズ１７Ｙの出射面とシリンダ
レンズ１９Ｙの入射面との間の接着により、または、図
示しない位置決め部材に向かって所定の方向から押圧さ
れることで、一体に形成される。第１のシリンダレンズ
１７Ｙは、プラスチック、たとえば、ＰＭＭＡ(ポリメ
チルメタクリル) により形成される。第２のシリンダレ
ンズ１９Ｙは、ガラス、たとえば、ＴａＳＦ２１により
形成される。なお、それぞれのシリンダレンズ１７Ｙお
よび１９Ｙは、保持部材１５と一体に形成された図示し
ない位置決め機構を介して、有限焦点レンズ９Ｙａある
いは９Ｙｂのそれぞれと正確な間隔で固定される。

【００８７】ところで、レーザビームＬＹａは、第１お
よび第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂを通過する際
に生じるコマ収差を打ち消すよう (図３において、１７
ａで示されるシリンダレンズの入射面から延出された一
点鎖線である) ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙの光
軸に偏心および傾きを伴なって入射される。

【００８８】また、図示しないレーザビームＬＹｂは、
ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙの光軸に対してレー
ザビームＬＹａと非対称に入射される。なお、レーザビ
ームＬＹｂは、図３と同一の条件で表示すると、実質的
にレーザビームＬＹｂと重なり合うよう、ハイブリッド
シリンダレンズ１１Ｙに入射される。

【００８９】表４および表５は、表１ないし表３に示し
た偏向前光学系と組み合わせて利用される偏向後光学系
の光学的数値データを示している。

【００９０】

【表４】

【００９１】

【表５】

【００９２】表４および表５に示した偏向後光学系を利
用すれば、光偏向装置５の各反射面の面倒れの最大値を
１分とした場合であっても、像面でのビームの位置ズレ
は、４μｍに抑えられる。

【００９３】すなわち、表４に示した偏向後光学系は、
光偏向装置５の各反射面の面倒れに対して１／４８倍の
面倒れ補正機能を有する。なお、偏向後光学系が面倒れ
補正機能を持たない場合、ジッタが目視により知覚され
ない程度まで光偏向装置５の各反射面相互の面倒れを低
減しようとすれば、光偏向装置５の各反射面の倒れを２
秒程度まで低減しなければならないことから、多面鏡本
体５ａが非常に高価なものとなってしまう。

【００９４】また、光偏向装置５により偏向されるビー
ムの有効画角φは、１．０１２３７ラジアン (以下、ｒ
ａｄと示す) であり、水平同期信号検出領域を含む有効
画像領域幅Ｗは、３２０ミリメートル（以下、ｍｍと示
す）、光偏向装置５の各反射面の反射点と像面との間の
距離ＬＴは、３２９．７９７ｍｍである。ここで、１．０１２３７＝φ ＞Ｗ／ＬＴ＝０．９７となるよう、ビームの有効画角φ、有効画像領域幅Ｗお
よび反射点と像面との間の距離ＬＴを最適化することに
より、マルチビームに必要な結像特性および走査線曲が
り等が環境の変化によって劣化されることを低減する一
方で、光源に利用されるレーザ素子を駆動するレーザ駆
動周波数を低くすることができる。これにより、光走査
装置の大きさも低減できる。また、偏向後光学系に、プ
ラスチックレンズを使用しても、温湿度の変化に対して
色ズレの少ない光学ユニットを提供できる。

【００９５】なお、φ ＞Ｗ／ＬＴは、有効画角φ、
Ｗ／ＬＴ (有効画像領域幅／反射点と像面との間の距
離) すなわちを最適化設計の変数としてシミュレーショ
ンした結果得られたものである。ここで、φ ＜Ｗ／
ＬＴの領域では、温湿度変化に対して走査線曲がりおよ
び結像特性の劣化が大きくなることが確認されている。
また、製造公差も、厳しくなることが確認された。その
一方で、φ ＞１．２（Ｗ／ＬＴ）の領域では、温湿
度の変化に対して走査線曲がりが大きくなることが確認
されている。

【００９６】従って、ビームの有効画角φは、好ましく
は、１．２（Ｗ／ＬＴ）＞ φ＞Ｗ／ＬＴの範
囲内から選択される。なお、ビームの有効画角φを評価
する際に、図４に示す評価関数を用いている。ここで、
図４を参照すれば、φが１付近で全体的に評価関数が小
さくなるが、φ＝１．ｌ（Ｗ／ＬＴ）近傍でも評価関数
が小さくなることが確認できる。

【００９７】図５には、図３および表１ないし表３に示
した偏向前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) のそれぞれ
を、光偏向装置５の反射面の回転軸に直交する方向（副
走査方向）のそれぞれのレーザ合成ミラーの反射面１３
Ｙ，１３Ｍおよび１３Ｃから光偏向装置５に向かうレー
ザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣが示されている (ＬＹは
ＬＹａとＬＹｂ、ＬＭはＬＭａとＬＭｂ、ＬＣはＬＣａ
とＬＣｂから成っている) 。ここで、図５中の各ビーム
ＬＢ，ＬＣ，ＬＭ，ＬＹに各々記載されている一点鎖線
は、それぞれのビームの光軸を表している。また、ビー
ムＬＭとＬＣの光軸の間に記載されている一点鎖線は、
本願の４本ビームによる光学系の系全体の光軸を表して
いる。

【００９８】図５から明らかなように、それぞれのレー
ザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、光偏向装置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、光偏向装置５に案内される。ここで、図１および図
５に示したように、レーザビームＬＢを光偏向装置５に
反射するためのミラー１３Ｂは、レーザビームＬＣを光
偏向装置５に反射するためのミラー１３Ｃおよびレーザ
ビームＬＭを光偏向装置５に反射するためのミラー１３
Ｍよりも光偏向装置５に近い位置に配置されている。ま
た、レーザビームＬＣを光偏向装置５に反射するための
ミラー１３Ｃは、レーザビームＬＭを光偏向装置５に反
射するためのミラー１３Ｍよりも光偏向装置５に近い位
置に配置される。また、レーザビームＬＭおよびＬＣ
は、光偏向装置５の反射面の回転軸と直交するとともに
反射面の副走査方向の中心を含む面、すなわち、光走査
装置１の系の光軸を含む面を挟んで非対称に、光偏向装
置５の各反射面に案内される。なお、光偏向装置５の各
反射面上でのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢ
相互のそれぞれの光軸相互の間隔は、ＬＹ−ＬＭ間で
２．２６ｍｍ、ＬＭ−ＬＣ間で１．７１ｍｍ、及び、Ｌ
Ｃ−ＬＢ間で１．４５ｍｍである。このように、レーザ
ビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＢをそれぞれ光偏向装置５
側に反射するミラーのうち、最も光偏向装置５に近い位
置に配置されているミラー１３Ｂにより反射されるビー
ムＬＢの光軸と、ミラー１３Ｂに隣接するミラー１３Ｃ
により反射されるビームＬＣの光軸との距離（１．４５
ｍｍ）は、ビームＬＣの光軸と、ミラー１３Ｃに対して
光偏向装置５から遠ざかる方向で隣接するミラー１３Ｍ
により反射されるビームＬＭの光軸との距離（１．７ｍ
ｍ）より小さい値となっている。すなわち、光偏向装置
５から遠いミラーで反射されるビームほど、隣接するビ
ームとの間隔が広くなっていくように配置されている。
これは、複数のビームのビーム径の像面での大きさを同
じ大きさに合わせるためには、光偏向装置５の偏向面で
反射されるビームのビーム径を同じ大きさにしておかな
ければならないために、ビームの収束特性が同じ場合に
は、偏向面からより近い位置にいるほど、ビーム径は、
小さくなることを利用したもので、ビーム径が小さいビ
ームを反射するために用いるミラーは、反射面を小さく
することによって、ビームの間隔を狭くし、ひいてはビ
ーム全体（４本全体）が占める幅を狭くするようにした
ものである。

【００９９】図６には、光走査装置１の光偏向装置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、光偏向装置５の偏向角が０°の位置
で副走査方向から見た状態が示されている。

【０１００】図６に示されるように、偏向後光学系３０
の第２の結像レンズ３０ｂと像面との間には、レンズ３
０ｂを通過された２＋２＋２＋４＝１０本のレーザビー
ムＬ(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を像面に向かって折り曲げ
る第１の折り返しミラー３３(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、
第１の折り返しミラー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の折り返しミラー３
５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃならびに３７Ｙ，３７Ｍおよ
び３７Ｃが配置されている。なお、図６から明らかなよ
うに、Ｂ (ブラック) 画像に対応するレーザビームＬＢ
は、第１の折り返しミラー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。

【０１０１】第１および第２の結像レンズ３０ａおよび
３０ｂ、第１の折り返しミラー３３(Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) 、及び、第２の折り返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよ
び３５Ｃは、それぞれ、光走査装置１の中間ベース１ａ
に、たとえば、一体成型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。

【０１０２】また、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７
Ｍおよび３７Ｃは、図１６を用いて後述する固定用リブ
と傾き調整機構を介して、ミラー面と垂直方向に関連し
た少なくとも１方向に関し、移動可能に配置される。

【０１０３】第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍ，３
７Ｃおよび第１の折り返しミラー３３Ｂと像面との間で
あって、それぞれのミラー３３Ｂ、３７Ｙ，３７Ｍおよ
び３７Ｃを介して反射された２＋２＋２＋４＝１０本の
レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が光走査装置１
から出射される位置には、さらに、光走査装置１内部を
防塵するための防塵ガラス３９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
が配置されている。

【０１０４】次に、ハイブリッド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。

【０１０５】偏向後光学系３０すなわち２枚組みの第１
および第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂは、プラス
チック、たとえば、ＰＭＭＡにより形成されることか
ら、周辺温度が、たとえば、０°Ｃから５０°Ｃの間で
変化することで、屈折率ｎが、１．４８７６から１．４
７８９まで変化することが知られている。この場合、第
１および第２の結像レンズ３０ａおよび３０ｂを通過さ
れたレーザビームが実際に集光される結像面、すなわ
ち、副走査方向における結像位置は、±４ｍｍ程度変動
してしまう。

【０１０６】これに対して、図３に示した偏向前光学系
７に、偏向後光学系３０に利用されるレンズの材質と同
一の材質のレンズを、曲率を最適化した状態で組み込む
ことで、温度変化による屈折率ｎの変動に伴って発生す
る結像面の変動を、±０．５ｍｍ程度に抑えることがで
きる。すなわち、偏向前光学系７がガラスレンズで、偏
向後光学系３０がプラスチックレンズにより構成される
従来の光学系に比較して、偏向後光学系３０のレンズの
温度変化による屈折率の変化に起因して発生する副走査
方向の色収差が補正できる。

【０１０７】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のパワーに比例する。
すなわち、補正可能な色収差の量は、プラスチックシリ
ンダレンズの入射面曲率と出射面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の入射面を
平面とすれば、このことにより、ガラスシリンダレンズ
の曲率が特定される。従って、ガラスシリンダレンズに
利用される材料が特定されるとハイブリッドシリンダレ
ンズの焦点距離が決定される。

【０１０８】このことから、偏向後光学系の光学特性が
特定された場合には、副走査方向のビームの最小径は、
ハイブリッドシリンダレンズの焦点距離のみによって、
設定可能となる。この場合、設計自由度が確保できなく
なり、目標とするビーム径を得ることと色消しとが両立
しなくなる虞れがある。

【０１０９】なお、ガラス材料を変更することにより屈
折率を変えてガラスシリンダレンズの焦点距離を調整す
ることで、ハイブリッドシリンダレンズとしての焦点距
離を設定する方法もあるが、ガラスの材質によっては、
研削性、保管あるいは運送に際して必ずしも有益とは限
らず、自由度が低くなることは避けられない。

【０１１０】また、ガラスシリンダレンズの入射面およ
び出射面のそれぞれに曲率を与え、プラスチックシリン
ダレンズのパワーと、ハイブリッドシリンダレンズのパ
ワーを独立の関数とする方法もことも可能である。

【０１１１】しかしながら、成型により作成するプラス
チックシリンダレンズの両側に曲率を与え、プラスチッ
クシリンダレンズのパワーとハイブリッドシリンダレン
ズのパワーを独立の関数とする上記方法により最もコス
トを低減できる。また、上記方法によれば、加工精度お
よび形状精度を容易に確保できる。

【０１１２】図７には、図６に示した光偏向装置５と像
面との間を通過する第１ないし第４の合成されたレーザ
ビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と光走査装置１の副走
査方向の系の光軸との関係を示す光路図である。

【０１１３】図７に示されるように、光偏向装置５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 (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 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。

【０１１４】図８には、第１ないし第４の合成されたレ
ーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、１つの束の
レーザビームとして光偏向装置５の各反射面に案内すレ
ーザ合成ミラーユニット１３が示されている。

【０１１５】レーザ合成ミラーユニット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，１３Ｃ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ならびにそ
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な
ら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。

【０１１６】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、光偏向装置５
の各反射面に直接案内される。この場合、レーザビーム
ＬＹは、光走査装置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との間を通過される。

【０１１７】次に、図８に示した合成ミラー１３のそれ
ぞれのミラー１３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂにより反射さ
れて光偏向装置５に案内される各レーザビームＬＭ，Ｌ
ＣおよびＬＢならびに光偏向装置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。

【０１１８】レーザ合成ミラーユニット１３によれば、
それぞれのレーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、光偏
向装置５の各反射面に入射する前段の各レーザビームＬ
Ｍ，ＬＣおよびＬＢが副走査方向に分離している領域
で、通常のミラー (１３Ｍ，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) で反射されたのち多面鏡本体５ａに向け
て供給される各レーザビームＬ (Ｍ，ＣおよびＢ) の光
量は、各ハイブリッドシリンダレンズ１１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、光偏向装
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。

【０１１９】次に、図２および図６を参照して、光偏向
装置の各反射面で反射されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，
ＣおよびＢ) と偏向後光学系３０を通って光走査装置１
から外部へ出射される各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣ
およびＬＢの傾きと折り返しミラー３３Ｂ，３７Ｙ，３
７Ｍおよび３７Ｃとの関係について説明する。

【０１２０】既に説明したように、光偏向装置５の多面
鏡５ａで反射され、第１ないし第２の結像レンズ３０ａ
および３０ｂにより所定の収差特性が与えられた各レー
ザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、それぞれ、第
１の折り返しミラー３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃおよび３３
Ｂを介して所定の方向に折り返される。

【０１２１】このとき、レーザビームＬＢは、第１の折
り返しミラー３３Ｂで反射されたのち、そのまま防塵ガ
ラス３９Ｂ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の折り返しミラー３５Ｙ，３５Ｍお
よび３５Ｃに案内され、第２の折り返しミラー３５Ｙ，
３５Ｍおよび３５Ｃによって、第３の折り返しミラー３
７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃに向かって反射され、さら
に、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃ
で反射されたのち、それぞれ、防塵ガラス３９Ｙ，３９
Ｍ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の折り返しミ
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。

【０１２２】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、折り返しミラー３３Ｂ
で反射されるのみで、光走査装置１から感光体ドラム５
８に向かって出射される。

【０１２３】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あ
るいは主走査線曲がりなどに関し、残りのレーザビーム
Ｌ (Ｙ，ＭおよびＣ) を相対的に補正する際の基準光線
として有益である。

【０１２４】なお、光路中に複数のミラーが存在する場
合には、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよ
びＬＢごと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５に示されるよ
うに、レーザビームＬＢに関与する偏向後光学系内のミ
ラーの枚数は、光偏向装置５の多面鏡５ａを除いて１枚
(奇数) で、レーザビームＬＣ，ＬＭおよびＬＹに関与
する偏向後光学系内のミラーの枚数は、それぞれ、多面
鏡５ａを除いて３枚 (奇数) である。ここで、いづれか
１つのレーザビームＬＣ，ＬＭおよびＬＹに関し、第２
のミラー３５が省略されたと仮定すれば、第２のミラー
３５が省略された光路 (ミラーの枚数は偶数) を通るレ
ーザビームのレンズなどの傾きなどによる主走査線曲が
りの方向は、他のレーザビームすなわちミラーの枚数が
奇数のレンズなど傾きなどによる主走査線曲がりの方向
と逆になり、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。

【０１２５】従って、２＋２＋２＋４＝１０本のレーザ
ビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを重ねて所定の色を
再現する際には、各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよ
びＬＢの偏光後光学系３０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。

【０１２６】図９には、偏向後光学系の系の光軸と一方
の端の走査線の間の距離Ｌ_１、偏向後光学系の系の光軸
と他方の端の走査線の間の距離Ｌ_ｍ、及び、両端の走査
線間の系の光軸に平行な方向の距離ΔＬ_ｍａｘの関係が
示されている。

【０１２７】これらの値 (Ｌ_１，Ｌ_ｍおよびΔ
Ｌ_ｍａｘ) は、最終のレンズ面と像面と間の距離Ｌ
_ｏと、Ｍ＝４群で示されるビーム相互の間隔により、そ
の最大値が設定される。しかしながら、最終のレンズ面
と像面と間の距離Ｌ_ｏを優先させて設定すると、光学系
に対する要求が厳しくなり、結像特性、走査線の曲が
り、環境変化による諸特性の変動が無視できないレベル
に達してしまう問題がある。

【０１２８】このため、多くの光走査装置を設計して光
学部材の実装を繰り返した結果、光走査装置の光学性能
を維持可能であって、感光体ドラム相互の間隔および光
走査装置と各感光体ドラムとの間の距離を確保できる条
件を見出だすことができた。すなわち、上述した各距離
Ｌ_１，Ｌ_ｍおよびΔＬ_ｍａｘとＬ_ｏとの間には、 (ΔＬ_ｍａｘ＋Ｌ_ｍ＋Ｌ_１) ／１．８＞Ｌ_ｏＬ_ｏ＞ (ΔＬ_ｍａｘ＋Ｌ_ｍ＋Ｌ_１) ／２が満足されることを条件に、光走査装置の光学性能を維
持可能であって、感光体ドラム相互の間隔および光走査
装置と各感光体ドラムとの間の距離を確保できることが
確認された。

【０１２９】詳細には、最終レンズ (第２の結像レンズ
３０ｂ) を通過したビームは、傾きを無視することで、
図１０に示されるように、偏向後光学系３０の２つのレ
ンズ３０ａおよび３０ｂの光軸を結ぶ線と平行に出射す
るものと近似できる。

【０１３０】また、一番レンズ側に近い位置で分離され
るビームの第１および第２のミラーによる反射を１回の
反射で近似し、この反射点を (ｘ，ｙ) ＝ (０，０) と
置くとともに、感光体ドラムを光軸の上側 (紙面の上
方) とみなす (従って、ここでの座標系は、他の図面の
座標系と異なる) 。さらに、第３のミラーによる反射点
を (ｘ_１，ｙ_１) 、像面の座標を (ｘ_２，ｙ_２) 、及
び、折り返しミラーを１つだけ通るビームの像面の座標
を (ｘ_３，ｙ_３) と置く。

【０１３１】この時、プロセス関係の部品を実装可能な
容積を最大にするには、ｙ_１が正の場合には、図１０
(ａ) に示されるように、 (ｘ_３，ｙ_３) 、 (ｘ_２，ｙ
_２) 、(ｘ_１，ｙ_１) および (ｘ_３，ｙ_１) で囲まれる
面積Ｓ_１を最大にすればよい。また、ｙ_１が負の場合に
は、 (ｘ_３，ｙ_３) 、 (ｘ_２，ｙ_２) 、 (ｘ_１，０) お
よび (ｘ_３，０) で囲まれる面積Ｓ_２を最大にすればよ
い。

【０１３２】以下、面積Ｓ_１あるいは面積Ｓ_２を最大に
するためには、第２のミラーにより反射されたビームと
偏向後光学系の光軸との角度をΨ、第２のミラーでの反
射点と第３のミラーでの反射点との距離をｌ _１と置く
と、ｙ_１，ｘ_１は、それぞれ、

【数３】

【０１３３】

【数４】

【０１３４】で示される。

【０１３５】第２のミラーによる反射点から像面までの
光路長をｌ _２と置き、第３のミラーでの反射後のビーム
が偏向後光学系の光軸と垂直である (このような場合に
Ｓ_１あるいはＳ_２が最大となる) と近似して像面の座標
を (ｘ_２，ｙ_２) と置くと、ｘ_２＝ｘ_１ (ａ−３) ｙ_２＝ｙ_１＋ｌ _２−ｌ _１ (ａ−４) と表される。

【０１３６】一方、最もレンズ側に近い位置で分離され
るビームと、最後に第１のミラーで反射されるビームの
距離をｙ４と置くと、ｘ_３＝ − (ｌ _２−ｙ_４−ｙ_２) (ａ−５) ｙ_３＝ｙ_２ (ａ−６) が満足される。

【０１３７】従って、Ｓ_１およびＳ_２は、それぞれ、Ｓ_１＝ (ｙ_２−ｙ_１) (ｘ_２−ｘ_３) (ａ−７) Ｓ_２＝ｙ_２ (ｘ_２−ｘ_３) (ａ−８) と示される。

【０１３８】ところで、ｙ_４は、少なくとも、ビームが
重ならない位置で３つのビームを分離できる距離に設定
されることから、それぞれのビームの像面に等間隔に位
置される場合、像面からそれぞれの分離点までの光路長
は、ｌ _２、 (｛ｌ _２− (ｘ_２−ｘ_３) ／３｝／２) 及
び、２ (｛ｌ _２− (ｘ_２−ｘ_３) ／３｝／２)で表され
る。

【０１３９】一方、像面でのビーム半径をωｏとする
と、その広がり角は、λ／ (πω) で表されることか
ら、ζを偏向前光学系の絞りによる回析の影響を含む係
数とすると、ｙ_４は、

【数５】

【０１４０】で示される。

【０１４１】なお、ζは、像面におけるビーム径をω_ｏ
とするために、一般に、ｌ．４に設定される。また、ζ
は、特に、第１のミラー (分離ミラー) に関し、隣接ビ
ームの回析の影響を除去するためには、２．８程度に規
定される。

【０１４２】(ａ−９) 式を、ｙ_４について解くと、

【数６】

【０１４３】が得られる。

【０１４４】ここで、 (ａ−10) 式および (ａ−１) 式
ないし (ａ−６) 式を (ａ−７) 式および (ａ−８) 式
に代入し、Ｓ_１およびＳ_２の小さい方の値を縦軸にプロ
ットすると図１１が得られる。なお、図１１では、ζ＝
１．４，ｌ _２＝１７５，λ＝０．０００６８およびωｏ
＝０．０２５の条件下で、横軸をΨを−πからπまで、
奥行き方向の軸をｌ _１を、０から１７５までとしてい
る。

【０１４５】図１１から明らかなように、Ｓ_１およびＳ
_２の小さい方の値が最大になる条件は、 Ψ ＝０ (ａ−11) である。

【０１４６】以下、Ｓ_１をｌ _１で微分して０が得られる
解を求めると、

【数７】

【０１４７】となる。

【０１４８】ここで、実際には、ｌ _２に、最終のレンズ
面と第１の折り返しミラーの距離を加えた数値がＬｏで
あるが、ｌ _２＝Ｌｏと近似すると、

【数８】

【０１４９】に変形される。

【０１５０】従って、 (ａ−13) 式に、 (ａ−11) 式を
代入すると、

【数９】

【０１５１】が導かれる。

【０１５２】以下、現在、実用可能と考えられる範囲の
組み合わせであるλ＝０．０００６３に対して、横軸
に、ζを１．４１４２から２．８まで、奥行き方向の軸
に、ω_ｏを０．０２＝から０．０６までとした (ａ−1
4) 式の値を図１２に示す。同様に、λ＝０．０００８
に対して、横軸に、ζを１．４１４２から２．８まで、
奥行き方向の軸に、ω_ｏを０．０２から０．０６までと
した (ａ−14) 式の値を図１３に示す。

【０１５３】図１２および図１３を参照すれば、 (ΔＬ_ｍａｘ＋Ｌ_ｍ＋Ｌ_１) ／１．８＞Ｌ_ｏＬ_ｏ＞ (ΔＬ_ｍａｘ＋Ｌ_ｍ＋Ｌ_１) ／２が満足されることを条件に、光走査装置の光学性能を維
持可能であって、感光体ドラム相互の間隔および光走査
装置と各感光体ドラムとの間の距離を確保できることす
なわちプロセス関係の部品を実装可能な容積がＳ_１に対
して最大になることが認められる。

【０１５４】なお、上述した説明においては、それぞれ
の感光体ドラム間隔を一定とみなしたが、たとえば、折
り返しが１回だけのビームが案内される感光体ドラムの
直径が他の感光体ドラムよりもΔＤだけ大きい場合、Ｌ
_ｍをΔＤだけ小さくし、ΔＬ_ｍａｘをΔＤだけ大きくす
ることで、転写位置の高さを一定に維持できる。このこ
とから、 (ΔＬ_ｍａｘ＋Ｌ_ｍ＋Ｌ_１) の値は、感光体ド
ラムの直径が不均一であっても同一となる。従って、
(ａ−15) 式は、感光体ドラム相互の間隔および感光体
ドラムの径のいづれかが不均一に設定された画像形成装
置に対しても有効である。

【０１５５】なお、この条件を確認するために、図２な
いし図９ならびに図１４ないし図１６に示した光走査装
置に上記条件を適用すると、 (ΔＬ_ｍａｘ＋Ｌ_ｍ＋Ｌ_１) ／１．８＝１８７．２５
ｍｍＬ_ｏ＝１７５ｍｍ (ΔＬ_ｍａｘ＋Ｌ_ｍ＋Ｌ_１) ／２＝１６８．５２７であるから、上記条件が満足されることが認められる。

【０１５６】このことから、偏向後光学系の全体および
レンズの大きさを適正に設定できるとともに、Ｍ個のビ
ーム群の環境変化による曲がり発生量の差を抑止するこ
とが可能となる。なお、同時に、光走査装置の大きさが
不所望に大型化されることが抑制される。また、大きさ
が実質的に等しい光走査装置に比較して、画角を増大可
能であることから、画像周波数を低く設定できる。

【０１５７】図１４は、像面に案内されたレーザビーム
の位置関係を示す概略図である。

【０１５８】図１４ (ａ) は、それぞれ、２本のレーザ
ビームが一まとめにまとめられたレーザビームＬＭおよ
びＬＣを示し、図１４ (ｂ) は、４本のレーザビームが
一まとめにまとめられたレーザビームＬＢの例を示して
いる。

【０１５９】図１４ (ａ) および図１４ (ｂ) において
ハッチング部分は、レーザビームの光強度が、１／ｅ²
以上となる領域に対応される。なお、ビームの断面形状
は、主走査方向の１／ｅ²直径が、隣接するビーム相互
間距離 (ピッチ) の０．８〜１．２倍、副走査方向の１
／ｅ²直径が、ピッチの１．２〜ｌ．６倍程度となるよ
う設定される。また、隣接するそれぞれのビームは、相
互に (ＬＢについては４本のそれぞれが) 像面で隣り合
う走査線を走査するよう設定されるとともに、１／ｅ²
直径が重なることのないよう、走査方向に１／ｅ²直径
以上ずらされている。

【０１６０】すなわち、２本以上のレーザビームが一ま
とめにまとめられたレーザビームを用いて画像を露光す
る場合に、それぞれのレーザビームの光強度が１／ｅ²
以上となる１／ｅ²直径がレーザビーム相互間で重なり
あうと、ビーム相互の干渉によるビーム形状が生じる問
題があるが、図１４ (ａ) および図１４ (ｂ) に示され
るように、それぞれのビーム間隔および走査方向位置を
僅かにシフトすることで、ビーム相互の干渉によるビー
ム形状の変化が生じることを防止できる。

【０１６１】図１５には、水平同期用折り返しミラーが
詳細に示されている。

【０１６２】図１５によれば、水平同期用折り返しミラ
ー２５は、それぞれの合成されたレーザビームＬＹ，Ｌ
Ｍ，ＬＣ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の折り返しミラー
面２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃおよび２５Ｂ、及び、それぞ
れのミラー２５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を一体に保持す
るミラーブロック２５ａを有している。

【０１６３】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) などにより成型され
る。また、各ミラー２５ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、所
定の角度で成型されたブロック２５ａの対応する位置
に、たとえば、アルミニウムなどの金属が蒸着されて形
成される。

【０１６４】このようにして、光偏向装置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、水平同期用折り返しミラー２５に
より主走査方向１ラインあたりレーザビーム群ＬＹ，Ｌ
Ｍ，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 (ＬＹ，ＬＭおよびＬＣについては２
回、ＬＢについては４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。

【０１６５】図１６は、第３の折り返しミラー３７Ｙ，
３７Ｍおよび３７Ｃの支持機構を示す概略斜視図であ
る。

【０１６６】図１６によれば、第３の折り返しミラー３
７ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、それぞれ、光走査装置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，ＭおよびＣ) 、及び、固
定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ)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４３ (Ｙ，Ｍおよ
びＣ) により保持される。

【０１６７】固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、各ミラ
ー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) の両端部(主走査方向) に一
対形成されている。

【０１６８】一方の固定部４１ (Ｙ，ＭおよびＣ) に
は、それぞれ、ミラー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) を２点で
保持するための２つの突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) が形
成されている。また、他の一方の固定部４１ (Ｙ，Ｍお
よびＣ) には、突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) 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４７ (Ｙ，ＭおよびＣ) が配置されて
いる。

【０１６９】図１６に示されるように、それぞれのミラ
ー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、止めねじ４７ (Ｙ，Ｍお
よびＣ) が所定の方向に移動されることで、突起４５
(Ｙ，ＭおよびＣ) 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。

【０１７０】図１７は、像面へのレーザビームの露光す
なわち感光体ドラムに潜像を形成する状態を示す概略図
である。なお、図１７では、黒レーザビームすなわち光
源３Ｂから出射される４本のレーザビームを例に説明す
る。

【０１７１】図１７によれば、実線で書かれている領域
は光偏向装置５の多面鏡５ａのある反射面で作像 (画像
形成のためのレーザビームが偏向) される領域であり、
中央部分の領域が有効画像領域に対応される。また、他
の部分は、無効領域として、作像に寄与しないレーザビ
ームが偏向される領域である。なお、一点鎖線部は、多
面鏡５ａの次の反射面で作像される領域を示している。

【０１７２】図１７ (ａ) は、光偏向装置５の多面鏡５
ａのある反射面で偏向されたΝ＝４本のレーザビームを
所定像面に等速で走査するように結像した場合、ｐを副
走査方向のビーム間距離 (ビームピッチ) およびｋを多
面鏡５ａの反射面の数とするとき、走査線と感光体ドラ
ムが回転される方向とのなす角、すなわち、走査線が副
走査方向に対して傾く量δを示している。

【０１７３】ここで、傾きδは、 δ＝ｔａｎ^-1[(Ｎ×ｐ×ｋ×φ) ／ (４×π×Ｗ)] により求められる。なお、Ｎはレーザビームの数、φは
有効画角及びＷは有効画像領域幅を示す。また、傾きδ
は、感光体ドラムの回転方向に対して遅れ (−)とな
る。

【０１７４】図１７ (ｂ) は、図１７ (ａ) により求め
られる傾きδを補正する例を示し、走査線と感光体ドラ
ムの回転方向すなわち副走査方向との間に傾きδを設定
することで、走査線が感光体ドラムの回転方向と平行に
なる (走査線と感光体ドラムの軸線とが平行になる) こ
とを示している。この場合、傾きδは、図１７ (ａ)に
示した角度に一致される。なお、傾きδは、感光体ドラ
ムの回転方向に対して進み (＋) に設定されることはい
うまでもない。また、傾きδは、光走査装置１のユニッ
ト全体あるいは少なくとも光偏向装置により反射された
レーザビームが感光体ドラムに向けて案内される間に関
与する光学部材の全てに与えられる (光走査装置１が画
像形成装置１００に配置される際に、光偏向装置５と各
感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) とを結ぶ軸線
が各感光体ドラム５８の軸線に対してδだけ傾くよう配
置される) 。なお、各ビーム群に対し、傾き角δ_ｉを最
適に設定するには、折り返しミラー３５と３７に対し、
主走査方向に、δ_ｉ−δだけ傾ければよい。

【０１７５】図１７ (ｃ) は、図１７ (ｂ) に示した方
法により、感光体ドラムの回転方向と平行に補正された
走査線の４本のビームによる書き出し位置を示してい
る。図１３ (ｃ) に示されるように、４本のレーザビー
ムの水平同期の基準位置を、走査線に対して角度δ傾け
ることで、書き出し位置を、感光体ドラムの回転方向と
直交するよう改善できる。

【０１７６】ところで、プロセススピードをｖ (ｍｍ／
ｓ) 、光偏向装置５の回転多面鏡５ａの回転数をＮｐ
(ｒｐｍ) とすると、回転多面鏡５ａの１反射面により
レーザビームが露光される時間に対して感光体ドラムの
表面が移動される距離は、６０ｖ／ (ＮｐＮ) ＝Ｑ (ｍ
ｍ) となる。すなわち、Ｑは、プロセススピードの関数
であり、走査線の傾きδは、 δ＝ｔａｎ^-1[(Ｎ_ｉ×ｐ×ｋ×φ) ／ (４×π×Ｗ)] ＝ｔａｎ^-1 (Ｎ_ｉ×６０ｖφ／ (４πＷＮｐ) ) ＝ｔａｎ^-1 (１５Ｎ_ｉｖ (φ／πＷＮｐ) ) となり、プロセススピードの関数となる。

【０１７７】以上説明したように、Ｍ群のレーザビーム
がＮ本のビームを含む場合、Ｎ_ｉ本のビームが各感光体
ドラムに案内される際に生じる傾きと反対方向に、光走
査装置全体あるいは光偏向装置により反射されたレーザ
ビームが感光体ドラムに向けて案内される間に関与する
光学部材の全てを、傾けることにより、走査線の傾きを
補正することが出来る。これにより、１群あたりのビー
ム数Ｎを増加した場合であっても、出力画像の水平線が
傾くことが防止できる。

【０１７８】次に、図１８ないし図２２を用いて、Ｎ_ｉ
本のレーザビームの各ビーム間の位相差について説明す
る。なお、ここでは、ビームが２本の場合を例に説明す
るが、３本以上の場合でも同様である。

【０１７９】図１８ (ａ) は、隣接するビームの位相差
が０度の場合の強度分布が、図１８(ｂ) には、同位相
差が１８０度の場合の強度分布がそれぞれ示されてい
る。なお、以下、βｐをビームの主走査方向のｅ^-2直径
(ｐは、ビームピッチ) 、αｐを同副走査方向のｅ^-2直
径、ζを各感光体ドラムの半減露光量／平均露光エネル
ギー、ηを２つの隣あうビームの中心を結んだ線の中点
における一方のビームのピーク強度に対する他の一方の
ビームの相対強度とする。また、以下、α＝１．２、β
＝０．８、ζ＝０．２５、η＝０．２１１およびｐ＝
０．０４２ｍｍとする。なお、上記条件は、ビーム中心
位置が、副走査方向に、０．０４２ｍｍ、主走査方向
に、０．００９６ｍｍ、それぞれ、ずれていることを示
す。

【０１８０】図１８ (ａ) および図１８ (ｂ) から明ら
かなように、１群あたりのビーム数がＮ_ｉである光源の
Ｎ_ｉ個のレーザ素子によりＮ_ｉ本のレーザビームを同時
に照射することで、各感光体ドラムに到達されるレーザ
ビームの強度分布が、位相差による干渉の影響を受けた
結果として変化することが認められる。すなわち、図１
８ (ａ) に示されるように位相差が０度であれば、２つ
のビームの間の強度分布は、露光量として強め合うよう
増加され、位相差が１８０度であれば (図１８(ｂ) )
、２つのビームの間に強度分布の谷が生じることが認
められる。

【０１８１】図１９ (ａ) ならびに図１９ (ｂ) は、そ
れぞれ、図１８ (ａ) および図１８(ｂ) に示した感光
体ドラム上の強度分布を平均露光エネルギーで正規化、
すなわち、ｙ方向に対して積分して得られる結果を、１
つのビームのみの場合の強度分布をｙ方向に対して積分
して得られた結果をｐで割り算して得られるグラフであ
る。なお、図１８ (ａ) および図１８ (ｂ) と同様に、
図１９ (ａ) が位相差が０度に、また、図１９ (ｂ) が
位相差が１８０度に、それぞれ、対応される。図１９
(ａ) を参照すれば、２つのビームの中間においても、
半減露光量 (このグラフでは、平均露光エネルギーを１
としているため、半減露光量＝半減露光量／平均露
光エネルギー×平均露光エネルギー＝ ζ×平均露光
エネルギーとなる) を示す０．２５より大きな光強度が
確保されることが認めれる。

【０１８２】これに対して、図１９ (ｂ) では、強度分
布の谷において、半減露光量を満足する光強度が得られ
なくなることが確認できる。

【０１８３】このことは、２つのビームの位相差が１８
０度である場合に生じる強度分布の谷は、それぞれのビ
ームの中心部とは逆に、正規現像の場合、未露光部にも
かかわらず、潜像として現像されることを示している。
また、反転現像の場合には、露光部であるにもかかわら
ず、現像されないすなわち画像欠損を生じさせることと
なる。なお、レーザ素子から出射されるレーザビームの
波長が全く同一でなければ、２つのビームの位相差は、
時間とともに変動することとなる。

【０１８４】図２０ (ａ) および図２０ (ｂ) は、図２
ないし図１２に示したこの発明の実施の形態が組み込ま
れる光走査装置のある１群のレーザビーム (２本) に対
し、図１８ (ａ) および図１８ (ｂ) に示したと同様に
して強度分布を求めた結果を示している。ここで、α，
β，ζ，ηおよびｐを、それぞれ、α＝１．２、β＝
０．８、ζ＝０．２５、η＝０．１３５およびｐ＝０．
０４２ｍｍとする。なお、上記条件は、ビーム中心位置
が、副走査方向に、０．０４２ｍｍ、主走査方向に、
０．０１８７ｍｍ、それぞれ、ずれていることを示す。
また、位相差は、０度および１８０度である。

【０１８５】図２０ (ａ) および図２０ (ｂ) から明ら
かなように、２本のレーザビームが各感光体ドラムに到
達されたことによるレーザビームの強度分布は、位相差
が０度であれば (図２０ (ａ) ) 、２つのビームの間の
強度分布は、露光量として強め合う方向に増加される一
方で、位相差が１８０度であれば (図２０ (ｂ) ) 、２
つのビームの間に強度分布の谷が生じることが認められ
る。

【０１８６】図２１ (ａ) ならびに図２１ (ｂ) は、そ
れぞれ、図２０ (ａ) および図２０(ｂ) に示した感光
体ドラム上の強度分布を、図１８ (ａ) および図１８
(ｂ)と同様に、平均露光エネルギーで正規化した結果が
示されている。なお、図１８(ａ) および図１８ (ｂ)
と同様に、図２１ (ａ) が位相差が０度に、また、図２
１ (ｂ) が位相差が１８０度に、それぞれ、対応され
る。

【０１８７】図２１ (ａ) および図２１ (ｂ) から明ら
かなように、図２ないし図９に示したこの発明の実施の
形態が組み込まれる光走査装置においては、隣接するビ
ームの位相差が０度であっても１８０度であっても、正
規化された半減露光量の０．２５より大きな光強度が確
保されることが認められる。

【０１８８】次に、２つのビームの位相差が１８０度で
あっても、感光体ドラムの半減露光量より大きな光強度
を提供できる条件について説明する。

【０１８９】既に説明したように、副走査方向のビーム
間隔すなわちビームピッチがｐ、ビームの主走査方向の
ｅ^-2直径がβｐ，副走査方向のｅ^-2直径がαｐ，感光体
の半減露光量／平均露光エネルギーがζ、２つの隣あう
ビームの中心を結んだ線の中点での１つのビームのピー
ク強度に対する相対強度がηで示されるとき、副走査方
向をｚ、主走査方向をｙとし、１つのビームが、座標
(ｙ，ｚ) ＝ (０，０)にあり、他のビームが、座標
(ｙ，ｚ) ＝ (δｙ，ｐ) にあるとする。

【０１９０】このとき、２つの隣あうビームの中心を結
んだ線の中点での相対強度ηは． η ＝ｅｘｐ (−２χ) (ｃ−１) と示される。

【０１９１】このとき、χは、

【数１０】

【０１９２】で表される。

【０１９３】これに対して、２つの隣り合うビームの中
心を結んだ線の中点での相対強度ηを与えるδｙは、
(ｃ−１) 式および (ｃ−２) 式をδｙについて解くこ
とにより、

【数１１】

【０１９４】ここに、χ＝−０．５ｌｎ (η) である；
により求められる。

【０１９５】従って、ビームの主走査方向のｅ^-2直径が
βｐならびに副走査方向のｅ^-2直径がαｐとなる座標
(ｙ，ｚ) ＝ (０，０) と、座標 (ｙ，ｚ) ＝ (δｙ，
ｐ) にピーク強度を持つビームの電界分布は、それぞ
れ、

【数１２】

【０１９６】および

【数１３】

【０１９７】で示される。

【０１９８】なお、 (ｃ−４) 式および (ｃ−５) 式の
ｒｚおよびｒｙは、それぞれ、ｒｚ＝ αｐ／２ (ｃ−６) ｒｙ＝ βｐ／２ (ｃ−７) と示される。

【０１９９】次に、強度分布を正規化するために必要
な、平均強度を計算する。

【０２００】まず、 (ｃ−５) 式を、主走査方向すなわ
ちｙ方向に積分すると、

【数１４】

【０２０１】が求められる。なお、 (ｃ−８) 式におけ
る＊は、複素共役数を表す。

【０２０２】次に、 (ｃ−８) 式を副走査方向すなわち
ｚ方向へ積分して、ビームピッチｐでこれを割り算する
と、

【数１５】

【０２０３】から平均強度が求められる。

【０２０４】ここで、第１のレーザならびに第２のレー
ザの双方を点灯すると、ある場所で受けるエネルギー
は、ビームが主走査方向に走査されているため、強度を
主走査方向すなわちｙ方向に対し積分した値に比例す
る。

【０２０５】このとき、最もエネルギーが小さくなる特
定の場所において、感光体ドラムの半減露光量よりも大
きなエネルギーが与えられることにより、２つのレーザ
からのレーザビームの位相差が１８０度であっても、画
像欠損が生じたり未露光部にトナーが供給されることを
防止できる。なお、最もエネルギーが小さくなる場所の
位置は、２つの隣あうビームの中心を結んだ線の中点の
ｚ方向の座標であるから、ｚ＝ｐ／２ (ｃ−10) により求められる。

【０２０６】このとき、 (ｃ−10) 式により求められる
場所での電界は、ｅ₁−ｅ₂で表される。なお、光強度
を、主走査方向すなわちｙ方向に対し積分した値を平均
露光エネルギーで正規化した値は、

【数１６】

【０２０７】により示される。なお、 (ｃ−11) 式にお
いて、ｅ₁−ｅ₂は、 (ｃ−４) 式および (ｃ−５) 式
より、実数であることから (ｅ₁−ｅ₂) ^＊× (ｅ₁−
ｅ₂)＝ (ｅ₁−ｅ₂) ²) で近似される。

【０２０８】(ｃ−11) 式に示した数値が感光体ドラム
の半減露光量／平均露光エネルギーよりも大きくなるこ
とは、ｉ₂ ≧ ζ (ｃ−12) により表される。

【０２０９】このようにして求められた (ｃ−12) 式
に、 (ｃ−11) 式を代入すると、

【数１７】

【０２１０】が導かれる。

【０２１１】従って、

【数１８】

【０２１２】が満足されるよう、ηを設定することで、
２本以上のレーザビームが１まとめにまとめられた１群
のレーザビームを利用する際に、隣接するレーザビーム
の位相差を考慮する必要がなくなる。

【０２１３】なお、図２ないし図１２に示したこの発明
の実施の形態が組み込まれる光走査装置においては、
(ｃ−１３) 式により、η＜０．１５５３５４が導き出
される。

【０２１４】ここで、図２０および図２１に示した例で
はη＝０．１３５であり、図１８および図１９に示した
例ではη＝０．２１１となる。従って、 (ｃ−１３) 式
が有益であることが認められる。

【０２１５】図２２は、一般に用いられることのあるα
とζに対し、その限界となるηが取り得る値を示すグラ
フである。すなわち、ηを、図２２におけるハッチング
領域よりも下方の範囲となるよう、光走査装置の各要素
を設定することで、隣接するレーザビームの位相差を考
慮する必要がなくなる。

【０２１６】次に、図１および図２３を参照して画像形
成装置１００の動作について説明する。

【０２１７】図示しない操作パネルあるいはホストコン
ピュータから画像形成開始信号が供給されることで、主
制御装置１０１の制御により各画像形成部５０ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) がウォームアップされるとともに、画
像制御ＣＰＵ１１１の制御により光走査装置１の光偏向
装置５の多面鏡５ａが所定の回転速度で回転される。

【０２１８】続いて、主制御装置１０１の制御により、
外部記憶装置あるいはホストコンピュータもしくはスキ
ャナ (画像読取装置) からプリントすべき画像データが
ＲＡＭ１０２に取り込まれる。ＲＡＭ１０２に取り込ま
れた画像データの一部 (あるいは全部) は、画像制御部
１１０の画像制御ＣＰＵ１１１の制御により、各画像メ
モリ１１４ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に収納される。

【０２１９】また、主制御装置１０１の制御により、所
定のタイミング、たとえば、タイミング制御部１１３か
らの垂直同期信号などを基準として送り出しローラ７２
が付勢され、用紙カセット７０から１枚の用紙Ｐが取り
出される。この取り出された用紙Ｐは、レジストローラ
７２により各画像形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)に
よる画像形成動作により提供されるＹ，Ｍ，ＣおよびＢ
の各トナー像とタイミングが整合され、吸着ローラ７４
により搬送ベルト５２に密着されて、搬送ベルト５２の
回転にともなって、各画像形成部５０に向かって案内さ
れる。

【０２２０】一方、用紙Ｐの給送および搬送動作と平行
してあるいは同時に、タイミング設定装置 (クロック回
路) １１８により出力されるクロック信号ＣＬＫに基づ
いて各レーザ駆動部１１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が付
勢されるとともに、各データ制御部１１５ (Ｙ，Ｍ，Ｃ
およびＢ) の制御により、ＲＡＭ１０２に保持されてい
る画像データＤＡＴが各光源３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
に供給される。これにより、主走査方向の有効印字幅の
所定位置から順に、１ライン分のレーザビームが各画像
形成部５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の各感光体ドラム５
８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に照射される。

【０２２１】このようにして、各データ制御部１１５
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の制御により各レーザ駆動部１
１６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に対し、各光源３から出射
される各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の強度
を変化するために画像データが転送され、各画像形成部
５０ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の感光体ドラム５８ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) に、レーザビームの１回の走査におい
て、一定のクロック長の画像クロックにより、ずれのな
い画像が形成される。

【０２２２】第１ないし第４の画像形成部５０ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) のそれぞれの感光体ドラム５８ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) に結像された第１ないし第４の各レー
ザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、予め所定の電位
に帯電されている各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) の電位を、画像データに基づいて変化させること
で、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、画
像データに対応する静電潜像を形成する。

【０２２３】この静電潜像は、各現像装置６２ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) により、対応する色を有するトナーに
より現像され、トナー像に変換される。

【０２２４】各トナー像は、それぞれの感光体ドラム５
８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の回転にともなって搬送ベル
ト５２により搬送されている用紙Ｐに向かって移動さ
れ、予め決められたタイミングにより、転写装置６４に
より、搬送ベルト５２上の用紙Ｐに、所定のタイミング
で転写される。

【０２２５】これにより、用紙Ｐ上で互いに正確に重な
りあった４色のトナー像が用紙Ｐに形成される。なお、
トナー像が用紙Ｐに転写されたあとに、各感光体ドラム
５８(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に残った残存トナーは、ク
リーナ６６ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) により除去され、ま
た、各感光体ドラム５８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に残っ
た残存電位は、除電ランプ６８ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
により除電されて、引き続く画像形成に利用される。

【０２２６】４色のトナー像を静電的に保持した用紙Ｐ
は、搬送ベルト５２の回転にともなってさらに搬送さ
れ、ベルト駆動ローラ５６の曲率と用紙Ｐの直進性との
差によって搬送ベルト５２から分離されて、定着装置８
４へ案内される。定着装置８４へ導かれた用紙Ｐは、定
着装置８４によりそれぞれのトナーが溶融されることに
より、カラー画像としてのトナー像が定着されたのち、
図示しない排出トレイに排出される。

【０２２７】一方、用紙Ｐを定着装置８４に供給したあ
との搬送ベルト５２はさらに回転されつつ、ベルトクリ
ーナ８２により、表面に残った不所望なトナーが除去さ
れ、再び、カセット７０から給送される用紙Ｐの搬送に
利用される。

【０２２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の光走査
装置によれば、Ｍ個のビーム群が偏向手段の反射面に、
一端からビーム群間の間隔が単調に増加する様に入射さ
れ、このビーム群間の間隔の最も小さい一端のビーム群
が偏向装置によって偏向されたビームと交差するように
入射される。これにより、ビーム群の結像特性のばらつ
きおよびビーム群間の走査線の曲りが低減される。従っ
て、画質の劣化が防止できる。なお、光走査装置の大き
さも低減される。

【０２２９】

【０２３０】

【０２３１】

【０２３２】

【０２３３】

【０２３４】

【０２３５】

【０２３６】

【０２３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例であるマルチビーム光走査装
置が利用される画像形成装置の概略断面図。

【図２】図１に示した画像形成装置に組み込まれる光走
査装置の光学部材の配置を示す概略平面図。

【図３】図２に示した光走査装置を第１の光源と光偏向
装置との間の系の光軸に沿って切断した部分断面図。

【図４】図２に示した光走査装置におけるビームの有効
画角を評価する評価関数を示すグラフ。

【図５】図２に示した光走査装置の副走査方向部分断面
であって、光偏向装置に向かう第１ないし第４のレーザ
ビームの状態を示す概略図。

【図６】図２に示した光走査装置を光偏向装置の偏向角
が０°の位置で切断した概略断面図。

【図７】図２に示した光走査装置の偏向後光学系の各光
学部材が配置される状態を示す概略平面図。

【図８】図２に示した光走査装置のレーザ合成ミラーユ
ニットを示す平面図および側面図

【図９】図２に示した光走査装置を用いた場合に、画像
形成装置に組み込まれる感光体ドラムを配置可能な領域
を示す概略図。

【図１０】図２に示した光走査装置に用いられるプロセ
ス関係の部品を実装可能な容積を規定する方法を示す概
略図。

【図１１】図１０に示したプロセス関係の部品を実装可
能な領域を示すグラフ。

【図１２】実用可能と考えられるλ＝０．０００６３に
対する偏向前光学系の絞りによる回析の影響を含む係数
ζおよび２つの隣あうビームの中心を結んだ線の中点で
の１つのビームのピーク強度に対する相対強度ηの範囲
を示すグラフ。

【図１３】実用可能と考えられるλ＝０．０００８に対
する偏向前光学系の絞りによる回析の影響を含む係数ζ
および２つの隣あうビームの中心を結んだ線の中点での
１つのビームのピーク強度に対する相対強度ηの範囲を
示すグラフ。

【図１４】図２に示した光走査装置を用いた場合に、像
面における複数のレーザビームの位置関係を示す概略
図。

【図１５】図２に示した光走査装置の水平同期検出用折
り返しミラーの概略斜視図。

【図１６】図２に示した光走査装置の出射ミラーの調整
機構を示す概略斜視図。

【図１７】図２ないし図９ならびに図１４ないし図１６
に示した光走査装置により感光体ドラムに照射されるレ
ーザビームのビーム位置を示す概略図。

【図１８】感光体ドラムに照射されるレーザビームの位
相差と強度分布の関係を説明するグラフ。

【図１９】図１８に示した強度分布を、平均露光エネル
ギーで正規化したグラフ。

【図２０】図２ないし図９ならびに図１４ないし図１６
に示した光走査装置により感光体ドラムに照射されるレ
ーザビームの位相差と強度分布の関係を、図１８と同一
の条件で示したグラフ。

【図２１】図１８に示した強度分布を、図１９と同一の
条件で示したグラフ。

【図２２】２本以上のレーザビームが１まとめにまとめ
られた１群のレーザビームを利用する際に、隣接するレ
ーザビームの位相差の影響を除去できる光走査装置の要
素の設定例を示すグラフ。

【図２３】図１に示した画像形成装置の画像制御部のブ
ロック図。

【符号の説明】

１…マルチビーム光走査装置、３ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …光源、３Ｙａ…イエロー第１レーザ、３Ｙｂ…イエロー第２レーザ、３Ｍａ…マゼンタ第１レーザ、３Ｍｂ…マゼンタ第２レーザ、３Ｃａ…シアン第１レーザ、３Ｃｂ…シアン第２レーザ、３Ｂａ…黒第１レーザ、３Ｂｂ…黒第２レーザ、３Ｂｃ…黒第３レーザ、３Ｂｄ…黒第４レーザ、５…光偏向装置、７ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …偏向前光学系９ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …有限焦点レンズ１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …ハイブリッドシリンダレン
ズ、１２ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …ハーフミラー (半透明鏡) 、１３…レーザ合成ミラーユニット、１５…保持部材、１７ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …プラスチックシリンダレン
ズ、１９ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …ガラスシリンダレンズ、２３…水平同期検出器、２５…水平同期用折り返しミラー、３０…偏向後光学系、３０ａ…第１の結像レンズ、３０ｂ…第２の結像レンズ、３３ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …第１の折り返しミラー、３５ (Ｙ，Ｍ，Ｃ) …第２の折り返しミラー、３７ (Ｙ，Ｍ，Ｃ) …第３の折り返しミラー、３９ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …防塵ガラス、４１ (Ｙ，Ｍ，Ｃ) …ミラー固定部、４３ (Ｙ，Ｍ，Ｃ) …ミラー押さえ板ばね、４５ (Ｙ，Ｍ，Ｃ) …突起、４７ (Ｙ，Ｍ，Ｃ) …止めねじ、５０ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …画像形成部、５２…搬送ベルト、５４…ベルト駆動ローラ、５６…テンションローラ、５８ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …感光体ドラム、６０ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …帯電装置、６２ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …現像装置、６４ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …転写装置、６６ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …クリーナ、６８ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …除電装置、７０…用紙カセット、７２…送り出しローラ、７４…レジストローラ、７６…吸着ローラ、７８…レジストセンサ、８０…レジストセンサ、８２…搬送ベルトクリーナ、８４…定着装置、１００…画像形成装置、１０１…主制御装置、１０２…ＲＡＭ、１０３…不揮発性メモリ、１１０…画像制御部、１１１…画像制御ＣＰＵ、１１２…バスライン、１１３…タイミング制御部、１１４ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …画像メモリ、１１５ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …データ制御部、１１６ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …レーザ駆動部、１１８ (Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂ) …タイミング設定装置、１２１…水平同期信号発生回路、Ｐ…用紙。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献特開平６−222295（ＪＰ，Ａ) 特開平５−142495（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10 B41J 2/44 G02B 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光源と、回転可能に形成された反射面を有し、前記複数の光源か
ら出射された光を所定の方向に偏向する偏向手段と、前記複数の光源と前記偏向手段の間であって前記偏向手
段に最も近い側に配置され、前記光源から出射された光
を前記偏向手段に向けて反射する第１のミラーと、前記複数の光源と前記偏向手段の間であって、前記偏向
手段に対し前記第１のミラーよりも遠い位置に配置さ
れ、前記光源から出射された光を前記偏向手段に向けて
反射する第２のミラーと、前記複数の光源と前記偏向手段の間であって、前記偏向
手段に対し前記第２のミラーよりも遠い位置に配置さ
れ、前記光源から出射された光を前記偏向手段に向けて
反射する第３のミラーとを具備してなり、前記第１ないし第３のミラーは、前記第１のミラーによ
り反射され前記偏向手段に向かう光の光軸と記第２のミ
ラーにより反射された前記偏向手段に向かう光の光軸と
の前記反射面上での距離よりも、前記第２のミラーによ
り反射され前記偏向手段に向かう光の光軸と前記第３の
ミラーにより反射され前記偏向手段に向かう光の光軸と
の前記反射面上での距離のほうが大きくなるように配置
され、前記第１のミラーへ入射する光は、前記偏向手段
により偏向された光と交差するように入射されることを
特徴とする光走査装置。