JP3529454B2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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
数のレーザビームを走査するマルチビーム光走査装置な
らびにこのマルチビーム光走査装置が利用される画像形
成装置に関する。

【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、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素子、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。従っ
て、４レーザビームの場合にはレーザ素子、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。なお、ｆθレンズ群の
一部のレンズを共通して利用する例も広く知られてい
る。

【０００５】特開昭６２−２３２３４４号公報には、ｆ
θ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して利用する例が示されてい
る。この特開昭６２−２３２３４４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、各レンズを
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。特開平５−３４６
１２号公報には、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。

【０００６】

【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。

【０００７】一方、第１のｆθレンズを各レーザビーム
に共通に利用する例では、各レーザビームごとに配置さ
れた第２のｆθレンズが示されているが、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
ムのいずれかのレーザ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。

【０００９】さらに、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)
の下では、像面湾曲、主走査線曲りあるいはｆθ特性な
どの特性が大きく変動する問題がある。この例では、し
かしながら、特に副走査方向の全域における色消し、像
面湾曲、像面歪曲およ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。同時に、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。

【００１０】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、光源が大型されることになる。なお、この種
の光走査装置では、１つの偏向装置により偏向されたレ
ーザビームを分離するための偏向装置の後段の光学系が
大型化されやすい問題がある。

【００１１】この発明の目的は、色ずれのない小型のカ
ラー画像を低コストで提供できる画像形成装置およびそ
の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、上記問題点
に基づきなされたもので、複数の光を所定の方向に走査
する光走査手段と、この光走査手段に近い側から順に、
上記光走査手段により上記それぞれの光が走査される方
向と直交する副走査方向のパワーが、それぞれ、負、正
および正に規定された第１ないし第３のトーリックレン
ズを含み、上記光走査手段により走査されたそれぞれの
光に所定の結像特性を与える結像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】また、この発明によれば、複数の光を所定
の方向に走査する光走査手段と、この光走査手段に近い
側から順に配置され、上記光走査手段により上記それぞ
れの光が走査される主走査方向と直交する副走査方向の
パワーが負で上記光走査手段により走査された光が入射
する面の回転対称軸が上記主走査方向にかつ入射された
光が出射される出射面の回転対称軸が上記副走査方向に
規定された第１の両面トーリックレンズと、上記副走査
方向のパワーが正で上記光走査手段により走査された光
が入射する面の回転対称軸が上記主走査方向にかつ入射
された光が出射される出射面の回転対称軸が上記副走査
方向に規定された第２の両面トーリックレンズと、上記
副走査方向のパワーが正で上記光走査手段により走査さ
れた光が入射する面がトーリック面でその回転対称軸が
上記主走査方向にかつ入射された光が出射される出射面
のが回転対称面に規定された片面トーリックレンズとを
含み、上記光走査手段により走査されたそれぞれの光に
所定の結像特性を与える結像光学手段とを有する光走査
装置が提供される。

【００１４】さらに、この発明によれば、複数の光を所
定の方向に走査する光走査手段と、この光走査手段に近
い側から順に配置され、上記光走査手段により上記それ
ぞれの光が走査される主走査方向と直交する副走査方向
のパワーが負で上記光走査手段により走査された光が入
射する面の回転対称軸が上記副走査方向にかつ入射され
た光が出射される出射面の回転対称軸が上記副走査方向
に規定された第１の両面トーリックレンズと、上記副走
査方向のパワーが正で上記光走査手段により走査された
光が入射する面の回転対称軸が上記主走査方向にかつ入
射された光が出射される出射面の回転対称軸が上記主走
査方向に規定された第２の両面トーリックレンズと、上
記副走査方向のパワーが正で上記光走査手段により走査
された光が入射する面がトーリック面でその回転対称軸
が上記主走査方向にかつ入射された光が出射される出射
面のが回転対称面に規定された片面トーリックレンズと
を含み、上記光走査手段により走査されたそれぞれの光
に所定の結像特性を与える結像光学手段とを有する光走
査装置が提供される。

【００１５】

【作用】この発明の光走査装置は、光走査手段により走
査された光に所定の結像特性を与える第１ないし第３の
レンズを有している。第１のレンズは、光が走査される
方向と直交する副走査方向に関し、負のパワーを有して
いる。第２のレンズは、光が走査される方向と直交する
副走査方向に関し、正のパワーを有している。第３のレ
ンズは、光が走査される方向と直交する副走査方向に関
し、正のパワーを有している。これにより、光走査手段
により走査される光が走査される角度が最大になる。

【００１６】また、この発明の光走査装置によれば、第
１のレンズの入射面および出射面は、それぞれ、トーリ
ック面に、第２のレンズの入射面および出射面は、それ
ぞれ、トーリック面に、第３のレンズの入射面は、トー
リック面に、また、第３のレンズの出射面は、回転対称
面に、それぞれ、規定される。従って、光走査手段によ
り所定の位置に走査された光の結像特性を、どの位置で
も最適に維持できる。このことから、副走査方向の全域
における色消し、像面湾曲、像面歪曲および横倍率など
の結像特性が改善される。

【００１７】

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。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。

【００１８】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 (光ビーム) 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 (すなわち光源、
以下、レーザ素子と示す) ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３
Ｂ、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、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) Ｓ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 (走査手段) ５な
どにより構成される。

【００１９】それぞれのレーザ素子３Ｙ，３Ｍ，３Ｃお
よび３Ｂは、光偏向装置５に対し、所定の角度で、３
Ｙ，３Ｍ，３Ｃおよび３Ｂの順に配置されている。な
お、レーザ素子３ＢすなわちＢ (ブラック) 画像に対応
されるレーザ素子は、光偏向装置５の反射面に向かうレ
ーザビームＬＢが、光偏向装置５に、直接 (反射される
ことなく) 入射可能に配置される。

【００２０】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
る光源側光学系すなわち偏向前光学系７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ
および７Ｂが配置されている。

【００２１】光偏向装置５は、たとえば、８面の平面反
射鏡 (面) ５αないし５εおよび５κないし５μ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、
アルミニウム合金により形成される。また、多面鏡５ａ
の各反射面５αないし５εおよび５κないし５μ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、各切断面に、たとえば、Ｓ_i
Ｏ₂ などの表面反射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、それぞれのレーザ素子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) に対して、
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 (すなわち第１の方向、以下、
主走査方向と示す) および第１の方向と直交する第２の
方向 (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９Ｙ，９Ｍ，９Ｃおよび
９Ｂ、それぞれの有限焦点レンズ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１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃお
よび１１Ｂ、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Ｌ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)を光偏向装置５の
各偏向面 (反射面) ５αないし５εおよび５κないし５
μに向かって折り曲げる (ただ１つの) 偏向前折り返し
ミラーブロック (多段反射手段) １３などを有してい
る。なお、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、ミラ
ーブロック (折り返しミラー) 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。

【００２３】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硬化プラスチックで非球面を貼り合わせた
ものにより形成される。また、それぞれのレンズは、保
持部材１５と実質的に熱膨張率の等しい材質によって形
成された図示しない鏡筒 (レンズ保持リング) を介して
保持部材１５上に固定される。

【００２４】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１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃおよび１７Ｂとガラスシ
リンダレンズ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃおよび１９Ｂとを
含んでいる (図３および図５に詳細に示されている) 。

【００２５】それぞれのプラスチックシリンダレンズ１
７ (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) とは、副走査方向に関し、実質
的に同一の曲率が与えられている。また、各プラスチッ
クシリンダレンズ１７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、たと
えば、ＰＭＭＡ (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，Ｍ，
ＣおよびＢ) 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およ
び１９は、保持部材１５と実質的に熱膨張率の等しい材
質によって形成された図示しない鏡筒 (レンズ保持リン
グ) を介して保持部材１５上に固定される。なお、有限
焦点レンズ９ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) とハイブリッドシ
リンダレンズ１１ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、同一の鏡
筒により保持されてもよい。

【００２６】ミラーブロック１３は、熱膨脹率が小さい
材質、たとえば、アルミニウム合金などにより形成され
たブロック本体１３ａと、ブロック本体１３ａの所定の
面に形成され、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た複
数の反射面１３Ｙ，１３Ｍおよび１３Ｃにより構成され
る (後述、図４参照) 。

【００２７】光偏向装置５と像面Ｓとの間には、光偏向
装置５の各反射面５αないし５εおよび５κないし５μ
により偏向されたレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) を像面Ｓの所定の位置に、おおむね直線状に結像さ
せるための像面側光学系すなわち偏向後光学系２１、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に向かって反射さ
せる (ただ１つの) 水平同期用折り返しミラー２５など
が配置されている。

【００２８】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Ｌ
(Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の像面Ｓ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５εお
よび５κないし５μにより偏向された４本のレーザビー
ムＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) に、所定の収差特性を与え
るとともに、それぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＢ) 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。

【００２９】偏向後光学系２１の第３の結像レンズ (最
も像面に近いレンズ) ３１と像面Ｓとの間には、レンズ
３１を通過された４本のレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣ
およびＬＢを像面Ｓに向かって折り曲げる第１の折り返
しミラー３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃおよび３３Ｂ、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の折り返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび
３５Ｃならびに第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍお
よび３７Ｃが配置されている。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Ｌ
Ｂ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Ｓに案内される。す
なわち、第２の折り返しミラー３５Ｙ，３５Ｍおよび３
５Ｃならびに第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよ
び３７Ｃは、それぞれ、４レーザビームに対して３枚配
置される。

【００３０】第１、第２および第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３５ (Ｙ，
ＭおよびＣ) は、光走査装置１の中間ベース１ａに一体
成型などにより形成されている図示しない複数の固定部
材に、それぞれ、接着などにより固定される。また、第
３の折り返しミラー３７ (Ｙ，ＭおよびＣ) は、それぞ
れ、中間ベース１ａに一体成型により形成されている固
定用リブと傾き調整機構により、副走査方向に関連した
少なくとも１方向に関して移動可能に配置される (図１
０参照) 。

【００３１】第３の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよ
び３７Ｃ、及び、第１の折り返しミラー３３Ｂと像面Ｓ
との間であって、それぞれのミラー３３Ｂ、３７Ｙ，３
７Ｍ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３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂが
配置されている。

【００３２】図２を参照すれば、各レーザビームＬＹ，
ＬＭ，ＬＣおよびＬＢは、第３の折り返しミラー３７
Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃ、及び、第１の折り返しミラー
３３Ｂによって、おおむね、等間隔で、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 (黒)
は、第１の折り返しミラー３３Ｂ (１枚のみ) を含む光
路により光走査装置１から出射される。また、各レーザ
ビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣは、それぞれ、第３の折り
返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃ (それぞれ３
枚) を含む光路により光走査装置１から出射される。な
お、それぞれの光路中のミラーの枚数は、１枚および３
枚であるから、奇数に統一されている。このことは、レ
ンズの傾きなどによる像面に到達される各レーザビーム
Ｌ (Ｙ，ＭおよびＣ) の主走査線の曲りの方向に、同一
の位相 (方向性) を提供できる。

【００３３】次に、偏向前光学系について、詳細に説明
する。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。また、表１には、偏向前光
学系７の各レンズのレンズデータが示されている。な
お、図３では、１つのレーザビームＬＹ (Ｙ＝イエロー
画像に対応) に対する光学部品のみが代表して示されて
いる。また、残りのレーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢ
に対しては、偏向前光学系７の最後の光学部品を通過さ
れたあとのレーザビームＬ (Ｍ，ＣおよびＢ) の最外殻
と光学系の光軸のみを示している。なお、偏向前光学系
７Ｙおよび７Ｂ、７Ｍおよび７Ｃは、それぞれ、同一の
有限レンズ９と同一のハイブリッドシリンダレンズ１１
を含み、各レーザ素子３から多面鏡までの距離が等し
く、かつ、光軸Ｏを挟んで対称に形成される。

【００３４】ここで、有限焦点レンズ９Ｙとハイブリッ
ドシリンダレンズ１１Ｙとの間の距離、ならびに、有限
焦点レンズ９Ｂとハイブリッドシリンダレンズ１１Ｂと
の間の距離は、それぞれ、同一に形成される。また、有
限焦点レンズ９Ｍとハイブリッドシリンダレンズ１１Ｍ
との間の距離、ならびに、有限焦点レンズ９Ｃとハイブ
リッドシリンダレンズ１１Ｃとの間の距離は、それぞ
れ、同一に形成される。この場合、レンズ９Ｙとレンズ
１１Ｙとの間の距離は、レンズ９Ｍとレンズ１１Ｍとの
間の距離に比較して、僅かに長く規定される。

【００３５】一方、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙ
と光偏向装置５の反射面との間の距離、ならびに、ハイ
ブリッドシリンダレンズ１１Ｂと光偏向装置５の反射面
との間の距離は、それぞれ、同一に形成される。また、
ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｍと光偏向装置５の反
射面との間の距離、ならびに、ハイブリッドシリンダレ
ンズ１１Ｃと光偏向装置５の反射面との間の距離は、そ
れぞれ、同一に形成される。この場合、レンズ１１Ｙと
光偏向装置５との間の距離は、レンズ１１Ｍと光偏向装
置５との間の距離に比較して、僅かに長く規定される。
なお、発光点３と有限焦点レンズ９との間の距離は、
Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢともに等しく形成される。 (以下、
表１に、偏向前光学系のレンズデータを、また、表２
に、比較例として従来から利用されている光学系のレン
ズデータを、同様の方法で示す。）

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】図３によれば、レーザ素子３Ｙから出射さ
れたレーザビームＬＹは、有限焦点レンズ９Ｙにより、
おおむね、像面Ｓに集光するレーザビームに変換され
る。レンズ９Ｙを通過されたレーザビームＬＹは、副走
査方向のみにパワーを持つハイブリッドシリンダレンズ
１１Ｙにより、副走査方向では、おおむね、光偏向装置
５の各反射面５αないし５εおよび５κないし５μ上に
集光される。

【００３９】ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙは、副
走査方向に対して実質的に等しい曲率を持つＰＭＭＡの
シリンダレンズ１７Ｙとガラスのシリンダレンズ１９Ｙ
とによって形成されている。ＰＭＭＡのシリンダレンズ
１７Ｙは、空気と接する面がほぼ平面に形成される。そ
れぞれのシリンダレンズ１７Ｙとシリンダレンズ１９Ｙ
とは、シリンダレンズ１７Ｙの出射面とシリンダレンズ
１９Ｙの入射面で接着され、あるいは、シリンダレンズ
１９Ｙの入射面にシリンダレンズ１７Ｙが一体に成型さ
れることで、提供される。また、シリンダレンズ１９Ｙ
とシリンダレンズ１７Ｙとは、図示しない位置決め部材
に所定の方向から押圧されてもよい。なお、シリンダレ
ンズ１７Ｙの材質、ＰＭＭＡは、偏向後光学系２１に利
用される第１ないし第３の結像レンズ２７，２９および
３１と実質的に光学特性が等しい材質によって形成され
る。

【００４０】次に、ハイブリッドシリンダレンズ１１Ｙ
の光学特性を詳細に説明する。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、 （光走査装置の) 周辺温度が、たとえ
ば、０°Ｃから５０°Ｃの間で変化することにより、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
Ｌ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) が実際に集光される結像面す
なわち副走査方向結像位置は、±１２ｍｍ程度変動して
しまう。ここで、偏向後光学系２１に利用されるレンズ
の材質と同一の材質のレンズを、曲率を最適化した状態
で偏向前光学系７に組み込むことによって、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ＰＭ
ＭＡで形成された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。

【００４１】なお、図３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、副走査
方向で、光走査装置１の光軸 (系の光軸) に対して対称
に入射されている。すなわち、レーザビームＬＹおよび
ＬＢは、光軸Ｏを挟んで対称に、多面鏡５ａに入射され
る。また、レーザビームＬＭおよびＬＣは、同様に、光
軸Ｏを挟んで対称に、かつ、レーザビームＬＹおよびＬ
Ｂよりも光軸Ｏ側を、多面鏡５ａに案内される。このこ
とは、それぞれのレーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよび
Ｂ) に関し、偏向後光学系２１を、副走査方向の２箇所
で最適化できることを示している。従って、各レーザビ
ームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の像面湾曲および非点収
差などの特性をより向上させたり、偏向後光学系２１の
レンズ枚数を低減できる。

【００４２】図４によれば、ミラーブロック１３は、第
１ないし第４のレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬ
Ｂを、１つの束のレーザビームＬｏとして光偏向装置５
の各反射面５αないし５εおよび５κないし５μに案内
するために利用される。詳細には、ミラーブロック１３
は、入射させるためにレーザ素子３Ｙから出射されたレ
ーザビームＬＹを折り返して光偏向装置５の各反射面５
αないし５εおよび５κないし５μに案内する第１の反
射面１３Ｙ、レーザ素子３ＭからのレーザビームＬＭお
よびレーザ素子３ＣからのレーザビームＬＣを、それぞ
れ、光偏向装置５の各反射面５αないし５εおよび５κ
ないし５μに向かって折り返す第２および第３の反射面
１３Ｍおよび１３Ｃ、及び、レーザ素子３Ｂからのレー
ザビームＬＢをそのまま光偏向装置５の各反射面５αな
いし５εおよび５κないし５μに案内する通過領域１３
Ｂを有している。

【００４３】それぞれの反射面１３Ｙ，１３Ｍおよび１
３Ｃは、ブロック本体１３ａの各反射面に対応する位置
が所定の角度に切り出されたのち、切削面に、たとえ
ば、アルミニウムなどの反射率の高い材質がが塗布また
は蒸着されることにより提供される。なお、ブロック本
体１３ａの各反射面に対応する位置は、切削後、研磨に
より鏡面加工されてもよい。

【００４４】図４に示したミラーブロックによれば、各
反射面１３Ｙ，１３Ｍおよび１３Ｃは、１つのブロック
本体１３ａから切り出されることから、各ミラーごとの
相対的な傾き誤差が低減される。また、ブロック本体１
３ａを、たとえば、ダイカストにより製造することで、
精度の高いミラーブロックが提供できる。

【００４５】なお、レーザ素子３Ｂからのレーザビーム
ＬＢは、すでに説明したように、ミラーブロック１３と
交わることなく、ブロック本体１３ａ上の通過領域１３
Ｂを通過されて、光偏向装置５の各反射面５αないし５
εおよび５κないし５μに直接案内される。

【００４６】ここで、ミラーブロック１３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Ｌ (Ｙ，
ＭおよびＣ) ならびに光偏向装置５に直接案内されるレ
ーザビームＬＢの強度 (光量) について考察する。

【００４７】従来技術の項ですでに説明したように、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、ハーフミーラにより、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５
０％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、レーザ素子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。

【００４８】これに対して、図４に示されているミラー
ブロック１３によれば、それぞれのレーザビームＬＹ，
ＬＭおよびＬＣは、光偏向装置５の多面鏡５ａに入射す
る前段であって、各レーザビームＬＹ，ＬＭおよびＬＣ
が副走査方向に分離している領域 (図３に網かけで示さ
れている) で、通常のミラーによって折り返される。従
って、多面鏡５ａにより像面Ｓに向かって供給 (反射)
される各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の光量
は、出射光量のおおむね９０％以上に維持できる。この
ことは、各レーザの出力を低減できるばかりでなく、像
面Ｓに到達される光の収差を均一に補正できるため、レ
ーザビームを小さく絞り、高精細化への対応を可能とす
る。なお、Ｂ (ブラック) に対応するレーザ素子３Ｂ
は、ミラーブロック１３の通過領域１３Ｂを通過されて
多面鏡５ａ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、反射面で反射されることによ
る多面鏡５ａへの入射角の誤差が除去される。

【００４９】次に、図５ないし図７を参照して、光偏向
装置５の多面鏡５ａで反射された１束のレーザビームＬ
ｏと偏向後光学系２１との関係について説明する。な
お、表３には、偏向後光学系２１の各レンズすなわち第
１ないし第３のプラスチックレンズ２７，２９および３
１のレンズデータが示されている。

【００５０】

【表３】

【００５１】なお、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
ク回転対象軸の欄に示された方向の曲率分だけ離れた平
面内の、トーリック回転対象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している。 (以
下、表４に、比較例として従来から利用されている偏向
前光学系が表２の偏向後光学系のレンズデータを、同様
の方法で示す。なお、母線形状は、 (１) 式により示さ
れるものとする。)

【００５２】

【表４】

【００５３】図５は、図１および図２で説明した光走査
装置を光軸Ｏに沿って切断した光路展開図である。な
お、図５では、１つのレーザビームＬＹ (Ｙ＝イエロー
画像に対応) に対する光学部品のみが代表して示され、
残りのレーザビームＬＭ，ＬＣおよびＬＢに対しては、
各レーザビームＬ (Ｍ，ＣおよびＢ) の最外殻とそれぞ
れの光軸のみを示している。また、第１ないし第３の折
り返しミラー３３Ｂ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３７
Ｙ，３７Ｍおよび３７Ｃは、省略されている。図６は、
図５に示されている光路中の第１ないし第３の結像レン
ズのトーリック面の回転軸を示す概略斜視図である。な
お、図６によれば、各レンズを通過されるレーザビーム
Ｌ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、省略されている。図７
は、図５に示されている光路展開図を、光偏向装置５の
各反射面において副走査方向に直交する方向から見た光
路展開図である。

【００５４】図５ないし図７によれば、偏向後光学系２
１は、第１ないし第３のプラスチックトーリックレンズ
２７，２９および３１、及び、各レーザビームＬ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) のそれぞれに対応して配置される防塵
ガラス３９Ｙ，３９Ｍ，３９Ｃおよび３９Ｂを含んでい
る。

【００５５】第１ないし第３のプラスチックトーリック
レンズ２７，２９および３１は、偏向前光学系７ (Ｙ，
Ｍ，ＣおよびＢ) に関して既に説明したように、それぞ
れ、ハイブリッドシリンダレンズ１１ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよ
びＢ) に利用されているプラスチックシリンダレンズ１
７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と実質的に等しい材質、たと
えば、ＰＭＭＡ (ポリメチルメタクリル) などにより形
成される。なお、光偏向装置５の前段で１束のレーザビ
ームＬｏに束ねられた各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣ
およびＬＢは、それぞれ、おおむね、同一の束の状態
で、第１ないし第３のプラスチックトーリックレンズ２
７，２９および３１を通過される。

【００５６】第１のプラスチックトーリックレンズ２７
は、入射面 (光偏向装置５側) ２７_inおよび出射面 (像
面Ｓ側) ２７_raの双方ともにトーリック面に形成された
トーリックレンズである。レンズ２７の各面のトーリッ
ク回転対称軸は、入射面２７_inに関し副走査方向 (図
６、Ｒ２７_in) に、また、出射面２７_raに関し副走査方
向 (図６、Ｒ２７_ra) に延出されている。なお、入射面
２７_inおよび出射面２７_raによる副走査方向の合成パワ
ーは、負に規定される。

【００５７】第２のプラスチックトーリックレンズ２９
は、入射面 (光偏向装置５側) ２９_inおよび出射面 (像
面Ｓ側) ２９_raの双方ともにトーリック面に形成された
トーリックレンズである。レンズ２９の各面のトーリッ
ク回転対称軸は、入射面２９_inに関し副走査方向 (図
６、Ｒ２９_in) に、また、出射面２９_raに関し主走査方
向 (図６、Ｒ２９_ra) に延出されている。なお、入射面
２９_inおよび出射面２９_raによる副走査方向の合成パワ
ーは、正に規定される。

【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、入射面 (光偏向装置５側) ３１_inが
トーリック面、及び、出射面 (像面Ｓ側) ３１_ra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３１_inのトーリック回転対称軸は、
主走査方向 (図６、Ｒ３１_in) に延出されている。な
お、出射面３１_raは、光軸Ｏを中心として回転されるこ
とはいうまでもない。また、入射面３１_inおよび出射面
３１_raによる副走査方向の合成パワーは、正に規定され
る。

【００５９】次に、第１ないし第３のプラスチックレン
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。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。

【００６０】これに対して、第１のプラスチックレンズ
２７および第２のプラスチックレンズのトーリック回転
対称軸をそれぞれ独立に規定することで、副走査方向の
球面収差、コマ収差、像面湾曲あるいは倍率誤差など
を、第１ないし第３のプラスチックレンズ２７，２９お
よび３１により独立に最適化することができる。なお、
第３のトーリックレンズ３１の出射面 (回転非球面) ３
１_raは、副走査方向の特性への影響を抑えるとともに、
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。また、第１のプラスチックレンズ２７、第２の
プラスチックレンズ２９および第３のプラスチックレン
ズ３１のそれぞれの副走査方向の合成パワーを、順に、
負、正および正とした場合に、光偏向装置５の各反射面
で反射されるレーザビームの反射角を最大にできる。図
５によれば、さらに、光偏向装置５の多面鏡５ａで反射
されたそれぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよび
ＬＢ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Ｓでの副走査方向の位置ずれ
を低減させるために、光軸上では、偏向後光学系２１の
合成節点位置よりも像面Ｓ側に僅かにシフトした位置を
通過され、像面Ｓに案内される。すなわち、多面鏡５ａ
で反射されたそれぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣ
およびＬＢの副走査方向でのレンズ面通過位置は、第１
のレンズ２７の入射面２７_inと第３のレンズ３１の出射
面３１_raとの間で、光軸を挟んで逆方向に規程される。
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、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、多面鏡５ａで光軸Ｏの上方を通過され、第１のトー
リックレンズ２７の入射面２７_inで光軸Ｏの上方かつ光
軸Ｏの直近を通過され、第１のトーリックレンズ２７の
出射面２７_raと第２のトーリックレンズ２９の入射面２
９_inで光軸Ｏの直近かつ光軸Ｏの下方を通過され、第３
のトーリックレンズ３１に案内される。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の有限焦点レンズ９Ｙ，
９Ｍ，９Ｃおよび９Ｂ、及び、ハイブリッドシリンダレ
ンズ１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃおよび１１Ｂ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。

【００６１】図７によれば、各レーザ素子３Ｙ，３Ｍ，
３Ｃおよび３Ｂから出射されたレーザビームＬＹ，Ｌ
Ｍ，ＬＣおよびＬＢは、それぞれ、対応する偏向前光学
系を通過され、所定の速度で回転されている多面鏡５ａ
を介して偏向後光学系に向かって偏向 (連続的に反射)
される。すでに説明したように、多面鏡５ａに入射され
る各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) は、偏向前
光学系７ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) と多面鏡５ａ (光偏向
装置５) との間に配置されているミラーブロック１３に
より、主走査方向に関しては、１束のレーザビームＬｏ
として多面鏡５ａに案内される。

【００６２】また、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を通過された各レーザ
ビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ) の一部であって、像面
Ｓの画像領域外に対応する各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，
ＣおよびＢ) は、 (ただ１つの) 水平同期用折り返しミ
ラー２５を介して (ただ１つの) 水平同期検出器２３に
反射される。

【００６３】図８ (ａ) および図８ (ｂ) は、図７に示
した光路を通って像面Ｓに偏向される各レーザビームＬ
Ｙ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢを、ただ１つの水平同期検出
器に案内できる水平同期用折り返しミラーを示してい
る。

【００６４】図８ (ａ) によれば、水平同期用折り返し
ミラー２５は、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，Ｌ
ＣおよびＬＢを、主走査方向には水平同期検出器２３に
異なるタイミングで反射させるとともに、副走査方向に
は水平同期検出器２３上で実質的に同一の高さを提供で
きるよう、主走査方向および副走査方向ともに異なる角
度に形成された第１ないし第４の折り返しミラー面２５
Ｙ，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。

【００６５】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。

【００６６】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ＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢ
が合計４回入射さ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。

【００６７】図８ (ｂ) には、図８ (ａ) に示した水平
同期用折り返しミラー２５の変形例が示されている。水
平同期用折り返しミラー２６ (識別のため２６とする)
は、図８ (ｂ) に示されるように、中間ベース１ａの所
定の位置に一体的に形成された固定部材１ｂに、４枚の
ミラー２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃおよび２６Ｂが順に貼り
合わせられてもよい。この場合も、ミラー保持面の形状
が工夫されることで、アンダーカットが不要に形成され
ている。

【００６８】図８ (ａ) および図８ (ｂ) に示した水平
同期検出用折り返しミラー２５ (あるいは２６) が利用
されることで、水平同期信号を検出するために必要とさ
れる電気部品の数が低減できる。なお、検出器２３に
は、それぞれのレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬ
Ｂが１本ずつ入射される。従って、検出器２３は、各レ
ーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，Ｃおよびが入射されたことが検
出できればよい。このことは、光偏向装置５の各反射面
５αないし５εおよび５κないし５μの副走査方向の平
面度が不十分であっても、各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，
ＣおよびＢ) の書き出し位置を正確に検知できることを
示している。

【００６９】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Ｌ (Ｙ，Ｍ，
ＣおよびＢ) 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，３７
Ｍおよび３７Ｃとの関係について説明する。

【００７０】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３のプラスチックレン
ズ２７，２９および３１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３３Ｂを介して所定の方向に折り返される。

【００７１】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を通って像面Ｓ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３７Ｙ，３７
Ｍ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，３９Ｍおよび３９
Ｃにより、おおむね等間隔で像面Ｓ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Ｓに結像される。

【００７２】ところで、レーザビームＬＢは、レーザ素
子３Ｂを出射されたのち、多面鏡５ａと折り返しミラー
３３Ｂで反射されるのみで光走査装置１から像面Ｓに向
かって出射される。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。

【００７３】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。

【００７４】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２によれば、レ
ーザビームＬＢに関与するミラーの枚数は、光偏向装置
５の多面鏡５ａを除いて１枚 (奇数) 、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。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３
５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。

【００７５】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。

【００７６】図９は、第３の折り返しミラー３７Ｙ，３
７Ｍおよび３７Ｃの支持機構を示す概略斜視図である。
図９によれば、第３の折り返しミラー３７ (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。

【００７７】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。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。なお、２つの突起４５ (Ｙ，Ｍ
およびＣ) は、図９に点線で示すように、リブ46 (Ｙ，
ＭおよびＣ) であってもよい。

【００７８】残りの固定部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、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。

【００７９】図９から明らかなように、各ミラー３７
(Ｙ，ＭおよびＣ) は、止めねじ４７(Ｙ，ＭおよびＣ)
が前後進されることで、突起４５ (Ｙ，ＭおよびＣ) を
支点として、光軸方向に移動される。

【００８０】図１０ないし図１２には、図５および図７
に示した偏向後光学系２１と異なる偏向後光学系の例が
示されている。図１０ないし図１２を参照すれば、偏向
後光学系１２１は、第１ないし第３のプラスチックレン
ズ１２７，１２９および１３１を有している。なお、表
５は、各レンズのレンズデータを、表３と同様の方法で
示したものである。

【００８１】

【表５】

【００８２】なお、母線形状は、 (１) 式により示され
るものとする。以下、表６に、比較例として従来から利
用されている光学系のレンズデータを、同様の方法で示
す。なお、母線形状は、同様に、 (１) 式により示され
るものとする。

【００８３】

【表６】

【００８４】第１のプラスチックトーリックレンズ１２
７は、入射面 (光偏向装置５側) １２７_inおよび出射面
(像面Ｓ側) １２７_raの双方ともにトーリック面に形成
されたトーリックレンズである。レンズ１２７の各面の
トーリック回転対称軸は、入射面１２７_inに関し主走査
方向 (Ｒ１２７_in) に、また、出射面１２７_raに関し副
走査方向 (Ｒ１２７_ra) に延出されている。なお、入射
面１２７_inおよび出射面１２７_raによる副走査方向の合
成パワーは、負に規定される。

【００８５】第２のプラスチックトーリックレンズ１２
９は、入射面 (光偏向装置５側) １２９_inおよび出射面
(像面Ｓ側) １２９_raの双方ともにトーリック面に形成
されたトーリックレンズである。レンズ１２９の各面の
トーリック回転対称軸は、入射面１２９_inに関し主走査
方向 (Ｒ１２９_in) に、また、出射面１２９_raに関し副
走査方向 (Ｒ１２９_ra) に延出されている。なお、入射
面１２９_inおよび出射面１２９_raによる副走査方向の合
成パワーは、正に規定される。

【００８６】第３のプラスチックトーリックレンズ (最
終レンズ) １３１は、入射面 (光偏向装置５側) １３１
_inがトーリック面、及び、出射面 (像面Ｓ側) １３１_ra
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。また、レンズ３１の入射面１３１_inのトーリック
回転対称軸は、主走査方向 (Ｒ１３１_in) に延出されて
いる。なお、出射面１３１_raは、光軸Ｏを中心として回
転されることはいうまでもない。また、入射面１３１_in
および出射面１３１_raによる副走査方向の合成パワー
は、正に規定される。

【００８７】図１０ないし図１２のレンズ配置によれ
ば、図５ないし図７に示した例に比較して、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
どの収差特性を、より最適化できる。

【００８８】図１３は、図１０ないし図１２ならびに表
５に示した偏向後光学系２１の副走査方向の特性から得
られる各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢの光
偏向装置５の各反射面への入射条件を示している。

【００８９】図１３から明らかなように、第１ないし第
３のプラスチックレンズ２７，２９および３１の副走査
方向のパワーを最適化することにより光偏向装置５の各
反射面に案内される各レーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣお
よびＬＢは、副走査方向に関して大きく分離される。

【００９０】以下に、図１０ないし図１２に示される第
１ないし第３のプラスチックレンズ１２７，１２９およ
び１３１に対応して、図１３のようにそれぞれのレーザ
ビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣおよびＬＢが副走査方向に関し
て大きく分離された状態に適した偏向後光学系が表５の
偏向前光学系７の各レンズ (レンズの配置は図１ないし
図７の例と同様である) のレンズデータを表７に示す
(また、表８に、比較例として従来から利用されている
偏向後光学系が表６の光学系のレンズデータを、同様の
方法で示す) 。

【００９１】

【表７】

【００９２】

【表８】 次に、図１３に示したレーザビームＬＹ，ＬＭ，ＬＣお
よびＬＢの副走査方向での分離量について、より具体的
に、表９および表１０に示す。

【００９３】

【表９】

【００９４】

【表１０】

【００９５】表９は、表１および表３、及び、表２およ
び表４に示した例に関する各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，
ＣおよびＢ) の副走査方向での分離量を示し、また、表
１０は、表７及び表９、及び、表８および表１０に示し
た例に関する各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，ＣおよびＢ)
の副走査方向での分離量を示している。

【００９６】表９および表１０から明らかなように、偏
向後光学系を図１０ないし図１２ならびに表５に示すよ
う最適化した例において、各レーザビームＬ (Ｙ，Ｍ，
ＣおよびＢ) の副走査方向の分離量が最大になることが
認められる。

【００９７】これにより、図２に示した折り返しミラー
３３Ｂ、第２の折り返しミラー３７Ｙ，３７Ｍおよび３
７Ｃが配置される際のそれぞれのミラーの間隔および位
置に対するさまざまな制限を緩和できることが認められ
る。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の光走査
装置は、光走査手段により走査された光に所定の結像特
性を与える第１ないし第３のレンズを有している。第１
のレンズは、光が走査される方向と直交する副走査方向
に関し、負のパワーを有している。第２のレンズは、光
が走査される方向と直交する副走査方向に関し、正のパ
ワーを有している。第３のレンズは、光が走査される方
向と直交する副走査方向に関し、正のパワーを有してい
る。これにより、光走査手段により走査される光が走査
される角度が最大になる。

【００９９】また、この発明の光走査装置によれば、第
１のレンズの入射面および出射面は、それぞれ、トーリ
ック面に、第２のレンズの入射面および出射面は、それ
ぞれ、トーリック面に、第３のレンズの入射面は、トー
リック面に、また、第３のレンズの出射面は、回転対称
面に、それぞれ、規定される。従って、光走査手段によ
り所定の位置に走査された光の結像特性を、どの位置で
も最適に維持できる。

【０１００】さらに、この発明の光走査装置によれば、
第１のレンズの入射面と第２のレンズの入射面の回転対
称軸は、副走査方向に、第１のレンズの出射面、第２の
レンズの出射面および第３のレンズの入射面の回転対称
軸は、光が走査される方向に規定される。このことか
ら、副走査方向の全域における色消し、像面湾曲、像面
歪曲および横倍率などの結像特性が改善される。

【０１０１】従って、色ずれのない小型のカラー画像を
低コストで提供できる画像形成装置およびその画像形成
装置に適したマルチビーム光走査装置が提供される。こ
れにより、低コストの画像形成装置が提供される。

【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折り返しミラ
ーブロックの概略斜視図。

【図５】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。

【図７】図１に示した光走査装置の各光学部材の配置を
示す概略平面図。

【図８】図１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９】図１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１０】図５に示した光走査装置の光路図の変形例を
示す光路図。

【図１１】図１１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。

【図１２】図１０に示した光走査装置の各光学部材の配
置を示す概略平面図。

【図１３】図１０ないし図１２に示した光走査装置によ
り偏向前光学系の分離量が増大される状態を示す概略
図。

【符号の説明】

１…マルチビーム光走査装置、 ３…半導体レー
ザ素子、５…光偏向装置、 ７…偏
向前光学系、９…有限焦点レンズ、 １１
…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、１７…プラスチッ
クシリンダレンズ、 １９…ガラスシリンダレンズ、２
１…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、３３…第１の折り返しミラ
ー、 ３５…第２の折り返しミラー、３７…第３
の折り返しミラー、 ３９…防塵ガラス、４１…
固定部、 ４３…ミラー押さえ板
ばね、４５…突起、 ４７…止
めねじ。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 26/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の光を所定の方向に走査する光走査手
   段と、 この光走査手段に近い側から順に、上記光走査手段によ
   り上記それぞれの光が走査される方向と直交する副走査
   方向のパワーが、それぞれ、負、正および正に規定され
   た第１ないし第３のトーリックレンズを含み、上記光走
   査手段により走査されたそれぞれの光に所定の結像特性
   を与える結像光学手段と、を、有する光走査装置。
2. 【請求項２】複数の光源と、 この複数の光源からの複数の光を１束の光線とみなすこ
   とのできる光線群にまとめる第１の光学手段と、 この第１の光学手段によりまとめられた上記光線群を所
   定の方向に走査する走査手段と、 この走査手段に近い側から順に配列された第１ないし第
   ３のレンズであって、上記光線群が上記走査手段により
   走査される方向と直交する副走査方向のパワーが負に規
   定された第１レンズと上記副走査方向のパワーが正に規
   定された第２レンズと上記副走査方向のパワーが正に規
   定された第３レンズとを含み、上記第１の光学手段によ
   りまとめられた光線群をもとの数の光に分離するととも
   に、それぞれの光を所定の位置に概ね直線状に結像させ
   る第２の光学手段と、 この第２の光学手段の少なくとも一部を通過された上記
   光線群を概ね１点に案内する第３の光学手段と、を、有
   する光走査装置。
3. 【請求項３】複数の光源と、 この複数の光源からの複数の光を１束の光線とみなすこ
   とのできる光線群にまとめる第１の光学手段と、 この第１の光学手段によりまとめられた上記光線群を所
   定の方向に走査する走査手段と、 この走査手段に近い側から順に配列された第１ないし第
   ３のレンズであって、入射面および出射面の形状がそれ
   ぞれトーリックに形成され、入射面の回転対称軸が上記
   光線群が上記走査手段により走査される主走査方向にか
   つ出射面の回転対称軸が上記主走査方向と直交する副走
   査方向にそれぞれ規定されるとともに、上記副走査方向
   のパワーが負に規定された第１レンズと、入射面および
   出射面の形状がそれぞれトーリックに形成され、入射面
   の回転対称軸が上記主走査方向にかつ出射面の回転対称
   軸が上記副走査方向にそれぞれ規定されるとともに、上
   記副走査方向のパワーが正に規定された第２レンズと、
   入射面の形状がトーリックにかつ出射面の形状が回転対
   称面に形成され、入射面の回転対称軸が上記主走査方向
   に規定されるとともに、上記副走査方向のパワーが正に
   規定された第３レンズとを含み、上記第１の光学手段に
   よりまとめられた光線群をもとの数の光に分離するとと
   もに、それぞれの光を所定の位置に概ね直線状に結像さ
   せる第２の光学手段と、 この第２の光学手段の少なくとも一部を通過された上記
   光線群を概ね１点に案内する第３の光学手段と、を有す
   る光走査装置。
4. 【請求項４】複数の光源と、 この複数の光源からの複数の光を１束の光線とみなすこ
   とのできる光線群にまとめる第１の光学手段と、 この第１の光学手段によりまとめられた上記光線群を所
   定の方向に走査する走査手段と、 この走査手段に近い側から順に配列された第１ないし第
   ３のレンズであって、入射面および出射面の形状がそれ
   ぞれトーリックに形成され、入射面の回転対称軸が上記
   光線群が上記走査手段により走査される主走査方向と直
   交する副走査方向にかつ出射面の回転対称軸が上記副走
   査方向にそれぞれ規定されるとともに、上記副走査方向
   のパワーが負に規定された第１レンズと、入射面および
   出射面の形状がそれぞれトーリックに形成され、入射面
   の回転対称軸が上記主走査方向にかつ出射面の回転対称
   軸が上記主走査方向にそれぞれ規定されるとともに、上
   記副走査方向のパワーが正に規定された第２レンズと、
   入射面の形状がトーリックにかつ出射面の形状が回転対
   称面に形成され、入射面の回転対称軸が上記主走査方向
   に規定されるとともに、上記副走査方向のパワーが正に
   規定された第３レンズとを含み、上記第１の光学手段に
   よりまとめられた光線群をもとの数の光に分離するとと
   もに、それぞれの光を所定の位置に概ね直線状に結像さ
   せる第２の光学手段と、 この第２の光学手段の少なくとも一部を通過された上記
   光線群を概ね１点に案内する第３の光学手段と、を有す
   る光走査装置。