JP3416085B2 - 光走査装置 - Google Patents

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
カラープリンタ、複数ドラム方式カラー複写機、高速レ
ーザプリンタあるいはデジタル複写機などに利用可能
な、複数のビームを走査す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光走査装
置 (レーザ露光装置) が利用される。

【０００３】この種の画像形成装置では、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。

【０００４】従来のマルチビーム光走査装置は、たとえ
ば、特開平５−８３４８５号公報に見られるように、マ
ルチビームの数をＮとするとき、光源である半導体レー
ザ、シリンダレンズおよびガラスｆθレンズ群をＮセッ
ト、及び、ポリゴンミラーをＮ／２枚使用する例があ
る。たとえば、４ビームの場合にはレーザ、シリンダレ
ンズおよびガラスｆθレンズ群が４セット、及び、ポリ
ゴンミラーが２枚が利用される。また、ｆθレンズ群の
一部のレンズを共通利用する例、すなわち、ｆθレンズ
を２群とし、ポリゴンミラーに近いｆθレンズには全て
のレーザビームを通過させる一方で、ポリゴンミラーか
ら遠いｆθレンズを４枚として、それぞれのレーザビー
ムを個別に通過させる方法も提案されている。

【０００５】これとは別に、たとえば、特開昭６２−２
３２３４４号公報には、ｆθレンズの少なくとも一部の
レンズ面がトーリック面に形成されたレンズを共通利用
する例が示されている。また、この特開昭６２−２３２
３４４号には、ｆθレンズのいくつかをプラスチックで
形成することで各レンズ面の設計自由度を向上させ、結
像位置における収差特性を改善する提案がある。なお、
この公報には、全てのｆθレンズ群を共通で利用して、
それぞれのレンズに全てのレーザビームを通過させる方
法も示されている。

【０００６】また、特開平５−３４６１２号公報には、
複数のハーフミラーを利用して複数の光源からのレーザ
ビームを一つのポリゴンミラーに入射させる方法が示さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平５−８３４８５
号公報に見られるマルチビーム光走査装置が利用される
場合、複数の光走査装置が利用される場合に比較して、
光走査装置に占有される空間の大きさは低減されるもの
の、光走査装置単体としては、レンズあるいミラーの数
が増大することによる部品代および組み立てコストのア
ップ、または、光走査装置単体としての大きさおよび重
さの増大などがある。また、ｆθレンズの形状誤差また
は固体誤差あるいは取り付け誤差などにより、各色成分
ごとのレーザビームの主走査線の曲り、あるいは、ｆθ
特性などに代表される結像面における収差特性の偏差が
不均一になることが知られている。また、各レーザビー
ムに対応して複数の第２のｆθレンズを配置する方法も
提案されているが、この方法によっても、第２のｆθレ
ンズの形状誤差または固体誤差あるいは取り付け誤差な
どにより、上記特開平５−８３４８５号公報に見られる
例と同様の不都合が生じる。

【０００８】また、特開昭６２−２３２３４４号公報に
見られる例では、形状が最適化されていないトーリック
面が配置されているのみであるから、複数のレーザビー
ムのいずれかのビームに主走査線曲りが発生する問題が
ある。なお、上記特開昭６２−２３２３４４号公報に関
連して、偏向装置に向かうレーザビームの一部を光軸方
向へ制御する例が提案されているが、すべての結像領域
で十分に収差特性を補正することは困難である。なお、
上記特開昭６２−２３２３４４号公報に見られる例で
は、プラスチックにより形成されたレンズの屈折率の温
度の変化による変化量が比較的大きいことから、広範囲
に亘る環境条件 (特に温度条件) の下で、像面湾曲、主
走査線曲りあるいはｆθ特性などが大きく変動する問題
がある。また、この例では、特に、副走査方向の全域で
の色消し、像面湾曲、像面歪曲、及び、横倍率などの諸
条件を満足しなければならないため、レンズの枚数が増
加される問題がある。さらに、この例では、各レーザビ
ームの主走査線の平行度を確保するために、ハウジング
の精度を非常に高くしなければならずコストアップとな
る。

【０００９】一方、特開平５−３４６１２号公報に示さ
れている例では、最も多くのハーフミラーを通過される
レーザビームの光強度 (光量) が十分に確保されなけれ
ばならず、光源を大型化しなければならない問題があ
る。このことは、光源からの発熱量を増大させることか
ら、冷却のための機構を必要とするという新たな問題を
引き起こす。

【００１０】さらに、レーザと結像位置との間に配置さ
れるミラー (分離ミラー) の枚数により、たとえば、主
走査線曲りが逆向きになることも知られている。

【００１１】この発明の目的は、色ずれのないカラー画
像を低コストで提供できる画像形成装置に適したマルチ
ビーム光走査装置を提供することにある。

【００１２】

【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、複数の光源と、回転軸を
中心として回転可能に形成された反射面を含み、この反
射面の回転により上記光源からの光を所定の方向に偏向
する偏向手段と、この偏向手段と上記光源との間に配置
され、上記光源からの光を、上記偏向手段の上記反射面
の回転軸と平行な方向には集束光に、また、上記回転軸
と直交する方向には集束光または平行光に変換する偏向
前光学手段と、上記偏向手段に最も近接して配置される
レンズであって、上記偏向手段側の面の形状が上記偏向
手段の上記回転軸と直交する方向に向かって凹に規定さ
れるとともにそのレンズ面を規定する回転対称軸が当該
レンズ面よりも上記偏向手段側に位置されたトーリック
面に形成されているレンズと、上記偏向手段から最も離
れた位置に配置されるレンズであって、上記偏向手段側
の面の形状が上記偏向手段の上記回転軸と直交する方向
に向かって凹に規定されるとともにそのレンズ面を規定
する回転対称軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段から
離れた側に位置されたトーリック面に形成されているレ
ンズと、上記偏向手段に最も近接して配置されるレンズ
と上記偏向手段から最も離れた位置に配置されるレンズ
の間に配置されるレンズであって、上記偏向手段から遠
い側の面の形状が上記偏向手段の上記回転軸と直交する
方向に向かって凸に規定されるとともにそのレンズ面を
規定する回転対称軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段
側に位置されているトーリック面に形成されているレン
ズと、からなる３枚のレンズを含み、前記偏向手段の反
射点と所定像面を上記偏向手段の上記反射面の回転軸と
平行な方向に関して共役な関係として、上記偏向手段の
上記反射面と上記回転軸とのなす角の偏差の影響を補正
するとともに、上記偏向手段により偏向された光を所定
像面に等速で走査するよう結像する偏向後光学手段と、
を、有する光走査装置を提供するものである。またこの
発明は、複数の光源と、回転軸を中心として回転可能に
形成された反射面を含み、この反射面の回転により上記
光源からの光を所定の方向に偏向する偏向手段と、この
偏向手段と上記光源との間に配置され、上記光源からの
光を、上記偏向手段の上記反射面の回転軸と平行な方向
に前記偏向手段の反射点近傍に集束させる偏向前光学手
段と、上記偏向手段に最も近接して配置されるレンズで
あって、上記偏向手段側の面の形状が上記偏向手段の上
記回転軸と直交する方向に向かって凹に規定されるとと
もにそのレンズ面を規定する回転対称軸が当該レンズ面
よりも上記偏向手段側に位置されたトーリック面に形成
されているレンズと、上記偏向手段から最も離れた位置
に配置されるレンズであって、上記偏向手段側の面の形
状が上記偏向手段の上記回転軸と直交する方向に向かっ
て凹に規定されるとともにそのレンズ面を規定する回転
対称軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段から離れた側
に位置されたトーリック面に形成されているレンズと、
上記偏向手段に最も近接して配置されるレンズと上記偏
向手段から最も離れた位置に配置されるレンズの間に配
置されるレンズであって、上記偏向手段から遠い側の面
の形状が上記偏向手段の上記回転軸と直交する方向に向
かって凸に規定されるとともにそのレンズ面を規定する
回転対称軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段側に位置
されているトーリック面に形成されているレンズと、か
らなる３枚のレンズを含み、前記偏向手段の反射点と所
定像面を上記偏向手段の上記反射面の回転軸と平行な方
向に関して共役な関係として、上記偏向手段の上記反射
面と上記回転軸とのなす角の偏差の影響を補正するとと
もに、上記偏向手段により偏向された光を所定像面に等
速で走査するよう結像する偏向後光学手段と、を、有す
る光走査装置を提供するものである。

【００１３】さらにこの発明は、複数の光源と、回転軸
を中心として回転可能に形成された反射面を含み、この
反射面の回転により上記光源からの光を所定の方向に偏
向する偏向手段と、この偏向手段と上記光源との間に配
置され、上記光源からの光を、上記偏向手段の上記反射
面の回転軸と平行な方向に前記偏向手段の反射点近傍に
集束させる偏向前光学手段と、上記偏向手段に最も近接
して配置されるレンズであって、上記偏向手段側の面の
形状が上記偏向手段の上記回転軸と直交する方向に向か
って凹に規定されるとともにそのレンズ面を規定する回
転対称軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段側に位置さ
れたトーリック面に形成され、上記偏向手段から遠い側
の面の回転対称軸が上記偏向手段の上記回転軸と平行な
方向に規定され母線が非円弧面であるトーリック面に規
定されるレンズと、上記偏向手段から最も離れた位置に
配置されるレンズであって、上記偏向手段側の面の形状
が上記偏向手段の上記回転軸と直交する方向に向かって
凹に規定されるとともにそのレンズ面を規定する回転対
称軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段側から離れた側
にトーリック面に規定され、上記偏向手段から遠い側の
面が、光軸を回転対称軸とする回転対称非球面に規定す
るレンズと、上記偏向手段に最も近接して配置されるレ
ンズと上記偏向手段から最も離れた位置に配置されるレ
ンズの間に配置されるレンズであって、上記偏向手段側
の面の回転対称軸が上記偏向手段の上記回転軸と平行な
方向に規定されたトーリック面に規定され、上記偏向手
段から遠い側の面の形状が上記偏向手段の上記回転軸と
直交する方向に向かって凸に規定されるとともにそのレ
ンズ面を規定する回転対称軸が当該レンズ面よりも上記
偏向手段側に位置されているトーリック面に形成されて
いるレンズと、からなる３枚のレンズを含み、前記偏向
手段の反射点と所定像面を上記偏向手段の上記反射面の
回転軸と平行な方向に関して共役な関係として、上記偏
向手段の上記反射面と上記回転軸とのなす角の偏差の影
響を補正するとともに、上記偏向手段により偏向された
光を所定像面に等速で走査するよう結像する偏向後光学
手段と、を、有する光走査装置を提供するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１５】図１および図２には、この発明の実施例で
あるマルチビーム光走査装置の概略平面図および概略断
面図が示されている。なお、カラーレーザビームプリン
タ装置では、通常、イエロー＝Ｙ、マゼンタ＝Ｍ、シア
ン＝Ｃおよびブラック＝Ｂ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、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。

【００１６】図１および図２によれば、マルチビーム光
走査装置１は、色成分ごとの画像データに対応するレー
ザビーム (光) ＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを発生する
第１ないし第４の半導体レーザ素子 (光源、以下、レー
ザ素子と示す) ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂ、及び、そ
れぞれのレーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から出射
されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を、図示
しない像面 (所定の位置に配置された結像対象物、たと
えば、感光体ドラム表面など) に向かって所定の線速度
で偏向する (ただ１つの) 光偏向装置 (偏向手段) ５な
どにより構成される。

【００１７】それぞれのレーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) と光偏向装置５との間には、レーザ素子３ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) からのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) の断面ビームスポット形状を所定の形状に整え
る偏向前光学系 (偏向前光学手段) ７ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) が、各レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) ごと
に配置されている。

【００１８】光偏向装置５と (図示しない) 像面との間
には、光偏向装置５を介して偏向されたレーザビームＬ
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を、像面の所定の位置に、おお
むね直線状に結像させるための偏向後光学系 (偏向後光
学手段) ２１が配置されている。

【００１９】以下、光偏向装置５、偏向前光学系７およ
び偏向後光学系２１について、詳細に説明する。

【００２０】レーザ素子３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂ
は、光偏向装置５に対して、所定の角度で、３Ｍ，３Ｃ
および３Ｂの順に配置されている。なお、Ｙ (イエロ
ー) 画像に対応されるレーザ素子３Ｙは、光偏向装置５
の反射面に向かうレーザビームＬＹが、光偏向装置５
に、直接入射可能に配置される。

【００２１】光偏向装置５は、複数、たとえば、６面の
平面反射鏡 (面) ５αないし５ζ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、一定の速度
で所定の方向に回転させるモータ５ｍにより構成され
る。なお、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５αな
いし５ζは、多面鏡本体５ａが回転される方向を含む面
と直交する面に沿って切り出されたのち、切断面に、た
とえば、Ｓi Ｏ2 などの表面保護層が蒸着されることで
提供される。

【００２２】偏向前光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
は、各レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) から出射さ
れたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、光偏向
装置５によってレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
が偏向される方向 (以下、主走査方向と示す) および主
走査方向と直交する (以下、副走査方向と示す) の双方
に関して所定の収束性を与える有限焦点レンズ９ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) 、各有限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) を通過されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) に、副走査方向に関してのみ、さらに収束性を与
えるハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) 、及び、それぞれのハイブリッドシリンダレンズ
１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) を通過された４本のレーザ
ビームを光偏向装置５の各反射面５αないし５ζに向か
って折り曲げる (ただ１組の) 偏向前折り返し合成ミラ
ー (合成手段) １３などを有している。

【００２３】レーザ素子３ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、有
限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、ハイブリッド
シリンダレンズ１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) 、及び、合
成ミラー１３は、たとえば、アルミニウム合金などによ
って形成された保持部材１５上に、一体的に配置されて
いる。

【００２４】有限焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
は、それぞれ、非球面ガラスレンズもしくは球面ガラス
レンズに、ＵＶ硬化プラスチックなどにより形成された
非球面プラスチックレンズを貼り合わせることにより形
成される。また、ハイブリッドシリンダレンズ１１
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、それぞれ、プラスチックシ
リンダレンズ１７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) とガラスシリ
ンダレンズ１９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) とを含んでいる
(図３に詳細に示されている) 。なお、それぞれのレン
ズは、保持部材１５と一体に形成された位置決め部材を
介して固定される。

【００２５】偏向後光学系２１の一部およびその周囲に
は、偏向後光学系２１を通過されたそれぞれのレーザビ
ームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の一部を検知するための
(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内の後述する少なくとも一枚のレンズを通過
された４本のレーザビーム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へは
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。

【００２６】偏向後光学系２１は、広い走査幅 (すなわ
ち光偏向装置５により像面に走査されたレーザビームの
像面での主走査方向の長さ) 全域で、光偏向装置５の各
反射面５αないし５ζにより偏向されたそれぞれのレー
ザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、所定の結像特性
を与えるとともに、それぞれのレーザビームの結像面の
変動を一定の範囲内に抑えるための第１ないし第３の結
像レンズ２７，２９および３１を有している。

【００２７】偏向後光学系２１の第３の結像レンズ (最
終レンズ) ３１と像面との間には、最終レンズ３１を通
過された４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３３
Ｙ，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３５Ｙ，３５Ｍおよび３５Ｃな
らびに３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃが配置されている。

【００２８】第１ないし第３の結像レンズ２７，２９お
よび３１、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１
ａ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。

【００２９】また、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７
Ｍおよび３７Ｃは、それぞれ、中間ベース１ａに、たと
えば、一体成型により形成される (図示しない) 固定用
リブと (図示しない) 傾き調整機構を介して、副走査方
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。

【００３０】なお、図２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。

【００３１】偏向後光学系２１の第３の折り返しミラー
３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃおよび第１の折り返しミラー３
３Ｂ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４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。

【００３２】次に、偏向前光学系７について、さらに、
詳細に説明する。

【００３３】図３は、偏向前光学系７の折り返しミラー
などを省略した部分断面図である。なお、図３では、１
つのレーザビームＬＹ (イエロー) に対する光学部品の
みが代表して示されている。

【００３４】ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ)
は、副走査方向に対して実質的に等しい曲率を持つＰＭ
ＭＡのシリンダレンズ１７ (Ｙ) とガラスのシリンダレ
ンズ１９ (Ｙ) とによって形成されている。ＰＭＭＡの
シリンダレンズ１７ (Ｙ) は、空気と接する面がほぼ平
面に形成される。

【００３５】また、ハイブリッドシリンダレンズ１１
(Ｙ) は、シリンダレンズ１７ (Ｙ)とシリンダレンズ１
９ (Ｙ) とが、シリンダレンズ１７ (Ｙ) の出射面とシ
リンダレンズ１９ (Ｙ) の入射面との間の接着により、
あるいは、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。なお、ハ
イブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ) は、シリンダレン
ズ１９ (Ｙ) の曲率をもつ面に、シリンダレンズ１７
(Ｙ) が一体に成型されてもよい。

【００３６】プラスチックシリンダレンズ１７ (Ｙ) 、
たとえば、ＲＭＭＡ (ポリメチルメタクリル) などの材
質により形成される。ガラスシリンダレンズ１９ (Ｙ)
は、たとえば、ＳＦＳ１などの材質により形成される。
また、それぞれのシリンダレンズ１７ (Ｙ) および１９
(Ｙ) は、保持部材１５と一体に形成された位置決め部
材を介して、有限焦点レンズ９と正確な間隔で固定され
る。

【００３７】以下、表１に、偏向前光学系７の光学的数
値データを示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１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、Ｙ (イエロー)
に対応される偏向前光学系７ＹおよびＢ (ブラック) 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。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１
１との間隔が広げられている。

【００４０】図４には、図３および表１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で、図１の矢印
Ｐ−Ｐで切断した状態におけるそれぞれのレーザ素子３
Ｙ，３Ｍおよび３Ｃ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。

【００４１】図４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。また、レーザビームＬ
Ｍ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，Ｌ
ＣおよびＬＢ相互の間隔は、ＬＹ−ＬＭ間で２．２５ｍ
ｍ、ＬＭ−ＬＣ間で１．９６ｍｍ、及び、ＬＣ−ＬＢ間
で１．７５ｍｍである。

【００４２】次に、ハイブリッドシリンダレンズ１１と
偏向後光学系２１との間の光学特性について詳細に説明
する。

【００４３】偏向後光学系２１すなわち第１ないし第３
の結像レンズ２７，２９および３１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１．４７８９
まで変化することが知られている。この場合、第１ない
し第３の結像レンズ２７，２９および３１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、±１２ｍｍ程度変動し
てしまう。ここで、偏向前光学系７に、偏向後光学系２
１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２１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２１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。

【００４４】図５には、第１ないし第４のレーザビーム
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５αないし５ζに案内
する合成ミラー１３が示されている。

【００４５】合成ミラー１３は、画像形成可能な色成分
の数 (色分解された色の数) よりも「１」だけ少ない数
だけ配置される第１ないし第３のミラー１３Ｍ，１３Ｃ
および１３Ｂと、それぞれのミラー１３Ｍ，１３Ｃおよ
び１３Ｂを保持する第１ないし第３のミラー保持部１３
α，１３βおよび１３γならびにそれぞれの保持部１３
α，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。なお、レーザ素子３Ｙからのレーザビー
ムＬＹは、すでに説明したように、光偏向装置５の各反
射面５αないし５ζ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。

【００４６】これとは別に、第１ないし第３のミラー１
３Ｍ，１３Ｃおよび１３Ｂとそれぞれのミラーに入射さ
れるレーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢの入射角は、レ
ーザビームＬＭで５１．４°、レーザビームＬＣで４
０．０°およびレーザビームＬＢで２８．６°に規定さ
れる (図６参照) 。なお、この実施例では、合成ミラー
１３の各ミラーへの入射角が大きいレーザビームほど、
光偏向装置５の各反射面上での近接するレーザビームと
の間隔が大きくなるよう、レーザ素子３Ｍ，３Ｃおよび
３Ｂの配置ならびに第１ないし第３の１３Ｍ，１３Ｃお
よび１３Ｂの角度が規定されている。

【００４７】ここで、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，ＬＣおよびＬ
Ｂ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の強度 (光量) について考察する。

【００４８】既に説明したように特開平５−３４６１２
号公報には、２以上のレーザビームを１つの束のレーザ
ビームとして光偏向装置の反射面に入射させる方法とし
て、ハーフミラーにより、レーザビームを、順に、重ね
る方法が示されている。しかしながら、複数のハーフミ
ラーが利用されることで、１回の反射および透過 (ハー
フミラーを１回通過するごとに) に対し、各レーザから
出射されたレーザビームの光量の５０％は無駄となって
しまうことは公知である。この場合、ハーフミラーの透
過率と反射率を、それぞれ、各レーザビームごとに最適
化したとしても、すべてのハーフミラーを通過されるい
づれか１つのレーザビームの強度 (光量) は、有限焦点
レンズ９から出力された光量の約２５％まで低減されて
しまう。また、光路中にハーフミラーが光路に傾いて存
在すること、及び、各レーザビームが通過するハーフミ
ラーの枚数が異なること、などに起因して、像面湾曲あ
るいは非点収差などに代表される光学特性に、各レーザ
ビームごとに差が生じることが知られている。各レーザ
ビームごとに像面湾曲および非点収差などの特性が異な
ることは、全てのレーザビームを、同一の有限焦点レン
ズおよびシリンダレンズのみにより像面に結像させるこ
とを困難にする。

【００４９】これに対して、図５に示されている合成ミ
ラー１３によれば、それぞれのレーザビームＬＭ，ＬＣ
およびＬＢは、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ＬＭ，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、有限焦点レンズ９からの出射光
量のおおむね９０％以上に維持できる。このことは、各
レーザ素子の出力を低減できるばかりでなく、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。

【００５０】次に、図７ないし図９および表２ (偏向後
光学系２１の各レンズのレンズデータを含む光学データ
を示す) を参照して、光偏向装置５の多面鏡５ａで反射
されるレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と偏向後
光学系２１との関係について説明する。

【００５１】

【表２】

【００５２】表２において、副走査の曲率が“−”の面
は、これを光軸に関して回転した形状がレンズ形状、曲
率が示されている面は、その局所座標のｚ軸方向に、１
／トーリック回転対称軸の欄に示された方向の曲率分だ
け離れた平面内のトーリック回転対称軸の欄に示された
方向に平行な軸を中心として回転した形状を示す。

【００５３】図７は、図１および図２で説明した光走査
装置１の第１ないし第３の折り返しミラー３３Ｂ，３５
Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃなら
びに中間ベース１ａを取り除いて、多面鏡５ａの回転軸
方向からみた状態の光路展開図である。

【００５４】図８は、図１および図２で説明した光走査
装置１を、 (光走査装置１の) 副走査方向の系の光軸Ｏ
に沿って、かつ、光偏向装置５の多面鏡５ａの振り角が
０°の状態で、第１ないし第３の折り返しミラー３３
Ｂ，３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５
Ｃ，３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃならびに中間ベース１
ａを取り除くとともにＬＹ，ＬＣおよびＬＹの途中まで
のレーザビームを仮想的に直線に置き換えて、多面鏡５
ａの回転軸と直交する方向に切断した光路展開図であ
る。

【００５５】図１０は、図７および図８の第１ないし第
３のプラスチックレンズ２７，２９および３１のそれぞ
れのトーリック面の回転軸の方向を説明するための概略
斜視図である。なお、図１０では、各レンズを通過され
るレーザビームは、省略されている。

【００５６】第１のプラスチックレンズ２７は、ｆθレ
ンズを構成するレンズであって、レンズ面の形状が入射
面 (光偏向装置５側) ２７inおよび出射面 (像面側) ２
７raの双方共にトーリック面に形成された両面トーリッ
クレンズである。レンズ２７の各面のトーリック回転対
称軸すなわちＲ２７inの起点となる軸線Ｓ1 およびＲ２
７raの起点となる軸線Ｓ2 は、それぞれ、主走査方向お
よび副走査方向に延出されている (図１０参照) 。

【００５７】第２のプラスチックレンズ２９は、ｆθレ
ンズを構成するレンズであって、レンズ面の形状が入射
面 (光偏向装置５側) ２９inおよび出射面 (像面側) ２
９raの双方共にトーリック面に形成された両面トーリッ
クレンズである。レンズ２９の各面のトーリック回転対
称軸すなわちＲ２９inの起点となる軸線Ｓ3 およびＲ２
９raの起点となる軸線Ｓ4 は、それぞれ、副走査方向お
よび主走査方向に延出されている (図１０参照) 。

【００５８】第３のプラスチックトーリックレンズ (最
終レンズ) ３１は、ｆθレンズを構成するレンズであっ
て、レンズ面の形状が入射面 (光偏向装置５側) ３１in
がトーリック面、及び、出射面 (像面側) ３１raが回転
対称非球面に形成された片面トーリックレンズである。
レンズ３１の入射面３１inのトーリック回転対称軸すな
わちＲ３１inの起点となる軸線Ｓ5 は、主走査方向に延
出されている (図１０参照) 。なお、出射面３１raは、
系の光軸Ｏを回転対称とした回転対称面に形成されるこ
とはいうまでもない。

【００５９】次に、第１ないし第３のプラスチックトー
リックレンズのトーリック軸と、結像面の変動および収
差特性について考察する。

【００６０】従来から利用されている光走査装置では、
全てのトーリックレンズのトーリック軸は、主走査方向
に沿って規定される。この場合、結像面における球面収
差、コマ収差、像面湾曲あるいは倍率誤差などの収差特
性は、副走査方向に関し、独立に設定できないことは、
すでに説明した通りである。

【００６１】ここで、第１ないし第３のトーリックレン
ズの各レンズ面２７in，２７ra，２９in，２９ra，３１
inおよび３１raのそれぞれに関し、トーリック軸の方向
をシミュレートした結果、副走査方向断面が非円弧状の
レンズ面が１面だけ存在する場合には、コマ収差および
球面収差の補正が不十分となり、結像面での断面ビーム
スポット径は、おおむね、１００μｍ程度となることが
判明した。これに対して、副走査方向断面が非円弧状の
レンズ面が２面存在する場合には、結像面での断面ビー
ムスポット径は、おおむね、５０μｍ程度まで絞れるこ
とが明らかになった。

【００６２】また、トーリック軸が、主走査方向にある
レンズが組み合わせられることにより、主走査方向のさ
まざまな収差特性が提供されるとともに、各ビームの結
像位置すなわち主走査線曲がりあるいは環境変化による
副走査方向の倍率変化が低減される。

【００６３】従って、第１ないし第３のプラスチックレ
ンズのレンズ面 (合計で６面) の少なくとも２面の副走
査方向断面が非円弧状に形成されたレンズを組み合わせ
ることで、主走査方向形状を、主走査方向のさまざまな
特性が満足されるよう規程されるさまざまな制約内のそ
れぞれの場所で、副走査方向のレンズのＲが最適化でき
る。なお、第３のプラスチックレンズ３１の出射面 (回
転非球面) ３１raは、副走査方向の特性への影響を抑え
ると共に、主走査方向のさまざまな特性の微妙な調整の
ために利用される。

【００６４】なお、トーリック回転軸が副走査方向に一
致されるレンズ面を第１のプラスチックレンズ２７に集
約することで、レンズ２７を成型するための型作成時の
加工治具を小さくすることと加工精度の向上が可能であ
るが、３枚のレンズ相互の関連により影響を受ける有効
偏向角が抑制されることが認められる。このことは、光
偏向装置５の各反射面と像面との間の距離を増大させる
ことから、最適化シミュレートにより、トーリック軸が
副走査方向に一致されるべきレンズ面は、より好ましく
は、第１プラスチック２７の出射面２７raおよび第２プ
ラスチック２９の入射面２９inに規定される。

【００６５】次に、合成ミラー１３により主走査方向に
関して実質的に一束にまとめられた状態で光偏向装置５
の各反射面で反射されたレーザビームＬｏを、再び、４
本のレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢに分離す
るための折り返しミラー３３Ｂ，３３Ｙ，３３Ｍおよび
３３Ｃとの関係について説明する。

【００６６】図９を参照すれば、光偏向装置５の各反射
面で反射されたそれぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭおよ
びＬＣは、副走査方向に関し、対応する折り返しミラー
３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃにより、それぞれ、系の光
軸Ｏに対して所定の角度で、レーザビームＬｏから順に
分離される。

【００６７】詳細には、合成ミラー１３の第１のミラー
１３Ｍにより光偏向装置５の各反射面上で系の光軸に最
も近接して入射されたレーザビームＬＭは、光偏向装置
５の各反射面から (図示しない) 像面に向かう系の光軸
Ｏとのなす角が他のレーザビームに比較して最小になる
位置に配置された折り返しミラー３３Ｍによりレーザビ
ームＬｏから分離される。

【００６８】また、合成ミラー１３の第２のミラー１３
Ｃにより光偏向装置５の各反射面上でレーザビームＬＭ
に近接して入射されたレーザビームＬＣは、光偏向装置
５の各反射面から (図示しない) 像面に向かう系の光軸
Ｏとのなす角が、レーザビームＬＭよりも大きく (後
述) レーザビームＬＹよりも小さくなる位置に配置され
た折り返しミラー３３ＣによりレーザビームＬｏから分
離される。

【００６９】一方、合成ミラー１３のいづれのミラーに
よっても反射されることなく光偏向装置５の各反射面上
に直接入射されたレーザビームＬＹは、光偏向装置５の
各反射面から (図示しない) 像面に向かう系の光軸Ｏと
のなす角が、レーザビームＬＣおよびレーザビームＬＭ
よりも大きくなる位置に配置された折り返しミラー３３
ＹによりレーザビームＬｏから分離される。

【００７０】なお、レーザビームＬＢは、他のレーザビ
ームに比較して、副走査方向で外側に位置されるレーザ
ビームＬＹと実質的に同様にレンズ２７，２９および３
１を通り、折り返しミラー３３Ｂにより折り返される。

【００７１】このことは、偏向後光学系２１の各レンズ
２７，２９および３１の素材であるＰＭＭＡの温度変化
による屈折率変化あるいは熱膨張による像面での副走査
方向の位置ずれを低減させるために、有益である。

【００７２】一例として、レーザビームＬＣを参照すれ
ば、レーザ素子３Ｃは、主走査方向の系の光軸Ｏに対し
所定の角度で、光軸Ｏの上方に配置される。レーザ素子
３ＣからのレーザビームＬＣは、副走査方向に関し、光
偏向装置５の各反射面上の系の光軸Ｏの上方で反射さ
れ、第１のトーリックレンズ２７で、系の光軸Ｏの上方
あるいは光軸Ｏの近傍を通過され、第２のトーリックレ
ンズ２９では光軸Ｏの近傍を通過され、第３のトーリッ
クレンズ３１で系の光軸Ｏの直近または系の光軸Ｏの下
方を通過される。このレンズ２７とレンズ３１との副走
査方向の通過位置は、偏向前光学系７Ｙ，７Ｍ，７Ｃお
よび７Ｂのレーザ素子３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂの、
それぞれの光軸を最適に配置することによって容易に達
成される。

【００７３】また、同様に、レーザビームＬＭを参照す
れば、レーザ素子３Ｍは、主走査方向の系の光軸Ｏに対
し所定の角度で、光軸Ｏの僅かに下方に配置される。レ
ーザ素子３ＭからのレーザビームＬＭは、光偏向装置５
の各反射面上の系の光軸Ｏの僅かに下方で反射され、第
１のトーリックレンズ２７で、系の光軸Ｏの下方あるい
は光軸Ｏの近傍を通過され、第２のトーリックレンズ２
９では、光軸Ｏの近傍を通過され、第３のトーリックレ
ンズ３１で系の光軸Ｏの直近または系の光軸Ｏの上方を
通過される。このレンズ２７とレンズ３１との副走査方
向の通過位置は、偏向前光学系７Ｙ，７Ｍ，７Ｃおよび
７Ｂの、それぞれの光軸を最適に配置することによっ
て、容易に達成される。

【００７４】このように、偏向後光学系２１の副走査方
向に関し、４本のレーザビームを、系の光軸Ｏを挟ん
で、上方および下方から図示しない像面に案内すること
で、各レンズ２７，２９および３１の素材であるＰＭＭ
Ａの温度変化に起因する屈折率変化あるいは熱膨張によ
る像面での副走査方向の位置ずれを低減できる。

【００７５】次に、再び、図２を参照して、光偏向装置
５の多面鏡５ａで反射されたレーザビームと偏向後光学
系２１を通って光走査装置１の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，３７Ｍおよび３７Ｃとの関係に
ついて説明する。

【００７６】すでに説明したように、光偏向装置５の多
面鏡５ａで反射され、偏向後光学系２１すなわち第１な
いし第３のトーリックレンズ２７，２９および３１を介
して、所定の収差特性が与えられた各レーザビームＬ
Ｙ，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３３Ｂを介して
所定の方向に折り返される。

【００７７】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で反射されたの
ち、防塵ガラス３９Ｂを通って像面に案内される。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３５
Ｃによって、さらに、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３
７Ｍおよび３７Ｃに向かって反射される。第３の折り返
しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃで反射された各レ
ーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣは、それぞれ、防塵ガ
ラス３９Ｙ，３９Ｍおよび３９Ｃを介して、おおむね、
等間隔で、像面に結像される。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、像面に結像される。

【００７８】ところで、レーザビームＬＢは、既に説明
したように、レーザ素子３Ｂから出射されたのち偏向前
光学系７Ｂすなわち有限焦点レンズ９Ｂ、合成ミラー１
３Ｂおよびハイブリッドシリンダレンズ１１Ｂを通過さ
れ、多面鏡５ａで反射されたのち偏向後光学系２１すな
わち第１ないし第３のトーリックレンズ２７，２９およ
び３１を通って折り返しミラー３３Ｂで反射されて、光
走査装置１の外部へ出射される。すなわち、レーザビー
ムＬＢは、多面鏡５ａで偏向されたのち、折り返しミラ
ー３３Ｂで反射されるのみで、光走査装置１から出射さ
れる。このことから、実質的に折り返しミラー３３Ｂ１
枚のみで案内されるレーザビームＬＢが確保できる。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を相対的に補正
する際の基準光線として有益である。

【００７９】なお、光路中に複数のミラーが存在する場
合には、各レーザビームごとに利用される偏向後のミラ
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２によれば、レーザビームＬＢに関与する偏
向後のミラーの枚数は、１枚(奇数) 、レーザビームＬ
Ｃ，ＬＭおよびＬＹに関与するミラーの枚数は、それぞ
れ、３枚 (奇数) である。すなわち、いづれか１つのレ
ーザビームに関し、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
(ミラーの枚数は奇数) 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
に色ズレが生じる。

【００８０】従って、４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の偏向後の光
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。

【００８１】表３および表４は、表１および表２に示し
た偏向前光学系および偏向後光学系の変形例として利用
可能な光学系の光学的数値データを示している。なお、
表３および表４に示した光学系は、表１および表２に示
した光学系に比較して、トーリック対称面が副走査方向
に延出されているレンズ面を、系の光軸に対して回転対
称な非球面回転対称面に置き換えた例を示している。

【００８２】

【表３】

【００８３】

【表４】

【００８４】表３および表４に示した偏向前光学系７お
よび偏向後光学系２１によれば、主走査方向での走査線
曲りは、表１および表２の例よりも僅かに劣化するもの
の、集光特性に関してより改善されることが認められて
いる。また、各レンズにおけるレンズ面相互に対する誤
差に対する許容値が向上される。

【００８５】以上説明したように、この発明の請求項１
または２に記載の光走査装置によれば、すべての光は、
光の位置を決める１つの偏向手段と同一の偏向後光学系
を介して、所定像面に案内される。これにより、たとえ
ば、いづれかのレンズの形状あるいは取り付け位置が所
定の状態と異なる場合であっても、すべての光に対して
同一の影響が提供されることから、像面に到達した光の
ずれにより引き起こされる色ずれあるいは各色の相対濃
度で決定される色相変化が低減される。また、温度ある
いは湿度の変化にともなう、それぞれの光の偏向手段上
での副走査方向の位置ずれが低減できる。さらに、偏向
後光学系に入射される光の光量が偏向手段の振り角に応
じて変動されることが低減される。また、温度あるいは
湿度の変化によるデフォーカスにともなう像面での光の
集束径の変動を抑えることができる。

【００８６】また、この発明の請求項３ないし６のいず
れかに記載の光走査装置によれば、偏向手段ならびに偏
向後光学系相互により制約を受ける有効偏向角が増大さ
れることから、偏向手段と像面との間の距離すなわち光
装置装置の大きさを低減できる。また、温度あるいは湿
度の変化にともなう、それぞれの光の偏向手段上での副
走査方向の位置ずれが低減できる。また、偏向後光学系
によりそれぞれの光に与えられる球面収差およびコマ収
差が最小となり、所定の条件内で、像面での光の集束径
が所定値に維持される。

【００８７】

【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、レンズの製造誤差および組立誤差により生
じる像面に到達した光のずれにより引き起こされる色ず
れあるいは濃度変化が低減される。また、温度あるいは
湿度の変化にともなう、それぞれの光の偏向手段上での
副走査方向の位置ずれが低減できる。さらに、偏向後光
学系に入射される光の光量が偏向手段の振り角に応じて
変動されることが低減される。またさらに、偏向手段の
反射面上での副走査方向のそれぞれの光相互の間隔が大
きい光から順に、一まとめにまとめられる以前の複数の
光に分離されることから、偏向手段の副走査方向に関す
る大きさすなわち厚さが低減される。

【００８８】また、デフォーカスにともなう像面での光
の集束径の変動を抑えることができることにより像面で
の光の集束径が所定値に維持され、また、偏向手段と像
面との間の距離すなわち光装置装置の大きさが低減さ
れ、さらに、それぞれの光の偏向手段上での副走査方向
の位置ずれに起因する像面での色ずれあるいは主走査線
曲りなどの画像への影響が改善される。

【００８９】これにより、色ずれのないカラー画像を低
コストで提供できる画像形成装置に適したマルチビーム
光走査装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である光走査装置の部分平面
図。

【図２】図１に示した光走査装置を光偏向装置から像面
に向かう系の光軸に沿って切断した断面図。

【図３】図１に示した光走査装置の偏向前光学系部分を
展開した光路図。

【図４】図１に示した光走査装置の偏向前光学系の合成
ミラー近傍のそれぞれのレーザビームの状態を示す、Ｐ
−Ｐ方向部分正面図。

【図５】図１に示した光走査装置の合成ミラーの特徴を
示す概略平面図および概略正面図。図１に示した光走査
装置の折り返しミラーなどを省略した状態の光路図。

【図６】図１に示した光走査装置の偏向前光学系を詳細
に示す部分拡大平面図。

【図７】図１に示した光走査装置の各光学部材の配置
を、光路を展開した状態で示す概略平面図。

【図８】図７に示した光走査装置の各光学部材の配置
を、光路を展開した状態、かつ、光偏向装置の反射面の
回転軸を含む面で切断した概略断面図。

【図９】図１に示した光走査装置の各光学部材の配置
を、光偏向装置の反射面の回転軸を含む面で切断した概
略断面図。

【図１０】図１に示した光走査装置の偏向後光学系部分
の各レンズのトーリック面の回転軸を示す概略斜視図。

【符号の説明】

１…マルチビーム光走査装置、 １ａ…中間ベース、 ３Ｙ…半導体レーザ素子、 ３Ｍ…半導体レーザ素子、 ３Ｃ…半導体レーザ素子、 ３Ｂ…半導体レーザ素子、 ５…光偏向装置、 ５ａ…多面鏡本体、 ７Ｙ…偏向前光学系、 ７Ｍ…偏向前光学系、 ７Ｃ…偏向前光学系、 ７Ｂ…偏向前光学系、 ９Ｙ…有限焦点レンズ、 ９Ｍ…有限焦点レンズ、 ９Ｃ…有限焦点レンズ、 ９Ｂ…有限焦点レンズ、 １１Ｙ…ハイブリッドシリンダレンズ、 １１Ｍ…ハイブリッドシリンダレンズ、 １１Ｃ…ハイブリッドシリンダレンズ、 １１Ｂ…ハイブリッドシリンダレンズ、 １３…ミラーブロック、 １５…保持部材、 １７Ｙ…プラスチックシリンダレンズ、 １７Ｍ…プラスチックシリンダレンズ、 １７Ｃ…プラスチックシリンダレンズ、 １７Ｂ…プラスチックシリンダレンズ、 １９Ｙ…ガラスシリンダレンズ、 １９Ｍ…ガラスシリンダレンズ、 １９Ｃ…ガラスシリンダレンズ、 １９Ｂ…ガラスシリンダレンズ、 ２１…偏向後光学系、 ２３…水平同期検出器、 ２５…水平同期用折り返しミラー、 ２７…第１の結像レンズ、 ２９…第２の結像レンズ、 ３１…第３の結像レンズ、 ３３Ｂ…第１の折り返しミラー、 ３３Ｙ…第１の折り返しミラー、 ３３Ｍ…第１の折り返しミラー、 ３３Ｃ…第１の折り返しミラー、 ３５Ｙ…第２の折り返しミラー、 ３５Ｍ…第２の折り返しミラー、 ３５Ｃ…第２の折り返しミラー、 ３７Ｙ…第３の折り返しミラー、 ３７Ｍ…第３の折り返しミラー、 ３７Ｃ…第３の折り返しミラー、 ３９Ｙ…防塵ガラス、 ３９Ｍ…防塵ガラス、 ３９Ｃ…防塵ガラス、 ３９Ｂ…防塵ガラス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−20712（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−100118（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10 G02B 13/18

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の光源と、 回転軸を中心として回転可能に形成された反射面を含
   み、この反射面の回転により上記光源からの光を所定の
   方向に偏向する偏向手段と、 この偏向手段と上記光源との間に配置され、上記光源か
   らの光を、上記偏向手段の上記反射面の回転軸と平行な
   方向には集束光に、また、上記回転軸と直交する方向に
   は集束光または平行光に変換する偏向前光学手段と、 上記偏向手段に最も近接して配置されるレンズであっ
   て、上記偏向手段側の面の形状が上記偏向手段の上記回
   転軸と直交する方向に向かって凹に規定されるとともに
   そのレンズ面を規定する回転対称軸が当該レンズ面より
   も上記偏向手段側に位置されたトーリック面に形成され
   ているレンズと、上記偏向手段から最も離れた位置に配
   置されるレンズであって、上記偏向手段側の面の形状が
   上記偏向手段の上記回転軸と直交する方向に向かって凹
   に規定されるとともにそのレンズ面を規定する回転対称
   軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段から離れた側に位
   置されたトーリック面に形成されているレンズと、上記
   偏向手段に最も近接して配置されるレンズと上記偏向手
   段から最も離れた位置に配置されるレンズの間に配置さ
   れるレンズであって、上記偏向手段から遠い側の面の形
   状が上記偏向手段の上記回転軸と直交する方向に向かっ
   て凸に規定されるとともにそのレンズ面を規定する回転
   対称軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段側に位置され
   ているトーリック面に形成されているレンズと、からな
   る３枚のレンズを含み、前記偏向手段の反射点と所定像
   面を上記偏向手段の上記反射面の回転軸と平行な方向に
   関して共役な関係として、上記偏向手段の上記反射面と
   上記回転軸とのなす角の偏差の影響を補正するととも
   に、上記偏向手段により偏向された光を所定像面に等速
   で走査するよう結像する偏向後光学手段と、 を、有する光走査装置。
2. 【請求項２】複数の光源と、 回転軸を中心として回転可能に形成された反射面を含
   み、この反射面の回転により上記光源からの光を所定の
   方向に偏向する偏向手段と、 この偏向手段と上記光源との間に配置され、上記光源か
   らの光を、上記偏向手段の上記反射面の回転軸と平行な
   方向に前記偏向手段の反射点近傍に集束させる偏向前光
   学手段と、 上記偏向手段に最も近接して配置されるレンズであっ
   て、上記偏向手段側の面の形状が上記偏向手段の上記回
   転軸と直交する方向に向かって凹に規定されるとともに
   そのレンズ面を規定する回転対称軸が当該レンズ面より
   も上記偏向手段側に位置されたトーリック面に形成され
   ているレンズと、上記偏向手段から最も離れた位置に配
   置されるレンズであって、上記偏向手段側の面の形状が
   上記偏向手段の上記回転軸と直交する方向に向かって凹
   に規定されるとともにそのレンズ面を規定する回転対称
   軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段から離れた側に位
   置されたトーリック面に形成されているレンズと、上記
   偏向手段に最も近接して配置されるレンズと上記偏向手
   段から最も離れた位置に配置されるレンズの間に配置さ
   れるレンズであって、上記偏向手段から遠い側の面の形
   状が上記偏向手段の上記回転軸と直交する方向に向かっ
   て凸に規定されるとともにそのレンズ面を規定する回転
   対称軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段側に位置され
   ているトーリック面に形成されているレンズと、からな
   る３枚のレンズを含み、前記偏向手段の反射点と所定像
   面を上記偏向手段の上記反射面の回転軸と平行な方向に
   関して共役な関係として、上記偏向手段の上記反射面と
   上記回転軸とのなす角の偏差の影響を補正するととも
   に、上記偏向手段により偏向された光を所定像面に等速
   で走査するよう結像する偏向後光学手段と、 を、有する光走査装置。
3. 【請求項３】複数の光源と、 回転軸を中心として回転可能に形成された反射面を含
   み、この反射面の回転により上記光源からの光を所定の
   方向に偏向する偏向手段と、 この偏向手段と上記光源との間に配置され、上記光源か
   らの光を、上記偏向手段の上記反射面の回転軸と平行な
   方向に前記偏向手段の反射点近傍に集束させる偏向前光
   学手段と、 上記偏向手段に最も近接して配置されるレンズであっ
   て、上記偏向手段側の面の形状が上記偏向手段の上記回
   転軸と直交する方向に向かって凹に規定されるとともに
   そのレンズ面を規定する回転対称軸が当該レンズ面より
   も上記偏向手段側に位置されたトーリック面に形成さ
   れ、上記偏向手段から遠い側の面の回転対称軸が上記偏
   向手段の上記回転軸と平行な方向に規定され母線が非円
   弧面であるトーリック面に規定されるレンズと、上記偏
   向手段から最も離れた位置に配置されるレンズであっ
   て、上記偏向手段側の面の形状が上記偏向手段の上記回
   転軸と直交する方向に向かって凹に規定されるとともに
   そのレンズ面を規定する回転対称軸が当該レンズ面より
   も上記偏向手段側から離れた側にトーリック面に規定さ
   れ、上記偏向手段から遠い側の面が、光軸を回転対称軸
   とする回転対称非球面に規定するレンズと、上記偏向手
   段に最も近接して配置されるレンズと上記偏向手段から
   最も離れた位置に配置されるレンズの間に配置されるレ
   ンズであって、上記偏向手段側の面の回転対称軸が上記
   偏向手段の上記回転軸と平行な方向に規定されたトーリ
   ック面に規定され、上記偏向手段から遠い側の面の形状
   が上記偏向手段の上記回転軸と直交する方向に向かって
   凸に規定されるとともにそのレンズ面を規定する回転対
   称軸が当該レンズ面よりも上記偏向手段側に位置されて
   いるトーリック面に形成されているレンズと、からなる
   ３枚のレンズを含み、前記偏向手段の反射点と所定像面
   を上記偏向手段の上記反射面の回転軸と平行な方向に関
   して共役な関係として、上記偏向手段の上記反射面と上
   記回転軸とのなす角の偏差の影響を補正するとともに、
   上記偏向手段により偏向された光を所定像面に等速で走
   査するよう結像する偏向後光学手段と、 を、有する光走査装置。
4. 【請求項４】前記偏向前光学手段は、前記光源からの出
   射光を、前記偏向手段の前記反射面の回転軸と平行な方
   向および前記反射面の回転軸と直交する方向の双方に関
   し、集束光あるいは平行光に変換する有限焦点レンズま
   たはコリメータレンズと、前記反射面の回転軸と平行な
   方向にのみパワーを有し、前記有限焦点レンズまたはコ
   リメータレンズの出射光を前記反射面の回転軸と平行な
   方向にのみさらに集束させる異なる材質により形成され
   た２つのレンズと、 を、含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   に記載の光走査装置。
5. 【請求項５】前記偏向後光学手段のそれぞれのトーリッ
   ク面を有するレンズのそれぞれのトーリック面は、母線
   の形状が非円弧状に形成されることを特徴とする請求項
   １および２に記載の光走査装置。
6. 【請求項６】前記偏向後光学手段の最も前記像面側のレ
   ンズの前記偏向手段から遠い側の面は、軸対称非球面に
   形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   かに記載の光走査装置。